壳聚糖、甲壳素应用

甲壳素生物质转化为高附加值化合物
随着全球石油、天然气等传统化石资源逐渐枯竭，人们正在努力寻求新的替代能源。生物质是 一种天然可再生资源，数量巨大，价格低廉，丰富的生物质资源有望成为未来获取燃料和高附加值 化学品的主要来源。新加坡国立大学的颜宁教授等提出了甲壳素生物质精炼的概念，同时指出甲壳 素生物质来源丰富，应该像纤维素生物质一样被充分利用，使其转化成为具有较高价值的化学品。 1.甲壳素生物质转化为含氮化合物
石国华等在下颌骨缺损的家兔做动物实验，使用的是壳聚糖 /羟磷灰石纳米复合材料，结果 表明: 具有三维孔洞网络结构的壳聚糖 /羟磷灰石纳米聚合物可以与骨直接结合， 并且具 有很好的生物相容性和骨引导能力， 可降解且降解后的产物无毒性，移植 10 周便可完全 修复骨缺损。
3.对皮肤创面的修复
通过化学改性的方法将琥珀酸引入到壳聚糖中合成水溶性壳聚糖衍生物 ( NSC),在 L929 细胞中研究NSC 的细胞毒性，并通过抑制区方法和细菌生 长曲线分析评价其抗菌活性。结果表明,与壳聚糖相比,NSC 的溶解度显着 提高，NSC 是无毒的,具有良好的抗菌性能。动物伤口愈合试验表明 NSC 相比壳聚糖可以显著减少愈合时间。
SAVITRI 等在体积分数0.5%的低浓度乙酸溶 液中超声降解壳聚糖，发现原本部分溶解的壳聚 糖全部溶解在乙酸溶液中， 60℃条件下超声 30min 后，在可溶性壳聚糖组分中检测到较高浓 度的 5-HMF。
壳聚糖微球在药物载体中的应用
壳聚糖因其具有良好的生物学特性而成为药物载体研究的热点。药物经壳聚糖负载后，不仅能够 达到缓释控释的目的，还能够改变药物的给药方式，降低药物不良反应，提高药物生物利用度。 其药物释放机制包括以下3种：表面释放、扩散释放、溶蚀释放，如图所示
壳聚糖微球
表面释放
溶蚀释放
扩散释放
壳聚糖、甲壳素应用
L/O/G/O
一、壳聚糖在创伤修复中应用 二、壳聚糖微球在药物载体中的应用 三、甲壳素生物质转化为高附加值化合物
壳聚பைடு நூலகம்在创伤修复中应用的研究进展
伤口感染可能产生许多有毒物质以阻止伤口的修复， 在严重的情况下，被感染的伤 口很有可能导致死亡。然而， 目前大多数市售的伤口敷料不具有活性抗菌剂的能力， 这将增加溃疡的形成和提高感染率。由于壳聚糖本身高效抗菌、快速止血、促进伤口愈 合和生物相容性好等优点， 因此被广泛应用血管支架、创伤敷料当中。目前壳聚糖在创 伤敷料中取得巨大成功，在医用和化妆品领域得到广泛应用
Fengling Tang
涂依
戊二醛为交联剂， 以涂覆的方法制备了壳聚糖 /羧甲基壳聚糖双层复合 膜， 羧甲基壳聚糖的分子量不同， 研究对比不同分子量羧甲基壳聚糖 双层复合膜的创伤修复效果。实验结果表明: 制备的双层复合膜对创伤 都有一定的修复效果，但是羧甲基壳聚糖的分子量越小，创伤修复效 果越好
余丕军
SAVITRI 等在体积分数0.5%的低浓度乙酸溶 液中超声降解壳聚糖，发现原本部分溶解的壳聚 糖全部溶解在乙酸溶液中， 60℃条件下超声 30min 后，在可溶性壳聚糖组分中检测到较高浓 度的 5-HMF。
甲壳素生物质转化为高附加值化合物
3.甲壳素生物质转化为有机酸 OMARI等0.24mmol SnCl4 5H2O 为催 化剂，4mL水为溶剂，在密闭体系中微波 加热壳聚糖溶液至200℃，反应 30min， 得到乙酰丙酸的产率为 23.9%。
