新型医疗器械！华师大张利东教授团队AHM：研发出壳聚糖单组分的水凝胶导尿管支架，抗菌、润滑、可降解，有望取代传统塑料导尿管！

高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2025-01-08 12:53

正文

导尿管作为临床实践中至关重要的医疗设备, 广泛应用于尿潴留、手术排尿等多种场景。然而，目前临床上应用的导尿管大多采用聚氯乙烯（PVC）、乳胶和硅胶等传统材料制成，这些材料缺乏有效的抗菌性能，极易成为细菌滋生的温床，导致患者出现尿路感染，引发各种炎症反应，给患者带来极大的痛苦与风险。此外，传统导尿管的表面较为粗糙，且容易出现钙化现象，这不仅会增加感染的风险，还可能引发尿路阻塞等问题。临床上一般采用频繁更换导尿管的方法避免上述感染及钙化问题。然而，频繁的更换导尿管不仅给患者带来身体上的痛苦，还增加了经济负担。

近日，华东师范大学张利东教授团队在《Advanced Healthcare Materials》期刊上发表了一篇题为“Regulating Supramolecular Assembly and Disassembly of Chitosan toward Efficiently Antibacterial Lubricous and Biodegradable Hydrogel Urinary Catheters”的研究文章，报道了一种由纯壳聚糖组成的水凝胶导尿管，有望解决传统导尿管的诸多弊端。文章的第一作者是华东师范大学的硕士研究生郭意成，该工作得到了中国科学院宁波材料所陈涛研究员和纽约大学Panče Naumov教授的大力支持与指导。

图1. 传统导尿管与理想型导尿管的对比

张利东教授研究团队巧妙地利用超分子组装与解组装策略，将壳聚糖制备成高效抗菌、高润滑且可生物降解的水凝胶导尿管。首先，通过将壳聚糖薄膜浸泡在十二烷基磺酸钠（SLS）水溶液中，诱导壳聚糖表面发生超分子组装，形成含有SLS组分的中空的壳聚糖水凝胶管。随后，在强碱性溶液中破坏壳聚糖和SLS之间的相互作用，进行解组装，去除SLS组分，得到以壳聚糖为单一组分的水凝胶管。这一制备过程无需使用模板，只需改变壳聚糖薄膜的形状，便可制备出任意形状的水凝胶管，大大简化了制备流程。

图2 壳聚糖水凝胶管的制备流程

该壳聚糖水凝胶导尿管经过预拉伸处理后展现出卓越的机械强度，其断裂强度可达16 MPa，与传统塑料基导尿管相媲美。在抗菌性能方面，壳聚糖水凝胶导尿管对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和奇异变形杆菌等尿路系统常见致病菌表现出高效的抑制效果，并且不会发生相应的细菌粘附现象，而这些细菌在塑料基导尿管表面却能迅速繁殖并发生黏附，引发感染。此外，壳聚糖水凝胶导尿管还具有优异的润滑性，其摩擦系数接近于零，约为塑料基导尿管的1/13，显著降低了插入时的摩擦力，能够大大减轻患者在使用过程中的不适。体内实验进一步证实了纯壳聚糖导尿管的生物可降解性，凸显其在临床应用中的巨大潜力。

图3. 壳聚糖水凝胶导尿管具有良好的抗菌性、润滑性以及可降解性等优异性能

壳聚糖水凝胶导尿管不仅具备抗菌、润滑、可降解等优良特性，还能有效避免钙化相关问题，避免因堵塞造成的一系列感染问题。而在模拟人体尿道的实验中，壳聚糖水凝胶导尿管展现出良好的插入性和引流功能，为临床应用奠定了基础。

总之，壳聚糖水凝胶导尿管的开发，为临床导尿管的材料选择带来了新的思路和突破。其优异的综合性能有望替代传统导尿管，有效降低患者并发症的发生率，提升医疗质量。

未来，张利东教授研究团队将持续聚焦于中空水凝胶管在各类医疗器械领域的应用拓展，深入挖掘其在不同医疗场景下的应用潜力，致力于为医疗材料的发展贡献更多创新性、实用性强的解决方案，助力医疗行业不断前行。

文章地址：
Adv. Healthcare Mater. 2025, 2404856；DOI: 10.1002/adhm.202404856

来源：高分子科学前沿

声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！

新型医疗器械！华师大张利东教授团队AHM：​研发出壳聚糖单组分的水凝胶导尿管支架，抗菌、润滑、可降解，有望取代传统塑料导尿管！

正文

新型医疗器械！华师大张利东教授团队AHM：研发出壳聚糖单组分的水凝胶导尿管支架，抗菌、润滑、可降解，有望取代传统塑料导尿管！