本文摘要:摘要背景:使用傷口敷料對(duì)清創(chuàng)后的傷口進(jìn)行保護(hù)已是許多學(xué)者的共識(shí),但目前仍缺乏能模擬皮膚結(jié)構(gòu)的理想多功能敷料。不對(duì)稱(chēng)傷口敷料能盡可能模擬天然皮膚結(jié)構(gòu),具有抗感染、促傷口滲出液排出等功能,有較大的潛力成為理想的傷口敷料。目的:總結(jié)不對(duì)稱(chēng)敷料的最新研究進(jìn)
摘要背景:使用傷口敷料對(duì)清創(chuàng)后的傷口進(jìn)行保護(hù)已是許多學(xué)者的共識(shí),但目前仍缺乏能模擬皮膚結(jié)構(gòu)的理想多功能敷料。不對(duì)稱(chēng)傷口敷料能盡可能模擬天然皮膚結(jié)構(gòu),具有抗感染、促傷口滲出液排出等功能,有較大的潛力成為理想的傷口敷料。目的:總結(jié)不對(duì)稱(chēng)敷料的最新研究進(jìn)展及生物應(yīng)用。方法:利用計(jì)算機(jī)在PubMed、WebofScience、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行文獻(xiàn)檢索,英文檢索關(guān)鍵詞為“asymmetricdressing,woundasymmetricmembrane,woundasymmetricfilm”,中文檢索關(guān)鍵詞為“不對(duì)稱(chēng)敷料,傷口不對(duì)稱(chēng)膜”,根據(jù)納入排除標(biāo)準(zhǔn)對(duì)文章進(jìn)行篩選,最終納入53篇文獻(xiàn)進(jìn)行綜述。結(jié)果與結(jié)論:不對(duì)稱(chēng)敷料除可仿生天然皮膚的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)外,其致密疏水層還能防止外界細(xì)菌侵入,控制創(chuàng)面水汽交換,親水層能負(fù)載并釋放需要的藥物,多孔結(jié)構(gòu)也利于細(xì)胞的黏附增殖,進(jìn)而促進(jìn)傷口愈合;其不對(duì)稱(chēng)特性并不能顯著影響敷料的物理性能,但不對(duì)稱(chēng)敷料常由多種材料復(fù)合而成,所得的敷料性能常優(yōu)于單一材料。目前的不對(duì)稱(chēng)敷料依照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為單層改性不對(duì)稱(chēng)敷料、雙層不對(duì)稱(chēng)敷料、梯度不對(duì)稱(chēng)敷料3種類(lèi)型,今后的研究還會(huì)賦予不對(duì)稱(chēng)敷料更多、更智能的功能,使其作為一種可能的理想傷口敷料進(jìn)一步發(fā)展,解決目前傳統(tǒng)敷料在臨床運(yùn)用中所面臨的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:不對(duì)稱(chēng)敷料;新型傷口敷料;梯度敷料;抗感染;載藥系統(tǒng);Janus膜;傷口愈合;綜述
0引言Introduction
皮膚是人體最大的器官,是機(jī)體的第一道免疫屏障,在許多生理活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用[1-2]。盡管皮膚傷口具有一定的自愈性,但大面積的皮膚缺損或合并感染、自身基礎(chǔ)性疾病時(shí),其愈合過(guò)程常受到影響,因此合理使用傷口敷料促進(jìn)傷口愈合,減少感染、瘢痕的發(fā)生具有重要意義[3]。理想的傷口敷料需要滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求:良好的組織相容性,無(wú)毒性、致炎性;良好的吸水、保濕性,既能吸收創(chuàng)面滲出物又能維持創(chuàng)面濕潤(rùn)環(huán)境;足夠的機(jī)械性能,避免其在使用中發(fā)生破損;適當(dāng)?shù)谋砻嫖⒔Y(jié)構(gòu)和生化特性,能夠促進(jìn)細(xì)胞的黏附、增殖和分化[4]。
