针对上述问题，西安交通大学郭保林教授、憨勇教授、赵鑫副教授团队利用季铵化壳聚糖接枝聚苯胺（QCSP）、氧化葡聚糖（OD）和苯甲醛封端的Pluronic F127（PF-CHO），通过双重席夫碱交联，开发了一种具有优异抗菌抗氧化性、可网络重塑的冷冻凝胶敷料，用于止血和皮肤伤口修复。此外，通过利用冷冻凝胶的血液浓缩效应将血液富集固定于冷冻凝胶表面，创新性地制备了血块/冷冻凝胶复合敷料。该复合敷料有效解决了冷冻凝胶在伤口处屏蔽外界环境功能不完善的问题，同时能够对血小板和血细胞进行激活，以进一步促进伤口愈合，为止血敷料的发展开辟了新的方向。该文章于2025年1月23日以《Network-Remodeling, Electroactive and Antibacterial Cryogel with Tissue Sealing and Pro-Coagulant Activity for Hemostasis and Skin Wound Healing》为题发表于《Advanced Functional Materials》（DOI：10.1002/adfm.202419037）。

（1）QP/OD/PF低温凝胶的合成与表征

研究团队以QCSP为主要功能组分，通过OD和PF-CHO双席夫碱交联制备系列低温凝胶（图1a）。¹H NMR和FT-IR证实GTMAC、聚苯胺成功接枝于壳聚糖骨架，醛基引入OD和PF-CHO。QP/OD/PF0和QP/OD/PF50的FT-IR在≈1650 cm⁻¹处出现席夫碱特征峰、1731 cm⁻¹处醛基峰减弱，证实交联网络形成（图1b-d）。脂肪族席夫碱（OD-QCSP）提供稳定交联，芳香族席夫碱（PF-CHO-QCSP）赋予动态网络重塑特性，使凝胶吸水后转变为类水凝胶状态，增强伤口密封、血液相互作用和组织粘附（图1c,d）。利用血液浓缩和表面富集效应制备的B-QP/OD/PF复合敷料，通过血凝块提供生物屏障、保护及生长因子释放功能，构建更具生物活性的免疫微环境（图1e,f）。

图1.QP/OD/PF低温凝胶的制备方法与交联机制。a）低温凝胶的制备流程与双席夫碱交联机制示意图；b）QP/OD/PF低温凝胶的协同抗菌机制；c）QP/OD/PF低温凝胶的网络重塑特性；d）QP/OD/PF低温凝胶的止血性能；e）QP/OD/PF低温凝胶的血液浓缩与表面富集效应；f）血凝块/低温凝胶复合敷料（B-QP/OD/PF）用于皮肤伤口愈合的过程示意图。

（2）低温凝胶的力学、流变、组织粘附、溶胀性能与微观形貌

单轴压缩测试显示，QP/OD/PF0、QP/OD/PF25和QP/OD/PF50在50%应变下的压缩应力从2.47 kPa分别增至5.05 kPa和6.52 kPa，QP/OD/PF75降至4.59 kPa（图2b）。PF-CHO增加席夫碱交联密度并自组装形成胶束，增强交联密度、降低孔隙率。湿态储能模量（G'）依次为159 Pa、346 Pa、541 Pa和395 Pa（图2c），放置6 h后下降约2倍，证实网络重塑特性（图2d）。体外降解显示，QP/OD/PF0质量损失最小，含芳香族席夫碱组质量损失随PF-CHO含量增加而增加（图2e）。平衡溶胀比依次为2473%、1640%、1305%和709%，50 s内达溶胀平衡（图2f,g），孔径随PF-CHO含量增加而减小（图2h,i）。QP/OD/PF50对猪皮肤粘附强度达6.6 kPa。

图2. QP/OD/PF低温凝胶的粘附机制、力学性能、流变特性与微观结构。a）QP/OD/PF低温凝胶与组织粘附机制示意图；b）低温凝胶的单轴压缩应力-应变曲线；c）不同PF-CHO含量湿态低温凝胶的流变性能；d）湿态环境放置6 h后低温凝胶的流变性能；e）低温凝胶体外降解的时间演化（n=3）；f）低温凝胶的平衡溶胀时间与平衡溶胀比（n=3）；g）低温凝胶的平衡溶胀比统计；h）低温凝胶微观结构的SEM图像；i）不同PF-CHO含量低温凝胶的孔径分布。

