硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备及其作为骨修复支架的研究

硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备及其作为骨修复支架

的研究

引言

骨损伤和骨缺损是一种常见的健康问题，对于患者的生活质量和功能恢复具有重要意义。目前，骨修复领域的研究主要集中在开展各种修复材料的研究，以达到增加骨的再生能力和促进骨愈合的效果。其中，软骨素基可注射水凝胶作为一种新型的骨修复支架材料，受到了广泛关注。本文旨在介绍硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备方法以及其作为骨修复支架的研究进展。

硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备方法

硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备方法主要包括材料筛选、制备步骤和材料性能的表征。首先，选择合适的硫酸软骨素基材料，包括软骨素酯类、硫酸软骨素蛋白胶和硫酸软骨素纳米颗粒等。其次，通过合适的方法将硫酸软骨素基材料与交联剂或可溶性硫酸软骨素相结合。最后，调节制备条件，如pH值、温度和反应时间等，以获得具有理想性能的硫酸软骨素基可注射水凝胶。

硫酸软骨素基可注射水凝胶的性能研究

硫酸软骨素基可注射水凝胶的应用性能主要包括生物相容性、机械性能和生物活性等。研究发现，硫酸软骨素基可注射水凝胶具有良好的生物相容性，不会引起严重的免疫反应和组织排斥反应。此外，硫酸软骨素基可注射水凝胶的机械性能也值得关注，因为这将直接影响到骨修复支架的使用寿命和稳定

性。最后，硫酸软骨素基可注射水凝胶还可以通过释放生物活性物质来促进骨细胞的增殖和分化，促进骨组织的再生和愈合。

硫酸软骨素基可注射水凝胶在骨修复中的应用

硫酸软骨素基可注射水凝胶作为一种新型的骨修复支架，具有广阔的应用前景。目前，研究者们已经将硫酸软骨素基可注射水凝胶用于骨损伤修复和骨缺损修复等领域。实验结果表明，硫酸软骨素基可注射水凝胶能够提供良好的骨细胞附着和增殖的环境，促进骨组织的再生和愈合。此外，硫酸软骨素基可注射水凝胶也可以通过改善骨微环境，增加骨细胞的分化和功能，进一步促进骨修复过程。

结论

硫酸软骨素基可注射水凝胶因其优良的性能和广泛的应用前景，成为骨修复领域的一个研究热点。通过选择适当的硫酸软骨素基材料和合适的制备条件，制备出具有理想性能的硫酸软骨素基可注射水凝胶，并通过研究其性能和应用，推动骨修复支架的发展。相信在不久的将来，硫酸软骨素基可注射水凝胶将在临床上得到广泛应用，为患者提供更好的骨修复治疗方案

综上所述，硫酸软骨素基可注射水凝胶是一种有潜力的骨修复支架材料。它具有优异的生物相容性和生物活性，可促进骨细胞的增殖和分化，促进骨组织的再生和愈合。然而，目前对其机械性能和生物相容性的研究还不够充分，需要进一步深入的研究和实验验证。在未来的临床应用中，需要注意其对机体的排斥反应和组织排斥反应，并寻找合适的解决方案。总体而言，硫酸软骨素基可注射水凝胶具有广阔的应用前景，有望成为骨修复领域的重要研究方向和临床治疗手段

硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备及其作为骨修复支架的研究

硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备及其作为骨修复支架的研究硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备及其作为骨修复支架的研究引言骨损伤和骨缺损是一种常见的健康问题，对于患者的生活质量和功能恢复具有重要意义。目前，骨修复领域的研究主要集中在开展各种修复材料的研究，以达到增加骨的再生能力和促进骨愈合的效果。其中，软骨素基可注射水凝胶作为一种新型的骨修复支架材料，受到了广泛关注。本文旨在介绍硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备方法以及其作为骨修复支架的研究进展。硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备方法硫酸软骨素基可注射水凝胶的制备方法主要包括材料筛选、制备步骤和材料性能的表征。首先，选择合适的硫酸软骨素基材料，包括软骨素酯类、硫酸软骨素蛋白胶和硫酸软骨素纳米颗粒等。其次，通过合适的方法将硫酸软骨素基材料与交联剂或可溶性硫酸软骨素相结合。最后，调节制备条件，如pH值、温度和反应时间等，以获得具有理想性能的硫酸软骨素基可注射水凝胶。硫酸软骨素基可注射水凝胶的性能研究硫酸软骨素基可注射水凝胶的应用性能主要包括生物相容性、机械性能和生物活性等。研究发现，硫酸软骨素基可注射水凝胶具有良好的生物相容性，不会引起严重的免疫反应和组织排斥反应。此外，硫酸软骨素基可注射水凝胶的机械性能也值得关注，因为这将直接影响到骨修复支架的使用寿命和稳定

性。最后，硫酸软骨素基可注射水凝胶还可以通过释放生物活性物质来促进骨细胞的增殖和分化，促进骨组织的再生和愈合。硫酸软骨素基可注射水凝胶在骨修复中的应用硫酸软骨素基可注射水凝胶作为一种新型的骨修复支架，具有广阔的应用前景。目前，研究者们已经将硫酸软骨素基可注射水凝胶用于骨损伤修复和骨缺损修复等领域。实验结果表明，硫酸软骨素基可注射水凝胶能够提供良好的骨细胞附着和增殖的环境，促进骨组织的再生和愈合。此外，硫酸软骨素基可注射水凝胶也可以通过改善骨微环境，增加骨细胞的分化和功能，进一步促进骨修复过程。结论硫酸软骨素基可注射水凝胶因其优良的性能和广泛的应用前景，成为骨修复领域的一个研究热点。通过选择适当的硫酸软骨素基材料和合适的制备条件，制备出具有理想性能的硫酸软骨素基可注射水凝胶，并通过研究其性能和应用，推动骨修复支架的发展。相信在不久的将来，硫酸软骨素基可注射水凝胶将在临床上得到广泛应用，为患者提供更好的骨修复治疗方案综上所述，硫酸软骨素基可注射水凝胶是一种有潜力的骨修复支架材料。它具有优异的生物相容性和生物活性，可促进骨细胞的增殖和分化，促进骨组织的再生和愈合。然而，目前对其机械性能和生物相容性的研究还不够充分，需要进一步深入的研究和实验验证。在未来的临床应用中，需要注意其对机体的排斥反应和组织排斥反应，并寻找合适的解决方案。总体而言，硫酸软骨素基可注射水凝胶具有广阔的应用前景，有望成为骨修复领域的重要研究方向和临床治疗手段

