皮肤伤口外敷材料是指因创伤、擦伤、烧伤以及溃烂等皮肤受损时所使用的材料。自古以来，人类就逐步学会了使用草木灰等原始的外敷材料。随着生物医学与高分子科学的发展，越来越多的高分子材料被用作外敷材料，其功能不仅是保护创面、防止细菌感染^[1]，而且能加速创面的止血和愈合^[2]。以蛋白质^[3]和多糖^[4]为代表的天然高分子与生物体有着相似的化学结构，具有生物相容性、生物可降解性，还可与高分子^[5]或功能小分子结合，得到新型功能化的高分子材料。然而，相关综述或介绍仅从生理、医学或生物学的应用角度撰写，鲜有从化学结构与性质的角度进行总结。本文在对外敷材料选择的生理学依据进行简单介绍基础上，着重阐述了天然高分子外敷材料的最新研究进展。

如果人体皮肤受损，容易造成细菌感染、体液流失，以致引起各种并发症，甚至危及生命。敷料的基本功能是隔离伤口，避免伤口感染和吸收伤口渗出液。选择敷料应考虑以下因素：(1) 对渗出液的吸收容量；(2) 外敷材料和伤口创面的相互作用；(3) 外敷材料的剥离能力和对伤口的粘附能力；(4) 治疗成本和临床应用高效性^[6]。

常见的医用外敷材料有纱布、水凝胶、泡沫、海绵体、羧甲基纤维素凝胶、聚氨酯薄膜。不同形态的外敷材料的制备方法不同。纤维状敷料主要是通过静电纺丝技术制备，此法制备的材料孔隙率高，比表面积大，有利于细胞在其上粘附、增殖、分化。凝胶和海绵体敷料主要是通过冷冻干燥技术制得，该法能保持材料原有的结构与形态。将不同功能的材料通过多层叠加复合，即可得到多层敷料，结构如图 1。内层为创面接触层，具有一定的粘附性；中层是功能层，不直接与伤口接触，可负载活性小分子物质，赋予其抗菌、消炎、止血等功能；外层是阻隔层，可阻止外界细菌和水分的侵入。

外敷材料有多种分类方法，根据形态不同，可分为薄膜敷料、纤维敷料、泡沫敷料、凝胶敷料和水胶质敷料^[7]。根据功能可分为低粘附膜敷料^[8]、抗菌敷料^[9]、阻隔薄膜敷料^[10]和除臭敷料^[11]。根据来源可分为天然高分子敷料和合成高分子敷料，其中，天然高分子主要包括多糖类(如，纤维素、甲壳素、壳聚糖、海藻酸、琼脂、果胶和树胶、糖胺聚糖) 和蛋白类物质(如，植物蛋白、胶原蛋白、明胶、纤维蛋白、角蛋白、丝素蛋白等)；合成高分子主要为生物相容性较好的聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮等。与合成高分子敷料相比，天然高分子敷料具有优异的生物相容性和生物可降解性，其机械性能较差，但可通过交联或复合的方式对其进行增强。

纤维素是自然界中来源最丰富的天然高分子，用纤维素制成的敷料具有很高的韧性和良好的透气性，常用作针对慢性伤口的外敷支架，可减轻疼痛并促进伤口愈合。目前，大部分纤维素来自于植物体，部分纤维素可通过微生物合成。微生物纤维素(MC) 具有更加优异的生物相容性、生物可降解性、抗菌性和低致敏性，可作为局部深Ⅱ度烧伤外敷材料^{[12, 13]}。由木醋杆菌生物合成的细菌纳米纤维素(BNC) 无细胞毒性，BNC膜可用于伤口组织修复和大面积皮肤移植^[14]。将奥替尼啶^[15]、支链淀粉衍生物^[16]等抗菌组分负载于BNC所制得的伤口敷料具有可控药物释放和抗菌、抗感染性能。Kim等^[17]将细菌纤维素浸入壳聚糖溶液中，制得的细菌纤维素-壳聚糖伤口敷料膜，其生物相容性较好，具有适宜的细胞粘附性，可保持伤口表面湿润，并具有优异的抗菌活性^[18]。用蒙脱土悬浮液改性MC后，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌性能^[19]。MC具有高纯度、低致敏性，无毒副作用，不同于植物纤维素掺杂有木质素、半纤维素和其他杂质，因此，MC类外敷材料将在生物医药领域具有潜在的应用价值。

