2.1   壳聚糖的生物学特性    2.1.1   壳聚糖的来源与结构   甲壳素主要存在于甲壳类动物和软体动物的壳、昆虫的外骨骼以及真菌、藻类的细胞壁中[2-4]，是世界上第二丰富的天然聚合物，也是海洋中含量最丰富的天然多糖。甲壳素可以通过强碱性环境下的化学水解或采用特定酶水解的方法完成去乙酰化得到壳聚糖，通过精确地调节壳聚糖的去乙酰化程度，可定制更符合生物医学、制药等各个领域应用的壳聚糖参数。 壳聚糖是一种线性半结晶多糖生物聚合物，由(1/4)-2-乙酰氨基-2脱氧-b-d-葡聚糖(n-乙酰d-氨基葡萄糖)和(1/4)-2-氨基-脱氧-b-d-葡聚糖(d-氨基葡萄糖)组成[5-6]，有3个提供反应性的主要官能团：氨基、羟基和n-乙酰胺基团，分别位于C2、C6和C3[7]。因结构中存在氨基基团，壳聚糖是唯一被认为是阳离子聚电解质的天然多糖，它还含有一个羟基基团，有助于促进环境内的静电吸引[8]，并且基团在聚合物主链中可以进行结构修饰，进而调整壳聚糖的特性[9]。通过改变n-乙酰-d-氨基葡萄糖和d-氨基葡萄糖的模式和比例可以改变壳聚糖的溶解度，并根据所需的机械性能、降解率和释放特性进行定制。研究表明，壳聚糖易于被转化为多种衍生物，特定的结构可能会诱导不同的生物学效应[10]。 2.1.2   壳聚糖的性质与功能   相比甲壳素，壳聚糖具有更好的溶解性、生物相容性和可降解性。作为一种来源广泛、易于化学修饰的高分子材料，壳聚糖的特性与其纯度、分子质量、脱乙酰程度以及乙酰氨基和氨基的排列等因素有关。可以通过交联、微乳均质、溶液浇注和静电纺丝等先进技术将壳聚糖转化为多功能水凝胶、纳米颗粒和超薄膜，独特的生物相容性、降解性和活性基团使壳聚糖在药物控释和组织修复等生物医学领域成为研究热点。其中，壳聚糖水凝胶受益于壳聚糖带正电荷的氨基与微生物细胞膜之间的相互作用而具有良好的吸附和抗菌性能，因此被广泛用于组织工程、创面愈合、细胞培养和药物递送。壳聚糖薄膜可以通过提供润湿的环境、防止细菌感染和刺激组织再生来加速创面愈合。与鞣酸交联的多巴胺修饰的壳聚糖水凝胶已被证明可以提高细胞的存活率，促进大鼠受伤脊髓中轴突的再生[11]。使用环糊精和羧甲基氯改性的壳聚糖，克服了水溶性低的特点，成为组织再生领域的新宠儿。静电纺丝壳聚糖基纳米纤维垫由于固有的纳米孔隙率、更高的表面积体积比、药物递送、可生物降解、生物相容性、止血和抗菌特性而具有巨大应用潜力[12]。 "

2.2   壳聚糖在口腔组织修复中的应用    2.2.1   龋病的预防与治疗   龋病是一种由口腔内多种细菌引起的慢性感染性疾病，始于牙菌斑中细菌代谢产生的酸，引发龋病的细菌又被称为致龋菌，越来越多的研究关注到细菌在龋病发生中的作用。研究显示，变形链球菌在酸性环境中可以生存并持续产酸，引起口腔pH值降低，导致牙釉质脱矿与龋病的发生[13]，被认为是导致龋病产生最有力的致病菌。 众所周知氟化物可以预防龋病的发生，通常被用于口腔护理产品如牙膏和漱口水中，但不恰当地应用氟化物也可能对人群产生不利后果[14-15]。传统修复龋病的方法无法从根本上抑制口腔内细菌的生长和生物膜的形成，因此，开发一种能够抑制细菌和生物膜形成的新型抗菌药物成为预防龋病发生的迫切需要[16]。大量研究表明壳聚糖可以抑制牙菌斑生物膜的形成和黏附，其正电位基团还可以破坏细胞膜，从而有效抑制细菌生长，被广泛应用于水凝胶、敷料、牙膏、漱口水和纳米系统等中，具有良好的抗菌和保护牙釉质的作用[17]。 