近十年壳聚糖在制药上的应用研究进展

1、 本科生课程论文论文题目近十年壳聚糖在制药上的应用研究进展课程名称科研设计与论文写作(专业文献检索)学生姓名XXX学生学号XXX所在学院XXX所在班级XXX指导教师XXX职称XXX近十年壳聚糖在制药上的应用研究进展XXX（广东海洋大学XXX学院，湛江524088）摘要：作为自然界中唯一的天然碱性多糖，壳聚糖来源丰富、廉价易得，具有良好的可降解性、生物相容性，可被生物体完全吸收，在制药领域有很广阔的研究和发展价值。本文对近十年壳聚糖在制药上的应用如制备药物载体、缓释药物、抗菌、功能性药物、絮凝剂、对废水的处理等进行综述，并对近十年壳聚糖在制药上的应用进行展望。关键词：壳聚糖；制药；药物载体、缓释

2、药物、抗菌、功能性药物、絮凝剂、废水的处理The Applied Research Progress of Chitosan on Pharmacy in Recent Ten YearsPENG Kun-hong(College of Science, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)Abstract：As the only one natural alkali polysaccharide , chitosan is rich ,cheap and available ,having good biodegradabi

3、lity , biocompatibility ,and can be fully absorbed by organisms , which has the vast research and development value .In this article , the applied research progress of chitosan on pharmacy in recent ten years include making the drug carrier , slow-release drug , the antibacterial , functional drug ,

4、 flocculant ,the handling of waste water was reviewed . And the applied research progress of chitosan on pharmacy in recent ten years were put forward . Key Words :chitosan ,pharmacy , the drug carrier, slow-release drug ,the antibacterial，functional drug ,flocculant , the handling of waste water壳聚糖

5、，又称甲壳胺，化学名称为聚氨基脱氧葡萄糖，是甲壳素脱乙酰化的产物，是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源，也是迄今所发现的唯一的天然碱性多糖。因其具有广谱抗菌性能、增强免疫活性细胞的质量和数量、强化肝功能、改善消化机能、降血脂、降血糖、抑制肿瘤转移，并能吸附和络合重金属并排出体外、良好的生物相容性、生物可降解性、无毒性、无免疫原性、成膜性、稳定性、载药能力强等性能，从而拓宽了壳聚糖在医药领域的应用1。本文对近十年壳聚糖在制药上的应用进行综述和展望。1、药物载体肺部给药系统具有吸收表面积大、吸收部位血流丰富、上皮屏障较薄、通透性高以及避免肝脏首过效应等优点， 是治疗呼吸系统疾病理想的给药途径，

6、如气雾剂、喷雾剂等。壳聚糖是一种聚阳离子多糖， 因具有良好的理化特性、生物相容性和生物可降解性， 成为药剂学研究的热点而被广泛应用于药物缓释体系中， 已有报道壳聚糖作为药物载体如凝胶、微球等用于肺部递药系统2。1.1壳聚糖海藻酸钠微球近年来，随着越来越多的学者都将目光投向用具有生物特性的天然高分子制备纳米微球，来封装各种蛋白酶、药物、蛋白质和等。壳聚糖海藻酸钠微球【3】具有优良的物理性能，如生物相容性、无毒性、生物降解性、免疫原性、稳定性和成膜性等。离子凝胶法、聚电解质复合法和乳化法制得的载药微球，制备过程温和，能够有效地保留高分子的生物活性，微球作为负载各种药剂及食品抗菌剂的包埋材料在医药、

7、食品工业和化妆品等领域具有良好的应用前景。今后的发展方向是在各种制备载药微球方法中尽量不用有机溶剂，以满足环保和载药微球与靶向目标的生物相容性的需要，同时在载药微球的载药量及药物释放动力学方面做进一步的研究。1.2金雀异黄素/壳聚糖微球冯淑莹【4】等制备了金雀异黄素/壳聚糖微球，考察了其理化性质和药物的缓释性能 结果表明，微球形状较规整，平均粒径2 4 m，载药质量分数为10. 5%，药物包封率达质量分数52. 5% 金雀异黄素以无定形聚集态分散在微球内部 微球中的药物缓释效果好，而释药速率随投料比( 药物/壳聚糖) 增加和反应介质pH 增大而增大 药物在酸性缓冲环境中的释药速率大1.3海藻酸

