基于季铵化壳聚糖-聚乙烯醇复合水凝胶的Zn2+/NMN双释放系统促进感染创面修复的研究

针对感染创面治疗中抗菌与组织再生难以协同的难题，研究人员开发了由季铵化壳聚糖(QCS-MA)、聚乙烯醇(PVA)、ZIF-8和烟酰胺单核苷酸(NMN)构成的光交联水凝胶(QMPZN)。该材料通过Zn2+持续释放实现长效抗菌，同时控释NAD+前体NMN促进细胞代谢修复，动物实验证实其可加速上皮再生与胶原沉积，为感染创面治疗提供新型多功能敷料解决方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其屏障功能的破坏会导致微生物入侵和体液流失等严重后果。然而，创面微环境中过度的炎症反应、活性氧积累以及NAD⁺合成障碍等因素，加之细菌感染风险，使得传统敷料难以满足治疗需求。抗生素滥用导致的耐药性问题更是雪上加霜。针对这些挑战，研究人员开发了一种整合抗菌与促再生功能的创新水凝胶敷料。

这项研究运用了紫外光引发交联构建三维网络、ZIF-8酸性响应性释锌、NMN缓释动力学测试等关键技术。通过体外抗菌实验和糖尿病小鼠感染创面模型验证材料性能，所有动物实验均遵循伦理规范。

材料合成与表征
通过季铵化改性提升壳聚糖水溶性，引入甲基丙烯酸酯基团实现光交联。红外光谱证实QCS-MA成功合成，流变测试显示UV照射60秒即可完成凝胶化。PVA的加入使压缩模量提升3倍，粘附力达18 kPa，能牢固贴合不规则创面。

抗菌性能研究
ZIF-8在微酸性环境中持续释放Zn²⁺，与季铵盐产生协同抗菌效应。对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达99.2%和98.7%，且72小时后仍保持90%以上活性。

促再生机制
NMN缓释实验显示7天累计释放率82.4%，显著提升成纤维细胞NAD⁺水平（较对照组高2.3倍）。划痕实验证实该组细胞迁移速度提高67%，胶原分泌量增加1.8倍。

体内疗效验证
糖尿病感染创面模型中，QMPZN组14天愈合率达94%，显著优于空白组（52%）和抗生素组（71%）。组织学分析显示新生上皮厚度增加2.1倍，胶原排列更有序，CD31免疫荧光显示血管密度提升3.4倍。

该研究首创性地将ZIF-8释锌抗菌与NMN代谢调控相结合，通过精密设计的聚合物网络实现双功能协同。QMPZN水凝胶不仅解决传统敷料机械性能差、抗菌持续性不足的问题，更通过NAD⁺代谢重编程促进细胞能量供应，为慢性创面治疗提供新思路。这种"抗菌-修复"一体化策略对耐药菌感染创面的临床治疗具有重要转化价值，相关成果发表在《Carbohydrate Polymers》期刊。