高端創傷敷料技術與市場的最新進展

蘆長椿

摘要：近年來，高端創傷敷料在止血、濕性環境保持、無傷疤及貼敷性方面取得了明顯改進。本文重點介紹了聚合物納米纖維、功能性纖維、生物基纖維和高吸附纖維在創傷敷料上的應用與研究開發現狀，并就我國創傷敷料的市場及相關產業的發展狀況進行了分析。

關鍵詞：創傷敷料；聚合物納米纖維；生物基纖維；功能性纖維；高吸附纖維

中圖分類號：TS172 文獻標志碼：A

Latest Development of Advanced Wound Dressing： Market and Technology

Abstract： Recently， some features of advanced wound dressing in haemostasis， holding a moist environment around wound， the scar-free， as well as the conformability have been significantly improved. This article mainly introduced the application and R&D status-quo of polymer nanofiber， functional fiber， bio-based fiber and super absorbent fiber in the field of wound dressing. Furthermore， a market analysis on domestic wound dressing industry was presented.

Key words： wound dressing； polymer nanofiber； bio-based fiber； functional fiber； super absorbent fibers（SAF）

依據權威研究機構的一份市場研究報告，2017年全球一次性醫用紡織品市場規模將達到200億美元。2012年世界創傷敷料市場的規模在117億美元，預計2021年將達到185億美元，2013 — 2021年期間的年增長率在7%作左右。

1 高端創傷敷料的市場需求

創傷護理市場的規模取決于臨床對高端醫用敷料的需求，目前創傷敷料的使用主要集中在手術后傷口護理、燒傷、外部（traumatic）創傷和長期（chronic）不愈性潰瘍等 4個方面，其基本的需求狀況如下。

（1）手術后傷口占皮膚損傷護理的比例最大，全球每年有超過 1 億人次手術病例需要傷口護理。外科手術創傷敷料的年增長率在3.1%左右。

（2）燒傷的危害程度基本有 3 種情況，即輕微燒傷、需醫學處理燒傷和在醫院完成治療全過程的燒傷。輕微燒傷需經醫生處理，傷口愈合過程基本在家庭中進行，這種燒傷病人每年在330萬人次左右。醫學處理的燒傷病人超過630萬人次/a。在醫院全程治療的燒傷病人相對較少，但它需要高端的創傷護理，費用昂貴。依據世界衛生組織（WHO）的統計報告，燒傷危害仍是威脅人類健康的主要原因之一，全球每年燒傷敷料市場也達50億美元。

（3）外部創傷即由外部因素造成的創傷，全球每年大約有150萬人，考慮到劃傷造成的危害，外部創傷人數應在1 900萬人次/a左右。

（4）長期性創傷一般愈合時間長，需要精心護理。比如，目前全球褥瘡患者達740萬人/a，靜脈曲張潰瘍患者1 100萬人/a，糖尿病并發癥潰瘍病人有1 320萬人/a之多。

隨著醫藥科技的進步，抗生素得到大面積使用，病菌對抗生素的抵御能力正不斷增強，這也在一定程度上促進了高端創傷敷料的開發和使用。但值得注意的是，傳統創傷敷料目前仍然占據著最大的市場份額，高端創傷敷料并未成為常規選擇。北美疾病防治市場非常青睞新技術，但美國醫生在使用高端創傷敷料方面卻十分保守，這亦從一個側面反映出，創傷敷料的技術含量較高，但也有較高的風險性。當前歐洲占據高端創傷敷料41%的市場，北美占39%，而其他國家和地區勉強達到20%。

2 創傷敷料用纖維技術的新進展

傳統創傷敷料的止血、抗菌、防止傷口粘連和簡單的包扎功能正在發生變革，現代的創傷敷料在控制流出物、穩定傷口溫度變化、提高氧的透過率、防止可能的外部感染、易于包扎和更換舒適性等方面有了巨大進步，它可提供一個良好的濕度環境（moist environment）系統，以強化傷口的愈合速度。