硫酸软骨素

硫酸软骨素硫酸软骨素(Chondroitinsulfate)大量存在于动物软骨中，商品是从动物组织中提取制备的酸性粘多糖。硫酸软骨素是糖胺聚糖的一种，由D-葡糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接而成的重复二糖单位组成的多糖，并在N-乙酰氨基半乳糖的C-4位或C-6位羟基上发生硫酸酯化。主要分为硫酸软骨素钠盐和硫酸软骨素钙盐等，主要应用于关节炎、滴眼液等。作为治疗关节疾病的药品，常与葡萄糖胺配合使用，具有止痛，促进软骨再生的功效，对改善老年退行性关节炎、风湿性关节炎有一定的效果，可以改善关节问题。基本资料【所属行业】：生物医药【产品类属】：粘多糖类物质，主要分为硫酸软骨素钠盐和硫酸软骨素钙盐等，其中以硫酸软骨素钠盐（CHONDROITINSULFATESODIUM）最为常见，应用也最为广泛。【萃取来源】：猪、牛、鸡、鲨鱼的软骨【应用途径】：应用途径:主要应用于关节炎、滴眼液等。治疗关节、疼痛：主要的应用途径是作为治疗关节疾病的药品常与氨基葡萄糖配合使用，具有止痛，促进软骨再生的功效，可以从根本改善关节问题。治疗眼科：硫酸软骨素对角膜胶原纤维具有保护作用，能促进基质中纤维的增长，增强通透性，改善血液循环，加速新陈代谢，促进渗透液的吸收及炎症的消除；其聚阴离子具有强的保水性，能改善眼角膜组织的水分代谢，对角膜有较强的亲和力，能在角膜表面形成一层透气保水膜，促进角膜创伤的愈合及改善眼部干燥症状。【消费及消费情况】：全球最大的消费国是美国，最大原料生产国是中国，国内山东、河北为最大的集散地。著名的公司有嘉兴恒杰生物、河北三鑫集团、烟台东诚生化、青岛绿萃生物、青岛九龙生物、中化（青岛）实业等公司。【药理作用】硫酸软骨素是从动物组织中提取制备的酸性粘多糖。【适应证】用于关节炎尤其是退行性关节炎以及腰间盘突出的手术

天然生物支架在软骨修复中进展

天然生物支架在软骨修复中进展【关键词】软骨修复关节软骨缺乏再生能力，外伤或疾病引起的软骨缺损需利用软骨或其它材料修复。自体软骨来源有限，且容易造成供区缺损，应用受到限制。异体软骨曾广泛应用，但可引起免疫排斥反应，而导致细胞死亡及功能丧失。骨膜移植曾风行一时，但其存有远期效果不稳定的缺陷，使得人们持续探索更完善的修复方法。体外软骨细胞培养成功，引发人们尝试直接用软骨细胞修复软骨缺损。1968年，Chertman等将软骨细胞悬液注射到关节软骨缺损部位，结果表明：缺损为滑膜成纤维组织修复，镜下仅见少量新生软骨细胞结节。1977年，Green等以脱钙骨作为支架，并接种上软骨细胞，移植到缺损部位。虽未成功，可喜的是作者第一次提出：如能找到一种合适的支架材料，将软骨细胞接种于其上，即有可能形成良好的软骨组织修复。当前，在组织工程中开发为细胞培养支架的生物支架材料主要分为两类，即天然生物支架材料和人工合成的支架材料。天然生物支架材料具有细胞信号识别，促进细胞的黏附、增殖和分化、良好的生物相容性及良好的生物降解性等优点，显示出人工合成支架材料无可比拟的优势。本文就天然生物支架材料在软骨修复中的现状和研究进展做如下综述。 1天然脱细胞生物支架材料天然脱细胞生物支架材料主要利用同种或异种器官／组织，经脱细胞、去除抗原处理得到脱细胞基质材料。细胞外基质(ECM)是由细胞自身分泌组成的并围绕在细胞周围主要含有胶原蛋白、纤维蛋白粘连素、层粘连蛋白，层连素等。细胞外基质不仅为细胞提供了一个支持结构和附着位点，而且对细胞的粘附、迁移、增殖、分化以及基因表达的调控有重要作用和显著影响。目前已经有研究应用同种异体脱细胞材料修复膀胱、尿道、动脉和皮肤缺损［1～3］，以及构建心脏瓣膜［4］，结果比较满意。另外关于脱细胞软骨基质和小肠粘膜下基质(SIS)这2 种天然的细胞外基质材料应用也有相关的研究报道［5～7］。

