由于皮肤经常暴露在复杂的外界环境中,很容易受伤,形成伤口。皮肤屏障功能的丧失可能导致感染、上皮细胞屏障的破坏和伤口部位细胞间信号受损。受损的细胞间信号下调了上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞的增殖、分化和流动性,进一步增加了细菌感染的风险、延长治疗周期,造成了严重的医疗负担。因此,迫切需要开发新的修复方法恢复细胞间信号,促进创面愈合。水凝胶是一种含水量高、生物相容性好的柔性生物材料,而导电性水凝胶可模拟内源性电场,提供湿润环境,加速表皮再生与细胞迁移,在伤口愈合中极具潜力。
基于此,湖北大学陈朝霞副教授
/
张玉红教授
/
孙争光教授提出了电刺激和光热抗菌联合治疗策略用于促进慢性创面的快速愈合。相关工作以“
An antimicrobial and adhesive conductive chitosan quaternary ammonium salt hydrogel dressing for combined electrical stimulation and photothermal treatment to promote wound healing
”发表在《
Carbohydrate Polymers
》上(
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.123136
)。
该工作报道的
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水凝胶敷料由聚乙烯醇(
PVA
)、壳聚糖季铵盐(
QCS
)、茶多酚(
TP
)和铁离子(
Fe
3+
)经简单一锅法反复冻融制得。
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具有良好的粘附性与导电能力,能够精准捕捉身体各部位的运动信号并给出稳定灵敏的反馈,适用于运动关节处创面的治疗与监测。此外,
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水凝胶具有快速止血功能和溶胀性,能及时吸收组织渗出液。复合抗菌活性的
QCS
和
TP
后,
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水凝胶展现出优异的、广谱的、稳定的抑菌性能。值得注意的是,
TP@Fe
3+
赋予
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良好的光热性能,在近红外光下显示出可控的升温范围,低于人体安全温度阈值(
~ 44.8 °C
),避免了高温对伤口的二次损伤。在直流电源(
1.5 V
纽扣电池)和近红外光(
808 nm
)双重刺激下,促进了细胞迁移与胶原蛋白沉积,加速了伤口愈合。在小动物体内创面模型中,
14
天治疗期内伤口愈合率高达
99.59
±
4.11%
。
在这项工作中,
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水凝胶集粘附、导电、抗菌和光热效应于一体,不仅拓宽了季铵盐壳聚糖基水凝胶的生物应用,而且为慢性创面监测管理和治疗提供了新思路。
图
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基于季壳聚糖的粘
附性导电水凝胶敷料联合电刺激和光热治疗促进慢性伤口愈合
图
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的结构表征
图
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的导电性、溶胀性以及粘附性表征
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