CN115382002A - 一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料及其制备方法，海绵敷料由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成；细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶交联网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；制备方法为：将多臂‑聚乙二醇‑巯基溶液、多臂‑聚乙二醇‑马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和接枝有检测探针的PEG溶液混合制备水凝胶后进行冷冻干燥制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；本发明实现对细菌的存在和增殖情况的定性和定量检测，具有特异性和灵敏度高的优点。

Description

一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料及其制备方法
技术领域
本发明属于医用敷料技术领域，涉及一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料及其制备方法。
背景技术
皮肤是人体最大的器官，由表皮，真皮和皮下组织三部分构成，是保护人体的第一道屏障。细菌伤口感染是最常见的创伤并发症，其轻则导致伤口皮肤发热、发红、疼痛，重则引起肿胀、化脓且伤口难以愈合，需截肢处理，甚至引发败血症等疾病危及生命。临床上伤口感染的检测主要是医生揭开伤口处的敷料通过肉眼判断（感染的发生）或取伤口处组织进行检测，这不但会对患者造成二次伤害并影响伤口的愈合而且肉眼判断只有伤口感染迹象明显时才可观察到，准确性有待考量，组织检测则耗时相对较长；同时，治疗细菌感染性疾病的传统抗生素疗法存在诸多缺陷，在一定程度上也使得细菌耐药性进程发展变快，如果不尽早采取有效措施，现有抗生素将无法抵抗耐药性变强的超级细菌，这将会对人类健康及生命安全造成极大威胁。针对特别危险的超级细菌，目前最迫切需要的是研发新型的抗生素，而对于目前其他菌种，也许更有效的方法是改善目前现有抗生素疗法的生物利用率，在减少给药量的同时提高现有抗生素杀灭细菌的效率，延长细菌耐药性进程。
当细菌感染宿主时感染微环境磷酸酶、磷脂酶、蛋白酶、毒素等致病因子表达显著增高，局部温度上升，形成特殊的细菌感染微环境，利用此特殊感染微环境，设计对感染微环境响应性的高分子材料，有助于提高敷料输送抗生素治疗细菌感染性疾病的治疗效果，降低抗生素的细胞毒性，对于治疗细菌感染疾病具有重要意义。
因此，本发明计划设计一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，制成的敷料可在无耐药细菌感染时，依据感染微环境变化按需释放药物，提高治疗效果降低毒副作用，同时提供可以监控耐药菌产生的平台，当敷料发生相应光学变化时，指导医护人员采用合理的应对手段，避免由于盲目使用抗生素疗法使细菌耐药而错过最佳治疗时间，造成不可挽回的损失。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG（聚乙二醇）海绵和细菌响应释药的纳米短纤维（细菌响应释药的纳米短纤维在细菌微环境中具有响应性及缓释功能）组成；
细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团（-MAL）和巯基（-SH）共价连接，一起构成水凝胶交联网络；纳米纤维改性后含有-MAL，可与PEG中的-SH反应，形成交联，二者之间通过共价键进行交联，提高海绵敷料的机械性能，使其在吸收伤口渗出液后不会发生塌陷；
在本发明中，除纳米短纤维与水凝胶共价交联作为增强体外，纳米短纤维还是药物缓释的载体；
细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂和细菌响应性的涂层组成；
抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接，抗菌剂为负载有抗生素的ZIF-8纳米颗粒；
具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度。
所述兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料对不同浓度的细菌溶液具有荧光强度或颜色的变化响应，进而判断伤口感染的发生；所述兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的荧光强度或吸光度值随细菌浓度的增大而增大。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，细菌响应释药的纳米短纤维中抗生素为达托霉素、利福平、万古霉素、妥布霉素、庆大霉素、环丙沙星、盐酸红霉素或氨苄西林。
如上所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，具有细菌检测功能的PEG海绵中检测探针为4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷、对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷、羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷、6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷或5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷。
如上所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，纳米短纤维的材质为聚己内酯（PCL）、聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）或聚对二氧环己酮（PPDO）。
如上所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，细菌响应性的涂层为巯基化透明质酸（HA-SH）或巯基化明胶（Gelatin-SH）。
本发明还提供制备如上所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的方法，将多臂-聚乙二醇-巯基溶液、多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和接枝有检测探针的PEG溶液混合制备水凝胶后进行冷冻干燥，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
多臂-聚乙二醇-巯基溶液是将多臂-聚乙二醇-巯基溶于pH为7.4的三乙胺-盐酸缓冲溶液得到，多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液是将多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶于pH为7.4的三乙胺-盐酸缓冲溶液得到；
多臂-聚乙二醇-巯基为四臂-聚乙二醇-巯基、六臂-聚乙二醇-巯基或八臂-聚乙二醇-巯基，多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺为二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺或八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺；
多臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1~2；
细菌响应释药的纳米短纤维分散液是将细菌响应释药的纳米短纤维与去离子水通过均质机均匀分散得到。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，具体步骤如下：
