高性能慢性傷口敷料的研究進(jìn)展

慢性傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜且耗時(shí)的過(guò)程，容易受到大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等微生物的攻擊.傳統(tǒng)敷料如棉花、紗布等，其屏障作用較差，導(dǎo)致傷口容易被細(xì)菌侵入，在愈合過(guò)程中其纖維會(huì)黏附在新生的肉芽組織上，頻繁換藥會(huì)加劇患者痛苦甚至導(dǎo)致二次創(chuàng)傷，并且對(duì)創(chuàng)面愈合無(wú)明顯促進(jìn)作用.近十年來(lái)，新型創(chuàng)面敷料的相關(guān)研究不斷涌現(xiàn)，這些敷料可以與傷口相互作用，其中的智能敷料還可以通過(guò)內(nèi)置傳感器或智能材料（如刺激響應(yīng)材料和自修復(fù)材料）感知和反應(yīng)傷口狀況或環(huán)境變化，賦予傷口敷料智能響應(yīng)釋藥的功能，從而有效促進(jìn)傷口愈合.基于此，綜述傷口敷料領(lǐng)域的研究進(jìn)展，同時(shí)總結(jié)相關(guān)性能表征方法，并簡(jiǎn)要展望該領(lǐng)域的未來(lái)研究方向.

傷口敷料; 傷口愈合; 敷料性能

R318 A 0143-11 02.001

傷口管理一直是全球耗資無(wú)數(shù)的大問(wèn)題，傷口敷料的發(fā)展越來(lái)越受到人們的關(guān)注^[1-2].敷料在傷口管理中有著至關(guān)重要的作用，它不僅能為受傷組織提供必要的物理保護(hù)，還直接影響傷口愈合的過(guò)程和效果^[3].理想的敷料應(yīng)具有一系列特性，即良好的保濕吸濕性能、有效的抗菌抑菌能力以及良好的順應(yīng)性和舒適性^[4]，且在促進(jìn)愈合的同時(shí)，減輕患者的痛苦和降低傷口感染的風(fēng)險(xiǎn).

在過(guò)去的幾十年里，傷口敷料技術(shù)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的干燥敷料到現(xiàn)代濕潤(rùn)環(huán)境敷料的轉(zhuǎn)變.目前，大多數(shù)新型傷口敷料在臨床上應(yīng)用廣泛，但依然具有局限性.例如，敷料無(wú)法隨著傷口狀況的變化而調(diào)整其性能、無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)傷口等.智能傷口敷料的出現(xiàn)為傷口管理提供了一種新的策略，它能夠根據(jù)傷口微環(huán)境的變化做出調(diào)整，通過(guò)維持傷口床的適宜濕度、溫度和pH值等，促進(jìn)細(xì)胞再生和組織修復(fù).此外，除了敷料結(jié)構(gòu)本身的進(jìn)步以外，智能化還體現(xiàn)在集成了多種先進(jìn)技術(shù)，如生物活性成分的添加、3D打印技術(shù)的應(yīng)用以及包含各種微電子傳感器以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)等.本綜述回顧一些用于治療慢性傷口的功能性傷口敷料以及目前出現(xiàn)的絕大多數(shù)智能傷口敷料，并討論智能傷口敷料的現(xiàn)狀、進(jìn)展、挑戰(zhàn)和前景，為傷口管理策略的發(fā)展提供最新概述.

1 傷口特性及愈合機(jī)制

1.1 傷口的分類 圖1為正常皮膚的主要結(jié)構(gòu).

傷口是一種由于物理、化學(xué)、熱等傷害或生理病態(tài)造成的皮膚完整性受損現(xiàn)象^[5-6].從愈合過(guò)程上看，可分為2種類型：急性傷口和慢性傷口.其中，急性傷口是指由于摩擦、觸碰、撞傷、撕裂等原因造成的，并且能夠在較短的一段時(shí)間內(nèi)完全愈合的創(chuàng)傷;慢性傷口指在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法愈合，甚至自身很難愈合的一類創(chuàng)傷，例如燒傷、糖尿病傷口、壓瘡、靜脈潰瘍等.慢性傷口的特點(diǎn)是愈合緩慢，持續(xù)超過(guò)12周，并且經(jīng)常復(fù)發(fā)^[7].按傷口深淺不同，可分為部分皮層損傷傷口和全層損傷傷口^[8-10].部分皮層損傷是指表皮層和真皮層受到破壞，而全層損傷是指表皮層、真皮層乃至皮下組織都受到損傷.不同類型的傷口具有不同的特征，例如傷口的大小、深度、滲出液量等.

