Adv Sci：北京师范大学贾永光等开发新的水凝胶用于智能伤口敷料

滑环水凝胶（SR-Gel）具有机械适应性网络，具有卓越的拉伸性和皮肤适应性，非常适合智能敷料应用。然而，目前的SR-Gel系统主要依赖由聚乙二醇（PEG）和α-环糊精（α-CDs）制成的聚轮烷，这类聚轮烷的主客体覆盖率通常难以控制。因此，开发高效的构建策略以制备多样化SR-Gel 并拓展其应用范围与实用性，具有重要意义。

2025年12月27日，北京师范大学贾永光、华南理工大学王琳、珠海科技学院蔡莉莉共同通讯在Advanced Science在线发表题为“Construction of Skin-Adaptable Slide-Ring Hydrogels Based on Bile Acids Derived Polyrotaxanes for Smart Wound Dressing”的研究论文。本研究通过β- 环糊精（β-CD）与胆汁酸衍生客体聚合物之间的精准分子识别，设计了一种低主客体覆盖率的可聚合假聚轮烷。该前驱体与两性离子甲基丙烯酰氧基磺基甜菜碱（SBMA）和 N - 丙烯酰甘氨酰胺（NAGA）进行光聚合反应，构建了具有皮肤适配性的 SR-Gel。

滑动交联结构赋予聚合物链更高的运动自由度，使水凝胶具备高拉伸性能、优异的抗疲劳性能，并能适应伤口形变。此外，通过引入负载左氧氟沙星的 ZIF-8 纳米颗粒（ZIF-8@Levo），制备了导电复合水凝胶（SR-Gel/ZL），该水凝胶不仅可用于治疗细菌感染，还能同时实现对温度、血液相关信号及压力的传感与区分。本研究首次构建了基于胆汁酸 /β- 环糊精聚轮烷的 SR-Gel 体系。与传统 PEG/α-CD 体系相比，该体系的主客体比例可精准调控，且合成步骤更简便，为高性能滑环材料的开发提供了通用分子模型。

水凝胶因其独特的优势吸引了广泛关注，并逐渐成为皮肤伤口敷料的重要候选产品。然而，与人体平坦部位的皮肤伤口相比，特殊部位的损伤治疗仍面临挑战。伤口部位高度活动性以及水凝胶敷料对皮肤适应性不佳是主要限制。此外，促进伤口愈合过程并在闭合后有效管理伤口也很重要，以确保最佳愈合状态，因为细菌感染通常会阻碍愈合过程。因此，出色的皮肤适应性、有效的伤口治疗以及及时监测伤口状态，是理想水凝胶敷料的关键功能。

近几十年来，为了改善水凝胶在伤口敷料中的性能，已有多种方法被开发出来。典型例子包括基于聚轮烷的滑环（SR）水凝胶。得益于SR-Gel 网络中的滑动交联结构，少量聚轮烷交联剂即可显著提升材料的拉伸力学性能⁠。然而，现有SR-Gel 体系主要依赖 α- 环糊精（α-CD）作为环状组分，以聚乙二醇（PEG）作为轴分子构建⁠，这极大限制了SR-Gel 体系的多样性。因此，利用多样化的客体聚合物构建 SR 拓扑网络仍是一大挑战。胆汁酸作为一类具有生物相容性的客体分子，其在SR-Gel 构建中的应用尚未被探索。例如⁠胆汁酸与 β- 环糊精（β-CD）可在有机相中通过主客体识别自组装形成复合物，这一特性有望用于构建主客体覆盖率精准可控的皮肤适配性SR-Gel 体系。该体系制备的 SR-Gel 不仅能保留传统SR 材料的核心优势，还能因胆汁酸与β-CD 的优异生物相容性，显著提升自身的生物相容性与皮肤适配性。

图形摘要（摘自Advanced Science）

随着灵活电子技术的发展，伤口敷料被需要准确反映伤口愈合状态。已开发出多种智能伤口敷料以监测伤口部位相关生理和生化指标的变化。在这项工作中制备了基于胆汁酸-β-CD的SR-Gel，用于创面治疗与实时监测。首先，通过丙烯酰化β-环糊精（CD-Ac）与线型石胆酸（LCA）基聚酰胺（LP-Ac）的精准主客体识别，将CD-Ac穿入LP-Ac分子链，制备可聚合假聚轮烷（PPR）。随后，将PPR与两性离子甲基丙烯酰氧基磺基甜菜碱（SBMA）、N-丙烯酰甘氨酰胺（NAGA）通过一步光固化反应，构建SR-Gel体系。该体系的交联点可在较宽范围内自由滑动，赋予SR-Gel优异的皮肤适配性，如超强抗疲劳性能、易适应创面形变与活动而不破裂，且具有可重复的组织粘附性。此外，研究向SR-Gel中引入负载左氧氟沙星（Levo）的抗菌导电型沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）纳米颗粒（ZIF-8@Levo，简称ZL），得到SR-Gel/ZL复合水凝胶，用于构建阻容集成水凝胶传感器，实现对温度、出血及压力关键指标的同时连续监测。本研究首次探索了SR材料在智能敷料领域的应用，彰显了其巨大的临床潜力。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202520750