Asian J. Pharm. Sci.│我院易兵成和周祺惠与合作者基于简化的命令方式开发一种光响应智能温敏体系促进感染创面愈合

近期，我院副研究员易兵成与国内外合作者在《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》发表了题为“光响应智能温敏体系通过简化的命令方式促进伤口愈合（Light-stimulated smart thermo-responsive constructs for enhanced wound healing: A streamlined command approach）”‍的研究论文。本研究受中央指令体系高效调控大规模协同行动的启发，创新性地开发了一种近红外光（NIR）激活的智能温敏双层系统。该系统通过物理屏障、正电荷抑菌与光热杀菌的多机制协同，在增强材料介导基质重塑能力的同时有效预防伤口感染，为伤口愈合策略提供了新的前沿思路（图1）。

图1. NIR光激发的智能热响应支架（STS）用于增强伤口愈合的示意图：（A）受中央集权启发，构建由NIR光触发的智能温敏水凝胶系统。该系统中，近红外光作为中央指令信号，驱动水凝胶中均匀分散的短纳米纤维产生光热效应促进组织修复；（B）近红外响应型STS的制备示意图；（C）近红外光照射下STS促进感染创面愈合的机理。

本研究设计了一种双层结构：下层为载药温敏水凝胶基质层，其相变温度约为42°C；上层为抗菌纳米纤维功能层。基质层由负载碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）的温敏明胶水凝胶与聚多巴胺‑铜离子复合短纳米纤维构成。在近红外光照射下，复合纤维产生光热效应，于0.75 W/cm²功率密度下1分钟内升温13.4°C，触发凝胶‑溶胶转变，从而实现生长因子的可控释放。该释放机制有效促进了成纤维细胞和内皮细胞向水凝胶内的迁移与生长，助力细胞功能化与基质重塑。顶层纳米纤维膜以聚（丙交酯‑共‑己内酯）为基材，通过赖氨酸掺杂的聚多巴胺及聚赖氨酸进行表面修饰，具备优异的抗菌性能。经808 nm近红外激光照射后，聚多巴胺的光热效应可局部升温并清除残留细菌。相较于传统光热抗菌材料或单一阳离子水凝胶，该双层系统融合了阳离子抑菌、光热杀菌及纳米纤维物理屏障三重机制，展现出显著的协同抗菌效果。

在动物实验中，仅接受近红外照射的实验组实现了近乎完全的皮肤再生，新生表皮结构完整、毛囊数量显著增加，表皮与真皮连接紧密。该组在14天内的伤口愈合率达到8.44%，毛囊新生数量最多，组织重塑更为充分，其修复效果优于以往报道的一氧化氮响应性水凝胶（愈合率6.01%）及温敏黑磷水凝胶（愈合率8.05%）。此外，研究还发现bFGF与明胶水凝胶可通过激活ERK/Trk通路发挥抗炎作用，而聚多巴胺作为自由基清除剂可有效减轻炎症反应中的氧化应激。这些结果共同证实，近红外激发的智能温敏系统在动物层面具有抗菌、抗炎和促愈合的多重功能（图2）。

图2.NIR光激发STS促进感染创面的功效：（A）7天治疗过程中实验设计示意图；（B）H&E、Ly6g、IL-6及吉姆萨染色结果；（C-E）Ly6g和IL-6表达量、细菌定量分析。

该论文以康复大学为第一单位，易兵成、于磊和杨雅婷为共同第一作者，上海交通大学医学院附属第九人民医院周博雅博士与康复大学周祺惠研究员为共同通讯作者。研究获得了山东省自然科学基金、山东省泰山青年学者计划、国家自然科学基金、青岛市自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ajps.2025.101057