8、钠-壳聚糖微囊海藻酸钠-壳聚糖微囊的突出特点是具有良好的pH响应性，微囊在胃液中释放率较低，而在小肠液中能迅速释放，可以保护易受胃酸破坏的药物，有望用作胰岛素或其他肽类药物的口服制剂载体，而且可以被用来开发作为结肠定位给药系统。海藻酸钠、壳聚糖来源丰富，成本低廉，相信随着生物医学和材料学的深入研究，其作为药物载体材料和组织工程修复材料将具有更广阔的应用前景【5】。1.4壳聚糖/羧甲基壳聚糖纳米凝胶化学治疗是抑制恶性肿瘤最常用也是最有效的治疗方式。目前，大多数用于化学治疗的抗癌药物一般采用静脉滴注的给药方式。静脉滴注的给药方式虽然直接有效，但同时也具有耗时长，副作用大，无法连续治疗的缺点。口服抗

9、癌药物相对施药方便，耗时短，病患依从度高，但胃肠道和肝脏的首过效应使得口服化学疗法难以实现。壳聚糖(Chitosan, CS)作为一种天然的阳离子多糖，具有良好的生物相容性和组织亲和性，它能够可逆性的打开小肠上皮细胞间紧密连接，使药物通过细胞旁途径进入人体循环，在口服药物输送领域具有较好的应用前景。本文【6】以壳聚糖及其水溶性衍生物羧甲基壳聚糖为原料，制备了一种壳聚糖/羧甲基壳聚糖纳米凝胶用于口服药物的输送。通过体外、体内实验评估了该材料的粘膜粘附性、通透性以及生物安全性并研究了其透粘膜机理。通过将该纳米凝胶固定于海藻酸钙多层球中，进一步提高了药物的输送效率，结果证明该纳米凝胶有望成为一种安全

10、有效的药物口服输送载体。1.5超微载体本研究所【7】以水溶性的壳聚糖衍生物O-羧甲基壳聚糖和聚乳酸为原料, 采用超声复乳法制备出粒径在20 50nm 的抗癌药物5-氟尿嘧啶的超微载体, 利用超微载体具有超微小体积可通过血脑屏障及缓释等特性, 达到脑部靶向输送药物治疗脑部疾病的目的2、缓释药物壳聚糖具有无毒、良好的生物相容性、可生物降解性等优点,在生物医学及制药等方面的应用极其广泛,已经被逐渐应用于人工皮肤、手术缝合线、人工血管、人工角膜、药物控缓释载体和基因转导等多个研究领域。2.1壳聚糖甘油磷酸盐温敏水凝胶。本论文【8】制备了壳聚糖甘油磷酸盐温敏水凝胶。镶嵌有壳聚糖微球的壳聚糖甘油磷酸盐温敏

11、水凝胶(CS/GP/CM) 对BSA的缓释效果明显优于CSGP水凝胶,体外释放前12h BSA累计释放量为19.6%,12h后释放速度明显减缓,以近似直线的状态缓慢释放,一周后的累计释放量仅为42.43%。22阿司匹林壳聚糖-海藻酸钠微囊阿司匹林为最常用的解热镇痛抗炎药。该药在一般解热镇痛用量下即能明显地抑制血小板聚集, 可防止心脑血管的血栓形成, 故已用于许多心脑血管疾病及血栓性疾病的防治。阿司匹林多数时候都需要长期服用甚至终生服用, 但其口服制剂最大的问题是口服后由于集中释药, 使局部药物浓度过高, 易导致胃肠道黏膜屏障破坏,出现水肿、糜烂甚至溃疡和出血。为克服以上缺点,很多研究者对该药进

12、行了剂型方面的各种研究微囊是利用高分子材料将固体或液体药物包裹而成的直径1 500m 的微小胶囊, 具有增加药物稳定性、改良和延缓药物释放的优点, 近来来国外对该技术的应用研究较多。笔者【9】以壳聚糖、海藻酸钠为辅料, 采用复凝聚法制备阿司匹林壳聚糖-海藻酸钠微囊(ACSPM ), 以提高阿司匹林胃肠道的分布面积, 减缓释药, 从而减轻对胃肠道的刺激。2.3壳聚糖与聚乳酸接枝本文【10】为了改善聚乳酸和壳聚糖的性能,通过接枝共聚将聚乳酸接枝到壳聚糖分子链上,以期通过两者在性能上的相互改进,获得性能更优异的生物医学材料。由于聚乳酸支链的引入,使壳聚糖结晶度下降,在溶剂中的溶解性能得到较大的改善,