1.2 傷口的愈合機(jī)制 傷口愈合是非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，包含了實(shí)質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、血細(xì)胞和可溶性介質(zhì)之間的相互作用，可以簡(jiǎn)單概括為4個(gè)階段：止血期、炎癥期、增殖期和組織重塑期，如圖2所示^[11].傷口的愈合受外在和內(nèi)在因素的影響，分別為自身身體素質(zhì)和傷口所處的環(huán)境因素.現(xiàn)代創(chuàng)傷護(hù)理理論認(rèn)為，傷口處的細(xì)胞、酶以及生長(zhǎng)因子等無(wú)法在干燥環(huán)境下產(chǎn)生作用，創(chuàng)面的濕潤(rùn)環(huán)境是影響愈合速度的重要外因之一.Winter^[12]于1962年在《Nature》雜志發(fā)表并提出“濕性愈合環(huán)境理論”，經(jīng)研究首次證明了具有高滲透性和保濕性的創(chuàng)面敷料能加快創(chuàng)面的愈合進(jìn)程.濕性愈合環(huán)境重點(diǎn)在于有利于愈合的微環(huán)境，活性成分可進(jìn)一步軟化、溶解和清除創(chuàng)面的壞死組織.

1.3 傷口對(duì)敷料的性能要求

理想的傷口敷料^[13-14]應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：1） 透氣、透濕性能良好;2） 吸收傷口滲液的同時(shí)又能保持傷口潤(rùn)濕;3） 生物相容性佳，抗菌、抑菌性能好;4） 良好的順應(yīng)性，易更換;5） 舒適性，即適宜的強(qiáng)度、張力和彈性;6） 一定的清創(chuàng)止血功能.傷口滲出液管理是理想敷料的一個(gè)基本性能參數(shù)，在慢性傷口的情況下，需要根據(jù)分泌滲出物的大小、類型、體積和黏度來(lái)選擇理想的敷料.高度滲出傷口的敷料應(yīng)具有適當(dāng)?shù)囊后w吸收能力，否則液體會(huì)通過(guò)敷料或在敷料周圍泄漏，為細(xì)菌的生長(zhǎng)和擴(kuò)散提供理想的環(huán)境，從而延緩傷口的愈合過(guò)程.

2 敷料性能的表征方法

根據(jù)國(guó)家醫(yī)藥接觸性創(chuàng)面敷料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)^[15]，敷料的性能可從透氣性、吸濕性、舒適性、生物相容性、抗菌性以及相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、組織學(xué)分析來(lái)評(píng)價(jià).

2.1 水蒸氣透過(guò)率測(cè)試 水蒸氣透過(guò)率（RWVT）是指在受控濕度和溫度下，水分子從皮膚接觸部位通過(guò)材料至外部環(huán)境的材料透過(guò)性，其計(jì)算公式如下：

RWVT=W0-WtS，

式中：RWVT的單位為g/m2;S代表玻璃瓶口的面積，單位m2;W0代表玻璃瓶中水的起始質(zhì)量，單位g;Wt代表結(jié)束時(shí)玻璃瓶中水的質(zhì)量，單位g.

2.2 吸水性能測(cè)試

水凝膠敷料的吸水性能一般通過(guò)水凝膠的溶脹率來(lái)表示.首先，將水凝膠冷凍干燥至恒質(zhì)量.然后，將其浸泡于pH=7.4的PBS溶液中，并靜置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱，至既定時(shí)間，取出溶脹的水凝膠，小心地除去其表面的水分，并記錄質(zhì)量.水凝膠的溶脹率（RS）按如下公式計(jì)算：

RS=Wt-W0W0×100%，

式中：RS的單位為%;W0代表凍干狀態(tài)的水凝膠質(zhì)量，單位g;Wt代表溶脹狀態(tài)的水凝膠質(zhì)量，單位g.

2.3 舒適性測(cè)試

創(chuàng)面敷料的舒適性是指敷料適應(yīng)人體形狀和運(yùn)動(dòng)的能力.當(dāng)敷料被用于運(yùn)動(dòng)部位（如關(guān)節(jié)）時(shí)，能否使其有充分的運(yùn)動(dòng)自由度十分重要.“可伸展性”和“永久變形”是舒適度的2個(gè)表征指標(biāo).通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)量創(chuàng)面敷料的可伸展性和永久變形來(lái)評(píng)價(jià)其是否具有舒適性.

可伸展性的計(jì)算式為

E=Fmaxb，（1）

式中：E為可伸展性，單位N·cm^-1;Fmax為拉伸試驗(yàn)機(jī)的最大力，單位N;b為樣條寬度，單位cm.結(jié)果修約到0.1 N·cm^-1，并計(jì)算各組平均結(jié)果.

永久變形指數(shù)的計(jì)算式為

SP=L2-L1L1×100%，（2）

式中：SP為永久變形指數(shù)，L1拉伸前兩標(biāo)記間的距離，L2拉伸后兩標(biāo)記間的距離.結(jié)果修約到1%，并計(jì)算各組平均結(jié)果.

