壳聚糖敷料国内外研究导读
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第22卷第3期2023年5月杭州师范大学学报(自然科学版)JournalofHangzhouNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.22No.3May2023收稿日期:2022 07 15 修回日期:2022 10 26基金项目:杭州高层次留学回国人员(团队)在杭创业创新项目(202011108);杭州师范大学“本科生创新能力提升工程”项目(cx20221058);杭州师范大学“星光计划”学生创新创业项目(2022026).通信作者:梁媛媛(1980—),女,副教授,博士,主要从事功能高分子材料研究.E mail:liangyy@hznu.edu.cn犱狅犻:10.19926/j.cnki.issn.1674 232X.2023.03.002基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展黄雨欣,王 伟,杨 涛,孙 俊,吴彦彤,梁媛媛(杭州师范大学材料与化学化工学院,浙江杭州311121)摘 要:伤口敷料具有促进创面愈合和保护创面不受感染的特点,广泛应用于临床治疗.以天然多糖壳聚糖为原料构筑的水凝胶材料具有独特的三维网络结构和促进伤口愈合能力,在伤口敷料的应用方面受到关注.文章从水凝胶伤口敷料的性能要求如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发,对近年来基于壳聚糖的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行了总结与概括,并对该类水凝胶伤口敷料的未来发展和应用前景进行了展望.关键词:壳聚糖;水凝胶;伤口敷料中图分类号:R318.08 文献标志码:A文章编号:1674 232X(2023)03 0233 07伤口敷料是一类用于创伤、烧伤、溃疡等伤口覆盖的医用材料,其主要作用是吸收渗出液防止渗液感染.常见的传统敷料如医用脱脂棉、无菌纱布等,只能起到简单的物理屏蔽作用,容易与伤口黏合而在换药时造成二次伤害,且其透气性不佳,易引发细菌滋生及伤口感染[1].目前临床上创口不及时处理带来的后果主要有3类[2],即外伤细菌炎症、血液循环障碍、免疫攻击组织损坏.外伤细菌炎症一般是指外伤后的伤口发炎,往往因异物或其他因素导致的局部细菌感染而引起.血液循环障碍是指外伤后创口局部组织血管内血液含量增多,发生水肿、充血、出血,以及血栓形成、栓塞、梗死.而当细菌或病原体进入人体后,诱发机体产生免疫应答,在杀伤、清除病原体的同时损害宿主的组织细胞,称为免疫攻击组织损坏.壳聚糖(chitosan,CS)是天然存在的唯一碱性多糖,具有生物相容性良好、价格低廉易得等优势.有研究表明,CS具有促进组织再生的能力,在伤口愈合过程中可降低炎症反应,促进新生血管形成,减少瘢痕产生,遏制血液循环[3].以CS为原料构筑的水凝胶材料可以为伤口愈合过程提供相对湿润的环境,避免二次感染,有效降低免疫系统对本体的伤害,并能有效吸收渗出的组织液,使得伤口快速愈合;同时CS水凝胶可以作为载体实现生物活性物质(如药物、抗原、抗体、生长因子、干细胞等)的控制释放.因此,CS基伤口敷料有着良好的应用前景.本文将从CS基水凝胶敷料的性能如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发,对近年基于CS的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行概括与总结.Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1 壳聚糖基水凝胶的制备图1 甲壳素和壳聚糖的分子结构式犉犻犵.1 犛狋狉狌犮狋狌狉犪犾犳狅狉犿狌犾犪狊狅犳犮犺犻狋犻狀犪狀犱犮犺犻狋狅狊犪狀 CS是甲壳素的脱乙酰化产物,而甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳及菌类、藻类植物的细胞壁中提取出的天然高分子.一般将脱乙酰度为55%的甲壳素称为CS,其结构式如图1所示.由于CS上有丰富的基团,如氨基、羟基等,通常可使用物理交联、化学交联和酶交联等方法来制备水凝胶.1.1 物理交联物理交联主要通过非化学作用(即非共价键作用,包括氢键作用、静电作用、配位作用等)交联形成网络结构.由于非共价作用较弱,故物理交联状态下的水凝胶一般不稳定,力学性能较差,可通过构建多重物理交联网络改善其力学性能.且物理交联能大大减少有毒化学交联剂的使用,符合绿色化学的理念,形成的水凝胶往往具有一定的自修复能力,拥有较宽的使用范围.CS分子链中含有羟基、氨基,可与其他聚合物通过氢键作用形成水凝胶网络,如通过循环冻融法制备聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)/CS共混水凝胶(PVA/CS)[4].