感染性伤口因持续的细菌感染严重阻碍伤口的愈合，甚至导致更严重的并发症。水凝胶敷料因其独特的保湿性、透气性和生物相容性，为伤口愈合提供了理想的湿润低氧微环境，广泛应用于慢性伤口治疗。然而，传统的水凝胶敷料功能单一，难以同时实时感染监测、非抗生素抑菌、运动状态感知等多功能特性。因此，开发诊断与治疗一体化的多功能智能水凝胶敷料对感染性伤口护理与治疗具有重要的临床意义。

  近日，湖北大学张玉红教授课题组在多功能水凝胶创面敷料的研究基础上（Carbohyd. Polym., 2025, 351, 123136; Int. J. Biol. Macromol., 2024, 279, 135177; Int. J. Biol. Macromol., 2023, 238, 124123），通过整合电信号监测、热致变色诊断与光热抗菌治疗，开发了一种三明治结构PTP水凝胶贴片用于感染性慢性伤口的智能管理。三明治结构的中间层为单宁酸改性明胶（TGL），内外层均为含有氯化钠和碘的聚乙烯醇水凝胶（PAI/NS）。PTP水凝胶贴片具有良好的机械性能（拉伸应力：51.21 kPa）、优异的生物相容性和稳定的导电性。当贴附于活动性伤口时，PAI/NS层中的导电离子（Na?和Cl?）运动引起的电信号变化可实时反馈PTP贴片的完整性与贴合度。同时，伤口局部温度升高会触发TGL与PAI/NS之间的酸碱显色反应，从而提示发热及伤口感染状况，监测伤口感染程度，从而通过温和的光热抗菌治疗实现按需给药。在感染性创面小鼠模型中，光激发的PTP 治疗成功抑制了92%金黄色葡萄球菌，7天内实现99%伤口闭合，其作用机制包括增强上皮再生、毛囊形成、致密胶原沉积和新生血管生成，且无系统性毒性。这种一体化诊疗平台为感染伤口的可视化管理提供了新策略，在远程监测、个性化护理及慢性复杂伤口治疗方面展现出广阔的临床应用前景。

  该研究以题为“Thermochromic, Antibacterial, and Conductive Hydrogel Patch with Sandwich Structure for Visual Infectious Chronic Wound Care and Treatment”的论文发表在《Advanced Healthcare Materials》上。硕士生杨园园为论文第一作者，湖北大学张玉红教授、陈朝霞副教授以及武汉工程大学的江学良教授为通讯作者。

图1 热致变色、抗菌、导电PTP水凝胶贴片的制备过程及促感染性创面快速愈合机理示意图。

图2 水凝胶材料的性能表征。（a）不同改性程度GL的FTIR光谱图。（b）PVA、PAI及PAI/NS的XRD图谱。（c）TGL与PAI/NS的SEM图像。（d）TGL、PAI/NS和PTP的拉伸应力与（e）压缩应力曲线

图3 （a）PAI/NS自愈合能力测试。（b）TGL、PAI/NS和PTP的可塑性能。（c）PTP在皮肤上的粘附能力测试。（d）PAI/NS和（e）PTP的透明度测试。

图4 （a）PAI/NS的导电性与传感性能测试。（a） PAI/NS水凝胶条在连接/断开状态下的LED亮度变化。（b）PAI/NS经历五次切割-重连循环后的电阻变化。（c）PAI/NS在1%、2%、3%、4%和5%拉伸应变下的相对电阻变化曲线及（d） 相应的GF值。PAI/NS水凝胶对不同人体活动的响应性：（e）手指弯曲30°与60°，（f）肘部弯曲和（g）上颌弯曲60°。

图5 （a）PTP水凝胶贴片在不同温度下的颜色变化。（b）不同温度下PTP水凝胶照片及对应的RGB色值。（c）温度与RGB信号强度的线性关系。（d）PTP水凝胶在不同强度近红外光（808 nm）照射下的时间-温度曲线。（e）近红外照射（808 nm, 1.2 W/cm2）7分钟时PTP的红外热成像图。（f）PTP在近红外（808 nm, 1.2 W/cm2）照射下的三次循环升温曲线。（g）PTP的光热转换效率。

图6 PTP的体外抗菌活性评估。（a）大肠杆菌和金黄色葡萄球菌经不同水凝胶提取物处理（施加/不施加近红外照射（808 nm，1.2 W/cm2））后的菌落生长图像及对应的统计结果（b、c）。（d）细菌在水凝胶提取物中浸泡1小时后的代表性FESEM图像。

图7 PTP的生物相容性评价。（a）经TGL、PAI/NS、PTP或PTP + NIR处理后的活死细胞染色荧光图像。（b）不同材料处理后的细胞存活率。（c）溶血实验照片及（d）相应溶血率统计。（e）PTP和PTP + NIR的凝血效果。PTP止血性能：（f）小鼠尾出血实验图像及（g）相应的出血量统计。

图8 PTP水凝胶贴片体内促创面愈合效果评估。（a）治疗时间轴示意图。（b）治疗第0、3、7、10、14天各组伤口的代表性照片。（c）伤口愈合轨迹记录及（d）对应的创面面积变化曲线。（e）伤口闭合率。（f）治疗14天后小鼠伤口的H&E与Masson染色图像。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adhm.202503296