骨形态发生蛋白复合胶原释放系统的研究进展

骨形态发生蛋白复合胶原释放系统的研究进展骨形态发生蛋白（BMP）是一种具有诱导新骨形成能力的生物活性分子，它与各种生物材料复合构成的各种释放系统用于临床的骨修复。目前，BMP复合胶原释放系统的建立和应用备受业界的关注，其中BMP与胶原的结合方式更是重中之重。本文就BMP复合胶原常用的胶原材料、BMP与胶原之间的结合方式等研究进展作一综述。标签：骨形态发生蛋白；胶原；释放系统 Research progress on release system of bone morphogenetic protein and collagenZhang Quan, Deng Feilong.（Dept. of Implantation, Hospital of Stomatology, Guanghua School of Stomatology, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510055, China） [Abstract]Bone morphogenetic protein（BMP）is a kind of bioactive molecules with the ability to induce new bone formation, combined with a variety of biological materials to create various delivery systems for clinical bone repair. The establishment and application of the release system of BMP and collagen is the focus of current re－search, among which the binding mode of BMP and collagen is the most important. In this paper, the commonly used collagen materials of the release system of BMP and collagen as well as the binding mode of BMP and col－lagen are reviewed. [Key words]bone morphogenetic protein；collagen；release system 骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）属于转化生长因子超家族成员，迄今已经分离和纯化出了17种BMP[1]。关于BMP在骨骼发育和修复中的作用，已有众多的研究[2-3]。大多数BMP在骨形成和骨折愈合中起着重要的作用，其中BMP-2、4、7、9可能是最有力的间充质细胞向成骨细胞分化的诱导剂。 BMP-7又被称为成骨蛋白-1，一些研究[4-5]证实其可增强新骨的形成。在体外，少量的BMP即可诱导细胞反应，当其被植入体内时，因其半衰期短且极易受到蛋白水解酶的作用而迅速地变性和降解，经常发生不充分的和不适当的组织再生[6]；所以，BMP的应用需要结合相应的载体，以构成适当的释放系统[7-8]，从而实现BMP的持续性释放。可作为BMP释放系统的载体材料较多，主要的有如下4种[9]。1）天然的高分子材料：胶原、藻酸盐和脱乙酰壳多糖等；2）无机材料：磷酸钙、生物活性玻璃、羟磷灰石、玻璃酸、磷酸三钙、陶瓷和硫酸钙等；3）合成的高分子材料：聚乳酸、聚乙醇酸等；4）复合物：胶原复合羟磷灰石等。胶原是支持组织和结缔组织的主要成分，既有良好的生物相容性，与细胞的

基于壳聚糖的纳米材料在骨组织工程与再生医学中的研究进展

基于壳聚糖的纳米材料在骨组织工程与再生医学中的研究进展李晓静;王新木;董研;苟中入【摘要】壳聚糖是目前发现的唯一与细胞外基质糖胺聚糖的化学结构相似的天然阳离子多聚糖,具有极为优良的生物相容性、生物可降解性和生物学活性.近年来,基于壳聚糖的纳米材料在组织工程中的研究较为广泛.对壳聚糖的纳米材料、壳聚糖复合纳米材料、壳聚糖纳米纤维和壳聚糖纳米粒子等在骨组织工程与再生医学中的研究进展进行回顾和阐述.近年来的研究显示,壳聚糖复合纳米材料生物支架、壳聚糖纳米纤维支架及包载具有骨诱导性的生物活性因子,以及外源基因的壳聚糖纳米粒子及纳米纤维,在骨组织工程与再生医学中具有良好的应用前景. 【期刊名称】《中国生物医学工程学报》【年(卷),期】2013(032)005 【总页数】6页(P620-625) 【关键词】壳聚糖;纳米材料;骨组织工程【作者】李晓静;王新木;董研;苟中入【作者单位】浙江大学医学院附属第二医院口腔修复科,杭州310009;杭州市第一人民医院口腔科,杭州310006;浙江大学医学院附属第二医院口腔修复科,杭州310009;浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院,杭州310029 【正文语种】中文【中图分类】R318

引言骨组织工程与再生医学，是指体外构建人工骨组织或者利用生物装置、植入生物材料来刺激骨原细胞或干细胞分化，维持和促进成骨细胞增殖，以重建缺损的骨组织。骨组织工程与再生医学依赖于多个因素，主要包括细胞、生长因子、生物支架和稳定的机械环境［1］。自体骨和同种异体骨移植可满足以上要求，但两者均存在不足之处:自体骨骨量极为有限，并且增加了手术部位和伤口愈合期并发症［2］;同种异体骨移植可能引发慢性炎症，甚至产生免疫排斥反应。因此，骨移植修复术的不足促进了人工骨修复生物材料的发展。譬如，已对羟基磷灰石 (HA)、A-W玻璃陶瓷、壳聚糖、胶原以及复合材料等已在骨损伤修复中的应用开展了广泛研究［3－4］。甲壳素，又名甲壳质、几丁质，化学名称为聚N-乙酰葡萄糖胺，主要存在于甲壳类动物虾、蟹、昆虫的外壳及高等植物的细胞壁中，是世界上第二丰富的天然生物聚合物［5－6］。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的衍生物，又名几丁糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性。大量研究已证实，壳聚糖还具有抗菌［7］、止血、促进伤口愈合［8］、促进骨再生［9］等优良的生物学效应，也可与胶原、HA、二氧化硅等复合制备成为薄膜、海绵、可注射型水凝胶形式，应用于骨组织修复领域［10－11］。但是，采用常规方法制备的壳聚糖多孔支架的不足之处在于材料的综合力学性能差，对成骨细胞生长刺激效应以及促进成骨细胞分化相关生长因子表达的效应低［12］。为了弥补这些缺陷，纳米材料逐渐应用于骨损伤修复领域。纳米材料指某一维度具有1～100 nm尺寸的材料，具有高表面积体积比，在骨损伤修复领域具有广泛的应用前景［13］。基于目前壳聚糖纳米材料在骨损伤修复中的广泛研究及取得的相关成果，下面就壳聚糖以及所涉及的纳米纤维支架、纳米粒子和纳米

