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1、甘油磷酸钠基水凝胶在医学中应用进展中华老年口腔医学杂志20t1年1月第9卷第1期CHINESEJOURNALOFGERIATRiCDENTISTRYJANUARY2011VOL.9NO.1?综述?可注射温敏壳聚糖/甘油磷酸钠基水凝胶在医学中应用进展米孙斌刘洪臣【摘要】可注射类水凝胶材料近年来被广泛应用于药物缓释以及细胞载体等医药领域,由于其具备操作简便和微创植入等优点受到巨大的关注,壳聚糖/甘油磷酸钠基水凝胶更是其中研究的热点,本文对近年来关于此类水凝胶材料的理化性能以及生物医药领域的研究作一综述.关键词:壳聚糖;水凝胶;可注射[中国图书分类号]R[文献标识码]A[文章编号]1672—297
2、3(2011)01—0046—04水凝胶是一种亲水性的多聚物的三维网络结构物质,它能够吸收和保留相当一部分水份并使它们维持一定的形状¨],由于其亲水的特性,被广泛的应用于生物医药领域_2】.其最大的优点在于它们可以在液态下复合细胞,治疗性的药物,生长因子等,以内窥镜或者注射器等微创的方式将其植入体内并且在原位形成凝胶.通常,它们以化学交联或者物理交联的方式使水凝胶在原位完成液态至固态(凝胶)的相转变过程.化学交联是指通过光聚合反应(photopolymerization)],二硫化物粘合(disulfidebond),或者由硫氢基,丙烯酸酯,砜基[4等交联剂引发化学反应而引发凝胶化.物理交联
3、是指通过一些环境因素的改变,如pH值,温度,或者二者共同的刺激引发凝胶化.由于物理交联的水凝胶能在体外以很好的流动性接种细胞等物质,在体内接受物理刺激迅速的转变为固态凝胶,而且避免了光的辐照,化学交联剂的污染,以及在化学交联可能引发的体积变化和产热等缺点,所以近些年来,此类依靠温度,pH刺激引发凝胶化的水凝胶系统尤为得到人们的广泛关注[5】.2000年,chenite等[6】利用酸性的壳聚糖溶液与B一甘油磷酸钠(GP)制备了一种具有中性pH值,依靠温度改变引发凝胶化的壳聚糖/GP基水凝胶系统.壳聚糖是一种可生物降解,具有天然抗?基金项目:国家自然科学基金(编号:30973354)军队"十一五
4、"重点课题(编号:2007.57—07A)孙斌解放军总医院口腔医学中心博士生北京l00853刘洪臣通讯作者解放军总医院口腔医学中心主任主任医师教授北京100853?46?菌性以及良好生物形容性的天然多聚体.由于壳聚糖良好的生物性能,这种壳聚糖/GP基水凝胶系统成为人们研究的热点.下面,我们就它的一些凝胶机制,以及在药物缓释及组织工程研究应用等方面作一个综述.1.壳聚糖/GP基水凝胶的凝胶特性壳聚糖是一种天然的阳离子多糖,当pH小于6.2时溶解于醋酸等酸性溶液中,当高于这个数值则出现白色絮状沉淀.Chenite首次在2000年,用高脱乙酰度的壳聚糖和甘油磷酸钠混合,得到了pH值中性且在常温下可
5、长时间保持液态的壳聚糖/甘油磷酸钠(GP)复合物.这种混合物具有温敏活性,即在室温或低于室温时可保持液态较长时间,而温度升高到生理体温(37℃)后发生凝胶化.其研究小组进一步研究发现【9】,壳聚糖的脱乙酰度对于此壳聚糖/GP凝胶体系的影响较大.当壳聚糖的脱乙酰度越低时,凝胶所需要的温度越高,而且相应凝胶化的时间也越长一些.壳聚糖的分子量则对于凝胶温度的影响不是很大.而当壳聚糖的脱乙酰度以及浓度保持不变时,GP的浓度直接影响着凝胶的温度,当GP升高时,pH上升,凝胶温度下降.与此同时,裸鼠体内的炎性反应实验也表明,壳聚糖/GP中壳聚糖的脱乙酰度越高其生物相容性越好[1oi.对于这种水凝胶的凝胶
6、原理,人们到现在仍然没有得出确切的结论,但是研究者对此还是形成了-—些初步的认识.起初,研究者认为是由于加入了GP之后,由于温度的上升,GP与壳聚糖之间的CHINESEJOURNALOFGERIATRICDENTISTRYJANUARY20"VOL.9NO.1中±}堵年霹腔医学杂志2011年t月第9卷第1期分子力上升而使得溶液中疏水作用的增强从而引起凝胶化[6,9A1].但是随后的研究认为,由于温度升高,两者之间的离子间的分子作用力反而是降低的,是由于壳聚糖中的阳离子胺基基团与GP中的磷酸盐阴离子发生质子的转换,才使得凝胶化形成Il.之后的实验也证实,使用双蒸水清洗的壳聚糖/GP基水凝胶中的
7、N和P物质是可以移除的,从而证明GP并没有通过离子力或者共价力与壳聚糖相交联.所以,壳聚糖/GP基的水凝胶属于物理交联的水凝胶,相比其他一些用化学交联剂制备的壳聚糖及其衍生物水凝胶,其制备方法显得更加绿色环保.2.壳聚糖/GP基水凝胶作为缓释系统的应用由于壳聚糖/GP基水凝胶的pH值接近中性,而且是通过物理交联的水凝胶,在交联的过程中避免了使用化学交联剂,所以它非常适合作为一些敏感大分子如蛋白质及肽类药物的载
