辐射技术制备的医用水凝胶支架常用在皮肤、软骨、骨和其他特殊结构替代物等方面。水凝胶支架为细胞的生长和繁殖构建三维空间，模拟或替代原生组织的性能。

以γ 射线（60Co）辐照胶原水溶液，制备皮肤组织修复水凝胶支架，体外试验结果表明，辐照交联胶原水凝胶支架有良好的组织相容性（图8）［23］。

SD 大鼠全层皮肤缺损模型修复的体内试验结果显示，该支架有促进肉芽组织生长和促进较大、较深伤口愈合的潜力（图9）［24］。

以γ 射线（60Co）辐照交联PVA 和PVP 制备仿生软骨水凝胶支架［25］。因为辐射诱导PVA 和PVP的交联，对比未辐射交联的PVA/PVP 水凝胶，PVP溶解和渗出较少，相对提高润滑作用。此外，胶原蛋白作为脊椎动物和结缔组织中的主要结构蛋白，除在皮肤、肌腱、血管、角膜、肠道、胎盘等软组织部位存在，也可见与矿物质结合形成骨骼、牙齿等硬组织。在骨替代材料研究显示，以γ射线（60Co）辐照诱导高度交联的I型胶原水凝胶，有紧密的三维空间和稳定的高强度力学结构，可沉积更多的羟基磷灰石，适合矿化过程，有制备成骨组织替代材料的潜能［26］。

图8 L929成纤维细胞在γ辐射诱导交联的胶原水凝胶上存活率（数字1～4表示L929成纤维细胞种植后的时间，1：12 h；2：24 h；3：36 h和4：48 h；字母a～e表示制备胶原水凝胶支架时辐射吸收剂量，a:5 kGy;b:10 kGy;c:15 kGy;d:20 kGy和e:25 kGy；标尺：100 μm）[23]Fig.8 Viability of L929 fibroblasts cultured on collagen hydrogel,(1:12 h,2:24 h,3:36 h,and 4:48 h.The collagen hydrogels were irradiated by γ-ray at a:5 kGy,b:10 kGy,c:15 kGy,d:20 kGy,and e:25 kGy.Bars:100 μm)[23]

图9 γ辐射交联胶原支架修复大鼠背部全层皮肤缺损大体观察情况。术后6 d采集标本，行苏木精-伊红染色，（a）实验组（γ辐射交联胶原支架）、（b）阳性对照组（戊二醛交联胶原支架）、（c）空白对照组，细胞已充分长入辐照胶原支架，胶原支架孔结构被占据，材料周围以及内部炎性细胞较少，肉芽组织较厚空白对照组肉芽组织较薄，标尺500 μm，→标示肉芽厚度，★标示剩余材料[24]Fig.9 Repair of full-thickness skin wounds in rats of the collagen scaffolds prepared by60Co γ- days after operation,tissue samples were collected and stained with HE.which showed that the cells had fully grown into the radiated collagen scaffold,the pore structure of collagen scaffold was were few inflammatory cells around and inside the material,and the granulation tissue was thicker and thinner in the blank control group.(a)experimental group(γ-radiation cross-linked collagen scaffolds),(b)positive control group(glutaraldehyde cross-linked scaffolds),(c)blank control group.‘→'mark the thickness of granulation,‘★'mark the remaining materials

2.3 缓释材料

水凝胶在医学领域重要用途包括载药并起缓释作用。在较长时间内，水凝胶持续控制药物释放，维持药物在生理环境中的恒定浓度。研究显示辐射合成的pH 敏感性（聚乙二醇-环精糊-丙烯酸）水凝胶在酸性环境下，聚合物链发生更多的氢键或静电相互作用，分子链高度聚集，不易松弛，小分子药物缓释速率低［27］。采用γ 射线（60Co）辐照交联制备的皮肤组织修复水凝胶支架以溶胀载荷技术（Swelling-loading technique）分别负载离子型（头孢唑啉）和非离子型（茶碱）药物。体外释放试验结果显示与非离子型药物相比，离子型药物的释放速率较慢［28］。水凝胶中的离子基团与离子药物分子间的离子基团的相互作用，与药物的释放速率有关。影响药物释放速率的因素，还与携带有小分子药物基团的降解或者水凝胶的降解有关。这种情况下水凝胶的降解速率将直接影响小分子药物的释放速率。

水凝胶也可制备成为微球材料，用以包裹药物。我国的早期研究以γ射线辐照PVP和铁磁颗粒为原料制备水凝胶微球，负载抗癌药物盐酸博莱霉素A5，在新西兰兔的鳞状细胞癌模型中，显示出靶向抗癌功能［29］。

2.4 角膜接触镜

辐射制备角膜接触镜的水凝胶材料有聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate， PMMA）和聚甲基丙烯酸羟乙酯（Poly-hydroxyethyl methacrylate，PHEMA）。前者以制备硬性角膜接触镜为主，质地硬，渗透性较差。后者为软性角膜接触镜主要材料，渗透性好，允许氧气进出，亲水性强。

水凝胶的液态原料在固定容器进行辐射交联，制备成棒状水凝胶基材，并切割成固定大小薄片。通过双面车削法将薄片制成角膜弧度匹配的形态，形成角膜接触镜。上海科技大学射线应用研究所以PHEMA 为原材料，通过辐射聚合制备片型薄（0.12 mm，中心厚度≤0.07 mm）、含水量41%、吸水性强、质地柔软的软性角膜接触镜，在1 068只眼的临床应用研究中表现出良好的角膜吸附性，可连续佩戴35 d，效果优于通用型软镜［30-31］。

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