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天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料
人們對(duì)生命科學(xué)的濃厚興趣在于人類本身就是生命.人們對(duì)生物醫(yī)高分子重視與關(guān)切是因?yàn)闃?gòu)成人類肌體的基本物質(zhì),諸如蛋白質(zhì)、核糖核酸、多糖、一些脂質(zhì)都是高分子化合物;人類肌體的皮膚、肌肉、組織和器官都是由高分子化合物組成的。天然高分子材料是人類最早使用的醫(yī)學(xué)材料之一。
五十年代中期,由于合成高分子的大量涌現(xiàn),曾使這類材料退居次要地位。然而,由于天然材料具有不可替代的優(yōu)點(diǎn),它的多功能性質(zhì)和與生體的相容性,生物可降解性,加之對(duì)它的改性與復(fù)合,人們一直沒(méi)有放棄對(duì)它的深入研究,特別是最近對(duì)雜化材料研究的需要,更顯示出它的特點(diǎn),成為不可缺少的重要生物醫(yī)學(xué)材料之一。
目前天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料主要有天然多糖類材料和天然蛋白質(zhì)材料二大類。由于它們結(jié)構(gòu)和組成的差異,表現(xiàn)出不同的性質(zhì),應(yīng)用領(lǐng)域也不完全一樣。但是,相似
之處在于它們?cè)隗w內(nèi)很容易降解,降解產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)毒且可為人體所吸收,參與人體的代謝循環(huán),因此具有廣泛的潛在用途。
第一節(jié)天然多糖類材料
多糖是由于許多單糖分子經(jīng)失水縮聚,通過(guò)糖苷鍵結(jié)合而成的天然高分子化合物,多糖水解后如果只產(chǎn)生一種單糖則稱為均聚糖如纖維素、淀粉等,最終水解產(chǎn)物是二種或二種以上單糖則稱為雜聚糖如菊粉等。自然界廣泛存在的多糖主要有:
1植物多糖,如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠等。2動(dòng)物多糖,如甲殼素、殼聚糖、肝素、硫酸軟骨素等。3瓊脂多糖,如瓊脂、海藻酸、角叉藻聚糖等。4菌類多糖,如D—葡聚糖、D—半乳聚糖、甘露聚糖等。5微生物多糖,如右旋糖酐、黃原膠、凝乳糖、出芽短梗孢糖等。研究較多的多糖類材料為纖維素、甲殼素和殼聚糖。一、纖維素
纖維素是由D-吡喃葡萄糖經(jīng)由β1,4糖苷鍵連結(jié)的高分子化合物,具有不同的構(gòu)型和結(jié)晶形式,人們發(fā)現(xiàn)纖維素已經(jīng)有150多年,但是由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,至今仍然不能說(shuō)對(duì)其十分清楚。纖維素的分子呈長(zhǎng)鏈狀,是一種結(jié)晶性高分子化合物,不同種纖維素之間的結(jié)晶結(jié)構(gòu)存在差異,天然纖維素屬纖維I型,再生纖維素屬纖維Ⅱ型。用強(qiáng)堿處理天然纖維,結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,由I型變?yōu)椋桑尚汀?/p>
纖維的結(jié)晶程度在不同天然纖維間也存在差異,一般來(lái)說(shuō),隨著結(jié)晶程度的提高其抗張程度、硬度、密度增加,但彈性、韌性、膨潤(rùn)性、吸水性、化學(xué)反應(yīng)性下降。精制的天然纖維素其結(jié)晶度約為70%,絲光纖維約為48%,再生纖維約為38%~40%。無(wú)定形區(qū)的纖維分子排列雜亂,因而較易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。纖維素是一種非還原性的碳水化合物,不溶于水和一般有機(jī)溶劑,但能溶解于某些堿性溶劑和高濃度的無(wú)機(jī)酸溶液如銅胺堿、季胺堿亦可溶解于若干種鹽的濃水溶液中。
纖維素素的每每一個(gè)個(gè)葡萄萄糖單單元具具有三三個(gè)羥羥基,,有88種取取代的的可能能性,,如果果各羥羥基具具有相相等的的反應(yīng)應(yīng)機(jī)會(huì)會(huì),且且已取取代的的羥基基對(duì)未未取代代羥基基不產(chǎn)產(chǎn)生影影響,,從理理論上上講基基取代代度可可達(dá)330。。但是由由于它它的結(jié)結(jié)晶性性和CC2、、C33和CC6的的反應(yīng)應(yīng)活性性不同同,其其取代代度一一般均均在00~33.00之間間。纖維素素在醫(yī)醫(yī)學(xué)上上最重重要的的用途途是制制造各各種醫(yī)醫(yī)用膜膜,這這種纖纖維膜膜的制制造反反應(yīng)包包括以以下三三個(gè)步步驟::1化化學(xué)改改性生生產(chǎn)可可溶性性或熱熱塑性性纖維維素衍衍生物物;2用用溶液液燒注注或溶溶融法法形成成薄膜膜;3對(duì)對(duì)纖維維素衍衍生物物進(jìn)行行處理理得到到再生生纖維維素。。目前再再生纖纖維素素的生生產(chǎn)主主要有有以下下三種種技術(shù)術(shù):1銅銅氨法法:將將纖維維素溶溶于銅銅氨溶溶液中中形成成可溶溶性絡(luò)絡(luò)合物物,然然后與與酸反反應(yīng)再再生。。2粘粘膠法法:纖纖維素素與堿堿和二二硫化化碳反反應(yīng),,生成成黃原原酸,,然后后與酸酸反應(yīng)應(yīng)再生生。3熱熱塑性性醋酸酸纖維維素與與堿反反應(yīng)水水解再再生。。干燥狀態(tài)態(tài)的再生生纖維素素膜比較較脆,不不易得到到滿意結(jié)結(jié)果,因因此常需需加入甘甘油做增增塑劑,,由于進(jìn)進(jìn)行了增增塑和膜膜的濕敏敏性等原原因故應(yīng)應(yīng)適當(dāng)保保存。再生纖維素素(銅珞玢玢):是目目前人工腎腎使用較多多的透析膜膜材料,對(duì)對(duì)溶質(zhì)的傳傳遞,纖維維素膜起到到篩網(wǎng)和微微孔壁壘作作用。一種再生纖纖維素(銅銅珞玢)在在臨床上雖雖獲得極大大成功,然然而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)期連續(xù)使使用也可能能引起諸如如神經(jīng)障礙礙、色素沉沉積等弊端端,未移除除的中分子子量物質(zhì)在在體內(nèi)蓄積積亦可引起起病理癥狀狀和出現(xiàn)暫暫時(shí)性白細(xì)細(xì)胞減少癥癥。另一種再生生纖維素的的制造方法法是利用醋醋酸纖酸素素的脫乙酰?;姆椒ǚㄟM(jìn)行再生生。方法是是將醋酸纖纖維素用四四甲基砜增增塑,再用用熔融擠出出法制成空空心纖維,,然后用氫氫氧化鈉進(jìn)進(jìn)行水解反反應(yīng),四甲甲基砜在水水解反應(yīng)中中移除并以以甘油取代代之。醋酸纖維素素的性質(zhì)主主要取決于于乙?;坛潭?,增塑塑劑的性質(zhì)質(zhì)和比例,,亦取決于于纖維素分分子的鏈長(zhǎng)長(zhǎng)。醋酸纖維素素膜,主要要用于血透透析系統(tǒng)全全氟代?;w維素::用于制造造膜式肺、、人工心瓣瓣膜、人工工細(xì)胞膜層層,各種導(dǎo)導(dǎo)管、插管管和分流管管等。