骨缺損、牙科、肌腱損傷等敷料領域的最新研究進展

14/14骨缺損、牙科、肌腱損傷等敷料領域的最新研究進展中國目前正處于老齡化社會，老年人受行動不便,常年臥病在床等因素影響更易患褥瘡和潰瘍。醫(yī)用敷料有助于褥瘡、潰瘍等慢性傷口的愈合，因此老年人對于醫(yī)用敷料的需求量更大。2014年至2018年，中國醫(yī)用敷料行業(yè)市場規(guī)模從55.2億元人民幣增長至136.2億元人民幣，年復合增速為25.3%。據(jù)預測中國醫(yī)用敷料行業(yè)市場規(guī)模在2019年至2023年間將維持11.1%的年復合增長率，2023年市場規(guī)模將達到234.5億元。

高端醫(yī)用敷料市場增速不斷加快，雖然使用成本較高，但新型高端醫(yī)用敷料可以縮短傷口愈合時間，減少醫(yī)用敷料用量，大大縮短護理時間，因此高端敷料需求量逐年增長，市場廣闊。本文聚焦新型高端敷料的研發(fā)與設計，涵蓋含銀抗菌敷料、水膠體敷料及靜電紡絲技術的運用等。因此本文分享整理了關于創(chuàng)面敷料、骨缺損、肌腱損傷等水凝膠敷料領域的研究進展。

醫(yī)用敷料分類

醫(yī)用敷料產(chǎn)品主要指傷口覆蓋物，在傷口愈合過程中可替代受損皮膚起到暫時性屏障作用，避免或者控制傷口感染，有利于創(chuàng)面愈合。根據(jù)來源的不同，可以分為天然材料類、人工合成材料類、藥物性敷料、固定用敷料。

醫(yī)用敷料的分類情況

隨著醫(yī)藥生物行業(yè)的迅猛發(fā)展，醫(yī)美市場產(chǎn)品的快速革新，膠原蛋白材料以其優(yōu)良的性能被廣泛應用在敷料上。膠原蛋白敷料不僅起到傳統(tǒng)敷料保護傷口，避免感染的作用，還可加速皮膚修復，促進表皮細胞增長。目前市面上的膠原蛋白敷貼大多為動物類敷料（采用動物源膠原蛋白作為原料）。

醫(yī)用敷料的發(fā)展歷程

自19世紀60年代至今，醫(yī)用敷料行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。

第一階段是19世紀60年代以前，當時人們使用自然材料，如黏土、動物皮毛、布等來覆蓋傷口，醫(yī)用敷料行業(yè)雛形形成。

第二階段開始于19世紀60年代,英國外科醫(yī)師約瑟夫·李斯特受法國生物學家路易·巴斯德“高溫無菌”理論啟示，認識到細菌對疾病和傷口的影響，建立外科滅菌手術理論，開始使用無菌紗布覆蓋傷口，推崇在干燥透氣的環(huán)境中使傷口愈合。受此影響，至20世紀中葉，醫(yī)用敷料主要產(chǎn)品是棉紗布、棉球等。1940年美國公司Kendall第一個推出醫(yī)用無紡布，因其制造工藝簡單，成本相比棉布更為低廉，隨后越來越多非織造布被廣泛應用于醫(yī)用敷料。

第三階段開始的標志是1962年Winter博士首次提出在保濕環(huán)境中愈合傷口的理念，并在動物實驗中證實在密閉濕潤環(huán)境中傷口愈合速度比在干燥且暴露于空氣中的環(huán)境中快一倍。1974年英國施樂輝公司生產(chǎn)出第一塊應用濕潤傷口理論的醫(yī)用敷料安舒妥，1983年美國公司康維德推出第一代保濕水膠體敷料，用于慢性傷口護理。這些由新型材料制造的醫(yī)用敷料的推出意味著現(xiàn)代敷料商用化的正式開啟。20世紀90年代材料技術的發(fā)展和對“濕潤愈合理論”的不斷深入理解加速了新型現(xiàn)代敷料的研究開發(fā)。針對不同階段(滲出期、肉芽期、上皮形成期)和不同狀況的傷口，研發(fā)出了多種現(xiàn)代敷料，可以在傷口恢復過程中發(fā)揮不同的作用，幫助傷口更好的愈合，減少后期疤痕產(chǎn)生等問題。

