劉璐

摘 要：文章主要探討了醫(yī)用殼聚糖水凝膠領(lǐng)域的研究情況，具體分析了醫(yī)用殼聚糖水凝膠在藥物釋放、醫(yī)用敷料和組織工程支架等細(xì)分領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，收集了近年醫(yī)用殼聚糖水凝膠的研究成果和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：殼聚糖；水凝膠；組織工程；藥物釋放；醫(yī)用敷料

甲殼素，又被稱(chēng)為幾丁質(zhì)，因其自身含有大量氨基多糖稱(chēng)為唯一的天然陽(yáng)離子多糖，主要從甲殼生物的外殼或昆蟲(chóng)的外骨骼中提取得到。甲殼素為由N-乙酰-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖通過(guò)β-1，4糖苷鍵形成多糖，即N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。殼聚糖是甲殼素上的氨基的脫乙?；a(chǎn)物，反應(yīng)活性和溶解性均比甲殼素強(qiáng)。殼聚糖在自然界中的含量位列第二位，僅低于纖維素，并且能夠?qū)崿F(xiàn)可循環(huán)利用，是理想的生物醫(yī)用材料。殼聚糖具有許多優(yōu)良特性：對(duì)環(huán)境無(wú)污染，生物相容性和可降解性高，來(lái)源廣泛，以及具備黏膜黏附性、抗菌活性等。

水凝膠是由水溶性高分子經(jīng)過(guò)交聯(lián)后形成的，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能在水中膨脹但會(huì)分散，能夠保持含水量高但并不溶劑的狀態(tài)，可以達(dá)到幾十甚至幾百倍的吸水率，是很強(qiáng)的吸水材料，其中的液體水被固定于高分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)果當(dāng)中，整個(gè)水凝膠體系可以保持良好的穩(wěn)定性。水凝膠質(zhì)地柔軟，與活體組織質(zhì)感相近，具有良好的生物相容性使得它在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如，可作為藥物緩釋材料、蛋白質(zhì)電泳、隱形眼鏡、人造血漿和皮膚、組織填充材料、組織工程支架等。

殼聚糖水凝膠具有低毒性和高生物相容性，作為智能水凝膠是還具有pH或溫度的敏感性，并且不影響藥物本身的藥效發(fā)揮，在用作藥物緩釋材料、組織工程支架、醫(yī)用敷料等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。[1]

1 醫(yī)用殼聚糖水凝膠藥物釋放體系

藥物釋放系統(tǒng)包括有藥物固定和藥物的控制釋放過(guò)程，凝膠本身因其網(wǎng)絡(luò)結(jié)果能夠很好的實(shí)現(xiàn)藥物的存儲(chǔ)固定，同時(shí)溶脹度的變化過(guò)程能夠控制藥物的釋放速率，還容易在體內(nèi)降解代謝。因此，水凝膠在口服、口腔、鼻腔、陰道、直腸、眼部、注射等給藥途徑具有較大的應(yīng)用潛力。

藥物釋放用水凝膠主要包括溫度敏感水凝膠和pH敏感水凝膠，對(duì)于溫度敏感性的凝膠，當(dāng)處于人體溫環(huán)境（37℃）時(shí)，凝膠發(fā)生親水膨脹，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由緊變松，從而釋放出藥物；對(duì)于pH敏感的水凝膠，當(dāng)處于腸道內(nèi)較高pH環(huán)境中時(shí)，凝膠膨脹釋放藥物，而在pH較低的胃環(huán)境時(shí)并不釋放藥物，從而避免強(qiáng)酸性胃液對(duì)于藥物效果的影響。[2]

Dumitriu等研究了一種殼聚糖/黃原膠復(fù)合水凝膠，通過(guò)將黃原膠與堿性藥物復(fù)合，并在酸性條件下逐步釋放，通過(guò)調(diào)節(jié)殼聚糖的脫乙酰度，可以對(duì)凝膠的理化性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。天津大學(xué)姚康德等將殼聚糖、明膠和果膠復(fù)配并利用戊二醛作為交聯(lián)劑共交聯(lián)制備得到了殼聚糖基凝膠，該水凝膠具有pH靈敏性可用于藥物釋放體系，可作為口服抗酸、治療胃腸疾患的滯留型控釋制劑，可以減少藥物突釋造成的毒副作用，并且具有良好的生物相容性和生物降解性能。中國(guó)海洋大學(xué)劉成圣[3]等將殼聚糖脂肪酸酯復(fù)合物和α，β-甘油磷酸鈉復(fù)配，制備得到溫敏水凝膠負(fù)載抗腫瘤藥物，用于原位注射局部治療的藥物載體。通過(guò)與酯化改性提高了殼聚糖的溫度靈敏性和穩(wěn)定性，對(duì)于腫瘤的治療具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 醫(yī)用殼聚糖水凝膠敷料