纖維素及其其衍生物還還可以用作作載體進(jìn)行行多種酶的的固定,微微膠囊的制制備和藥物物釋放系統(tǒng)統(tǒng),齒科修修補(bǔ)材料和和止血?jiǎng)?。。二、甲殼素素與殼聚糖糖甲殼素的學(xué)學(xué)名為1,,4—2——乙酰胺基基—α—脫脫氧—β——D葡聚糖糖。殼聚糖糖是甲殼素素脫去部分分乙?;蠛蟮漠a(chǎn)物。。甲殼質(zhì)及及殼聚糖的的化學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)與纖維素素十分相似似,它們之之間的差別別在于分子子長(zhǎng)鏈上的的每個(gè)葡萄萄糖單元上上的C2上上所接的的基團(tuán),所所接基團(tuán)為為乙酰胺基基的是甲殼殼素,所接接基團(tuán)為氨氨基(-NH2)的的是殼聚糖糖,而纖維維素分子所所接的基團(tuán)團(tuán)為羥基((-OH))甲殼素是一一種來(lái)源于于動(dòng)物的天天然多糖,,在自然界界中的產(chǎn)量量?jī)H次于纖纖維素而居居第二位,,也是現(xiàn)今今所發(fā)現(xiàn)的的眾多天然然多糖中僅僅有的具有有明顯堿性性的天然多多糖。甲殼殼素素的的發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)至至今今已已有有一一百百多多年年的的歷歷史史,,但但它它的的發(fā)發(fā)展展比比較較緩緩慢慢。。11997777年年,,在在美美國(guó)國(guó)波波士士頓頓召召開(kāi)開(kāi)第第一一屆屆甲甲殼殼素素//殼殼聚聚糖糖國(guó)國(guó)際際學(xué)學(xué)術(shù)術(shù)討討論論會(huì)會(huì)之之后后,,發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)具具有有極極大大的的潛潛在在應(yīng)應(yīng)用用價(jià)價(jià)值值和和廣廣闊闊的的發(fā)發(fā)展展前前景景才才逐逐漸漸受受到到人人們們的的普普遍遍重重視視。。殼聚糖糖呈白白色或或灰白白色,,略有有珍珠珠光澤澤,半半透明明無(wú)定定形固固體,,約在在185℃分分解,,不溶溶于水水和稀稀堿溶溶液,,可溶溶于稀稀有機(jī)機(jī)酸和和部分分無(wú)機(jī)機(jī)酸((鹽酸酸),,但不不溶于于稀硫硫酸、、稀硝硝酸、、稀磷磷酸、、草酸酸等。。殼聚糖糖作為為溶液液被存存放和和使用用時(shí),,需處處于酸酸性環(huán)環(huán)境中中但由由于其其縮醛醛結(jié)構(gòu)構(gòu)的存存在使使其在在酸性性溶液液中發(fā)發(fā)生降降解,,溶液液粘度度隨之之下降降,如如果加加入乙乙醇、、甲醇醇、丙丙酮等等可延延緩殼殼聚糖糖溶液液粘度度降低低,以以乙醇醇作用用最明明顯。。殼聚糖的化化學(xué)性質(zhì)由于甲殼質(zhì)質(zhì)含有羥基基,殼聚糖糖同時(shí)含有有羥基和氨氨基,二者者可以通過(guò)過(guò)酚化、羧羧基化、羥羥基化、氰氰化、醚化化、烷化、、酯化、醛醛亞胺化、、疊氮化、、成鹽、螫螫合、水解解、氧化、、鹵化、接接枝與交聯(lián)聯(lián)等反應(yīng)生生成各種不不同結(jié)構(gòu)和和不同性能能的衍生物物。甲殼素和殼殼聚糖的制制備目前工業(yè)上上生產(chǎn)甲殼殼素的主要要原料是蝦蝦蟹殼。甲甲殼素和殼殼聚糖的制制備方法比比較簡(jiǎn)單,,工藝已很很成熟。分析表明,,蝦殼和蟹蟹殼的主要要成分是碳碳酸鈣、蛋蛋白質(zhì)、甲甲殼素以及及少量色素素,因此,,甲殼素的的提取過(guò)程程也就是甲甲殼質(zhì)與無(wú)無(wú)機(jī)鹽和粗粗蛋白分離離的過(guò)程。。1.酸脫鈣鈣:通常取粉粉碎的干蟹蟹殼用質(zhì)量量分?jǐn)?shù)為5%-10%的稀鹽鹽酸浸泡24h,,鹽酸溶液液以浸沒(méi)蟹蟹殼為準(zhǔn),,用清水洗洗滌數(shù)次,,抽濾完成成脫鈣。2.堿脫蛋蛋白:再用質(zhì)量分分?jǐn)?shù)為6%%-10%%氫氧化鈉鈉溶液浸沒(méi)沒(méi)除鈣,然然后將蟹殼殼用水浴加加熱至沸騰騰并保溫lh左右右,抽濾,,濾渣用清清水洗滌至至中性,這這一步主要要是脫蛋白白過(guò)程。3.脫色過(guò)過(guò)程:可在紫外線線作用下完完成或用質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為0.6%的高錳錳酸鉀浸泡泡10-20h,,過(guò)濾,用用清水洗至至中性,然然后用質(zhì)量量分?jǐn)?shù)0.6%的的亞硫酸氫氫鈉漂白10-20h,過(guò)過(guò)濾用清水水洗滌至中中性,干燥燥即可得到到甲殼質(zhì)。。甲殼素和殼聚聚糖的制備方方法比較簡(jiǎn)單單,工藝已很很成熟。采用用蝦或蟹殼,,經(jīng)清洗后浸浸酸脫鈣,再再用堿液脫除除蛋白即得到到甲殼素。如如繼續(xù)以濃堿堿去乙?;鶆t則得到殼聚糖糖。殼聚糖的脫乙乙酰化度和分分子量是其兩兩項(xiàng)重要參數(shù)數(shù)。另外不同原料料(蟹蝦殼、、海蟹殼、對(duì)對(duì)蝦殼、河蝦蝦殼和蠶蛹))用同一方法法在相同條件件下制備殼聚聚糖,收率分分別為13.6%、12.3%、、10.5%、8.70%、l.8%,可見(jiàn)螫螫蝦殼和海蟹蟹殼是首選原原料。此外,,還可用酶法法、微波法制制備殼聚糖。。目前甲殼殼低聚糖糖的主要要制備方方法是化化學(xué)法、、糖轉(zhuǎn)移移法和酶酶解法。?;瘜W(xué)法主主要有::氟化氫氫降解法法、酸水水解法、、氧化法法;酶降解法法有:專專一性酶酶降解法法和非專專一性酶酶降解法法。目前大多多數(shù)采用用化學(xué)法法提取甲甲殼低聚聚糖,但但此法單單糖含量量高低聚聚糖收率率低,分分離過(guò)程程復(fù)雜,,并且環(huán)環(huán)境污染染嚴(yán)重,,而酶降降解法工工藝簡(jiǎn)單單,環(huán)境境污染小小,并可可以控制制聚合度度。甲殼素一一般來(lái)源源于甲殼殼類動(dòng)物物,因而而發(fā)現(xiàn)其其有明顯顯的氨基基酸含量量,即使使經(jīng)過(guò)堿堿處理仍仍然有大大約0.5%%的氨基基酸存在在。但經(jīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格格脫乙酰酰的處理理后,由由于氨基基酸的可可溶性,,一般在在殼聚糖糖中就不不再含氨氨基酸,,即使有有也極其其微量。。殼聚糖的的金屬離離子含量量正在引引起人們們的逐漸漸重視,,因?yàn)檫^(guò)過(guò)高的金金屬對(duì)于于制作醫(yī)醫(yī)用品((例如血血液透析析膜)是是不適宜宜的。甲殼素在在人體的的代謝途途徑有二二:一是在溶溶菌酶的的作用下下首先分分解成低低聚糖,,然后經(jīng)經(jīng)一系列列化學(xué)反反應(yīng),一一部分以以二氧化化碳的形形式由呼呼吸道排排出體外外,另一一部分則則以糖蛋蛋白的形形式為人人體吸收收利用。。代謝途徑徑甲殼質(zhì)和和殼聚糖糖的應(yīng)用用殼聚糖是是天然生生物多糖糖甲殼質(zhì)質(zhì)的脫乙乙?;苎苌?,,其存在在自由氨氨基,具具有十分分活潑的的物理化化學(xué)性質(zhì)質(zhì),由于于殼聚糖糖具有無(wú)無(wú)毒副作作用、良良好的生生物相容容性、可可控的生生物降解解性、無(wú)無(wú)抗原性性等特性性。