壳聚糖水凝胶作为药物载体在药物控释方面应用的研究
dayin壳聚糖_海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物控释中的应用
河北科技师范学院学报 第24卷第1期,2010年3月Journal of Hebei Nor mal University of Science &Technol ogy Vol .24No .1March 2010壳聚糖/海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物控释中的应用郑学芳,刘 纯,廉 琪,贾丹丹,田宏燕,王东军3(河北科技师范学院理化学院,河北秦皇岛,066600)摘要:以戊二醛(G A )为交联剂,壳聚糖作为聚阳离子组分,海藻酸钠作为聚阴离子组分,制备了壳聚糖(CS )海藻酸钠(S A )水凝胶。
探讨了改变溶液的pH 值和交联剂用量等条件对两种水凝胶溶胀性能的影响。
交联剂含量、pH 对CS 2S A 水凝胶溶胀率的影响较大,且在酸性条件下的水凝胶的溶胀率远大于碱性条件下的溶胀率,包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白(BS A )释放随载药介质的pH 值的变化而显著不同,pH 值为1.0条件下载药的水凝胶释药率大于pH 值为7.4,9.18条件下的释药率。
关键词:壳聚糖;海藻酸钠;牛血清蛋白;控制释放中图分类号:O636.1 文献标志码:A 文章编号:167227983(2010)0120008204水凝胶对外界刺激如pH 值、溶剂、盐浓度、光等能产生相应的体积变化,广泛应用于药物控制释放、固定化酶、物料萃取、生物材料培养、提纯、蛋白酶的活性控制等领域[2～4]。
壳聚糖(CS )作为一种带正电荷的天然多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性[5]。
由于其具有良好的吸水保湿性能[6],作为水凝胶,在药物控制释放上具有良好的发展前途。
海藻酸钠(S A )是一种广泛存在于各类棕色海藻中的天然高分子,可与多价阳离子形成简单的凝胶,成胶条件温和,该类凝胶对机体无毒性,适合作为药物包埋材料。
笔者以戊二醛为交联剂,壳聚糖作为聚阳离子组分,海藻酸钠作为聚阴离子组分制备壳聚糖/海藻酸钠水凝胶(CS 2S A ),并通过改变溶液的pH 值和交联剂用量等因素来探讨水凝胶的溶胀性能变化。
壳聚糖的制备方法及其应用领域探析
壳聚糖的制备方法及其应用领域探析壳聚糖是一种多功能、环境友好的天然聚合物，广泛应用于生物医学、食品、纺织品等领域。
本文将探讨壳聚糖的制备方法以及其应用领域，旨在全面了解壳聚糖的价值与潜力。
一、壳聚糖制备方法1. 壳聚糖来源壳聚糖是一种从海洋生物废料中提取的天然聚合物，常见的来源包括虾、蟹、贝壳等。
这些废料经过化学处理和提取，可以得到高纯度的壳聚糖。
2. 壳聚糖提取方法壳聚糖的提取通常包括以下步骤：脱蛋白、去矿物质、去色素、去脂肪、溶解、过滤和干燥。
这些步骤可以通过酸碱处理、酶解等方法来实现。
3. 壳聚糖的化学修饰壳聚糖的化学修饰是为了改变其性质和功能。
常见的修饰方法包括磺化、羟甲基化、醛基化等。
这些修饰可以改变壳聚糖的水溶性、降解性和生物活性。
二、壳聚糖的应用领域1. 医药领域壳聚糖在医药领域具有广泛的应用。
首先，壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，可以作为药物给药载体，用于控释药物。
其次，壳聚糖作为药物包装材料，可以延缓药物的释放速度，提高药物的稳定性。
此外，壳聚糖还可以用于制备仿生组织工程材料，如人工血管、骨替代材料等。
2. 食品领域壳聚糖在食品领域具有重要的应用价值。
首先，壳聚糖作为天然的防腐剂和抗菌剂，可以用于食品的保鲜和延长货架期。
其次，壳聚糖作为食品添加剂，可以改善食品的质地和稳定性。
此外，壳聚糖还可以用于食品包装材料的制备，提高包装材料的降解性和生物降解性。
3. 环境领域壳聚糖在环境领域也有着广泛的应用。
首先，壳聚糖可以作为吸附剂，用于废水处理和重金属污染物的去除。
其次，壳聚糖可以用于制备环境友好型的农药和肥料，减少农业对环境的污染。
此外，壳聚糖还可以用于制备可降解的塑料和纺织品，减少塑料和纺织品对环境的影响。
4. 其他领域除了医药、食品和环境领域，壳聚糖还具有应用于纺织品、化妆品、印刷等领域的潜力。
壳聚糖可以用于制备具有抗菌、抗菌、UV防护等功能的纺织品；可以作为天然的护肤品原料，具有保湿、抗皱、抗氧化等功效；可以用于制备环保型的印刷油墨和染料。
壳聚糖微胶囊的制备与药物控释研究
壳聚糖微胶囊的制备与药物控释研究壳聚糖微胶囊是一种常用的药物载体，具有良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于药物控释研究中。
本文将介绍壳聚糖微胶囊的制备方法以及在药物控释中的应用。
壳聚糖微胶囊的制备方法通常有几种常见的方式，包括化学交联法、物理固化法和喷雾干燥法等。
化学交联法是一种常用的方法，其步骤包括将壳聚糖与交联剂进行混合，进而通过交联反应形成微胶囊。
该方法制备的壳聚糖微胶囊具有较高的交联度和稳定性，适用于长期控释的药物。
物理固化法是一种相对简单的方法，通过冻干或喷射流化床干燥等步骤，将壳聚糖和药物共混形成微胶囊。
这种方法操作简便，适用于热敏性药物的控释。
喷雾干燥法是一种通过气流将壳聚糖溶液的微粒喷雾到热风中干燥形成微胶囊的方法。
该方法具有工艺简单，制备速度快的优点。
壳聚糖微胶囊在药物控释中的应用主要体现在两个方面，即控释性能和应用范围。
壳聚糖微胶囊具有良好的控释性能，可以实现药物缓慢释放或定时释放的效果。
这主要得益于壳聚糖微胶囊的物理结构和化学性质。
壳聚糖微胶囊通常具有多孔结构，这可以增强药物的包裹性和控释性能，使药物在体内缓慢释放。
同时，壳聚糖微胶囊在胃酸等特定环境下可逐渐溶解，从而实现对药物的控制释放。
此外，壳聚糖微胶囊还可以通过改变壳聚糖的交联度、粒径和包裹量等参数来调节药物的释放速率和时间，以满足不同药物的需求。
壳聚糖微胶囊在药物控释中的应用范围广泛，主要包括口服给药、局部给药和靶向给药等方面。
口服给药是常见的药物给予方式，壳聚糖微胶囊在口服给药中具有良好的稳定性和缓慢释放的特点。
对于一些需要长时间维持药物浓度的药物，壳聚糖微胶囊可以提供更好的控释效果。
局部给药主要用于皮肤、眼部和鼻腔等局部疾病的治疗，壳聚糖微胶囊在局部给药中具有较好的粘附性和黏附性，可以有效提高药物在局部的停留时间和吸收率。
靶向给药是一种精准的治疗方式，壳聚糖微胶囊可通过修饰表面活性剂、聚乙二醇等方式，增强微胶囊与靶标细胞的亲和性，从而减少药物对非靶标细胞的毒副作用并增强治疗效果。
壳聚糖作为药物载体在医学领域中的应用
壳聚糖作为药物载体在医学领域中的应用摘要：壳聚糖的理化性质、生物活性以及安全性都符合作为药物载体的标准，药物包封于壳聚糖后其释放主要决定壳聚糖的生物降解和溶蚀，控制药物释药的浓度和时间，使药物的释放时间明显延长，对疾病治疗另辟了新的方法和途径。
关键字：壳聚糖药物载体医学应用前言作为新型药物输送和控释载体，可生物降解的聚合物纳米粒子，特别是基于多糖的纳米微球和纳米微囊，因其具有良好的生物相容性、超细粒径、合理的体内分布和高效的药物利用率，近年日益受到广泛关注。
可生物降解聚合物纳米微粒不仅可增强药物的稳定性、提高疗效、降低毒副作用，而且可有效地越过许多生物屏障和组织间隙到达病灶部位，从而更有效地对药物进行靶向输送和控制释放，是包埋多肽、蛋白质、核酸、疫苗一类生物活性大分子药物的理想载体[1]。
壳聚糖是一种生物可降解的高分子聚合物，由于其良好的生物可降解性、对生物黏膜较强的黏附性、无毒性及组织相容性，是一种理想的药物载体。
由壳聚糖制备的纳米微球可以能够提高药物的稳定性、提高了疏水性药物的溶解度、改变给药途径、增加药物的吸收、提高药物的生物利用度、降低药物的不良反应等特点；也可以缓释、控释、靶向释放药物等。
因此，壳聚糖纳米微球作为药物载体有着巨大的应用潜力。
