Bioactive Materials | 智能微环境适应纳米催化水凝胶，用于生物膜感染伤口的连续抗菌、抗炎和再生治疗

生物膜感染的伤口仍是主要临床挑战，因为生物膜感染和持续炎症阻碍了传统疗法对不断变化的伤口微环境动态适应。在这里，成功开发出一种智能水凝胶敷料（HCOC），通过将腐植酸（HAs）包裹的超小混合价铜纳米酶（Cu 5.4 O）整合到氧化的海藻酸盐-羧甲基千合聚糖网络中，实现程序化且 pH 响应性的治疗。在酸性生物膜感染阶段（pH < 6.5），HAs 的壳体聚集，可控释放铜 5.4 O 以启动化学动力治疗（CDT），同时实现 HAs 介导的光热疗法（PTT）。这种协同的 CDT/PTT 实现了卓越的抗菌效能，消灭了 99.99%的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和大肠杆菌>，并分散了 87.46%的生物膜。随着感染后伤口 pH 升高（pH≥ 7.0），HAs 溶解，释放更多 Cu 5.4 O 纳米酶，这些纳米酶转为强效抗氧化模式——>90%的活性氧物种——并通过抑制 NF-κB 和激活 Wnt/β-catenin 信号促进 M2 巨噬细胞极化。体内，HCOC 结合近红外照射加速感染伤口愈合，7 天内实现 91.65%的闭合率，显著增强血管生成（约 90 个 CD31 + 细胞/场），并增强 M2 巨噬细胞浸润（约 110 个 CD163 + 细胞/场）。本研究建立了通过微环境响应序列治疗实现精准创伤管理的范式转变平台。
该研究以题为“Smart microenvironment-adaptive nanocatalytic hydrogel for sequential antibacterial, anti-inflammatory, and regenerative therapy of biofilm-infected wounds”发表在Bioactive Materials上。

HCOC 在促进生物膜感染伤口愈合中的应用示意图。(A) HCOC 制备方法示意图。(B) HCOC 在细菌感染皮肤伤口中序贯治疗机制示意图。

HC的结构表征。(A) HC合成示意图。(B，C) Cu5.4O与HC的TEM图像。(D) HC中C、N、Cu和O的能谱分析(EDS)分布图像。(E) ζ电位与流体动力学粒径分布，以及(F) Cu5.4O、HAs和HC的 XRD 分析。(G，H) Cu5.4O与HC的Cu 2p XPS 谱。(I) Cu5.4O的X射线诱导俄歇电子能谱(XAES)光谱。(J) HC在不同溶剂（水、PBS、FBS、 DMEM）中于第3、5、7天在200 μg/mL浓度下的粒径稳定性，样本量n=3（均值±标准差）。(*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001)。

这篇题为《Smart microenvironment-adaptive nanocatalytic hydrogel for sequential antibacterial, anti-inflammatory, and regenerative therapy of biofilm-infected wounds》的研究发表于《Bioactive Materials》2026年第62期，提出了一种智能响应型水凝胶平台HCOC，用于生物被膜感染创面的分阶段精准治疗。该水凝胶由腐殖酸包裹的超小混合价铜纳米酶（Cu₅.₄O）与氧化海藻酸盐-羧甲基壳聚糖网络构成，具备pH响应释放与光热转换能力。在感染期酸性微环境下，HCOC可控释放Cu₅.₄O，启动类过氧化物酶活性介导的化学动力学治疗，同时激活腐殖酸的光热效应，实现对MRSA和E. coli超过99.99%的杀菌率及87.46%的生物被膜清除率。随着感染控制后创面pH升高，水凝胶释放更多纳米酶，切换至抗氧化模式，清除超过90%的活性氧，并通过抑制NF-κB通路、激活Wnt/β-catenin信号，促进巨噬细胞M2型极化。动物实验进一步证实，HCOC联合近红外光照可在7天内实现91.65%的创面闭合率，显著增强CD31阳性血管生成与CD163阳性M2巨噬细胞浸润。转录组分析揭示其通过下调TNF信号通路、上调Wnt通路实现系统性修复调控。该研究为感染创面的智能化、分阶段治疗提供了新的策略平台。

参考消息：

DOI: 10.1016/j.bioactmat.2026.02.043