由于與人體組織結(jié)構(gòu)極為相似,作為一類重要的生物醫(yī)學(xué)材料,水凝膠已在生物醫(yī)學(xué)尤其是組織工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。刺激響應(yīng)型水凝膠不僅含有通常水凝膠的優(yōu)良性能,還可在外界環(huán)境刺激下(如溫度、pH、光照和磁場等)表現(xiàn)出獨特的溶脹或降解行為,可用于搭載活性細(xì)胞及細(xì)胞生長因子并植入缺損組織中,實現(xiàn)組織損傷修復(fù)和組織重建功能,是一類應(yīng)用廣泛的組織工程支架材料。本文根據(jù)不同類型的外界環(huán)境刺激因子,介紹刺激響應(yīng)型水凝膠的分子設(shè)計理念、刺激響應(yīng)原理及其在組織工程領(lǐng)域的研究進(jìn)展,同時對其研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景進(jìn)行總結(jié)與展望。

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【部分圖文】：

圖1 用于導(dǎo)管注射治療心肌梗死的肟鍵交聯(lián)可注射水凝膠[8]

對于具有LCST的水凝膠,當(dāng)環(huán)境溫度低于LCST時,水凝膠內(nèi)部疏水作用弱,呈高度溶脹狀態(tài);當(dāng)溫度高于LCST時,聚合物疏水基團(tuán)之間的疏水相互作用增強(qiáng),水凝膠網(wǎng)絡(luò)排水收縮。擁有LCST的最典型聚合物為聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)及其類似物。PNIPAm類水凝膠的溶脹率隨....

圖2 原位形成的雙網(wǎng)絡(luò)熱響應(yīng)型可注射水凝膠用于提高干細(xì)胞移植的滯留[10]

Laronda等[22]報道了一種利用明膠水凝膠打印人造生物微孔支架實現(xiàn)小鼠卵巢重建的方法(圖3)。作為符合3D生物打印的水凝膠材料往往需要平衡其力學(xué)行為,使其同時滿足打印和細(xì)胞生長的要求,因此,平衡水凝膠力學(xué)行為成了3D生物打印的研究難點之一。針對該問題,Laronda等[22....

圖3 利用3D打印明膠微孔支架制造的人造生物卵巢恢復(fù)小鼠的卵巢功能[22]

圖2原位形成的雙網(wǎng)絡(luò)熱響應(yīng)型可注射水凝膠用于提高干細(xì)胞移植的滯留[10]2.3光響應(yīng)型水凝膠

圖5 基于細(xì)胞磁懸浮的三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)[53]

文獻(xiàn)[50-51]研究表明磁響應(yīng)型水凝膠還可用于三維組織培養(yǎng)。許多體外細(xì)胞、組織培養(yǎng)系統(tǒng)是在二維基底上進(jìn)行的,這與細(xì)胞在體內(nèi)的三維微環(huán)境截然不同。針對該問題,Souza等[53]開發(fā)了基于細(xì)胞磁懸浮技術(shù)的三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng),由Au納米顆粒、磁性Fe3O4納米顆粒和絲狀噬菌體組成。通....

本文編號：4022095