1.1壳聚糖的物理化学及生物学性质随着对其物理化学和生物特性的不断揭示，壳聚糖基纳米微粒现已被认为是一类极具应用前景的药物控释载体，特别适用于具有生物活性大分子药物的包埋和释放。
从技术角度来看，壳聚糖最重要的优势在于它的可溶性和带正电性，这些特点使其在液态介质中可与带负电荷的聚合物、大分子甚至一些聚阴离子相互作用，由此发生的溶胶-凝胶转变过程则可方便地用于载药纳米微粒的制备；从生物药剂角度来看，壳聚糖纳米微粒具有附着在生物体粘膜表面的特性，这使得它尤其适用于粘膜药物的靶向输送。
黄小龙等[2]通过实验证明了壳聚糖纳米粒子能打开小肠上皮细胞间紧密的节点，使大分子药物更易越过上皮组织、增加药物在小肠内的吸收；Luessen等[3]用壳聚糖纳米微粒包埋多肽类药物-布舍若林，发现药物在小鼠体内吸收的生物利用度达5.1％，而未被包埋药物的生物利用度仅为0.1％。
壳聚糖药物控释剂的应用研究进展
间。
０ｎ ａ ｏ
聚糖等） 。壳聚糖作为一 种资源丰 富的天然 高分子 化合 物 ，
因其不仅具有 良好的生物相容性 、 生物黏附性 、 低毒性 、 易降 解吸收 ， 而且还具有 消炎 、 菌 、 抗 止血 、 制癌细胞 转移［］ 抑 等 大多数聚合物所 不具 有 的功能 ， 为了药 物控 释剂 的新 热 成 点 ， 用研究非常广泛 。本文就壳 聚糖作 为药物 的控 制释放 应 载体在医学领域的应用研 究作简要综述 。
性病 ， 内分 泌系统慢性疾病等医药领域 中的应 用研究作简要综述 。
关键 词 ：壳聚糖； 控释剂； 剂型
Ａｐ ｉａ ｉ ｎ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｐｌ ｔｏ ｏ ｒ ｓ ｆＣｈｉｏ ａ － ａ ｅ ｎｔ ｏ ｌ ｄ－ｅ ｅ ｅ Ｄｒ ｇ ｃ ｔ ｓ ｎ－ ｓ ｄ Ｃｏ ｒ ｌｅ － ｌ ａ ｕ ｂ ｒ ｓ
目前主要用高分 子材 料作 为控 释 剂 ， 由于 生物 相容 性 差、 含毒性物质 、 以降解等 因素 ， 难 合成 的高分子 （ 聚乳 酸 、 如 聚丙烯酸酯等） 的研究 不如天然 高分子 （ 明胶 、 维素 、 如 纤 壳
代丁二酸／ 己烷反相胶束 体系 中， 正 制得包 载蛋 白质药 物的
ＱＵＡＮ ｉ ａ Ｗｅ— ｎ，Ｃ ｎ ＬＩ Ｓｉ ｏ ｇ ｙ ＡＩ Ｙｉｇ， — ｎ ｄ
（ ｏｌ ｅ ｆ ｃ ｎ ｅ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｃａ ｉ ｒｉ ，Ｚ ａ ａ ｇ ２ ０ ８ ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｉ ｃ ， ａ ｇ ｏ ｇＯ ｅｎＵｎ ｅｓ ｙ ｈ Ｎｉ ５ ４ ８ ，Ｃ ｉａ ｅ ｏＳｅ ｖ ｔ ｎ
壳聚糖在医药领域中的应用研究进展
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。
释药用壳聚糖温敏凝胶体内外形态与溶蚀降解研究
摘 要 ：壳聚糖（Ｔ ） 油磷酸钠（Ｐ反向温敏水凝胶 ，可用作药物注射埋植的控释材料 。今对 比研究 了Ｃ Ｓ Ｇ 凝 Ｃ Ｓ／ 甘 Ｇ） Ｔ ，Ｐ
胶体外（Ｂ ） Ｐ Ｓ和体 Ｉ（Ｄ大 鼠皮下） ￣Ｓ 的存在状态和溶蚀降解特 征。 凝胶在 Ｓ Ｄ大 鼠皮下被疏松 纤维囊壁包裹 ， 周边组织 对 未产生毒性 ，生物相容性 良好。受体内渗透压 、 Ｈ值 、生理反应等影响 ， ｐ 凝胶 的体 内外存在状态和溶蚀降解存在显著
Ｈｙｄ ｏ ｅ ｓＤｒ ｇ Ｒｅ ｅ ｓ ａ ｒ ｘ ｒ ｇ ｌ ｕ ｌ ａ ｅＭ ｔ ｉ ａ
ＺＨＡＯ ｉｎ ＪＡＮＧ ｏ— ｉｎ Ｓ Ｊａ ｇ ， Ｉ Ｇｕ ｑ ａ ｇ ， ＵＮ ｉ－ｉ ＺＨＡＮＧ ｏ ， ＤＩ Ｊ ａｌ ， － － Ｋｕ ＮＧ － ｉ Ｆｕ ｘ ｎ
壳聚糖在药物传输中作用机制探索
壳聚糖在药物传输中作用机制探索壳聚糖是一种天然的多糖聚合物，被广泛应用于药物传输系统中。
它具有许多优异的特性，如生物相容性、可降解性、低毒性和可调控性等，为药物传输提供了独特的平台。
本文将探索壳聚糖在药物传输中的作用机制，深入探讨其在药物传递的过程中发挥的关键作用。
首先，壳聚糖在药物传输中起到了载体的作用。
壳聚糖具有良好的溶解性和可溶胀性，在水溶液中可以形成胶束、纳米粒子和微球等形态。
这种形态使得壳聚糖能够有效地包封和稳定药物分子，保护药物免受外界环境的影响。
同时，壳聚糖的药物载运系统也提供了一种便捷的方式，能够将药物有效地运送到目标部位。
其次，壳聚糖在药物传输中还具有控释效应。
壳聚糖的结构特点使得其能够实现药物的控制释放，从而满足药物的持续治疗需求。
壳聚糖膜在药物传递过程中可以通过膜的渗透性、扩散速率和溶解速率来调节药物的释放速度和时效。
这种控释效应可以保持药物浓度的稳定，减少药物的毒副作用，提高药物的疗效。
此外，壳聚糖在药物传输中还能够提高药物的稳定性。
壳聚糖作为一种多糖聚合物，具有良好的多功能性，可以与药物形成氢键、离子键或共价键等相互作用，从而改变药物的物理化学性质，增强药物的稳定性。
壳聚糖还可以作为一种保护剂，保护药物不受光、温度和湿度等外界因素的影响。
此外，壳聚糖还能够提高药物的吸收性。
壳聚糖具有良好的黏附性和渗透性，可以快速吸附在生物界面上，并通过形成氢键和离子键等相互作用增加药物的吸附量和吸收率。
壳聚糖还可以通过改变细胞膜的渗透性和通透性，促进药物的跨膜传输。
这些特性使得壳聚糖成为一种理想的药物传输载体，可以提高药物的生物利用度和治疗效果。
综上所述，壳聚糖在药物传输中发挥了重要的作用。
它不仅可以作为药物的载体，保护药物并提高药物的稳定性，还能实现药物的控释和提高药物的吸收性。
壳聚糖作为一种理想的药物传输载体，具有广阔的应用前景。
未来的研究还可以进一步深入探索壳聚糖在药物传输中的机制，优化壳聚糖的结构和性能，提高其在药物传输中的应用效果，为药物的治疗提供更好的方案。
壳聚糖作为药物载体的应用研究
壳聚糖作为药物载体的应用研究壳聚糖，是一种天然高分子聚合物，由葡萄糖-胺基葡萄糖构成，是生物体内结构的基础，因此具有生物相容性好、可降解性、低毒性等特点，被广泛应用于生物医学领域。
其中，壳聚糖作为药物载体在医药领域得到广泛应用。
壳聚糖作为药物载体的应用研究可以从以下几个方面入手。
一、药物负载与控释药物负载是指将药物分子通过化学结合、吸附或物理混合等方式与载体结合，形成复合体，以提高药物的生物利用度和治疗效果。
而壳聚糖因具有良好的物理化学性质和结构特点，可以把许多相对较小的分子、多肽、蛋白质等药物结合到其上方便其输送到目标部位，同时还可以将药物通过壳聚糖的结构进行控释，减少药物对人体产生的不良反应，提高疗效。
近年来，壳聚糖作为药物载体的研究越来越受到关注。
二、成型技术目前，制备壳聚糖药物载体的技术主要有溶液混凝法、电喷雾法、共析法等。
溶液混凝法是一种成本低、操作简单的制备载体的方法，通过将壳聚糖在化学试剂的作用下形成凝胶进而形成载体。
电喷雾法与共析法是制备微型药物载体的主要方法，这些技术可以制备尺寸均匀的壳聚糖微球，并且可以通过改变操作条件来实现不同尺寸、不同药物的负载情况。
三、靶向输送壳聚糖药物载体不仅可以通过药物的控释和负载提高治疗效果，还可以利用壳聚糖自身的结构特点实现靶向输送。
壳聚糖在酸性环境下存在阳离子，可以与细胞负电性差异表现出的阴离子表面进行靶向治疗。
通过加入特定的靶向肽或是大分子，还可以实现对特定细胞、器官的靶向输送。
四、临床应用目前，壳聚糖作为药物载体在药物疗法、细胞治疗、组织工程及急救医疗等领域得到了广泛应用。
以药物疗法为例，壳聚糖可作为微球状、纳米粒子状、载体状药物制剂，通过道路中把药物输送到病患的需要部位。
此外，壳聚糖药物载体还可以在口腔、鼻腔、眼球、皮肤等疾病治疗中得到广泛应用。
总之，壳聚糖作为药物载体具有许多优点，一方面可以提高药物的生物利用度和治疗效果，另一方面可以减少药物对人体产生的不良反应。
壳聚糖在药物载体中的应用进展
