聚氨酯创面敷料的研究进展

靳育葵，尹海磊

近几十年来随着创面“湿润愈合”理论的提出和生物材料的发展，新型敷料特别是新型聚氨酯敷料不断出现[1]。传统创面敷料（如纱布、棉花）等有许多缺点：易滋生细菌，创面渗出液易与干燥真皮组织一起形成痂皮，妨碍上皮化；同时创面易与敷料粘连，换药揭起时引起疼痛，带来二次创伤。新型聚氨酯敷料能够保持创面的湿润，控制水蒸气透过速率，并抵御细菌的侵入；其海绵状多孔层状结构有利于创面分泌物的排出，促进创面组织的愈合；使用起来感觉舒适；具有优良的生物相容性，无致畸变作用，无过敏反应；毒性试验符合医用要求；具有优良的韧性和弹性，加工性能好，加工方式多样等诸多优点，因此在创面敷料和组织工程等领域得到广泛应用[2]。其主要以薄膜、泡沫、水凝胶等形式用于敷料制作。本文对当今常见的新型聚氨酯敷料综述如下。

1 薄膜

1.1 聚氨酯膜 （polyurethane film，PU膜） 用作敷料的PU膜是一种透明而具有弹性的半通透性膜，水蒸气通透率比正常皮肤要高，但低于创面的液体渗出率。PU膜既可以用于保持创面湿润，又可允许气体通过，促进创面愈合，用于烧伤及供皮区创面受到普遍重视[3]。其缺点是易产生膜下积液、诱发感染。聚醚型聚氨酯膜（polyetherurethanefilm，PEU膜）是发展的主流。PEU膜透水性强，创面渗出液的水分能透过析出，而蛋白质等成分则在敷料下转变成凝胶，可缓解疼痛。

英国S&N公司生产的Flexigrid单方向透气膜，其主要成分为聚氨酯和丙烯酸。这种膜具有“分子阀门”效应。创面中坏死组织分解的腐臭气体能够渗透到薄膜外，而薄膜外的空气、细菌不能透过这种薄膜进入创面内，使创面具有很好的通透性。安普贴是由半透性PU膜和水解胶体颗粒组成的，具有防水、防菌、透气和吸渗的特点，适用于Ⅰ、Ⅱ期压疮的预防治疗、烧伤整形供皮区治疗、浅表外伤、美容烧伤治疗和专门用于骶尾部褥疮治疗。

1.2 真空镀铝聚酯薄膜[4]真空镀铝聚酯薄膜以聚酯薄膜为原料，经真空镀铝精制而成。使其覆盖下的创面形成微湿、微酸和低氧环境，加速创面坏死组织的自溶，同时具有促进组织修复和再上皮化的功能。能降低感染，促进创面痊愈，并较快止血。

2 聚氨酯泡沫

聚氨酯泡沫型敷料的结构具有多孔性，对液体有较大的吸收容量，氧气和二氧化碳几乎能完全通过；可制成各种厚度；对创面有较好的保护作用，加入药物还可促进创面愈合；保温、保湿能力较强，提供利于创面痊愈的微环境；而且这种敷料质轻柔软，患者使用较舒适；此外，还具有无毒、使用安全，生物相容性好等特点。

韩国BIOPOL有限公司生产的Medifoam聚氨酯湿性泡沫敷料，具有<20 μm的微孔（其它同类产品聚氨酯微孔多在100 μm以上），可有效阻止新生上皮细胞长人。该产品能垂直吸收并锁定渗出液保护层瞬间形成凝胶，使创面在微湿的环境下得到呵护，完全不粘连创面，减少更换次数，缩短创面愈合时间，减轻患者的痛苦；同时能有效屏蔽细菌和病毒等微生物的侵入和滋长。

目前通常将聚氨酯薄膜和泡沫联合应用，常见的是双层结构的聚氨酯敷料：外层为具有粘附性、单面开孔的改性聚氨酯弹性体薄膜，起到透湿和隔菌的功能；内层为亲水性聚氨酯软质泡沫，起到吸收创面渗出液和载药的作用。黄忠兵等[5]研究设计采用双层复合材料，内层为与创面接触的亲水性聚氨酯软泡沫（PUF），它可以吸收创面的渗出液和载药；外层为改性的聚氨酯弹性体薄膜，具有透湿和隔菌功能，是一种具有良好应用前景的新型敷料用材料。

