药用高分子材料作业

环糊精和壳聚糖的应用

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摘要：壳聚糖、环糊精及其衍生物具有优良的生物特性，近年来国际上十分重视对它的开发和应用。综述了壳聚糖在生物医药学等领域的应用。

关键字：环糊精壳聚糖衍生物应用

壳聚糖(chitosan, CS)是由甲壳素(chitin) 脱乙酰化制得的一种高分子氨基多糖，又名甲壳胺、几丁聚糖，无毒无味，分子链上丰富的羟基和氨基使其易发生化学反应而具备多种功能。壳聚糖具有良好的生物相容性和可生物降解等特点，降解产物一般对人体无毒副作用，在体内不蓄积，无免疫原性，还具有降血压、降血脂、降血糖、抗肿瘤、抗酸、抗溃疡等作用，因而在生物医学领域和药学领域有着极广泛的应用前景。本文对壳聚糖及其衍生物在医药领域的应用作一简要介绍。环糊精( Cyclo dexty in, CD) 是由环糊精葡萄糖残基转移酶作用于淀粉、糖原、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物而形成的, 由6~ 12 个D吡喃葡萄糖基以1, 4-葡萄糖苷键连接而成的环状低聚糖。最常见有三种。1891 年, Villier 首先从Bacillus amy lobacter 作用过的土豆淀粉里分离出环糊精, 当时他把这种物质命名为cellulosine 。多年之后, Schardinger 又分离得到2种晶体状物质, 它们被分别命名为crystallinedext rin和cry stalline dext rin。早在20 世纪30 年代就对环糊精进行了基础研究, 但进展较慢。随着研究的深入, 证实了环糊精能形成包埋复合物, 20 世纪50 年代, 环糊精包埋复合物的研究趋于成熟, 开始在某些领域得到应用。在三种环糊精中, 环糊精应用最为广泛,环糊精的结构，糊精( Cyclodex ty in) 是由7 个葡萄糖分子连续成的环状结构化合物, 主体构型像个中间有空洞, 两端不封闭的筒。在空洞结构中, 空腔内由于受到C !

H 键的屏蔽作用形成了疏水区。在环境中稳定, 但在强酸介质中易发生裂解。有较好的热稳定性, 加热到约200 ∀开始分解。由于其无还原端, 没有还原性; 容易形成各种稳定的水合物, 无吸湿性; 能在醇及水溶液中很好晶。可以将环糊精交链于聚合物上以环糊精为单体进行聚合或将官能团交链于环糊精分子上进

行化学改性[ 1]。利用这个特殊的筒结构, 环糊精可与许多无机、有机分子结合成主客体包合物, 并能改变被包合物的化学和物理性质, 具有保护、稳定、增溶客体分子和选择性定向分子的特性[ 2] , 因而在食品、环境、医药、高分子合成、化妆用品、化学检测等方面都有广泛的应用。

壳聚糖的应用

1 医学方面

1 1 治疗高血压

已经证明，高血压和血中Cl-含量密切相关。在胃的酸性条件下壳聚糖

以聚阳离子的形式存在，入血后能与Cl-螯合，降低血中Cl-浓度，降低血管紧张

素转化酶活性，减慢缓激肽分解，减少血管紧张素Ⅱ的生成，并减少醛固酮的分泌，扩张血管，降低血容量，从而起到降压的作用。

1．2 治疗高血脂

是导致心脑血管疾病的主要因素之一。壳聚糖可以阻碍胆固醇在肠道的吸收，具有降血脂作用。它是自然界唯一带正电荷碱性基团的聚合物，易与带负电荷的胆汁酸结合并促进其排出体外，而无胆汁酸的存在则胆固醇无法转化为胆固

