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  人類皮膚作為保護人體免受環境傷害的屏障，有時會遭受嚴重的創傷，形成對皮膚功能完整性產生負面影響的創面。然而，皮膚的自愈修復過程緩慢，炎癥、繼發性損傷、耐多藥細菌感染等并發癥在極大程度延長了愈合時間并降低了愈后效果。因此，急需要設計和開發針對這些問題的臨床創面敷料。基于ROS的治療方式（如PDT和EDT）與傳統的抗菌方法相比，可以更高效、安全地實現殺菌及促進組織再生。而將ROS治療引入電子傷口敷料近年來也有了一定的發展。將光敏劑等活性分子引入生物敷料中，在短暫的化學、光、電刺激下，生物敷料可快速產生單線態氧和自由基，實現對細菌的高效殺滅。目前，能夠同時實現光及電子雙重響應的ROS型電子傷口敷料還未見文獻報道。這主要是由于ROS型電子傷口敷料都是“三明治”夾層結構，在輔料表面不可避免的需要引入一層導電層。而導電層的存在阻止了ROS與傷口部位細菌的接觸，阻礙了其對細菌的殺滅和傷口的愈合。

  近日，西安交通大學前沿科學技術研究院何剛教授課題組，結合共軛聚合物聚噻吩強的吸光性及導電性與含硫族元素紫精高效產生ROS的性質，制備了新型的含硫族元素紫精修飾的聚噻吩衍生物（SeV²⁺-PT），并將其作為活性物質引入導電的聚丙烯酰胺水凝膠中。同時創造性地將電極背靠背內置于水凝膠中，制備了內嵌式的光電響應型傷口敷料（SeV²⁺-PT PEWD）。此特殊的設計使得所制備的新型傷口敷料的活性層可直接與感染傷口接觸，在可見光照射和通電的條件下，快速可控的產生穩定的ROS，從而實現對細菌快速PDT和EDT協同殺滅（6秒），并將耐藥細菌感染的全層創面愈合時間由15天縮短至7天。

  基于SeV²⁺-PT PEWD良好的導電性以及氧化還原特性，開發了基于手機藍牙控制生成自由基的反“三明治”結構電子傷口敷料SeV²⁺-PT PEWD。當輕擊手機開關時，控制模塊迅速響應，并通過控制中心發送控制指令。隨后，在3 V電源下通電3 s，SeV²⁺-PT PEWD迅速產生大量自由基，其顏色變為綠色。與此同時，自由基的大量生成導致材料在可見光區380 nm和418 nm處吸收增強。此外，SeV²⁺-PT PEWD還在800 nm以上的近紅外區有擴展吸收。值得注意的是，在低功率白光（400~800 nm，15 mW/cm²，6 s）照射下，反“三明治”結構的SeV²⁺-PT PEWD也能迅速生成自由基，敷料顏色從初始的黃色變為綠色。與通電處理類似，關閉光源后敷料顏色會慢慢退回黃色，這一結果證明，設計的電子敷料結構可以延長自由基壽命，使其在空氣條件下不易被迅速淬滅。此外，這一設計首次打破傳統“三明治”電致變色器件結構，開發了一種新的反“三明治”電致變色器件，將柔性電極內嵌于導電凝膠中，并實現了快速手機遙控電致變色。

  將SeV²⁺-PT PEWD貼敷于小鼠的感染創面，并暴露在15 mW / cm²的白光照射下，SeV²⁺-PT PEWD的顏色在照射6 s后迅速從黃色變為綠色，這一現象表明有大量的自由基產生并積累。此時，關閉光源，結束光照，使SeV²⁺-PTPEWD暴露在空氣中，肉眼觀察SeV²⁺-PT PEWD顏色變化，經過約9 min，水凝膠的顏色逐漸褪去。該結果表明SeV²⁺-PT產生的自由基可在水凝膠結構中穩定一段時間，并可逆地回到原始狀態，從而可以為感染小鼠提供持續的重復治療。

  此外，還對反“三明治”結構SeV²⁺-PT PEWD的活體電動力治療效果進行了評估。通過手機APP控制，給SeV²⁺-PT PEWD通電，在通電3 s后SeV²⁺-PT PEWD顏色迅速從原始的黃色變為綠色。這一結果同樣說明有自由基產生并積累。與光照結果相似，通電產生的自由基也可以在水凝膠中穩定一段時間后，逐漸退回原始狀態，再次施予通電處理時仍然可以迅速發生顏色變化并產生自由基。基于SeV²⁺-PT PEWD在活體中高效的產生自由基的結果，設計了光動力和電動力協同治療實驗。如圖所示，同時施予光照和通電處理，發現協同處理的SeV²⁺-PT PEWD具有更快和更深的變色效果，并在停止光電刺激后自由基維持的時間更長，且傷口愈合效果更優。

  以上成果以“Anti-Sandwich Structured Photo-Electronic Wound Dressing for Highly Efficient Bacterial Infection Therapy”為題發表在Small (2021, 2101858)上。論文的第一作者為西安交通大學前沿科學技術研究院博士生研究生周琨，通訊作者為何剛教授。

  全文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202101858