甲殼素廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲等動(dòng)物的甲殼中，以及真菌酵母的細(xì)胞壁里，是一種天然的生物高分子物質(zhì)，被科學(xué)界譽(yù)為“第六生命要素"。而殼聚糖則是甲殼素脫去乙酰基后的產(chǎn)物，是甲殼素最重要的衍生物。

殼聚糖表面具有親水性，有利于細(xì)胞的附著、繁殖和分化，同時(shí)因其本身具有良好的生物相容性、生物降解性、抗菌性能，形成多孔結(jié)構(gòu)，適于細(xì)胞向內(nèi)生長(zhǎng)和骨傳導(dǎo)。故近幾年殼聚糖在骨組織工程中的應(yīng)用成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn)之一。

殼聚糖應(yīng)用于骨修復(fù)治療的基礎(chǔ)

生物相容性

研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖的性質(zhì)不活潑，不與體液和體內(nèi)組織產(chǎn)生異物反應(yīng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究顯示，長(zhǎng)期口服殼聚糖安全，無明顯副反應(yīng)”。

生物降解性

殼聚糖在體內(nèi)溶菌酶、甲殼酶的作用下水解為對(duì)人體無毒的N-乙酸氨基葡萄糖和氨基葡萄糖，然后進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)，一部分以二氧化碳的形式由呼吸道排出體外，另一部分則以糖蛋白的形式被人體所利用。

抗菌性能

殼聚糖具有廣譜抗菌作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖可抑制大腸桿菌、沙門菌屬、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、李斯特單核細(xì)胞增生菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌、鏈球菌、霍亂弧菌、

志賀痢疾桿菌、產(chǎn)氣單胞菌屬及某些真菌等的生長(zhǎng)。

可塑性

殼聚糖可被塑成各種不同的形狀，如微球、糊劑、膜、海綿、纖維和多孔支架。作為骨修復(fù)材料，一般制成多孔結(jié)構(gòu)。

殼聚糖在骨組織工程中的應(yīng)用

骨組織工程是利用細(xì)胞生物學(xué)和工程學(xué)原理，研究開發(fā)修復(fù)和改善損傷骨組織形態(tài)和功能的生物替代物的一門科學(xué)”,它是將種子細(xì)胞與生物支架材料復(fù)合，在成骨誘導(dǎo)因子的作用下，種子細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)骨再生。骨組織工程包括3個(gè)基本要素：種子細(xì)胞、成骨誘導(dǎo)因子和生物支架。

殼聚糖作為支架材料

支架材料是種子細(xì)胞生長(zhǎng)支撐的物質(zhì)，在體外將殼聚糖和其他生物材料物質(zhì)合成支架復(fù)合體，然后將其植入到體內(nèi)的缺損部位，引導(dǎo)骨形成。現(xiàn)階段常用的骨組織工程支架材料主要有生物陶瓷、天然高分子和合成高分子，三種材料最典型的代表分別是羥基磷灰石、殼聚糖和聚乳酸。

殼聚糖作為生長(zhǎng)因子或藥物的控釋載體將支架作為生長(zhǎng)因子或藥物的控釋載體，支架與生長(zhǎng)因子或藥物結(jié)合在一起植入體內(nèi),來自體內(nèi)的細(xì)胞可聚集到該支架上，藥物緩慢釋放，從而形成骨組織或減少局部的感染及炎癥。殼聚糖作為一種親水性多糖，可加工成微球或納米球的形式而作為蛋白多肽的緩釋載體，通過控制生長(zhǎng)因子或藥物的釋放速率，使生長(zhǎng)因子或藥物在骨損傷處長(zhǎng)時(shí)間維持較高濃度，從而促進(jìn)骨損傷愈合。

殼聚糖改性骨水泥

磷酸鈣骨水泥，通常由粉和水溶液組成，它們被混合成一種糊劑放到骨缺損處，進(jìn)而凝結(jié)硬化的一類骨修復(fù)材料，但其在臨床應(yīng)用中由于韌性低、凝固時(shí)間長(zhǎng)、降解速度慢等缺點(diǎn)致使其應(yīng)用受到很大限制。而殼聚糖作為一種天然堿性多糖，在動(dòng)物體內(nèi)無抗原性，作為CPC的添加劑，在一定濃度范圍內(nèi)，可以縮短骨水泥的凝固時(shí)間，提高抗壓強(qiáng)度，同時(shí)由于殼聚糖溶液的黏稠性，大大改善了CPC的注射性能。

殼聚糖在骨組織工程乃至整個(gè)醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用有巨大潛力，是目前最有前途的生物大分子之一，國(guó)內(nèi)外越來越多的學(xué)者都在探索殼聚糖的性能及其開發(fā)利用。然而，殼聚糖自身存在的不足，如機(jī)械強(qiáng)度差、不溶于水.在體內(nèi)的降解時(shí)間難以精確控制、殼聚糖用作基因載體轉(zhuǎn)染效率偏低等，也一再制約其應(yīng)用。隨著材料學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展，相信殼聚糖的不足之處會(huì)得到改善，其在人類醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。

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