引用本文： 張勁峰, 郝建波, 張勁鵬, 羅波, 劉鵬. 生物敷料的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(2): 254-259. doi: 10.7507/1002-1892.20150053 復制
醫用敷料主要功能是覆蓋、保護破損皮膚，同時提供有助于傷口愈合的環境。傳統主要使用脫脂棉紗布、紗布條、棉球和棉膜等天然纖維性材料類敷料，可使傷口干燥，具備物理隔離功能[1]；但存在與滲出物結痂，造成傷口粘連，換藥時引發疼痛及新的創傷，以及細菌滋生、保濕及止血性能不佳等問題。為此，學者們研究出了生物敷料，其能與傷口緊密貼合，保持傷口濕潤避免其干燥，可輔助局部使用的藥物及機體內源性分子促進傷口愈合。臨床應用表明，生物敷料治療慢性潰瘍療效顯著，比如糖尿病足、靜脈淤積潰瘍、褥瘡、燒傷等均可采用[2]。生物敷料通常應具備以下要求[3]：① 保濕、吸濕性良好，能有效保留傷口滲液同時不形成積液；② 傷口組織處粘連程度輕，不易與傷口滲液粘連成痂，減輕換藥時的疼痛及造成新生組織損傷；③ 抗菌、抑菌性較好，預防傷口感染；④ 生物相容性優良，對人體無刺激，不會引起中毒、病變等[4]。
2000年，美國食品與藥品管理局（FDA）頒布的傷口醫療用品（包括外用藥與敷料）行業指南中指出，傷口始終處于濕潤環境是標準處理過程，進一步證明了生物敷料作為傷口敷料的價值[5]。現就目前臨床應用及研究的各類生物敷料及進展進行總結，為其廣泛用于臨床奠定基礎。
1 生物敷料促進傷口愈合機制
生物敷料主要從保持愈合環境濕潤、低氧或無氧微酸環境、酶學清創功能、疼痛減輕四方面促進傷口愈合[6]。
1.1 保持愈合環境濕潤
1962年Winter發現傷口在密閉濕潤環境下愈合速度較直接接觸空氣的干燥傷口快1倍。濕潤環境促進傷口愈合的機制：① 有助于生長因子釋放以及細胞增殖。人體皮膚傷口處首先進行修復的生長因子是PDGF及TGF-β[7]，此類生長因子在類似生理狀態的濕潤環境中才能發揮功能。生物敷料可使傷口保持濕潤，為生長因子和傷口接觸提供機會，促進細胞增殖。② 能增加表皮細胞的遷移速率。③ 增強白細胞功能。
1.2 低氧或無氧微酸環境
傷口周邊和中心地帶間存在的氧濃度梯度會刺激毛細血管向低氧濃度傷口中心生長，直至低氧狀態消失。生物敷料通過一定程度密閉和保濕功能，創造出低氧或相對無氧的微酸環境，可使傷口處細菌繁殖受到抑制，有利于成纖維細胞的生長及血管增生，因此更有助于傷口愈合[8]。
1.3 酶學清創功能
研究表明[6]在密閉、濕潤環境中，滲液可使多種酶及酶的活化因子被激活，尤其是尿激酶與蛋白酶。這類酶與生物敷料配合（如水凝膠）可加速溶解纖維蛋白和壞死組織，酶學清創功能得以充分發揮。
1.4 疼痛減輕
與傳統敷料相比，生物敷料可減輕傷口疼痛與不適，主要原因是暴露的神經末梢受到濕潤等張液的保護[9]，同時敷料不與傷口發生粘連，使傷口得到有效保護，減少了更換敷料過程對傷口造成的損傷[10]。
2 生物敷料類型
根據敷料用途以及材質，可將其分成天然材料類、人工合成材料類和載藥類敷料。
2.1 天然材料類敷料
2.1.1 植物類敷料
天然材料類敷料包括紗布等[11-12]，而研究最深入的是海藻酸鹽敷料。1944年，Speakman等通過將多價金屬離子和海藻酸鈉進行離子交換，制備出可用于構建敷料的海藻酸鈣、海藻酸鐵、海藻酸鋁、海藻酸銅等多種海藻酸鹽纖維[13]。20世紀80年代初，英國Courtaulds公司成功研發出了由海藻酸鹽纖維制備的醫用敷料[14]。海藻酸鹽敷料作為理想的填充體，與紗布一樣柔軟、易折疊、易敷貼。膿血滲入海藻酸鹽敷料后，鈣離子等金屬離子與體液中的鈉離子發生離子交換，不溶于水的海藻酸鈣逐漸轉換成溶于水的海藻酸鈉，將較多水分吸引至纖維內部，得到一種水凝膠體，因此此類敷料具有吸濕性強、揭除容易、有助于血液凝固及傷口愈合等優點。