3 聚氨酯水凝胶

聚氨酯水凝胶应用于创伤敷料，具有良好的创面结合性、减少外界细菌及微生物对创面的污染，保持一定的润湿度从而加速创面的愈合，并具有可载药性等优点。Cardio Tech公司研制的亲水性聚氨酯水凝胶创伤敷料（Spyro Derm），呈透明凝胶状，可用于溃疡、擦伤、创面及烧伤的皮肤。这类PU水凝胶可直接包敷在创面上，容易移除，而且不需要在检查创面时移去[6]。康舒素也是一种商品化的聚氨酯水凝胶，其含水量高达60%，该敷料可连续数日自动调理创面湿度，使创面能保持最佳湿度，以促进肉芽正常生长，同时吸取多余的分泌物，清理创面，透明隔菌。

但由于水凝胶固有的机械性能较差而有一定局限性，因此通常将聚氨酯水凝胶与泡沫、薄膜或其它聚合物水凝胶联合制作成敷料。Addison等研制的聚氨酯创伤敷料由两层结构组成，一层是亲水性聚氨酯泡沫材料，另一层是聚氨酯水凝胶。水凝胶层覆压于泡沫层上，两者之间通过粘合剂或辐射交联反应的方法结合。类似的产品有Avitar公司的Hydrasorb聚氨酯敷料及Tyco公司的Hydrofoam敷料。可以预见聚氨酯水凝胶中负载各种抗生素及生长因子的敷料将是今后的发展趋势[7]。

4 聚氨酯改性及复合聚氨酯

聚氨酯（polyurethane，PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段（－NHCOO－）重复结构单元的聚合物。聚氨酯含有软、硬段链段，通过选择适当的软、硬链段结构及其比例，可改性合成成为既具有良好的物理机械性能，又具有血液相容性和生物相容性的医用高分子材料。同时可以引入生理活性材料或凝血物质或抗菌物质，达到促进创面止血、抗菌、愈合的目的。

4.1 抗菌聚氨酯 目前人们通过2种方式进行抗菌聚氨酯材料的研究：一是通过对材料表面改性，阻止细菌粘附在材料表面；二是开发带有抗菌基团的聚氨酯材料，依靠静电作用使菌体被吸附到带正电荷的材料表面，通过干扰细菌细胞膜的组成取得杀菌效果。目前，常用的抗菌剂主要有天然类、无机类和有机类3大类。实施方法有物理共混和表面涂覆及化学共混法。

4.1.1 无机抗菌剂 溶出型无机抗菌剂主要是通过物理吸附、离子交换等方法将某些金属离子附载到多孔介质上制得的，其杀菌机理是：当微量金属离子接触到微生物的细胞膜时，因细胞膜带负电荷而与金属离子发生库仑吸引，使两者牢固结合，导致金属离子穿透细胞膜，进入微生物内，与微生物体内蛋白质上的巯基发生作用，使蛋白质凝固，破坏微生物合成酶的活性，并可能干扰微生物DNA的合成，造成微生物丧失分裂殖能力而死亡。溶出型无机抗菌剂的主要品种包括以沸石、活性炭、羟基磷灰石等为载体的银、铜、锌等金属离子无机抗菌剂。

Guggenbichler等[8]用AgNO3还原制备纳米银粒子，并将其附载于BaSO4，再与PU共混制备抗菌聚氨酯。还有研究者将纳米SiO2作为抗菌剂载体，制备出一种新型载银锌纳SiO2抗菌剂。纳米晶体银离子聚氨酯敷料对目前临床常见的耐药菌株具有较强的抗菌活性；即使是对耐受性较强的MRSA，只要作用超过一定时间（1 d），也可基本达到抑菌的效果。罗建斌等[9]通过PEI对聚氨酯子聚体进行封端，得到了端基含有PEI的聚氨酯（PEI-PU）利用树枝状聚合物PEI内部纳米孔穴结构。原住生成纳米银，得到了结构稳定的纳米银与聚氨酯的复合体系，制成具有抗菌性能的聚氨酯敷料。

4.1.2 有机抗菌剂 季铵盐类抗菌剂是研究较多的一类有机抗菌剂，自1935年德国Domark发现烷基二甲基氯化铵的杀菌作用以来，季铵盐类抗菌剂一直是研究者关注的重点。

近年来，也有将环丙沙星、庆大霉素、米诺环素、利福平等抗生素引入到聚氨酯材料中的研究工作，也取得了一些成果。

4.2 具有止血功能的聚氨酯敷料

4.2.1 聚氨酯-胶原膜 包括聚氨酯膜-胶原海绵复合膜，涂聚氨酯胶原膜。胶原在创伤修复中具有良好的作用，利用牛腱胶原海绵以及牛腱胶原膜为内层，聚氨酯膜等材料为外层制成创伤敷料。研制表明冷冻牛腱胶原性能稳定，冻干的胶原海绵具有良好的孔洞结构（50～400 μm）。胶原-聚氨酯复合膜不仅增强了胶原膜强度．而且对水分的蒸发，防止细菌进入具有较好的屏障功能，与组织有良好的亲和性，无不良刺激，并具有一定的止血和减少渗出的作用。

