壳聚糖衍生物

壳聚糖衍生物（共8篇）

壳聚糖衍生物 篇1

摘要：目的 探讨壳聚糖及衍生物在药物制剂中的应用效果。方法 通过对有关壳聚糖及其衍生物相关的文章进行搜索和检查, 对其制备方式和在药物制剂中的应用加以准确的分析和探讨, 对其有关参考文献结果和结论进行准确分析, 进一步总结, 从而做出准确的分析结果。结果 壳聚糖具有很好的生物相容性, 能够达到较强的生物降解性, 同时无不良反应, 并且容易成膜, 在医学研究领域, 壳聚糖具有较强的应用作用, 能够用于缓释和控释的药物制剂, 通过对其物理化学特性进行详细的分析探讨, 能够促进多肽类、蛋白质药物的很好吸收。结论 壳聚糖及其衍生物在应用过程中所发挥的缓释和控释的作用非常明显, 能够有效的缓释和均衡药物速率, 减少药物在使用过程中可能会对人体产生的毒害作用, 值得在临床上推广应用。

关键词：壳聚糖及衍生物,药物制剂,应用效果

壳聚糖是一种从甲壳类动物的甲壳或者是真菌中提取的一种脱乙酸基衍生物[1], 在对其化学特性分析过程中, 我们发现壳聚糖能够很好的溶解到酸性介质中, 其形成的溶液具有较强的黏性, 同时又因为其独特的化学结构组织, 使得其产生的交联产物不容易溶解, 壳聚糖有很好的相容特性, 在临床中体内不容易降解, 同时没有毒害作用, 那么针对壳聚糖这些优异的特性, 我们在临床中将其作为一种新型的缓释药物进行应用, 在临床应用过程中, 发现壳聚糖及其衍生物表现出了很明显的优势。

1 资料与方法

1.1 入选标准:

本次研究采用的是有关壳聚糖及其衍生物在临床、生物制剂等方面的文章, 对于一些年代较久远的文章排除在外。

1.2 资料获取方式:

通过在中国知网 (http://www.cnki.net/) 、中国万方 (http://www.wanfangdata.com.cn/) 、fifa online3数据库 (http://eafifa.tgbus.com/db/) 等获取有关于壳聚糖及其衍生物在临床、生物制剂等方面的文章, 检索时间范围设定在2000年1月至2014年8月, 对其有关的文章资料进行仔细的查阅, 然后对其文章内容进行深入分析探讨[2]。

2 结果

2.1 壳聚糖的物理化学特性:

壳聚糖结构特性分析, 壳聚糖是白色或者是灰白色的固体结构, 其结构呈现半透明状态, 在临床中对其物理化学特性分析后, 我们发现其具有很明显的临床特性。第一, 壳聚糖及其衍生物不溶于水或者是碱溶液中, 但是其能够有效的溶解到低浓度的无机酸中, 其溶解后溶液呈现黏稠状态, 在一些酸液中能够缓慢溶解, 溶解后形成了壳聚糖分子[3]。第二, 壳聚糖溶液中带正电荷的多聚电解质较多, 具有非常强的吸附特性, 在临床中有很好的应用效果。第三, 壳聚糖的溶解度和其自身的化学特性比如分子质量等有很大的联系, 在对其化学特性研究过程中, 我们发现其脱乙酰度越高, 那么其分子质量越是小, 就更容易溶解到水中, 形成水溶液, 反之, 脱乙酰度越低, 那么其分子质量越是大, 就更不容易溶解到水中, 不容易形成水溶液。

2.2 壳聚糖的传统制备方式:

壳聚糖在制备过程中主要是采用化学方法和酶法进行制备, 在一般条件下, 我们需要对影响其制备过程的因素进行分析, 结果发现影响其制备及其药物效用发挥的因素主要就是原料的种类、甲壳素的制备以及甲壳素的物理化学特性等, 因此在制备过程中, 我们需要严格的按照有关制备过程, 同时针对不同的甲壳素条件以及原料种类等选择适合的温度、时间、程序反应等, 通过对脱乙酰度的分子质量、溶解性等进行详细的分析探讨, 进一步做好其制备准备工作和有关的工艺流程[4]。

通常在制备壳聚糖及其衍生物的过程中, 就是从挑选虾壳等开始, 然后对其处理干净后, 采用酸进行浸泡, 然后将无机盐的壳除去, 清洗脱蛋白后, 漂白晾干, 形成甲壳素, 之后选择合适的温度、浓度等进行制备, 最后清洗晾干就形成了壳聚糖, 当然这是一个非常简化的工艺流程, 但是, 在壳聚糖制备过程中, 这就是所采用的一种基本流程方式。

2.3 壳聚糖的生物制备方式探讨:

甲克素酶法制备过程中, 通过利用这种酶能够将原料商的乙酰基进行清洗干净, 这样就能够形成较高浓度的壳聚糖, 一方面可以提高原料的生产率, 提高壳聚糖的生产量, 另一方面也能够在一些流程环节上实现对环境的良好保护, 通过生产大量的壳聚糖及其衍生物产品, 而这些衍生物产品是通过化学制备过程无法完成生产的, 同时对环境也达到了较好的保护作用和效果。

