通过多种动态化学键构建的自修复光热抗菌水凝胶

《Materials Chemistry Frontiers》：Self-healing photothermal antibacterial hydrogels constructed through multiple dynamic chemical bonds

基于聚乙烯醇、硼砂、多巴基透明质酸和氯化铁的一锅法合成PHDF水凝胶，具有多重动态化学键介导的自愈性和可调控流变学特性。其在近红外光照射下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出高达99%的光热抗菌效率，同时具备抗氧化性、良好的生物相容性和组织粘附性，为开发非抗生素依赖型抗菌材料提供新方案。

　　

水凝胶凭借其高度亲水性的三维聚合物网络结构，在作为抗菌生物医学材料方面展现出巨大潜力。然而，抗生素的过度使用导致了耐药细菌的出现，这凸显了开发不依赖抗生素来对抗感染的多功能生物材料的必要性。在这项研究中，研究人员采用一锅法合成了具有光热抗菌性能的多功能水凝胶（PHDF水凝胶），其原料包括聚乙烯醇、硼砂、多巴胺接枝的透明质酸和三氯化铁。该水凝胶的自修复性能得益于聚乙烯醇与硼砂之间形成的硼酸盐键、多巴胺与三价铁（Fe³⁺）之间的金属-配体键以及大分子之间的氢键，这些作用延长了水凝胶的抗菌效果。多巴胺-三价铁（catechol–Fe³⁺）复合物在近红外光照射下表现出卓越的光热抗菌效果，对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）的抗菌效率可达约99%。此外，该水凝胶还具有可调节的流变性能、抗氧化特性、良好的组织黏附性、可注射性以及优异的血液相容性和细胞相容性，使其成为一种极具前景的抗菌材料。