2.4 生物相容性測(cè)試

生物材料必須具有良好的生物相容性才能確保臨床應(yīng)用的安全性^[16]，生物相容性是生物醫(yī)用材料最重要的考察指標(biāo)之一.目前，對(duì)生物材料生物相容性的評(píng)價(jià)包括血液相容性評(píng)價(jià)和組織相容性評(píng)價(jià)，前者表示材料和血液之間相互適應(yīng)的程度，后者表示材料與除血液之外其他組織的相互適應(yīng)程度^[17].具體的實(shí)驗(yàn)方法包括：細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、血液相容性實(shí)驗(yàn)、遺傳毒性和致癌實(shí)驗(yàn)、顯性致死實(shí)驗(yàn)、植入實(shí)驗(yàn)（皮下植入實(shí)驗(yàn)、骨內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)）、過(guò)敏實(shí)驗(yàn)等，其中最常用的是細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)^[18].

2.5 抗菌性能測(cè)試

理想的傷口敷料應(yīng)具有抗菌抑菌功能，從而促進(jìn)傷口快速愈合.表征抗菌劑抗菌效果的方法有以下幾種：

1） 平板計(jì)數(shù)法：抗菌劑對(duì)細(xì)菌進(jìn)行殺菌處理以后，將細(xì)菌稀釋到合適的倍數(shù)進(jìn)行平板涂布并對(duì)長(zhǎng)出的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù).通過(guò)計(jì)算細(xì)菌存活率或者致死率來(lái)表征抗菌劑抗菌效果.計(jì)算公式如下：

細(xì)菌存活率=處理組菌落數(shù)對(duì)照組菌落數(shù)×100%，

細(xì)菌致死率=（1-處理組菌落數(shù)對(duì)照組菌落數(shù)）×100%.

2） 活/死細(xì)胞染色法：對(duì)細(xì)菌進(jìn)行活/死染色也是一種常用的表征抗菌效果的方法.抗菌劑對(duì)細(xì)菌進(jìn)行處理后，再對(duì)細(xì)菌進(jìn)行活/死染色.常見細(xì)菌活/死染色試劑盒以PI和SYTO-9為例，即采用紅色熒光碘化丙啶（PI）核酸染色和綠色熒光核酸染料（SYTO-9）進(jìn)行熒光細(xì)胞活/死試驗(yàn)，驗(yàn)證所制備的抗菌劑的抗菌性能.PI是一種可對(duì)DNA染色的細(xì)胞核染色劑，它不能穿透完整細(xì)胞膜，但可穿透凋亡晚期細(xì)胞和死細(xì)胞的破損細(xì)胞膜，從而使細(xì)胞核染紅.SYTO-9是一種能夠透過(guò)細(xì)胞膜的綠色熒光核酸染料，可用于活的和死的真核細(xì)胞的RNA和DNA染色.

3） 掃描電鏡表征法：抗菌劑對(duì)細(xì)菌進(jìn)行處理后，可能會(huì)引起細(xì)菌形態(tài)的變化，如褶皺凹陷或者破損.因此，通過(guò)拍攝掃描電鏡觀察細(xì)菌形態(tài)也是表征抗菌劑抗菌效果的手段之一.

2.6 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

除了敷料的體外實(shí)驗(yàn)，還需要進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)物身上測(cè)試各種敷料的性能，以確保它們不會(huì)引起人體的刺激和過(guò)敏反應(yīng)，以及驗(yàn)證其對(duì)傷口治療是否具有促愈合作用.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)流程如下：

首先，將健康的大鼠麻醉，在其背部建立直徑為1.0 cm的全層傷口，作為創(chuàng)傷模型.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，將創(chuàng)傷模型鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，各組模型鼠分籠飼養(yǎng)，且每組不少于3只.每日清理傷口、更換敷料，稱質(zhì)量并拍照記錄傷口情況.此外，收集敷料治療2周后的傷口處皮膚組織，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的多聚甲醛進(jìn)行固定.然后，采用Hamp;E染色和Masson染色進(jìn)行組織學(xué)分析，考察傷口內(nèi)部組織的愈合情況.

