Page 151 - 南京医科大学学报自然科学版
P. 151

第42卷第8期                      陆怡雨，李 昊. 智能水凝胶在口腔医学领域的应用［J］.
                  2022年8月                  南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（08）：1192-1196，1200                   ·1193 ·


                泛和深入，在生物医用领域具有重要的应用价值，                            沙星温敏型水凝胶在进入口腔后环境温度迅速升
                                                           ［1］
                应用于药物释放、生物支架及组织工程等方面 。                            高至37 ℃，溶液态转变为凝胶态而长期滞留在牙周
                而近年不断有研究对温敏型材料进行改性或形成                             袋中，可持续释放药物的>8 h           ［11］ 。 以 PNIPAM 和透
                新的复合材料以提高其性能，应用于口腔临床的前                            明质酸为基质制备的温敏型水凝胶可适用于口腔
                景更为可观。                                            溃疡、肉芽肿性疾病等口腔黏膜的局部给药，具有
                1.1  多糖复合水凝胶                                      局部停留时间长、起效快和使用方便的优点，效果
                    随着智能水凝胶的发展，陆续有壳聚糖、海藻                          良好  ［12］ 。5⁃氟尿嘧啶（5⁃Fluorouracil，5⁃FU）是治疗
                酸盐和纤维素等多糖与温敏型水凝胶结合的新研                             口腔鳞状细胞癌的重要化疗药物，载有5⁃FU的可注
                                       ［2］
                究，并取得良好研究成效 。壳聚糖（chitosan，CS）                     射热敏智能水凝胶局部给药系统，最大程度降不
                结构中的N⁃乙酰基葡萄糖胺结构类似于糖胺聚糖，                           良反应，按一定速率持续释放药物12 h，对于肿瘤的
                能促进成骨细胞的黏附、生长、增殖和分化，因此复                           治疗很有前景 。
                                                                              ［13］
                合壳聚糖与其他材料制成的生物支架是修复骨缺                             1.2  纳米复合水凝胶
                            ［3］
                损的理想选择 。溶液状态下，水凝胶可以完全充                                对于骨缺损而言，传统的生物材料为方便植入
                盈到骨和软骨等不规则缺损部位，有利于支架的制                            会制成稍小于缺损区的形状大小，而对于复杂形状
                备与植入；凝胶固化后，能够起到维持空间和缓释                            骨缺损，因缺损边缘不规则导致传统材料以既定形
                活性因子以促进骨再生的作用               ［4-5］ 。有研究合成载         状植入后常导致边缘不密合进而发生不均匀骨修

                碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth               复、材料吸收等问题。因此温敏型可注射水凝胶的
                factor，bFGF）的CS温敏型水凝胶能促进大鼠骨髓间                     溶胶⁃凝胶相变在骨缺损修复领域展现优势。温敏
                充 质 干 细 胞（bone marrow mesenchymal stem cell，      型可注射水凝胶以液态注射至骨缺损内并充满缺
                BMMSC）成骨分化，并促进成骨相关基因的表达，为                         损空隙，后随温度改变而转化为凝胶态与缺损边缘
                                           ［6］
                修复牙槽骨缺损提供重要依据 。牙髓再生组织工                            密合良好，有利于达到骨缺损均匀修复                  ［14］ 。然而可
                程需要能在狭小根管内操作、促进牙髓干细胞（hu⁃                          注射水凝胶因较弱的力学性能，限制其在承力区骨
                man pulp stem cell，hDPSC）增殖和成牙本质向分化等              缺损的应用。纳米复合水凝胶（Nanocomposite hy⁃
                功能的材料，因此水凝胶支架有极大应用前景 。                            drogel，NCH）创新地将纳米填料与水凝胶结合，使纳
                                                           ［7］
                        ［8］
                Bordini 等 研究发现，壳聚糖基水凝胶可以促进                        米颗粒与水凝胶结构链形成紧密界面，融合 2 种材
                hDPSC 和骨髓间充质干细胞在体内外的增殖、迁移                         料的优点，既改善水凝胶的机械性能，同时保持纳
                和成牙本质分化，被用于牙髓再生研究，有望成为                            米颗粒本身良好的骨传导性和生物相容性，从而促
                新一代适合口腔临床应用的盖髓剂。且有体外研                             进细胞的黏附、增殖与成骨分化，达到促进骨再生
                究表明载有他克莫司的可注射温敏水凝胶能促进                             的目的   ［15］ 。Zewail等 ［16］ 开发含有来氟米特脂质纳米
                hDPSC 的成骨分化，提高成骨细胞的活性，并抑制                         载体的关节内注射智能水凝胶，通过促进软骨细胞
                              ［9］
                破骨细胞的形成 。水凝胶因其良好生物相容性及                            增殖、抑制其凋亡等过程，靶向性治疗关节炎，增强
                缓释性，被作为支架材料、药物载体应用于牙周再                            软骨修复。在骨缺损修复和再生领域，无机羟基磷
                生、黏膜给药中。马志伟等 制备加载重组人骨形                            灰石/PLGA纳米胶体凝胶作为一种可注射骨填充材
                                        ［5］
                态发生蛋白⁃2（recombinant human bone morphogenet⁃       料，制作成生物相容性支架，模仿特定组织的固有
                ic protein⁃2，rhBMP⁃2）的温敏 CS 凝胶，用于研究修              特征，将细胞和生长因子顺利运送到受损组织，并为
                                                                                                          ［17］
                复牙周组织缺损，动物实验表明载药凝胶组新生的                            新形成的组织提供支持，直到其成熟。Pan 等 将纳
                牙槽骨高度、牙骨质高度及结缔组织附着的测量结                            米羟基磷灰石（hydroxylapatite，HA）复合改性的可注
                果均明显高于空白凝胶组及空白对照组，获得较充                            射水凝胶注射到大鼠拔牙后的下颌切牙区中，发现
                分的牙周组织再生。同样，Xu 等             ［10］ 将阿司匹林和促         植入材料周围的新骨体积、牙槽嵴明显增加、增高，
                红细胞生成素复合到壳聚糖/β⁃甘油磷酸钠/明胶水                          可达50%以上。有学者通过复合含有生物活性、成
                凝胶中，用于牙周炎治疗，水凝胶置入骨缺损区后，                           骨诱导及成骨分化的氧化石墨烯（graphene oxide，
                作为药物载体缓慢释放阿司匹林、促红细胞生成                             GO）与温敏性聚合物 PPCN 获得温敏型水凝胶
                素，发挥抗炎作用，并作为生物支架促进牙槽骨再                            GOP。GOP 做为一种温敏型凝胶，不仅能随温度变
                生。采用泊洛沙姆和壳聚糖作为基质制备的莫西                             化产生液体⁃胶体反应，同时还具有良好的生物相容
   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156