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壳聚糖( )是甲壳素( ， )的部分脱乙酰基产物。壳聚糖是生物界中存在的唯一的一种碱性多糖，其结构和样品分别如图2和图3所示[ ]。壳聚糖具有如下特点：生物相容性好、生物可降解性好、无毒，因而在医药、食品、化工、化妆品、水处理等领域得到了广泛应用 [ ]。
图2 壳聚糖的结构
图3 壳聚糖样品
壳聚糖中存在的大量的 基团使得其具有较强的吸附性，且易于进行化学修饰。通过醛氨缩合反应可以使壳聚糖形成网状聚合物，从而降低氨基被质子化的几率，防止壳聚糖在使用时的损耗及流失，以提高其应用特性[ - ]，这一性质常被用于壳聚糖微球的制备。我们应根据药物、载体材料壳聚糖的性质以及所需微球的释药性能和临床给药途径来选择不同的制备方法。目前, 制备壳聚糖微球的方法主要有乳化交联法、离子交联法、喷雾干燥法、凝聚法、溶剂蒸发法、复乳法、复乙酰化法[ ]等。
其中，乳化交联法是在微球制备中使用最多的方法。其主要制备过程是将壳聚糖溶液加入含有表面活剂的液体石蜡中 型乳剂，再根据所需交联密度，加入不同剂量的交联剂，形成的微球经过滤，并用适当的溶剂洗涤，干燥，即得壳聚糖微球[ ]。这类方法中常用的化学交联剂有戊二醛、 甲醛等，但由于甲醛对人体有一定毒、 副作用，而戊二醛相对而言更安全，因而戊二醛比甲醛得到更广泛的应用。此外，在制备壳聚糖微球时，如采用香草醛、京尼平等更加安全的天然交联剂，以减小产物的毒副作用的方法也日益引起人们的关注。
1.2.3 微球填充凝胶复合材料
在组织工程中的研究中，越来越多的人正在把目光放在微球技术的研究上。微球在组织工程的主要用途包括以下几个方面：种子细胞的培养载体、杀菌、负载药物、用于制备支架等。目前来说，壳聚糖微球是应用最为广泛的微球之一。
但在实际应用的时候，壳聚糖微球仍存在一些不足。例如，在用作药物负载的时候，存在对部分药物包埋率低、被包埋药物释放难以控制等缺陷；而在杀菌及伤口愈合方面，怎样长期保持良好的生物相容性也是一个重要的问题[ ]。根据目前的研究，我们可通过化学修饰、模版化处理及材料复合来对壳聚糖微球进行改进。根据相关的报道，将微球与水凝胶复合可以增强水凝胶的强度、提高药物装载量、增大比表面积以利于细胞粘附增殖[ ]、缓释药物生长因子等[ ]。
1.3 课题的提出
目前来说，在软骨再生支架材料的研究中，越来越多的人正在把目光放在可注射水凝胶的相关应用及其研究上。但是由于其存在力学性能不足等缺点，使其在更广泛的范围内的使用受到了一些限制。而通过借鉴复合材料的思想，我们通过把微球与水凝胶复合在一起，则有利于解决上述问题。
本课题通过研究一种基于聚合物微球填充的可注射水凝胶细胞支架材料，来克服现有可注射水凝胶材料力学性能不足等缺点，发展一种同时具有高生物活性和力学性能的可注射复合支架材料。其基本原理微球、水凝胶材料、种子细胞在体外一起混合，注射到骨或软骨的缺损部位，实现支架的原位塑型，最终实现缺损骨或软骨的再生与修复。
在本文中，我们的主要内容是采用乳化交联法制备一种壳聚糖微球，并控制粒径范围；然后将壳聚糖微球与多聚糖水凝胶复合，得到壳聚糖微球填充增强的水凝胶复合支架，并研究该复合支架的降解、溶胀及压缩等性能。