继在在《Bioactive Materials》系统阐述智能微针治疗体系之后，我院青年教师向一鸣在微创抗感染及组织修复领域持续发力，再结硕果。近日，向一鸣作为第一作者撰写的最新研究成果以“Ultrasound-responsive metastable copper/zinc-polyphenol framework for targeted anti-infection of diabetic wounds”为题，于8月8日被医学/药学领域知名期刊《Journal of Controlled Release》正式接收并发表。该期刊为中科院及新锐分区双一区期刊，最新影响因子10.8，在药物递送和生物材料领域享有极高的学术声誉。
超声波（US）激活的准稳态铜抗菌平台示意图，用于靶向清除生物膜及促进糖尿病伤口愈合。向一鸣供图
随着糖尿病发病率的不断上升，慢性伤口管理已成为一项全球性的医疗挑战。统计数据显示，约78%的慢性伤口会形成细菌生物膜，这极大地增强了细菌对宿主免疫反应和抗生素的抵抗力，导致临床治疗频频失败。尽管铜离子基抗菌剂被广泛应用于消毒领域，但其在体内的临床应用却备受限制，原因在于无法控制的、非靶向的过量铜离子释放会打破伤口氧化还原稳态，带来显著的生物安全风险并延缓愈合。
针对这一棘手难题，向一鸣及其合作团队在前期研究基础上，创新性地开发了一种“超声（US）控可”的亚稳态铜抗菌平台（Cu/Zn-多酚）。该研究巧妙地引入了锌离子（Zn2+），通过竞争配位改变了多酚网络中铜的配位环境，将其“锁定”在富含二价铜（Cu2+）的亚稳态结构中。当施加超声波照射时，超声能量能有效促进系统内部的电子转移，打破这种亚稳态配位结构，促使Cu2+迅速还原为具有极高杀菌毒性的亚铜离子（Cu+），从而实现了有毒铜离子的按需、可控释放。该系统不仅实现了药物的智能释放，还具备卓越的靶向性能。研究表明，优选的铜/锌-木质素磺酸盐（Cu/Zn-Ls）对细菌细胞膜（如MRSA）的结合亲和力远高于哺乳动物细胞膜。在超声作用下，Cu+在细菌内部发生靶向且快速的积累，直接破坏了细菌的能量代谢网络（包括阻断氧化磷酸化、糖酵解等），抗菌效率高达99%以上。
为了将这一智能抗菌平台推向临床转化，团队将Cu/Zn-Ls进一步封装在透明质酸微针（MNs）中，构建了可穿透生物膜的微针贴片。在小鼠及与人类皮肤结构高度相似的小型猪糖尿病伤口感染模型中，该“微针+超声”的联合疗法不仅彻底清除了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜，还有效下调了促炎因子（TNF-α），显著上调了血管生成因子（VEGF、CD31）并促进了胶原蛋白的有序沉积，极大地加速了糖尿病伤口的愈合与组织再生。
该项研究工作不仅颠覆了传统铜基抗菌剂的使用方式，解决了其生物毒性与低效性的矛盾，更进一步拓展了团队“超声辅助微针”智能透皮干预体系在临床复杂难愈性创面中的应用潜力。
威廉体育williamhill生物医学工程学院为该论文的第一完成单位，向一鸣为论文的第一作者，生物医学工程学院特聘教授王贵学教授与华中科技大学同济医学院附属协和医院谭磊研究员为共同通讯作者。本项研究工作得到了国家自然科学基金、湖北省青年科技人才培养专项以及中央高校基本科研业务费等项目的资助与支持。
（论文原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2026.115252）