因?yàn)榘被再|(zhì)活活潑,可可用很多多基團(tuán)和和化學(xué)物物質(zhì)進(jìn)行行修飾或或連上一一些促進(jìn)進(jìn)細(xì)胞生生長(zhǎng)的細(xì)細(xì)胞因子子和激素素等物質(zhì)質(zhì),因此此殼聚糖糖及殼聚聚糖膜在在生物醫(yī)醫(yī)學(xué)、組組織工程程、藥物物緩釋、、細(xì)胞及及酶的固固定化等等許多方方面有著著十分廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用。尤其是近幾幾年殼聚糖糖作為可降降解的生物物材料在組組織工程研研究中己引引起人們的的重視。此此外殼聚糖糖在骨,肌肌腱、神經(jīng)經(jīng)、皮膚和和血營(yíng)修復(fù)復(fù)的研究中中都表現(xiàn)出出良好的應(yīng)應(yīng)用前景。。1醫(yī)用纖維和和膜材料用甲殼質(zhì)、、殼聚糖纖纖維制成的的手術(shù)縫合合線己應(yīng)用用于臨床。。與傳統(tǒng)的的羊腸線相相比,用殼殼聚糖制成成的吸收型型外科手術(shù)術(shù)縫合線材材料柔軟,,易打結(jié),,機(jī)械強(qiáng)度度高,易被被機(jī)體吸收收,同時(shí)不不改變皮膚膚膠原蛋白白中羥脯氨氨酸含量,,無(wú)炎癥反反應(yīng),還可可用常規(guī)方方法消毒,,增加傷口口的抗張強(qiáng)強(qiáng)度,加速速傷口愈合合。甲殼素縫線線的力學(xué)性性質(zhì)良好,,能很好地地滿足臨床床實(shí)踐要求求。在手術(shù)傷口口愈合過(guò)程程中,甲殼殼素縫線在在體內(nèi)的抗抗張強(qiáng)度逐逐漸下降。。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)表明,埋埋植于家兔兔背部肌肉肉內(nèi)14天天,其強(qiáng)度度下降到原原來(lái)的455%,255天后下降降至7%,,但在體內(nèi)內(nèi)完全溶解解的期限卻卻比PGAA縫線長(zhǎng),,大致需要要6個(gè)月。。甲殼素縫線線已經(jīng)具備備了可吸收收性縫線的的基本要求求,具有以以下特點(diǎn)::1柔軟性性好,便于于結(jié)扎;2具有創(chuàng)創(chuàng)傷治愈效效果,傷口口修復(fù)快,,創(chuàng)口平整整漂亮;3可在體體內(nèi)生物分分解,分解解產(chǎn)物安全全無(wú)毒;4對(duì)胰液液、膽汁等等堿性消化化液耐受性性高。用殼聚糖制制成的醫(yī)用用纖維膜具具有均勻、、透明、手手感好、柔柔軟、良好好的透氣性性、吸水性性和殺菌性性等優(yōu)點(diǎn)。。中國(guó)紡織大學(xué)學(xué)己成功地將將殼聚糖無(wú)紡紡布、殼聚糖糖流涎膜、殼殼聚糖涂層紗紗布等多種醫(yī)醫(yī)用敷料用于于臨床;其中中用殼聚糖醋醋酸溶液制成成的殼聚糖無(wú)無(wú)紡布,透氣氣透水性能極極佳,用于大大面積的燒、、燙傷,能吸吸收組織滲出出液,防止感感染,效果很很好。以甲殼質(zhì)、殼殼聚糖為主要要原料制成的的人工皮膚已已應(yīng)用于臨床床,青島海洋洋大學(xué)亦成功功研制出新型型敷料一人造造皮膚,該敷敷料在治療過(guò)過(guò)程中對(duì)創(chuàng)傷傷無(wú)刺激、無(wú)無(wú)過(guò)敏、無(wú)毒毒性反應(yīng),且且比常規(guī)療法法的愈合速度度快得多,是是一種很好的的治創(chuàng)傷敷料料。2凝血作用用包扎用紗布經(jīng)經(jīng)甲殼質(zhì)粉末末或殼聚糖溶溶液處理后包包扎傷口就立立即止血,并并有消炎作用用,傷口愈合合速度提高75%,傷口口長(zhǎng)好后紗布布不粘連,甚甚至不留痕跡跡。用殼聚糖制成成止血海綿,,能夠立即止止血,臨床效效果非常好。。3抗腫瘤作作用甲殼素、殼聚聚糖及其衍生生物的抑癌作作用已被許多多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)實(shí)。但關(guān)于甲甲殼質(zhì)及其衍衍生物抑制癌癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的的機(jī)理,還沒(méi)沒(méi)有完全清楚楚。據(jù)推測(cè),甲殼殼質(zhì)及其衍生生物的癌細(xì)胞胞轉(zhuǎn)移抑制機(jī)機(jī)制并非基于于免疫細(xì)胞的的活化或是誘誘導(dǎo)出殺腫瘤瘤活性,而是是甲殼質(zhì)及其其衍生物能和和血管內(nèi)皮表表面粘附分子子相結(jié)合,封封鎖癌細(xì)胞對(duì)對(duì)血管內(nèi)皮的的粘附和運(yùn)動(dòng)動(dòng)。甲殼質(zhì)、殼聚聚糖及其衍生生物能夠阻礙礙癌癥轉(zhuǎn)移過(guò)過(guò)程中各階段段轉(zhuǎn)移性癌細(xì)細(xì)胞與宿主間間的相互關(guān)系系,也就是說(shuō)說(shuō)抑制接著性性,移動(dòng)性與與滲透性等癌癌細(xì)胞機(jī)能,,使得癌細(xì)胞胞無(wú)法順利轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。甲殼質(zhì)、殼聚聚糖及其衍生生物的免疫功功能已被國(guó)際際所公認(rèn)。殼聚糖能有效效地增加巨噬噬細(xì)胞的吞噬噬功能和水解解酶的活性,,通過(guò)增強(qiáng)機(jī)機(jī)體非特異性性免疫系統(tǒng)的的功能而抑制制腫瘤生長(zhǎng)。。巨噬細(xì)胞激激活后,除了了本身的吞噬噬殺滅腫瘤細(xì)細(xì)胞等功能增增強(qiáng)外,又能能分泌多種免免疫因子調(diào)節(jié)節(jié)其他細(xì)胞免免疫與體液免免疫。此外,殼聚糖糖還可顯著促促進(jìn)脾臟細(xì)胞胞生成抗體的的能力。4增強(qiáng)免疫疫5降低脂肪肪和膽固醇心、腦血管疾疾病,主要誘誘因是過(guò)量的的膽固醇及其其脂質(zhì)在血管管內(nèi)壁沉積引引起動(dòng)脈硬化化,而且血管管變狹窄,血血液流動(dòng)不通通暢或者是毛毛細(xì)血管壁變變脆導(dǎo)致破裂裂而造成出血血。為防止心心、腦血管病病的發(fā)生,必必須調(diào)節(jié)體內(nèi)內(nèi)膽固醇的含含量。調(diào)節(jié)的的途徑有三條條:減少吸收收量;改變合合成速度;加加強(qiáng)降解和排排泄。殼聚聚糖糖是是聚聚陽(yáng)陽(yáng)離離子子很很容容易易與與膽膽汁汁結(jié)結(jié)合合并并全全部部排排除除體體外外,,大大大大降降低低了了膽膽固固醇醇酶酶的的催催化化活活性性,,阻阻礙礙了了膽膽固固醇醇的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化吸吸收收。。同同時(shí)時(shí)殼殼聚聚糖糖能能聚聚集集在在帶帶負(fù)負(fù)電電荷荷的的脂脂肪肪周周圍圍,,形形成成屏屏障障阻阻礙礙脂脂肪肪消消化化酶酶的的活活化化從從而而阻阻礙礙了了脂脂肪肪的的消消化化吸吸收收。。