膠原蛋白敷料特點

近年來，醫(yī)用敷料行業(yè)不斷增勢，但高端醫(yī)用敷料的市場進入壁壘不高，行業(yè)集中度較低，同時也集中在美國、加拿大、日本和歐盟等發(fā)達國家，我國有超過4500家企業(yè)從事醫(yī)用敷料產(chǎn)品出口，且大部分為規(guī)模很小的地區(qū)性小企業(yè)，行業(yè)集中度較低。其中，膠原蛋白敷料屬于高端醫(yī)用敷料，高端敷料在醫(yī)用敷料中增長迅速，故高端醫(yī)用敷料前景廣闊，未來市場利好。

膠原蛋白敷料在傷口愈合的止血、炎癥等過程中發(fā)揮重要作用，對于傷口愈合和再生醫(yī)學具有非常重要的意義。膠原蛋白敷料大多為動物類敷料，該敷料可促進表皮細胞的移入與生長，利于傷口的愈合，可大幅度縮短愈合時間。膠原蛋白用于醫(yī)藥創(chuàng)傷敷料中具有以下優(yōu)點：

1）物理方面，抗張強度高，延展性低，易干裂，具有類似于真皮的形態(tài)結構，透水透氣性好；

2）物理化學方面，可調節(jié)溶脹性、可被組織吸收、可與藥物相互作用；

3）生物學方面，低抗原性，可隔離微生物，生物相容性好、有生理活性（凝血左右）。膠原蛋白敷料在組織修復方面優(yōu)于傳統(tǒng)敷料；

膠原蛋白敷料的分類及止血機制

紀倩等人的文獻中將膠原蛋白敷料按照原料組成分為3類，分別為單純膠原蛋白敷料、添加無機或有機小分子物質的膠原蛋白敷料、大分子物質共混所制備的復合膠原蛋白敷料。

1.單純膠原蛋白敷料

膠原蛋白敷料能夠黏附在暴露的皮膚創(chuàng)傷處，為傷口提供有效的保護，阻斷外界環(huán)境對創(chuàng)面修復的干擾，單純膠原蛋白敷料有美國Bardwavol公司的牛皮膠原蛋白海綿、德國B.Brand公司的Lyostyp等產(chǎn)品。

2.添加無機或有機小分子因子的膠原蛋白敷料

含有抗菌因子的膠原蛋白敷料：負載抗菌藥物（外用抗生素和抗真菌產(chǎn)品）的膠原蛋白敷料可預防傷口感染。通?？蓪c大霉素、夫西地酸、克林霉素、萬古霉素等抗生素負載在膠原蛋白敷料中。例如產(chǎn)品Centa-Collresorb膠原蛋白海綿負載慶大霉素等。

含有其他功能因子的膠原蛋白敷料：在膠原蛋白敷料中加入EDTA（乙二胺四乙酸）、尿囊素、泛醇、核黃素等小分子物質，提高敷料的促愈合能力。例如Bipstep敷料、Sangustop等產(chǎn)品。

3.與大分子物質共混制得的復合膠原蛋白敷料

與膠原蛋白共混的大分子物質可分為合成聚合物和天然聚合物。合成聚合物（聚乙二醇、聚乙烯醇）與膠原蛋白混合后可提高敷料的器械能，但生物相容性欠佳；天然聚合物（殼聚糖、透明質酸）與膠原蛋白混合后提高敷料的機械性能，且生物相容性較高。例如PrismaMatrix敷料產(chǎn)品、ColActive敷料、MatriDerm敷料。