除此外,最好還具有成本低廉、便于醫(yī)護(hù)人員操作、能減輕患者痛苦等作用。目前臨床上廣泛使用的傳統(tǒng)敷料(如紗布等)功能較單一,無(wú)法滿(mǎn)足在感染、腫瘤切除術(shù)后等復(fù)雜愈合環(huán)境的應(yīng)用[5]。對(duì)傷口滲出液的處理依賴(lài)于均勻親水材料的吸收作用,在較長(zhǎng)時(shí)間的使用后,存留在敷料內(nèi)的滲出物可能向創(chuàng)面反向滲透,其抵抗外來(lái)細(xì)菌入侵的能力也會(huì)有大幅下降,若不及時(shí)更換可能會(huì)延遲傷口愈合[6]。
為了在傷口愈合過(guò)程中取得更好的應(yīng)用效果,需要一種能夠盡可能滿(mǎn)足理想敷料要求、模擬天然皮膚結(jié)構(gòu)、抑制細(xì)菌侵襲的新型敷料。不對(duì)稱(chēng)敷料是一種新型的多功能敷料,通常是由致密的疏水層和多孔的親水層組成,是能夠再現(xiàn)與天然皮膚表皮和真皮相似結(jié)構(gòu)的敷料[7-8],也有一些學(xué)者將梯度敷料等不對(duì)稱(chēng)敷料納入其范圍[9]。
國(guó)內(nèi)外研究證明此類(lèi)敷料不對(duì)稱(chēng)特性的主要優(yōu)點(diǎn)在于:能通過(guò)阻水抗菌的致密層和親水透氣的多孔層的有效結(jié)合,實(shí)現(xiàn)傷口敷料透氣性與疏水性的平衡,致密的外層為傷口愈合提供屏障保護(hù)作用,使其免受外部損害,阻擋外來(lái)細(xì)菌的入侵,并有助于控制創(chuàng)面的氣液交換,防止創(chuàng)面脫水;而多孔內(nèi)層能夠吸收傷口滲出物,支持細(xì)胞黏附、遷移和增殖,其多孔結(jié)構(gòu)還有利于負(fù)載抗炎抗菌、促愈合或其他治療作用的藥物、生物活性因子[10-11],起到協(xié)同促進(jìn)傷口愈合的作用。
這種不對(duì)稱(chēng)敷料實(shí)際上是新型Janus材料系統(tǒng)中的一種形式,在這種不同面具有不同化學(xué)和/或形態(tài)差異的材料中,引入不對(duì)稱(chēng)的孔結(jié)構(gòu)會(huì)賦予材料一定的各向異性傳導(dǎo)作用,影響分子、細(xì)胞等在材料內(nèi)的擴(kuò)散方向[12]。利用上述不對(duì)稱(chēng)孔隙結(jié)構(gòu)和親-疏水性差異,部分不對(duì)稱(chēng)敷料還能產(chǎn)生定向的液體傳導(dǎo)性能,將滲出液向外導(dǎo)出,減少滲出液蓄積,為傷口提供一個(gè)有利的愈合環(huán)境[13]。
不對(duì)稱(chēng)敷料的理化性能使其在促進(jìn)傷口愈合、組織再生方面有較大的應(yīng)用潛力,通過(guò)制作方法、材料等的不斷改進(jìn),未來(lái)將被賦予更貼近理想敷料的多種性能。作為一種有較大的臨床運(yùn)用前景的潛在理想敷料形式,近年來(lái)不對(duì)稱(chēng)敷料已引起了學(xué)者們的廣泛討論與關(guān)注[14-16]。該文就不對(duì)稱(chēng)敷料的物理性能、 結(jié)構(gòu)分類(lèi)及生物應(yīng)用前景進(jìn)行簡(jiǎn)單綜述,以期為不對(duì)稱(chēng)敷料在臨床使用和實(shí)驗(yàn)研究中提供一定的幫助。
1資料和方法Dataandmethods
1.1資料來(lái)源
1.1.1檢索人及檢索時(shí)間由第一作者在2021年8月進(jìn)行檢索。
1.1.2檢索文獻(xiàn)時(shí)限2000年1月至2021年8月。
1.1.3檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、PubMed和WebofScience數(shù)據(jù)庫(kù)。
1.1.4檢索詞英文檢索詞為“asymmetricdressing,woundasymmetricmembrane,woundasymmetricfilm”,中文檢索詞為“不對(duì)稱(chēng)敷料,傷口不對(duì)稱(chēng)膜”。
1.1.5檢索文獻(xiàn)類(lèi)型圖書(shū)、期刊、研究原著、綜述。
1.1.6手工檢索情況無(wú)。
1.2文獻(xiàn)篩選標(biāo)準(zhǔn)
納入標(biāo)準(zhǔn):①與不對(duì)稱(chēng)傷口敷料相關(guān)的文章;②發(fā)表于2000-2021年的國(guó)內(nèi)外權(quán)威雜志,以近3年內(nèi)的優(yōu)選;③論點(diǎn)論據(jù)可靠、論述邏輯嚴(yán)密的文獻(xiàn)。排除標(biāo)準(zhǔn):①研究數(shù)據(jù)偏少,參考價(jià)值較低的文獻(xiàn);②相對(duì)陳舊、內(nèi)容相關(guān)性小的文獻(xiàn)。
