壳聚糖基温敏水凝胶的研究进展

壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰化得到的氨基多糖,具有生物相容性、低细胞毒性和可生物降解性等特点。壳聚糖/β-甘油磷酸钠溶液温敏水凝胶在组织工程、药物缓释等领域多有报道,其成胶性能取决于凝胶的组分和浓度。针对单纯壳聚糖水凝胶强度较低、降解较快、药物突释等缺陷,通常对壳聚糖进行改性或引入新材料共混,获得更符合实际需要的壳聚糖基温敏水凝胶。对近年来壳聚糖基水凝胶的研究进展进行综述,包括改性壳聚糖、共混体系等,概述了其在组织工程(软骨、血管、神经修复)、药物缓释(癌症药物缓释、糖尿病治疗)领域中研究和应用的新进展,以期为后续温敏水凝胶的进一步研究提供参考。     

原位可注射壳聚糖基温敏水凝胶的制备及其在预防ESD术后食管狭窄中分阶段释药应用研究

摘要 目的：构建一种可以分阶段释放药物的原位可注射水凝胶,通过直接注射在ESD（Endoscopic Submucosal Dissection,内镜黏膜下剥离术）术后伤口处,形成水凝胶敷料,起到保护伤口的作用。同时凝胶中的两种药物通过分阶段释放的方式,更好地促进伤口的无瘢痕愈合,为ESD术后食管狭窄的预防提供一种新的参考方案。方法：在壳聚糖/β-甘油磷酸钠（CS/β-GP）温敏水凝胶的体系中加入聚多巴胺（PDA）,制备壳聚糖/β-甘油磷酸钠/聚多巴胺（CS/?β-GP/PDA）水凝胶。通过在载药水凝胶中加入聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸（PEG-PLGA）纳米载药微粒制备CS/β-GP/PDA/NPs双载药水凝胶,通过两种载药体系的复合,实现药物的分阶段释放。通过流变学实验测定CS/β-GP、CS/β-GP/PDA、CS/β-GP/PDA/NPs凝胶体系的相转变温度以及凝胶强度。通过高效液相色谱法检测CS/β-GP/PDA/NPs水凝胶中两种药物的释放动力学特征。通过CCK-8细胞增殖实验评价CS/β-GP/PDA、CS/β-GP/PDA/NPs温敏水凝胶的生物相容性。在体外猪食管中,模拟ESD术后创口,通过内镜辅助将水凝胶母液注射在伤口处,并通过内镜观察水凝胶的凝胶状态。结果：得到了粘附性显著增强的壳聚糖/β-甘油磷酸钠/聚多巴胺（CS/β-GP/PDA）凝胶体系。流变学实验证明聚多巴胺（PDA）的加入可以显著降低水凝胶的凝胶温度,缩短原位成胶时间。CCK-8实验显示CS/β-GP/PDA、CS/β-GP/PDA/NPs凝胶体系无潜在的细胞毒性。在体外猪食管模拟实验中,将其凝胶母液注射在伤口处后,可原位形成凝胶,且凝胶贴合伤口,具有较强的粘附性。通过体外释药速率测定,验证了CS/β-GP/PDA/NPs水凝胶中所载两种药物释放速率存在明显差异,可实现药物的分阶段释放。结论：设计的CS/β-GP/PDA/NPs凝胶体系适用于ESD术后的伤口修复,并能够实现分阶段释药,对于预防ESD术后食管狭窄具有潜在的应用价值。     

pH敏感性尼莫地平水凝胶的制备及其性能研究

目的:制备尼莫地平壳聚糖-海藻酸钠水凝胶释药系统.方法:采用复凝聚法制备尼莫地平水凝胶,通过高效液相分析方法考察其对尼莫地平的缓释作用;用转蓝法研究所制水凝胶的释放度,通过改变释放介质的pH值,考察该缓释系统对pH的敏感性.结果:尼莫地平水凝胶在人工胃液中几乎不溶解,累积释放度较低,4h仅释放47%,而人工肠液中具有较高的释放度,可达91%.结论:所制尼莫地平水凝胶具有明显的缓释作用和pH敏感特性.     

