糖类物质由于其独特的结构和丰富的官能团，具有多种生物活性，同时因其可得性广泛、生物相容性良好、安全性良好和具备生物降解性，拥有广阔的应用前景。近年来，有关水凝胶伤口敷料的研究不胜枚举，其中糖类具有可模拟天然的细胞外基质，促进细胞增殖等优点，可用于制备仿生多功能水凝胶。同时因其结构与官能团的特性，糖类衍生水凝胶往往具有特殊的物理化学性质和独特的治疗干预措施^[1]。常用于制备促伤口愈合水凝胶的糖类包括壳聚糖、海藻酸钠、透明质酸、右旋糖酐、果胶、葡聚糖等。其中，海洋来源的天然多糖资源丰富、结构多样，具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、促进细胞增殖等生物活性，同时具有良好的生物相容性和可降解性，且与细胞外基质结构相似，因此海洋天然多糖成为制备伤口敷料水凝胶的优良原料之一^[2]。

        一、壳聚糖

        壳聚糖是一种天然阳离子聚合物，由β-（1→4）连接的D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖的单体单元组成，具有生物降解性、生物相容性、低毒性等优点，同时具有良好的成膜潜力。由于壳聚糖本身带有阳离子，更易与带负电荷的细菌膜相互作用，导致细菌内蛋白质和其他成分的泄漏，具有良好的抗菌作用。此外，壳聚糖可在伤口愈合的全过程发挥作用：在止血阶段，壳聚糖可促进血小板和红细胞聚集，同时阻止纤维蛋白分解；在伤口发炎阶段，其良好的抗菌作用可帮助人体清理伤口中的微生物；在增殖阶段，壳聚糖可促进肉芽组织的形成，有助于加快皮肤的增殖。因此，壳聚糖被广泛用作伤口敷料的修复材料。同时壳聚糖的氨基和羟基可通过化学反应进行修饰，从而使其获得更好的生物学性能。但壳聚糖水凝胶溶解性稍差，机械强度低，可采用季铵化和嫁接等方法解决。Liang 等人^[3]制备了甲基丙烯酸明胶和甲基丙烯酸缩水甘油酯功能化季铵化壳聚糖和封装氧化石墨烯的抗菌导电水凝胶，用于治疗感染性伤口愈合。结果表明，可注射的多抗菌导电水凝胶对感染伤口中的感染性皮肤组织缺损具有出色的伤口愈合潜力。Wei 等人^[4]设计了一系列接枝有官能团的羧甲基壳聚糖 (CMCS) 和作为交联剂的光响应性聚乙烯 (PEG) 的粘合水凝胶。这些水凝胶因接枝功能基团(酚基和季铵基)而具有显著的抗氧化和抗菌性能，因PEG交联而具有良好的粘性。体外研究表明，该水凝胶具有更好的止血性能、良好的吸附能力和细胞相容性。

        二、海藻酸钠

        海藻酸钠是聚阴离子线性嵌段共聚物，由连接的β-（1→4）-D-甘露糖醛酸(M)和α-（1→4）-L-古罗糖醛酸(G)交替连接而成，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌等生物活性。根据其结构内M和G的比例不同，可有针对性地开发成不同结构和功能特征的组织工程材料，如作为支架、外科和牙科设备的材料、伤口敷料等。海藻酸钠可用于治疗急性损伤和慢性伤口。海藻酸钠溶于水中可生成黏性凝胶，可吸收比其初始质量大200至300倍的水，可用于治疗包括烧伤、空洞、鼻窦和瘀伤在内的伤口。海藻酸钠对病原微生物有很高的亲和力，有助于防止伤口感染。当伤口渗出物与海藻酸钠接触时，由于生物流体与离子的相互作用，海藻酸钠会轻微溶解产生凝胶基质，帮助保护伤口免受微生物的影响，并提供潮湿的伤口环境。它还有助于促进细胞增殖和组织肉芽形成，从而促进伤口的愈合。同时海藻酸钠凝胶的溶解和通过与缓冲液（例如不含钙和镁的磷酸盐缓冲液）交换离子，或者使用如乙二胺四乙酸（EDTA）或柠檬酸钠的螯合剂来实现。Zhang等人^[4]以海藻酸钠、壳聚糖和氧化锌为纳米颗粒，通过自发席夫碱反应，制备了海藻酸钠-壳聚糖-氧化锌(SA-COS-ZnO)复合水凝胶。所制备的水凝胶溶胀率为150%，孔隙率为80%。体外实验显示器生物相容性良好，且对枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的抑菌潜力。在大鼠烫伤模型上的临床前检查显示了伤口愈合的增强作用，显示出其作为伤口敷料的巨大潜力。

