新型超分子复合胶体敷料创造者

山东中医药大学

王梦琪，王若霖，许文静，谢鹏飞，陈逸菲，田梦真，刘栖桐

1 作品介绍

创面敷料是手术后、急诊以及日常生活中常用的医用物品之一，一般在皮肤组织遭受损伤后，作为支架材料用于药物递送、缓释、清创和促进愈合。敷料可以为受损部位的皮肤提供临时的保护屏障，避免伤口受到微生物的感染引起其他并发症，在皮肤急性创面愈合与烧烫伤治疗中受到广泛的应用。2020 年，中国医用级胶体敷料市场规模达到57.51 亿元，国外胶体敷料市场总规模达到107.2 亿元，且规模在持续增长。目前市场上的传统敷料有药纱、乳胶等，但因其具有免疫原性，且操作易造成再次损伤，因此其替代品的需求量与日俱增。新兴敷料如藻酸盐、胶原凝胶敷料，具有可降解特性，但仍具有免疫原性，且释药环境不稳定，创面愈合效果并不乐观。随着敷料的更新迭代，研究者发现以胶体基质为基体材料的医用敷料具有良好的生物相容性、可塑性和亲水性，并且可以通过改变材料来源和制备流程、负载或者包埋药物和其他生物活性功能试剂，来制备多种功能复合的新型医用胶体敷料。

基于此，本项目研发了一种新型超分子复合水胶体敷料，创新性地将医用级聚乙烯醇与氧化葡聚糖作为胶体敷料基质的主要原料，以微波冻融法辅助交联，二者结合性能优良，无单体残留。同时团队在最佳工艺条件下，首创复合酶法提取白藜芦醇，提取率高达1.513%。创新制作Res-His-1 微球进行药物负载与输送，极大地提高了药物负载率。该新型生物医用敷料抗菌活性高，屏障能力和机械性能强，能够有效保护伤口，促愈合效率快。产品实物如图1 所示。

图1 作品实物

2 技术原理

（1）本项目研发的敷料选取医用级聚乙烯醇（PVA）与氧化葡聚糖（ODex）作为基质材料，采用微波冻融法辅助交联，制备得到PVA/ODex 胶体基质。冻融处理有利于促进分子之间氢键的加强，而微波辅助法可以提高解冻时分子链运动单元重新调整的效率，从而缩短制备时间。

（2）制备Res-HP-β-CD-His-1 缓释微球。Res 具有抗氧化、抗心血管疾病的作用，His-1 能促进内皮细胞粘附、迁移和血管化，利用改性后的羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）将二者负载到PVA/ODex 胶体基质中共同发挥作用。此外，为提高白藜芦醇（Res）的提取率，减少资源浪费，节约生产成本，团队采用复合酶法提取虎杖中的白藜芦醇，并设计单因素预实验和L9（34）正交试验优选提取工艺的最佳条件。

（3）将缓释微球分散在PVA/ODex 胶体基质内，作为产品的敷芯层。本产品可分为薄膜层、粘胶层、敷芯层和离型层。外层有聚氨酯薄膜背衬，粘胶层材料为丙烯酸酯，敷芯层外的PE 覆膜可防止伤口粘连，离型层为涂有硅油防粘剂的纸，所有材料均采用环氧乙烷进行灭菌。

3 创新点

3.1 创新原料

本产品选择医用级聚乙烯醇与氧化葡聚糖作为胶体主要原料，负载白藜芦醇与富组蛋白-1。其中天然高分子材料葡聚糖取自细胞外的基质成分，易进行化学改性，适合与其他分子发生复合反应，具有良好的生物降解性和生物相容性，但机械性能不佳、可重复性低、病原体含量高、易引发过敏。相较之下，人工合成聚合物聚乙烯醇具有更加可控的制备过程、结构和性能。因此，本产品将二者有机结合，实现了性能优势上的互补。

同时，多种研究表明，Res 具有抗炎和抗氧化的能力，而His-1 则在促进细胞迁移、粘附以及血管化方面起着重要作用。因此，本产品利用胶体敷料可作为载体负载药物、生长因子以及肝细胞的优良特性，采用微波冻融法，以葡聚糖和聚乙烯醇为基础，制备了一种超分子胶体敷料，同时负载白藜芦醇和富组蛋白-1，用于皮肤急性创面愈合与烧烫伤治疗。

3.2 创新使用制备工艺

本产品的制备工艺如图2 所示。本项目利用改性后的羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）将Res 和His-1 负载到PVA/ODex胶体基质中共同发挥作用。同时，团队采用复合酶法提取虎杖中的白藜芦醇，并设计单因素预实验和L9（34）正交试验优选提取工艺的最佳条件，提高了白藜芦醇（Res）的提取率，减少了资源浪费，节约了生产成本。

图2 制备工艺

4 应用前景

（1）国家政策支持

2016 年8 月国务院发布的《“十三五”国家科技创新规划》中指出：国家将重点部署先进生物医用材料的研发，把握生物医用材料科学与产业发展趋势和前沿，构建我国新一代生物医用材料产业体系，引领生物医用材料产业技术进步，培育一批具有国际竞争力的高集中度多元化生产的龙头企业以及创新团队。近年来，随着国家对医疗行业重视度的不断提高，国家财政对医疗行业的补贴也逐年增加，这有利于提升我国胶体敷料行业的整体发展水平，促使相关行业不断优化外用敷料。

（2）市场前景广阔

与传统创面敷料相比，超分子复合胶体敷料具有的优势如下：①有良好的水蒸气透过率；②吸液量较大，能有效避免积液的形成；③有良好的屏障能力和机械性能；④具有合适的气体（如O2、CO2）通过率；⑤良好的抑菌能力以及生物相容性。作为传统纱布、乳胶状等创面处理敷料的替代品，超分子复合胶体在组织修复、生物相容性方面具有显著优势，应用前景广阔。随着国内胶体医用敷料开始规模化生产，以及国外品牌也逐渐进入中国市场，国内医院、伤患者对产品的认知度开始上升，加上产品技术逐渐成熟、价格开始下降，医用胶体敷料产品的市场需求上升明显。未来，该产品的发展前景非常可观，市场潜力巨大。