壳聚糖在骨组织工程中应用研究进展

甲壳素广泛存在于虾、蟹、昆虫等动物的甲壳中，以及真菌酵母的细胞壁中。它是一种被科学界称为第六生命元素的天然生物聚合物"..壳聚糖是甲壳素去除乙酰基后的产物，是甲壳素较重要的衍生物。

壳聚糖表面亲水，有利于细胞的附着、繁殖和分化。同时，由于其良好的生物相容性、生物降解性和抗菌性，形成了适合细胞向内生长和骨传导的多孔结构。因此，壳聚糖近年来在骨组织工程中的应用已成为学者研究的热点之一。

壳聚糖应用于骨修复治疗的基础

生物相容性

研究发现，壳聚糖不活跃，不与体液和体内组织发生异物反应。动物实验和临床研究表明，长期口服壳聚糖是安全的，没有明显的副作用。

生物降解性

壳聚糖在体内溶菌酶和甲壳酶的作用下水解为对人体无毒N-乙酸氨基葡萄糖和氨基葡萄糖，然后进行一系列化学反应，一部分以二氧化碳的形式从呼吸道排出，另一部分以糖蛋白的形式被人体使用。

抗菌性能

壳聚糖具有广谱抗菌作用。近年来，壳聚糖可抑制大肠杆菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、李斯特单核细胞增生菌、小肠结肠炎耶尔森菌、链球菌、霍乱弧菌，

生长志贺痢疾杆菌、产气单胞菌属和某些真菌。

可塑性

壳聚糖可塑成微球、糊剂、膜、海绵、纤维和多孔支架等各种形状。多孔结构一般由骨修复材料制成。

壳聚糖在骨组织工程中的应用

骨组织工程是利用细胞生物学和工程工程原理研究、开发、修复和改善损害骨组织形态和功能的生物替代品的科学。

壳聚糖作为支撑材料

支架材料是由种子细胞生长支撑的物质。壳聚糖和其他生物材料在体外合成支架复合物，然后植入体内缺陷部位，引导骨骼形成。目前常用的骨组织工程支架材料主要包括生物陶瓷、天然聚合物和合成聚合物较典型的三种材料是羟基磷灰石、壳聚糖和聚乳酸。

壳聚糖作为生长因子或药物的控释载体，将支架作为生长因子或药物的控释载体。支架与生长因子或药物结合植入体内。体内细胞可聚集在支架上，药物释放缓慢，形成骨组织或减少局部感染和炎症。壳聚糖作为一种亲水性多糖，可以加工成微球或纳米球，作为蛋白质肽的缓释载体。通过控制生长因子或药物的释放率，生长因子或药物在骨损伤处长期保持高浓度，促进骨损伤愈合。

壳聚糖改性骨水泥

磷酸钙骨水泥通常由粉末和水溶液组成。它们被混合成糊状物，放置在骨缺损处，然后凝结硬化。然而，由于韧性低、凝固时间长、降解速度慢等缺点，其应用在临床应用中受到很大限制。壳聚糖作为一种天然碱性多糖，在动物体内没有抗原作用CPC在一定浓度范围内，添加剂可缩短骨水泥的凝固时间，提高抗压强度。同时，壳聚糖溶液的粘度大大提高CPC注射性能。

壳聚糖在骨组织工程乃至整个医药领域的应用有巨大潜力，是目前较有前途的生物大分子之一，国内外越来越多的学者都在探索壳聚糖的性能及其开发利用。然而，壳聚糖本身机械强度差、不溶于水等缺点.体内降解时间难以准确控制，壳聚糖作为基因载体的转染效率较低，一再限制其应用。随着材料科学和生命科学的发展，壳聚糖的缺点将得到改善，其在人类医学领域的应用前景将更加广阔。