智能水凝胶在人体组织中的应用

1、智智 能能 水水 凝凝 胶胶 在在 人人 体体 组组 织织 工工 程程 中中 的的 应应 用用 Application of intelligenthydrogel in the tissue engineeringCompany Logo主讲板块主讲板块智能水凝胶一一人体组织工程学二二在人体组织工程中的应用三三未来发展方向展望四四Company Logo智能水凝胶智能水凝胶smart hydrogels水凝胶芦荟水凝胶芦荟智能水凝胶智能水凝胶产后缩宫素产后缩宫素智能感温智能感温水凝胶面膜水凝胶面膜水凝胶丰胸水凝胶丰胸TEXTTEXTTEXTTEXTCompany Logosmart hydr

2、ogelsv一、智能水凝胶一、智能水凝胶smart hydrogels 根据水凝胶对外界刺激的应不同分为传统和环境敏感水凝胶 传统的水凝胶高分子材料对环境的变化相对不是非常敏感， 只能在特定的溶液环境中形成水凝胶 而智能水凝胶能够对外界刺激诸如温度、pH值、光、磁场等作出不同的应答表现而产生二级结构甚至化学结构的变化， 自发组装形成有序的超分子结构， 最终形成具有三维结构的凝胶。因此被称为环境敏感水凝胶。Company Logosmart hydrogels温度敏感性水凝胶温度敏感性水凝胶 温度敏感性水凝胶是指随着环境温度变化引起电阻变化(温阻性)的一类水凝胶。温敏性水凝胶研发的可注射水凝胶在

3、包被细胞、 药物释放、 组织工程生物学等方面的应用相当广泛 7-9pH敏感性水凝胶敏感性水凝胶 pH敏感性实验表明，凝胶的溶胀率在pH=1.0的介质中较大，在pH=4.0的介质中次之，在中性或pH=9.0的碱性介质中较低，表明凝胶具有明显的pH敏感性。光敏感性水凝胶光敏感性水凝胶 光敏感性水凝胶可分为可见光敏感性水凝胶与紫外光敏感性水凝胶两种， 含有光敏发色团的PNIAAm水凝胶具有可见光敏感性， 另外紫外光敏感性水凝胶可以通过含有二(4-二甲氨基)苯基甲烷氰化物的聚合物网状结构制得。Company Logosmart hydrogels磁敏感性水凝胶磁敏感性水凝胶 磁敏感性水凝胶是指具有磁响

4、应性的一类环境敏感性水凝胶。当水凝胶的磁场强度在30 000 e时表现出来的顺磁性说明其具有较好的磁敏感性。温度温度/pH双重敏感性水凝胶双重敏感性水凝胶 同时对两种或两种以上外界刺激产生反应的智能凝胶已成为高分子缓释载体的发展方向，因pH和温度是生理生化系统中的两个重要因素，研究具有pH和温度双重敏感的水凝胶作为新型高分子材料已备受关注Company Logo tissue engineeringv二、人体组织工程学二、人体组织工程学 tissue engineering 人体人体组织工程学组织工程学是选用恰当恰当的生物活性物质，在体外设计、构建活组织模块或完整活器官，用以替代和修复损伤的人

5、体组织结构或缺失的组织器官，并恢复其功能。以“活活”字为组织工程学之魂，以组织工程学中所用生物活性物质的“三要素”活细胞（种子细胞）、生物活生物活性材料（细胞支架材料）性材料（细胞支架材料）、生物活性因子为主线，探讨活组织及活器官的人工设计、体外构建和植入人体的基本原理和技术。 （引自人体组织工程学- 胡敏 人民军医出版社 2006-3）Company Logo tissue engineeringCompany LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv三、智能水凝胶在组织工程中的应用三、智能水凝胶在组织