FLORES-ESPINOZA等[18]使用傅里叶变换红外光谱对明胶-壳聚糖水凝胶进行分析，采用琼脂扩散法和微量稀释法评估了其对变形链球菌的抑菌效果，发现该水凝胶具有良好的降解能力和溶胀能力，对变形链球菌的抗菌作用显著。SURBAMANIYAN等[19]在对比低浓度壳聚糖与较高浓度庆大霉素在抑制变形链球菌方面的作用后，发现两者均具有抑制作用，但低浓度壳聚糖表现出更好的抑制效果。CAMPUS等[20]通过采用国际龋齿检测与评估系统对龈上菌斑进行取样分析，发现含有壳聚糖的牙膏对变形链球菌的抑制作用显著，从而判断其具有预防龋齿的功效。DURAISAMY等[21]使用含有维生素K2、羟基磷灰石纳米颗粒和壳聚糖涂层纳米复合材料种植体进行变形链球菌的抗菌潜力研究，结果显示该复合材料能够有效抑制变形链球菌的作用。一项将氟化壳聚糖聚合物配制成漱口水的实验显示，氟化壳聚糖聚合物不仅可以保护牙齿免受酸脱矿，而且还具有抗菌的能力[22]。上述这些研究展现出壳聚糖在抑制变形链球菌方面的优势，然而由于壳聚糖机械性能低和水溶性差等特点，目前壳聚糖的抗菌性能在实际应用中受到限制，因此，通过化学修饰、枝接等方式对壳聚糖进行改性成为提高其抗菌活性的研究热点之一。壳聚糖纳米系统在龋病的预防中有较为广泛的应用，见表1。 此外，在酸的作用下，牙齿矿物质发生溶解，钙和磷酸盐等无机离子由牙中脱出称为脱矿。牙齿硬组织质脱矿是最常见的牙齿问题之一，如果不及时采取有效的干预措施，最终也可引发龋洞形成。再矿化是治疗龋病的一种常用方法，研究显示壳聚糖对于牙本质有一定的再矿化作用，见表2。目前基于壳聚糖载体性能和再矿化作用开发仿生矿化药物，是该领域研究的热点。"

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2.2.3   口腔黏膜病的治疗   口腔念珠菌病是由念珠菌属感染所引起的口腔黏膜疾病，是人类最常见的口腔真菌感染，临床常因所在部位与分型不同而表现各异。随着抗生素、糖皮质激素及免疫抑制剂等药物的广泛应用，口腔念珠菌病呈明显上升趋势，其危害性逐渐引起人们重视。口腔念珠菌病的治疗原则为去除诱发因素、积极治疗基础病，必要时辅以支持治疗，通常分为局部及全身抗真菌治疗。近年来，一些学者发现壳聚糖具有抑制真菌的作用，壳聚糖对于口腔念珠菌病的治疗研究见表3。 口腔溃疡是口腔黏膜常见的病损之一，其复发性、周期性发作引发的疼痛给人们的日常生活带来极大的不便。口腔溃疡的病因可能涉及许多因素，如遗传、创伤、全身性疾病、压力、维生素和微量元素缺乏以及感染等。目前，口腔溃疡最常见的治疗方法包括口服药物、外用凝胶或薄膜及喷雾等。其中，口服药物具有首关消除效应，显著降低了药物的生物利用度，而喷雾制剂在使用过程中容易被摄入[45-46]，外用的凝胶或薄膜材料因含有大量的水对人体软组织具有一定的亲和性，还可以阻断口腔唾液和菌群对溃疡创面的侵蚀，缓解疼痛，修复和促进溃疡创面的愈合，隔离患处，从而成为口腔溃疡最常用和最有效的治疗方法之一[47-48]。见表4。 综上所述，口腔常见疾病与微生物的感染和入侵息息相关，壳聚糖对细菌和真菌具有广泛的抗菌活性，其安全性及化学结构易于被化学修饰改性等特点，在口腔疾病的预防和治疗中展现出广阔的应用前景。 "

