基于先进银离子交换技术的亲水性抗菌聚氨酯泡沫：合成与全面的体外表征

《Journal of Polymer Science》：Advanced Silver Ion Exchange-Based Hydrophilic Antimicrobial PU Foams: Synthesis and Comprehensive In Vitro Characterizations

慢性溃疡因耐药性感染导致难愈，本研究开发银基离子交换化合物与脂肪族异氰酸酯预聚体制备的亲水抗微生物聚氨酯泡沫，优化抗菌剂浓度使细胞存活率≥70%，保持物理化学性质。测试显示AlphaSan RC2000泡沫对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌抑菌率>75%-99%，具备连通孔隙结构、高吸水性（>15 g/g）和优异生物相容性，为感染性伤口管理提供新方案。

　　

摘要

慢性伤口是难以愈合的溃疡，常常因过度使用抗菌剂而引发耐抗菌药物感染的并发症。这些感染加剧了伤口的难治性，占所有病例的约50%。这凸显了需要先进敷料材料的必要性，例如抗菌泡沫，这类材料能够抑制细菌的快速且持续生长、管理渗出物，并且具有非细胞毒性。在本研究中，使用基于银的离子交换化合物和更安全的脂肪族二异氰酸酯预聚物制备了亲水性抗菌聚氨酯（PU）泡沫，替代了常用的生物相容性较差的芳香族二异氰酸酯。通过优化抗菌剂在PU泡沫中的浓度，确保了细胞存活率≥70%以及有效的抗菌效果，同时不会显著影响其物理化学性质。根据BS EN13726和ASTM D3574-17标准评估了PU泡沫的渗出物处理能力和物理性能。含有AlphaSan RC2000成分的泡沫在对抗金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）方面表现出比含有Zeomic AW10N成分的泡沫更好的生物相容性和抗菌效果，这归因于其成分组成。含有AlphaSan RC2000的PU泡沫具有连通的孔结构、柔软的质地、较高的自由膨胀吸收能力（>15 g/g）、有效的抗菌效果（OD600值降低超过75%–99%）以及良好的生物相容性。体外测试的详细结果共同证实，基于AlphaSan RC2000的PU泡沫有望用于管理和治疗感染伤口。

图形摘要

采用基于脂肪族二异氰酸酯的预聚物和基于银的离子交换化合物合成了先进的亲水性聚氨酯泡沫。这些泡沫在保持细胞存活率（>70%）的同时具有优异的抗菌效果。此外，它们还具有连通的孔结构、较高的自由膨胀吸收能力和柔软的质地。这些特性使它们成为管理和治疗高度感染伤口的有希望的候选材料，同时最大限度地降低了产生抗菌耐药性的风险。