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1、可注射水凝胶的制备与应用_魏宏亮 收稿:2003年10月,收修改稿:2004年1月 *国家自然科学基金资助项目(No.20374008)**通讯联系人 e-mail:sainfeng@bit.edu.cn可注射水凝胶的制备与应用*魏宏亮 王连才 张爱英 朱凯强 冯增国**(北京理工大学材料科学与工程学院 北京100081)摘 要 可注射水凝胶在再生医学和药物控释等方面有着广泛的用途,是近年来生物医用材料领域新的研究方向。本文综述了近年来人们在可注射水凝胶制备和应用方面的研究进展,最后展望了其发展前
2、景。关键词 可注射水凝胶 温敏水凝胶 光聚合 自组装 生物相容性 组织工程 再生医学中图分类号:O648·1;R318·08 文献标识码:A 文章编号:1005-281X(2004)06-1008-09PreparationandApplicationsofInjectableHydrogelsWeiHongliang WangLiancai ZhangAiying ZhuKaiqiang FengZengguo**(DepartmentofMaterialPhysicsandChemistry,S
3、choolofMaterialsScienceandEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract Injectablehydrogelshavebeendevelopedforbiomedicalapplications,suchassurgicalreconstruction,controlleddrugreleaseandcellencapsulation.Withrespecttothisnewres
4、earchdirectioninbiomedicalmaterials,recentprogressininjectablehydrogelsandtheirsyntheticmethodologiesandapplicationsaresummarized.Finally,thedevelopmentprospectsofinjectablehydrogelsarealsopresented.Keywords injectablehydrogels;thermo-reponsivehydrogel
5、;photopolymerization;self-assembly;biocompatibi-lity;tissueengineering;regenerativemedicine一、引 言水凝胶是亲水的聚合物网络,它能够吸收大量的水分,但由于聚合物链间的物理交联和化学交联作用而不会溶解于水中,只能溶涨且保持一定的形状。水凝胶具有良好的生物相容性、水渗透性,而且通过人工合成可得到不同微观结构和性能的水凝胶材料,这些性质使水凝胶在生物医学领域获得了广泛的应用。众所周知,除骨、齿、指甲和皮肤外层之外,
6、哺乳动物组织大多是由蛋白质和聚多糖网络组成的含有大量水的凝胶材料[1],这样就保证器官能够高效地输送离子和分子,同时又保持固态。可以毫不夸张地说,生命是在水凝胶中孕育、产生和成长的,水凝胶的研究对揭示生命现象具有重要意义。正是由于水凝胶独特的性能,对水凝胶的合成、超分子结构与性能的关系以及在再生医学等领域中的应用研究十分活跃。其中,可注射水凝胶的研究尤其引人注目,如在再生医学领域,可注射水凝胶可用于生物活性分子控释、细胞的包埋以及用作组织支架材料等方面。水凝胶在体内原位形成,这样就可避免外科手术过程
7、中的高度创伤性,加速愈合、减少病人痛苦、降低医疗费用。特别当用于修复复杂形状的组织时,可注射水凝胶具有自适应性,可体温固化,这是一般水凝胶不可比拟的。可以说,可注射水凝胶是未来生物医用材料应用发展的重要方向之一。 本文对近年来有关可注射水凝胶的文献进行了总结归纳,根据形成原理,将可注射水凝胶分为化学交联水凝胶和物理交联水凝胶两大类。化学交联水凝胶可分为交联剂交联水凝胶、辐射交联水凝胶、光第16卷第6期2004年11月化 学 进 展PROGRESSINCHEMISTRYVol.16No.6 Nov
8、.,2004引发交联水凝胶等类型;物理交联可分为温敏水凝胶和分子自组装水凝胶等类型。本文对它们的制备方法、结构与性能的关系及应用情况分别进行了论述,同时介绍了我们实验室在分子自组装水凝胶领域的研究情况。二、可注射水凝胶的制备、分类与应用1·化学交联可注射水凝胶这类水凝胶中,分子链间通过共价键或离子键交联形成三维网络结构,按照形成交联时的条件可分为以下几类。(1)交联剂交联交联剂交联水凝胶,即通过选择合适的单体与交联剂,然后将其通过注射引入体内,体温下原位交联形成水凝胶
