闭环响应式智能绷带：用于动态监测及伤口愈合过程中的自我调节抗菌治疗

《Advanced Functional Materials》：Closed-Loop Responsive Smart Bandages for Dynamic Monitoring and Self-Regulated Antibacterial Therapy in Wound Healing

本研究开发了一种集成闭环机制的智能创可贴系统，通过碳点嵌入MOFs与Fe3+配位实现动态传感与药物释放。在感染酸性环境中同步恢复荧光并释放CARB，抗菌活性达99.99%以上，并通过pH负反馈调节释放。动物实验证实其显著加速伤口愈合、抑制细菌生长及可视化监测感染程度。

　　

摘要

目前，智能伤口管理系统受到了越来越多的关注。然而，大多数现有的策略仍然依赖于预定义的刺激或基于阈值的机制来触发药物释放，这些机制无法有效应对感染状态的动态变化。此外，独立设计的传感和治疗模块进一步限制了功能的集成和协调干预。为了解决这些问题，本研究提出了一种智能绷带系统，该系统集成了包括传感、治疗干预和反馈在内的闭环机制。该系统通过将碳点（CDs）嵌入到通过Fe³⁺-碳青霉烯（CARB）配位反应形成的金属-有机框架（MOFs）中，然后将其固定在纤维素非织造布（CNW）上，从而制成复合智能绷带。在感染引起的酸性微环境中，这种绷带能够同时实现荧光恢复和CARB的释放，从而实现实时感染监测和强大的抗菌活性（>99.99%）。随着感染的消退，细菌活性降低，局部pH值上升，进而通过pH响应的负反馈机制减少CARB的释放。机制研究表明，Fe³⁺在细菌配体与碳点之间具有竞争性配位作用，实现了传感与治疗的耦合。在小鼠伤口模型中，这种绷带显著加速了伤口愈合，抑制了细菌生长，并能够可视化地追踪感染程度。这项工作为具有自主传感和治疗功能的智能伤口绷带提供了一种新的策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。