壳聚糖生物医用材料的研究进展
211275368_基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展
第２２卷第３期２０２３年５月杭州师范大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．３Ｍａｙ２０２３收稿日期：２０２２ ０７ １５ 修回日期：２０２２ １０ ２６基金项目：杭州高层次留学回国人员（团队）在杭创业创新项目（２０２０１１１０８）；杭州师范大学“本科生创新能力提升工程”项目（ｃｘ２０２２１０５８）；杭州师范大学“星光计划”学生创新创业项目（２０２２０２６）．通信作者：梁媛媛（１９８０—），女，副教授，博士，主要从事功能高分子材料研究．Ｅ ｍａｉｌ：ｌｉａｎｇｙｙ＠ｈｚｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ犱狅犻：１０．１９９２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１６７４ ２３２Ｘ．２０２３．０３．００２基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展黄雨欣，王 伟，杨 涛，孙 俊，吴彦彤，梁媛媛（杭州师范大学材料与化学化工学院，浙江杭州３１１１２１）摘 要：伤口敷料具有促进创面愈合和保护创面不受感染的特点，广泛应用于临床治疗．以天然多糖壳聚糖为原料构筑的水凝胶材料具有独特的三维网络结构和促进伤口愈合能力，在伤口敷料的应用方面受到关注．文章从水凝胶伤口敷料的性能要求如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发，对近年来基于壳聚糖的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行了总结与概括，并对该类水凝胶伤口敷料的未来发展和应用前景进行了展望．关键词：壳聚糖；水凝胶；伤口敷料中图分类号：Ｒ３１８．０８ 文献标志码：Ａ文章编号：１６７４ ２３２Ｘ（２０２３）０３ ０２３３ ０７伤口敷料是一类用于创伤、烧伤、溃疡等伤口覆盖的医用材料，其主要作用是吸收渗出液防止渗液感染．常见的传统敷料如医用脱脂棉、无菌纱布等，只能起到简单的物理屏蔽作用，容易与伤口黏合而在换药时造成二次伤害，且其透气性不佳，易引发细菌滋生及伤口感染［１］．目前临床上创口不及时处理带来的后果主要有３类［２］，即外伤细菌炎症、血液循环障碍、免疫攻击组织损坏．外伤细菌炎症一般是指外伤后的伤口发炎，往往因异物或其他因素导致的局部细菌感染而引起．血液循环障碍是指外伤后创口局部组织血管内血液含量增多，发生水肿、充血、出血，以及血栓形成、栓塞、梗死．而当细菌或病原体进入人体后，诱发机体产生免疫应答，在杀伤、清除病原体的同时损害宿主的组织细胞，称为免疫攻击组织损坏．壳聚糖（ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＳ）是天然存在的唯一碱性多糖，具有生物相容性良好、价格低廉易得等优势．有研究表明，ＣＳ具有促进组织再生的能力，在伤口愈合过程中可降低炎症反应，促进新生血管形成，减少瘢痕产生，遏制血液循环［３］．以ＣＳ为原料构筑的水凝胶材料可以为伤口愈合过程提供相对湿润的环境，避免二次感染，有效降低免疫系统对本体的伤害，并能有效吸收渗出的组织液，使得伤口快速愈合；同时ＣＳ水凝胶可以作为载体实现生物活性物质（如药物、抗原、抗体、生长因子、干细胞等）的控制释放．因此，ＣＳ基伤口敷料有着良好的应用前景．本文将从ＣＳ基水凝胶敷料的性能如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发，对近年基于ＣＳ的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行概括与总结．Copyright ©博看网. All Rights Reserved.１ 壳聚糖基水凝胶的制备图１ 甲壳素和壳聚糖的分子结构式犉犻犵．１ 犛狋狉狌犮狋狌狉犪犾犳狅狉犿狌犾犪狊狅犳犮犺犻狋犻狀犪狀犱犮犺犻狋狅狊犪狀 ＣＳ是甲壳素的脱乙酰化产物，而甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳及菌类、藻类植物的细胞壁中提取出的天然高分子．一般将脱乙酰度为５５％的甲壳素称为ＣＳ，其结构式如图１所示．由于ＣＳ上有丰富的基团，如氨基、羟基等，通常可使用物理交联、化学交联和酶交联等方法来制备水凝胶．１．１ 物理交联物理交联主要通过非化学作用（即非共价键作用，包括氢键作用、静电作用、配位作用等）交联形成网络结构．由于非共价作用较弱，故物理交联状态下的水凝胶一般不稳定，力学性能较差，可通过构建多重物理交联网络改善其力学性能．且物理交联能大大减少有毒化学交联剂的使用，符合绿色化学的理念，形成的水凝胶往往具有一定的自修复能力，拥有较宽的使用范围．ＣＳ分子链中含有羟基、氨基，可与其他聚合物通过氢键作用形成水凝胶网络，如通过循环冻融法制备聚乙烯醇（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）／ＣＳ共混水凝胶（ＰＶＡ／ＣＳ）［４］．该工作利用冷冻过程中水的结冰排出作用，使ＰＶＡ分子链发生富集而形成晶区结构，通过多次循环冻融，ＰＶＡ晶区的结晶度不断提高，从而形成以晶区为物理交联点的ＰＶＡ网络，而ＰＶＡ又可与ＣＳ分子链段通过氢键作用形成ＰＶＡ ＣＳ物理交联网络，因此获得的ＰＶＡ／ＣＳ水凝胶具有双层网络结构，有良好的抗溶胀性能和力学性能．此外，ＣＳ作为天然碱性多糖，可以通过其质子化氨基与阴离子聚电解质之间的强静电作用构筑聚电解质复合水凝胶．鲁程程等［５］通过两步法制备出完全物理交联的ＣＳ Ａｌ３＋／聚丙烯酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ），ＰＡＡ）双网络凝胶，其中ＰＡＡ与ＣＳ通过静电作用形成第一交联网络，ＰＡＡ与Ａｌ３＋通过配位作用形成第二交联网络．为进一步提高凝胶的机械性能，采用饱和ＮａＣｌ溶液诱导ＣＳ分子链发生亲水—疏水转变，通过形成ＣＳ链缠结微区来提高凝胶的交联密度，再加上物理交联网络具有重新缔合和自恢复能力，该复合水凝胶具有良好的机械稳定性．１．２ 化学交联ＣＳ分子链段中含有—ＯＨ和—ＮＨ２，通常采用甲醛、戊二醛、京尼平、甘油醛等为交联剂构筑凝胶网络（图２），如利用醛类交联剂上的醛基与ＣＳ链上的氨基发生席夫碱反应获得三维水凝胶，这类化学交联过程不可逆，形成的水凝胶性质稳定．动态交联的水凝胶是通过动态共价键或非共价键交联形成的，在剪切力的作用下可屈服流动，外力撤销后，又能自修复损伤结构，故可用于注射型凝胶伤口敷料的构筑．常见的动态交联相互作用包括席夫碱键［６］、酰腙键［７］、可逆氢键［８］、硼酸酯键［９］、金属配位［１０］、主体 客体［１１］、阴阳离子［１２］和疏水相互作用［１３］等．Ｘｕ等［１４］采用Ｎ 羧乙基壳聚糖（Ｎ ｃａｒｂｏｘｙｅｔｈｙｌｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＥＣ）、双键壳聚糖改性聚吡咯（ｃｈｉｔｏｓａｎ ｍｏｄｉｆｉｅｄｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ，ＤＣＰ）和双醛端基聚氨酯（ａｌｄｅｈｙｄｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｄｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＤＦＰＵ）制备了ＣＥＣ／ＤＣＰ／ＤＦＰＵ（ＣＤＤ）水凝胶，该水凝胶分子结构中除了存在席夫碱键，还存在离子和氢键相互作用，其中离子相互作用在交联和自愈过程中发挥着重要作用，增强了凝胶自愈性和可注射性．研究表明，ＣＤＤ水凝胶表现出优异的剪切稀释行为，在高剪切作用下可发生凝胶—溶胶的转变，所以能够通过内径８０μｍ的针头实现皮下注射，是细胞和药物微创递送的合适载体．４３２杭州师范大学学报（自然科学版）２０２３年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图２ 壳聚糖常见化学交联反应犉犻犵．２ 犆狅犿犿狅狀犮犺犲犿犻犮犪犾犮狉狅狊狊 犾犻狀犽犻狀犵狉犲犪犮狋犻狅狀狊狅犳犮犺犻狋狅狊犪狀光诱导的化学交联反应具有操作简单、反应速率快的优点，且光具有非侵入性，副产物有限，交联反应程度在二维和三维空间中均可控．ＣＳ分子本身不具光敏性，将光敏性基团接枝于ＣＳ分子中，可以赋予ＣＳ光敏特性，还可破坏ＣＳ自身分子间的氢键作用，改善其水溶性［１５］．如丁海昌［１６］在壳聚糖Ｃ６羟基引入烯丙基，光引发剂经过ＵＶ辐照后产生自由基，自由基进攻ＣＳ链上的烯丙基双键产生卡宾（ｃａｒｂｅｎｅｓ）结构，卡宾相互碰撞后发生偶联，自由基进行转移后继续进攻双键，如此循环往复形成具有交联结构的水凝胶．１．３ 酶交联反应酶通常可以有效地催化生化反应，酶法催化交联采用生物相容性优异的酶催化交联，因此得到的水凝胶材料也具有优异的生物相容性．