利用用殼殼聚聚糖糖作作為為被被膜膜材材料料制制造造微微膠膠囊囊進(jìn)進(jìn)行行細(xì)細(xì)胞胞培培養(yǎng)養(yǎng)和和人人工工生生物物器器官官,,是是其其重重要要的的應(yīng)應(yīng)用用方方面面,,借借助助于于殼殼聚聚糖糖聚聚陽(yáng)陽(yáng)離離子子特特性性與與海海藻藻酸酸鈉鈉、、羧羧甲甲基基纖纖維維素素等等帶帶負(fù)負(fù)電電性性的的高高分分子子聚聚陰陰離離子子反反應(yīng)應(yīng),,可可制制備備不不同同形形狀狀的的微微膠膠囊囊,,使使高高濃濃度度細(xì)細(xì)胞胞的的培培養(yǎng)養(yǎng)成成為為可可能能。。多孔質(zhì)的甲甲殼素海綿綿在口腔外外科領(lǐng)域用用作拔牙創(chuàng)創(chuàng)傷、囊摘摘除、齒科科切除部的的保護(hù)材料料,不僅可可促進(jìn)創(chuàng)傷傷的愈合也也容易脫除除,對(duì)細(xì)菌菌的增殖也也有一定的的抑制。殼聚糖能夠夠形成一種種堅(jiān)硬的、、吸水性的的生物相容容性膜,其其吸水性較較強(qiáng),平衡衡吸水量可可達(dá)50%%(W/WW),殼聚聚糖膜還具具有較好的的透氧性,,殼聚糖可可用作眼科科敷料,在在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)殼殼聚糖與動(dòng)動(dòng)物的眼膜膜相容性良良好,而且且能夠生成成較多的成成膠原和成成纖細(xì)胞,,有利于眼眼疾治療。。海藻酸海藻酸(Alginate)是存在于于褐藻類中中的天然高高分子,是是從褐藻或或細(xì)菌中提提取出的天天然多糖,,類似于細(xì)細(xì)胞外基質(zhì)質(zhì)中的糖胺胺聚糖GAGs,無(wú)無(wú)亞急性/慢性毒性性或致癌性性反應(yīng),可可作為食用用的食品添添加劑,也也可作為支支架材料用用于醫(yī)學(xué)用用途,具備備良好的生生物相容性性。海藻酸很容容易與一些些二價(jià)陽(yáng)離離子結(jié)合,,形成凝膠膠。而且,,其溫和的的溶膠凝膠膠過(guò)程、良良好的生物物相容性使使海藻酸適適于作為釋釋放或包埋埋藥物、蛋蛋白與細(xì)胞胞的微膠囊囊。當(dāng)其6位上的羧羧基與鈉離離子結(jié)合,,就構(gòu)成了了海藻酸鈉鈉鹽(SodiumAlginate)。自八十年代代以來(lái),褐褐藻酸鈉在在食品應(yīng)用用方面得到到新的拓展展。褐藻酸酸鈉不僅是是一種安全全的食品添添加劑,而而且可作為為仿生食品品或療效食食品的基材材,由于它它實(shí)際上是是一種天然然纖維素,,可減緩脂脂肪糖和膽膽鹽的吸收收,具有降降低血清膽膽固醇、血血中甘油三三酯和血糖糖的作用,,可預(yù)防高高血壓、糖糖尿病、肥肥胖癥等現(xiàn)現(xiàn)代病。它它在腸道中中能抑制有有害金屬如如鍶、鎘、、鉛等在體體內(nèi)的積累累,正是因因?yàn)楹衷逅崴徕c這些重重要作用,,在國(guó)內(nèi)外外已日益被被人們所重重視。日本本人把富含含有褐藻酸酸鈉的食品品稱為“長(zhǎng)長(zhǎng)壽食品””,美國(guó)人人則稱其為為“奇妙的的食品添加加劑”。海藻酸酸鈉基本性性質(zhì)(1)海藻藻酸鈉鈉是無(wú)無(wú)臭、、無(wú)味味、淡淡黃色不不定形形粉末末;(2)海藻藻酸鈉鈉易溶溶于水水,糊糊化性性能良良好,,加入入溫水水使之之膨化化。吸吸濕性性強(qiáng),,持水水性能能好,,不溶溶于有有機(jī)溶溶劑;;(3)海藻藻酸鈉鈉的穩(wěn)穩(wěn)定性性以pH值值6-11較較好好。pH值值低低于6時(shí)時(shí)析出出海藻藻酸,,不溶溶于水水;pH值值高高于11時(shí)時(shí)又又要凝凝膠,,粘度度在pH值值7時(shí)時(shí)最大大,但但隨溫溫度的的升高高而顯顯著下下降。。(4)海藻藻酸鈉鈉不耐耐強(qiáng)酸酸,強(qiáng)強(qiáng)堿及及某些些重金金屬離離子,,因?yàn)闉樗鼈儌儠?huì)使使海藻藻酸凝凝成塊塊狀,,但堿堿金屬屬(鈉鈉、鉀鉀)并并不會(huì)會(huì)使海海藻酸酸鈉漿漿發(fā)生生凝凍凍。(5)海藻藻酸鈉鈉水溶溶液遇遇酸析析出海海藻酸酸凝膠膠。遇遇鈣、、鐵、、鉛等等二價(jià)價(jià)以上上的金金屬離離子立立即凝凝團(tuán)成成這些些金屬屬的鹽鹽類,,不溶溶于水水而析析出。。(6)海藻藻酸鈉鈉低熱熱無(wú)毒毒。海藻酸酸應(yīng)用用海藻酸酸是從從海帶帶中提提取的的一種種多聚聚糖醛醛酸,,多用用于醫(yī)醫(yī)藥工工業(yè),,作為為防肥肥胖劑劑和治治療胃胃病的的新型型藥劑劑有較較大醫(yī)醫(yī)用價(jià)價(jià)值,,同時(shí)時(shí),也也是生生產(chǎn)藻藻酸丙丙二醇醇酯、、藻酸酸三乙乙胺、、藻酸酸雙酯酯鈉((PSS))等的的重要要原料料。海藻酸酸鉀是是一種種從海海帶中中提取取的天天然多多糖碳碳水化化合物物,具具有降降低血血脂肪肪、血血糖、、膽固固醇等等功效效,目目前主主要用用于制制藥及及保健健食品品。同同時(shí),,海藻藻酸鉀鉀還是是一種種良好好的牙牙科印印模料料及面面膜塑塑形劑劑,已已逐漸漸應(yīng)用用于化化妝品品行業(yè)業(yè)。海藻酸酸鈉具具有良良好的的血液液相容容性及及在體體內(nèi)可可以降降解除除去等等特點(diǎn)點(diǎn),是是靶向向給藥藥很好好的載載體材材料。。天然蛋蛋白質(zhì)質(zhì)材料料蛋白質(zhì)質(zhì)廣泛泛存在在于動(dòng)動(dòng)物和和植物物體中中,也也是人人們最最早使使用的的生物物物材材料之之一。。作為為醫(yī)學(xué)學(xué)材料料應(yīng)用用,主主要是是結(jié)構(gòu)構(gòu)蛋白白,彈彈性硬硬蛋白白等。。由于于膠原原來(lái)源源廣泛泛,特特別是是其抗抗原性性低而而被廣廣泛應(yīng)應(yīng)用于于醫(yī)學(xué)學(xué),纖纖維蛋蛋白原原具有有特殊殊的生生理功功能,,如止止血、、可降降解性性等亦亦早為為人們們所應(yīng)應(yīng)用..故對(duì)對(duì)其作作一簡(jiǎn)簡(jiǎn)單慨慨述。。天然蛋蛋白質(zhì)質(zhì)材料料———纖維維蛋白白是纖維維蛋白白原在在生理理?xiàng)l件件下凝凝固而而成的的一種種材料料。纖纖維維蛋白白可用用不同同方法法進(jìn)行行化學(xué)學(xué)改性性,其其中包包括放放射性性碘化化法、、與合合成高高分子子進(jìn)行行接枝枝和在在纖維維蛋白白上進(jìn)進(jìn)行酶酶的固固定等等。纖維蛋蛋白主主要來(lái)來(lái)源于于血漿漿蛋白白,因因此具具有明明顯的的血液液和組組織相相容性性,無(wú)無(wú)毒副副作用用和其其他不不良影影響。。作為止止血?jiǎng)﹦?、?chuàng)創(chuàng)傷愈愈合劑劑和可可降解解生物物材料料在臨臨床上上已經(jīng)經(jīng)應(yīng)用用很久久;它它的主主要生生理功功能為為止血血,另另外還還可明明顯促促進(jìn)創(chuàng)創(chuàng)傷的的愈合合;還還可作作為一一種骨骨架,,促進(jìn)進(jìn)細(xì)胞胞的生生長(zhǎng);;并具具有一一定的的殺菌菌作用用。纖維蛋白白在臨床床上應(yīng)用用形式::纖維蛋白白原的就就地凝固固,用于于眼科手手術(shù)的組組織粘合合劑,肺肺切除后后胸腔填填充物和和外科手手術(shù)中的的止血纖纖維蛋蛋白粉末末,用作作止血?jiǎng)﹦?,可以以與抗菌菌素共用用,用作作充填慢慢性骨炎炎和骨髓髓炎手術(shù)術(shù)后的骨骨缺損纖纖維蛋蛋白海綿綿,用作作止血?jiǎng)﹦⒈馄狡今5闹沃委熀屯偻僖合偻馔饪剖中g(shù)術(shù)后的填填充物。。