4.2.2 壳聚糖/聚氨酯共混膜 壳聚糖资源丰富且具有良好生物相容性和降解性，以壳聚糖主要成分，辅以几种生物材料，经发泡等工艺制成的止血海绵[10]，具有适度的生物降解性能，不仅无细胞毒性，还可促进细胞的生长;无全身急性毒性作用和刺激性。因此壳聚糖/聚氨酯共混膜具有作为人造皮肤、创伤敷料、人造血管用仿生材料的应用前景。

综上所述，聚氨酯创面敷料种类和用途很多，但理想的聚氨酯创面敷料需要符合以下要求：①柔软，吸水性强；②能保持创面湿润环境、去除多余的渗液、允许气体交换、隔热、隔离细菌、能除去创面感染的毒素和微粒；③允许躯体移动而不对创面造成损伤；④具有良好的化学惰性；⑤敷料中可应用抗生素，银和碘的释放剂以及氧化性的杀菌剂；⑥能与促进创面愈合的因子或药物结合，如藻酸盐、氧化后再生的纤维素、透明质酸颗粒及凝胶产物，血小板源生长因子等；⑦适度的强度和大小，具有组织物理修复和功能修复的结构。

目前医用敷料发展迅速，并且逐渐呈现功能化和多样化的发展趋势，合成聚氨酯敷料，具有传统敷料所不具有的优点，解决了医学上的很多难题，并正逐渐代替传统敷料的常规应用地位。相信随着创伤修复理论、组织工程及高分子材料的研究和发展，聚氨酯合成敷料必将取得更大的发展，推动世界医学的进步。

[1]Winter GD．Formation of the scab and the rate of epithelialisation of superficial wounds in the skin of the young domestic pig[J]．J Wound Care,1995,4(8):366-7.

[2]Mi FL,Wu YB,Shyu SS.Asymmetric chitosan membranes prepared by dry/wet phase separation：a new type of wound dressing for controlled antibacterial release[J]．J Membrane Sci,2003,212(1)：237-254．

[3]Barnett A，Berkowitz RL，Mills R，et a1.Scalps as skin graft donor site:Rapid reuse with synthetic adhesive moisture vapor permeable dressings[J].Trauma,1983,23(2):148-51.

[4]倪云志，郭树忠．敷料在现代战争中应用的研究进展[J]．解放军医学杂志，2004，29(4)：366-368．

[5]黄忠兵，李伯刚，胡 英，等．新型亲水性聚氨酯敷料表面界面性能的研究[J]．航天医学与医学工程，2001，14(5)：355-359．

[6]刘 爽．Cardio Tech开发高吸水性伤口敷料SpyroDerm[J]．精细与专用化学品，2003，3：27．

[7]牛 洪，谢兴益，何成生，等．聚氨酯水凝胶在生物医学中的应用[J]．聚氨酯工业，2004，l9(5)：6-9．

[8]Guggenbichler JP,Bswald M，Lugauer S，et al.A new technology of microdispersed silver in polyurethane induces antimicrobial activity in central venous catheters.Infection,1999,27:16-23.

[9]罗建斌，马 晨，康兵强.树枝状PEI封端的聚氨酯的合成及其诱导制备纳米银的研究[J].西南民族大学学报（自然科学版），2009，3(35):530-34.

[10]李东红，刘建仓，刁俊林，等.生物止血海绵的安全性评价[J].中国海洋药物杂志，2008，5(27):51-4.

[11]金志来，刘 杰，杨建军，等.聚氨酯水凝胶在生物医学工程中的应用[J].中国胶粘剂，2009，3(18):61-64.

[12]牛 洪，谢兴益，何成生，等．聚氨酯水凝胶在生物医学中的应用[J]．聚氨酯工业，2004，19(5)：6-9．

[13]Mequanint K，Patel A，Bezuidenhout D．Synthesis,swelling behavior,and biocompatibility of novel physically cross-linked polyurethane-block-poly(glycerol methacrylate)hydrogels[J]．Biomacromolecules,2006,7(3):883-891．

[14]Martineau L,Shek PN．Evaluation of a bi-layer wound dressing for burn care I：Cooling and wound healing properties[J]．Burns,2006,32(1)：70-76．

[15]Martineau L,Shek PN．Evaluation of a bi-layer wound dressing for burn care II：In vitro and in vivo bactericidal properties[J]．Burns,2006,32(2)：172-179.

[16]Yoo HJ,Kim HD．Synthesis and properties of waterborne polyurethane hydrogels for wound healing dressings[J]．Journal of Biomedical Materials Research Part B:Applied Biomaterials,2008,85(2)：326-333．