（1）采用静电纺丝方法制备纳米纤维，纺丝工艺参数为：温度24±2℃，湿度44±2%，纺丝速度：0.9~1.5 mL/h，电压15~20 kV，接收距离15~20cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维经等离子体处理后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维用EDC（乙基二甲基氨基丙基碳二酰亚胺）和NHS（羟丁二酰亚胺）活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡12~24 h，然后用异丙醇洗涤三次，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为100~600的纳米短纤维；
（3）先将抗生素水溶液加入至六水合硝酸锌水溶液中，搅拌5~10 min后得到混合溶液，再将混合溶液以1~3 mL/min的速度滴加到2-甲基咪唑水溶液中并搅拌5~10 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体（这一步的目的是利用去离子水将沉淀中多余的离子洗涤去除），重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度<10 Pa，温度-80℃，时间12~48 h）得到负载有抗生素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@抗生素；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@抗生素，使其分散于水中，静置30~60min后得到ZIF-8@抗生素水分散液，再加入细菌响应性的涂层水溶液，超声处理30~60 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度<10 Pa，温度-80℃，时间12~48 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素加入到去离子水中，分散均匀并静置30~60 min后得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@抗生素，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
（6）将EDC/NHS溶液和检测探针的PBS缓冲液混合，搅拌15~30 min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺（NH2-PEG-MAL）以1~3 mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备均匀分散的纳米短纤维分散液，将多臂-聚乙二醇-巯基溶液、多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育4~12 h），然后冷冻干燥制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料。
如上所述的方法，步骤（2）中等离子体处理在氧气氛围进行，工艺参数为：时间10~30min，功率10~30W。
如上所述的方法，步骤（2）中纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2。
如上所述的方法，步骤（3）中抗生素水溶液的浓度为10~30 mg/L，六水合硝酸锌水溶液的浓度为0.25 g/mL，2-甲基咪唑水溶液的浓度为0.25 g/mL，抗生素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1。
如上所述的方法，步骤（4）中细菌响应性的涂层水溶液的浓度为0.3~0.9%(w/v)，ZIF-8@抗生素水分散液的浓度为30~60 mg/mL，ZIF-8@抗生素水分散液与细菌响应性的涂层水溶液的体积比为1:2~10。
如上所述的方法，步骤（5）中细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素水分散液的浓度为2~6%(w/v)，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素与纳米短纤维的质量比为1:2~5。
如上所述的方法，步骤（6）中检测探针、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与检测探针的摩尔比为1:1，检测探针的PBS缓冲液中检测探针的浓度为10~30 mg/mL。
如上所述的方法，步骤（7）中细菌响应释药的纳米短纤维分散液的质量分数为5~15%
如上所述的方法，步骤（7）的混合物中多臂-聚乙二醇-巯基的浓度为30~70 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为1~5%，接枝有检测探针的PEG的浓度为5~10mg/mL。
如上所述的方法，步骤（7）中冷冻干燥具体为：在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥12~48 h。
本发明的原理如下：
现有技术的水凝胶敷料，采用可对渗出液pH产生颜色响应的姜黄素作为感染指示剂，通过伤口pH的变化发生变色反应，指示感染情况。但是该敷料只能对较大范围的pH变化产生明显的颜色响应，只能主观定性判断，同时pH显色会受到伤口渗出液本身的颜色影响。人体伤口渗出液成分复杂，仅通过伤口pH对感染进行诊断是无法保证准确性的。现有技术还有将探针与改性纳米纤维接枝，制备具有检测功能的纳米纤维膜。该纤维膜需要浸泡在细菌溶液中进行检测，通过对浸出液的颜色变化检测细菌，然而这类敷料无法在伤口上进行检测，而是需要取出伤口组织在体外进行分析，操作步骤复杂。
本发明的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成。伤口细菌感染后形成的特殊微环境存在细菌分泌的特异性酶，利用酶促反应将检测探针分解为显色分子，通过观察水凝胶的颜色变化或荧光的变化判断伤口感染情况。此外，通过对颜色变化或荧光变化量化，还能定量检测伤口细菌浓度。
在静电纺纳米纤维上通过等离子体处理后接枝-MAL基团，作为涂覆有细菌响应性涂层的抗菌药物的负载位点，制备得到细菌响应释药的纳米纤维。当感染创面中细菌分泌透明质酸酶后，细菌响应性的涂层会逐渐分解，将纳米纤维负载的药物缓慢释放，进而达到治疗伤口感染的功能。
本发明的海绵敷料能快速吸收伤口渗出液，通过伤口渗出液中细菌分泌的特异性酶与海绵骨架中的细菌检测探针进行反应，产生颜色/荧光变化对细菌的存在和增殖情况分别进行定性和定量检测；而感染处的细菌还会分泌透明质酸酶将纳米纤维表面的透明质酸分解，使得抗菌药物逐渐暴露出来，进而起到感染治疗的功能。
有益效果：
（1）本发明的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，能对感染伤口进行诊断及治疗，敷料的高孔隙率海绵结构使其能够快速吸收伤口渗出液，检测速度快，相比于pH检测，检测创面细菌对于感染情况的判断更加准确；本发明选用的抗菌剂能对细菌微环境进行响应性释放，能提高药物利用率，减少药物的滥用；通过静电纺纳米纤维与PEG交联增强了海绵的机械性能，利用分散性良好的纳米短纤维在PEG海绵网络中的均匀分散并且形成交联网络，使得海绵敷料具有良好的结构稳定性；
（2）本发明利用细菌中的酶催化显色底物发生酶促反应，生成出显色/荧光物质，通过测试敷料的颜色/荧光强度，分别实现对细菌的存在和增殖情况的定性和定量检测，具有特异性和灵敏度高的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明实施例中采用的一些物质来源如下：
（1）聚己内酯：数均分子量为80000，来源于Sigma-Aldrich公司；
（2）聚羟基乙酸：数均分子量为150000，来源于麦克林公司；
（3）聚乳酸：重均分子量为60000，来源于Sigma-Aldrich公司；
（4）聚乳酸-羟基乙酸：重均分子量为75000（LA:GA=50:50），来源于Sigma-Aldrich公司；
（5）聚对二氧环己酮：重均分子量为100000，来源于Corbion Purac公司；
（6）巯基化透明质酸：重均分子量为10000，来源于西安凯新生物科技公司；
（7）巯基化明胶：重均分子量为10000，来源于西安瑞禧生物科技公司；
（8）氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺：重均分子量为2000，来源于绿创宝生物公司；