組織代用用品,商商品名Bioplast,主主要用于于關(guān)節(jié)成成型術(shù)、、視網(wǎng)膜膜脫離、、眼外科科治療、、肝臟止止血及疝疝氣修復(fù)復(fù)等纖維蛋白白薄膜,,用于神神經(jīng)外科科:替代代硬腦膜膜和保護(hù)護(hù)末梢神神經(jīng)縫線線;用于于燒傷治治療:消消除頜面面竇和口口腔間的的穿孔。。膠原蛋白白現(xiàn)在膠原原蛋白正正慢慢進(jìn)進(jìn)入美容容護(hù)膚領(lǐng)領(lǐng)域.膠膠原蛋蛋白是人人體組織織結(jié)構(gòu)的的主要成成分之一一,也是是人體內(nèi)內(nèi)含量最最多的一一種蛋白白質(zhì),約約占人體體蛋白質(zhì)質(zhì)總量的的25-33%,相當(dāng)當(dāng)于人體體體重的的6%,,它遍及及全身的的各個(gè)組組織器官官,如::皮膚、、骨骼、、軟骨、、韌帶、、角膜、、各種內(nèi)內(nèi)膜、筋筋膜等,,是維持持皮膚與與組織器器官形態(tài)態(tài)、結(jié)構(gòu)構(gòu)的主要要成分,,也是修修復(fù)各損損傷組織織的重要要原料物物質(zhì)。膠原是一一類研究究較深入入的結(jié)構(gòu)構(gòu)蛋白,,在動(dòng)物物組織和和器官的的構(gòu)成中中起著重重要的作作用。由由于其來(lái)來(lái)源廣泛泛,并具具有生物物可降解解性、生生物相容容性和低低免疫原原性,己己廣泛應(yīng)應(yīng)用于藥藥物載體體系統(tǒng)和和人造血血管、瓣瓣膜等組組織工程程領(lǐng)域。。膠原可應(yīng)應(yīng)用于醫(yī)醫(yī)藥領(lǐng)域域的另一一個(gè)主要要原因在在于它經(jīng)經(jīng)過(guò)自聚聚和交聯(lián)聯(lián),可形形成具有有一定強(qiáng)強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定性的的結(jié)構(gòu),,用弱酸酸水提取取后可制制成多種種形式的的藥物載載體系統(tǒng)統(tǒng)。膠原的吸吸收和活活性物質(zhì)質(zhì)的釋放放受所用用的交聯(lián)聯(lián)劑種類類和數(shù)量量的影響響。膠原原釋放系系統(tǒng)主要要包括眼眼科用的的膠原罩罩、燒傷傷和創(chuàng)傷傷用膠原原海綿,,用于基基因釋放放的微球球、與脂脂質(zhì)體結(jié)結(jié)合形成成的用于于藥物釋釋放的復(fù)復(fù)合物以以及透皮皮釋放的的控制材材料等。。膠原的特點(diǎn)膠原有特定的的分子結(jié)構(gòu)、、大小和氨基基酸序列,由由3條多肽肽鏈通過(guò)氫鍵鍵扭曲而成。。由肽鏈變化化,它們又可可分為十幾個(gè)個(gè)類型。鑒于三股肽鏈鏈的結(jié)構(gòu)差別別,己發(fā)現(xiàn)至至少有19種類型的的膠原,分別別位于肌腱、、血管、角膜膜、軟骨等不不同的機(jī)體部部位,如Ⅰ型型膠原主要存存在于皮膚、、肌腱組織,,Ⅱ型膠原主主要存在于軟軟骨組織。其其中Ⅰ型膠原原含量最高,,藥物載體材材料的應(yīng)用也也就基于這類類膠原。在機(jī)機(jī)體體內(nèi)內(nèi),,膠膠原原具具有有結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)蛋蛋白白的的功功能能,,可可抵抵抗抗中中性性蛋蛋白白酶酶的的分分解解作作用用。。但但特特異異性性的的膠膠原原酶酶可可在在距距N端端約約四四分分之之一一的的位位置置斷斷裂裂其其自自然然螺螺旋旋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。不不同同類類型型的的膠膠原原對(duì)對(duì)膠膠原原酶酶的的分分解解作作用用有有不不同同的的敏敏感感性性。。在在三三股股螺螺旋旋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)破破裂裂后后,,膠膠原原分分子子可可由由明明膠膠酶酶和和非非專專一一性性蛋蛋白白酶酶進(jìn)進(jìn)一一步步分分解解成成小小肽肽和和氨氨基基酸酸。。在體外,膠原原纖維的分解解可通過(guò)與組組織蛋白酶、、胃蛋白酶、、胰蛋白酶一一起孵育來(lái)進(jìn)進(jìn)行,這種方方法可用于提提取可溶性膠膠原。膠原的制備技技術(shù)膠原的制備技技術(shù)歷史較長(zhǎng)長(zhǎng),方法多樣樣。膠原是由由3條多肽肽鏈組成的大大分子。分子子之間通過(guò)共共價(jià)鍵搭橋交交聯(lián),形成穩(wěn)穩(wěn)定的三維網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),水水中溶解度低低。有—部分分未能共價(jià)交交聯(lián)或者在體體內(nèi)未成熟的的膠原可用中中性鹽或稀醋醋酸溶液提取取而溶解出來(lái)來(lái),此部分稱稱為可溶性膠膠原,又稱作作酸溶性膠原原。而大部分膠膠原都是以以膠原纖維維形式存在在,彼此又又互相交叉叉而成網(wǎng)狀狀,成為難難溶性膠原原。對(duì)于難難溶性膠原原可先用胃胃蛋白酶消消化水解去去末端(非非螺旋型區(qū)區(qū)域)肽后后再用稀醋醋酸溶液提提取。故難難溶性膠原原又稱作胃胃蛋白酶促促溶性膠原原。膠原的提制制方法主要要有以下幾幾種:1可溶性及酶酶水解性膠膠原的制備備以動(dòng)動(dòng)物物皮皮、、鱗鱗、、骨骨等等結(jié)結(jié)締締組組織織為為原原料料,,經(jīng)經(jīng)酸酸、、堿堿預(yù)預(yù)處處理理后后、、先先用用醋醋酸酸提提取取,,可可制制得得酸酸溶溶性性膠膠原原,,然然后后用用胃胃蛋蛋白白酶酶消消化化,,可可制制得得酶酶促促溶溶性性膠膠原原。。膠膠原原粗粗品品經(jīng)經(jīng)反反復(fù)復(fù)透透析析、、離離心心等等純純化化處處理理后后,,經(jīng)經(jīng)冷冷凍凍干干燥燥可可制制得得酸酸溶溶性性和和酶酶促促溶溶性性制制品品。。2人膠原原制備近年來(lái)隨生生物技術(shù)的的發(fā)展.采采用基因重重組技術(shù)生生產(chǎn)人膠原原的方法已已經(jīng)形成。。美國(guó)膠原原公司利用用特定乳腺腺表達(dá)系統(tǒng)統(tǒng),成功實(shí)實(shí)現(xiàn)從轉(zhuǎn)基基因動(dòng)物奶奶汁中提取取人膠原,,并申請(qǐng)了了美國(guó)和國(guó)國(guó)際專利(PCT,,9416570)。將特定乳腺腺表達(dá)系統(tǒng)統(tǒng)微量注射射到受精卵卵母細(xì)胞后后,移植到到哺乳動(dòng)物物母體,使使其懷胎足足月,得到到能產(chǎn)生含含重組人膠膠原奶汁的的哺乳動(dòng)物物。這種方方式產(chǎn)生的的人膠原是是不含其他他類型膠原原雜質(zhì)的彈彈性膠原。。膠原的應(yīng)用用膠原作為生生物材料具具備以下優(yōu)優(yōu)點(diǎn):來(lái)源豐富,,易于提取取純化;非非抗原性;;可生物降降解和生物物重吸收;;非毒性和和生物相容容性良好;;與生物活活性成分具具有協(xié)同性性;有較高高的可伸縮縮性和一定定可擠壓性性,具有生生物可塑性性;促進(jìn)凝凝血,有止止血作用;;可制備成成許多不同同的形式;;通過(guò)交聯(lián)聯(lián)可調(diào)節(jié)生生物降解性性;利用其其不同官能能團(tuán),可定定向生產(chǎn)所所需材料;;與合成聚聚合物有相相容性。