生物医用高分子敷料材料制备及其创面修复性能研究

韩光

安徽亿人安股份有限公司 236800

摘要：皮肤创面损伤是临床常见病症，传统敷料功能单一，难以适配复杂创面的修复需求。生物医用高分子材料凭借良好的生物相容性、可降解性与结构可调性，已成为创面修复敷料的核心研究方向。本文以常见高分子敷料为研究对象，简述其主要制备方法，分析不同敷料的结构特性，探究其保湿、抗菌、促愈合等创面修复性能，总结当前高分子敷料的应用优势与现存问题，并展望其临床应用发展前景，为新型高效创面修复敷料的研发与应用提供基础参考。

关键词

生物医用高分子；敷料材料；制备工艺；创面修复；材料性能

引言

各类外伤、手术及皮肤病变引发的创面，易出现感染、愈合缓慢等问题，严重影响患者恢复。传统纱布、棉垫等敷料仅能实现简单覆盖防护，无法调控创面微环境。生物医用高分子敷料凭借优异的生物适配性，可精准适配创面修复需求，近年来被广泛应用于创面治疗领域。本文系统研究高分子敷料的制备方法与修复性能，旨在为优化敷料性能、拓展临床应用提供理论支撑。

一、生物医用高分子敷料材料的主要制备方法

（一）静电纺丝法

静电纺丝法是目前制备纳米纤维高分子敷料的主流工艺，操作简便、成本可控，适配多种天然与合成高分子材料。该技术利用高压电场对高分子溶液或熔体进行拉伸，使聚合物液滴极化分裂，最终在接收装置上形成连续多孔的纳米纤维膜。制备过程中，可通过调节电压、接收距离、溶液浓度等参数，精准调控纤维直径、孔隙率与膜层厚度。采用该方法制备的敷料具有类皮肤纤维结构，孔隙结构均匀，透气性与透湿性良好，能够有效吸收创面渗出液，同时可负载抗菌、抗炎活性成分。该工艺适用性极强，壳聚糖、海藻酸钠、聚乳酸等常用高分子材料均可通过此方法制备功能性敷料，广泛应用于浅表创面、烧伤创面的修复敷料制备，是实验室及小规模产业化的常用技术手段。

（二）溶液交联法

溶液交联法主要用于制备水凝胶类高分子敷料，核心原理是利用交联剂使线性高分子聚合物形成三维网状立体结构，成型条件温和，不会破坏高分子材料的生物活性。制备时先将高分子原料充分溶解于去离子水或缓冲溶液中，搅拌均匀后加入适量交联剂，在常温或低温条件下发生交联反应，静置成型后得到弹性水凝胶敷料。通过调整交联剂用量与反应时间，可调控水凝胶的溶胀度、力学强度与保水性能。该方法制备的敷料含水量高、柔韧性佳，能够紧密贴合不规则创面，隔绝外界细菌侵入，同时为创面营造湿润修复环境。此外，交联过程可同步搭载生长因子、植物提取物等活性物质，赋予敷料抗菌、促细胞增殖等功能，适配慢性难愈合创面的修复需求。

（三）冷冻干燥法

冷冻干燥法是制备多孔海绵状高分子敷料的重要工艺，核心优势是可最大程度保留高分子材料的生物活性与多孔结构。其制备流程为将高分子均质溶液预冻成型，再通过真空冷冻干燥技术去除体系中的水分，形成疏松多孔的海绵状敷料材料。该工艺无需高温处理，可有效避免活性成分失活，制备的敷料孔隙率高、吸附能力强，能够快速吸收创面大量渗出液，避免渗出液堆积引发的创面感染与溃烂问题。同时，多孔结构可为皮肤细胞黏附、增殖与迁移提供良好载体，加速创面组织再生。该方法适配海藻酸钠、胶原蛋白、透明质酸等多种高分子材料，制备的敷料力学稳定性好、可塑性强，可根据创面形态裁剪使用，在深度创面修复中应用广泛。