3 典型傷口敷料

3.1 傳統(tǒng)敷料

傳統(tǒng)敷料通常由棉花、紗布、亞麻布等天然材料加工而制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.如今，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，薄膜型敷料、水凝膠型敷料、泡沫型敷料等功能型醫(yī)用敷料紛紛問(wèn)世，但由于其材料自身的種種限制性以及相對(duì)較高的生產(chǎn)及使用成本，棉質(zhì)敷料依然是醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用最廣泛的醫(yī)用敷料之一^[19].傳統(tǒng)敷料歷史悠久，具有較好的吸濕性，能有效吸收傷口滲液;透氣性良好，有助于傷口的通風(fēng)與干燥，其在簡(jiǎn)單傷口（如輕微擦傷、燒傷）的處理上表現(xiàn)出色，成本較低，應(yīng)用廣泛，可在日常家庭醫(yī)療中備用.但其功能單一，主要起到覆蓋、保護(hù)傷口的作用，不能維持傷口的濕度平衡從而易與傷口發(fā)生粘連，造成傷口二次創(chuàng)傷^[20].對(duì)于復(fù)雜傷口，如深度燒傷、慢性潰瘍等，傳統(tǒng)敷料可能無(wú)法滿足需求.2019年，吳帥等^[21]利用化學(xué)方法制備了一種可溶止血紗，研究發(fā)現(xiàn)，在制備可溶止血紗過(guò)程中，紗布浸漬液的硝酸銀濃度與其載銀含量呈正相關(guān)，而銀含量與其抗菌性能密切相關(guān)，該新型紗布的制備方法可有效克服傳統(tǒng)可溶性止血紗不能抗感染的缺點(diǎn)，并且能更好地加速傷口部位的愈合.2021年，Rao等^[22]研發(fā)了含一種硝普鈉銀納米顆粒（SNPNPs）的純棉織物，如圖3所示，實(shí)驗(yàn)表明由于硝普鈉銀復(fù)合物的表面改性，這些棉織物保持光惰性并顯示出長(zhǎng)期的抗菌活性，通過(guò)各種分析技術(shù)（XRD、FTIR、UV光譜、TGA、TEM、FESEM、EDAX、ICP-OES）進(jìn)行表征，用納米顆粒制成的棉敷料顯示出的水接觸角（113°～130°）比裸棉紗布（60°）更好，并且在革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌存在的情況下表現(xiàn)出更好的抗菌性能，局部應(yīng)用可促進(jìn)創(chuàng)面愈合.

3.2 水凝膠敷料

水凝膠是一種由含親水基團(tuán)的高分子通過(guò)物理或化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，按來(lái)源可分為天然高分子水凝膠和合成高分子水凝膠^[23].合成高分子水凝膠又包括均聚物、共聚物、半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠^[24].水凝膠因其結(jié)構(gòu)中存在大量親水基團(tuán)而能吸收大量水分，含水量可達(dá)到99%.同時(shí)，水凝膠優(yōu)異的生物相容性、可降解性、應(yīng)激響應(yīng)性和溶脹率高等性質(zhì)，在植介入和藥物輸送方面有巨大的應(yīng)用潛力.將水凝膠作為醫(yī)用敷料，在吸收傷口滲出液的同時(shí)還能保持環(huán)境濕潤(rùn)，能與傷口緊密貼合不粘連，減少細(xì)菌接觸，不會(huì)造成與傷口粘連帶來(lái)二次創(chuàng)傷^[25].此外，水凝膠可以作為藥物、蛋白質(zhì)或細(xì)胞的靶向遞送載體^[26].細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）是細(xì)胞周圍的分子網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)促進(jìn)傷口再上皮化和血管生成，在為傷口愈合創(chuàng)造有利的微環(huán)境方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用^[27-28].由于水凝膠在結(jié)構(gòu)上類似于ECM，因此，它們?cè)谏镝t(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域受到了重點(diǎn)關(guān)注并具有廣泛的應(yīng)用.隨著臨床實(shí)踐中具有挑戰(zhàn)性的不愈合傷口的出現(xiàn)以及對(duì)有效傷口愈合的需求不斷增加，開發(fā)出具有多種功能的水凝膠基敷料十分必要^[29].傷口類型不同，對(duì)水凝膠基敷料的功能需求也不同.對(duì)于慢性傷口而言，理想的水凝膠傷口敷料應(yīng)具有止血、抗菌消炎、抗氧化、降血糖、促進(jìn)血管生成等功效，以及適宜的粘接性、自愈性和導(dǎo)電性等性能.Wei等^[30]使用氧化葡聚糖（ODEX）、抗菌肽修飾的透明質(zhì)酸（HA-AMP）和富血小板血漿（PRP）制備了一種用于治療慢性感染傷口的水凝膠敷料.ODEX/HA-AMP水凝膠對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和PA有明顯的抑制作用，并能釋放生長(zhǎng)因子，促進(jìn)膠原沉積和血管生成，從而加速糖尿病感染創(chuàng)面的修復(fù).

