甲壳素和壳聚糖在伤口敷料中的应用
生物质基材料在医疗器械中的应用
生物质基材料在医疗器械中的应用在现代医疗领域，医疗器械的不断创新和发展对于提高医疗水平、改善患者的治疗效果和生活质量起着至关重要的作用。
近年来，生物质基材料因其独特的性能和优势，逐渐在医疗器械中得到了广泛的应用。
生物质基材料，顾名思义，是来源于生物质的材料，包括天然的生物大分子如纤维素、甲壳素、胶原蛋白等，以及通过生物合成或生物转化得到的材料。
这些材料具有良好的生物相容性、生物可降解性、可再生性等特点，与人体组织和环境具有较好的适应性。
在医疗器械中，生物质基材料的应用范围十分广泛。
首先，在组织工程领域，它们被用于构建人工器官和组织。
例如，胶原蛋白是一种常见的生物质基材料，常用于制造人工皮肤、血管和神经导管等。
胶原蛋白具有良好的生物相容性和细胞黏附性，能够为细胞的生长和分化提供适宜的环境，促进组织的再生和修复。
纤维素及其衍生物也是重要的生物质基材料。
纤维素纳米纤维具有高强度和高韧性，可用于制造组织工程支架。
这些支架能够模拟细胞外基质的结构和功能，为细胞的定植和生长提供支撑。
此外，纤维素还可以用于制造药物缓释载体，通过控制药物的释放速度，提高治疗效果，减少副作用。
甲壳素和壳聚糖在医疗器械中也有重要的应用。
壳聚糖具有抗菌、止血和促进伤口愈合的作用，常被用于制作伤口敷料。
它能够吸收伤口渗出液，保持伤口湿润的环境，同时抑制细菌的生长，加速伤口的愈合。
除了组织工程，生物质基材料在诊断器械中也发挥着重要作用。
例如，基于生物质基的荧光探针和生物传感器可以用于检测生物体内的各种物质，如葡萄糖、蛋白质和核酸等。
这些探针和传感器具有高灵敏度、高选择性和良好的生物相容性，能够实现实时、无创的检测。
在医疗器械的表面改性方面，生物质基材料也展现出了巨大的潜力。
通过在医疗器械表面涂覆一层生物质基材料，可以改善器械的表面性能，如增加亲水性、减少蛋白质吸附和血小板聚集，从而提高器械的生物相容性和使用寿命。
然而，生物质基材料在医疗器械中的应用也面临一些挑战。
壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展
壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展引言：医用敷料是指覆盖在伤口或疾病部位上的材料，具有保护、促进愈合和预防感染的功能。
在过去的几十年里，壳聚糖作为一种生物可降解材料，在医学领域的敷料应用中得到了广泛的关注。
壳聚糖不仅具有良好的生物相容性和生物可降解性，同时还具有抗菌、抗炎和促进伤口愈合等多种生物活性，使其成为研究人员关注的热点。
本文将综述壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展，包括壳聚糖材料的制备方法、壳聚糖敷料的性能以及其在伤口愈合、抗菌和抗炎方面的应用。
一、壳聚糖材料的制备方法壳聚糖是由壳聚糖酶从壳酸壳聚糖中切割得到的高分子多糖，可以从海洋生物中提取得到。
壳聚糖的制备方法包括壳聚糖的提取与精制、壳聚糖的化学修饰以及壳聚糖的表面改性等。
提取与精制方法包括酸碱法、酶解法、微波法和超临界流体法等，其中酸碱法是最常用的提取方法。
化学修饰可以改变壳聚糖的溶解性、降解速度和生物活性等，常用的化学修饰方法有羟基化、甲基化和吡咯化等。
表面改性可以增加壳聚糖材料的生物相容性和机械性能，常用的表面改性方法有接枝聚合和共价结合等。
二、壳聚糖敷料的性能壳聚糖敷料具有多种良好的性能，包括优异的生物相容性、生物可降解性和可调控性。
壳聚糖作为生物材料，与人体组织相容性良好，不会引起明显的毒性或免疫反应。
同时，壳聚糖具有良好的生物可降解性，能够被细胞分泌的酶降解，最终形成无毒的代谢物。
壳聚糖具有可调控性，可以通过调整壳聚糖的结构和特性，来实现敷料的不同功能。
例如，调节壳聚糖的分子量可以改变敷料的机械性能和溶解速度；改变壳聚糖的表面形貌可以影响敷料的附着性和渗透性。
三、壳聚糖在伤口愈合中的应用壳聚糖敷料在伤口愈合中的应用主要表现在促进创面愈合、改善创面湿润度和减轻疼痛等方面。
首先，壳聚糖敷料可以通过形成透气的保护层，防止创面感染和进一步污染。
其次，壳聚糖敷料具有良好的持水性，可以保持创面湿润，促进细胞的迁移和新生血管的形成。
此外，壳聚糖敷料还可以释放活性物质，如生长因子和抗菌剂，来促进伤口的愈合和预防感染。
医用壳聚糖敷料
6 人造皮肤
作用
止血、缓和疼痛 ；防止水分与体 液从创面的蒸发 与流失，并能吸 收从创面流出的 渗出液
防止伤口感染， 可以促进肉芽生 长和上皮能逐渐 生长；促进伤口 愈合，且愈合后 不粘连
四 发展方向
通过对壳聚糖进行改性或复合的方法，改善现有材料的不足，增 强其作为敷料的性能。在材料上负载各种药物和生长因子，有效控制 药物释放，同时达到伤口愈合及治疗作用。 随着组织工程技术和皮肤组织工程学的发展，开发出具有适当三 维多孔结构的可生物降解的壳聚糖医用敷料，为细胞的生长和繁殖提 供营养和代谢环境，调节细胞的生长和排列，也将成为一大研究热点。
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医用壳聚糖敷料
2013020625
Contents
1
2 3
壳聚糖简介
医用壳聚糖敷料 应用
4
5
发展方向
实例
1
一 壳聚糖简介
壳聚糖（Chitosan）)又名壳多糖、甲壳胺、甲壳糖、聚氨基葡 萄糖等，是自然界中第二大含量的多糖，是甲壳素(Chitin)脱乙酰基 得到的产物，其化学名称为β -（1,4）-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。 以其良好的成膜性、可降解性、对人体无毒无害性、生物相容性、吸 附性、抗菌性等优点，广泛的应用在生物工程、医药卫生、化学化工、 农业食品等领域。
五 实例
生物酶制剂 处理
Contents Solution
消毒处理
Planning
成品
Marketing
脱液、烘干
壳聚糖 非织造布
3 壳聚糖流延膜
流延膜是通过熔体流涎骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄 膜。有单层流涎和多层共挤流涎两种方式。与吹膜相比，其特点是生 产速度快，产量高，薄膜的透明性、光泽性、厚度均匀性等都极为出 色。 将壳聚糖纺丝液在洁净的平板玻璃上均匀的铺施一薄层，浆液厚 度控制在干燥后的薄膜为0.1-0.2mm，然后把玻璃板连同浆膜放入纺 丝凝固浴中浸泡过夜，即可成膜，用清水洗净、干燥。
211275368_基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展
第２２卷第３期２０２３年５月杭州师范大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．３Ｍａｙ２０２３收稿日期：２０２２ ０７ １５ 修回日期：２０２２ １０ ２６基金项目：杭州高层次留学回国人员（团队）在杭创业创新项目（２０２０１１１０８）；杭州师范大学“本科生创新能力提升工程”项目（ｃｘ２０２２１０５８）；杭州师范大学“星光计划”学生创新创业项目（２０２２０２６）．通信作者：梁媛媛（１９８０—），女，副教授，博士，主要从事功能高分子材料研究．Ｅ ｍａｉｌ：ｌｉａｎｇｙｙ＠ｈｚｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ犱狅犻：１０．１９９２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１６７４ ２３２Ｘ．２０２３．０３．００２基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展黄雨欣，王 伟，杨 涛，孙 俊，吴彦彤，梁媛媛（杭州师范大学材料与化学化工学院，浙江杭州３１１１２１）摘 要：伤口敷料具有促进创面愈合和保护创面不受感染的特点，广泛应用于临床治疗．以天然多糖壳聚糖为原料构筑的水凝胶材料具有独特的三维网络结构和促进伤口愈合能力，在伤口敷料的应用方面受到关注．文章从水凝胶伤口敷料的性能要求如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发，对近年来基于壳聚糖的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行了总结与概括，并对该类水凝胶伤口敷料的未来发展和应用前景进行了展望．关键词：壳聚糖；水凝胶；伤口敷料中图分类号：Ｒ３１８．０８ 文献标志码：Ａ文章编号：１６７４ ２３２Ｘ（２０２３）０３ ０２３３ ０７伤口敷料是一类用于创伤、烧伤、溃疡等伤口覆盖的医用材料，其主要作用是吸收渗出液防止渗液感染．常见的传统敷料如医用脱脂棉、无菌纱布等，只能起到简单的物理屏蔽作用，容易与伤口黏合而在换药时造成二次伤害，且其透气性不佳，易引发细菌滋生及伤口感染［１］．目前临床上创口不及时处理带来的后果主要有３类［２］，即外伤细菌炎症、血液循环障碍、免疫攻击组织损坏．外伤细菌炎症一般是指外伤后的伤口发炎，往往因异物或其他因素导致的局部细菌感染而引起．血液循环障碍是指外伤后创口局部组织血管内血液含量增多，发生水肿、充血、出血，以及血栓形成、栓塞、梗死．而当细菌或病原体进入人体后，诱发机体产生免疫应答，在杀伤、清除病原体的同时损害宿主的组织细胞，称为免疫攻击组织损坏．壳聚糖（ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＳ）是天然存在的唯一碱性多糖，具有生物相容性良好、价格低廉易得等优势．有研究表明，ＣＳ具有促进组织再生的能力，在伤口愈合过程中可降低炎症反应，促进新生血管形成，减少瘢痕产生，遏制血液循环［３］．以ＣＳ为原料构筑的水凝胶材料可以为伤口愈合过程提供相对湿润的环境，避免二次感染，有效降低免疫系统对本体的伤害，并能有效吸收渗出的组织液，使得伤口快速愈合；同时ＣＳ水凝胶可以作为载体实现生物活性物质（如药物、抗原、抗体、生长因子、干细胞等）的控制释放．因此，ＣＳ基伤口敷料有着良好的应用前景．本文将从ＣＳ基水凝胶敷料的性能如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发，对近年基于ＣＳ的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行概括与总结．Copyright ©博看网. All Rights Reserved.１ 壳聚糖基水凝胶的制备图１ 甲壳素和壳聚糖的分子结构式犉犻犵．１ 犛狋狉狌犮狋狌狉犪犾犳狅狉犿狌犾犪狊狅犳犮犺犻狋犻狀犪狀犱犮犺犻狋狅狊犪狀 ＣＳ是甲壳素的脱乙酰化产物，而甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳及菌类、藻类植物的细胞壁中提取出的天然高分子．一般将脱乙酰度为５５％的甲壳素称为ＣＳ，其结构式如图１所示．由于ＣＳ上有丰富的基团，如氨基、羟基等，通常可使用物理交联、化学交联和酶交联等方法来制备水凝胶．１．１ 物理交联物理交联主要通过非化学作用（即非共价键作用，包括氢键作用、静电作用、配位作用等）交联形成网络结构．由于非共价作用较弱，故物理交联状态下的水凝胶一般不稳定，力学性能较差，可通过构建多重物理交联网络改善其力学性能．且物理交联能大大减少有毒化学交联剂的使用，符合绿色化学的理念，形成的水凝胶往往具有一定的自修复能力，拥有较宽的使用范围．