不同分子量殼聚糖在軟骨組織工程中的應用

背景軟骨是人體十分重要的器官，由于過度使用常常會導致軟骨創(chuàng)傷、骨關節(jié)炎和類風濕關節(jié)炎等。但軟骨的血管不足，且組織細胞的修復能力有限，臨床上常用清創(chuàng)術、鉆孔、關節(jié)鏡手術、自體骨軟骨一直和同種異體軟骨移植等治療手段你。但傳統(tǒng)手段會導致細胞凋亡、機械負荷的模式改變及骨關節(jié)炎和骨刺的風險增加。因此，我們需要開發(fā)軟骨組織工程軟骨組織工程主要由軟骨細胞、生長因子和生物材料三部分組成。軟骨細胞或間充質干細胞（MSC）來增強生物材料的修復能力，生長因子有助于細胞分化為軟骨組織，生物材料為細胞提供了合適的生長環(huán)境和支撐。殼聚糖來自于甲殼類動物中，由甲殼素經脫乙酰反應后制得，由于其良好的生物相容性，常被應用在生物醫(yī)藥和組織工程學中。低分子量殼聚糖（<190kDa）低分子量殼聚糖（LMC）能夠促進細胞黏附和增值，其復合物可以進一步誘導細胞向透明軟骨細胞分化。3D涂層LMC復合支架和可注射復合水凝膠都可以很容易的將細胞和生長因子輸送到軟骨缺損處。但力學性能和天然軟骨之間仍存在差距。具有復雜網絡結構的LMC復合水凝膠支架具有有意的力學特性，但其生產過程通常較為繁瑣。利用50kDa乙醇酸殼聚糖制備攜帶細胞的自愈水凝膠，可使用3D打印制備具有復雜形狀的支架中等分子量殼聚糖（190-500kDa）中等分子量殼聚糖（MMC）可以以凍干復合支架、納米纖維、3D打印復合支架或可注射復合水凝膠的形式應用于軟骨組織工程。當kDa>500時，無法制備光滑的納米纖維

高粘度和低流變性是限制kDa>300的MMC在軟骨組織中使用的主要因素

通過化學改性提高流變性可能是一種方法使用310-375kDa的殼聚糖與PCL共混，得到纖維直徑為280±100nm、彈性模量達到11.05±1.10MPa的膜（CHIM）高分子量殼聚糖（500-1000kDa）高分子量殼聚糖（HMC）可提供比LMC和MMC更大的機械支撐，細胞附著率高，有利于軟骨細胞的增殖和分化。HMC在軟骨修復中的應用微乎其微：不宜獲得、粘度過大、流變性較差改變殼聚糖的生產工藝并提高HMC的可加工性可以增加其在涉及軟骨組織的應用中的潛力使用HMC制備納米顆粒制備定向PLLA-CL/COLI納米纖維紗網；用COLI/透明質酸鹽冷凍干燥網絡，制備紗線XOLI/透明質酸混合支架Mw對細胞增殖和分化的影響結論與展望Mw影響殼聚糖生物材料在軟骨組織修復中的有效性。與LMC和HMC相比，具有高DD的MMC與軟骨細胞的相互作用更有利于軟骨細胞的增殖和分化，在軟骨修復中應首先考慮這一點。迄今為止，超高分子量殼聚糖很少用于軟骨組織工程。它能有效地促進細胞增殖，其效果優(yōu)于其他分子量的殼聚糖；因此，它在軟骨組織工程領域可能具有很大的潛力。然而，首先需要解決兩個問題。首先是如何獲得超高分子量的殼聚糖。目前，商業(yè)chi-tosan的分子量很少能達到1000kDa以上。二是如何提高超高分子量殼聚糖的流動性，拓寬其應用形式。一個建議是用真菌