目前，國內外已進行了大量海藻酸鹽敷料的研究。例如，以5%海藻酸鈉與15%聚乙烯吡咯烷酮共混后，經輻照交聯制備的凝膠狀敷料，其吸水能力超過自重18倍，且具有278.44 g/（m2·h）的水蒸氣透過率[15]。將包含酸性催化劑、交聯劑、聚乙二醇的海藻酸鈉溶液與纖維素材料共混，利用聚羧酸酯鍵將海藻酸鹽接枝交聯至纖維素上，經干燥、烘焙可構建柔軟、吸濕性強的海藻酸鹽敷料[16]。以海藻酸鹽凝膠作為傷口敷料填充物，采用堿金屬鹽作為交聯劑可使凝膠凝固，從而與敷料層黏和牢固。海藻酸鹽凝膠可與體液進行離子交換，海藻酸鈉可溶于體液，使整個敷料易于去除，不會造成患者二次損傷[17]。
有研究者用卡拉膠與海藻酸鈉共混，經濕法紡絲、氯化鈣交聯獲得生物相容性優良的海藻酸鈣-卡拉膠纖維，有望作為促進細胞再生的敷料；亦可采用氯化鈣、乙醇混合液作為交聯劑，加入質量分數達30%的卡拉膠制備海藻酸鹽纖維，該纖維的力學性能大大提高[18]。含銀、銅、鋅等金屬離子的海藻酸鹽纖維均具有抗菌作用[19]，其中含銀海藻酸鹽敷料已普遍應用。有研究將含銀海藻酸鹽敷料與含有細菌的溶液接觸一段時間后測試溶液中細菌含量，結果表明含銀海藻酸鹽敷料有抑菌滅菌的功能[20]。將海藻酸鹽敷料應用于存在大量滲出液的感染傷口，可起到良好效果[21]。海藻酸鹽纖維及敷料的抗菌性能優良，但對其抗病毒活性的研究少見[22]。
早在1986年有關海藻酸鹽紗布在植皮傷口上的應用研究已證實，海藻酸鹽紗布具備一定的止血效果，其可于5 min內使傷口出血停止[23]。依據海藻酸鹽的物理、化學及生物特性，海藻酸鹽敷料的止血機制可能為：① 其大分子鏈上的-COOH與血液中的NaCl反應，使血液的電離平衡失衡，同時激活了凝血因子；② 離子交換生成的海藻酸鈉吸收血液中大量水分，增加血液濃度與黏度，并減緩其流速；③ 毛細血管末端被海藻酸鈉溶于體液后的黏性體堵塞；④ 血小板能迅速黏附于敷料上[24]。
海藻酸鹽敷料促傷口愈合效果優于紗布。在供皮組織上，分別使用海藻酸鹽敷料、傳統紗布、斜發沸石、微孔多糖止血球、水凝膠和多醣體復合物等，結果表明海藻酸鹽敷料傷口愈合效果最優，然后依次為水凝膠、微孔多糖止血球、斜發沸石和多醣體復合物[25]。另一項相似的臨床研究顯示，在供皮組織上覆蓋不同敷料，10 d后傳統紗布和海藻酸鹽敷料的愈合率之比為33%∶70%[26]。對創傷患者進行的臨床試驗證實，海藻酸鹽敷料覆蓋后患者傷口面積均明顯減小，優于傳統紗布[27]。
有學者以海藻酸鈉、殼聚糖為原料，摻入環丙沙星制備生物敷料，結果表明海藻酸鹽基藥物緩釋敷料不僅生物相容性優良，還能抑制細菌生長超過7 d，并有效促進傷口愈合[28]。將傳統治療傷口的中藥積雪草中的有效成分--積雪草皂苷加入海藻酸鹽制成敷料，細胞毒性實驗顯示此敷料對皮膚成纖維細胞無毒，可釋放積雪草皂苷成分，能夠作為生物敷料[29]。在各種慢性潰瘍傷口的臨床護理中，既往多使用1∶5 000呋喃西林溶液對滲出物較多的傷口進行濕敷，但這種手段存在明顯問題，如濕敷造成患者活動受限、床單易變濕導致患者受涼等[30]。眾多研究顯示，海藻酸鹽敷料可提供最適宜傷口生長的濕潤環境。
2.1.2 動物源敷料
由于同種異體、自體或異種皮移植，存在供區損傷、供皮來源受限等問題，因此動物源敷料在治療燒傷及皮膚移植時使用較多[31]。此外，有些敷料是采用動物組織制備的，包括明膠敷料、膠原蛋白敷料、動物毛敷料、纖維蛋白敷料、生物流體膜、殼聚糖敷料、絲素蛋白敷料等，在臨床已有較多應用[32]。
明膠是膠原蛋白的水解產物，是由氨基酸組成的高分子聚合物。目前，多采用靜電紡絲技術制備成納米纖維敷料或與其他材料復合成生物敷料[33]。例如，明膠與醋酸纖維素共混采用靜電紡絲法制備納米纖維膜，表皮細胞在明膠與醋酸纖維素比例為75/25的膜上增殖率高，因此適合作為細胞支架使用；明膠與醋酸纖維素比例為25/75的膜因其表皮細胞增殖率低而適合作為生物敷料[34]。明膠與絲素蛋白比例為 80/20的雙層膜可促進鼠成纖維細胞L929的黏附與增殖，而且能更快地縮小傷口面積、促進上皮化及形成膠原[35]。