其缺點(diǎn)是::純化1型型膠原費(fèi)費(fèi)用較高;;分離出的的膠原有可可變性,例例如交聯(lián)密密度、纖維維大小、微微量雜質(zhì)含含量等;其其親水性導(dǎo)導(dǎo)致其可易易于溶脹和和較快速的的釋放;與與水解相比比較,酶解解速率具有有可變性;;操作復(fù)雜雜;可能產(chǎn)產(chǎn)生副作用用,例如牛牛海綿腦((BSF))和礦化作作用。1.藥物膠膠原釋放系系統(tǒng)在制制備備以以膠膠原原為為載載體體的的藥藥物物釋釋放放系系統(tǒng)統(tǒng)中中需需加加入入交交聯(lián)聯(lián)劑劑,,例例如如戊戊二二醛醛、、碳碳二二亞亞胺胺、、酚酚基基疊疊氮氮化化物物等等,,以以便便增增加加強(qiáng)強(qiáng)度度、、減減慢慢分分解解,,從從而而延延長(zhǎng)長(zhǎng)藥藥物物釋釋放放時(shí)時(shí)間間。。以以膠膠原原為為基基質(zhì)質(zhì)的的系系統(tǒng)統(tǒng)可可制制備備成成膜膜劑劑、、片片劑劑、、海海綿綿、、微微粒粒及及注注射射劑劑等等劑劑型型,,用用于于不不同同的的給給藥藥部部位位和和疾疾病病治治療療。。(1)膠膠原原罩罩((collagenshields)膠原原罩罩是是一一種種具具有有眼眼球球形形狀狀的的膜膜,,用用于于角角膜膜藥藥物物釋釋放放。。一一般般可可將將膠膠原原罩罩浸浸泡泡到到藥藥液液中中5-10min,,制制得得載載藥藥系系統(tǒng)統(tǒng),,膠膠原原起起著著藥藥庫(kù)庫(kù)的的作作用用。。將將膠膠原原罩罩放放入入眼眼中中,,在在淚淚水水沖沖洗洗作作用用下下緩緩慢慢溶溶解解,,產(chǎn)產(chǎn)生生一一層層生生物物相相容容的的膠膠原原溶溶液液。。它它可可潤(rùn)潤(rùn)滑滑眼眼表表面面,,減減少少眼眼瞼瞼與與角角膜膜間間的的摩摩擦擦,,增增加加藥藥物物與與角角膜膜的的接接觸觸時(shí)時(shí)間間,,促促進(jìn)進(jìn)上上皮皮愈愈合合。。該該系系統(tǒng)統(tǒng)可可使使藥藥物物作作用用時(shí)時(shí)間間維維持持24-48h,,并并可可獲獲得得較較高高的的角角膜膜藥藥物物濃濃度度。。膠原原罩罩所所載載的的藥藥物物常常是是水水溶溶性性抗抗生生素素,,如如慶慶大大霉霉素素、、妥妥布布霉霉素素、、乙乙基基西西梭梭霉霉素素等等。。膠原原罩罩作作為為局局部部治治療療的的藥藥物物載載體體可可讓讓氧氧氣氣自自由由透透過(guò)過(guò),,維維持持角角膜膜正正常常的的代代謝謝過(guò)過(guò)程程。。用膠膠原原作作基基質(zhì)質(zhì)處處理理的的角角膜膜創(chuàng)創(chuàng)傷傷部部位位,,水水腫腫產(chǎn)產(chǎn)生生較較少少,,表表皮皮愈愈合合速速度度和和完完整整情情況況比比用用其其它它普普通通處處方方好好。。這這可可能能是是因因?yàn)闉槠淦淇煽煞婪乐怪菇墙悄つぜ?xì)細(xì)胞胞與與創(chuàng)創(chuàng)傷傷處處接接觸觸,,減減少少角角膜膜細(xì)細(xì)胞胞炎炎癥癥反反應(yīng)應(yīng)的的緣緣故故。。用用膠膠原原作作為為藥藥物物載載體體的的不不足足之之處處是是膠膠原原罩罩不不完完全全透透明明,,會(huì)會(huì)降降低低視視力力,,產(chǎn)產(chǎn)生生不不適適。。另另外外,,它它在在眼眼中中能能保保留留的的時(shí)時(shí)間間也也不不太太長(zhǎng)長(zhǎng)。。(2))膠膠原原膜膜將膠膠原原溶溶液液傾傾倒倒在在平平板板上上,,經(jīng)經(jīng)空空氣氣干干燥燥即即可可得得到到膠膠原原膜膜。。膜膜厚厚一一般般為為0.01-0.5mm。。載載藥藥膠膠原原膜膜常常用用于于治治療療局局部部組組織織感感染染及及促促進(jìn)進(jìn)骨骨骼骼生生長(zhǎng)長(zhǎng)等等用用途途。。將將載載有有四四環(huán)環(huán)素素的的膠膠原原埋埋植植于于牙牙周周,,抗抗菌菌活活性性可可維維持持10d,,在在4-7周周內(nèi)內(nèi)牙牙周周疾疾病病的的發(fā)發(fā)生生率率明明顯顯降降低低。。這這可可歸歸因因于于四四環(huán)環(huán)素素的的抗抗菌菌活活性性和和對(duì)對(duì)膠膠原原酶酶水水解解的的抑抑制制作作用用。。在在用用膠膠原原膜膜作作為為基基因因藥藥物物的的載載體體研研究究中中,,將將重重組組人人成成骨骨蛋蛋白白-2膠膠原原系系統(tǒng)統(tǒng)埋埋植植于于骨骨上上,,可可產(chǎn)產(chǎn)生生骨骨誘誘導(dǎo)導(dǎo)作作用用,,促促進(jìn)進(jìn)骨骨的的形形成成。。(3)膠原原海綿將膠原水溶溶液經(jīng)冷凍凍干燥可制制得膠原海海綿。所用用的膠原濃濃度一般為為0.1%-5%,,可通過(guò)其其濃度來(lái)控控制凍干膠膠原海綿的的多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)。可通過(guò)過(guò)加入交聯(lián)聯(lián)劑、強(qiáng)性性蛋白、纖纖維結(jié)合素素或氨基多多糖來(lái)增加加膠原海綿綿的彈性。。由于膠原海海綿可吸收收大量的組組織滲出液液,平穩(wěn)地地附著在濕濕的創(chuàng)面上上并維持一一定濕度,,防止機(jī)械械傷害和二二次細(xì)菌感感染,因此此對(duì)治療重重度燒傷特特別有效,,可作為各各種類型創(chuàng)創(chuàng)傷敷料,,如褥瘡、、腿部潰瘍瘍。膠原海綿適適于短期釋釋放抗生素素(3-7d)。將將載有慶大大霉素的膠膠原海綿埋埋植到腹部部腐爛處,,可減少局局部感染,,在局部獲獲得較高的的慶大霉素素濃度,而而血清中藥藥物濃度很很低。膠原原海綿可在在幾天后被被完全吸收收,且不會(huì)會(huì)出現(xiàn)任何何副作用。。膠原海綿也也可用于釋釋放重組人人成骨蛋白白-2以以促進(jìn)骨形形成。重組組人成骨蛋蛋白-2與與可溶性性膠原的結(jié)結(jié)合主要受受交聯(lián)度、、pH值值和膠原質(zhì)質(zhì)量等海綿綿特性的影影響。(4)膠原原微粒和微微柱將膠原載體體制備成微微粒和微柱柱可簡(jiǎn)化埋埋植過(guò)程,,這類藥物物系統(tǒng)可通通過(guò)注射方方法埋植于于體內(nèi)。膠膠原微粒的的制備過(guò)程程包括將膠膠原溶液分分散液體石石蠟或油中中,乳化后后經(jīng)戊二醛醛交聯(lián)即可可制得3-40μm的微粒粒。再將膠膠原微粒浸浸泡到藥液液中吸附藥藥物,即得得載藥微粒粒。膠粒對(duì)對(duì)維生素A、維甲酸酸、丁卡因因、利多卡卡因、氫化化可的松、、潑尼松龍龍等親脂性性藥物的載載量可達(dá)10%。將膠原制制成長(zhǎng)1cm和直直徑1mm的的微柱是是-種可可注射植植入的藥藥物釋放放系統(tǒng),,這種系系統(tǒng)己用用于釋放放大分子子,如干干擾素、、血漿蛋蛋白及DNA等等。膠原作為為生物材材料,具具有生物物相容性性好、免免疫原性性較低、、在生理理?xiàng)l件下下可分解解、可促促進(jìn)細(xì)胞胞生長(zhǎng)和和修復(fù)創(chuàng)創(chuàng)傷等優(yōu)優(yōu)點(diǎn),在在眼部藥藥物釋放放、治療療癌癥的的注射微微粒、釋釋放抗生生素的海海綿和釋釋放蛋白白藥物的的微柱等等方面己己有成功功的應(yīng)用用。