ＣＳ分子链中含有羟基、氨基，可与其他聚合物通过氢键作用形成水凝胶网络，如通过循环冻融法制备聚乙烯醇（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）／ＣＳ共混水凝胶（ＰＶＡ／ＣＳ）［４］．该工作利用冷冻过程中水的结冰排出作用，使ＰＶＡ分子链发生富集而形成晶区结构，通过多次循环冻融，ＰＶＡ晶区的结晶度不断提高，从而形成以晶区为物理交联点的ＰＶＡ网络，而ＰＶＡ又可与ＣＳ分子链段通过氢键作用形成ＰＶＡ ＣＳ物理交联网络，因此获得的ＰＶＡ／ＣＳ水凝胶具有双层网络结构，有良好的抗溶胀性能和力学性能．此外，ＣＳ作为天然碱性多糖，可以通过其质子化氨基与阴离子聚电解质之间的强静电作用构筑聚电解质复合水凝胶．鲁程程等［５］通过两步法制备出完全物理交联的ＣＳ Ａｌ３＋／聚丙烯酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ），ＰＡＡ）双网络凝胶，其中ＰＡＡ与ＣＳ通过静电作用形成第一交联网络，ＰＡＡ与Ａｌ３＋通过配位作用形成第二交联网络．为进一步提高凝胶的机械性能，采用饱和ＮａＣｌ溶液诱导ＣＳ分子链发生亲水—疏水转变，通过形成ＣＳ链缠结微区来提高凝胶的交联密度，再加上物理交联网络具有重新缔合和自恢复能力，该复合水凝胶具有良好的机械稳定性．１．２ 化学交联ＣＳ分子链段中含有—ＯＨ和—ＮＨ２，通常采用甲醛、戊二醛、京尼平、甘油醛等为交联剂构筑凝胶网络（图２），如利用醛类交联剂上的醛基与ＣＳ链上的氨基发生席夫碱反应获得三维水凝胶，这类化学交联过程不可逆，形成的水凝胶性质稳定．动态交联的水凝胶是通过动态共价键或非共价键交联形成的，在剪切力的作用下可屈服流动，外力撤销后，又能自修复损伤结构，故可用于注射型凝胶伤口敷料的构筑．常见的动态交联相互作用包括席夫碱键［６］、酰腙键［７］、可逆氢键［８］、硼酸酯键［９］、金属配位［１０］、主体 客体［１１］、阴阳离子［１２］和疏水相互作用［１３］等．Ｘｕ等［１４］采用Ｎ 羧乙基壳聚糖（Ｎ ｃａｒｂｏｘｙｅｔｈｙｌｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＥＣ）、双键壳聚糖改性聚吡咯（ｃｈｉｔｏｓａｎ ｍｏｄｉｆｉｅｄｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ，ＤＣＰ）和双醛端基聚氨酯（ａｌｄｅｈｙｄｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｄｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＤＦＰＵ）制备了ＣＥＣ／ＤＣＰ／ＤＦＰＵ（ＣＤＤ）水凝胶，该水凝胶分子结构中除了存在席夫碱键，还存在离子和氢键相互作用，其中离子相互作用在交联和自愈过程中发挥着重要作用，增强了凝胶自愈性和可注射性．研究表明，ＣＤＤ水凝胶表现出优异的剪切稀释行为，在高剪切作用下可发生凝胶—溶胶的转变，所以能够通过内径８０μｍ的针头实现皮下注射，是细胞和药物微创递送的合适载体．４３２杭州师范大学学报（自然科学版）２０２３年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图２ 壳聚糖常见化学交联反应犉犻犵．２ 犆狅犿犿狅狀犮犺犲犿犻犮犪犾犮狉狅狊狊 犾犻狀犽犻狀犵狉犲犪犮狋犻狅狀狊狅犳犮犺犻狋狅狊犪狀光诱导的化学交联反应具有操作简单、反应速率快的优点，且光具有非侵入性，副产物有限，交联反应程度在二维和三维空间中均可控．ＣＳ分子本身不具光敏性，将光敏性基团接枝于ＣＳ分子中，可以赋予ＣＳ光敏特性，还可破坏ＣＳ自身分子间的氢键作用，改善其水溶性［１５］．如丁海昌［１６］在壳聚糖Ｃ６羟基引入烯丙基，光引发剂经过ＵＶ辐照后产生自由基，自由基进攻ＣＳ链上的烯丙基双键产生卡宾（ｃａｒｂｅｎｅｓ）结构，卡宾相互碰撞后发生偶联，自由基进行转移后继续进攻双键，如此循环往复形成具有交联结构的水凝胶．１．３ 酶交联反应酶通常可以有效地催化生化反应，酶法催化交联采用生物相容性优异的酶催化交联，因此得到的水凝胶材料也具有优异的生物相容性．辣根过氧化物酶（ｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＨＲＰ）在Ｈ２Ｏ２存在下，可催化羟基酚，产生苯氧自由基，这些自由基通过氧化自偶联作用促进酚类化合物的聚合．利用该反应，Ｈａ等［１７］使用ＨＲＰ催化羟苯基丙酸修饰的ＣＳ与４ 羟基苯乙胺修饰的聚乙二醇之间的交联聚合反应，获得了具有良好生物相容性的ＣＳ基水凝胶．微生物谷氨酰胺转氨酶（ｍｉｃｒｏｂｉａｌｔｒａｎｓｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ，ＭＴＧ）能催化蛋白质分子内或蛋白质分子间的交联，Ｈｕ等［１８］在羧甲基壳聚糖分子链中通过化学接枝反应引入胶原蛋白多肽（ｃｏｌｌａｇｅｎｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ，ＣＰ），通过ＭＴＧ催化ＣＰ支链发生交联反应，实现了羧甲基壳聚糖分子的交联．Ｃｈｅｎ等［１９］利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化反应，制备了一种超分子级联反应器用于糖尿病性慢性伤口的治疗．该反应器由ＣＳ、磺基丁基 β 环糊精（ＳＢＥ β ＣＤ）、铁离子（Ｆｅ２＋）和葡萄糖氧化酶（ｇｌｕｃｏｓｅｏｘｉｄａｓｅ，ＧＯＸ）通过离子作用和配位作用获得．ＧＯＸ催化糖尿病人伤口处的葡萄糖产生Ｆｅ２＋介导Ｆｅｎｔｏｎ反应所需的Ｈ２Ｏ２，最终产生羟基自由基（·ＯＨ）．而·ＯＨ对体外耐药细菌具有较高抑制作用，并能引发聚乙二醇二丙烯酸酯的自由基聚合反应，在伤口表面原位形成交联的水凝胶网络结构，水凝胶的形成和·ＯＨ的抗菌作用可协同促进糖尿病患者慢性伤口愈合．２ 壳聚糖水凝胶伤口敷料的性能要求２．１ 生物相容性由于水凝胶敷料直接与组织和细胞相互接触以促进伤口愈合，其生物相容性是首要因素，因此其制备原料不应引起机体的不良免疫或异物反应等．ＣＳ作为天然来源的多糖，虽然自身具有良好的生物相容性，但其分子内的氢键作用力较强，导致ＣＳ不溶于水、醇等许多典型的溶剂，只有在偏酸性的条件下溶解性较好［２０］，故而在构筑凝胶过程中常使用有机溶剂，这对凝胶敷料的生物相容性造成负面影响．另外，ＣＳ分５３２ 第３期黄雨欣，等：基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.子结构中含有丰富的氨基基团，可以与醛类物质生成席夫碱而形成三维网状结构，在化学交联中常常使用小分子二醛作交联剂，而凝胶中小分子醛类交联剂残余往往会引起严重的炎症反应．因此，需采用长时间透析等方式彻底去除有机溶剂及未反应的交联剂等，但长时间的透析不仅耗时，还会导致凝胶网络过度溶胀，凝胶敷料的内部结构被破坏．为克服上述问题，目前主要采用以下２种策略来实现水凝胶生物相容性的改善：一是选择低毒的天然来源的交联剂，如京尼平是植物杜仲中提取的栀子苷经过β葡萄糖苷酶水解的产物，但使用京尼平交联的ＣＳ凝胶呈蓝色，凝胶的透明度会受到一定程度的影响［２１］．二是对ＣＳ进行化学改性，改善其水溶性的同时引入其他官能团实现壳聚糖的交联，从而避免醛类小分子交联剂的使用．如陈凯等［２２］采用水溶性良好的羧甲基化壳聚糖与ＰＶＡ、海藻酸钠复合，通过组分间的氢键、席夫碱相互作用而获得的复合水凝胶对细胞生长无副作用，有良好的生物相容性；童泽鑫等［２３］利用羧丁酰壳聚糖接枝小分子胶原蛋白肽，以氧化普鲁兰多糖为交联剂，通过席夫碱反应制备得到羧丁酰壳聚糖／氧化普鲁兰复合水凝胶，体外细胞实验结果表明该水凝胶具有良好的生物相容性．２．２ 抗菌性伤口愈合过程中的主要障碍是细菌感染，受损的组织失去屏障的保护后极易受到金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的侵袭．因此，水凝胶中往往会加入抗生素等抗菌性物质，但抗生素容易使细菌产生耐药性．以ＣＳ为原料构筑的水凝胶具有良好的抗菌性，依据相互作用理论模型，ＣＳ分子中含有游离的氨基，易被Ｈ＋质子化，质子化的氨基带有正电荷，会与菌体细胞壁表面带负电荷的蛋白质、磷脂等产生静电吸引，继而破坏细菌的细胞膜导致细胞内成分泄漏，或者通过改变细菌外膜的渗透性，阻碍细菌对营养物质的吸收，使细菌缺乏营养而死亡［２４］．但也有研究者提出了不同的观点，认为ＣＳ中自由氨基（非质子化氨基）含量越高，抑菌能力越强．如Ｌｕ等［２５］将ＣＳ溶解于ＬｉＯＨ／ＫＯＨ／尿素碱性溶液中，以含有醛基端基的四臂聚乙二醇为交联剂，通过席夫碱反应制备ＣＳ水凝胶，同时加入含有端氨基的四臂聚乙二醇，对交联网络结构进行调节．抑菌实验结果表明，相比用酸溶解，采用ＬｉＯＨ／ＫＯＨ／尿素碱性溶液溶解的ＣＳ，由于溶解主要通过破坏ＣＳ分子间的氢键作用实现，而非因酸性下的氨基质子化实现，因此ＣＳ结构中自由氨基得以保留，在含端氨基的四臂聚乙二醇的协同作用下，该凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率接近１００％．李明等［２６］以羧甲基壳聚糖、氧化淀粉和单宁酸为原料，利用席夫碱反应制备羧甲基壳聚糖复合水凝胶，证明羧甲基壳聚糖上的自由氨基可以与细菌结合，破坏细菌细胞壁的完整性，抑菌活性高．此外，Ｘｕｅ等［２７］将ＣＳ分子改性成为壳聚糖季铵盐，同时提高了ＣＳ的水溶性和抗菌能力．一般认为，壳聚糖季铵盐中季铵阳离子可与细菌细胞壁表面的酸性高分子相互作用，进一步改变细胞膜通透性，从而阻止营养物质透过细胞壁，使细菌不能进行新陈代谢，达到抗菌的目的［２８］．２．３ 黏合性和强度水凝胶作为伤口敷料需要与伤口组织直接接触，其黏合性是评价水凝胶伤口敷料性能的标准之一．水凝胶良好的黏合性不仅可以减少传统敷料缠绕四肢给患者带来的束缚感，还可以促进凝胶内部负载的活性物质如生长因子等与伤口之间的相互作用．Ｙａｎｇ等［２９］发现黏合缝合拓扑可进一步加强水凝胶与皮肤之间的黏合强度．他们在丙烯酸弹性体（ＶＨＢ）表面加入ＣＳ酸性溶液，ＣＳ与ＶＨＢ表面可形成亚胺键和离子键，随后利用ＮＨ２与ＯＨ官能之间的氢键作用，ＣＳ链段可进入水凝胶内部与聚丙烯酰胺原位形成网络拓扑结构，由于这种拓扑结构强度与皮肤强度相当，该水凝胶对皮肤表现出较高的黏合强度．此外，在水凝胶的黏合性设计上也需考虑不同的使用场景，如对大量出血或者存在大量体液的伤口，需考虑水凝胶在湿态下的黏合强度．Ｄｕ等［３０］将疏水改性壳聚糖乳酸酯与咖啡酸改性的壳聚糖整合，制备了组织黏合性水凝胶．疏水改性可以排除血液和体液对黏结的干扰，促进咖啡酸修饰的壳聚糖中邻醌基团与组织表面胺或硫醇基团生成共价键，实现对湿性伤口的黏合．对于脚踝、膝盖、腕部等关节部位的伤口敷料，还需要考虑关节频繁运动和弯曲对凝胶强度的要求，一般可以通过调整交联密度或交联方式来控制水凝胶的机械性能．而双网络结构（ｄｏｕｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）由于具有双层交联的网络结构，可以有效改善凝胶的强度和韧性，常用于凝胶敷料的构筑．如Ｗａｎｇ等［３１］在儿茶酚改性的甲基丙烯酰壳聚糖和甲基丙烯酰壳聚糖形成的共价６３２杭州师范大学学报（自然科学版）２０２３年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.