水凝膠敷料在創(chuàng)面敷料中的最新進展

馮典 康耘滋 劉尚岐 王高慧

西安醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院

1．創(chuàng)面敷料

皮膚是人體與環(huán)境之間主要的物理屏障，在抵抗外源病原體入侵和體溫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，因此皮膚受損將會對健康造成不良的影響[1]。創(chuàng)面是指由物理、化學(xué)等因素導(dǎo)致人體組織或器官的損傷。創(chuàng)面愈合速度受創(chuàng)面類型、病理學(xué)條件和敷料類型等因素影響，敷料作為暫時性皮膚替代物可起到保護創(chuàng)面、固定、止血、防止細菌感染、促進表皮細胞增殖、促進血管生成等作用。傳統(tǒng)敷料制作工藝簡單，但存在易感染，剝離時易造成二次傷害等缺點[2]。

2．功能水凝膠敷料

與傳統(tǒng)敷料相比，水凝膠醫(yī)用敷料具有很好的親水性，能吸收傷口的滲出液，而且不與傷口粘連，因此換藥時不會破壞新生的肉芽或上皮組織。且水凝膠具有良好的生物相容性，可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能整合，賦予水凝膠敷料多種優(yōu)異性能，進而在創(chuàng)面愈合的各個過程中發(fā)揮重要作用。

2.1 抗菌水凝膠

殼聚糖水凝膠通過靜電作用，殼聚糖水凝膠中帶強陽性電荷的氨基糖類分子可以與帶有負電荷的細菌細胞壁產(chǎn)生靜電吸附，從而破壞細菌細胞壁。葡聚糖醛/聚乙烯亞胺水凝膠帶正電，與帶負電的細菌產(chǎn)生靜電吸附作用，使細菌去極化或破壞其細胞膜，從而達到抗菌作用。葡聚糖醛/聚乙烯亞胺水凝膠抗菌譜廣，對革蘭陰性菌和陽性菌都具有一定的殺滅作用。

納米氧化鋅(ZnO)水凝膠：ZnO比表面積較大，表面帶有大量正電荷，可與細菌膜相互作用，從而破壞細菌膜的完整性。納米ZnO在水中釋放的Zn+可進入菌體中破壞其蛋白酶結(jié)構(gòu)。紫外線照射納米ZnO所產(chǎn)生的活性氧可氧化菌體內(nèi)的有機物。相較于其他納米氧化物，ZnO具有理化性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒以及生物相容性好等優(yōu)點，因而有著廣泛的應(yīng)用前景[3-4]。

2.2 自修復(fù)水凝膠

聚乙烯基四唑/氧化石墨烯基納米復(fù)合物構(gòu)筑納米復(fù)合自修復(fù)水凝膠：通過電子轉(zhuǎn)移生成催化劑的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（AGET-ATRP）技術(shù)，在氧化石墨（GO）表面引入可控性聚丙烯腈（PAN）聚合物，通過高效點擊反應(yīng)將腈基修飾成功能性四唑結(jié)構(gòu)，設(shè)計聚乙烯基四唑（PVT）/氧化石墨烯基納米復(fù)合物（PVT-g-GO）。將其引入水凝膠中，基于金屬—絡(luò)合作用，合成具有較強自修復(fù)性能的PAA/PVT-g-GO納米復(fù)合自修復(fù)水凝膠。水凝膠的自修復(fù)率為96.40%，拉伸強度達3.71Mpa，在柔性傳感器等領(lǐng)域具有潛在的運用前景[5]。

PAMPS-G/C強韌性自修復(fù)水凝膠:利用鳥嘌呤和胞嘧啶之間的堿基對氫鍵作用，制備了具有粘附性及自修復(fù)性能的PAMPS-G/C復(fù)合水凝膠。調(diào)控堿基的含量可改善水凝膠的拉伸強度、自修復(fù)性能及粘附能力。其拉伸強度可達122KPa，自修復(fù)效果可達到65%。因此，該水凝膠材料在傷口敷料和可穿戴設(shè)備等生物醫(yī)學(xué)材料具有非常好的潛在應(yīng)用價值[6]。

2.3 止血水凝膠

海藻酸鹽水凝膠：利用其比自身體積10倍的吸收量而被作為止血材料廣泛使用，但是對于傷口愈合卻無其他有效功能[2]。羧甲基殼聚糖水凝膠：其止血機理為殼聚糖游離的氨基引起內(nèi)源性止血途徑的激活，同時引起血小板聚集活化及紅細胞的激活[7]。自組裝短肽水凝膠：自組裝短肽材料具有可編程、黏彈性好、生物相容性高和低免疫原性等特性;自組裝短肽水凝膠在生理條件下可形成納米纖維水凝膠，表現(xiàn)出良好的生物相容性，在不同外科手術(shù)傷口中，水凝膠可形成物理屏障，發(fā)揮止血效果，而不與凝血級聯(lián)相互作用或受凝血級聯(lián)影響，快速有效地控制出血而不傷害周圍組織或細胞[8]。

2.4 抗炎水凝膠

皮膚嚴重創(chuàng)傷后，機體會發(fā)生炎癥反應(yīng)，單核/巨噬細胞會釋放諸多炎癥介質(zhì)以清除進入機體的病原體，但過強的炎癥反應(yīng)會導(dǎo)致創(chuàng)傷加重甚至是創(chuàng)傷后膿毒癥的發(fā)生，導(dǎo)致病情的加重。因此，可以通過設(shè)計具有多種功能的水凝膠皮膚敷料，發(fā)揮其適度抑制組織過度炎癥，進而促進傷口愈合和組織修復(fù)。通過采用透明質(zhì)酸和海藻酸鈉，并以鈣離子作為固化劑制作了水凝膠，并將奎寧作為包含藥物，成功的制作了含奎寧的透明質(zhì)酸/海藻酸鈉水凝膠。該水凝膠具有良好的力學(xué)性能，無明顯的細胞毒性，生物相容性良好，且能有效的抑制細菌內(nèi)毒素誘發(fā)的巨噬細胞釋放炎癥介質(zhì)[9]。

3．總結(jié)

創(chuàng)面敷料的發(fā)展非常迅速，并且逐漸呈現(xiàn)出功能化、多樣化的發(fā)展趨勢，以水凝膠敷料為代表的新型敷料正逐步取代傳統(tǒng)敷料的常規(guī)應(yīng)用地位。水凝膠作為一類新型醫(yī)用敷料，可被廣泛應(yīng)用于細菌感染及難愈合創(chuàng)面。但目前水凝膠敷料的作用仍存在不能天然抗菌、不可降解等問題，仍然需要進一步的研究。