








慢性傷口愈合是一個復雜且耗時的過程,容易受到大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等微生物的攻擊.傳統敷料如棉花、紗布等,其屏障作用較差,導致傷口容易被細菌侵入,在愈合過程中其纖維會黏附在新生的肉芽組織上,頻繁換藥會加劇患者痛苦甚至導致二次創傷,并且對創面愈合無明顯促進作用.近十年來,新型創面敷料的相關研究不斷涌現,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內置傳感器或智能材料(如刺激響應材料和自修復材料)感知和反應傷口狀況或環境變化,賦予傷口敷料智能響應釋藥的功能,從而有效促進傷口愈合.基于此,綜述傷口敷料領域的研究進展,同時總結相關性能表征方法,并簡要展望該領域的未來研究方向.
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數的大問題,傷口敷料的發展越來越受到人們的關注[1-2].敷料在傷口管理中有著至關重要的作用,它不僅能為受傷組織提供必要的物理保護,還直接影響傷口愈合的過程和效果[3].理想的敷料應具有一系列特性,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性和舒適性[4],且在促進愈合的同時,減輕患者的痛苦和降低傷口感染的風險.
在過去的幾十年里,傷口敷料技術經歷了從傳統的干燥敷料到現代濕潤環境敷料的轉變.目前,大多數新型傷口敷料在臨床上應用廣泛,但依然具有局限性.例如,敷料無法隨著傷口狀況的變化而調整其性能、無法實時檢測傷口等.智能傷口敷料的出現為傷口管理提供了一種新的策略,它能夠根據傷口微環境的變化做出調整,通過維持傷口床的適宜濕度、溫度和pH值等,促進細胞再生和組織修復.此外,除了敷料結構本身的進步以外,智能化還體現在集成了多種先進技術,如生物活性成分的添加、3D打印技術的應用以及包含各種微電子傳感器以實現智能監測等.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的絕大多數智能傷口敷料,并討論智能傷口敷料的現狀、進展、挑戰和前景,為傷口管理策略的發展提供最新概述.
1 傷口特性及愈合機制
1.1 傷口的分類 圖1為正常皮膚的主要結構.
傷口是一種由于物理、化學、熱等傷害或生理病態造成的皮膚完整性受損現象[5-6].從愈合過程上看,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間內完全愈合的創傷;慢性傷口指在短時間內無法愈合,甚至自身很難愈合的一類創傷,例如燒傷、糖尿病傷口、壓瘡、靜脈潰瘍等.慢性傷口的特點是愈合緩慢,持續超過12周,并且經常復發[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 傷口的愈合機制 傷口愈合是非常復雜的動態過程,包含了實質細胞、細胞外基質、血細胞和可溶性介質之間的相互作用,可以簡單概括為4個階段: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在因素的影響,分別為自身身體素質和傷口所處的環境因素.現代創傷護理理論認為,傷口處的細胞、酶以及生長因子等無法在干燥環境下產生作用,創面的濕潤環境是影響愈合速度的重要外因之一.Winter[12]于1962年在《Nature》雜志發表并提出“濕性愈合環境理論”,經研究首次證明了具有高滲透性和保濕性的創面敷料能加快創面的愈合進程.濕性愈合環境重點在于有利于愈合的微環境,活性成分可進一步軟化、溶解和清除創面的壞死組織.
1.3 傷口對敷料的性能要求
理想的傷口敷料[13-14]應該具有以下特點:1) 透氣、透濕性能良好;2) 吸收傷口滲液的同時又能保持傷口潤濕;3) 生物相容性佳,抗菌、抑菌性能好;4) 良好的順應性,易更換;5) 舒適性,即適宜的強度、張力和彈性;6) 一定的清創止血功能.傷口滲出液管理是理想敷料的一個基本性能參數,在慢性傷口的情況下,需要根據分泌滲出物的大小、類型、體積和黏度來選擇理想的敷料.高度滲出傷口的敷料應具有適當的液體吸收能力,否則液體會通過敷料或在敷料周圍泄漏,為細菌的生長和擴散提供理想的環境,從而延緩傷口的愈合過程.
