细菌性伤口感染一直是严峻的全球性公共卫生问题，对患者和医疗系统造成了沉重负担。抗生素治疗虽然有效，但对生物膜的效力有限，并存在导致耐药性的风险。金属有机框架(MOFs)是由金属中心与有机配体自组装形成的晶态多孔材料，在生物医用领域有良好的应用前景。前期有研究将MOFs整合到伤口敷料中以治疗感染伤口，但存在操作复杂、共混难以暴露MOF、复杂表面生长不均等问题。
近日，四川大学李忠明教授和徐家壮教授团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》上，发表了最新研究成果“Engineering Surface-Adaptive Metal−Organic Framework Armor to Promote Infected Wound Healing”。该工作提出了一种简便的异质界面工程策略，在复杂高分子材料表面构筑“MOF盔甲”，用于感染伤口治疗，为抗菌伤口敷料的设计提供新策略。
该异质界面工程策略通过界面结晶改善纤维表面亲水性，进一步通过沉积金属离子，为MOFs的原位生长提供位点。XRD和FTIR结构证明，MOF层的晶体结构与HKUST-1的特征一致，证实了其在电纺纤维表面的成功生成。
图1：MOF盔甲的制备。
异质界面工程策略为金属离子均匀附着创造了必要条件，赋予纤维膜表面亲水性后，MOFs在其表面和内部生长均匀。并且该方法能在不同类型表面（纳米纤维、颗粒、板材和3D打印支架等）上形成不同种类的MOFs（HKUST-1、ZIF-8和ZIF-67），证明了异质界面工程策略的通用性。
图2：附生结晶步骤的关键性和MOF盔甲的普适性。
通过调控Cu-MOF盔甲的含量可优化Cu2+的释放浓度，使敷料具备优异的抗菌能力的同时还能有效促进胞迁移性。体内大鼠模型中，Cu-MOF盔甲通过抑制炎症因子、促进胶原沉积和血管生成来显著促进感染伤口的愈合。这种独特的MOF装甲为设计和制造先进的伤口敷料提供了有效的解决方案。
图3：MOF装甲的可控性。
图4：MOF@AWD促进感染皮肤伤口愈合。
本研究成功开发了一种表面适应性“MOF盔甲”，通过异质表面工程策略，在电纺敷料上原位生长Cu-MOFs，通过优化Cu2+的释放，赋予了敷料优异的抗菌性能和良好的生物相容性。在体大鼠模型中，Cu-MOF盔甲显著促进了感染伤口的愈合，通过抑制炎症因子、促进胶原沉积和血管生成。这种MOF盔甲的设计方法为制造先进的抗菌伤口敷料提供了新的可能。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c20219
四川大学李忠明教授和徐家壮教授为该论文的共同通讯作者，博士研究生吕嘉程为该项研究成果的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金（52273142，52022061）、四川大学华西护理学科发展专项基金（HXHL21007）的资助支持。
