硫酸软骨素类可注射水凝胶体系及其凝胶化机制

王 芹， 邱钰智， 乔韡华， 董念国， 杨亚江

（1. 华中科技大学化学与化工学院，武汉 430074；2. 华中科技大学同济医学院附属协和医院心脏大血管外科，武汉 430022）

可注射水凝胶，也常称为原位形成的水凝胶。这类材料在室温下和注射到体内前为流体、注射入体内后经物理交联或化学交联原位形成亲水性的具有三维网络结构的半固体凝胶。作为一类新型生物材料，该凝胶已被广泛用于药物递送[1-3]、伤口修复[4, 5]和组织工程[6, 7]等医用领域，具有易操作、微创或无创（通过注射进入某些难以经手术到达的部位）、能形成与缺损部位一致的形状、易于包封细胞和药物且载药量高等优点[8,9]。这类材料通常是由合成聚合物[10,11]、天然聚合物[12,13]和两者的杂化材料[14, 15]构成。本课题组发展了多种合成的温敏纳米凝胶类可注射水凝胶，用于肿瘤的介入栓塞治疗[16,17]。天然聚合物类可注射水凝胶与合成聚合物类的相比，具有更好的生物相容性和生物可降解性，而更适宜用于组织工程等医用领域[5]。目前用于构建可注射水凝胶的天然多糖材料有壳聚糖、肝素、胶原蛋白、透明质酸、海藻酸盐、明胶和硫酸软骨素等[5,18-20]。

以上提到的多糖类可注射水凝胶体系中的硫酸软骨素（ChS）是一种硫酸化糖胺聚糖的异聚体，由交替的1，4-连接的N-乙酰-β-D-半乳糖胺（β-D-GalNAc）和1，3-连接的β-D-葡萄糖醛酸（β-D-GlcA）二糖单元组成。根据硫酸根在乙酰GalNAc和GlcA中取代的数目和位置的不同，ChS可分为多种类型，典型的ChS-O、ChS-A、ChS-B、ChS-C、ChS-D和ChS-E的结构式如图1所示[21]。作为人体内最丰……