皮肤慢性难愈性、烧创伤、感染性创面严重增加病人的痛苦，影响正常生活，如伤口得不到高效救治将导致伤残或者死亡，是亟需解决的临床难题和民生问题。此类难愈合创面主要的问题在于易发生细菌感染导致伤口恶化，同时微环境恶化导致组织难以修复再生。水凝胶具有吸收渗液、保持创面湿润的独特优势，常用作创面修复材料。但临床上水凝胶敷料不能针对创面特定的发展进程，做出特定的响应，因此更多地体现为保护创面的作用，在抗感染和促进伤口愈合方面的作用有限。为研发具有抗感染和促创面修复的水泥胶敷料，课题组开展了系列研究工作。

1壳聚糖/葛根素水凝胶用于感染创面修复

慢性创面愈合缓慢，且伤口处细菌可能大量增殖并引发伤口感染，构建兼具抗菌抗炎的伤口敷料对于促进感染创面修复具有重要意义。本研究基于中药研磨工艺，采用一步研磨法构建具有不同葛根素含量的可注射壳聚糖/葛根素（C@P）自组装纳米纤维水凝胶。通过分子动力学模拟研究C@P凝胶中壳聚糖和葛根素的组装过程和成胶机理。研究结果表明，研磨过程中引入的机械力可促进壳聚糖和葛根素分子间的有效碰撞，加速分子自组装过程。壳聚糖和葛根素分子取向组装赋予凝胶纳米纤维结构和特异性的理化性能。壳聚糖的氨基在非共价键和亲疏水作用下定向排列，提高了凝胶的Zeta电位，进而赋予凝胶优异的抗菌能力。C@P凝胶具有优异的生物相容性，可促进细胞粘附、迁移、抗炎和抗氧化。未感染全皮缺损和感染全皮缺损创面模型证明C@P凝胶通过抗菌和抗炎协同作用，抑制创面细菌增殖，缓解创面炎症，可有效促进感染创面的愈合。（Small, 2022, 18(21), 2201766）

 

2 β-环糊精复合水凝胶创面修复研究

人口老龄化的加剧及交通等意外事故的频发导致急慢性皮肤损伤患者逐年增多，破损的创面为细菌的入侵提供了可能。感染创面一旦形成，如不及时、妥当治疗，严重的可导致截肢甚至死亡。β-环糊精（β-CD）水凝胶由于其良好的生物相容性、稳定性和可修饰性，被广泛应用于创面修复等生物医学领域。然而，缺乏抗菌性能和较差的机械性能限制了其在临床中的进一步应用。因此，采用合理的改性技术构建一种兼具良好理化性质和生物学性能的β-CD复合水凝胶具有重要的科学研究意义和临床应用前景。因此，本文通过综合改性方法设计并构建β-CD/PEI/PVA（BPP）复合水凝胶。主要探究了不同组分对复合凝胶理化性能和生物学性能的影响规律，结果表明：BPP中PVA物理交联网络使得材料的可逆变形性得以提高，β-CD/PEI（BP）化学交联网络使得复合水凝胶的储能模量与强度有较大提升。水凝胶抗菌性能的主要来源是阳离子聚合物PEI经过化学改性制备的叔胺化聚乙烯亚胺TPEI，TPEI可通过接触杀菌的方式有效作用于细菌的膜结构，导致细菌的破溃、死亡。BPP水凝胶对小鼠成纤维细胞L929、小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3和人脐静脉内皮细胞HUVECs均具有良好的生物相容性，同时也具有良好的血液相容性。通过大鼠皮肤全损感染性模型探究了水凝胶组分对创面修复的作用规律，发现BPP水凝胶通过有效杀伤创面处的细菌、减轻由细菌感染导致的炎症、促进胶原有序沉积和VEGF促血管生成因子的表达，加快创面愈合的进程。(Composites Part B: Engineering, 2022, 238：109921)

 

图2水凝胶成胶过程及其促创面修复示意图