段廣濤

摘要：

隨著科學技術(shù)的研究不斷深入，殼聚糖作為生物醫(yī)用材料的應用越來越廣泛。殼聚糖（cS）是一種半合成高分子氨基多糖，具有獨特的化學結(jié)構(gòu)，主要存在于動植物蝦蟹殼中，由于對人體無毒、無刺激、無致敏、生物可降解等特性，是FDA認可的一類生物降解材料并且已廣泛應用于生物醫(yī)用材料領域。該文簡要介紹了殼聚糖在醫(yī)藥方面的應用，供大家參考。

關(guān)鍵詞：殼聚糖； 生物材料；藥物釋放； 敷料

【中圖分類號】

R197.2+3 【文獻標識碼】B 【文章編號】1002-3763（2014）05-0328-01

前言：殼聚糖最早被發(fā)現(xiàn)是在1859年，通過對甲殼素脫乙?；玫?sup>[1]。甲殼素廣泛存在于昆蟲骨骼、蝦蟹殼類以及真菌體內(nèi)。殼聚糖是半合成有機高分子，具有獨特的化學結(jié)構(gòu)^[2]，因其具有良好的生物相容性、可降解、生物安全性以及低毒性，被廣泛的應用于生物醫(yī)藥領域，該文旨在綜述殼聚糖在生物組織工程、藥物釋放載體和醫(yī)用敷料等方面的應用。

1 殼聚糖在生物組織工程方面的應用

生物組織工程的概念最早是由美國科學家提出的^[3]，并于20世紀90年代初將其定義為研究開發(fā)具有修復、替代人體器官組織的生物醫(yī)用裝置的生命科學工程技術(shù)。組織工程包括人體的硬組織和軟組織.硬組織如骨科、牙齒類，軟組織如血管、肝臟器官等。需找一種理想的材料作為生物組織替代物是工程學研究的一個重要課題。做為一種理想的材料，應具備以下幾點：①具有良好的生物相容性；②高生物活性；③一定的強度；④生物可降解性。

有人^[4]研究殼聚糖作為乳牙活髓切斷蓋隨劑的作用效果，得出的結(jié)論是殼聚糖蓋髓后牙本質(zhì)橋的形成早、速度快，且不引起淺表牙髓組織的壞死，有較高的臨床應用前景。羥基磷灰石是骨組織的主要成分，具有良好的生物相容性，但是其脆性較大不易加工.致使不能單獨應用于骨組織修復。將其與殼聚糖復合不僅能克服上述缺點，還能增加許多特殊功能，科學家^[5]采用共沉淀和粒子瀝濾法成功制備了多空羥基磷灰石一殼聚糖支架，植入大鼠股部肌袋模型內(nèi)，結(jié)果顯示羥基磷灰石一殼聚糖復合多孔支架具有異位成骨能力。

1.1 殼聚糖在皮膚組織中的應用：皮膚組織工程支架材料除了應具有良好的生物相容性和可降解性外，還要求具有優(yōu)良的韌性、彈性、透氣性、保濕性、抑菌性、減小疤痕等特性。殼聚糖滿足了皮膚組織工程材料所需要具備的條件（見圖1），因此在構(gòu)建人工皮膚的研究中顯示出巨大的應用前景，很多研究人員將殼聚糖應用于此項工程中。

1.2 殼聚糖在軟骨組織中的應用：皮膚軟組織的研究一直都是各個國家研究的重點，科學家^[6]將透明質(zhì)酸與殼聚糖復合用作軟骨支架材料，發(fā)現(xiàn)軟骨細胞能夠在支架材料上貼附和繁殖，形態(tài)正常，而且能合成豐富的胞外基質(zhì)。殼聚糖克服了很多相近材料的缺點，成為軟組織材料研究的新寵，有人合成了殼聚糖纖維素培養(yǎng)支架，將其接枝三聚磷酸鈉和聚甲基丙烯酸甲酯，最后涂覆明膠和血旺細胞及成纖維細胞。兩種細胞都粘附在殼聚糖表面，在24小時后快速增長。表明殼聚糖能夠為許多組織提供細胞生長支架。

關(guān)節(jié)軟骨損傷后難以修復。殼聚糖在結(jié)構(gòu)上類似關(guān)節(jié)基膜中的糖胺聚糖，與軟骨細胞具有良好的相容性。科學家^[7]將殼聚糖注射到大鼠關(guān)節(jié)內(nèi)，發(fā)現(xiàn)殼聚糖能夠減緩骨骺軟骨變薄，提高膝關(guān)節(jié)軟骨細胞的密度，說明殼聚糖在膝關(guān)節(jié)內(nèi)具有促進軟骨修復的能力。

1.3 殼聚糖在骨組織工程中的應用：骨缺損是臨床上常見的外科疾病，但其修復過程較慢，主要原因在于該組織中血管較少，血運較差，血液中的營養(yǎng)成分及對修復骨損傷具有較強的促進作用的生長因子難以到達損傷處。殼聚糖能引導或促進骨的形成。利用其吸附性，可將殼聚糖材料作為生長因子的載體，通過控制生長因子的釋放速率，從而在骨損傷處長時間維持較高濃度的生長因子，達到促進骨損傷愈合的目的。

