DOI: 10.3390/pharmaceutics13050621
通过物理过程产生的多糖基材料在生物医学应用中引起了极大的关注。这些结构通常是通过在水溶液中缔合带电的聚电解质制成的,从而避免了有毒的化学反应(交联剂)。本文综述了其结构中包含可电离基团的主要多糖(糖胺聚糖,海洋多糖及其衍生物)和纤维素(中性多糖)。根据所选策略可以开发出在水性介质中具有高度稳定性的物理材料。本文介绍了凝聚、离子化凝胶、静电纺丝、逐层涂覆、聚合物共混物的凝胶化、溶剂蒸发和冻融等策略,上述策略可以通过原位(一步)方法构建出生物医用多糖基组件,着重研究了所制备材料在生长因子(GFs)递送、支架、抗菌涂层和伤口敷料中的应用。
图1.GAG的化学结构。CS=硫酸软骨素,字母A、B、C、D和E代表不同类型的硫酸软骨素。
图2.几丁质部分脱乙酰化会产生脱乙酰度高于50%的壳聚糖。
图3.壳聚糖基材料的生物医学工程应用。
图4.化学海藻酸盐结构(A),海藻酸盐与钙离子成胶(B),用于流体动力聚焦的微流体装置的示意图。
图5.海洋硫酸化多糖的化学结构。
图6.从海藻酸盐、壳聚糖和透明质酸中获得的人工硫酸化多糖的化学结构。
图7.结合物理方法创建生物医用多糖基材料的主要策略。TA=多酚单宁衍生物,商业上称为Tanfloc;HP=肝素;β-CD=β-环糊精;TPP=三聚磷酸盐。
图8.接种在多糖基支架上的哺乳动物细胞的SEM和荧光图像。(PCL=聚(ε-己内酯),BMSCs=骨髓间充质干细胞,AMSCs=脂肪间充质干细胞。)
图9.PEM组装到氧化固体基质上的示意图(A)。孵育6小时后,铜绿假单胞菌接种壳聚糖/卡拉胶PEM(15层)和天然聚苯乙烯(固体基质,SB)的SEM图像(B)。在Tanfloc/肝素和壳聚糖/肝素PEMs(10层)上用钙黄绿素-AM染色粘附血小板的代表性荧光图像(C)。培养7天后,在二氧化钛纳米管和Tanfloc/肝素PEM(5层)上成像的DAPI(蓝色)和罗丹明-鬼笔环肽(红色)染色脂肪间充质干细胞(AMSCs)的荧光图像(D)。在二氧化钛纳米管和Tanfloc/肝素PEM(5层)上诱导成骨3周后,ADSCs的代表性免疫荧光显微图像,其中绿色表示骨钙素(E)。
图10.作为药物递送系统的材料(支架、表面涂层和纳米颗粒),通过促进缓释在生物医学工程应用中实现对生长因子的有效递送。