近年来，伤口敷料作为医疗领域不可或缺的医疗物资，其市场需求不断攀升，据预测，至2028年，全球市场规模将突破286亿美元大关，这一巨大潜力使得伤口敷料成为材料与化工领域的研究焦点。传统医用伤口敷料（如纱布和合成纤维等）难以维持伤口湿润环境，易与新生肉芽组织粘连，且不能适应伤口微环境的变化，从而影响愈合效果。因此，亟需开发新型智能抗菌伤口敷料，能维持湿润环境、避免粘连，并智能响应伤口愈合过程中的微环境变化，为严重的感染性伤口提供最优的愈合方案。

近日，大连理工大学高效分离膜与膜工程团队联合大连理工大学附属中心医院成功开发了一种具有温度/pH双响应型且可负载抗菌抗炎Ga³⁺的多功能水凝胶敷料，其中，Ga³⁺主要通过螯合作用存在于水凝胶敷料分子网络内部。由于交联互穿网络的存在，制备的水凝胶敷料具有大面积塑性、中等机械弹性、良好的皮肤粘附性和剥离性，以及优异的热稳定性。Ga³⁺的存在使水凝胶敷料具有抗菌和抗炎的性能，提高了其机械性能和热稳定性；温敏性基团和壳聚糖单体的存在赋予该智能水凝胶敷料温度和pH响应特性，可以灵敏地实现高温或碱性条件下Ga³⁺快速释放，低温或酸性条件下镓离子缓慢释放的效果（图1）。

基于伤口愈合过程中创面温度和pH微环境的变化，敷料可以根据伤口愈合进程智能调节Ga³⁺的释放速率。在动物（大鼠）实验中，金黄色葡萄球菌感染创面愈合评估显示出该敷料具有加快伤口愈合的速率的能力。组织学及免疫组织化学染色结果进一步验证了敷料可以通过智能释放Ga³⁺，有效减轻了创面的早期炎症反应，并促进了创面从炎症期向增殖重塑期的快速转变，带来了优异的愈合效率与质量。以上结果表明，该智能水凝胶敷料在治疗大面积感染性创面方面具有极大潜力（图2）。

图1 论文创新思路图

图2 Ga³⁺在不同温度和pH下的响应性释放测试

相关工作以题为“Temperature/pH Co-responsive CS/NIPAM-Based hydrogel with controlled release of Ga³⁺ for improved infected wound healing”发表在Chemical Engineering Science期刊上（Chem. Eng. Sci. 2024, 294, 120104）。论文第一作者为大连理工大学博士生刁计波，通讯作者为大连理工大学化工学院姜晓滨教授和大连理工大学附属中心医院禹铭杨副主任医师。研究工作得到了国家自然科学基金，大连市科技人才创新支持计划，大连市生命与健康领域指导计划项目和吉林省博士后优秀人才资助项目的资助以及大连理工大学仪器分析中心的协助。