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2.2.4   口腔创面愈合   口腔手术中的创面愈合是一个连续而又复杂的动态过程，包括局部止血、炎症组织增殖(主要是成纤维细胞、上皮细胞和内皮细胞)、新血管生成、上皮化、合成、胶原纤维的结合和排列、肉芽组织的形成，到最终恢复组织的完整性[53]。口腔是一个特殊的微环境，因此接受口腔手术的患者在创面愈合过程中发生并发症的风险会增加，如何尽量减少口腔手术后创面愈合并发症的发生，是目前口腔临床研究面临的严峻课题。 BAGHERI等[54]采用壳聚糖纳米纤维结合氧化锌纳米颗粒支架材料进行创面愈合实验，结果显示该材料具有良好的血液相容性，有利于创面边缘成纤维细胞迁移和增殖，显示出作为有效创面敷料的潜力。POURSEIF等[55]研究了盐酸四环素包裹壳聚糖的抗菌活性和药物释放率，发现盐酸四环素包裹壳聚糖对大肠埃希菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌可产生抑制作用，并且在高温条件下更有利于药物的释放，进而揭示了该递药系统在皮肤创面、牙种植体和导尿管细菌感染治疗中的应用潜力。LIU等[56]成功制备了壳聚糖-高岭土纳米纤维膜，当高岭土比例为10%时，纳米纤维膜在全血凝固时间实验中表现出显著的止血效果；动物实验结果显示，该纳米纤维膜能够在14 d内有效促进大鼠背部创面的愈合，未观察到明显的炎症反应，表明壳聚糖-高岭土纳米纤维膜在止血和促进创面愈合方面具有良好的应用潜力。CHEN等[57]使用N-琥珀酰化壳聚糖处理功能失调的血管内皮细胞，发现白细胞介素1β转化酶和肿瘤坏死因子α的表达降低，而血小板-内皮细胞黏附分子、血管内皮生长因子和白细胞介素10的表达显著上调，表明N-琥珀酰化壳聚糖可以促进血管的再生、加速创面愈合。壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮/二氢槲皮素纳米复合膜导可有效清除中性粒细胞和巨噬细胞中的过量活性氧，阻止创口氧化应激的形成，创口愈合率达到 95%[58]。 KUMAR等[59]将浸渍洗必泰的纳米壳聚糖用作颌面部软组织创面的手术敷料，发现与传统洗必泰敷料材料相比，浸渍洗必泰的纳米壳聚糖能够更好地促进创面愈合。一项从组织病理学角度研究壳聚对糖尿病大鼠口腔黏膜伤口愈合影响的实验显示，壳聚糖在促进创面愈合的同时还可以减少口腔黏膜组织纤维化的发生[60]。NAMDAR等[61]研究比较亚叶酸壳聚糖水凝胶和肉毒杆菌毒素A对大鼠动物模型唇裂手术创面修复的影响，发现亚叶酸壳聚糖水凝胶可诱导更快的黏膜初始愈合。JESUS等[62]通过评估壳聚糖对8例患者口腔黏膜愈合的影响探究口腔黏膜创口愈合过程，发现壳聚糖可募集并激活中性粒细胞和巨噬细胞，刺激血管生成，加快创面愈合，并且并发症较少。 综上所述，壳聚糖作为一种天然带正电荷的多糖，通过结合带负电的红细胞及静电作用增加血液黏度，激活血小板的黏附和聚集，进而达到创口止血的目的；又通过活化成纤维细胞、激活胶原蛋白合成，促进释放生长因子和巨噬细胞迁移，在创口愈合等方面表现出优良的性能，在阻断唾液和口腔菌群对创面的侵蚀、缓解疼痛等方面均为临床上提供了新思路。 "

