文章导读
传统光热治疗因缺乏温度反馈机制，极易导致局部过热并造成组织损伤，且难以适应糖尿病创面从抗菌到修复的不同阶段需求。西安交通大学郭保林教授团队受沙漠蜥蜴启发，开发出一种热反馈模态切换水凝胶，通过引入Bi₂Te₃等材料，使温度能自主限制在约48 ℃。该材料如何耦合热反馈相变与热电效应，实现从恒温光热抗菌向温和热电促修复的阶段自适应转变？
— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。
光热材料在抗菌和组织修复等生物医学领域具有广泛应用前景，但传统光热治疗的温度主要依赖外部光源调控，材料自身缺乏有效的温度反馈机制，容易因局部过热造成组织损伤。同时，感染性糖尿病创面不同修复阶段具有差异化的治疗需求：感染阶段需要较高温度实现快速抗菌，而进入组织修复阶段后，则需要更加温和的治疗环境。因此，如何赋予材料自主温度调控能力，并使其治疗功能随病理微环境和修复阶段动态变化，是刺激响应生物材料领域面临的重要问题。
针对这一问题，西安交通大学前沿科学技术研究院郭保林教授团队受沙漠蜥蜴通过调节皮肤光学性质实现体温调控的启发，构建了一种热反馈模态切换水凝胶。研究团队通过将温度响应型单体NIPAM与两性离子单体SBVI共聚，将水凝胶的体积相变温度调控至生物安全的光热抗菌温度窗口，并引入葡萄糖氧化酶（GOx）和EGCG-Fe³⁺金属-多酚网络修饰的热电材料Bi₂Te₃（BTE），赋予材料热反馈、高糖响应及光热-热电功能转换能力。
近红外照射下，水凝胶达到预设相变温度后发生结构重排并形成微尺度光散射区域，降低近红外光继续吸收，从而将光热温度自主限制在约48 ℃，实现热反馈恒温光热抗菌。随着创面高糖微环境持续作用，GOx催化葡萄糖产生葡萄糖酸，驱动EGCG-Fe³⁺网络解离，在释放EGCG调节炎症微环境的同时降低材料的光热吸收能力；随后，较温和的温度梯度激活Bi₂Te₃的热电效应并产生外源性电场，实现材料由恒温光热抗菌向温和热电促修复的阶段自适应功能转变。
该研究将刺激响应聚合物的热反馈相变、病理微环境响应与热电效应耦合于同一水凝胶体系，实现了治疗温度和功能模式的动态自调控，为从传统固定功能材料向阶段自适应智能生物材料的发展提供了新的设计思路。
上述研究工作以《热反馈模态切换与热电自调控水凝胶实现感染性糖尿病创面的阶段自适应修复》（Thermal-feedback modality switchable hydrogel with thermoelectric self-modulation for stage-adaptive repair of infected diabetic wound）为题，发表于国际权威期刊 《自然·通讯》（Nature Communications）。前沿院杨雨桐助理教授和方青青硕士为论文的共同第一作者，前沿院郭保林教授为通讯作者。西安交通大学为论文通讯单位。该研究得到国家自然科学基金等项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76553-w
郭保林教授主页：https://gr.xjtu.edu.cn/baoling/
© 版权声明
本文由分享者转载或发布，内容仅供学习和交流，版权归原文作者所有。如有侵权，请留言联系更正或删除。
相关文章
受沙漠蜥蜴启发这个点很有意思
什么时候能进入临床应用阶段？
能自动限制温度真的解决了痛点
这种自适应调控的功能太强了