微生物培养方式在制备壳聚糖的过程中, 我们可以通过在甲克素以及真菌中进行提取, 采用不同的反应器结构来制备壳聚糖及其衍生物, 这样的方式制备的壳聚糖的相对分子质量在700000~1100000[5], 同时也能够达到较高的制备浓度, 提高了壳聚糖及其衍生物的制备效率。2.4壳聚糖在生物制剂中的应用效果分析:壳聚糖具有很好的生物相容性, 能够达到较强的生物降解性, 同时无毒无不良反应, 并且容易成膜, 在医学研究领域, 壳聚糖具有较强的应用作用, 能够用于缓释和控释的药物制剂, 通过对其物理化学特性进行详细的分析探讨, 能够促进多肽类、蛋白质药物的很好吸收。

3 讨论

本文通过针对壳聚糖这些优异的特性, 在临床中将其作为一种新型的缓释药物进行应用, 在临床应用过程中, 发现壳聚糖及其衍生物表现出了很明显的优势。本文通过对壳聚糖及其衍生物有关的文章资料进行仔细的查阅, 然后对其文章内容进行深入分析探讨, 结果发现壳聚糖及其衍生物不溶于水或者是碱溶液中, 但是其能够有效的溶解到低浓度的无机酸中, 其溶解后溶液呈现黏稠状态, 在一些酸液中能够缓慢溶解, 溶解后形成了壳聚糖分子。同时壳聚糖具有很好的生物相容性, 能够达到较强的生物降解性, 同时无毒无不良反应, 并且容易成膜, 在医学研究领域, 壳聚糖具有较强的应用作用, 能够用于缓释和控释的药物制剂, 通过对其物理化学特性进行详细的分析探讨, 能够促进多肽类、蛋白质药物的很好吸收。这也证明了壳聚糖及其衍生物在应用过程中所发挥的缓释和控释的效果非常明显, 能够达到较高的制备浓度, 提高了壳聚糖及其衍生物的制备效率。同时也能够有效的缓释和均衡药物速率, 减少药物在使用过程中可能会对人体产生的毒害作用, 值得在临床上推广应用。

参考文献

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[4]吴丽颖, 刘建芳, 侯艳宁.壳聚糖在药物制剂中的应用[J].解放军医药杂志, 2012, 24 (4) :48-52.

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壳聚糖衍生物 篇2

壳聚糖及其衍生物在工业废水处理中的应用研究进展

摘要：壳聚糖是一种对环境友好同时具有多种特性的天然高分子聚合物.以壳聚糖及其衍生物处理工业废水,安全无毒、可生物降解、无二次污染.对国内外近年来壳聚糖及其衍生物在印染、电镀、食品加工、造纸等工业废水处理方面的研究和应用进展进行了扼要的综述.作 者：洪英 Hong Ying 作者单位：湖南工业大学,科技学院,湖南,株洲,41期 刊：环境科学与管理 Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：,35(1)分类号：X703.1关键词：壳聚糖 衍生物 工业废水

壳聚糖衍生物 篇3

壳聚糖是天然多糖中唯一的碱性多糖, 具有良好的成膜成丝性、吸湿性、透气性、渗透性和生物可降解性等独特性质。壳聚糖及其衍生物利用自身优良性质可以代替许多有毒害食品添加剂, 并且壳聚糖本身还具有预防疾病和保健作用。因此, 从20世纪90年代开始, 壳聚糖及其衍生物就被广泛应用到食品工业中, 并且产生了一系列衍生物, 以各种不同的形式得到了应用。壳聚糖及其衍生物的广泛应用是基于其优良性质, 深入了解其性质并掌握其应用方法, 有利于探索出更多应用领域, 提高壳聚糖应用价值。

壳聚糖概述

成分

壳聚糖 (Chitosan) 是甲壳素N-脱乙酰基的产物, 是由β-1, 4-2-氨基-2-脱氧-吡喃葡萄糖和β-1, 4-2-乙酰氨基-2-脱氧-吡喃葡萄糖单元构成的杂多糖。甲壳素也叫几丁质, 是一种分布极为广泛的多糖资源, 主要存在于虾、蟹等甲壳类动物的外壳及真菌细胞壁中。壳聚糖是目前发现的唯一携带阳离子的自然多糖, 即所谓的碱性多糖, 具有许多其他多糖没有的优良性质。

性质

壳聚糖的性质主要可以从物理性质和化学性质两个方面来分析。从物理性质来说, 壳聚糖是一种白色、半透明、略带珍珠光泽的无定型固体, 根据材料和制备方式的不同, 壳聚糖的分子质量从几十万到几百万不等, 且不溶于水。从化学性质来看, 由于壳聚糖是一种碱性多糖, 它不溶于碱液, 也不能溶于稀硫酸、稀磷酸, 可以溶于稀盐酸、稀硝酸等无机酸和大多数有机酸。在酸液中溶解时, 壳聚糖内部结构会逐渐发生变化, 主链逐渐溶解, 这个过程会使溶液黏度逐渐降低。壳聚糖的分子结构中含有较多羟基与氨基结构, 这两种结构使得壳聚糖易与其他物质发生反应, 从而改变一些化学和物理性质, 产生可以应用的衍生物。在壳聚糖的应用中, 主要利用的化学反应有羟甲基化反应、酰化反应、醚化反应、N-烷基化反应、接枝共聚反应、酯化反应、交联反应、氧化-还原反应及络合反应等。通过这些反应产生的一系列衍生物, 都具有无毒害、无副作用、无污染等优良性质。优良的物理及化学性质使得壳聚糖在食品、纺织、造纸、医药、环保及化工等领域都得到比较广泛的应用, 在其他领域也具有广阔应用前景。

