多功能水凝胶敷料在皮肤创面愈合中的作用研究

[摘 要] 在皮肤创面治疗中，敷料覆盖创面可帮助创面愈合。基于生物工程材料的发展背景，功能性敷料逐渐应用于临床。其中，水凝胶因其制备简单、生物相容性高等优势备受关注。多功能水凝胶敷料在皮肤创面愈合中可抑制炎症反应，有利于创面的修复及愈合。本文主要对多功能水凝胶不同类型敷料在皮肤创面中的应用进行综述，以期为临床提供一定的参考价值。

[关键词] 多功能水凝胶；敷料；创面；皮肤

[中图分类号] R318.08 [文献标识码] A [文章编号] 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

皮肤创面愈合是一个长期且复杂的组织再生过程，而在此过程当中，创面部位细胞外微环境的作用至关重要，其各种调节信号直接决定着创面能否有效愈合，一旦细胞外微环境发生异常，将会使创面愈合异常，发生愈合障碍[1]。在此背景下，功能性敷料因可以模拟创面处细胞外微环境的优势引起关注[2]。其中，水凝胶敷料的使用也初步获得了一定的效果印证，为了进一步满足各种类型患者提出的临床需求，多功能水凝胶敷料也被用于皮肤创面愈合中，通过叠加光热、超声和磁场等刺激进而加速创面的愈合[3，4]。本研究主要对多功能水凝胶不同类型敷料在皮肤创面中的应用作一综述。

1 导电水凝胶的临床应用

皮肤创面的发生会导致伤口处的正电荷与皮肤四周负电荷的结合，从而形成一个内源性电场，创面局部的内源性电场又能将细胞引导迁移至此，由于皮肤创面处的内源性电流很低，无法支持电荷的平稳转移，因此就需要通过额外电刺激的引入来维持电荷稳定，但外源性的电刺激由于涉及到大型电子设备的应用，存在诸多不便。在此境况下，拥有导电性的敷料开发受到关注[5，6]。充分借助于水凝胶的仿生特性，再结合使用导电材料，由此得到的导电水凝胶便可以实现电流在整个创面区域的传导[7]。关琳等[8]研究中将导电水凝胶用于糖尿病患者的伤口修复，发现其有利于全面改善糖尿病患者创面的愈合。在导电水凝胶的临床应用中，导电纳米材料的发展为其提供了重要保障，如石墨烯的应用，以其高导电、高机械强度、轻重量等特征被广泛使用[9]。Cao W等[10]在临床治疗糖尿病伤口的研究中，使用了一种双层多功能伤口敷料，它的主要构成为活性氧响应聚氨酯膜，是由3D打印导电水凝胶条和盐酸多西环素所负载，而该敷料的使用成效体现在促进内皮细胞迁移上，以其良好的抗菌能力促使创面愈合。总之，导电水凝胶是基于抗炎的机制来促进创面愈合，然而是否有其它方面的作用当前尚无较多研究予以证实，因此后续应重点关注该方面研究。

2 自愈性水凝胶的临床应用

虽然水凝胶有着高度生物组织相容性，然而其低韧性、低强度缺点却限制临床应用。由于这些局限性，会使其覆盖在创面上时面临更高的破裂风险。因此，自愈性水凝胶就此被提出，其应用特性在于可修复自身功能[11，12]。希夫碱结构在化学自愈性水凝胶中起到了非常关键的作用，动态席夫碱基键不仅可以自我修复，而且还能由此延长敷料的使用时间[13]。Lv Y等[14]研究报道证实，使用由席夫碱反应制备的水凝胶敷料对海水浸泡伤口进行处理，可以有效提高创面愈合率，体现出该敷料确切的促愈合特性。尽管自愈性水凝胶使水凝胶强度低的缺点被克服，然而大部分自愈合性质都来自动态的希夫碱，希夫碱大分子结构的形成又非常有限，所以仍然需要加强力度对自愈性水凝胶敷料进行开发。

