壳聚糖构建的组织工程角膜基质的实验研究
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组织工程角膜介绍1.组织工程角膜的现状角膜是位于眼球最前端的一层透明薄膜,为眼睛提供大部分屈光力,其透明度的维持对视觉形成具有至关重要的作用。
加上晶体的屈光力,光线便可准确的聚焦在视网膜上构成影像。
世界上超过1000万人的眼盲是由角膜病引起,是仅次于白内障的第二大致盲主因;临床上角膜疾病占眼科所有疾病的40%,其中80%可以通过角膜移植手术脱盲,所以目前角膜移植是治疗角膜盲的有效手段之一。
角膜主要来源于:活体捐赠、尸体捐赠和人工角膜。
但由于供体角膜不足,术后免疫排斥反应剧烈,致使多数角膜盲病人无法得到及时治疗而失去复明机会。
而传统人工角膜包括光学镜柱(聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅凝胶、玻璃)和周边支架(陶瓷、氟碳聚合物、羟基磷灰石、生物材料、聚四氟乙烯)。
1.1传统人工角膜在几十年的发展中, 部分病人已获得了满意的疗效。
但其限制性是明显存在的。
由于其强度与韧性不足,有一定的透明度, 但不及活体角膜;因此首先是术后视力下降, 人工角膜植入后短期内可获得满意的视觉效果, 但术后一段时间后视力由于并发症等各种原因呈下降趋势。
其次是术后严重并发症的发生率较高。
角膜溶解是人工角膜植入手术最常见的并发症,发生率为21 .6 % -83 %。
1.2组织工程角膜组织工程是应用细胞生物学和工程学原理,构建种子细胞与生物材料的复合体,修复与改善病损组织的形态、结构和功能的一门技术。
构建组织工程角膜替代部分或全层受损角膜的核心是建立细胞与生物材料的三维空间复合体。
构建组织工程角膜必要条件:健康种子细胞、合适的支架材料。
(1)种子细胞:角膜缘干细胞:以角膜缘干细胞为种子细胞构建组织工程角膜上皮的技术比较成熟。
干细胞:具有无限的自我更新能力, 可以分化为多种组织类型的细胞。
随着组织工程研究的不断发展,体外构建组织工程角膜为角膜移植提供了新的希望。
支架材料是构建组织工程角膜的关键环节,既能为细胞提供结构支撑,又能引导组织再生。
壳聚糖在医药领域中的应用研究进展壳聚糖是一种天然的多胺,由葡萄糖和2-乙氨基-2-脱氧-D-葡萄糖组成。
它具有生物相容性、低毒性和可降解性等优点,因此在医药领域中有着广泛的应用前景。
近年来,壳聚糖在药物传递、组织工程、创伤愈合和抗菌等方面的研究取得了显著进展。
壳聚糖在药物传递方面的应用是其中最为重要的研究领域之一。
壳聚糖具有出色的药物负载能力和控释性能,可以将药物固定在其分子结构中,延长药物在体内的停留时间。
此外,壳聚糖还能通过改变pH值、离子强度等环境因素来控制药物的释放速率,提高药物的疗效以及减少副作用。
研究表明,壳聚糖纳米颗粒、壳聚糖微球和壳聚糖水凝胶等药物传递系统在靶向传递、靶向释放以及促进药物吸收等方面表现出优异的性能。
另外,壳聚糖在组织工程领域的应用也受到了广泛关注。
组织工程是一门利用生物材料和细胞来构建人体组织和器官的学科。
壳聚糖作为一种生物可降解的材料,具有良好的生物相容性和组织黏附性,可以作为三维支架来促进组织再生和修复。
研究人员利用壳聚糖的特性,制备了壳聚糖纤维膜、壳聚糖基质和壳聚糖海绵等支架,成功地应用于骨组织工程、软骨修复、神经再生和血管再生等方面。
壳聚糖在组织工程中的广泛应用为人体组织和器官的再生提供了新的思路和方法。
此外,壳聚糖在创伤愈合方面的研究也有着显著的进展。
伤口愈合是人体修复受损组织的一个重要过程,壳聚糖能够通过抑制炎症反应、促进细胞增殖和分化以及加速胶原合成等方式来促进伤口愈合。
研究表明,壳聚糖纳米颗粒和壳聚糖复合材料的应用可以显著地促进创伤愈合的速度和质量。
此外,壳聚糖在创面覆盖和修复方面也有着广泛应用,如壳聚糖纳米纤维膜和壳聚糖纳米凝胶等。
这些研究结果为创伤愈合的治疗和修复提供了新的途径。
最后,壳聚糖还具有优良的抗菌性能,被广泛应用于抗菌药物的合成和抗菌材料的制备。
壳聚糖具有阳离子性,在与阴离子性的细菌细胞膜相互作用时,可以改变细胞膜的渗透性,促使细菌死亡。
壳聚糖微球的制备及研究-开题报告壳聚糖微球的制备及研究摘要:壳聚糖是性能优良的天然黏膜黏着剂,常用于多肽类药物的黏膜给药。
壳聚糖微球除具有壳聚糖本身特点外,在性能上又有新的改善,利用壳聚糖制成的微球可以延长药物在吸收位置的保留时间,达到控释目的。
实验以戊二醛,多聚磷酸钠为交联剂制备微球,通过单因素法考察微球制备工艺。
关键词:微球,壳聚糖,戊二醛,多聚磷酸钠1 研究背景1.1 微球微球是近年来发展的新剂型,它是以清蛋白、明胶、聚乳酸等材料制成的球状载体给药系统,微球中的药物分散或包埋在材料中而形成球状实体,微球直径大小一般为0.3~100μm。
