新型水凝胶材料修复关节软骨损伤研究进展

白浪 韩启斌 杨兴 郝跃峰

近年来，在传统水凝胶材料研究的基础上开发新型水凝胶材料，已经成为修复软骨损伤的研究热点。水凝胶是由亲水性聚合物经水膨胀后形成的一种交联网络材料，含水量、弹性、柔软性、力学强度及孔隙率均较高，适宜负载药物和细胞。过去由于技术条件的限制，水凝胶材料在修复关节软骨损伤方面的诸多优势没能够有效发挥。目前，通过改性、杂化等新技术制备的新型水凝胶材料越来越受到重视。

1 天然高分子水凝胶

1.1 壳聚糖水凝胶

壳聚糖是由β-氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖单元组成的聚阳离子线性多糖，来源于几丁质。壳聚糖链上有带正电荷的氨基，便于药物结合及功能基团接入。Yu等[1]通过形成亚胺键连接功能基团，制备了pH敏感型壳聚糖水凝胶，该水凝胶可根据关节软骨损伤处关节液pH值变化适应性地改变体积，并适时输送负载药物修复软骨。同时，壳聚糖具有优异的细胞黏附性，因此壳聚糖水凝胶可广泛应用于负载间充质干细胞(MSC)[2-3]。Ravundran等[2]以壳聚糖水凝胶为主体并结合细胞外基质制备了一种软骨支架，该支架不仅可以负载MSC并支持MSC在支架内增殖、分化，而且其中可阻碍干细胞向软骨细胞分化的血管内皮生长因子及骨形态发生蛋白-2含量均极低，有利于软骨组织修复。然而，该研究中的壳聚糖水凝胶也存在溶解度低、黏度高及力学强度差等缺陷，可能阻碍透明软骨产生。

将壳聚糖与其他材料杂化已经成为克服壳聚糖水凝胶溶解度低、黏度过高及力学强度差等缺点的热门解决方案。……