（9）四臂-聚乙二醇-巯基：重均分子量为20000，来源于绿创宝生物公司；
（10）六臂-聚乙二醇-巯基：重均分子量为20000，来源于西安凯新生物科技公司；
（11）八臂-聚乙二醇-巯基：重均分子量为20000，来源于绿创宝生物公司；
（12）二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺：重均分子量为10000，来源于阿拉丁公司；
（13）四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺：重均分子量为10000，来源于绿创宝生物公司；
（14）六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺：重均分子量为10000，来源于西安凯新生物科技公司；
（15）八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺：重均分子量为10000，来源于绿创宝生物公司。
本发明中四臂-聚乙二醇-巯基溶液、六臂-聚乙二醇-巯基溶液、八臂-聚乙二醇-巯基溶液分别是将四臂-聚乙二醇-巯基、六臂-聚乙二醇-巯基、八臂-聚乙二醇-巯基溶于pH为7.4的三乙胺-盐酸缓冲溶液得到；
本发明中二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液分别是将二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶于pH为7.4的三乙胺-盐酸缓冲溶液得到。
实施例1
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚己内酯纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度24℃，湿度44%，纺丝速度1.2mL/h，电压15kV，接收距离20cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间30min，功率30W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡12 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间3min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为400的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为20mg/L的万古霉素水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌5 min后得到混合溶液，再将混合溶液以2 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌10 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度1 Pa，温度-80℃，时间48h）得到负载有万古霉素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@万古霉素；
其中，万古霉素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@万古霉素，使其分散于水中，静置30min后得到浓度为50mg/mL的ZIF-8@万古霉素水分散液，再加入浓度为0.3%(w/v)的巯基化透明质酸水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）30 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度1 Pa，温度-80℃，时间24 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@万古霉素；
其中，ZIF-8@万古霉素水分散液与巯基化透明质酸水溶液的体积比为1:4；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@万古霉素加入到去离子水中，分散均匀并静置30 min后得到浓度为4%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@万古霉素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@万古霉素，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@万古霉素与纳米短纤维的质量比为1:3；
（6）将EDC/NHS溶液和4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌30min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以2mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为10mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为10%的纳米短纤维分散液，将四臂-聚乙二醇-巯基溶液、二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育4 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥24h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中四臂-聚乙二醇-巯基的浓度为40 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为3%，接枝有检测探针的PEG的浓度为8mg/mL；四臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1.5。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@万古霉素）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例2
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚己内酯纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度22℃，湿度46%，纺丝速度0.9mL/h，电压20kV，接收距离20cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间10min，功率30W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡20 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间3min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为100的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为30mg/L的利福平水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌10 min后得到混合溶液，再将混合溶液以1 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌10 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度2 Pa，温度-80℃，时间24h）得到负载有利福平的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@利福平；
