生物医用水凝胶敷料的研究现状与应用前景

2018-12-06李一礼

商品与质量 2018年43期

李一礼

河北众帮天成医疗器械科技有限公司河北石家庄 050000

虽然传统敷料对伤口表面具有保护作用，但就透气性，防止细菌渗透和生物相容性而言，它不能满足医用敷料有效性的现代要求。研究人员逐渐深入研究水凝胶敷料，发现水凝胶敷料具有可调节的物理和化学性质，可以制备具有多种功能性复合材料的新型水凝胶敷料。因此，作为一种新型生物医学敷料，水凝胶敷料具有广阔的应用前景[1]。本文讨论了近年来市场现状和几种新型功能性生物医学水凝胶敷料的应用前景。

1 我国水凝胶敷料的市场现状

目前，在中国有两种类型的新型水凝胶敷料。一是使用抗菌壳聚糖材料或抗菌成分如Ag离子制成的抗菌水凝胶敷料，例如康尔佳生物医药科技有限公司生产的用于辅助治疗妇科疾壳聚糖妇科抗菌水凝胶，其主要成分是以壳聚糖为主；威海洁瑞医用制品有限公司生产的用于恢复浅度烧伤，烧伤创面和表皮伤口治疗的Ag离子水凝胶敷料。二是水凝胶敷料是由能大量吸收液体的藻酸盐材料制成的，例如沈阳圣劳伦斯医疗器械有限公司制造的海藻酸钠口腔用水凝胶，主要用于隔离成人口腔粘膜，减少由牙科医疗设备（假牙或牙套）、口腔炎症引起的疼痛，能够促进伤口愈合。相对而言，进口水凝胶产品具有吸收流体，保湿软化以及伤口上的坏死组织的作用。例如，来自德国的贝朗公司制备的清创性水凝胶敷料，主要成分是改性淀粉聚合物，可以起到软化和润湿坏死组织的作用，并且可以清洁治疗对低渗液体病例或坏死组织的伤口。

2 几种新型的功能性生物医用水凝胶敷料的研究

2.1 抗菌性水凝胶敷料

抗菌水凝胶敷料可抑制有害微生物的生长，抵抗感染，并具有抗菌和抑菌的作用，从而减低患者感染的风险可能性。根据水凝胶敷料的抗菌机理，可分为两大类，一类是自身抗菌水凝胶敷料，主要依赖于本身的物理和化学结构对细菌相互作用起到抗菌作用；另一类是负载抗菌剂水凝胶敷料，通过加载某些抗菌剂来响应本身的微环境，用于控制抗菌剂的释放以实现抗菌作用。目前常见的生产方法包括聚合交联，接枝共聚和混合溶液三种方法，另外，东华大学徐雄利也通过静电纺丝制备出一种抗菌水凝胶敷料。具有抗菌作用的生物质是壳聚糖和金属纳米粒子，壳聚糖是通过静电吸附并与带负电的细菌细胞壁反应，破坏细菌细胞壁来实现抗菌作用。金属纳米颗粒如Ag，Cu，Zn等具有优异的性能，如良好的抗菌性，耐热性，良好的分散性和低的耐化学性，可用于制备抗菌水凝胶。

2.2 吸附性水凝胶敷料

吸附水凝胶敷料具有物理和化学吸附性。它具有优异的药物负载特性，是一种新型的医用水凝胶敷料，通过某些药物成分的物理吸附或化学结合以及药物因子在应用于人体时的释放。过去在这方面的研究很少，但在生物医学敷料和药品方面具有很大的潜力。Qi等人，利用柠檬酸和乙酸酐来进行玉米醇溶蛋白的化学改性，所得的水凝胶膜对蛋白质缓慢释放为带正电的蛋白质，如细胞色素C，具有更好的吸附蛋白质，选择性和持续释放性质，同时表现出快速的生物降解行为和可接受的细胞毒性。在适当的条件下这些负载有生物分子的水凝胶可以脱附，因此广泛用于药物释放应用中，扩展了水凝胶敷料的用途[2]。

2.3 智能水凝胶敷料

智能水凝胶是一中因外界刺激而敏感的水凝胶，结合了自我控制，自我判断和自我反应。目前正在研究的智能水凝胶主要包括记忆的自我修复，pH敏感性，对光的双重敏感性，对热/pH的双重敏感性，变形敏感的水凝胶等。由于这些水凝胶是无毒的，具有优异的机械性能，并且具有良好的生物相容性，组织亲和性和某些特定功能，因此它们具有用于医用敷料的潜在价值。卢柳璇使用多巴胺的化学交联和金属配位作用与Fe3+生产出的4armPEGDopa－Fe3＋水凝胶具有自我修复和形状记忆功能。该水凝胶具有水凝胶的共性，在药物递送和细胞治疗应用中，其形状记忆和自我修复特性非常有优势。

2.4 复合水凝胶敷料

由于一种材料不能分别满足伤口愈合过程的各种需要，因此开发了具有许多功能的复合水凝胶敷料。复合水凝胶敷料在机械性能，透水性，液体吸收率，保湿性，生物活性，生物相容性等方面超过单一水凝胶敷料。它们可以满足医用敷料中各种创伤条件的要求，在该领域具有独特的优势[3]。李莉制备的聚氨酯薄膜水凝胶薄膜，由聚乙烯醇/聚丙烯酸钠/丙烯酰胺/乙二胺四乙酸制成的，具有粘度高，吸液率高，润湿性强的优点，在工业和医疗领域的应用更具竞争力。

3 水凝胶敷料的发展前景

新型医用水凝胶敷料具有传统敷料的前所未有的优势，但它们的使用基于对伤口的一般治疗。因此，在未来的研究中，可以在以下方面详细考虑。（1）生物活性功能水凝胶，用于血管介入栓塞疗用的水凝胶敷料是以石墨烯为主要材料的，其液态可以在32℃以上的温度下自动变为固态，直至完全栓塞。这种类型的水凝胶敷料广泛用于治疗脑血管疾病。（2）特殊水凝胶，用于恢复皮肤的水凝胶敷料，如整容，去角质，祛疤，痔疮，大面积烧伤，骨损伤患者的水凝胶治疗和通过口腔粘膜给药的水凝胶敷料的开发等（。3）使新的加工技术与水凝胶的形成相结合，生产出个性化的水凝胶敷料，以满足患者的各种需求。