王雙燕
(云南經濟管理學院醫(yī)學院,云南 昆明 650000)
殼聚糖(Chitosan),為N-乙酰-D-氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖組成的無分支二元多聚糖,又稱脫乙酰甲殼素、殼多糖等。它是天然多糖甲殼素脫部分乙?;玫降漠a物,也是僅次于纖維素的第二大可再生資源。因在C2位上有一個伯氨基,其也是天然多糖中唯一的堿性多糖。它的分子結構中含有羥基和氨基,在一定的反應條件下,可以發(fā)生烷基化、酰基化(O-?;蚇-?;?、醚化、酯化、氧化、螯和、接枝共聚、交聯等化學反應,進而可以生成具有不同性能的殼聚糖衍生物[1]。殼聚糖及其衍生物無毒、無味、無刺激性,具有生物降解性、生物相容性,能抑菌、抗癌、降脂、增強免疫等,被廣泛應用于醫(yī)藥領域[2]。
殼聚糖及其衍生物作為一種廣譜抑菌劑,可以抑制多種細菌、真菌的繁殖和生長,并具有無毒、抑菌性高的優(yōu)點。不同類型的殼聚糖衍生物其抑菌效果不一樣,其正電荷數量與抑菌效果成正相關的關系[3]。
何麗等[4]研究發(fā)現殼聚糖和羧甲基殼聚糖對口腔常見致病菌均有一定的抑菌作用,殼聚糖優(yōu)于羧甲基殼聚糖。目前有關殼聚糖及其衍生物抑菌作用的研究、開發(fā)、應用取得了很多新的研究進展,為其產品研發(fā)奠定了新的理論基礎。
殼聚糖及其衍生物具有良好的生物安全性、生物相容性、生物殺菌抑菌性能,作為抗齲齒劑有著較好的應用前景[5]。劉海燕等[6]研究發(fā)現,殼聚糖基多糖材料可以遍及齲損發(fā)生的全過程,在早期預防、釉質再生、齲損充填修復,都可以發(fā)揮較好的性能;另外,該材料在牙周病的早期治療和進展期治療都可以發(fā)揮良好的性能。
胡曉杰等[7]在臨床實踐中發(fā)現:在乳牙慢性根尖周炎治療中采取殼聚糖配合雙氧水進行根管沖洗,有助于提升治療效果,促進患者病情康復,防止復發(fā),值得臨床推廣應用。
王海波等[8]對羧甲基殼聚糖的體外活性進行研究發(fā)現:羧甲基殼聚糖能抑制腫瘤細胞增殖,用藥后細胞周期停滯,腫瘤細胞凋亡增加較多。張麗勝等[9]對硫酸殼聚糖進行體內抗腫瘤實驗,得出硫酸殼聚糖高、低劑量都能抑制小鼠體內移植性腫瘤肉瘤的生長,硫酸殼聚糖還能延長艾氏腹水癌小鼠的生存時間。由此說明,殼聚糖及其衍生物具有抗腫瘤的活性。
研究表明,殼聚糖可以有效降低體重,且相關的減肥產品在日本、歐美、韓國等國家深受歡迎。Sugano等人在1978年發(fā)表了第一篇殼聚糖降膽固醇的文章后,研究者開始關注殼聚糖的降脂性能。據劉靜娜[10]報道,不管是從體外摸索,還是在動物及人類體內進行驗證,殼聚糖均表現出了優(yōu)良的降脂效果。周宇[11]發(fā)現,殼聚糖能夠減輕高脂飲食誘導的肥胖小鼠的體重、血清總膽固醇和甘油三酯、附睪脂肪重量,并減小肝臟質量,改善肝脂肪變性,具有良好的抗肥胖活性。趙丹萍等[12]研究發(fā)現殼聚糖能降低肥胖大鼠終末體重、肝體比和脂體比、Lee’s指數(評價成年大鼠肥胖程度的指標),降低肥胖大鼠血清中的瘦素水平,提高脂聯素水平,加快機體脂肪代謝,降低血清甘油三酯、血清總膽固醇和低密度脂蛋白水平,以及提高高密度脂蛋白水平,表明殼聚糖有很好的減肥降脂效果。