交联网络基础上，利用儿茶酚基团与Ｆｅ３＋之间的鳌合作用，构筑了双网络结构，提高了水凝胶的机械强度，并且由于儿茶酚基团与组织表面基团（氨基、巯基和咪唑基团等）存在共价相互作用，水凝胶对组织有较好的黏合能力，其搭接剪切强度可达到１８ｋＰａ，为商品化的胶原蛋白胶的６倍．２．４ 止血性能ＣＳ与血液接触时，ＣＳ上的游离氨基可以和血浆蛋白或血细胞上的酸性基团相互作用引起血栓，该过程通常被理解为血浆蛋白在ＣＳ上吸附，促进了血小板的黏附和激活，导致血栓形成从而达到凝血效果［３２］．在实际应用中凝胶敷料要达到止血效果，需要与创口表面紧密黏附．从分子结构上看，ＣＳ是甲壳素Ｎ 脱乙酰基的产物，与组织间的静电作用较弱，因此依赖氨基阳离子实现组织黏附的ＣＳ水凝胶止血能力有限，研究者们主要通过在凝胶中引入可与组织发生共价作用的基团或电荷来改善其止血效果．Ｓｕｎｄａｒａｍ等［３３］将纳米生物玻璃（ｎａｎｏ ｂｉｏｇｌａｓｓ，ｎＢＧ）和ＣＳ溶液混合，通过溶胶 凝胶法制备了ＣＳ／ｎＢＧ复合水凝胶．该水凝胶具有优秀的止血性能，这源于ＣＳ的质子化氨基基团与ｎＢＧ释放的Ｓｉ、Ｃａ、Ｐ等元素成分（以离子或离子基团形式）发生协同作用，激活了不同类型的凝血因子从而达到快速止血的效果．张冬英［３４］制备的儿茶酚功能化壳聚糖／牡蛎肽温敏水凝胶能够明显缩短体外凝血时间达到高效止血作用，其中儿茶酚功能化壳聚糖组分可以提高组织中蛋白质的合成效率，促进血管、肉芽组织生成，为创伤愈合提供合适环境．２．５ 抗氧化性长时间的炎症反应会使机体产生大量的活性氧（ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ），当细胞无法抵抗高浓度的ＲＯＳ时就会出现阻碍伤口愈合的情况，所以伤口修复时还需注意伤口微环境中的ＲＯＳ浓度．因此功能性伤口敷料需要具有一定的抗氧化性及降低炎症作用的效果．李航婷等［３５］以鳗鱼鱼鳔胶原蛋白、ＣＳ和海藻酸钠为原料与Ｃａ２＋交联制得水凝胶．该水凝胶材料含有鳗鱼鱼鳔胶原蛋白，具有较好的抗氧化活性，与对照组相比，实验小鼠血清内的炎症因子（白介素 ６、白介素 １β、肿瘤坏死因子）含量均减少，表明该ＣＳ基水凝胶可以抑制炎症反应的发生，有效促进伤口的愈合．Ｂｅｒｇｏｎｚｉ等［３６］将α 生育酚（维生素Ｅ，ＶｉｔＥ）与ＣＳ溶液反应制得含有ＶｉｔＥ的ＣＳ基油墨，通过３Ｄ打印获得具有抗氧化活性的支架，以帮助慢性伤口愈合．该支架在具有优良机械特性的同时，能缓慢释放ＶｉｔＥ，从而具有优良的自由基清除能力，为组织的再生创造了良好的环境．Ｈａｏ等［３７］以硼酸盐保护的二氮二醇酯修饰的壳聚糖（ｃｈｉｔｏｓａｎｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｂｏｒｏｎａｔｅ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄｄｉａｚｅｎｉｕｍｄｉｏｌａｔ，ＣＳ Ｂ ＮＯ）为原料制备了一种可注射的水凝胶，ＣＳ Ｂ ＮＯ可以响应ＲＯＳ刺激而释放ＮＯ，从而调节缺血／再灌注（ｉｓｃｈｅｍｉａ／ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎｉｎｊｕｒｙ，Ｉ／Ｒ）损伤后的ＲＯＳ／ＮＯ失衡．结果表明，在小鼠心肌Ｉ／Ｒ损伤模型中，ＣＳ Ｂ ＮＯ与传统释放ＮＯ的水凝胶相比，能更有效地减轻心脏损伤，促进心脏修复并改善心脏功能．调节ＲＯＳ／ＮＯ可激活抗氧化防御系统，从而调节Ｎｒｆ２ Ｋｅａｐ１通路来防止Ｉ／Ｒ损伤诱导的氧化应激，抑制ＮＦ κＢ信号转导通路的过度激活来减少炎症．２．６ 活性物质负载在临床中，药物缓释系统是一类用于人体内部的可以定点、定向控制药物释放的技术．利用水凝胶通过物理包埋固定化技术携带药物后，可以在特定的时间和环境下，使药物在体内通过扩散缓慢释放，同时水凝胶的降解也会进一步释放药物，使药物利用率和功效大大提高．ＣＳ在生物组织工程中对细胞的生长和增殖具有良好的效果，将生长因子、抗生素、疫苗等包埋在ＣＳ水凝胶中，不仅可以实现负载药物释放和输送，还可以发挥ＣＳ本身的优良作用．韩佳岐等［３８］制备了一种邻苯二酚改性的壳聚糖水凝胶用于血管内皮生长因子的负载，具有良好的药物释放能力和抗菌性．Ｔａｎ等［３９］将ＣＳ与羧甲基化西米纸浆（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌｓａｇｏｐｕｌｐ，ＣＭＳＰ）通过电子束辐交联获得水凝胶，该水凝胶具有ｐＨ敏感性：在酸性介质中，ＣＭＳＰ中的羧酸基团和ＣＳ中的氨基基团被质子化，水凝胶不发生溶胀，可限制负载药物的释放；当ｐＨ为６．８时，ＣＭＳＰ的羧基基团和ＣＳ的氨基去质子化，凝胶发生溶胀，药物开始释放且缓释时间可达３２ｈ．３ 结论与展望综上所述，水凝胶伤口敷料在应用中不仅需要满足止血、抗菌等基础性能要求，还需要满足促进皮肤再７３２ 第３期黄雨欣，等：基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright ©博看网. All Rights Reserved.生、防止产生瘢痕等更加复杂的应用要求，如根据伤口愈合不同阶段（炎症、增生、成熟）的特点，有效结合伤口微环境变化，发展具有皮肤生理结构和生理微环境的ＣＳ基敷料．这对水凝胶敷料的生物相容性、机械强度、湿性环境的黏合性能等提出了更高的要求．目前，基于ＣＳ的伤口敷料研究大多停留在实验室阶段，鲜有研究涉及ＣＳ衍生物或ＣＳ基凝胶与伤口接触后的代谢物对伤口愈合过程的影响及潜在风险．探索绿色环保、安全性高、成本低廉、适应人体多种需求的ＣＳ基水凝胶敷料的设计及制备方法，并且逐渐实现从外敷向人体内部组织的应用，这是以ＣＳ为代表的天然抗菌性多糖基水凝胶材料研究的重要内容和长远目标．参考文献：［１］ＹＯＮＥＴＡＮＩＹ，ＫＵＲＯＫＡＷＡＭ，ＡＭＡＮＯＨ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｃｒｙｏｔｈｅｒａｐｙａｆｔｅｒａｎｔｅｒｉｏｒｃｒｕｃｉａｔｅｌｉｇａｍｅｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ｃａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｕｄｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｇａｕｚｅｖｅｒｓｕｓｆｉｌｍｄｒｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．Ａｒｔｈｒｏｓｃｏｐｙ，ＳｐｏｒｔｓＭｅｄｉｃｉｎｅ，ａｎｄＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，２０２２，４（３）：ｅ９６５ ｅ９６８．［２］ＧＡＯＢＢ，ＧＵＯＭＺ，ＬＹＵＫ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｄｒｅｓｓｉｎｇ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｉｌｋｆｉｂｒｏｉｎｂａｓｅｄｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｄｒｅｓｓｉｎｇ（ｉ ＳＭＤ）［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，３１（３）：２１７００１８．［３］ＣＨＥＮＷＨ，ＣＨＥＮＱＷ，ＣＨＥＮＱ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｐｏｌｙｍｅｒｓ：ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅＣｈｉｎａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０２２，６５（６）：１０１０ １０７５．［４］ＫＡＬＡＮＴＡＲＩＫ，ＭＯＳＴＡＦＡＶＩＥ，ＳＡＬＥＨＢ，ｅｔａｌ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ／ＰＶＡｈｙｄｒｏｇｅｌｓｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｗｉｔｈｇｒｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｃｅｒｉｕｍｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，２０２０，１３４：１０９８５３．［５］鲁程程，于振坤，杨园园，等．聚丙烯酸 Ａｌ３＋／壳聚糖复合双网络水凝胶的制备与性能［Ｊ］．复合材料学报，２０２２，３９（１２）：５９１２ ５９２２．［６］ＹＡＮＧＣ，ＧＡＯＬＬ，ＬＩＵＸＹ，ｅｔａｌ．ＩｎｊｅｃｔａｂｌｅＳｃｈｉｆｆｂａｓｅｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｆｏｒｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒｄｒｕｇｌｏａｄｉｎｇａｎｄｒｅｌｅａｓｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１９，１０７（９）：１９０９ １９１６．［７］ＨＹＵＮＡＪ，ＳＥＵＮＧＨＹＵＮＳ．Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｉｖｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｖａｌｅｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｏｌｙｍｅｒｓａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ犅．狊狌犫狋犻犾犻狊［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２２，１４（１８）：２０７２９ ２０７３８．［８］ＷＡＮＧＸＹ，ＳＯＮＧＲＪ，ＪＯＨＮＳＯＮＭ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｓｅｌｆ ｈｅａｌａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｙｓｔｅｍａｓａｎａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，１４（２０）：５９５６．［９］童艳萍，肖艳．双重动态化学键交联水凝胶的制备及性能［Ｊ］．功能高分子学报，２０２０，３３（３）：３０５ ３１２．［１０］ＺＨＡＮＧＪＨ，ＣＡＯＬＭ，ＣＨＥＮＹＫ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙｒｏｂｕｓｔ，ｓｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｒｕｂｂｅｒｗｉｔｈｄｕａｌｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓａｎｄｂｏｒａｔｅｅｓｔｅｒｂｏｎｄｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，２０２２，１６８：１１１１０３．［１１］ＣＡＩＴＴ，ＨＵＯＳＪ，ＷＡＮＧＴ，ｅｔａｌ．