壳聚糖及其衍生物在食品工业中的应用

壳聚糖作为一种天然多糖, 应用最广泛的领域是食品工业, 在饮料沉淀、食品保鲜等方面都有非常广泛的应用。

在饮料中的应用

食品企业在制造饮料的过程中, 尤其是在制造果汁这类杂物较多的饮料中, 都希望能够找到一种更有效率的果汁澄清剂, 于是壳聚糖作为一种高性能果汁澄清剂被应用在这方面。壳聚糖分子中含有氨基和羟基活性基团, 这种活性基因可以和果胶、蛋白质、单宁类多酚等阴离子物质结合, 并产生凝聚沉淀现象, 能够有效清理果汁中的沉淀物, 使果汁变得更加澄清。外国学者Dominguez就曾以西番莲果汁饮料作为实验材料, 来探究几种不同方式的果汁沉淀技术的效果。他将果汁分成三份, 分别采用了酶法、普通离心法与加絮凝剂壳聚糖后再离心的方法对每一份果汁进行处理, 实验结果发现, 采用添加壳聚糖再离心处理方法的果汁澄清度较高, 并且果汁黏稠度得到有效降低。壳聚糖澄清效果好, 且成本低廉, 是一种十分理想的天然饮料澄清剂。

在果蔬保鲜方面的应用

在食品工业生产中, 果蔬保鲜一直是一个重要话题, 许多科学家和研究者实验了各种具有保鲜功能的天然材料, 其中壳聚糖及其衍生物被证明具有很好的蔬果保鲜作用。壳聚糖具有较好的成膜性和抗菌性, 用壳聚糖对新鲜果蔬进行涂膜处理能够有效抑制果蔬中酶的活动, 并可以有效抑制果蔬褐变, 对保持果蔬新鲜度、延长保鲜期有着非常好的效果。研究者们通过实验发现, 壳聚糖及其衍生物可以有效降低果实呼吸强度, 并且抑制果蔬产生乙烯, 从而延缓果实完全成熟时间。这种方法无毒害、无副作用, 并且可以有效保持果蔬产品的色彩、光泽度、硬度等, 具有非常高的应用价值。

在肉类制品保鲜方面的应用

利用壳聚糖与绿茶提取物制备出了一种可食用的复合包装薄膜, 即CGT薄膜。这种薄膜在肉类保鲜方面具有较为广泛的应用。实验表明, 采用壳聚糖衍生物CGT薄膜进行包装的肉类制品与普通保鲜膜包装的肉类制品在同等条件下放置同样的时间之后, 使用CGT薄膜包装的肉类样品的色泽、质地、硫代巴比妥酸值、微生物增长等指标变化很小, 保持较好的新鲜状态, 如果结合冷藏条件进行保存, 可以达到更好的保存效果, 能够有效延长肉类产品的货架期。CGT薄膜在肉类防腐方面有非常出色的效果, 可以有效降低微生物、菌类的繁衍速度, 延长肉类食品的保质期。

结语

壳聚糖衍生物 篇4

壳聚糖 (CTS) 是甲壳素的衍生物, 是一种功能性生物大分子, 无抗原性, 无毒, 价格低廉, 可生物降解, 并具有很多独特的生化功能, 被广泛的应用于医药、生化、食品、农业、环境保护等多个领域。研究者发现壳聚糖及其衍生物对细菌、真菌等微生物具有抑制作用, 因此国内外食品科学界掀起了壳聚糖研究热潮。

1 壳聚糖及衍生物在饮料工业中的应用

Roller等研究了壳聚糖谷氨酸盐在苹果汁中的作用机理, 在25℃, 贮藏14天后, 发现添加了防腐剂的苹果汁中的酵母菌及酶促褐变全部被抑制, 这可能是壳聚糖携带的正电荷凝集果汁中悬浮的多酚氧化酶的结果。

壳聚糖浓度影响抑菌效果。Gil等发现在啤酒发酵的过程中, 壳聚糖的浓度为0.1g/L时, 只有乳酸菌的生长被抑制, 而当壳聚糖的浓度提高到1g/L时, 同时影响了啤酒酵母的活性, 这对其他发酵类饮料防腐具有指导意义。

2 壳聚糖及衍生物在水果保鲜中的应用

由于壳聚糖无毒、保湿及具有良好的成膜性, 可作为新鲜水果的可食性膜保鲜剂。在水果表面涂上一层壳聚糖及其衍生物复合溶液, 溶剂挥发后形成一层很均匀的膜, 这层膜既能阻止水果中水分和营养物质的散失, 又能降低因微生物污染导致腐败变质的可能。

陶希芹等制备了壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜剂应用于金秋梨的保鲜, 结果表明这种涂膜剂可减少金秋梨的有氧呼吸作用、保持水果的风味, 延长金秋梨的保鲜期。

许牡丹等研究马铃薯淀粉与壳聚糖复合膜对冬枣的保鲜效果, 通过制备比例不同的马铃薯淀粉与壳聚糖复合膜, 并测定硬度、V C、总糖及总酸含量, 结果表明:1%壳聚糖+1%马铃薯淀粉复合膜的保鲜效果最佳, 较其他比例混合保鲜剂可延长储藏期约10天。

3 壳聚糖及衍生物在肉类食品保鲜中的应用

Kanatt等研究了壳聚糖与薄荷提取物的混合物应用于肉类防腐, 结果发现混合防腐剂浓度为0.05%时, 能有效抑制食品腐败菌的滋生, 在肉肠中有很好的抗菌和抗氧化效果。