醇酯，从而减少了胆固醇的体内吸收；胆汁酸的减少还促使肝脏将胆固醇转化为胆汁酸，降低了血液中胆固醇的含量。壳聚糖也是一种非离子吸附剂，通过其氨基和羟基等基团来吸附胆固醇和甘油三酯，可促进这些物质排出体外，吸附量与其脱乙酰度、形态有关。用戊二醛为交联剂制备壳聚糖微球，采用血液灌流方式清除血液中高含量的胆固醇和甘油三酯，有望成为治疗高脂血症的新方法⋯。壳聚糖还能降低低密度脂蛋白(LDL)，升高高密度脂蛋白(HDL)，具有双向调节作用，作用机制尚待研究，降低LDL 的程度和脱乙酰度、相对分子量有关。31 例高脂血症患者，口服壳聚糖(2g／d)1 个月后总胆固醇、LDL 均显著下降，胆固醇有极显著下降，对肝功能无明显影响。口服壳聚糖片剂可以降低脂类的吸收，目前临床用于防治动脉粥样硬化及脂肪肝。

1．3 降低血糖

者体液常呈酸性，对胰岛素的敏感性下降：壳聚糖具有调节体液pH 值作用，可使胃肠pH 值稍向碱性侧移动0.5 个单位，有利于增强胰岛素的敏感性和利用率，从而改善糖代谢、降低血糖。壳聚糖还具有调节内分泌系统的作用能够促进胰岛B 细胞恢复功能，使胰岛素分泌量趋向正常，维持血糖正常代谢壳

聚糖对糖尿病并发症也有一定的治疗和预防作用。

1．4 抗肿瘤作用

某些改性的衍生物具有很好的抗肿瘤作用，机理是活化巨噬细胞、自然杀伤细胞(NK 细胞)、攻击肿瘤细胞(LAK 细胞)、T 和B 淋巴细胞，诱导体内产生干扰素。试验证明，壳聚糖在浓度为64mg／L 时可增强NK 细胞的杀伤作用，96mg ／L 时可增强LAK 细胞杀伤作用。国外报道，脱乙酰化度为70％的甲壳素DAC-70 对BALB-C 雄性小鼠的肉瘤有较强抑制活性。壳聚糖及其衍生物可以附着在血管内皮黏附分子上，能抑制肿瘤血管内皮细胞的生成，封锁肿瘤细胞对血管的黏附和移动，使癌组织不能向周围组织浸润、扩散和转移，从而达到治疗和预防癌症的目的，因此能够作为早期癌肿的治疗药物。壳聚糖还被用于接受放射治疗的患者。壳聚糖能保护正常细胞，减轻患者放射反应，提高其对放射反应的耐受能力，与抗癌药并用，可提高疗效、减少化疗的不良反应。

1．5 促进免疫功能

内对直接活化巨噬细胞、NK 细胞、LAK 细胞、B 和T 淋巴细胞，介导机体的细胞免疫应答和体液免疫应答，增强机体免疫监视功能。壳聚糖与胆汁酸结合使人体内pH 值偏于碱性，为淋巴细胞攻击癌细胞创造了环境，增强了人体免疫功能。壳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进。黄俊明等研究了壳聚糖对小鼠的免疫调节作用，结果表明壳聚糖可提高绵羊红细胞诱导的小鼠迟发型变态反应能力，增强受试动物的血清溶血素抗体反应和巨噬细胞的吞噬反应，能促进小鼠的免疫作用。壳聚糖微球具有免疫调节活性，因此可作为免疫促进剂直接静脉注射于患者体内。

1．6 增强肝功能

促进脂质代谢，降低胆固醇和脂肪，能修复肝细胞，增强肝功能，从而保护肝脏。4g／(kg穌)以上的壳聚糖可明显减轻脂肪肝大鼠肝脂变程度，促进线粒体功能的恢复。壳聚糖与干扰素并用，可促进肝炎病毒抗体的产生，有利于防治肝炎。

1．7 保护胃肠道

子中的氨基可与酸性物质结合，中和过多的胃酸；可在胃酸中形成胶状物质，附在胃壁上形成保护膜，可减轻胃损伤面受到的刺激、腐蚀，促进损伤面的修复，