1.3文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)估與資料提取通過(guò)關(guān)鍵詞檢索得到457篇文獻(xiàn),經(jīng)過(guò)初篩和閱讀全文后選擇與文章內(nèi)容相關(guān)性高的文章進(jìn)行討論,最終納入53篇文獻(xiàn)進(jìn)行綜述[1-53]。
2結(jié)果Results
2.1不對(duì)稱(chēng)敷料的物理性能
理想的傷口敷料應(yīng)該具有與天然皮膚組織相近的物理性能,保證在使用時(shí)不發(fā)生破損,有一定的透氣性、保濕性等,參考的數(shù)據(jù)指標(biāo)主要包括力學(xué)性能、孔隙率、水汽透過(guò)率等[17]。
人體皮膚的楊氏模量為4.6-20.0MPa,拉伸強(qiáng)度為5.00-30.00MPa,斷裂拉伸率為35.00%-115.00%[18],理想敷料的孔隙率應(yīng)在60%-90%[19],水汽透過(guò)率值應(yīng)該在2000-2500mL/(m2·d)[20]。MIGUEL等[20]通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備出一種以絲素和聚已內(nèi)酯為表層、以絲素蛋白和透明質(zhì)酸為內(nèi)層的不對(duì)稱(chēng)敷料,在干、濕條件下對(duì)其進(jìn)行物理性能測(cè)試,結(jié)果顯示在兩種條件下該敷料各方面物理性能均與理想敷料的要求相近。利用靜電紡絲制作的致密表層,能在不顯著影響敷料透氣性、孔隙率的情況下,為敷料提供一定的機(jī)械支持作用,提升敷料的整體機(jī)械強(qiáng)度[19]。
POONGUZHALI等[21]通過(guò)硬脂酸改性殼聚糖/聚乙烯基吡咯烷酮/納米纖維素膜,并研究該膜在改性前后的性能差異,結(jié)果顯示該敷料改性前后的力學(xué)性能表現(xiàn)出相似性,但其水汽透過(guò)率和溶脹率均有小幅度下降,這是因?yàn)槎嗫讓涌紫堵蚀、親水性強(qiáng),而致密疏水層的存在降低了敷料的總孔隙率和對(duì)水分子的親和力?梢(jiàn),不對(duì)稱(chēng)敷料的不對(duì)稱(chēng)特性并不會(huì)對(duì)其物理性能產(chǎn)生顯著影響,其物理性能主要取決于組成材料的相關(guān)性能及制作方法[22]。通過(guò)不對(duì)稱(chēng)敷料致密層和多孔層的復(fù)合材料在物理性能上的差異互補(bǔ),能夠得到比單層敷料更理想的敷料性能。
2.2不對(duì)稱(chēng)敷料的結(jié)構(gòu)
2.2.1單層改性不對(duì)稱(chēng)敷料
單層改性不對(duì)稱(chēng)敷料在制作過(guò)程中首先通過(guò)靜電紡絲或冷凍干燥等方法,制作出一均勻?qū)ΨQ(chēng)的單層膜,再對(duì)膜的一側(cè)使用疏水或親水材料進(jìn)行改性,最終獲得親疏水性、抗菌性等性能不對(duì)稱(chēng)的敷料。XIA等[23]在經(jīng)冷凍干燥法制作的季銨鹽殼聚糖納米顆粒/殼聚糖復(fù)合海綿表面,利用硬脂酸修飾獲得了具有不對(duì)稱(chēng)潤(rùn)濕性復(fù)合敷料,該敷料的疏水改性面表現(xiàn)出較好的抗細(xì)菌浸潤(rùn)能力,而原有的多孔親水結(jié)構(gòu)能夠廣泛地吸收滲出液,抑制細(xì)菌的生長(zhǎng),當(dāng)該不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)與敷料負(fù)載藥物的抗菌性相結(jié)合時(shí),能夠加速創(chuàng)面愈合。
WANG等[24]將添加了納米銀顆粒的殼聚糖/絲素蛋白液經(jīng)冷凍干燥作為支架,并對(duì)一側(cè)進(jìn)行硬脂酸改性,然后將富血小板血漿加載到支架上,當(dāng)使用該敷料時(shí),疏水側(cè)能避免水分過(guò)度流失,保持創(chuàng)面濕潤(rùn),同時(shí)隔離空氣中的微生物,降低了傷口繼發(fā)感染的可能;而親水側(cè)在體液的作用下促進(jìn)了敷料中納米銀顆粒和富血小板血漿的釋放,保證了創(chuàng)面的局部抗菌作用,并促進(jìn)了創(chuàng)面愈合。