2.2.5   口腔颌面部肿瘤的治疗   癌症的特征在于体内大量细胞的异常增殖和生长[63]。口腔鳞状细胞癌是人类最常见的恶性肿瘤之一，每年有大量患者受到口腔癌症的困扰，严重影响患者的生活质量。尽管手术、化疗和放疗等癌症治疗方法取得了一定进展，但由于早期检测不足，这些方法的疗效仍然有限，远期效果相对较差。因此，开发能够选择性靶向给药的新技术显得尤为重要[64]。壳聚糖是自然界中唯一的阳离子多糖，能够与阴离子药物形成聚电解质复合物，作为药物输送载体具有诸多优势，可提高药物的递送效率。壳聚糖纳米复合材料不仅具有更高的稳定性和良好的生物相容性，在肿瘤治疗中还有利于抗癌药物的缓释特性，从而进一步增强抗癌性能。 WANG等[65]采用壳聚糖纳米结合5-氨基乙酰丙酸作为药物载体，利用光动力疗法递送光敏剂，通过观察其对口腔鳞状细胞癌疗效得出，壳聚糖纳米搭载5-氨基乙酰丙酸具有显著抗口腔肿瘤发生的作用。 MAJ等[66]探究壳聚糖搭载多酚作为抗癌剂在改善口腔健康和癌症预防中的潜在优势，结果显示二者协同作用可以提高癌细胞凋亡的效率，减少不良反应。MUSTAFA等[67]探讨搭载硫代秋水仙碱苷和月桂酸的壳聚糖基纳米凝胶对口腔癌细胞的影响，发现该凝胶具有良好的抗癌作用且细胞毒性小，使其成为癌症治疗中无毒化疗的潜在候选者；此外，较强的调节促凋亡基因表达能力也显示其在靶向癌症治疗的潜力。LI等[68]通过构建用巨噬细胞膜伪装的壳聚糖纳米颗粒药物载体实现miR-144/451a协同用于口腔鳞状细胞癌治疗，结果显示该仿生纳米系统可以发挥协同递送作用，有效提高miR-144/451a对口腔鳞状细胞癌的抑制作用。 综上所述，壳聚糖可以通过搭载不同的化学物质并充分发挥不同物质的作用，从而促进癌细胞的死亡，最后达到预防和治疗癌症的目的。 "

2.3   壳聚糖在口腔组织再生中的应用   牙髓病、牙周病、颌骨创伤及肿瘤、颞下颌关节损害是口腔颌面部常见的疾病，传统的治疗手段和方法很难恢复受损组织的结构与功能，组织工程的出现给这一问题带来了希望。组织工程成功的关键是在可降解的支架材料上形成再生组织，作为细胞附着、增殖和分化的过渡结构，支架材料必须具有良好的生物相容性、可降解性，而且能够模仿天然细胞外基质的生物学和理化性质。壳聚糖作为一种天然的生物材料不仅能满足上述要求，还容易被制成微球、海绵状、丝状等三维多孔结构，有利于携带生长因子，被视为组织工程支架的理想材料。 2.3.1   牙髓组织再生   牙髓是来源于外间充质的疏松结缔组织，位于牙体硬组织所形成的髓腔内，牙髓具有形成牙本质、营养、感觉和防御外来刺激的功能。因自身条件所限，牙髓在受到外界伤害时很难恢复正常，将导致牙髓坏死和根尖周炎的发生，最终的治疗方法是进行根管治疗及全冠修复。其实在牙髓中含有能够自我修复和再生功能的细胞，即牙髓干细胞，在对牙髓坏死的年轻恒牙进行牙髓再生手术时，组织工程的核心原理是通过选择合适的支架来搭载牙髓干细胞，在生长因子的作用下实现牙髓的再生，见图3。理想的牙髓血运重建支架应同时具备抗菌、免疫调节和再生特性。 GON?ALVES DA COSTA SOUSA等[69]在牙髓血运重建过程中使用含有环丙沙星和先天防御调节剂1002的壳聚糖纳米纤维支架，发现该支架具有抗炎活性并可促进牙髓状组织形成，还可抑制粪肠球菌、金黄色葡萄球菌生物膜的活性。LOUKELIS等[70]通过冷冻干燥法制备了含有牙髓干细胞的壳聚糖支架，体外细胞实验显示该支架增强了牙髓干细胞的成牙潜力并支持牙本质-牙髓再生。ZAMORA等[71]研究显示，壳聚糖/羟基磷灰石/磷酸三钙复合材料不仅具有生物相容性，还可以恢复受感染或炎症影响的组织，植入皮下后可形成由Ⅲ型胶原纤维、血管和炎症细胞组成的结缔组织，说明该复合材料有利于牙髓组织的再生。由此可见，壳聚糖对牙髓血运重建、牙髓干细胞分化与增殖及结缔组织的形成有着重要作用；此外，壳聚糖还具有诱导细胞归巢的潜力，为实现临床上牙髓组织再生提供了有力支持。"

