烧伤已成为世界上常见的医疗问题之一。全世界每年约有26.5万人死于烧伤。烧伤的伤口有一定的特点，如创面大、组织液渗出多、易感染、难愈合等。特别是伤口感染是烧伤伤口的主要问题，因为感染不仅会延长愈合过程，还会诱发其他并发症，严重时甚至有截肢的危险。虽然抗生素能有效地预防伤口感染，但抗生素的滥用已经造成了超级细菌的新问题。因此，为防止早期伤口感染，开发一种能促进烧伤伤口愈合并具有良好抗菌性能的敷料是非常迫切的。

本研究在ZIF-8的基础上构建具有pH响应性的P-ZIF抗菌纳米颗粒，并将其负载在由海藻酸钠和改性类人胶原蛋白水凝胶组成的水凝胶体系中，设计出一种具有多重pH响应性的HASPZ抗菌水凝胶，用于治疗感染性烧伤伤口的治疗。当伤口被细菌感染并处于弱酸性环境时，水凝胶网络中的硼酸酯键可以首先被打破，释放出P-ZIF进行第一阶段的杀菌作用，解决轻度感染。当伤口受到细菌的严重攻击时，P-ZIF中的PHMB可以被释放出来进行深层杀菌作用，解决伤口的严重感染。此外，P-ZIF释放的Zn²⁺具有促进血管生成的作用，海藻酸钠和胶原蛋白降解后产生的多糖和蛋白质小分子具有良好的伤口愈合作用。动物实验表明，第13天，经HASPZ水凝胶治疗的创面完全愈合，而对照组和商业敷料组的创面愈合率分别为79.02%和80.13%。HASPZ水凝胶在治疗烧伤方面表现出良好的疗效。

图1 P-ZIF纳米颗粒和HASPZ水凝胶的制备及应用示意图。(a) P-ZIF纳米颗粒的制备。(b) HASPZ水凝胶的制备及其在伤口愈合中的应用。

图2 P-ZIF纳米颗粒的表征。(a) P-ZIF NPs的SEM和(b)TEM图像。(c) ZIF-8 NPs的TEM图像。(d) ZIF-8、P-ZIF和PHMB的XRD结果和(e)UV-Vis光谱。(f) ZIF-8和P-ZIF NPs的Zeta电位值和(g) BET结果。(h) PHMB反相高效液相色谱标准曲线。(i) PHMB在不同P-ZIF NPs中的加载率。

图3水凝胶的表征。(a) SA溶液、H-A溶液和形成的水凝胶照片。(b) HAS、HASZ和HASPZ水凝胶的SEM图像(比尺:40 μm)。(c) HA、SA和HAS水凝胶的FTIR光谱。(d) HAS、HASZ和HASPZ水凝胶的XRD结果。(e) HAS、HASZ、HASPZ水凝胶的溶胀值。(f) HAS、HASZ和HASPZ水凝胶在PBS缓冲液和I型胶原酶溶液中的降解率。(g) HASPZ水凝胶中PHMB和Zn2+离子的释放。(n=3， *p < 0.05， **p < 0.01， ***p < 0.001)

图4水凝胶的抗菌和溶血性能。(a)水凝胶分别与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌共培养24小时后，细菌在琼脂板上的存活率。(b, c)水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的体外抑制作用。(d)不同水凝胶的溶血率。(n=3， *p < 0.05， **p < 0.01， ***p < 0.001)

图5 深二度烫伤创面愈合情况。(a)创面模型及处理过程示意图。(b) SD大鼠烫伤背部照片。(c)烫伤组织的H&E染色。(d)水凝胶处理后伤口在第0、5、9、13天的照片。(e)各组第5、9、13天创面愈合率。(f)不同组在第0、5、9、13天的伤口闭合轨迹。(n=3， *p < 0.05， **p < 0.01， **p < 0.001)。

郑晓燕，西北大学制药工程系，副教授，硕士生导师，主要从事纳米生物材料和生物医药等方面的研究工作。现主持国家自然科学基金项目等5项，共发表SCI论文20余篇，获得中国授权发明专利14件。

范代娣，西北大学化工学院院长，教授、博士生导师，西北大学校学术委员会副主任，国务院特殊津贴专家。入选国家万人计划领军人才、百千万工程国家级人选、首届中国化工学会会士等。主要从事化工制药领域极难化学合成的生物大分子（胶原蛋白）及四环三萜类物质(人参皂苷)的合成生物制造及应用开发，是我国重组胶原蛋白领域的开拓者。先后承担了国家重点研发计划、国家高技术产业化示范工程、国家“863”计划和国家自然科学基金重点项目等。获授权发明专利112件，实施35件，发表学术论文413篇，出版专著及著作8部。以第一完成人获国家技术发明奖二等奖、中国专利金奖各1项、获陕西省最高科学技术奖、省部级一等奖4项、获全国首届创新争先奖等。研究成果转化培育了多个高科技企业，医用产品受益广大患者，在全国千余家医院应用，产生了显著的经济社会效益。

Li N, Liu W, Zheng X, et al. Antimicrobial hydrogel with multiple pH-responsiveness for infected burn wound healing. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-5751-6.