其中，利福平水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@利福平，使其分散于水中，静置60min后得到浓度为30mg/mL的ZIF-8@利福平水分散液，再加入浓度为0.9%(w/v)的巯基化明胶水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）60 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度2 Pa，温度-80℃，时间24 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@利福平；
其中，ZIF-8@利福平水分散液与巯基化明胶水溶液的体积比为1:2；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@利福平加入到去离子水中，分散均匀并静置60 min后得到浓度为2%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@利福平水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@利福平，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@利福平与纳米短纤维的质量比为1:5；
（6）将EDC/NHS溶液和对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌30min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以3mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为30mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为15%的纳米短纤维分散液，将四臂-聚乙二醇-巯基溶液、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育12 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥24h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中四臂-聚乙二醇-巯基的浓度为30 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为5%，接枝有检测探针的PEG的浓度为10mg/mL；四臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@利福平）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例3
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚己内酯纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度26℃，湿度42%，纺丝速度1.5mL/h，电压18kV，接收距离18cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间15min，功率25W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡12 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间5min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为600的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为10mg/L的达托霉素水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌5 min后得到混合溶液，再将混合溶液以3 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌10 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度4 Pa，温度-80℃，时间48h）得到负载有达托霉素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@达托霉素；
其中，达托霉素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@达托霉素，使其分散于水中，静置45min后得到浓度为35mg/mL的ZIF-8@达托霉素水分散液，再加入浓度为0.8%(w/v)的巯基化透明质酸水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）50 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度4 Pa，温度-80℃，时间48 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@达托霉素；
其中，ZIF-8@达托霉素水分散液与巯基化透明质酸水溶液的体积比为1:10；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@达托霉素加入到去离子水中，分散均匀并静置50 min后得到浓度为3%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@达托霉素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@达托霉素，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@达托霉素与纳米短纤维的质量比为1:3；
（6）将EDC/NHS溶液和羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌15min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以3mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为25mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为5%的纳米短纤维分散液，将四臂-聚乙二醇-巯基溶液、六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育10 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥48h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中四臂-聚乙二醇-巯基的浓度为40 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为1%，接枝有检测探针的PEG的浓度为5mg/mL；四臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1.2。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@达托霉素）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例4
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚己内酯纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度24℃，湿度44%，纺丝速度1.2mL/h，电压18kV，接收距离18cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间20min，功率20W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡18 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间4min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为400的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为20mg/L的妥布霉素水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌8 min后得到混合溶液，再将混合溶液以2 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌8 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度6 Pa，温度-80℃，时间36h）得到负载有妥布霉素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@妥布霉素；
