武理工戴红莲/浙大胡懿郃 ACS Nano：智能捕捉细菌及促进神经血管网络重建的Bio-MOF水凝胶加速感染性创面修复与愈合

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烧、创伤所导致的创面感染一直是临床医师面临的严峻挑战，如不及时、有效治疗，常造成创面延迟愈合、瘢痕畸形、甚至败血症等致命性并发症。因此，如何快速有效抗菌，加速创面愈合和提高创面修复质量是治疗感染性创面的关键。

近日，武汉理工大学戴红莲教授团队联合浙江大学医学院附属第一医院胡懿郃教授团队构建了一种具有“主动”捕获并快速杀灭细菌，同时通过促进神经血管网络重建加速（感染性/慢性感染）创面高质量修复的多功能水凝胶，并在大鼠皮肤感染模型中展示了其治疗效果。该水凝胶由季铵盐壳聚糖（QCS）包覆负载万古霉素的姜黄素基（锌）金属有机框架（QCSMOF-Van）与海藻酸钠/明胶双网络水凝胶复合而成，具有良好的力学、粘附、溶胀、保湿和生物降解性能。QCSMOF-Van利用QCS表面的正电荷捕获细菌，并通过Zn²⁺与万古霉素的协同抗菌作用，实现了细菌的高效捕获和快速杀灭。此外，QCSMOF-Van水凝胶具有优异的抗炎特性及温和的光热效应，通过多维度调节感染性伤口部位的免疫微环境，促进神经血管再生和网络重建，加速创面组织再生和快速愈合。因此，这种多功能水凝胶的组织再生级联管理策略为创面治疗提供了一种新的思路，在感染性创面治疗方面具有很大的优势和前景。

相关研究成果以题为“Photothermal hydrogel encapsulating intelligently bacteria-capturing Bio-MOF for infectious wound healing”于2022年11月2日发表在《ACS Nano》上。武汉理工大学硕士研究生黄凯和中南大学湘雅医院博士后刘文斌为文章共同第一作者，武汉理工大学戴红莲教授和浙江大学医学院附属第一医院胡懿郃教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、深圳市基础研究重点项目等项目的支持。

图1. 智能捕获细菌光热Bio-MOF水凝胶的设计策略

图2. Bio-MOF水凝胶的细胞相容性和抗炎性能。QCSMOF水凝胶具有良好的细胞相容性和抗炎能力，可抑制M1相关基因，促进M2相关基因的表达。

图3. Bio-MOF水凝胶捕捉细菌性能。QCSMOF具有优异的细菌捕捉能力。

 图4. Bio-MOF水凝胶的抗菌性能。QCSMOF水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出优异的抗菌效果（24h）；QCSMOF-Van水凝胶对金黄色葡萄球菌的抗菌率8h就能达到100%，实现了快速抗菌。

 图5. Bio-MOF水凝胶促进大鼠金黄色葡萄球菌感染性伤口再生和愈合。由于QCSMOF-Van水凝胶的快速抗菌特性和良好抗炎能力，3天即实现了创面感染的控制，避免了慢性炎症的发生。

 图6. Bio-MOF水凝胶促神经血管网络重建效果评估。QCSMOF-Van水凝胶组在光热的辅助下，神经、血管再生及网络重建，可能与Zn²⁺的释放和低温光热效应协同影响免疫微环境有关。

 图7. Bio-MOF水凝胶促皮肤愈合效果评估。QCSMOF-Van水凝胶协同光热效应促进胶原再生及毛囊再生。神经血管网络的重建有效促进了感染性创面的高质量修复。

文章来源：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c09593

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