布朗大学的一支生物医学工程团队近日开发出一种新型智能创口敷料：这种水凝胶材料能够“感知”伤口中是否存在有害细菌，并仅在检测到特定细菌酶时才释放抗生素，从而在加速愈合的同时显著减少不必要的抗生素使用。研究人员在最新发表的动物实验和体外实验中发现，该材料在清除感染、促进愈合方面优于目前已在临床广泛使用的一种抗菌水凝胶敷料，有望成为应对全球抗生素耐药性问题的一种新策略。

据介绍，这种智能敷料的核心是一种可直接覆盖在伤口表面的水凝胶，内部“装载”了抗生素药物。水凝胶结构由长链高分子和较小分子的交联剂构成，后者在遇到特定细菌产生的β-内酰胺酶时会发生降解，使得水凝胶整体结构崩解，从而释放出被紧密“封存在内”的抗生素。当伤口环境中不存在这类有害细菌时，水凝胶保持稳定完整，药物不会渗漏，从而避免对皮肤上原本健康共生菌群的干扰和暴露。

该项目负责人、布朗大学工程学院教授 Anita Shukla 表示，当前全球抗菌药物耐药性问题严峻，如何更“聪明”地使用抗生素至关重要。她指出，这种材料的设计理念是“按需给药”：只有当伤口中真正出现会引发感染的细菌时，敷料才会启动药物释放；在没有感染的情况下，药物始终保持封存状态，从源头上减少了抗生素过度使用的风险。

在体外实验中，研究团队发现，这种水凝胶对由常见致病菌产生的β-内酰胺酶具有高度特异性。当试验环境中存在能够产生这种酶的有害细菌时，水凝胶迅速分解并释放抗生素；而在只含有不产生该酶的无害细菌时，水凝胶保持完整，长期接触也不会诱导明显的抗药性发展。研究人员强调，这种“对酶敏感”的响应机制，有助于确保药物只在真正需要时才介入治疗。

研究还显示，该材料在封存药物方面表现出很高的稳定性。在没有触发因素的情况下，抗生素几乎不会从水凝胶中泄漏，只有当β-内酰胺酶达到足以破坏结构的水平时，药物才会被集中释放。Shukla 称，这种特性不仅有利于控制给药时机，同时也有望减少多次更换敷料的需要，为临床使用提供便利。

在小鼠实验中，研究团队将这种智能水凝胶用于带有擦伤感染的小鼠伤口，仅一次应用就完全清除了细菌感染。与之相比，一种目前临床上广泛应用的抗菌敷料在细菌清除和伤口愈合速度方面的表现都不及新材料。研究结果表明，这种新型敷料既可更有效地控制局部感染，也有助于更快恢复皮肤屏障功能。

科学界普遍担忧，若不采取措施减少抗生素滥用，到本世纪中叶，耐药感染每年可能与近一千万例死亡相关。已有研究估计，目前全球每年死于抗生素耐药性感染的人数就已超过一百万。在这一背景下，此次研究提出的“按需响应”型智能水凝胶，为兼顾治疗效果和抗药性防控提供了一条新的技术路径。

论文作者在总结中写道，这种对细菌酶敏感的智能水凝胶，能够在检测到产生β-内酰胺酶的致病菌时快速释放抗生素，实现针对感染的“按需消杀”，同时最大限度降低健康微生物及非感染状态下组织暴露于抗生素的机会。目前，研究团队已经为这一材料申请专利，并正继续优化技术，推进其向未来临床应用和商业化方向发展。

这项研究成果以“Bacterial enzyme-responsive hydrogels for triggered delivery of antibiotics to infected wounds”为题，于 2026 年 3 月发表在《Science Advances》期刊上，研究得到 Dr. Ralph and Marian Falk 医学研究基金会的资助。