多功能水凝膠敷料在皮膚創面愈合中的作用研究

[摘 要] 在皮膚創面治療中，敷料覆蓋創面可幫助創面愈合。基于生物工程材料的發展背景，功能性敷料逐漸應用于臨床。其中，水凝膠因其制備簡單、生物相容性高等優勢備受關注。多功能水凝膠敷料在皮膚創面愈合中可抑制炎癥反應，有利于創面的修復及愈合。本文主要對多功能水凝膠不同類型敷料在皮膚創面中的應用進行綜述，以期為臨床提供一定的參考價值。

[關鍵詞] 多功能水凝膠；敷料；創面；皮膚

[中圖分類號] R318.08 [文獻標識碼] A [文章編號] 1004-4949（2024）24-0191-03

Study on the Effect of Multifunctional Hydrogel Dressing in Skin Wound Healing

LI Muyang1， YANG Ying2

（1.School of Clinical Medicine， Central South University， Changsha 410008， Hunan， China； 2.Department of Plastic Surgery， Xiangya Hospital， Changsha 410008， Hunan， China）

[Abstract] In the treatment of skin wounds， applying dressings over the wound can facilitate wound healing. Based on the background of the development of bioengineering materials， functional dressings are gradually used in clinical practice. Among them， hydrogel has drawn considerable attention due to the advantage of simple preparation and high biocompatibility. Multifunctional hydrogel dressing can inhibit inflammatory response in skin wound healing， which is conducive to wound repair and healing. This article mainly reviews the application of different types of multifunctional hydrogel dressings in skin wounds， in order to provide some reference value for clinical practice.

[Key words] Multifunctional hydrogel； Dressing； Wound； Skin

皮膚創面愈合是一個長期且復雜的組織再生過程，而在此過程當中，創面部位細胞外微環境的作用至關重要，其各種調節信號直接決定著創面能否有效愈合，一旦細胞外微環境發生異常，將會使創面愈合異常，發生愈合障礙[1]。在此背景下，功能性敷料因可以模擬創面處細胞外微環境的優勢引起關注[2]。其中，水凝膠敷料的使用也初步獲得了一定的效果印證，為了進一步滿足各種類型患者提出的臨床需求，多功能水凝膠敷料也被用于皮膚創面愈合中，通過疊加光熱、超聲和磁場等刺激進而加速創面的愈合[3，4]。本研究主要對多功能水凝膠不同類型敷料在皮膚創面中的應用作一綜述。

1 導電水凝膠的臨床應用

皮膚創面的發生會導致傷口處的正電荷與皮膚四周負電荷的結合，從而形成一個內源性電場，創面局部的內源性電場又能將細胞引導遷移至此，由于皮膚創面處的內源性電流很低，無法支持電荷的平穩轉移，因此就需要通過額外電刺激的引入來維持電荷穩定，但外源性的電刺激由于涉及到大型電子設備的應用，存在諸多不便。在此境況下，擁有導電性的敷料開發受到關注[5，6]。充分借助于水凝膠的仿生特性，再結合使用導電材料，由此得到的導電水凝膠便可以實現電流在整個創面區域的傳導[7]。關琳等[8]研究中將導電水凝膠用于糖尿病患者的傷口修復，發現其有利于全面改善糖尿病患者創面的愈合。在導電水凝膠的臨床應用中，導電納米材料的發展為其提供了重要保障，如石墨烯的應用，以其高導電、高機械強度、輕重量等特征被廣泛使用[9]。Cao W等[10]在臨床治療糖尿病傷口的研究中，使用了一種雙層多功能傷口敷料，它的主要構成為活性氧響應聚氨酯膜，是由3D打印導電水凝膠條和鹽酸多西環素所負載，而該敷料的使用成效體現在促進內皮細胞遷移上，以其良好的抗菌能力促使創面愈合。總之，導電水凝膠是基于抗炎的機制來促進創面愈合，然而是否有其它方面的作用當前尚無較多研究予以證實，因此后續應重點關注該方面研究。

2 自愈性水凝膠的臨床應用

雖然水凝膠有著高度生物組織相容性，然而其低韌性、低強度缺點卻限制臨床應用。由于這些局限性，會使其覆蓋在創面上時面臨更高的破裂風險。因此，自愈性水凝膠就此被提出，其應用特性在于可修復自身功能[11，12]。希夫堿結構在化學自愈性水凝膠中起到了非常關鍵的作用，動態席夫堿基鍵不僅可以自我修復，而且還能由此延長敷料的使用時間[13]。Lv Y等[14]研究報道證實，使用由席夫堿反應制備的水凝膠敷料對海水浸泡傷口進行處理，可以有效提高創面愈合率，體現出該敷料確切的促愈合特性。盡管自愈性水凝膠使水凝膠強度低的缺點被克服，然而大部分自愈合性質都來自動態的希夫堿，希夫堿大分子結構的形成又非常有限，所以仍然需要加強力度對自愈性水凝膠敷料進行開發。

