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壳聚糖基生物医用材料 [复制链接]

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壳聚糖基生物医用材料

壳聚糖由甲壳素脱乙酰化制备而成,是自然界少见的带正电荷的高分子化合物,具有良好的生物可降解性、生物相容性及光谱杀菌性,可促进伤口愈合,抑制瘢痕的形成。其降解产物在体内不会蓄积,无毒性及免疫原性,具有抗菌、抗炎、止血、减少创面渗出及促进创伤组织再生、修复、愈合的作用,广泛应用于生物医学领域。壳聚糖分子结构的多样性赋予了其应用的多样性,壳聚糖可被制成不同形态的产品如薄膜、粉末、纤维、水凝胶、溶液、冻干支架等,每种形式在处理、吸收、止血和生物粘附方面都不尽相同,又各有其优点。

壳聚糖基生物医用材料种类

(1)创伤敷料

伤口敷料是用于伤口护理的重要医学产品,新型伤口敷料可通过吸收伤口多余渗液或者持有水分保持创面湿润而促进伤口愈合。壳聚糖还可促进上皮细胞的再生,通过介导细胞增值而促进伤口愈合,通过温和的剂型炎性反应吸收大量的多形核细胞和巨噬细胞以清楚组织碎片和血凝块。壳聚糖可促进纤维细胞的迁移,对基质细胞有趋化、迁移、激活作用,并加速细胞增值和组织重塑过程,促进皮肤和黏膜组织修复,从而促进创面愈合。壳聚糖海绵柔软而富有弹性,具有良好的透气性、抑菌性、细胞和组织相容性,层级多空结构有利于其吸收伤口渗出液,壳聚糖海绵的这些特点使其成为一种性能良好的创伤敷料。

(2)止血敷料

壳聚糖水凝胶具有良好的止血性能和组织粘附力,其封闭血管的能力甚至优于血纤维蛋白。壳聚糖敷料(颗粒、海绵、纤维等)吸收血液中的水分后,能迅速膨胀,产生一定压力,压迫伤口,堵塞破裂的血管,起到快速止血的作用;同时,膨胀后的海绵能够使敷料和伤口紧密贴合,有利于壳聚糖分子与红细胞、血小板、血浆蛋白和凝血因子等迅速结合,进一步提高止血效果。将壳聚糖制成纳米纤维有利于增大壳聚糖与红细胞、血小板、血浆蛋白和凝血因子等的接触面积,提高壳聚糖的止血效果。壳聚糖基水凝胶具有良好的组织粘附性,能够很好的控制出血,不仅缩短了止血时间,而且减少了出血量,另外,该水凝胶还能在溶菌酶的作用下在体内缓慢降解。近年来,随着壳聚糖类纤维或海绵敷料研究工作的不断深入,开发的产品也不断增加,将为患者带来更多福祉。

(3)术后防粘连材料

壳聚糖开发出的多种防粘连材料已被广泛应用于临床。它具有良好的生物相容性、适宜的组织粘附性(不需要缝合);可完全覆盖创伤表面,并且具有足够的体内存留时间;能够被降解、吸收;既能有效防止粘连形成,又不影响伤口的正常愈合;成本低,方便使用。在预防外科手术、盆腹部手术和骨科手术后的组织粘连,如预防刨宫产术后粘连、肌腱粘连、关节粘连、肠粘连、阑尾术后粘连等方面均取得良好的效果。壳聚糖及其衍生物许多的临床研究也证实了其在外科手术、盆腹腔手术中的防粘连效果。

(4)药物载体

作为药物载体,壳聚糖及其衍生物可通过离子交联、化学交联、功能化修饰及交联或复合等途径制备纳米材料、微米材料、多孔膜、水凝胶、多孔海绵材料等,对药物或活性物质进行包载,长时间在体内不同部位进行药物传递和释放,也可通过甘油磷酸钠、巯基化或者异丙基丙烯酰化改性制备温敏性水凝胶进行原位注射。

(5)组织工程材料

壳聚糖很容易被加工成三维多孔材料,三维多孔材料有利于细胞黏附、生长、繁殖、分化、功能代谢和营养交换,细胞外基质易沉淀,也有利于血管和神经的长入。壳聚糖具有抗炎功能,在某种程度上减弱了免疫排斥反应,促进组织愈合。在骨、软骨、神经、血管、食管等组织再生中表现出较强的组织重建功能。

(6)其他方面:科研人员利用壳聚糖及其衍生物的优良成膜性能把其制备成各种各样的膜剂以得到复合目的的膜材料,如人工皮肤、促骨生长膜、药物胶囊膜等。壳聚糖膜具有一定的机械强度,可通过尿素等小分子,但不能透过Na+、Cl-等无机离子及血清蛋白,具有良好的通透性,可被开发成比较理想的人工肾膜。另外,壳聚糖膜还可以被用作人工皮肤、口腔溃疡膜等。

壳聚糖分子存在许多羟基、氨基、乙酰基,形成分子内和分子间的氢键,导致结晶度很高,因此一般不溶于水和有机溶剂,只溶于部分稀酸溶液,极大限制了其生物医学医用。许多研究者在壳聚糖的C-6、C-3位羟基或C-2位游离氨基上引入基团,制备具有不同功能的壳聚糖衍生物,改进壳聚糖的溶解性能,拓宽其作为生物医用材料的应用范围。

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