Rao等发现γ-射线降解的壳聚糖抑菌性随着分子量的降低而减弱, 可与另外一种抑菌剂溶菌酶复配使用, 可以完全抑制冷冻储藏的肉末中病菌滋生, 延长保质期15天。

壳聚糖及衍生物作为一种具有优良性能的高分子材料, 广泛地应用于各种食品保鲜防腐中, 且表现出良好的效果——优异的保湿性能、抗菌性和生理活性以及其优良的配伍性。应用前景广阔。

摘要：壳聚糖及衍生物具有无毒、价廉、可生物降解、良好的成膜性和强的抗菌保鲜防腐能力, 因而受到了国内外的广泛研究。本文综述了以壳聚糖及衍生物在三大食品工业——饮料、水果、肉类中的应用, 并对壳聚糖及衍生物的防腐保鲜前景进行了展望。

关键词：壳聚糖,食品,保鲜防腐

参考文献

[1]VandeVord P J, Matthew H W, DeSilva S P, et al.Evaluation of the biocompatibility of a chitosan scaffold in mice[J].Journal of Biomedical Materials Research, 2002, 59 (3) :585-590

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[5]陶希芹, 王明力, 袁志, 等.壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜保鲜金秋梨的研究[J].食品与发酵工业, 2009, 35 (5) :210-213

[6]许牡丹, 刘红梅, 曾令军.马铃薯淀粉壳聚糖复合膜对冬枣的保鲜研究[J].食品研究与开发, 2010, 31 (3) :170-172

[7]Kanatt S R, Chander R, Sharma A.Chitosan and mint mixture:A new preservative for meat and meat products[J].Food Chemistry, 2008, 107 (2) :845-852

壳聚糖衍生物 篇5

1 止血

甲壳质及壳聚糖制成的止血敷料、止血海绵、止血粉等止血制品已经用于临床, 它们的作用机制基本相似, 一方面促进血小板内的钙离子增加, 使血小板之间更容易黏附和聚集, 一方面与血小板粘连, 使血小板产生变形, 伸出伪足连接呈网状结构, 网住流经的细胞和蛋白, 形成血栓, 另一方面通过对红细胞的作用, 使红细胞与其发生交联从而促进血液凝固, 但这一机制不是依赖于血小板和凝血因子来完成的, 而是独立存在的。壳聚糖之所以有止血的功能还有一点归功于自身的海绵结构, 吸水后变成胶冻状, 与创面紧密贴合, 从而减少血液和组织液渗出[1]。

2 抗凝血

壳聚糖本身不具有抗凝血功能, 但是通过改变壳聚糖的基团或结构, 止血功能就会转变成抗凝血的功能。如低分子壳聚糖在N, N-二甲基甲酰胺反应溶剂中与氯磺酸反应产生的磺化的壳聚糖可以通过内源性的抗凝血途径从而延长活化部分凝血活酶时间[2]。另外在蚕蛹壳聚糖分子上引入甘氨酸和环氧氯丙烷反应的中间体, 制得的壳聚糖甘氨酸衍生物可以影响外源性、内源性凝血系统和凝血活性酶的形成, 从而延长了凝血时间、凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间, 可使血液完全不凝固[3]。修改了基团的壳聚糖之所以具有抗凝血活性, 其主要原因可能是壳聚糖的取代基团具有螯合钙离子作用的结果, 且取代基越多, 螯合钙离子的能力越强, 其抗凝血作用越强。

3 促进细胞增殖分化

大量研究表明, 壳聚糖及其降解产物有促进细胞增殖分化的功能。如壳聚糖及其降解产物有促进脂肪干细胞 (BADSCs) 向心肌细胞分化的功能[4], 并能促进心肌细胞表达GATA-4、Nkx2.5、My17、Myh6、c Tn I等, 增强移植的BADSCs的存活率[5]。在缺氧的条件下, 壳聚糖通过激活Akt和ERK1/2信号通路, 促进血管内皮细胞的增殖, 从而提高缺氧条件下血管内皮细胞的血管活性[6]。壳聚糖还具有促进神经细胞增殖分化的作用, 如羧甲基壳聚糖可以促进脑源性神经营养因子和胶质细胞源性神经营养因子的分泌, 从而促进神经元再生, 诱导神经干细胞向神经元分化[7], 其机制可能是因为其降解产物壳寡糖通过mi R-27A/FOXO1轴为主体的信号转导通路介导了雪旺细胞 (SCs) 的增殖, 提高了mi R-27a的表达水平, 降低了FOXO1的产生, 从而加速了细胞周期和刺激的SCs的增殖, 刺激神经再生[8]。

4 抑制肿瘤细胞的增殖

研究表明, 壳聚糖对肿瘤细胞具有靶向性[9], 对肿瘤细胞具有抑制增殖的作用, 其作用机制可能与以下因素有关: (1) 相对于正常组织而言, 肿瘤组织血管丰富, 血管基膜间隙宽, 一般在100~780 nm, 是正常血管基膜间隙的20~78倍, 如果将壳聚糖纳米的直径限制在100~780 nm之间可以限制壳聚糖的分布部位。 (2) 肿瘤组织中的淋巴回路不完整, 药物易潴留, 进一步延长了药物作用时间, 且肿瘤细胞表面带有大量负电荷, 易与壳聚糖表面的正电荷结合, 通过网格蛋白的介导使壳聚糖容易聚集在肿瘤细胞, 药物得以在胞内释放更有效的杀死肿瘤。 (3) 基质金属蛋白酶-9 (MMP-9) 高表达于癌细胞, 与组织分化程度、浸润程度、有无淋巴结及肝脏转移相关。壳聚糖可以抑制MMP-9蛋白表达从而可以阻碍癌细胞的转移和侵袭[10]。 (4) 壳聚糖能够增强脾脏树突状细胞 (DC) 刺激T淋巴细胞的增殖能力, 促进DC成熟, 提高其抗原提呈功能, 增强DC分泌高量IL-12, 从而促进T细胞和NK细胞增殖, 提高杀伤力[11,12]。还可以促进细胞因子IL-2和IFN-Y的分泌而间接地杀伤肿瘤细胞。