        三、卡拉胶

        卡拉胶是一种红藻来源的高分子天然多糖，根据其来源、溶解度和硫酸盐含量，卡拉胶可分为Kappa (κ)、Iota (ɩ)、Lambda (λ)、Mu (μ)、Nu (ν) 和 Theta (θ)，其中κ、ɩ、λ卡拉胶在工业上应用更广。卡拉胶的凝胶粘度取决于其类型、温度、分子量和浓度。当卡拉胶浓度增加时，由于大分子链之间的相互作用增加，其粘度增加；同时随着温度的升高，凝胶的粘度降低。当温度降低时，κ-卡拉胶在带正电离子的存在下经历了从卷曲到螺旋重排的转变，导致离子型和热型是凝胶的形成，因此其具备制备热可逆水凝胶的潜力。卡拉胶与体内微环境相似，有利于细胞和组织间的相互作用，可帮助伤口恢复。但因其具有硫酸基团，对凝血和免疫功能有一定的负面影响，因此需谨慎处理硫酸基团，以便用于生物学应用。同时，卡拉胶水凝胶的机械强度较低，稳定性较差，需要进一步处理，如与纳米颗粒或生物分子络合、聚合和掺入等，改善其机械性能。Chandika 等人^[6]开发了聚（乙烯醇）(PVA)/甲基丙烯酸酯 kappa-角叉菜胶 (κ-CaMA) 水凝胶用于伤口愈合。基于 PVA/κ-CaMA/ (P-CaC) 的水凝胶具有一致致密、多孔的 3D表面均匀分布对称孔隙的结构，其显示出显著的体外生物活性和高液体保留能力，同时组织形态学结果表明，伤口在两周后具有完全的上皮细胞，表皮也得到快速重塑，显示出了作为伤口敷料的巨大潜力。

参考文献：

[1] Neha Raina, Rakesh Pahwa, Vijay Kumar Thakur, Madhu Gupta, Polysaccharide-based hydrogels: New insights and futuristic prospects in wound healing, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 223, Part A, 2022, Pages 1586-1603.

[2] 李佳芮,李江华,蔡超,等.基于海洋多糖水凝胶的组织工程材料研究应用进展[J].中国海洋药物,2021,40(1):79-89.

[3] Y. Liang, B. Chen, M. Li, J. He, Z. Yin, B. Guo, Injectable antimicrobial conductive hydrogels for wound disinfection and infectious wound healing, Biomacromolecules 21 (2020) 1841–1852.

[4] M. Zhang, X. Qiao, W. Han, T. Jiang, F. Liu, X. Zhao, Alginate-chitosan oligosaccharide-ZnO composite hydrogel for accelerating wound healing, Carbohydr. Polym. 266 (2021), 118100.

[5] Q. Wei, Y. Wang, H. Wang, L. Qiao, Y. Jiang, G. Ma, W. Zhang, Z. Hu, Photo- induced adhesive carboxymethyl chitosan-based hydrogels with antibacterial and antioxidant properties for accelerating wound healing, Carbohydr.  Polym. 278 (2022), 119000.

[6] P. Chandika, M.-S. Kim, F. Khan, Y.-M. Kim, S.-Y. Heo, G.-W. Oh, N.G. Kim, W.- K. Jung, Wound healing properties of triple cross-linked poly (vinyl alcohol)/ methacrylate kappa-carrageenan/chitooligosaccharide hydrogel, Carbohydr. Polym. 269 (2021), 118272.

作者：邵萌

审核：李全才，吕友晶

编辑：邵萌

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