導尿管作為臨床實踐中至關重要的醫療設備, 廣泛應用于尿潴留、手術排尿等多種場景。然而，目前臨床上應用的導尿管大多采用聚氯乙烯（PVC）、乳膠和硅膠等傳統材料制成，這些材料缺乏有效的抗菌性能，極易成為細菌滋生的溫床，導致患者出現尿路感染，引發各種炎癥反應，給患者帶來極大的痛苦與風險。此外，傳統導尿管的表面較為粗糙，且容易出現鈣化現象，這不僅會增加感染的風險，還可能引發尿路阻塞等問題。臨床上一般采用頻繁更換導尿管的方法避免上述感染及鈣化問題。然而，頻繁的更換導尿管不僅給患者帶來身體上的痛苦，還增加了經濟負擔。

近日，華東師范大學張利東教授團隊在《 Advanced Healthcare Materials》期刊上發表了一篇題為“Regulating Supramolecular Assembly and Disassembly of Chitosan toward Efficiently Antibacterial Lubricous and Biodegradable Hydrogel Urinary Catheters”的研究文章 ， 報道了一種由純殼聚糖組成的水凝膠導尿管，有望解決傳統導尿管的諸多弊端。 文章的第一作者是華東師范大學的碩士研究生郭意成，該工作得到了中國科學院寧波材料所陳濤研究員和紐約大學Panc?e Naumov教授的大力支持與指導。

圖1. 傳統導尿管與理想型導尿管的對比

張利東教授研究團隊巧妙地利用超分子組裝與解組裝策略，將殼聚糖制備成高效抗菌、高潤滑且可生物降解的水凝膠導尿管。首先，通過將殼聚糖薄膜浸泡在十二烷基磺酸鈉（SLS）水溶液中，誘導殼聚糖表面發生超分子組裝，形成含有SLS組分的中空的殼聚糖水凝膠管。隨后，在強堿性溶液中破壞殼聚糖和SLS之間的相互作用，進行解組裝，去除SLS組分，得到以殼聚糖為單一組分的水凝膠管。這一制備過程無需使用模板，只需改變殼聚糖薄膜的形狀，便可制備出任意形狀的水凝膠管，大大簡化了制備流程。

圖2 殼聚糖水凝膠管的制備流程

該殼聚糖水凝膠導尿管經過預拉伸處理后展現出卓越的機械強度，其斷裂強度可達16 MPa，與傳統塑料基導尿管相媲美。在抗菌性能方面，殼聚糖水凝膠導尿管對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和奇異變形桿菌等尿路系統常見致病菌表現出高效的抑制效果，并且不會發生相應的細菌粘附現象，而這些細菌在塑料基導尿管表面卻能迅速繁殖并發生黏附，引發感染。此外，殼聚糖水凝膠導尿管還具有優異的潤滑性，其摩擦系數接近于零，約為塑料基導尿管的1/13，顯著降低了插入時的摩擦力，能夠大大減輕患者在使用過程中的不適。體內實驗進一步證實了純殼聚糖導尿管的生物可降解性，凸顯其在臨床應用中的巨大潛力。

圖3. 殼聚糖水凝膠導尿管具有良好的抗菌性、潤滑性以及可降解性等優異性能

殼聚糖水凝膠導尿管不僅具備抗菌、潤滑、可降解等優良特性，還能有效避免鈣化相關問題，避免因堵塞造成的一系列感染問題。而在模擬人體尿道的實驗中，殼聚糖水凝膠導尿管展現出良好的插入性和引流功能，為臨床應用奠定了基礎。

總之，殼聚糖水凝膠導尿管的開發，為臨床導尿管的材料選擇帶來了新的思路和突破。其優異的綜合性能有望替代傳統導尿管，有效降低患者并發癥的發生率，提升醫療質量。

未來，張利東教授研究團隊將持續聚焦于中空水凝膠管在各類醫療器械領域的應用拓展，深入挖掘其在不同醫療場景下的應用潛力，致力于為醫療材料的發展貢獻更多創新性、實用性強的解決方案，助力醫療行業不斷前行。

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

來源：高分子科學前沿