2 敷料性能的表征方法
根據國家醫藥接觸性創面敷料行業標準[15],敷料的性能可從透氣性、吸濕性、舒適性、生物相容性、抗菌性以及相關的動物實驗、組織學分析來評價.
2.1 水蒸氣透過率測試 水蒸氣透過率(RWVT)是指在受控濕度和溫度下,水分子從皮膚接觸部位通過材料至外部環境的材料透過性,其計算公式如下:
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量,單位g;Wt代表結束時玻璃瓶中水的質量,單位g.
2.2 吸水性能測試
水凝膠敷料的吸水性能一般通過水凝膠的溶脹率來表示.首先,將水凝膠冷凍干燥至恒質量.然后,將其浸泡于pH=7.4的PBS溶液中,并靜置于37 ℃恒溫培養箱,至既定時間,取出溶脹的水凝膠,小心地除去其表面的水分,并記錄質量.水凝膠的溶脹率(RS)按如下公式計算:
RS=Wt-W0W0×100%,
式中:RS的單位為%;W0代表凍干狀態的水凝膠質量,單位g;Wt代表溶脹狀態的水凝膠質量,單位g.
2.3 舒適性測試
創面敷料的舒適性是指敷料適應人體形狀和運動的能力.當敷料被用于運動部位(如關節)時,能否使其有充分的運動自由度十分重要.“可伸展性”和“永久變形”是舒適度的2個表征指標.通過拉伸試驗機測量創面敷料的可伸展性和永久變形來評價其是否具有舒適性.
可伸展性的計算式為
E=Fmaxb,(1)
式中:E為可伸展性,單位N·cm-1;Fmax為拉伸試驗機的最大力,單位N;b為樣條寬度,單位cm.結果修約到0.1 N·cm-1,并計算各組平均結果.
永久變形指數的計算式為
SP=L2-L1L1×100%,(2)
式中:SP為永久變形指數,L1拉伸前兩標記間的距離,L2拉伸后兩標記間的距離.結果修約到1%,并計算各組平均結果.
2.4 生物相容性測試
生物材料必須具有良好的生物相容性才能確保臨床應用的安全性[16],生物相容性是生物醫用材料最重要的考察指標之一.目前,對生物材料生物相容性的評價包括血液相容性評價和組織相容性評價,前者表示材料和血液之間相互適應的程度,后者表示材料與除血液之外其他組織的相互適應程度[17].具體的實驗方法包括:細胞毒性實驗、血液相容性實驗、遺傳毒性和致癌實驗、顯性致死實驗、植入實驗(皮下植入實驗、骨內植入實驗)、過敏實驗等,其中最常用的是細胞毒性實驗[18].
2.5 抗菌性能測試
理想的傷口敷料應具有抗菌抑菌功能,從而促進傷口快速愈合.表征抗菌劑抗菌效果的方法有以下幾種:
1) 平板計數法:抗菌劑對細菌進行殺菌處理以后,將細菌稀釋到合適的倍數進行平板涂布并對長出的菌落進行計數.通過計算細菌存活率或者致死率來表征抗菌劑抗菌效果.計算公式如下:
細菌存活率=處理組菌落數對照組菌落數×100%,
細菌致死率=(1-處理組菌落數對照組菌落數)×100%.
2) 活/死細胞染色法:對細菌進行活/死染色也是一種常用的表征抗菌效果的方法.抗菌劑對細菌進行處理后,再對細菌進行活/死染色.常見細菌活/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)進行熒光細胞活/死試驗,驗證所制備的抗菌劑的抗菌性能.PI是一種可對DNA染色的細胞核染色劑,它不能穿透完整細胞膜,但可穿透凋亡晚期細胞和死細胞的破損細胞膜,從而使細胞核染紅.SYTO-9是一種能夠透過細胞膜的綠色熒光核酸染料,可用于活的和死的真核細胞的RNA和DNA染色.