3.3 藻酸鹽類敷料

藻酸鹽敷料主要由從海藻植物中提取的一種天然藻酸鹽合成，其高親水性、優(yōu)異的生物相容性和強(qiáng)大的液體吸收能力十分有利于使海藻酸鹽成為傷口敷料^[31].與傷口接觸時(shí)，敷料中的藻酸鈣中的鈣離子會(huì)與滲液中的鈉離子發(fā)生鈣鈉離子交換，從而在傷口表面形成一層穩(wěn)定的網(wǎng)狀凝膠，有助于血液的凝固.陳錦濤^[32]通過(guò)對(duì)海藻酸鈣纖維進(jìn)行疏水改性，再與45S5生物活性玻璃復(fù)合，從而完成藻酸鹽與蜂蜜、生物活性玻璃之間的有機(jī)結(jié)合，賦予藻酸鹽敷料新的功效——抗菌、止痛、分泌生長(zhǎng)因子，在促進(jìn)劑的作用下各成分產(chǎn)生協(xié)同效果，降低蜂蜜與藥物護(hù)創(chuàng)時(shí)離子損耗的速度，延長(zhǎng)有效作用時(shí)間，達(dá)到慢性復(fù)雜傷口的護(hù)理要求，并提高了臨床效果.

3.4 納米纖維敷料

納米纖維具有較高的孔隙率及良好的透氣性，使傷口保持理想的濕潤(rùn)狀態(tài)，又能促進(jìn)細(xì)胞及時(shí)進(jìn)行氣體交換，加速傷口愈合.靜電紡絲技術(shù)促進(jìn)了納米纖維的廣泛使用，如聚l-乳酸（PLLA）、聚ε-己內(nèi)酯（PCL）、聚乙二醇（PEG）、殼聚糖、幾丁質(zhì)、纖維素、聚乙烯醇（PVA）等^[33]，這些材料因其優(yōu)異的生物相容性和生物降解性可作為藥物載體和傷口敷料使用.它們可以攜帶生長(zhǎng)因子、抗生素、消炎藥等不同的活性物質(zhì)，以獲得相應(yīng)的功能^[34].

Perumal等^[35]通過(guò)靜電紡絲制備出負(fù)載姜黃素（Cur）的聚乳酸PLA纖維和超支化聚甘油（HPG）的電紡絲納米纖維敷料，如圖4所示，姜黃素的抗菌、抗炎和抗氧化性能與HPG的高親水性和保水能力結(jié)合在一起，使得該敷料具有非常高的親水性、高溶脹性和高藥物吸收性，并能促進(jìn)細(xì)胞存活和增殖.這項(xiàng)研究表明，PLA/HPG/Cur靜電紡絲納米纖維支架可用作愈合急性/慢性糖尿病傷口的新型貼片.

3.5 其他新型敷料

泡沫類敷料是指內(nèi)部具有較多孔洞且具有強(qiáng)吸收能力的物質(zhì)，其特點(diǎn)是外形可塑性較高，可以滿足各類形狀的要求，該敷料對(duì)傷口滲出物的處理是靠水蒸氣的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收來(lái)控制的，常見的原料有天然多糖高聚物、聚氨酯和聚乙烯醇泡沫^[36-37].唐文力^[38]通過(guò)甲苯二異氰酸酯（TDI）和聚乙二醇（PEG）的交聯(lián)來(lái)制得親水性聚氨酯泡沫敷料，并對(duì)形態(tài)觀測(cè)、吸液性、保濕性、凝血率等方面進(jìn)行了表征測(cè)試.該研究以氰酸根與羥基間的擴(kuò)鏈反應(yīng)生成長(zhǎng)鏈的聚氨基甲酸酯大分子（PU）和以長(zhǎng)鏈中的異氰酸酯基團(tuán)與水反應(yīng)并分解產(chǎn)生二氧化碳完成發(fā)泡2步制得.此法制備所得PU的親水性得到很大程度的增強(qiáng)，具備更理想的表面孔徑分布，更加符合創(chuàng)面敷面的要求.

含銀類敷料是銀離子和泡沫敷料的復(fù)合體，兼具泡沫敷料吸收滲液作用和銀離子的抑菌作用.銀離子敷料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）具有廣譜抗菌作用，見效快、時(shí)間長(zhǎng);2）不易粘附.但該類敷料同時(shí)存在一些不足，例如生物安全性也存在較大隱患，人體可吸入銀的質(zhì)量濃度極限為0.01 mg/m³，在該數(shù)值以下，銀制品才對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生毒性作用^[39-41].

4 智能敷料

智能敷料，也被稱為“智能繃帶”或“電子敷料”，是一種集監(jiān)測(cè)、治療與數(shù)據(jù)傳輸功能一體的先進(jìn)醫(yī)療材料.它結(jié)合了生物醫(yī)學(xué)工程、納米技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的最新成果，旨在提高傷口愈合速度、降低感染風(fēng)險(xiǎn)，并提供實(shí)時(shí)的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).智能敷料的工作原理主要依賴于內(nèi)嵌的傳感器和微型電子設(shè)備.這些設(shè)備能夠監(jiān)測(cè)傷口的溫度、濕度、pH值、氧氣濃度等關(guān)鍵指標(biāo)，并通過(guò)無(wú)線通訊技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)、電腦或其他醫(yī)療設(shè)備上^[42].此外，一些智能敷料還具有藥物釋放功能，能夠根據(jù)傷口狀態(tài)調(diào)整藥物的釋放速度和劑量.智能敷料可根據(jù)其功能和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分類，常見的類型包括：

1） 監(jiān)測(cè)型智能敷料：主要用于監(jiān)測(cè)傷口狀態(tài)，如溫度、pH值、血糖值、活性氧濃度等.