不同粒径范围的微球针对性地作用于不同的靶组织。
这类剂型的开发,对于发展缓控释和靶向给药系统具有重要的意义。
微球的特点药物制备成微球后可达到下述目的:掩盖药物不良气味及口味,如鱼肝油、生物碱类等;提高药物的稳定性,如易氧化的β-胡萝卜素、对水气敏感的阿司匹林等;使液态药物固体化便于应用与储存,如油类、香料、脂溶性维生素等;对缓释或控释药物,可采用惰性基质、薄膜、可生物降解材料、亲水性凝胶等制成微球或微囊,可使药物控释或缓释;使药物浓集于靶区,如治疗指数低的药物或细胞毒素药物(抗癌药)制成微球或微囊的靶向制剂,可将药物浓集于肝或肺等靶区,提高疗效,降低毒副作用;除药物外,可将活细胞或生物活性物质包囊,如胰岛、血红蛋白等包囊,在体内生物活性高,而具有很好的生物相容性和稳定性[1]。
各种微球的制备研究.1 清蛋白微球清蛋白微球制剂是人或动物血清清蛋白与药物一起制成的一种球状制剂。
清蛋白是体内的生物降解物质,注入肌体后,在肌体的作用下逐渐降解后清除,性能稳定、无毒、无抗原性,因此清蛋白微球制剂是理想的控缓释靶向制剂之一。
其制备方法有:热变性法;化学交联法(即用化学交联剂同清蛋白发生交联反应使之变性);聚合物分散法和界面缩聚法等。
.2 聚乳酸、聚乳酸乙醇酸微球聚乳酸(PLA)是一种无毒可生物降解的聚合物,具有很好的生物相容性。
壳聚糖基膜材料的制备、性能与结构表征一、本文概述随着科学技术的不断发展,高分子材料在各个领域的应用越来越广泛。
壳聚糖作为一种天然高分子材料,因其具有良好的生物相容性、生物降解性和无毒无害等特性,被广泛应用于医药、食品、农业、环保等领域。
特别是在膜材料制备方面,壳聚糖基膜材料因其独特的结构和性能,受到了广泛关注。
本文旨在探讨壳聚糖基膜材料的制备方法、性能特点以及结构表征,以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
本文将首先介绍壳聚糖的基本结构和性质,为后续的研究提供理论基础。
随后,将详细阐述壳聚糖基膜材料的制备方法,包括溶液浇铸法、相转化法、静电纺丝法等,并分析各种方法的优缺点。
在此基础上,本文将重点研究壳聚糖基膜材料的性能特点,如机械性能、亲水性、渗透性、生物相容性等,并通过实验数据对比分析不同制备方法对膜材料性能的影响。
本文还将对壳聚糖基膜材料的结构表征进行深入探讨,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等现代分析手段,揭示壳聚糖基膜材料的微观结构和形貌特征。
通过红外光谱(IR)、射线衍射(RD)等分析方法,进一步探讨壳聚糖基膜材料的分子结构和结晶性能。
本文将对壳聚糖基膜材料的应用前景进行展望,分析其在水处理、生物医学、药物载体等领域的潜在应用价值,并提出未来研究的方向和建议。
本文旨在为壳聚糖基膜材料的研究和应用提供全面、系统的理论和实验依据,为推动相关领域的发展做出贡献。
二、壳聚糖基膜材料的制备壳聚糖基膜材料的制备过程通常包括溶液制备、成膜以及后续处理三个主要步骤。
壳聚糖由于其高分子量和良好的水溶性,是制备膜材料的理想选择。
将壳聚糖粉末溶解在适当的溶剂中,常用的溶剂包括醋酸、乳酸等有机酸。
在溶解过程中,需要控制溶液的温度和pH值,以保证壳聚糖能够完全溶解并且保持稳定。
同时,根据需要,可以在溶液中加入增塑剂、交联剂等添加剂,以改善膜材料的性能。
成膜过程是将壳聚糖溶液转化为膜的关键步骤。
壳聚糖的合成方法及应用研究壳聚糖是一种天然多糖,由N-乙基葡糖胺单体通过聚合反应得到。
它在生物医学工程、药物传递系统、环境保护等领域中具有广泛的应用。
本文将探讨壳聚糖的合成方法及其在不同领域的应用研究。
一、壳聚糖的合成方法1. 壳聚糖的酸性水解法酸性水解法是最常见的壳聚糖合成方法之一。
首先,将壳聚糖原料与酸性溶液(如盐酸)反应,使壳聚糖分子链中断,生成壳聚糖片段。
接下来,通过调节pH 值和温度使得酸性水解的壳聚糖片段重新连接形成更长的壳聚糖链。
这种方法简单易行,但需要注意控制反应条件,以避免产生副产物或降解。
2. 壳聚糖的酶催化法酶催化法是一种环境友好的壳聚糖合成方法。
通过使用特定的酶催化剂,可以在温和的条件下将壳聚糖单体聚合成壳聚糖链。
这种方法具有高产率、高选择性和对环境友好等优点,但酶催化剂的成本较高,并且需要优化反应条件。
3. 壳聚糖的还原性修饰法还原性修饰法通过将壳聚糖中的羟基还原为胺基,从而获得更多功能化基团的壳聚糖。
这种方法可以通过氨基化剂(如戊二醛)在合成过程中引入胺基,也可以在合成后通过还原剂(如氢气、亚硫酸氢钠)来实现。
还原性修饰法可以扩展壳聚糖的应用领域,并提供更多的功能化设计空间。
