一种智能伤口敷料：可同时原位检测和消除病原菌

一项科学研究开发制备了一种智能伤口敷料，利用POCT（Point-of-care testing）策略和抗菌PDT（photodynamic therapies）技术的组合，原位检测和消除伤口病原菌。

开发智能敷料的必要性

伤口感染阻碍愈合过程，并可能导致危及生命的并发症，这迫切需要在感染的早期阶段快速及时的检测和治疗病原体。病原体检测的临床金标准主要包括平板培养、PCR、测序等，虽然这些方法提供了灵敏可靠的诊断，但工作流程复杂，可能导致错过最佳的治疗机会。因此，迫切需要开发用于检测伤口感染性病原体的简单、快速的方法和策略。

智能敷料的制备方法

该敷料是一种可注射水凝胶，由羧甲基壳聚糖和氧化海藻酸钠组成，添加了4-甲基伞形酮-β-D-葡糖苷（MUG）和二氧化钛图层的上转化纳米颗粒（_UCNPs@TiO2），通过监测MUG与病原体相关酶之间的反应产生的4-甲基伞形酮的蓝色荧光，可以目视检测细菌的存在。合成了_UCNPs@TiO2光敏剂，并通过近红外光照射产生活性氧，显示出较高的抗菌活性。同时，构建了一个基于智能手机的便携式检测系统，配备了自主开发的Android应用程序，用于在短短几秒钟内原位检测病原体。

智能敷料的应用

使用SD大鼠全层皮肤缺损模型评价智能水凝胶敷料的体内细菌检测以及伤口愈合效率，发现当暴露于UV光时，在感染伤口中观察到可见的蓝色荧光，具有良好的细菌检测能力。此外，该敷料也能促进感染伤口的快速愈合。

关键发现

（1）通过跟踪研制的智能敷料的蓝色荧光，可目视检测是否存在细菌。

（2）构建了基于智能手机的检测系统，以在达到感染极限之前检测和诊断病原菌。

（3）该智能敷料能够通过近红外照射下的抗菌光动力学疗法有效消除关键致病菌。

结论

成功制备了具有原位检测和消除病原菌的智能伤口敷料，该敷料显示出良好的可注射性、自愈合性和生物相容性，通过追踪敷料的蓝色荧光，可以目视检测细菌。此外，构建了一个基于智能手机的检测系统，配备了自主开发的Android应用程序“病原检测”，以提高检测过程的准确性和便携性。体外和体内实验结果表明，该智能敷料能够在感染极限^{105 CFU/mL}之前检测和诊断致病菌，并通过抗菌光动力疗法有效抑制细菌。同时，该敷料通过加速伤口再上皮化、胶原蛋白沉积和血管生成来显著促进全层感染皮肤缺损的愈合。这些发现表明，开发制备的智能伤口敷料有潜力作为诊断和管理伤口感染的工具。

参考来源：http://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.11.045