6、工程中的应用 人体组织工程旨在复制“组织” 、 “器官” ，开发能够修复或维持改善组织器官功能的人工替代物，达到提高生活质量，延长生命活动的目的。 智能水凝胶用来模拟细胞外基质、作为细胞的三维支架，力求重现细胞所处的三维微环境及细胞和细胞外基质之间的生物物理信号，维持细胞正常表型与生理功能。Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineering1 具备生物可具备生物可降解性降解性2 低免疫原低免疫原性，减少了性，减少了炎症和排斥炎症和排斥作用作用3能真正在三能真正在三维尺度上模维尺度上模拟细胞所处拟细胞所

7、处微环境，从微环境，从而利于细胞而利于细胞黏附、生长、黏附、生长、迁移及分化迁移及分化等等智能水凝胶在人体组织工程展现的优越性智能水凝胶在人体组织工程展现的优越性Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineering123在过去在过去30年间，科学家逐渐发现和设计出多种具有医用潜能的水凝胶年间，科学家逐渐发现和设计出多种具有医用潜能的水凝胶Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv1、在骨组织工程中的应

8、用、在骨组织工程中的应用 骨组织工程是指将分离的自体高浓度细胞经体外培养扩增后， 种植于一种天然或人工合成的具有良好生物相容性、 可被人体逐步降解吸收的细胞支架上， 这种生物材料支架可为细胞提供生存的三维空间， 有利于细胞获得足够的营养物质， 使得细胞在预制形态的三维支架上生长，达到修复骨组织缺损的目的 在骨组织工程中，与成骨细胞相结合的聚乳酸羟基聚乳酸羟基乙酸支架乙酸支架 、聚乳酸支架等、聚乳酸支架等 Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv2、在软骨组织工程中的应用、在软骨组织工程中的

9、应用 在软骨组织工程中，与软骨细胞相结合的聚乳酸羟聚乳酸羟基乙酸、聚乳酸、聚乙酸纤维素等基乙酸、聚乳酸、聚乙酸纤维素等 Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv 3、在神经组织工程中的应用、在神经组织工程中的应用 神经支架材料为神经恢复提供所需的三维空间， 使神经具有再生的通道， 为毛细血管和纤维组织长入提供营养， 防止结缔组织长入而起屏障作用。 在神经组织工程中的丝状胶原蛋白材料等丝状胶原蛋白材料等 近年来， 多肽纳米纤维凝胶基质材料因其良好的生物相容性及无任何生物体毒性等特点， 在神经

10、组织工程中具有潜在的应用前景。壳聚糖材料制备的神经导管、支架能在脊髓损伤后桥接神经断端，维持神经再生的正常解剖结构，提供种子细胞及细胞因子载体，为损伤后神经再生提供良好的微环境，但目前对于壳聚糖导管的研究仍不够全面，仍有很多问题待解，也成为日后发展的热点之一Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineering神经神经骨、软骨骨、软骨肾、肝肾、肝机构、乳房组织器官等机构、乳房组织器官等皮皮消化道、眼角膜消化道、眼角膜 成功技术已经研发成功并应用与临床的技术已经研发成功并应用与临床的技术Company Lo

11、goApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv四、未来发展和展望四、未来发展和展望 依据仿生学原理，构建符合人体自身结构的组织工程支架材料将成为日后研发智能材料的重点方向 新智能水凝胶材料的开发将对组织工程领域产生巨大影响，相信不远的将来，在现当代科学家以及未来我们的努力下，会有更加理想的支架材料研制成功，为组织工程推向临床应用打下坚实基础，从而造福人类！Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv 参考文献参考文献v智能水凝胶在组织工程中的应用v作 者： 张丁文， 刘燕飞， 亓鹏， 刘建国， Zhang Ding-wen， Liu Yan-fei， Qi Peng， Liu Jian-guov作者单位：张丁文,亓鹏,Zhang Ding-wen,Qi Peng(遵义医学院口腔学院,贵州省遵义市,563000)， 刘燕飞,Liu Yan-fei(贵州省细胞工程重点实验室,贵州省遵义市,563000)， 刘建国,Liu Jian-guo(遵义医学院口腔学院，贵州省遵义市 56300