伤口感染的细菌生物膜被其自身分泌的胞外聚合物（EPS）所保护，这种保护机制使其对宿主的免疫反应和抗生素产生极强的抵抗力，从而导致诊断和治疗的延误，引发顽固性感染甚至危及生命的并发症。然而，开发一种能够快速诊断和治疗伤口生物膜感染的诊疗一体化平台仍然是一个巨大的挑战。近年来，结合荧光传感检测技术的智能敷料显示出巨大的潜力，这些敷料能够直接响应细菌生物膜产生的生物标志物以及微环境变化，从而表现出不同的荧光强度和颜色，以实现生物膜感染的监测。然而，尽管生物膜感染的原位传感诊断技术有所发展，但能够同时实现感染原位监测和有效清除生物膜的伤口敷料的相关报道仍然较少。

  针对上述挑战，四川大学邓怡研究员团队提出了一种基于C@Z nano-HJ的多功能水凝胶平台，用于快速检测和有效治疗细菌生物膜感染。pH敏感的C@Z nano-HJ使水凝胶敷料能够响应酸性生物膜微环境，通过显示可见的荧光强度和颜色变化（从无荧光到青色荧光），实现生物膜感染的原位监测。此外，水凝胶释放的C@Z nano-HJ能够降解EPS中的eDNA和多糖，分散生物膜并使其内部的细菌完全失去保护。随后，在808 nm近红外光照射下，释放出的Er:CDs产生局部高温和大量的?OH，诱导细菌细胞膜和细胞内的氧化损伤，最终导致细菌功能失调和死亡。此外，在生物膜被有效清除后，释放的Er:CDs凭借其强大的抗氧化特性，能够减少活性氧的积累并缓解炎症反应，促进胶原沉积和新生血管形成，加速伤口愈合。

图1 GH-C@Z 水凝胶用于生物膜感染的皮肤伤口诊疗的示意图

图3 pH依赖的Er:CDs和C@Z nano-HJ的光致发光性能及相关机制。

图4 C@Z nano-HJ的体外抗生物膜性能。

图5 体内生物膜感染监测与抗菌膜活性评估。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15743