瑞典、西班牙:灵芝菌丝体可提高「纤维素奈米纤维CNF」伤口敷料的吸水效能

发布时间: 2026-05-25 19:33

当我们想着该如何拿灵芝来防病治病时,有一群科学家已开始思考如何应用灵芝来友善地球。以下研究来自一群致力将天然生物资源转化成实用医材的团队,他们发现,灵芝菌丝体可以让来自植物纤维的绿色敷料CNF更吸水、更抗菌,其制程简易的优势还有利於降低成本和减少碳足迹。

文/吴亭瑶

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doi: 10.1016/j.ijbiomac.2025.149401

 

伤口渗出液是身体修复机制的一环,其所含的物质有助伤口清创与癒合,然而当渗出液过多时,不仅容易滋生细菌,还会阻碍癒合,此时就需要吸水性强的敷料来控管渗出液。

这类敷料通常具有海绵状的多孔结构,目前多由聚氨酯(PU)制成,其效能虽好,但毕竟属於石化原料,因此已有企业选择可永续生产的绿色材料——纤维素奈米纤维(cellulose nanofibers,简称CNF)作为替代方案。

所谓CNF就是把植物细胞壁里的纤维素,分离成直径为奈米级的极细纤维。其本身有质量轻、强度高、生物相容性良好等优点,当这些纤维彼此交织并经冷冻乾燥处理後,纤维间就会形成吸水性敷料所需的大量孔隙。

2026年瑞典查尔姆斯理工大学生命科学系助理教授Amparo Jiménez-Quero团队,联手西班牙科尔多瓦大学化学工程系博士後研究员Esther Rincón等发表在《International Journal of Biological Macromolecules》(国际生物大分子期刊)的研究,就是以CNF敷料为基础,探讨灵芝菌丝体及其分泌的胞外多醣,对於吸水性敷料在结构与性能上的助益。

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灵芝菌丝体能优化CNF敷料的结构与功能

研究团队以CNF 90%、灵芝材料10%的重量比,在CNF分别加入:已刮除胞外多醣的「菌丝体」,从菌丝体表面刮取分离的「胞外多醣」,或是未经分离处理、保留原始状态的「菌丝体与胞外多醣混合物」。

结果这三种灵芝材料均能使CNF敷料形成更多孔隙(孔隙率99%以上),且孔隙大小更一致,平均孔径90~100 µm更接近人工皮肤,小於0.1 µm的孔壁也较PU泡棉敷料更薄。这些结构上的优化都对CNF敷料的吸水能力有所帮助,但三种灵芝材料各有所长:

❖菌丝体具备几丁质与β-葡聚醣(β-glucan)构成的结构支撑,格外有助吸水能力和抗压强度的提升。它能使CNF敷料的吸水率从7600%增至9000%以上,意谓最多可吸收敷料重量90倍的水;敷料在乾燥状态下的抗压强度也比原来高出五成多,意味敷料比较不易被外力压扁,较能有效保护伤口并维持吸水空间。

❖胞外多醣具有亲水性强的多醣结构,特别有助提升CNF敷料在吸收水分後的结构稳定性,使敷料比较不会因为吸水而变形,有助延长其作用时间。

❖菌丝体与胞外多醣混合物最有利於CNF敷料形成均匀且互连的孔隙结构,也最有利於抗拉强度的提升。这表示敷料在渗出液吸收达到饱和时,仍能维持良好的结构完整性与延展性,不易因拉扯而撕裂。


灵芝菌丝体能提高CNF敷料吸收渗出液的效率

为了评估实际应用在伤口的状况,研究团队利用仿生皮肤模型搭配人工模拟渗出液,观察渗出液由下而上渗透时敷料的吸收表现。结果发现:

添加灵芝材料的CNF敷料跟纯的CNF敷料,48小时後吸收的渗出液差不多都在敷料重量4倍(400%)上下,不过,添加灵芝材料者的初期吸收速度明显快许多,尤其是添加菌丝体与胞外多醣混合物的CNF敷料,在实验开始不到4小时,渗出液吸量就已达到敷料重量的3倍之多(如下图)。

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上述渗出液吸收率看似与纯水吸收率相差悬殊,但在模拟人体伤口环境的体外模型中,已是非常优异的表现。因为实验所用的人工模拟渗出液含有蛋白质,其黏稠的质地跟真实伤口渗出液极为接近,渗出液中的蛋白质容易阻塞微小孔隙,不如纯水容易吸收,但添加灵芝材料的CNF敷料仍能有效控管渗出液,又不致过度吸收而使伤口太乾。

 

灵芝菌丝体还能赋予敷料抗菌能力

在安全性方面,所有添加灵芝材料的CNF敷料,溶血率均低於1%(安全标准为5%以下),表示这类材质的敷料在与血液接触时不易破坏红血球;在皮肤角质细胞的测试中,细胞在跟各浓度灵芝材料(50~400 mg/L)接触24~48小时後的存活率都维持在90%以上,显示对细胞无明显毒性。

研究还发现,不论是添加胞外多醣,或是菌丝体与胞外多醣混合物的CNF敷料,对伤口常见的金黄色葡萄球菌,都有显着的选择性抑制效果一一当该菌与这两类敷料接触24小时後,基本上已完全消失。更棒的是,不需要大费周章将胞外多醣单独分离,只要直接使用原始状态的灵芝菌丝体(其本身就含有胞外多醣),就能发挥同样的防护效果。

 

灵芝菌丝体有助敷料减少碳足迹

本研究从科学视角展现了灵芝以「绿色材料」之姿,与植物纤维联手替代石化原料的潜力。

报告中引用多项数据指出,加入灵芝菌丝体和胞外多醣混合物的CNF敷料,在多项效能指标上均优於市售的PU泡棉敷料,显示灵芝菌丝体及其胞外多醣不需经过分离纯化,只需以其原始的状态,即可为敷料效能注入更多可能性。这不仅可简化生产流程、降低成本,在减少碳足迹上也更具优势。

一直以来人们总是为了爱健康而使用灵芝,未来随着菌丝体相关产品的开发,我们使用灵芝的理由还会再多一个,那就是爱地球。

〔资料来源〕Rincón E et al. Enhancing wound dressing efficiency: Cellulose nanofiber sponges loaded with Ganoderma lucidum mycelium fractions. Int J Biol Macromol. 2026;337(Pt 1):149401. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2025.149401.