科学研究

Carbohydrate Polymers | 周晓辉教授团队开发新型抗菌水凝胶材料,为临床治疗耐药菌感染提供了创新解决方案

2024.09.01

    近日,我院周晓辉教授团队联合陕西科技大学胡梁斌教授团队在国际权威期刊《Carbohydrate Polymers》发表题为《Ferrous sulfate remodels the properties of sodium alginate-based hydrogel and facilitates the healing of wound infection caused by MRSA》的研究成果。该研究通过将硫酸铁(Fe²⁺)与海藻酸钠(Na-ALG)进行离子交联,成功开发出兼具高效抗菌性、生物相容性和修复功能的新型水凝胶敷料,为临床治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等耐药菌感染提供了创新解决方案。

    MRSA作为全球最常见的耐药菌之一,常导致术后感染和慢性伤口不愈。现有抗菌敷料面临成本高、耐药性、金属毒性等挑战。论文创新性地利用Fe²⁺与海藻酸钠羧基交联,构建出三维网络结构的Fe-ALG水凝胶。实验表明,该材料具有三大核心优势:1)广谱抗菌性,对MRSA杀灭率达99.9%,同时有效抑制大肠杆菌等常见病原菌;2)优异的生物相容性,能促进人皮肤成纤维细胞增殖;3)产品成本显著降低,具备转化优势。

    Fe-ALG水凝胶通过独特双重机制发挥作用:一方面,Fe²⁺通过破坏细菌膜结构直接杀灭MRSA;另一方面,作为胶原羟化酶必需因子,Fe²⁺能加速伤口组织再生。动物实验显示,该水凝胶治疗10天内即可使感染伤口收缩率达86%,显著优于传统万古霉素敷料。组织学分析证实,其能有效减轻全身炎症反应,并阻止MRSA向肺部扩散,避免继发感染。

    通过先进表征技术,团队发现Fe²⁺的引入使水凝胶分子量分布更均匀,机械强度显著提升。同时具有超高保水性,优异的注射性,缓慢释放等特性。这种改性不仅解决了金属敷料的毒性隐患,其原料成本优势更利于大规模临床应用。该技术有望应用于烧伤、糖尿病足等复杂伤口管理。研究获得国家自然科学基金、深圳市科技创新委员会等多项资助。

 

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014486172400780X


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