新型超分子復合膠體敷料創造者

山東中醫藥大學

王夢琪，王若霖，許文靜，謝鵬飛，陳逸菲，田夢真，劉棲桐

1 作品介紹

創面敷料是手術后、急診以及日常生活中常用的醫用物品之一，一般在皮膚組織遭受損傷后，作為支架材料用于藥物遞送、緩釋、清創和促進愈合。敷料可以為受損部位的皮膚提供臨時的保護屏障，避免傷口受到微生物的感染引起其他并發癥，在皮膚急性創面愈合與燒燙傷治療中受到廣泛的應用。2020 年，中國醫用級膠體敷料市場規模達到57.51 億元，國外膠體敷料市場總規模達到107.2 億元，且規模在持續增長。目前市場上的傳統敷料有藥紗、乳膠等，但因其具有免疫原性，且操作易造成再次損傷，因此其替代品的需求量與日俱增。新興敷料如藻酸鹽、膠原凝膠敷料，具有可降解特性，但仍具有免疫原性，且釋藥環境不穩定，創面愈合效果并不樂觀。隨著敷料的更新迭代，研究者發現以膠體基質為基體材料的醫用敷料具有良好的生物相容性、可塑性和親水性，并且可以通過改變材料來源和制備流程、負載或者包埋藥物和其他生物活性功能試劑，來制備多種功能復合的新型醫用膠體敷料。

基于此，本項目研發了一種新型超分子復合水膠體敷料，創新性地將醫用級聚乙烯醇與氧化葡聚糖作為膠體敷料基質的主要原料，以微波凍融法輔助交聯，二者結合性能優良，無單體殘留。同時團隊在最佳工藝條件下，首創復合酶法提取白藜蘆醇，提取率高達1.513%。創新制作Res-His-1 微球進行藥物負載與輸送，極大地提高了藥物負載率。該新型生物醫用敷料抗菌活性高，屏障能力和機械性能強，能夠有效保護傷口，促愈合效率快。產品實物如圖1 所示。

圖1 作品實物

2 技術原理

（1）本項目研發的敷料選取醫用級聚乙烯醇（PVA）與氧化葡聚糖（ODex）作為基質材料，采用微波凍融法輔助交聯，制備得到PVA/ODex 膠體基質。凍融處理有利于促進分子之間氫鍵的加強，而微波輔助法可以提高解凍時分子鏈運動單元重新調整的效率，從而縮短制備時間。

（2）制備Res-HP-β-CD-His-1 緩釋微球。Res 具有抗氧化、抗心血管疾病的作用，His-1 能促進內皮細胞粘附、遷移和血管化，利用改性后的羥丙基-β-環糊精（HP-β-CD）將二者負載到PVA/ODex 膠體基質中共同發揮作用。此外，為提高白藜蘆醇（Res）的提取率，減少資源浪費，節約生產成本，團隊采用復合酶法提取虎杖中的白藜蘆醇，并設計單因素預實驗和L9（34）正交試驗優選提取工藝的最佳條件。

（3）將緩釋微球分散在PVA/ODex 膠體基質內，作為產品的敷芯層。本產品可分為薄膜層、粘膠層、敷芯層和離型層。外層有聚氨酯薄膜背襯，粘膠層材料為丙烯酸酯，敷芯層外的PE 覆膜可防止傷口粘連，離型層為涂有硅油防粘劑的紙，所有材料均采用環氧乙烷進行滅菌。

3 創新點

3.1 創新原料

本產品選擇醫用級聚乙烯醇與氧化葡聚糖作為膠體主要原料，負載白藜蘆醇與富組蛋白-1。其中天然高分子材料葡聚糖取自細胞外的基質成分，易進行化學改性，適合與其他分子發生復合反應，具有良好的生物降解性和生物相容性，但機械性能不佳、可重復性低、病原體含量高、易引發過敏。相較之下，人工合成聚合物聚乙烯醇具有更加可控的制備過程、結構和性能。因此，本產品將二者有機結合，實現了性能優勢上的互補。

同時，多種研究表明，Res 具有抗炎和抗氧化的能力，而His-1 則在促進細胞遷移、粘附以及血管化方面起著重要作用。因此，本產品利用膠體敷料可作為載體負載藥物、生長因子以及肝細胞的優良特性，采用微波凍融法，以葡聚糖和聚乙烯醇為基礎，制備了一種超分子膠體敷料，同時負載白藜蘆醇和富組蛋白-1，用于皮膚急性創面愈合與燒燙傷治療。

3.2 創新使用制備工藝

本產品的制備工藝如圖2 所示。本項目利用改性后的羥丙基-β-環糊精（HP-β-CD）將Res 和His-1 負載到PVA/ODex膠體基質中共同發揮作用。同時，團隊采用復合酶法提取虎杖中的白藜蘆醇，并設計單因素預實驗和L9（34）正交試驗優選提取工藝的最佳條件，提高了白藜蘆醇（Res）的提取率，減少了資源浪費，節約了生產成本。

圖2 制備工藝

4 應用前景

（1）國家政策支持

2016 年8 月國務院發布的《“十三五”國家科技創新規劃》中指出：國家將重點部署先進生物醫用材料的研發，把握生物醫用材料科學與產業發展趨勢和前沿，構建我國新一代生物醫用材料產業體系，引領生物醫用材料產業技術進步，培育一批具有國際競爭力的高集中度多元化生產的龍頭企業以及創新團隊。近年來，隨著國家對醫療行業重視度的不斷提高，國家財政對醫療行業的補貼也逐年增加，這有利于提升我國膠體敷料行業的整體發展水平，促使相關行業不斷優化外用敷料。

（2）市場前景廣闊

與傳統創面敷料相比，超分子復合膠體敷料具有的優勢如下：①有良好的水蒸氣透過率；②吸液量較大，能有效避免積液的形成；③有良好的屏障能力和機械性能；④具有合適的氣體（如O2、CO2）通過率；⑤良好的抑菌能力以及生物相容性。作為傳統紗布、乳膠狀等創面處理敷料的替代品，超分子復合膠體在組織修復、生物相容性方面具有顯著優勢，應用前景廣闊。隨著國內膠體醫用敷料開始規模化生產，以及國外品牌也逐漸進入中國市場，國內醫院、傷患者對產品的認知度開始上升，加上產品技術逐漸成熟、價格開始下降，醫用膠體敷料產品的市場需求上升明顯。未來，該產品的發展前景非常可觀，市場潛力巨大。