基于AIE活性PVA/小檗碱抗菌水凝胶的创面愈合与pH-脱水双模式可视化监测研究

针对抗生素耐药性和创面感染监测滞后问题，青岛大学团队开发了具有聚集诱导发光效应(AIE)的PVA/SA/BBR抗菌水凝胶。该研究通过分子对接证实BBR可特异性抑制FabH（结合能-9.0185/-8.4037 kcal/mol），实现无抗生素抗菌（对S. aureus抑菌率>95%），并利用RGB信号转换实现创面pH实时监测，通过AIE效应可视化脱水状态，为智能伤口敷料开发提供新策略。

　　

论文解读

在慢性伤口治疗领域，抗生素滥用导致的耐药菌株激增与创面感染监测手段匮乏构成双重挑战。传统水凝胶敷料虽能维持湿润环境，但无法规避"盲目换药-二次损伤"的恶性循环，更缺乏对伤口微环境pH值——这一预测愈合效果的关键指标——的动态捕捉能力。青岛大学研究团队在《Biomaterials》发表的创新研究，将中药活性成分小檗碱(BBR)与聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)通过冷冻-解冻法自组装，构建出兼具治疗与诊断功能的智能水凝胶系统。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征材料组分，通过分子对接模拟BBR与细菌FabH蛋白的相互作用，并建立小鼠皮肤缺损模型验证促愈效果。智能手机RGB分析和荧光成像技术被用于量化pH响应与脱水状态，而MTT法及溶血实验评估生物相容性。

主要研究结果

1. 材料特性与抗菌机制
   水凝胶中BBR通过分子内扭转电荷转移(TICT)效应产生pH依赖性荧光。分子对接揭示BBR与E. coli/S. aureus的FabH活性位点形成氢键和疏水相互作用，结合能分别达-9.0185和-8.4037 kcal/mol，显著抑制细菌脂肪酸合成。

2. 双模式智能响应
   在pH 5.0-9.0范围内，水凝胶发生肉眼可见的橙黄-棕红色变（Δλ_max=85 nm），荧光强度与pH线性相关（R²>0.98）。脱水率达60%时，AIE效应引发荧光增强5.3倍，实现"一眼知换"的临床提示。

3. 体内外功效验证
   对S. aureus的抑菌圈直径达22.3±1.1 mm，溶血率<5%。小鼠模型显示治疗组7天创面收缩率较对照组提高41.2%，组织学证实胶原沉积量增加2.8倍。

结论与展望
该研究突破性地将中药抗菌、环境响应与可视化诊断整合于单一敷料：① 通过非抗生素机制规避耐药性；② RGB-AIE双信号系统实现"治疗-监测"闭环管理；③ 为柔性可穿戴传感提供新范式。未来可进一步探索BBR与其他天然抗菌剂的协同效应，或结合物联网技术开发远程创面监测系统。这种"中国智造"的多功能水凝胶，为慢性伤口管理的精准医疗时代提供了极具转化潜力的解决方案。