可注射型透明质酸水凝胶的制备及性能研究

目的制备一系列新型的可注射型原位水凝胶,期望其运用于生物医学领域。方法采用两种不同链长的酰肼基单体(碳酰肼和己二酸二酰肼)分别修饰透明质酸(HA),并与四氯金酸(HAuCl4)混合,原位形成复合型水凝胶。用紫外可见光谱、核磁氢谱和傅里叶红外光谱分别对酰肼基改性的HA进行表征,同时对水凝胶的机械性能、微观形貌、溶胀行为和生物相容性进行研究。结果该系列水凝胶具有可注射性、互穿网络结构、一定的弹性模量、可调的溶胀能力及良好的生物相容性。结论酰肼基修饰的HA能和HAuCl4原位形成可注射型的水凝胶,该系列水凝胶具有良好的理化性能和生物相容性,在生物医学领域具有潜在的应用价值。     

腔内大量盐水灌洗辅助取出乳房内聚丙烯酰胺水凝胶临床应用

目的：探讨聚丙烯酰胺水凝胶注射隆胸后取出新方法.方法：对48例注射聚丙烯酰胺水凝胶隆胸患者术前行双乳MRI或彩超检查结合触诊准确定位.全麻小切口开放直视下吸出水凝胶,再用大量生理盐水反复灌洗所有腔隙,直至手感探测不到硬结,盐水中无水凝胶为止.结果：48例患者术后无继发感染和出血等并发症.术前诸症状体征消失,无明显乳房变形,乳房形态术后恢复满意.术后双乳MRI复查未见明显异物残留.术后1 ～12月（6.2±0.3月）45例随访复查MRI亦未见异物残留,乳房修复完好.结论：注射隆乳后腔内大量盐水灌洗辅助取出水凝胶具有创伤小、出血少、操作简单、费用低廉的优点,是一种较好的、值得推广的凝胶取出术式.     

基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程中的应用*

天然水凝胶是指原材料来自于天然生物材料的水凝胶。由于这种天然的聚合物含有构成生物体的天然成分,与天然组织具有生物学和化学相似性,而受到特别关注。天然水凝胶由于其与细胞外基质高度的相似性被认为是骨组织工程中优良的仿生基质材料。而针对天然水凝胶机械性能差、成骨诱导性能弱等缺陷,通常需要对天然水凝胶进行改性、引入其他材料或生物活性因子,以此来获得更适用于骨组织工程支架材料。对近年来基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程的应用,与其不同的应用形式(可注射水凝胶、多孔水凝胶支架、3D生物打印水凝胶支架等)进行了概述,以期对这类基于天然水凝胶的生物材料在未来骨组织工程中的应用提供参考。     

可原位注射的十二羟基硬脂酸水凝胶制备及药物控释性能

超分子水凝胶能被吸收、易降解,使得它在生物医学领域有广泛的应用前景。本研究选择十二羟基硬脂酸(HSA)作为小分子凝胶因子,详细研究了十二羟基硬脂酸的聚乙二醇200 (PEG200)溶液对水的胶凝能力,利用流变、扫描电子显微镜(SEM)等技术表征了凝胶的力学性能及组装形貌。结果表明,十二羟基硬脂酸在凝胶中组装形成了纤维状聚集体且凝胶拥有很好的机械性能,药物缓释实验结果确认该凝胶对药物具有良好的缓释性能。小鼠皮下注射实验表明注射十二羟基硬脂酸的聚乙二醇200溶液可以在小鼠体内形成稳定原位凝胶,且小剂量HAS-PEG200凝胶对小鼠正常生长几乎没有影响,表明该水凝胶体系可用于原位缓释给药。     

智能磁力驱动自愈合水凝胶的制备及性能研究

笔者研究了一种包裹磁性微球的动态可注射复合水凝胶,用于药物传递和抗肿瘤治疗。其中,水凝胶由水溶性羧乙基壳聚糖(CEC)和氧化海藻酸盐(OAlg)通过席夫碱反应(Schiff-base)进行交联而制成,具有良好的自愈性。为了增强水凝胶的力学性能和生物降解能力,采用乳化交联法制备了载有5-氟尿嘧啶(5-Fu)的磁性明胶微球(MGMs),并包埋入水凝胶中。对该复合水凝胶的磁性能、溶胀性能、降解率和流变性能等特性进行测试,以比较不同浓度的MGMs在水凝胶中的性能差异。综合各种因素发现:30 mg/m L的MGMs/水凝胶具有最佳性能,并且在生理条件下,由于动态的席夫碱反应,再交联过程表现出良好的自愈能力。在体外药物释放试验中,MGMs/水凝胶与单独的MGMs和空白水凝胶相比,表现出最佳的5-Fu缓释性。因此,基于CEC/OAlg包埋的有5-Fu/MGMs动态自愈合水凝胶在药物传递和各种生物医学领域有良好的应用前景。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