二、生物医用高分子敷料的核心创面修复性能

（一）保湿透气与渗出液管理性能

创面修复的核心条件是维持湿润、透气的创面微环境，生物医用高分子敷料凭借独特的结构与材料特性，具备优异的保湿透气与渗出液管理能力，这也是其优于传统敷料的核心优势。天然高分子材料本身具有极强的亲水性，搭配多孔微观结构，可持续锁住水分，避免创面干燥结痂，减少新生肉芽组织损伤，有效缩短创面愈合周期。同时，敷料的三维多孔结构可实现气体自由交换，保证创面氧气供给，促进细胞新陈代谢，避免创面因缺氧出现愈合迟缓问题。在渗出液处理方面，不同工艺制备的高分子敷料可适配不同渗出量的创面，静电纺丝敷料可适配浅表少量渗出创面，冷冻干燥海绵敷料可快速吸收大量渗出液，且吸收后不易滋生细菌，能够持续维持创面洁净湿润状态。相较于传统纱布易粘连创面、吸干创面水分的缺陷，高分子敷料可规避换药二次损伤，大幅提升创面修复效率与患者舒适度，适配急性外伤、术后创面等多种创面类型的修复需求。

（二）抗菌抗炎与创面防护性能

创面感染、炎症反应过度是导致创面愈合延迟、瘢痕增生的主要原因，优质高分子敷料需具备良好的抗菌抗炎性能，有效防控创面感染风险。壳聚糖、海藻酸钠等天然高分子材料本身自带抗菌活性，可通过破坏细菌细胞膜结构、抑制细菌增殖，实现广谱抑菌效果。同时，可在敷料制备过程中负载银纳米颗粒、植物提取物、抗菌肽等功能性成分，进一步强化抗菌性能，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等创面常见致病菌具有显著抑制作用。在抗炎方面，功能性高分子敷料可吸附创面炎症因子，缓解局部红肿、渗出等炎症反应，调控创面炎症期时长，避免过度炎症损伤正常皮肤组织。此外，高分子敷料质地柔软、贴合性强，可紧密覆盖创面，形成物理防护屏障，隔绝外界灰尘、细菌与机械摩擦，保护创面新生组织。相较于传统敷料防护单一、无抗菌抗炎功能的短板，改性高分子敷料可同步实现物理防护与生物抑菌抗炎，显著降低创面感染概率，为创面修复创造稳定的微环境，尤其适用于免疫力低下患者的慢性创面修复。

（三）生物相容与促组织再生性能

生物相容性是医用敷料的核心安全指标，也是保障创面顺利修复的基础，常用生物医用高分子材料均具备无毒、无刺激、低免疫原性的特性，与人体皮肤组织适配性极佳。这类敷料植入创面后不会引发过敏、排斥、炎症加剧等不良反应，可与创面组织良好融合，且大多具备可降解性，无需频繁换药，减少对创面的反复刺激与损伤。在促组织再生方面，高分子敷料的多孔结构可模拟人体皮肤细胞外基质环境，为成纤维细胞、表皮细胞的黏附、增殖与迁移提供支撑框架，加速创面表皮重建与肉芽组织生长。同时，负载生长因子、活性提取物的复合高分子敷料，可持续缓释活性成分，调控皮肤胶原有序沉积，促进血管新生，加速创面组织修复。相较于传统敷料仅能被动防护的特点，生物医用高分子敷料可主动参与创面修复过程，调控创面修复进程，不仅能缩短愈合时间，还可减少瘢痕增生，提升创面修复质量，在烧伤、溃疡等复杂创面修复中具有不可替代的应用价值。

三、生物医用高分子敷料的应用现状与发展趋势

（一）当前临床应用现状

目前，生物医用高分子敷料已逐步替代传统敷料，广泛应用于皮肤科、外科、烧伤科等临床领域，覆盖浅表外伤、手术切口、烧烫伤、糖尿病溃疡等多种创面修复场景。天然高分子敷料凭借安全性高、生物相容性好的优势，多用于浅表创面与儿童皮肤创面修复；合成高分子复合敷料力学性能优异、稳定性强，适配深度创面与活动部位创面修复；功能性改性敷料凭借抗菌、抗炎、促再生等复合性能，成为慢性难愈合创面治疗的核心材料。现阶段市面上已形成水凝胶敷料、纳米纤维敷料、海绵敷料等多种成熟产品，临床应用效果显著，可有效降低创面感染率、缩短住院周期。但当前应用仍存在一定短板，部分高端复合敷料制备成本较高、产业化难度大，难以大规模普及；部分敷料力学性能不足，在关节、四肢等活动部位易破损；同时，敷料的靶向修复、智能响应能力不足，难以适配个体化创面修复需求，限制了其临床推广应用。

