水凝胶生物材料及其在椎间盘退变中的应用进展

Application progress of hydrogel biomaterials in intervertebral disc degeneration

中文摘要:

  椎间盘退变（intervertebral disc degeneration，IVDD）性疾病患病率高，给社会带来了巨大的经济和医疗负担。椎间盘（intervertebral disc，IVD）的长期炎症及细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的降解是造成IVDD发生的主要原因，表现为髓核（nucleus pulposus，NP）水分丢失和纤维环（annulus fibrosus，AF）破裂。IVDD可引起腰、颈和上背部疼痛，可同时伴有四肢麻木、无力等症状。研究表明，年龄、遗传因素、久坐等不规律的生活习惯均会增加IVDD的发病风险。对于IVDD及其所引起的疾病，常需要药物或手术治疗，但这类治疗往往疗效有限，同时手术治疗存在手术并发症的问题。现有的治疗方法难以逆转IVDD及恢复IVD功能，细胞、药物和基因疗法已被用于治疗IVDD，但退变IVD内的不利环境使药物和其他生物活性剂难以发挥效用。水凝胶是一种新型生物材料，其三维交联网络结构和可控的物理、化学性质使其快速成为组织工程中的一颗新星，通过改变材料的类型、分子量、交联度等实现模拟人体组织的结构和力学性能，负载细胞、药物、生长因子等，将其输送至体内并释放，以促进细胞再生。同时，不同的凝胶化方法，可以实现其在不同微环境下的智能响应，达到智能释放，已应用于伤口敷料。水凝胶因其优良的力学性能、生物相容性、可注射性以及作为药物载体的能力，在治疗IVDD中发挥着重要作用。20世纪90年代，已有水凝胶应用于IVDD治疗的报道。近年来，水凝胶在IVDD中的应用发展迅速，笔者围绕水凝胶的分类特性及其在IVDD中的应用进行综述。

英文摘要: