皮肤可以隔离病菌,使人体不被病菌伤害[1],但由于烧伤、磕碰等意外的发生,会使人体皮肤受到损伤[2]。虽然人体有一定的自我修复能力,但伤口愈合周期较长,没有了皮肤这层屏障,人体就无法隔绝病菌,病菌侵入人体造成伤口感染。此外,伤口会在愈合期间产生大量的伤口渗出液。为了保障伤口愈合期间不被病菌感染,且吸收大量伤口渗出液,医用敷料应运而生。医用敷料在维持人类健康和提高生活质量方面具有非常重要的地位[3],特别是近年来人们对创面愈合越来越重视,医用敷料发展十分迅速。医用敷料可以充当皮肤保护屏障,防止伤口感染,快速吸收伤口渗出液体,引导人体组织再生。传统的医用敷料分为纱布绷带、创可贴、棉绒布等。由于传统敷料存在着吸液能力差,特别是在更换敷料时伤口黏连容易造成二次伤害、隔绝病菌能力不强等缺点,新型医用敷料的研究成为了研究的热点,新型医用敷料的研究对提升个人防护和身体健康有着重要的意义。水凝胶敷料是目前最为先进的敷料之一,水凝胶敷料有很强的吸收性能,并且能够为创面创造一个利于组织再生的湿润环境,凝胶状态具有滑弹特性,有效地避免了伤口黏连造成的二次伤害,该类敷料是目前敷料研究的重点。以下将综述近年来医用敷料的发展及新型水凝胶敷料的最新研究,以期为医用敷料的研究提供参考。1 敷料的发展1.1 天然纱布传统的天然纱布是以棉质天然纤维为主要原料,经过纺织工艺经纬编织而成,是敷料的最初产品,也是在传统敷料中使用最多、最为广泛的一类医用纺织品。天然纱布的生产过程简单,但对自然资源有极大需求。由于是经编织而成的纺织品,其通透性太高以至于不能很好地隔绝病菌,容易使病菌通过空隙侵入创面造成交叉感染。并且此类敷料的吸液能力不强,对于较多伤口渗出液的创面不能及时、快速地将渗出液吸收,容易使敷料与伤口黏连,在撕下或更换敷料时使已经愈合的创口再次撕扯开,加剧伤口的恶化,造成二次机械损伤和疼痛。1.2 合成纤维类敷料由于传统天然纱布以天然纤维为原料,对生态环境和自然资源造成了巨大的压力,因此发展了以化学纤维为原料生产的医用敷料。此类敷料解决了传统天然纱布敷料过度依赖自然资源的问题,成本较低,但未能解决使用体验上的问题,依旧存在着不能有效阻隔病菌的侵入、不能高效吸液,容易造成伤口黏连等问题。1.3 多聚膜类敷料该种敷料具有可以使氧气和水蒸气自由透过,空气中的病菌和灰尘等颗粒物不能透过的优点,但其成本较高,且吸液能力较差,只适合于伤口渗出液不多的创面。如英国Smith Nephew公司生产的Opsite喷雾是一种喷雾型敷料,在干性伤口上形成一层透明薄膜,可以隔绝病菌及微生物侵入,但不具备抑菌效果,且吸液量较低,只适合于渗出液不多的小创面伤口,另外由于是喷雾剂,容易被吸入肺中对人体造成损害。1.4 发泡多聚体敷料由高分子材料(PU)发泡而制成,具有多孔特性,因此有较好的吸液能力,能够保持一个湿润的创面环境,为伤口提供一个较好的愈合环境,并且表面的半透膜具有良好的阻隔性,能够防止微生物和细菌的侵入,如英国Smith Nephew公司的Allevyn可以适用于多种创面类型,但其成本较高,价格昂贵。2 新型水凝胶敷料基于人们对于伤口愈合的认知不断加深,水凝胶敷料有很高的研究热度。水凝胶敷料是目前最为先进的医用敷料。此类敷料具有高吸液、高保湿性能,可以适用于渗出液较多的创面环境,且在吸液后会呈现出凝胶状态,凝胶状态具有滑弹特性,在更换敷料时有效避免了伤口黏连造成的二次机械伤害。2.1 水凝胶促进伤口愈合机理皮肤受到创伤后,表皮层会被破坏,严重者的真皮层也会遭到一定程度的损伤。伤口的愈合需要经过组织再生,因此细胞增殖的速度在一定程度上反映了伤口愈合的速度。