Ｓｅｌｆ ｈｅａｌａｂｌｅｔｏｕｇｈｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｈｙｄｒｏｇｅｌｓｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｂｙｐｏｌｙ ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｔｈｒｏｕｇｈｈｏｓｔ ｇｕｅｓｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１８，１９３：５４ ６１．［１２］ＨＵＡＮＧＧ，ＴＡＮＧＺＦ，ＰＥＮＧＳＷ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｈｙｄｒｏｇｅｌｓｉｎｔｏａｓｔｒｏｎｇｌｙａｄｈｅｓｉｖｅａｎｄｔｏｕｇｈｈｙｄｒｏｇｅｌｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０２２，５５（１）：１５６ １６５．［１３］ＤＩＮＧＣＣ，ＴＩＡＮＭＤ，ＦＥＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｎｏｖｅｌｓｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｌｗｉｔｈｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，ｐＨ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ，ｓｔｒａｉｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｗｏｕｎｄ ｈｅａｌｉｎｇ，ａｎｄｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｌｌａｇｅｎａｎｄｃｈｉｔｏｓａｎ［Ｊ］．ＡＣＳＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，６（７）：３８５５ ３８６７．［１４］ＸＵＪＰ，ＷＯＮＧＣＷ，ＨＳＵＳＨ．Ａｎｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｈｙｄｒｏｇｅｌ／ｓｃａｆｆｏｌｄｆｏｒｎｅｕｒａｌｒｅｐａｉｒａｎｄｍｏｔｉｏｎｓｅｎｓｉｎｇ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，３２（２４）：１０４０７ １０４２２．［１５］ＡＢＤＵＬ ＭＯＮＥＭＭＭ，ＫＡＭＯＵＮＥＡ，ＡＨＭＥＤＤＭ，ｅｔａｌ．Ｌｉｇｈｔ ｃｕｒｅｄｈｙａｌｕｒｏｎｉｃａｃｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｕｓｉｎｇｒｉｂｏｆｌａｖｉｎａｓａｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒｆｏｒｂｏｎｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴａｉｂａｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０２１，１６（４）：５２９ ５３９．［１６］丁海昌．ＵＶ交联壳聚糖水凝胶的可控合成与ｐＨ／温度响应性溶胀行为［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０２０．［１７］ＨＡＹＪ，ＰＨＵＯＮＧＬＴ，ＫＹＵＮＧ ＨＥＥＨ，ｅｔａｌ．Ｔｕｎａｂｌｅａｎｄｈｉｇｈｔｉｓｓｕｅａｄｈｅｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｃｈｉｔｏｓａｎｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｓｔｈｒｏｕｇｈｐｏｌｙｍｅｒａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０２１，２６１：１１７８１０．［１８］ＨＵＷＱ，ＬＩＵＭ，ＹＡＮＧＸＳ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｇｒａｆｔｅｄｗｉｔｈｃｏｌｌａｇｅｎｐｅｐｔｉｄｅｂｙｅｎｚｙｍｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１９，２０６：４６８ ４７５．［１９］ＣＨＥＮＬ，ＣＨＥＮＹ，ＺＨＡＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｇｌｕｃｏｓｅ ａｃｔｉｖａｔｅｄｎａｎｏｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｃａｓｃａｄｅｒｅａｃｔｉｏｎ犻狀狊犻狋狌ｆｏｒｄｉａｂｅｔｉｃｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇ［Ｊ］．ＡＣＳＮａｎｏ，２０２２，１６（６）：９９２９ ９９３７．［２０］ＢＯＺＵＹＵＫＵ，ＤＯＧＡＮＮＯ，ＫＩＺＩＬＥＬＳ．ＤｅｅｐｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏＰＥＧｙｌａｔｉｏｎｏｆｂｉｏａｄｈｅｓｉｖｅｃｈｉｔｏｓａｎｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ：ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｒｏｕｇｈａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１８，１０（４０）：３３９４５ ３３９５５．［２１］ＮＥＲＩ ＮＵＭＡＩＡ，ＰＥＳＳＯＡＭＧ，ＰＡＵＬＩＮＯＢＮ，ｅｔａｌ．Ｇｅｎｉｐｉｎ：ａｎａｔｕｒａｌｂｌｕｅｐｉｇｍｅｎｔｆｏｒｆｏｏｄａｎｄｈｅａｌｔｈｐｕｒｐｏｓｅｓ［Ｊ］．ＴｒｅｎｄｓｉｎＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，６７：２７１ ２７９．８３２杭州师范大学学报（自然科学版）２０２３年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.［２２］陈凯，柴琦，王丰艳，等．基于３Ｄ打印构建载银聚乙烯醇 羧甲基壳聚糖 海藻酸钠水凝胶伤口敷料及性能表征［Ｊ］．复合材料学报，２０２２，３９（１２）：５８７９ ５８９１．［２３］童泽鑫，徐海星，樊李红，等．羧丁酰壳聚糖／氧化普鲁兰复合水凝胶的制备及其性能［Ｊ］．武汉大学学报（理学版），２０２１，６７（４）：３４６ ３５２．［２４］ＴＡＮＧＲＬ，ＺＨＡＮＧＹ，ＺＨＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂａｓｅｄｄｙｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｇｒｏｕｐ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１６，１３９：１９１ １９６．［２５］ＬＵＪＷ，ＣＨＥＮＹ，ＤＩＮＧＭ，ｅｔａｌ．Ａ４ａｒｍ ＰＥＧｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｃｈｉｔｏｓａｎｈｙｄｒｏｇｅｌｓａｓａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０２２，２７７：１１８８７１．［２６］李明，刘杨，龚浩，等．羧甲基壳聚糖复合水凝胶的制备及其性能研究［Ｊ］．中国海洋药物，２０２２，４１（２）：１９ ２７．［２７］ＸＵＥＨ，ＨＵＬＣ，ＸＩＯＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄｃｈｉｔｏｓａｎ ｍａｔｒｉｇｅｌ ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓａｓｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｗｏｕｎｄｒｅｐａｉｒａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１９，２２６：１１５３０２．［２８］ＴＡＮＨＬ，ＭＡＲ，ＬＩＮＣＣ，ｅｔａｌ．Ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄｃｈｉｔｏｓａｎａｓａｎａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｇｅｎｔ：ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｃｔｉｏｎａｎｄｂｉｏｍｅｄｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１３，１４（１）：１８５４ １８６９．［２９］ＹＡＮＧＪＷ，ＢＡＩＲＢ，ＬＩＪＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｍｏｌｅｃｕｌａｒｔｏｐｏｌｏｇｙｆｏｒｗｅｔ ｄｒｙａｄｈｅｓｉｏｎ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１９，１１（２７）：２４８０２ ２４８１１．［３０］ＤＵＸＣ，ＬＩＵＹＪ，ＹＡＮＨＹ，ｅｔａｌ．Ａｎｔｉ ｉｎｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｐｒｏ ｃｏａｇｕｌａｎｔｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｔｉｓｓｕｅａｄｈｅｓｉｖｅｆｏｒｓｕｔｕｒｅｌｅｓｓｗｏｕｎｄｃｌｏｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０２０，２１（３）：１２４３ １２５３．［３１］ＷＡＮＧＬ，ＺＨＡＮＧＸＨ，ＹＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｖｅｌｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ｄｏｕｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｄｅｓｉｇｎｆｏｒｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｔｉｓｓｕｅａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｃａｐａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｗｏｕｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，３０（１）：１９０４１５６．