仿生骨修复支架材料的设计及其成骨诱导机制的研究

仿生骨修复支架材料的设计及其成骨诱导机制的研究在材料的设计上，需选用具有良好力学性能的材料，以满足修复支架对载荷的要求。常用的材料包括金属、陶瓷和聚合物等。金属材料如钛和钢具有较高的强度和韧性，适合用于骨折修复；陶瓷材料如羟基磷灰石可以提供良好的生物相容性，并具有一定的成骨诱导能力；而聚合物材料如聚乳酸和聚己内酯则可以控制药物的释放，促进修复过程。另外，材料的表面形态和结构也对成骨诱导过程至关重要。例如，在金属支架的表面引入微纳米结构，可以增加材料与骨组织的界面面积，有利于细胞生长和附着。同时，可以通过调控材料的孔隙结构和孔径分布，以促进新生骨组织的生长和渗透。成骨诱导机制是指支架上的特定化学和生物学因素能够吸引和促进骨细胞的生长和分化，从而促进骨再生。一般来说，成骨诱导机制包括生化诱导和生物力学诱导两个方面。生化诱导是指通过在材料表面吸附或控制释放生物活性物质，如生长因子、细胞外基质蛋白、小分子化合物等，来调控细胞的行为和骨组织的形成。这些生物活性物质可以通过与细胞表面受体结合，触发细胞信号转导通路，激活细胞的增殖和分化。生物力学诱导是指通过材料本身的力学特性，如弹性模量、孔隙结构等，对细胞的形态、功能和分化起到直接影响作用。这些机械信号可以通过细胞的整合素或其他细胞外基质蛋白受体来感知和传导。综上所述，仿生骨修复支架材料的设计和成骨诱导机制的研究是十分重要的。通过选择合适的材料和调控其表面形态和结构，可以提高支架的生物相容性和成骨能力。同时，理解成骨诱导机制，可以进一步优化支架

设计，提高骨组织的再生效果。随着科技的不断发展，我们相信未来的仿生骨修复支架将能够更好地满足临床需求，促进骨组织的修复和再生。

光交联透明质酸基水凝胶的设计及其在软骨组织工程中的应用研究

光交联透明质酸基水凝胶的设计及其在软骨组织工程中的应用研究关节软骨由于缺乏血管、神经、淋巴组织以及祖细胞,自我修复能力有限。目前临床上主要采用关节内注射、软骨刨削、微骨折术、软骨移植等方法治疗,但都还不能获得满意的长期修复效果。随着组织工程技术的不断发展,因其优异的治疗前景,已被广泛应用到软骨组织修复的研究中。在组织工程支架的构建中,相比较传统的构建生物支架材料后再进行种子细胞的种植这种方式,直接进行种子细胞的三维包载进行可注射原位成型或者进行个性化修复的3D细胞打印成型的方式更让人期待。而水凝胶作为三维包载种子细胞材料,其基体材料的良好细胞相容性和成型方式的温和性是保证种子细胞存活的关键。因此,通过基体材料和成型方式的选择,设计适合种子细胞生存微环境且具有可控注射原位成型或者3D打印个性化成型的水凝胶材料对于软骨组织工程具有重要意义。本课题以光交联透明质酸基水凝胶的设计与构建为主体,针对关节软骨缺损可控注射微创治疗和个性化修复中遇到的种子细胞三维包载和细胞生存微环境构建等问题,从光交联反应设计出发,构建出了具有可控注射性能、良好力学性能、快速光交联特性、网络结构图案化以及满足3D生物打印等功能的水凝胶体系,并成功实现了细胞的三维包载,被包载的细胞显示出良好的活性和增殖特性。首先,本文采用呋喃甲胺对透明质酸进行改性修饰,成功制备了取代度为65%的呋喃基团改性透明质酸(HA-Furan)。在光引发剂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂(LAP)存在条件下,实现了HA-Furan水溶液在30s内紫外光照(365nm,30mW/cm~2)下成胶,制备了可控注射HA水凝胶。为了进一步提高水凝胶力学性能,在可控注射HA水凝胶体系中引入了呋喃基团和马来酰亚胺基团间的Diels-Alder点击化学反应(DA),构建了双交联透明质酸/聚乙二醇(HA/PEG)水凝胶,水凝胶的压缩模量从5.9kPa提升到 21kPa,通过减少光照时间(低于30s)显著降低了紫外光对三维包载ATDC-5细胞的损害,7天培养后,包载的细胞依然显示出良好的细胞活性。其次,本文通过呋喃基团和马来酰亚胺基团间的DA点击化学,成功构建了具有环己烯结构的类降冰片烯基团修饰的透明质酸(HA-Furan-Mal),通过类降冰片烯基团上的环己烯和巯基之间的Thiol-ene光点击化学反应,制备了快速光交联HA/PEG水凝胶,在紫

天然组织工程皮肤支架材料的分类及其免疫原性研究现状

天然组织工程皮肤支架材料的分类及其免疫原性研究现状郑必祥彭代智陈博左海斌周灵周新刘敬基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划，2006AA02A121），国家重点基础研究发展计划（973计划，2005CB522605) 作者单位：400038 重庆，第三军医大学西南医院全军烧伤研究所，创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室通讯作者：彭代智，Email: dzpeng@https://www.360docs.net/doc/1419309783.html, 组织工程皮肤是组织工程研究最为成熟的一个领域，其核心内容是构建一种支持细胞生长的三维支架，与角质形成细胞和/或成纤维细胞进行体外复合培养，形成可用于创面覆盖与修复的皮肤等同物[1]。其中支架材料为种子细胞提供了黏附、迁移、增生和分化的空间环境，在组织工程皮肤的构建中起着重要作用。组织工程皮肤支架材料包括人工合成组织工程皮肤支架材料（简称人工合成支架材料）和天然组织工程皮肤支架材料（简称天然支架材料）两大类。人工合成支架材料主要包括聚乳酸、聚乙醇酸、聚原酸酯、聚己内酯、聚氰基丙烯酸烷基酯及其共聚物等。人工合成支架材料始终无法模拟天然真皮的三维空间结构，其成分为人工合成，亲水性不够理想，缺乏细胞识别信号，与细胞间缺乏生物性相互作用，对细胞黏附力较弱[2]。而天然支架材料来源于天然组织，来源丰富，制作较为简单，造价低廉，且在三维结构、组织亲和性、机械性能及生物降解性等方面显著优于人工合成支架材料，从目前研究来看，是组织工程皮肤支架材料的研究热点[3]。但天然支架材料因来源和所含成分不同，存在着不同程度的免疫原性，限制了其临床的广泛应用。目前这方面的研究较多，因此，有必要结合天然支架材料的分类来概括其免疫原性研究现状。一、天然支架材料的分类按加工处理天然组织的方法分类，天然支架材料大致可以分为脱细胞支架材料和基质提取成分支架材料两大类。脱细胞支架材料是通过各种物理和化学的方法去除天然组织中的细胞成分，同时保留了原有组织的三维支架结构和主要细胞外基质成分的支架材料。目前应用较多的有脱细胞真皮基质（acellular dermal matrix, ADM）、脱细胞小肠黏膜下层（small intestinal submucosa, SIS）、脱细胞羊膜基质等。基质提取成分支架材料主要指通过从天然组织中提取某些成分，再构建出具有三维空间结构的支架材料。目前提取的天然细胞外基质成分主要有胶原类、壳聚糖类、透明质酸类等，由于单一成分合成的支架均有非常明显的缺点，因此，这类支架材料多以一种

壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶的制备及其在组织修复中的应用研究

壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶的制备及其在组织修复中的应用研究摘要：水凝胶作为一种重要的组织修复材料，在生物医药领域中具有广泛应用前景。本文旨在研究壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶的制备方法及其在组织修复中的应用。首先介绍了水凝胶的定义、分类和优势。其次，详细介绍了壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶的制备步骤，并分析了其物理化学性质。然后，讨论了壳聚糖修饰水凝胶在组织工程中的应用，包括药物传递系统、生物活性因子的控释以及细胞培养和组织重建。最后，展望了壳聚糖修饰水凝胶在组织修复中的未来发展方向。关键词：壳聚糖修饰、聚丙烯酸、水凝胶、组织修复、应用研究 1. 引言水凝胶是一种由水吸附性高分子聚合物结构而成的材料，其具有良好的生物相容性和可调控的物理化学性质。在组织工程和生物医学领域，水凝胶被广泛应用于组织修复、药物传递系统和细胞培养等方面。然而，传统的水凝胶在一些方面还存在着一些限制，如机械强度不高、药物控释能力差等。因此，对水凝胶的改性研究变得至关重要。 2. 水凝胶的制备方法目前，水凝胶的制备方法主要包括物理交联和化学交联两种方式。物理交联常见的方法有冷冻-融化法、溶胶-凝胶法和真空脱水-膜干法等。化学交联则是通过引入交联剂，如化学交联剂、光敏交联剂等，与水凝胶材料中的功能基团相互作用来实现。 3. 壳聚糖修饰聚丙烯酸水凝胶的制备方法

壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且可以提供细胞黏附、增殖和分化所需的生物信号。壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶具有良好的机械性能、生物相容性和药物控释能力。制备方法主要包括原位聚合法、共价结合法和物理吸附法。其中，共价结合法是最常用的方法，通过化学反应，将壳聚糖与聚丙烯酸进行交联，形成壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶。 4. 壳聚糖修饰水凝胶在组织修复中的应用 4.1 药物传递系统壳聚糖修饰水凝胶可以作为药物传递系统，通过调控水凝胶的物理化学性质和壳聚糖的生物降解性来控释药物。这种系统可以实现药物的缓释、靶向释放以及降低毒副作用的效果，为组织修复提供有效的药物治疗手段。 4.2 生物活性因子的控释壳聚糖修饰的水凝胶可以用来控释生物活性因子，如生长因子、细胞因子等。这些生物活性因子对细胞增殖、分化和组织重建具有重要作用。控释系统可以将生物活性因子保持在适宜的浓度范围内，提高组织修复效果。 4.3 细胞培养和组织重建壳聚糖修饰的聚丙烯酸水凝胶可以提供良好的细胞黏附、增殖和分化环境，促进细胞培养和组织重建。这种水凝胶材料可以提供支架结构，使细胞能够生长和分化，为组织工程提供有效的材料。 5. 壳聚糖修饰水凝胶的未来发展方向尽管壳聚糖修饰水凝胶已经在组织修复中取得了一定的研究进展，但还存在一些挑战和需求。未来的研究可以从以下几个方面展开：（1）进一步优化壳聚糖修饰水凝胶的制备方法，提高其力学性能和稳定性；（2）开发新的壳聚糖修饰水凝胶的应用领域，如神经修复和器官移植等；（3）研究壳聚糖修饰水凝胶与细胞、组织的相互作用机制，以提高组织修复效果。

3D打印技术构建支架修复软骨缺损的研究进展

3D打印技术构建支架修复软骨缺损的研究进展杨亚冬;张文元【摘要】3D打印技术是近年来兴起的一种数字化快速成型技术.本文就3D打印技术在软骨修复中研究较多的“生物打印墨水”、种子细胞的控制性打印以及牺牲层工艺打印技术等方面进行综述,总结其在软骨缺损治疗中的研究进展,并提出了当前该技术在研究和应用中遇到的问题及其发展趋势. 【期刊名称】《医学研究杂志》【年(卷),期】2016(045)005 【总页数】4页(P187-189,193) 【关键词】3D打印技术;软骨缺损;细胞控制性打印;牺牲层技术【作者】杨亚冬;张文元【作者单位】310013 杭州,浙江省医学科学院生物工程研究所;310013 杭州,浙江省医学科学院生物工程研究所【正文语种】中文【中图分类】R3 3D打印技术是近年来随着计算机辅助设计、数控技术、高分子材料学等多种学科交叉发展出现的一种数字化快速成型技术，其基本原理是“分层制造，逐层叠加” [1]。根据成型方式不同，3D打印技术可以分为以下几种：光固化成型技术，熔融挤出成型技术，选择性激光烧结，3D喷印技术等[2,3]。3D打印作为一种新兴制造技术，已经应用于多种领域，包括机械设备、生物医药、生活用品等，并且随着

