近日,南华大学公共卫生学院肖福兵团队在细菌感染创面智能诊疗领域取得重要研究进展,相关成果以“Structural color-based microneedle patch with NIR-triggered on-demand drug release for intelligent treatment of infected wounds”为题,发表于国际纳米生物技术领域权威期刊《Journal of Nanobiotechnology》(中科院一区TOP,IF:15.0)。该论文肖福兵副教授为主要通讯作者,南华大学为第一单位。
皮肤创伤继发细菌性感染是一类临床高发的公共卫生难题,不仅会延缓创面愈合、造成局部炎症持续迁延,病情进展严重时还会诱发全身性感染,危及患者生命安全。当前临床常规治疗手段如口服给药、普通纱布敷料等,普遍存在药物递送效率低、局部浓度难以精准调控、无法实时监测治疗进程等短板,长期使用还易诱导细菌耐药,难以满足感染创面的精细化管理需求。因此,开发兼具高效治疗与无创监测功能的新型创面诊疗材料,对提升感染创面救治水平、减轻公共卫生医疗负担具有重要的现实意义。
针对上述痛点,研究团队创新性构建了一款集成光热响应释药、协同抗菌抗氧化、结构色自报告功能的反蛋白石胶体晶体水凝胶微针(CT MNs)贴片,将“精准治疗-实时反馈”深度融合。该微针系统以硫化铜纳米颗粒(CuS NPs)与单宁酸-小檗碱纳米颗粒(TB NPs)为核心功能组分,通过模板聚合、蚀刻造孔、药物负载三步工艺制备而成。在808 nm近红外光照射下,微针内的CuS NPs可快速产生局部热效应,既通过光热作用直接杀灭细菌,又可触发温敏基质相变,加速TB NPs的按需释放,实现光热消融与药物抗菌的协同增效;释放的TB NPs可高效清除创面过量活性氧,缓解氧化应激与炎症反应,为组织再生构建有利的微环境。
该研究的核心创新在于将反蛋白石胶体晶体结构与微针给药系统结合,实现了药物释放过程的可视化监测。随着TB NPs从微针孔隙中逐步释放,水凝胶骨架的平均折射率发生改变,使微针的结构色产生可观测的蓝移,且衍射波长偏移量与药物累积释放量呈线性相关,无需大型精密仪器即可通过肉眼或简易光谱设备完成释药进程的无创、实时监测,形成了闭环式智能创面管理模式。该智能微针贴片突破了传统创面敷料“重治疗、轻监测”的局限,为感染创面的精准化、智能化诊疗提供了全新解决方案,在基层医疗创面护理、慢性创面居家管理等公共卫生场景中具备广阔的应用前景。
一直以来,肖福兵团队聚焦公共卫生领域新型生物医用材料与快速检测技术研发,在智能创面敷料、环境与生物传感方向产出了系列高水平成果。本次发表的成果是团队继Advanced Functional Materials,Chemical Engineering Journal, Analytical Chemistry,Food Chemistry等国际权威期刊后,在生物医用材料领域取得的又一重要突破,为推动公共卫生诊疗技术创新、保障人民群众健康提供了新的技术支撑。
全文链接:https://link.springer.com/article/10.1186/s12951-026-04730-6