［３２］ＤＩＮＧＣＣ，ＴＩＡＮＭＤ，ＦＥＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｎｏｖｅｌｓｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｌｗｉｔｈｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，ｐＨ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ，ｓｔｒａｉｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｗｏｕｎｄ ｈｅａｌｉｎｇ，ａｎｄｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｌｌａｇｅｎａｎｄｃｈｉｔｏｓａｎ［Ｊ］．ＡＣＳＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，６（７）：３８５５ ３８６７．［３３］ＳＵＮＤＡＲＡＭＭＮ，ＡＭＩＲＴＨＡＬＩＮＧＡＭＳ，ＭＯＮＹＵ，ｅｔａｌ．Ｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｃｈｉｔｏｓａｎ ｎａｎｏｂｉｏｇｌａｓｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｈｙｄｒｏｇｅｌｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｂｌｅｅｄｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１９，１２９：９３６ ９４３．［３４］张冬英．儿茶酚功能化壳聚糖／牡蛎肽温敏水凝胶的制备及其性能研究［Ｄ］．湛江：广东海洋大学，２０２０．［３５］李航婷，金明月，李诺营，等．鱼鳔胶原蛋白 壳聚糖 海藻酸钠水凝胶促小鼠皮肤伤口愈合研究［Ｊ］．湖北农业科学，２０２２，６１（１０）：１２７ １３１．［３６］ＢＥＲＧＯＮＺＩＣ，ＢＩＡＮＣＨＥＲＡＡ，ＲＥＭＡＧＧＩＧ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ３Ｄｐｒｉｎｔｅｄｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｓｃａｆｆｏｌｄｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇα ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌｓｈｏｗｉｎｇａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔａｎｄａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０２１，１１（１６）：７２５３．［３７］ＨＡＯＴ，ＱＩＡＮＭ，ＺＨＡＮＧＹＴ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｄｕａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｌｐｒｏｔｅｃｔｓａｇａｉｎｓｔｍｙｏｃａｒｄｉａｌｉｓｃｈｅｍｉａ／ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎｉｎｊｕｒｙｂｙｍｏｄｕｌａｔｉｎｇＲＯＳ／ＮＯｄｉｓｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＳｃｉｅｎｃｅ，２０２２，９（１５）：２１０５４０８．［３８］韩佳岐，田瑗，姜秋，等．负载血管内皮生长因子的邻苯二酚壳聚糖体外药物缓释性能及抗菌性研究［Ｊ］．中国实验诊断学，２０２２，２６（３）：４１３ ４１８．［３９］ＴＡＮＬＳ，ＴＡＮＨＬ，ＤＥＥＫＯＮＤＡＫ，ｅｔａｌ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｒａｄｉａｔｉｏｎｃｒｏｓｓ ｌｉｎｋｅｄｄｉｃｌｏｆｅｎａｃｓｏｄｉｕｍｌｏａｄｅｄｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌｓａｇｏｐｕｌｐ／ｃｈｉｔｏｓａｎｈｙｄｒｏｇｅｌｆｏｒｅｎｔｅｒｉｃａｎｄｓｕｓｔａｉｎｅｄｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０２１，２：１０００８４．犚犲狊犲犪狉犮犺犘狉狅犵狉犲狊狊狅犳犆犺犻狋狅狊犪狀 犫犪狊犲犱犎狔犱狉狅犵犲犾狊犳狅狉犠狅狌狀犱犇狉犲狊狊犻狀犵狊ＨＵＡＮＧＹｕｘｉｎ，ＷＡＮＧＷｅｉ，ＹＡＮＧＴａｏ，ＳＵＮＪｕｎ，ＷＵＹａｎｔｏｎｇ，ＬＩＡＮＧＹｕａｎｙｕａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１１２１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｃｌｉｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｒｏｍｏｔｉｎｇｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｗｏｕｎｄｓｆｒｏｍｉｎｆｅｃｔｉｏｎ．Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｎａｔｕｒａｌｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｃｈｉｔｏｓａｎ，ｗｈｉｃｈｈａｖｅａｕｎｉｑｕｅｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇ，ｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ，ｓｕｃｈａｓｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ，ａｎｄｌｏｏｋｅｄｆｏｒｗａｒｄｔｏｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｎｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ；ｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ９３２ 第３期黄雨欣，等：基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright ©博看网. 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甲壳素与壳聚糖
壳聚糖具有良好的水溶性、生物相容性和生物活性，能够 被生物体内的酶降解。
总结
甲壳素和壳聚糖在性质上的差异主要表现在水溶性和生物降解 性上，甲壳素不易溶于水且不易被生物降解，而壳聚糖具有良
好的水溶性和生物降解性。
应用比较
甲壳素
甲壳素在医学、环保、农业等领域有广泛应用，如制备人工皮肤、药物载体和生物材料 等。
食品工业
02
03
环保领域
甲壳素和壳聚糖在食品工业中的 应用将更加广泛，如食品添加剂、 保鲜剂、食品包装材料等。
甲壳素和壳聚糖在环保领域的应 用将得到发展，如污水处理、土 壤修复等。
甲壳素与壳聚糖的环境影响
减少环境污染
随着提取技术的发展，甲壳素和壳聚糖的生产过程将 更加环保，减少对环境的污染。
资源化利用
甲壳素和壳聚糖的废弃物将得到有效利用，实现资源 化利用，减少浪费。
生态平衡
合理利用甲壳素和壳聚糖资源将有助于维护生态平衡， 促进可
抗菌性
壳聚糖具有广谱抗菌活性，能够抑制多种细菌的 生长繁殖。
生物降解性
壳聚糖可被微生物分解为低分子物质，最终分解 为水和二氧化碳，具有良好的生物降解性。
壳聚糖的应用
食品添加剂
壳聚糖可用于食品保鲜、增稠、稳定等功能， 提高食品品质和口感。
医疗领域
壳聚糖在医疗领域可用于制作止血纱布、药 物载体、组织工程支架等。
02 壳聚糖简介
壳聚糖的来源
甲壳素
壳聚糖是甲壳素经过脱乙酰化反应后 得到的，甲壳素广泛存在于虾、蟹等 甲壳动物的外壳以及菌类、昆虫等节 肢动物的外骨骼中。
提取过程
通过酸碱处理、脱钙、脱蛋白等步骤 ，将甲壳素脱去乙酰基，得到壳聚糖 。
壳聚糖在伤口愈合中的作用与应用论文
壳聚糖在伤口愈合中的作用与应用论文壳聚糖在伤口愈合中的作用与应用论文壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，又名甲壳胺、壳多糖、聚氨基葡萄糖等，是地球上含量仅次于纤维素的天然有机高分子化合物，也是迄今所发现的唯一天然碱性多糖，其化学名称为β-（1,4）-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。
甲壳素广泛存在于节足动物的甲壳以及细菌的细胞壁中，在自然界中含量巨大，来源广泛。
壳聚糖作为甲壳素的衍生物，由于具有良好的生物相容性、可降解性、吸附性、成膜性、抗菌性、无毒性，以及能够加速伤口愈合等性能，在生物医用材料领域获得广泛的应用。
尤其是21 世纪以来，以壳聚糖为原料的医用敷料得到快速发展，成为生物质材料研究中的一个热点。
1 壳聚糖的生物学特性1. 1 生物相容性壳聚糖在医学上的生物相容性主要体现在血液相容性、力学相容性和组织相容性三方面。
三者既相互联系，又各有侧重。
当壳聚糖与血液接触后，具有在血液中一直保持有效生物活性的能力，不会破坏血液的有效成分，不会出现溶血、凝血和血栓等现象，并具有一定的强度和弯曲性，可通过改性来满足人体不同组织部位的要求。
1. 2 表面活性壳聚糖大分子链中含有较多的氨基和羟基等活性基团，可以对其进行交联、接枝、酰化、羧甲基化等化学改性，生成多种衍生物，改善其性能。
酰化反应是壳聚糖化学改性中研究最多的一种反应，可大大改善其溶解性能。
壳聚糖膜经过交联改性后，强度和化学稳定性均有所增强。
1. 3 可生物降解性壳聚糖是由葡萄糖胺以β-1,4-苷键连接成的多糖，可被伤口处细胞分泌的溶菌酶、壳多糖酶等降解，从而被肌体组织和器官吸收，具有较好的生物降解性。
低脱乙酰度的壳聚糖受酶的降解作用较为显着，高脱乙酰度的壳聚糖降解相对缓慢。
1. 4 无毒性壳聚糖不溶于血液，抗原性较低，与体内存在的氨基葡萄糖具有类似的结构，是一种安全、无毒的生物医用材料。
王晓芹等[1]在兔皮肤上分别使用壳聚糖原液进行皮肤刺激实验、角结膜刺激实验、肌肉刺激实验和细胞毒性实验，结果证明壳聚糖对兔皮肤、肌肉和角结膜无刺激性，无细胞毒性，与组织的相容性较好。
壳聚糖功能性敷料的作用
壳聚糖功能性敷料的作用一般身上出现伤口的时候，我们要么是用贴创口贴，要么是使用敷料，但是传统的处理伤口的方法，并不是那么的严格，仅仅只是覆盖到伤口，并没有抵御外部感染的作用，所以就诞生了新型的现代医学伤口敷料，名为壳聚糖功能性敷料。
壳聚糖功能性敷料，相较于传统敷料来说，壳聚糖敷料不仅仅覆盖到伤口上，并且还会防止伤口受到外部感染，并且能够创造出，促进伤口愈合的微环境，所以，这种敷料，在现代医学中，是非常受重视的，经研发，现在的市面上的壳聚糖敷料，一共有六大功能。
