殼聚糖(幾丁聚糖)及其衍生物在燒傷、燙傷方面的藥理作用及其應用
作者: 來源: 閱讀:5685 時間:2010年05月28日 字體:[  復制 打印 網址
 重慶醫科大學藥理教研室、重慶醫藥工業研究院
甲殼素(chitin)又名幾丁質、甲殼質、殼多糖等,廣泛存在于甲殼綱動物如蟹、蝦、昆蟲及真菌中,其資源豐富,產量僅次于纖維素,是自然界第二大有機物質。殼聚糖(chitosan)是甲殼素最重要的衍生物,是甲殼素部分或全部脫乙酰基的產物。自1811Braconnol發現甲殼素和1894Hoppe將甲殼素與KOH180℃下熔融得到殼聚糖以來,人們對此類化合物進行了大量的基礎和應用研究,揭示了其在食品、美容、紡織、環境保護、農業、生物等一系列領域的應用價值。近年來,隨著高分子科學和生物醫學工程的發展,甲殼素及其衍生物在醫藥方面的應用研究也日益增多。國內、外多項實驗已經證明,甲殼素及其衍生物具有多種藥理作用,臨床用于治療相關病癥收到了良好的效果。本文中,筆者將對甲殼素及其衍生物在燒傷、燙傷方面的藥理作用及其應用做一綜述。
1
、一般理化性質
甲殼素是由N-乙酰氨基葡萄糖聚合而成的高分子化合物,化學名為(14—2—乙酰氨基—2—脫氧—β—D葡萄糖,其結構與纖維素類似,溶解性很差,不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑。由甲殼素脫去乙酰基后所得的殼聚糖因含有未結合的氨基,溶解度大為改觀,可以結合酸分子,是自然界中唯一帶正電荷的堿性多糖。甲殼素及其衍生物具有良好的生物相容性,不與體液、組織和細胞產生異物反應;具有生物可降解性,在生物體內可被溶菌酶降解為對人體無毒的N-乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖;無毒性,其安全性相當于砂糖;不溶血,無刺激性,無熱源性,無致突變性,因而是一種安全可靠的天然生物活性多糖,可廣泛應用于醫藥領域。
2
、在燒傷、燙傷方面的藥理作用

2—1
提高機體免疫力
殼聚糖對體液免疫和細胞免疫都有促進作用。殼聚糖能趨化白細胞和巨噬細胞,增強其吞噬功能和水解活性,刺激其產生淋巴因子和炎性介質。低分子殼聚糖還可以刺激血管平滑肌細胞產生具有類胰島素樣作用的血小板衍生生長因子(PDGF);
 
高濃度殼聚糖可以刺激皮膚成纖維細胞L929產生白介素-8interleukin8,IL8)。70%脫乙酰磺化殼聚糖可以刺激臍靜脈內皮細胞產生ILIL6IL8TNFα。劉陽等人研究發現,甲殼素能增強小鼠腹腔巨噬細胞吞噬雞紅細胞的能力,提高小鼠血細胞凝集程度和小鼠NK細胞活性。其機制可能是人體巨噬細胞的表面存在著細菌多糖的受體,而殼聚糖作為細胞多糖的類似物,也可刺激巨噬細胞活化,提高其吞噬能力,增強其抗原功能,并加強它在其它免疫應答系統中的協同作用,從而促進機體對NK細胞、β細胞和T細胞的調節作用,介導機體的細胞免疫應答和體液免疫應答。
另外,甲殼素及其衍生物介導的免疫反應與其化學結構有很大關系,分子量、官能團的取代不同引起的免疫反應就存在差異。例如,高分子量的甲殼素和殼聚糖產生誘導補體介導作用,低分子殼聚糖則產生補體效應;2位為-NH2時將比為-NHCOCH3時產生更強的補體效應;如果2位上經硫酸酯化,當取代度為70%時,產生的IL1IL6數量遠大于甲殼素及其它甲殼素衍生物[7]。這種化學結構的差異導致了其免疫調節活性的變化。2—2凝血作用
  
殼聚糖本身即是一種止血劑。其凝血機理是:帶正電荷的殼聚糖與細胞表面帶負電荷的神經氨酸殘基的受體發生相互作用,促進血小板的聚集,激活凝血系統,交聯紅細胞形成血塊[8]。除了直接應用殼聚糖止血外,還可以把殼聚糖水溶液和動物膠水溶液的混合物涂于傷口表面形成一層膠質,則效果更好。
2—3
抑菌作用
   
人們早就發現殼聚糖具有廣譜抗菌作用。體外實驗表明,當殼聚糖質量濃度為6g/L時,約有50%革蘭陰性菌被抑制,10g/L時抑菌率達60%~100%。殼聚糖對革蘭陽性菌及白色念珠菌的作用強于革蘭陰性菌,當質量濃度為5g/L時,對革蘭陽性菌抑制率達75%~100%,質量濃度為6g/L時,臨床常見的致病菌金黃色葡萄球菌能被完全抑制和殺滅。其機制可能是:殼聚糖為聚陽離子,能與細菌表面產生的酸性物質如脂多糖、磷壁質酸、蛋白質等產生作用,使其膜功能發生紊亂而死亡。
2—4
促進皮膚組織修復
 
甲殼素及其衍生物通過生成-再生反應,在不改變材料的一級結構前提下,改變材料的聚合態結構,使材料以膜、纖維等易于使用的形式存在,并可與其它高分子材料復合,制成各種促進傷口愈合的材料。Su等研究發現,糖化甲殼素膜可以通過誘發細胞繁殖、促進成纖維細胞轉移來加速傷口愈合。通過控制甲殼素的脫乙酰度和分子量而制成的水溶性甲殼素比甲殼素和殼聚糖具有更好的促傷口愈合能力。甲殼素及其衍生物促進傷口愈合的能力與其所具有的生物相容性、生物可降解性有密切關系。使用此類材料可以增強纖維原細胞的存活時間,增強創傷組織的細胞分裂能力,從而促進皮膚組織修復。
3
在燒傷、燙傷方面的臨床應用
3—1醫用敷料
 
甲殼素具有良好的生物相容性,有抗菌作用,可防止傷口感染,鎮痛止血,能促進傷口愈合和吸收傷口滲出物,且不會脫水收縮,被廣泛用于制作各種醫用敷料。
3—2
手術縫合線
   
利用高質量的甲殼素為原料制成的手術縫合線能被組織降解吸收,患者無須忍受拆線的痛苦,且這種線比腸衣線更易于縫合和打結,對外科醫師來說極為方便。另外,甲殼素手術縫合線還能加速傷口愈合。據Ballassa報道,用甲殼素及其衍生物制備的縫合線,可使傷口愈合速度提高75%。因此,甲殼素手術縫合線完全可以替代腸衣手術縫合線,廣泛應用于各種外科手術。
3—3
人造皮膚
  
據報道,用甲殼素制作的人造皮膚,在整形外科手術中取得了非常好的效果。其優點是:密著性好,便于表皮細胞長入;具有鎮痛止血功能;可促進傷口愈合;具有良好的生物相容性,較以往使用的牛皮或豬皮更適合人體,并且還可吸收從傷口滲出的體液;當傷口愈合長出新的皮膚后,這種人造皮膚就會自行脫落,患者沒有痛苦。
  
總之,甲殼素及其衍生物是一類資源豐富,具有獨特生物活性的高分子化合物,隨著國內、外對其研究的不斷深入,其藥理、毒理、安全性等方面的理論會日臻完善,相信甲殼素及其衍生物在醫藥領域的應用前景將無限廣闊。
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