2） 治療型智能敷料：除了監(jiān)測(cè)功能外，還具有藥物釋放、電刺激等治療功能.

3） 復(fù)合型智能敷料：結(jié)合了監(jiān)測(cè)和治療功能，能夠同時(shí)提供傷口管理和治療效果評(píng)估.

智能敷料廣泛應(yīng)用于創(chuàng)傷修復(fù)、燒傷治療、慢性傷口管理等領(lǐng)域.在軍事醫(yī)療、應(yīng)急救援、老年護(hù)理等特殊場(chǎng)景下，智能敷料也能夠發(fā)揮重要作用.智能敷料的主要優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)包括：1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)傷口狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題.2）個(gè)性化治療：根據(jù)傷口狀態(tài)調(diào)整藥物釋放和治療方案，提高治療效果.3）減少感染風(fēng)險(xiǎn)：通過(guò)保持傷口環(huán)境穩(wěn)定和優(yōu)化傷口護(hù)理流程，降低感染發(fā)生率.4）方便易用：無(wú)線通訊技術(shù)和可穿戴設(shè)備使得智能敷料易于使用和管理.

4.1 pH響應(yīng)型敷料

Xie等^[43]通過(guò)1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二酰胺（EDC）和N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）交聯(lián)，將海藻酸鈉（SA）溶液與羧甲基殼聚糖鈉鹽（CMCS）溶液在不同質(zhì)量比下制備出效果最優(yōu)CMCS/SA水凝膠.該水凝膠作為一種新型復(fù)合給藥系統(tǒng)，具有良好的pH敏感性，在胃腸道和口腔環(huán)境pH=7.4時(shí)，表現(xiàn)出最好的釋藥能力，解決了分子間氫鍵的存在所導(dǎo)致的水凝膠應(yīng)用限制，是一種非常有前途的給藥載體.

Li等^[44]制備了一種可自愈注射的多糖水凝膠，由N-羧乙基殼聚糖（N-殼聚糖）、乙二酸二肼（ADH）和透明質(zhì)酸醛（HA-ALD）原位交聯(lián)而制成，可用于長(zhǎng)期胰島素釋放.酰肼鍵賦予了其pH響應(yīng)特性，以此為指令釋放胰島素，可以很好地縮短炎癥期，降低血糖水平，顯著促進(jìn)愈合.同時(shí)，水凝膠的結(jié)構(gòu)保證了胰島素的生物活性，在高血糖和酸性微環(huán)境的傷口區(qū)具有很高的治療潛力.

Xu等^[45]通過(guò)含抗氧化劑和pH敏感組分的親水性紡絲層（纖維素-花青素，Cell-AN）和含抗菌氯已定（CH）的疏水電紡層（聚已內(nèi)酯-氯已定，PCL-CH）組成了一種具有單項(xiàng)液體引流能力的pH響應(yīng)纖維素基Janus非織造敷料.如圖5所示，pH響應(yīng)纖維素基Janus非織造敷料的不對(duì)稱親水/疏水雙層結(jié)構(gòu)可以從疏水側(cè)到親水側(cè)實(shí)現(xiàn)單向排水，有利于排出淹沒傷口多余的滲出物.該敷料進(jìn)行糖尿病傷口監(jiān)測(cè)和診斷可以通過(guò)智能手機(jī)中的黑匣子程序?qū)崿F(xiàn)，使糖尿病創(chuàng)面滲出液的管理、監(jiān)測(cè)更便利，簡(jiǎn)化糖尿病傷口的醫(yī)療護(hù)理，并加速糖尿病創(chuàng)面愈合過(guò)程，減輕糖尿病患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)和痛苦.

4.2 血糖響應(yīng)型敷料

糖尿病作為一種慢性疾病，對(duì)于糖尿病病人而言，傷口處血糖水平長(zhǎng)期較高，意味著細(xì)菌生長(zhǎng)更容易，從而激發(fā)炎癥和破壞細(xì)胞，切實(shí)的臨床需求催生出可對(duì)血糖濃度敏感響應(yīng)的敷料.Zhang等^[46]以苯硼酸改性殼聚糖（CSPBA）、甲酰基封端聚乙二醇（PEGCHO）和聚乙烯醇（PVA）為原料，通過(guò)苯硼酸酯和亞胺2種動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的交聯(lián)，摻入GOX和過(guò)氧化氫酶（CAT），制備了對(duì)葡萄糖敏感性高、反應(yīng)迅速的注射水凝膠，通過(guò)雙葡萄糖傳感器（GOX和苯硼酸基團(tuán)）和雙葡萄糖反應(yīng)元件（亞胺和苯硼酸酯）的簡(jiǎn)單疊加，以實(shí)現(xiàn)糖尿病高血糖和血糖動(dòng)態(tài)波動(dòng)下胰島素釋放的精確控制.