辣根过氧化物酶（ｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＨＲＰ）在Ｈ２Ｏ２存在下，可催化羟基酚，产生苯氧自由基，这些自由基通过氧化自偶联作用促进酚类化合物的聚合．利用该反应，Ｈａ等［１７］使用ＨＲＰ催化羟苯基丙酸修饰的ＣＳ与４ 羟基苯乙胺修饰的聚乙二醇之间的交联聚合反应，获得了具有良好生物相容性的ＣＳ基水凝胶．微生物谷氨酰胺转氨酶（ｍｉｃｒｏｂｉａｌｔｒａｎｓｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ，ＭＴＧ）能催化蛋白质分子内或蛋白质分子间的交联，Ｈｕ等［１８］在羧甲基壳聚糖分子链中通过化学接枝反应引入胶原蛋白多肽（ｃｏｌｌａｇｅｎｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ，ＣＰ），通过ＭＴＧ催化ＣＰ支链发生交联反应，实现了羧甲基壳聚糖分子的交联．Ｃｈｅｎ等［１９］利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化反应，制备了一种超分子级联反应器用于糖尿病性慢性伤口的治疗．该反应器由ＣＳ、磺基丁基 β 环糊精（ＳＢＥ β ＣＤ）、铁离子（Ｆｅ２＋）和葡萄糖氧化酶（ｇｌｕｃｏｓｅｏｘｉｄａｓｅ，ＧＯＸ）通过离子作用和配位作用获得．ＧＯＸ催化糖尿病人伤口处的葡萄糖产生Ｆｅ２＋介导Ｆｅｎｔｏｎ反应所需的Ｈ２Ｏ２，最终产生羟基自由基（·ＯＨ）．而·ＯＨ对体外耐药细菌具有较高抑制作用，并能引发聚乙二醇二丙烯酸酯的自由基聚合反应，在伤口表面原位形成交联的水凝胶网络结构，水凝胶的形成和·ＯＨ的抗菌作用可协同促进糖尿病患者慢性伤口愈合．２ 壳聚糖水凝胶伤口敷料的性能要求２．１ 生物相容性由于水凝胶敷料直接与组织和细胞相互接触以促进伤口愈合，其生物相容性是首要因素，因此其制备原料不应引起机体的不良免疫或异物反应等．ＣＳ作为天然来源的多糖，虽然自身具有良好的生物相容性，但其分子内的氢键作用力较强，导致ＣＳ不溶于水、醇等许多典型的溶剂，只有在偏酸性的条件下溶解性较好［２０］，故而在构筑凝胶过程中常使用有机溶剂，这对凝胶敷料的生物相容性造成负面影响．另外，ＣＳ分５３２ 第３期黄雨欣，等：基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.子结构中含有丰富的氨基基团，可以与醛类物质生成席夫碱而形成三维网状结构，在化学交联中常常使用小分子二醛作交联剂，而凝胶中小分子醛类交联剂残余往往会引起严重的炎症反应．因此，需采用长时间透析等方式彻底去除有机溶剂及未反应的交联剂等，但长时间的透析不仅耗时，还会导致凝胶网络过度溶胀，凝胶敷料的内部结构被破坏．为克服上述问题，目前主要采用以下２种策略来实现水凝胶生物相容性的改善：一是选择低毒的天然来源的交联剂，如京尼平是植物杜仲中提取的栀子苷经过β葡萄糖苷酶水解的产物，但使用京尼平交联的ＣＳ凝胶呈蓝色，凝胶的透明度会受到一定程度的影响［２１］．二是对ＣＳ进行化学改性，改善其水溶性的同时引入其他官能团实现壳聚糖的交联，从而避免醛类小分子交联剂的使用．如陈凯等［２２］采用水溶性良好的羧甲基化壳聚糖与ＰＶＡ、海藻酸钠复合，通过组分间的氢键、席夫碱相互作用而获得的复合水凝胶对细胞生长无副作用，有良好的生物相容性；童泽鑫等［２３］利用羧丁酰壳聚糖接枝小分子胶原蛋白肽，以氧化普鲁兰多糖为交联剂，通过席夫碱反应制备得到羧丁酰壳聚糖／氧化普鲁兰复合水凝胶，体外细胞实验结果表明该水凝胶具有良好的生物相容性．２．２ 抗菌性伤口愈合过程中的主要障碍是细菌感染，受损的组织失去屏障的保护后极易受到金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的侵袭．因此，水凝胶中往往会加入抗生素等抗菌性物质，但抗生素容易使细菌产生耐药性．以ＣＳ为原料构筑的水凝胶具有良好的抗菌性，依据相互作用理论模型，ＣＳ分子中含有游离的氨基，易被Ｈ＋质子化，质子化的氨基带有正电荷，会与菌体细胞壁表面带负电荷的蛋白质、磷脂等产生静电吸引，继而破坏细菌的细胞膜导致细胞内成分泄漏，或者通过改变细菌外膜的渗透性，阻碍细菌对营养物质的吸收，使细菌缺乏营养而死亡［２４］．但也有研究者提出了不同的观点，认为ＣＳ中自由氨基（非质子化氨基）含量越高，抑菌能力越强．如Ｌｕ等［２５］将ＣＳ溶解于ＬｉＯＨ／ＫＯＨ／尿素碱性溶液中，以含有醛基端基的四臂聚乙二醇为交联剂，通过席夫碱反应制备ＣＳ水凝胶，同时加入含有端氨基的四臂聚乙二醇，对交联网络结构进行调节．抑菌实验结果表明，相比用酸溶解，采用ＬｉＯＨ／ＫＯＨ／尿素碱性溶液溶解的ＣＳ，由于溶解主要通过破坏ＣＳ分子间的氢键作用实现，而非因酸性下的氨基质子化实现，因此ＣＳ结构中自由氨基得以保留，在含端氨基的四臂聚乙二醇的协同作用下，该凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率接近１００％．李明等［２６］以羧甲基壳聚糖、氧化淀粉和单宁酸为原料，利用席夫碱反应制备羧甲基壳聚糖复合水凝胶，证明羧甲基壳聚糖上的自由氨基可以与细菌结合，破坏细菌细胞壁的完整性，抑菌活性高．此外，Ｘｕｅ等［２７］将ＣＳ分子改性成为壳聚糖季铵盐，同时提高了ＣＳ的水溶性和抗菌能力．一般认为，壳聚糖季铵盐中季铵阳离子可与细菌细胞壁表面的酸性高分子相互作用，进一步改变细胞膜通透性，从而阻止营养物质透过细胞壁，使细菌不能进行新陈代谢，达到抗菌的目的［２８］．２．３ 黏合性和强度水凝胶作为伤口敷料需要与伤口组织直接接触，其黏合性是评价水凝胶伤口敷料性能的标准之一．水凝胶良好的黏合性不仅可以减少传统敷料缠绕四肢给患者带来的束缚感，还可以促进凝胶内部负载的活性物质如生长因子等与伤口之间的相互作用．Ｙａｎｇ等［２９］发现黏合缝合拓扑可进一步加强水凝胶与皮肤之间的黏合强度．他们在丙烯酸弹性体（ＶＨＢ）表面加入ＣＳ酸性溶液，ＣＳ与ＶＨＢ表面可形成亚胺键和离子键，随后利用ＮＨ２与ＯＨ官能之间的氢键作用，ＣＳ链段可进入水凝胶内部与聚丙烯酰胺原位形成网络拓扑结构，由于这种拓扑结构强度与皮肤强度相当，该水凝胶对皮肤表现出较高的黏合强度．此外，在水凝胶的黏合性设计上也需考虑不同的使用场景，如对大量出血或者存在大量体液的伤口，需考虑水凝胶在湿态下的黏合强度．Ｄｕ等［３０］将疏水改性壳聚糖乳酸酯与咖啡酸改性的壳聚糖整合，制备了组织黏合性水凝胶．疏水改性可以排除血液和体液对黏结的干扰，促进咖啡酸修饰的壳聚糖中邻醌基团与组织表面胺或硫醇基团生成共价键，实现对湿性伤口的黏合．对于脚踝、膝盖、腕部等关节部位的伤口敷料，还需要考虑关节频繁运动和弯曲对凝胶强度的要求，一般可以通过调整交联密度或交联方式来控制水凝胶的机械性能．而双网络结构（ｄｏｕｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）由于具有双层交联的网络结构，可以有效改善凝胶的强度和韧性，常用于凝胶敷料的构筑．如Ｗａｎｇ等［３１］在儿茶酚改性的甲基丙烯酰壳聚糖和甲基丙烯酰壳聚糖形成的共价６３２杭州师范大学学报（自然科学版）２０２３年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.交联网络基础上，利用儿茶酚基团与Ｆｅ３＋之间的鳌合作用，构筑了双网络结构，提高了水凝胶的机械强度，并且由于儿茶酚基团与组织表面基团（氨基、巯基和咪唑基团等）存在共价相互作用，水凝胶对组织有较好的黏合能力，其搭接剪切强度可达到１８ｋＰａ，为商品化的胶原蛋白胶的６倍．２．４ 止血性能ＣＳ与血液接触时，ＣＳ上的游离氨基可以和血浆蛋白或血细胞上的酸性基团相互作用引起血栓，该过程通常被理解为血浆蛋白在ＣＳ上吸附，促进了血小板的黏附和激活，导致血栓形成从而达到凝血效果［３２］．在实际应用中凝胶敷料要达到止血效果，需要与创口表面紧密黏附．从分子结构上看，ＣＳ是甲壳素Ｎ 脱乙酰基的产物，与组织间的静电作用较弱，因此依赖氨基阳离子实现组织黏附的ＣＳ水凝胶止血能力有限，研究者们主要通过在凝胶中引入可与组织发生共价作用的基团或电荷来改善其止血效果．Ｓｕｎｄａｒａｍ等［３３］将纳米生物玻璃（ｎａｎｏ ｂｉｏｇｌａｓｓ，ｎＢＧ）和ＣＳ溶液混合，通过溶胶 凝胶法制备了ＣＳ／ｎＢＧ复合水凝胶．该水凝胶具有优秀的止血性能，这源于ＣＳ的质子化氨基基团与ｎＢＧ释放的Ｓｉ、Ｃａ、Ｐ等元素成分（以离子或离子基团形式）发生协同作用，激活了不同类型的凝血因子从而达到快速止血的效果．张冬英［３４］制备的儿茶酚功能化壳聚糖／牡蛎肽温敏水凝胶能够明显缩短体外凝血时间达到高效止血作用，其中儿茶酚功能化壳聚糖组分可以提高组织中蛋白质的合成效率，促进血管、肉芽组织生成，为创伤愈合提供合适环境．２．５ 抗氧化性长时间的炎症反应会使机体产生大量的活性氧（ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ），当细胞无法抵抗高浓度的ＲＯＳ时就会出现阻碍伤口愈合的情况，所以伤口修复时还需注意伤口微环境中的ＲＯＳ浓度．因此功能性伤口敷料需要具有一定的抗氧化性及降低炎症作用的效果．李航婷等［３５］以鳗鱼鱼鳔胶原蛋白、ＣＳ和海藻酸钠为原料与Ｃａ２＋交联制得水凝胶．该水凝胶材料含有鳗鱼鱼鳔胶原蛋白，具有较好的抗氧化活性，与对照组相比，实验小鼠血清内的炎症因子（白介素 ６、白介素 １β、肿瘤坏死因子）含量均减少，表明该ＣＳ基水凝胶可以抑制炎症反应的发生，有效促进伤口的愈合．