一、止痛功能使用壳聚糖敷料处理伤口的时候，壳聚糖能够对伤口起到润肤作用，并且会有一些清凉的感觉，并且，经过医学研究发现，壳聚糖还具有吸收伤口处“致痛因子”的作用，由此，壳聚糖可以起到舒缓伤口疼痛的功能，二、止血功能壳聚糖所带的正电荷和细胞表面所具有的负电荷能够相互吸引，能够快速的使血红细胞聚集，从而达到快速止血的功能，原理就是壳聚糖可以使细胞快速凝聚，然后给伤口止血的功能。
三、免疫作用壳聚糖通过刺激体内巨噬细胞往伤口处移动，能够提高伤口处的免疫能力，从而具有一一定的免疫功能。
四、抑菌功能壳聚糖有一定的抑制作用，原理就是壳聚糖所带的正电荷和微生物菌细胞所带的负电荷相互作用，会使得菌内的蛋白质和其他细胞的成分泄露，从而达到抑菌的作用。
五、促进愈合壳聚糖能够促进伤口处上皮细胞、角质细胞等的生长，促进巨噬细胞产生活性因子，能够达到促进愈合的作用。
六、减少瘢痕壳聚糖能够通过促进上皮细胞生长的同时抑制不正常纤维细胞的过度生长，起到减少皮肤留瘢痕的作用。
壳聚糖功能性敷料和传统的敷料，有很大的不同，壳聚糖敷料有着对伤口的处理、抑菌、促进愈合、减少瘢痕的作用，所以现代医学非常的重视壳聚糖敷料，并且得到了广泛的应用。
羧宁液体伤口能够促进伤口愈合，加快愈合时间。
伤口敷料基础知识
伤口敷料基础知识组织修复的基本方式是由伤后增生的细胞和细胞间质再生增殖、充填、连接或替代损伤后缺损的组织。
伤口愈合理论㈠.干性愈合理论Ø观点伤口愈合需干燥环境，有大气氧的参与可以促进伤口愈合，以供细胞生长的各种生化反应所需(后来的研究证实其表皮伤口无法无法从大气中获得氧气)。
Ø历史20世纪60 年代以前人们在其指导下进行伤口护理；18世纪末叶开始，巴斯德(Pasteur)的细菌学研究开始，为“干燥伤口愈合”观念的开始。
Ø缺点伤口愈合环境差，结痂造成伤口疼，更换敷料时损伤创面，愈合速度慢，不能隔绝细菌的侵入，等。
伤口愈合理论㈡.湿性愈合理论Ø观点a.湿润环境可加快表皮细胞迁移速度，无结痂形成，避免表皮细胞绕经痂皮下迁移而延长愈合时间，从而促进伤口愈合；b.湿润和低氧环境能维持创缘到创面中央正常的电势梯度，刺激毛细血管的生成，促进成纤维细胞和内皮细胞的生长，促进角质细胞的增殖，还促使更多的生长因子受体与生长因子结合，从而促进创面愈合密闭环境能有效保证伤口渗液不粘连创面，避免新生肉芽组织再次机械性损伤，减轻疼痛；伤口愈合理论㈡.湿性愈合理论Ø观点c.保留在创面中的渗液释放并激活多种酶和酶的活化因子，促进坏死组织与纤维蛋白的溶解；d.渗液能有效地维持细胞的存活，促进多种生长因子的释放，刺激细胞增殖，并且可能参与生长因子的传递和旁分泌过程；e.密闭状态下的微酸环境，能直接抑制细菌生长，并有利于白细胞繁殖及发挥功能，同时防止细菌透过，预防和控制感染。
伤口愈合理论㈡.湿性愈合理论Ø历史a.希腊公元2世纪的医生伽林认为，创伤可在保持湿润的环境中得到最好的愈合；b.1958年，Odland首发现：水疱完整的伤口比水疱破溃的伤口愈合速度明显加快；c.1962年，Winter首证实：湿润且具通透性的伤口敷料加速愈合过程，发表于Nature；d.1963年，Hinman和Maibach报道了同样的发现；e.20世纪七八十年代湿性伤口敷料开始商业化。
壳聚糖敷料 标准
壳聚糖敷料标准壳聚糖敷料是一种常用的医疗敷料，广泛应用于伤口治疗和皮肤保护。
壳聚糖是一种天然的多糖类物质，具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此被广泛应用于医疗领域。
壳聚糖敷料具有多种独特的优点，能够有效促进伤口愈合和减少感染风险。
首先，壳聚糖敷料具有良好的生物相容性。
由于壳聚糖是一种天然的多糖类物质，与人体组织具有较好的相容性，不会引起过敏反应或其他不良反应。
这使得壳聚糖敷料适用于各种不同类型的伤口，包括创伤性伤口、烧伤、溃疡等。
在使用壳聚糖敷料时，患者不会感到不适或疼痛，能够更好地接受治疗。
其次，壳聚糖敷料具有良好的生物可降解性。
壳聚糖是一种可生物降解的材料，能够在人体内逐渐分解和吸收。
当壳聚糖敷料被应用于伤口上时，它会逐渐溶解并释放出壳聚糖分子，促进伤口愈合和组织再生。
与传统的敷料相比，壳聚糖敷料能够更好地促进伤口愈合，并减少局部组织的损伤。
此外，壳聚糖敷料具有良好的吸附性能。
壳聚糖敷料表面具有多孔结构，能够有效吸附伤口渗出液和细菌等有害物质。
这有助于保持伤口干燥和清洁，并减少感染的风险。
同时，壳聚糖敷料还具有一定的保湿性能，能够保持伤口湿润，促进细胞再生和修复。
此外，壳聚糖敷料还具有促进血液循环和消肿作用。
壳聚糖敷料能够通过温和的按摩作用促进局部血液循环，加速伤口愈合和废物排出。
同时，壳聚糖敷料还具有一定的消肿作用，能够减轻局部组织的水肿和炎症反应。
总之，壳聚糖敷料是一种非常优秀的医疗敷料，具有良好的生物相容性、生物可降解性、吸附性能以及促进血液循环和消肿作用等优点。
它在伤口治疗和皮肤保护方面具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对健康的重视程度提高，壳聚糖敷料将会得到更广泛的应用，并为人们带来更多的健康福祉。
甲壳素和壳聚糖纤维的发展及应用
由于甲壳素和壳聚糖的分子结构具有较大的链 刚性 , 故在适当的溶剂中它们都可以形成溶致型液 晶并且具有较低的临界浓度[4 ,5 ] 。甲壳素纤维要实 用化 , 尚有提高强度的必要 。而液晶纺丝对于改善 纤维的强度和模量等机械性能具有较明显的效果 。 甲壳素的液晶纺丝尚无报道 。壳聚糖可按下法纺 丝[6 ] : 将壳聚糖溶于甲酸 , 配成 5 %溶液 , 之后蒸 发溶剂约天 , 浓度为 35 %时变成液晶态 。凝固液 为甲醇和 2 %氢氧化钠的混合液 , 温度为 25 ℃, 所 得的纤维在偏光显微镜下可观察到其内有典型的取 向液晶态条带织构 , 其断裂强度为普通湿纺纤维的 2 倍以下 。
(70) : 373～377 4 董炎明 , 汪剑炜等. 高分子学报 , 1999 (4) : 431～434 5 胡钟鸣 , 李瑞霞等. 高分子学报 , 2000 (1) : 46～48 6 董炎明. 高分子通报 , 1999 (4) : 52 7 Goosen , Matt heus F A. Application of chitin and chitosan , Can2
第5期
化 工 新 型 材 料
壳聚糖在医学上的应用
壳聚糖在医学上的应用
壳聚糖在医学上有多种应用，主要包括以下几个方面：
1．伤口愈合和创面修复：壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，可用于制备生物可降解的敷料或填料，用于伤口愈合和创面修复。
壳聚糖敷料能够提供一个适宜的环境，促进伤口愈合，减少感染风险，加速创面愈合。
2．药物缓释系统：壳聚糖可以用作药物缓释系统的载体，用于控制药物的释放速率和时间，提高药物的疗效并减少副作用。
通过改变壳聚糖的物理性质和化学结构，可以调控药物的释放速率和药效持续时间。
3．组织工程和再生医学：壳聚糖可以用作组织工程和再生医学领域的生物材料，用于细胞培养、组织工程支架和组织再生。
壳聚糖支架具有良好的生物相容性和生物活性，可以为细胞提供良好的生长环境，并且可降解性使得支架在组织再生过程中逐渐被代谢。
4．口腔医学应用：壳聚糖可以用于口腔医学领域，制备口腔护理产品、口腔修复材料和口腔药物缓释系统。
壳聚糖具有抗菌、抗炎和生物相容性等特点，可用于口腔感染和炎症的治疗，以及口腔组织的修复和再生。
5．肿瘤治疗辅助：壳聚糖可以用于肿瘤治疗的辅助，例如制备肿瘤靶向药物载体或肿瘤治疗的辅助材料。
壳聚糖纳米粒子可以作为药物载体，具有较好的肿瘤靶向性和药物缓释性能，可提高药物的疗效和降低毒副作用。
总的来说，壳聚糖在医学上的应用非常广泛，涵盖了伤口愈合、药物缓释、组织工程、口腔医学和肿瘤治疗等多个领域，为医学领域的发展和临床治疗提供了重要的支持。
羧甲基纤维素钠和壳聚糖
羧甲基纤维素钠和壳聚糖
壳聚糖是一种阳离子性多糖类化合物，具有生物相容性和生物
降解性，因此在医药领域有着广泛的应用。
它常被用作药物的载体
材料，可以帮助药物在体内的释放和吸收，同时也被用于伤口敷料、止血剂等医疗材料中。
此外，壳聚糖还被用于食品工业中作为保鲜剂、凝固剂和稳定剂，也被用于环境保护领域，如废水处理和废水
重金属离子的吸附剂。
从应用角度来看，羧甲基纤维素钠和壳聚糖都具有广泛的用途，可以在不同领域发挥重要作用。
从化学结构来看，羧甲基纤维素钠
是一种半合成的纤维素衍生物，而壳聚糖是从甲壳素中提取得到的
天然多糖。
它们的不同结构和性质使得它们在应用中有着各自独特
的优势和特点。
总的来说，羧甲基纤维素钠和壳聚糖作为生物聚合物，在医药
和食品工业中有着广泛的应用前景，它们的特性使得它们可以在药
物制剂、食品添加剂、医疗材料等领域发挥重要作用。
同时，对于
这两种物质的研究和应用也在不断深入，未来有望发展出更多的新
型应用。
甲壳素及其衍生物在医药敷料中的应用进展
因之一。
在肝源性胆囊炎的治疗中肝胆同治是不可忽视的治则789。
病毒性肝炎合并胆囊炎临床常见,其发病机理复杂,在肝病早期如何有效的阻止、减轻胆囊病变或防止其转为慢性,以利于肝病的尽快恢复,有待于进一步研究。
参考文献8刘国栋4范金华:病毒性肝炎8;0例胆囊分析:综合临床医学48<<=4 80(8):;=2崇雨田4赵志新4梁欣4等:病毒性肝炎合并胆囊炎、胆结石;;<;例的>超观察:新医学,8<<8,(增刊8):;?;张宗录@赵金山4徐晓冬:病毒性肝炎合并胆囊炎2<58例临床分析:内蒙古医学杂志420004;2(8):A8=曲春燕4王伟4涂静:病毒性肝炎合并胆囊改变802例>超观察:内蒙古医学杂志,200=,;?(?):=?;5张玉清:>超对288例急性黄疸型肝炎患者胆囊壁改变的显像观察:临床肝胆病杂志48<<=480(=):222叶维法4钟振义:肝炎学大典:天津B天津科学技术出版社48<<?: 80A赵登蕴:乙型病毒性肝炎的胆道系统损害及其意义:临床肝胆病杂志48<<8,A(2):5<8朱江帆4单礼成4董磊:肝硬变门静脉高压症胆囊收缩功能改变:中华外科杂志,8<<;,;8(8):;=<石世善4范积华4曹兴国:病毒性肝炎的胆系声像改变与临床关系:临床肝胆病杂志48<<=480(=):22080华军:慢性乙型病毒性肝炎伴胆囊病变<?例分析:镇江医学院学报48<<?45(=):;5088高涛:病毒性肝炎并发细菌感染的诊断及处理:实用肝脏病杂志,8<<8,(;)8:?;82胡翔鹄:肝炎后肝硬化患者的胆系声像改变:中级医刊48<<0, 25(8):2A8;西安第六次全国传染病与寄生虫病学分会、肝病学分会联合修订:病毒性肝炎防治方案:中华传染病杂志4200848<C8DE5?8=白冬梅@刘继宁:慢性乙型肝炎合并胆囊炎A5例临床分析:沈阳医学院学报,8<<<@8(2):<;85孙涟漪@刘以伦@谢学峰:病毒性肝炎并发胆囊炎变诊治体会:临床医学@8<<?@8?(=):2A8?徐家玲@王学前@汪向红:病毒性肝炎并发胆囊炎胆石症:江苏医药@8<<?@28(;):20=7收稿日期:2005F02G2=97本文编辑:韩仲琪9甲壳素,又称甲壳质、几丁质,是天然多糖类高分子物质,化学名为!G8,=G2G乙酰氨基G2G脱氧GHG葡萄糖,分子式CI8J8;6K5L M,不溶于水、稀酸、稀碱和一般有机溶剂,具有"、!、#三种晶型,广泛存在于虾蟹壳、昆虫外壳、真菌细胞壁、植物细胞壁中。
甲壳素的医学应用
甲壳素的生物医学应用摘要甲壳素(Chitin).亦称甲壳质，是自然界中产量仅次于纤维素的天然多糖，广泛存在于昆虫，甲壳类动物外壳及真菌细胞壁中。
经脱乙酰化反应转变成甲壳胺(chitosan)，即壳聚糖。
甲壳素发现于1811年，1887年用化学方法和X射线衍射测定了结构。
