"智能敷料新突破：基于水凝胶-纳米纤维基质的慢性伤口同步诊疗一体化系统"

本研究创新性地开发了一种"诊疗一体化敷料"（clinic-in-a-dressing），通过将pH敏感荧光探针FITC与双重响应（pH/酶）的载药纳米颗粒（HZV NPs）整合到纳米纤维增强水凝胶中，实现了慢性伤口的实时监测（R2=0.987）与按需给药（pH5.5时万古霉素释放率达90.01%），动物实验显示14天伤口闭合率93.38%，细菌定植减少98.46%。

　　

Highlight

材料

海藻酸钠（SA, ≥90%, M/G=1:2, 分子量2.7×10⁵ Da）、六水合硝酸锌（≥99%）、氯仿（≥99%）等试剂购自国药集团。2-甲基咪唑（2-MIM, ≥98.0%）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS, ≥98%）等购自Sigma-Aldrich。透明质酸（HA, 分子量1.5×10⁵ Da）、万古霉素（≥95%）等购自上海源叶生物。

SPMHF海绵敷料的设计原理

如图Scheme 1a所示，该"诊疗一体化"系统由三大功能模块构建：(1)表面马来酰亚胺功能化的电纺聚己内酯（PCL）纳米纤维碎片；(2)具有pH/酶双重响应特性的HA包裹ZV纳米颗粒（HZV NPs）；(3)作为结构支架的巯基化海藻酸钠（SA-SH）水凝胶基质。在凝胶过程中，PCL-MAL纳米纤维碎片和HZV NPs与SA-SH前体溶液混合，通过"点击化学"反应形成三维网络。这种设计使敷料同时具备机械强度和生物活性，纳米纤维增强策略使压缩模量达到28.4±1.2 kPa，接近天然皮肤（15-150 kPa）。

结论

本研究开发的"诊疗一体化敷料"系统将诊断和治疗功能整合于单一平台。通过将双重响应型HZV NPs和pH敏感荧光探针FITC集成到纳米纤维增强的SA-SH水凝胶基质中，该敷料实现了按需给药和不干扰愈合过程的实时伤口监测。全面表征证实其具有优异的机械性能（断裂应变>200%）、高孔隙率（89.7±2.3%）、理想的水蒸气透过率（2285±126 g/m²/24h）和生物相容性（细胞存活率>95%）。动物实验显示，该敷料能显著加速糖尿病伤口愈合（14天愈合率93.38% vs 对照组62.15%），并通过智能手机RGB分析实现伤口状态的动态监测（R²=0.987），为慢性伤口管理提供了突破性解决方案。

CRediT作者贡献声明

李润张：撰写初稿及修订、可视化、方法论、实验操作；唐丽琴：文稿修订、可视化、方法论、研究资助；许志浩：方法论、实验操作；Mohammed Awad Abedalwafa：文稿修订、验证、研究资助；王福军：课题监督、资源调配；王璐：课题监督、资源调配；李岩：文稿修订、课题设计、研究指导。