皮肤是人体与外界之间首要的机械与生物屏障，其结构完整性和功能等受损会形成不同类型的创面。引起皮肤组织损伤的原因包括烧创伤、内科疾病、医源性损伤等。皮肤创面愈合通常分为止血、炎症、增殖、重塑4个连续并可能相互重叠的过程，这些过程受到由多种细胞和生物介质组成的复杂网络精确调控。然而，当创面局部微环境包括失控性炎症反应、感染、细胞功能缺陷、营养不良、细胞衰老和蛋白水解失衡等不利于创面修复时，正常的创面修复过程可能被影响或阻断，导致创面愈合延迟，或发展为慢性创面，进而严重影响患者健康甚至生活质量。

自1962年Winter^［1］提出创面湿性愈合理论后，围绕创面修复微环境的基础、转化和临床研究不断深入和细化。医用创面敷料可覆盖创面作为临时屏障，在隔绝微生物感染、保护组织细胞使其发挥正常功能、协调创面修复与组织再生进程等方面有着显著效果，是促进临床创面修复的重要方式^［2］。理想的医用创面敷料应具备以下特性：（1）良好的安全性与组织相容性；（2）维持创面合适的湿润环境，有利于气体交换，并对创面渗出物有一定吸收作用；（3）足够的物理和机械强度，能维持结构完整性而避免微生物侵入；（4）适当的微结构和生物化学性质，能促进细胞增殖和迁移；（5）避免对创面造成二次伤害^{［3, 4］}。

水凝胶由于具有优良的亲水性、生物相容性和类ECM的三维多孔结构，在创面修复管理中有着独特优势。除了可通过改良聚合物骨架、浓度配比、交联方式等优化水凝胶性能，也可通过水凝胶联合生物活性分子、药物或细胞等构建递送系统，根据不同创面定制局部使用的医用创面敷料^{［5, 6］}。经过多学科交叉融合和发展，水凝胶也从单一物理覆盖或单一功能转变为多种功能的复合，在创面修复领域具有广阔的应用前景。本文从水凝胶不同功能的角度出发，对近年来笔者课题组以及国内外应用水凝胶促进创面快速、高质量修复的相关研究进展做一介绍。

不同的水凝胶基质材料对创面修复过程中各类细胞产生不同的生物学效应，对创面修复进程的影响也并不相同。水凝胶基质材料包括天然高分子聚合物，如壳聚糖、明胶、透明质酸、海藻酸和丝素蛋白等，以及合成高分子聚合物，如聚乙二醇、泊洛沙姆、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乳酸-羟基乙酸共聚物和多肽等，这些亲水聚合物可通过化学或物理交联被构建成不同类型的水凝胶，从而用于促进创面修复^{［7, 8］}。这些基质材料本身对创面修复相关的细胞的生物学行为和命运有一定的调节作用，从而影响创面愈合过程。例如，胶原蛋白是维持天然ECM生物学和结构完整性的主要有机成分，可以通过不断动态灵活地重塑来调控细胞行为和组织学功能，是水凝胶合成和临床应用中最广泛的基础材料。外源性胶原蛋白可被内源性胶原酶降解，相较于其他天然聚合物具有更好的生物相容性和低抗原性，但仍可对某些细胞产生生物学效应，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原蛋白及其降解产生的多肽可刺激Fb趋化至损伤和炎症部位，从而启动修复程序。有学者将普鲁兰多糖与Ⅰ型胶原蛋白结合，制备普鲁兰-胶原水凝胶，该水凝胶具有更加接近天然网状ECM的多孔超微结构和更加理想的生物材料-组织融合度，与临床应用的胶原水凝胶Promogran™和Fibracol^® Plus相比，普鲁兰-胶原水凝胶减少了巨噬细胞浸润和整体组织免疫反应，可加速小鼠创面修复和改善愈合后皮肤组织结构^［9］。另一种天然多糖聚合物透明质酸，同样是ECM的重要成分，其促进创面修复的生物学效应主要由分子量决定。高分子量透明质酸可与单核细胞和粒细胞表面CD44受体结合，进而通过控制炎症细胞的募集、细胞因子的产生和干细胞的迁移而发挥抗炎作用；低分子量透明质酸主要通过促进血管生成，刺激促炎性细胞因子和生长因子产生，参与皮肤ECM重塑等^［10］。丝素蛋白因具有优良的物理化学性能也被广泛用作诱导组织再生的结构材料，Guan等^［11］研究表明，丝素蛋白水凝胶可通过踝蛋白1途径影响Fb、血管内皮细胞及KC的增殖、黏附和迁移能力，从而促进小鼠深Ⅱ度烧伤创面修复。丝素蛋白也可通过激活经典核因子κB信号通路，诱导多种生长因子的表达，这些生长因子主要作用于增殖和重塑阶段来促进小鼠创面修复。笔者课题组利用大鲵皮肤分泌物提取制备的水凝胶，因具有良好的组织黏附性能和生物活性，应用于大鼠全层皮肤缺损创面后，可促进血管生成和组织再生，从而促进创面快速闭合^［12］。未来，可通过深入了解水凝胶基质材料成分如何影响创面修复过程，如干细胞分化、细胞异质性改变等，以及如何影响后续瘢痕形成及其结构重塑，进一步优化创面水凝胶敷料的性质。