壳聚糖基复合材料类新型生物医用材料

壳聚糖是由N-乙酰基-D-葡萄糖胺和D-葡萄糖胺单元通过β-D(1→4)连接组成的碱性线性多糖。壳聚糖由于具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性,已广泛应用于生物医学领域。壳聚糖由于具有许多的活性基团,能进行各种衍生化反应以及与其他材料进行复合制备各类复合材料。本文主要介绍壳聚糖与各类材料如蛋白质、糖胺聚糖、DNA、可降解的聚酯、无机物、合成(离子型和非离子型)的聚合物、或脂质的复合物及其在生物医学上的应用。     

负载淫羊藿苷的壳聚糖基仿生支架的促软骨形成和炎症缓解作用

淫羊藿苷(icariin, ICA)是具有促软骨修复和抗炎作用的小分子药物,将ICA负载到软骨组织工程支架将能增强支架的生物功能性。本研究将聚L-丙交酯-己内酯poly(L-lactide-co-caprolactone,PLCL)电纺纤维经聚多巴胺(polydopamine,PDA)涂覆处理后制备成的短纤维与柠檬酸/壳聚糖溶液(citric acid/chitosan solution, CC)混合,通过冻-融和冷冻干燥方法制备成短纤维增强的壳聚糖水凝胶(PDA@PLCL/CC);然后通过物理吸附方法负载ICA构建新型工程软骨仿生支架(ICA-PDA@PLCL/CC);最后通过体外兔软骨细胞培养试验,研究ICA介导的软骨仿生支架对软骨细胞功能及炎症反应的影响。结果表明,PDA@PLCL/CC具有适当的孔径和孔隙率(>80%),具有较高的吸水率和力学性能,能够促进软骨细胞增殖和黏附。ICA-PDA@PLCL/CC支架利于维持软骨细胞形态,且能促进软骨生成性基因(sox-9)、糖胺聚糖(gag)和Ⅱ型胶原(colⅡ)基因的表达和软骨基质的合成。在模拟炎症存在的情形下,ICA-PDA@PLCL/CC仿生支架可降低软骨细胞纤维化,有效下调软骨细胞促炎症因子白介素-6(il-6)、白介素-1β(il-1β)和诱导型一氧化氮合成酶(inos)的表达,减少基质金属蛋白酶-3 (mmp-3)的表达,提高软骨胞外基质糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)和Ⅱ型胶原(type Ⅱ collagen, ColⅡ)的合成。该研究发展的ICA-PDA@PLCL/CC工程软骨仿生支架在软骨损伤的再生修复中具有应用潜力。     

γ-聚谷氨酸水凝胶研究与应用进展

主要介绍了一种集吸水性能、保水性能、环境友好性于一身的高分子材料γ-聚谷氨酸水凝胶的研究现状及发展前景,分别从γ-聚谷氨酸水凝胶、γ-聚谷氨酸与其他物质复合水凝胶的合成以及γ-聚谷氨酸类水凝胶的应用三方面进行了综述。     

载荷壳聚糖微球的海藻酸钠水凝胶的制备

目的：在支架材料上引入具有控释行为的微球,旨在通过微球包裹生长因子,通过生长因子的缓慢释放从而促进种子细胞的生长分化。方法：本实验通过在海藻酸钠水凝胶中负载具有控释功能的壳聚糖微球,并通过在微球中包栽溶茵酶从而达到控制壳聚糖降解速率的功效。实验研究了不同搅拌速度下壳聚糖微球的形貌及粒径大小,通过扫描电镜对壳聚糖微球及复合支架的形貌进行了观察,通过紫外光吸收法测试了微球的载药量及包封率,并研究了壳聚糖微球在体外的降解行为等。结果：制备的壳聚糖微球表面较光滑,溶菌酶的包封率在25．78％41．89％之间,载药量在15．20％-24．44％之间。包封溶茵酶的微胶囊在降解9天后壳聚糖分子量下降了70．40％,载荷微球的复合凝胶孔洞增多,孔洞大小均匀。结论：此复合材料有望作为栽荷软骨相关生长因子的支架模型,从而解决软骨组织工程中种子细胞匮乏的问题。     

载荷壳聚糖微球的海藻酸钠水凝胶的制备

目的:在支架材料上引入具有控释行为的微球,旨在通过微球包裹生长因子,通过生长因子的缓慢释放从而促进种子细胞的生长分化。方法:本实验通过在海藻酸钠水凝胶中负载具有控释功能的壳聚糖微球,并通过在微球中包载溶菌酶从而达到控制壳聚糖降解速率的功效。实验研究了不同搅拌速度下壳聚糖微球的形貌及粒径大小,通过扫描电镜对壳聚糖微球及复合支架的形貌进行了观察,通过紫外光吸收法测试了微球的载药量及包封率,并研究了壳聚糖微球在体外的降解行为等。结果:制备的壳聚糖微球表面较光滑,溶菌酶的包封率在25.78%-41.89%之间,载药量在15.20%-24.44%之间。包封溶菌酶的微胶囊在降解9天后壳聚糖分子量下降了70.40%,载荷微球的复合凝胶孔洞增多,孔洞大小均匀。结论:此复合材料有望作为载荷软骨相关生长因子的支架模型,从而解决软骨组织工程中种子细胞匮乏的问题。     

