羧甲基壳聚糖在医学领域中的应用进展

决了支架材料中ＨＡ脆性大、降解速率较慢和羧甲
基壳聚糖机械强度较低的缺点，大大提高了材料的
孑Ｌ隙率，且孔形不一，以圆形为主，其尺寸分布大约
从几微米到６００肛ｍ，具有良好的贯通性，非常有利
于组织在其中的长人与扩展。同时，羧甲基壳聚糖
在体内溶菌酶作用下降解，降解产物氨基葡萄糖及
其衍生物是人体中自然存在物，不会对细胞生长产
由于烧伤、溃疡或其他原因造成大面积的皮肤 缺损，临床多用人工皮肤、胶原膜（海绵）等覆盖创 面，减少组织液和蛋白的流失，减少细菌侵袭创面， 促进创面愈合。但这些材料存在组织相容性差，机 械强度低，无抗菌活性等缺点。壳聚糖和羧甲基壳 聚糖具有良好的生物相容性、抑菌性、能促进成纤维 细胞的生长等性质，均适合作为创面敷料材料。但 是，他们单独制成的膜性材料，韧性、稳定性及功能 都达不到临床应用要求。
。
学方面的研究综述如下。 １ 骨关节炎研究治疗应用
骨关节炎（ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ，ＯＡ）是以关节软骨退 变为主要病理特征的临床综合征，发病机制尚不明 确。研究发现关节软骨细胞外基质合成与降解失衡 是造成关节软骨退变的重要原因。包括金属蛋白酶 （ＭＭＰｓ）、一氧化氮（ＮＯ）、活性氧等异常。目前对 其治疗仍缺少有效的方法。近年来发现甲壳素及其 衍生物具有承载软骨细胞生长及促进软骨修复的能 力，使ＯＡ的治疗研究得以拓展。
物相容性、一定的机械强度及三维多孔的立体结构，
还要有合适的降解速率维持新生组织的生长。仅靠
单一材料，很难满足以上各项性能的要求，因此人
们通常模仿天然骨的成分和结构特征进行仿生制备
无机有机杂化支架。刘爱红等旧。利用羟基磷灰石
（ＨＡ）和ＣＭＣＳ等材料采用粒子沥滤法制备了ＨＡ／
ＣＭＣＳ复合材料，在成分没有发生变化的前提下，解
外科手术后的愈合过程中，由于切口周围组织 液的渗出及纤维组织的增生，不可避免会发生组织 粘连。术后粘连不仅影响手术效果，甚至产生严重 的术后并发症。长期以来，国内外多采用明胶海绵、 自体脂肪等作为创口隔离材料，来防止及减少粘连 的发生，但由于这些材料价格高昂、来源稀少等原因 应用受限。近年，随着壳聚糖及其衍生物研究的深 入，为术后防粘连材料的发展提供新的方向。有研 究证明¨纠粘连形成过程首先开始于纤维蛋白团的 形成，纤维蛋白团逐渐被肉芽组织（主要是成纤维 细胞和巨噬细胞）取代，最终形成纤维带造成粘连。 血凝块是纤维蛋白团的主要形式，因此术后良好的 止血对防止粘连发生至关重要。潘仕荣等¨４ Ｊ通过 体外试验证明羧甲基壳聚糖能明显缩短组织创面出 血时间，具有良好的凝血性，分析原因为ＣＭＣＳ是一 种两性聚电解质，在溶液中，氨基能质子化生成阳 离子，羧基能电离生成阴离子，两种离子共同作用加 速凝血过程缩短了凝血时间。感染也是诱导术后粘
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羧甲基壳聚糖在医学领域中的应用进展
董鹏飞（综述） 杨佑成（审校） 滨州医学院附属医院口腔颌面外科滨州市２５６６０３
【关键词】 羧甲基壳聚糖；骨关节炎；骨缺损；皮肤创伤 【中图分类号】Ｒ６８４．３【文献标识码】Ａ【文章编号】
生不良影响【＿川。当复合材料中ＣＭＣＳ含量为４０％，
复合材料／造孔剂的质量比为１：１时，多孔材料的
孔隙率接近７５％，其抗压强度可达２１ ＭＰａ以上，可
以满足骨组织工程支架材料的要求。韩媛媛等旧１
将ＣＭＣＳ作为磷酸钙骨水泥（ＣＰＣ）的调和剂，二者
按一定比例混合，缩短了ＣＰＣ的凝固时间，提高了
抗压强度，大大改善了ＣＰＣ作为单一骨修复材料的
参考文献