甲壳素生物质转化为 3-乙酰氨基-5-乙酰基呋喃
甲壳素生物质转化为高附加值化合物
甲壳素生物质转化为高附加值化合物
2.甲壳素生物质转化为不含氮呋喃衍生物 LEE 等在低温热液条件下催化转化天 然高分子壳聚糖，使用2.2%的H2SO4 作为 催化剂，174℃条件下反应 36.9min，5HMF 的最高产率达到 12.1%。
软骨细胞通过组织工程技术的支架共同培养， 将构建软骨组织移植是目前有望治疗 受损软骨的方法。壳聚糖与其他材料复合制作组织工程支架可以促进细胞的黏附， 从而 使得软骨与骨的形成。
石国华等在下颌骨缺损的家兔做动物实验，使用的是壳聚糖 /羟磷灰石纳米复合材料， 结果表明: 具有三维孔洞网络结构的壳聚糖 /羟磷灰石纳米聚合物可以与骨直接结合， 并且具有很好的生物相容性和骨引导能力， 可降解且降解后的产物无毒性，移植 10 周 便可完全修复骨缺损。
对骨损伤的修复
对神经干细胞的修复
对皮肤创面的修复
1.对骨损伤的修复
将多碳纳米管通过冷冻干燥法与壳聚糖复合制成支架，实验表明有利于骨样细胞黏附 在支架上，加速细胞增殖并向成骨细胞分化。纳米羟基磷灰石/壳聚糖三维多孔支架植入到 大鼠颅顶骨缺损处，通过组织学观察，在2周时骨缺损区边缘及支架中心发现有新骨形成， 在5周时骨缺损区已有明显的新骨形成
通过观察胶原蛋白 － 壳聚糖( 80: 20) 复合纳米纤维膜修复 SD 大鼠背部全层皮 肤缺损创面的作用， 修复后14d 实验组创面已经基本对合; 而仅用油纱及干纱布 包扎并在创伤外缘打包固定的对照组创面对合不整齐， 创面较实验组大。证实 了胶原蛋白 － 壳聚糖复合纳米纤维膜具有优异的生物力学性能，比普通纱布能 更好的促进创伤修复、愈合。
2.对神经干细胞的修复
几年，利用组织工程化神经修复是科学家越来越重视的问题，由于神经系统的复 杂性， 要找到一种能够代替人体神经的材料是最需要解决的问题。壳聚糖及其化学改 性产物在组织工程化神经修复当中是研究得比较早， 也比较广泛的一种具有潜在发展 的人工神经导管材料
通过引入壳聚糖膜到壳聚糖神经导管中， 可以增强缺损坐骨神经的轴突再生和功能恢复 能力。朱奇等在壳聚糖中插入聚乳酸羟基乙酸纤维制备神经导管， 发现再生神经当中伴 有新生的小血管和神经纤维，同时证实了该神经导管在体内具有生物活性、生物相容性， 降解产物与体内无不良反应， 可诱导神经细胞的生长。
壳聚糖微球在药物载体中的应用
普通药物载体 壳聚糖微球作为普通药物的载 体，能提高药 物稳定性，保持药物长期活性。目前已有多种药物可通 过壳聚糖微球缓释，如四环素、奈普生、阿司匹林等。药物经过壳聚糖微球负载后缓释作用十分明显， 释放时间与原药相比都显著地延长。 生物大分子药物载体 用 壳聚糖微球作为多肽、蛋白质类药物的载体，不仅可以保护药物免受消化道酶的破坏及ｐＨ值的 影响，还能将药物缓慢释放并靶向送达体内的作用部位，从而达到长效缓释和靶向目的。 抗癌药物的载体 壳聚糖是一种阳离子多糖材料，而通常肿瘤细胞具有比正常细 胞表面更多的负电荷，因此，壳聚糖 微球对肿瘤细胞表面具有选择性吸附和电中和作用，还具有一定的直接抑制肿瘤细胞的作用，通过活化 免疫系统显示具有抗癌活性，与现有的抗癌药物合用可增强药物的抗癌效果。 营养药物载体 针对壳聚糖微球作为药物载体的研究已经有很多，但其作为营养药物载体的研究则比较少。目前， 壳聚糖微球在营养物运送方面的研究主要是作为维生素载体。