殼聚糖有較好的生物相容性和黏附性,是優(yōu)良的醫(yī)用材料。它能制成各種膜狀敷料。以殼聚糖為主要原料,配合重組人表皮生長因子活性成分的生物流體敷料膜,用來治療30例皮片移植患者,都出現無感染、無變態(tài)反應、能加快創(chuàng)面愈合,并減輕病人疼痛[13]的情況。
殼聚糖可吸收縫合線,縫合、打結性能良好,且能被人體自行降解吸收,還能增加傷口強度,加速傷口愈合。王佃亮等[14]研制出的新型可控降解手術縫合線:從外到內依次為羧甲基殼聚糖層、膠原層、殼聚糖纖維芯;該手術可吸收縫合線植入體內后降解速度可控,傷口愈合快,不留明顯疤痕,且不用拆線。
1.6.1 用于載體材料
殼聚糖及其衍生物具有類氨基糖的結構,其結構上有伯氨基,具有陽離子特征,可以控制藥物釋放、黏膜粘附、轉染、滲透增強等,可廣泛用作不同藥物的潛在載體。另外,因其具有較好的生物相容性、可降解性,安全無毒,pH響應性,作為載體時能夠穩(wěn)定藥物成分,并可促進藥物吸收,可以作為緩控釋制劑和靶向制劑的載體,提高藥物生物利用度,同時還能減少胃腸刺激,發(fā)揮抗酸和抗?jié)兊墓πА?/p>
有些藥物在常規(guī)給藥過程中,其藥物濃度不好控制,難以實現緩控釋給藥,因而可以采用微球載藥改變藥物性質。殼聚糖具有天然的抗菌活性,較好的成球性,且制成的微球有較好的粘附性,故是較好的微球壁材[15]。
靶向給藥系統(tǒng)是近年來生物醫(yī)學界研究的熱點,殼聚糖是一種天然聚陽離子多糖,其微球表面有多糖鏈,可被特異性細胞或組織識別,可靶向投遞藥物至病灶部位貯存、釋放。另外,殼聚糖結構中含有氨基、羥基等官能團,能連接細胞內外的靶向配體,可構建靶向藥物載體,用于靶向給藥治療。目前研究最為熱門的是納米藥物遞送載體[16],可將載有藥物的納米粒子靶向地投遞到特定的細胞或組織,由于其較好的穩(wěn)定性、靶向性、納米尺寸效應、具有結合殼聚糖的優(yōu)良性能較高的生物利用度,在藥物載體材料中備受矚目。
1.6.2 用于成膜材料
殼聚糖可用作膜劑的成膜材料,制備口腔用膜劑、中藥膜劑等。韓剛等[17]用勻漿制膜法制備姜殼膜劑,其釋放度實驗表明有緩釋作用,動物實驗結果為該膜劑能夠促進傷口愈合。
1.6.3 其他
殼聚糖有良好的生物相容性及可降解性,還可用做增稠劑,片劑填充劑及矯味劑、崩解劑等[18],這些內容均被中國藥典收錄。
殼聚糖來源廣泛,因具有價格低廉、安全無毒、可降解性、生物相溶性好等特點,具有廣譜抗菌、促進創(chuàng)面愈合、止血、抗腫瘤、降脂等藥理活性,被用作廣譜抗菌劑、抗齲齒劑、減肥產品、醫(yī)用敷料、手術縫合線,以及藥用載體材料等。隨著科技的不斷進步,各學科的交叉深入,對殼聚糖的結構修飾將會更加多樣化,對殼聚糖及其衍生物的藥理研究也將會更加透徹。不斷將科研結果產業(yè)化,將會有更多符合醫(yī)藥用標準的殼聚糖及其衍生物的新型材料出現,進一步推動醫(yī)藥學的發(fā)展。