5 造影剂

临床上最常用的造影剂是低渗非离子型有机碘造影剂, 其渗透压高于人体正常血浆渗透压, 即使是正常体质人群也会发生轻度过敏反应, 所以在注射造影剂前通常会给易过敏体质的病患注射抗组胺药。而且造影剂容易引起肾功能下降, 在临床上称为造影剂肾病 (CAN) 。为预防和治疗CAN, 一直在改进造影剂和研究治疗措施。锰基卟啉-壳聚糖配合物 (Mn-TCPP-CS20) 有良好的水溶性和分子结构稳定性, 纵向弛豫率r1 (6.11 mm 01-1.1·s-1) 是商用MRI造影剂 (GdDTPA) 的2倍, 并且在同等条件下体外成像效果更优[13]。另一种改进的DTPA (低聚壳聚糖) 钆基配合物的纵向弛豫率不但优于Gd-DTPA, 还优于锰的配合物, 经过小鼠和大鼠的实验, 也未见明显的毒性反应和致突变副作用, 且更利于肝靶向成像[14]。

6 基因载体

在非病毒载体中, 最常用的阳离子脂质体和聚乙烯亚胺 (PEI) 具有一定的细胞毒性, 随着浓度的升高, 癌细胞被染毒的同时正常的细胞也会发生凋亡坏死, 从而限制了脂质体大量应用。而且PEI降解性差, DNA被包被后可能不具备转录活性。壳聚糖是自然界存在的唯一一种阳离子聚合物, 无毒无免疫原性, 分子直径小, 可以透过血液屏障、细胞膜在细胞内感染, 感染率高达90%[15], 且其表面结构类似于球状海绵, 有大量的孔隙, 可以承载并达到缓释基因的效果从而延长基因治疗的时间[16]。

壳聚糖创伤敷料的生物学评价 篇6

关键词：壳聚糖,敷料,生物学评价

人体的皮肤是与外界环境接触的屏障,当由于创伤或疾病等因素造成皮肤缺损时,常常造成创面水分、电解质及蛋白质丢失,开放的创面还增加了感染的机率。早期有效的封闭创面可以减少并发症的发生。壳聚糖是一种天然绿色的环保高分子物质[1],目前在工业、农业、医药、环保等领域得以广泛研究和应用,在生物医学方面也显示诸多功能和活性,如抗菌消炎、促免疫、促伤口愈合等[2~5]。研究表明[6],壳聚糖具有天然的抑菌活性,抑菌谱较广,对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和白色念珠菌均有明显的抑菌效果。为了保障该敷料应用于人体时安全无毒副作用,我们按照国家相关规定,对壳聚糖创伤敷料进行生物安全性评价。

1. 材料和方法

1.1 实验材料:

壳聚糖创伤敷料(商品名:泰宝孚聚糖,广东泰宝科技医疗用品有限公司);RPMI1640培养基(GBICO公司提供);小牛血清(GBICO公司提供);弗氏完全佐剂(SIGMA公司提供);L929(购自中国医学科学院细胞库),成年新西兰白兔,质量2.2~2.7kg,健康初成年白化豚鼠,质量300~500g,所有试验动物均由广东省动物实验中心提供(许可证号:SCXK(粤)2008-0002),饲养条件为温度22~24˚C,湿度(55~60)%。

1.2 实验方法

体外细胞毒性试验。依据国家标准GB/T14233.2-2005进行[7],实验分4组:实验组,材料浸提液;空白对照组,RPMI1640培养基;阴性对照组,高密度聚乙烯;阳性对照组,5g/L的苯酚溶液。将材料浸提液、阴性对照组和阳性对照液与培养基(2×)1:1稀释。将对数生长期L-929细胞(活细胞数>99%以上),用0.25%胰酶消化后,配置成浓度为1×105个/Ml细胞悬液备用;将配好的悬液加入96孔板中,每孔100ul置于5%CO2培养箱培养18~24h,待贴壁完全后,弃去原培养液。空白对照组加入新鲜细胞培养液,阴性对照组加入阴性对照品浸提液,阳性对照组加入阳性对照溶液或阳性对照品浸提液,供试品组加入试验样品浸提液,每孔100ul,置于5%CO2培养箱继续培养72h后,加入20ul质量浓度为5g/L的MTT溶液,继续培养4h后弃去孔内液体,加入150ul的DMSO,置振荡器上振荡10min,在酶标仪570nm和630nm波长下测定吸光度。通过以下公式计算相对增值率(RGR),按表1进行毒性分级:RGR=试验组吸光值/对照组吸光值×100%。

样品毒性分级标准:0级≥100;1级,80~99;2级,50~79;3级,30~49;4级,0~29。样品合格与否标准:0级和1级判为合格,2级结合形态分析综合评价,3~5级者判为不合格。

