用于细菌感染伤口愈合的创面敷料

皮肤创面愈合是生物医学领域一个重要的研究方向。在创面愈合过程中，细菌感染是不可避免，且亟需解决的难题。然而，抗生素的滥用，导致多重耐药菌的出现，给创面的抗·菌治疗带来了更加严峻的挑战。如何实现高·效抗·菌，并有效促进创面愈合进程是广大科研工作者需解决的医学瓶颈。
 常用的抗·菌材料种类众多，包括抗生素、金属离子（Ag⁺，Cu²⁺等）、阳离子聚合物（季氨化壳聚糖）、仿生纳米酶（MoS2）和抗·菌多肽等，抗·菌手段也包括化学动力疗法（CDT）、光疗法（PDT、PTT）、磁热疗法（MHT）等。科研工作者应用不同材料，通过构建相应的抗·菌、抗氧化、促愈合创面敷料，达到有效促愈合目的。为方便大家了解和学习相关内容，EFL公众号整理了部分与细菌感染创面愈合相关的研究性文章供大家参考学习，同时欢迎大家联系EFL公众号获取更多资源或交流合作。

1. Chemical Engineering Journal：一种负载细菌群体感应抑制剂超支化聚赖氨酸的ROS清除水凝胶在体内促进感染皮肤创面的无疤·痕愈合金黄色葡萄球菌(S. aureus)是引起皮肤和软组织感染ZUI常见的病原体。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的出现和传播，因其高耐药性和强毒性，给伤口感染的治疗带来了重大挑战。皮肤伤口部位活性氧(ROS)的过表达也会加剧炎症，导致愈合缓慢和严重的疤·痕。因此，临床需要对感染MRSA的伤口采取综合对策。群体感应(QS)是细菌细胞间的化学交流过程，干扰QS被认为是降低MRSA毒力和致病性的一种有前途的策略。基于此，Huidan Lu等人设计了一种含有细菌QS抑制剂超支化聚赖氨酸(HBPL)的ROS清除水凝胶，对浮游生物和生物膜嵌入的MRSA具有有效的杀菌能力。在体内，清除ROS的HBPL水凝胶通过阻断QS、杀灭细菌、抑制炎症、促进血管生成，有效促进MRSA感染的全层皮肤缺损的愈合，该研究为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染皮肤伤口的无疤愈合提供了新的见解，相关工作“A ROS-scavenging hydrogel loaded with bacterial quorum sensing inhibitor hyperbranched poly-L-lysine promotes the wound scar-free healing of infected skin in vivo”于2022年2月8日发表在杂志Chemical Engineering journal上。

2. Nano Letters：负电荷硫量子点用于耐药病原体细菌感染的治疗耐药病原菌作为一种全·球性的健康威胁，需要临床应用有效的抗·菌药物和策略。带正电的材料通常是通过静电作用结合和破坏细菌细胞膜来达到抗·菌作用的，但它们也通常会引起溶血和细胞毒性。基于此，Yi Wang等人设计了带负电荷的硫量子点(SQDs)作为一种高·效的广谱抗生素，在体内和体外杀死耐药细菌。由于单质硫固有的抗·菌活性和活性氧的催化生成，SQDs可以破坏细菌膜系统并影响其代谢。对典型致病性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌诱导的皮下感染模型具有有效的治疗作用。此外，带负电荷的表面使SQDs具有良好的血液相容性和低毒性，研究结果突出了SQDs作为一种有效的生物相容性抗·菌剂在临床感染治疗中的重要前景。相关工作“Negatively charged sulfur quantum dots for treatment of drug-resistant pathogenic bacterial infections”于2021年11月9日发表在杂志Nano Letters上。