（3）低温凝胶的电活性与抗氧化性能

UV-vis显示QCSP在320 nm和580 nm处出现聚苯胺特征峰，酸掺杂后在430 nm处出现极化子带，苯环峰蓝移至300 nm，≈800 nm处出现醌环极化子跃迁峰（图3a）。循环伏安曲线显示QP/OD/PF50在0.1 V和0.7 V处出现两对氧化还原峰，对应聚苯胺不同氧化态转变（图3b）。膨胀态电导率达1.3×10⁻³ S·m⁻¹，显著高于Q/OD/PF50（≈4×10⁻⁴ S·m⁻¹）（图3c）。DPPH清除率随浓度增加从24%（2.5 mg·mL⁻¹）升至≈94%（15 mg·mL⁻¹），显著优于Q/OD/PF50（≈2%）（图3d）。

图3. QP/OD/PF低温凝胶的电活性与抗氧化性能。a）QCS、QCSP和酸掺杂QCSP的UV-vis光谱；b）QP/OD/PF50的循环伏安曲线；c）膨胀态Q/OD/PF50和QP/OD/PF低温凝胶的电导率（n=7）；d）低温凝胶的DPPH自由基清除率（对照组为2.5 mg·mL⁻¹的Q/OD/PF50，实验组为QP/OD/PF50）（n=3）。

（4）低温凝胶的体外生物相容性、细胞迁移、光热性能与抗菌活性

Alamar Blue实验显示，QP/OD/PF0-75对L929细胞活力为87%-100%，具有良好的细胞相容性（图4a）。溶血率均不超过5%，血液相容性良好（图4b）。接触抗菌实验显示，对PA的杀菌率随PF-CHO含量增加从49%升至95%，对MRSA从74%升至86%（图4c,d）。光热性能测试显示，1.4 W·cm⁻²照射10 min温差≈20°C，功率密度1.0-1.8 W·cm⁻²时QP/OD/PF50温差7.5-27°C（图4e,f）。光热抗菌10 min后对PA和MRSA杀菌率近100%，对数减少值4.6和3.7（图4g-j）。体内抗菌显示，NIR-QP/OD/PF50对MRSA感染伤口杀菌率达99%（图4k,l）。

图4.QP/OD/PF低温凝胶的体外生物相容性、血液相容性、光热性能与抗菌活性。a）低温凝胶对L929细胞的细胞相容性直接接触测试（n=4）；b）低温凝胶的溶血率及离心后上清液图像（n=3）；c、d）低温凝胶对PA（c）和MRSA（d）的体外直接接触杀菌率（n=6）；e）相同功率密度下低温凝胶的温差-近红外光照时间曲线；f）不同功率密度下QP/OD/PF50的光热升温曲线；g、h）近红外照射下低温凝胶对PA（g）和MRSA（h）的细菌对数减少值（n=4）；i、j）低温凝胶对PA（i）和MRSA（j）的光热抗菌效果照片；k）近红外照射下低温凝胶对MRSA的体内抗菌杀菌率（n=6）；l）低温凝胶对MRSA体内光热抗菌效果照片（(i)空白组，(ii)QP/OD/PF0，(iii)QP/OD/PF50，(iv)NIR-QP/OD/PF50）。

（5）低温凝胶的体内止血性能

小鼠肝脏穿刺模型中，低温凝胶组失血约9 mg，显著低于明胶海绵组（225 mg）和空白组（286 mg）（图5a-c）。大鼠肝脏十字切口模型中，QP/OD/PF0失血464 mg、止血时间128 s，QP/OD/PF50更优（200 mg，67 s），均显著低于明胶海绵组和空白组（图5d-g）。大鼠肝脏穿孔模型中，QP/OD/PF0和QP/OD/PF50止血时间均为0 s，失血分别为435 mg和153 mg，显著低于对照组（图5h-k）。PF-CHO使微结构更致密、提供更多醛基，结合网络重塑特性促进血凝块/低温凝胶复合物形成，实现优异止血性能。

