针对上述问题，温州医科大学肖健、李正林与哈尔滨工业大学于淼团队合作，开发了一种光液化水凝胶敷料（PCS凝胶），用于快速、无瘢痕地修复难愈性感染创面。该凝胶通过温和产热强效杀菌、清除耐药生物膜，并调节氧化还原稳态、缓解过度炎症，推动炎症期向增殖期快速转变，营造促再生微环境。进一步地，PCS凝胶抑制CD36受体，阻断成纤维细胞向瘢痕方向分化，从而防止真皮纤维化。在小鼠急/慢性感染创面及兔耳增生性瘢痕模型中，该凝胶均实现快速上皮化、无瘢痕愈合，展现出免疫-成纤维细胞双重调控的抗瘢痕再生修复潜力。该文章于2025年10月18日以“Immunomodulation and Fibroblast Subtype Regulation by a Photoliquefiable Hydrogel Realize Anti-Scar Skin Regeneration of Refractory Infected Wounds”为题发表于《Advanced Functional Materials》（DOI：10.1002/adfm.202521060）。

图1 PCS gel制备工艺示意图及其调控快速抗瘢痕创面愈合功能

（1）PCS gel的制备与表征

PCS为在多孔PDA纳米球表面沉积超小氧化铈晶体并负载SalB的复合纳米球。TEM与SEM显示其保持有序介孔结构（图2b）；元素面分布中C、N、O均匀，Ce略呈离散（图2c）。ζ电位在氧化铈沉积后负值减小，SalB负载后恢复高负值（图2d）。DLS证实PDA、PC、PCS的水合粒径无显著差异（图2e）。UV-vis出现SalB特征吸收峰，证实药物负载（图2f）。XPS测得Ce³⁺/Ce⁴⁺=28.4:71.6（图2g）。TGA给出氧化铈负载量2.5%，SalB负载量10.1%。PCS分散于PVA/硼砂水凝胶得PCS凝胶，SEM显示凝胶孔隙率未因纳米球引入而改变（图2h）；凝胶可自注射器连续挤出并保持形状。流变学表明，应变<80%时网络完整；应变>80%后G′与G″交叉，凝胶转为溶液态。相比空白PVA，PCS凝胶的G′、G″均升高。1%–200%交替应变下凝胶可逆固-液切换；粘度随剪切速率升高而下降，呈剪切稀化。裂纹自愈及与组织牢固粘附分别于图2i、2j示出。生理溶液中凝胶溶胀至原重3.3倍。PCS的光热转换效率使凝胶在NIR照射下升温（图2k-l），温度升高触发凝胶由粘弹性固态变为粘性液态（图2m），并加速水媒介中的溶解。凝胶涂覆于不规则凹槽后，NIR照射使其覆盖率升至99.1%，验证光液化特性（图2n-o）。

图2 PCS gel的制备与表征。（a）PCS凝胶制备及光触变示意图；（b）F/R凝胶SEM形貌与元素分布；（c）PCS纳米球HAADF-TEM及元素面扫；（d）Zeta电位（n=3）；（e）DLS粒径；（f）UV–vis吸收光谱；（g）PCS纳米球Ce 3d高分辨XPS；（h）PCS凝胶SEM与可注射测试；（i）PCS凝胶自修复过程照片及荧光图；（j）组织黏附实验；（k）红外热像与（l）光热升温曲线（浓度为PCS掺杂量）；（m）PCS凝胶温度依赖G′/G″模量，相变温度≈41 °C；（n）光热增强形状适应演示及（o）覆盖面积分析（n=4）。数据以mean±SD表示，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001，****p<0.0001

（2）光热抗菌与抗生物膜性能

PCS凝胶在近红外照射下对浮游大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及MRSA均具抗菌活性（图3a）。活/死染色与平板计数显示，PCS+NIR组死菌比例最高，红色荧光信号最强（图3b）；红外测温证实同步光热升温（图3c）。菌落计数给出抑制率：革兰阴性菌97.6%、革兰阳性菌99.3%、MRSA 94.3%（图3d）。结晶紫染色表明，PCS+NIR处理后三种菌株生物膜形成量显著下降（图3e），对应OD570定量亦降低（图3f）。共聚焦活/死图像显示，生物膜整体呈红色荧光，存活菌量及膜厚度减少，致密结构瓦解并出现空腔（图3g）；表面粗糙度统计结果一致证实膜结构破坏。

