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1、可注射水凝膠的制備與應用_魏宏亮 收稿:2003年10月,收修改稿:2004年1月 *國家自然科學基金資助項目(No.20374008)**通訊聯(lián)系人 e-mail:sainfeng@bit.edu.cn可注射水凝膠的制備與應用*魏宏亮 王連才 張愛英 朱凱強 馮增國**(北京理工大學材料科學與工程學院 北京100081)摘 要 可注射水凝膠在再生醫(yī)學和藥物控釋等方面有著廣泛的用途,是近年來生物醫(yī)用材料領域新的研究方向。本文綜述了近年來人們在可注射水凝膠制備和應用方面的研究進展,最后展望了其發(fā)展前景。關鍵詞 可注射水凝膠 溫敏水凝膠 光聚合 自組
2、裝 生物相容性 組織工程 再生醫(yī)學中圖分類號:O648·1;R318·08 文獻標識碼:A 文章編號:1005-281X(2004)06-1008-09PreparationandApplicationsofInjectableHydrogelsWeiHongliang WangLiancai ZhangAiying ZhuKaiqiang FengZengguo**(DepartmentofMaterialPhysicsandChemistry,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeijingInsti
3、tuteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract Injectablehydrogelshavebeendevelopedforbiomedicalapplications,suchassurgicalreconstruction,controlleddrugreleaseandcellencapsulation.Withrespecttothisnewresearchdirectioninbiomedicalmaterials,recentprogressininjectablehydrogelsandt
4、heirsyntheticmethodologiesandapplicationsaresummarized.Finally,thedevelopmentprospectsofinjectablehydrogelsarealsopresented.Keywords injectablehydrogels;thermo-reponsivehydrogel;photopolymerization;self-assembly;biocompatibi-lity;tissueengineering;regenerativemedicine一、引 言水凝膠是
5、親水的聚合物網絡,它能夠吸收大量的水分,但由于聚合物鏈間的物理交聯(lián)和化學交聯(lián)作用而不會溶解于水中,只能溶漲且保持一定的形狀。水凝膠具有良好的生物相容性、水滲透性,而且通過人工合成可得到不同微觀結構和性能的水凝膠材料,這些性質使水凝膠在生物醫(yī)學領域獲得了廣泛的應用。眾所周知,除骨、齒、指甲和皮膚外層之外,哺乳動物組織大多是由蛋白質和聚多糖網絡組成的含有大量水的凝膠材料[1],這樣就保證器官能夠高效地輸送離子和分子,同時又保持固態(tài)?？梢院敛豢鋸埖卣f,生命是在水凝膠中孕育、產生和成長的,水凝膠的研究對揭示生命現(xiàn)象具有重要意義。正是由于水凝膠獨特的性能,對
6、水凝膠的合成、超分子結構與性能的關系以及在再生醫(yī)學等領域中的應用研究十分活躍。其中,可注射水凝膠的研究尤其引人注目,如在再生醫(yī)學領域,可注射水凝膠可用于生物活性分子控釋、細胞的包埋以及用作組織支架材料等方面。水凝膠在體內原位形成,這樣就可避免外科手術過程中的高度創(chuàng)傷性,加速愈合、減少病人痛苦、降低醫(yī)療費用。特別當用于修復復雜形狀的組織時,可注射水凝膠具有自適應性,可體溫固化,這是一般水凝膠不可比擬的?？梢哉f,可注射水凝膠是未來生物醫(yī)用材料應用發(fā)展的重要方向之一?！ ”疚膶陙碛嘘P可注射水凝膠的文獻進行了總結歸納,根據形成原理,將可注射水凝膠分為
7、化學交聯(lián)水凝膠和物理交聯(lián)水凝膠兩大類?；瘜W交聯(lián)水凝膠可分為交聯(lián)劑交聯(lián)水凝膠、輻射交聯(lián)水凝膠、光第16卷第6期2004年11月化 學 進 展PROGRESSINCHEMISTRYVol.16No.6 Nov.,2004引發(fā)交聯(lián)水凝膠等類型;物理交聯(lián)可分為溫敏水凝膠和分子自組裝水凝膠等類型。本文對它們的制備方法、結構與性能的關系及應用情況分別進行了論述,同時介紹了我們實驗室在分子自組裝水凝膠領域的研究情況。二、可注射水凝膠的制備、分類與應用1·化學交聯(lián)可注射水凝膠這類水凝膠中,分子鏈間通過共價鍵或離子鍵交聯(lián)形成三維網絡結構,按照形成交聯(lián)時的條件可分為以
8、下幾類。(1)交聯(lián)劑交聯(lián)交聯(lián)劑交聯(lián)水凝膠,即通過選擇合適的單體與交聯(lián)劑,然后將其通過注射引入體內,體溫下原位交聯(lián)形成水凝膠