该技术的不断成熟和完善，其应用领域会更加广泛。近年来3D打印技术在组织工程支架材料的制备中有了较多应用研究，并逐渐凸显出它的优势：通过该技术制备的支架材料具有与缺损组织相匹配的解剖外形，也具有满足细胞黏附、增殖的内部三维多孔结构，还可通过选择不同的打印材料使组织工程支架符合实际需要的机械强度[4～6]。本文就软骨修复中研究较多的3D打印“墨水”、复杂形状软骨组织的打印等方面进行综述，总结其在软骨缺损治疗中的研究进展。 3D生物打印的“生物墨水”必须具有合适的流变性和细胞相容性，配制时要考虑其黏滞性、密度、表面张力，且要求其在打印前及打印中保持液态，打印后立即凝固，使其固化，从而保证设计的支架结构能保持原状不至塌陷。而在软骨组织工程中不仅要具备以上条件，还要考虑其力学性能，故选用单一的材料几乎很难满足上述多种条件，研究人员将两种或两种以上的高分子材料混合来构建软骨组织的支架。这些高分子材料主要有两种类型：天然生物衍生材料，如藻酸盐凝胶、Ⅰ型胶原、壳聚糖、脱钙骨基质等；人工合成的生物高分子材料，如聚乳酸及共聚物、羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃等。下面就其中几种常用的材料及研究中常用的组合做一介绍。 1.海藻酸钠(sodium alginate，SA):是一种天然多糖，具有吸水，形成凝胶和成膜的特点。在水中能形成非常黏稠的均匀的溶液，在溶液中加入铝、钡、钙、铜、铁、铅、锌、镍等金属盐，就会生成不溶性的藻酸盐，使凝胶固化。利用这个特性就能实现其从3D打印时的液态到打印后成固态的转变。该凝胶具有良好的弹性和生物可降解性能，已有较多研究报道将其用于软骨修复，如Hong等[7]将聚乙二醇和海藻酸钠结合，形成的水凝胶韧性比天然的软骨还好，且具有高弹性，细胞在支架内能存活良好。提示该混合水凝胶在软骨组织修复中具有很大的应用前景。Markstedt等[8]将藻酸盐和纳米纤维素按比例混合形成“打印墨水”与软骨细胞

一种软骨修复用水凝胶的制备及其用于软骨损伤修复的研究

一种软骨修复用水凝胶的制备及其用于软骨损伤修复的研究 Soft cartilage repair hydrogels are prepared by introducing bioactive substances into a polymeric network, which provide an ideal environment for cartilage regeneration and promote the healing process of injured cartilage. The fabrication method involves the incorporation of biocompatible polymers with unique properties into a hydrogel matrix, allowing for customizable mechanical strength, porosity, and degradation rate. In addition, bioactive molecules such as growth factors or stem cells can be incorporated to enhance the regenerative properties of the hydrogel. 软骨修复用水凝胶是通过将生物活性物质引入聚合物网络中制备而成的，它为软骨再生提供了理想的环境，并促进受损软骨的愈合过程。制备方法涉及将具有独特性能的生物相容性聚合物与一种水凝胶基质结合，从而实现可定制的机械强度、多孔性和降解速率。还可以引入生长因子或干细胞等生物活性分子，以增强水凝胶的再生能力。

一种用于软骨缺损修复的可注射水凝胶及其制备方法

一种用于软骨缺损修复的可注射水凝胶及其制备方法本发明涉及一种用于软骨缺损修复的可注射水凝胶及其制备方法，具体地说，是一种可注射水凝胶，适用于软骨缺损修复，是由生物可降解材料、聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）复合材料及非离子型表面活性剂组成，制备方法简便，成本低廉，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物可吸收性。传统的软骨修复方法包括自体软骨组织移植、良性软骨瘤切除术、成骨细胞移植等，但这些方法存在操作复杂、移植物来源有限、术后感染、免疫排异等缺点，对患者身体也造成一定伤害。因此，研制一种新型的可注射水凝胶，适用于软骨缺损修复具有很大的应用前景和市场需求。本发明的可注射水凝胶，是由以下成分组成：生物可降解材料、聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）复合材料及非离子型表面活性剂。其中，生物可降解材料可以选用聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）等材料；聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）复合材料的组成比例可以根据需要进行调整，但通常为PLA与HA的比例为7:3；非离子型表面活性剂可以选用聚氧乙烯硬脂酸酯P80等。制备方法如下：首先，将生物可降解材料溶解于有机溶剂中，如氯仿、正丁醇等，制备得到生物可降解溶液。随后，将聚乳酸和羟基磷灰石混合，并通过机械压缩的方式，得到聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）复合材料。最后，将上述两种溶液混合并加入适量的非离子型表面活性剂，通过超声波辅助混合，制备得到可注射水凝胶。本发明的可注射水凝胶具有以下的特点和优点：①制备工艺简便，制备成本低廉；② 具有良好的生物相容性，生物降解性和生物可吸收性；③具有一定的机械强度和稳定性； ④通过改变生物可降解材料的种类和比例等，可调节凝胶的黏度和注射性能；⑤可注射性能优良，可以直接注射到软骨缺损部位，适用于各种大小、形状不同的软骨缺损；⑥聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）复合材料具有促进软骨细胞增殖和分化的作用，对软骨组织修复有一定的促进作用；⑦非离子型表面活性剂可以起到增加凝胶黏度、稳定性和延长凝胶生物降解时间等作用。因此，本发明的可注射水凝胶具有广泛的应用前景和市场需求，可用于软骨缺损修复方面。