3 止血水凝膠的臨床應用

止血是促進皮膚創面愈合的關鍵步驟，通過將水凝膠敷料粘貼在創口的表面起到密封性作用，能夠達到有效的止血作用。而水凝膠敷料是否有良好的黏度，是確保敷料能否緊貼目標組織的前提，也是水凝膠在完全凝膠化之前不會滑離于組織的重要保證[15]。Li P等[16]在其臨床試驗中采取一鍋法得到了一種高組織黏附性水凝膠，既確保了它的柔韌性，又兼具堅韌性，能夠實現和多種類型生物組織的多次、反復黏附。殼聚糖雖然有著很好的止血性能、組織黏附性，但由于易在水和其它溶劑中溶解，所以應用范圍受限。但吳燕等[17]研究中使用多糖修飾殼聚糖，使溶解度的問題得到解決，其所研制的水凝膠敷料促進了實驗小鼠皮膚傷口處毛囊的再生及皮膚組織重建，顯示出該水凝膠敷料在創面愈合中巨大的應用潛力。然而，僅靠非共價相互作用所制備的水凝膠在黏附力方面仍有一定缺陷，因為用做止血時，還會因為水凝膠會發生一定程度的膨脹，使其原本的機械強度有所降低，進而在創面還未愈合就已經發生崩解。所以，在此基礎上，研究者又在不斷研發結合共價鍵及非共價鍵互為作用的水凝膠，根本目的是提高組織和水凝膠界面的黏附性能。止血作為皮膚創面愈合中需要面臨的首要及關鍵問題，針對止血這一問題的功能性水凝膠研發有著重要意義，通過對水凝膠性質的改良得到更具止血效用的水凝膠敷料，可以為促進皮膚創面的愈合奠定堅實基礎。

4 抗菌抗炎水凝膠的臨床應用

在皮膚創面愈合當中，存在的炎癥反應是阻礙愈合有效性的重要因素。創面的形成同時伴隨著過度炎癥反應表現，這主要是因為受到微生物感染及損傷所致。而為了應對這種炎癥反應，臨床工作者進行了抗菌抗炎水凝膠敷料的研發。目前普遍采取的策略是在水凝膠里添加一些活性抗菌成分，如抗菌肽、殼聚糖或抗菌藥物等。相比較于這些藥物的經口服用，通過水凝膠敷料的方式黏附使用，不僅安全，而且直接作用于創面，治療高效且及時，避免了經口服用可能會造成的不良反應，通過局部給藥保證了藥物的有效濃度，使微生物誘發的炎癥反應得到有效抑制。

殼聚糖除了有止血性能之外，其自身還有很好的抗菌性，在和其它藥物聯合使用時，會表現出協同抗菌的活性，使創面愈合速度加快[18]。另外，抗菌肽作為陽離子兩親性化合物，亦可起到對耐藥菌株的有效治療作用，但因為其自身對環境有著較強的敏感性，因此其應用存在一定限制。然而，這些抗菌物質的應用也會減少有益細菌的數量，對皮膚微生物生態系統的平衡造成破壞。因此，臨床又提出了其它抗菌水凝膠的制備方法，即把抑菌離子添加到水凝膠中。其中，銀離子的添加不僅不會對有益細菌造成損傷，而且還能直接殺死有害細菌，而納米銀的應用更是受到青睞，其殺菌性能要更優于銀離子化合物[19]。陳凱等[20]使用聚乙烯醇、羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉作為原料，將納米銀加入其中制成水凝膠敷料，結果發現其具有吸水性、保濕性、透析性和抗菌性的特點，對大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的抑菌率最高可達64%與54%，可以促使水凝膠與創面的緊緊貼合，保證了敷料的實用性。在長時間的臨床實踐研究中發現，銀納米顆粒在物理及化學性質上存在著不穩定的問題，而其易氧化、聚集的特性也削弱了抑菌效果。若能將銀和功能生物材料相結合，基于光熱療法的輔助應用，銀便可以附著到細菌膜的表面，導致細菌失活。可見，銀和功能生物的材料具有廣闊的應用的前景。

5 總結

在各類生物材料的支持與研發下，水凝膠敷料在皮膚創面愈合中的應用價值也愈漸得到凸顯。雖然導電水凝膠、自愈性水凝膠、止血水凝膠、抗菌抗炎水凝膠都已經在創面愈合中獲得了良好效果，但因為皮膚創面的愈合是一個極其復雜的過程，所以研發出可以滿足愈合過程各階段所需的水凝膠敷料還是具有很大的挑戰，這也需要臨床研究者進行進一步探索。

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收稿日期：2024-10-17 編輯：周思雨