制 备简单、来源 丰富、有较强 的亲水性 ；可被体 内溶 菌 酶、胃蛋 白酶等 多种 酶生物降解 Ｉ，降解产物无毒 ， １ ］ 且 能被 生物体完 全吸收 ；而且具有抗酸 ，抗凝血 ，抗
溃疡等 的能力 ，可阻止或 减弱药物在 胃中造成 的刺痛
提高疗效 。 Ｊ ｌ 壳聚糖膜 ＿ ２
反应 。另外 ，在 酸性环境 中壳聚糖基质能形成漂浮并 逐渐膨胀 。这 些特 点使壳聚糖 成为一种理想 的药物 缓释材料 。 １ 壳聚糖作为药 物载体 的剂型 １１ 壳聚糖纳 米粒 ．
纳米 级聚合物粒子作为药物传递和控释 的载体 ， 由于其超微小 的体积 ，合理的体 内分布和高效 的药物
ｇ ｏ ｈ ｒ ｃ ｕ ｃｌｒｌａｉｇ ｃｒｉｒｆ ｒｌｔ ｆｐ ｏ ｅｔ ｓ ｓｃ ｓｓｕ ｄ ｔｓ ｅｃ ｍｐ ｔ ｉｔ，ｖｒｏ ｓｂｏｏ ｉ ｃ ｖｔ，ｏ ｔｘｃｔ， ａｙ ｏ ｄｐ ａｍａｅ ｔ ａ ｅｅｓ ａｒ ｏ ｓｏ ｒｐ ｒｅ ， ｕ ｈ ａ ｏ ｎ ｉ ｕ ｏ ａｉ ｌｙ ａｉｕ ｉｌｇｃａ ｔ ｉ ｌｗ ｏ ｉｉ ｅｓ ｉ ｎ ｅ ｏ ｉ ｓ ｂｉ ｉ ｙ ｙ
维普资讯
《 硗代食品科技》
ＭｏｅｎＦｏ ｉ ｃ ｄ ｅｈ ｏ ｇ ｄｒ ｏｄ ｃ ｎｅ ｎ ｃｎｌ ｙ Ｓｅ ａ Ｔ ｏ
Ｖ １３ ｏ ｆ ９） ｏ２ Ｎ ． 总 ７ ． ７
壳聚糖在药物载体 中的应用进展
董岩 ，张群正 ，李陕西 西安 ７０６ ） ￣－ Ｙ １０５
摘要：壳聚糖作为一种资源丰富的新型天然高 分子化合物， 一种理化性质优 良的多 糖化合物 ， 具有组织相蓉 Ｉ好、 生 生物学活性多
样、 低毒性、易于吸收等特点， 是—种良好的药物释放载体。文章综述了壳聚糖在作为药物缓释载体时的生物学特点、 类型及其在临
壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用
壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用壳聚糖是一种天然产物，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物
可吸收性，因此在药物控释领域受到了广泛的关注。
壳聚糖水凝胶是一种
基于壳聚糖制备的可逆性凝胶，其具有物理稳定性、生物相容性和生物可
降解性等优点，成为了一种理想的药物控释载体。
壳聚糖水凝胶的制备主要包括化学交联、物理交联和嗜酸性交联等方法。
其中，化学交联是最常用的方法之一，通过交联剂与壳聚糖之间的化
学反应来形成水凝胶。
而物理交联则是通过壳聚糖分子之间的非共价作用
来形成凝胶，例如离子凝胶、复杂凝胶和共价交联凝胶等。
嗜酸性交联则
是利用壳聚糖在酸性条件下具有的带负电性质，与多价阳离子形成凝胶的
方法，如与聚醚型多肽物质的交联。
壳聚糖水凝胶作为药物控释载体，在药物释放中具有良好的应用前景。
其优点在于可以实现可控释放和持续释放药物的目的，同时避免药物的过
早释放和过量释放等问题。
此外，壳聚糖水凝胶还可以改善药物的溶解度、稳定性和生物利用度等方面，提高药效。
壳聚糖水凝胶可以应用于多种药
物的控释，例如抗生素、生长因子、蛋白质和基因等。
在药物控释领域的
应用也越来越广泛。
水凝胶作为眼部药物控释系统载体的研究进展
D O I :１０．３９６９/j．i s s n ．２０９６－６１１３．２０２１．０１．０２６引用格式:王㊀争,梁㊀亮,陈玢琳．水凝胶作为眼部药物控释系统载体的研究进展[J ]．巴楚医学,２０２１,４(１):１１５Ｇ１１９．基金项目:国家自然科学基金项目(N o :８１７７０９２０)作者简介:王㊀争,女,硕士在读,主要从事眼科疾病研究.E Ｇm a i l :１０３３５６３９７０＠q q．c o m 通讯作者:梁㊀亮,男,博士,教授㊁主任医师,主要从事眼科疾病研究.E Ｇm a i l :l i a n g l i a n g４１９５１９＠１６３．c o m 水凝胶作为眼部药物控释系统载体的研究进展王㊀争㊀梁㊀亮㊀陈玢琳(三峡大学第一临床医学院[宜昌市中心人民医院]眼科&三峡大学眼科研究所,湖北宜昌㊀４４３００３)摘要:水凝胶具有良好的生物相容性㊁可降解性㊁生物粘附性㊁智能性和缓释功能,载药的水凝胶可以延长药物在眼部的停留时间,提高生物利用度,减少给药次数,是一种理想的眼部药物控释系统的载体.本文论述了目前应用于眼部的水凝胶控释系统的不同类型及其国内外研究进展,以期为水凝胶在眼部的深入研究与开发应用提供思路.关键词:眼部;㊀水凝胶;㊀控释系统;㊀药物递送中图分类号:R ４５３㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:２０９６Ｇ６１１３(２０２１)０１Ｇ０１１５Ｇ０５㊀㊀药物在眼病的预防㊁诊断和治疗中起着重要作用.由于眼睛在解剖上的复杂性和生理上的特殊性,在全身给药后,仅有１％~２％可到达靶部位,因此眼科常采用局部给药[１].滴眼剂给药时,经眼外排出㊁眼内清除㊁组织结合或灭活作用后,药物在眼部的生物利用度不足５％[２].对于年龄相关性黄斑变性㊁视网膜血管疾病和青光眼视神经病变等眼底疾病,需要通过玻璃体注射将药物输送至眼后段,而玻璃体内的药物半衰期较短,往往需要反复注射,给患者带来不便的同时,还提高了眼内炎㊁视网膜脱离㊁眼内出血和高眼压等并发症的发生概率.因此,提高药物生物利用度和降低药物副作用是眼部药物递送的研究重点,其中构建药物控释系统是解决这一问题的有效途径.眼部药物控释系统是将药物与活性载体制成控释剂,通过活性载体与药物的有机结合与分离,维持局部药物浓度[３].眼部药物控释系统的发展促进了活性载体用于眼部给药的研究进展.近年来,许多生物材料如纳米胶束㊁纳米粒子㊁脂质体㊁植入物㊁隐形眼镜㊁纳米悬浮液㊁微针和水凝胶等新型药物传递系统逐步被报道有助于眼部的药物利用[４].其中,水凝胶因其优越的生物相容性㊁可降解性㊁智能调控性等成为眼部药物递送中的研究热点.本文将论述应用于眼部不同种类的水凝胶控释系统的国内外研究进展,并对其分析,以期为水凝胶在眼部药物递送上的进一步开发和应用提供新思路.１㊀眼部的药物递送由于泪液引流㊁角膜清除的生理屏障及代谢酶降解作用,药物在眼部的利用度较低.为了解决这一问题,研究人员设计合成了许多药物递送载体,主要有脂质体㊁纳米粒㊁微球㊁眼部植入剂等.脂质体和纳米粒具有增加角膜通透性㊁缓释和降低毒性反应等优点,但存在热力学性质不稳定㊁不能长期保存㊁包封率低㊁难灭菌和无法规模生产的不足,尚未得到广泛应用[５].微球稳定性较好,释药速率稳定,但过大的粒径可能会干扰光路,降低患者耐受性,且无菌微球的大规模生产成本较高[６].此外,眼部植入剂也会出现个别患者有眼部异物感㊁固体植入剂可能在眼部移动和操作相对复杂的问题[７].随着手术技术㊁治疗方法及材料科学的进步和发展,水凝胶给药系统被开发出来,旨在克服眼部药物递送的种种障碍,提高疗效㊁降低毒副作用.２㊀眼部水凝胶概述水凝胶的本质是一种能在水中溶胀而不溶解的亲水性三维网络结构高分子聚合物,在软性角膜接触镜㊁细胞和酶的固定㊁药物递送㊁组织工程等生物医学领域有着广泛应用[８Ｇ１１].水凝胶在药物递送中,可根５１１ 巴楚医学㊀２０２１年第４卷第１期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L ,２０２１,V o l ４,N o １据外界环境改变凝胶结构起到控制药物释放的作用,具有靶向性㊁高生物利用度和高安全性等优点.因此,集吸水㊁保湿㊁缓释㊁柔软㊁良好的生物相容性以及智能可调控性于一身的水凝胶在眼部的应用受到越来越多的关注.而根据眼部疾病治疗方法和药物理化性质的不同,所合成的水凝胶的材料和性能也各不相同.３㊀眼部水凝胶种类３．１㊀温度敏感型水凝胶温度敏感型水凝胶存在着一个最低临界相变温度(l o w e r c r i t i c a l s o l u t i o n t e m p e r a t u r e,L C S T),当温度低于L C S T时,水凝胶为澄清透明的水溶液;当温度高于L C S T时,水凝胶呈现凝胶状态[１２].