作者名单：Yanan Xue、Yiran Lin、Ying Lu、Huiling Zhang、Bailin Chen、Yingli Zhao、Huichun Wu、Shenyuan Xu、Kan Zhan、Junping Zhou、Xue Cai、Qiuping Zhou、Cheng Chen、Liqun Jin、Xiaoling Tang、Yuguo Zheng
单位：中国浙江省杭州市浙江省人民医院（杭州医学院附属医院）整形外科与重建外科中心，邮编310014
摘要
目前可喷涂的水凝胶敷料由于设计缺陷和缺乏协同作用，往往无法满足复杂伤口的功能需求，这会延缓愈合过程并促进疤痕形成。受人类皮肤分层结构和动态修复功能的启发，我们开发了一种可喷涂的仿生双层多糖敷料（BDD），其中融入了免疫调节化合物芒果苷（MGF）。这种名为MGF@BDD的集成系统通过顺序喷涂快速自组装，具有优异的粘附性和对伤口的适应性。MGF@BDD的独特优势在于其时空协调的生物活性，这是由于其各层在应对动态伤口微环境时能够协同发挥作用。致密的顶层通过Ca2+-Ba2+双离子配合作用得到强化，能够立即止血并提供抗酶的机械保护；而多孔的底层则作为MGF的智能储存库，维持一个有利于再生的环境。在炎症阶段，酸性环境会触发底层动态键的水解，加速MGF的释放，从而发挥抗炎和抗氧化作用；同时，顶层释放的Ca2+-Ba2+离子能从源头上协同抑制炎症。随着愈合进入增殖阶段，网络在中性条件下稳定下来，切换为持续释放MGF和Ca2+，有效促进血管生成和组织重塑。体外和体内实验均证实，MGF@BDD能够显著加速伤口愈合，表现为伤口闭合速度加快和胶原紊乱程度降低。这种通过简单双注射器工艺制备的敷料，能够动态调节愈合过程，为复杂伤口的功能性再生提供了新的策略。
引言
烧伤、手术或外伤造成的大面积皮肤损伤是一种危及生命的状况，会严重威胁患者的生存。这类伤口通常面积较大且形状不规则，出血严重且感染风险高，其病理进展常常会扰乱愈合过程，最终导致疤痕形成。在伤口管理中，明胶、海藻酸盐和透明质酸等聚合物材料比纱布或泡沫敷料表现更优，因为它们能保持湿润环境、吸收渗出物，并具有模拟细胞外基质（ECM）的特性。与预成型敷料相比，原位形成的可喷涂敷料因其对不规则伤口的优异适应性而受到关注。然而，现有的可喷涂敷料在分子设计和功能整合方面存在局限。首先，依赖氧化或还原胺化等多步反应的改性方法会破坏活性位点；其次，单半径金属离子（如钙离子Ca2+）在交联后会导致孔隙分布不均，从而影响屏障功能和细胞渗透及营养物质传递。此外，这些敷料无法同时满足止血管理、粘附力不足、机械性能差、水分平衡失调以及抗菌性与透气性之间的矛盾等关键需求。这些问题共同导致炎症持续时间延长、上皮化延迟、疤痕形成以及由于大伤口血管和营养需求不匹配而导致的再生失败。因此，开发兼具止血、微环境调节、组织适应性和功能协同性的可喷涂敷料是一个重要方向。天然多糖因其良好的生物相容性和易于改性而成为有前景的候选材料。高分子量海藻酸盐（≥350 kDa）由交替的甘露糖醛酸（G）和甘露糖酸（M）单元组成，具有显著的抗炎和免疫调节作用。氧化海藻酸盐（ALG-CHO）能增强粘附性，而用己二酰二肼（HA-ADH）改性的透明质酸（HA）可与ALG-CHO发生高效的席夫碱反应。HA-ADH中的肼基具有高度亲核性且无空间位阻，且保留了透明质酸的ECM模拟特性，使其成为构建动态敷料的理想选择。
