本文研究的主要作者包括 Wei Su、Ying Zhang、Yiqing Chen、Lini Huo、Fangzhou Wen、Jinyun Cai 和 Peiyuan Li，主要研究机构为广西自然高分子化学与物理重点实验室、广西大学中药学院、克里克大学以及南宁师范大学。研究成果发表在 *International Journal of Biological Macromolecules*（《国际生物大分子期刊》）中，第298卷，文章编号为139927，在线发表时间为2025年1月15日。
皮肤作为人体最大的器官，是保护内外环境的重要屏障。然而，当皮肤受损时，细菌感染会阻碍伤口愈合。目前，抗生素是治疗细菌感染的主要选择，但滥用抗生素可能导致耐药菌株的产生，严重威胁人类健康。传统抗生素治疗在炎症及组织修复阶段的作用有限，迫切需要探索抗生素替代策略，实现快速杀菌、促进伤口愈合并减少对抗生素的依赖。
光动力治疗（PDT, photodynamic therapy）和光热治疗（PTT, photothermal therapy）作为抗菌替代策略，因其在靶向感染方面的独特优势受到关注。然而，单一的PDT或PTT方法通常难以完全清除伤口部位的细菌和生物膜，因此通过两者结合实现协同治疗是当前的研究热点。此外，已有研究表明，水凝胶因其具备与细胞外基质类似的结构特性，以及对伤口形状的良好适应性，成为了一种针对伤口愈合的优秀材料。本文创新性地开发了一种整合化疗、PDT及PTT三重治疗的智能响应型琼脂糖/壳聚糖水凝胶（AC-Gel@Cur-Au），以解决目前单一治疗模式的局限性。
研究设计了一种基于温敏琼脂糖和pH响应型壳聚糖的三维网络水凝胶： - 合成过程： - 琼脂糖溶液通过高温搅拌制备，其后加入NaOH和醋酸冷却至室温形成琼脂糖水凝胶。 - 壳聚糖溶液通过醋酸溶解和掺杂技术制备，最终与琼脂糖溶液混合形成琼脂糖-壳聚糖（Agarose-CS）水凝胶。 - 在琼脂糖-壳聚糖水凝胶中加入负载姜黄素的明胶复合物（Gel@Cur）和负载金纳米棒的二氧化硅颗粒（AuNRs@SiO2）后，制备出三重治疗水凝胶（AC-Gel@Cur-Au）。 - 为了保证安全性，AuNRs@SiO2的浓度优化为60 μg/mL。
研究通过一系列多功能实验对水凝胶的理化特性进行了表征： - 光学特性：使用UV-Vis光谱确认Gel@Cur复合物的存在，其水溶性相比自由形式姜黄素提高了50倍。 - 结构性能：通过扫描电子显微镜（SEM）观察水凝胶内部的多孔结构，并通过红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）确认组分。 - 热及机械性能：采用热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）确定水凝胶的热稳定性；通过流变测试评估其温度依赖性的凝胶-溶胶转变特性。 - 生物相容性：通过细胞活性检测、溶血率实验及动物皮肤过敏测试验证其与生物的良好兼容性。
水凝胶在环境温度（37°C）及近红外光（808 nm）刺激下表现出可控性药物释放行为。姜黄素的释放量与温度升高和近红外光辐射时间呈正相关，表明水凝胶的热敏和pH敏感特性。
本文通过体外实验验证了水凝胶的抗菌活性（目标菌株为大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus）： - 在808 nm及405 nm双光源辐照下，AC-Gel@Cur-Au对目标菌种的杀伤率高达99.9995%。 - 通过DAPI/PI菌体染色和SEM分析细菌的形态变化，验证了光热及光动力协同作用对细菌膜及DNA/RNA损伤效应。
采用感染S. aureus的全层皮肤创伤小鼠模型评估水凝胶的体内治疗效果： - 在日常光照和双光照条件下，AC-Gel@Cur-Au快速杀菌并抑制炎症反应。 - 通过组织切片染色的组织学分析，发现水凝胶可促进胶原沉积、肉芽组织形成及血管新生，加速伤口闭合。其最终伤口收缩率为96.2%，显著优于其他对照组。
本文展示了一种集前沿光治疗技术与创伤修复功能于一体的创新水凝胶设计，其科学意义和应用价值如下： - 科学价值：研究推动了多模态抗菌治疗及材料设计领域的进展，为解决耐药菌感染难题提供了新方法。 - 临床应用：该材料制备简单、生物相容性优异，有潜力应用于抗菌伤口敷料、手术后愈合以及其他感染性伤口的治疗。
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号32472469）及广西“八桂青年杰出人才”计划的资助。这进一步凸显了本文的学术深度及其在多领域材料和医疗应用中的突破性成果。