羧甲基淀粉增强含过氧化钙明胶海绵敷料的理化特性与促愈机制研究

针对传统含过氧化钙(CP)伤口敷料因碱性环境抑制细胞活性的问题，研究人员通过引入羧甲基淀粉(CMS)构建新型明胶-CMS-CP三元复合海绵。该材料通过CMS的酸性基团中和CP碱性，实现中性pH下持续释放氧/钙离子，显著提升成纤维细胞增殖(迁移率提高38%)及抗菌性能(抑菌率>90%)，为缺氧创面治疗提供兼具生物相容性与功能性的解决方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其损伤修复一直是生物医学领域的重大挑战。慢性伤口因缺氧、感染等问题导致的愈合延迟，每年造成全球数百万患者的生活质量下降和经济负担。传统敷料虽能保护创面，但难以解决组织缺氧这一核心难题。过氧化钙(CP)因其缓慢释放氧气的特性成为研究热点，但其分解产生的强碱性环境(pH>9)会损伤细胞，这一矛盾如同"带刺的玫瑰"——虽有治疗潜力却伴随显著副作用。

针对这一困境，研究人员创新性地将羧甲基淀粉(CMS)引入含CP的明胶海绵体系。CMS作为淀粉的羧甲基化衍生物，不仅具有优异的亲水性和生物相容性，其分子链上的羧酸基团更如同"酸碱缓冲器"，能有效中和CP分解产生的氢氧根离子。通过调控CMS与明胶的比例，团队成功开发出兼具力学强度、中性pH维持能力和持续氧/钙双释放功能的复合敷料。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实CMS成功合成(羧基含量0.26±0.03 mmol/g)，扫描电镜(SEM)显示材料具有50-200 μm的贯通多孔结构。力学测试表明，当CMS含量从0%增至30%时，海绵压缩模量提升2.3倍，孔隙率高达92%。尤为关键的是，在磷酸盐缓冲液(PBS)浸泡实验中，含30% CMS的样品pH稳定在7.6-7.8，而对照组(pH 9.2)导致L929成纤维细胞存活率下降至65%。

在生物学评价方面，该材料展现出多重优势：

1. 氧/钙协同释放：CMS含量越高，钙离子释放速率越快(24小时累计释放达18.5 mg/g)，伴随持续6天的氧气释放；
2. 细胞行为调控：30% CMS组使成纤维细胞迁移速度提升1.8倍，增殖率较对照组提高210%；
3. 广谱抗菌性：对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达到14.3±0.5 mm和12.1±0.7 mm，且抗菌效果与pH解耦。

这项发表于《Materials Today Chemistry》的研究突破性地解决了氧释放材料生物相容性差的行业难题。通过CMS的"智能缓冲"机制，首次实现CP基敷料在中性环境下持续释氧，其钙离子协同促进细胞迁移的特性更为慢性伤口治疗提供了新思路。该技术不仅工艺简单、成本低廉，其pH响应特性还可延伸至糖尿病足溃疡等特殊创面治疗领域，展现出广阔的临床转化前景。