人类皮肤的分层结构（由致密的表皮和湿润的真皮组成）为仿生敷料的设计提供了参考。表皮调节水分和氧气渗透性，同时阻挡污染物；真皮则释放凝血因子（如Ca2+）以加速止血和再生。受此启发，我们通过双注射器工艺制备了一种基于多糖的仿生双层敷料（BDD），并在其结构中融入了免疫调节化合物芒果苷（MGF），因此命名为MGF@BDD。其制备过程采用双离子增强凝胶化策略（图1A-B）：第一支注射器注入氧化海藻酸盐（ALG-CHO）、己二酰二肼改性的透明质酸（HA-ADH）和MGF的混合物，通过快速席夫碱反应形成初级多孔网络；第二支注射器喷入含有Ca2+和Ba2+的双离子溶液，在界面形成致密的离子强化顶层（图1C）。这种双层设计模拟了天然皮肤的表皮和真皮结构，具有优异的界面均匀性、强湿组织粘附性和适应性机械稳定性。MGF@BDD通过Ca2+-Ba2+双离子配合作用实现即时止血，并增强对酶降解的抵抗力；多孔底层则作为智能药物储存库，根据微环境变化动态控制药物释放。在炎症阶段，酸性环境会触发底层动态键的水解，加速MGF释放，发挥抗炎和抗氧化作用；同时，顶层释放的Ca2+/Ba2+离子从源头上协同抑制炎症。随着愈合进入修复和重塑阶段，微环境恢复为中性，底层切换为持续释放MGF和Ca2+，有效促进血管生成和组织重塑。这种时空协调的生物活性使MGF@BDD能够动态感知并主动调节愈合过程，将早期抗炎控制与后期促进再生的功能结合在单一敷料中。通过分层设计、双离子强化和微环境响应性药物释放，MGF@BDD克服了传统可喷涂敷料的局限性，为大面积复杂伤口的功能性修复提供了可行的策略。
章节摘录
合成、表征和层次结构验证
该双层敷料通过两步喷涂工艺制备：首先，含有肼基（-NH2）的HA-ADH和含有醛基（-CHO）的ALG-CHO通过双通道共同喷涂，通过席夫碱反应形成初级网络；其次，来自第二瓶的微量双金属离子溶液（Ca2+-Ba2+）增强配合作用，将凝胶化时间缩短至40秒以内。席夫碱网络赋予材料动态响应性和生物相容性，双金属离子配合作用确保...
结论
在本研究中，我们开发了MGF@BDD这种基于多糖的仿生双层敷料，它通过简单的两步喷涂工艺实现原位快速分层。这种层次化设计带来了显著的结构优势，直接转化为优异的治疗效果。该敷料在关键愈合阶段均表现出良好的治疗效果。致密的顶层通过Ca2+-Ba2+协同作用实现快速止血和初步保护...
材料
海藻酸钠（90%，M/G=1:2）、吐温80、罗丹明B和甲醛购自Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.（上海，中国）；透明质酸钠（HA-T，1.0-1.8 MDa）购自Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.（上海，中国）；3M™ Tegaderm™海藻酸盐敷料（型号：90112）购自Advanced Medical Solutions Ltd.（英国柴郡）；NaIO4购自Energy Chemical Co., Ltd.（安徽，中国）。
作者贡献声明
Yingli Zhao：资源调配、项目管理、方法学研究。Yuguo Zheng：撰写、审稿与编辑、资源调配、项目管理、方法学研究、资金获取、数据分析、概念构思。Bailin Chen：项目管理、方法学研究。Xiaoling Tang：数据可视化、验证、软件应用、资源协调。Huiling Zhang：方法学研究、资金获取、数据分析。Liqun Jin：项目管理、方法学研究。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究主要得到了以下机构的支持：- 国家自然科学基金（项目编号：22408078）- 浙江省自然科学基金重点项目（项目编号：LHDMZ26B060001）- 国家自然科学基金（项目编号：82401057）- 浙江省科学技术协会青年人才支持项目（项目编号：ZJSKXQT2026165）- 浙江省博士后优秀资助计划（项目编号：367353）- 浙江省卫生健康科技项目
