细菌感染的皮肤伤口，通常会导致脓肿和疼痛，严重时甚至会导致截肢和死亡，对公共健康构成了巨大威胁。为了清除感染伤口中的细菌和防止受损皮肤被感染，具有抗菌功能的水凝胶敷料逐渐成为了研究的热点。大多数抗菌剂，如抗生素或金属纳米颗粒，被物理分散到水凝胶中，通过扩散释放以提供抗菌活性，但这种方法通常会导致药物的突释，缺乏长效抗菌作用。通过非共价相互作用将抗生素载入水凝胶网络中可以有效避免突发释放，延长抗菌功效并为水凝胶提供刺激响应的药物释放的特性。
近期，中山大学药学院（深圳）丁鑫、袁佩妍副教授团队联合新加坡生物工程和生物成像研究院杨义燕教授开发了一种以抗生素庆大霉素（Gen）作为动态交联剂的双交联互穿聚合物网络水凝胶。首先，甲基丙烯酸羟乙酯 （HEMA）和丙烯酸 （AA）通过自由基聚合形成一级化学交联网络；随后，利用聚丙烯酸的羧基和庆大霉素的氨基之间的静电相互作用构建水凝胶的二级物理交联网络。制备得到的双交联水凝胶P(AA-co-HEMA)Gen能够实现感染部位微环境pH 响应药物释放和水凝胶机械性能的增强，而且水凝胶中的药物能够实现可持续性释放，对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌）的抗菌活性能够维持超过28天。此外，在金黄色葡萄球菌感染的小鼠皮肤伤口模型中，负载庆大霉素的双交联水凝胶能够有效清除了伤口中的细菌，并显著加速了伤口愈合。
以活性药物如抗生素作为动态交联剂的双交联水凝胶能够提高水凝胶的力学性能、实现响应性释药，同时还能避免由于其他交联剂的引入可能导致的毒性。以活性药物为交联剂的水凝胶不仅有望作为抗菌伤口敷料等生物医用材料，实现疾病的治疗，而且也为载药水凝胶的设计提供了一种新的思路。
相关研究以“Interpenetrating Polymer Network Hydrogels Formed Using Antibiotics as a Dynamic Crosslinker for Treatment of Infected Wounds”为题发表在Advanced Healthcare Materials。论文的第一作者为中山大学硕士研究生付梦婧同学，该研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和深圳市自然科学基金的支持。
相关进展
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