2023年12月，我中心王倩老师为第一作者，张奇龙教授为通讯作者，在国际期刊《生物大分子》《Biomacromolecules》《IF= 6.2，中科院二区》发表题为《Double Cross-Linked Hydrogel Dressings Based on Triblock Copolymers Bearing Antifreezing, Antidrying, and Inherent Antibacterial Properties》的研究论文。该研究得到了国家自然科学基金项目和贵州医科大学博士科研启动项目的支持。

皮肤是人体对外部环境的第一道屏障可保护身体的重要器官免受入侵和外部刺激。在皮肤伤口愈合过程中，细菌感染会从伤口侵入活体组织，加重炎症反应，延迟伤口愈合或引起并发症。近年来抗生素的滥用引起的多重耐药菌已成为严重致病性感染的罪魁祸首。基于此，具有抗菌特性的伤口敷料被广泛研究以支持皮肤伤口愈合和组织再生。然而，具有良好生物相容性的抗菌天然高分子材料相对较少，同时，抗菌剂的浸出不仅削弱了敷料的抗菌活性，还可能造成潜在的生物安全风险。水凝胶被认为是最理想的敷料材料，因其具有高含水量、多孔结构和与天然细胞外基质相似被广泛应用于生物医学领域。然而，水凝胶作为伤口敷料的耐药性和极端环境下（低温和高温）的有效性一直是亟待解决的问题。

本文设计以N-异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)、1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐 (VBIMBr)和3-丙烯酰胺基苯硼酸 (AAPBA)为单体，通过自由基聚合得到抗冻抗干燥的高分子，交联后制备得具有固有抗菌特性的抗菌水凝胶(PNVBA)，并在水凝胶中引入丙三醇提高水凝胶抗冻抗干燥性能。PNVBA水凝胶具有的官能团与不同材料表面之间的多种相互作用（共价和非共价）使得其可以稳定粘附住具有不同重量（2g-18g）的材料。同时，通过拉伸剪切测量得水凝胶的粘附力。随着AAPBA含量的增加，PNVBA的粘附强度先增加后减小。PNVBA水凝胶的抗冻性能和抗干燥性能测试分别为在−20°C和70°C下冷冻或加热24 h，其测试结果如图4d。经过24 h的冷冻或加热，PNVBA水凝胶仍表现出高的黏弹性来维持大变形，在高度压缩后能够恢复原状，仍旧表现出良好的粘附性。

水凝胶的细胞相容性和血液相容性在极大程度上影响着其在生物医学领域的应用。经过PNVBA水凝胶孵育4h后，其上清液与阴性对照组NS相似，表明所制备的水凝胶具有良好的血液相容性，是一种非溶血性材料，可用作医用敷料。相比于未用水凝胶处理的对照组，经过水凝胶处理后对MDR E. coli和MRSA的杀菌率高达98%，PNVBA水凝胶出色的抗菌性能源于其含有带正电荷的阳离子，可以通过静电相互作用吸引带负电荷的细菌，并与细菌的细胞膜结合破坏其完整性，导致细胞物质泄漏和细菌酶失活，最终杀死细菌。水凝胶处理前后的形貌图表明PNVBA水凝胶展示出的良好固有抗菌活性，通过接触活性抗菌，使得其作为伤口敷料时具有预防伤口感染的潜力，不会产生毒性和抗性。同时，PNVBA水凝胶对L929细胞具有良好的生物相容性，与L929细胞共孵育24 h存活率高达90%。故该种具有抗冻、抗干燥特性的抗菌水凝胶可以作为皮肤组织工程中促进伤口愈合的伤口敷料替代材料。

时间：2023年12月27日

刊物：Biomacromolecules

标题：Double Cross-Linked Hydrogel Dressings Based on Triblock Copolymers Bearing Antifreezing, Antidrying, and Inherent Antibacterial Properties