图3 光热抗菌与抗生物膜性能。（a）PCS凝胶光热杀菌示意图；（b）不同处理后活/死菌染色及菌落照片；（c）图b中Gel+NIR与PCS gel+NIR组光热升温曲线，附PCS gel+NIR红外热像；（d）对E. coli、S. aureus、MRSA的抑菌率统计（n=3）；（e）生物膜抑制实验示意及结晶紫染色图像；（f）生物膜质量量化（n=3）；（g）成熟生物膜内细菌活/死染色图及沿深度荧光强度定量

（3）PCS凝胶体外抗氧化及调控巨噬细胞极化

PCS纳米球具备Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原偶与邻苯二酚/醌可逆转换双重活性，呈类纳米酶ROS清除能力（图4a-b）。ABTS与DPPH测定显示其自由基清除率随浓度升高而递增，且略优于PC纳米球；对·OH与O₂⁻·的清除趋势一致（图4c）。100 µg·mL⁻¹浓度下，·OH清除率53.0%，O₂⁻·清除率58.8%（图4d）。该纳米球同时呈现类过氧化氢酶活性，可在H₂O₂存在下持续释氧。tBHP诱导的氧化应激模型中，PCS纳米球、PCS凝胶及PCS凝胶+NIR均显著降低HUVECs与3T3细胞内的ROS荧光强度（图4e）；共聚焦成像证实，PCS纳米球单用即可清除胞内ROS，经凝胶包裹后效率略降，NIR照射后恢复至接近单用水平（图4f）。流式检测表明，LPS刺激使巨噬细胞向M1极化，PCS凝胶+NIR干预逆转该趋势，M2占比升至62%，M1阳性率下降3.5倍，M2阳性率升高19.0倍（图4g）。

图4 PCS凝胶体外抗氧化及调控巨噬细胞极化。（a）凝胶清除ROS与抗炎机制示意图；（b）PCS纳米球对多种自由基的清除路径；（c）ABTS+•、DPPH•、•OH、O₂⁻清除率测定（n=3）；（d）各自由基清除效率雷达图；（e）HUVEC与3T3胞内ROS流式分析；（f）DCFH-DA荧光CLSM图像及统计（n=3）；（g）不同处理后M1/M2巨噬细胞比例流式分析

（4）药物释放、CD36抑制及生物相容性评价

SalB释放速率随pH降低而升高，且可在NIR照射下进一步加快并呈脉冲式释放（图5a–c）。PCS纳米球、PCS凝胶及PCS凝胶+NIR均下调3T3细胞CD36表达，游离SalB阳性对照结果一致，空白凝胶无影响（图5d,e）。活/死染色显示PCS凝胶对HUVECs与3T3细胞无毒性（图5f）；CCK-8检测表明PCS纳米球≤400 µg·mL⁻¹时细胞活性无显著变化（图5g）。溶血实验表明PCS凝胶上清澄清，红细胞完整，溶血率<2%（图5h,i）。小鼠皮下植入荧光标记凝胶后，荧光2 d内迅速衰减，9 d完全消失，提示完全降解（图5j,k）；28 d取材局部皮肤无炎症、无溃疡，H&E染色未见异常（图5l）。

图5 药物释放、CD36抑制及生物相容性评价。（a）PCS纳米球酸/NIR触发释药示意图；（b）不同pH±NIR下SalB释放曲线（n=3）；（c）累积释药量统计（n=3）；（d）3T3细胞CD36免疫荧光图及（e）定量分析；（f）HUVEC/3T3活死染色与（g）24 h CCK-8活力（n=6）；（h）红细胞显微图及（i）溶血率（n=3）；（j）小鼠背部植入后9 d活体荧光成像与（k）相对荧光强度；（l）皮下植入实验流程及皮肤H&E切片

（5）PCS凝胶促小鼠急性感染创面快速抗疤愈合

MRSA感染全层缺损模型中，PCS凝胶+NIR组创面愈合最快：第4、7、14天未愈合面积依次降至40.4%、9.0%、1.1%，愈合率98.9%（图6a,c,d(i),e）；NIR照射期间创面温度维持≈42 °C（图6b）。第28天，该组新生表皮连续平整，瘢痕色素指数接近正常，无增生性瘢痕（图6c,d(ii),f)。第7天，组织学见炎症浸润减少，CD31荧光强度升高（图6h,i）；第14天Ki67下降，提示进入重塑期（图6h,i）。Masson染色显示该组第14天胶原面积最高，第28天低于其余各组，且胶原排列呈多孔微结构（图6g）。免疫荧光定量表明，PCS凝胶+NIR下调胶原I、上调胶原III，胶原III/I比值升高；β3-Tubulin与CK19荧光强度增加，显示神经与毛囊再生潜能；CD36及TGF-β在第14、28天均下调。血液与主要脏器指标未见异常，证实治疗安全性。