其中，妥布霉素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@妥布霉素，使其分散于水中，静置45min后得到浓度为45mg/mL的ZIF-8@妥布霉素水分散液，再加入浓度为0.6%(w/v)的巯基化明胶水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）45 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度6 Pa，温度-80℃，时间36 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@妥布霉素；
其中，ZIF-8@妥布霉素水分散液与巯基化明胶水溶液的体积比为1:6；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@妥布霉素加入到去离子水中，分散均匀并静置45 min后得到浓度为4%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@妥布霉素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@妥布霉素，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@妥布霉素与纳米短纤维的质量比为1:4；
（6）将EDC/NHS溶液和6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌20min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以2mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为20mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为10%的纳米短纤维分散液，将六臂-聚乙二醇-巯基溶液、八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育8 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥36h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中六臂-聚乙二醇-巯基的浓度为50 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为3%，接枝有检测探针的PEG的浓度为8mg/mL；六臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1.3。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@妥布霉素）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例5
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚羟基乙酸纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度22℃，湿度42%，纺丝速度1mL/h，电压15kV，接收距离15cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间25min，功率20W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡24 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间3min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为300的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为15mg/L的庆大霉素水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌8 min后得到混合溶液，再将混合溶液以1.5 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌8 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度8 Pa，温度-80℃，时间12h）得到负载有庆大霉素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@庆大霉素；
其中，庆大霉素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@庆大霉素，使其分散于水中，静置50min后得到浓度为40mg/mL的ZIF-8@庆大霉素水分散液，再加入浓度为0.7%(w/v)的巯基化透明质酸水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）30 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度8 Pa，温度-80℃，时间12 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@庆大霉素；
其中，ZIF-8@庆大霉素水分散液与巯基化透明质酸水溶液的体积比为1:4；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@庆大霉素加入到去离子水中，分散均匀并静置30 min后得到浓度为5%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@庆大霉素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@庆大霉素，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@庆大霉素与纳米短纤维的质量比为1:2；
（6）将EDC/NHS溶液和5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌25min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以2.5mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为15mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为5%的纳米短纤维分散液，将六臂-聚乙二醇-巯基溶液、二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育6 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥12h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中六臂-聚乙二醇-巯基的浓度为60 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为1%，接枝有检测探针的PEG的浓度为6mg/mL；六臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1.5。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@庆大霉素）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例6
