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壳聚糖复合材料及其细胞生物相容性研究进展 　　壳聚糖（chitosan，CTS）作为甲壳素脱乙酞氨基后的一种产物，又称为脱乙酞甲壳素，是纤维素以外第二大最丰富的天然高分子化合物[1]。壳聚糖具有抗微生物、调节血脂、增强机体免疫能力以及抑制肿瘤等生物活性。由于壳聚糖与机体内的氨基葡萄糖类具有相似结构，类似于人体骨胶原组织，而且具有无毒害、良好的生物相容性等特点，在骨组织工程的应用和研究中发展迅速，现针对壳聚糖及其衍生物的生物相容性综述如下。 　　1 CTS的结构特点及其生物活性 　　CTS作为一种甲壳素的脱乙酞化产物，结构上与聚多糖类似，游离的氨基可使其溶解度及其生物活性大幅度提高[2]。研究表明，CTS具有良好的促成骨作用[3-4]，还可促进小血管生成[5]。Muzzarelli [6]对犬类的研究发现，CTS对成年犬骨缺陷的治疗具有良好疗效。由于在中性以及碱性环境中溶解度较低，在酸性环境下溶解较大，从而导致其在机体内的运用受到较大限制。Wang[7]提出根据仿生构建的相关理论，对CTS进行磷酸酯化处理，同时引入钙离子，使之亲水性增加。李晓龙[8]对磷酸化的CTS研究发现，由于其具有磷酸酯集团，从而对血浆中磷酸酯有较好的吸附作用，同时将磷酸酯固定在其表面，形成仿生生物膜，有效地降低了表面物质与血浆蛋白的作用，且可降低血小板的粘附及其活性，进而防止血栓形成。CTS作为羟基磷灰石类无机质以及胶原蛋白为主要成分的有机物，而在仿生材料中将其具有生物活性的部分植入其骨组织的连接界面，从而对缺损部位进行修复[9]。对改性后的CTS研究发现，它具有良好的生物活性，有利于成骨细胞、牙周膜细胞等吸附以及聚集，从而促进细胞的分化以及增殖[10]。 　　2 CTS在羟基磷灰石复合材料中的应用 　　羟基磷灰石复合材料作为一种具有表面活性物质的陶瓷，广泛用于骨组织工程，其不仅具有良好的强度，适应机体运动力学性质要求，而且具有良好的韧性，确保长期使用不会变形[11]。Wang [12]指出当羟基磷灰石复合材料植入机体后，将加速机体的骨矿化过程，从而诱导骨再生，且由于其降解后无毒害物质产生而被广泛运用。多孔陶瓷由于空隙大、表面粗糙、脆性大??难以塑性，而CTS具有良好的修饰性，且可加速细胞的吸附，从而可将其塑造成为多种形状[13-14]。Chen [15]对单纯CTS支架与纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架的研究发现，种子细胞在后者中增殖分化的程度明显高于前者。复合支架可检测到骨钙素的表达，而且复合支架具有良好的生物相容性以及骨传导性[16]。CTS作为一种可降解的生物材料，其结构与聚多糖类似，在机体中游离的氨基可使其溶解度以及生物活性明显增加，但是将其作于一种植骨材料时则暴露出其缺乏生长引导和诱导特性的缺点。为了提高其在骨修复中的作用，将CTS与促进骨生长以及相关细胞增殖的材料进行复合使用，磷酸钙盐不但具有良好的生物相容性，而且具有变异低等特点，其钙离子以及磷离子可释放并沉积在新生骨中，而其释放的类骨磷灰石微晶可加速骨细胞的增殖和分化，提高其生物相容性以及生物作用[17]。 　　3 CTS与可吸收胶原复合支架材料的联合应用 　　CTS以及胶原作为一种生物体内的高聚物，是骨组织中的主要构成蛋白，而且也是天然的骨移植支架生物材料，具有植骨后生物相容性好，来源充足以及免疫排除反应小等特点[18-19]。但是由于其机械强度低，含水量过大以及骨诱导性差等缺点，使其在骨移植中的应用受到限制[20]。胶原具有特异性分子的识别功能，可促进细胞的增殖和粘附，而且可对细胞的分化有一定的诱导作用，且胶原在机体内降解为氨基酸，具有无刺激、无毒以及无过敏原等特点而作为细胞支架材料广泛应用于组织工程，但同时由于其力学特点差，且在体内使用时降解速度过快，也使其应用受到一定限制[21-24]。Ragetly等 [25]采用可吸收胶原海绵作为载体研究骨再生作用，发现CTS与可吸收胶原海绵联合组患者，新骨区以及损伤恢复区明显高于单纯组，从而认为骨可吸收胶原海绵可作为一种对壳聚糖进行缓解的良好载体，使其以稳定速度的释放，保证骨的形成。 　　4 CTS与聚乳酸复合支架的联合应用 　　聚乳酸作为一种人工合成的高分子物质，不但具有良好的生物活性，而且具有降解可调控，可诱导部分基因转录上调等优点，但该类物质也具有亲水能力差且降解产物为酸性物质，可改变局部环境的酸碱度等缺点[26]。实验发现，聚乳酸联合CTS的骨修复材料，既能良好地保留两种生物材料的优点，如：生物活性、生物相容性以及力学性质等，而且还改善了生物材料的加工性能，同时，它们的降解产物可相互中和，从而减小了对局部环境酸碱度的影响[27]。Cai [28]对CTS的研究发现，CTS具有较多的氢键，从而保证了在其水解过程中对水的渗透以及扩散进行