多年来对它的化学性能进行了广泛研究。
脱乙酰化度和平均分子量是甲壳胺的两项主要性能指标。
甲壳素一般不溶于水、碱和常规有机溶剂中。
只溶于盐酸等无机酸及甲醇、乙醇等有机酸。
高度脱乙酰化甲壳胺可溶于水。
甲壳胺分子中有许多胺基和经基，容易进行化学修饰和改性。
这类天然多糖具有明显碱性、良好的生物相容性和生物可降解性。
降解产物为对人体无毒的的N一乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖。
降解过程中产生的低分了量甲壳素(胺)或其寡聚糖在体内不积累，无免疫源性。
随着研究的深入，甲壳素及其衍生物作为具有独特性能的生物材料越来越引起人们的注意。
在生物医学领域有广泛应用前景。
本文对其近年的应用研究作一简要介绍。
关键词甲壳素；生物材料；医学应用引言1977年意大利科学家RAA Muzzarelli 出版专著《Chitin》①，自它问世以来就备受各国科研工作者的青睐。
甲壳素应用范围广泛，包括化工、医疗、食品、农业、环保、保健品等领域。
甲壳素是一种天然生物高分子，广泛存在于虾、蝎、虾蛤等许多低等动物中，是地球上含量丰富的可再生利用的自然资源之一，年产量仅次于纤维素，也是数量最多的含氮有化合物，同时也是目前自然界中唯一发现带正电荷的物质。
1甲壳素的分子结构甲壳素又名几丁质，其结构如图1-1所示，是由2一乙酰氨基一2一脱氧一β-D-葡萄糖以α-1,4-糖昔键缩合而成的多糖类生物大分子，广泛存在于自然界的昆虫类、甲壳类和软体动物骨骼以及某些真菌的细胞壁中。
地球蕴藏量丰富，每年产量可达100亿吨，是产量仅次于纤维素的第二大天然有机物，也是数量仅次于蛋白质的含氮有机物，是地球上一大取之不尽用之不竭的可再生天然资源②。
甲壳素与壳聚糖
甲壳素和壳聚糖具有调节植物生长、增强植物抗逆性等作用，在农业领域具有潜在的应 用价值。
甲壳素与壳聚糖的未来展望
提高产量与质量
通过优化提取和制备工艺，提高甲壳素和 壳聚糖的产量与质量，以满足市场需求。
A 拓展应用领域
随着研究的深入，甲壳素和壳聚糖 的应用领域将进一步拓展，如在新 材料、新能源等领域的应用探索。
多元化提取
未来将开发出更多元化的提取方法，满足不同来源和性质的甲壳素 与壳聚糖的提取需求。
甲壳素与壳聚糖的应用领域拓展
生物医学领域
随着研究的深入，甲壳素与壳聚 糖在生物医学领域的应用将更加 广泛，如药物载体、组织工程、 生物材料等。
环保领域
由于甲壳素与壳聚糖具有优异的 生物降解性，未来在环保领域的 应用将更加广泛，如污水处理、 土壤修复等。
甲壳素和壳聚糖都具有抗菌、抗 炎、抗肿瘤等生物活性，可应用 于伤口愈合、抗炎治疗、抗肿瘤 药物载体等方面。
04 甲壳素与壳聚糖的未来发 展
甲壳素与壳聚糖的提取技术发展
高效提取
随着科技的不断进步，甲壳素与壳聚糖的提取技术将更加高效， 提高产量和纯度，降低生产成本。
环保提取
在提取过程中，将更加注重环保，减少对环境的污染，开发出更加 环保的提取方法。
循环利用
03
研究甲壳素与壳聚糖的循环利用技术，实现资源的有效利用，
降低生产成本和环境负担。
05 结论
甲壳素与壳聚糖的重要地位
生物医用材料
甲壳素和壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，在生物医用材料领域具有广泛的 应用前景，如药物载体、组织工程和创伤敷料等。
环保领域
甲壳素和壳聚糖可降解，对环境友好，可用于环保领域，如污水处理、重金属离子吸附 等。
甲壳素衍生物的作用
甲壳素衍生物的作用甲壳素作为可吸收的外科手术线材料，最初的生理试验就给出了令人鼓舞的结果。
从酚胺一Liol溶剂中纺出的甲壳素复丝纤维的抗张强度可达50千克/毫米“，编成鞭的手术线在胆汁、尿、胰液中可很好地保持其强度，这一点对于现有的可吸收的手术线如PGA、Catgut来说，是难以做到的。
甲壳素手术线盯毒性试.验表明，它在所有诱变、急性中毒、发热、溶血、皮肤反应方面都显示负性〔1〕。
从甲壳素手术线在家兔体内的试验结果来看，手术线在埋入组织的早期有不明显的炎症，但慢慢就消退了，而当伤口愈合后手术线就很快地被吸收.〕。
甲壳素还具有促进伤口愈合的作用，已有试验证实，甲壳素手术线可增加伤口的抗张强度，但不改变皮肤胶原蛋白中经脯氨酸的含量〔8〕。
对甲壳素手术线制备的研究已有不少报道〔4，5〕，一般是把经酸碱处理提纯后的甲壳素研磨成粉末，溶于适当的溶剂成胶状物后，先用湿式纺丝方法纺成单丝，然后编织成手术线。
通常是把甲壳素溶解在CC13CO:H和CH:C12混合溶剂、LICI和N一甲基毗咯烷酮或Li。
1和MeZNAc混合溶剂中，然后把粘稠的甲壳素溶液通过喷丝嘴挤压入凝结剂丙酮或异丁醇中，得到甲壳素纤维，再用碱中和、洗涤、脱水，最后纺成手术线。
这样得到的甲壳素手术线，无论是湿态还是干态，都具有很好的机械强度以及较小的伸长率。
若把手术线在40℃用5%戊二醛处理4小时，其强度还可以有所提高。
在家兔体内的试验表明，经过处理的手术线，’埋入两天后强度为95公斤/毫米2，气25天后为14公斤/毫米“，而未经处理的手术线，.2天后为72公斤/毫米“，25天后只有6公斤/毫米“。
用做人工透娜膜‘目前临床应用的透析膜有铜氨纤维膜、聚丙烯睛膜等，这些膜都存在着抗凝血性能差，中分子量物质透过性差的缺点。
迄今利用甲壳素、壳聚糖及其衍生物为原料制造人工透析膜已有一些报道〔7，“〕。
甲壳素、壳聚糖可分别溶予适当的溶剂，通过中空纤维喷丝嘴注入凝结剂中，进而纺成中空纤维，中和洗涤后，可制得中空纤维人工透析膜;若把乙酞化甲壳素溶于适当的溶剂配成1，0一 4.0%的溶液，然后在玻璃上展开，待溶剂挥发后，‘可得到平板透析膜;N一酞化壳聚糖膜的制法是:把壳聚糖溶解在2%，5%的乙酸溶液中，用甲醇稀释后，加入酸醉反应，伺时在玻璃板上展开，待挤剂挥发后，再中和洗涤，即可得到N一酞化壳聚糖膜。
甲壳素和壳聚糖的化学性质和应用
甲壳素和壳聚糖的化学性质和应用普拉迪普·库马尔·杜塔，乔伊迪普格杜塔和特里帕蒂阿拉哈巴德，莫逖尼赫鲁国家技术研究所，化学系211004。
甲壳素和壳聚糖是相当灵活和有前途的生物材料。
脱乙酰甲壳素和壳聚糖衍生物，更加有用和有趣的生物活性聚合物。
尽管它的生物降解性，它有许多反应性氨基酸侧链基团，其中提供化学修饰，形成了大量的各种有用的衍生物，是市售的可能性或者可以通过接枝反应和离子相互作用。
本研究着眼于当代研究甲壳素和壳聚糖对在各种工业和医学领域的应用。
关键词：甲壳素，生物降解性，壳聚糖，生物材料介绍甲壳素是第二个最普遍的物质，地球上仅次于纤维素和多糖：它是由（1→4）组成的联-2 - 乙酰氨基-2 - 脱氧- - glucose1（D-N-乙酰葡糖胺）（图1）。
它通常被认为是纤维素衍生物，甚至不会发生在生产纤维素的生物中。
它与纤维素结构上是相同的，但它在C-2位置上具有乙酰胺的组（NHCOCH3）。
同样的衍生物甲壳素，壳聚糖线型聚合物（1→4） - 连接的2 - 氨基-2 - 脱氧--D-吡喃葡萄糖，很容易推导出N-脱乙酰化，其特征在于，不同程度上的脱乙酰度，因此它是一个的N-乙酰葡糖胺和葡糖胺的共聚物（图2）。
估计甲壳素每年待产几乎与纤维素一样多。
它已成为极大的研究热点，不仅是一个可利用的资源，也可作为一个新的高功能的生物材料，潜在于各个领域中的最新进展，化学作用是相当显著的。
图1 - 甲壳素结构图2 - 部分脱乙酰甲壳素甲壳素是一种白色，坚硬，无弹性，在含氮多糖中的外骨骼中发现，以及在内部结构的无脊椎动物中发现。
这些天然聚合物表面的一个主要来源在沿海地区。
作为食品工业中获得的甲壳类的壳进行脱乙酰壳多糖的生产，在经济上是可行的，特别是如果它包括恢复类胡萝卜素。
贝壳含有相当数量的虾青素，迄今尚未合成，类胡萝卜素是作为鱼类食品添加剂销售水产养殖，特别是鲑鱼。
印度的平均降落的固体废物分数贝类介乎60,000至8万吨。
甲壳素及壳聚糖在纺织工业中的应用
甲壳素及壳聚糖在纺织工业中的应用1 概述甲壳素（Chitin）又名甲壳质、几丁质等，是一种丰富的自然资源，每年生物合成近10亿吨之多，是继纤维素之后地球上最丰富的天然有机物。
甲壳素的结构与纤维素极其相似，是一种天然多糖，可命名为（l，4）-2-乙酸氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。
甲壳素兼有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，对动、植物都具有良好的适应性，同时还具有生物可降解性和口服无毒性，因此近年来它已成为一种用途广泛的新型材料。
壳聚糖（Chitosan）是甲壳素脱乙酸化的产物，能溶于低酸度的水溶液中，因其含有游离氨基，能结合酸分子，故具有许多特殊的物理化学性质和生物功能。
壳聚精是甲壳素最重要的衍生物，是甲壳素脱乙酸度达到70％以上的产物，也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖，具有无毒性、可生物降解性、良好的生物兼容性等特性。
另外，壳聚糖分子中存有大量的氨基和羟基，可以通过化学反应在其上引入各种功能性基团进行化学修饰作为低等动物组织中的纤维成分，所以表现出了极高的应用价值和广泛的发展前景，是一种新型的多功能织物整理剂，在印染、抗折皱、防毡缩、抗菌和纤维滤嘴等方面应用广泛。
此外，将甲壳素或壳聚糖纺成纤维，进而加工成外科用的可吸收手术缝合线、伤口敷料、人造皮肤等医用材料则是近年来科学家们研究的重要课题。
2 在纺织领域中的应用壳聚糖具有许多天然的优良性质，如吸湿透气性、反应活性、生物活性、吸附性、粘合性、抗菌性等，人们利用这些性能来提高棉、毛、丝绸等天然纤维织物的染色、抗菌、防皱、防缩等性能，并可应用于纺织领域的污水处理。
2．1 手术缝合线用壳聚糖纤维制成的缝合线，在预定时间内有很强的抗张强度，在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好的强度，在体内有良好的适应性，尤其是经过一定时间，壳聚糖缝合线能被溶菌西每解，被人体自行吸收。
因此，当伤口愈合后，不必再拆线。
理想的外科缝合线应满足：愈合前与组织兼容；愈合时所有缝合线不拆除，逐渐被人体吸收而消失；缝合线不破坏愈合。
甲壳素、壳聚糖在手术缝合线中的应用
• 手术缝合线缝入人体，和人体组织、器官和血液保持 长期或持久的接触。按其在活性组织中的行为，可分 为生物不可降解的、生物可降解吸收的。其中生物可 降解吸收对组织和器官的修复和重建有着重要意义， 它既能为机体提供暂时的支架，又能在完成使命后， 通过降解成为人体可吸收的物质而消失，避免了体内 的排异反应、非感染性炎症等一些不良影响，同时也 避免了二次手术。
有实验表明，以金色葡萄球菌诱导家兔发生骨髓炎， 壳聚糖可降低其感染率。
4、生物降解性 甲壳素及壳聚糖可被人体内的酶如甲壳素酶和溶菌酶 等水解成相应的氨基葡萄糖，被人体吸收。降解率与 其结晶度及脱乙酰化作用成反比。
在兔体内试验观察，甲壳素手术缝合线4个月可以完 全吸收。
5、可修饰性 壳聚糖具有自由氨基，呈阳离子性，因此可用多种化 学试剂进行修饰，增强其性能
二、壳聚糖、甲壳素
可吸收型手术缝合线主要用于消化系统外科和整型外科等体内 手术中，理想的产品应该在愈合前与组织相容，愈合的缝合线 不须拆除，能缓慢被人体吸收，并且在愈合过程中不破坏正常 的愈合。甲壳素及壳聚糖能很好地满足以上三点。