壳聚糖基角膜细胞载体的制备及其细胞相容性

为探讨羟丙基壳聚糖基共混膜作为组织工程技术中角膜细胞培养载体的可行性, 分别制备了羟丙基壳聚糖/硫酸软骨素、羟丙基壳聚糖/明胶/硫酸软骨素以及羟丙基壳聚糖/氧化透明质酸/硫酸软骨素三种共混膜。测定其透光率、含水量和蛋白吸附性能; 在共混膜上培养兔角膜上皮细胞, 通过观察角膜上皮细胞在不同载体膜上的生长状态、贴附情况, 测定细胞活性以及上清液中乳酸脱氢酶的活性, 研究三种壳聚糖基载体膜片与角膜上皮细胞的相容性。膜片理化性质测定结果表明三种共混膜片具有良好的透明度, 适宜的含水量和较强的蛋白吸附性能; 细胞相容性实验结果表明羟丙基壳聚糖/明胶/硫酸软骨素共混膜对细胞的损伤最小, 有利于细胞在膜上的贴附和生长, 表现出良好的细胞相容性, 有望作为角膜细胞载体体外构建组织工程化角膜。     

DNA水凝胶的制备及应用

脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)不仅可作为生物遗传的物质基础,又以其可编程性、功能多样性、生物相容性和生物可降解性等优点,在生物材料的构建方面表现出巨大的潜力。DNA水凝胶是一种主要由DNA参与形成的三维网状聚合物材料,同时因其保留的DNA生物性能与自身骨架的机械性能的完美融合使得它成为近年来最受关注的新兴功能高分子材料之一。目前,基于各种功能核酸序列或通过结合不同的功能材料制备的单组分或多组分DNA水凝胶,已广泛用于生物医学、分子检测及环境保护的研究或应用领域中。文中主要总结了近十几年来DNA水凝胶制备方法上的研究进展,探讨了DNA水凝胶的分类策略,并进一步综述了DNA水凝胶在药物运输、生物传感、细胞培养等方面的应用研究。最后对DNA水凝胶未来的发展方向以及可能面临的挑战进行了展望。     

刺激响应型水凝胶用于药物控释的研究进展

水凝胶作为一类与人体组织高度相似的聚合物材料,在生物医学领域已得到广泛的应用.相比传统型水凝胶,刺激响应型水凝胶可在外界环境刺激下表现出溶胀或降解特性,常作为药物控制释放的载体,在不同的组织环境中实现了水凝胶网络结构的形成或瓦解,提高了药物的组织滞留率或实现其控制释放.笔者介绍了刺激响应型水凝胶作为药物控制释放系统的应...     

酶启动和调控自组装超分子水凝胶

超分子间的弱相互作用使自组装超分子水凝胶的结构比较容易改变。用酶启动和调控超分子水凝胶的自组装不仅能在原位上对超分子水凝胶结构进行调整和控制,而且具有很好的生物选择性,有望制造出生物医学上所需要的材料,并能够控制生物体系中一些重要的生物过程。本文对酶启动和调控自组装超分子水凝胶的两类过程进行了总结,并以磷酸酯酶、β-内酰胺酶、嗜热菌蛋白酶、脂肪酶、基质金属蛋白酶和磷酸酯酶/激酶等酶为例,综述了如何设计和使用酶来启动和调控小分子的自组装超分子水凝胶。     

负载NGF的可注射壳聚糖透明质酸水凝胶材料理化性能及生物相容性研究

制备负载NGF的可注射壳聚糖透明质酸复合水凝胶,探讨其理化性能以及生物相容性。     

可注射水凝胶的研究进展

本文综述了传统水凝胶存在的不足及可注射水凝胶的优点.可注射水凝胶具有较高的载药率和微创治疗作用,避免手术创伤,且具有响应性等优点,可注射水凝胶支架材料,可注射水凝胶在药物递送、骨再生、伤口修复等方面的应用,并对可注射水凝胶的未来发展前景进行展望.     

