《AS》南京大學史本龍：智能水凝膠高效對抗超級細菌感染

感染傷口因其復雜的病理微環境而對愈合構成巨大挑戰，而傳統敷料通常功能有限，難以適應動態的傷口變化。

2026年3月16日，南京大學史本龍、朱澤章、嘉興大學Tang Bolin、中南大學趙行平共同通訊在Advanced Science（IF=14.1）在 線發表 題為“Self-Adaptive Allantoin@ZIF8 Nanocomposite Hydrogel with Resveratrol Synergy for MRSA-Infected Wound Regeneration”的研究論文。本研究以負載尿囊素的 ZIF8 納米顆粒（Alla@ZIF8）與甲基丙烯酰化季銨鹽羧甲基殼聚糖/白藜蘆醇復合水凝膠（RMQCC）為基礎，設計并構建了一種自適應多功能水凝膠體系（Alla@ZIF8-Gel）。該納米復合水凝膠兼具 pH 響應性、形態自適應等多種智能特性。

季銨鹽羧甲基殼聚糖賦予體系良好的生物相容性與強效抗菌性能；靜電作用與氫鍵使水凝膠具備優異的可注射性與自修復能力；ZIF8 納米顆粒可智能按需釋放尿囊素，進而促進組織再生；白藜蘆醇則發揮強效抗氧化、抗炎及免疫調節作用。Alla@ZIF8-Gel 可根據傷口微環境動態調控藥物釋放動力學，實現抗菌、抗氧化、抗炎與組織修復的協同作用。體內外實驗結果均表明，該自適應水凝膠可顯著加速耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）感染傷口的愈合，抑制細菌增殖，減輕氧化損傷與炎癥反應，并促進膠原沉積、再上皮化與新生血管形成。本研究為開發用于感染性傷口處理的智能多功能治療材料提供了全新設計思路，具有重要的臨床轉化潛力。

傷口修復是生物醫學研究中一個關鍵且長期存在的難題，其中感染性傷口的處理面臨尤為嚴峻的挑戰。盡管多種抗菌藥物和生長因子已用于傷口治療，但其臨床療效往往不佳，主要受制于難以維持有效局部濃度、易被傷口滲出液沖刷以及可能誘發微生物耐藥性等問題。因此，開發能夠同時對抗感染、氧化應激與炎癥，并實現生物活性分子長效釋放的多功能生物材料，對提升感染性傷口治療效果具有重要意義。為此，開發具有自適應能力、可根據不同傷口階段獨特病理生理特征動態調控功能的水凝膠體系，已成為先進傷口修復材料領域的重要研究方向。

羧甲基殼聚糖（CC）是一種天然多糖衍生物，因其優異的生物相容性、生物可降解性、低毒性及內在生物活性，在傷口修復領域展現出極高應用潛力。本研究提出一種對羧甲基殼聚糖進行甲基丙烯酰化與季銨化雙功能化修飾（MQCC）的策略。該方法不僅大幅提升其抗菌能力，還賦予材料可注射性與光固化性能，使其能夠適配不規則傷口形態并形成穩定保護屏障。這種協同多功能修飾策略相較文獻報道的單功能方法實現了重要突破。此外，本研究在羧甲基殼聚糖中引入季銨基團，不僅顯著增強抗菌效果，還使材料具備陽離子響應特性，可使水凝膠根據傷口微環境中pH 與離子強度變化調控溶脹行為及藥物釋放動力學。這類自適應特性對應對愈合傷口動態變化的病理生理環境尤為關鍵。

沸石咪唑酯骨架材料 8（ZIF8）是由鋅離子（Zn2?）與咪唑酯配體構建的金屬有機框架材料，具有高孔隙率、表面化學可調控及優異生物相容性等特點。ZIF8具有更高載藥量與更精準的釋放動力學，可維持有效局部藥物濃度并延長作用時間。尿囊素（Alla）是一種天然生物活性化合物，憑借促進細胞增殖、加速上皮化、抗炎及保濕等多種生物學功能，在傷口修復中發揮關鍵作用。但其水溶性差、易被傷口滲出液快速清除，限制了局部給藥的長效療效。本研究將Alla 包載于ZIF8 納米顆粒中，不僅解決了溶解性與穩定性問題，還實現局部緩釋，顯著延長其作用時長。本研究選用ZIF8 作為Alla 載體，不僅利用其出色載藥與保護能力，更關鍵的是借助其pH 響應釋放特性，使Alla 在感染區域酸度升高時加速釋放，在炎癥消退、pH恢復正常時減緩釋放，最終實現與傷口愈合進程時間同步的智能藥物釋放模式，構建精密且自適應的治療體系。

氧化應激是感染性傷口愈合的關鍵障礙，過量活性氧（ROS）不僅直接造成細胞與組織損傷，還會加劇炎癥反應、阻礙血管生成，進而延緩傷口修復。白藜蘆醇（Res）是一種天然多酚類化合物，具有強效抗氧化能力，可有效清除多種ROS、調控氧化還原穩態并保護細胞免受氧化損傷。本研究將Res 通過化學共軛結合至季銨鹽羧甲基殼聚糖水凝膠網絡中。該策略不僅提升Res 的穩定性與分散性，還促進其在傷口部位局部長效釋放，有效緩解突釋現象。與文獻報道的物理共混方法相比，這種化學共軛方式能更有效保護Res 生物活性并延長作用時長，從而在整個傷口愈合過程中持續發揮抗氧化與抗炎作用。

Alla@ZIF8?Gel的制備及其對MRSA感染傷口治療作用示意圖（摘自Advanced Science ）

本研究將負載尿囊素的 ZIF8 納米顆粒（Alla@ZIF8）整合至經白藜蘆醇功能化的季銨鹽羧甲基殼聚糖水凝膠（RMQCC）中，構建了一種多功能協同水凝膠體系（Alla@ZIF8-Gel）。該設計策略融合各組分功能優勢，產生超越單一功能疊加的協同效應。與已報道的多功能水凝膠相比，本體系具備多項顯著優勢。這種多功能協同設計不僅克服了單一組分材料在處理復雜傷口微環境時的局限，還通過組分間相互作用實現抗菌、抗氧化、抗炎與促再生的一體化目標，為感染性傷口處理提供了新穎高效的治療策略，具有重要科學意義與廣闊臨床轉化前景。

https://doi.org/10.1002/advs.202520614