（二）现存技术与应用问题

结合近年来高分子敷料的研发成果与临床应用反馈，当前生物医用高分子敷料在技术研发、产品性能及产业化应用层面仍存在诸多亟待突破的问题，制约了行业高质量发展与临床疗效的进一步提升。首先是材料性能均衡性较差，单一基材的高分子敷料普遍存在性能短板，难以兼顾多重优势。水凝胶类高分子敷料保水性、贴合性、生物相容性优异，但力学强度较低，耐摩擦、抗拉伸性能薄弱，在活动创面使用易破损；而聚乳酸等合成高分子敷料力学性能稳定、耐用性强，但亲水性较差，创面适配性与细胞亲和性不及天然高分子材料，难以营造优质的修复微环境。其次是产品功能同质化、单一化问题突出，市面多数商用敷料仅具备基础的创面覆盖、保湿、简单抗菌功能，功能维度较为单一，缺乏调控创面免疫微环境、抑制瘢痕异常增生、促进血管靶向再生的高端功能，针对糖尿病溃疡、顽固性压疮等炎症反复、愈合难度大的慢性创面，修复效果十分有限。再者，产业化性价比缺陷显著，具备多重功效的改性复合敷料，制备流程繁琐、工艺把控难度高、原料成本昂贵，量产稳定性较差，极易出现批次性能差异，导致终端产品价格居高不下，基层医疗机构难以普及使用。最后是产品适配性不足，现有敷料多为标准化批量生产，规格固定，无法适配不规则、深度差异化的复杂创面，且部分敷料的降解速率与人体创面自然愈合速率不匹配，过早降解会导致防护失效，降解滞后则会阻碍新生组织生长，直接影响创面整体修复效果。

（三）未来发展趋势

随着生物材料工程、临床医学及智能制造技术的不断迭代升级，生物医用高分子敷料将打破现有技术瓶颈，朝着多功能复合化、智能响应化、低成本产业化、精准个体化的高质量方向持续发展。在材料改性与性能优化层面，未来将重点推进天然与合成高分子共混改性技术，通过优化材料配比、复合功能性活性组分，弥补单一材料的性能缺陷，实现力学性能、生物相容性、保湿抗菌性、促组织再生性能的全方位均衡提升，同时新增瘢痕抑制、免疫微环境调控、抗氧化等靶向修复功能，全方位适配不同类型创面的修复需求。在技术创新领域，智能响应型高分子敷料将成为核心研发热点，通过引入pH响应、温度响应、炎症因子响应机制，让敷料可根据创面愈合阶段的微环境变化，自动调控抗菌、抗炎活性成分的释放速率，实现创面动态化、精准化修复，大幅提升难治性创面的治疗效果。在产业化发展方面，行业将持续优化制备工艺，简化复合敷料生产流程，降低原料与生产成本，同时完善量产质控体系，提升产品稳定性与性价比，推动高端功能性敷料下沉基层医疗市场，实现规模化普及。与此同时，结合3D打印、数字化扫描技术，可根据患者创面的形态、深度、位置定制个体化敷料，彻底解决标准化敷料适配性差的问题。此外，绿色可降解生物基高分子材料将逐步替代传统合成材料，兼顾临床修复疗效与生态环保需求，推动医用创面修复材料行业朝着智能化、精准化、绿色化、产业化的方向稳步迈进。

结语

生物医用高分子敷料凭借优异的生物相容性、可控的结构性能与多元化的修复功能，突破了传统医用敷料的应用局限，可有效改善创面修复微环境，防控创面感染、加速组织再生，在各类皮肤创面修复中展现出显著优势。本文梳理了静电纺丝、溶液交联、冷冻干燥三种主流制备工艺，分析了高分子敷料的保湿透气、抗菌抗炎、促组织再生等核心修复性能，结合当前应用现状总结了现存问题，并展望了未来多功能、智能化、产业化的发展趋势。随着高分子材料技术与生物医用工程的不断进步，新型复合高分子敷料将不断优化性能、降低成本，进一步适配临床个体化、精准化的创面修复需求，成为创面修复领域的核心医用材料，具有广阔的研发价值与临床应用前景。

参考文献

[1] 王译泽,陈鹤鸣,晁小珊,等.聚丙烯腈/马齿苋提取物伤口敷料的制备及抗菌性能[J].功能高分子学报,2023,36(06):578-586.

[2] 赵圣兰,陈嘉,许月莹,等.负载葡萄籽多酚海藻酸钠冻干凝胶的制备及其抗菌止血性能[J].功能高分子学报,2024,37(01):41-48.

[3] 李蓝航,贾程,彭川燕,等.pH响应性透明质酸复合水凝胶的制备与性能评价[J].复合材料学报,2026,43(04):2402-2411.

...