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刘世清等旧１通过制作兔单侧膝关节骨关节炎 模型，并向关节腔内注射一定量和浓度的羧甲基壳 聚糖溶液，发现羧甲基壳聚糖能抑制ＭＭＰｓ一１、３ ｍＲ－ ＮＡ的表达，降低了关节囊中ＭＭＰｓ．１、３水平，对关 节软骨有一定保护作用。有学者【３】研究发现高脱 乙酰度羧甲基壳聚糖能显著降低关节外基质中一氧 化氮合酶的量，减少一氧化氮生成，延缓软骨的退行 性变。Ｃｈｅｎ等Ｈ１发现羧甲基壳聚糖中的羟基能与 关节液中活性氧成分反应，减轻活性氧对细胞呼吸 链的破坏，保护线粒体功能，抑制软骨细胞凋亡，延 缓软骨退变。尚伟等＂ｏ通过制作兔颞下颌关节软 骨缺损模型，于病变关节腔内注射羧甲基壳聚糖与 传统的透明质酸对照比较，发现二者均有减轻关节 软骨退变作用，但羧甲基壳聚糖还具有明显促进软
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能，减少细菌对创ｌ：Ｉ的侵入，有效预防创面感染。扫 描电镜观察，中间层聚乙烯醇材料呈海绵状多孔结 构，具有良好的吸水性，能及时吸取创面渗出，却不 使局部组织脱水。动物实验证明该复合膜能很好的 贴附创口，促进愈合。
脱细胞真皮基质（ＡＤＭ）因无抗原性，能很好促 进局部血管再生，促进创面愈合，是优良的创面覆盖 材料。Ｃｈｅｎ等［加３制备了含有羧甲基壳聚糖成分的 脱细胞真皮基质，不仅保留脱细胞真皮基质的特点， 还显著提高了创面局部碱性成纤维细胞生长因子 （ｂＦＧＦ）、血管内皮生长因子（ＶＥＧＦ）等因子活性， 促进成纤维细胞的生长，加速创口愈合。动物实验 发现含羧甲基壳聚糖成分的ＡＤＭ比单纯ＡＤＭ更 缩短创面愈合时间，机制尚不明确，考虑与羧甲基壳 聚糖能减轻创口局部炎症反应和促进成纤维细胞增 生有关。此外，羧甲基壳聚糖在超声造影剂、机体排 铅等方面应用都均有研究报道［２ｌ＇捌。但目前，对羧 甲基壳聚糖的研究尚缺乏学科间的相互协助。相信 随着人们对羧甲基壳聚糖的认识的深入，学科间研 究合作的加强，羧甲基壳聚糖必能早日应用于临床 医学中为人类造福。
［４］Ｑｉｎｇ Ｃｈｅｎ，Ｓｈｉ—Ｑｉｎｇ Ｌｉｕ，Ｙｕ－Ｍｉｎｇ Ｄｕ，ｅｔ ａ／．Ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ—ｃｈｉ‘ ｔｏｓａｎ ｐｒｏｔｅｃｔｓ ｒａｂｂｉｔ ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ ｆｒｏｍ ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ·１ Ｂ—ｉｎｄｕｃｅｄ ａｐｏｐ－ ｔ０８ｉｓ［Ｊ］．Ｅｕｒ Ｊ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ，２００６（５４１）：１．８．
性能。
３药物缓释控应用
．
壳聚糖具有无毒性，良好的生物相容性，可被体
内多种生物酶降解，降解产物无毒且能被生物体吸
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收，是已经被证明了的适宜的缓释控载体。羧甲基 壳聚糖与壳聚糖相比具有更强的水溶性、成膜性和 与重金属的鳌合作用，更扩宽了其作为缓控释载体 的应用范围。
肠道准备是各种结、直肠疾病择期手术前必行 治疗措施之一。目前常用的肠道准备一般为术前连 续３ ｄ口服抗生素，而药物多在胃和小肠大量吸收 入血，血循环中的有效药物对于结肠内容物及结肠 黏液中细菌的抗菌作用甚微。李扬等¨２ ｏ制成左氧 氟沙星／羧甲基壳聚糖载药微球，体外实验及动物实 验证明左氧氟沙星壳聚糖微球微粒在人工胃液、小 肠液中溶解释放缓慢，但在结肠液中由于多种酶的 作用，其释药性能大增，符合肠道准备药物要求。 ４防术后组织粘连的应用
连的因素之一，细菌有不同的致粘连能力，如大肠 杆菌能引发纤维蛋白分子及白细胞渗出，产生较广 泛的粘连。临床上常使用抗生素来控制术区感染， 减少粘连发生。羧甲基壳聚糖具有很好的局部抑菌 活性，因而具有减少术后粘连的作用。
