生物活性玻璃-壳聚糖杂化材料：一种促进软组织与骨双重再生的多功能愈合敷料

为解决糖尿病或创伤导致的复杂伤口长期修复难题，研究人员开发了一种结合壳聚糖（chitosan）与生物活性玻璃（BG）的杂化敷料。该材料通过硅烷偶联剂（GPTMS）实现分子键合，兼具壳聚糖的止血、促软组织再生特性及BG释放的Si4+、Ca2+离子促进骨愈合功能。实验显示其具有3-6个月可控降解期、优异生物相容性及双重修复能力，为慢性伤口治疗提供新策略。

　　

慢性伤口治疗一直是临床上的棘手难题，尤其是糖尿病足溃疡或创伤导致的复合型伤口，往往需要同时修复软组织与骨组织。传统敷料如纱布、水凝胶等虽能提供基础保护，但无法主动促进组织再生，更难以支持骨愈合所需的矿化过程。面对这一挑战，国立台北科技大学等机构的研究团队在《Biomaterials Advances》上发表了一项突破性研究，开发了一种基于壳聚糖-二氧化硅杂化体系的多功能敷料，通过引入生物活性玻璃（BG）实现了软组织与骨的双重再生。

研究团队采用硅烷偶联剂（3-缩水甘油氧基丙基）三甲氧基硅烷（GPTMS）将壳聚糖与二氧化硅网络共价结合，并掺入BG颗粒。关键技术包括：核磁共振（NMR）验证化学键合、体外降解实验评估材料稳定性、细胞实验（CCK-8法）检测生物相容性，以及动物模型验证止血与再生效果。

化学表征
通过NMR分析证实GPTMS的环氧基团开环反应（2.5-2.7 ppm特征峰），表明壳聚糖与硅烷成功键合。红外光谱显示Si-O-Si键（1080 cm^-1）形成，证明二氧化硅网络构建。

材料性能
杂化材料压缩模量达400 kPa，显著高于传统水凝胶（<200 kPa）。BG的加入使材料可持续释放Si⁴⁺和Ca²⁺离子，体外降解周期延长至3-6个月，满足慢性伤口治疗需求。

生物学效应
壳聚糖的正电荷与Ca²⁺协同增强止血功能。BG释放的离子显著促进成骨细胞分化，同时材料无炎症反应（细胞存活率>95%），证实其生物安全性。

结论与意义
该研究首次通过分子级杂化策略将壳聚糖的软组织修复优势与BG的骨诱导特性结合，解决了传统敷料功能单一、机械强度不足的问题。Yu-Chien Lin等研究者开发的材料不仅为糖尿病足等复杂伤口提供了“一敷双效”解决方案，其可控降解设计也为长期组织工程应用开辟新途径。这种有机-无机杂化体系的设计思路，对未来开发其他多功能生物材料具有重要借鉴价值。