膠原蛋白復合敷料是膠原蛋白基敷料研究熱點之一，主要由魚鱗提取的膠原蛋白、纖維蛋白、硬皮豆提取物制備。研究表明其應用于鼠傷口模型可促進傷口愈合，硬皮豆提取物能夠通過抑制環氧合酶2、促進誘導型一氧化氮合酶減少炎癥發生，而且可促進膠原合成、下調基質金屬蛋白酶，影響生長因子分泌，包括VEGF、bFGF、FGF、TGF，因此能夠促進傷口愈合[36]。通過凍干法將銀鯉魚鱗提取的膠原蛋白與殼聚糖復合成膜狀敷料，二者最優比例為1∶0.25，戊二醛交聯比碳化二亞胺交聯更穩定；細胞增殖、止血、溶血實驗結果表明，此敷料無細胞毒性，具有良好的生物相容性，不會造成溶血，并具有止血功能[37]。
殼聚糖是甲殼素脫乙酰得到的線性天然高分子聚合物，由β-1，4糖苷鍵連接的2-氨基-β-D葡萄糖組成。殼聚糖通過分子鏈解聚形成的單體可刺激傷口處成纖維細胞生長、膠原蛋白沉積以及透明質酸合成[38]。采用殼聚糖及其衍生物與其他高分子聚合物、納米粒子共混制備的生物敷料是殼聚糖敷料研究的重要方向。例如，為釋放血小板裂解液，采用冷凍干燥法制備殼聚糖谷氨酸鹽-透明質酸鈉敷料用于慢性傷口的治療，結果證實冷凍干燥法未影響PDGF的活性，成纖維細胞在攜帶血小板裂解液的殼聚糖谷氨酸鹽-透明質酸鈉敷料上增殖良好[39]。采用靜電紡絲法，以殼聚糖基納米銀、聚乙烯醇（poly vi nyl alcohol，PVA）為原料，戊二醛交聯制備的敷料具有良好的抗菌性能[40]。與未使用敷料以及聚氨酯敷料相比，殼聚糖-大豆基敷料能促進鼠中厚皮傷口愈合[41]。輻射交聯制備的羧甲基殼聚糖-明膠敷料能顯著促進大鼠全層皮膚缺損傷口的細胞增殖及血管化，術后第3天敷料組傷口的肉芽組織比對照組顯著增厚[42]。目前將殼聚糖與膠原蛋白、海藻酸鈉、纖維素等復合制備的多種殼聚糖敷料逐步被患者接受[43-45]。
2.2 人工合成材料類敷料
2.2.1 薄膜類敷料
薄膜類敷料的制備方法是將壓敏膠涂覆在生物醫用薄膜的一面。透明彈性體是制作薄膜的理想材料，如聚乙烯、聚丙烯腈等，尤其是聚氨酯類材料。然而此類敷料吸收性能差，僅通過轉送水蒸氣來控制滲出物，滲出物易積于膜下而引發感染，宜復合其他材料達到避免感染的目的[46]。例如，采用殼聚糖與聚氨酯、磺胺嘧啶銀混合制備敷料，可增強抗菌性能與機械性能，對革蘭陰性菌、銅綠假單胞菌、革蘭陽性菌金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌均有滅菌能力，從而在整個傷口愈合過程中起到抗感染作用。以聚氨酯、聚乙二醇和蓖麻油、己二異氰酸酯為原料，采用一次性本體聚合方法，制備的復合膜彈性良好，無細胞毒性，有望用作敷料 [47]。
2.2.2 液體類敷料
液體類敷料作為保護層或藥物載體，借助刷涂、噴涂及其他方法涂覆于皮膚上，亦稱為噴涂敷料。聚甲基丙烯酸烷氧基酯類以及納米殼聚糖顆粒噴霧敷料等具有防水、透氣、不易污染、成膜穩定等優點，其使用不受傷口部位、面積、形狀影響，但由于吸收滲液能力較低，不宜用于伴大量膿血的傷口[48]。張欣等[49]將100例糖尿病足患者分為兩組，每組各50例，其中治療組采用液體敷料與清創機相結合進行換藥，對照組采用生理鹽水與清創機相結合進行換藥；結果表明與對照組比較，治療組不僅傷口疼痛顯著減輕，而且傷口愈合時間顯著縮短。提示液體類敷料與清創機相結合可用于治療糖尿病足傷口，能減輕傷口疼痛，縮短愈合時間，具有臨床應用價值。
2.2.3 水膠體類敷料
水膠體類敷料的基材為聚合物，再將水膠體混合黏接在基材上而成，如采用果膠、明膠及羧基甲基纖維素作為水解膠層，同時將液體石蠟與橡膠黏結劑摻入，敷料則易黏附于傷口上。該敷料吸收滲出物的功能是通過水解膠層實現，吸收能力取決于膠層厚度，但如果膠層過厚，閉合度高反而會引起過度濕潤并浸漬周圍皮膚，因此該敷料用于滲出液多的傷口時，必須增加更換敷料次數，以避免滲出液外漏[50]。
2.2.4 水凝膠類敷料