Ｂｅｒｇｏｎｚｉ等［３６］将α 生育酚（维生素Ｅ，ＶｉｔＥ）与ＣＳ溶液反应制得含有ＶｉｔＥ的ＣＳ基油墨，通过３Ｄ打印获得具有抗氧化活性的支架，以帮助慢性伤口愈合．该支架在具有优良机械特性的同时，能缓慢释放ＶｉｔＥ，从而具有优良的自由基清除能力，为组织的再生创造了良好的环境．Ｈａｏ等［３７］以硼酸盐保护的二氮二醇酯修饰的壳聚糖（ｃｈｉｔｏｓａｎｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｂｏｒｏｎａｔｅ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄｄｉａｚｅｎｉｕｍｄｉｏｌａｔ，ＣＳ Ｂ ＮＯ）为原料制备了一种可注射的水凝胶，ＣＳ Ｂ ＮＯ可以响应ＲＯＳ刺激而释放ＮＯ，从而调节缺血／再灌注（ｉｓｃｈｅｍｉａ／ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎｉｎｊｕｒｙ，Ｉ／Ｒ）损伤后的ＲＯＳ／ＮＯ失衡．结果表明，在小鼠心肌Ｉ／Ｒ损伤模型中，ＣＳ Ｂ ＮＯ与传统释放ＮＯ的水凝胶相比，能更有效地减轻心脏损伤，促进心脏修复并改善心脏功能．调节ＲＯＳ／ＮＯ可激活抗氧化防御系统，从而调节Ｎｒｆ２ Ｋｅａｐ１通路来防止Ｉ／Ｒ损伤诱导的氧化应激，抑制ＮＦ κＢ信号转导通路的过度激活来减少炎症．２．６ 活性物质负载在临床中，药物缓释系统是一类用于人体内部的可以定点、定向控制药物释放的技术．利用水凝胶通过物理包埋固定化技术携带药物后，可以在特定的时间和环境下，使药物在体内通过扩散缓慢释放，同时水凝胶的降解也会进一步释放药物，使药物利用率和功效大大提高．ＣＳ在生物组织工程中对细胞的生长和增殖具有良好的效果，将生长因子、抗生素、疫苗等包埋在ＣＳ水凝胶中，不仅可以实现负载药物释放和输送，还可以发挥ＣＳ本身的优良作用．韩佳岐等［３８］制备了一种邻苯二酚改性的壳聚糖水凝胶用于血管内皮生长因子的负载，具有良好的药物释放能力和抗菌性．Ｔａｎ等［３９］将ＣＳ与羧甲基化西米纸浆（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌｓａｇｏｐｕｌｐ，ＣＭＳＰ）通过电子束辐交联获得水凝胶，该水凝胶具有ｐＨ敏感性：在酸性介质中，ＣＭＳＰ中的羧酸基团和ＣＳ中的氨基基团被质子化，水凝胶不发生溶胀，可限制负载药物的释放；当ｐＨ为６．８时，ＣＭＳＰ的羧基基团和ＣＳ的氨基去质子化，凝胶发生溶胀，药物开始释放且缓释时间可达３２ｈ．３ 结论与展望综上所述，水凝胶伤口敷料在应用中不仅需要满足止血、抗菌等基础性能要求，还需要满足促进皮肤再７３２ 第３期黄雨欣，等：基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright ©博看网. All Rights Reserved.生、防止产生瘢痕等更加复杂的应用要求，如根据伤口愈合不同阶段（炎症、增生、成熟）的特点，有效结合伤口微环境变化，发展具有皮肤生理结构和生理微环境的ＣＳ基敷料．这对水凝胶敷料的生物相容性、机械强度、湿性环境的黏合性能等提出了更高的要求．目前，基于ＣＳ的伤口敷料研究大多停留在实验室阶段，鲜有研究涉及ＣＳ衍生物或ＣＳ基凝胶与伤口接触后的代谢物对伤口愈合过程的影响及潜在风险．探索绿色环保、安全性高、成本低廉、适应人体多种需求的ＣＳ基水凝胶敷料的设计及制备方法，并且逐渐实现从外敷向人体内部组织的应用，这是以ＣＳ为代表的天然抗菌性多糖基水凝胶材料研究的重要内容和长远目标．参考文献：［１］ＹＯＮＥＴＡＮＩＹ，ＫＵＲＯＫＡＷＡＭ，ＡＭＡＮＯＨ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｃｒｙｏｔｈｅｒａｐｙａｆｔｅｒａｎｔｅｒｉｏｒｃｒｕｃｉａｔｅｌｉｇａｍｅｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ｃａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｕｄｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｇａｕｚｅｖｅｒｓｕｓｆｉｌｍｄｒｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．Ａｒｔｈｒｏｓｃｏｐｙ，ＳｐｏｒｔｓＭｅｄｉｃｉｎｅ，ａｎｄＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，２０２２，４（３）：ｅ９６５ ｅ９６８．［２］ＧＡＯＢＢ，ＧＵＯＭＺ，ＬＹＵＫ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｄｒｅｓｓｉｎｇ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｉｌｋｆｉｂｒｏｉｎｂａｓｅｄｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｄｒｅｓｓｉｎｇ（ｉ ＳＭＤ）［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，３１（３）：２１７００１８．［３］ＣＨＥＮＷＨ，ＣＨＥＮＱＷ，ＣＨＥＮＱ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｐｏｌｙｍｅｒｓ：ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅＣｈｉｎａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０２２，６５（６）：１０１０ １０７５．［４］ＫＡＬＡＮＴＡＲＩＫ，ＭＯＳＴＡＦＡＶＩＥ，ＳＡＬＥＨＢ，ｅｔａｌ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ／ＰＶＡｈｙｄｒｏｇｅｌｓｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｗｉｔｈｇｒｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｃｅｒｉｕｍｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，２０２０，１３４：１０９８５３．［５］鲁程程，于振坤，杨园园，等．聚丙烯酸 Ａｌ３＋／壳聚糖复合双网络水凝胶的制备与性能［Ｊ］．复合材料学报，２０２２，３９（１２）：５９１２ ５９２２．［６］ＹＡＮＧＣ，ＧＡＯＬＬ，ＬＩＵＸＹ，ｅｔａｌ．ＩｎｊｅｃｔａｂｌｅＳｃｈｉｆｆｂａｓｅｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｆｏｒｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒｄｒｕｇｌｏａｄｉｎｇａｎｄｒｅｌｅａｓｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１９，１０７（９）：１９０９ １９１６．［７］ＨＹＵＮＡＪ，ＳＥＵＮＧＨＹＵＮＳ．Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｉｖｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｖａｌｅｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｏｌｙｍｅｒｓａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ犅．狊狌犫狋犻犾犻狊［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２２，１４（１８）：２０７２９ ２０７３８．［８］ＷＡＮＧＸＹ，ＳＯＮＧＲＪ，ＪＯＨＮＳＯＮＭ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｓｅｌｆ ｈｅａｌａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｙｓｔｅｍａｓａｎａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，１４（２０）：５９５６．［９］童艳萍，肖艳．双重动态化学键交联水凝胶的制备及性能［Ｊ］．功能高分子学报，２０２０，３３（３）：３０５ ３１２．［１０］ＺＨＡＮＧＪＨ，ＣＡＯＬＭ，ＣＨＥＮＹＫ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙｒｏｂｕｓｔ，ｓｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｒｕｂｂｅｒｗｉｔｈｄｕａｌｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓａｎｄｂｏｒａｔｅｅｓｔｅｒｂｏｎｄｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，２０２２，１６８：１１１１０３．