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚乳酸纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度26℃，湿度46%，纺丝速度1.1mL/h，电压18kV，接收距离18cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间30min，功率15W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡15 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间5min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为200的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为25mg/L的环丙沙星水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌8 min后得到混合溶液，再将混合溶液以2.5 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌8 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度1 Pa，温度-80℃，时间18h）得到负载有环丙沙星的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@环丙沙星；
其中，环丙沙星水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@环丙沙星，使其分散于水中，静置40min后得到浓度为50mg/mL的ZIF-8@环丙沙星水分散液，再加入浓度为0.5%(w/v)的巯基化明胶水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）40 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度1 Pa，温度-80℃，时间18 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@环丙沙星；
其中，ZIF-8@环丙沙星水分散液与巯基化明胶水溶液的体积比为1:8；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@环丙沙星加入到去离子水中，分散均匀并静置40 min后得到浓度为6%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@环丙沙星水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@环丙沙星，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@环丙沙星与纳米短纤维的质量比为1:3；
（6）将EDC/NHS溶液和4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌20min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以2mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为20mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为10%的纳米短纤维分散液，将六臂-聚乙二醇-巯基溶液、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育8 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥18h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中六臂-聚乙二醇-巯基的浓度为70 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为3%，接枝有检测探针的PEG的浓度为7mg/mL；六臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1.6。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@环丙沙星）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例7
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚乳酸-羟基乙酸纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度24℃，湿度44%，纺丝速度1.3mL/h，电压20kV，接收距离18cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间20min，功率15W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡20 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间4min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为300的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为20mg/L的盐酸红霉素水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌5 min后得到混合溶液，再将混合溶液以2 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌5 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度2 Pa，温度-80℃，时间40h）得到负载有盐酸红霉素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@盐酸红霉素；
其中，盐酸红霉素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@盐酸红霉素，使其分散于水中，静置55min后得到浓度为55mg/mL的ZIF-8@盐酸红霉素水分散液，再加入浓度为0.6%(w/v)的巯基化透明质酸水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）35 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度2 Pa，温度-80℃，时间40 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@盐酸红霉素；
其中，ZIF-8@盐酸红霉素水分散液与巯基化透明质酸水溶液的体积比为1:5；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@盐酸红霉素加入到去离子水中，分散均匀并静置35 min后得到浓度为4%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@盐酸红霉素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@盐酸红霉素，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@盐酸红霉素与纳米短纤维的质量比为1:3；