通過(guò)簡(jiǎn)單的涂布、噴灑等涂層法能夠快速實(shí)現(xiàn)敷料的不對(duì)稱(chēng)改性,是目前對(duì)均勻敷料實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)改性的常用方法。除了上述的涂層改性法,一些學(xué)者通過(guò)對(duì)敷料一側(cè)進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)修飾得到不對(duì)稱(chēng)敷料。RIBBA等[25]通過(guò)光接枝法,用聚乙烯醇對(duì)聚乳酸靜電紡絲膜的一面進(jìn)行了穩(wěn)定的化學(xué)共價(jià)改性,改性側(cè)的水接觸角由122°變?yōu)?4°,實(shí)現(xiàn)了敷料親水性的不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)變。不論是使用涂層還是化學(xué)交聯(lián)法,均采用了相對(duì)成本較低、簡(jiǎn)單快速易行的方式實(shí)現(xiàn)了敷料的不對(duì)稱(chēng)改性,能夠增強(qiáng)敷料的抗菌、止血、載藥、保濕等性能,有較好的應(yīng)用前景。
2.2.2雙層不對(duì)稱(chēng)敷料
雙層敷料在不對(duì)稱(chēng)敷料中最為常見(jiàn),常用的制作方法包括相轉(zhuǎn)法、靜電紡絲、3D生物打印等[26-27],其中以靜電紡絲法運(yùn)用最為廣泛。ARAGON等[28]通過(guò)靜電紡絲合成了負(fù)載單萜香芹酚的聚己內(nèi)酯/聚醋酸乙烯酯不對(duì)稱(chēng)膜,膜頂層能防止傷口快速脫水和細(xì)菌滲透,底層多孔結(jié)構(gòu)利于藥物負(fù)載,且具有高吸水性和殺菌性。LI等[29]在聚多巴胺處理的聚乙烯醇納米纖維膜表面,經(jīng)二次紡絲制成聚己內(nèi)酯/絲素蛋白疏水納米纖維膜,形成具有單向?qū)裥缘牟粚?duì)稱(chēng)雙層復(fù)合膜,該敷料能對(duì)過(guò)多的滲出物進(jìn)行高效轉(zhuǎn)出,使創(chuàng)口處的內(nèi)源性凝血因子和血小板相對(duì)增加,起到促止血、促愈合的作用。
靜電紡絲技術(shù)生成的敷料具有較高的孔隙率和比表面積[30],能相對(duì)輕松地將生物活性物質(zhì)包裹在其中,提高敷料的抗菌性能和/或促愈合功能[13],現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用于多功能敷料的研究。除上述方法外,有學(xué)者致力于用更簡(jiǎn)單的方法制出性能優(yōu)良的不對(duì)稱(chēng)敷料。DU等[31-32]用端環(huán)氧聚二甲基硅氧烷改性明膠與硅橡膠前驅(qū)體共混,通過(guò)表面張力梯度驅(qū)動(dòng)的自分層作用形成具有不對(duì)稱(chēng)雙層結(jié)構(gòu)的膜,該敷料表現(xiàn)出較好的物理性能,生物降解性符合正常皮膚傷口愈合過(guò)程。GENEVRO等[33]通過(guò)鑄造-冷凍工藝生產(chǎn)成本低廉、生物相容性良好的魔芋葡甘聚糖不對(duì)稱(chēng)膜。
這些方法不依靠特殊儀器,不引入多余溶劑,所制 得的膜具有生物相容性良好、成本低廉等優(yōu)勢(shì),同時(shí)也能滿(mǎn)足作為傷口敷料的要求,提供利于愈合的環(huán)境。在制作敷料時(shí),不同的技術(shù)有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。MIGUEL等[34]通過(guò)靜電紡絲制備了聚己內(nèi)酯/絲膠納米纖維膜作為表皮模擬層,再利用3D生物打印技術(shù)層層打印殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠模擬真皮層,制作了三維皮膚不對(duì)稱(chēng)敷料。使用多種方法聯(lián)合,對(duì)不同的層面使用不同的制作技術(shù),利于得到有關(guān)性能更理想的敷料。
2.2.3梯度不對(duì)稱(chēng)敷料