伤口的愈合需要特定的环境,在润湿的环境下更有利于细胞的生长,水凝胶可以快速吸收伤口渗出液,并有良好的保湿特性,能够为创面创造愈合所需要的湿润条件,在保有伤口渗出液的湿润环境下能够提高人体内酶的活性,可以促进细胞再生以及死亡细胞的处理,由于伤口渗出液有许多伤口愈合所需要的生长因子,因此可以有效地使人体细胞再生及伤口愈合;其次,润湿的水凝胶作为伤口的保护屏障,能够在一定程度上阻挡外界微生物和细菌的侵入;此外,水凝胶能够创造一个闭合的低氧环境,低氧环境促使吞噬细胞释放生长因子,加快伤口的愈合;最后,水凝胶敷料具有优良的吸液能力,且由于湿润环境的存在,减缓了液体蒸发的速度,不易形成干痂,且吸液后的敷料呈现出水凝胶状态,具有滑弹的特性,很好地避免了伤口二次伤害的问题[4⁃7]。2.2 水凝胶敷料研究现状2.2.1 接枝改性类水凝胶利用化学改性的方式,将官能团接枝到纤维上,可以赋予纤维及其制品特殊的性能。钱璐敏等[8]以棉纱布为原料,经过氢氧化钠碱化、氯乙酸醚化制备了羧甲基改性的水凝胶医用棉纱布,与未改性的纱布相比,改性后更易吸液,有更好的溶解性能。FENG Zujian等[9]设计研发了一种新型生物糖肽类的水凝胶作为医用敷料,糖肽类化合物具有与天然糖蛋白相似的化学成分,糖蛋白可以促进器官发育,调节免疫反应,可以在不使用药物的情况下,利用生物原理加快细胞的增殖,缩短创面愈合所需的时间[10⁃11]。通过动态亚胺键将Q11肽接枝到葡甘聚糖的主链,制备了一种新糖肽。Q11肽作为物理交联剂可以诱导水凝胶的形成,具有多孔特性,有较好的吸收性能,给伤口愈合提供了湿润的环境。此外,该敷料具有良好的生物相容性,这种多糖可以和巨噬细胞上的MR配体特异结合,使巨噬细胞M2极化,在不使用外源生长因子和药物的情况下促进创面伤口的愈合。2.2.2 共聚类水凝胶药物可以杀灭细菌,在伤口愈合过程中起到重要的作用,但部分细菌会发生基因突变,表现出抗药特性,此类细菌称为耐药细菌,以往对其适用的抗菌药物不再起效[12⁃13]。呼吸道多重耐药菌MDRB是较为难杀灭的耐药细菌,伤口早期血管生成在伤口愈合过程中起着重要作用,因为这一过程为伤口部位提供了氧气、营养物质和生物活性物质[14],MDRB的存在会导致高炎症反应和低血管生成能力[15⁃16]。CHENG W等[17]研发制备了一种针对MDRB病菌的水凝胶敷料。通过使柠檬酸在氮气中以一定转速和温度下熔融,与乙二醇和3⁃氨丙基三乙氧基硅烷混合,冷冻干燥制备水溶性的柠檬酸⁃乙二醇⁃硅氧烷的杂化聚合物。该种水凝胶有较好的力学性能和细胞相容性,其最主要的特性是可以有效抑制创面MDRB的感染,降低感染风险和炎症反应,促进血管生成和细胞组织再生,促使创面愈合。WANG S等[18]以脂质体、聚乙二醇(PEG)、α⁃环糊精(α⁃CD)和丙烯酰胺(AM)为基质制备了一种能够缓释抗生素的双网络水凝胶敷料。阿莫西林存储在脂质体中,当药物散发时需要通过脂质体以及聚乙二醇⁃α⁃环糊精/丙烯酰胺双网络,所以药物将得到有效的缓释,经过药物缓释试验,单网络水凝胶可以不间断释放8天药物,而双网络水凝胶可以连续释放12天阿莫西林,水凝胶敷料抑菌效果显著,可以达到80%以上,具有良好的生物相容性和伤口渗出液吸收能力。2.2.3 纳米粒子复合水凝胶银在医药界被广泛应用,如银丝织纱布覆盖伤口,新生婴儿滴硝酸银溶液可以防止黏膜感染等。纳米银可以通过伤害细菌的DNA,使细菌信号传导中断以及使细菌酶失活等方式进行杀菌,因此纳米银具有很好的抗菌活性和较低的细胞毒性[19]。GOU L等[20]在羧甲基化纤维素钠纳米纤维中混入明胶和纳米银颗粒,制备了银⁃明胶⁃纤维素三元水凝胶。