Bioactive Materials 超声触发的压电复合水凝胶促进细菌感染的伤口愈合

由于皮肤伤口易受细菌感染，伤口愈合已成为医学界面临的基本问题之一。因此，人们非常希望设计一种具有良好抗菌活性的纳米复合水凝胶，以达到高的伤口愈合效果。这里，基于超声触发的压电疗法，设计了一种多功能水凝胶，以促进细菌感染的伤口愈合。在超声振动下，嵌入水凝胶的钛酸钡（BaTiO3，BT）纳米颗粒表面由于建立了强大的内置电场而迅速产生活性氧（ROS），使水凝胶具有卓越的抗菌功效。与传统的光动力疗法相比，这种方式显示出耐人寻味的优势，如突出的软组织渗透能力和避免光敏剂全身给药后的严重皮肤光毒性。

此外，基于APMH和氧化透明质酸（OHA）的水凝胶表现出自我修复和生物粘附特性，能够加速全层皮肤伤口的愈合。值得注意的是，与贻贝水凝胶相比，OHA/THM-APMH水凝胶由于独特的三羟基结构产生了多个氢键，克服了儿茶酚基团容易被氧化的缺点，使其具有长期和可重复的粘附性能。重要的是，这种混合水凝胶将BT纳米颗粒限制在伤口区域，并在超声下局部诱导压电催化来消灭细菌，明显提高了治疗的生物安全性，对细菌感染组织的无害化治疗表现出巨大潜力。

通过一个全厚的感染性皮肤伤口，在体内研究了US刺激下的BT-凝胶的伤口愈合效率。在大鼠圆形皮肤伤口（直径7毫米）的缺损部位注射金黄色葡萄球菌悬浮液24小时后，通过标准拭子培养和固体琼脂平板计数确认细菌感染。然后，将BT-Gel作为密封剂注入切口，再进行10分钟的US辐照治疗。

BT-Gel + US组在所有组别中显示出最好的伤口修复效果，表明US触发的压电产生的ROS具有很强的杀菌能力，可以改善体内的伤口愈合。生物粘性水凝胶具有多孔的微结构和良好的粘性，为成纤维细胞的增殖和表皮再生提供了合适的基质模拟环境。综上所述，US辐照下BT-凝胶具有良好的伤口修复效率，这是因为ROS提供的优秀杀菌能力、生物粘附性、自主自愈能力以及有利于细胞增殖和迁移的良好生物相容性。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X2200487X

转自：“NANO学术”微信公众号

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