在用于眼表给药时,滴眼液给药精准方便,给药后可以在生理条件下立即凝胶化而不会模糊视力,形成的凝胶具有较高的粘附性,可延长眼表滞留时间.K o n g等[１３]将荧光素钠加入到左氧氟沙星的温度敏感型水凝胶体系中,结果发现,根据水凝胶的配方不同可将角膜滞留时间从３０m i n延长至９h.梁楠[１４]将泊洛沙姆联合复合羧甲基化壳聚糖制备了温度敏感水凝胶,装载双氯芬酸钠后滴入兔眼,与溶液型滴眼剂相比,凝胶滴眼剂的眼表滞留时间增加了３倍以上,房水中药物浓度在各个时间点均明显升高.M o h a mm e d等[１５]利用壳聚糖的抗菌性,制成了一种抗菌型温度敏感型水凝胶,并加入抗生素后联合抗菌,与普通抗生素滴眼剂相比,在兔眼细菌性角膜炎模型中具有更好的治疗效果.以上研究证明,温度敏感型水凝胶装载药物,一方面可延长药物作用时间,另一方面有助于提高药物作用.同样的,温度敏感型水凝胶也被应用于玻璃体注药治疗眼内疾病.A w w a d等[１６]将透明质酸与温敏高分子交联制成了一种可在眼内降解的温度敏感型水凝胶,装载治疗老年性黄斑病变的蛋白性药物英夫利昔单抗和贝伐单抗,在保留蛋白质三级结构的情况下,体外实现了长达５０d的抗体缓释.该研究证明,将药物包裹在具有纳米复合体系的温度敏感型水凝胶中,可以避免药物在眼内被酶降解,同时凝胶基质增加了额外扩散阻力,可实现药物在玻璃体内的长期零级动力学释放.维甲酸㊁曲安奈德㊁抗V E G F药物均已被装载于温度敏感型纳米复合材料水凝胶中,并且取得了较好的控释效果[１７Ｇ１９].温敏聚合物泊洛沙姆对角膜的刺激性较小,在温度敏感型水凝胶中应用最广泛.但泊洛沙姆生物黏附性一般㊁胶凝浓度大㊁强度低㊁溶蚀性快.为了适应眼部的药物递送,有研究者加入了如聚卡波非,增强其生物黏附力和流变学性能[２０].另有研究者开发了泊洛沙姆Ｇ聚丙烯接枝共聚物,使其能在较低的聚合物浓度下(１％~５％)形成凝胶,解决了高浓度泊洛沙姆的高渗透压引起的眼部不适[２１].但仍存在着胶凝过程中相转变速度较慢引起药物流失的问题.因此,改善凝胶的胶凝性质及相转变速度,是温度敏感型水凝胶新的研究方向之一.３．２㊀p H敏感型水凝胶p H敏感型原位胶凝体系由含酸性或碱性基团的p H敏感聚合物组成,聚合物会随着周围环境中p H的改变而发生转化.与温度敏感性水凝胶相似,应用于眼部的p H敏感型水凝胶被设计成具有在非生理条件下为流动的液态,与泪液接触(p H值为７．２~７．４)后转化成凝胶态的理化性质.赵玉娜等[２２]以卡波姆为凝胶基质㊁羟丙甲基纤维素为增稠剂制备了在非生理条件下(p H４．０)为流动的液态,生理条件下(p H７．４)胶凝成为半固态的p H敏感型氯霉素水凝胶滴眼剂,８h体外释药达到８０％,１２h 释放完全.该研究证明,p H敏感型水凝胶具有药物缓释功能,并可完全将药物释放至眼内.魟鱼软骨多糖(r a y c a r t i l a g e g l y c o s a m i n o g l y c a n s,R C G)是从魟鱼软骨中分离纯化得到的单一多糖,研究证明R C G 滴眼液能够抑制角膜组织血管内皮生长因子(v a s c u l a r e n d o t h e l i a l g r o w t h f a c t o r,V E G F)的表达,对大鼠角膜新生血管的形成具有显著的抑制作用[２３].郭斌等[２４]将R C G装载于p H敏感型水凝胶中,滴入兔眼后对不同组织的药代动力学进行分析,发现R C G在角膜中的分布远高于虹膜㊁房水和玻璃体,可充分发挥其在角膜的治疗作用.并发现当R C G的载药量超过５０m g/m L时,能明显的抑制兔眼角膜新生血管生成.该研究证明p H敏感性水凝胶具有较好的生物相容性,可高效地将药物递送至角膜.常用的p H敏感型眼用凝胶的基质主要是聚丙烯酸类,其中以卡波普系列应用最多.卡波普分子中含有大量羧基,在泪液中羧基团解离,静电斥力可使分子链膨胀,聚合物黏度急剧增大[２５].然而胶凝浓度过大具有一定的毒性,不易被中和.因此在制备眼部水凝胶控释系统中,常与羟丙基甲基纤维素合用,可一定程度降低卡波普浓度,减少眼部刺激性.因此,加大对凝胶基质的开发力度,确保凝胶的安全无毒是目前p H敏感型眼用凝胶需要克服的问题.３．３㊀离子敏感型水凝胶离子敏感型水凝胶可与生理条件下的离子交联,６１１ 巴楚医学㊀２０２１年第４卷第１期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L,２０２１,V o l ４,N o １发生溶胶与凝胶转变.由于泪液中含有N a＋㊁K＋㊁M g２＋及C a２＋等离子,因此通过离子活化水凝胶同样适用于眼部给药.研究发现,使用环糊精来增加抗真菌药物益康唑的溶解度,制成的离子敏感型水凝胶在体外能持续释放药物６h[２６].他们发现凝胶制剂可使益康唑的角膜清除率明显降低,且不影响药物在鼠眼的角膜渗透率.双糖体是由非离子表面活性剂和胆盐组成的双层囊泡,囊泡中的两亲性胆盐可通过黏膜细胞膜的脂质层,增强药物的黏膜渗透性,已应用于皮肤和肠道药物递送[２７,２８].J a n g a等[２９]首次将双糖体应用于眼部,加入０．３％w/v的结冷胶装载那他霉素(n a t a m y c i n,N T)制成离子敏感型水凝胶,在滴入兔眼６h后,除玻璃体外,角膜㊁房水㊁虹膜睫状体㊁巩膜㊁视网膜㊁脉络膜组织的药物平均剂量归一化水平均高于那他霉素溶液组.其机制与凝胶状态与角膜黏附性更强有关,且双糖体赋予了水凝胶缓释系统更强的角膜渗透性,从而确保了更长的停留时间和更高的眼内药物浓度.结冷胶是眼用离子敏感凝胶最常用的基质之一,阴离子型去乙酰结冷胶的羰基可与泪液中阳离子络合,形成稳定双螺旋的链间氢键.每２条双螺旋又逆向聚集构成三维凝胶网络结构[３０].马来酸噻吗洛尔长效眼用制剂T i m o p t i cX E 中含有去乙酰结冷胶,已被应用于开角型㊁闭角型青光眼,以及继发性青光眼和其他高眼压症的临床治疗.但由于其价格昂贵,目前国内临床应用不多.因此,简化合成过程,节省材料费用,是离子敏感型水凝胶在应用与推广中需优化的地方.３．４㊀光敏水凝胶光敏水凝胶中含有光致变色基团,因此可通过调节光源信号,使基团发生光反应(异构化㊁裂解或二聚化等),将光信号转换为化学信号,使水凝胶发生相变.与p H㊁温度等刺激相比,光刺激的时间和空间具有高度的可控性,可远程且无创地控制治疗药物在局部的释放量[３１].因此有研究者设想,通过人为调控透射入眼后节的光线控制药物释放,为眼内疾病的治疗提供一种新途径.S t u a r t等[３２]将蛋白质微粒包裹在可光固化的水凝胶中,该系统在体外可释放贝伐单抗达９０d.L i u等[３３]将一种可作为抑制胶原合成靶点的多肽疏水性喜树碱,包封在光交联水凝胶中制成微针,在体外能持续释放达２０h,并且能有效抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞I型胶原的表达,表明该缓释系统在治疗青光眼滤过术后瘢痕上具有潜在价值.作为在玻璃体内实现交联的光敏水凝胶,交联时间过长可导致药物或药物前体在玻璃体内提前释放.T y a g i等[３４]研发了一种光激活的水凝胶系统,脉络膜注射装有游离贝伐单抗的光激活水凝胶前体后,通过调控光照时间来控制药物释放.该研究发现,光激活的水凝胶系统可持续释放抗体４个月.然而在光交联初期存在突释现象,不同光照时间初始突释量不等.光交联时间为１０m i n时,突释量最低为２１％[３４].另外,光敏水凝胶中的光敏剂吸收光能后能产生自由基㊁阳离子等,从而引发单体聚合交联固化形成凝胶.这些自由基可能会对附近的组织造成一定的毒性.同时,紫外线照射可能会影响蛋白质类药物的稳定性.因此,光敏水凝胶作为一种新型眼部水凝胶,虽具有定点㊁定时㊁定量释放的特点,但仍存在许多问题有待进一步解决.３．５㊀超分子水凝胶超分子水凝胶是一种由小分子化合物通过自组装,形成的有序结构水凝胶[３５].与聚合物水凝胶中的交联不同,超分子水凝胶之间的纳米纤维通过非共价键交联,具有刺激响应性㊁结合可逆性㊁交联可调节性㊁生物相容性和仿生学特性等优点[３６].Z h a n g 等[３７]针对地塞米松(d e x a m e t h a s o n e,D e x)水溶性较差的问题,加入琥珀酸后改性制成前药,得到水溶性良好的琥珀酸地塞米松偶联物(s u c c i n a t e dd e x a mＧe t h a s o n e,D e xＧS A),制成D e xＧS A的超分子水凝胶滴眼液.