创面细菌感染是临床常见且棘手的问题，细菌入侵后可引发过度炎症反应及活性氧（ROS）爆发性产生，形成"感染-炎症-氧化损伤"恶性循环，阻碍组织自然修复。目前临床主要依靠全身抗生素与被动性敷料：抗生素虽能杀菌，却难以穿透成熟细菌生物膜，易导致耐药及复发，且无法调控宿主过度的炎症反应与氧化应激；传统敷料仅提供物理屏障，不能主动改善病理微环境（慢性炎症、高ROS水平），无法实现感染创面的真正促愈。植酸（PA）作为一种天然多元磷酸肌醇，具备多重生物活性--可通过干扰细菌初始黏附抑制生物膜形成（抗毒力策略，区别于传统靶向代谢的抗生素），同时具有金属螯合与自由基清除能力，有望兼顾"抑菌"与"微环境调控"。

然而单纯PA难以作为敷料使用，需整合入合适的载体。羧甲基壳（CMC）与透明质酸（HA）是公认良好的创面修复基质，具止血、保湿及一定抗炎作用，聚丙烯酰胺（pAM）光交联网络可提供力学支撑。基于此，本研究将PA引入CMC&HA/pAM半互穿网络，制备多功能PA@CMC&HA/pAM复合水凝胶，系统评价其理化性能、组织黏附、血液相容性、止血能力、体外/体内抗菌抗生物膜、抗炎抗氧化及大鼠感染创面修复效果，验证其作为智能抗感染敷料的潜力。

研究内容

图1. 水凝胶表征

FT-IR在701、881、981 cm⁻¹处出现PA特征峰（P–O、P–O–C振动），证实PA成功载入。流变学显示PA组储能模量（G'）升高、损耗模量（G''）降低，表现更明显弹性固体行为，说明PA通过氢键/静电作用增加交联密度。压缩/拉伸测试表明PA组抗压强度（70%应变下最高402 kPa）与断裂伸长率（最高604%）均优于空白，SEM见孔结构随PA增多逐渐致密。溶胀率因网络致密而下降，体外酶解降解速率被PA剂量依赖性延缓。抑菌预实验确定PA@CMC&HA/pAM-2（含63 μL PA）可完全杀灭E. coli且力学适中（G'≈1810 Pa，断裂应变≈503%），被选为后续实验组并简写为PA@CMC&HA/pAM。

图2. 黏附性与生物相容性

该水凝胶可在手指关节弯曲30°/90°时牢固黏附，也能黏附大鼠心肝肾脾等湿态器官。猪皮搭接剪切测得黏附强度为4.1±0.1 kPa，显著高于空白对照组（1.1±0.3 kPa，p<0.001），归因于CMC氨基/HA磷酸基与组织表面氢键及钙离子螯合。细胞实验显示浸提液处理NIH 3T3成纤维细胞与RAW 264.7巨噬细胞24/72 h后相对存活率>90%，Live/Dead染色见细胞正常铺展，表明材料无细胞毒性，具备良好生物相容性，适合接触活体创面组织。

图3. 凝血与止血功能

溶血率仅3.7±0.6%（<5%，符合ISO 10993-4），具优良血液相容性。红细胞吸附率高达91.7%，源于带正电氨基与红细胞膜负电荷静电作用。凝血指数（BCI）低至<25%，体外凝血时间缩短至7.3±0.2 min（对照12.0±0.5 min）。大鼠肝出血模型失血量（317.7±26 mg）显著低于空白对照（519.9±2.4 mg）及纱布组（478.6±17.9 mg）；断尾出血模型同样验证其减少失血效果。止血机制为湿态组织黏附形成物理屏障 + 正电荷促进红细胞/血小板聚集激活凝血级联。

图4. 抗炎、抗氧化及抗菌/抗生物膜活性

RAW 264.7经PA水凝胶共培养后，ELISA与qPCR均显示促炎因子TNF-α、IL-6蛋白及mRNA显著下调，抗炎TGF-β1上调，证明HA与PA协同免疫调节。该水凝胶对·DPPH、·NO、·OH清除率分别达41.7%、53.4%、64.2%，远高于空白。对S. aureus、E. coli、P. aeruginosa抑菌率>99%，空白几乎无抑菌；结晶紫定量与SEM显示PA组生物膜生物量较空白降低67.7%~83.5%，细菌无法形成成熟膜结构。PA通过破坏膜完整性及阻断黏附发挥抗毒力而非传统抗生素模式。

图5. 体内感染创面愈合评价

SD大鼠全层皮肤缺损接种S. aureus后，PA@CMC&HA/pAM组第14天愈合率达98.9±0.2%，优于对照（86.1%）、纱布（90.7%）及无PA水凝胶（94.4%）。CD68⁺巨噬细胞免疫荧光示PA组第3、7天炎症期M1型巨噬细胞更少，第14天几近消失，提示早期炎症及时消退。H&E见再生表皮最厚（107.4±3 μm），Masson示胶原沉积更致密、排列规整且胶原指数最高（0.78±0.02），伴新生毛囊结构，证实其促再上皮化与基质重塑能力，体内效果与体外抗炎/抗菌/抗氧化数据吻合。

本研究成功制备了以植酸为核心活性组分的PA@CMC&HA/pAM多功能复合水凝胶敷料。PA不仅通过与聚合物链非共价交联增强力学性能与稳定性，更赋予水凝胶三大关键生物学功能：①干扰细菌初始黏附抑制生物膜形成（抗毒力策略），对革兰氏阳性/阴性菌抑菌率>99%；②清除过量ROS（·DPPH、·NO、·OH）及下调TNF-α/IL-6、上调TGF-β1调控炎症微环境；③CMC/HA骨架通过正电荷相互作用吸附红细胞促凝血及湿态组织黏附。在大鼠金黄色葡萄球菌感染全层皮肤缺损模型中，该水凝胶显著加速伤口闭合、促进再上皮化与胶原成熟。研究证明同步靶向细菌毒力、氧化应激与免疫失调的多功能一体化策略优于单一功能敷料，为感染创面治疗提供了一种具转化潜力的新型候选材料，后续需进一步阐明免疫调节分子通路并开展长期体内安全性评估。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apmt.2026.103188