［１１］ＣＡＩＴＴ，ＨＵＯＳＪ，ＷＡＮＧＴ，ｅｔａｌ．Ｓｅｌｆ ｈｅａｌａｂｌｅｔｏｕｇｈｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｈｙｄｒｏｇｅｌｓｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｂｙｐｏｌｙ ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｔｈｒｏｕｇｈｈｏｓｔ ｇｕｅｓｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１８，１９３：５４ ６１．［１２］ＨＵＡＮＧＧ，ＴＡＮＧＺＦ，ＰＥＮＧＳＷ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｈｙｄｒｏｇｅｌｓｉｎｔｏａｓｔｒｏｎｇｌｙａｄｈｅｓｉｖｅａｎｄｔｏｕｇｈｈｙｄｒｏｇｅｌｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０２２，５５（１）：１５６ １６５．［１３］ＤＩＮＧＣＣ，ＴＩＡＮＭＤ，ＦＥＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｎｏｖｅｌｓｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｌｗｉｔｈｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，ｐＨ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ，ｓｔｒａｉｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｗｏｕｎｄ ｈｅａｌｉｎｇ，ａｎｄｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｌｌａｇｅｎａｎｄｃｈｉｔｏｓａｎ［Ｊ］．ＡＣＳＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，６（７）：３８５５ ３８６７．［１４］ＸＵＪＰ，ＷＯＮＧＣＷ，ＨＳＵＳＨ．Ａｎｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｈｙｄｒｏｇｅｌ／ｓｃａｆｆｏｌｄｆｏｒｎｅｕｒａｌｒｅｐａｉｒａｎｄｍｏｔｉｏｎｓｅｎｓｉｎｇ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，３２（２４）：１０４０７ １０４２２．［１５］ＡＢＤＵＬ ＭＯＮＥＭＭＭ，ＫＡＭＯＵＮＥＡ，ＡＨＭＥＤＤＭ，ｅｔａｌ．Ｌｉｇｈｔ ｃｕｒｅｄｈｙａｌｕｒｏｎｉｃａｃｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｕｓｉｎｇｒｉｂｏｆｌａｖｉｎａｓａｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒｆｏｒｂｏｎｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴａｉｂａｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０２１，１６（４）：５２９ ５３９．［１６］丁海昌．ＵＶ交联壳聚糖水凝胶的可控合成与ｐＨ／温度响应性溶胀行为［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０２０．［１７］ＨＡＹＪ，ＰＨＵＯＮＧＬＴ，ＫＹＵＮＧ ＨＥＥＨ，ｅｔａｌ．Ｔｕｎａｂｌｅａｎｄｈｉｇｈｔｉｓｓｕｅａｄｈｅｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｃｈｉｔｏｓａｎｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｓｔｈｒｏｕｇｈｐｏｌｙｍｅｒａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０２１，２６１：１１７８１０．［１８］ＨＵＷＱ，ＬＩＵＭ，ＹＡＮＧＸＳ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｇｒａｆｔｅｄｗｉｔｈｃｏｌｌａｇｅｎｐｅｐｔｉｄｅｂｙｅｎｚｙｍｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１９，２０６：４６８ ４７５．［１９］ＣＨＥＮＬ，ＣＨＥＮＹ，ＺＨＡＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｇｌｕｃｏｓｅ ａｃｔｉｖａｔｅｄｎａｎｏｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｃａｓｃａｄｅｒｅａｃｔｉｏｎ犻狀狊犻狋狌ｆｏｒｄｉａｂｅｔｉｃｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇ［Ｊ］．ＡＣＳＮａｎｏ，２０２２，１６（６）：９９２９ ９９３７．［２０］ＢＯＺＵＹＵＫＵ，ＤＯＧＡＮＮＯ，ＫＩＺＩＬＥＬＳ．ＤｅｅｐｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏＰＥＧｙｌａｔｉｏｎｏｆｂｉｏａｄｈｅｓｉｖｅｃｈｉｔｏｓａｎｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ：ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｒｏｕｇｈａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１８，１０（４０）：３３９４５ ３３９５５．［２１］ＮＥＲＩ ＮＵＭＡＩＡ，ＰＥＳＳＯＡＭＧ，ＰＡＵＬＩＮＯＢＮ，ｅｔａｌ．Ｇｅｎｉｐｉｎ：ａｎａｔｕｒａｌｂｌｕｅｐｉｇｍｅｎｔｆｏｒｆｏｏｄａｎｄｈｅａｌｔｈｐｕｒｐｏｓｅｓ［Ｊ］．ＴｒｅｎｄｓｉｎＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，６７：２７１ ２７９．８３２杭州师范大学学报（自然科学版）２０２３年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.［２２］陈凯，柴琦，王丰艳，等．基于３Ｄ打印构建载银聚乙烯醇 羧甲基壳聚糖 海藻酸钠水凝胶伤口敷料及性能表征［Ｊ］．复合材料学报，２０２２，３９（１２）：５８７９ ５８９１．［２３］童泽鑫，徐海星，樊李红，等．羧丁酰壳聚糖／氧化普鲁兰复合水凝胶的制备及其性能［Ｊ］．武汉大学学报（理学版），２０２１，６７（４）：３４６ ３５２．［２４］ＴＡＮＧＲＬ，ＺＨＡＮＧＹ，ＺＨＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂａｓｅｄｄｙｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｇｒｏｕｐ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１６，１３９：１９１ １９６．［２５］ＬＵＪＷ，ＣＨＥＮＹ，ＤＩＮＧＭ，ｅｔａｌ．Ａ４ａｒｍ ＰＥＧｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｃｈｉｔｏｓａｎｈｙｄｒｏｇｅｌｓａｓａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０２２，２７７：１１８８７１．［２６］李明，刘杨，龚浩，等．羧甲基壳聚糖复合水凝胶的制备及其性能研究［Ｊ］．中国海洋药物，２０２２，４１（２）：１９ ２７．［２７］ＸＵＥＨ，ＨＵＬＣ，ＸＩＯＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄｃｈｉｔｏｓａｎ ｍａｔｒｉｇｅｌ ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓａｓｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｗｏｕｎｄｒｅｐａｉｒａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓ，２０１９，２２６：１１５３０２．［２８］ＴＡＮＨＬ，ＭＡＲ，ＬＩＮＣＣ，ｅｔａｌ．Ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄｃｈｉｔｏｓａｎａｓａｎａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｇｅｎｔ：ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｃｔｉｏｎａｎｄｂｉｏｍｅｄｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１３，１４（１）：１８５４ １８６９．［２９］ＹＡＮＧＪＷ，ＢＡＩＲＢ，ＬＩＪＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｍｏｌｅｃｕｌａｒｔｏｐｏｌｏｇｙｆｏｒｗｅｔ ｄｒｙａｄｈｅｓｉｏｎ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１９，１１（２７）：２４８０２ ２４８１１．［３０］ＤＵＸＣ，ＬＩＵＹＪ，ＹＡＮＨＹ，ｅｔａｌ．Ａｎｔｉ ｉｎｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｐｒｏ ｃｏａｇｕｌａｎｔｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｔｉｓｓｕｅａｄｈｅｓｉｖｅｆｏｒｓｕｔｕｒｅｌｅｓｓｗｏｕｎｄｃｌｏｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０２０，２１（３）：１２４３ １２５３．［３１］ＷＡＮＧＬ，ＺＨＡＮＧＸＨ，ＹＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｖｅｌｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ｄｏｕｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｄｅｓｉｇｎｆｏｒｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｔｉｓｓｕｅａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｃａｐａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｗｏｕｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，３０（１）：１９０４１５６．［３２］ＤＩＮＧＣＣ，ＴＩＡＮＭＤ，ＦＥＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｎｏｖｅｌｓｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｌｗｉｔｈｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ，ｐＨ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ，ｓｔｒａｉｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｗｏｕｎｄ ｈｅａｌｉｎｇ，ａｎｄｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｌｌａｇｅｎａｎｄｃｈｉｔｏｓａｎ［Ｊ］．ＡＣＳＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，６（７）：３８５５ ３８６７．［３３］ＳＵＮＤＡＲＡＭＭＮ，ＡＭＩＲＴＨＡＬＩＮＧＡＭＳ，ＭＯＮＹＵ，ｅｔａｌ．Ｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｃｈｉｔｏｓａｎ ｎａｎｏｂｉｏｇｌａｓｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｈｙｄｒｏｇｅｌｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｂｌｅｅｄｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１９，１２９：９３６ ９４３．［３４］张冬英．儿茶酚功能化壳聚糖／牡蛎肽温敏水凝胶的制备及其性能研究［Ｄ］．湛江：广东海洋大学，２０２０．［３５］李航婷，金明月，李诺营，等．鱼鳔胶原蛋白 壳聚糖 海藻酸钠水凝胶促小鼠皮肤伤口愈合研究［Ｊ］．湖北农业科学，２０２２，６１（１０）：１２７ １３１．［３６］ＢＥＲＧＯＮＺＩＣ，ＢＩＡＮＣＨＥＲＡＡ，ＲＥＭＡＧＧＩＧ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ３Ｄｐｒｉｎｔｅｄｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｓｃａｆｆｏｌｄｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇα ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌｓｈｏｗｉｎｇａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔａｎｄａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０２１，１１（１６）：７２５３．［３７］ＨＡＯＴ，ＱＩＡＮＭ，ＺＨＡＮＧＹＴ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｊｅｃｔａｂｌｅｄｕａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｌｐｒｏｔｅｃｔｓａｇａｉｎｓｔｍｙｏｃａｒｄｉａｌｉｓｃｈｅｍｉａ／ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎｉｎｊｕｒｙｂｙｍｏｄｕｌａｔｉｎｇＲＯＳ／ＮＯｄｉｓｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＳｃｉｅｎｃｅ，２０２２，９（１５）：２１０５４０８．［３８］韩佳岐，田瑗，姜秋，等．负载血管内皮生长因子的邻苯二酚壳聚糖体外药物缓释性能及抗菌性研究［Ｊ］．中国实验诊断学，２０２２，２６（３）：４１３ ４１８．［３９］ＴＡＮＬＳ，ＴＡＮＨＬ，ＤＥＥＫＯＮＤＡＫ，ｅｔａｌ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｒａｄｉａｔｉｏｎｃｒｏｓｓ ｌｉｎｋｅｄｄｉｃｌｏｆｅｎａｃｓｏｄｉｕｍｌｏａｄｅｄｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌｓａｇｏｐｕｌｐ／ｃｈｉｔｏｓａｎｈｙｄｒｏｇｅｌｆｏｒｅｎｔｅｒｉｃａｎｄｓｕｓｔａｉｎｅｄｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０２１，２：１０００８４．犚犲狊犲犪狉犮犺犘狉狅犵狉犲狊狊狅犳犆犺犻狋狅狊犪狀 犫犪狊犲犱犎狔犱狉狅犵犲犾狊犳狅狉犠狅狌狀犱犇狉犲狊狊犻狀犵狊ＨＵＡＮＧＹｕｘｉｎ，ＷＡＮＧＷｅｉ，ＹＡＮＧＴａｏ，ＳＵＮＪｕｎ，ＷＵＹａｎｔｏｎｇ，ＬＩＡＮＧＹｕａｎｙｕａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１１２１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｃｌｉｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｒｏｍｏｔｉｎｇｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｗｏｕｎｄｓｆｒｏｍｉｎｆｅｃｔｉｏｎ．Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｎａｔｕｒａｌｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｃｈｉｔｏｓａｎ，ｗｈｉｃｈｈａｖｅａｕｎｉｑｕｅｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇ，ｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ，ｓｕｃｈａｓｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｅｍｏｓｔａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ，ａｎｄｌｏｏｋｅｄｆｏｒｗａｒｄｔｏｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｎｃｈｉｔｏｓａｎ ｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｌｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ；ｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇｓ９３２ 第３期黄雨欣，等：基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright ©博看网. 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壳聚糖及壳聚糖季铵盐的应用研究进展
