Small:反“三明治”结构,实现光、电致变色器件的智能抗菌治疗

近年来,随着人工智能的发展,柔性生物电子设备发展迅猛,如智能柔性电子伤口敷料,柔性电子抗菌设备等。目前报道的柔性电子敷料大都以物理刺激为主,且可再生性差。基于课题组前期的研究基础发现,阳离子紫精自由基具有良好的抗菌性能(ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 26432-26443;Chem. Eur. J. 2019, 25, 13472-13478.)。结合硫族元素紫精良好的光致、电致变色性质,发展新型基于紫精材料的智能抗菌器件,引起了我们极大的关注。

目前报道的电致变色器件是将活性变色层置于两层导电层中间,形成“三明治”夹心结构,从而避免产生的活性物质暴露于空气中而失活。然而这一结构阻碍了活性层产生的自由基等活性物质与生物体的接触,从而限制了其在抗菌治疗中的应用。基于这一问题,近日,西安交通大学前沿科学技术研究院何刚课题组,结合共轭聚合物,聚噻吩强的吸光性能及导电性与含硫族元素紫精高效ROS产生性质,制备了新型的含硫族元素紫精修饰的聚噻吩衍生物(SeV2+-PT),将其作为活性变色物质引入导电的聚丙烯酰胺水凝胶中。同时创造性地将电极内置于导电凝胶中,发展了新型反“三明治”器件结构,作为新型光电响应型伤口敷料(SeV2+-PT PEWD)。此特殊的设计使得所制备的新型伤口敷料的活性层可直接与感染伤口接触,在可见光照射和通电的条件下,快速可控的产生并稳定ROS,从而实现对细菌快速光动力和电动力协同杀灭(6秒),并将耐药细菌感染的全层创面愈合时间由15天缩短至7天。

论文的第一作者为西安交通大学前沿科学技术研究院博士生研究生周琨,通讯作者为何刚教授。

论文信息:

Anti-Sandwich Structured Photo-Electronic Wound Dressing for Highly Efficient Bacterial Infection Therapy

Kun Zhou, Dongdong Chigan, Letian Xu, Chenjing Liu, Rui Ding, Guoping Li, Zixi Zhang, Dandan Pei, Ang Li, Baolin Guo, Xuzhou Yan, Gang He*

Small

DOI: 10.1002/smll.202101858

全文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202101858