甲殼素廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲等動物的甲殼中，以及真菌酵母的細(xì)胞壁中。它是一種被科學(xué)界稱為第六生命元素的天然生物聚合物"..殼聚糖是甲殼素去除乙酰基后的產(chǎn)物，是甲殼素較重要的衍生物。

殼聚糖表面親水，有利于細(xì)胞的附著、繁殖和分化。同時，由于其良好的生物相容性、生物降解性和抗菌性，形成了適合細(xì)胞向內(nèi)生長和骨傳導(dǎo)的多孔結(jié)構(gòu)。因此，殼聚糖近年來在骨組織工程中的應(yīng)用已成為學(xué)者研究的熱點之一。

殼聚糖應(yīng)用于骨修復(fù)治療的基礎(chǔ)

生物相容性

研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖不活躍，不與體液和體內(nèi)組織發(fā)生異物反應(yīng)。動物實驗和臨床研究表明，長期口服殼聚糖是安全的，沒有明顯的副作用。

生物降解性

殼聚糖在體內(nèi)溶菌酶和甲殼酶的作用下水解為對人體無毒N-乙酸氨基葡萄糖和氨基葡萄糖，然后進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)，一部分以二氧化碳的形式從呼吸道排出，另一部分以糖蛋白的形式被人體使用。

抗菌性能

殼聚糖具有廣譜抗菌作用。近年來，殼聚糖可抑制大腸桿菌、沙門菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、李斯特單核細(xì)胞增生菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌、鏈球菌、霍亂弧菌，

生長志賀痢疾桿菌、產(chǎn)氣單胞菌屬和某些真菌。

可塑性

殼聚糖可塑成微球、糊劑、膜、海綿、纖維和多孔支架等各種形狀。多孔結(jié)構(gòu)一般由骨修復(fù)材料制成。

殼聚糖在骨組織工程中的應(yīng)用

骨組織工程是利用細(xì)胞生物學(xué)和工程工程原理研究、開發(fā)、修復(fù)和改善損害骨組織形態(tài)和功能的生物替代品的科學(xué)。

殼聚糖作為支撐材料

支架材料是由種子細(xì)胞生長支撐的物質(zhì)。殼聚糖和其他生物材料在體外合成支架復(fù)合物，然后植入體內(nèi)缺陷部位，引導(dǎo)骨骼形成。目前常用的骨組織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較典型的三種材料是羥基磷灰石、殼聚糖和聚乳酸。

殼聚糖作為生長因子或藥物的控釋載體，將支架作為生長因子或藥物的控釋載體。支架與生長因子或藥物結(jié)合植入體內(nèi)。體內(nèi)細(xì)胞可聚集在支架上，藥物釋放緩慢，形成骨組織或減少局部感染和炎癥。殼聚糖作為一種親水性多糖，可以加工成微球或納米球，作為蛋白質(zhì)肽的緩釋載體。通過控制生長因子或藥物的釋放率，生長因子或藥物在骨損傷處長期保持高濃度，促進(jìn)骨損傷愈合。

殼聚糖改性骨水泥

磷酸鈣骨水泥通常由粉末和水溶液組成。它們被混合成糊狀物，放置在骨缺損處，然后凝結(jié)硬化。然而，由于韌性低、凝固時間長、降解速度慢等缺點，其應(yīng)用在臨床應(yīng)用中受到很大限制。殼聚糖作為一種天然堿性多糖，在動物體內(nèi)沒有抗原作用CPC在一定濃度范圍內(nèi)，添加劑可縮短骨水泥的凝固時間，提高抗壓強(qiáng)度。同時，殼聚糖溶液的粘度大大提高CPC注射性能。

殼聚糖在骨組織工程乃至整個醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用有巨大潛力，是目前較有前途的生物大分子之一，國內(nèi)外越來越多的學(xué)者都在探索殼聚糖的性能及其開發(fā)利用。然而，殼聚糖本身機(jī)械強(qiáng)度差、不溶于水等缺點.體內(nèi)降解時間難以準(zhǔn)確控制，殼聚糖作為基因載體的轉(zhuǎn)染效率較低，一再限制其應(yīng)用。隨著材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展，殼聚糖的缺點將得到改善，其在人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。