Guo等^[47]開發(fā)了一種用于糖尿病傷口修復(fù)的葡萄糖反應(yīng)性胰島素釋放水凝膠微針敷料，該水凝膠系統(tǒng)由生物相容性甲基丙烯酸明膠（GelMa）、葡萄糖響應(yīng)性單體4-（2-丙烯酰胺基乙基氨基甲酰基）-3-氟苯硼酸（AFPBA）和葡萄糖胰島素（G-insulin）組成，并通過(guò)復(fù)制PDMS模具開發(fā)了基于Gel-AFPBA-ins水凝膠的微針敷料.如圖6所示，帶有雙葡萄糖傳感器的殼聚糖基注射水凝膠具有胰島素調(diào)節(jié)能力，可避免因血漿胰島素過(guò)高而引起的低血糖，也能在血糖高時(shí)釋放胰島素以控制血糖，實(shí)現(xiàn)葡萄糖水平動(dòng)態(tài)變化的快速響應(yīng).與沒有微結(jié)構(gòu)的水凝膠相比，該水凝膠微針敷料具有足夠的力學(xué)性能、較高的生物相容性、葡萄糖反應(yīng)性胰島素釋放以及與皮膚的強(qiáng)黏附性等優(yōu)點(diǎn)，可加速糖尿病傷口的愈合過(guò)程，減少炎癥反應(yīng)，促進(jìn)膠原蛋白在再生組織部位的沉積，可有效治療糖尿病傷口以及對(duì)血糖待定控制.

4.3 溫度響應(yīng)型敷料

溫度響應(yīng)型敷料根據(jù)不同的設(shè)計(jì)原理和應(yīng)用需求，可以分為多種類型.例如：熱敏型水膠體敷料：黏性或凝膠狀態(tài)會(huì)隨溫度改變;相變材料敷料：在特定溫度下發(fā)生液固態(tài)的轉(zhuǎn)變，從而控制熱量;藥物釋放型敷料：結(jié)合溫度敏感的載體，控制釋放藥物和局部治療等.

Zhang等^[48]借助天然脂肪酸相變材料開發(fā)了一種溫度響應(yīng)的纖維水凝膠，他們通過(guò)靜電紡絲和紫外交聯(lián)制備了類似細(xì)胞外基質(zhì)的甲基丙烯酸甲酯明膠（GelMA）納米纖維水凝膠，然后將脂肪酸/阿司匹林（ASP）包裹在聚多巴胺（PDA）中，通過(guò)加成反應(yīng)制備了GelMA-PDA-ASP納米纖維水凝膠.該水凝膠在40 ℃下可以更快地釋放ASP，并且在40 ℃和25 ℃之間的加熱和冷卻循環(huán)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)藥物釋放的控制，解決了普通敷料缺乏響應(yīng)性基團(tuán)、藥物僅靠物理釋放易出現(xiàn)釋放速度不均勻等問(wèn)題.

慢性傷口需要長(zhǎng)期和反復(fù)更換敷料，在換藥過(guò)程中給患者帶來(lái)難以忍受的疼痛和繼發(fā)性損傷，導(dǎo)致傷口愈合十分困難.因此，制備出一種易于更換的敷料很有必要.Huang等^[49]制備了一種快速溫度響應(yīng)、自粘和可拆卸的納米纖維傷口敷料PGSGS.該敷料由純天然材料組成，具有良好的生物相容性.外層聚乳酸起到整體機(jī)械支撐的作用，中間SSAD與GS交聯(lián)層起到連接作用，SSAD的黏液有很強(qiáng)的組織黏附性，易于在體內(nèi)生物降解，能黏附在傷口表面，對(duì)傷口進(jìn)行處理.GS能有效抑制出血，抗菌和促進(jìn)傷口愈合，溶解后與傷口表面接觸時(shí)具有良好的生物降解性.該敷料在高溫下（25 ℃以上，一般為室溫），分子鏈活躍，官能團(tuán)較多.PGSGS傷口敷料與皮膚組織表面之間具有高粘接強(qiáng)度，而在低溫（低于8 ℃）下，敷料內(nèi)部分子鏈排列，表面官能團(tuán)暴露較少，黏附力減小，可以輕易與傷口分離，達(dá)到自粘和可拆卸的功能，從而減少換藥過(guò)程中可能出現(xiàn)的痛苦和傷害.