不同于傳統(tǒng)的雙層不對(duì)稱(chēng)敷料,梯度敷料通常由3層或更多層組成,通過(guò)敷料內(nèi)結(jié)構(gòu)、組成等形成具有梯度表現(xiàn)的敷料,其梯度效應(yīng)可表現(xiàn)在敷料的密度組成上。GAO等[35]采用針刺法制備了具有纖維密度梯度的海藻酸鈣纖維敷料,液體在敷料內(nèi)擴(kuò)散時(shí)表現(xiàn)為尖向高密度面的三角形,溶液從高密度面向低密度面擴(kuò)散時(shí)的速率比從低密度面到高密度面擴(kuò)散的速率快,說(shuō)明該敷料的纖維密度梯度影響了滲出液在敷料中的擴(kuò)散。纖維的密度梯度和排列方向改變了滲出液在敷料中的擴(kuò)散和分布,利用該特性制備的取向性纖維敷料能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液體的定向?qū)С,有利于?chuàng)面愈合。親-疏水梯度在影響液體于材料內(nèi)部的定向輸送過(guò)程中有重要意義,使用親水性不同的材料制備多層次的敷料可以獲得具有親水性梯度的敷料。
QI等[36]利用靜電紡絲技術(shù)將抗菌劑包埋在具有親-疏水梯度結(jié)構(gòu)的敷料中,該敷料自?xún)?nèi)向外由疏水聚氨酯層、親水聚氨酯/聚丙烯腈-聚丙烯酸鈉和高親水的聚丙烯腈-聚丙烯酸鈉三層納米纖維組成,孔徑依次減小,根據(jù)不同層次之間的親水性及孔徑差異產(chǎn)生的毛細(xì)管壓差,實(shí)現(xiàn)由內(nèi)到外單向排水的自泵效應(yīng);當(dāng)液滴接觸該敷料疏水面時(shí),水分可以穿過(guò)疏水層,使親水層迅速濕潤(rùn),并防止液體的反向滲透。通過(guò)親-疏水性梯度實(shí)現(xiàn)滲出物在敷料內(nèi)的高效轉(zhuǎn)運(yùn),并防止液體反滲、避免傷口處滲出液累積,對(duì)于滲出增多的感染傷口等有較大的臨床運(yùn)用意義。敷料內(nèi)不均勻分布的組分可以形成有組分濃度梯度的敷料,產(chǎn)生相關(guān)的不對(duì)稱(chēng)性能。
SU等[37]在殼聚糖中加入淀粉,通過(guò)調(diào)節(jié)淀粉的量可獲得有親-疏水梯度的復(fù)合海綿,在硬脂酸改性后,海綿兩側(cè)均表現(xiàn)為疏水,隨著淀粉量的增加,敷料底層親水性增加,而頂層仍保持疏水性。這種不對(duì)稱(chēng)的親水性歸因于淀粉的梯度分布、粗糙的三維骨架結(jié)構(gòu)以及親疏水基團(tuán)表面分布不均三因素的協(xié)同作用。利用敷料內(nèi)不對(duì)稱(chēng)分布的組分的特性,在近傷口側(cè)和表面表現(xiàn)出不同的濕潤(rùn)性、粘接性等,還能實(shí)現(xiàn)敷料性能的可調(diào)控性,得到多功能的智能敷料,有利于解決傳統(tǒng)敷料在臨床運(yùn)用中的許多問(wèn)題。不對(duì)稱(chēng)敷料的結(jié)構(gòu)分類(lèi)。
2.3不對(duì)稱(chēng)敷料的生物應(yīng)用
傷口愈合通常需要經(jīng)過(guò)4個(gè)無(wú)法明確分界的階段:止血、炎癥、增殖、重塑[9],當(dāng)傷口發(fā)生感染或患者自身患有糖尿病等系統(tǒng)疾病時(shí),常常會(huì)影響上述愈合過(guò)程[38],導(dǎo)致傷口遷延不愈[39],甚至造成截肢等更為嚴(yán)重的并發(fā)癥。對(duì)此類(lèi)感染、高糖、高滲出的復(fù)雜傷口愈合環(huán)境,使用傳統(tǒng)敷料常難以取得令人滿(mǎn)意的效果,但利用不對(duì)稱(chēng)敷料能夠?qū)崿F(xiàn)抵御外來(lái)細(xì)菌侵襲、對(duì)傷口滲出液進(jìn)行單向?qū)С龅耐瑫r(shí)保持傷口濕潤(rùn)、透氣的愈合環(huán)境。通過(guò)敷料的多孔結(jié)構(gòu)還能負(fù)載具備抗菌、抗感染、促愈合能力的藥物及其他生物活性因子,在傷口愈合過(guò)程中發(fā)揮重要作用,能對(duì)此類(lèi)復(fù)雜愈合環(huán)境提出一種極具潛力的臨床應(yīng)對(duì)策略。
2.3.1單層改性不對(duì)稱(chēng)敷料的生物應(yīng)用