二、壳聚糖的应用研究1. 生物医学工程领域应用壳聚糖在生物医学工程领域具有广泛的应用潜力。
它可以用作药物传递系统的载体,可通过控制粒径、表面修饰和药物包封来实现药物的稳定释放。
壳聚糖也可以用于组织工程和创伤修复中,作为生物可降解的支架材料。
此外,壳聚糖还可用作生物传感器和生物成像试剂,用于检测和监测生物分子。
2. 环境保护领域应用壳聚糖在环境保护领域具有一定的应用潜力。
它可以用于制备高效的吸附剂,可用于水处理中去除重金属离子、有机物污染物等。
壳聚糖还可用于制备可降解的半透膜和膜过滤器,用于废水处理和固体废物处理。
此外,壳聚糖还可用作土壤改良剂和植物生长调节剂,促进植物生长和修复受损的土壤。
3. 肥皂和化妆品领域应用由于壳聚糖具有良好的防腐性和保湿性能,它在肥皂和化妆品领域中也得到了广泛的应用。
玻璃酸钠壳聚糖纳米粒对烧伤角膜新生血管生长的影响鲁静;武士科;陈光;赵越;李丹【摘要】BACKGROUND:Chitosan nanoparticles-encapsuled sodium hyaluronate is an effective drug for the burned cornea. OBJECTIVE:To verify the effect of sodium hyaluronate/chitosan nanoparticles on the neovascularization in burned cornea. METHODS:Thirty Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups, and the model of burned cornea caused by base was established in the rats of model and experimental groups, fol owed by respectively treated with 10μL sodium hyaluronate/chitosan nanoparticle suspension and normal saline, once daily, for consecutive 4 weeks. Rats only given normal saline were used as controls. Four weeks later, the dynamic growth of newly formed blood vessels in the cornea was observed using silt lamp. The levels of tumor necrosis factor-αand interleukin-6 were detected by ELISA, histological changes of the cornea were observed by hematoxylin-eosin staining, and the mRNA expression levels of vascular endothelial growth factor and cyclooxygenase 2 were detected by real-time PCR. RESULTS AND CONCLUSION:Compared with the control group, the area of the newly formed blood vessel and the levels of tumor necrosis factor-α, vascular endothelial growth factor and cyclooxygenase 2 were significantly increased in the model group (P<0.05, P<0.01). In the experimental group, al above indicators were significantly lower than those in the model group (P<0.05). There were a large number of inflammatory cel s andneovascularization in the model group, but only few inflammatory cel s in the experimental group. These results show that sodiumhyaluronate/chitosan nanoparticles can inhibit the neovascularization inthe burned cornea.%背景:将玻璃酸钠制作成由壳聚糖纳米粒包裹而成的药物,可以使药物更好地作用于烧伤角膜。
