海藻酸水凝胶微球的制备及性能研究(2)
组织工程的不断发展，促进了医疗模式的革命。医疗模式的传统做法是“以伤治伤”，例如外科重建、器官移植等等，又称为“第一代医疗模式”。第二代医疗模式实质上是一种基于细胞的医疗模式，与基因治疗结合起来，通过对活细胞成分进行适当的遗传操作，针对是针对蛋白质及重组DNA技术，是一种新兴医疗模式。第三代医疗模式则是基于组织工程的方法，主要包括：将含有组织工程的支架置于体外或体内，来替代病理组织工作；通过在体内植入含有活细胞成分的支架，诱导细胞生长并促进功能组织再生；在移植手术中用体外培养的人体组织替换或修复病理组织。因为器官移植和同种异体组织的供应来源很有限，异体移植一直是研究热点[4]。
可注射支架和预成型支架，是两种主要的组织工程三文支架。预成型支架在体外制备且具有固定形状，具有特定微观结构，不仅细胞能深入支架内部生长，而且可以使代谢产物和营养物质深入支架内部与细胞进行交换，达到立体培养的目标[5]。这类支架的微观结构，如孔径和孔隙率等参数较方便调控，能够保持宏观性状，且能进行二次加工，缺点是必须通过外科手术植入[6]。而可注射型组织工程支架则致力于最大限度减小植入给肌体组织带来的损伤，对于治疗形状不规则的组织缺损更为适合，符合微创外科技术未来发展的趋势[7]。
1.2 海藻酸钠
海藻酸盐是一种天然多糖类，多糖与核酸、蛋白质是与人类关系紧密的三大类天然高分子。海藻酸钠大部分来源于天然海藻，它是一种由α-L-古洛糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)组成的聚阴离子多糖钠盐。这些块体组成三种不同的高分子片段：连续的G，连续的M和交替的MG。其中G是M在C-5位的立体异构体。M单元的生物相容性较G单元优良，而G单元的刚性大于M单元。图1.1表示了G和M的结构式及其连接方式。
图1.1 海藻酸的化学结构
由图1.1可知，一定长度的M嵌段、G嵌段和GM交替嵌段组成海藻酸盐结构。不对称的三聚糖可能分布在均匀的多嵌段终端，例如以G为中心单位的MGG和GGM和以M为中心单位的GMM和MMG。在立体结构上G和M差异很大，这使得在海藻酸盐与二价阳离子反应生成凝胶的过程中，二者的作用有所差别。通常可以用M、G组分的摩尔比值M/G来表示二者的含量，因此M/G比值在表征海藻酸盐凝胶化能力和分子特性方面是一个重要参数[8]。
海藻酸钠呈粉末状，外观是淡黄色或白色，低热无毒，几乎无臭无，易溶于水, 糊化性能良好，加入温水使之膨化，吸湿性强，持水性能好，不溶于酸、乙醇、乙醚
和氯仿(pH<3)。pH值在6-11之间时海藻酸钠稳定性较好，低于6时不溶于水，析出海藻酸；高于11时会发生凝聚。pH值为7时，海藻酸钠溶液黏度最大，但会随温度变高而迅速下降。遇到碱金属(钠、钾)，海藻酸钠不会发生凝冻，但遇到一些重金属离子或者强酸、强碱时，海藻酸凝成块状[9]。
海藻酸钠作为生物材料特别是作为支撑基体或者运载系统有广泛的应用，这让研究者很感兴趣。由于其在生物相容性，生物降解性，无毒性和螯合能力的杰出表现，海藻酸钠已经被广泛的应用在组织工程，药物运载和防止胃反流等生物医学领域。在温和的条件下，与二价阳离子螯合是最简单的制备海藻酸钠水凝胶溶液的方法。由于海藻酸钠这种天然多糖展现了pH依赖的阴离子性质，它可以与阳离子聚合物和蛋白聚糖相互作用。因此，阳离子药物和分子的运载系统可以通过简单的分子相互作用力获得[10]。
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