纤维素/壳聚糖双网络水凝胶：兼具高拉伸性、自粘附性与生物相容性的创面敷料新突破

　　传统水凝胶因机械强度不足和粘附性差限制了其在创面治疗中的应用。本研究通过纤维素二醛（DAC）、羧甲基壳聚糖（CMCS）与丙烯酰胺（AM）构建双网络结构（动态希夫碱网络与自由基聚合共价网络），开发出兼具高强度（拉伸强度>400 kPa、延展性>1400%）、自粘附（2.7 kPa）和生物相容性的水凝胶，显著加速小鼠全层皮肤缺损愈合，为创面护理材料提供新策略。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其损伤修复涉及复杂的生理过程。传统敷料如纱布、棉垫虽广泛应用，但难以提供湿润环境或促进组织再生。近年来，水凝胶因其三维网状结构、透氧性和保湿能力成为研究热点，但天然高分子水凝胶（如纤维素、壳聚糖）普遍存在机械性能差、易碎裂的问题，而合成聚合物又可能缺乏生物相容性。如何平衡强度与生物活性，成为创面敷料开发的“阿喀琉斯之踵”。

中国林业科学研究院的研究团队在《Carbohydrate Polymers》发表论文，提出了一种革命性解决方案：通过纤维素二醛（DAC）与羧甲基壳聚糖（CMCS）的希夫碱反应构建动态共价网络，同时引入丙烯酰胺（AM）自由基聚合形成第二网络，制备出双网络水凝胶（DCP）。该材料不仅突破性实现拉伸强度>400 kPa、延展性>1400%的力学性能，还保留了对皮肤的粘附力（2.7 kPa）和抗菌活性。动物实验显示，负载龙胆苦苷（GPS）的水凝胶可显著加速全层皮肤缺损愈合，为智能创面管理提供新范式。

关键技术包括：双网络水凝胶的希夫碱反应与自由基聚合协同构建技术、力学性能测试（拉伸/压缩/粘附）、体外细胞相容性评估（CCK-8法）、小鼠全层皮肤缺损模型验证疗效。

材料与制备
通过NaIO₄
氧化微晶纤维素得到DAC，其醛基与CMCS的氨基发生希夫碱反应形成第一网络；AM在光引发剂I-2959作用下聚合生成聚丙烯酰胺（PAM）第二网络。GPS的加入赋予其抗炎特性。

力学性能
双网络结构使水凝胶兼具韧性（2900 kJ m^?3
）与弹性，拉伸测试中承受>1400%形变而不破裂，远超单网络水凝胶。粘附实验显示其对猪皮粘附强度达2.7 kPa，优于多数商业敷料。

生物相容性
CCK-8实验证实该材料对L929细胞存活率>95%，且CMCS的固有抗菌性协同GPS抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长，抑菌圈直径分别达8.3 mm和7.1 mm。

动物实验
小鼠模型显示，DCP-GPS组第14天创面愈合率达98%，显著高于空白组（67%）。组织学分析证实其促进胶原沉积和血管新生，且未引起局部炎症反应。

该研究首次将纤维素基双网络结构与天然药物GPS结合，解决了传统水凝胶“强则脆、柔则弱”的矛盾。动态共价键（希夫碱键）赋予材料自修复能力，而PAM网络提供结构稳定性。这种“刚柔并济”的设计理念不仅适用于创面敷料，还可拓展至组织工程支架等领域。研究团队特别指出，DAC的醛基密度调控是平衡力学性能与生物活性的关键，未来或可通过3D打印技术实现个性化定制。

值得注意的是，该材料的原料（纤维素、壳聚糖）源自可再生资源，符合可持续发展理念。尽管目前尚未进行大规模临床试验，但其在小鼠模型中的卓越表现已为转化医学奠定基础。这项成果标志着天然高分子材料在生物医学应用中的重要突破，为开发下一代智能敷料提供了全新思路。