水凝膠類敷料是將水凝膠材料放置于可滲透的聚合物襯膜上。聚合物襯膜可避免傷口表面脫水與干燥，同時含有部分水合結構的水凝膠材料能夠不間斷吸收傷口滲出物，可連續使用5～7 d無需更換，然而如吸收大量滲出物時，膠體會發生膨脹，導致敷料與傷口發生分離，外界細菌容易入侵[51]。為明確輻射交聯構建PVA/聚丙烯酸鈉（polyacrylic acid sodium，PAAS）/丙烯酰胺（acrylamide，AM）聚合物水凝膠敷料的影響因素和性能，有研究通過正交試驗設計法，將PVA、PAAS和AM按照不同比例共混，經高溫處理后形成均質溶液，采用電子束輻照形成水凝膠膜；然后測試其紅外光譜、溶脹度及抗張強度等性能；根據水凝膠敷料吸液性能的優劣，發現PAAS、PVA和AM最優比例為26∶2∶9，其生理鹽水溶脹度達4 582.5%±316.3%，三蒸水溶脹度高至46 850.8%±4 256.7%，抗張強度為 （2.677±0.752）MPa；構建的PVA/PAAS/AM水凝膠敷料與國內外水凝膠敷料相比，吸收離子型溶液的能力具有顯著優勢[52]。
2.2.5 泡沫類敷料
泡沫類敷料具有多孔結構，有利于液體的吸收，幾乎可完全透過氧氣和二氧化碳[53]。目前聚氨酯與PVA泡沫是泡沫類敷料制備中常用基材，可控制滲出物，制成不同厚度敷料，而且能有效保護傷口，混合藥物還能促進傷口快速愈合[54]。但由于泡沫類敷料的多孔結構，傷口組織易長入孔隙，造成脫膜困難，并常有泡沫碎屑遺留于傷口導致瘢痕增多。有研究者將軟聚硅酮泡沫敷料用于大皰性表皮松解壞死型藥疹治療，獲得較好療效，將泡沫敷料覆蓋于水皰破潰皮膚傷口，并取代膠布功能，可減少對皮膚的刺激；1周后破潰皮膚痊愈，且未發現表皮的繼發破潰[55]。
2.3 載藥類敷料
在保護傷口基礎上為使傷口快速愈合，許多敷料添加了藥物成分，稱為載藥敷料[56]，如洗必泰敷料等手術用消毒敷料、紫榆三黃油紗布等中藥油液敷料、紅霉素敷料等藥物軟膏類敷料。載藥敷料的常用制備方法是浸漬或涂層。載抗生素敷料是載藥敷料中具有代表性的一種，現階段常用于制備載抗生素敷料的載體有殼聚糖、聚氨酯等。對于感染性傷口，全身應用抗生素到達傷口處的藥物濃度低、療效差，又容易導致對肝臟、腎臟等損害；而在生物敷料中加入抗生素以抗傷口感染，使用方便、效果明顯，可使抗生素充分發揮抗菌功能，有力保證生物敷料促進傷口愈合的功能[57]。
載銀敷料是一種抗菌效果良好的敷料。金屬銀屬于惰性金屬，其抗菌機制為：當傷口滲出液、皮膚上的水分與其接觸后，銀離子和細菌產生化學反應，導致酶沉淀而喪失活性，從而使細菌的呼吸代謝停止，抑制細菌的生長和繁殖；同時，銀離子通過結合細菌DNA及RNA，破壞復制過程，抑制細菌大量繁殖。臨床上常用的載銀敷料有載銀離子敷料和納米銀敷料，其中納米銀敷料毒副作用較載銀離子敷料小[57]。
近年，制劑學等學科的新技術也大量用于新型載藥敷料的研究中。如采用微囊技術將藥物分散在無毒聚合物中，構成半封閉包扎層，這不但使傷口處于濕潤無菌環境，而且能持續不斷地釋放藥物，從而使傷口愈合時間縮短。但要得到再現性優良的微囊，對基料及制備技術要求較高。Sakai等[58]發現以β-D-甘露糖醛酸（簡稱M單元）與α-L-古羅糖醛酸（簡稱G單元）比例（M/G）為1.30、相對分子質量為7.0×104的海藻酸鹽制成的微囊，其微囊膜壁可隔離免疫反應；而M/G為1.30、相對分子質量為2.0×104或相對分子質量為7.0×104、M/G為2.25時，所得到的微囊膜壁不能隔離免疫反應。
目前祛腐生肌的中藥廣泛用于傷口治療，且臨床療效顯著。研究表明[59]，以載有表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）的明膠納米纖維膜外層包覆PVA制備的雙層載藥敷料，對鼠急性皮膚傷口的愈合有明顯促進作用：與未載藥敷料組相比，載藥敷料組有47%傷口發生快速收縮，組織病理學結果表明其血管生成、再上皮化優于對照組，而炎性反應輕微；經明膠酶譜法檢測示載藥敷料組的基質金屬蛋白酶上調。因此，EGCG的控釋、納米纖維構成的仿生結構與濕潤的微環境共同為傷口愈合提供了理想條件。
3 結論
