2024-02-04 18:54:55

【壳聚糖及其衍生物】在医药领域的应用

壳聚糖是什么?
壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的。壳聚糖更是国际科学界公认的继蛋白质、脂肪、糖、矿物质和维生素之后人体不可缺少的第六大生命要素。

壳聚糖的研究与应用
01
作为药物载体[1]
壳聚糖有类同葡萄糖胺的结构特征,它作为药物载体有极大的优越性。以壳聚糖为原料的药剂辅料有多种功能 ,如:助悬剂、粘合剂等。研究指出壳聚糖氨基含量的多少和相对分子量大小对抗菌活性会产生重要的影响[2] 。
载体药物,又称高分子药物,指将小分子药物植入在特定高分子材料的分子链上所制成的药物。当药物分子不断从高分子链上水解下来 ,或者高分子链完全降解药性缓缓释放 , 能保持药物较长时间的药理作用。
壳聚糖膜无毒、可内服、无任何副作用 ,从而可做为理想的药物缓释膜材料,将壳聚糖制成凝胶 ,药物被包围其中 ,它们被植入人体后是蚀解性缓释,即表面高分子材料吸水膨胀和形成凝胶 ,使水分子不能很快进入内部溶解药物,只有当水分子能进入内部后,药物才能慢慢溶出,直至药物释放完全为止。
甲壳素和壳聚糖作为缓释剂可使药物的释放受到控制,血药浓度平稳,保持在有效浓度范围内,延长有效时间而不出现毒性。这是由于壳聚糖颗粒可以逐渐膨胀 ,特别在酸性溶液中(pH1~2)可以漂浮形成凝胶,而多数缓释剂的聚合物只能在高pH 值下才形成凝胶。因此,壳聚糖制成的缓释剂在胃肠内可以延长滞留时间,从而提高药物的生物利用度。
02
医药用膜和敷料[4]
壳聚糖具有优异的生物相溶性,是优良的生物医用材料,可制成多种膜状敷料[4] 。其中用壳聚糖醋酸溶液制成的无纺布 ,因其透气性、透水性极佳而用于大面积烧、烫伤 ,效果良好。
研究表明 ,用壳聚糖制备伤口覆盖膜 ,具有良好的生物相溶性和抗病毒性 ,并能促进创面愈合。用壳聚糖纤维制成的缝合线[4],在预定时间内有很强的抗张强度,在体内有良好的适应性,一段时间后,壳聚糖缝合线能被溶菌酶降解而被人体吸收,不必拆线。壳聚糖膜由于具有足够的强度可透过尿素、肌肝等水溶性有机物 ,透水性好,可替代目前铜氨法制成的各种肾透析膜。
03
壳聚糖与脂肪肝[2]
有动物实验表明,壳聚糖能明显减轻实验性脂肪肝大鼠肝脏脂变的严重程度,并随药物用量的递增[2],改善程度逐渐增加。说明壳聚糖能降血脂和胆固醇,并对脂肪肝的形成具有一定的防治作用。
还有研究表明,壳聚糖还可能通过修复线粒体的结构和功能,改善组织的能量代谢,促进脂肪酸的氧化分解而发挥其保肝护肝、减轻脂肪病变的作用。

文章来源:刘长岚,李成彬,崔文新.壳聚糖在医药领域的应用[J].山东科学, 2003, 016(003):68-71.DOI:10.3969/j.issn.1002-4026.2003.03.016.文章来源:刘长岚,李成彬,崔文新.壳聚糖在医药领域的应用[J].山东科学, 2003, 016(003):68-71.DOI:10.3969/j.issn.1002-4026.2003.03.016.
壳聚糖衍生物
由于壳聚糖在人体内可生物降解,无毒副作用,因而其用途引起医药界的极大关注和兴趣。但是由于壳聚糖的不溶于水,它的作用受到一定限制,因此许多专家学者又进一步把目光投向壳聚糖衍生物的研究和开发上。
随着研究的不断深入,被揭示和开发的壳聚糖衍生物种类越来越多,其作用不断增加。