壳聚糖及壳聚糖季铵盐的应用研究进展黎剑辉;庄少玲;刘长坤;吴奕光【期刊名称】《中国食品添加剂》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】壳聚糖和壳聚糖季铵盐是一类具有广泛应用价值的生物医用高分子材料.甲壳素的结晶度高,导致甲壳素的溶解性能比较差,不溶于水、稀碱、稀酸和一般的有机溶剂,使得甲壳素的应用受到极大的限制.壳聚糖的溶解性能比甲壳素高得多,壳聚糖能溶于一般的稀酸中,但是在中性和碱性溶液中几乎不溶,导致其应用受到一定的限制.壳聚糖季铵盐能直接溶于水,壳聚糖季铵盐的溶解性能比甲壳素和壳聚糖空前提高,壳聚糖季铵盐的应用范围比甲壳素和壳聚糖都大为提高.本论文介绍了国内外壳聚糖及壳聚糖季铵盐的研究应用情况,并展望了该领域今后的研究应用方向.【总页数】6页(P167-172)【作者】黎剑辉;庄少玲;刘长坤;吴奕光【作者单位】深圳大学化学与化工学院,深圳518060;深圳市阳光之路生物材料科技有限公司,深圳518000;深圳市妇幼保健院新生儿重症监护室,深圳518000;深圳大学化学与化工学院,深圳518060;深圳大学化学与化工学院,深圳518060;深圳市阳光之路生物材料科技有限公司,深圳518000【正文语种】中文【中图分类】TS202.1【相关文献】1.壳聚糖/壳聚糖季铵盐共混微球吸附五氯酚钠 [J], 池伟林;李伟;胡荣;覃彩芹2.壳聚糖季铵盐及其衍生物的应用研究进展 [J], 杨丰科;冯鑫;谢敬3.壳聚糖季铵盐的制备及其应用研究进展 [J], 周景润;辛梅华;李明春4.壳聚糖季铵盐的制备与应用研究进展 [J], 蔡照胜;宋湛谦;杨春生;商士斌5.壳聚糖/壳聚糖季铵盐交联共混阴离子交换膜的制备与性能研究 [J], 凌敏;李茂政;廖有为因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
脱乙酰度≥95%,,粘度100-200 mpa.s壳聚糖的分子量
脱乙酰度≥95%、粘度100-200 mPa·s壳聚糖的分子量研究一、引言壳聚糖作为一种重要的多糖，在生物医学、食品、环保等众多领域有着广泛的应用。
其分子量的大小对其性能和应用有着重要的影响。
本文将详细讨论脱乙酰度≥95%、粘度100-200 mPa·s壳聚糖的分子量及其相关性质。
二、壳聚糖的基本性质壳聚糖是一种线性多糖，由N-乙酰葡萄糖胺通过β-1,4糖苷键连接而成。
其分子量分布广泛，可以从几千到几百万道尔顿不等。
壳聚糖的分子量对其溶解性、粘度、生物活性等性质有着重要的影响。
三、脱乙酰度与粘度的关系脱乙酰度是壳聚糖的一个重要参数，它反映了壳聚糖分子中乙酰基的含量。
研究表明，脱乙酰度与壳聚糖的溶解性、粘度等性质密切相关。
当脱乙酰度≥95%时，壳聚糖的溶解性和粘度都会显著增加。
同时，粘度也是壳聚糖分子量的一个重要指标。
粘度在100-200 mPa·s 范围内的壳聚糖，其分子量通常较高。
四、壳聚糖分子量的测定方法壳聚糖分子量的测定方法有多种，包括凝胶渗透色谱法、光散射法、粘度法等。
其中，凝胶渗透色谱法是一种常用的方法，它可以通过标准曲线法或普适校准法来确定壳聚糖的分子量。
光散射法则可以用来测定壳聚糖分子的均方根半径和第二维里系数，从而计算出分子量。
粘度法则是通过测定壳聚糖溶液的粘度来推算其分子量。
五、脱乙酰度≥95%、粘度100-200 mPa·s壳聚糖的应用脱乙酰度≥95%、粘度100-200 mPa·s的壳聚糖具有良好的溶解性和生物活性，因此在许多领域都有广泛的应用。
在生物医学领域，它可以作为药物载体、生物医用材料等；在食品领域，它可以作为食品添加剂、保鲜剂等；在环保领域，它可以作为水处理剂、土壤改良剂等。
这些应用都与壳聚糖的分子量密切相关，因此准确测定壳聚糖的分子量对于指导其应用具有重要意义。
六、前景与展望随着科技的不断发展，对壳聚糖的研究和应用也将不断深入。
羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的熔沸点
一、羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的定义羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖（HMTC）是一种阳离子糖类，由羟丙基化壳聚糖和三甲基氯化铵混合而成。
它在生物医学领域有着广泛的应用，常用于药物包裹、组织修复和生物材料制备等方面。
二、HMTC的物理性质HMTC具有一定的熔点和沸点，在不同环境中表现出不同的特性。
一般而言，HMTC的熔点在160-170°C之间，沸点在280-300°C之间，这使得它在制备生物材料的过程中具有较好的化学稳定性和耐高温特性。
三、HMTC的应用1. 药物包裹HMTC可以作为药物包裹材料，利用其阳离子性质与阴离子药物形成复合物，提高药物的生物利用度和治疗效果。
HMTC的高熔点和沸点也保证了药物在包裹过程中的稳定性。
2. 组织修复HMTC在组织工程和修复领域有着广泛的应用。
它可以作为支架材料，促进细胞增殖和生长，帮助损伤组织的修复和再生。
其熔点、沸点和生物相容性使得其在组织工程领域有着良好的前景。
3. 生物材料制备HMTC还可用于生物材料的制备，例如骨修复材料、软组织修复材料等。
其熔点和沸点保障了材料的稳定性和耐用性，可以满足不同部位和环境下的使用需求。
四、HMTC的特性优势1. 高熔点和沸点HMTC的高熔点和沸点保证了其在制备过程中的稳定性和耐高温性能，对于需要经历高温处理的生物材料制备工艺具有重要意义。
2. 生物相容性HMTC具有良好的生物相容性，可以与人体组织和细胞兼容，对组织工程和修复的应用非常重要。
3. 阳离子特性HMTC的阳离子特性使其能与阴离子物质形成复合物，扩大了其在药物包裹和生物材料制备领域的应用范围。
五、HMTC的市场前景随着生物医学领域的快速发展和人们对高质量医疗材料需求的增加，HMTC作为一种优良的材料具有广阔的市场前景。
未来，HMTC将在药物包裹、组织修复和生物材料制备等方面发挥更大的作用，为生物医学领域的发展做出更大的贡献。
六、结语羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖具有较高的熔点和沸点，并具有良好的生物相容性和阳离子特性，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
羧甲基壳聚糖研究进展
羧甲基壳聚糖研究进展和圆圆;谢光银;关立平【摘要】羧甲基壳聚糖是壳聚糖的衍生物之一，具有良好的水溶性、保湿性、成膜性、抗菌性、絮凝性。
主要介绍了羧甲基壳聚糖的制备方法及其在日化、农业、食品、医学、环保等多领域的应用。
%solubility, hygroscopicity, film forming, antibacterial activity and flocculation. This paper mainly introduces the preparation method of carboxymethyl chitosan and its application in chemical, agriculture, food, medi-cine, environmental protection, etc.【期刊名称】《浙江纺织服装职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P22-27)【关键词】羧甲基壳聚糖;性能;制备;应用【作者】和圆圆;谢光银;关立平【作者单位】西安工程大学陕西西安 710048; 浙江纺织服装职业技术学院【正文语种】中文【中图分类】TS193.1甲壳素（Chitin，CHT）是目前自然界中发现的唯一碱性天然多糖有机物，其在自然界中的数量仅次于纤维素，是第二大天然合成物质，主要来源于虾壳和蟹壳等，是一种可再生的自然资源，其废弃物可自然降解，并且对环境不会造成污染[1-2]。
甲壳素经过浓碱处理脱去 N－乙酰基的产物称作脱乙酰甲壳素，即壳聚糖（Chitosan，CS）。
但由于壳聚糖具有紧密晶体结构，仅能溶于稀酸，不能溶于中性水和一般有机溶剂，因此使它的应用受到限制[3]。
于是，有研究人员对壳聚耱进行化学改性，制成水溶性的壳聚耱衍生物，很大程度上拓宽了它的应用范围，其中羧甲基化就是它的一种改性方法。
1977年，Muzzarelli R A A[4]首次采用碱化甲壳素与氯乙酸反应, 经过加热制备出羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan，CMCS)。
羧甲基壳聚糖的性能及应用概况