图5.QP/OD/PF低温凝胶的体内止血性能。a）小鼠肝脏穿刺出血模型止血示意图；b）小鼠肝脏穿刺出血模型失血量（n=5）；c）小鼠肝脏穿刺出血模型止血照片；d）大鼠肝脏十字切口出血模型止血示意图；e、f）大鼠肝脏十字切口出血模型止血时间（e）和失血量（f）（n=8）；g）大鼠肝脏十字切口出血模型止血照片；h）大鼠肝脏穿孔出血模型止血示意图；i、j）大鼠肝脏穿孔出血模型止血时间（i）和失血量（j）（n=8）；k）大鼠肝脏穿孔出血模型止血照片。

（6）低温凝胶的血液浓缩效应与血细胞/血小板激活效应

SEM显示，QP/OD/PF0孔径大，血液快速渗透至内部；随PF-CHO含量增加，孔径减小，血液表面富集增强。QP/OD/PF50血细胞完全富集于表面，QP/OD/PF75表面形成厚层血凝块（图6a）。横截面显示QP/OD/PF50表面形成明显边界血凝块层，QP/OD/PF75血凝块层更厚（图6a）。低温凝胶表面血细胞和血小板粘附量随PF-CHO含量增加而增多，红细胞和血小板被激活呈不规则形状或聚集体（图6b）。激活的血小板可诱导成纤维细胞迁移、增殖，促进血管再生和皮肤附属器恢复。

图6.低温凝胶的血液浓缩效应与血细胞/血小板激活效应。a）低温凝胶表面和含血液横截面的SEM图像；b）显示血细胞和血小板在低温凝胶表面聚集形态的SEM图像。

（7）低温凝胶与血凝块/低温凝胶复合敷料的皮肤伤口愈合性能

小鼠全层皮肤缺损模型显示，第3天伤口收缩率依次为50%、70%、74%和78%，第7天为84%、89%、93%和96%，第14天均达99%以上（图7a,b）。H&E染色显示，QP/OD/PF50和B-QP/OD/PF50组第3、7天即形成连贯结缔组织，第14天B-QP/OD/PF50组毛囊数量最多（图7c）。Masson染色显示，B-QP/OD/PF50组第7天相对胶原含量达592%，显著高于空白组（100%）、Q/OD/PF50组（251%）和QP/OD/PF50组（352%）（图7d,e）。

图7.低温凝胶与血凝块/低温凝胶复合敷料的皮肤伤口愈合性能。a）不同时间点各治疗组伤口愈合代表性照片；b）伤口收缩率的统计分析（n=5）；c）愈合3、7、14天后再生组织切片的H&E染色；d）第7天Masson三色染色图像；e）第7天相对胶原面积覆盖率的定量统计（n=3）。

（8）组织学免疫荧光分析

免疫荧光染色显示，第3天各组TNF-α表达水平从空白组（100%）依次降至Q/OD/PF50组（61%）、QP/OD/PF50组（29%）和B-QP/OD/PF50组（14%）（图8a,b）。CD68（泛巨噬细胞标记）染色显示，QP/OD/PF50和B-QP/OD/PF50组的巨噬细胞浸润最少（图8a,c）。第7天CD206（M2巨噬细胞标记）表达水平从空白组（100%）依次升至Q/OD/PF50组（160%）、QP/OD/PF50组（253%）和B-QP/OD/PF50组（409%），表明B-QP/OD/PF50组最优地促进巨噬细胞向M2表型极化（图8a,d）。CD31（新生血管标记）染色显示，B-QP/OD/PF50组的表达水平显著高于其他组，表明该组新生血管数量最多（图8a,e）。

图8. 组织学免疫荧光分析。a）第3天TNF-α和CD68、第7天CD206和CD31标记的伤口切片免疫荧光染色图像；b-e）TNF-α（b）、CD68（c）、CD206（d）和CD31（e）相对面积覆盖率的定量统计（n=3）。