目前生物敷料種類繁多，各具優缺點，尚無一種敷料同時兼具抗菌、促傷口愈合、提供微量元素及營養的功能。如將海藻酸鹽與微囊技術、中藥材結合制成促進傷口愈合為主要功能的藥物緩釋敷料，有望綜合先進技術、中醫外治與海藻酸鹽敷料自身的優點，有助于促進皮膚傷口快速修復。
醫用敷料主要功能是覆蓋、保護破損皮膚，同時提供有助于傷口愈合的環境。傳統主要使用脫脂棉紗布、紗布條、棉球和棉膜等天然纖維性材料類敷料，可使傷口干燥，具備物理隔離功能[1]；但存在與滲出物結痂，造成傷口粘連，換藥時引發疼痛及新的創傷，以及細菌滋生、保濕及止血性能不佳等問題。為此，學者們研究出了生物敷料，其能與傷口緊密貼合，保持傷口濕潤避免其干燥，可輔助局部使用的藥物及機體內源性分子促進傷口愈合。臨床應用表明，生物敷料治療慢性潰瘍療效顯著，比如糖尿病足、靜脈淤積潰瘍、褥瘡、燒傷等均可采用[2]。生物敷料通常應具備以下要求[3]：① 保濕、吸濕性良好，能有效保留傷口滲液同時不形成積液；② 傷口組織處粘連程度輕，不易與傷口滲液粘連成痂，減輕換藥時的疼痛及造成新生組織損傷；③ 抗菌、抑菌性較好，預防傷口感染；④ 生物相容性優良，對人體無刺激，不會引起中毒、病變等[4]。
2000年，美國食品與藥品管理局（FDA）頒布的傷口醫療用品（包括外用藥與敷料）行業指南中指出，傷口始終處于濕潤環境是標準處理過程，進一步證明了生物敷料作為傷口敷料的價值[5]。現就目前臨床應用及研究的各類生物敷料及進展進行總結，為其廣泛用于臨床奠定基礎。
1 生物敷料促進傷口愈合機制
生物敷料主要從保持愈合環境濕潤、低氧或無氧微酸環境、酶學清創功能、疼痛減輕四方面促進傷口愈合[6]。
1.1 保持愈合環境濕潤
1962年Winter發現傷口在密閉濕潤環境下愈合速度較直接接觸空氣的干燥傷口快1倍。濕潤環境促進傷口愈合的機制：① 有助于生長因子釋放以及細胞增殖。人體皮膚傷口處首先進行修復的生長因子是PDGF及TGF-β[7]，此類生長因子在類似生理狀態的濕潤環境中才能發揮功能。生物敷料可使傷口保持濕潤，為生長因子和傷口接觸提供機會，促進細胞增殖。② 能增加表皮細胞的遷移速率。③ 增強白細胞功能。
1.2 低氧或無氧微酸環境
傷口周邊和中心地帶間存在的氧濃度梯度會刺激毛細血管向低氧濃度傷口中心生長，直至低氧狀態消失。生物敷料通過一定程度密閉和保濕功能，創造出低氧或相對無氧的微酸環境，可使傷口處細菌繁殖受到抑制，有利于成纖維細胞的生長及血管增生，因此更有助于傷口愈合[8]。
1.3 酶學清創功能
研究表明[6]在密閉、濕潤環境中，滲液可使多種酶及酶的活化因子被激活，尤其是尿激酶與蛋白酶。這類酶與生物敷料配合（如水凝膠）可加速溶解纖維蛋白和壞死組織，酶學清創功能得以充分發揮。
1.4 疼痛減輕
與傳統敷料相比，生物敷料可減輕傷口疼痛與不適，主要原因是暴露的神經末梢受到濕潤等張液的保護[9]，同時敷料不與傷口發生粘連，使傷口得到有效保護，減少了更換敷料過程對傷口造成的損傷[10]。
2 生物敷料類型
根據敷料用途以及材質，可將其分成天然材料類、人工合成材料類和載藥類敷料。
2.1 天然材料類敷料
2.1.1 植物類敷料
天然材料類敷料包括紗布等[11-12]，而研究最深入的是海藻酸鹽敷料。1944年，Speakman等通過將多價金屬離子和海藻酸鈉進行離子交換，制備出可用于構建敷料的海藻酸鈣、海藻酸鐵、海藻酸鋁、海藻酸銅等多種海藻酸鹽纖維[13]。20世紀80年代初，英國Courtaulds公司成功研發出了由海藻酸鹽纖維制備的醫用敷料[14]。海藻酸鹽敷料作為理想的填充體，與紗布一樣柔軟、易折疊、易敷貼。膿血滲入海藻酸鹽敷料后，鈣離子等金屬離子與體液中的鈉離子發生離子交換，不溶于水的海藻酸鈣逐漸轉換成溶于水的海藻酸鈉，將較多水分吸引至纖維內部，得到一種水凝膠體，因此此類敷料具有吸濕性強、揭除容易、有助于血液凝固及傷口愈合等優點。