3) 掃描電鏡表征法:抗菌劑對細菌進行處理后,可能會引起細菌形態的變化,如褶皺凹陷或者破損.因此,通過拍攝掃描電鏡觀察細菌形態也是表征抗菌劑抗菌效果的手段之一.
2.6 動物實驗
除了敷料的體外實驗,還需要進行動物實驗,在動物身上測試各種敷料的性能,以確保它們不會引起人體的刺激和過敏反應,以及驗證其對傷口治療是否具有促愈合作用.動物實驗流程如下:
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,作為創傷模型.根據實驗需求,將創傷模型鼠隨機分為對照組和實驗組,各組模型鼠分籠飼養,且每組不少于3只.每日清理傷口、更換敷料,稱質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,并用質量分數為4%的多聚甲醛進行固定.然后,采用Hamp;E染色和Masson染色進行組織學分析,考察傷口內部組織的愈合情況.
3 典型傷口敷料
3.1 傳統敷料
傳統敷料通常由棉花、紗布、亞麻布等天然材料加工而制成,結構簡單.如今,隨著醫學技術的發展,薄膜型敷料、水凝膠型敷料、泡沫型敷料等功能型醫用敷料紛紛問世,但由于其材料自身的種種限制性以及相對較高的生產及使用成本,棉質敷料依然是醫療機構使用最廣泛的醫用敷料之一[19].傳統敷料歷史悠久,具有較好的吸濕性,能有效吸收傷口滲液;透氣性良好,有助于傷口的通風與干燥,其在簡單傷口(如輕微擦傷、燒傷)的處理上表現出色,成本較低,應用廣泛,可在日常家庭醫療中備用.但其功能單一,主要起到覆蓋、保護傷口的作用,不能維持傷口的濕度平衡從而易與傷口發生粘連,造成傷口二次創傷[20].對于復雜傷口,如深度燒傷、慢性潰瘍等,傳統敷料可能無法滿足需求.2019年,吳帥等[21]利用化學方法制備了一種可溶止血紗,研究發現,在制備可溶止血紗過程中,紗布浸漬液的硝酸銀濃度與其載銀含量呈正相關,而銀含量與其抗菌性能密切相關,該新型紗布的制備方法可有效克服傳統可溶性止血紗不能抗感染的缺點,并且能更好地加速傷口部位的愈合.2021年,Rao等[22]研發了含一種硝普鈉銀納米顆粒(SNPNPs)的純棉織物,如圖3所示,實驗表明由于硝普鈉銀復合物的表面改性,這些棉織物保持光惰性并顯示出長期的抗菌活性,通過各種分析技術(XRD、FTIR、UV光譜、TGA、TEM、FESEM、EDAX、ICP-OES)進行表征,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性菌存在的情況下表現出更好的抗菌性能,局部應用可促進創面愈合.
3.2 水凝膠敷料
水凝膠是一種由含親水基團的高分子通過物理或化學交聯產生的三維網狀結構,按來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、半互穿網絡結構和互穿網絡結構水凝膠[24].水凝膠因其結構中存在大量親水基團而能吸收大量水分,含水量可達到99%.同時,水凝膠優異的生物相容性、可降解性、應激響應性和溶脹率高等性質,在植介入和藥物輸送方面有巨大的應用潛力.將水凝膠作為醫用敷料,在吸收傷口滲出液的同時還能保持環境濕潤,能與傷口緊密貼合不粘連,減少細菌接觸,不會造成與傷口粘連帶來二次創傷[25].此外,水凝膠可以作為藥物、蛋白質或細胞的靶向遞送載體[26].細胞外基質(ECM)是細胞周圍的分子網絡,通過促進傷口再上皮化和血管生成,在為傷口愈合創造有利的微環境方面發揮著至關重要的作用[27-28].由于水凝膠在結構上類似于ECM,因此,它們在生物醫學科學領域受到了重點關注并具有廣泛的應用.隨著臨床實踐中具有挑戰性的不愈合傷口的出現以及對有效傷口愈合的需求不斷增加,開發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,對水凝膠基敷料的功能需求也不同.對于慢性傷口而言,理想的水凝膠傷口敷料應具有止血、抗菌消炎、抗氧化、降血糖、促進血管生成等功效,以及適宜的粘接性、自愈性和導電性等性能.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,并能釋放生長因子,促進膠原沉積和血管生成,從而加速糖尿病感染創面的修復.
