智能水凝膠在人體組織中的應用

1、智智 能能 水水 凝凝 膠膠 在在 人人 體體 組組 織織 工工 程程 中中 的的 應應 用用 Application of intelligenthydrogel in the tissue engineeringCompany Logo主講板塊主講板塊智能水凝膠一一人體組織工程學二二在人體組織工程中的應用三三未來發(fā)展方向展望四四Company Logo智能水凝膠智能水凝膠smart hydrogels水凝膠蘆薈水凝膠蘆薈智能水凝膠智能水凝膠產(chǎn)后縮宮素產(chǎn)后縮宮素智能感溫智能感溫水凝膠面膜水凝膠面膜水凝膠豐胸水凝膠豐胸TEXTTEXTTEXTTEXTCompany Logosmart hydr

2、ogelsv一、智能水凝膠一、智能水凝膠smart hydrogels 根據(jù)水凝膠對外界刺激的應不同分為傳統(tǒng)和環(huán)境敏感水凝膠 傳統(tǒng)的水凝膠高分子材料對環(huán)境的變化相對不是非常敏感， 只能在特定的溶液環(huán)境中形成水凝膠 而智能水凝膠能夠?qū)ν饨绱碳ぶT如溫度、pH值、光、磁場等作出不同的應答表現(xiàn)而產(chǎn)生二級結(jié)構(gòu)甚至化學結(jié)構(gòu)的變化， 自發(fā)組裝形成有序的超分子結(jié)構(gòu)， 最終形成具有三維結(jié)構(gòu)的凝膠。因此被稱為環(huán)境敏感水凝膠。Company Logosmart hydrogels溫度敏感性水凝膠溫度敏感性水凝膠 溫度敏感性水凝膠是指隨著環(huán)境溫度變化引起電阻變化(溫阻性)的一類水凝膠。溫敏性水凝膠研發(fā)的可注射水凝膠在

3、包被細胞、 藥物釋放、 組織工程生物學等方面的應用相當廣泛 7-9pH敏感性水凝膠敏感性水凝膠 pH敏感性實驗表明，凝膠的溶脹率在pH=1.0的介質(zhì)中較大，在pH=4.0的介質(zhì)中次之，在中性或pH=9.0的堿性介質(zhì)中較低，表明凝膠具有明顯的pH敏感性。光敏感性水凝膠光敏感性水凝膠 光敏感性水凝膠可分為可見光敏感性水凝膠與紫外光敏感性水凝膠兩種， 含有光敏發(fā)色團的PNIAAm水凝膠具有可見光敏感性， 另外紫外光敏感性水凝膠可以通過含有二(4-二甲氨基)苯基甲烷氰化物的聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)制得。Company Logosmart hydrogels磁敏感性水凝膠磁敏感性水凝膠 磁敏感性水凝膠是指具有磁響

4、應性的一類環(huán)境敏感性水凝膠。當水凝膠的磁場強度在30 000 e時表現(xiàn)出來的順磁性說明其具有較好的磁敏感性。溫度溫度/pH雙重敏感性水凝膠雙重敏感性水凝膠 同時對兩種或兩種以上外界刺激產(chǎn)生反應的智能凝膠已成為高分子緩釋載體的發(fā)展方向，因pH和溫度是生理生化系統(tǒng)中的兩個重要因素，研究具有pH和溫度雙重敏感的水凝膠作為新型高分子材料已備受關(guān)注Company Logo tissue engineeringv二、人體組織工程學二、人體組織工程學 tissue engineering 人體人體組織工程學組織工程學是選用恰當恰當?shù)纳锘钚晕镔|(zhì)，在體外設(shè)計、構(gòu)建活組織模塊或完整活器官，用以替代和修復損傷的人

5、體組織結(jié)構(gòu)或缺失的組織器官，并恢復其功能。以“活活”字為組織工程學之魂，以組織工程學中所用生物活性物質(zhì)的“三要素”活細胞（種子細胞）、生物活生物活性材料（細胞支架材料）性材料（細胞支架材料）、生物活性因子為主線，探討活組織及活器官的人工設(shè)計、體外構(gòu)建和植入人體的基本原理和技術(shù)。 （引自人體組織工程學- 胡敏 人民軍醫(yī)出版社 2006-3）Company Logo tissue engineeringCompany LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv三、智能水凝膠在組織工程中的應用三、智能水凝膠在組織