3. Bioactive Materials：构建基于单宁酸金属涂层修饰MoS₂双纳米酶的多功能水凝胶用于细菌感染创面愈合细菌感染、组织缺氧和炎症反应会阻碍感染创面的修复过程。为了缓解上述问题，Yang Li等人开发了具有双酶活性的单宁酸螯合Fe修饰二硫化钼纳米片(MoS @TA/Fe NSs)，并将其固定在多功能水凝胶上。在光热效应(PTT)、谷胱·甘肽(GSH)损失和类过氧化物酶(POD)活性的共同作用下，水凝胶表现出良好的抗·菌性能。水凝胶的类POD活性主要归因于MoS₂纳米片，而类CAT活性主要归因于TA/Fe络合物。此外，MoS₂@TA/Fe NSs赋予水凝胶卓·越的抗氧化能力，维持抗氧化系统平衡，防止炎症。水凝胶还能抑制炎症因子的释放，从而提高TA的抗·炎性能。这种可适应形状的胶粘剂水凝胶可以填充整个伤口，并与伤口紧密接触，以ZUI大的效率实现其功能。该项工作“Construction of multifunctional hydrogel based on the tannic acid-metal coating decorated MoS₂ dual nanozyme for bacteria-infected wound healing”于2021年7月26日发表在杂志Bioactive Materials上。

4. Green Chemistry：单宁酸-硫辛酸水凝胶:一种用于创面愈合的新型可注射超分子胶黏性水凝胶皮肤组织缺陷是人类健康的主要威胁。因此，开发一种具有较强附着力、生物相容性好、成本低、生产方法简单等特点的新型理想胶粘剂具有十分重要的意义。基于多酚对自由基的清除作用，以及多酚对面粉制品机械性能的改善作用，Chen Chen等人采用硫辛酸和硫基多酚迈克尔加成开环聚合的方法合成了单宁酸硫辛酸(TATA)超分子凝胶。该合成方法坚固、简便、省时、成本低，符合绿色化学的规律。用X射线光电子能谱(XPS)证实了分子间的成功交联。多酚残基和羧基之间形成的多个氢键赋予水凝胶自愈性和可注射性。此外，TATA水凝胶作为皮肤伤口愈合的粘合剂，与缝合治疗相比，治疗时间缩短，再生效果增强。在烧伤创面感染模型中，该水凝胶对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也具有抗·菌活性。相关工作“Tannic acid–thioctic acid hydrogel: a novel injectable supramolecular adhesive gel for wound healing”于2021年1月18日发表在杂志Green Chemistry上。

5. Small：离子共价有机框架纳米酶作为抗细菌创面感染的有效级联催化剂传统抗生素滥用导致的耐药风险增加和伤口表面生物膜的形成是细菌引起的感染和伤口愈合不成功的主要问题。利用工业用H₂O₂等活性氧处理是解决这些问题的一种可行方法，但其效率较低。在此基础上，Yite Li等人开发了一种具有自我促进抗·菌作用和良好生物相容性的离子共价有机框架基纳米酶(GFeF)作为葡萄糖触发的创伤细菌感染级联催化剂。葡萄糖氧化酶除了能有效地将葡萄糖转化为过氧化氢外，还能提供一个相容的催化环境，大大提高过氧化物酶的活性，从而产生更多的有毒羟基自由基。同时，带正电荷的GFeF与细菌膜之间的粘附可以大大增强愈合效果。这种葡萄糖触发的级联策略可以通过间接产生H₂O₂来减少有害的副作用，在糖尿病患者的伤口愈合方面具有极·大的潜力。该工作“Ionic covalent-organic framework nanozyme as effective cascade catalyst against bacterial wound infection”于2021年7月1日发表在杂志Small上。

6. Bioactive Materials：仿贻贝黏附抗氧化抗·菌止血复合光聚合水凝胶创面敷料用于感染皮肤创面愈合随着耐药细菌感染的日益流行和慢性感染伤口的缓慢愈合，新型抗·菌和加速伤口愈合敷料的开发成为一项严峻的挑战。为了解决这一问题，Yutong Yang等人研制了基于聚乙·二醇单甲醚改性甲基丙烯酸缩水甘油酯功能化壳聚糖(CSG-PEG)的光交联多功能抗·菌胶抗氧化止血水凝胶敷料。甲基丙烯酰胺多·巴胺(DMA)和锌离子能消杀耐药菌和促进伤口愈合。此外，已证实该多功能水凝胶对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有良好的固有抗·菌性能。在感染MRSA的全层皮肤缺损模型中，对创面愈合率、肉芽组织厚度、胶原沉积数、血管和毛囊再生等指标进行观察，研究皮肤再生过程中炎症相关细胞因子(CD68)和血管生成相关细胞因子(CD31)的表达。所有结果表明，这些多功能抗·菌黏合剂止血水凝胶的愈合效果优于商用Tegaderm薄膜，表明它们在感染创面的愈合方面是有希望的替代产品。该工作“Mussel-inspired adhesive antioxidant antibacterial hemostatic composite hydrogel wound dressing via photo-polymerization for infected skin wound healing”于2021年6月23日发表在杂志Bioactive Materials上。

7. Carbohydrate Polymers：右旋·糖酐和基于多肽的pH响应性水凝胶可以促进耐多药细菌感染伤口的愈合过程创伤性耐多药(MDR)细菌感染是对公众的致命威胁。为了对抗MDR细菌，Siwen Wu等人开发了一种基于多肽DP7 (VQWRIRVAVIRK)和氧化葡聚糖(DP7- ODEX水凝胶)的双功能pH响应性水凝胶。作为一种抗·菌肽，DP7可与多种抗生素协同作用;因此，将头孢·他啶装入DP7-ODEX水凝胶中，其对铜绿假单胞菌MDR的抑制作用具有明显优势。此外，由于氧化右旋·糖酐中的醛基与创面组织中的胺基相互作用，水凝胶可以在皮肤缺损的不规则表面延伸，促进上皮细胞粘附。DP7还可以作为一种伤口愈合肽，加速伤口愈合过程。该团队证实了DP7-ODEX水凝胶在正常或糖尿病创面感染模型中具有强大的治疗作用。通过组织形态学分析发现，DP7水凝胶也具有无瘢痕愈合能力。相关工作“Dextran and peptide-based pH-sensitive hydrogel boosts healing process in multidrug-resistant bacteria-infected wounds”于2021年12月10日发表在杂志Carbohydrate Polymers上。

8. Bioactive Materials：具有光热性能和增强纳米酶活性的铜单原子催化剂用于细菌感染的伤口治疗纳米酶已成为新一代抗生素，具有广谱抗·菌特性和可忽略的生物毒性。然而，其固有的低催化活性限制了其抗·菌性能。Xianwen Wang等人采用热解-蚀刻-吸附-热解(PEAP)策略，成功构建了Cu单原子位点/N掺杂多孔碳(Cu SASs/NPC)光热催化抗·菌处理材料。Cu SASs/NPC比未掺杂Cu的NPC具有更强的类过氧化物酶催化活性、谷胱·甘肽(GSH)消耗功能和光热性能，表明Cu掺杂显著提高了纳米酶的催化性能。Cu SASs/NPC在H₂O₂存在下能有效诱导类过氧化物酶活性，从而产生大量的羟基自由基(·OH)，对细菌有一·定的杀灭作用，使细菌对温度更敏感。近红外(NIR)光的引入可以产生热疗来杀灭细菌，增强类过氧化物酶的催化活性，从而产生更多的·OH来杀灭细菌。体内实验表明PTT-催化协同治疗MRSA感染的小鼠创面有较好的效果。该团队的工作表明了含铜单原子催化剂广泛的抗·菌和抗感染生物应用。相关工作“Copper single-atom catalysts with photothermal performance and enhanced nanozyme activity for bacteria-infected wound therapy”于2021年4月30日发表在杂志Bioactive Materials上。

9. Advanced Functional Materials：基于纳米酶的具有抗·菌和抗氧化双重功能的低滞后可拉伸水凝胶，用于活动部件的紧密配合和伤口愈合关节、颈部等活动部位的创面愈合仍是一个严峻的挑战，因为敷料运动频繁，弹性差，可能导致机械性能不匹配，与创面不匹配，增加细菌感染和炎症的风险。Yanyan Li等人通过N -异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺和丙烯酰Pluronic 127 (PF127-DA)的共聚，以及二硫钼-聚多·巴胺纳米酶(MP)的功能化，设计了一种新型抗·菌和抗氧化双重功能低滞后可拉伸MP复合水凝胶(MPH)，用于活动部件的紧密贴合和伤口愈合。优良的力学性能可使其与创面贴合紧密，抵抗细菌的侵袭，有效避免了敷料的二次固定。此外，从光热特性中获得的抗·菌和从类酶活性中获得的抗氧化双重功能可以消除细菌感染，降低氧化应激，改善伤口微环境，促进伤口愈合。相关工作“Nanozyme-based stretchable hydrogel of low hysteresis with antibacterial and antioxidant dual functions for closely fitting and wound healing in movable parts”于2021年12月7日发表在杂志Advanced Functional Materials上。