通過(guò)對(duì)均勻敷料的一側(cè)或雙側(cè)進(jìn)行涂層或化學(xué)改性,能夠方便地在原始敷料的基礎(chǔ)上獲得新的性能或是使部分原有性能得到提升,有助于該敷料的應(yīng)用。WANG等[40]通過(guò)簡(jiǎn)單快速的噴霧涂層法在常用的棉織物敷料兩側(cè)噴涂不同的材料,制作了不對(duì)稱(chēng)改性棉織物,該棉織物的一側(cè)噴灑止血性能優(yōu)良的羧甲基殼聚糖溶液以實(shí)現(xiàn)該側(cè)的親水改性,而另一側(cè)使用石蠟構(gòu)建起超疏水表面,改性后棉織物的親水側(cè)能快速吸收血液,促進(jìn)止血。
疏水面防止血液過(guò)度吸收,較原敷料具有更好的止血效果,在需要緊急止血的傷口表面能夠取得較好的應(yīng)用效果。GÁMEZ-HERRERA等[41]通過(guò)在靜電紡絲形成的聚己內(nèi)酯納米纖維膜一側(cè),利用靜電噴涂的方式負(fù)載含有百里香酚的聚乳酸/羥基乙酸微粒,獲得了不對(duì)稱(chēng)的靜電紡絲敷料;當(dāng)載藥的聚乳酸/羥基乙酸微粒與體液相接觸時(shí),由于聚乳酸/羥基乙酸具有一定的水解性,其中負(fù)載的百里香酚就能在敷料運(yùn)用的局部實(shí)現(xiàn)持續(xù)釋放,從而起到消炎抗菌的作用。
由于聚己內(nèi)酯降解緩慢,直接利用靜電紡絲聚己內(nèi)酯膜負(fù)載百里香酚的藥物釋放行為較差,利用這種單側(cè)修飾改性的方法能優(yōu)化敷料在藥物負(fù)載與釋放方面的性能,有利于藥物發(fā)揮其相關(guān)作用,共同促進(jìn)傷口愈合。使用單側(cè)改性法能在已經(jīng)成形的敷料上方便地進(jìn)行改進(jìn),賦予敷料更好的抗菌、止血作用,還能進(jìn)行藥物負(fù)載,使原有敷料的性能更佳,有更好的運(yùn)用背景。
2.3.2雙層不對(duì)稱(chēng)敷料的生物應(yīng)用
雙層不對(duì)稱(chēng)敷料的表層通過(guò)其致密的孔隙和疏水性對(duì)氣、液、細(xì)菌等起到限制作用,能對(duì)底層負(fù)載的活性藥物起到保護(hù)作用,或與負(fù)載藥物相協(xié)同共同促進(jìn)傷口愈合。CHAGAS等[42]在含有姜黃素的聚乳酸/天然橡膠微纖維層表面制作了聚乳酸納米纖維阻水表層,該敷料的阻水層在使用10d內(nèi)能起到限制外界細(xì)菌滲透的作用,通過(guò)這種不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)還能保護(hù)底層易受光降解的姜黃素,使其能夠充分發(fā)揮抗炎抗菌作用。
HAIDAR等[43]設(shè)計(jì)了一種針對(duì)生物膜給藥的不對(duì)稱(chēng)敷料,能夠抑制生物膜形成和/或在生物膜形成后進(jìn)行破壞,該敷料致密疏水層的孔徑較小,能夠起到一定的“篩選效應(yīng)”,限制部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的自由穿過(guò),在一定程度上起到了抑制傷口生物膜形成(約20%)的作用;當(dāng)加入β-N乙酰氨基葡萄糖苷酶時(shí),能顯著抑制生物膜形成(約84%),對(duì)慢性感染傷口起到較好的抗菌、促愈合作用。
YU等[44]采用靜電紡絲法制備以聚己內(nèi)酯為疏水外層、聚吡咯列酮-明膠為親水性?xún)?nèi)層的雙層不對(duì)稱(chēng)敷料,該敷料能對(duì)吡格列酮進(jìn)行緩釋?zhuān)纳凭植扛咛黔h(huán)境,不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)能抗細(xì)菌侵襲、減少創(chuàng)面感染,使傷口愈合微環(huán)境向有利方向進(jìn)展。除了與負(fù)載藥物相協(xié)同,不對(duì)稱(chēng)敷料的親-疏水結(jié)構(gòu)特性還賦予了敷料一定的單向?qū)裥。ZHANG等[45]使用靜電紡絲加冷凍干燥法制作季銨化殼聚糖/聚乙烯醇纖維納米氣凝膠,隨后在氣凝膠表面利用靜電紡絲形成聚己內(nèi)酯/姜黃素納米纖維膜得到雙層不對(duì)稱(chēng)敷料,該敷料能夠自主地將滲出液從創(chuàng)面快速引流出來(lái),并防止?jié)B出液的反向滲透;通過(guò)在敷料中加入姜黃素使之具有抗菌、抗氧化性能,縮短傷口愈合的炎癥期。此類(lèi)敷料能夠在一些高滲出環(huán)境,如糖尿病傷口、燒傷傷口、感染傷口等起到較好的作用。