2.1 聚合物納米纖維創傷敷料

2.1.1 納米纖維創傷敷料的技術特點

常規創傷敷料還不能十分有效地達到止血、防止傷口粘連和改善創傷部位濕度環境的功能。使用聚合物納米纖維創傷敷料（CNFDs）進行臨床實驗，效果十分明顯，主要表現為：①鑒于創傷敷料的納米纖維結構，提升了敷料的止血性能；②具有很高的阻隔和流出物吸附功能；③由于納米纖維網材的孔隙結構特點，敷料有很好的透氣阻隔功能；④舒適性好，這是基于亞微米-納米纖維極小的直徑和纖維材料具有的3D結構，有效改善了敷料的舒適感；⑤賦予敷料多功能性；⑥使用生物可降解的納米纖維網，傷口愈合后不留傷疤。特別是在濕性環境下，使用聚合物納米纖維創傷敷料無需特別呵護，可大大減輕病人的痛苦。

聚合物納米纖維創傷敷料在臨床試用中表現出某些獨特功能。當將生物聚合物納米纖維直接噴敷在人的傷口部位時，形成的納米纖維膜十分有利于創傷的愈合。一般來說，創傷敷料使用的聚合物納米纖維網的孔隙尺寸在500 ～1 000 nm之間，具有捕集細菌浸蝕傷口的能力。而納米纖維高達100 m2/g的比表面積，亦可有效地吸收傷口的流出物。圖 1 為聚合物納米纖維創傷敷料的結構示意圖。endprint

2.1.2 聚合物納米纖維創傷敷料

使用聚ε-己內酯（PCL）與聚乙二醇（PEG）鑲嵌共聚物原料制作的納米纖維創傷敷料，可用于糖尿病人并發性潰瘍傷口的治療。以殼聚糖/乙二胺四醋酸（CS-EDTA）為原料的納米纖維創傷敷料也實現了傷口愈合的明顯效果。

加拿大英屬哥倫比亞大學燒傷與創傷治療實驗室在聚合物復合材料創傷敷料的研究中，使用聚乙烯醇（PVA）和PCL納米纖維網成功制得了具有三明治結構的創傷敷料。

PCL納米纖維采用靜電紡工藝，選擇重量比為1∶1的DCM/DMF混合溶劑系統，紡絲液濃度8% ～ 12%，電場電壓18 ～ 22 kV ，紡絲液擠出量0.3 ～ 0.5 mL/h。網厚度200 ～ 400 μm，單絲直徑可控制在180 ～ 250 nm之間。 PVA納米纖維制備采用水做溶劑，紡絲液濃度8% ～ 12%，成形網厚度與PCL相同，單絲直徑在270 ～ 330 nm之間。

復合結構的創傷敷料呈三明治結構，內外層均系PCL納米纖維層，中間芯層使用負載藥液的PVA納米纖維網。

3M公司開發的納米纖維創傷敷料，商品名稱為“Tegaderm”，具有快速愈合且不留傷疤的療效，成本低廉。該創傷敷料采用PCL/凝膠納米纖維網，直接鋪敷于PU網材上，手感柔軟且具有一定的硬挺度，是一款相容性好、生物可吸收的創傷材料。此外，該敷料克服了天然或合成聚合物產品在性能上的一些缺陷，即在保持良好相容性的同時亦提升了敷料的機械、物理和化學性能。

目前包括3M公司在內，全球已有12家企業實現了納米基創傷敷料的商業化生產，其中的部分產品包括膠原蛋白納米纖維燒傷敷料（NFDs）、羥丙基甲基纖維素納米纖維敷料、殼聚糖納米纖維敷料、PA6/膠原蛋白/硅納米纖維敷料、聚六亞甲基雙脲（PHMB）抗菌納米纖維敷料、PCL/凝膠/PU納米纖維敷料等。

2.2 生物基纖維創傷敷料

多糖纖維包括海藻纖維、甲殼素和殼聚糖纖維等，其在現代生物醫學領域，特別是在創傷敷料等領域的使用，顯示出了良好的多功能性、生物相容性和吸收性能，且沒有細胞毒性。

2.2.1 海藻纖維創傷敷料

天然海藻草經磨碎、水洗、凈化、溶解、沉析、酸處理與再沉析、混合及干燥篩分即制得海藻酸納粉末。海藻纖維通常采用濕法紡絲成形，其梳理型非織造布作為一次性創傷敷料具有加工流程短、加工成本較低和多功能性，受到了技術紡織品業界的普遍認可。

