由微凝胶稳定的皮克林乳液：三种表面覆盖机制

《Journal of Colloid and Interface Science》：Pickering emulsions stabilized by microgels: Three regimes of surface coverage

免疫调节热敏水凝胶通过清除ROS、抑制M1巨噬细胞并利用近红外光热疗法抗菌，显著加速感染性伤口愈合。

　　这项研究提出了一种创新性的免疫调节热敏水凝胶，旨在解决细菌感染伤口治疗中的关键问题。研究人员通过将抗氧化和光热抗菌功能相结合，开发出一种能够有效调节炎症免疫微环境、促进伤口愈合的新型敷料。这种水凝胶的引入，为细菌感染伤口的治疗提供了一种新的思路，特别是在处理面部创伤时展现出显著的优势。

在人体的生理结构中，皮肤作为免疫系统的第一道防线，不仅是我们最大的器官，还承担着抵御外界病原体、化学物质及辐射等环境因素的重要功能。然而，当皮肤受到创伤或感染时，其正常的防御机制可能会受到破坏，从而导致伤口愈合过程中的各种问题。尤其是面部创伤，如口腔、下颌骨或面部区域的割伤、瘀伤、烧伤、眼眶损伤、牙齿损伤、鼻腔阻塞或下颌骨损伤，这些情况不仅影响面部的功能，还可能对患者的外观造成严重影响。因此，寻找一种能够有效促进面部创伤愈合的材料，具有重要的临床意义。

伤口愈合通常经历四个阶段：止血、炎症、增生和重塑。在这过程中，过量的氧化应激、炎症反应以及细菌感染都是导致愈合延迟的关键因素。大量研究表明，过量的活性氧（ROS）会引发氧化应激，阻碍伤口的血管生成，从而导致免疫环境失衡和炎症阶段延长。此外，过量的ROS和细菌还会抑制促炎性（M1）巨噬细胞向抗炎性（M2）巨噬细胞的转化，这进一步阻碍了伤口的修复过程。因此，清除ROS并诱导巨噬细胞向M2表型极化，成为建立有利于再生的免疫微环境的重要策略。

近年来，水凝胶因其独特的三维网络结构、高含水量以及良好的吸水性，被广泛研究并应用于伤口愈合领域。水凝胶可以模仿体内微环境，吸收过多的组织液，为细胞提供适宜的生长条件。同时，水凝胶还能作为载体，负载多种生物活性分子或细胞，从而增强其治疗效果。在免疫调节材料中，具备清除ROS能力的水凝胶尤为受到关注。例如，Qi等人开发了一种基于AuPt@黑色素纳米颗粒和具有免疫调节性能的明胶/透明质酸修饰水凝胶（GHM3），表现出良好的抗氧化和抗菌效果。Zhu等人则制备了一种Met@CuPDA纳米颗粒/水凝胶（Met@CuPDA NPs/HG），具备良好的注射性、自修复性和DPPH清除能力。这些研究为水凝胶在伤口愈合中的应用提供了丰富的理论基础和实践经验。

然而，现有的一些水凝胶材料在清除ROS的同时，未能有效解决伤口中的细菌感染问题。因此，开发一种能够同时清除ROS和杀灭细菌的水凝胶材料，成为研究的重点。光热治疗（Photothermal Therapy, PTT）作为一种新兴的抗菌治疗手段，利用光热剂（Photothermal Agent, PTA）在近红外区域（NIR）吸收光能，将其转化为热能，从而破坏细菌的细胞膜和蛋白质结构，实现高效杀菌。其中，NIR-II（1000–1700 nm）吸收的光热剂因其具有更深的组织穿透能力、更高的光辐射上限以及更强的组织耐受性，成为研究的热点。NIR-II吸收的有机共轭聚合物因其良好的光物理性能、可加工性和生物相容性，在光热剂领域展现出巨大的潜力。

基于上述研究背景，本研究设计了一种具有免疫调节功能的热敏水凝胶，其核心材料是一种新型的纳米复合物（CP@Se-CQDs NPs），具备优异的抗氧化和光热抗菌性能。该水凝胶的构建分为三个主要部分：ROS清除剂、NIR-II光热剂以及具有热敏性和注射性的水凝胶基质。首先，研究人员通过水热法合成了一种具有出色抗氧化能力的硒掺杂碳量子点（Se-CQDs）。随后，制备了一种在NIR-II区域具有高效光热效应的共轭聚合物（CP），作为抗菌剂。为了提高材料的水分散性，将CP和Se-CQDs封装在DSPE-PEG2000-NH2中，形成CP@Se-CQDs纳米颗粒。最后，将透明质酸（HA）作为具有抗炎特性的细胞外基质成分，与β-甘油磷酸（β-GP）和壳聚糖（CS）结合，构建一种具有热敏性和注射能力的水凝胶网络。通过将CP@Se-CQDs纳米颗粒封装在该水凝胶网络中，研究人员成功开发出一种具备多重功能的水凝胶材料（CP@Se-CQDs@gel），能够在清除炎症、ROS以及细菌的同时，促进组织修复和再生。

在实验研究中，该水凝胶表现出优异的抗氧化性能，能够有效清除多种自由基，包括单线态氧（1O?）、超氧阴离子（·O??）、羟基自由基（·OH）和过氧化氢（H?O?）。这些自由基的清除有助于减轻氧化应激对细胞的损伤，从而促进伤口的愈合过程。此外，水凝胶在1064 nm激光照射下展现出卓越的抗菌效果，能够完全清除大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）。这一特性使得水凝胶不仅能够清除现有的细菌，还能防止细菌在伤口微环境中持续繁殖，从而有效控制感染。

在动物实验中，研究人员将该水凝胶应用于全皮肤伤口和面部皮下脓肿的治疗，结果显示，经过1064 nm激光照射后，水凝胶显著加速了伤口的愈合过程。其效果不仅体现在伤口闭合速度的提升，还表现在炎症反应的减轻、组织再生的促进以及细菌感染的控制等方面。这些结果表明，该水凝胶在治疗细菌感染伤口方面具有广阔的应用前景。

综上所述，本研究成功开发了一种具备多重功能的免疫调节热敏水凝胶，该材料通过结合ROS清除、抗菌以及免疫调节功能，为细菌感染伤口的治疗提供了一种全新的解决方案。该水凝胶不仅能够有效清除自由基，减轻氧化应激对组织的损伤，还能通过光热效应杀灭细菌，同时诱导巨噬细胞向M2表型极化，从而建立有利于组织再生的免疫微环境。这一研究为未来开发新型抗菌敷料提供了重要的理论依据和实验基础，具有重要的临床应用价值。