组织工程用纤维增强天然多糖水凝胶的进展

天然多糖水凝胶具有良好的生物相容性,然而其力学性能调节幅度小,无法满足组织工程应用巨大的需求。通过纤维增强法,不仅可显著提高天然多糖水凝胶的力学性能,还能调节复合水凝胶的降解性能、促进细胞粘附、增殖与分化行为及其组织沉积。常用的天然多糖组织工程水凝胶的纤维增强方法有物理共混法、化学作用法、静电驱动法与自组装法等。本文综述了纤维增强水凝胶的结构与功能特点,讨论了纤维增强对组织工程水凝胶的意义,以期对纤维增强组织工程水凝胶的发展起到促进作用。     

生物可降解嵌段共聚物在给药载体中的应用

生物可降解嵌段聚合物因具有双亲性 ,靶向药物到特定部位等优点大大推动了作为给药载体系统的发展。本文综述了生物可降解嵌段聚合物在表面修饰、水凝胶、胶束、生物大分子载体系统中的应用     

水凝胶医用敷料的研究进展

水凝胶由于具有含水量高、生物相容性好、可保持创面湿润,持续吸收创面渗出物、被及时降解,以及能通过结构设计和功能整合赋予水凝胶敷料多种优异性能而被视为一种理想的创面敷料.本文系统总结了功能化水凝胶敷料在创面形成到创面愈合的一系列复杂动态过程中可发挥的重要作用(止血、抗菌、抗炎和促组织再生等),并简单总结了部分先进功能敷料...     

水凝胶理化特性调控神经干细胞命运和神经损伤修复的研究进展

水凝胶(hydrogel)是一类极为亲水的高分子材料,可模拟体内神经干细胞所处的细胞外微环境,作为神经干细胞的载体用于干细胞移植疗法。优化水凝胶的理化特性有利于促进移植的神经干细胞的存活、分化和迁移。水凝胶的理化特性包括基质成分、黏弹性、硬度、降解性、导电性以及水凝胶对物理刺激的响应等。该文综述了水凝胶的不同理化特性对神经干细胞命运的影响和水凝胶结合的神经干细胞在中枢神经系统修复中的应用,为通过调节水凝胶理化特性促进中枢神经系统修复提供线索和见解。     

一种抗菌水凝胶的制备及性能研究

以阿拉伯树胶、聚乙烯醇等为原料,通过戊二醛交联成功制备了具有pH和温度敏感的水凝胶,通过溶液吸附法制备了负载水杨酸的水凝胶。分别研究了pH和温度对水凝胶溶胀性能的影响,以及pH和温度对负载水凝胶的缓释性能。实验结果表明,水凝胶对pH和温度有敏感性;负载水杨酸的水凝胶在中性介质下的缓释性能要好于酸性和碱性介质,水凝胶缓释性能受温度影响,随着温度升高,缓释性能提高,凝胶的缓释性与溶胀行为一致。     

水凝胶负载干细胞外泌体在组织再生领域的应用研究进展

近年来,间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)衍生的外泌体在组织再生领域引发许多关注。MSCs衍生外泌体作为细胞间通讯的信号分子,具有天然靶向性强、免疫原性低等特点,其通过MSCs旁分泌途径被细胞吸收,参与调控发挥促进细胞或组织再生功能。水凝胶作为再生医学领域的支架材料,具有良好的生物相容性、降解性等特点。将二者制成复合物联合使用后不仅可以提高外泌体在病变位置的滞留时间,且可通过原位注射等方法提高外泌体到达病变位置的剂量,在病变区域治疗效果显著且持续性改善。文中总结了现阶段外泌体与水凝胶复合物材料共同作用促进组织修复、再生的研究结果,以期为未来组织再生领域中的相关研究工作提供借鉴。     

