水凝胶应用：理想的湿性愈合敷料

来源：吉原水凝胶

皮肤是人体的第一道屏障，也是身体最大的器官。由于直接与外界接触，皮肤也成为最脆弱、最易受伤的组织。伤口被机体修补的过程被称之为皮肤组织的修复、其机制涉及到血液凝固、炎症的发生与进展、基质的合成、血管再生、纤维组织增生、再上皮化、创口收缩及组织重构等过程。[19] 在生活中，出现伤口后人们常以创口贴、纱布包扎等 “干性愈合”的方式来进行处理，虽然处理便捷，但极易结痂、撕扯，在后续更换敷料的过程中也容易损伤创面造成二次感染。

因此在皮肤出现破损后，现有的建议是如果具备条件，到医院进行湿性愈合处理更佳。

关于湿性愈合理论

1962年英国Winter博士在动物（猪）实验中证实，伤口在适度湿润的环境下，细胞再生能力及游移速度较快，其复原速度比完全干燥的环境下快一倍以上，首次提出湿性愈合理论。湿性愈合，即利用伤口敷料用密闭或半密闭方法保持伤口湿润，增加细胞生长及移行速度，加速伤口愈合，并可防止痂皮形成，其原理在于[20]：

（1）维持伤口局部微环境的低氧状态，促进毛细血管的形成。

（2）有利于坏死组织与纤维蛋白的溶解。

（3）保留渗出液活性物质并促进活性物质释放。

（4）有利于细胞增殖分化和移行。

（5）降低感染的机会。

（6）保持创面湿润，减轻疼痛。

理想伤口敷料的特点

用于皮肤创面保护、治疗、修复、康复的医学敷料，统称为创面护理敷料，随着科技的发展，很多生物材料都被开发成创面护理敷料，这些敷料可作为皮肤损伤修复护理的规范化产品。

理想的皮肤伤口敷料需要满足以下要求[21]：

（1）不透水而能控制水分蒸发，具有类似正常皮肤的水分蒸发率。

（2）能保持伤口的生理环境，防止干燥。

（3）有利于坏死组织脱落、清除，保持伤口基地洁净，减少感染危险。

（4）吸收过多的渗液，有利于引流除臭。

（5）保持伤口温度在28-32℃左右，有利于细胞移入和肉芽组织形成。

（6）有良好的顺应性，方便省时，易揭除而不损伤肉芽组织，不产生疼痛。

（7）舒适防擦伤，保护伤口免除微生物入侵，起屏障保护作用。

（8）减少热量、蛋白质和电解质经伤口丢失。

（9）不干扰伤口的正常愈合机制，无占位副作用。

（10）耐酶，能稳定在各种不同的伤口创面上。

（11）安全、无毒、无过敏作用或其他不良反应。

（12）贮存和运输方便，室温下保存、灭菌，独立包装，打开即可使用。

水凝胶伤口敷料作为理想湿性愈合敷料的特性

水凝胶伤口敷料的生物学特性

评价医用敷料的最基本内容之一是生物安全性，即医用敷料必须对人体无毒、无刺激、无致敏性、无遗传毒性、无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统无不良反应。水凝胶作为一种生物医用伤口敷料，在生物安全性方面具有以下特性[22]：

（1）生物相容性：主要包括组织相容性和血液相容性。组织相容性指材料与组织器官接触时，不能被组织侵蚀、吸收、降解、磨损和失效。血液相容性指材料与血液直接接触时，与血液相互作用不引起凝血或血栓、不损伤血液组成和功能等的能力和性能。

水凝胶材料结构类似于生命组织，与蛋白质及细胞粘附能力很弱，在与血液、体液及人体组织相接触时，表现出良好的生物相容性，它既不影响生命体的代谢过程，代谢产物又可以通过水凝胶排出，而且在性质上类似于细胞外基质部分，吸水后可减少对周围组织的摩擦和机械作用，改善材料的生物学性能。