海藻纖維與羧甲基纖維素混合使用，可提高創傷敷料的膨潤性，有效降低制品的脆性。骨膠原/海藻纖維創傷敷料在糖尿病人足部潰爛處理中取得了較好的療效。目前包括Bard公司在內，全球有近20個生產廠家的海藻纖維創傷敷料投入了商業化生產和臨床使用中。

2.2.2 殼聚糖纖維創傷敷料

甲殼類動物殼經去礦化和脫蛋白處理后得到甲殼質，而使用魷魚骨原料只需脫蛋白處理即可獲得甲殼質。甲殼質經去乙酰基化可得到殼聚糖。

殼聚糖纖維生產采用濕法紡絲工藝，制得的短纖維線密度在1.7 ～ 4.4 dtex之間，斷裂強力為0.97 ～ 2.73 cN/ dtex，干濕強力比為2.22 ～ 2.77，標準吸濕率18%。山東華興集團產能為200 t/a的殼聚糖短纖維實驗線已完成了商業化運營，2 000 t/a的工業化生產裝置也已完成建設。

近年來，殼聚糖納米纖維在生物醫學上的應用研究取得了長足進展。例如，使用殼聚糖/PEO聚合物混合體，通過靜電紡制得的納米纖維已投入臨床實驗，其紡絲液采用殼聚糖乙酸溶液和PEO水溶液以90/10或60/40的比例混合，而后添加表面活性劑和潛溶劑，攪拌 5 ～ 8 h后即可用于靜電紡絲。表 1 為部分殼聚糖聚合物混合體進行納米纖維紡絲實驗時使用的溶劑系統。

2.2.3 中空纖維素纖維創傷敷料

載負藥劑的創傷敷料表現出了明顯的治療效果。德國Hohenstein（海恩斯坦）研究所的研究人員制得了含有藥劑的中空纖維素纖維，并加工成為生物可降解的針刺非織造布，該纖維材料在水中具有自溶解性能。

中空纖維素纖維制備可以采用Alceru技術，實驗選擇干濕法紡絲工藝，使用NMMO做溶劑，紡絲液纖維素濃度為10%，紡絲卷繞速度為45 m/min，制得纖維的物理性能如表 2 所示。醫用敷料使用的中空纖維有兩種類型，即A型的紡絲液中添加纖維素酶，B型中空纖維的紡絲液中注入藥劑“Krillase”。

含藥劑中空纖維素纖維創傷敷料的結構配置，即兩種纖維配比（B/A）為2∶1、1∶1、1∶2和1∶3，制得克重為45 g/m2的針刺非織造布網，后將其貼附在支撐層PET纖維網上。復合結構敷料的克重為450 g/m2。敷料的組分即PET支撐層/A組分/B組分的重量比大致為29.85∶50.15∶20.00。

該項研究證明，含藥劑中空纖維素纖維技術可以提供一種獨特的方式，即通過創傷敷料持續供給治療藥劑，可有效改善傷口的愈合狀況和速度。

2.3 功能性纖維創傷敷料

為了防止微生物侵入，提高傷口愈合速度，研究人員開發了多組分抗菌納米纖維網墊產品，并將其用做創傷敷料。

2.3.1 納米銀創傷敷料

美國北卡州立大學紡織學院開發了多組分抗菌納米纖維創傷敷料。以殼聚糖CS/PVA為原料，實驗主要包括兩部分，即制備納米級的銀殼聚糖，采用的納米銀粉末顆粒直徑為20 nm；納米銀殼聚糖與PVA混合體的靜電紡絲。endprint

以水作溶劑配置濃度為8%的PVA溶液，與銀納米殼聚糖（CS-NPs）混合，組分比可選擇95/5、90/10、80/20、70/30、50/50。靜電紡電場電壓為25 kV，成形噴嘴與收集裝置的間距為20 cm，聚合物混合體納米纖維網單絲的平均直徑在150 nm左右。

為了得到性能與結構均一的纖網，同時確保納米纖維網墊的活性，需使用戊二醛對納米纖維網施以交聯處理。

研究結果顯示，納米銀粉末在PVA/CS聚合物混合體中使用，不僅改善了靜電紡絲成形工藝，同時賦予PVA/殼聚糖-AgNPs納米纖維創傷敷料優良的抵抗大腸埃希桿菌（E.Coli）的能力。