在体外释放中发现,前药D e xＧS A在５d内几乎全部从水凝胶中释放出来,并能快速在磷酸盐缓冲液中转化为母药D e x,同时药物的释放速率也可以通过水凝胶的p H进行调节.在兔眼房水的生物利用度检测上,D e x凝胶剂是D e x水溶液的５．６倍.同样地,曲安奈德与琥珀酸耦连后装载在超分子水凝胶中,形成可注射的琥珀酸曲安奈德凝胶制剂[３８].在体外,几乎１００％的曲安奈德可缓释达３d.在鼠眼中,琥珀酸曲安奈德凝胶剂在６h内穿透巩膜的药物量是市售曲安奈德混悬液的２５倍,且整个实验过程中,注射凝胶后的视网膜没有出现明显形态学异常改变,而琥珀酸曲安奈德混悬液在注射１d后视网膜形态即有明显改变.证明琥珀酸曲安奈德水凝胶在眼后段具有较好的安全性和生物相容性,在治疗眼后段炎症如葡萄膜炎上具有明显优势.值得注意的是,这两种超分子水凝胶具有触变性,即在生理眨眼或通过注射器针头引起的剪切作用下可以发生凝胶Ｇ溶胶状态转变,十分适合眼部药物递送.近几年来,氨基酸超分子水凝胶成为了最流行的超分子水凝胶构建体系之一.与其他小型有机分子相比,使用统一的生命单位更适合于生物医学.２２个天然氨基酸与非天然氨基酸为产生自组装肽提供７１１巴楚医学㊀２０２１年第４卷第１期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L,２０２１,V o l ４,N o １了巨大的分子空间,固相肽合成的开发和肽合成仪的商业化大大减少了肽合成的负担.在肽链的构建中,改变手性结构㊁多肽骨架折叠方式㊁修饰终端和侧链为生物医学和临床实践的发展提供了更多可能[３９].４㊀总结与展望安全㊁稳定㊁高效的药物递送一直是眼部用药的研究方向,水凝胶作为眼部药物控释系统的载体,具有延长药物眼部滞留时间㊁提高生物利用度㊁减少给药频率等方面优势.尽管关于眼部水凝胶的研究取得了一定的成果,但也观察到许多问题,如温度敏感型凝胶所使用的聚合物泊洛沙姆的长期应用,需要考虑对角膜和其他眼组织的安全性.此外,p H敏感型的卡波姆胶凝浓度高,且不随剪切力改变,即在眨眼和不眨眼时保持同样粘度,因此浓度过高时眨眼会感到疼痛.虽然离子敏感型的结冷胶在０．１％的浓度下即可发生胶凝,但它在眼内所形成的硬凝胶难以再被泪液溶蚀,可能带来异物感等.因此,应加大对凝胶剂基质材料研发力度,包括更多新辅料的合成以及其安全性评价.同时,引进纳米技术㊁分子印迹等优化水凝胶的性能,实现对释放速率的调控,以满足不同的药物特性和疾病治疗要求.随着凝胶基质的不断完善和技术瓶颈的克服,水凝胶将成为一种极具潜力的药物递送载体.参考文献:[１]㊀U r t t iA．C h a l l e n g e s a n d o b s t a c l e s o f o c u l a r p h a r m a c o k iＧn e t i c s a n d d r u g d e l i v e r y[J]．A d vD r u g D e l i vR e v,２００６,５８(１１):１１３１Ｇ１１３５．[２]㊀J o s e p hR R,V e n k a t r a m a nSS．D r u g d e l i v e r y t ot h ee y e:w h a t b e n ef i t s d on a n o c a r r i e r s o f f e r[J]．N a n o m e d iＧc i n e,２０１７,１２(６):６８３Ｇ７０２．[３]㊀陈㊀侠,谢㊀琳．药物缓释系统在青光眼治疗中的应用[J]．国际眼科杂志,２０１２,１２(２):２６０Ｇ２６３．[４]㊀C h a n g D,P a r kK,F a m i l iA．H y d r o g e l s f o r s u s t a i n e dd e l i v e r y o f b i o l o g i c s t o t h e b a c k o f t h e e y e[J]．D r u g D i sＧc o vT od a y,２０１９,２４(８):１４７０Ｇ１４８２．[５]㊀L a iS,W e iY,W u Q,e ta l．L i p o s o m e sf o re f f e c t i v ed r u g de l i v e r y t ot h e o c u l a r p 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羧甲基壳聚糖水凝胶制备及其在药物控释中的应用
羧甲基壳聚糖水凝胶制备及其在药物控释中的应用羧甲基壳聚糖水凝胶是一种新型的生物可降解材料，具有优异的生物相容性、生物降解性和良好的可调控性，因此被广泛应用于药物控释领域。
本文介绍了羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法及其在药物控释中的应用。
一、羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法
1、酸水解法
将壳聚糖溶于稀醋酸中，然后加入甲醛进行酸性水解反应，得到羧甲基壳聚糖。
然后将羧甲基壳聚糖分散在水中，通过自由基聚合或离子凝胶法形成水凝胶。
2、交联反应法
将羧甲基壳聚糖与多官能团交联剂（如聚乙二醇二醇）在水中反应，形成交联网络结构，得到羧甲基壳聚糖水凝胶。
3、离子凝胶法
将羧甲基壳聚糖与多价阳离子交联剂（如Ca2+、Fe3+等）在水中反应，形成离子凝胶。
二、羧甲基壳聚糖水凝胶在药物控释中的应用
1、基于物理交联法纳米水凝胶制备的羧甲基壳聚糖水凝胶
该水凝胶可以通过物理交联法，在类似生理条件下制备出粒径均一的纳米水凝胶，具有良好的可溶性、稳定性和生物可及性等特点。
将药物包裹在水凝胶内部，可以实现药物的缓慢释放和增强药效。
2、基于交联反应法制备的羧甲基壳聚糖水凝胶
该水凝胶可以通过控制交联反应的条件和交联剂的种类和用量等方法，调控水凝胶的性质和药物控释行为，具有一定的指向性和可调控性，适用于不同药物的控释。
3、基于离子凝胶法制备的羧甲基壳聚糖水凝胶
该水凝胶可以通过调节离子反应的条件和离子交联剂的种类和用量等方法，实现对水凝胶材料力学性能、药物控释行为和降解速率等性质的可调控性。
总之，羧甲基壳聚糖水凝胶具有广泛的应用前景，可用于各种药物的控释和组织修复等领域。
壳聚糖及其衍生物在药物控释中的应用
壳聚糖及其衍生物在药物控释中的应用药物控释技术对于长期服药的患者来说，具有很大的优势，它可以帮助患者减少服药频率，并增加药物在体内的停留时间，提高药效，降低副作用，增加生物利用度。
而目前，控释技术中使用的较多的壳聚糖及其衍生物，因其良好的生物相容性、可降解性、生物黏附性、水溶性等特点，广泛应用于药物控释方面。
壳聚糖的制备壳聚糖是一种天然存在于甲壳动物中的阳离子多糖，因其分子结构与人体内的葡萄糖类似，所以在医学领域中应用广泛。
壳聚糖的制备主要通过碱法和酸法两种方法。
碱法是在壳聚糖的结构中引入氨基基团，从而增强壳聚糖的阳离子特性，使其在生物体内更易发挥作用。
碱法制备中，主要通过将壳聚糖和氧化剂混合，加入碱液使得壳聚糖转变成胶态，从而得到壳聚糖。
酸法制备是利用酸性条件，使其分子结构发生变化，从而增强壳聚糖的生物活性。
酸法制备壳聚糖，主要采用醋酸法和硫酸法，通过酸解壳聚糖的结构，从而得到壳聚糖。
目前，由于碱法制备壳聚糖时将碳酸钙污染问题，酸法制备的应用已成为主流。
壳聚糖衍生物的应用壳聚糖作为一种多糖分子，其分子结构较为复杂，可拆分为多种具有不同功能的衍生物。
针对不同的应用领域，科研人员可以通过调节壳聚糖的结构，得到不同的衍生物，从而实现药物的控释。
在药物控释领域中，壳聚糖衍生物主要应用于三种途径：一是通过包裹药物形成微球进行控释；二是将药物与壳聚糖发生交联反应，使药物得到控释；三是将壳聚糖衍生物与药物共混，形成包覆药物的聚合物。
以下是具体应用案例。