壳聚糖作为辅助成分在骨组织工程研究中的应用胡玲珑;李海;赵黎【摘要】壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、抗菌性等,可作为药物载体、支架等应用于生物组织工程.壳聚糖溶解性差、力学性能低、骨传导性缺乏等使其在骨组织工程中的广泛应用受到限制.将壳聚糖作为辅助成分与其他生物材料羟基磷灰石、磷酸三钙、聚甲基丙烯酸甲脂、聚乳酸-羟基乙酸共聚物等复合并协同作用,可达到取长补短的作用效果.该文就壳聚糖作为骨组织工程复合材料辅助成分的研究应用作一综述.【期刊名称】《国际骨科学杂志》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】3页(P395-397)【关键词】壳聚糖;骨组织工程;辅助成分【作者】胡玲珑;李海;赵黎【作者单位】200092,上海交通大学医学院附属新华医院小儿骨科;200092,上海交通大学医学院附属新华医院小儿骨科;200092,上海交通大学医学院附属新华医院小儿骨科【正文语种】中文壳聚糖是自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙醇而形成的多聚糖。
由于具有良好的生物相容性、低毒性、抗菌性、免疫调节活性、抗凝作用以及降解产物无毒性、无免疫原性、无致癌性,壳聚糖已广泛应用于医药、食品、化工、化妆品等诸多领域[1,2]。
壳聚糖以上优点也使其成为生物组织工程研究中的自然选择[3],常用作药物载体等[4]。
但壳聚糖存在溶解性差、力学性能低、骨传导性缺乏等缺陷,故在骨组织工程中的应用受到一定限制。
然而,将壳聚糖以辅助成分形式复合至其他仿生材料如生物陶瓷材料、金属植入材料等中,则可取长补短,从而在骨组织工程中发挥更全面有效的作用[5,6]。
1 化学性质甲壳素是自然界生物体中广泛存在的天然多糖,不易溶解于普通溶剂,因此常被转换成脱乙酰衍生物后使用,壳聚糖就是其中最常见的一种。
壳聚糖化学名为β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖,该大分子中的羟基和氨基使其具有较强的化学反应能力,能在特定条件下反应生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物,扩大其应用范围。
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]。
壳聚糖的制备与应用研究正文:壳聚糖是一种天然高分子材料,具有生物相容性、生物降解性和无毒性等优良特性。
近年来,随着人们对生物材料的需求不断增加,壳聚糖的制备与应用也逐渐引起了人们的关注。
一、壳聚糖的制备方法1.壳聚糖的提取方法壳聚糖一般从海产品中提取,其主要方法是酸解法和碱解法。
其中酸解法是通过盐酸或硝酸将贝壳中的碳酸钙酸解,再经过多次洗涤、筛选和干燥等步骤提取壳聚糖。
碱解法则是利用强碱溶液将贝壳中的碳酸钙转化为氢氧化钙,再经过多次洗涤、加酸和干燥等步骤提取壳聚糖。
两种方法各有优缺点,具体选择还需根据实际情况进行考虑。
2.壳聚糖的化学修饰方法壳聚糖的化学修饰方法主要包括烷基化、磺化、酯化、羟基化等。
烷基化是将壳聚糖表面的氨基进行烷基化反应,使其在水中具有更好的分散性和稳定性;磺化则是通过磺酸化反应将壳聚糖表面的氨基转化为磺酸基,以增强其亲水性和离子交换能力;酯化则是利用酸酐基将壳聚糖中的羟基进行酯化反应,以增强其功能性。
羟基化则是在壳聚糖分子上引入羟基,以增强其亲水性和生物活性等方面的性能。
二、壳聚糖的应用研究1.壳聚糖在医药领域的应用壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性,在医药领域中有广泛的应用。
例如,壳聚糖可以用于制备药物缓释剂、口腔贴片、骨修复材料、组织工程等。
此外,壳聚糖还可以作为药物的辅料,用于增加药品的稳定性和生物可利用性。
2.壳聚糖在食品领域的应用壳聚糖在食品领域中也有广泛的应用。
例如,壳聚糖可以用于制备食品包装材料、保鲜剂、食品加工助剂等。
壳聚糖具有良好的生物降解性和生物相容性,不会对人体造成危害,因此在食品包装领域中具有巨大的潜力。
3.壳聚糖在环保领域的应用壳聚糖具有良好的生物降解性和生物相容性,在环保领域中也有广泛的应用。
例如,壳聚糖可以用于制备水处理剂、土壤修复剂等。
此外,壳聚糖还可以用于制备生物降解塑料、生物柴油等环保材料,可以有效地减轻环境污染和资源消耗。
总结:壳聚糖是一种具有广泛应用前景的天然高分子材料。