Ｚｈｏｕ等［１５＇１６ ３制作兔腹部损伤和心脏损伤动物 模型，于损伤处应用羧甲基壳聚糖凝胶及溶液，术后 观察发现羧甲基壳聚糖凝胶及溶液能有效的预防和 减少术后组织粘连的发生。动物试验术后所发生的 粘连，用手指即可剥离分开，如果这一结果在临床实 验中被继续证实，羧甲基壳聚糖材料有望做为防止 术后组织粘连材料应用临床。同时，Ｚｈｏｕ等¨纠还 发现羧甲基壳聚糖处理过的培养皿表面能抑制成纤 维细胞的附着，说明羧甲基壳聚糖在抑制组织粘连 过程中，起到很好了一个生物物理屏障作用，但其抑 制成纤维细胞附着的机制尚不明确。在手外科领域 中，肌腱粘连是肌腱损伤修复术后常见的并发症。 刘文等Ⅲｏ制备出一种羧甲基壳聚糖．甲壳素一羟丙基 壳聚糖的复合膜，动物实验证明该材料能显著减少 肌腱吻合口周围的粘连，术后活动度较好。 ５皮肤创面敷料应用
１００１－９５１０（２００９）０６－０４４５－０３
甲壳素（Ｃｈｉｔｉｎ）是自然界中含量仅次于纤维素 的一种天然高分子多糖，主要存在于虾、蟹、昆虫外 壳及细菌、藻类的细胞壁上，来源广泛。壳聚糖（ｃｈ－ ｉｔｏｓａｎ，ｃｓ）是由甲壳素脱乙酰化反应而得，是目前已 知的天然多糖中唯一的碱性多糖，它具有良好的生 物相容性、生物降解性、无毒及抗菌性等特点¨Ｊ，在 生物医学领域被广阔的研究应用。羧甲基壳聚糖 （ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＭＣＳ）是新型的壳聚糖衍 生物，除具有壳聚糖的一般性质外，还具有良好的 水溶性，大大拓展了其应用领域。现将ＣＭＣＳ在医
骨的再生修复的能力，进一步证明ＣＭＣＳ在治疗ＯＡ
中的优势。
２骨缺损支架材料方面应用
骨缺损的修复一直是骨科领域的挑战性课题。
目前，主要有自体骨移植、异体骨移植修复等治疗方
法。随着组织工程学的发展，组织工程材料修复骨
缺损已成为一种全新的治疗模式。
支架材料的研究是骨组织工程研究的关键问
题，理想的骨组织工程支架材料不仅要有良好的生
［２］刘世清，邱波，杜予民，等．关节腔注射羧甲基壳聚糖对兔骨关节 炎关节软骨ＭＭＰ—ｌ、－３ ｍＲＮＡ表达的影响［Ｊ］．中华物理医学与 康复杂志，２００４，２６（ＩＩ）：６５３－６５６．
［３］王海斌，曲卫东，赫淑倩，等．高脱乙酰度羧甲基壳聚糖对兔膝骨 关节炎软骨诱导型一氧化氮合酶表达的影响［Ｊ］．中华风湿病 学杂志，２００６，１０（６）：３４５－３４８．
有研究者一’１０１根据羧甲基壳聚糖与重金属具有 较强的络合能力的特点，研制了羧甲基壳聚糖银络 合物。由于络合反应存在着一定的化学平衡，因此 能够保持组织液中银离子一定浓度，进而保证银离 子杀菌作用。动物牙周局部用药实验证明该络合物 对牙龈卟啉单胞菌具有良好的抑菌性能，且能有效 维持牙周局部药物浓度，减少用药次数，有望成为一 种新型牙周治疗药物。尹承慧等【ｌ刈制作了羧甲基 壳聚糖／环丙沙星植入缓释微球，动物试验发现该缓 释微球能很好的维持用药局部药物浓度，且具有良 好的抗菌抗炎作用，而血液中药物浓度并不显著，可 减少了药物的全身不良反应。
Ｃｏｅｎｃｅｎ（１９９３）提出理想创面敷料模型：底层 接触创面要求具有良好的生物相容性和促进组织修 复的功能，中间层能够吸纳创面渗出，表层能抵抗细 菌的侵袭。Ｐａｎｇ等¨驯按照Ｃｏｅｎｃｅｎ的理想模型思 路用壳聚糖、聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖用浇铸方法制 成Ｃ．Ｐ—Ｃ复合不对称膜，最上层为壳聚糖，中间层聚 乙烯醇，最下层为羧甲基壳聚糖。羧甲基壳聚糖能 促进皮肤成纤维细胞及表皮角质形成细胞的生 长【ｌ ９｜，从而促进创面愈合。羧甲基壳聚糖能抑制Ｉ 型胶原纤维的分泌从而降低Ｉ／ＩＩＩ胶原的比例，而Ｉ 型胶原纤维是瘢痕中的主要胶原成分，所以羧甲基 壳聚糖在促进创面愈合的同时有效抑制瘢痕形成， 具有促进正常皮肤成纤维细胞生长和抑制瘢痕纤维 形成有双重生物活性。壳聚糖具有很好的抑菌性