糖尿病小鼠模型實(shí)驗(yàn)表明,相較于其他對(duì)照組,使用該敷料處理后部位再生的皮膚具有更高的血管密度、更多的膠原沉積和更成熟的分層結(jié)構(gòu),證明該敷料能加速糖尿病創(chuàng)面愈合。雙層不對(duì)稱(chēng)敷料作為最為經(jīng)典的一類(lèi)不對(duì)稱(chēng)敷料,其在不同傷口愈合環(huán)境包括慢性糖尿病傷口[23]、壓瘡[7]、感染傷口[46]、難治性感染傷口等均取得較好的應(yīng)用效果[47],其自身不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)對(duì)感染和氣液交換的控制作用,協(xié)同負(fù)載藥物的相關(guān)作用,使其能在傷口愈合的不同階段均起到促進(jìn)愈合的作用[48]。
3總結(jié)與討論Conclusionanddiscussion
3.1既往他人在該領(lǐng)域研究的貢獻(xiàn)和存在的問(wèn)題
傷口愈合過(guò)程是一個(gè)高度復(fù)雜且動(dòng)態(tài)的過(guò)程,促進(jìn)傷口愈合的目的是重建皮膚的結(jié)構(gòu)和功能[49]。傳統(tǒng)的傷口敷料具有高成本效益和高吸水性[50],但在控制感染、促進(jìn)愈合方面仍面臨許多問(wèn)題[51]。近年來(lái),不對(duì)稱(chēng)敷料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)引起了廣大學(xué)者的關(guān)注,被認(rèn)為是目前最有前景的理想傷口敷料形式。相關(guān)研究的學(xué)者也開(kāi)展了系統(tǒng)性研究,對(duì)不對(duì)稱(chēng)敷料的制造技術(shù)、理化性能進(jìn)行了改造和優(yōu)化,制造出的不對(duì)稱(chēng)傷口敷料除了能夠模擬天然皮膚的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)外,能夠同時(shí)為創(chuàng)傷部位提供物理保護(hù)的屏障和支持細(xì)胞黏附、增殖和浸潤(rùn)的基質(zhì),并在敷料中負(fù)載藥物、生物活性因子等協(xié)同促進(jìn)傷口愈合。
一些學(xué)者通過(guò)對(duì)不對(duì)稱(chēng)敷料層次結(jié)構(gòu)的升級(jí),還得到了與傷口黏附性可調(diào)而可以做到按需無(wú)痛更換的敷料,以及能夠?qū)?chuàng)面滲出物進(jìn)行高效導(dǎo)出,同時(shí)維持創(chuàng)面濕潤(rùn)愈合環(huán)境的梯度多功能智能敷料,但其中部分性能(如單向?qū)裥?的機(jī)制和具體的參數(shù)有待進(jìn)一步研究。目前不對(duì)稱(chēng)膜的研究仍主要集中在具有單向?qū)裥缘募徔椘穂52]、進(jìn)行氣液分離的化工材料方面[53],關(guān)于不對(duì)稱(chēng)敷料的研究仍較少,將敷料運(yùn)用場(chǎng)景定位于黏膜等濕潤(rùn)環(huán)境的研究更是寥寥。未來(lái)還需要進(jìn)一步研究不對(duì)稱(chēng)敷料在各種傷口愈合環(huán)境中對(duì)愈合進(jìn)程的影響。
3.2該綜述區(qū)別于他人他篇的特點(diǎn)
此綜述在總結(jié)前人實(shí)驗(yàn)和文章的基礎(chǔ)上,總結(jié)了不對(duì)稱(chēng)材料作為傷口敷料的應(yīng)用,并首次將不對(duì)稱(chēng)敷料以結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為依據(jù)進(jìn)行分類(lèi),將其分為單層改性不對(duì)稱(chēng)敷料、雙層不對(duì)稱(chēng)敷料、梯度不對(duì)稱(chēng)敷料3種類(lèi)型。其中,雙層不對(duì)稱(chēng)敷料是研究最多的,也是具有最典型不對(duì)稱(chēng)敷料特點(diǎn)的一類(lèi),由致密的疏水外層和親水多孔內(nèi)層兩層組成。
