近年来研究人员对新材料的探索和研究从未停止，研究出来的一部分新材料在医学领域上的作用十分醒目，在处理皮肤上的伤口，比较常见的一种方法是用上敷料，这些新材料的加入让敷料变得神奇起来。

1、水凝胶敷料，有效减少药物用量

水凝胶是一种内部带有强烈的亲水基团，对水有特殊吸附作用的高分子材料。不同于海绵、棉布等吸附材料，水凝胶能够通过分子间交联，形成网状结构，吸收自身质量成百上千倍的水。水凝胶医用敷料是近年来发展起来的一种新型创伤敷料，其不仅能改善创面微环境，促进伤口愈合，还能减轻患者的疼痛。

虽然水凝胶形式的伤口敷料在一定程度上能够抑制细菌生长，但致病性感染依然在慢性伤口中较为常见，抗生素的过度使用也使细菌产生了耐药性。如此，非常需要一种智能伤口敷料系统，以实现实时监控和按需治疗。

近日，科学家们开发了一种新型智能水凝胶材料，其由一种交联的聚合物网络组成，可以容纳大量纳米颗粒，如抗生素。当作为绷带使用时，这种水凝胶只有在检测到细菌时才会释放其药物载荷，实现按需给药。

该智能材料生物相容性好，能够感知创面变化，且具有荧光共振能量转移效应的纳米粒子。当响应紫外光时，其能够可控地释放抗生素的大分子。通过监测水凝胶荧光信号，其智能系统能够预警感染的发生，随后对水凝胶加以近红外光照射，从而实现抗生素的可控释放以及对感染创面的及时治疗。

β-内酰胺酶是细菌合成分解的一种酶，这种酶可以破坏药物上的β内酰胺结构，导致药物失效。常用的β内酰胺类药物包括青霉素类和头孢类。这两类药物有较强的的抗菌作用，可以破坏细菌的细胞壁，导致细胞的破裂和死亡。与此相反，有些细菌会分解β内酰胺酶，使抗生素失去抗菌效果。

实验中，科学家们利用猪的皮肤样本中测试了该智能材料，结果发现，水凝胶在应对产生β-内酰胺酶的细菌时释放了它们的有效载荷，而其他细菌的酶没有降解这种结构。这表明，该系统可以有效减少治疗所需的药物量，从而也能降低药物产生耐药性的概率。

2、多孔硅材料新敷料，根据伤口感染改变颜色

医疗实践中，为了检查伤口是否受到感染，医生可能会因为过早地移除敷料而导致愈合过程倒退。一种实验性的新敷料旨在提供帮助，因为如果发生感染，它将改变颜色。这种敷料由瑞典林雪平、厄勒布鲁和吕勒奥大学的科学家开发，它由纳米纤维素网组成，上面覆盖着一种含有溴硫醇蓝（BTB）染料的多孔硅材料。

首先，这种网状物足够紧密，可以防止细菌从外面进入，但它仍然足够宽松，可以让液体和气体通过，这对愈合过程至关重要。理想情况下，敷料将留在伤口上，直到伤口完全愈合才会被移除。

然而，如果在这之前确实发生了感染，细菌会提高伤口的pH值--这将在红肿等更明显的症状出现之前发生。重要的是，一旦伤口的pH值超过7，BTB将从低pH值的黄色变为高pH值的蓝色。

因此，整个敷料将以肉眼可见的蓝色出现，提醒护理人员注意感染的开始。也就是说，为了从一开始就防止这种感染的发生，科学家们现在正在开发基于被称为脂肽的分子的抗菌化合物，这些化合物也可以被纳入纳米纤维素网中。

林雪平大学的Daniel Aili教授说："能够立即看到伤口是否已经感染，而不必掀开敷料，这为一种新型的伤口护理开辟了道路，可以带来更有效的护理，改善难以愈合的伤口患者的生活。"它还可以减少不必要的抗生素使用。"

金纳米材料给敷料给敷料“上个闹钟”

功能强大的金纳米材料

大量的研究已经表明金纳米颗粒可以有效降低皮肤、肺、肠道的感染风险。在多种表面配体的帮助下，金纳米材料表现出了高效抗菌活性和优异的生物相容性。尤其是金纳米簇这一金纳米材料，不仅抗菌性能优秀，还具有荧光特性，是一种能力强大的材料。

细菌纤维素敷料

在另一方面，细菌纤维素（BC）具有高机械强度高、透光性、超软度、水吸收性能强等特点，其多孔结构也与组织的细胞基质类似，非常适合作为敷料以加速皮肤的再生。更重要的是，高度透光的细菌纤维素薄膜能够更加方便观察敷料下伤口在愈合过程中的形貌变化。

给敷料“上个闹钟”

因此，通过金纳米簇和细菌纤维素的特点，南方科技大学微流控-生物材料实验室设计了一种智能敷料，可在治疗过程中自我检测剩余纳米药物的浓度。研究将氨基苯硼酸（ABA）修饰的金纳米簇（A-GNCs）装载到细菌纤维素薄膜上形成抗菌伤口敷料，该敷料在治疗多药耐药性细菌感染伤口时可通过原位比色法实时显示剩余A-GNCs纳米药物的剩余量。A-GNCs可在紫外激发下发射明亮桔色荧光，而与此同时细菌纤维素薄膜在伤口处湿润状态下呈现透明的性质，因此BC- A-GNCs纳米复合材料会随着A-GNCs的释放显示桔色荧光强度逐渐降低的现象，从而为患者提供更换敷料的合适时间点。

文章来源： cnBeta，根新未来，生物医学工程系