基于海藻酸钠/羧甲基纤维素/聚乙烯醇载阿莫西林-蝶豆花提取物的pH响应型抗菌伤口敷料研发

本研究针对伤口感染监测与治疗难题，开发了集成pH传感与抗菌功能的智能水凝胶敷料。通过将阿莫西林(Amox)和蝶豆花提取物(BPE)负载于PVA/SA/CMC水凝胶中，采用冻融法制备出具有pH响应变色(蓝→蓝绿→黄绿)和>99%抑菌率的材料，兼具生物相容性与机械性能优化特性，为慢性伤口管理提供一体化解决方案。

　　

在慢性伤口护理领域，伤口微环境的pH值变化犹如一盏警示灯——健康皮肤维持酸性环境(pH 4.0-6.0)，而感染伤口可飙升至pH 10.0的碱性状态。这种酸碱失衡不仅阻碍细胞增殖和血管新生，更为细菌滋生提供温床。传统监测手段如电子传感器价格昂贵且无法持续监测，而单纯抗菌敷料又缺乏病情预警功能。面对这一临床痛点，泰国 Mae Fah Luang University（清迈皇家大学）的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表创新成果，将天然色素指示剂与抗生素疗法巧妙融合，开发出能"看见"感染的智能敷料。

研究采用冻融循环物理交联法构建三维网络结构，通过ATR-FTIR和XRD分析分子相互作用，TGA/DSC评估热稳定性，并系统测试了溶胀率、机械性能和药物释放动力学。选用临床常见病原体金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)进行抗菌实验，采用HDFa细胞评估生物相容性。

材料特性分析
ATR-FTIR证实PVA与SA/CMC通过氢键形成互穿网络，XRD显示添加SA/CMC使结晶度从60%降至45%。PVA/CMC复合水凝胶表现出最优机械性能，压缩模量达85 kPa，较纯PVA提升3倍，这归因于CMC形成的次级交联网络。

功能性能验证
载药系统呈现pH响应性变色：pH 7.4-10时由蓝变蓝绿，pH 12.0转为黄绿，完美覆盖伤口感染典型pH范围。PVA/CMC组的阿莫西林缓释率达92%，符合零级释放动力学(R²>0.98)，SA组则呈现突释效应。

生物活性评价
所有含Amox/BPE的水凝胶对S. aureus和E. coli抑菌率均>99%。划痕实验显示HDFa细胞在材料表面24小时贴附率达95%，CCK-8检测证实72小时增殖量较对照组提高30%，表明优异细胞相容性。

这项研究突破了传统敷料单一功能的局限，通过冻融法构建的物理交联网络既避免了化学交联剂的毒性风险，又实现了材料力学性能与生物活性的平衡。特别值得注意的是，蝶豆花提取物相较于文献报道的紫甘蓝花青素，其颜色变化跨度更大(pH 2.0-12.0)，临床辨识度显著提升。该成果为开发兼具实时监测与精准治疗功能的"智能伤口护理系统"提供了重要范式，尤其适合医疗资源匮乏地区的慢性伤口管理应用。未来研究可进一步探索材料在体内复杂微环境下的长期稳定性及色素抗光解能力。