3 止血水凝胶的临床应用

止血是促进皮肤创面愈合的关键步骤，通过将水凝胶敷料粘贴在创口的表面起到密封性作用，能够达到有效的止血作用。而水凝胶敷料是否有良好的黏度，是确保敷料能否紧贴目标组织的前提，也是水凝胶在完全凝胶化之前不会滑离于组织的重要保证[15]。Li P等[16]在其临床试验中采取一锅法得到了一种高组织黏附性水凝胶，既确保了它的柔韧性，又兼具坚韧性，能够实现和多种类型生物组织的多次、反复黏附。壳聚糖虽然有着很好的止血性能、组织黏附性，但由于易在水和其它溶剂中溶解，所以应用范围受限。但吴燕等[17]研究中使用多糖修饰壳聚糖，使溶解度的问题得到解决，其所研制的水凝胶敷料促进了实验小鼠皮肤伤口处毛囊的再生及皮肤组织重建，显示出该水凝胶敷料在创面愈合中巨大的应用潜力。然而，仅靠非共价相互作用所制备的水凝胶在黏附力方面仍有一定缺陷，因为用做止血时，还会因为水凝胶会发生一定程度的膨胀，使其原本的机械强度有所降低，进而在创面还未愈合就已经发生崩解。所以，在此基础上，研究者又在不断研发结合共价键及非共价键互为作用的水凝胶，根本目的是提高组织和水凝胶界面的黏附性能。止血作为皮肤创面愈合中需要面临的首要及关键问题，针对止血这一问题的功能性水凝胶研发有着重要意义，通过对水凝胶性质的改良得到更具止血效用的水凝胶敷料，可以为促进皮肤创面的愈合奠定坚实基础。

4 抗菌抗炎水凝胶的临床应用

在皮肤创面愈合当中，存在的炎症反应是阻碍愈合有效性的重要因素。创面的形成同时伴随着过度炎症反应表现，这主要是因为受到微生物感染及损伤所致。而为了应对这种炎症反应，临床工作者进行了抗菌抗炎水凝胶敷料的研发。目前普遍采取的策略是在水凝胶里添加一些活性抗菌成分，如抗菌肽、壳聚糖或抗菌药物等。相比较于这些药物的经口服用，通过水凝胶敷料的方式黏附使用，不仅安全，而且直接作用于创面，治疗高效且及时，避免了经口服用可能会造成的不良反应，通过局部给药保证了药物的有效浓度，使微生物诱发的炎症反应得到有效抑制。

壳聚糖除了有止血性能之外，其自身还有很好的抗菌性，在和其它药物联合使用时，会表现出协同抗菌的活性，使创面愈合速度加快[18]。另外，抗菌肽作为阳离子两亲性化合物，亦可起到对耐药菌株的有效治疗作用，但因为其自身对环境有着较强的敏感性，因此其应用存在一定限制。然而，这些抗菌物质的应用也会减少有益细菌的数量，对皮肤微生物生态系统的平衡造成破坏。因此，临床又提出了其它抗菌水凝胶的制备方法，即把抑菌离子添加到水凝胶中。其中，银离子的添加不仅不会对有益细菌造成损伤，而且还能直接杀死有害细菌，而纳米银的应用更是受到青睐，其杀菌性能要更优于银离子化合物[19]。陈凯等[20]使用聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖和海藻酸钠作为原料，将纳米银加入其中制成水凝胶敷料，结果发现其具有吸水性、保湿性、透析性和抗菌性的特点，对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑菌率最高可达64%与54%，可以促使水凝胶与创面的紧紧贴合，保证了敷料的实用性。在长时间的临床实践研究中发现，银纳米颗粒在物理及化学性质上存在着不稳定的问题，而其易氧化、聚集的特性也削弱了抑菌效果。若能将银和功能生物材料相结合，基于光热疗法的辅助应用，银便可以附着到细菌膜的表面，导致细菌失活。可见，银和功能生物的材料具有广阔的应用的前景。

5 总结

在各类生物材料的支持与研发下，水凝胶敷料在皮肤创面愈合中的应用价值也愈渐得到凸显。虽然导电水凝胶、自愈性水凝胶、止血水凝胶、抗菌抗炎水凝胶都已经在创面愈合中获得了良好效果，但因为皮肤创面的愈合是一个极其复杂的过程，所以研发出可以满足愈合过程各阶段所需的水凝胶敷料还是具有很大的挑战，这也需要临床研究者进行进一步探索。

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收稿日期：2024-10-17 编辑：周思雨