目前，國內外已進行了大量海藻酸鹽敷料的研究。例如，以5%海藻酸鈉與15%聚乙烯吡咯烷酮共混后，經輻照交聯制備的凝膠狀敷料，其吸水能力超過自重18倍，且具有278.44 g/（m2·h）的水蒸氣透過率[15]。將包含酸性催化劑、交聯劑、聚乙二醇的海藻酸鈉溶液與纖維素材料共混，利用聚羧酸酯鍵將海藻酸鹽接枝交聯至纖維素上，經干燥、烘焙可構建柔軟、吸濕性強的海藻酸鹽敷料[16]。以海藻酸鹽凝膠作為傷口敷料填充物，采用堿金屬鹽作為交聯劑可使凝膠凝固，從而與敷料層黏和牢固。海藻酸鹽凝膠可與體液進行離子交換，海藻酸鈉可溶于體液，使整個敷料易于去除，不會造成患者二次損傷[17]。
有研究者用卡拉膠與海藻酸鈉共混，經濕法紡絲、氯化鈣交聯獲得生物相容性優良的海藻酸鈣-卡拉膠纖維，有望作為促進細胞再生的敷料；亦可采用氯化鈣、乙醇混合液作為交聯劑，加入質量分數達30%的卡拉膠制備海藻酸鹽纖維，該纖維的力學性能大大提高[18]。含銀、銅、鋅等金屬離子的海藻酸鹽纖維均具有抗菌作用[19]，其中含銀海藻酸鹽敷料已普遍應用。有研究將含銀海藻酸鹽敷料與含有細菌的溶液接觸一段時間后測試溶液中細菌含量，結果表明含銀海藻酸鹽敷料有抑菌滅菌的功能[20]。將海藻酸鹽敷料應用于存在大量滲出液的感染傷口，可起到良好效果[21]。海藻酸鹽纖維及敷料的抗菌性能優良，但對其抗病毒活性的研究少見[22]。
早在1986年有關海藻酸鹽紗布在植皮傷口上的應用研究已證實，海藻酸鹽紗布具備一定的止血效果，其可于5 min內使傷口出血停止[23]。依據海藻酸鹽的物理、化學及生物特性，海藻酸鹽敷料的止血機制可能為：① 其大分子鏈上的-COOH與血液中的NaCl反應，使血液的電離平衡失衡，同時激活了凝血因子；② 離子交換生成的海藻酸鈉吸收血液中大量水分，增加血液濃度與黏度，并減緩其流速；③ 毛細血管末端被海藻酸鈉溶于體液后的黏性體堵塞；④ 血小板能迅速黏附于敷料上[24]。
海藻酸鹽敷料促傷口愈合效果優于紗布。在供皮組織上，分別使用海藻酸鹽敷料、傳統紗布、斜發沸石、微孔多糖止血球、水凝膠和多醣體復合物等，結果表明海藻酸鹽敷料傷口愈合效果最優，然后依次為水凝膠、微孔多糖止血球、斜發沸石和多醣體復合物[25]。另一項相似的臨床研究顯示，在供皮組織上覆蓋不同敷料，10 d后傳統紗布和海藻酸鹽敷料的愈合率之比為33%∶70%[26]。對創傷患者進行的臨床試驗證實，海藻酸鹽敷料覆蓋后患者傷口面積均明顯減小，優于傳統紗布[27]。
有學者以海藻酸鈉、殼聚糖為原料，摻入環丙沙星制備生物敷料，結果表明海藻酸鹽基藥物緩釋敷料不僅生物相容性優良，還能抑制細菌生長超過7 d，并有效促進傷口愈合[28]。將傳統治療傷口的中藥積雪草中的有效成分--積雪草皂苷加入海藻酸鹽制成敷料，細胞毒性實驗顯示此敷料對皮膚成纖維細胞無毒，可釋放積雪草皂苷成分，能夠作為生物敷料[29]。在各種慢性潰瘍傷口的臨床護理中，既往多使用1∶5 000呋喃西林溶液對滲出物較多的傷口進行濕敷，但這種手段存在明顯問題，如濕敷造成患者活動受限、床單易變濕導致患者受涼等[30]。眾多研究顯示，海藻酸鹽敷料可提供最適宜傷口生長的濕潤環境。
2.1.2 動物源敷料
由于同種異體、自體或異種皮移植，存在供區損傷、供皮來源受限等問題，因此動物源敷料在治療燒傷及皮膚移植時使用較多[31]。此外，有些敷料是采用動物組織制備的，包括明膠敷料、膠原蛋白敷料、動物毛敷料、纖維蛋白敷料、生物流體膜、殼聚糖敷料、絲素蛋白敷料等，在臨床已有較多應用[32]。
明膠是膠原蛋白的水解產物，是由氨基酸組成的高分子聚合物。目前，多采用靜電紡絲技術制備成納米纖維敷料或與其他材料復合成生物敷料[33]。例如，明膠與醋酸纖維素共混采用靜電紡絲法制備納米纖維膜，表皮細胞在明膠與醋酸纖維素比例為75/25的膜上增殖率高，因此適合作為細胞支架使用；明膠與醋酸纖維素比例為25/75的膜因其表皮細胞增殖率低而適合作為生物敷料[34]。明膠與絲素蛋白比例為 80/20的雙層膜可促進鼠成纖維細胞L929的黏附與增殖，而且能更快地縮小傷口面積、促進上皮化及形成膠原[35]。