2.3.2   牙周组织再生  牙周组织受到损害会导致牙槽骨、牙周膜和牙骨质的破坏，虽然通过去除病因可以阻止局部破坏，但对于缺损组织的再生仍需通过外科手术进行修复。近年来，利用壳聚糖进行牙周再生的技术取得了显著进展，从最初利用壳聚糖的抗菌特性控制感染和炎症，到后来通过牙周组织中的干细胞实现组织再生，相关研究不断深入。 HSIEH等[72]的研究表明，壳聚糖能够诱导牙周膜成纤维细胞形成球状体，这些球状体在初始附着后逐渐聚集并导致球体体积增加，进而促进牙周膜的生成。BASIR等[73]研究证实壳聚糖材料可一定程度地增加牙周韧带宽度。刘莉[74]研究发现，负载牙龈间充质干细胞和转化生长因子β1的壳聚糖水凝胶能够促进牙骨质表面牙周膜组织的再生。有研究显示，协同负载骨形成蛋白7和奥硝唑的壳聚糖β-甘油磷酸水凝胶可显著减少犬根分叉缺损中的破骨细胞数量，增加成骨细胞数量，促进牙骨质-牙周膜-牙槽骨复合体的再生[75]。胡通等[76]研究负载骨形态发生蛋白的壳聚糖水凝胶在鼠脱位牙再植愈合中的效果，发现该水凝胶能够有效促进大鼠脱位牙再植后的牙周缺损修复。 综上所述，壳聚糖通过与其他化学药物的结合能够有效促进牙周组织的再生，尤其是在缺失的牙周膜和牙骨质的再生方面展现出良好的潜力。"

2.3.3   骨组织再生   颌骨由上颌骨和下颌骨组成，其边缘嵌有牙根的部分称为牙槽骨。骨髓炎、放射性骨坏死和药物相关性颌骨坏死是公共医疗保健中的重大挑战。细菌感染在颌骨损伤中起着关键作用[77]，其中最常见的致病微生物是专性或兼性厌氧菌，如草绿色链球菌和葡萄球菌，通常需要手术干预和长期(数周至数月)的抗生素治疗，然而这些方法往往只能控制细菌感染，无法有效促进骨组织再生。具有双重抗菌活性和成骨效力的生物材料，有望成为治疗颌骨感染的新方法。壳聚糖具有良好的生物相容性、生物降解性和抗菌性，能够刺激成骨祖细胞的募集和黏附，在口腔组织工程领域展现出广阔的应用前景。壳聚糖促进骨组织修复时间图，如图4。 LóPEZ-VALVERDE等[78]通过显微计算机断层扫描法对种植体周围的骨整合和骨形成进行评估，发现相比较传统的表面蚀刻种植体，壳聚糖涂层更有助于改善种植体表面周围区域的骨愈合和骨形成。SUN等[79]探讨壳聚糖-甘油磷酸钠-海藻酸钠水凝胶在感染性颌骨缺损修复和治疗中的可行性，发现该系统有助于颌骨缺损的修复，为探索感染性颌骨缺损管理的新策略提供思路。有研究证实，使用改性壳聚糖凝胶可消除区域临界大小的骨缺损，促进骨再生，可作为颌骨重建中一种有潜力的生物材料[80]。XU等[81]采用冷冻干燥法设计了一种搭载二甲双胍的复合支架，该支架由磷酸β三钙、壳聚糖和介孔二氧化硅组成，将该复合支架植入牙周炎大鼠的牙槽骨缺损区域，发现该支架可促进牙周炎环境中牙槽骨缺损的修复，该支架或将成为治疗牙周炎环境中牙槽骨缺损有前途的候选者。LUO等[82]探讨载有青蒿琥酯的热敏壳聚糖水凝胶对大鼠上颌牙拔除的成骨作用发现该水凝胶可通过丝裂原活化蛋白激酶信号通路来促进颌骨的再生。壳聚糖对牙槽骨的修复同样具有积极作用，见表5。 综上所述，壳聚糖具有良好的生物相容性、可加工性、可改性机械性能和功能化潜力，使其成为有价值的组织再生支架；此外，壳聚糖基支架可以促进组织结构内新生血管的形成，通过刺激内皮细胞的增殖和迁移以及增加血管生成因子的分泌来促进血管生成，这对组织再生也至关重要。 "

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