基于木聚糖-壳聚糖和低共熔溶剂的生物复合膜在伤口愈合中的应用研究

本研究针对传统伤口敷料功能单一、成本高昂等问题，开发了由木聚糖(xylan)、壳聚糖(chitosan)和低共熔溶剂(DES)组成的多功能生物复合膜。通过溶剂浇铸法制备的Xyl_Chit_50:50_DES膜展现出优异的力学性能(拉伸强度8.2 MPa)、抗菌活性(对MRSA降低≥4-log CFU·mL-1)和促愈合能力(30小时伤口闭合率76%)，为经济高效的伤口护理材料提供了新思路。

　　

皮肤创伤修复是临床面临的重大挑战，特别是伴随耐药菌感染的慢性伤口更令全球医疗系统承压。传统敷料如纱布、聚氨酯等往往缺乏抗菌、促愈合等多重功能，而市售生物材料敷料（如藻酸盐、透明质酸制品）又存在成本高、机械性能不足等缺陷。在此背景下，开发兼具生物相容性、抗菌活性和促修复功能的低成本材料成为研究热点。

葡萄牙阿威罗大学的研究团队创新性地将造纸工业副产品木聚糖(xylan)与壳聚糖(chitosan)结合，并引入由胆碱氯化物和乳酸组成的低共熔溶剂(DES)，通过溶剂浇铸法制备系列复合膜。研究发现，50:50配比的Xyl_Chit_DES膜在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究中表现最优：其拉伸强度达8.2 MPa，断裂伸长率110%，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑菌效果达4-log CFU·mL^-1，30小时内促进角质形成细胞(HaCaT)迁移使伤口面积缩小76%。该研究为开发可持续、多功能的伤口敷料提供了新范式。

关键技术方法包括：溶剂浇铸法制膜、扫描电镜(SEM)表征形貌、热重分析(TGA)评估稳定性、MTT法检测细胞毒性、平板计数法测定抗菌活性，以及创新的2D划痕实验和3D水凝胶模型（含HaCaT细胞）评估促愈合效果。

【材料表征】
ATR-FTIR光谱证实DES与多糖间存在酯化反应，SEM显示50:50配比膜表面均匀无聚集。相比醋酸制备的膜，DES基薄膜厚度增加约80μm，且透光率保持在38%-72%，便于伤口观察。

【性能测试】
力学测试表明DES显著提升材料柔性，Xyl_Chit_50:50_DES的弹性模量(0.012 GPa)比醋酸体系低两个数量级。TGA证实所有薄膜可耐受150°C高温，满足灭菌要求。

【生物活性】
细胞实验显示所有配方对HaCaT细胞的存活率≥80%。特别地，Xyl_Chit_50:50_DES在3D水凝胶模型中使模拟伤口区域的细胞活性提升至17%，显著高于对照组。

【抗菌机制】
DES的协同作用使含50%木聚糖的薄膜仍保持3.42-log CFU·mL^-1的MRSA抑制效果，猪皮肤ex vivo实验进一步验证其2-log减菌能力。

该研究突破性地实现了三种优势的结合：木聚糖的成本效益（较壳聚糖便宜50%）、壳聚糖的固有抗菌性，以及DES赋予的塑化与生物活性。特别值得注意的是，通过DES替代醋酸溶解壳聚糖，避免了传统工艺的酸性残留问题。研究建立的3D水凝胶评价模型，更真实模拟了人体皮肤微环境，为后续研究提供了可靠平台。这些发现对开发兼具经济性和多功能性的新一代伤口敷料具有重要指导价值，也为生物质高值化利用开辟了新途径。