复琼脂PAAc-PAAm-Fe3+双网络水凝胶的制备及其性能研究

复琼脂PAAc-PAAm-Fe3+双网络水凝胶的制备及其性能研究天然关节软骨基本没有自修复的能力，受到损伤后，便需要依靠外科手术等手段对其进行修复。受天然关节软骨多孔含水结构的启发，采用琼脂水凝胶为物理交联网络，聚丙烯酸-聚丙烯酰胺水凝胶为化学交联网络，构成双层网络结构，并引入铁离子与聚丙烯酸形成配位作用，制备出具有多孔含水结构的水凝胶。利用网络间动态可逆的非共价键（离子配位键和氢键）使之具有较高自修复能力和力学性能。实验结果表明：紫外光辐照能有效地构建琼脂/PAAc-PAAm-Fe3+双网络结构；双网络水凝胶的力学性能与自修复性能对比纯琼脂水凝胶得到了明显的提高。关键词：双网络水凝胶；自修复性能；力学性能；关节软骨毕业设计说明书外文摘要 Title Preparation and Properties of Self-healing Agar/PAAc-PAAm-Fe3+ Double Network Hydrogel Abstract Natural articular cartilage normally has no self-healing ability and?after being damaged, it needs to be repaired by means of surgery or the like. Inspired by the porous and aqueous structure of natural articular cartilage, this ex-periment uses agar hydrogel as the physical cross-linking network, and uses poly-acrylic acid - polyacrylamide hydrogel as the chemical cross-linking ne-twork. By this ,it can form a double network structure. Then we introduce iron ions and poly-acrylic acid forms a coordination function to prepare the hydrogel having a porous and aqueous structure. The use of dynamically and reversible non-covalent bonds (ion coordination bonds and hydrogen bonds) between networks makes them highly self-healing and having good mechanical properties. The experimental results show that the UV/irradiation can effectively construct the agar/PAAc-PAAm-

硫酸庆大霉素脂质体复合多孔β-TCP支架的制备及其体外抗生物膜活性的实验研究

硫酸庆大霉素脂质体复合多孔β-TCP支架的制备及其体外抗生物膜活性的实验研究骨髓炎是骨关节外科手术后的一种常见的感染性并发症,严重的可能导致截肢甚至患者死亡。骨髓炎由于涉及到持续性的细菌感染,因此治疗极为困难,往往需要经过多次外科手术,并联合局部或全身的抗生素治疗。骨髓炎的常见致病菌为金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌。由于骨骼存在特殊的内部环境,抗生素很难在其内部达到有效的抑菌浓度,而且在特定的情况下,细菌可以形成这对细菌具有很强的保护作用的生物膜,且耐药信息可以轻易地传递并在细菌之间交换。其结果是,骨髓炎中的细菌与浮游细菌相比较总是具有很强的耐药性。因此,寻求有效的治疗骨髓炎的新型给药系统亟待解决。 β-磷酸三钙(β-TCP)作为一种骨替代材料,具有良好的生物相容性,目前被作为可降解支架材料广泛使用。此外,β-TCP还具有诱导骨形成的能力。由于具有生物可降解性,并含有多孔,聚磷酸钙支架可以作为抗生素载体用于治疗细菌相关的骨髓炎。它们可能会使抗菌药物在局部高效释放,并避免被清除。此外,在它生物降解的同时引起的抗生素二次释放,使它负载的抗生素与不可生物降解的载体相比,可能会会更加有效。脂质体是一种具有生物相容性和生物可降解两种特性的药物载体,可以持续而有针对性的递送包括抗生素等各种药物。它可以修饰药物的生物药理特性,如改变药物的吸收及分布。脂质体已被证明是对提高抗生素的功效并降低其不良反应的有效途径。

此外,已有研究表明脂质体在治疗细菌生物膜相关性感染具有一定优势。目前脂质体在针对应用抗生素治疗细菌生物膜相关感染中被广泛研究和应用。硫酸庆大霉素(GS)是一种氨基糖苷类抗生素,并且是一种治疗由革兰氏阳性菌引起的骨髓炎的有效药物。氨基糖苷类抗生素的疗效取决于它们是否在治疗部位达到其有效的抑菌浓度,而高剂量的氨基糖苷类药物又会带来药物毒性反应的风险。因此,采用脂质体包被GS是一个有希望的抗菌策略,可由此在感染部位增加抗生素的浓度、延长药物释放时间,并且可以有效地降低药物的毒性反应。基于以上分析,本研究拟制备负载GS的脂质体,将其与β-TCP支架(LCS)复合,研究其在体外的释药特性,并对其在体外的抑制生物膜活性进行研究,以期为临床治疗顽固性骨髓炎提供实验基础。研究分为三个部分进行：(1)硫酸庆大霉素脂质体的制备及其质量评价。 (2)GS脂质体复合多孔β-TCP支架(LCS)的制备及体外释药研究。 (3)GS脂质体复合多孔β-TCP支架体外评估抗生物膜活性。主要研究方法：1.GS脂质体的制备及包封率测定；将DPPC和胆固醇以3：1的摩尔比混合后溶解在甲醇和氯仿(体积比1：4)组成的混合溶剂。将脂溶液置于圆底烧瓶中,旋转蒸发器在40℃、减压条件下干燥以形成干燥的脂质膜；脂膜在真空中进行12小时干燥；此后,脂质膜与2%(重量/积)的GS 溶液在55℃下磁力搅拌形成均匀的悬浮液。将悬浮液用探针型超声波仪,在不同的超声处理功率和时间下均化和减小粒径；然后在60000g,4℃下进行离心2h,分离未包封的GS；将沉淀物重新悬浮在适量去离子水；脂质体的包封率(EE)的计算通过使用AXSYM系统测定在超速离心后的上清液中的未包封GS浓度,并与添