壳聚糖衍生物的研究与应用
01
抑菌、防腐作用[5]
壳聚糖溶液和壳聚糖的酸性水溶液本身就有抑菌、防腐作用,但是壳聚糖不溶于水的特点,限制了其应用。
如果对壳聚糖进行化学修饰,即可生成水溶性的如羧甲基壳聚糖[5] 。实验中发现羧甲基壳聚糖对常见烧伤感染病原菌无抑制作用,而羧甲基壳聚糖银兼有伤口愈合和抑菌两种特性。
实验证明羧甲基壳聚糖银对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单细胞菌裁判有抑制作用,抑菌效率分别为 88%、80.2 %和 75 %。
02
壳低聚糖与血糖[6]
壳低聚糖(chitooligosaccharides) 是壳聚糖的降解产物,而壳聚糖是一种生物高分子多糖 ,但由于壳聚糖相对分子量较大,不能直接溶于水 ,其应用受到一定限制 。若通过适当方法对壳聚糖分子进行降解,则得到可直接溶于水,比壳聚糖更具优越性的低聚物——壳低聚糖
研究发现肠道正常菌群与糖尿病有一定关系,如临床用双岐杆菌等可改善糖尿病[6]。
实验证明壳低聚糖具有促进双岐杆菌等有益菌群增殖,改善肠道菌群失调状况 ,增强胰岛 B 细胞的抗破坏能力,从而调降血糖,改善糖尿病症状。而且壳低聚糖具有爽口甜味,良好的水溶性,可在生物体内降解等特点,完全可以做为糖尿病患者的食品添加剂,可能在调整肠道菌群治疗糖尿病方面有一定作用[7] 。
03
壳低聚糖与肿瘤[8]
实验证明 10 糖以下的低聚糖和寡糖可明显提高机体的细胞免疫功能对Lewis肺癌、B16黑色素瘤有抑制作用[8],其机理主要是由壳聚糖水解后生成的 D-2-氨基葡萄糖在体内对某些癌细胞有明显的杀灭作用,而对正常组织几乎没有影响,因此壳聚糖及其低聚糖可以作为化疗药物。
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总结
壳聚糖作为药物载体有极大优越性,可以通过降低药物对人体胃肠道的刺激 ,有效解决对胃肠道的副作用,作为一种天然防腐剂在抑制细菌繁殖等方面得到了进一步的应用。
但就其作用的开发和利用,发挥各种作用的最佳状态和相关数据,都有进一步研究的很大空间。壳聚糖分子量较大不能直接溶于水。研究发现,经化学修饰后的壳聚糖衍生物和降解后的低聚糖具有很好的水溶性 ,作为一种添加剂对壳聚糖的各种作用不但没有减少 ,且增加了许多独到的功能。
文章来源:刘长岚,李成彬,崔文新.壳聚糖在医药领域的应用[J].山东科学, 2003, 016(003):68-71.DOI:10.3969/j.issn.1002-4026.2003.03.016.
参考文献:
[ 1 ] 冉旭 ,苟立 ,孟宪伟 ,等.壳聚糖溶液的制备和壳聚糖降解性的研究[J ]. 食品科学 ,2001 ,22 (7) :18221
[2 ] 戚晓红 ,蒋莉 ,李晓宇 ,等.壳聚糖对实验性脂肪大鼠肝及线粒体的体视学分析[J ] .中国生化药物杂志 ,2001 ,22(1) :8210
[ 3 ] 董学畅 ,杨燕兵.甲壳素和壳聚糖应用研究新动向[J ] .云南民族学院校报 ,2002 ,11(1) :5662584
[ 4 ] 刘流.甲壳素、壳聚糖在医药领域的应用[J ].辽宁化工 ,2001 ,30 (12) :5372540
[ 5 ] 湛学军 ,熊远珍.羧甲基壳聚糖银的合成及抑菌实验的研究[J ].中国生化药物杂志 ,2001 ,22(3) :1422144
[6 ] 任林 ,李邦良 ,高仕瑛 ,等.甲壳低聚糖对糖尿病小鼠血糖和肠道菌群的影响 [J ] .中国生化药物杂志 ,2001 ,22(5) :2272229
[ 7 ] 严瑞王宣.水溶性高分子[ M].北京 :化学工业出版社 ,1999
[ 8 ] 黄葆同院士、杜予民教授.2002 年中国化学会甲壳素学会大型研讨会上发言

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