（6）将EDC/NHS溶液和对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌25min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以1.5mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为18mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为10%的纳米短纤维分散液，将八臂-聚乙二醇-巯基溶液、六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育10 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥40h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中八臂-聚乙二醇-巯基的浓度为45 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为3%，接枝有检测探针的PEG的浓度为8mg/mL；八臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1.8。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@盐酸红霉素）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。
实施例8
一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的制备方法，具体如下：
（1）采用静电纺丝方法，制备聚对二氧环己酮纳米纤维；
其中，纺丝工艺参数为：温度24℃，湿度44%，纺丝速度1.4mL/h，电压20kV，接收距离20cm；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维在氧气氛围下经等离子体处理（时间20min，功率10W）后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维在EDC/NHS的混合溶液中室温下搅拌10min进行活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下轻轻振荡22 h（连续振荡，使用恒温摇床，300 r/min），然后用异丙醇洗涤三次（单次洗涤时间4min)，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为500的纳米短纤维；
其中，纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2；
（3）先将浓度为20mg/L的氨苄西林水溶液加入至浓度为0.25 g/mL的六水合硝酸锌水溶液中，搅拌10 min后得到混合溶液，再将混合溶液以2 mL/min的速度滴加到浓度为0.25 g/mL的2-甲基咪唑水溶液中并搅拌5 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并使用微型涡旋混合仪混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥（真空度4 Pa，温度-80℃，时间30h）得到负载有氨苄西林的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@氨苄西林；
其中，氨苄西林水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@氨苄西林，使其分散于水中，静置45min后得到浓度为60mg/mL的ZIF-8@氨苄西林水分散液，再加入浓度为0.4%(w/v)的巯基化明胶水溶液，超声处理（超声频率40 kHz）55 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥（真空度4 Pa，温度-80℃，时间30 h）得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@氨苄西林；
其中，ZIF-8@氨苄西林水分散液与巯基化明胶水溶液的体积比为1:9；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@氨苄西林加入到去离子水中，分散均匀并静置55 min后得到浓度为4%(w/v)的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@氨苄西林水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤去除未负载在纤维上的ZIF-8@氨苄西林，得到细菌响应释药的纳米短纤维；
其中，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@氨苄西林与纳米短纤维的质量比为1:4；
（6）将EDC/NHS溶液和羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液混合，搅拌30min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以1mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
其中，羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的摩尔比为1:1，羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的PBS缓冲液中羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷的浓度为28mg/mL；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备质量分数为15%的纳米短纤维分散液，将八臂-聚乙二醇-巯基溶液、八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳短米纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内快速转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育（在37℃的温度下孵育10 h），然后在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥30h，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
其中，混合物中八臂-聚乙二醇-巯基的浓度为55 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为5%，接枝有检测探针的PEG的浓度为9mg/mL；八臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:2。
制得的兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成，细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶网络；具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度；细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂（ZIF-8@氨苄西林）和细菌响应性的涂层组成，抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接。

Claims (16)

1.一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，其特征在于：由具有细菌检测功能的PEG海绵和细菌响应释药的纳米短纤维组成；
细菌响应释药的纳米短纤维和具有细菌检测功能的PEG海绵通过马来酰亚胺基团和巯基共价连接，一起构成水凝胶交联网络；
细菌响应释药的纳米短纤维由纳米短纤维、抗菌剂和细菌响应性的涂层组成；
抗菌剂封装在细菌响应性的涂层中，细菌响应性的涂层与纳米短纤维通过马来酰亚胺基团共价连接，抗菌剂为负载有抗生素的ZIF-8纳米颗粒；
具有细菌检测功能的PEG海绵能与细菌分泌的相应酶反应，产生颜色变化或荧光强度变化，进而检测细菌浓度。
2.根据权利要求1所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，其特征在于，细菌响应释药的纳米短纤维中抗生素为达托霉素、利福平、万古霉素、妥布霉素、庆大霉素、环丙沙星、盐酸红霉素或氨苄西林。