膠原蛋白復合敷料是膠原蛋白基敷料研究熱點之一，主要由魚鱗提取的膠原蛋白、纖維蛋白、硬皮豆提取物制備。研究表明其應用于鼠傷口模型可促進傷口愈合，硬皮豆提取物能夠通過抑制環氧合酶2、促進誘導型一氧化氮合酶減少炎癥發生，而且可促進膠原合成、下調基質金屬蛋白酶，影響生長因子分泌，包括VEGF、bFGF、FGF、TGF，因此能夠促進傷口愈合[36]。通過凍干法將銀鯉魚鱗提取的膠原蛋白與殼聚糖復合成膜狀敷料，二者最優比例為1∶0.25，戊二醛交聯比碳化二亞胺交聯更穩定；細胞增殖、止血、溶血實驗結果表明，此敷料無細胞毒性，具有良好的生物相容性，不會造成溶血，并具有止血功能[37]。
殼聚糖是甲殼素脫乙酰得到的線性天然高分子聚合物，由β-1，4糖苷鍵連接的2-氨基-β-D葡萄糖組成。殼聚糖通過分子鏈解聚形成的單體可刺激傷口處成纖維細胞生長、膠原蛋白沉積以及透明質酸合成[38]。采用殼聚糖及其衍生物與其他高分子聚合物、納米粒子共混制備的生物敷料是殼聚糖敷料研究的重要方向。例如，為釋放血小板裂解液，采用冷凍干燥法制備殼聚糖谷氨酸鹽-透明質酸鈉敷料用于慢性傷口的治療，結果證實冷凍干燥法未影響PDGF的活性，成纖維細胞在攜帶血小板裂解液的殼聚糖谷氨酸鹽-透明質酸鈉敷料上增殖良好[39]。采用靜電紡絲法，以殼聚糖基納米銀、聚乙烯醇（poly vi nyl alcohol，PVA）為原料，戊二醛交聯制備的敷料具有良好的抗菌性能[40]。與未使用敷料以及聚氨酯敷料相比，殼聚糖-大豆基敷料能促進鼠中厚皮傷口愈合[41]。輻射交聯制備的羧甲基殼聚糖-明膠敷料能顯著促進大鼠全層皮膚缺損傷口的細胞增殖及血管化，術后第3天敷料組傷口的肉芽組織比對照組顯著增厚[42]。目前將殼聚糖與膠原蛋白、海藻酸鈉、纖維素等復合制備的多種殼聚糖敷料逐步被患者接受[43-45]。
2.2 人工合成材料類敷料
2.2.1 薄膜類敷料
薄膜類敷料的制備方法是將壓敏膠涂覆在生物醫用薄膜的一面。透明彈性體是制作薄膜的理想材料，如聚乙烯、聚丙烯腈等，尤其是聚氨酯類材料。然而此類敷料吸收性能差，僅通過轉送水蒸氣來控制滲出物，滲出物易積于膜下而引發感染，宜復合其他材料達到避免感染的目的[46]。例如，采用殼聚糖與聚氨酯、磺胺嘧啶銀混合制備敷料，可增強抗菌性能與機械性能，對革蘭陰性菌、銅綠假單胞菌、革蘭陽性菌金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌均有滅菌能力，從而在整個傷口愈合過程中起到抗感染作用。以聚氨酯、聚乙二醇和蓖麻油、己二異氰酸酯為原料，采用一次性本體聚合方法，制備的復合膜彈性良好，無細胞毒性，有望用作敷料 [47]。
2.2.2 液體類敷料
液體類敷料作為保護層或藥物載體，借助刷涂、噴涂及其他方法涂覆于皮膚上，亦稱為噴涂敷料。聚甲基丙烯酸烷氧基酯類以及納米殼聚糖顆粒噴霧敷料等具有防水、透氣、不易污染、成膜穩定等優點，其使用不受傷口部位、面積、形狀影響，但由于吸收滲液能力較低，不宜用于伴大量膿血的傷口[48]。張欣等[49]將100例糖尿病足患者分為兩組，每組各50例，其中治療組采用液體敷料與清創機相結合進行換藥，對照組采用生理鹽水與清創機相結合進行換藥；結果表明與對照組比較，治療組不僅傷口疼痛顯著減輕，而且傷口愈合時間顯著縮短。提示液體類敷料與清創機相結合可用于治療糖尿病足傷口，能減輕傷口疼痛，縮短愈合時間，具有臨床應用價值。
2.2.3 水膠體類敷料
水膠體類敷料的基材為聚合物，再將水膠體混合黏接在基材上而成，如采用果膠、明膠及羧基甲基纖維素作為水解膠層，同時將液體石蠟與橡膠黏結劑摻入，敷料則易黏附于傷口上。該敷料吸收滲出物的功能是通過水解膠層實現，吸收能力取決于膠層厚度，但如果膠層過厚，閉合度高反而會引起過度濕潤并浸漬周圍皮膚，因此該敷料用于滲出液多的傷口時，必須增加更換敷料次數，以避免滲出液外漏[50]。
2.2.4 水凝膠類敷料