13、降解过程中降解液的酸性化得到了明显的抑制,由PLCS制备的药物片剂具有缓释能力,是一类有应用前景的药物辅料。2.4缓释核壳结构利用巯基烷基化壳聚糖（）与质粒形成纳米粒子，在其外围包裹羟丁基壳聚糖（）用以增加纳米粒子稳定性，并赋予其缓释的功能。壳聚糖的衍生物作为新型的转染试剂，有较高的转染效率，较好的生物相容性以及生物可降解性。核壳结构（-）可以很好的将质粒传递到细胞内部并有较好的表达效果，因其包裹有壳结构的，稳定性较好，可以防止质粒提前释放，给予核壳结构缓释的功能及基因治疗骨缺损的可能性【11】。2.5壳聚糖修饰传递体/类脂质体本研究【12】成功制备了壳聚糖修饰传递体/类脂质,两种壳聚糖修饰柔

14、性脂质体安全、无毒,能够渗透完整皮肤达到真皮层,具有良好的镇痛作用,能够在较短时间发生效应,且能长时间缓慢释放药物,延长镇痛时间。本课题研制的壳聚糖修饰传递体/类脂质体为透皮给药系统提供了一种新剂型,具有很高的临床实用价值。3、抗菌近些年来随着壳聚糖研究的进展,其抗菌性能引起了广泛的关注。壳聚糖具有广谱抗菌性,而且对人体无毒无副作用,深入研究有可能研制出一种新的抗菌药物。关于壳聚糖抗菌特性的各种影响因素研究论文很多,但是得出的结论并不一致【13】。3.1壳聚糖及其衍生物李明春【14】等综述了近年来壳聚糖及其衍生物抗菌活性的研究情况，其衍生物包括羧烷基化壳聚糖、季铵化壳聚糖、烷基化和芳化壳聚糖、

15、糖基修饰壳聚糖、壳聚糖/无机盐复合物、其它改性壳聚糖如含有胍基的壳聚糖，证明了壳聚糖及其衍生物具有良好的抗菌性能，作为抗菌剂有广阔的应用前景。3.2 长烷基壳聚糖季铵盐李明春【15】等先用甲醛甲酸法合成，二甲基壳聚糖（），再与溴代烷进行烷基化反应制备了十二烷基，二甲基壳聚糖季铵盐（）和十六烷基，二甲基壳聚糖季铵盐（），用、等对产物进行表征。抗菌实验结果表明所合成产物具有较好的抗菌活性，对革兰氏阳性菌的抗菌活性优于革兰氏阴性菌，抗菌活性随着烷基链长度的增加而增强；产物在 值比在 值条件下表现出更好的抗菌活性；在碱性及中性条件下，的抗菌活性随着季铵化度的提高而提高，而在酸性条件下抗菌活性则随着季铵

16、化度提高而降低。4、功能性药物4.1骨缺损修复材料周少怀【16】等制备兔骨缺损模型，将SDF-1 /BMP-2 壳聚糖换实体与兔骨髓间充质干细胞联合植入兔局部骨缺损处，促进黏附增殖，诱导成骨分化填补骨缺损，BMP-4 /SDF-1 壳聚糖缓释体支架可以作为理想的骨缺损修复材料。4.2提高肽类药物的吸收蛋白质和肽类药物在体内和胃肠道极易被蛋白酶降解，一般不能口服。多数蛋白质以及多肽类药物不易通过生物屏障，生物利用率很低，且胃肠道上皮细胞的紧密结构以及胃肠道中含量丰富的蛋白酶也是药物释放及传递过程中的巨大屏障。在其他通过黏膜的药的途径中，也存在类似的问题。经实验【17】证明，壳聚糖可大幅提高肽类药