4.膠原蛋白止血機制

膠原蛋白止血機制（圖片來源網(wǎng)絡）

水凝膠醫(yī)用敷料機制與特點

水凝膠醫(yī)用敷料是近年發(fā)展起來的一種新型的創(chuàng)傷敷料。主要由高分子聚合物吸水溶脹后形成一種具有三維立體網(wǎng)狀結構的膠狀物質構成，其含水量可達90%以上，保持創(chuàng)面的濕潤環(huán)境。

水凝膠醫(yī)用敷料被廣泛應用于各種傷口的治療。由于水凝膠自身所具有的獨特的冷敷作用可以顯著減少術后傷痛和炎癥，能縮短傷口愈合的時間，促進傷口更好的愈合，且不留疤；而且，其半透明的性狀有利于傷口的觀察。包括創(chuàng)面敷料用水凝膠材料、軟骨缺損修復用水凝膠材料、牙周炎治療用水凝膠材料等。

由于其吸水性和安撫傷口的作用，水凝膠特別適用于一些常見的創(chuàng)傷，如擦傷、劃傷、褥瘡、激光治療、化學損傷等各種皮膚表層傷口。對于這些傷口，傳統(tǒng)上醫(yī)生一般用無菌紗布及外用抗生素處理，紗布易與皮膚傷口組織粘連，換藥時常常破壞新生的上皮和肉芽組織，引起出血，使病人疼痛難忍。而水凝膠敷料敷貼在傷口上，不但可以避免傷口粘連，還能殺死各種細菌，從而避免傷口感染。

皮膚損傷（刮傷、擦傷、運動損傷、急性術后傷口、糖尿病足潰瘍并發(fā)癥等慢性傷口）是人體最為常見的損傷之一，不合理的治療方案常常會危害人體健康，例如引發(fā)細菌感染、組織脫水、甚至更為嚴重的二次創(chuàng)傷等。因此，設計能夠加快傷口封閉、促進傷口愈合的新型傷口創(chuàng)面敷料在現(xiàn)代醫(yī)學中具有重要的臨床意義。水凝膠醫(yī)用創(chuàng)面敷料因其良好的生物相容性、創(chuàng)面保濕性、清創(chuàng)性及功能（可注射、原位凝膠化、本征抗菌抗感染、誘導組織再生等）可設計性，是近年來頗受青睞的一種新型創(chuàng)面修復敷料。特別是，伴隨生物診療技術、診療一體化技術的發(fā)展，多功能水凝膠創(chuàng)面敷料更是成為集創(chuàng)面“監(jiān)測、診斷、修復、治療”為一體的“創(chuàng)面守護官”。

1.基于QCS/F127-CHO/姜黃素的皮層缺損修復用水凝膠繃帶

水凝膠材料基本信息：

1）組成：季胺化殼聚糖、醛基化Pluronic?F127。

2）特點：快速自愈合性、強粘附性、抗菌性、可注射性、延展性及抗氧化性。

3）功能：促進皮層缺損傷口快速愈合。

2.基于PAM/PNIPAM/F127-DA/MoS2-PDA的用于活動傷口愈合多功能水凝膠

水凝膠材料基本信息：

1）組成：N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、Pluronic127-丙烯酰、二硫化鉬-聚多巴胺。

2）特點：可拉伸、低滯后、強粘附、抗菌、抗氧化、敷料和傷口力學適配性。

3）功能：促進活動部位傷口快速愈合。

3.基于GelMA/HAMA/羅伊氏乳桿菌的活細菌水凝膠促進傷口愈合

水凝膠材料基本信息：

1）組成：雙鍵化明膠、雙鍵化透明質酸、羅伊氏乳桿菌。

2）特點：粘附、優(yōu)異抗菌、抗炎、促進傷口閉合。

3）功能：新型活細菌水凝膠加速感染傷口愈合。

圖片來源：材料化學快訊

軟骨缺損修復用水凝膠材料

軟骨缺損是臨床上的常見疾病，晚期可導致骨性關節(jié)炎。嚴重的軟骨損傷會累及軟骨下骨，造成軟骨并軟骨下骨的全層缺損。由于軟骨和軟骨下骨的不同結構和功能，一體化修復骨軟骨缺損面臨諸多困難。作為一種理想的組織工程材料，可注射水凝膠能夠為細胞的增殖與分化提供接近于天然細胞外基質的微環(huán)境，通過結構設計、細胞因子/生長因子摻雜等策略，可以構建兼具適配力學性能與功能性的骨軟骨缺損修復水凝膠材料。