單層改性敷料通過(guò)簡(jiǎn)單的涂層改性或化學(xué)交聯(lián)改性,實(shí)現(xiàn)由最開(kāi)始的均勻膜向不對(duì)稱(chēng)膜的轉(zhuǎn)變,獲得一定的不對(duì)稱(chēng)性,提高其在抗菌、止血、釋藥方面的性能;其主要理化性能仍取決于最開(kāi)始的均勻膜,常用的硬脂酸、石蠟改性等方法除改變其單側(cè)的親水性外,對(duì)其他性能的影響較小,是一種相對(duì)簡(jiǎn)單易行的不對(duì)稱(chēng)敷料制作方式。相較于一般的雙層不對(duì)稱(chēng)敷料,梯度不對(duì)稱(chēng)敷料可以利用其梯度的親水性或纖維分布進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)液體在敷料內(nèi)的定向轉(zhuǎn)運(yùn),更有利于敷料在高滲出環(huán)境中發(fā)揮促進(jìn)愈合作用。梯度不對(duì)稱(chēng)敷料中具有組分梯度的敷料還能賦予敷料更智能的作用,如實(shí)現(xiàn)按需更換的可調(diào)黏附性和局部增強(qiáng)的光熱療法抗菌性等,是未來(lái)不對(duì)稱(chēng)敷料的發(fā)展方向,值得更深入的研究。
3.3綜述的局限性
目前不對(duì)稱(chēng)敷料的相關(guān)研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還較少,更多的應(yīng)用場(chǎng)景和特殊性能還有待進(jìn)一步的探索。許多研究中雖然已使用動(dòng)物模型進(jìn)行了一定量的體內(nèi)研究,研究結(jié)果也表明不對(duì)稱(chēng)敷料具有作為理想傷口敷料的巨大潛力,但這種新型的傷口敷料尚未進(jìn)入臨床試驗(yàn)環(huán)節(jié),存在缺乏臨床應(yīng)用數(shù)據(jù)的問(wèn)題,無(wú)法綜述其在人類(lèi)實(shí)際傷口愈合環(huán)境中的作用。由于文獻(xiàn)檢索過(guò)程主要利用關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索,可能存在部分相關(guān)文章未使用所選關(guān)鍵詞而未被納入,造成一些偏倚及誤差,但該文仍然能夠?yàn)椴粚?duì)稱(chēng)傷口敷料的理論研究和臨床運(yùn)用基礎(chǔ)提供一定的思路與方向。
生物研究領(lǐng)域論文:黃花菜的活性成分、生物活性及加工技術(shù)研究進(jìn)展
3.4綜述的重要意義與展望
對(duì)清創(chuàng)后的創(chuàng)面使用敷料以實(shí)現(xiàn)對(duì)創(chuàng)口的屏障保護(hù)及促進(jìn)傷口愈合,已經(jīng)是許多學(xué)者的共識(shí);趥鹘y(tǒng)敷料在臨床運(yùn)用中的弊端,需要研究出一種更加貼近理想敷料的新型傷口敷料。該文綜述了一種以不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和性能為特征、有潛力成為一種理想敷料形式的不對(duì)稱(chēng)敷料,總結(jié)了不對(duì)稱(chēng)敷料的部分物理性能、結(jié)構(gòu)分類(lèi)及生物應(yīng)用,提出了不對(duì)稱(chēng)敷料目前研究還比較薄弱的部分及對(duì)未來(lái)研究的展望,能夠?yàn)椴粚?duì)稱(chēng)敷料的后續(xù)研究提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
在未來(lái)的相關(guān)研究中,不對(duì)稱(chēng)敷料會(huì)被賦予更多、更智能的性能,作為一種新型的復(fù)合傷口敷料進(jìn)一步發(fā)展,其在更復(fù)雜的愈合環(huán)境中對(duì)愈合進(jìn)程的影響機(jī)制也會(huì)進(jìn)一步揭露,在愈合中起到止痛、抗炎的作用,促進(jìn)傷口處神經(jīng)、血管再生,膠原蛋白沉積,利于細(xì)胞黏附,還可以實(shí)現(xiàn)敷料的按需無(wú)痛更換,減少愈后瘢痕產(chǎn)生等。總之,不對(duì)稱(chēng)敷料是一種極具臨床應(yīng)用前景的新型材料,具備更優(yōu)性能的不對(duì)稱(chēng)敷料仍需要廣大研究者們的進(jìn)一步探索。
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