17、物的吸收。4.3制取抗癌药剂低聚壳聚糖在生物医药方面的一个重要用途是利用其抑制肿瘤作用来制取抗癌药剂，低聚壳聚糖特别是低聚68 糖可通过活化人体中的淋巴细胞、抑制癌细胞的繁殖和扩散来达到抗癌抑癌作用。低聚壳聚糖在肠内形成的小分子基团会很容易被小肠所吸收，从而抑制癌毒素在体内的释放；同时，低聚壳聚糖作为一种良好的聚阳电解质，能很好地吸附在血管壁细胞的表面，从而可抑制癌细胞的转移【17】。5、絮凝剂壳聚糖是一种优良的天然絮凝澄清剂, 用于中药分离过程去除杂质, 对传统的水提醇沉工艺进行改造, 有利于药效成分的保留和重金属含量的降低;壳聚糖及其衍生物在人体内可生物降解, 并具有良好的生物相容性, 是

18、理想的控释载体材料, 可作为中药的增效剂或缓释剂;作为唯一天然碱性多糖, 壳聚糖具有消炎、抑菌和治疗体表溃疡等药理作用。壳聚糖具有独特优异的物化性质、生物相容性和生理活性, 在中药制药领域中具有广阔的应用前景【18】。6、废水处理6.1对含酚废水的处理江君【19】等采用红外光谱仪(IR)、X衍射仪(XRD)、电子显微镜(SEM)和比表面测定及孔径分析仪(BET)结构表征改性壳聚糖。通过含酚制药废水的动态小柱吸附实验, 研究了时间、柱高和出水流速等因素对改性壳聚糖吸附性能的影响。结果表明, 在室温、pH=6.6、柱高300 mm、出水流速0.2 mL/min动态吸附条件下, 酚去除率90.4%,

19、 COD去除率69%, 色度和浊度去除率分别为75%和77.6%。6.2制药废水的处理甲壳素类澄清剂是近年来出现的新型絮凝剂，广泛用于药品制剂的除杂、提纯， 而壳聚糖作为使用最普遍的甲壳素类吸附澄清剂种类之一， 属天然有机高分子弱阳离子型絮凝剂， 无毒无味， 相对分子质量较一般强阳离子型絮凝剂小， 但却具有与其相当的絮凝效果， 除杂效果好， 沉降速度快， 对药液有效成分损失率低【20】。7 、展望 近年来，随着大量研究者对壳聚糖及其各种衍生物的研究，其功能及相关应用不断被发现。在制药领域中除了本文提到的制备载药微球、缓释药物、载体、抗菌、功能性药物、絮凝剂、对废水的处理方面的应用外，还有在强化

20、肝功能、制作手术缝合线、能吸附和络合重金属并排出体外等方面的应用。随着细胞生物学、分子生物学、材料化学、高分子化学和纳米科技的飞速发展，人们对壳聚糖及其衍生物将会有更深的认识和研究开发，从而为制药领域做出更大的贡献。参考文献1李卫红，朱娴，雷文等. 壳聚糖及其衍生物在医药领域的应用J. 高分子通报，2015，（12）：104-1072冯占芹、彭静文、张加祥等.氨茶碱/壳聚糖/环糊精肺吸入微球的工艺研究J.基础与临床医学，2004，36（3）：161-1643李凤红、张欣蕊、相丽英等. 海藻酸钠壳聚糖载药纳米微球的研究进展J.化工新型材料，2016,44(1):31-334冯淑莹，李国明，侯琼等. 金雀异黄素/壳聚糖微球的制备及其释药性能J. 华南师范大学学报( 自然科学版)，2013，45（5）：64-675姜恒丽，崔元璐，齐学洁等. 海藻酸钠-壳聚糖微胶囊载体在组织工程研究中的应用J. 中国组织工程研究，2014，18（3）：412-4196冯超. 基于壳聚糖的纳米凝胶口服药物输送载体的构建及其透粘膜机理的研究J. 山东，中国海洋大学，20147赵爱杰, 原续波, 常津. O-羧甲基壳聚糖的制备及应用研究进展J. 高分子通报 2004,(4):59-638康传真. 镶嵌壳聚糖微球的壳聚糖温敏水凝胶的制备及作为药物释放载体的应用研究D. 山东：中国海洋大学，20109张彦青,