致敏试验。依据国家标准GB/T16886.10第七章“最大剂量法”进行检测[8]。试验分3组:实验组,10只豚鼠,阴性和阳性对照各5只。试验前剔除豚鼠背部毛,在去毛区域的前、中、后端分别注射弗氏完全佐剂、材料浸提液、材料浸提液和弗氏完全佐剂混合液(1:1),对称各2点。阴性对照为同批号生理盐水,阳性对照为体积分数为5%的甲醛,操作同实验组。皮内注射后7天,用十二烷基硫酸钠涂布注射区域皮肤,24h后用约8cm2的浸透材料浸提液、阴性对照液、阳性对照液的纱布服帖于腹部,封闭固定48h。局部诱导后14天,豚鼠腹部剃毛,将浸透材料浸提液和阴、阳对照液的纱布敷贴于腹部,封闭固定24h。分别在24h和48h观察激发部位的皮肤反应情况。

溶血试验。试验分为阳性对照组、阴性对照组、试验组。阳性对照,生理盐水;阴性对照,蒸馏水。分别放入37˚C水浴中保温30min后,分别加入0.2m L稀释抗凝兔血,轻轻混匀。继续在37˚C恒温水浴中保温60min。水浴结束后,倒出管内液体,在2500r/min下离心5min。吸取上清液,置于紫外分光光度计比色皿中,在545nm处测量吸光度。按下式计算溶血率:

溶血率(%)=实验组吸光度-阴性对照组吸光度/阳性对照组吸光度-阴性对照组吸光度×100%。

2. 结果

2.1 细胞毒性试验

MTT法:阴性对照组与空白对照组,细胞贴壁生长良好,数目正常,在MTT作用4h后MTT蓝紫色针状结晶均匀分布。阳性对照组的细胞形态基本不贴壁,绝大多数呈浮死细胞。实验组可见少量圆形细胞,偶见细胞溶解。细胞相对增值度为81%。说明壳聚糖创伤敷料为极轻的细胞毒性,符合国家规定的标准。

2.2 致敏试验

试验表明,浸提液及生理盐水动物皮肤反应均无红斑、无水肿,5%甲醛溶液组有2只动物出现中度红斑水肿,3只动物出现严重红斑水肿。根据Magnusson和Kligman分级标准评价显示,产品材料等级评分为0,无致敏反应。

2.3 溶血试验

结果显示,溶血率为0.386%,<5%,表明壳聚糖无溶血现象。

负电荷相互作用,使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏,从而达到抗菌、杀菌的目的。试验表明,壳聚糖无细胞毒性,不溶血,不致敏,生物相容性良好,可以满足医药卫生及化妆品原料的基本要求。

3. 讨论

壳聚糖也称甲壳胺,其化学结构是D-氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键结合而成,是甲壳素脱乙酰基衍生物,是一种天然的聚阳离子多糖,具有生物相容性好以及可生物降解等优点,还可以通过早期诱导胶原合成而抑制创面收缩[9]。壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上的

参考文献

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壳聚糖衍生物 篇7

1 对象与方法

1.1 对象

选择2011年1月~2013年12月年在我科治疗的60例各种难愈性创面患者, 年龄6~80岁。随机分为2组, 创面面积在4%~15%之间, 火焰烧伤6例, 褥疮8例, 糖尿病足16例, 为壳聚糖生物敷料组;对照组为同期收治的年龄在6~78岁30例难愈创面患者, 创面面积在2%~13%之间, 热水烧伤12例, 褥疮6例, 糖尿病足12例。

1.2 治疗方法

入院后常规清洁创面, 将壳聚糖生物敷料直接喷洒在创面表面, 喷洒时喷嘴距离创面15 cm左右, 喷洒均匀, 覆盖整个创面, 无菌纱布包扎, 纱布厚度1~2 cm, 保证创面湿润, 待创面基底干燥、无渗出、创面表面薄膜与纱布无明显粘连, 可采用半暴露疗法2~3 d后, 创面愈合。对照组患者的全身治疗与治疗组相同, 创面局部治疗采用常规清创后, 碘伏油纱覆盖或抗生素纱布湿敷, 外用无菌纱布包扎。

2 结果

2.1 2组创面愈合时间

应用壳聚糖生物敷料组创面愈合时间为7~15 d, 平均13.2 d;常规换药对照组创面愈合时间为21~28 d, 平均23.5 d。两组比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 应用壳聚糖生物敷料组创面愈合时间显著优于常规换药对照组。

2.2 创面愈合效果

应用壳聚糖生物敷料组创面须植皮手术患者的例数为0, 常规换药对照组8例患者创面经植皮手术后愈合, 两组比较差异显著 (P<0.05) , 应用壳聚糖生物敷料治疗组创面愈合显著优于常规换药对照组。

3 讨论

目前, 对于难愈性创面的治疗方法很多, 应用壳聚糖生物敷料的方法具有以下特点:敷料牢固而有弹性, 使用快捷方便, 完整覆盖皮肤, 不仅促进创面愈合, 而且减轻换药时患者疼痛[1]。另外壳聚糖生物敷料还具有低价、高效、无刺激、无创伤之优势, 具有良好的抑菌、结膜、防粘连、促进肉芽再生长的功能, 创面喷洒后可形成透气保湿的隔离结构, 保护创面并形成湿性环境, 防止再感染, 从而促进创面愈合[2]。

壳聚糖生物敷料可预防创面感染, 保护创面并形成湿性环境, 具备适合任意形状的创面及可在任何条件下使用的特点。对各种难愈性创面的治疗都表现出良好的特性, 在本研究中发现观察组疗效明显优于对照组。壳聚糖有利于上皮细胞自如地保留在创面局部, 提供创面愈合所需的营养物质, 有利于上皮细胞生长, 促进创面愈合[3]。