功能核酸DNA水凝胶的理化特性及应用进展

自DNA被开发为纳米级的自组装材料以来,凭借其可调节的多功能性、便利的可编程性、精确的分子识别能力、高通用性以及优越的生物相容性和生物降解性连接了生命科学和材料科学两大领域。受益于DNA纳米材料的结构特性,以功能核酸作为构建单元,经交联、自组装形成的功能核酸DNA水凝胶已成为新型材料领域的研究热点。基于此,对功能核酸DNA水凝胶所具有的主要理化特性进行了总结,并进一步综述了近年来功能核酸DNA水凝胶在药物递送与靶向治疗、生物传感、三维组织构建等生物医学、分子检测及环境工程等领域中的应用进展。最后,从生命科学和材料科学的角度总结了在设计与搭建功能核酸DNA水凝胶时应考虑的关键点和方向,以期助力DNA水凝胶在多学科领域的研究与应用。     

刺激响应型DNA水凝胶的性质及其应用

DNA水凝胶作为一种生物合成分子,既具有DNA分子的特异性、生物可降解性和分子识别等特性,又具有水凝胶的高亲水性等特征。刺激响应型DNA水凝胶主要是在环境因素的刺激下,利用常规DNA序列经Watson-Crick碱基互补配对形成的DNA分支结构或多种功能核酸的特殊DNA序列形成的i-motif结构; T-A·T三螺旋结构、C-G·C~+三螺旋结构及G-四链体结构等对环境的响应行为使水凝胶形成及应用。近年来,刺激响应型DNA水凝胶因其在温度、pH、光、金属离子、生物分子等单刺激因素,以及光热、金属离子、有机物、温度与p H等多刺激因素下的独特应答性质,在生物传感、生物成像、药物递送、生物材料等方面得到了广泛的应用。综述了刺激响应型DNA水凝胶的形成方法、分类及其核酸来源,形成后的表征手段以及在环境刺激下的响应行为与应用,概括了目前刺激响应型DNA水凝胶的研究热点,并就其未来发展趋势做出了预测。     

同时缓释骨形态发生蛋白和氯己定的功能性壳聚糖温敏凝胶的制备

壳聚糖温敏凝胶是一种新型的可注射、在体固化的载体材料,该材料在室温条件下呈生理中性的溶液状态,在37℃左右可由溶液转变成水凝胶。该水凝胶对大分子药物具有良好的缓释效能,但对小分子药物缓释效能极差。 为制备同时缓释生长因子重组人骨形态发生蛋白- 2 (recombined human bone morphogenetic protein - 2, rhBMP-2)和抗菌药物氯己定的功能性壳聚糖温敏凝胶,将小分子药物氯己定先与β-环糊精制备成包结物,再将rhBMP-2与β-环糊精/氯己定包结物共混于壳聚糖温敏凝胶中,通过HAAKE粘度测量仪,对比加入目标药物前后系统的流变学性质,并且分别通过高效液相(high performance liquid chromatography,HPLC)和酶联免疫吸附(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)方法测量目标药物的体外释放性质,温敏凝胶系统的流变学性质几乎未受加入药物的影响。而氯己定从凝胶系统中释放的速度大大减慢,药物持续释放可保持1月以上。同时,rhBMP-2也获得较好的缓释效果。 通过先行环糊精包结共混的方法,成功制备同时缓释rhBMP-2和氯己定的功能性温敏凝胶。     

功能化自组装肽水凝胶在细胞培养中应用

自组装肽水凝胶是一类能够在特定的条件下利用疏水作用、静电作用、氢键、范德华力等非共价作用力来形成内部高度有序结构的多肽分子凝胶。自组装多肽凝胶具有易于设计合成、低免疫原性、低炎症反应、良好组织相容性、生物利用度高等特点,可为各种细胞提供近似于天然的细胞外基质,促进细胞增殖、分化、黏附等细胞生物学行为。因此,自组装肽水凝胶是细胞培养理想支架,具有广阔应用前景。本文主要对功能化自组装肽凝胶在干细胞、成骨细胞、内皮细胞、肿瘤细胞培养中的应用进行综述,期望为功能性自组装肽水凝胶在细胞培养中应用提供理论依据。