羧甲基壳聚糖的性能及应用概况一、本文概述《羧甲基壳聚糖的性能及应用概况》这篇文章旨在全面介绍羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl Chitosan，简称CMC）的基本性能及其在各个领域的应用情况。
羧甲基壳聚糖是一种由壳聚糖经过化学改性得到的水溶性多糖衍生物，具有良好的水溶性、生物相容性、生物可降解性和独特的物理化学性质。
由于其独特的性质，羧甲基壳聚糖在医药、食品、环保、农业和化妆品等多个领域得到了广泛应用。
本文将系统介绍羧甲基壳聚糖的基本性质、合成方法、改性技术，以及在不同领域中的应用实例和研究进展，以期为相关领域的研究人员和企业提供有价值的参考信息，推动羧甲基壳聚糖在各领域的应用和发展。
二、羧甲基壳聚糖的基本性质羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl chitosan，简称CMC）是一种重要的壳聚糖衍生物，具有一系列独特的物理化学性质。
其最基本的性质源于其分子结构中的氨基和羧基官能团，这些官能团赋予了CMC出色的水溶性、离子交换能力和生物活性。
羧甲基壳聚糖的溶解性相较于未改性的壳聚糖有了显著提升。
由于羧甲基的引入，CMC在水中的溶解度大大增加，可以在广泛的pH值范围内溶解，这使得其在各种水溶液体系和生物应用中具有更大的灵活性。
CMC具有良好的离子交换能力。
其分子中的羧基可以发生电离，产生带有负电荷的离子，从而与带有正电荷的离子进行交换。
这种离子交换性质使得CMC在重金属离子吸附、水处理、药物载体等领域具有广泛的应用前景。
羧甲基壳聚糖还表现出良好的生物相容性和生物活性。
其分子结构中的氨基和羧基可以与生物体内的多种物质发生相互作用，如蛋白质、多糖、核酸等，从而显示出良好的生物相容性。
其生物活性使得CMC在生物医药、组织工程、生物传感器等领域具有潜在的应用价值。
羧甲基壳聚糖的基本性质使其在多个领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，对CMC的研究和应用将会越来越深入，其在各个领域的应用也将不断拓展。
甲壳素、壳聚糖在骨修复方面的研究进展
３ Ｄｐ ｒ ｅｔ Ｓｏ ａ ｌ ｙ Ｅ ｓＨｏｐｔ， ｏｇ ｎｖｒｉ， ｈ ｇ ａ ２０ ２， ｈｎ） ． ｅａｔ ｎ ｔｍ ｔｏ ， ａｔ ｓｉｌＴｎ Ｕ ｉｅｓｙ Ｓ ａｈ ｉ ０ １０ Ｃ ｉａ ｍ ｏ ｆ ｏｇ ａ ｉ ｆ ｔ ｎ
［ ｙｗ ｒ ｓ ｃ ｉ ｎ ｃ ｉ ｓ ｎ ｂ ｎ ｌ ｏｉ Ｋｅ ｏ ｄ 】 ｈｔ ； ｈｔ ａ ； ｏ ｅｐｅ ｓ ｉ ｏ ｒ ｓ
甲壳 素（ｈｔ ） 由虾 、 、 ｃ ｉｎ是 ｉ 蟹 昆虫 的外 壳 及 菌类 、
藻类 的细 胞壁 中提炼 出来 的一 种天 然 的 、带 正 电荷
１ 甲壳素 、 壳聚 糖的应 用 基础 天然壳 聚糖 具有 明显碱性 、安 全性 良好 的生 物 相容性 和生物可 降解 性 。 １１ 生物 可降 解性 ． 甲壳 素 、壳 聚糖所 制成 的生 物 医用材 料 进入 人
组 织 产生 异物 反应 ，壳 聚糖 兼 有高 等 动 物组 织 中 的
胶原 和植 物组织 中纤 维 素两者 的生 物 功能 ， 动 、 对 植 物都 有 良好 的适 应性 ，与生 物体 的亲 和性 能体 现 在
复材 料 、 术缝 线 、 凝血 材料 和人 工 肾膜 等方 面开 手 抗 发 出壳 聚糖 复合 生 物材 料，并 已开始 进 入 临床 实验
体后 ，会 被人机 体 中存在 的许多 酶体 系如 溶 菌酶 等
断裂 、 分解 为 低 聚糖 ， 然后 进 行 一 系列 化 学 反应 ， 一 部分 以二氧化 碳 的形式 由呼吸道 排 除体外 ，另一 部 分 则 以糖蛋 白的形式 被人 体所 利用 。 主要降 解 为对
原 组织 结构 。这 种双重 结 构赋 予 了它 们 良好 的生 物 特 性，具有 与 人体组 织有 很好 的相 容性 和适 应性 ， 并
季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶
季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶1. 引言1.1 研究背景季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶是一种新型的生物凝胶材料，在生物医药领域具有广泛的应用前景。
随着人们对健康和生活质量的要求越来越高，对于能够替代传统化学药物，具有较少副作用和更好生物兼容性的材料需求急剧增加。
而季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶正是符合这一需求的材料之一。
1.2 研究目的研究目的：本研究旨在探讨季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶的制备方法、性质表征、应用领域、优势特点以及未来展望，以期为该材料在生物医药、食品工业等领域的应用提供理论支持和实践指导。
通过深入研究季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶的特性和性能，探讨其在药物传递、生物医用材料、食品添加剂等领域的潜在应用，为材料科学领域的研究和应用提供新的思路和方法。
通过对季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶的制备工艺和性质特点进行综合分析，探讨其在实际生产和工程应用中的可行性和优势，为推进该材料在产业化应用中的进一步发展和推广提供科学依据和技术支持。
最终旨在实现季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶材料的全面优化和应用推广，为产业发展和社会进步做出贡献。
2. 正文2.1 制备方法制备方法是季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶制备的关键步骤，其步骤主要包括以下几个方面：1. 材料准备：首先需要准备好季铵盐单宁酸壳聚糖的原料，同时还需要一定比例的溶剂和交联剂等辅助材料。
2. 溶液制备：将季铵盐单宁酸壳聚糖原料溶解于适当的溶剂中，并加入交联剂进行反应。
在溶液制备的过程中，需要控制好温度和时间，确保反应的有效进行。
3. 凝胶制备：将制备好的溶液注入模具中，通过一定的方法（如加热、冷却等），使溶液逐渐形成凝胶。
4. 凝胶处理：将凝胶取出并进行洗涤、干燥等处理，以获得最终的季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶产品。
通过以上制备方法，可以获得具有一定形状和结构的季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶，为其在各种应用领域提供了基础。
制备方法的不断改进和优化也将进一步提高季铵盐单宁酸壳聚糖凝胶的质量和性能，推动其在未来的应用和发展。
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2010–2011学年第2学期 生物医用材料期末论文
题目： 壳聚糖生物医用材料的研究进展
姓名： 冯秀清 学号： 20080403B004 专业： 08材料科学与工程 学院： 材料与化工学院 任课教师： 唐敏 完成日期： 2011-6-27 生物医用材料
1 壳聚糖生物医用材料的研究进展 冯秀清 （海南大学材料与化工学院，08材料1班，20080403B004）
摘要：壳聚糖作为一种天然的材料,不仅无毒、无污染,而且具有很好的生物降解性和相容性，有着广泛的应用前景。本文从壳聚糖的制备、应用两个方面对壳聚糖生物材料进行了综述。 关键词：壳聚糖；生物材料；制备；应用.
0 前言 壳聚糖(chitosan)为甲壳素N-脱乙酰基所得的产物,在天然高分子中的含量仅次于纤维素。其结构示意图如下[1]：
甲壳素又名几丁质、壳多糖、甲壳质等,是自然界中唯一带正电荷的天然可降解高分子聚合物,广泛分布于植物细胞的细胞壁,动物的角质上皮 ,海洋无脊椎动物、昆虫的外壳以及真菌菌体的细胞壁中,其中以甲壳类虾蟹壳中含量最高[2]。由于甲壳素在甲壳类虾蟹壳中含量最高，所以，由甲壳素制备壳聚糖时，
主要是以虾、蟹类作为原料,而我国的虾、蟹类分布量大、资源丰富,这为壳聚糖的生产提供了充足的原材料。 生物医用材料 2 壳聚糖是一种新型的天然医用生物材料,它具有无毒性、生物可降解、生物活性、生物相容性和抗菌性等众多优点，广泛应用于水处理、生物医学、化妆品、农业和食品工业中。另外,有研究表明壳聚糖能促进凝血,促进生长因子TGF-β1 的释放,从而加快伤口愈合的作用。 壳聚糖作为一种天然的材料,不仅无毒、无污染,而且具有很好的生物降解性和相容性，这符合环保以及经济可持续发展的要求 [3、4]。故而，对于壳聚糖的研究，有很大的必要性及经济性，符合发展要求。 本文将从壳聚糖的制备及其在生物医用材料领域的应用两个方面来论述壳聚糖生物医用材料的研究进展。
1 壳聚糖的制备
关于壳聚糖的制备方法,其工艺流程大体相同。下面，我们以蚕蛹壳聚糖的制备工艺来具体说明其制备方法。并介绍几种壳聚糖复合材料的制备方法.