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、優異的生物相容性和強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,敷料中的藻酸鈣中的鈣離子會與滲液中的鈉離子發生鈣鈉離子交換,從而在傷口表面形成一層穩定的網狀凝膠,有助于血液的凝固.陳錦濤[32]通過對海藻酸鈣纖維進行疏水改性,再與45S5生物活性玻璃復合,從而完成藻酸鹽與蜂蜜、生物活性玻璃之間的有機結合,賦予藻酸鹽敷料新的功效——抗菌、止痛、分泌生長因子,在促進劑的作用下各成分產生協同效果,降低蜂蜜與藥物護創時離子損耗的速度,延長有效作用時間,達到慢性復雜傷口的護理要求,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狀態,又能促進細胞及時進行氣體交換,加速傷口愈合.靜電紡絲技術促進了納米纖維的廣泛使用,如聚l-乳酸(PLLA)、聚ε-己內酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、殼聚糖、幾丁質、纖維素、聚乙烯醇(PVA)等[33],這些材料因其優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.它們可以攜帶生長因子、抗生素、消炎藥等不同的活性物質,以獲得相應的功能[34].
Perumal等[35]通過靜電紡絲制備出負載姜黃素(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,并能促進細胞存活和增殖.這項研究表明,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
泡沫類敷料是指內部具有較多孔洞且具有強吸收能力的物質,其特點是外形可塑性較高,可以滿足各類形狀的要求,該敷料對傷口滲出物的處理是靠水蒸氣的轉運和吸收來控制的,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]通過甲苯二異氰酸酯(TDI)和聚乙二醇(PEG)的交聯來制得親水性聚氨酯泡沫敷料,并對形態觀測、吸液性、保濕性、凝血率等方面進行了表征測試.該研究以氰酸根與羥基間的擴鏈反應生成長鏈的聚氨基甲酸酯大分子(PU)和以長鏈中的異氰酸酯基團與水反應并分解產生二氧化碳完成發泡2步制得.此法制備所得PU的親水性得到很大程度的增強,具備更理想的表面孔徑分布,更加符合創面敷面的要求.
含銀類敷料是銀離子和泡沫敷料的復合體,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點:1)具有廣譜抗菌作用,見效快、時間長;2)不易粘附.但該類敷料同時存在一些不足,例如生物安全性也存在較大隱患,人體可吸入銀的質量濃度極限為0.01 mg/m3,在該數值以下,銀制品才對人體不會產生毒性作用[39-41].
4 智能敷料
智能敷料,也被稱為“智能繃帶”或“電子敷料”,是一種集監測、治療與數據傳輸功能一體的先進醫療材料.它結合了生物醫學工程、納米技術、傳感器技術等多個領域的最新成果,旨在提高傷口愈合速度、降低感染風險,并提供實時的健康監測數據.智能敷料的工作原理主要依賴于內嵌的傳感器和微型電子設備.這些設備能夠監測傷口的溫度、濕度、pH值、氧氣濃度等關鍵指標,并通過無線通訊技術將數據發送到手機、電腦或其他醫療設備上[42].此外,一些智能敷料還具有藥物釋放功能,能夠根據傷口狀態調整藥物的釋放速度和劑量.智能敷料可根據其功能和應用場景進行分類,常見的類型包括:
1) 監測型智能敷料:主要用于監測傷口狀態,如溫度、pH值、血糖值、活性氧濃度等.