4.4 ROS響應(yīng)型敷料

活性氧（ROS）是指在生物體內(nèi)與氧代謝有關(guān)的、含氧自由基和易形成自由基的過(guò)氧化物的總稱.Paula等^[50]將硫酮（TK）加入聚酰胺中，通過(guò)靜電紡絲以聚ε-己內(nèi)酯（如PCL）作為結(jié)構(gòu)聚合物，制備了一種可ROS響應(yīng)的纖維PATKs.利用TK易與ROS反應(yīng)的特性，該材料暴露于氧化環(huán)境時(shí)會(huì)被快速地降解，克服了PCL自身因降解緩慢而無(wú)法應(yīng)用于短期生物醫(yī)學(xué)（如傷口敷料）的阻礙.同時(shí)，PATKs膜具有一定的ROS清除功能和細(xì)胞相容性，可以成為優(yōu)異的傷口敷料材料.

如圖7所示，Wu等^[51]構(gòu)建了一種基于苯硼酸接枝氧化葡聚糖和咖啡酸接枝ε-聚賴氨酸的pH/ROS雙響應(yīng)注射糖肽水凝膠，且將能促進(jìn)血管生成的芒果苷（MF）封裝至pH響應(yīng)膠束（MIC）中，與具有抗炎活性的雙氯芬酸鈉（DS）一并嵌入水凝膠中.硼酸酯鍵對(duì)ROS高度敏感，在H+濃度低的條件下與PBA進(jìn)行選擇性反應(yīng)，而在ROS含量高的酸性環(huán)境中，亞胺鍵和硼酸酯鍵被破壞，使藥物釋放，以實(shí)現(xiàn)DS和MF的可控遞送.如此多功能化的水凝膠，避免了由ROS過(guò)量產(chǎn)生而導(dǎo)致的傷口部位促氧化劑/抗氧化劑失衡的問(wèn)題，具備抗感染、抗氧化和抗炎作用，與皮膚再生所需的良好環(huán)境相匹配.

5 總結(jié)與展望

隨著全球醫(yī)療保健市場(chǎng)不斷擴(kuò)大和人們對(duì)健康管理的需求日益增長(zhǎng)，智能敷料的市場(chǎng)前景十分廣闊.預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，智能敷料市場(chǎng)將保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，并逐漸成為醫(yī)療領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新方向.智能敷料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例豐富多樣.例如，在糖尿病足潰瘍治療中，智能敷料能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)潰瘍部位的溫度、濕度和pH值，結(jié)合醫(yī)生的治療方案，促進(jìn)傷口愈合.在燒傷治療中，智能敷料能夠減輕患者疼痛，減少感染風(fēng)險(xiǎn)，提高治療效果.在術(shù)后傷口管理中，智能敷料能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控傷口愈合情況，預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生.

未來(lái)智能敷料的發(fā)展趨勢(shì)可能包括以下幾個(gè)方面：

1） 多功能集成：將更多功能（如疼痛管理，體溫、pH、血糖調(diào)節(jié)等）集成到單一敷料中;

2） 敷料在pH、溫度、活性氧等方面的監(jiān)測(cè)精度有待提高;

3） 可穿戴設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)融合：實(shí)現(xiàn)與其他醫(yī)療設(shè)備和系統(tǒng)的無(wú)縫連接和數(shù)據(jù)共享;

4） 生物材料創(chuàng)新：研發(fā)具有更好生物相容性和降解性的新型生物材料，提高敷料的安全性和有效性.

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Progress in Research on High-Performance Chronic Wound Dressings

SHEN Jiabin1， ZHU Yirong1， YANG Jinhua1， QIN Jingxian1， HAN Yanting2

（1. State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering， Polymer Research Institute of Sichuan University， Chengdu 610065， Sichuan;

2. Medicine and Engineering Interdisciplinary Research Laboratory of Nursing amp; Materials， West China School of Nursing， West China

Hospital， Chengdu 610041， Sichuan）

Chronic wound healing is a complex and time-consuming process that is susceptible to attack by microorganisms such as Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Traditional dressings， such as cotton and gauze， have a poor barrier effect， resulting in wounds that are easily invaded by bacteria， and their fibers adhere to the nascent granulation tissue during the healing process， and frequent dressing changes can exacerbate the patients pain or even lead to secondary trauma， and do not significantly contribute to wound healing. In the past decade， research on new wound dressings has been emerging， and these dressings can interact with wounds， and smart dressings can also sense and respond to wound conditions or environmental changes through built-in sensors or smart materials （e.g.， stimulus-responsive materials and self-repairing materials）， which can give wound dressings the function of releasing drugs in response to the wounds， and thus effectively promote wound healing. Based on this， this paper reviews the research progress in the field of wound dressings， summarizes the relevant characterization methods， and briefly outlines the future research direction in this field.

wound dressing; wound healing; dressing properties

（編輯 余 毅）