壳聚糖盐酸盐微粒的制备壳聚糖盐酸盐微粒是一种常用的药物控释载体，主要通过电解法和凝胶滴定法两种方法制备。
电解法是利用电场作用力和离子交换作用，将壳聚糖盐酸盐和药物混合，形成微粒；凝胶滴定法则是通过溶液滴定法将壳聚糖盐酸盐与药物混合，随着滴定液的加入，壳聚糖盐酸盐与药物开始凝胶，形成微粒，用洗涤、干燥等方法制得。
壳聚糖-明胶复合软骨损伤修复材料的制备壳聚糖-明胶复合材料主要应用于软骨组织的修复，它的制备采用逐层自组装法，将明胶和壳聚糖交替自组装，通过加入交联剂后，经过干燥固化、剪切加工等处理，制成软骨修复材料。
医用壳聚糖水凝胶研究进展
医用壳聚糖水凝胶研究进展文章主要探讨了医用壳聚糖水凝胶领域的研究情况，具体分析了医用壳聚糖水凝胶在药物释放、医用敷料和组织工程支架等细分领域的研究现状，收集了近年医用壳聚糖水凝胶的研究成果和发展趋势。
标签：壳聚糖；水凝胶；组织工程；药物释放；医用敷料甲壳素，又被称为几丁质，因其自身含有大量氨基多糖称为唯一的天然阳离子多糖，主要从甲壳生物的外壳或昆虫的外骨骼中提取得到。
甲壳素为由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键形成多糖，即N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。
壳聚糖是甲壳素上的氨基的脱乙酰化产物，反应活性和溶解性均比甲壳素强。
壳聚糖在自然界中的含量位列第二位，仅低于纤维素，并且能够实现可循环利用，是理想的生物医用材料。
壳聚糖具有许多优良特性：对环境无污染，生物相容性和可降解性高，来源广泛，以及具备黏膜黏附性、抗菌活性等。
水凝胶是由水溶性高分子经过交联后形成的，交联网络结构能在水中膨胀但会分散，能够保持含水量高但并不溶剂的状态，可以达到几十甚至几百倍的吸水率，是很强的吸水材料，其中的液体水被固定于高分子三维网络结果当中，整个水凝胶体系可以保持良好的稳定性。
水凝胶质地柔软，与活体组织质感相近，具有良好的生物相容性使得它在生物医药领域具有广阔的应用前景，如，可作为药物缓释材料、蛋白质电泳、隐形眼镜、人造血浆和皮肤、组织填充材料、组织工程支架等。
壳聚糖水凝胶具有低毒性和高生物相容性，作为智能水凝胶是还具有pH或温度的敏感性，并且不影响药物本身的药效发挥，在用作药物缓释材料、组织工程支架、医用敷料等领域具有良好的应用前景。
[1]1 医用壳聚糖水凝胶药物释放体系药物释放系统包括有药物固定和药物的控制释放过程，凝胶本身因其网络结果能够很好的实现药物的存储固定，同时溶胀度的变化过程能够控制药物的释放速率，还容易在体内降解代谢。
因此，水凝胶在口服、口腔、鼻腔、阴道、直肠、眼部、注射等给药途径具有较大的应用潜力。
壳聚糖的研究报告
壳聚糖的研究报告壳聚糖是一种生物可降解的聚糖，由葡萄糖分子通过β-(1→4)糖苷键连接而成。
由于其特殊的结构和生物活性，壳聚糖在许多领域受到广泛关注和研究，包括医药、食品、农业和环境等领域。
本文将重点介绍壳聚糖在医药领域的应用以及相关研究进展。
壳聚糖在医药领域的应用主要包括药物缓释、伤口愈合、抗菌和抗肿瘤等方面。
首先，壳聚糖可以作为药物缓释系统的载体，在药物输送和释放方面起到重要作用。
其具有高度的生物相容性和生物降解性，可以被人体很好地吸收和代谢，因此被广泛应用于控释药物的制备。
通过将药物包裹在壳聚糖微粒中，可以延长药物在体内的释放时间，提高药物疗效和减少副作用。
其次，壳聚糖在伤口愈合方面也有重要应用。
壳聚糖具有促进创伤愈合的作用，可以加快伤口的愈合速度和提高伤口的组织修复能力。
此外，壳聚糖还具有抗菌和消炎作用，可以预防感染和减轻炎症反应，有助于伤口的修复和康复。
另外，壳聚糖还具有一定的抗肿瘤活性。
研究发现，壳聚糖可以通过不同的机制抑制肿瘤细胞的生长和转移，对多种肿瘤具有一定的抑制作用。
由于其低毒性和高生物可降解性，壳聚糖成为一种潜在的抗肿瘤药物载体和治疗药物的选择。
近年来，壳聚糖在医药领域的研究取得了重要的进展。
研究人员通过改变壳聚糖的结构和功能化修饰，提高了其在药物缓释、伤口愈合和抗肿瘤等方面的性能。
同时，发展了一系列新型的壳聚糖纳米材料和纳米载体，具有更好的药物可控释放性和治疗效果。
此外，壳聚糖与其他生物活性物质的复合物也成为研究热点，例如壳聚糖与抗生素、蛋白质和DNA等的复合材料，可以提高药物的稳定性和缓释效果。
然而，壳聚糖在医药领域的应用仍存在一些挑战和限制。
例如，壳聚糖的溶解度低、渗透性差和稳定性有限，限制了其在药物输送和控释方面的应用。
此外，壳聚糖的合成成本较高，不利于大规模生产和应用。
因此，需要进一步的研究和改进，提高壳聚糖的性能和应用范围。
总之，壳聚糖在医药领域具有广泛的应用前景和潜力。
壳聚糖凝胶的作用与功效
壳聚糖凝胶的作用与功效壳聚糖凝胶是一种由壳聚糖构成的水凝胶。
它具有多种作用和功效，广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
本文将详细介绍壳聚糖凝胶的作用与功效。
首先，壳聚糖凝胶在医药领域具有重要的作用和功效。
一方面，壳聚糖凝胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以作为医疗材料用于制备各种医用敷料和修复材料，如创伤敷料、口腔修复材料等。
壳聚糖凝胶能够形成稳定的凝胶结构，可被用于包裹药物、生物活性物质等，并通过局部缓慢释放的方式，实现药物的持续释放，提高药物的治疗效果。
另一方面，壳聚糖凝胶具有良好的抗菌性能，在抗菌药物疗效不佳或产生抗药性的情况下，可作为一种新型抗菌材料应用于医疗领域。
此外，壳聚糖凝胶还具有促进创伤愈合和组织再生等生物学功能，可用于促进伤口的愈合和组织的再生。
其次，壳聚糖凝胶在食品领域也具有重要的作用和功效。
壳聚糖凝胶具有多种功能特性，可以作为一种理想的食品添加剂，用于改善食品的质感和口感。
壳聚糖凝胶可以增加食品的黏性和粘结性，提高食品的稳定性和保水性，使得食品更加口感细腻、爽滑。
壳聚糖凝胶还具有优良的乳化和稳定乳化的能力，可以用于制备乳饮料、乳脂制品等。
此外，壳聚糖凝胶具有抗菌性能，可以作为一种天然的食品防腐剂，用于延长食品的保质期。
壳聚糖凝胶还可用于制备结构性食品，如凝胶状的果冻、果酱等，赋予食品特殊的口感和风味。
此外，壳聚糖凝胶在化妆品领域也有广泛应用。
壳聚糖凝胶具有良好的保湿性能，可以吸收并保持皮肤表面的水分，预防皮肤干燥和干燥引起的皮肤问题。
壳聚糖凝胶还具有舒缓抗炎的作用，可以减轻皮肤红肿、发痒等不适感，促进皮肤的修复和再生。
壳聚糖凝胶还可以增加化妆品的稠度和粘稠度，使得化妆品更易于涂抹和推开，并且具有更好的附着性。
此外，壳聚糖凝胶还可以用于制备美容面膜等产品，可使有效成分更好地与皮肤接触和渗透，提高美容效果。
除了上述领域，壳聚糖凝胶还具有其他一些重要的作用和功效。
壳聚糖凝胶具有良好的沉降性能，可以用于废水处理和水处理领域，用于去除废水中的重金属离子、有机物等，起到净化水质的效果。
单宁酸壳聚糖水凝胶
单宁酸壳聚糖水凝胶一、引言水凝胶是一种具有三维网络结构的水溶性高分子材料，能够在水中迅速吸水膨胀并保持大量的水分。
由于其良好的生物相容性和环境敏感性，水凝胶在药物控释、组织工程、传感器等领域得到了广泛的应用。
单宁酸壳聚糖水凝胶作为一种新型的水凝胶，由于其独特的性能和功能，备受研究者的关注。
本文将对单宁酸壳聚糖水凝胶的制备、性能和应用进行探讨。
二、单宁酸壳聚糖水凝胶的制备单宁酸壳聚糖水凝胶的制备方法主要有物理交联和化学交联两种。
物理交联方法简单易行，但对条件要求较高。
化学交联方法较为稳定，可重复性好。
制备单宁酸壳聚糖水凝胶的一般步骤如下：1.制备单宁酸壳聚糖溶液：将壳聚糖与单宁酸按照一定比例混合，加入适量的溶剂中，搅拌均匀得到单宁酸壳聚糖溶液。
2.交联剂的添加：根据需要，向单宁酸壳聚糖溶液中加入适量的交联剂，如戊二醛等。
3.凝胶化：将交联后的溶液置于一定的条件下，如温度、pH等，使其发生凝胶化反应。
4.洗涤和干燥：将得到的凝胶洗涤干净，然后进行干燥处理，得到单宁酸壳聚糖水凝胶。
