壳聚糖基水凝胶在眼科领域的应用进展

乔雪松+韩宝芹

摘 要 壳聚糖作为一种具有优良生物学性质的天然粘多糖，在生物医药领域有广泛地应用，是一种非常具有潜力的生物医用材料。本文就壳聚糖及其衍生物基水凝胶在生物医药领域及其在眼科领域的应用进展做一简要介绍。

关键词 壳聚糖水凝胶 眼科

中图分类号：R318 文献标识码：A

1壳聚糖及其衍生物

甲壳素（Chitin）又称几丁质，是一种自然界中分布非常广泛的氨基多糖，是由乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖单体通过€%[-1 ， 4糖苷键聚合而成，甲壳素大量存在于节肢动物虾、蟹、昆虫等的外骨骼中，还存在于某些菌类、藻类的细胞壁中，其在自然界具有巨大的存量。壳聚糖（Chitosan）是甲壳素在碱性条件下加热或者通过酶解作用实现脱乙酰化得到的豍，也是唯一天然存在的碱性粘多糖。壳聚糖在体内具有优良的生物相容性，被广泛应用于医药、食品、生物材料等领域。壳聚糖不溶于水，可通过化学合成对壳聚糖进行改性来改善其溶解性，拓宽壳聚糖的应用范围。羧甲基壳聚糖（CMCTS）和羟乙基壳聚糖（HECTS）是两种研究最为广泛的壳聚糖衍生物。

2壳聚糖基水凝胶

壳聚糖基水凝胶是以壳聚糖或其改性衍生物为基质材料，通过交联作用改变壳聚糖分子内结构，形成的三维网状凝胶物质。根据壳聚糖衍生物具有的不同性质可以通过pH、温度、光的改变来进行交联反应，不同的交联手段是与其分子中所含有的敏感性基团相对应的，因此可把壳聚糖基水凝胶大体分为：pH敏感性壳聚糖水凝胶、温敏性壳聚糖水凝胶和光敏性壳聚糖水凝胶。

2.1壳聚糖基水凝胶在眼科领域的应用

2.1.1眼内药物载体

载药微球是目前药物缓释研究的一个热点，微球载药具有较高的包封率，可增强药物的缓释时间。Katiyar豎等利用原位成胶的壳聚糖纳米微粒搭载多佐胺的方法，来提高多佐胺对青光眼治疗的生物药效性和疗效。微球大小为164nm，载药的包封率和载药量最高可达到98.1%和19.7%。体外的离体角膜渗透实验显示了水凝胶的缓释效果要优于市售的缓释材料，而且实验显示水凝胶在眼内无刺激性，生物相容性良好，是非常好的眼内缓释材料。

水凝胶是一种具有三维网状结构的亲水性高分子聚合物，用途广泛，而且来源丰富，水凝胶因其结构与生物体内软组织接近，而具有良好的亲水性、生物相容性和降解性，被广泛地应用于生物医药领域。Zhu豏等筛选得到了可抑制TGF-€%[活性的适配子S58，并将S58包被于壳聚糖温敏水凝胶中，构建大鼠青光眼滤过术后，分别用CS/S58水凝胶、CS水凝胶、MMC、TGF-€%[2处理球结膜瓣。结果说明CS凝胶和CS/S58凝胶可以明显增强滤过泡的生存比率，且CS/S58组优于CS组。Cheng豐等制备了装载了拉坦前列素的温敏性壳聚糖水凝胶，水凝胶的成胶温度约为34.5℃。水凝胶在体内和体外均具有较稳定的释放特性。在药物诱导了兔高眼压青光眼模型后，以载药水凝胶为治疗物进行治疗，发现眼压在7 d之内大幅度降低达到正常水平，并且一直保持到实验结束（35 d）。

2.1.2人工角膜

组织工程角膜移植是治療应对角膜坏死是一种很好的治疗方式，人工角膜不存供体角膜无法匹配的问题，而且用于制备人工角膜的材料均具有良好的生物相容性，体内排异反应非常低。Liang豑等以羟乙基壳聚糖、胶原和硫酸软骨素为原料构建了搭载角膜内皮细胞的组织工程角膜，其透明度与人自体角膜相当，而且81.32%的含水量也非常接近自体角膜。以兔角膜内皮细胞为基质细胞在组织工程膜片上进行培养，实验结果表明该膜片适合于角膜基质细胞的贴附和生长，此外，体内的实验结果表明该膜片具有良好的生物相容性和降解性，可作为潜在的组织工程角膜基质。

2.1.3人工泪液

人工泪液可通过模拟人体泪液制造出眼内的湿润环境，来改善干眼症。周瑞雪豒等研发的以CMCTS和HECTS为主要原料的滴眼液，在用于干眼症大鼠的治疗后，通过泪液及分泌量的分析，发现两种材料可以促进干眼症大鼠的受损角结膜上皮组织的修复，还可增加自身泪液分泌，对干眼症有很好的治疗效果。

2.1.4角膜接触镜

壳聚糖水凝胶因其优良的保水性和吸水性是作为软性角膜接触镜很好的基质材料，含水量较高可以保证角膜的湿润，不会引起眼部的不适感；同时，壳聚糖膜还有一定的通透性，可保证角膜的正常呼吸。Ivani豓等发明了甲壳素与壳聚糖的共混材料，通过特殊的加工工艺，制备出了可满足视力矫正的角膜接触镜，在应用中有良好的效果；此外，Shi豔等的研究表明将胶原与壳聚糖共混也可得到很好的角膜接触镜材料。

注释

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