《Biomaterials》江南大學王平/鄧超：纖維素納米纖碳量子點水凝膠用于傷口感染和愈合狀態監測

據麥姆斯咨詢介紹，江南大學生態染整研究室王平教授與江南大學無錫醫學院鄧超副教授合作，近期在生物材料領域國際頂級期刊

Biomaterials

圖1 （i）mCQDs和（ii）可涂抹水凝膠的合成示意圖；（iii）具有PDT作用的pH響應水凝膠在監測傷口愈合中的應用示意圖

研究發現多年來，在臨床醫學長期關注的慢性傷口治療領域，傷口微環境pH值變化對愈合進程具有關鍵指導價值。健康皮膚一般維持在pH 4-6的弱酸性屏障，而潰瘍面等慢性傷口因細菌感染等因素往往呈pH 7.0-8.9弱堿性，這種失衡加劇了致病菌繁殖，延緩了組織修復。盡管當前光動力納米材料與微環境響應系統的結合已顯著提升靶向抗感染治療精度，但傳統pH響應水凝膠依賴單一熒光信號的監測模式卻難以捕捉微小pH梯度變化。因此，開發具備多色熒光反饋機制的智能水凝膠，通過色譜變化直觀了解傷口pH值波動具有積極意義，能為臨床上創面修復提供實時可視化參考。

圖2 C-P-T/mCQD水凝膠的機械性能及自愈合能力評價

碳量子點（CQD）作為一種新型的熒光納米材料，由于其獨特的光學性質，已被廣泛應用于熒光標記和生物成像等領域。課題組在前期采用檸檬酸和硫脲為原料制備多色CQD和艷紅色熒光CQD的基礎上，通過在納米粒子表面接枝1,2,3,4-丁烷四羧酸（BTCA），構建了一種靈敏多色pH響應性的改性碳量子點（mCQD），并獲得了一種由mCQD、纖維素納米纖維（CNF）、聚乙烯醇（PVA）和單寧酸（TA）組成的可涂抹水凝膠（C-P-T/mCQDs）。

圖3 C-P-T/mCQD水凝膠的抗菌機制及效果評價

C-P-T/mCQDs水凝膠通過動態氫鍵網絡實現原位自適應成型，可精準貼合不規則創面形態，具有較好的彈性和自愈合能力，在pH 4-9范圍內表現出靈敏的pH變色響應效果。基于TA和mCQD誘導的PDT協同作用，C-P-T/mCQDs水凝膠不僅在暗處具有穩定的長效殺菌能力。在日光或808 nm近紅外輻照下，能在20 min內對多種細菌具有90%以上的殺菌效果，能顯著促進傷口愈合，且材料具有較好的生物相容性。

圖4 C-P-T/mCQD水凝膠的生物相容性及其對傷口愈合的促進作用探究

研究表明，本研究為構建反應性抗菌傷口敷料提供了一種方便的策略，在傷口監測和促進愈合的醫用材料領域具有潛在的應用前景。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2025.123360