感染性烧伤一直是全球健康问题中的重大挑战，导致了显著的发病率和死亡率。此类伤口的临床管理面临着诸多挑战，包括过多的渗出液、持续的炎症反应以及促进有效组织再生的困难。传统伤口敷料常常无法满足这些需求，因此需要开发集成多种治疗功能的创新方案。近年来，研究人员不断从大自然中获取灵感，探索通过模仿自然界的设计来解决复杂的医学难题。
鉴于此，四川大学徐家壮教授、李卡教授、洪瑞副研究员团队在《Advanced Functional Materials》上，发表了最新研究成果“Unilateral Surface-Crystal-Engineering Induced Dual-Bionic Janus Multifunctional Wound Dressing for Infected Burn Wound Healing”，并被编辑精选为“Editor’s Choice”论文。受荷叶表面特性和天然细胞外基质微观结构的启发，创新提出“表面晶体工程”策略，设计了一种具有不对称润湿性和仿生拓扑结构的多功能敷料(MFWD)。MFWD在管理渗出液、减少感染和炎症以及促进胶原沉积方面表现出色，显著加速了感染性烧伤创面的愈合。这种Janus多功能敷料是治疗感染性烧伤创面的有前景的选择。
图1. Janus 多功能纤维缠绕敷料 （MFWD） 的三层结构和应用的示意图。
MFWD由三层组成：外层由致密疏水PCL纤维膜作为屏障，防止外部液体渗入敷料。中间层为医用无纺布，负责传输与储存渗出液。内层通过聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)嵌段共聚物的一步附生结晶在载药的PCL静电纺丝纤维表面形成亲水仿生拓扑结构。SEM清晰展示出不同层纤维的粗细与孔隙的梯度结构设计，为液体传输提供支持。通过XRD、XPS与FTIR分析了MFWD不同层间的晶体、化学结构。
图2. MFWD 的制备和理化表征。
MFWD下层的亲水性设计使得水分能够迅速被吸收并扩散开，通过表面自由能计算发现，表面晶体工程使得下层的亲水性得到加强。而上层的疏水性则确保了外部液体无法渗透，避免污染和不必要的水分积聚。
图3. MFWD 的定向水输送和保护特性。
进一步研究了表面晶体工程带来的功能基团相互作用变化，通过量子化学计算揭示了PEG在下层表面提供了强有力的亲水性基础。进一步通过有限元分析，研究了MFWD的单向液体管理与阻隔外界水分能力。模拟结果显示，MFWD的设计能够实现定向的液体流动，从下层亲水性区域到传输层中储存，避免了液体在创面区域的积聚。这种设计模仿了荷叶的自清洁特性，实现“定向”的液体管理。
图4. MFWD 对烧伤感染伤口的体内促愈合作用。
MFWD不仅在渗出液管理方面表现突出，能够有效吸收并排除过多的渗出液，防止伤口周围水肿，还能够有效减少炎症反应，防止因过度炎症导致的组织损伤。与此同时，MFWD促进了细胞增殖和血管生成，为创面提供了良好的再生环境，进一步加速了伤口愈合。实验结果表明，MFWD组的创面愈合率显著高于对照组，并且创面的炎症反应也得到了有效控制，这为未来的临床应用提供了坚实的理论基础。
论文链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202503517
四川大学高分子科学与工程学院博士研究生吕嘉程与四川大学华西护理学院硕士研究生邱雨为该论文共同作者，四川大学高分子科学与工程学院徐家壮教授、四川大学华西护理学院李卡教授和洪瑞副研究员为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金（52273142，52203046，52403042）、中国博士后科学基金（2023M742472）和四川大学华西医院博士后科研项目（2023HXBH048）支持。
本项研究为徐家壮教授团队关于表面附生结晶构建拓扑图案促进组织再生的相关工作之一。团队发展了平台化附生结晶形成拓扑图案的方法，系统探索了溶液附生结晶构筑的表面结构对细胞行为的影响（ACS Appl. Mater. Interface, 2019, 11, 42956; Macromolecules, 2020, 53, 1736; Small, 2022, 18, 2104328; Polymer, 2024, 302, 127091）。并在复杂支架上构筑拓扑图案，促进细胞分化与再生（Adv. Healthc. Mater., 2024, 2304178; Acta Biomater., 2024, 189, 323）。这种简易方法加工得到的拓扑结构不仅通过物理线索影响细胞，还可以为其他生物功能组分提供地形支持，如仿生矿化（Biomacromolecules, 2024, 25, 3784; ACS Appl. Mater. Interface, 2024, 16, 18658; Pharmaceutics, 2024, 16, 204; Compos. Part: B- Eng., 2024, 284, 111653）和原位生长MOFs（ACS Appl. Mater. Interface, 2025, 17, 776）。
徐家壮，四川大学教授，国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者，四川省学术和技术带头人后备人选。主要从事高分子材料的加工结构调控、结构与性能关系研究。在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Macromolecules等高水平学术国际期刊发表论文80余篇，SCI他引4000余次，入选斯坦福全球前2%顶尖科学家榜单。担任《Materials Genome Engineering Advances》、《Polymer Science & Technology》等期刊青年编委。
