改性殼聚糖的研究進(jìn)展.doc

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1、改性殼聚糖的研究進(jìn)展1殼聚糖的理化性質(zhì)殼聚糖(chitosan，(1,4)-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖)是甲殼素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖)部分脫乙?；漠a(chǎn)物。甲殼素廣泛存在于蟹、蝦以及藻類、真菌等低等動植物中，含量極其豐富，自然界每年產(chǎn)量約在100億噸，是僅次于纖維素的第二大多糖。它是由葡萄糖結(jié)構(gòu)單元組成的直鏈多糖，此多糖中含有數(shù)千個乙酰己糖胺殘基，因此在分子間形成很強(qiáng)的氫鍵，導(dǎo)致其不溶于水和普通有機(jī)溶劑，這就大大限制了其應(yīng)用范圍。將甲殼素在堿性條件下加熱，脫去N-乙?；罂缮蓺ぞ厶?。人們常將N-脫乙酰度和粘度(平均相對分子質(zhì)量)作為衡

2、量殼聚糖性能的兩項(xiàng)指標(biāo)。N-脫乙酰度是判定殼聚糖溶解性的依據(jù)，脫乙酰度越高，分子鏈上的游離氨基就越多，在酸中的溶解性就越好；而殼聚糖相對分子質(zhì)量越大，分子之間的纏繞程度就越大，溶解度就越小。殼聚糖是自然界中唯一的一種堿性多糖，它一般是白色無定型、半透明、略有珍珠光澤的固體。殼聚糖可溶于大多數(shù)稀酸，如鹽酸、醋酸、苯甲酸溶液，且溶于酸后分子中氨基可與質(zhì)子結(jié)合，使自身帶上正電荷。甲殼素及殼聚糖的結(jié)構(gòu)式如圖1所示：圖1殼寡糖與殼聚糖的結(jié)構(gòu)式甲殼素和殼聚糖在自然界可以被各種微生物降解。微生物中的甲殼素酶(chitinase)可以隨機(jī)地水解甲殼素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷鍵。而殼聚糖可以被多種酶

3、水解，包括殼聚糖酶(chitosanase)、麥芽糖酶、脂肪酶、以及各種來源的蛋白酶。在人體內(nèi)甲殼素酶和殼聚糖酶并非普遍存在，通過測定顯示N-乙酰殼聚糖在人血清中可以被人體內(nèi)普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。殼聚糖的主鏈結(jié)構(gòu)中引入了2-氨基，化學(xué)性質(zhì)區(qū)別于3,6-羥基，與甲殼素相比增加了反應(yīng)選擇性的功能基團(tuán)。由于C6-OH是一級羥基，C3-OH是二級羥基，空間位阻不同反應(yīng)活性也不同，再加上C2-NH2，殼聚糖就具有三個活性不同的可供修飾的基團(tuán)。根據(jù)不同的需要，被修飾的殼聚糖作為一種功能大分子廣泛用于各種領(lǐng)域。由于殼聚糖只在酸性水溶液中溶解，而在中性或堿性水溶液中以及多數(shù)有機(jī)溶劑中

4、不溶，限制了它的應(yīng)用范圍，因此科學(xué)家們采用衍生化的方法對殼聚糖進(jìn)行改性獲得了多種水溶性和可溶解于某些有機(jī)溶劑的衍生物，大大擴(kuò)展了殼聚糖的應(yīng)用范圍。其中包括對殼聚糖進(jìn)行N-,O-?；鯚o機(jī)酸酯化，醚化，N-烷基化，C6-OH和C3-OH的氧化，以及鰲合、交聯(lián)等，在此過程中獲得了許多性能良好，甚至是獨(dú)特性能的產(chǎn)品。2殼聚糖及其衍生物的應(yīng)用2.1殼聚糖作為生物醫(yī)用材料的應(yīng)用殼聚糖可作為外科手術(shù)可吸收縫合線，具有高強(qiáng)度、易打結(jié)、韌性好的機(jī)械性能和促進(jìn)傷口愈合、抗?jié)兊人幚碜饔谩?jù)報(bào)道，臨床應(yīng)用殼聚糖縫合線效果良好，無過敏、刺激、炎癥等現(xiàn)象，并有消炎、促進(jìn)傷口愈合和愈合后傷口平滑等優(yōu)點(diǎn)。殼聚糖

5、具有止血作用，精制的殼聚糖細(xì)粉可明顯地促進(jìn)傷口愈合。用甲殼素和殼聚糖制成的薄膜，或和其它纖維如棉花、纖維素等共混做成的無紡布可作為良好的創(chuàng)傷敷料，用于燒傷、植皮等部位的創(chuàng)面保護(hù)。殼聚糖還可以作為組織修復(fù)材料，以其固定肝素、硫酸軟骨素和葡聚糖等，可以有效地刺激硬組織尤其是骨組織的恢復(fù)和再生。制備了加人血小板生長因子的殼聚糖/磷酸鈣海綿。體外骨成纖維細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，細(xì)胞在海綿體基質(zhì)中貼附、分化以及生長狀況良好，具備誘導(dǎo)新骨生成的作用。2.2殼聚糖在藥物緩控釋領(lǐng)域的應(yīng)用殼聚糖微球是目前應(yīng)用較多的藥物緩釋形式，根據(jù)制備原理及結(jié)構(gòu)的不同可分為以下幾類：1、通過乳化交聯(lián)技術(shù)制備的糖或脂質(zhì)覆蓋的

6、交聯(lián)殼聚糖微球。這類微球最早用于5-氟尿嘧啶的輸送。其基本方法與原理是將藥物分散于殼聚糖醋酸溶液中，與含表面活性劑的液體石蠟超聲分散均勻后，再用戊二醛、甲醛等乳化交聯(lián)便可制成；2、殼聚糖明膠網(wǎng)絡(luò)多聚物微球，藥物的釋放實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：雜交多聚物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有pH依賴的藥物釋放行為。可通過改變微球的組成和殼聚糖脫乙酰度來控制藥物的釋放率；3、殼聚糖褐藻酸鈣微囊。殼聚糖具有氨基，可以與褐藻酸鈉（聚陰離子）通過靜電相互作用，在褐藻酸鈉微囊表面復(fù)合一層聚電解質(zhì)半透膜，從而提高微囊的穩(wěn)定性和載藥量，并可調(diào)節(jié)藥物釋放速度；4、殼聚糖多孔微球。將殼聚糖溶于醋酸，用壓縮的氣泡向這種溶液吹入NaOH，NaOH甲

7、醇或乙胺溶液凝聚層液滴。接著用熱水和冷水過濾沖洗，得到殼聚糖多孔微球。有研究者制備了氨比西林和各種甾類激素的口服多孔殼聚糖微球，藥物從這種殼聚糖載體中的釋放是可以控制的，一般其在pH1~2時的釋放率高于pH7.2~7.4。近年來，殼聚糖納米球的應(yīng)用也開始吸引研究者的廣泛注意。納米球的應(yīng)用包括以下幾個方面：1、多肽及蛋白類藥物載體，由于形成殼聚糖納米球的條件比較溫和，這種藥物運(yùn)載系統(tǒng)適合于對環(huán)境比較敏感的大分子，如牛血清白蛋白、破傷風(fēng)