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葡聚糖作为新型医用敷料的应用研究与前景
发布时间：2022-08-20
无论是术后伤口的护理还是对于糖尿病足溃疡、大面积烧伤及深部组织感染的伤口护理都是现如今临床上的关注点。医用敷料作为伤口处的覆盖物，可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，提供有利于创面愈合的环境[1]。医用敷料的使用不仅缩短了创面愈合时间，减少资源的浪费，还显著降低了医疗工作量，满足了患者要求[2]。因此在临床上选择合适的高质量的医用敷料尤为重要，而对于新的理想型敷料的开发和研究更有意义。而另一方面据统计资料显示，中国每年有数千万人皮肤因意外事故和手术造成皮肤创伤，国内每年开展的烧烫伤、创伤治疗及外科手术超过千万台次[3]，每年医疗费用约为千万千亿人民币，而烧烫伤、创伤治疗及外科手术的医用敷料，占整体费用的3%以上，达30多亿人民币。如此多的医用敷料的需求，进一步提示了敷料研发的市场前景广阔，而选择高质量的医用敷料可以加速愈合时间，减轻患者伤痛，还可以在总体上减少花费。以上所述从不同方面阐述了新的理想型医用敷料的研发意义。
目前临床上应用范围最广、时间最长的是传统纱布类敷料，如纱布、棉球、绷带等。对于一般伤口可以用具有一定吸湿和保护作用的传统敷料进行处理。但是这些传统敷料易粘连伤口，造成二次损伤以及止血能力不足，而且透气性能差，这些缺点不利于特殊伤口的愈合。因此，需要研发一些针对特殊伤口的新型医用敷料[4]。根据人们对伤口创面愈合机制的深入研究，理想的敷料应该能够维持创面一个湿润的环境，具有良好的透气性，能够促进细胞增殖，既能作为阻挡微生物的屏障又能迅速排出创面的渗出物，同时应该无毒，无抗原性，不易产生组织粘连。
研究人员对于理想的伤口敷料所具备的特性做了深入的阐述：①有能力提供湿润环境，进行气体交换，能够帮助排出伤口渗液和残骸清除，促进组织重建过程;②应该具有生物相容性，不引起任何过敏或免疫应答反应;③应该具有抗菌、抗炎作用;④应该很容易清除而不造成伤口创伤，以利于新生组织生成。目前市场上各种新型敷料层出不穷，并呈现多样化、多功能的发展趋势，而尚未有一种敷料能够满足人们对理想创面敷料的要求，这种理想的新敷料仍在探索中。目前，对葡聚糖的研究发现其具有作为新型医用敷料的应用前景。葡聚糖具有促进伤口愈合、调节免疫、抗凝血等生理功能，自身具有吸水性强、生物可降解性、无毒性、较易提纯和制备等高分子优势，与其他高分子材料结合制备的新型聚合物可促进伤口愈合。
有实验对葡聚糖与透明质酸相结合作为医用敷料进行了研究[7]，即将葡聚糖和透明质酸通过接枝反应形成葡聚糖接枝透明质酸海绵敷料。两者结合后一方面可以克服自身单独的缺点，另一方面又能促进创伤修复，来达到葡聚糖接枝透明质酸可以作为医用敷料的目的。该研究中通过小鼠创伤修复实验，表明葡聚糖、葡聚糖接枝透明质酸都能够通过刺激巨噬细胞分泌白细胞介素1和白细胞介素6，刺激成纤维细胞增殖以及促进透明质酸、胶原和胶原酶合成，从而促进创伤修复。作为医用敷料不仅需要其有促进伤口愈合的效果，而且其毒性、降解性等方面也是考虑作为医用敷料的重点。因此，该实验中除了证明葡聚糖接枝透明质酸对创伤修复的直接作用，还对其降解性、细胞毒性及组织相容性做了相关研究，这些研究结论都为葡聚糖接枝透明质酸做为新型医用敷料提供了可能。通过降解实验，发现葡聚糖接枝透明质酸能够克服葡聚糖难以降解和透明质酸过快降解的缺点，并且集合了两者的生物活性功能。通过细胞毒性实验检测出葡聚糖接枝透明质酸材料在20 g/L质量浓度范围内没有细胞毒性。通过细胞黏附实验得出成纤维细胞可以在葡聚糖接枝透明质酸薄膜上生长，说明材料具有良好的细胞生物相容性，能够与细胞发生相互作用。通过动物模型实验发现葡聚糖和透明质酸结合可促进伤口愈合，同时其细胞毒性、生物相容性以及可降解性实验进一步证明葡聚糖接枝透明质酸作为医用敷料的可行性。
除了葡聚糖与聚乙烯醇、透明质酸相结合形成新型材料外，Kim等[25]研究还将葡聚糖与聚羟基乙酸结合形成一种新型聚合物膜(BG/PLGA)。该研究在显微镜下观察发现葡聚糖/聚羟基乙酸能够增加细胞反应、加快细胞增殖。而且在动物模型实验中，葡聚糖/聚羟基乙酸与聚羟基乙酸相比，增加了伤口周围细胞之间的相互作用，加快了细胞增殖及血管再生，有促进伤口愈合的效果。聚羟基乙酸已经被美国FDA批准为医用高分子材料，并且以其机械性能好，可塑性强的优势改善了葡聚糖支架的机械强度。
魏婷婷[26]将明胶和β-葡聚糖以不同比例混合制得骨架，考察成纤维细胞在这些骨架中的附着与繁殖，从而证明明胶和β-葡聚糖复合物可以促进伤口愈合。该实验的研究基础是，一方面明胶作为创伤敷料和具有黏附性、吸收性的外科用衬垫广泛应用于医学治疗中;胶原及其降解物在创伤修复、骨折愈合以及胚胎形成过程中可能作为体内成纤维细胞的引诱剂;在生物学性质上，明胶无抗原性，能活化巨噬细胞，具有很好的止血作用。另一方面它能表现出抗菌性、抗病毒性和抗凝作用以及促进伤口愈合的活性。动物实验表明，细胞性明胶/(1-3)，(1-6)-β-葡聚糖聚合生物人造皮肤促进了全厚皮肤创伤的表皮再生，即有促进创伤愈合的效果。明胶和葡聚糖组成的多孔骨架具有互联多孔结构和足以支撑成纤维细胞和角化细胞生长的孔径。细胞的附着和繁殖随着明胶含量的增加而增强，吸水量随β-葡聚糖的增加而增加。综上所述，由明胶和β-葡聚糖制得的人造皮肤确实可以有效地促进伤口愈合。
葡聚糖与聚乙烯醇、透明质酸、聚羟基乙酸以及明胶结合形成的新型聚合物在以上实验研究中都论证了其可作为医用敷料的可能。与高分子、大分子结合形成新的聚合物给以葡聚糖为原料制备新型医用敷料提供了新的思路，使葡聚糖在新型医用敷料方面的前景更加广阔。
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