通常常,藥物物膠原載載體系統(tǒng)統(tǒng)的建立立是通過(guò)過(guò)膠原對(duì)對(duì)藥物的的吸附作作用來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)的。。膠原作為骨修修復(fù)材料的應(yīng)應(yīng)用骨組織具有再再生能力,但但是新骨組織織的形成必須須滿足三個(gè)條條件:①存在骨形成成的前體細(xì)胞胞;②有允許許骨形成的環(huán)環(huán)境和充足的的營(yíng)養(yǎng);③必須有成骨細(xì)細(xì)胞附著的基基底。成人骨髓中含含有干細(xì)胞(即間充質(zhì)細(xì)細(xì)胞),它們們能進(jìn)一步分分化成成骨細(xì)細(xì)胞。在骨髓髓腔面、骨小小梁表面、中中央管、穿通通管的內(nèi)襯、、骨膜最內(nèi)層層毛細(xì)血管等等外周等處分分布有骨原細(xì)細(xì)胞。膠原材料植入入體內(nèi)后降解解,釋放大量量的氨基酸于于周圍環(huán)境中中,在膠原材材料表面形成成氨基酸庫(kù),,為骨形成提提供充足的營(yíng)營(yíng)養(yǎng)成分。成成骨細(xì)胞從周周圍環(huán)境中攝攝取所需的氨氨基酸,合成成并分泌膠原原纖維及有機(jī)機(jī)基質(zhì),合成成的膠原纖維維作為模板,,在富含Ca、P的環(huán)環(huán)境中發(fā)生類類骨質(zhì)的鈣化化,成骨細(xì)胞胞包埋其中成成為骨細(xì)胞,,形成骨組織織。(1)引導(dǎo)導(dǎo)性骨再生材材料引導(dǎo)性骨再生生的過(guò)程實(shí)際際上是應(yīng)用膜膜技術(shù),為骨骨折修復(fù)的““誘導(dǎo)成骨””和“傳導(dǎo)成成骨”造成良良好環(huán)境來(lái)完完成骨再生修修復(fù)的過(guò)程。。目前,大量量實(shí)驗(yàn)研究及及臨床應(yīng)用己己證明,應(yīng)用用引導(dǎo)性骨再再生的方法,,可以修復(fù)顱顱骨、面骨、、上下顱骨的的骨缺損。胡曉波等報(bào)道道,在引導(dǎo)性性骨再生、促促進(jìn)骨缺損愈愈合的實(shí)驗(yàn)中中,膠原膜所所起的作用可可有效地阻止止周圍生長(zhǎng)較較快的纖維結(jié)結(jié)締組織長(zhǎng)入入骨折部位,,而給生長(zhǎng)較較慢的成骨組組織提供細(xì)胞胞分化、增殖殖的空間。該膜具有良好好的誘導(dǎo)成骨骨作用的原因因可能是:①①膠原可能更更易作骨形態(tài)態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)的的載體,參與與BMP誘誘導(dǎo)成骨,②②膠原膜的網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更易易于牢牢吸附附BMP,使使其在局部發(fā)發(fā)揮更持久的的生物活性,,②BMP結(jié)結(jié)合在膜的的表面,與其其他載體相比比,使BMP更易與周周圍的間充質(zhì)質(zhì)細(xì)胞接觸,,從而誘導(dǎo)其其發(fā)生轉(zhuǎn)化(2)骨組織織工程的基質(zhì)質(zhì)材料膠原蛋白是生生物機(jī)體結(jié)締締組織的主要要成分,是人人體蛋白質(zhì)中中含量最為豐豐富的蛋白質(zhì)質(zhì)。用適當(dāng)?shù)牡奶崛》椒◤膹膭?dòng)物機(jī)體組組織提取的膠膠原蛋白,去去除其抗原性性所在端肽后后,可加工成成具有良好生生物相容性的的生物材料。。Kimura等在1984年首首先發(fā)現(xiàn),在在膠原凝膠中中培養(yǎng)軟骨細(xì)細(xì)胞能很好維維持軟骨細(xì)胞胞的表型。1989年年Wkitanis報(bào)道道用包埋與膠膠原凝膠中的的軟骨組織進(jìn)進(jìn)行修復(fù)兔關(guān)關(guān)節(jié)軟骨的研研究,獲得理理想的結(jié)果。。人體骨骼的主主要功能是支支持、承重、、力的傳導(dǎo)、、保護(hù)內(nèi)臟器器官等,因此此要求組織工工程研究的支支架材料應(yīng)具具有一定的抗抗壓、抗張及及抗扭轉(zhuǎn)能力力,既要有一一定的強(qiáng)度,,又要有一定定的韌性。Maxian將5%HA,10%PLCA與與I型膠膠原復(fù)合形成成的新型支架架材料,改善善了力學(xué)性能能,具有誘導(dǎo)導(dǎo)骨再生的能能力。膠原材料作為為組織工程支支架,可以促促進(jìn)細(xì)胞合成成膠原基質(zhì)。。這可能是因因?yàn)槟z原作為為組織工程支支架材料,類類似于天然的的細(xì)胞基質(zhì),,通過(guò)一個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)反饋控制制機(jī)制促進(jìn)細(xì)細(xì)胞的膠原合合成。(3))骨骨生生長(zhǎng)長(zhǎng)因因子子的的載載體體材材料料新近近的的研研究究表表明明,,生生長(zhǎng)長(zhǎng)因因子子通通過(guò)過(guò)刺刺激激成成骨骨細(xì)細(xì)胞胞的的增增殖殖及及其其活活性性,,調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)局局部部骨骨生生成成作作用用。。在在眾眾多多的的骨骨生生長(zhǎng)長(zhǎng)因因子子中中,,BMP最最受受注注目目。。BMP具具有酸性擴(kuò)擴(kuò)散性,能能夠誘導(dǎo)血血管周圍末末分化的間間充質(zhì)細(xì)胞胞向骨、軟軟骨發(fā)生可可逆的分化化。但直接接將BMP植入體內(nèi)內(nèi),會(huì)被血血液沖走,,若僅用BMP修修復(fù)骨折而而沒(méi)有骨架架材料,BMP不不易固著。。許多學(xué)者者考慮到如如將BMP固定到到材料表面面,制成BMP/載載體植入系系統(tǒng),使BMP緩緩慢釋放,,不斷作用用于周圍靶靶細(xì)胞,可可誘導(dǎo)更多多的新骨形形成。(3)HA的粘接接材料膠原蛋白具具有良好的的粘接性,,臨床上可可將其作為為粘合劑與與其它生物物材料如羥羥基磷灰石石(HA)結(jié)合應(yīng)用用。此復(fù)合材料料既克服了了單純膠原原抗壓強(qiáng)度度不足的缺缺點(diǎn),又彌彌補(bǔ)了HA顆粒間間無(wú)粘接力力而不易成成型、易溢溢出彌散的的不足,在在動(dòng)物試驗(yàn)驗(yàn)和臨床應(yīng)應(yīng)用中都顯顯示了優(yōu)越越性。動(dòng)物試驗(yàn)表表明,在修修復(fù)骨缺損損時(shí),此混混合物易成成型、易操操作,植入入時(shí)HA顆顆粒無(wú)彌彌散,在有有新骨、結(jié)結(jié)締組織長(zhǎng)長(zhǎng)入和與宿宿主組織結(jié)結(jié)合時(shí)不變變形,且與與宿主組織織結(jié)合快,,從而固位位好。在頜面外科,,HA常用用于牙齦萎縮縮或無(wú)牙槽患患者的修復(fù),,以增高、擴(kuò)擴(kuò)大牙槽。