甲壳素广泛存在于蟹、虾和昆虫的外壳及藻类、菌类的细胞壁中。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，是天然碱性多糖，其溶解性更好，化学改性的反应条件较为温和。壳聚糖具有良好的亲水性、生物相容性、生物可降解性和抑菌性，能有效止血、止痛并能促进创伤组织再生和愈合^[20]。Han等^[21]将环丙沙星盐酸盐负载于壳聚糖/海藻酸双层复合膜中(图 2)，可有效抑制微生物在创面生长长达7d，且不会降低纤维母细胞的代谢活性。

壳聚糖与其他高分子材料复合，可改善外敷材料的性能。例如，与温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPPm) 复合可得到温敏性伤口敷料^[22]；与丝胶蛋白复合制得具有抗菌性的纳米纤维敷料^[23]；与聚环氧乙烯复合制得机械性能和生物相容性较好的纤维垫敷料^[24]；与蜂蜜和明胶复合，制得具有抗菌性且对人体无刺激的伤口敷料^[25]；与谷氨酸盐、透明质酸制得海绵状伤口敷料^[26]。壳聚糖-聚(N，N-二乙基-丙烯酰胺) 互穿网络聚合物膜具有很好的透氧性，且易于从创面剥离，可作为温敏性外伤敷料应用^[27]。Liu等^[28]将京尼平交联的壳聚糖/PEG/氧化锌与纳米银进行复合，制得的复合物具有pH敏感的溶胀性和优异的抗菌性，并能促进伤口的快速愈合。Zhou等^[29]通过2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与壳聚糖纤维反应，制得的季铵化壳聚糖纤维外伤敷料，具有很高的液体吸收能力，对金黄色葡萄球菌具有很好的抗菌活性，可在皮肤移植中作为外敷材料使用。目前，壳聚糖作为功能化外敷材料，其力学性能和吸收渗出液能力较差，通过与其他天然或合成高分子复合，能大大拓宽壳聚糖和甲壳素在医用材料领域的应用。

海藻酸钠是从天然海藻中提取的水溶性线性多糖，具有很好的吸湿性能、凝胶性能和生物相容性。Thu等^[30]制得的海藻酸盐基双层水胶体薄膜其机械性能和流变性能均优于单层海藻酸膜，通过负载药物布洛芬可赋予敷料抗菌性能，并能促进轻度化脓的伤口愈合。Seo等^[31]制得的海藻酸钠-纳米银离子复合海绵体具有很好的抗菌性能，可减少伤口处巨噬细胞释放促炎细胞因子，避免伤口进一步产生炎症，并能促进伤口快速愈合。将具有天然抗菌性能的高分子与海藻酸盐复合，可制备具有天然抗菌性能的外敷材料，如包封香精油^[32]或负载积雪草皂苷^[33]的海藻酸膜和多孔海藻酸-壳聚糖复合膜^[34]。海藻酸类外敷材料具有非常优异的凝胶性能，可保护伤口的新生组织，且能防止更换敷料时造成二次创伤。

琼脂糖是1,3连结的β-D-半乳糖和1,4连结的3,6-内醚-L-半乳糖交替连接的长链。Dias等^[35]制备了负载生物活性组分的琼脂糖/N-羧丁基壳聚糖基外敷材料，其具有可控的药物释放性能和优异的处理伤口渗出液能力。Zhang等^[36]将琼脂糖与透明质酸复合制备可降解的凝胶，通过改变琼脂组分的比例可控制凝胶在体内的降解时间，该凝胶无细胞毒性，可用于伤口敷料、药物递送和组织工程领域。琼脂糖具有良好的生物相容性、特殊的凝胶特性，但因其生物学惰性，难以在生物体内分解、降解慢，限制了其在医药领域的应用。