甲壳素及壳聚糖来源广泛，据估计，自然界中甲壳素存在量为 100亿吨左右，仅次于纤维素，是地球上第二大生物资源。可 以大量生产，生物相容性好，能够在人体酶的作用下生物降解， 降解产物安全无毒，而且作为一种天然碱性多糖，还具有相当 的生物活性，是一极具发展潜力的可吸收降解手术缝合线。
甲壳素及壳聚糖的结构 甲壳素是由β－（1, 4）－2－乙酰氨基－2－ 脱氧－D－葡萄糖（N－乙酰－D－葡萄糖胺）组成 的线性多糖。昆虫壳皮、虾蟹壳中均含有丰富的甲 壳素。
壳聚糖 甲壳素中糖基上的N-乙酰基大部分（55%以上） 脱去后，就源自了甲壳素最为重要的衍生物——壳聚糖。
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作者简介:陈煜(1979-),男,甘肃天水市人,博士研究生,研究方向为甲壳素、壳聚糖的改性及应用,E mail:bityuchen@甲壳素和壳聚糖在伤口敷料中的应用陈 煜1,窦桂芳2,罗运军1,谭惠民1(1北京理工大学材料科学与工程学院,北京 1000812军事医学科学院野战输血研究所,北京 100850)摘要:天然高分子甲壳素和壳聚糖以其良好的生物相容性、生物可降解性、无毒、止血、止痛、抗菌、促进伤口愈合并减少疤痕等优点,在伤口敷料方面的研究正在引起人们的重视。
本文对甲壳素和壳聚糖适于作为伤口敷料的优异性能从机理上进行了讨论,并介绍了通过甲壳素、壳聚糖及其衍生物制备性能优异的伤口敷料的研究进展。
关键词:甲壳素;壳聚糖;伤口敷料;机理皮肤是人体的重要器官,它起着控制体温,防止感染及体液流失,免疫及传感的作用。
由于创伤、擦伤、皮肤溃烂和烧伤等原因,可能导致皮肤的大范围伤害。
皮肤的损伤容易造成细菌感染,体液流失并引起各种并发症[1]。
通常采用伤口敷料对伤口进行保护,防止伤口的感染和脱水,在伤口处维持有利于治疗的潮湿环境,改善治疗效果,促进伤口愈合。
通常对于伤口敷料有如下要求[2~7]:(1)具有与人体皮肤相近的柔软性能,在湿润时也能保持一定的形态和强度;(2)能保持创面的湿润环境,有较好的吸收伤口分泌物的能力,并有一定的透气性;(3)敷料无毒,对人体不发生有害的反应和刺激,而且必须能够阻止细菌进入创面以防止造成二次感染,避免伤口接触粒子和有毒的污染物,无热源;(4)最好有止血、止痛等作用,可促进肉芽生长和皮肤再生,加速愈合,减少疤痕;(5)贮存稳定性好,最好具有可降解性能,废弃物对环境不产生污染。
甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳以及菌、藻类低等植物的细胞壁中提取出的天然高分子材料,是自然界中仅次于纤维素的第二大生物衍生资源。
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物,是自然界中唯一的碱性多糖。
一般来说,甲壳素的N -乙酰基脱去50%以上就可以称为壳聚糖[8]。
图1 甲壳素和壳聚糖的结构示意图Fi gure 1 Schematic representation of the chitin and chi tosan近年来,甲壳素和壳聚糖在生物材料领域的应用日益引起人们的重视[9],在伤口敷料、可吸收手术缝合线,缓释药物载体、酶固定、凝血剂和抗凝血剂,减肥药,抗癌药,眼科材料等领域的应用都有研究,甚至有些研究已经商品化。
而甲壳素和壳聚糖由于具有独特而优异的生理活性,在伤口敷料方面的研究逐渐成为其在生物材料应用研究中的一个热点。
1甲壳素、壳聚糖在伤口治疗过程中的作用甲壳素和壳聚糖具有止痛、止血、促进伤口愈合、减小疤痕,抑菌、良好的生理相容性和生物可降解性等优异的性能,非常适于作为伤口敷料的原料。
1.1甲壳素和壳聚糖的止痛作用甲壳素和壳聚糖对伤口疼痛有很好的舒缓作用[10]。
Allen等[11]发现壳聚糖与伤口接触时能起到清凉而舒服的润肤作用。
最近Okamoto等[12]对甲壳素和壳聚糖对由于稀乙酸溶液诱发的炎症疼痛的止痛作用机理进行研究后发现壳聚糖由于吸收了乙酸在发炎部位释放出来的质子而起到止痛作用,而甲壳素则主要是由于吸收了血管舒缓激肽而起到止痛作用。
1.2甲壳素和壳聚糖促进伤口愈合及减少疤痕的作用甲壳素和壳聚糖有促进伤口愈合的作用,目前对其机理已有了一些研究。
伤口的愈合过程可分为三个阶段:炎症的形成,肉芽组织的生成和生物基质的重建。
甲壳素和壳聚糖可促进内白细胞杀菌素和巨噬细胞的迁移。
Usami等研究发现,甲壳素和壳聚糖对犬的嗜中性粒细胞有趋化性吸引作用[13],在体外也能使犬的多形核白细胞(P MN)产生趋化性迁移[14]。
他们认为[15],甲壳素和壳聚糖对P MN迁移作用的增强是通过产生趋化因子C5a而影响补体的活性。
伤口分泌的高浓度趋化因子对PMN细胞有很强的趋化性吸引作用[16]。
PMN细胞在发炎部位能够起到吞噬(细胞)作用和杀菌活性[17]。
Mori等通过体外实验证明[18],甲壳素和壳聚糖可以诱发纤维母细胞产生白细胞介素-8(IL-8)。
I L-8具有血管增殖作用[19,20],并且对内皮细胞和表皮细胞有趋化性吸引作用,可以促进纤维母细胞及血管内皮细胞的迁移和增殖。
此外,还发现甲壳素和壳聚糖能诱发产生前列腺素E2,IL-1,白三烯B4(L TB4)类纤维母细胞生长因子类似物(在狗体内)以及IL-1B(在人体内)等可以促进血管增殖和细胞迁移的介质[21,22]。
随着血管的增殖作用,可以为纤维母细胞的细胞质中肽链所含的脯氨酸和赖氨酸的羟基化过程提供所需的氧及维生素C,从而促进了胶原蛋白分子的形成[16]。
免疫组织化学的研究表明[19],用甲壳素和壳聚糖处理的伤口,可以加速Ó型胶原蛋白的分泌,从而促进了肉芽组织和上皮组织的形成。
由于伤口处Ñ型和Ó型骨胶原的不平衡而易形成大面积的疤痕,而在对狗和老鼠进行实验后发现[24],将壳聚糖作用于伤口后,不会产生大的疤痕。
甲壳素和壳聚糖在伤口处可以抑制I型骨胶原的产生从而减少疤痕[25]。
它们还可以在伤口处通过促进肉芽组织及上皮的生成,减少伤口的收缩,从而起到减小疤痕的作用[26]。
1.3甲壳素和壳聚糖的抗炎作用通常,表面带正电荷的材料由于强烈的不可逆的细菌粘附性,作为医用材料时很容易引起严重的炎症反应[27,28]。
虽然壳聚糖分子中的伯氨基在酸性介质中很容易产生-NH3+结构,但它通常不会引起炎症。
从不同脱乙酰度的壳聚糖表面的Zeta电势[29](见表1)可以看出,由于壳聚糖的弱碱性,其表面的Zeta电势不是很高的正值,这表明壳聚糖膜不会对周围的组织产生强烈的刺激作用[30,31]。
表1壳聚糖膜的Zeta电势Table1Zeta potential of deacetylated chitin filmsC-0(chitin)C-69C-73C-84C-90C-100(chi tos an) Zeta potential(mV)0.520.120.660.61 1.060.28注:C-69表示脱乙酰度为69%的壳聚糖1.4壳聚糖的凝血作用壳聚糖具有止血作用,能促进凝血和血栓的形成[32]。
Bhaskara等[33]进行血液凝结实验表明,壳聚糖有加速止血的作用,对人和动物血液中的红血球都有凝聚作用,认为这是由于壳聚糖分子链所带的正电荷和与细胞表面带负电荷的胞壁酸的相互吸引而产生粘合作用,由于壳聚糖与红血球的粘合作用引起细胞的聚集,从而促进血液的凝结,起到止血的作用。
1.5甲壳素和壳聚糖的抑菌作用甲壳素、壳聚糖和它们的衍生物对细菌、酵母、真菌等微生物都有很好的抑制作用,对一般人体表皮存在的细菌如表皮葡萄球菌,大肠杆菌和热带白色念珠菌以及烧伤病人易出现的绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和化脓性金黄色葡萄球菌感染等都有显著的抑制作用[34]。
目前,对这类材料确切的抗菌机理还不是很清楚。
一种看法认为[35,36]:由于壳聚糖分子中所带的正电荷和微生物细胞膜所带的负电荷的相互作用,导致细菌的蛋白质和其它细胞成分的泄漏而产生抗菌作用。
pH值较小时,壳聚糖分子链上的C-2位置所带的正电荷比甲壳素多,其抗菌性能也比甲壳素好。
Cuero等[37]认为,壳聚糖由于分子内丰富的羟基和氨基,可以作为鳌合剂选择性地键合微量金属从而抑制毒素的产生和微生物的生长。
此外,壳聚糖可以激发许多组织的抵抗能力[38];作为一种水性键合剂并抑制不同的酶[39];低分子量的壳聚糖可以进入微生物的细胞,通过抑制DNA转变为RNA来抑制细胞的生长[40]。
1.6甲壳素和壳聚糖的可降解性能甲壳素和壳聚糖可以被壳多糖酶和溶菌酶降解。
在伤口处迁移的嗜中性粒细胞可以分泌溶菌酶、壳三糖酶和NO等,并对甲壳素和壳聚糖的分子起到吞噬作用,从而促使其降解,其中的NO分泌物受N-乙酰葡糖胺单元的影响较葡糖胺单元更为显著[33,41]。
由于上述原因,甲壳素和脱乙酰度较低的壳聚糖分子受酶的降解作用较为显著,而高脱乙酰的壳聚糖的降解作用相对较慢。
Tomihata等[29]对甲壳素和不同脱乙酰度的壳聚糖进行的体外和体内降解性实验结果证明了这一点。
用甲壳素和壳聚糖制成的伤口敷料由于其降解作用,可以被肌体吸收[42],从而消除了揭除时的流血以及疼痛,此外也不会因为留下碎屑而延缓伤口的愈合。
综上所述,甲壳素和壳聚糖材料由于其优异的性能,非常适宜于作为伤口敷料的原料。
目前,对其在这方面的应用也有了一些研究。
2甲壳素和壳聚糖在伤口敷料方面的应用甲壳素、壳聚糖以及它们的衍生物非常适于作为伤口敷料来治疗由于烧伤、擦伤、皮肤溃烂、皮肤移植等形成的伤口。
2.1甲壳素、壳聚糖与其它材料共混制伤口敷料虽然甲壳素和壳聚糖具有良好的生理活性,但由于它们所形成的膜较脆,力学性能不好,往往需要通过与其它材料共混改善其力学性能。
通过共混的方法也可以把不同材料的优异性能有效结合,从而进一步改善伤口敷料的治疗效果。
Tanabe等[43]用角蛋白、壳聚糖与甘油共混制膜。
用壳聚糖来改善角蛋白膜的强度,用甘油来改善膜的柔韧性,制得了具有较好的力学性能的共混膜,该膜具有较好的抗菌性能,可以促进纤维母细胞的粘附与增殖,加速伤口的愈合。
Kaessamann等[44]用壳聚糖和甘油混合成膜作可密封的伤口敷料。
其中甘油作为增塑剂,并可使材料表面成孔而增加其透气性。
在膜中同时加入具有抗菌,促进伤口愈合,防止皮肤角化和牛皮癣生成的活性成分,通过酶降解作用可促进活性成分的释放。
共混膜对各种原因造成的皮肤伤害都有很好的治疗作用。
但其缺点是抗感染性不太好,易脱水,难于制备。
Pandit[45]将壳聚糖与海藻酸盐通过湿法纺丝共混,制得了具有止血,防霉,抑菌性能并可促进伤口愈合的敷料。
共混材料可以吸收自身重量28倍的排出液,而海藻酸盐只能吸收其本身重量10~15倍的排出液。
Lim等[46,47]制得壳聚糖-藻酸盐聚电解质复合膜(Cs-AL PEC)。
该膜对白鼠和人的纤维母细胞都有很好的相容性,有加速伤口治愈的效果。
组织观察表明,给药14天后伤口表面有成熟的表皮和正常厚度的角化层长成。
21天后,生成厚的骨胶原束及成熟的纤维母细胞。
Hirano等[48]将壳聚糖纤维与酸性葡糖胺聚糖(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸布肤素、肝素)通过湿法纺丝共混,所制得的纤维中含有5%~33%的葡糖胺聚糖。
将这种纤维浸泡在生理盐水或蒸馏水中后,可以释放出85%~97%的粘多糖而加速伤口的愈合。
2.2水溶性壳聚糖伤口敷料由于水溶性壳聚糖衍生物的亲水性能,与受伤的组织有更好的相容性,并可溶于皮肤纤维母细胞的细胞培养介质中,这更有利于促进伤口的愈合。
Cho等[49]采用碱处理以及超声波等方法来控制壳聚糖的脱乙酰度及分子量,制得了水溶性壳聚糖敷料。