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。     

浅析壳聚糖基智能水凝胶

煤、石油、天然气等不可再生资源的过度开采和超支使用,给我们带来便利的同时,也给环境和未来资源的利用带来严重的压力,开发一种可再生,可降解高分子材料的意义也愈发重大。壳聚糖来源广泛,具有生物相容性和生物降解性,成为天然高分子材料中极具使用价值和研究价值的材料。本文介绍了壳聚糖基水凝胶对PH、温度、磁场和电场的智能响应,并对未来壳聚糖基智能水凝胶的研究重点进行了展望。     

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。     

工程化软骨支架用壳聚糖基仿生材料研究进展

从材料学的视角介绍了壳聚糖在软骨组织工程支架中的应用情况,分析和总结了现阶段壳聚糖基仿生支架材料的特点,提出用数学和统计的方法研究仿生三维织物的构想,以期明确值得关注的研究方向.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于水凝胶的“自下而上”组织工程技术研究进展

随着微纳生物制造技术和新型生物材料(如新型水凝胶)的发展,基于模块化组装的"自下而上"组织工程技术引起了广泛的关注,在复杂微结构和血管化组织/器官构建方面显示了广阔的发展前景.本文介绍了"自下而上"组织工程技术的基本原理及模块单元的制备和组装方法,综述和讨论了"自下而上"组织工程技术在体外重构三维组织/器官方面取得的最新研究进展,并对其在生物医学领域的发展前景进行了展望.     

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,作为载体的水凝胶也至关重要,只有与软骨本身的生物力学特征相似,才能够为软骨再生提供仿生的微环境。为了达到这一要求,已有多种设计方式与结构被应用于软骨组织工程水凝胶的构建,该文从水凝胶结构设计的角度对其在软骨修复组织工程中的应用进行了系统的综述。     

壳聚糖在组织工程中应用的研究进展

壳聚糖是由2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键聚合的一种天然聚阳离子生物多糖,结构类似硫酸软骨素、透明质酸等物质,体内移植或注射无炎症和变态反应,在动物体内可被降解为氨基葡萄糖,参与代谢,表现出良好的生物相容性和生物可降解性,是细胞培养的良好的脚手架,因而在组织工程中显示出较为广泛的应用前景。综述了壳聚糖在皮肤修复、神经修复、骨及软骨修复、肝脏修复等方面的研究进展 。     

丝素蛋白/壳聚糖复合材料在组织工程中应用的研究进展

丝素蛋白(silk fibroin,SF)和壳聚糖(chitosan,CS)具有良好的生物相容性和可降解性,然而单一组分的SF和CS支架材料的诸多缺点限制了其在组织工程研究中的应用。SF/CS复合材料克服单一组分SF和CS支架的缺点,具有力学性能优良、可塑性好、孔隙率及孔径可调和组分优势互补等特点。多种方法制备的SF/CS复合材料(微米/纳米颗粒、膜、纳米纤维、水凝胶和三维多孔支架)已用于骨、软骨、皮肤、神经、脂肪、心脏和角膜等组织工程或组织损伤修复的研究中。目前,国内外对于SF/CS复合材料在组织工程中应用的研究尚处于起步阶段。主要对SF/CS复合材料的特点、制备方法以及在多种组织工程中应用的研究现状进行了简要介绍。     

Chitosan and its derivatives for tissue engineering applications

Tissue engineering is an important therapeutic strategy for present and future medicine. Recently, functional biomaterial researches have been directed towards the development of improved scaffolds for regenerative medicine. Chitosan is a natural polymer from renewable resources, obtained from shell of shellfish, and the wastes of the seafood industry. It has novel properties such as biocompatibility, biodegradability, antibacterial, and wound-healing activity. Furthermore, recent studies suggested that chitosan and its derivatives are promising candidates as a supporting material for tissue engineering applications owing to their porous structure, gel forming properties, ease of chemical modification, high affinity to in vivo macromolecules, and so on. In this review, we focus on the various types of chitosan derivatives and their use in various tissue engineering applications namely, skin, bone, cartilage, liver, nerve and blood vessel.     

基于自组装交联的水凝胶在皮肤损伤中的应用

自组装水凝胶具有高吸水性、高保水性、良好的生物相容性、生物降解性和三维立体结构等物理优势,同时具备止血、抗菌、抗炎、抗氧化等功能优势。因此自组装水凝胶作为一种新型伤口敷料,在皮肤损伤的创面愈合和调节再生中具有广阔的应用前景。本文通过分析讨论自组装水凝胶的交联机制,阐述自组装水凝胶的功能,明确其作为伤口敷料在皮肤损伤中的优势,总结自组装水凝胶在皮肤损伤应用中的发展趋势,展望自组装水凝胶的未来方向,有助于更全面地了解自组装水凝胶,为自组装水凝胶的多技术联合应用提供新思路。     

温敏性几丁糖填充兔眼玻璃体两种手术方式对比研究

目的:通过两种手术方式对兔眼玻璃体进行温敏性几丁糖填充,比较其眼压及并发症差异。方法:将18只白兔随机分为实验组和对照组,每组各9只,右眼均为手术眼,实验组白兔行玻璃体切割术并注入温敏性几丁糖,对照组通过1 m L注射器抽取玻璃体并填充温敏性几丁糖,术后随访1月,对比两组白兔术后眼压及手术并发症的差异性。结果:实验组手术前眼压(7.76±2.21)mm Hg与术后眼压(7.49±2.98)mm Hg无明显差异(P0.05),对照组手术前眼压(7.80±2.04)mm Hg与手术后眼压(5.17±0.96)mm Hg有统计学意义(P0.05)。对照组术后并发症发生率为44.4%(4/9),明显高于实验组22.2%(2/9)。结论:玻璃体腔注射温敏性几丁糖操作简单,但并发症较多,且易造成眼压改变;而玻璃体切割术后填充温敏性几丁糖并发症相对较少,眼压波动较小,但应注意并发性白内障的发生。     

壳聚糖/海藻酸钠生物微胶囊的研究进展

壳聚糖作为一种阳离子聚电解质,由于其良好的生物相容性、原料易得及价格便宜而倍受从事生物微胶囊研究的科学工作者的关注。本文综述了壳聚糖和海藻酸钠制备生物微胶囊的原理、方法、影响因素和应用背景。     

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pH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.