果胶^[37]和树胶属于亲水胶质，包含吸水性物质，能为伤口表面创造酸性环境，还能抑制细菌生长，具有封闭性，可以避免水、氧气和微生物进入伤口，作为伤口敷料时有助于伤口血管的生成和创面粒化^[38]。果胶可分为同质多糖和杂多糖，如罗望子、车前草，罗望子多糖可作为赋形剂，用于伤口外敷领域^[39]，杂合车前草多糖基生物纤维材料具有凝胶化能力，可吸收大量的伤口渗出液，且具有持续的抗菌活性，能抑制伤口感染^[40]。果胶-明胶凝胶膜与B16黑色素瘤有细胞相容性，且具有很高的持水能力，适用于湿润创面的后期护理^[41]。Prezotti等^[42]通过离子凝胶法制备的具有粘附性果胶/结冷胶微珠，其溶胀性、降解性和药物控释性能均具有pH响应性。Singh等^[43]将阿拉伯树胶与卡波普(Carbopol) 交联聚合，通过负载庆大霉素制备的新型水凝胶敷料，能加速伤口愈合，促进纤维母细胞和毛细血管更好的形成。果胶和树胶来源广泛，能形成具有弹性的凝胶。通过化学、物理和生物法改性，得到某些具有特殊功能的果胶和树胶医用产品是今后发展的趋势。

糖胺聚糖(如透明质酸、硫酸软骨素、肝素) 是细胞外基质的重要组成成分，对骨和皮肤的再生也是必不可少的。透明质酸是一种不含硫酸基团的天然粘多糖。将天然提取物负载于透明质酸外敷材料，能使其具有抗炎、抗菌、止痛和抗溃疡的能力，并且透湿性和透氧量也较为理想^[44]。将尼生素(抗菌肽) 接枝到透明质酸上，制得的抗菌生物外敷材料，可避免伤口感染而产生炎症^[45]。将透明质酸接入冻干纤维薄片，制得能促进纤维持水量且能促进烧伤和糖尿病并发症溃烂快速愈合的敷料^[46]。

Zhao等^[47]将透明质酸/硫酸软骨素/聚丙烯酸通过γ-射线辐射交联，合成的具有生物相容性的水凝胶，可用于人造皮肤移植领域。Fajardo等^[48]发现，通过改变pH可调节硫酸软骨素/壳聚糖薄膜对液体的吸收量。在负载磺胺嘧啶银后，薄膜具有抗菌能力，尤其是对绿脓假单菌和金黄色葡萄球菌有很好的抗菌活性，且对细胞无毒性，是非常有潜力的伤口外敷材料。肝素涂覆的纳米纤维材料能改善深层皮肤缺损创面内皮细胞的渗透性，并能促进体内外的组织重建^[49]。

糖胺聚糖具有抗肿瘤、抗凝血、抗病毒和免疫调节等多种药理活性，其在生物医用材料领域应用广泛。目前，为了优化、调节和控制糖胺聚糖的生物活性或理化性质，化学结构修饰已得到研究者的广泛关注^[50]。