1.1 蚕蛹壳聚糖的制备工艺[5、6、7、8]
蚕蛹壳中含有丰富的甲壳素,是提取壳聚糖的优质原料。但是，由于蚕蛹壳中存在的蛋白质和色素含量高、脱乙酰基困难等问题,利用蚕蛹壳生产壳聚糖的工艺技术也要求较高。 目前国内蚕蛹壳生产壳聚糖仍然参照虾、蟹壳聚糖的提取工艺,其流程为:蚕蛹壳预处理→酸脱无机盐、碱脱蛋白→水洗干燥→脱色干燥→甲壳素→浓碱脱乙酰→水洗、过滤干燥→壳聚糖。 具体流程图如下： 生物医用材料
3 下面，我们来了解各个步骤的具体操作。 1.1.1 蚕蛹壳的预处理 从生产蚕蛹蛋白前处理工艺中分离出的残渣主要成份为蛹壳,蛹壳是多种成分的复合体,主要包括甲壳素、蛋白、无机盐等,结构十分紧密,另外残渣中还附有一些杂质。因此第一步是除杂,然后烘干以为制备甲壳素(壳聚糖)提供优质的原材料。 1.1.2 脱无机盐 蚕蛹壳中的无机盐组分主要为碳酸钙,约占蛹壳质量的30% ,通常采用稀盐酸在常温下浸泡的方法,使其与盐酸反应生成易溶于水的氯化钙。 在脱盐过程中，盐酸浓度和浸酸时间是影响蛹壳中无机盐洗脱的主要因素。具体过程如下：（1）浸泡初期,盐酸只在蚕蛹壳表面反应,脱钙速度较快,但盐酸很快被消耗而使其浓度降低,对甲壳素分子链的影响减弱。（2）随着浸泡时间的延长,脱钙反应速度减慢,盐酸对表面已脱去钙的甲壳素分子链的破坏也逐渐增大,且时间越长其破坏作用也越大,导致甲壳素聚合度下降。 另外,生成的沉淀堆积在蛹壳表面或溶解于盐酸液中,使盐酸溶液具有一定的饱和度,阻碍盐酸与蛹壳的脱钙反应速度,延长了浸酸的有效时间,由此也会导致甲壳素的聚合度下降。 由于工业用甲壳素的质量标准GB643226439要求甲壳素有较高的聚合度,因此用酸处理蚕蛹壳时,要注意酸的浓度和浸酸时间,尽量避免甲壳素分子间的断
蚕蛹壳预处理 酸脱无机盐、碱脱蛋白 水洗干燥 脱色干燥 甲壳素 浓碱脱乙酰 水洗、过滤干燥 壳聚糖 生物医用材料
4 裂。 1.1.3 脱蛋白 蚕蛹壳中的甲壳层很薄,但含有一定量的蛋白质(质量分数约为30%)与少量脂肪,难以用物理方法除去。甲壳素不溶于稀碱,但是脂肪和蛋白质等物质能与酸碱溶液发生水解反应,而且脂肪在碱的作用下还能生成钠皂或钾皂,有助于脱蛋白,所以一般采用稀碱煮沸法脱去蛹壳蛋白。 有研究表明，脱无机盐与脱蛋白的先后顺序对后续工艺也有一定的影响。由于碱处理对甲壳素大分子链的影响比酸处理要小得多,而且蛋白质在碱液中溶解时间短,溶解较完全,因此先用NaOH溶液洗脱蛋白质,再用HCl去除无机盐的效果较好。 1.1.4 脱色 蚕蛹壳中含有色素,然而如果蚕蛹甲壳素颜色较深,会严重影响其应用范围。常用脱色方法有乙醇-NaOH法、KMnO4法、H2O2 法等。这里不再一一赘述。感兴趣者可查阅相关资料。 1.1.5 脱乙酰基 壳聚糖是甲壳素经过脱乙酰基制备而成的,可采用化学、物理和生物方法制备。 化学方法是利用化学反应使甲壳素分子结构中的糖苷键发生断裂而生成壳聚糖,常见的有盐酸、亚硝酸、过醋酸等酸降解法, NaOH 碱降解法和H2O2氧化降解法。 物理方法是用微波加热使甲壳素脱乙酰基后生成壳聚糖,是对环境无污染的绿色生产工艺技术。 生物方法是用专一性酶或非专一性酶通过生物降解甲壳素而得到壳聚糖,使用的降解酶主要有甲壳素酶、甲壳胺酶、溶菌酶和乙酰葡糖胺酶等。生物降解法条件温和,降解产物的相对分子质量易于控制,且不会对环境造成污染。但是，反应条件不易控制，且成本较高。 以龙虾壳为原料制备壳聚糖的工艺大致相同，具体过程如下：首先，我们经脱钙、脱蛋白、脱色等工艺制备出甲壳素，然后再由甲壳素经过脱乙酰化反应制得壳聚糖[9]。 生物医用材料 5 1.2 壳聚糖基杂化生物功能材料的制备方法 壳聚糖基生物杂化材料以多种多样形式应用于不同的场合,除了粉末、薄片外,以凝胶形式居多,如珠粒、薄膜、微胶囊、纤维、中空纤维、纱布、支架等。其制备方法繁多,我们主要介绍冷冻干燥法之一种方法。 冷冻干燥法是将壳聚糖溶液冻结成凝胶,然后进行冷冻干燥。由此可以得到膜、管状、珠粒等形式的三维多孔海棉或支架。其孔隙度和形态取决于壳聚糖相对分子质量、初始溶液的组成和浓度,但最重要的是冻结温度和冻结速度[10]。 单程[11]等利用冷冻干燥法采用- 20 ℃冷冻后,部分熔融再进行液氮重冻的预冻方式,冷冻干燥制备了厚度约2 mm的仿生多层软骨支架。经研究发现,该支架在湿润状态下具有很大的断裂伸长率,并且宏观上具有良好的柔韧性,可满足对其进行剪切、移植等操作的要求。力学分析还表明,在湿润状态下,仿生结构支架的各层具有不同的力学性能。 生物组织工程的核心问题是建立由细胞和生物材料组成的三维空间复合体,即具有生命力的活体组织,用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代。其中,支架材料的性质直接影响着细胞的迁移、分化和增殖。 理想的支架材料应该具有良好的生物相容性、生物可降解性、生物活性、适当的孔隙率及孔径等。用壳聚糖制备的生物材料具有较好的物理机械性能和良好的吸水性,与上皮细胞、成纤维细胞、肝细胞、软骨细胞及神经细胞等都有较好的相容性[13]，由其与一些大分子共混即可接近理想支架材料的要求。这进一步验证了壳聚糖生物材料的优越性。 1.3 电化学沉积法制备羟基磷灰石/壳聚糖复合材料 接下来,让我们一起了解一下如何用电化学沉积法来制备羟基磷灰石/壳聚糖复合材料。 电化学沉积法是利用壳聚糖的－NH2 在一定的pH值条件下会质子化的原理，外加电场使质子化的壳聚糖向阴极迁移，在电化学条件控制下，电沉积溶液Ca(NO3)2 和NH4H2PO4在电极/溶液界面合适的化学环境下与壳聚糖发生共沉积。 电化学沉积法的优点在于可以方便地通过精确控制电压大小、电流强度、通电程序和电极材料选择等因素在多孔或不规则形状物体表面沉积羟基磷灰石以生物医用材料 6 及控制其形貌；但也存在明显的缺点，即要求基体材料导电，而壳聚糖或一般高分子材料本身不具备导电性或导电性较差[12]。 2 壳聚糖作为生物医用材料的应用实例
2.1 壳聚糖在止血方面的应用 出血是创伤后主要并发症，成年人出血量超过0.8 ～ 1.0 L 将引起休克，危及生命，因此及时有效止血对挽救生命具有特殊意义。壳聚糖（chitosan，CS）具有良好的生物相容性、可降解性，独特的抑菌、抗菌性以及促进止血和伤口愈合的功能，已成为止血材料的研究热点。但是，目前研究的CS 止血膜止血效果不理想，CS/ 羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan，CMCS）止血膜柔韧性差，成膜率低。 李保强等[14]基于甘油的低介电常数和促使CS 溶胶- 凝胶转变的作用，引入了甘油和酚磺乙胺,达到了提高CS/CMCS 止血膜的柔韧性和止血效果的作用。 2.2 壳聚糖在口腔医学的应用[15、16]
2.2.1 对口腔内细菌的抑制作用 菌斑细菌及其产物是牙周病的主要致病因素，减少菌斑形成和抑制致病菌,有助于预防牙周病的发生。研究表明，壳聚糖对口腔常见菌有不同程度的凝集作用。利用这一特性,可将牙周袋内的细菌凝集沉淀在牙周袋局部,进行局部针对性用药,提高药物疗效。 龋病发生的必要条件之一是细菌的粘附。有学者研究了壳聚糖衍生物对口腔链球菌属细菌的抑菌效果，低分子量壳聚糖，N- 羧甲基壳聚糖和咪唑基壳聚糖均能选择性阻止变形链球菌在羟基磷灰石牙表面黏附，并增高菌斑的pH 值，在口腔溶菌酶的作用下发生降解，代谢产物含有氨基呈碱性可以吸附带有负电荷的细菌，使细菌溶解、破裂、死亡，这可望作为防治龋齿的新型药剂。 2.2.2 引导牙周组织重建 促进牙周组织再生,重建因疾病丧失的牙周组织功能是牙周病治疗的理想目标。组织工程技术为牙周组织的重建开辟了新的治疗途径,它要求植入膜有良好的组织相容性: 材料要有惰性,不会因物理化学或生物性质的变化而引起不良组织反应;材料要有活性,可以激发正常的组织活动,调节组织工程产品中的细胞粘