HA單用時(shí)時(shí),因其顆粒粒間無(wú)粘著力力,操作因難難,不易成形形,術(shù)后在功功能壓力下常常有變形,HA顆粒溢溢出,創(chuàng)口破破裂,使托牙牙的固位和穩(wěn)穩(wěn)定性受到影影響,用膠原原作HA粘粘接劑后避免免了上述不足足,可達(dá)滿意意效果。透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸(HyaluronicAcid,,以下稱HA)是一種獨(dú)獨(dú)特的線性大大分子粘多糖糖,由葡萄糖糖醛酸和N-乙酰氨基葡葡萄糖的雙糖糖單位反復(fù)交交替連接而成成,(C14H21NO11)n;;依據(jù)組織來(lái)來(lái)源不同,分分子量變化于于105-107之間。HA廣廣泛分布于動(dòng)物和人人體結(jié)締組織織細(xì)胞外基質(zhì)質(zhì)中,在眼玻玻璃體、臍帶帶、皮膚、軟軟骨和滑液中中含量較高,,血清中含量量最低,與其其它天然粘多多糖不同,HA分子內(nèi)內(nèi)不含硫酸基基團(tuán),也不與與蛋白質(zhì)共價(jià)價(jià)結(jié)合,能以以自由鏈形式式在體內(nèi)游離離存在。早期研究認(rèn)為為HA僅是是一種細(xì)胞空空間填充物,,未能引起人人們重視,但但在過(guò)去的10年里,,隨著對(duì)HA結(jié)構(gòu)、性性能、生物功功能認(rèn)識(shí)的深深入,HA己己成為細(xì)胞胞生物、病理理、免疫學(xué)等等領(lǐng)域的研究究熱點(diǎn)。HA因其高高度的粘彈性性、可塑性、、滲透性和良良好的生物相相容性,作為為一種可吸收收、可降解的的生物材料,,己廣泛應(yīng)用用于臨床醫(yī)學(xué)學(xué)和高級(jí)化妝妝品生產(chǎn)。HA的物理化學(xué)特特性HA具有許許多天然粘多多糖共有的性性質(zhì):呈白色色,為無(wú)定形形固體,無(wú)臭臭無(wú)味,有強(qiáng)強(qiáng)吸濕性,溶溶于水,不溶溶于有機(jī)溶劑劑。但較其它它粘多糖而言言,HA有有其獨(dú)特的性性質(zhì),兼具高高分子量和大大分子體積的的特性,由于于直鏈軸上基基團(tuán)之間的氫氫鍵作用,HA分子在在空間上呈剛剛性的雙螺旋旋柱型,在水水溶液中HA分子鏈上上相鄰NH和和COO-殘基之間的的“水橋“作作用,進(jìn)一步步加強(qiáng)其剛性性;HA比其其它任何天天然或合成成聚合物都都具有更強(qiáng)強(qiáng)的吸水力力,以至2%的純HA溶液液能將剩余余98%的的水緊緊吸吸住,使得得能象膠狀狀物一樣被被提起,但但它實(shí)際上上是溶液,,能被稀釋釋。HA溶液液具有獨(dú)特特的粘彈性性,剪切力力對(duì)其粘度度值影響很很大,溶液液的粘彈性性隨HA分分子量和和濃度的增增加而增加加,也被認(rèn)認(rèn)為是分子子網(wǎng)絡(luò)形成成的結(jié)果。。透明質(zhì)酸在在醫(yī)學(xué)上的的應(yīng)用HA具有有許多重要要的物理特特性如高度度粘彈性、、可塑性、、滲透性、、獨(dú)特的流流變學(xué)特性性以及良好好的生物相相容性,是是一種臨床床上用途十十分廣泛的的生物醫(yī)學(xué)學(xué)材料。它它的臨床用用途主要表表現(xiàn)在一大大方面:(1)在臨臨床診斷學(xué)學(xué)中的價(jià)值值。由于在許多多疾病的發(fā)發(fā)生、發(fā)展展以及愈合合等過(guò)程中中,HA可可呈現(xiàn)有有規(guī)律的變變化,尤其其是作為一一種診斷指指標(biāo),HA體現(xiàn)出出它獨(dú)特的的價(jià)值。臨臨床上曾推推薦使用檢檢測(cè)HA的的血清水水平作為某某些疾病的的診斷指標(biāo)標(biāo)。(2)純純HA制制品的的臨床使使用價(jià)值值。業(yè)己公認(rèn)認(rèn)HA凝凝膠是是眼科顯顯微手術(shù)術(shù)中的必必備之物物,它的的應(yīng)用是是當(dāng)今眼眼科顯微微手術(shù)中中的一大大里程碑碑?,F(xiàn)在在HA凝凝膠己己被廣泛泛用于白白內(nèi)障囊囊內(nèi)外摘摘除術(shù)、、人工晶晶體植入入術(shù)、視視網(wǎng)膜剝剝離術(shù)和和角膜移移植術(shù)等等多種眼眼科手術(shù)術(shù)。在關(guān)關(guān)節(jié)腔內(nèi)內(nèi)注射HA作作粘彈性性生物補(bǔ)補(bǔ)充療法法亦己顯顯示出巨巨大的應(yīng)應(yīng)用潛力力。大量的臨臨床應(yīng)用用結(jié)果表表明,應(yīng)應(yīng)用HA作關(guān)關(guān)節(jié)腔內(nèi)內(nèi)注射治治療骨關(guān)關(guān)節(jié)病,,不僅克克服了以以前用激激素治療療的副作作用,而而且近期期和遠(yuǎn)期期效果均均優(yōu)于激激素,成成為治療療骨關(guān)節(jié)節(jié)病的首首選材料料。在各各種外科科手術(shù)中中,HA能有有效的預(yù)預(yù)防術(shù)后后粘連。。(3)HA加加藥物作作緩釋制制劑或誘誘導(dǎo)靶向向。HA作為為一種載載體,可可將各種種藥物導(dǎo)導(dǎo)向送到到各病理理部位。。讓藥物物定位于于作用部部位同時(shí)時(shí)緩慢釋釋放,這這樣可大大大增強(qiáng)強(qiáng)藥物的的療效。。目前,,正在研研究或正正在臨床床驗(yàn)證的的己有數(shù)數(shù)十種,,期待不不久的將將來(lái)就會(huì)會(huì)投放市市場(chǎng),發(fā)發(fā)揮巨大大的作用用(4)HA促促進(jìn)進(jìn)藥物物透皮皮能力力的功功能HA在在皮皮膚外外用藥藥劑中中作載載體使使用時(shí)時(shí),除除了具具有緩緩釋藥藥作用用外,,還可可促進(jìn)進(jìn)藥物物的透透皮能能力。。由于于HA具具有非非凡的的保濕濕性能能,在在皮膚膚表面面形成成的水水化膜膜可使使角質(zhì)質(zhì)層水水合軟軟化,,在令令皮膚膚柔軟軟光滑滑、細(xì)細(xì)膩嬌嬌嫩的的同時(shí)時(shí),也也增加加了藥藥物分分子的的透皮皮能力力促進(jìn)進(jìn)了皮皮膚對(duì)對(duì)藥物物的吸吸收。。(5)生物涂層層HA也可用用作生物涂層層、但迄今用用HA作生生物涂層并取取得滿意結(jié)果果的只有美國(guó)國(guó)一家專業(yè)HA生物涂涂層公司。其其基本原理是是:HA是是人體組織與與組織,細(xì)胞胞與細(xì)胞之間間的基質(zhì)成份份,人體許多多細(xì)胞表面有有HA受體體,將HA涂涂布于所有有的體內(nèi)植入入物表面,再再植入體內(nèi)后后,細(xì)胞均會(huì)會(huì)有序地生長(zhǎng)長(zhǎng)在植入物表表面,且相容容性很好。這這也是生物涂涂層的又一個(gè)個(gè)創(chuàng)新。氨基酸類聚合合物歐美等發(fā)達(dá)國(guó)國(guó)家對(duì)控釋材材料的研究十十分熱烈,聚聚酯、聚氨基基酸、聚磷酸酸酯、聚酸酐酐、聚丙烯酰酰胺及親水凝凝膠等均是研研究的對(duì)象,,其中典型的的生物相容性性材料聚氨基基酸就是其中中之一。通過(guò)同種氨基基酸均聚或不不同氨基酸共共聚制得,將將功能性側(cè)鏈鏈基鍵入主鏈鏈,再把藥物
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