基于聚硫辛酸的紫外触发按需释放H2S的超分子水凝胶用于烧伤创面修复

针对烧伤创面感染和炎症失控难题，西安交通大学团队开发了一种基于聚硫辛酸(polyTA)、丙烯酰腺嘌呤(AA)和苯硼酸修饰银纳米颗粒(AgNPs-PBA)的多功能超分子水凝胶。该材料通过紫外光触发原位产生H2S并精准调控释放，同时利用硼酸基团靶向识别杀菌，兼具自修复、可移除特性，显著促进创面愈合。研究为烧伤治疗提供了新型智能敷料解决方案。

　　

烧伤是全球范围内最常见的创伤类型之一，每年影响数百万人。烧伤创面因高温导致组织坏死，极易引发细菌感染和过度炎症反应，传统敷料难以同时解决感染控制、炎症调节和组织再生三大难题。尤其令人困扰的是，烧伤后促炎因子主导的微环境会阻碍巨噬细胞向修复型M2表型极化，而目前临床常用的含银敷料依赖被动释放银离子(Ag⁺)，存在靶向性差、生物安全性低等问题。与此同时，作为第三气体信号分子的硫化氢(H₂S)虽被证实具有抗炎促血管生成作用，但其气体特性导致递送困难，现有供体存在释放不可控、细胞毒性等缺陷。

针对这些挑战，西安交通大学的研究团队创新性地将聚硫辛酸(polyTA)的动态键特性与功能化纳米材料相结合，开发出具有紫外触发H₂S按需释放和靶向抗菌功能的超分子水凝胶敷料。该研究发表在《Journal of Controlled Release》上，通过多学科交叉策略，实现了烧伤治疗中抗菌-抗炎-促修复的协同调控。

研究团队主要采用以下关键技术：紫外光引发聚合构建polyTA/AA/AgNPs-PBA三元网络；甲基蓝法定量检测H₂S释放；流变学表征材料自修复性能；X射线光电子能谱(XPS)分析纳米颗粒表面修饰；建立小鼠全层皮肤缺损烧伤模型和铜绿假单胞菌(PA)感染模型评估疗效。

材料表征与性能研究
通过Ag-S键将苯硼酸(PBA)修饰到银纳米颗粒表面，形成的AgNPs-PBA能特异性识别细菌表面的磷壁酸/脂多糖中的顺式二醇结构。流变测试显示水凝胶具有快速自修复能力(5分钟内恢复90%模量)，拉伸实验证实其组织粘附强度达12.5 kPa。紫外-可见光谱证实该材料具有UV屏蔽功能，可保护创面免受二次光损伤。

抗菌与抗炎效应
硼酸靶向策略使抗菌效率提升3倍，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭率均超过99%。通过紫外调控可实现H₂S的剂量依赖性释放(0.5-2.5 μmol/g)，显著下调促炎因子IL-6、TNF-α和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达，同时促进血管内皮生长因子(VEGF)分泌。

动物实验验证
在烧伤和PA感染模型中，治疗组14天创面闭合率达95%，较对照组提高40%。组织学显示该水凝胶促进胶原沉积和毛囊再生，免疫荧光证实其可诱导巨噬细胞向M2型极化。值得注意的是，材料可通过生理盐水冲洗完全移除，避免二次创伤。

该研究突破性地解决了H₂S控释和AgNPs靶向两大技术瓶颈，创建的"智能识别-精准杀菌-按需释药"一体化平台，为复杂烧伤治疗提供了新范式。polyTA的动态共价键设计不仅稳定了网络结构，还实现了H₂S的可编程释放。特别值得关注的是，这种敷料兼具"治疗-防护"双重功能：UV屏蔽特性防止光损伤，而可移除性解决了传统敷料更换时的机械创伤问题。研究团队提出的硼酸靶向策略为纳米抗菌材料设计提供了新思路，而H₂S的免疫调节作用为控制烧伤后过度炎症反应开辟了新途径。这些创新使得该水凝胶在感染性创面、糖尿病足等复杂伤口治疗中具有广阔应用前景。