壳聚糖基高分子材料在植入材料、药物缓释等生物医用领域的应用分析与展望百替生物课件.ppt

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1、壳聚糖基高分子材料在植入材料、药物缓释等生物医用领域的应用分析与展望Vina2015-01-08内容概要生物医用材料，也称生物材料，是一类具有特殊性能，应用于疾病的诊断、治疗、康复和预防，以及替换生物体组织、器官，增进或恢复其功能的材料。其中，生物医用高分子材料受到医学领域普遍关注，已成为用途最广、用量最大的医用生物材料之一。壳聚糖（CS）是天然产量丰富的氨基多糖，具有许多有趣的物理化学和生物化学性质。因为具有很好的生物相容性、生物降解性、生物活性、与金属离子络合能力和特殊的跨细胞膜能力，壳聚糖被广泛应用于生物材料。利

2、用壳聚糖制备生物医用材料引起了科学家的广泛兴趣。本报告主要就壳聚糖的特性、应用现状和前景作简要介绍。三个问题壳聚糖是什么？有什么特点？壳聚糖作为医用材料有哪些优点？壳聚糖基生物医用高分子材料已经在哪些领域得到了应用？还有望在哪些领域应用？壳聚糖研究年表1811年由法国科学家Braconot发现甲壳素1859年法国人Rouget用浓KOH处理甲壳素得到壳聚糖1934年在美国首次出现了关于制备壳聚糖、壳聚糖膜、壳聚糖纤维的专利1941年在美国首次制备出壳聚糖人造皮肤和手术缝合线壳聚糖地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的

3、是纤维素。其次就是甲壳素（chitin）。人们主要是从虾、蟹壳和真菌细胞壁中来提取甲壳素，其操作简单，成本比较低廉。据估计自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨，而全世界每年水产加工后的甲壳质废弃物约为140万吨。甲壳素是N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式连接而成的氨基碱性多糖。甲壳素糖基上的乙酰基可用强碱水解或酶解脱去一部分，由此得到的多糖叫壳聚糖（chitosan），也叫脱乙酰甲壳素。壳聚糖的特性（1）壳聚糖分子中的活性侧基α-NH2，可酸化成盐类，导入羧基官能团，取代合成侧链铵盐、混

4、合醚、聚氧乙烯醚等等，制备具有水溶性、醇溶性、有机溶剂溶解性、表面活性以及纤维性等各种衍生物；（2）壳聚糖分子中-OH和-NH2具有配位螯合功能；（3）壳聚糖分子中-OH和-NH2均可与交联剂进行交联接枝改性成网状聚合物；（4）壳聚糖分子中-NH2先与过渡金属离子形成配合物，再与交联剂进行交联，具有“模板剂”的记忆力和选择吸附性能；（5）壳聚糖在适当条件下进行酰基化，可制备具有低碳数亲水性衍生物和高碳数疏水性衍生物;（6）壳聚糖显示无遗传毒性和急性毒性作用、相对无细胞毒性，不溶血，不致过敏、具有良好的生物相容性和及生物

5、可降解性.壳聚糖作为生物医用材料的优势良好的生物相容性壳聚糖兼有胶原质和纤维素两者的生物功能，与人体的组织器官及细胞有良好的生物相容性。良好的生物可降解性壳聚糖在水介质中降解比较慢，壳聚糖在生物体内通过溶菌酶（lysozyme）、水解酶的作用降解成低分子壳寡糖和葡萄糖胺，可以被人体完全吸收。抗凝血作用和促进伤口愈合作用壳聚糖通过表面的正电荷与红细胞表面带负电的神经氨酸残基的相互作用，介导红细胞聚集，从而可以实现其止血的作用。壳聚糖衍生物的抗凝作用主要与硫酸基和羧酸基有关。改性壳聚糖主要通过与血浆抗凝血酶-Ⅲ作用加速凝血

6、酶的失活，进而抑制凝血过程。抑菌、抗菌作用甲壳素和壳聚糖对于一般人体表皮存在的皮肤细菌（如表皮葡萄球菌）、肠道细菌（如大肠杆菌）和人体真菌（如热带白色念珠菌）等具有显著的抑制作用。其抑菌效果受到诸如相对分子量、脱乙酰度、溶液的pH值等因素的影响。抗癌活性壳聚糖有直接抑制肿瘤细胞生长的作用。壳聚糖在体外显示凝聚白血病肿瘤细胞，生成紧密的凝块抑制细胞生长，将甲壳素/壳聚糖及其衍生物与其他一些抗癌药物混合使用可以提高药物的药理活性。其他生理作用抗心肌缺血和抗心律失常，降血压，降血脂，内服有一定减肥作用，外用可作为保湿剂。壳聚

7、糖在医用材料领域应用现状医药用膜和敷料壳聚糖无纺布、壳聚糖流涎膜、壳聚糖涂层纱布等多种医用敷料已商品化用于临床。其中用壳聚糖醋酸溶液制成的壳聚糖无纺布，透气性透水性极佳，可用于大面积烧、烫伤，效果良好。壳聚糖还可以用作人造皮肤和医用可吸收性缝合线。壳聚糖在医用材料领域应用现状硬组织修复材料壳聚糖与HA（羟基磷酸钙hydroxyapatite）有很强的交互作用，壳聚糖对磷酸钙（认为是骨质生长的初始生成物）的结晶增长有显著的影响。用壳聚糖和羟基磷酸钙的混合物作骨质代用品，具有良好的生物相容性和生物机械性能。用溶胶-凝胶法

8、制备的HA/壳聚糖-明胶网络复合材料，其弯曲强度可达到密质骨弯曲强度的下限，断裂强度接近人体密质骨。用壳聚糖-磷酸钙-藻蛋白酸钠可以制备非衰减型快速固化粘接材料。多孔性的壳聚糖/HA复合修复材料负载抗生素可以控制药物缓慢释放，防止骨髓炎的发生。壳聚糖在医用材料领域应用现状血液接触材料壳聚糖本身具有凝血作用，但对壳聚糖进行适当改性