当前多数常用的伤口敷料都存在无法适应伤口形状或缺乏抗菌能力等问题，严重影响了其临床治疗效果。本研究通过将聚多巴胺纳米粒子掺杂食品胶凝胶，合成了一款性能优异的复合食品胶伤口敷料。该敷料具有快速的形状适应性和优异的抗菌性能，极大的加快了细菌感染的伤口愈合，为后续伤口的治疗提供了新思路。
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研究内容简介
每年有数百万例因意外创伤或外科手术造成的创伤需要治疗。开放性伤口易受外界细菌感染，存在严重的伤口炎症风险，抑制伤口愈合，甚至导致死亡的风险。伤口敷料是目前最常用的促进伤口愈合的方法之一：其使用方便，治疗效果显著。虽然纱布、创可贴、棉花等在临床治疗中被广泛用作创面敷料，但这些材料在实际应用中存在严重的问题，如缺乏弹性，影响了它们对创面形状的适应能力和贴合能力。特别是当机体剧烈运动时，这些传统敷料易变形和脱落。此外，大多数伤口敷料缺乏足够的抗菌能力或需要大量抗生素，使用抗生素可能会增加细菌的耐药性。因此，开发一种快速适应正确形状且不使用抗生素的抗菌伤口敷料具有重要的现实意义。
水凝胶是具有高含水量的互连聚合物网络，被广泛认为是伤口敷料的理想材料。将黄原胶(XG)和魔芋葡甘露聚糖(KGM)混合可以生产协同水凝胶，这是一种典型的食品胶材料，已获得美国食品药品管理局（FDA）的批准。XG和KGM分别以溶液状态存在。然而，当它们混合时，XG和KGM多糖链之间会产生显着的非共价相互作用，形成热可逆凝胶网络。与大多数水凝胶相比，XG-KGM(XK)凝胶具有更高的弹性和含水量，能够快速响应外部变化的形状适应性。这确保了XK凝胶能够完美贴合伤口的大小和形状，将其与外界隔离并为愈合提供湿润的环境。然而，虽然XK水凝胶敷料表现出令人满意的伤口愈合性能，但单独使用时无法满足实际应用的需要。这是因为它们缺乏减少伤口感染所需的抗菌能力，并且机械强度不足，所以容易在伤口部位破裂。
掺杂纳米聚多巴胺(PDANPs)是一种潜在的补偿XK凝胶缺陷的方法。通过多巴胺氧化聚合制备的PDANPs具有优异的生物医学应用性能。PDANPs的结构类似于天然黑色素，其优点包括光吸收能力强、生物相容性好、制备方法简单。PDANPs还具有很高的光热转换效率，最近被开发为一种光热转导剂，以防止细菌感染。XK-PDA(XKP)纳米复合水凝胶是通过在XK凝胶中掺杂PDANPs制备的，可用于通过光热灭菌杀死伤口中的细菌，并显示出广谱杀菌活性，而不会引起细菌耐药性。此外，PDANPs可以与XK凝胶基质相互作用形成具有高机械强度的纳米复合水凝胶，并防止水凝胶网络在机械应力下破裂。
基于这些结果，我们通过将PDANPs原位掺杂到XK凝胶中来合成一系列创新的纳米复合水凝胶，以增强细菌感染伤口的愈合。XKP纳米复合水凝胶表现出快速的形状适应性，确保敷料完全贴合伤口的形状。XKP水凝胶在暴露于近红外光时还可以产生光热效应，从而杀死伤口部位的细菌，减少炎症，并最终促进伤口愈合。在这个水凝胶系统中，PDANPs和XK凝胶协同工作以实现所需的功能。一方面，PDANPs增强了凝胶的机械性能以防止破裂并解决凝胶缺乏抗菌作用的问题。另一方面，XK凝胶具有多孔结构，可以提供足够的空间来容纳PDANPs。本研究中制备的XKP水凝胶敷料结合了PDANPs的光热抗菌性能和XK水凝胶的快速形状适应特性。该敷料策略为治疗伤口细菌感染提供了更多选择，具有一定的临床转化潜力。
Scheme1.(A)Preparationand(B)applicationofXKPnano