图6 PCS凝胶促小鼠急性感染创面快速抗疤愈合。（a）急性感染创面实验流程；（b）NIR处理时创面红外热像及温度变化；（c）第0–28天创面愈合照片；（d）第0–14天创面面积变化模拟图（上）及第28天疤痕面积（下）；（e）第0–14天创面面积统计（n≈5–10）；（f）第28天疤痕面积量化（n=5）；（g）第7、14、28天创面H&E与Masson染色，虚线示未愈合区；（h）第7天CD31/α-SMA与第14天Ki67免疫荧光图；（i）CD31、Ki67荧光强度定量（n=3）

（6）PCS凝胶加速糖尿病慢性感染创面愈合并减轻瘢痕

STZ诱导糖尿病小鼠血糖维持＞16.7 mM，慢性创面经PCS凝胶+NIR处理后愈合最快：第4天剩余创面45.1%，第7天降至15.3%，显著低于对照组85.9%（图7a,e,f）。照射阶段创面温度升高至≈42 °C（图7c,d）。第14天该组完成上皮化，第28天新生表皮与周围皮肤色差为零，表面平整，瘢痕面积≈0%（图7f,g）。感染评估显示，第4天PCS凝胶+NIR组细菌负荷已降至最低；第7天87.5%的该组创面进入增殖期；第28天全部创面无可视瘢痕，而PC凝胶+NIR组80%仍留瘢痕（图7h）。雷达图综合评分表明，PCS凝胶+NIR在感染控制、炎症消退、创面闭合及瘢痕抑制四项指标均居首（图7i）。

图7 PCS凝胶促进糖尿病小鼠感染创面快速抗疤愈合。（a）糖尿病感染创面实验流程；（b）28天血糖监测；（c）NIR处理时创面温度变化及（d）红外热像；（e）第0–14天创面面积模拟图与曲线；（f）第0–28天愈合照片及第28天疤区模拟图；（g）第28天疤面积与色度统计（n=5，L值越高越白，A值越高越红）；（h）第4、7、14、28天四节点细节对比，实圆=是，虚圆=否；（i）各组修复效应系统比较

(7) PCS凝胶加速糖尿病慢性感染创面愈合并减轻瘢痕

PCS凝胶+NIR组在糖尿病慢性创面第2、4天渗出液细菌培养阴性，体内抗菌效率与PC凝胶+NIR组相当（图8a,b(i)）。第7天H&E显示该组炎症浸润最轻，对照组密集炎细胞聚集（图8a,b(ii)）。第14天再生区毛囊与皮脂腺数量高于其余各组，CK10免疫荧光示完整表皮层，CK10/CK19共标显示毛囊结构已重建（图8a,c）。第28天该组表皮厚度最低，组织学表现接近正常皮肤（图8a,b(iv)）。Masson染色定量表明，第14天胶原面积分数最高，第28天降至最低，分形维数减小、孔隙率升高，胶原排列呈规则多孔网（图8a,d）；β3-Tubulin荧光强度显著升高，证实微神经再分布（图8a,c）。免疫荧光时序分析：第4天DHE信号几乎消失，CD86⁺M1巨噬细胞减少，CD206⁺M2细胞增多，M1/M2比值下降（图8e,f），qRT-PCR同步验证iNOS下调、Arg1上调。第7天CD31/α-SMA共定位面积最大，FGF2荧光强度峰值出现，提示血管新生活跃（图8e,f）。第14天Ki67⁺细胞比例最低，表明增殖关闭；胶原I荧光减弱而胶原III增强，Col1a1 mRNA下降约55%，Col3a1升高4.9倍（图8e,f）。肝、肾、脾及血常规、体重曲线均无统计学差异，提示系统毒性缺失。

