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为解决严重皮肤创伤修复中细胞介导的基质重塑效率低和细菌感染等问题，研究人员开展了近红外光（NIR）刺激的智能热响应双层系统研究。结果显示该系统能促进伤口愈合、预防感染，为严重皮肤创伤修复提供了新策略。
在人体的防御体系中，皮肤就像一位忠诚的卫士，不仅时刻感知外界环境变化，还为身体筑起坚固的屏障，抵御微生物的入侵。当皮肤受伤时，正常情况下会启动自我修复程序，经历止血、炎症反应、细胞增殖和细胞外基质（ECM）重塑四个阶段。然而，严重的皮肤创伤，如大面积、慢性或感染性创伤，却让这一修复过程困难重重。传统的水凝胶虽在伤口治疗中展现出一定潜力，能营造湿润环境、积累治疗分子，但细胞参与的基质重塑效率低下，细菌感染频发，成为阻碍其发挥更大作用的难题。
为攻克这些难题，来自多个研究机构的科研人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》上。研究人员致力于开发一种近红外光（NIR）刺激的智能热响应双层系统（STS），旨在实现高效的伤口愈合，为严重皮肤创伤的修复带来新希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过调整明胶分子间的共价键含量（净点数）来调控明胶（Gel）水凝胶的热响应特性，构建出合适的热敏性水凝胶作为基质层。其次，利用静电纺丝技术制备聚乳酸 - 己内酯（PLCL）随机纳米纤维，并对其进行修饰，获得具有抗菌性能的纳米纤维垫作为顶层。此外，通过扫描电子显微镜（SEM）、X 射线光电子能谱（XPS）等多种表征手段，对制备的材料进行全面分析；运用体外细胞实验和体内动物实验，评估该双层系统在促进伤口愈合和预防感染方面的效果 。
在研究结果方面：
- 调控水凝胶温度敏感性：通过改变 EDC 和 NHS 的用量调整 Gel 水凝胶分子间净点含量，发现增加净点含量可提高热响应温度。当 NHS 与明胶质量比为 1:15 时，水凝胶热响应温度在 37 - 42°C，适合构建智能热响应系统的基质层。
- 实现 NIR 可控按需释药：制备的 PDA - Cu2+修饰的短纳米纤维（P@SF）具有良好的近红外吸收能力，将其掺入 Gel 水凝胶后，在近红外光照射下，P@SF 产生光热效应，使局部温度升高，引发水凝胶 “凝胶 - 溶胶” 转变，实现按需释药。同时，该水凝胶具有良好的组织粘附性和机械性能。
- 构建高效抗菌系统：制备的 PLys@PDA - Lys 修饰的 PLCL 纳米纤维（PLys@PDA - Lys@PLCL）具有出色的抗菌性能。其不仅能有效阻止微生物渗透，还能通过阳离子基团捕获和杀死细菌，近红外光照射可进一步增强杀菌效果，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌效率分别达 76.23% 和 89.16%。
- 促进细胞生长和分化：负载碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）的智能热响应水凝胶在近红外光照射下，能显著促进细胞生长和浸润，维持成纤维细胞健康表型，并调节相关基因表达，发挥抗瘢痕作用。
- 加速体内伤口愈合：在大鼠伤口模型中，与对照组相比，负载 bFGF 的水凝胶结合近红外光照射（+NIR 组）能有效减轻炎症，加速伤口愈合，促进表皮再生、毛囊形成和胶原蛋白沉积，提高伤口愈合率，效果优于先前报道的其他水凝胶。
- 预防伤口感染：在感染金黄色葡萄球菌的大鼠伤口模型中，NIR 刺激的 STS 能有效减轻炎症，减少细菌数量，抑制感染，促进伤口愈合。
研究结论和讨论部分表明，该研究成功开发的 NIR 刺激的 STS 双层系统，结合了载药水凝胶和抗菌纳米纤维垫的优势。在体外和体内实验中，该系统均展现出促进伤口愈合和预防感染的卓越能力，为严重皮肤创伤的修复提供了一种创新且有效的策略。不过，研究也存在一些局限，如需要进一步精确调控水凝胶的温度敏感性、短纳米纤维用量和近红外光暴露条件，优化光热效应强度和药物释放速率，同时深入研究材料的生物降解性和长期安全性。尽管如此，这一研究成果依然为未来皮肤创伤治疗领域的发展指明了方向，有望推动相关研究取得更大突破，造福更多患者。