10. Chemical Engineering Journal：含Cu²⁺掺杂超长羟基磷灰石纳米线和黑磷纳米片的柔性光热生物纸片用于加速感染创面愈合皮肤创面伴细菌感染和血管生成障碍可能是致命的，是临床领域的一个挑战性问题，迫切需要具有有效消毒和创面组织再生能力的多功能创面敷料。在此，JunkaiZeng等人报道了一种柔性的光热生物纸(BP/HAP:Cu²⁺)，其集成了二维光热能力的黑磷纳米片(BPNS)和一维抗·菌的掺杂Cu²⁺的超长羟基磷灰石(HAP:Cu²⁺)纳米线，以加速感染伤口的愈合。所制备的BP/HAP:Cu²⁺生物纸具有稳定的多孔网络结构、高孔隙率、良好的生物相容性、优异的光热转化能力和抗·菌功能。体内外实验表明Cu²⁺持续释放结合BPNS产生的光热效应可以破坏菌膜，增强谷胱·甘肽氧化，对金黄色葡萄球菌具有97.0%的协同高·效抗·菌效果。此外，该材料体系能有效促进细菌感染创面愈合，在临床应用中具有广阔前景。相关工作“Flexible photothermal biopaper comprising Cu²⁺-doped ultralong hydroxyapatite nanowires and black phosphorus nanosheets for accelerated healing of infected wound”于2022年2月18日发表在杂志Chemical Engineering Journal上。

11. Small Methods：用于伤口愈合的聚集诱导发射纳米纤维敷料的原位静电纺丝皮肤伤口的治疗迫切需要能满足紧急情况极端要求的快速伤口敷料和有效的抗·菌手段。基于此背景，Ruihua Dong等人报道了一种原位沉积和个性化的纳米纤维敷料，它可以通过手持式静电纺丝装置直接静电纺丝在皮肤伤口上，完·美贴合不同大小的不同伤口。此外，纳米纤维敷料中负载了具有光动力治疗作用的聚集诱导发光发光剂，赋予敷料在伤口愈合过程中的长期抗·菌活性。原位电纺纳米纤维对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌表现出优异的抗·菌活性。体内研究表明，这些抗·菌纳米纤维敷料可有效减轻炎症并显着加速伤口愈合。这种原位产生的抗·菌创面敷料有望在军事和民生中作为紧急情况下的应急治疗手段。相关工作“In situ electrospinning of aggregation-induced emission nanofibrous dressing for wound healing”于2022年2月26日发表在杂志Small Methods上。

12. Bioactive Materials：一种自交联、双官能团修饰的细菌纤维素凝胶，用于感染伤口的抗·菌和愈合纤维素/壳聚糖复合材料作为一种成熟的商用抗·菌敷料，是一类重要的创面修复材料。然而，如何实现两种成分的完·美复合，提高抗·菌活性是一个急需解决的问题。Yajie Xie等人采用羧甲基化和选择性氧化法制备了双官能团修饰的细菌纤维素(DCBC)。此外，通过自交联将壳聚糖(CS)与羧甲基细菌纤维素/壳聚糖复合，形成双醛羧甲基细菌纤维素/壳聚糖复合物(S-DCBC/CS)。CS的醛基与氨基可以通过席夫碱进行反应。DCBC的羧基和CS分子链的无定形分布增加了复合材料的抗·菌性能。复合材料的抑菌率可达95%以上。细菌可以被吸引到复合材料表面，这就是所谓的定向粘附抗·菌效应。动物实验中S-DCBC/CS能有效抑制伤口细菌的增殖并杀灭细菌，3周后S-DCBC/CS创面愈合率达80%，与传统的壳聚糖敷料相比，该复合材料具有更·好的抗·菌和促进愈合作用。该工作“A self-crosslinking, double-functional group modified bacterial cellulose gel used for antibacterial and healing of infected wound”于2022年1月19日发表在杂志Bioactive Materials上。