2.3.2 蘆薈抗菌納米纖維醫用敷料

蘆薈是一種淵源久遠的草本植物，具有傷口愈合功能。其葉片的凝膠中含有多糖成分，包括 8 種基本氨基酸，12種非基本氨基酸，10種生物酶、蒽醌、礦物質和維生素。

研究人員選擇天然制劑的蘆薈作改性劑配置PVA、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）與聚乙二醇（PEG）混合溶液，采用靜電紡工藝制得單絲直徑為200 ～ 500 nm的納米纖維網，用作功能性創傷敷料。

靜電紡絲原液的配置采用超純水為溶劑，PVA溶液濃度8%，與濃度10%的PVP、10%的PEG混合，同時添加羥丙基甲基纖維素（HPMC）。

紡絲液中蘆薈的添加量在1% ～ 3%之間，靜電紡原液的物理性能如表 3 所示。

實驗結果顯示，添加3%天然蘆薈制劑的PVA/PVP/ PEG多組分聚合物納米纖維網的孔隙度得以改進，其創傷敷料可有效阻止細菌的侵入。

2.3.3 聚苯胺-3-氨基苯甲酸共聚物/PLA抗菌創傷敷料

新西蘭Auckland大學化學部開發的聚苯胺共聚物/PLA納米纖維網材是新一代多功能創傷敷料。該敷料以聚苯胺-3-氨基苯甲酸共聚物（3ABAPANI）和PLA的聚合物混合體為原料，利用靜電紡工藝制取。

靜電紡成形選擇THP/DMF混合溶劑系統，組分比為60/40，3ABAPANI和PLA聚合物混合體納米纖維的技術特征如表 4 所示。

3ABAPANI/PLA聚合物混合體納米纖維網作為醫用敷料，可強化組織細胞生長，對金黃色葡萄球菌有良好的抵抗性，同時可賦予敷料較好的電導性能。

2.3.4 載負姜黃素制劑的聚己內酯納米纖維創傷敷料

載負姜黃素藥液的PCL納米纖維創傷敷料具有優良的抗氧化性能，在臨床實驗中取得了很好的消炎效果。

負載藥液的PCL納米纖維采用靜電紡絲工藝，選擇三聚甲烷/甲醇（3∶1，體積比）的混合溶劑系統，紡絲液濃度為3% ～ 17%，擠出量 5 mL/h，電場電壓25 kV，收集間距10、20、30 cm，納米纖維網的單絲直徑范圍為800 ～ 1 000 nm。負載姜黃素藥劑的PCL納米纖維在糖尿病并發性潰瘍的臨床使用中發揮了顯著的療效。

2.4 高吸收纖維（SAF）的應用

SAF的創傷敷料制品柔軟、輕質，具有適宜的撓性、可控的吸收性能和良好的孔隙度，給高端創傷敷料的開發提供了另一種選擇。表 5 為SAF的技術特征。

SAF產品主要包括短纖維（線密度在 2 ～ 20 dtex之間，切斷長度一般為 6、52或80 mm）、長絲（單絲線密度為 6 ～ 10 D），以及采用干法或濕法工藝加工的非織造布產品。SAF纖維制品具有穩定的吸收性能，于水中可吸附達自身重量200倍的水量，如使用鹽水，其吸液量可達自身重量的60倍。英國TAL公司用于加工創傷敷料的高吸收性纖維的商品名為“MediSAF”，產品無刺激性，已通過嚴格的安全驗證。SAF創傷敷料特別適用于長期慢性潰瘍傷口的治愈和燒傷處理。德國Freudenberg（科德寶）公司商品名為“Vilmed”的水凝膠纖維非織造布的吸收能力是自身重量的25倍，使用該材料的創傷敷料厚度為 2 mm，目前已在糖尿病并發性潰瘍和褥瘡護理中使用。對于慢性長期不愈潰瘍的患者來說，使用高吸收纖維創傷敷料可以有效地緩解傷口流出物造成的痛苦。

高吸收性創傷敷料通常為多組分復合結構，如Molnlycke公司商品名為“Mextra”的高吸收性醫用敷料有 4層結構，其中外層為PP膜材，具有疏水性能，確保臨床使用中敷料結構和容積不變形；第一芯層為吸附層，選用具有三維結構的纖維網，由高吸收纖維或使用嵌入高吸收性丙烯酸系樹脂的纖維素纖維構成；第二芯層為液體物分配層，可提升吸附層的效率，一般為聚酯纖維與纖維素纖維混合加工的非織造布網材；醫用敷料的內層即與傷口部位接觸，要求具親水性能，多取材于PP紡粘非織造布。高吸收性創傷敷料在臨床使用中顯示出了良好的吸收性，以及濕性愈合條件下的舒適性。