壳聚糖生物敷料具有抑菌作用, 其表面所带的正电荷与细菌表面的负电荷相吸引, 并将病菌表面严密的包裹起来, 使得病菌细胞无法从外部环境中吸取氧分, 从而使得病菌细胞萎缩坏死, 起到抗菌作用[4]。另外壳聚糖生物膜自身可阻隔病原微生物的侵入, 起到抑菌的功效。由于壳聚糖分子中所带的正电荷和微生物细胞膜所带的负电荷的相互作用, 导致细菌的蛋白质和其它细胞成分的泄露而产生抗菌作用, 其衍生物对细菌、酵母、真菌等微生物都有很好的抑制作用。有文献报道, 壳聚糖对于人体表皮存在的细菌及烧伤病人易出现的绿脓杆菌、金黄色葡糖球菌和化脓性金黄葡萄球菌感染都有显著的抑制作用[5]。

壳聚糖生物敷料可以替代自然结痂保护创面, 使创面不结痂, 形成湿润封闭的环境, 可抑制Ⅰ型胶原的产生, 加速Ⅲ型胶原的分泌, 提高Ⅲ型胶原的比例, 使得形成瘢痕组织的胶原纤维细密、柔软, 胶原纤维较易被蛋白溶解酶溶解、重组, 有利于伤口稳定后期胶原纤维的分解, 从而减少瘢痕形成, 因壳聚糖能抑制体内胶原蛋白的合成过程的超长代谢, 使创面愈合时间缩短, 瘢痕发生率明显降低。

综上所述, 壳聚糖生物敷料在治疗难愈性创面有较好的疗效, 能缩短创面愈合时间, 减少瘢痕形成。

摘要：目的:观察壳聚糖生物敷料对难愈性创面的治疗作用。方法:同期观察60例不同程度难愈创面患者, 其中30例为治疗组, 使用壳聚糖生物敷料湿敷包扎创面, 每d换药一次。另30例为对照组, 应用常规换药法包扎。结果:治疗组30例患者创面愈合时间为715 d, 平均13.2 d, 无需手术治疗, 创面愈后瘢痕形成少。对照组患者创面愈合时间为2128 d, 平均23.5 d, 其中8例行自体皮移植术创面愈合, 创面愈后瘢痕发生率高。两组比较有统计学意义 (P<0.05) , 治疗组显著优于对照组。结论:壳聚糖生物敷料在治疗难愈性创面有较好的疗效, 能缩短创面愈合时间, 减少瘢痕形成。

关键词：难愈创面,愈合时间,壳聚糖生物敷料,瘢痕

参考文献

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壳聚糖衍生物 篇8

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

Sprague-Dawley (SD) 大鼠24只, 二级清洁级, 雌雄不限, 30~35 d龄 (平均32 d) , 体质量100~120 g (平均110 g) , 健康, 饲养于清洁环境下;BMP-7衍生多肽 (上海吉尔公司) , 壳聚糖 (上海国药集团化学试剂有限公司) , 胶原 (武汉亚法公司) , 其他均为国产分析纯试剂, SENSATION 16型计算机X线断层摄影机 (SIEMENS公司, 德国) , 高效液相色谱仪 (High-performanceliquidchromatography, HPLC) (GIAPO公司) 。

1.2 方法

1.2.1 BMP-7衍生多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料的制备

取10 g胶原, 溶于200 m L, 0.5 M的醋酸溶液中, 均匀搅拌, 使其充分溶解, 在上述胶原溶液中缓慢滴加0.5 M的H3PO4溶液和0.5M的Ca Cl2溶液同时滴加适量0.5 M Na OH溶液使溶液p H值为7.4, 将上述体系充分搅拌12 h以上, 将所得沉淀产物冻干后研磨成粉备用。取适量壳聚糖溶于六氟异丙醇有机溶剂中, 配制质量体积比为10%的黏稠溶液, 加入一定含量纳米羟基磷灰石胶原粉末, 超声波分散30 min, 充分搅拌后, 在模具中降温、成型, 然后冻干去除有机溶剂备用。用扫描电子显微镜观察复合材料表面的微观形貌。

将壳聚糖纳米羟基磷灰石胶原复合材料制成直径为5 mm, 厚度为2 mm的圆柱体, 浸泡于1 m L浓度为1 mg/m L的多肽溶液中30 min, 真空吸附30 min, 使每份材料负载的多肽量为1 mg。

1.2.2 BMP-7衍生多肽的体外释放规律

取5份上述复合多肽的支架材料, 浸入2 m L PBS中, 置入37℃恒温箱中, 在不同时间点提取释放液, 采用HPLC检测其中BMP-7多肽的含量, 并计算累积释放量。

1.2.3 动物实验

成年SD大鼠24只, 按6、12周2个时间点随机分成2组, 每组12只。2%戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔注射麻醉, 切开大鼠颅骨正中线皮肤、皮下及骨膜, 用磨钻分别在左右顶骨上转直径为5 mm的类圆型颅骨全层骨缺损, 右侧设为实验组, 植入BMP-7衍生多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料, 左侧设为对照组, 植入单纯壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料。