不同粒度羧甲基壳聚糖基复合抗菌剂抑菌性能的研究

为增加固体制剂的水溶性以及考查研磨后其抗菌性能的变化,制备了低银含量和低噻苯咪唑含量的羧甲基壳聚糖银噻苯咪唑（Ag—CMCTS-TBZ）复合抗菌剂,通过研磨和粒度分级将其分成C1（150—74μm）、C2（74—45m）和C3（-45μm）三种制剂,采用粒度分析、紫外、红外光谱及最小抑菌浓度（MIC）对其进行分析。研究表明,低含量银、噻苯咪唑的Ag—C／VICIS—TB均具有良好的水溶性,其溶解度都大于0．4％,其0．2％（w／v）的抗菌水溶液中的表观粒度在13—250nm之间;但在研磨分级之后,三种制剂中分子间的络合或者氢键键合状况发生了变化,而且导致其抗菌性能发生改变;其中C1对E．coli和S．aureus有较强的抑制,而其抑制A．niger的能力较弱;C3抗菌活性最低,对E．coli,S．aureus,C．albicans和A．niger的MIC值皆〉1000mg／L;Q的抗菌效果则介于其间。     

用于软骨修复的组织工程水凝胶

软骨损伤的发病率逐年增高,治疗要求也从过去的缓解疼痛,到现在的恢复运动功能,达到或接近伤前生活质量水平.传统的治疗方式受限于软骨组织特殊的生理病理条件,难以达到良好的远期治疗效果,所以,开发新型有效的治疗方式是软骨组织工程领域的研究热点.要达到良好的软骨修复效果,除了满足必需的生物活性因子与种子细胞要求外,作为载体的水...     

酶响应型肽水凝胶及应用研究进展

酶响应型肽水凝胶可用于缓控释药物的释放,并具有抗菌、抗肿瘤等作用,是目前材料领域新兴的的研究热点之一.本文总结了近年来国内外开发的酶响应型肽水凝胶材料,重点介绍了包括谷氨酰胺转氨酶、激酶、磷酸酶、赖氨酸氧化酶(血浆氨氧化酶)、蛋白酶、酯酶、β内酰胺酶、基质金属蛋白酶等酶响应型肽水凝胶,以及在酶的催化作用下,水凝胶的形成、破坏或动态转换,同时总结了它们的响应机理.此外,介绍了酶响应型肽水凝胶的应用.酶响应型肽水凝胶具有广阔的发展前景,是未来智能响应材料的发展方向之一.     

光交联水凝胶在组织工程中的研究进展

由于生物相容性、可降解性、与天然细胞外基质结构的相似性,水凝胶成为组织工程的研究热点与重点。基于原位形成和可注射性、与现有加工技术(3D打印、静电纺丝)的兼容性,光交联水凝胶在组织工程领域广泛应用。综述了近年来光交联水凝胶在组织工程领域的研究进展,包括其在软骨组织、骨组织、脂肪组织、牙周组织和皮肤组织方面的研究思路及应用进展,以期为后续光交联水凝胶作为组织工程支架的研究提供参考。     

壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶研究进展及其应用

壳聚糖基温度敏感性水凝胶具有原位成胶的特点,广泛应用于组织工程修复和药物释放载体的研究中。近年来围绕壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶的研究逐年增多,本文综述了近年来壳聚糖基温敏水凝胶的研究进展及其应用。     

pH响应型蔗渣木质素水凝胶的制备及其对蛋白质的控释性能

该研究以蔗渣木质素和甲基丙烯酸为原料合成了pH敏感型蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶,对其合成条件、pH敏感性、溶胀-退溶胀性能以及对牛血清蛋白的控释等性质进行研究,并采用红外光谱、扫描电镜等对凝胶进行表征。结果表明:(1)对凝胶溶胀比影响的因素由大到小依次为甲基丙烯酸用量、交联剂用量、催化剂用量、反应的温度、木质素用量。当甲基丙烯酸单体浓度为1.75 mol·L~(-1)、木质素浓度为25 g·L~(-1)、交联剂浓度为3.25×10~(-2)mol·L~(-1)、引发剂浓度为1.25×10~(-2)mol·L~(-1)、反应温度为65℃时,所得水凝胶在模拟肠液中的溶胀比最大(28.16 g·g~(-1))。与不加木质素的聚甲基丙烯酸水凝胶相比,蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀比有所下降,但其敏感pH由4~5碱移至6~8。(2)蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀—退溶胀可逆性受组成的影响较大,但相对于聚甲基丙烯酸水凝胶,蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶对pH值的敏感响应性更强、响应速率更快,同时能在更短时间内达到溶胀平衡。(3)加入木质素可以提高水凝胶对牛血清蛋白的负载量,所试验的蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶样品对牛血清蛋白的最大负载量可达577 mg·g~(-1)。(4)牛血清蛋白在12 h后基本可达释放平衡;在模拟胃液中,牛血清蛋白的释放率仅10%,而在模拟肠液中释放率达92%。pH响应型蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶可以作为口服型蛋白类药物的潜在载体。