（2）生物功能性：尽管各种生物医用材料的用途不同，但都必须发挥所期望的功能或诱发预期的反应。水凝胶可随温度、pH值、电场或化学物质的变化而发生溶胀或收缩，凝胶的这种刺激响应性被称为“智能性”。

水凝胶伤口敷料的先进功能，包括抗菌性能、粘附止血、抗炎和抗氧化、物质输送、自愈、刺激反应、导电性、伤口检测等，并可对伤口进行监测[3]。随着临床需求的不断深化和细化，水凝胶的功能已从原来单一的物理覆盖或功能转变为目前的多种功能复合，并呈现出进一步智能化的趋势[23]。

（3）化学稳定性：生物医用材料的化学稳定性是指材料的耐生物老化性或可生物降解性。水凝胶材料是线性高分子链通过交联形成三维网状结构，再经过水溶胀形成的一种胶态物质，由于物理交联法是高分子结构微晶区或分子间氢键作为交联点形成的三维网状结构，其稳定性相对较差。化学交联法是通过化学交联剂的添加来实现其性质稳定、强度高、不溶于水的特性，然而必须精确控制交联剂用量、反应温度和反应时间，以避免由于单体、交联剂或引发剂残留引起炎症或细胞毒性[24]。

相比于化学或物理方法合成的水凝胶材料，辐照合成因采用高能射线引发交联反应，无需交联剂、引发剂，使用高分子聚合物作用原料，无残留小分子单体，反应更均一，得到的水凝胶具有均匀交联点，其化学稳定性也更高，在生物学评价上表现出色。

（4）可加工性：生物医用材料应易于加工成型，其原料、加工助剂和生产环境等都要严格控制，以符合医用标准。同时应能经受必要的消毒灭菌过程。为达到生物医用材料的标准，水凝胶材料均需满足消毒灭菌要求，尤其以辐射方法合成的水凝胶材料，可通过射线辐照同时完成材料的成型、交联和灭菌消毒，这些都是环氧乙烷熏蒸等消毒方法所无法比拟的。

水凝胶伤口敷料功能学特性

水凝胶材料在创面愈合方面符合湿性敷料的功能特性[25]-[26]，即：

（1）通过水分蒸发降低创面温度，减缓痛觉神经传导，减轻伤口疼痛，同时降低炎性反应、减少渗出，减轻水肿[27]。

（2）创造湿性愈合环境，促进上皮组织再生、加速创面愈合。

（3）抑制瘢痕增生、减轻色素沉着，提高愈后质量[28]。

（4）具有良好的生物相容性，无刺激、无致敏。

（5）阻隔微生物，透气透氧，同时吸附渗液，预防感染。

（6）不与创面粘连，换药无痛、避免二次损伤。

（7）透明可视，便于观察和评估伤口愈合过程。

（8）柔软有弹性，能够很好贴附伤口并适应身体不同部位。

END

参考文献

[19]Masakazu Kurita.In vivo reprogramming of wound-resident cells generates skin epithelial tissue, nature[J] 2018

[20]云惠，朱群娥.保湿敷料与伤口愈合[J].护理与康复，2007.6（03）:157-158

[21]韩春茂,余关荣,王新刚.创面处理主要进展概述[J].中华烧伤杂志，2018.34（12）：864-867

[22]曾戎，屠美.生物医用仿生高分子材料[M].华南理工大学出版社,2010:5-6

[23]Yongping Liang, Jiahui He, Baolin Guo.Functional Hydrogels as Wound Dressing to Enhance Wound Healing[J]. ACS Nano, 2021

[24]关静等.聚乙烯醇水凝胶的生物相容性评价[J].中国组织工程研究与临床康复.第13卷第12期,2009(03)

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[27]Ziemba R. The role of hydrogel dressings in prophylactic sets used by soldiers involved in Polish military contingents [J]. Acta Pol Pharm, 2013, 70(6): 1117-1121

[28]王珊.湿性敷料在慢性伤口护理中的应用进展[J]. 临床护理杂志,2012, 11(003):60-62.