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当前病毒检测核酸拭子多使用 PE、PP、PET 等不可降解聚合物，造成医疗固废堆积。本研究开发 CMC/CS 可降解海绵拭子，其通过形成珊瑚纤维簇（CFC）增强力学性能，病毒蛋白释放率比商业植绒拭子高 16%，样本收集性能提升 3%，为减废和可持续诊断提供方案。
在病毒检测领域，核酸检测已成为关键手段，但传统检测依赖的一次性拭子多由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等不可降解聚合物制成。这些材料在完成检测使命后，因无法自然降解，大量堆积形成医疗固废。尽管焚烧和填埋是常见处理方式，但不仅成本高昂，还会释放温室气体、加剧塑料污染，给环境和经济带来双重压力。如何在保证检测效能的同时，减少医疗废弃物的环境负担，成为全球医学界和材料学界亟待攻克的难题。
为突破这一困境，西湖大学的研究人员开展了可降解拭子材料的创新研究。他们以羧甲基纤维素（CMC）和壳聚糖（CS）这两种天然生物聚合物为核心原料，成功开发出一种具有分层多孔结构的海绵拭子。相关研究成果发表在《Carbohydrate Polymers》，为可持续诊断技术提供了新方向。
研究人员采用溶剂交换策略制备拭子。首先将壳聚糖粉末分散到羧甲基纤维素水溶液中制成复合糊剂，再通过注射器将糊剂挤入高浓度柠檬酸溶液中进行溶剂置换。酸处理过程中，糊剂条因渗透压收缩并交联形成水凝胶，最终构建出具有力学强度和高效采样能力的海绵拭子结构。
材料性能与结构表征
通过将壳聚糖引入羧甲基纤维素基质，两者通过电荷相互作用形成分层多孔的珊瑚纤维簇（CFC）结构。这种独特结构不仅增强了拭子的机械强度，还通过丰富的亲水基团提升了样本吸附能力。扫描电镜观察显示，复合拭子的纤维网络呈现多级孔隙分布，有利于病毒颗粒的捕获与释放。
采样与释放效率验证
在定量检测中，新型海绵拭子的病毒蛋白释放率比商业植绒拭子高 16%，样本收集性能提升 3%。研究通过模拟呼吸道采样环境，对比了不同材料拭子的病毒载量回收率，结果表明 CMC/CS 复合拭子在保持与传统拭子相当检测准确性的同时，显著优化了采样效率。
降解性能评估
实验证实，使用后的拭子可通过酸碱处理快速溶解，或在自然环境中通过微生物作用短时间内完全降解。在土壤埋藏实验中，该拭子在 30 天内降解率超过 90%，而传统塑料拭子几乎无变化，凸显了其在减少微塑料污染方面的优势。
研究结论表明，这种基于生物聚合物的海绵拭子兼具高效检测性能与环境友好特性。其分层多孔结构和电荷相互作用机制，为生物医学材料的设计提供了新思路。相较于传统拭子，新型拭子在解决医疗废物污染的同时，未牺牲检测灵敏度，符合全球可持续诊断的发展趋势。该研究不仅为病毒检测提供了高性能工具，更向医疗领域展示了生物可降解材料在减少生态足迹中的巨大潜力，有望推动临床诊断向绿色化、可持续化转型。
