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壳聚糖温敏水凝胶研究进展(2)

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1.4 壳聚糖/胶原凝胶

胶原蛋白是一种生物活性高分子，因其自身性质可用于修复组织损伤，在生物医学材料和临床医疗的应用十分广泛，但同时胶原蛋白的结构较稳定，不易被皮肤吸收，人体利用率低。以胶原蛋白与壳聚糖制备而成的凝胶很大程度的提高了凝胶的生物相容性，同时可以改善壳聚糖较弱的机械性能[15]。

2 壳聚糖基温敏凝胶的应用

壳聚糖具有良好的生物相容性与低细胞毒性，是一种理想的生物材料。温敏凝胶可根据温度的变化产生溶胀和收缩功能，被广泛应用于药物传递、组织工程等领域。壳聚糖温敏凝胶结合壳聚糖与温敏凝胶的特点，在人体体内有良好的生物相容性、低细胞毒性及可降解性，同时优化了壳聚糖的机械性，具有非常广泛的应用前景，可作为药物载体与组织工程骨架的原料，可控制药物释放，提高药物的生物利用度，从而增强患者的依从性，可应用于温度控制、酶的固定化以及药物缓释等方面[16]。

2.1 药物缓释

药物缓释多在体内进行，需要药物具有良好的生物相容性和可降解性，从而保证药物在进入体内环境时不会引起全身的炎症反应，同时可以逐渐被水解或酶降解，且水解后产物可直接排出体外或能进入体内代谢途径被消耗。壳聚糖温敏凝胶相变温度与人体生理温度接近，以溶胶载入药物，经过皮下或组织注射进入体内，随着温度变化发生相变形成凝胶，以凝胶降解与药物扩散作用释放药物，达到缓释的效果。壳聚糖温敏凝胶pH为中性，与人体内环境相似，适合运载蛋白质与肽类物质，不易破坏药物结构。徐甲坤等[17]将壳聚糖改性得到羧甲基壳聚糖，以戊二醛为交联剂制备得到羧甲基壳聚糖水凝胶，研究发现其体外释放行为符合一级动力学方程，具有良好的缓释效果。Huang等[18]将188Re-Tin胶体包裹在CS/β-GP水凝胶中，通过肌肉注射注入大鼠体内肿瘤处，研究显示188Re-Tin胶体80%被有效地包裹在CS/β-GP水凝胶内，且能在注射部位持续48h无明显扩散。根据肿瘤的生长情况显示包裹药物的水凝胶能有效的杀死癌细胞，肿瘤大小随时间减小。

2.2 组织工程

组织工程是一种在体外进行修复，重建生物体的技术，要求材料具有良好的生物相容性、低细胞毒性和一定的机械性以构建三维支架材料。组织工程的三维支架材料主要分为传统的多孔支架与新型的可注射性支架(软支架)。两者相比，新型的可注射性支架操作更简单，且无需进行手术，对患者创伤更小能减轻患者痛苦。软支架通过注射的方式作用于所需部位，可以以各种形状填充，可作为骨、肌肉、腰间盘等组织的支架材料，也可用于包埋生长因子和细胞。壳聚糖温敏凝胶是一种可诱导间充质干细胞(MSC)分化的成骨诱导剂，被广泛应用于组织工程中。Ding等[19]将胶原蛋白加入壳聚糖温敏凝胶中，增加了MSC在体外的成骨分化，在大鼠异位骨形成的实验中证明该水凝胶具有支持新生血管形成和MSC成骨分化的能力。吴广升等[20]制备可注射性壳聚糖/β—甘油磷酸钠凝胶以包裹含血小板血浆和骨髓基质干细胞，将其注射到牙周缺损模型中，通过与对照组相比证明该凝胶可有效促进牙周组织的再生。

3 小结

壳聚糖温敏水凝胶具有良好的生物相容性与低细胞毒性，可随温度变化作出应答发生相变，通过与不同的基团接枝改变凝胶部分性能，进而改进力学性能较差等短处，广泛应用于药物缓释与组织工程。相信随着研究技术不断提高，壳聚糖温敏水凝胶在各个领域将得到更广泛的应用。

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文章来源：《中国组织工程研究》网址: http://www.zgzzgcyj.cn/qikandaodu/2021/0310/1102.html