3.根据权利要求1所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，其特征在于，具有细菌检测功能的PEG海绵中检测探针为4-甲基伞形酮-β-葡萄糖醛酸苷、对硝基酚-β-葡萄糖醛酸苷、羟基喹啉-β-葡萄糖醛酸苷、6-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷或5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖醛酸苷。
4.根据权利要求1所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，其特征在于，纳米短纤维的材质为聚己内酯、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸或聚对二氧环己酮。
5.根据权利要求1所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料，其特征在于，细菌响应性的涂层为巯基化透明质酸或巯基化明胶。
6.制备如权利要求1~5任一项所述的一种兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料的方法，其特征在于：将多臂-聚乙二醇-巯基溶液、多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和接枝有检测探针的PEG溶液混合制备水凝胶后进行冷冻干燥，制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料；
多臂-聚乙二醇-巯基溶液是将多臂-聚乙二醇-巯基溶于三乙胺-盐酸缓冲溶液得到，多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液是将多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶于三乙胺-盐酸缓冲溶液得到；
多臂-聚乙二醇-巯基为四臂-聚乙二醇-巯基、六臂-聚乙二醇-巯基或八臂-聚乙二醇-巯基，多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺为二臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺、六臂-聚乙二醇-马来酰亚胺或八臂-聚乙二醇-马来酰亚胺；
多臂-聚乙二醇-巯基中的巯基与多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺中的马来酰亚胺基团的摩尔比为1:1~2；
细菌响应释药的纳米短纤维分散液是将细菌响应释药的纳米短纤维与去离子水通过均质机均匀分散得到。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）采用静电纺丝方法制备纳米纤维；
（2）将步骤（1）制得的纳米纤维经等离子体处理后接枝羧基，再将等离子体处理后的纳米纤维用EDC和NHS活化，然后，在活化的纳米纤维中加入N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺，室温下振荡12~24 h，然后用异丙醇洗涤，干燥后将纳米纤维粉碎成长径比为100~600的纳米短纤维；
（3）先将抗生素水溶液加入至六水合硝酸锌水溶液中，搅拌5~10 min后得到混合溶液，再将混合溶液以1~3 mL/min的速度滴加到2-甲基咪唑水溶液中并搅拌5~10 min，之后离心后移去上清液，收集沉淀；向收集的沉淀中加入去离子水并混合均匀后再次离心收集固体，重复三次之后进行真空冷冻干燥得到负载有抗生素的ZIF-8纳米颗粒，记为ZIF-8@抗生素；
（4）在去离子水中加入步骤（3）制备的ZIF-8@抗生素，使其分散于水中，静置30~60 min后得到ZIF-8@抗生素水分散液，再加入细菌响应性的涂层水溶液，超声处理30~60 min之后，离心收集沉淀，真空冷冻干燥得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素；
（5）将步骤（4）得到的细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素加入到去离子水中，分散均匀并静置30~60 min后得到细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素水分散液，再向其中加入步骤（2）得到的纳米短纤维，浸渍12h后使用去离子水洗涤得到细菌响应释药的纳米短纤维；
（6）将EDC/NHS溶液和检测探针的PBS缓冲液混合，搅拌15~30 min后得到活化的检测探针溶液，再将氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺以1~3 mL/min的速度逐滴加入到活化后的探针溶液中，得到接枝有检测探针的PEG溶液；
（7）将步骤（5）得到的纳米短纤维使用均质机制备均匀分散的纳米短纤维分散液，将多臂-聚乙二醇-巯基溶液、多臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶液、细菌响应释药的纳米短纤维分散液和步骤（6）得到的接枝有检测探针的PEG溶液混合后得到混合物，将混合物在1min内转移到聚二甲基硅氧烷模具中进行孵育，然后冷冻干燥制得兼具智能抗菌及感染指示的海绵敷料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）中等离子体处理在氧气氛围进行，工艺参数为：时间10~30min，功率10~30W。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）中纳米纤维上接枝的羧基与EDC和NHS的摩尔比为1:4:4，纳米纤维上接枝的羧基与N-（2-氨基乙基）马来酰亚胺的摩尔比为1:2。
10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（3）中抗生素水溶液的浓度为10~30mg/L，六水合硝酸锌水溶液的浓度为0.25 g/mL，2-甲基咪唑水溶液的浓度为0.25 g/mL，抗生素水溶液、六水合硝酸锌水溶液和2-甲基咪唑水溶液的体积比为5:1:1。
11. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（4）中细菌响应性的涂层水溶液的浓度为0.3~0.9%(w/v)，ZIF-8@抗生素水分散液的浓度为30~60 mg/mL，ZIF-8@抗生素水分散液与细菌响应性的涂层水溶液的体积比为1:2~10。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（5）中细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素水分散液的浓度为2~6%(w/v)，细菌响应性的涂层封装的ZIF-8@抗生素与纳米短纤维的质量比为1:2~5。
13. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（6）中检测探针、NHS与EDC的摩尔比为1:4:4，氨基-聚乙二醇-马来酰亚胺与检测探针的摩尔比为1:1，检测探针的PBS缓冲液中检测探针的浓度为10~30 mg/mL。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（7）中细菌响应释药的纳米短纤维分散液的质量分数为5~15%。
15. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（7）的混合物中多臂-聚乙二醇-巯基的浓度为30~70 mg/mL，细菌响应释药的纳米短纤维的质量分数为1~5%，接枝有检测探针的PEG的浓度为5~10 mg/mL。
16. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（7）中冷冻干燥具体为：在液氮中处理0.5 h后在-80℃下冷冻干燥12~48 h。
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