SA/GT/CS复合水凝胶载药微球的设计与应用研究

摘要

以海藻酸钠（Sodium Alginate, SA）、明胶（Gelatin, GT）及壳聚糖（Chitosan, CS）为基础的复合水凝胶载药微球，因其生物相容性优良、可控降解性及高效药物负载能力，在控释制剂、组织工程及靶向药物输送等领域具有广阔的应用前景。本文综述了SA/GT/CS复合水凝胶载药微球的制备原理、性能特点及药物释放机制，并对其未来发展方向进行了展望。

1 材料基础与设计原理

海藻酸钠（SA）：一种阴离子多糖，能与二价金属离子（如Ca²⁺）发生离子交联形成“蛋盒”结构，具备优异的成胶性与生物相容性。

明胶（GT）：来源于胶原的天然蛋白质，含有丰富的氨基与羧基，可与多种天然多糖形成复合网络，改善水凝胶的机械强度与细胞黏附性能。

壳聚糖（CS）：阳离子多糖，具有*菌性及pH响应特性，可与SA发生静电相互作用，提高微球的结构稳定性与药物缓释能力。

三者复合可兼顾机械性能、降解速率及药物释放可控性，通过多重交联机制（离子交联、氢键作用、静电作用）构建三维多孔结构，为药物负载与释放提供理想平台。

2 制备方法

SA/GT/CS复合载药微球的制备通常分为以下步骤：

溶液制备：按比例溶解SA与GT，均匀混合后加入药物分散液。

离子交联：将混合溶液滴加至CaCl₂溶液中，瞬时形成海藻酸钙凝胶微球。

表面包覆：利用CS的阳离子特性，对初步形成的SA/GT微球进行浸泡包覆，通过静电作用及氢键交联增强表面致密性。

交联固化：可进一步使用戊二醛、原儿茶酸或天然交联剂进行化学交联，提升力学性能与耐降解性。

干燥与储存：冷冻干燥可保留多孔结构，便于储存及后续复水使用。

3 性能特点

高生物相容性：三种基材均为天然来源，降低免疫反应风险。

多重控释机制：既有离子交联的物理屏障，又有壳聚糖的pH响应，实现药物按需释放。

机械与结构稳定性佳：明胶和壳聚糖协同增强微球的*压性和形态保持能力。

多药物负载能力：可负载小分子药物、多肽、蛋白质甚至核酸类药物。

环境响应特性：可根据pH、温度、离子强度等环境变化调节释放速率。

4 药物释放机理

SA/GT/CS复合水凝胶载药微球的药物释放主要依赖于以下机制：

扩散控制：药物通过水凝胶多孔网络扩散至外部介质；

降解控制：材料降解释放内部药物，适合长效制剂；

环境响应释放：CS在酸性条件下溶胀加快释放，在中性及弱碱条件下减缓释放，可实现胃肠道分段释放或肿瘤微环境靶向释放。

5 应用前景

控释口服制剂：可延长药物作用时间，减少给药次数；

靶向输送系统：通过表面修饰配体，实现肿瘤、炎症或特定细胞靶向；

组织工程与再生医学：作为细胞支架载体，结合生长因子促进组织修复；

*菌与*炎应用：利用CS的天然*菌性，提升制剂*感染能力。

结论与展望

SA/GT/CS复合水凝胶载药微球凭借天然材料的协同优势，在药物递送领域展现了优异性能。未来的发展方向包括纳米化制备以提高生物利用度、利用可降解交联剂提升安全性、引入智能响应功能实现准释放，以及将其与成像探针结合构建“诊疗一体化”系统。这类材料有望在个性化医疗和准药物输送中发挥重要作用。

厂家:西安齐岳生物科技有限公司

用途:科研

温馨提醒:仅供科研，不能用于人体实验!