2) 治療型智能敷料:除了監測功能外,還具有藥物釋放、電刺激等治療功能.
3) 復合型智能敷料:結合了監測和治療功能,能夠同時提供傷口管理和治療效果評估.
智能敷料廣泛應用于創傷修復、燒傷治療、慢性傷口管理等領域.在軍事醫療、應急救援、老年護理等特殊場景下,智能敷料也能夠發揮重要作用.智能敷料的主要優勢和特點包括:1)實時監測:能夠連續監測傷口狀態,及時發現并處理潛在問題.2)個性化治療:根據傷口狀態調整藥物釋放和治療方案,提高治療效果.3)減少感染風險:通過保持傷口環境穩定和優化傷口護理流程,降低感染發生率.4)方便易用:無線通訊技術和可穿戴設備使得智能敷料易于使用和管理.
4.1 pH響應型敷料
Xie等[43]通過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,將海藻酸鈉(SA)溶液與羧甲基殼聚糖鈉鹽(CMCS)溶液在不同質量比下制備出效果最優CMCS/SA水凝膠.該水凝膠作為一種新型復合給藥系統,具有良好的pH敏感性,在胃腸道和口腔環境pH=7.4時,表現出最好的釋藥能力,解決了分子間氫鍵的存在所導致的水凝膠應用限制,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)和透明質酸醛(HA-ALD)原位交聯而制成,可用于長期胰島素釋放.酰肼鍵賦予了其pH響應特性,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,顯著促進愈合.同時,水凝膠的結構保證了胰島素的生物活性,在高血糖和酸性微環境的傷口區具有很高的治療潛力.
Xu等[45]通過含抗氧化劑和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(聚已內酯-氯已定,PCL-CH)組成了一種具有單項液體引流能力的pH響應纖維素基Janus非織造敷料.如圖5所示,pH響應纖維素基Janus非織造敷料的不對稱親水/疏水雙層結構可以從疏水側到親水側實現單向排水,有利于排出淹沒傷口多余的滲出物.該敷料進行糖尿病傷口監測和診斷可以通過智能手機中的黑匣子程序實現,使糖尿病創面滲出液的管理、監測更便利,簡化糖尿病傷口的醫療護理,并加速糖尿病創面愈合過程,減輕糖尿病患者的醫療負擔和痛苦.
4.2 血糖響應型敷料
糖尿病作為一種慢性疾病,對于糖尿病病人而言,傷口處血糖水平長期較高,意味著細菌生長更容易,從而激發炎癥和破壞細胞,切實的臨床需求催生出可對血糖濃度敏感響應的敷料.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,通過苯硼酸酯和亞胺2種動態共價鍵的交聯,摻入GOX和過氧化氫酶(CAT),制備了對葡萄糖敏感性高、反應迅速的注射水凝膠,通過雙葡萄糖傳感器(GOX和苯硼酸基團)和雙葡萄糖反應元件(亞胺和苯硼酸酯)的簡單疊加,以實現糖尿病高血糖和血糖動態波動下胰島素釋放的精確控制.
Guo等[47]開發了一種用于糖尿病傷口修復的葡萄糖反應性胰島素釋放水凝膠微針敷料,該水凝膠系統由生物相容性甲基丙烯酸明膠(GelMa)、葡萄糖響應性單體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,并通過復制PDMS模具開發了基于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節能力,可避免因血漿胰島素過高而引起的低血糖,也能在血糖高時釋放胰島素以控制血糖,實現葡萄糖水平動態變化的快速響應.與沒有微結構的水凝膠相比,該水凝膠微針敷料具有足夠的力學性能、較高的生物相容性、葡萄糖反應性胰島素釋放以及與皮膚的強黏附性等優點,可加速糖尿病傷口的愈合過程,減少炎癥反應,促進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血糖待定控制.
4.3 溫度響應型敷料
溫度響應型敷料根據不同的設計原理和應用需求,可以分為多種類型.例如:熱敏型水膠體敷料:黏性或凝膠狀態會隨溫度改變;相變材料敷料:在特定溫度下發生液固態的轉變,從而控制熱量;藥物釋放型敷料:結合溫度敏感的載體,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了一種溫度響應的纖維水凝膠,他們通過靜電紡絲和紫外交聯制備了類似細胞外基質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,通過加成反應制備了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中實現了對藥物釋放的控制,解決了普通敷料缺乏響應性基團、藥物僅靠物理釋放易出現釋放速度不均勻等問題.
慢性傷口需要長期和反復更換敷料,在換藥過程中給患者帶來難以忍受的疼痛和繼發性損傷,導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、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械支撐的作用,中間SSAD與GS交聯層起到連接作用,SSAD的黏液有很強的組織黏附性,易于在體內生物降解,能黏附在傷口表面,對傷口進行處理.GS能有效抑制出血,抗菌和促進傷口愈合,溶解后與傷口表面接觸時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,官能團較多.PGSGS傷口敷料與皮膚組織表面之間具有高粘接強度,而在低溫(低于8 ℃)下,敷料內部分子鏈排列,表面官能團暴露較少,黏附力減小,可以輕易與傷口分離,達到自粘和可拆卸的功能,從而減少換藥過程中可能出現的痛苦和傷害.
4.4 ROS響應型敷料
活性氧(ROS)是指在生物體內與氧代謝有關的、含氧自由基和易形成自由基的過氧化物的總稱.Paula等[50]將硫酮(TK)加入聚酰胺中,通過靜電紡絲以聚ε-己內酯(如PCL)作為結構聚合物,制備了一種可ROS響應的纖維PATKs.利用TK易與ROS反應的特性,該材料暴露于氧化環境時會被快速地降解,克服了PCL自身因降解緩慢而無法應用于短期生物醫學(如傷口敷料)的阻礙.同時,PATKs膜具有一定的ROS清除功能和細胞相容性,可以成為優異的傷口敷料材料.
如圖7所示,Wu等[51]構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雙響應注射糖肽水凝膠,且將能促進血管生成的芒果苷(MF)封裝至pH響應膠束(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ROS高度敏感,在H+濃度低的條件下與PBA進行選擇性反應,而在ROS含量高的酸性環境中,亞胺鍵和硼酸酯鍵被破壞,使藥物釋放,以實現DS和MF的可控遞送.如此多功能化的水凝膠,避免了由ROS過量產生而導致的傷口部位促氧化劑/抗氧化劑失衡的問題,具備抗感染、抗氧化和抗炎作用,與皮膚再生所需的良好環境相匹配.
5 總結與展望
隨著全球醫療保健市場不斷擴大和人們對健康管理的需求日益增長,智能敷料的市場前景十分廣闊.預計未來幾年內,智能敷料市場將保持高速增長態勢,并逐漸成為醫療領域的重要創新方向.智能敷料在醫療領域的應用實例豐富多樣.例如,在糖尿病足潰瘍治療中,智能敷料能夠實時監測潰瘍部位的溫度、濕度和pH值,結合醫生的治療方案,促進傷口愈合.在燒傷治療中,智能敷料能夠減輕患者疼痛,減少感染風險,提高治療效果.在術后傷口管理中,智能敷料能夠實時監控傷口愈合情況,預防并發癥的發生.
未來智能敷料的發展趨勢可能包括以下幾個方面:
1) 多功能集成:將更多功能(如疼痛管理,體溫、pH、血糖調節等)集成到單一敷料中;
2) 敷料在pH、溫度、活性氧等方面的監測精度有待提高;
3) 可穿戴設備與物聯網融合:實現與其他醫療設備和系統的無縫連接和數據共享;
4) 生物材料創新:研發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)