皮肤是人体最大的器官，极易受到损伤。在机械应力动态变化的环境中，伤口易产生持续感染，可导致持续炎症、血管生成受损、组织液渗出过多和活性氧积累等，进而导致慢性伤口和伤口愈合延迟。水凝胶作为皮肤伤口敷料已被广泛研究，然而现有水凝胶无法实现对伤口愈合的全过程智能管理，极大限制了水凝胶敷料促进皮肤伤口愈合的效率。因此，开发具有对感染伤口愈合全阶段动态管理的水凝胶敷料，以实现智能按需伤口闭合功能以及从杀菌阶段到修复阶段的过渡调节功能，存在明显挑战。

针对这一问题，西安交通大学金属材料强度国家重点实验室、前沿科学技术研究院郭保林教授、憨勇教授和赵鑫副教授团队设计并制备了一种具备按需热收缩和超声刺激压电效应的双网络拓扑结构高强韧水凝胶，实现了三阶段动态转化治疗与全过程伤口管理的治疗策略。第一阶段，水凝胶敷料在高功率超声刺激下按需快速释放高水平活性氧，有效杀灭伤口处的细菌。第二阶段，水凝胶敷料在近红外激光辐照下产生增强的体积收缩以拉动伤口闭合。最后，水凝胶敷料在低功率超声的刺激下，长时间释放低水平活性氧，通过促进细胞迁移、胶原沉积、血管生成、调节炎症、激活FAK和AKT信号通路进一步促进伤口愈合。

该研究成果以“具备按需热收缩和超声刺激压电效应的双网络拓扑结构高强韧水凝胶通过FAK和AKT信号通路促进运动感染性创面愈合”（Piezoelectric dual-network tough hydrogel with on demand thermal contraction and sonopiezoelectric effect for promoting infected joint skin wound healing via FAK and AKT signaling pathways）为题发表于国际权威期刊《国家科学评论》（National Science Review），影响因子16.3。西安交通大学前沿科学技术研究院郭保林教授和材料科学与工程学院赵鑫副教授为论文的通讯作者，西安交通大学材料科学与工程学院硕士研究生骆金龙与西京医院梁振博士为共同第一作者。该项研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、陕西省科技厅青年项目、中央高校基本科研业务费专项资金和中国博士后科学基金项目联合资助。

论文链接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaf118/8100502

郭保林课题组链接：https://gr.xjtu.edu.cn/web/baoling/home

憨勇课题组链接：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/yonghan

赵鑫课题组链接：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/zhaoxinbio