多功能动态铈-多肽水凝胶的抗菌抗氧化抗炎协同作用促进耐药菌感染伤口愈合

本研究针对临床耐药菌(MDR)感染伤口修复难题，开发了一种基于Ce3+和抗菌多肽共交联γ-聚谷氨酸(y-PGA)的双动态水凝胶(FEPC)。该材料通过静电相互作用和配位作用构建，具有优异的可注射性和自修复性能，能有效杀灭MRSA等耐药菌，清除活性氧(ROS)，下调IL-6/TNF-α等促炎因子表达，并通过上调VEGF促进血管生成。动物实验显示其3天伤口修复率达54%，14天实现完全上皮化和毛囊再生，为耐药菌感染伤口治疗提供了创新解决方案。

　　

在临床创伤治疗中，耐药菌感染犹如一道难以逾越的屏障。特别是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等"超级细菌"的肆虐，使得传统抗生素治疗频频失效。伤口处过量的活性氧(ROS)会引发"炎症风暴"，而僵化的传统敷料又无法贴合不规则创面。更棘手的是，耐药菌形成的生物膜就像坚固的堡垒，让常规药物难以攻破。这些相互交织的难题，使得耐药菌感染伤口的治疗陷入"抗菌-抗炎-促修复"难以协同的困境。

西安电子科技大学与西安交通大学的研究团队在《Regenerative Biomaterials》发表的研究，犹如一把多功能的"分子手术刀"。他们巧妙地将稀土铈离子(Ce³⁺)的抗氧化特性，与ε-聚赖氨酸(EPL)的抗菌性能相结合，通过双动态交联策略构建了FEPC水凝胶。这种材料既保留了γ-聚谷氨酸(y-PGA)的生物相容性，又通过动态键的可逆性实现了"智能适应"伤口形态的能力。

研究采用三步技术路线：首先通过核磁共振和红外光谱验证F127-EPL(FE)聚合物的合成；继而利用流变学测试表征水凝胶的机械性能和自修复特性；最后通过MRSA感染的全层皮肤缺损模型评估治疗效果。实验选用6周龄BALB/c小鼠建立感染模型，通过菌落计数、组织切片和免疫荧光等多维度评价体系验证疗效。

【材料表征与多功能性能】
FT-IR光谱中1603 cm^-1处羧基峰的消失证实了静电交联的成功。扫描电镜显示材料具有理想的三维多孔结构，元素图谱清晰呈现Ce的特征信号。流变测试揭示FEPC-0.1的储能模量(G')高达3260 Pa，而粘度随剪切速率增加而降低的特性使其可通过26G针头精准注射。自修复实验中，切断的水凝胶在10分钟内实现90%以上的G'恢复率，这种"愈合伤口的同时自愈合"的特性令人称奇。ABTS实验显示其自由基清除率超80%，DCFH-DA探针证实能有效降低细胞内ROS水平。

【生物相容性与功能验证】
溶血实验显示FEPC-0.05组溶血率<5%，而更高浓度会导致红细胞破裂。划痕实验显示FEPC-0.05处理36小时后，HUVECs迁移率高达87.34%，是对照组的2.9倍。qPCR检测显示VEGF表达显著上调，同时巨噬细胞中IL-6和TNF-α表达分别下降62%和58%。对MRSA的杀菌实验呈现"全歼"效果，晶体紫染色显示生物膜抑制率达86%。

【动物实验疗效】
在MRSA感染伤口模型中，FEPC组3天即形成完整表皮层，而传统敷料组仍存在化脓现象。第7天组织切片显示新生血管密度是对照组的2.3倍，Masson染色显示胶原纤维排列更致密有序。至第14天，FEPC组不仅实现完全上皮化，还观察到完整的毛囊和皮脂腺结构，这在创伤修复中堪称"教科书级"的再生效果。免疫荧光显示CD31⁺血管密度和VEGF表达量分别是对照组的3.1倍和2.8倍，而IL-6⁺细胞减少71%。

这项研究的突破性在于构建了"抗菌-抗氧化-促修复"的协同治疗体系。动态交联策略使水凝胶能像"液态绷带"般贴合伤口；Ce³⁺的掺入不仅增强了机械性能，还通过稳定HIF-1α促进了血管生成；而EPL则像"分子剪刀"般破坏细菌膜结构。与传统敷料相比，其3天伤口闭合率提高36%，完全愈合时间缩短33%。这种"一材多能"的设计理念，为耐药菌感染创面治疗提供了新范式，也为其他组织工程材料的开发开辟了新思路。