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展作者：刘剑伟蒋卫平来源：《中国医学创新》2020年第17期【摘要】关节软骨缺损的再生修复是现代骨科临床面临的巨大挑战之一。由于软骨组织的无血管性质，其再生或修复能力有限，因此需要适当的材料系统，在物理、机械、组织学和生物学方面重新调整天然软骨组织的功能，促进软骨再生。目前包括基因治疗在内的组织工程技术正在成为软骨治疗的关键方法之一，并且为许多软骨创伤和疾病的治疗带来了新的曙光和更好的结果。本文综述和总结了组织工程技术在治疗关节软骨缺损方面的研究进展。【关键词】组织工程修复关节软骨缺损 [Abstract] The regeneration and repair of articular cartilage defects is one of the great challenges faced by clinicians. Due to the vaseless nature of cartilage tissue， its ability to regenerate or repair is limited， and appropriate material systems are needed to facilitate cartilage regeneration by physically， mechanically， histologically， and biologically readjusting the function of natural cartilage tissue. At present， tissue engineering techniques including gene therapy are becoming one of the key methods of cartilage therapy and bringing new light and better results to the treatment of many cartilage injuries and diseases. This paper reviews the progress of tissue engineering in the treatment of articular cartilage defects. [Key words] Tissue engineering Repair Articular cartilage defect First-author’s address：Nanning Second People’s Hospital， Nanning 530031， China doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.17.041 關节炎及外伤所致的软骨缺损常常导致关节疼痛，由于软骨组织本身的无血管特性，软骨缺损后常常难以自身修复，因此软骨缺损目前已成为临床治疗的难题之一[1]。既往研究发现虽然软骨移植术能促进关节软骨修复但是仍然面临许多需要解决的问题。例如：自体软骨移植术后创面再生修复的软骨组织生物力学强度较低并且易于发生退变[2]，而同种异体软骨移植则面临着异体软骨组织的强烈免疫源性排斥以及移植物易于吸收、塌陷[3]。因此至今难以找到一种完美的生物组织材料能达到天然软骨水平。随着组织工程、生物材料技术日新月异的进步发展，为临床治疗软骨缺损相关疾病指明了新方向。在这篇综述中，笔者概述了组织工程技术在骨软骨再生治疗过程中的背景和意义及其面临的挑战。 1 软骨疾病及治疗

水凝胶在药剂学中应用研究

水凝胶在药剂学中应用研究随着生物技术的发展，蛋白多肽类药物不断被开发上市，广泛应用于癌症、遗传性疾病等重大疾病的治疗。生物技术药物相比于普通的化学类药物具有靶向性更强、毒副作用小等诸多优势。但蛋白多肽类药物常规给药时在体内易被生物酶代谢或凝集变性，半衰期短，需频繁地注射给药，给患者造成诸多不便。纳米水凝胶可以有效地防止蛋白凝集失活，提高药物的体内稳定性，近年来已成为蛋白多肽类药物载体的研究热点。纳米水凝胶是一种通过共价键、氢键或范德华力等相互作用交联构成的，在水中溶胀而又不溶解，具有三维网状结构和粒径在纳米范围内的聚合物粒子，作为药物载体具有诸多优势:①有效防止蛋白药物的凝集变性。②显着提高药物疗效，减少毒副反应。 ③使用方便，一般给药途径是注射给药或口服给药。智能纳米水凝胶是一类能够响应环境

变化并发生相变的纳米凝胶，通过响应温度、pH、葡萄糖等微小变化，而产生自身可逆性体积变化或溶胶-凝胶变化，最终实现药物定点、定时、定量释放。目前这种具有巨大应用潜力的药物载体的研究尚处于起步阶段，本文将从智能纳米水凝胶的种类、制备方法及其在给药系统的应用等方面对“智能纳米水凝胶”在药剂学领域的最新研究进展进行综述。 1分类按照对环境的响应性，智能纳米水凝胶可分为温度敏感型、pH敏感型、温度-pH感型、葡萄糖敏感型以及离子强度敏感型等。 1．1温度敏感型温度敏感型纳米水凝胶是一类体积随着温度变化而溶胀或收缩的高分子凝胶，一般含有一定比例的亲水基团和甲基、乙基、丙基类的疏水基团，温度变化可影响这些疏水基团的相互作用及氢键作用，导致凝胶发生体积可逆性相变，从而可实现对药物进行智能控制释放。温敏纳米凝胶按照制备材料通常包括

脱细胞基质在软骨及骨组织工程中的应用研究进展

脱细胞基质在软骨及骨组织工程中的应用研究进展作者：田臻林科夫黄奇高峰万莎李浪来源：《青岛大学学报（医学版）》2022年第03期 [摘要] 脱细胞基质（AM）是一种利用物理或化学手段去除组织中细胞并保留相关结构及功能性基质蛋白，以用于组织再生修复的生物材料。AM在软骨及骨组织工程领域有着广泛的应用前景。本文就AM的制作工艺、支架力学性能以及在软骨与骨组织工程中的应用进行综述。 [关键词]细胞外基质;引导组织再生术;软骨;骨和骨组织;组织工程;综述 [中图分类号]R329.24;R329-33 [文献标志码]A [文章编号]2096-5532（2022）03-0462-04 doi：10.11712/jms.2096-5532.2022.58.084 RESEARCH PROGRESS IN APPLICATION OF ACELLULAR MATRIX IN CARTILAGE AND BONE TISSUE ENGINEERING TIAN Zhen， LIN Kefu， HUANG Qi， GAO Feng， WAN Sha， LI Lang （Hospital of Chengdu Office of People’s Government of Tibetan Autonomous Region，Chengdu 610041， China） [ABSTRACT] Acellular matrix （AM） is a biological material used for tissue regeneration and repair that is generated by using physical or chemical means to remove cells from tissues and retain original structure and functional matrix proteins. AM shows broad prospects of application in the field of cartilage and bone tissue engineering. This article reviews the fabrication process， mechanical properties of the scaffold， and application of AM in cartilage and bone tissue engineering. [KEY WORDS] extracellular matrix; guided tissue regeneration; cartilage; bone and bones; tissue engineering; review 组织工程技术能够通过再生修复重建受损组织的结构和功能，因此得到广泛关注与研究。而通过组织工程技术实现此过程的前提是适合的支架材料。脱细胞基质（AM）是指经特殊处理以除去组织中细胞成分，制备成无活体细胞存在的细胞外基质（ECM）成分和结构的生物支架。此支架具有优良的生物相容性，保留了生物活性且无免疫排斥反应，被越来越多地应用到组织工程中[1]。至今AM已被应用于多种组织和器官的临床重建，如软骨、膀胱[2]和心脏