玉米醇溶蛋白具有良好的生物相容性、生物降解性、成膜性、凝胶化性、抗菌性，力学强度高于其他天然高分子^[51]。玉米醇溶蛋白与壳聚糖复合可制得具有一定力学强度的复合膜材料^[52]。大豆蛋白基材料能促进组织再生^[53]和骨骼生长，并且能融入血凝块，刺激胶原沉积和细胞增殖。Peles等^[54]制备的可生物降解的大豆分离蛋白膜外敷材料，具有很好的机械性能，对抗菌药物具有可控释放性能。通过静电纺丝制备的大豆分离蛋白基支架材料能促进深层伤口的愈合，增强皮肤组织的再生能力^[55]。Unnithan等^[56]合成的聚氨酯-大豆分离蛋白-醋酸纤维素纳米纤维材料中，大豆分离蛋白的加入改善了纤维支架的亲水性、细胞粘附性、细胞增殖和血液凝固能力，为伤口提供了湿润环境，并能促进伤口的快速愈合。

在我国植物蛋白来源丰富。但植物蛋白基材料，特别是新型医用材料的综合开发和发达国家仍存在差距。植物蛋白拥有的独特理化性质，在生物医用领域的应用潜力巨大。

胶原蛋白因其低免疫原性和良好的生物相容性，在治疗烧伤、外伤引起的组织缺损和创面止血等方面有广泛的应用价值。由鱼鳞胶原蛋白结合硬皮豆提取物制备的海绵体具有较好的生物相容性，可作为创伤/烧伤外敷材料使用^[57]，Chikazu等^[58]制备的胶原蛋白凝胶敷料，可用于表皮缺损和皮肤溃疡的治疗。Lu等^[59]发现通过改性的胶原蛋白/纳米纤维素复合凝胶具有很好的生物相容性且能促进细胞活性和细胞增殖，可用作伤口外敷材料和组织工程支架材料。胶原蛋白-米诺环素基水凝胶对感染的皮肤伤口有很好的局部药物释放效果^[60]。Fullana等^[61]制备的胶原蛋白纤维支架可用作人造血管接枝和伤口修复。利用单宁酸作为交联剂制备的胶原蛋白支架材料具有生物相容性和生物耐受性，在伤口处理和组织工程方面有广泛的应用价值^[62]。胶原蛋白/细菌纤维素复合支架材料因其优异的细胞相容性，可用于伤口组织修复和生物医药领域^[63]。相比其他天然材料，胶原蛋白来自于动物体，作为外敷材料时，具有更好的生物相容性，且能和生物活性物质协同作用，达到更好的治愈效果。

明胶是胶原部分变性或物理化学降解的产物，具有优良的理化性能，如亲水性强、溶胶凝胶可逆转化、成膜性能好、侧链基团反应活性高等特点。Zhou等^[64]通过辐射交联合成了纳米银/明胶/羧甲基壳聚糖凝胶，对大肠杆菌具有抗菌活性，可作为抗菌外敷材料使用。Ca²⁺交联的明胶/海藻酸钠凝胶具有很好的保湿性、弹性和机械性能，能提供湿润的环境，可促进伤口的愈合^[65]。采用右旋糖酐醛交联制备的可降解明胶纳米纤维具有很好的机械性能，对小鼠成纤维细胞无毒性，且具有很好的细胞粘附、传递和扩散性能^[66]。Sarika等^[67]将阿拉伯树胶醛(GAA) 氧化处理，通过席夫碱反应将其与明胶交联(图 3)，制得一种无细胞毒性的生物相容性支架敷料。Kwak等^[68]将三角褐指藻提取物负载于明胶纳米纤维垫后，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有很好的抗菌性能，可作为抗菌外敷材料使用。

明胶与胶原具有相同的氨基酸组成，但其已经失去了生物活性。明胶除具有上述优点外，也存在力学性能和耐水性差等缺点。通过与其他材料复合等方法，可开拓明胶的应用范围。

白蛋白是哺乳动物血液中最稳定的蛋白质^[69]，常见有牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)。Rastogi等^[70]将金属铜纳米颗粒氧化物均匀分布于BSA基质中，制得的BSA-Cu纳米复合物，具有很好的抗菌活性，可用于抗菌试剂和外伤敷料领域。角蛋白是外胚层细胞的结构蛋白^{[71, 72]}。新型的角蛋白基伤口敷料能改善其机械性能，对抗生素和生长因子有可控的释放效果^[73]。Xu等^[74]通过冷冻干燥技术制备了具有亲水性和细胞相容性的人发角蛋白支架材料，其能促进血管的形成并能改善皮肤自修复。Park等^[75]通过电子束辐射制备了具有生物相容性和多孔结构的角蛋白基水凝胶，有望作为凝胶敷料得到应用。

