瑞典林雪平大学的研究人员开发了一种纳米纤维素伤口敷料,可以在不干扰愈合过程的情况下显示感染的早期迹象。他们的研究发表在Materials Today Bio上,是通往新型伤口护理之路的又一步。

可以显示感染的伤口敷料

皮肤是人体最大的器官。伤口会破坏皮肤的正常功能,需要很长时间才能愈合,对患者来说非常痛苦,如果治疗不当,在最坏的情况下可能会导致死亡。此外,难以愈合的伤口给社会带来了巨大负担,约占门诊治疗总费用的一半。

在传统的伤口护理中,敷料会定期更换,大约每两天更换一次。为检查伤口是否感染,医护人员要掀开敷料,根据外观和化验进行评估。这是一个痛苦的过程,会随着结痂反复破裂而扰乱伤口愈合。每次暴露伤口时,感染的风险也会增加。

林雪平大学的研究人员与厄勒布鲁大学和吕勒奥大学的同事合作,现已开发出一种由纳米纤维素制成的伤口敷料,可以在不干扰愈合过程的情况下显示感染的早期迹象。

“能够立即看到伤口是否已被感染,而无需揭开敷料,开辟了一种新型的伤口护理,可以带来更有效的护理并改善伤口难以愈合的患者的生活。它还可以减少不必要的抗生素使用,”林雪平大学生物物理学和生物工程系教授 Daniel Aili 说。

敷料由紧密的网状纳米纤维素制成,可防止细菌和其他微生物进入。同时,这种材料可以让气体和液体通过,这对伤口愈合很重要。这个想法是,一旦应用,敷料将在整个愈合过程中保持不变。如果伤口被感染,敷料会出现颜色变化。

未感染伤口的pH 值约为 5.5。当发生感染时,伤口会变得越来越碱性,pH 值可能达到 8,甚至更高。这是因为伤口中的细菌会改变周围环境以适应其最佳生长环境。早在出现任何脓液、酸痛或发红这些最常见的感染迹象之前,就可以检测到伤口 pH 值升高。

为了使伤口敷料显示出升高的 pH 值,研究人员使用了溴百里酚蓝 (BTB),这是一种在 pH 值超过 7 时颜色会从黄色变为蓝色的染料。为了在敷料中使用 BTB 而不会受到损害,它被加载到孔径只有几纳米的二氧化硅材料上。然后可以将二氧化硅材料与敷料材料结合而不损害纳米纤维素。结果是伤口敷料在感染时变蓝。

伤口感染通常用遍布全身的抗生素治疗。但如果在早期发现感染,对伤口进行局部处理可能就足够了。这就是为什么 Daniel Aili 和他在厄勒布鲁大学的同事也在开发基于所谓的脂肽的抗微生物物质,可以杀死所有类型的细菌。

“抗生素的使用使感染问题越来越严重,因为多重耐药细菌变得越来越普遍。如果我们可以将抗微生物物质与敷料结合起来,我们就可以最大限度地降低感染风险并减少抗生素的过度使用,”Daniel Aili 说。

Daniel Aili 说,新的伤口敷料和抗微生物物质是开发新型门诊伤口治疗方法的一部分。但由于所有用于医疗机构的产品都必须通过严格且昂贵的测试,他认为需要五到十年的时间才能在那里使用。

这两项研究都是瑞典战略研究基金会资助的 HEALiX 研究项目的一部分,旨在开发一种新型伤口治疗方法。除其他外,还从林雪平大学、Vinnova、克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会以及瑞典研究委员会的瑞典政府功能材料科学战略研究领域(AFM)获得了资金。