水凝膠類敷料是將水凝膠材料放置于可滲透的聚合物襯膜上。聚合物襯膜可避免傷口表面脫水與干燥，同時含有部分水合結構的水凝膠材料能夠不間斷吸收傷口滲出物，可連續使用5～7 d無需更換，然而如吸收大量滲出物時，膠體會發生膨脹，導致敷料與傷口發生分離，外界細菌容易入侵[51]。為明確輻射交聯構建PVA/聚丙烯酸鈉（polyacrylic acid sodium，PAAS）/丙烯酰胺（acrylamide，AM）聚合物水凝膠敷料的影響因素和性能，有研究通過正交試驗設計法，將PVA、PAAS和AM按照不同比例共混，經高溫處理后形成均質溶液，采用電子束輻照形成水凝膠膜；然后測試其紅外光譜、溶脹度及抗張強度等性能；根據水凝膠敷料吸液性能的優劣，發現PAAS、PVA和AM最優比例為26∶2∶9，其生理鹽水溶脹度達4 582.5%±316.3%，三蒸水溶脹度高至46 850.8%±4 256.7%，抗張強度為 （2.677±0.752）MPa；構建的PVA/PAAS/AM水凝膠敷料與國內外水凝膠敷料相比，吸收離子型溶液的能力具有顯著優勢[52]。
2.2.5 泡沫類敷料
泡沫類敷料具有多孔結構，有利于液體的吸收，幾乎可完全透過氧氣和二氧化碳[53]。目前聚氨酯與PVA泡沫是泡沫類敷料制備中常用基材，可控制滲出物，制成不同厚度敷料，而且能有效保護傷口，混合藥物還能促進傷口快速愈合[54]。但由于泡沫類敷料的多孔結構，傷口組織易長入孔隙，造成脫膜困難，并常有泡沫碎屑遺留于傷口導致瘢痕增多。有研究者將軟聚硅酮泡沫敷料用于大皰性表皮松解壞死型藥疹治療，獲得較好療效，將泡沫敷料覆蓋于水皰破潰皮膚傷口，并取代膠布功能，可減少對皮膚的刺激；1周后破潰皮膚痊愈，且未發現表皮的繼發破潰[55]。
2.3 載藥類敷料
在保護傷口基礎上為使傷口快速愈合，許多敷料添加了藥物成分，稱為載藥敷料[56]，如洗必泰敷料等手術用消毒敷料、紫榆三黃油紗布等中藥油液敷料、紅霉素敷料等藥物軟膏類敷料。載藥敷料的常用制備方法是浸漬或涂層。載抗生素敷料是載藥敷料中具有代表性的一種，現階段常用于制備載抗生素敷料的載體有殼聚糖、聚氨酯等。對于感染性傷口，全身應用抗生素到達傷口處的藥物濃度低、療效差，又容易導致對肝臟、腎臟等損害；而在生物敷料中加入抗生素以抗傷口感染，使用方便、效果明顯，可使抗生素充分發揮抗菌功能，有力保證生物敷料促進傷口愈合的功能[57]。
載銀敷料是一種抗菌效果良好的敷料。金屬銀屬于惰性金屬，其抗菌機制為：當傷口滲出液、皮膚上的水分與其接觸后，銀離子和細菌產生化學反應，導致酶沉淀而喪失活性，從而使細菌的呼吸代謝停止，抑制細菌的生長和繁殖；同時，銀離子通過結合細菌DNA及RNA，破壞復制過程，抑制細菌大量繁殖。臨床上常用的載銀敷料有載銀離子敷料和納米銀敷料，其中納米銀敷料毒副作用較載銀離子敷料小[57]。
近年，制劑學等學科的新技術也大量用于新型載藥敷料的研究中。如采用微囊技術將藥物分散在無毒聚合物中，構成半封閉包扎層，這不但使傷口處于濕潤無菌環境，而且能持續不斷地釋放藥物，從而使傷口愈合時間縮短。但要得到再現性優良的微囊，對基料及制備技術要求較高。Sakai等[58]發現以β-D-甘露糖醛酸（簡稱M單元）與α-L-古羅糖醛酸（簡稱G單元）比例（M/G）為1.30、相對分子質量為7.0×104的海藻酸鹽制成的微囊，其微囊膜壁可隔離免疫反應；而M/G為1.30、相對分子質量為2.0×104或相對分子質量為7.0×104、M/G為2.25時，所得到的微囊膜壁不能隔離免疫反應。
目前祛腐生肌的中藥廣泛用于傷口治療，且臨床療效顯著。研究表明[59]，以載有表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）的明膠納米纖維膜外層包覆PVA制備的雙層載藥敷料，對鼠急性皮膚傷口的愈合有明顯促進作用：與未載藥敷料組相比，載藥敷料組有47%傷口發生快速收縮，組織病理學結果表明其血管生成、再上皮化優于對照組，而炎性反應輕微；經明膠酶譜法檢測示載藥敷料組的基質金屬蛋白酶上調。因此，EGCG的控釋、納米纖維構成的仿生結構與濕潤的微環境共同為傷口愈合提供了理想條件。
3 結論
目前生物敷料種類繁多，各具優缺點，尚無一種敷料同時兼具抗菌、促傷口愈合、提供微量元素及營養的功能。如將海藻酸鹽與微囊技術、中藥材結合制成促進傷口愈合為主要功能的藥物緩釋敷料，有望綜合先進技術、中醫外治與海藻酸鹽敷料自身的優點，有助于促進皮膚傷口快速修復。