聚合后的水凝胶因具有类似ECM的三维网状基质结构和类似皮肤软组织弹性等力学性能，可通过力学作用诱导细胞黏附、迁移及ECM沉积等，从而促进创面修复。水凝胶的微观结构参数（如含水量、交联密度、网孔尺寸等）可直接影响细胞生物学功能与行为，从而影响皮肤创面修复^{［5, 6］}。由于水凝胶是亲水聚合物，吸收大量水分后形成稳定的交联结构网络，因此，物理隔离和保湿作用是其成为创面敷料最基本的重要功能。创面湿润环境可减轻组织细胞脱水、保持细胞增殖和迁移活力、维持良好的创面愈合微环境、减缓创面进行性加深等，美国食品药品监督管理局批准创面修复用水凝胶产品的基本要求之一是具有良好的保湿和水化能力^{［13, 14］}。目前临床常用的水凝胶敷料（如IntraSite^®Gel、Flamigel^®、Purilon^®Gel等），相较于传统敷料（如纱布、脱脂棉等），在维持创面愈合湿性平衡、促进自溶性清创与创面愈合、减轻换药疼痛等方面具有显著效果。研究表明，蛋白质类聚合物（如明胶、胶原、寡肽等）因溶解度有限，降低了其水凝胶支架长时间保持水分的能力，而水溶性多糖类（如透明质酸、壳聚糖、海藻酸钠等）及其衍生的聚合物因优良的长期保湿能力而在创面修复中应用得更为广泛^［13］。创面敷料的保湿作用由其控制创面局部环境中的水分蒸发速度，即水蒸气透过率决定^［14］。笔者课题组前期研究表明，通过调节创面敷料微观空间结构的孔隙率与孔径大小，使水蒸气透过率为2 000 g·m^-2·d^-1左右时，创面敷料具有最显著的促进小鼠创面修复效果^{［15, 16］}。因此，可通过调节水凝胶的水蒸气透过率而调控其创面保湿效果，但需要根据创面类型、创面渗液量和修复阶段等选用合适水蒸气透过率的水凝胶，以达到更好地促进创面修复效果。也有学者直接将由羟甲基纤维素、丙二醇制备的无定形水凝胶应用于临床深Ⅱ度烧伤后磨削痂创面，观察到该水凝胶具有明显的保湿作用，可显著减轻换药时敷料与创面的粘连程度与患者疼痛，提高创面愈合率，降低创面感染率和手术植皮率，减少换药次数，缩短创面完全愈合时间，有效减轻瘢痕增生^［17］。

水凝胶的宏观性能（如降解速率、机械强度等）可通过间接影响组织的整合和重塑而促进创面修复。近期，Griffin等^［18］研究表明，通过转换水凝胶结构中交联肽段的手性，调控水凝胶微球支架的降解速率，可更好地激活创面组织内适应性免疫反应，从而诱导包括毛囊在内的皮肤组织和附属器再生；Theocharidis等^［19］最近成功研制出程序化应变水凝胶贴片，它在干交联和水的形状记忆机制协同作用下，对创面产生稳定持续的机械力，精准控制创缘应力向中心聚集，从而使创面收缩，同时通过促进血管生成、上皮化及再生型Fb亚群的富集，实现了小鼠和猪糖尿病创面的快速修复。尽管已有大量研究集中于开发促进创面快速、高效修复的水凝胶，但关于水凝胶的具体结构、性能及其在诱导创面组织再生中的具体机制以及水凝胶-细胞组织间相互作用等科学问题仍需要进一步的深入研究。

以创面治疗临床需求为出发点，水凝胶的功能迭代和新功能开发均有着广阔的探索空间。可通过对水凝胶结构域和特定官能基团等进行修饰，将各种优良性能集成一体，同时，可在水凝胶中负载不同活性分子，如药物、细胞因子、生长因子等及外源性细胞，如干细胞、上皮细胞、Fb等，构建适用于创面修复的新型递送系统，从而更好地促进创面修复。近年来，大量研究聚焦于特定功能复合型水凝胶的研发，并取得了重要突破，本部分以典型的抗氧化等抗炎水凝胶、促进组织再生的水凝胶递送系统和抗感染水凝胶为例进行介绍。

随着生物医学和材料科学等的发展与融合，研发高效、智能、微环境适应性的新型水凝胶为创面修复的治疗提供了新思路和新机遇。同时，由于创面修复过程是一个复杂而动态变化的生物学过程，很难用一种功能的水凝胶敷料同时满足整个过程的需要，因此需针对不同类型创面与创面修复的不同阶段，研制复合多种功能与疗效的水凝胶，以更方便地应用于临床创面修复。另外，实时监测创面微环境各项参数变化十分重要，制备可动态监测、智能响应的新型水凝胶将是今后的重要研究方向，以更精准、高效提高创面修复速度、改善创面修复质量。