该水凝胶具有良好的抗菌性和非常低的细胞毒性,且有一定的促使创面愈合的能力。BUNDJAJA V等[21]通过利用纤维素和尿素先制备了纤维素氨基甲酸酯,再加入氢氧化钠和尿素所组成的碱性溶液,经搅拌离心后用活性剂改性,最后将AgNPs嵌入到水凝胶中,载银后有效提高了水凝胶敷料的抗菌活性,并且有较好的生物相容性。AL⁃ABBOODI S M T等[22]将氧化锌、银纳米颗粒复合到甲壳素水凝胶上,甲壳素可生物降解,且具有优良的生物相容性,所制备的纳米复合水凝胶敷料由于甲壳素和纳米粒子的综合效应,双纳米复合物显示出较高的抗菌效果,能对肺炎致病菌和大肠杆菌进行有效抑制。抗菌肽是从动物体内诱导提取出的一种含量微少的多肽物质,具有广谱抗菌活性,能够破坏细菌的细胞膜,使细胞内容物溢出,从而迅速杀灭病菌,同时还具有加速伤口愈合等效果。CHENG H等[23]通过明胶与多巴胺母体化学键合,制备了一种负载氧化铈纳米颗粒(CeONs)和抗菌肽(AMP)的可喷雾水凝胶伤口敷料。制备的敷料经过测试,具有优良的活性氧清除能力和较好的抗菌效果,同时该敷料具有良好的生物相容性,可用于伤口治疗及愈合。GUNES O C等[24]通过将抗菌多肽和羧甲基壳聚糖相结合,藻酸浸渍生产改性棉水凝胶复合伤口敷料。敷料保留了多孔结构,并具有适当的透气性。此外,由于其水凝胶结构,该敷料具有较高吸液性能,并表现出黏弹性特性。对金黄色葡萄球菌有很好的抗菌活性,且没有细胞毒性,不会对人体造成伤害。2.2.4 动态交联水凝胶动态交联水凝胶中分子能够通过动态物理相互作用和(或)动态化学键连接在一起,具有一定的自愈性[25],且该水凝胶有较高的含水率、优异的生物相容性、柔韧性和刺激响应性能[26]。刘瑞雪等[27]以SiO2溶胶为稳定剂、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸为共聚单体,乳液聚合制备了SiO2乳胶粒,并与魔芋蒲甘糖、聚乙烯醇制备混合溶液,在特定pH环境下制得了复合水凝胶,具有良好的自愈合性,并且可降解,无细胞毒性。WU Y等[28]以4⁃乙烯基苯硼酸、N⁃乙烯基吡咯烷酮亚甲基双丙烯酰胺和二甲基亚砜为原料,在高温下固化制备了聚(4⁃乙烯基苯硼酸⁃N⁃乙烯基吡咯烷酮⁃共⁃1⁃乙烯⁃3⁃丁基咪唑溴化铵)水凝胶(VNV水凝胶)。由于4⁃乙烯基苯硼酸的引入,使聚合物链之间形成了一个动态的化学键,该键在外力作用下断裂,随后在一段时间内会恢复自愈,使制备的水凝胶敷料具备一定的自愈性能。LI H等[29]以羧甲基壳聚糖和氧化葡聚糖为原料制备了一种新型自愈合、原位注射、可生物降解的水凝胶敷料,可以有效地防止伤口黏连,且具有一定的自愈合性。3 总结与展望敷料在医学领域的应用越来越广,由于传统的医用敷料功能过于单一、吸液性能不强、抑菌效果不出色,日渐被新型敷料所取代。水凝胶敷料是较为先进的敷料,相比传统敷料具有更好的吸收性能,且保液性能出色,根据润湿愈合理论,水凝胶敷料可以给创面提供利于伤口愈合的环境,因此相关学者也对其进行了大量的研究,通过化学改性、聚合、负载、交联等不同方法制得了新型水凝胶敷料,有较好的抑菌效果和生物相容性,同时可以促进组织再生。但目前水凝胶敷料还面临着强力较低、不能天然抗菌、不可降解等问题。因此,第一,可以从提升强力入手,增加敷料吸液后的强力,便于撕下更换;第二,以天然抗菌代替化学抗菌,使敷料获得天然安全的抑菌效果;第三,通过多领域技术交叉,使敷料更加智能化、多功能化;第四,使用可降解的材料,减少环境污染。

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