图8 PCS凝胶加速糖尿病慢性感染创面愈合并减轻瘢痕。（a）第4天创面渗出液菌落、第7/14/28天H&E、第14/28天Masson及第14天CK10/CK19/β3-Tubulin免疫荧光图，黄色三角示新生附件，虚线标表皮厚度；（b）抑菌率、炎细胞数、毛囊数、表皮厚度统计（n=3）；（c）CK10/CK19/β3-Tubulin荧光强度定量（n=3）；（d）第14/28天胶原沉积、第28天胶原分形维数与孔隙率分析（n=3）；（e-f）第4天ROS（DHE）、M1/M2巨噬（CD68/CD206/CD86）、第7天新生血管（CD31/α-SMA）及第14天胶原分型（COLI/COLIII）免疫荧光与定量（n=3）

（8）AG-gel的体内和体外生物安全性评估

SalB经PCS凝胶递送后持续拮抗CD36，体外已验证其抑制3T3细胞CD36过表达（图5d,e）。体内时序显示，第14天对照、Gel、Gel+N及PC gel+N组创面CD36荧光强度维持高位，PCS凝胶+NIR组信号显著降低，qRT-PCR同步证实mRNA下调，且该优势保持至第28天（图9a,b）。伴随CD36下降，TGF-β表达同步减少，提示二者协同抑制真皮纤维化。流式鉴定成纤维细胞亚群：第7天PCS凝胶+NIR组网状成纤维细胞比例下降，脂质成纤维细胞比例升高；至第28天亚群分布与正常皮肤趋近（图9c-f）。RNA-seq主成分分析将PCS凝胶+NIR组与对照组完全分离（图9g），火山图检出945个差异基因（509下调、436上调），促炎及纤维化基因显著抑制，皮肤附件与神经发生相关基因上调（图9h）。GO富集显示“皮肤发育”“毛囊发育”被正向激活，氧化应激与免疫应答过程被抑制（图9i）。转录因子JUN表达降低最为突出（图9j）。GSEA与KEGG共同表明TGF-β信号通路及炎症相关通路被显著抑制（图9k,l）。蛋白互作网络证实CD36关联节点全部下调。综上，PCS凝胶通过光控释放SalB阻断CD36，协同NIR光热抑制JUN介导的炎症与纤维化级联，重塑免疫-基质微环境，实现快速愈合与抗瘢痕修复。

图9 PCS凝胶通过抑制CD36调控成纤维细胞亚群与转录组减轻纤维化。（a）第14/28天创面CD36（绿）与TGF-β（红）免疫荧光及（b）相对表达量；（c）FACS分离成纤维细胞亚群示意（n=3）；（d）网状成纤维细胞与脂成纤维细胞流式图及（e）PCS凝胶+NIR后亚群变化（n=3）；（f）CD36抑制调控亚群模式图；（g）RNA-seq PCA（C1-3：对照，P1-3：PCS凝胶+NIR）；（h）差异基因火山图标注纤维化/炎症/附件/神经相关基因；（i）GO富集雷达图；（j）GO通路差异基因弦图；（k）GSEA炎症（左）与纤维化（右）通路；（l）Top20 KEGG通路；（m）CD36相关蛋白互作网络及（n）表达热图（n=3）

（9）PCS凝胶抑制兔耳增生性疤痕

兔耳增生性瘢痕模型中，PCS凝胶+NIR组第14天创面完全闭合，其余组延迟至第21天（图10a–c(i),d）。第21天瘢痕面积占初始创面比例降至71.2%，显著低于对照组89.7%；第30天再生皮肤颜色、平整度及弹性与周边正常皮肤最接近（图10b,c(ii),d）。超声成像显示该组真皮界面平整规则（图10e）。H&E表明表皮厚度减小且表面连续规整（图10e），瘢痕指数、皮肤厚度及凸起角度均最低（图10f,g）。Masson染色可见胶原沉积致密有序，纤维取向分布集中于0°附近，呈高度定向排列，与其他组无序分布形成对比（图10e,h(i)–(vi)）；象限百分比分析亦证实胶原排列集中规整。

图10 PCS凝胶抑制兔耳增生性疤痕。（a）兔耳细菌感染创面建模流程；（b）第0–30天创面照片；（c）第0–14天闭合模拟（左）及第21–30天疤痕面积模拟（右，标尺2 mm）；（d）创面/疤痕面积统计（n=3）；（e）超声（红线示厚度）、H&E（红框示隆起）、Masson及胶原排列图；（f）增生组织疤痕评价指标示意；（g）第30天SEI、厚度、隆起角度、色度统计（n=3）；（h）Masson胶原取向分布曲线（i–vi）及∣20°∣、∣20–60°∣、∣60–90°∣三区间占比（vii，n=3）