1.基于藻酸鹽-多巴胺/硫酸軟骨素/絲素蛋白/外泌體的軟骨缺損再生用水凝膠

水凝膠材料基本信息：

1）組成：藻酸鹽-多巴胺(AD)，硫酸軟骨素(CS)、再生的絲素蛋白(RSF)、間充質干細胞來源的外泌體(EXO)。

2）特點：濕態(tài)環(huán)境粘附性、優(yōu)異生物相容性、外泌體緩釋性。

3）功能：軟骨缺損再生。

2.基于上轉化納米粒子和藻酸鹽的抗腫瘤與促進骨骼缺陷修復用水凝膠

水凝膠材料基本信息：

1）組成：UCNP-AuNP、海藻酸鈉。

2）特點：可注射、原位增強、光熱響應。

3）功能：軟骨缺損再生和骨折修復。

圖片來源：材料化學快訊

3.基于HAMA/Gel光刺激水凝膠用于軟骨缺損高效修復

水凝膠材料基本信息：

1）組成：雙鍵化透明質酸HAMA、鄰硝基芐醇化透明質酸HANB、明膠Gel。

2）特點：快速交聯(lián)、優(yōu)異組織粘附、優(yōu)異力學性能。

3）功能：軟骨缺損修復。

牙周炎治療用水凝膠材料

作為全球第二大最常見的口腔疾病-牙周炎，以造成牙周局部組織損傷為特征，是一個涉及細菌、細胞、免疫反應等多領域的復雜疾病，也是一位非常溫柔的殺手，傷人于無形，長年累月，結締組織被慢慢破壞，牙床萎縮，若不及時治療，可能在年紀輕輕時便“無牙可脫”。報告顯示，我國成年人的牙齒健康率僅9.1%，牙周炎是導致我國成年人牙齒喪失的主要原因”。不光如此，牙周炎與一些系統(tǒng)性疾病密切相關，如阿爾茨海默病、糖尿病以及心血管疾病等。牙周炎自發(fā)現(xiàn)以來，以治療為導向的生物材料通過調節(jié)牙周炎局部炎癥，重塑周圍的免疫微環(huán)境，這種重塑過程有利于傷口愈合和牙周組織再生，水凝膠作為一種具有與ECM高度匹配性、優(yōu)異生物相容性、結構可塑性的功能濕軟材料，在牙周炎治療與口腔健康維護方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。

1.細菌纖維素/MXene生物復合氣凝膠實時預防牙齒疾病

水凝膠材料基本信息：

1）組成：可降解的細菌纖維素，Ti3C2TxMxene。

2）特點：壓敏性、氨（NH3）敏性、生物安全性、可降解性。

3）功能：監(jiān)測咬合力和局部氣體釋放。

圖片來源：材料化學快訊

2.基于載有二硫蘇糖醇和基質細胞衍生因子的PEG熱敏水凝膠治療牙周炎

水凝膠材料基本信息：

1）組成：二硫蘇糖醇(DTT)，基質細胞衍生因子-1(SDF-1)、PEG-DA。

2）特點：降低細胞ROS水平、抗炎、溫敏性。

3）功能：治療牙周炎、促進原位牙周骨再生。

3.基于海藻酸鈉/二氧化鈦/氧化亞銅納米顆粒的雙光調控、可注射、可降解納米復合水凝膠個性化治療牙周炎

水凝膠材料基本信息：

1）組成：海藻酸納、Cu2O、TiO2@PDA。

2）特點：生物相容性、近紅外光熱特性、抗