综述：自修复水凝胶在伤口护理中的最新进展：多糖和蛋白质与合成聚合物的综合比较研究

（编辑推荐）本综述系统阐述了自修复水凝胶在伤口护理中的创新应用，对比分析了天然聚合物（如壳聚糖CS、透明质酸HA）与合成聚合物（如聚乙二醇PEG、聚乙烯醇PVA）的协同效应。其突破性在于通过模拟细胞外基质（ECM）实现动态修复、控释药物和调节炎症，为慢性伤口治疗提供智能化解决方案。

　　

自修复水凝胶：伤口护理的革命性材料

自我修复材料：机制与化学相互作用

自修复水凝胶的灵感源自生物体的自然修复能力，如DNA复制和骨骼再生。这类材料通过动态共价键（如亚胺键、二硫键）或非共价相互作用（氢键、金属配位）实现损伤后自主修复。例如，基于聚丙烯酰胺（PAM）的水凝胶可通过可逆硼酸酯键在生理条件下快速自愈，其断裂伸长率可达1000%，显著优于传统敷料。

伤口敷料的进化挑战

传统敷料仅能被动阻隔感染，而自修复水凝胶通过三维亲水网络维持80%-90%的含水量，模拟ECM的湿润环境。天然多糖类材料（如海藻酸钠）具有抗菌和促上皮化特性，但机械强度不足（拉伸强度<50 kPa）；合成聚合物如PEG可通过交联度调控获得>200 kPa的强度，但需生物功能化修饰以增强细胞粘附。

智能响应型水凝胶的突破

最新研究将温度/pH响应元件整合至水凝胶中：温度敏感型聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）在37°C时收缩以压迫止血，而pH敏感壳聚糖在感染部位（pH<6.5）释放载药量提升3倍。动物实验显示，载VEGF的明胶-聚氨酯杂化水凝胶使糖尿病大鼠伤口愈合速度加快40%。

临床转化瓶颈与解决方案

当前障碍包括：

1. 1.

   降解速率匹配问题（合成材料半衰期>30天 vs 自然愈合周期21天）

2. 2.

   规模化生产成本（天然聚合物提纯成本高达$500/g）

3. 3.

   长期生物相容性（PVA残留引发巨噬细胞浸润）

   解决方案中，光固化3D打印技术可将制造效率提升20倍，而酶响应性交联剂（如基质金属蛋白酶MMP-2底物肽段）能实现精准降解。

未来展望

前沿方向聚焦于：

• •

  4D打印构建仿生梯度结构

• •

  纳米传感器整合实现实时pH/温度监测

• •

  机器学习优化聚合物配伍比例

  临床试验显示，载IL-10的CS-PEG杂化水凝胶使慢性溃疡患者感染率降低67%，预示个体化治疗的新纪元。

结论

自修复水凝胶正重塑伤口护理范式，其核心在于精准平衡"结构稳定性-生物活性"矛盾。通过融合天然聚合物的仿生特性与合成材料的可编程性，新一代智能敷料有望攻克慢性伤口治疗这一世纪难题。