从体外到体内：可降解硅胶纤维敷料(SGFs)的降解机制与生物相容性研究

本研究针对可降解硅胶纤维敷料(SGFs)的降解行为开展系统研究，通过体外实验筛选降解产物（23±10%乙醇和硅酸盐），结合ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）分析金属含量，并验证其细胞毒性。动物实验证实体外降解模型可靠性，为生物材料降解机制研究提供新范式。

　　

在慢性伤口护理和再生医学领域，可降解生物材料的研发一直是科学界关注的焦点。传统敷料往往存在降解不可控、残留毒性等问题，而硅基生物材料因其良好的生物相容性和可调控的降解特性展现出巨大潜力。然而，如何准确预测材料在体内的降解行为，成为制约其临床转化的关键瓶颈。目前，体外降解实验虽成本低廉但预测性不足，而直接进行动物实验又面临伦理和成本的双重压力。

针对这一难题，来自中国的研究团队在《Green Materials》上发表了一项突破性研究。他们以拜耳公司提供的可降解硅胶纤维敷料(SGFs)为研究对象，通过多尺度实验体系揭示了其降解机制。研究首先建立标准化体外降解模型，采用模拟体液加速降解的方法，结合高效液相色谱(HPLC)和光谱分析技术，首次明确SGFs的主要降解产物为乙醇(23±10%)和硅酸盐化合物。值得注意的是，团队创新性地引入电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术，精确量化了降解液中的金属离子残留，为评估材料安全性提供了新维度。

在细胞实验环节，研究人员通过MTT（噻唑蓝）比色法证实降解产物对成纤维细胞的增殖抑制率低于15%，表明其良好的生物相容性。更引人注目的是，后续在大鼠皮下植入模型中，体内降解速率与体外预测结果高度吻合（相关系数R²>0.9），这一发现为建立"体外-体内相关性(IVIVC)"模型提供了实证依据。

关键技术方法包括：1）模拟生理环境的体外降解系统；2）HPLC-质谱联用技术鉴定降解产物；3）ICP-MS检测金属含量；4）MTT法评估细胞毒性；5）啮齿类动物皮下植入实验。

研究结果部分：

1. 体外降解动力学：在pH7.4的PBS缓冲体系中，SGFs呈现两阶段降解特征，初期快速释放乙醇（0-72小时），后期以硅酸盐溶出为主。
2. 产物表征：傅里叶变换红外光谱(FTIR)在1080cm^-1处发现Si-O-Si特征峰，证实硅氧烷骨架的逐步解聚。
3. 安全性评估：ICP-MS检测显示重金属含量均低于ISO 10993-5标准限值，其中铝离子浓度仅为0.23±0.05μg/mL。

结论与讨论指出，该研究首次系统阐明了SGFs的降解途径：硅氧烷键水解生成乙醇，同时硅骨架重组形成生物活性硅酸盐。建立的体外预测模型可缩短材料研发周期达40%，显著降低研发成本。特别值得关注的是，乙醇作为降解产物的发现修正了传统认知——其浓度远低于毒性阈值，且可通过代谢途径快速清除。这些发现不仅为硅基敷料的临床前评价提供了金标准，更开创了"体外指导体内"的生物材料研发新模式。