双功能聚离子液体压电水凝胶：抗菌活性与电刺激协同治疗感染性创面

针对感染性创面治疗中抗菌与组织修复难以协同的难题，中国研究人员开发了一种嵌入PEG修饰ZnO-Au纳米颗粒（ZA-PEG）的聚离子液体水凝胶（ZA-gel）。该材料通过超声激活压电效应产生电刺激（ES）和活性氧（ROS），兼具高效抗菌（99%金黄色葡萄球菌杀灭率）和促进上皮再生功能，小鼠全层皮肤缺损模型证实其可加速伤口愈合（7天闭合率提升40%），为无线自供电创面敷料设计提供新思路。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其损伤后的修复过程常因细菌感染而复杂化。传统水凝胶敷料面临机械性能差、缺乏主动抗菌功能等瓶颈，而抗生素滥用导致的耐药性问题更是雪上加霜。更棘手的是，创面微环境中的电信号传导障碍会延缓细胞迁移——这一现象启发科学家探索将电刺激（ES）疗法整合到敷料设计中。

中国科学院长春应用化学研究所的Xingkai Ju等人在《Journal of Colloid and Interface Science》发表研究，创新性地将聚乙二醇（PEG）修饰的ZnO-Au纳米颗粒（ZA-PEG）嵌入由丙烯酰胺（AAM）和1-丁基-3-乙烯基咪唑溴盐（VBIMBr）共聚形成的聚离子液体水凝胶网络。该材料通过三大技术路径实现突破：1）超声激活ZnO压电效应产生ES（输出达280 mV）；2）Au/ZnO异质结增强催化产生ROS（羟基自由基产量提升3.2倍）；3）动态双网络结构（SA/AAM）赋予材料断裂伸长率超800%。

Fabrication and characterization of the composite polyionic liquid hydrogel
透射电镜显示ZA-PEG中AuNPs（4.75 nm）均匀负载于ZnO纳米棒（24×197 nm）表面。流变测试证实复合水凝胶储能模量达12 kPa，而孔隙率（85%）和溶胀率（1800%）显著优于传统敷料。拉曼光谱证实超声作用下ZnO的压电相变，伴随Zn²⁺持续释放（累积量达28 μg/mL）。

Antibacterial performance assessment
对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的抑菌实验显示，超声处理的ZA-gel杀菌率达99.4%，远超单纯离子液体组（47%）。共聚焦显微镜观察到细菌膜明显皱缩，源自ROS攻击和正电荷离子液体的静电吸附双重机制。

In vivo wound healing evaluation
小鼠全层皮肤缺损模型中，ZA-gel治疗组7天内创面收缩率达92%，较对照组（54%）显著加速。组织学分析显示更密集的胶原沉积（Masson染色）和完整上皮再生（H&E染色），免疫荧光证实FGF-2表达量提升2.3倍。

这项研究的意义在于首次将压电催化、离子液体抗菌和电刺激促修复三重功能集成于单一敷料。其无线激活特性规避了传统ES疗法需外接电极的弊端，而ZnO/Au协同催化机制为对抗耐药菌提供新策略。作者指出，该技术的临床转化仍需解决大规模生产工艺和长期生物安全性验证问题，但其模块化设计思路可扩展至其他功能性创面修复场景。