6、工程中的應用 人體組織工程旨在復制“組織” 、 “器官” ，開發(fā)能夠修復或維持改善組織器官功能的人工替代物，達到提高生活質(zhì)量，延長生命活動的目的。 智能水凝膠用來模擬細胞外基質(zhì)、作為細胞的三維支架，力求重現(xiàn)細胞所處的三維微環(huán)境及細胞和細胞外基質(zhì)之間的生物物理信號，維持細胞正常表型與生理功能。Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineering1 具備生物可具備生物可降解性降解性2 低免疫原低免疫原性，減少了性，減少了炎癥和排斥炎癥和排斥作用作用3能真正在三能真正在三維尺度上模維尺度上模擬細胞所處擬細胞所

7、處微環(huán)境，從微環(huán)境，從而利于細胞而利于細胞黏附、生長、黏附、生長、遷移及分化遷移及分化等等智能水凝膠在人體組織工程展現(xiàn)的優(yōu)越性智能水凝膠在人體組織工程展現(xiàn)的優(yōu)越性Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineering123在過去在過去30年間，科學家逐漸發(fā)現(xiàn)和設(shè)計出多種具有醫(yī)用潛能的水凝膠年間，科學家逐漸發(fā)現(xiàn)和設(shè)計出多種具有醫(yī)用潛能的水凝膠Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv1、在骨組織工程中的應

8、用、在骨組織工程中的應用 骨組織工程是指將分離的自體高濃度細胞經(jīng)體外培養(yǎng)擴增后， 種植于一種天然或人工合成的具有良好生物相容性、 可被人體逐步降解吸收的細胞支架上， 這種生物材料支架可為細胞提供生存的三維空間， 有利于細胞獲得足夠的營養(yǎng)物質(zhì)， 使得細胞在預制形態(tài)的三維支架上生長，達到修復骨組織缺損的目的 在骨組織工程中，與成骨細胞相結(jié)合的聚乳酸羥基聚乳酸羥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、在軟骨組織工程中的應用、在軟骨組織工程中的

9、應用 在軟骨組織工程中，與軟骨細胞相結(jié)合的聚乳酸羥聚乳酸羥基乙酸、聚乳酸、聚乙酸纖維素等基乙酸、聚乳酸、聚乙酸纖維素等 Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv 3、在神經(jīng)組織工程中的應用、在神經(jīng)組織工程中的應用 神經(jīng)支架材料為神經(jīng)恢復提供所需的三維空間， 使神經(jīng)具有再生的通道， 為毛細血管和纖維組織長入提供營養(yǎng)， 防止結(jié)締組織長入而起屏障作用。 在神經(jīng)組織工程中的絲狀膠原蛋白材料等絲狀膠原蛋白材料等 近年來， 多肽納米纖維凝膠基質(zhì)材料因其良好的生物相容性及無任何生物體毒性等特點， 在神經(jīng)

10、組織工程中具有潛在的應用前景。殼聚糖材料制備的神經(jīng)導管、支架能在脊髓損傷后橋接神經(jīng)斷端，維持神經(jīng)再生的正常解剖結(jié)構(gòu)，提供種子細胞及細胞因子載體，為損傷后神經(jīng)再生提供良好的微環(huán)境，但目前對于殼聚糖導管的研究仍不夠全面，仍有很多問題待解，也成為日后發(fā)展的熱點之一Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineering神經(jīng)神經(jīng)骨、軟骨骨、軟骨腎、肝腎、肝機構(gòu)、乳房組織器官等機構(gòu)、乳房組織器官等皮皮消化道、眼角膜消化道、眼角膜 成功技術(shù)已經(jīng)研發(fā)成功并應用與臨床的技術(shù)已經(jīng)研發(fā)成功并應用與臨床的技術(shù)Company Lo

11、goApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv四、未來發(fā)展和展望四、未來發(fā)展和展望 依據(jù)仿生學原理，構(gòu)建符合人體自身結(jié)構(gòu)的組織工程支架材料將成為日后研發(fā)智能材料的重點方向 新智能水凝膠材料的開發(fā)將對組織工程領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響，相信不遠的將來，在現(xiàn)當代科學家以及未來我們的努力下，會有更加理想的支架材料研制成功，為組織工程推向臨床應用打下堅實基礎(chǔ)，從而造福人類！Company LogoApplication of intelligenthydrogel in the tissue engineeringv 參考文獻參考文獻v智能水凝膠在組織工程中的應用v作 者： 張丁文， 劉燕飛， 亓鵬， 劉建國， Zhang Ding-wen， Liu Yan-fei， Qi Peng， Liu Jian-guov作者單位：張丁文,亓鵬,Zhang Ding-wen,Qi Peng(遵義醫(yī)學院口腔學院,貴州省遵義市,563000)， 劉燕飛,Liu Yan-fei(貴州省細胞工程重點實驗室,貴州省遵義市,563000)， 劉建國,Liu Jian-guo(遵義醫(yī)學院口腔學院，貴州省遵義市 56300