1.2.4 取材及检测

分别于术后6、12周处死各组动物, 取出标本进行以下检测:①对标本进行大体观察:肉眼观察植入材料降解情况及骨缺损修复情况。②CT三维重建:将各组标本CT扫描后进行三维重建, 观察骨缺损修复情况。③HE染色:将各组标本用4%多聚甲醛固定后, 行EDTA脱钙处理, 经石蜡包埋切片, 进行HE染色, 每个标本取3张切片, 每个切片取2个视野, 采用Image-Proplus 5图像分析软件计算每个视野的成骨面积百分比, 比较实验组和对照组成骨面积有无差异。

1.3 统计学分析

采用SPSS 13.0统计学软件对数据进行分析和处理, 所得数据采用均数±标准差 (±s) 表示, 两组之间的比较采用独立样本t检验。

2 结果

2.1 壳聚糖纳米羟基磷灰石胶原复合材料的微观形貌

电镜观察结果如图1所示, 可见该复合材料是一种疏松多孔结构, 孔径大约为10~100μm不等。

2.2 BMP-7衍生多肽体外释放规律

BMP-7衍生多肽体外释放实验结果如图2所示:第1天时BMP-7衍生多肽释放量约占总量的 (32.5±1.22) %, 呈爆发性释放, 以后呈缓慢持续释放, 至第14天累积释放量占总量的 (64.02±4.21) %。

2.3 动物实验结果

术后6周, 实验组大体观察可见植入材料与骨缺损边缘连接紧密, 界限模糊, 植人区质地稍硬;CT三维重建可见缺损区有部分片状高密度影, 密度与正常骨组织相似。对照组大体观察可见植入材料与骨缺损边缘界限明显;CT三维重建可见缺损区仅有轻微的片状致密影, 比正常骨密度低 (见图3) 。

组织学观察可见大量成骨细胞长入材料内部, 部分材料已开始降解。对照组组织学观察仅可见少量成骨细胞长入材料内部 (见图4) 。

术后12周, 实验组大体观察可见植入材料已基本被再生的骨组织代替, 质地坚硬;CT三维重建可见缺损区可见骨缺损完全愈合, 对照组大体观察可见植入材料与骨缺损边缘界限明显;CT三维重建可见高密度影有所增强, 面积增大, 接近缺损面积的1/2, 未能完全修复骨缺损 (见图5) 。

实验组组织学观察可见植入材料大部分降解, 被成熟的板层骨所替代, 残留少量编织骨。对照组组织学观察仅可见少量成骨细胞长入材料内部 (见图6) 。

术后6周和12周, 实验组与对照组新骨形成面积百分比结果如图7所示:各时间点实验组新骨形成面积百分比均>对照组, 差异有显著性 (P<0.05) 。

A:实验组可见材料已开始降解, 大量成骨细胞长入材料内部, 黄色箭头所示为材料, 黑色箭头所示为新生骨组织 (光镜下放大200倍) 。B:对照组术后6周对照组HE染色, 可见少量成骨细胞长入材料内部, 黄色箭头所示为材料, 黑色箭头所示为新生骨组织 (光镜下放大200倍)

A:术后12周实验组HE染色, 可见植入材料大部分降解, 被成熟的板层骨所替代, 残留少量编织骨 (光镜下放大200倍) 。B:术后12周对照组HE染色, 可见材料部分降解, 其中散在分布未成熟编织骨 (光镜下放大200倍)

3 讨论

理想的骨修复材料应具有以下特征:①三维多孔结构;②良好的生物相容性;③良好的生物降解性, 材料降解速度与新骨再生速度相匹配;④良好的可塑性和机械强度;⑤良好的骨传导性;⑥良好的骨诱导;⑦材料各种性能的可操控性, 如可以根据临床的需要而改变材料的降解速率、力学强度、孔隙率及孔径等[4,5,6,7]。迄今为止, 还没有一种人工骨修复材料得到大家的公认。但是, 基于仿生观念的复合骨修复材料, 因其良好的生物相容性、降解性和骨传导性而获得广泛关注[8,9]。本研究制备的壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料就属于这类材料, 扫描电镜结果表明该复合材料是一种疏松多孔结构, 与天然骨组织疏松多孔结构相似。为了改善该复合材料的骨诱导性, 本研究设计合成含13个氨基酸的新型BMP-7多肽, 将其与壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原材料复合, 构建新型仿生材料BMP-7衍生多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原。BMP-7衍生多肽是一种新型的多肽活性分子, 具有与BMP-7类似的生物活性, 同时其空间结构简单呈螺旋状, 活性位点易于暴露, 易于与支架材料复合。一般认为支架材料复合生物活性因子后, 只有生物活性因子从材料中缓慢释放, 才能最大限度地发挥其生物学作用[10]。本研究检测了BMP-7衍生多肽在材料中的释放规律, 结果表明, BMP-7衍生多肽在第1天时呈爆发释放, 之后呈缓慢持续释放, 基本达到了缓释的要求。

为了评价BMP-7衍生多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料促进骨再生的能力, 本研究选取大鼠颅骨缺损作为动物实验模型, 该模型具有简单、标准、重复性好等优点[11]。研究人员根据预实验结果选取1 mg作为复合多肽的量, 将复合了多肽的壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原和单纯壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原分别植入大鼠颅骨缺损内, 于术后6周和12周取材进行大体观察、CT三维重建和组织学观察, 结果证明:BMP-7衍生多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料的成骨能力明显强于壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料, 差异具有显著性, 这说明BMP-7衍生多肽显著改善了壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合材料的骨诱导性, 新型仿生支架材料BMP-7衍生多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种很有前途的仿生骨修复材料。

参考文献

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