综述：用于感染伤口愈合的氧和活性氧递送及未来展望

《Advanced Healthcare Materials》：Oxygen and ROS Delivery for Infected Wound Healing and Future Prospects

这篇综述系统探讨了固体过氧化物材料在感染伤口治疗中的最新进展，重点介绍了其通过可控释放氧气（O2）和活性氧（ROS）实现抗菌、微环境调控及加速愈合的双重功能。文章详细分析了钙过氧化物（CaO2）等材料的抗菌机制、动物模型局限性、临床转化挑战，并展望了智能递送系统（如水凝胶、微针）的未来方向。

感染伤口愈合的挑战与机制

细菌感染是伤口愈合延迟的主要因素，约50%的慢性伤口存在感染问题。当细菌数量超过10⁶CFU/mL时，可能引发持续性炎症，阻碍伤口从炎症期向增殖期过渡。慢性感染伤口的特征包括促炎细胞因子（如IL-1β、TNF-α）升高、M1/M2巨噬细胞转换受阻，以及基质金属蛋白酶（MMP）活性增强，导致组织降解。

固体过氧化物的作用原理

固体过氧化物（如CaO₂、MgO₂）通过水解反应缓慢释放H₂O₂和O₂，兼具抗菌和促愈合功能。例如，CaO₂分解后生成Ca(OH)₂和H₂O₂，后者可进一步在催化剂（如过氧化氢酶）作用下转化为O₂和水。这种双相释放能有效对抗耐药菌（如MRSA），并通过调节缺氧诱导因子（HIF-1α）促进血管生成。

动物模型的研究局限与进展

目前90%的临床前研究使用啮齿类动物模型，但其皮肤结构（如皮肌层）和免疫细胞分布（中性粒细胞占比仅4–20%）与人类差异显著，可能高估治疗效。兔和猪模型更接近人类，但尚无法完全模拟慢性伤口的长期不愈特性。研究显示，CaO₂负载材料平均加速伤口愈合26±14%，但剂量需精确控制（0.1–5 wt%），过高浓度（如>15 wt%）可能因细胞毒性反而延迟愈合。

智能递送系统的创新策略

1. 1.
   水凝胶与纳米纤维：通过调控交联密度实现H₂O₂缓释，如pH响应型水凝胶在感染酸性环境中激活释放。
2. 2.
   微针贴片：直接穿透角质层，将过氧化物递送至伤口深层，显著提高细菌清除率（如8 log减少）。
3. 3.
   纳米结构材料：如CuO₂–CaO₂微马达系统，通过运动增强组织渗透，在0.023 wt%低剂量下实现100%抗菌效果。

临床转化前景与挑战

尽管过氧化物材料（如达金液）已有临床使用基础，但当前缺乏商业化产品。关键问题包括长期稳定性、灭菌适应性以及调控ROS/O₂平衡以避免细胞毒性。未来方向包括开发诊断-治疗一体化敷料，结合实时监测伤口pH或感染标志物，实现个性化治疗。

结论

固体过氧化物材料通过多机制协同作用，为感染伤口管理提供了创新解决方案。然而，其临床转化仍需优化剂量控制、标准化动物模型，并推进智能材料设计以应对复杂伤口环境。