2 殼聚糖在藥物釋放方面的應用

注射藥物和口服藥物其利用率相當?shù)汀Ｖ饕且驗樗幬镌诘竭_病變部位前，部分有效成分被體內(nèi)其它部位消耗，不僅降低藥物的利用率，還有可能對其它部位造成極大的副作用，因此研究高效的緩釋材料也是各個國家科研工作者的重點。作為藥物緩釋材料必須具備以下幾點：①具有良好的生物相容性：②可降解性；③無毒無害不致敏；④能夠有效包載藥物；⑤具有緩釋功能，殼聚糖完全具備上述特點，并且殼聚糖含有活性氨基，易于被改性，成為藥物緩釋材料的主要研究對象，具體工藝（見圖2）。

科學家^[8]使用琥珀酸將低分子量殼聚糖與PTX連接起來，制備成微球，通過口服輸送。結(jié)果顯示，使用微球輸送PTX比單純口服PTX具有更好的療效，通過微球可以避免PTX與胃腸道和肝臟代謝的細胞色素P450的接觸，降低了PTX的損耗。由于殼聚糖是一種親水性陽離子多糖，通過化學交聯(lián)殼聚糖骨干上的活性氨基很容易制備成自組裝納米微球，納米微球可以在血液中長時間循環(huán)，不會吞噬細胞，接枝目標配體，微球可以很容易沉積在指定的病變部位，得到充分的治療。使用乙二醇對殼聚糖改性，使用碳二亞胺將膽汁酸接入乙二醇殼聚糖骨架上，使得殼聚糖具有較強的親水性，在水溶液中可以保持1周時間。動物實驗研究表明，該微球在血液中能夠長時間循環(huán)。

3 殼聚糖在創(chuàng)傷修復和傷口愈合中的應用

傷口愈合是一個非常復雜的工程，涉及到細胞分子、生理和生物過程。在傷口表面立即覆蓋敷料是必要的措施。敷料有利于急性、慢性和嚴重性傷口的修復和愈合，殼聚糖具有止痛、止血、促進傷口愈合、減小疤痕、抑菌、良好的生理相容性和生物可降解性等優(yōu)異的性能，非常適于作為傷口敷料的原料^[9]?，F(xiàn)在已經(jīng)有由甲殼素創(chuàng)可貼、殼聚糖止血粉、殼聚糖止血海綿及殼聚糖止血紗布等傷口敷料產(chǎn)品上市，這類敷料在透氣性和吸水性方面均有較好的作用，對傷口表面有很好的親合作用，最重要的是其對皮膚的增殖作用非常明顯。

4 殼聚糖在免疫活性中的應用

殼聚糖在體內(nèi)對直接活化巨噬細胞、NK細胞、LAK細胞、B和T淋巴細胞，介導機體的細胞免疫應答和體液免疫應答，增強機體免疫監(jiān)視功能。殼聚糖與膽汁酸結(jié)合使人體內(nèi)pH值偏于堿性，為淋巴細胞攻擊癌細胞創(chuàng)造了環(huán)境，增強了人體免疫功能。殼聚糖既能激活低下的免疫功能，又能有效效抑制免疫功能亢進。有人^[10]研究了殼聚糖對小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明殼聚糖可提高綿羊紅細胞誘導的小鼠遲發(fā)型變態(tài)反應能力，增強受試動物的血清溶血素抗體反應和巨噬細胞的吞噬反應，能促進小鼠的免疫作用。殼聚糖微球具有免疫調(diào)節(jié)活性，因此可作為免疫促進劑直接靜脈注射于患者體內(nèi)。

5 結(jié)束語

殼聚糖及其衍生物的研究和應用是近年來生物醫(yī)學材料研究的重要方向，為生物醫(yī)學的發(fā)展提供了新的材料。目前國內(nèi)外關(guān)于殼聚糖的研究遠不止于上述幾個應用，隨著科學技術(shù)的不斷更新，相信殼聚糖在生物醫(yī)學領域的應用將會越來越廣。

參考文獻

[1] Dodane V，Vilivalam V.D.Pharmaceutical applications of chitosan[J].Pharm SciTechnol Today，1998（1）：246-253.

[2] 胡巧玲，張中明，王曉麗，等.可吸收型甲殼素、殼聚糖生物醫(yī)用植入材料的研究進展[J].功能高分子學報，2003，06：293—298.

[3] langerR，vacanti J.P.Tissue engineering[J].Science，1993，260（5110）：920-926.

[4] 尚佳健，葛麗華，劉曉勇，等.殼聚糖用于乳牙活髓切斷的實驗研究[J].北京口腔醫(yī)學，2011，19（4）：221-224.

[5] 陸鈺，王鑫，甘朝兵，等.多孔納米羥基磷灰石，殼聚糖支架材料復合成骨細胞異位成骨研究[J].生物骨科材料與臨床研究，2012（1）：22-28.

[6] YamaneS，1wasaki N，Majima T，et a1.Feasibility of chitosan-based hyaluronic acid Hybridbiomaterial foranovelscaffoldincartilagetissue engineering[J].Biomaterials，2005，26：611-619.

[7] Lu J X，Prudhommeaux F，MeunierA，et a1.Effect of chitosan on rat kneecartilages[J].Biomaterials，1999，20（20）：1937—1944.

[8] E Lee，J Lee，et al.Conjugated chitosan as a novel platform for oral delivery of paclitaxel[J].J Med chem，2008（51）：6442-6449

[9] Lu SY，Gao WJ，Gu HY.Construction application and biosafety of silver nanocrystalline ehitosan wound dressing[J].Burns，2008（34）：623—628.

[10] 鄭磊.殼聚糖神經(jīng)導管及其復合骨髓間充質(zhì)干細胞修復大鼠周圍神經(jīng)損傷的研究[D].濟南：山東大學，2009.