三、单宁酸壳聚糖水凝胶的性能单宁酸壳聚糖水凝胶具有优良的性能，主要包括以下几个方面：1.良好的生物相容性：单宁酸壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性，能够与细胞和组织相容，有利于细胞在其表面生长和粘附。
2.可控的释药性能：单宁酸壳聚糖水凝胶具有较好的药物控释性能，可以通过改变交联度、孔径等参数来调节药物的释放速率和释放量。
3.良好的生物活性：单宁酸壳聚糖水凝胶能够与生物分子相互作用，如蛋白质、酶等，具有一定的生物活性。
4.良好的环境响应性：单宁酸壳聚糖水凝胶具有较好的环境敏感性，能够在外部刺激下发生相变或形变等响应行为。
5.良好的化学稳定性：单宁酸壳聚糖水凝胶具有较好的化学稳定性，能够在酸性或碱性环境下保持较好的稳定性。
四、单宁酸壳聚糖水凝胶的应用由于单宁酸壳聚糖水凝胶具有良好的性能和功能，因此在药物控释、组织工程、传感器等领域得到了广泛的应用。
壳聚糖在控释药物领域的应用研究
壳聚糖在控释药物领域的应用研究近年来，人们对药物的控制释放越来越重视。
控制释放可以实现药物在病患体内的持续稳定释放，并避免药物在短时间内被全部释放，从而达到减少剂量和副作用、提高疗效的效果。
壳聚糖以其良好的生物兼容性、生物可降解性、高稳定性和多功能化等优点，被广泛应用于控释药物的领域。
壳聚糖的应用壳聚糖是一种由葡萄糖基单元组成的天然多糖，主要来源于贝壳、虾、螃蟹、热带地区的菇类等。
它的化学结构与人体中的肝素、软骨素等有相似之处，因而其生物相容性极佳。
壳聚糖可以通过进一步的修饰和合成获得不同功能。
例如，壳聚糖衍生物N-甲基壳聚糖、N，O-羟甲基壳聚糖、甲基壳聚糖酸等，能够调节药物分子的电荷，改变溶解度和稳定性，从而实现控制药物的释放。
同时，壳聚糖还可以通过自组装、交联等方法制备高分子凝胶体系，用于控释药物。
壳聚糖的应用形式壳聚糖在控制释放药物中的应用形式多种多样，主要包括微球、纳米粒、薄膜、胶囊等形态。
壳聚糖微球是一种球形微粒，具有较小的粒径和较大的比表面积，适合用于连续缓慢释放药物。
壳聚糖微球可以通过喷雾干燥、乳化凝胶化、离子凝胶化等方法制备。
壳聚糖纳米粒是一种尺寸小于100纳米的小颗粒，具有较好的生物相容性和渗透性，适合用于靶向递送药物。
目前，研究者们已经成功制备出壳聚糖纳米粒，用于肿瘤、癌症等领域的靶向治疗。
壳聚糖薄膜是一种基于壳聚糖的薄膜形式，可以用于控制药物的释放速率。
它可以通过溶液浇铸、溶剂蒸发、自组装等方法制备。
壳聚糖胶囊是一种用于控制释放药物的胶囊形式，具有良好的可控性和释放速率，适合用于口服药物。
壳聚糖胶囊可以通过干燥、搅拌、溶剂挤压等方法制备。
壳聚糖在控制释放药物中的应用壳聚糖在控制释放药物领域中的应用非常广泛，涉及到肿瘤治疗、感染治疗、慢性疾病治疗等多个方面。
肿瘤治疗肿瘤治疗是壳聚糖在控制释放药物领域应用最广泛的领域之一。
壳聚糖可以制备出纳米粒、薄膜等多种形态用于药物递送。
例如，研究者们已经成功制备出一种用于快速释放疾病负载的壳聚糖纳米粒，用于治疗癌症。
壳聚糖在药剂学中的应用
壳聚糖在药剂学中的应用胶原蛋白多肽壳聚糖是一种新型的多肽，目前在药剂学中有着越来越广泛的应用。
它可以用来优化药物的控释特性，抗肿瘤，促进伤口愈合，抗炎药物和抗感染药物等。
同时它还具有改善B超动态性能的优点。
胶原蛋白多肽壳聚糖的应用，主要体现在其具有很强的抗氧化性能，抗衰老性能以及温和的生物相容性。
此外，具有安全性，不毒性，稳定性等优点，可以有效地控制和改善药物的控释行为。
作为一种高分子多肽，胶原蛋白多肽壳聚糖可以根据需要调节药物的控释时间，以满足不同特定情况下药物控释的不同要求。
胶原蛋白多肽壳聚糖可以有效地降低药物的毒副反应，减少药物的投舍量，有助于改善药物的生物利用率。
the conjugates可以加快治疗的速度，而且可以有效地降低血药浓度，有助于降低药物毒性。
因此，使用胶原蛋白多肽壳聚糖可以更快地传递药物至目标细胞，减少药物的毒性，有助于降低药物的毒副反应。
与传统的药物相比，胶原蛋白多肽壳聚糖的应用具有显著的优势，特别是在抗炎药物和抗感染药物的开发中，其应用是最为显著的。
此外，壳聚糖还可以用于促进伤口愈合，预防疾病的发生，以及其他用途。
胶原蛋白多肽壳聚糖是一种新颖的应用，重要性是难以否认的。
它对于治疗某些疾病，特别是慢性疾病，由于其可控释性，应用范围是十分广泛的。
而且它具有补充药物抗氧化作用，防止疾病发生和发展两方面的显著作用。
另外，胶原蛋白多肽壳聚糖还有助于改善药物的稳定性和持久性，从而确保其良好的药效。
总之，胶原蛋白多肽壳聚糖在药剂学中的应用，有助于改善药物的生物利用率，提高药物的抗氧化性，降低药物毒副反应，改善药物的持久性和稳定性，具有突出的应用价值。
未来，应该有更多的研究，以探究壳聚糖的更多作用。
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壳聚糖水凝胶作为药物载体在药物控释方面应用的研究1.立项依据在自然界中，多糖分布极为广泛，它是一种天然的聚合物，具有独特的结构和特殊的特性，多糖物质在人们的生活的各个方面发挥着重要的作用。
甲壳素（chitin)是一种碱性多糖，也是地球上第二大天然再生资源（纤维素的含量第一），其分布广泛，存在于甲壳动物（如虾、蟹等的外壳）、藻类等低等植物及微生物（菌类的细胞壁）中。
甲壳素的C-2位的羟基被乙酰基取代，同植物纤维素的结构相似，它在地球上的含量极为丰富，每年自然界的生成量可多达1000亿吨。
甲壳素呈无定形的白色或淡黄色固体粉末，按其来源不同，分为α和β两种构型，其分子链以螺旋形式平行排列，分子中有大量的乙酰基和羟基，分子内氢键作用较强，具有十分紧密的晶体结构，不溶于烯酸、碱、水和一般的有机溶剂，只能溶解于强酸以及少数有机溶剂中。
甲壳素为N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖，其结构式为：由于其良好的生物相容性、低毒性，对酶的敏感性，在用作制备水凝胶材料方面，引起人们广泛的兴趣。
在这些高分子中，多糖还具有其独特的优点，如无免疫原性，无传播动物源病菌的潜在危险性等。
其中的一个多糖就是壳聚糖。
壳聚糖（chitosan)是由2-乙酰氨基葡萄糖和2-氨基葡萄糖和通过β-1,4糖苷键连接而成，结构与纤维素类似，其化学结构式为：甲壳素在强碱性环境下，可通过脱乙酰而得到壳聚糖，壳聚糖是甲壳素最为重要的衍生物。
壳聚糖具有其他天然高分子材料的优点，又不会引发免疫反应。
壳聚糖（CS）不同于其他多糖，其分子结构中存在氨基，可被质子化，能形成聚电解质络合物。
壳聚糖是一种无毒、可生物降解、具有良好的生物相容性及良好的生物粘附性的天然高分子材料，在生物医药，环境工程以及生物技术领域都有广泛的应用，使之成为药物控制释放领域中的理想载体。
将壳聚糖羧甲基化，可制备得到水溶性很好的羧甲基壳聚糖(CMCS)，一方面羧基的引入极大提高了壳聚糖在水中的溶解性，另一方面，羧甲基壳聚糖分子中既含有氨基又含有羧基，是一种两性高分子聚合物，应用比壳聚糖更加广泛。
甲醛、戊二醛、马来酸酐、钙离子等常用来作为制备壳聚糖系水凝胶的交联剂。
但甲醛、戊二醛等的毒性较大，这影响了水凝胶在生物医药领域中的应用。
而经钙离子交联得到的水凝胶机械性能较差，而且容易与体内的阳离子(如钠离子等)发生离子交换，使水凝胶迅速崩解，从而使凝胶中负载的药物快速释放，影响药物的缓释效果。
1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)是一种无毒的肽键缩合剂，本身并没有成为交联的一部分，常作为氨基和羧基的交联。
为了避免有毒的交联剂的使用，拓宽羧甲基壳聚糖在生物医药领域的应用，所以本研究以水溶性好的羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料，以EDC为交联剂，制备得到新型的EDC/羧甲基壳聚水凝胶。
水凝胶是由带有亲水性基团(—COOH、—OH、—CONH2)的水溶性单体通过聚合反应并以物理或化学交联的方式所形成的具有三维网络结构的高分子聚合物。