水凝膠質(zhì)地柔軟，可以實(shí)現(xiàn)與傷口的充分接觸，并且能為傷口提供一個(gè)良好的濕潤(rùn)環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)傷口的愈合。利用殼聚糖水凝膠制備得到的醫(yī)用敷料具有柔軟、舒適與創(chuàng)面的貼合性好的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠緩解疼痛和抑制出血，同時(shí)部分水凝膠還具有抗菌消炎的功效。此外，在病患傷口的愈合、自身皮膚生長(zhǎng)的過(guò)程中，殼聚糖水凝膠敷料能自行降解并被機(jī)體吸收，免除了揭除時(shí)病人的痛苦，還會(huì)促進(jìn)皮膚再生，對(duì)治療高熱創(chuàng)傷特別有效。[4]

德州海利安生物股份有限公司研究一種醫(yī)用膠體敷料及其應(yīng)用，該敷料主要包括水溶性甲殼素和醋酸氯己定，具有鎮(zhèn)痛、抑菌、抗炎、促進(jìn)創(chuàng)面愈合、抑制瘢痕增生、提高創(chuàng)面修復(fù)質(zhì)量的作用，對(duì)手術(shù)切口、燒傷創(chuàng)面、燙傷創(chuàng)面、潰瘍創(chuàng)面的治療和修復(fù)具有顯著療效。

3 醫(yī)用殼聚糖水凝膠組織工程支架

水凝膠具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)中填充有大量水，便于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)輸，并有助于保護(hù)細(xì)胞。此外，水凝膠還可以通過(guò)注射方式植入體內(nèi)，手術(shù)創(chuàng)傷小，并在體內(nèi)環(huán)境改變下可以原位膠凝，由于發(fā)生膠凝的條件溫和對(duì)負(fù)載藥物的影響較小，是實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)因子或藥物遞送非常適宜的載體材料。因此，水凝膠制備組織工程支架具有天然的優(yōu)勢(shì)。

殼聚糖由于其具有氨基而帶有大量正電荷，可以吸引帶有負(fù)電的細(xì)胞壁，有利于細(xì)胞的附著；其降解后的產(chǎn)物具有良好的生物相容性；此外殼聚糖還具有殺菌、防黏連、維持體內(nèi)生態(tài)平衡等許多功效協(xié)同組織的修復(fù)。因此，殼聚糖是制備組織工程支架的優(yōu)良材料。[5]

Bio Syntech Canada公司研發(fā)了包含有殼聚糖和甘油磷酸二鈉鹽的溫度響應(yīng)水凝膠，該水凝膠在室溫狀態(tài)下位液態(tài)，在體溫附近成膠，因此可在液體狀態(tài)下直接注射入所需部位原位成膠。該水凝膠的制備無(wú)需使用有機(jī)溶劑和交聯(lián)劑，可降低凝膠的生物毒性并提高其生物相容性，可用于藥物遞送、眼部組織植入、骨或軟骨填充材料并用于組織工程領(lǐng)域。中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所王常勇等研究了一種基于可注射溫敏性殼聚糖水凝膠的組織工程產(chǎn)品，將殼聚糖、甘油磷酸鈉和羥乙基纖維素混合制備得到可攜帶促血管生長(zhǎng)因子的可注射水凝膠，將水凝膠注射到動(dòng)物心肌梗死模型特定區(qū)域后觀察其修復(fù)心肌梗死區(qū)域的情況，注射攜帶生長(zhǎng)因子的殼聚糖水凝膠的實(shí)驗(yàn)組明顯提高了血管密度，降低了纖維化程度，存活的心肌數(shù)量也有所增加。

4 結(jié)束語(yǔ)

殼聚糖水凝膠因其具有的生物相容性、抗菌性、溫度響應(yīng)性、pH相應(yīng)性在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在上述藥物釋放、醫(yī)用敷料、組織工程支架領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。中國(guó)在該領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，但在產(chǎn)業(yè)化中的推廣仍有待加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1]舒靜，李小靜，趙大飆.殼聚糖智能水凝膠研究進(jìn)展[J].中國(guó)塑料，2010，24（9）：6-10.

[2]孔立紅，王洋崗，劉本.殼聚糖溫敏水凝膠的制備及體外藥物釋放的研究[J].湖北中草藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，44（6）：24-26.

[3]王玉杰，黨奇峰，萬(wàn)輝琴，等.注射型殼聚糖溫敏相變復(fù)合材料的制備及性能研究[J].功能材料，2014，45（S1）：117-121.

[4]王華明，王江.殼聚糖傷口敷料的研究進(jìn)展[J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，13（2）：48-53.

[5]符旭東，郭家平.殼聚糖類(lèi)水凝膠在組織工程領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志，2010，30（15）：1308-1310.