3 我國創傷敷料市場及其纖維的供給狀況

目前傳統創傷敷料主要包括棉紗繃帶（包括阻隔敷料、機織或非織造布海綿結構棉織物等）、繃帶/卷裝繃帶（棉或粘膠纖維非粘性繃帶等）、專用敷料（防護墊片、消毒一次性帶類、燒傷敷料等）、浸漬棉紗、黏合條帶制品以及應急處理敷料雜品等約40余種。全球約有70%的傳統創傷敷料產自中國。據預計，未來抗菌、無粘連類創傷敷料將延續穩定的增長態勢，且預計 5 年后高端創傷敷料將占據全球20%的市場份額。endprint

據統計，我國創傷敷料的年銷售額在242億元左右，且每年有超過85%的醫用敷料出口到歐美地區。在出口醫用敷料中，藥棉、紗布和繃帶類產品占37% ～ 40%，化纖基一次性非織造布醫用服裝占25% ～ 30%。2010年我國出口醫用敷料的平均價格為 6 美元/kg，僅為歐美同類產品均價的1/8，競爭能力明顯不足，這也在一定程度上反映出高性能創傷敷料產品的成本效益優勢。

棉系列醫用敷料雖然使用范圍較廣，但吸附性差，易造成傷口粘連和二次損傷。隨著醫療體制的變革，人們的醫療條件和對生活質量改善的愿望不斷提高，特別是每年國內有超千萬人次的外科手術、燒傷和居高不下的糖尿病并發性潰瘍創傷護理市場的需求，都使高端創傷敷料的開發變得十分迫切。

國內傳統醫用敷料以棉制品為主，從事高端創傷敷料生產的企業不超過 6 家，且產品性能與功能性品種方面與國外的差距非常明顯。目前，全球30家主要的醫療制品生產商已開發出超過300個創傷敷料品種，這其中包括生物基型、非粘連型、水凝膠纖維片、水凝膠紗布、專用高吸收型、皮膚替代型、浸漬型、海藻纖維系列、殼聚糖復合結構敷料等高端產品。

基于常規創傷敷料使用性能上的缺陷，現代創傷敷料使用敷膜、抗菌和生物涂層處理等技術，可實現多功能性。現階段，使用生物基纖維及納米纖維材料的創傷敷料受到了業界的廣泛關注。大量的研究成果顯示，聚合物納米纖維創傷敷料可明顯改善其對流出液的吸收性能，而添加藥物的納米纖維敷料具有抗粘連功能和藥液控釋功能。目前，全球納米纖維創傷敷料生產廠家已超過12家。生物基纖維創傷敷料的研究與開發亦取得了長足進展，也有近20家企業實現了海藻纖維創傷敷料的商業化生產。

當前，我國高端創傷敷料及醫用纖維材料的研究較為薄弱，企業規模小，低端產品占據著主體，尚未形成自己的品牌。依據科技部對工業企業的調查報告，國內中小企業中，創新型企業所占比例不足2%，大多數醫用敷料企業的經營活動中，科研和技術開發性投入微薄，讓它們轉型進入高端創傷敷料市場也面臨著不小的困難。

4 結束語

我國有全球最大的醫療群體，依據2011年的相關統計，按全國醫療衛生機構外科門診量的10%、住院病人的20%計，每年約有1.1億人次需要創傷護理，這給創傷敷料企業的發展帶來了巨大的機遇。

當前，我國出口的創傷敷料多系棉制品，屬歷史沿用下來的資源型換匯產品。目前來看，我國資源產出率偏低，發達國家多在2 500 ～ 3 500美元/t，而國內“十一五”期間的資源產出率僅為250 ～ 350美元/t，面臨較大的轉型壓力。如今，在高科技纖維材料不斷融入創傷敷料行業的趨勢下，對使用天然優質纖維資源進行創傷敷料加工以及低技術含量棉質敷料供給出口的利弊進行再研究已顯得十分必要。

參考文獻（略）endprint