感染会阻碍伤口愈合过程，并可能导致危及生命的并发症。因此迫切需要在感染的早期阶段迅速及时地发现和治疗病原体。目前，临床检测病原体的金标准主要包括平板培养、PCR、测序等。虽然这些方法灵敏可靠，但复杂的工作流程包括繁琐的样品预处理和数小时至数天的检测周期，可能会导致错过治疗机会。此外，这些检测方法的应用受到精密仪器和对熟练操作人员需求的限制，使其难以在医疗资源有限的地区或在现场实施。因此，迫切需要开发简单、快速、经济、可现场化的伤口感染性病原体检测分析策略。团队成员何宇翔同学近日在期刊Acta Biomaterialia上发表了题为“Intelligent wound dressing for simultaneous in situ detection and elimination of pathogenic bacteria”的相关研究论文（Acta Biomaterialia, 2024, 174, 177–190）。该论文报道了一种智能伤口敷料，通过结合即时检测（POCT）和光动力治疗（PDT）抗菌技术，实现伤口原位致病菌检测和清除。该智能敷料是一种可注射的水凝胶，由羧甲基壳聚糖和氧化海藻酸钠组成，添加4-甲基伞酮-β-D-葡萄糖苷（MUG）和二氧化钛包覆的上转化纳米颗粒（UCNPs@TiO2）。通过监测4-甲基伞酮的蓝色荧光，可以直观地检测细菌的存在。4-甲基伞酮是由MUG与致病菌分泌的特异性酶反应产生的。合成的UCNPs@TiO2光敏剂，在近红外照射下通过生成活性氧表现出较高的抗菌活性。同时，构建了一套基于智能手机的便携式检测系统，并配备了自主开发的Android应用程序，可在几秒钟内对病原体进行原位检测。此外，该智能敷料在大鼠感染伤口模型中进行了验证，显示出良好的抗菌活性和促愈合能力。这些结果表明，所构建的智能伤口敷料在伤口感染的诊断和管理中具有潜在的应用价值。
智能敷料结构及其伤口原位检测与抑制作用示意图