水凝胶能显著地溶胀与水中或者生物体液中溶胀并能保持大量水分而不被溶解。
近年来，智能水凝胶引起了科研者的大量关注，因为智能水凝胶能够感知周围环境如温度、磁场、电场、pH、离子强度等刺激的微小变化并对环境刺激产生响应特性。
水凝胶的响应性能是通过凝胶的可逆体积相变来实现的，并使它在传感器、人造肌肉、药物控制释放、组织工程、催化体系、酶的固定等方面具有广阔的应用前景。
由于传统的给药方式有口服和注射等，使治疗药物的毒性不仅存在于肿瘤部位，而且会散布于身体的各个部位，对正常身体部位产生一定程度的损伤。
同时由于药物浓度在体内广泛分布，到达肿瘤部位的药物浓度就会变小，可能导致其低于药物的治疗浓度，以致使它达不到应有的效果。
温敏性载药水凝胶可以对药物的释放起到一定的缓释作用，使药物释放变得缓慢；也可以根据病变部位与正常组织不同而识别病变器官，从而有选择性地进攻，使药物浓度更有效地分布，增强药物治疗效果，同时达到原位控制治疗，减小药物的毒副作用，因此，制备能够负载药物并具有药物缓释性能的药物载体，在临床医学和制药学中是非常需要的。
智能水凝胶由于其能够在相对苛刻的条件下，保护药物并将药物在原位缓慢释放药物而倍受青睐。
2.项目研究的内容和方案由于壳聚糖具有良好的生物活性和生物相容性等优良特点，因此被广泛的应用于生物医药等领域。
然而壳聚糖的亲水性较差，仅能溶解在酸性介质溶液中，不溶于水，不溶于中性和碱性的环境中，限制了其子在生物领域和生物大分子药物传输递送上的应用。
由于壳聚糖分子具有丰富的活性羟基和氨基基团，通过化学方法，对其分子进行修饰，制备壳聚糖衍生物，这不仅提高了壳聚糖的溶解性，同时新引入的取代基团也增加了壳聚糖新的活性特点和性能。
通过羧基化反应对壳聚糖结构进行改性：由于壳聚糖上的羟基或氨基可与氯代烷酸（氯乙酸）、乙醛酸等反应，将极性的羧酸基团引入分子链上。
羧甲基壳聚糖的制备原理图如下（1）：图（1）其中羧甲甲基化研究比较广泛，由于羧基基团和壳聚糖反应位置的不同，在反应中，可以生成量子羧甲基壳聚糖，分为：O-羧甲基壳聚糖(O-CM-Chitosan)、N-羧甲基壳聚糖(N-CM-Chitosan)和N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-CM-Chitosan)。
通过查阅文献发现Ha-Na NaS等首先将壳聚糖用亚硝酸钠(NaN02)和硼氢化钠(NaBH4）降解得到到低分子量的壳聚糖(LMCS)；然后将低分子量的壳聚糖用60％的氢氧化钠碱化处理后，和氯乙酸反应制备得到了低分子量的羧甲基壳聚糖(LM-O-CMCS)，其具有很好的水溶性和低的细胞毒性。
根据Qingping Song在90℃的条件下，用氯乙酸代替相对昂贵的乙醛酸，和壳聚糖反应4h，制备得到了N-羧甲基壳聚糖(N-CM-Chitosan),同时取代度高达1.32以上。
本文以EDC为交联剂，活化羧甲基壳聚糖为单体，加入引发剂过二硫酸铵，使壳聚糖上的羧基和自身的氨基发生交联反应制备得到EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶，水凝胶交联原理图如下（2）。
通过傅立叶红外光谱、X衍射和扫描电镜对EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶结构进行了表征。
通过单因素实验测定了交联剂和壳聚糖衍生物溶液浓度对凝胶时间的影响以及测定相应的溶胀度，系统研究了EDC/羧甲基壳聚糖水。
图（2）实验中采用制备的羧甲基壳聚糖水凝胶包裹顺铂药物，测试了其水凝胶在不同pH条件下体外释药性。
将所制备的羧甲基壳聚糖水凝胶放置在不同pH环境下(pH=2盐酸溶液和pH=7.4磷酸盐缓冲溶液)，观察其溶胀率，可以看出所制备的羧甲基壳聚糖水凝胶具有良好的pH敏感性。
同时将载药干凝胶置于pH=7.4的磷酸盐缓冲液中研究释药动力学，同时对水凝胶的药物释放过程进行模拟，由于水凝胶的释药过程大致可分为内扩散和外扩散两个主要步骤，即药物从水凝胶的内部扩散到水凝胶的表面，再从水凝胶的表面扩散到接受液中。
关于水凝胶的释药过程尚无合适的理论机制去描述，而是用一些经验方程来拟合。
常用的有零级、一级动力学方程、Higuchi 方程、Peppas半经验方程、Ritger-Peppas经验方程等。
本研究根据所得实验数据规律，对一级动力学模型进行适当修正后来对羧甲基壳聚糖水凝胶的释放药物过程的描述。
3.项目目标（1）通过化学修饰，改善壳聚糖的结构，制备具有良好亲水性的羧甲基壳聚糖；（2）通过聚合反应，制备新型EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶；（3）通过包埋，使抗癌药物顺铂包埋在已制备的新型EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶，同时研究其pH敏感性；（4）制备的药物进行体外释放研究。
4.拟解决的关键问题由于壳聚糖亲水性较差，不溶于水，仅能溶解在酸性溶液中，限制了其在生物领域和生物大分子药物传输递送上的应用。
同时壳聚糖分子含有大量的羟基和氨基，对其分子进行修饰，制备水溶性好、亲水性强的壳聚糖衍生物可有效改善这一问题。
然而壳聚糖分子在进行羧基化的过程中出现多个羧甲基壳聚糖异构体，是产率降低，同时所得的壳聚糖不够单一，给后期实验的水凝胶结构的分析带来困难。
由于羧甲基壳聚糖是壳聚糖羧基化的产物，能较为广泛pH范围内能完全溶解，然而pH的变化是通过壳聚糖中游离羧基，氨基进行控制的，通过控制羧甲基壳聚糖单体的量，研究制备的新型pH敏感性EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶，同时对水凝胶的药物释放过程进行模拟有一定的困难，因为关于水凝胶的释药过程尚无合适的理论机制去描述，而是用一些经验方程来拟合。
常用的有零级、一级动力学方程、Higuchi 方程、Peppas半经验方程、Ritger-Peppas经验方程等。
由于研究过程中误差很大，对经验方程的确定有难度。
5.可行性分析据文献报道，壳聚糖分子结构中存在大量的活性氨基和羟基基团，通过羧基化反应，使壳聚糖在碱性NaOH水溶液中，与氯乙酸进行羧基化反应。
羧甲基壳聚糖是壳聚糖羧基化的产物，能较为广泛pH范围内能完全溶解，这是因为羧甲基壳聚糖是壳聚糖羧化得到的一种两性聚电解质，水凝胶中存在大量的羧基、氨基以及羟基基团，在不同的pH环境条件下具有不同的解离程度，从而导致所制备的水凝胶具有良好pH敏感性。
由于凝胶网络内部壳聚糖分子结构中富含氨基基团，pH减小时，氨基被质子化，静电作用和亲水作用加强，使得水凝胶更易吸水溶胀；pH增大后，壳聚糖链中游离的氨基增多，与壳聚糖链上羟基的氢键作用增强，使得壳聚糖分子链间发生卷曲缠结，导致整个水凝胶失水退溶胀。
包埋有顺铂的pH敏感性的羧甲基壳聚糖水凝胶纳米粒子，被作为负载化学治疗药物的载体合成出来，当药物进入人体后，由于癌细胞周围的pH要比正常细胞pH 低，药物可以能有选择的在肿瘤区域中释放，通过此想法希望羧甲基壳聚糖能够被用来作为需在特定pH 环境中控释药物的载体。
6.特色与创新本研究讨论了壳聚糖的结构改性，增加壳聚糖的水溶性，通过控制反应条件，制备产物单一的羧甲基壳聚糖。
在合成羧甲基壳聚糖水凝胶，通过加入1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)无毒，为了避免有毒的交联剂的使用，拓宽羧甲基壳聚糖在生物医药领域的应用。
同时羧甲基壳聚糖具有pH敏感性，可以将载有药物的水凝胶能在体内特定pH环境下进行药物的缓慢释放，从而达到原位治疗疾病的效果。
7.预期研究结果通过羧基化反应合成改性后的壳聚糖，经过聚合作用制备羧甲基壳聚糖水凝胶，测定其水凝胶的溶胀度比为改性的壳聚糖大，同时改性后的羧甲基壳聚糖在不同pH下的药物释放率的研究，发现载有顺铂的羧甲基壳聚糖水凝胶在pH小的药物释放率高于pH大的。
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