目前，白蛋白与角蛋白的开发利用主要集中于生物和饲料方面。而在医用材料，尤其是外敷材料方面的研究很少。开发角蛋白基复合和改性医用材料将是今后研究的主要方向。

蚕丝是由外层的丝胶蛋白和内层的丝素蛋白组成，丝素蛋白占总质量的70%左右。将纳米和生物技术结合制备的具有抗菌性能的聚乙烯亚胺/丝素蛋白基生物纳米纺织材料，具有较高的比表面积和生物粘附性、可控药物释放和促进细胞增殖能力，可作为长效抗菌绷带材料使用^[76]。将涂蜡的丝素作为非粘附层，将丝胶和戊二醛交联的丝素蛋白/明胶作为多孔生物活性层制备的丝素蛋白基双层伤口敷料，能减少细胞粘附性、促进上皮组织愈合，加速胶原蛋白的形成^[77]。Vasconcelos等^[78]制备的丝素蛋白多孔支架材料可促进皮肤成纤维细胞的体外细胞增殖，加速上皮组织形成和伤口愈合。丝素蛋白/壳聚糖共混膜具有很好的水吸收能力、水蒸气渗透性和促进细胞增殖等性能，有望作为商业化敷料应用^[79]。将马尾草提取物负载于丝素蛋白/透明质酸海绵体基质中，可赋予敷料抗菌和抗癌性能^[80]。通过静电纺丝，将丝素蛋白和乳酸-乙醇酸共聚物制成的杂混支架材料，可促进慢性伤口和糖尿病并发溃疡的快速愈合^[81]。Zhou等^[82]制备的水溶性N-羧基化壳聚糖/聚乙烯醇/丝素蛋白复合纳米纤维膜，具有很好的亲水性和生物相容性，在皮肤移植中可作为创面敷料使用。

相比于其他蛋白，丝素蛋白独特的结构和性质有益于细胞的粘附和增殖，使其在医用外敷材料领用具有广阔的应用前景。

纤维蛋白是纤维状蛋白，可作为支架材料应用于生物医药领域^[83]。由纤维蛋白和透明质酸-酪胺制备的互穿网络聚合物凝胶，能改善凝胶的机械性能，在组织工程领域可替代传统的纤维蛋白凝胶^[84]。蛋壳膜是介于蛋壳和蛋清之间的一种网状纤维蛋白，在中国和其他亚洲国家常被用来处理创伤和烧伤。研究发现通过碱处理的水溶性蛋壳膜能为人体皮肤成纤维细胞创造类细胞外基质的环境，可促进细胞增殖，有利于伤口愈合^[85]。纤维蛋白具有优异的凝血效果，作为止血剂和创伤愈合剂早已应用于临床。纤维蛋白是一种活性材料，如与其他无机材料、天然或有机高分子材料复合，不仅能克服自身的缺陷，还能拓展其临床应用领域。

在伤口外敷材料的研发中，与生物体有相似结构的天然高分子受到越来越多的关注，其中，纤维素、海藻酸盐、甲壳素与壳聚糖、琼脂糖、果胶与树胶、糖胺聚糖等多糖类，以及植物蛋白和动物蛋白已经应用于外敷材料。由于它们的结构和理化性质各有特点，因此可用于处理不同类型的伤口。然而，天然高分子在机械性能、功能化方面尚存在明显不足。随着高分子合成技术与药物控释技术的发展，研发具有生物相容性、生物可降解性的多元化、功能化、智能化外敷材料是该领域的发展趋势。