该工作利用冷冻过程中水的结冰排出作用,使PVA分子链发生富集而形成晶区结构,通过多次循环冻融,PVA晶区的结晶度不断提高,从而形成以晶区为物理交联点的PVA网络,而PVA又可与CS分子链段通过氢键作用形成PVA CS物理交联网络,因此获得的PVA/CS水凝胶具有双层网络结构,有良好的抗溶胀性能和力学性能.此外,CS作为天然碱性多糖,可以通过其质子化氨基与阴离子聚电解质之间的强静电作用构筑聚电解质复合水凝胶.鲁程程等[5]通过两步法制备出完全物理交联的CS Al3+/聚丙烯酸(poly(acrylicacid),PAA)双网络凝胶,其中PAA与CS通过静电作用形成第一交联网络,PAA与Al3+通过配位作用形成第二交联网络.为进一步提高凝胶的机械性能,采用饱和NaCl溶液诱导CS分子链发生亲水—疏水转变,通过形成CS链缠结微区来提高凝胶的交联密度,再加上物理交联网络具有重新缔合和自恢复能力,该复合水凝胶具有良好的机械稳定性.1.2 化学交联CS分子链段中含有—OH和—NH2,通常采用甲醛、戊二醛、京尼平、甘油醛等为交联剂构筑凝胶网络(图2),如利用醛类交联剂上的醛基与CS链上的氨基发生席夫碱反应获得三维水凝胶,这类化学交联过程不可逆,形成的水凝胶性质稳定.动态交联的水凝胶是通过动态共价键或非共价键交联形成的,在剪切力的作用下可屈服流动,外力撤销后,又能自修复损伤结构,故可用于注射型凝胶伤口敷料的构筑.常见的动态交联相互作用包括席夫碱键[6]、酰腙键[7]、可逆氢键[8]、硼酸酯键[9]、金属配位[10]、主体 客体[11]、阴阳离子[12]和疏水相互作用[13]等.Xu等[14]采用N 羧乙基壳聚糖(N carboxyethylchitosan,CEC)、双键壳聚糖改性聚吡咯(chitosan modifiedpolypyrrole,DCP)和双醛端基聚氨酯(aldehyde terminateddifunctionalpolyurethane,DFPU)制备了CEC/DCP/DFPU(CDD)水凝胶,该水凝胶分子结构中除了存在席夫碱键,还存在离子和氢键相互作用,其中离子相互作用在交联和自愈过程中发挥着重要作用,增强了凝胶自愈性和可注射性.研究表明,CDD水凝胶表现出优异的剪切稀释行为,在高剪切作用下可发生凝胶—溶胶的转变,所以能够通过内径80μm的针头实现皮下注射,是细胞和药物微创递送的合适载体.432杭州师范大学学报(自然科学版)2023年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图2 壳聚糖常见化学交联反应犉犻犵.2 犆狅犿犿狅狀犮犺犲犿犻犮犪犾犮狉狅狊狊 犾犻狀犽犻狀犵狉犲犪犮狋犻狅狀狊狅犳犮犺犻狋狅狊犪狀光诱导的化学交联反应具有操作简单、反应速率快的优点,且光具有非侵入性,副产物有限,交联反应程度在二维和三维空间中均可控.CS分子本身不具光敏性,将光敏性基团接枝于CS分子中,可以赋予CS光敏特性,还可破坏CS自身分子间的氢键作用,改善其水溶性[15].如丁海昌[16]在壳聚糖C6羟基引入烯丙基,光引发剂经过UV辐照后产生自由基,自由基进攻CS链上的烯丙基双键产生卡宾(carbenes)结构,卡宾相互碰撞后发生偶联,自由基进行转移后继续进攻双键,如此循环往复形成具有交联结构的水凝胶.1.3 酶交联反应酶通常可以有效地催化生化反应,酶法催化交联采用生物相容性优异的酶催化交联,因此得到的水凝胶材料也具有优异的生物相容性.辣根过氧化物酶(horseradishperoxidase,HRP)在H2O2存在下,可催化羟基酚,产生苯氧自由基,这些自由基通过氧化自偶联作用促进酚类化合物的聚合.利用该反应,Ha等[17]使用HRP催化羟苯基丙酸修饰的CS与4 羟基苯乙胺修饰的聚乙二醇之间的交联聚合反应,获得了具有良好生物相容性的CS基水凝胶.微生物谷氨酰胺转氨酶(microbialtransglutaminase,MTG)能催化蛋白质分子内或蛋白质分子间的交联,Hu等[18]在羧甲基壳聚糖分子链中通过化学接枝反应引入胶原蛋白多肽(collagenpolypeptide,CP),通过MTG催化CP支链发生交联反应,实现了羧甲基壳聚糖分子的交联.Chen等[19]利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化反应,制备了一种超分子级联反应器用于糖尿病性慢性伤口的治疗.该反应器由CS、磺基丁基 β 环糊精(SBE β CD)、铁离子(Fe2+)和葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase,GOX)通过离子作用和配位作用获得.GOX催化糖尿病人伤口处的葡萄糖产生Fe2+介导Fenton反应所需的H2O2,最终产生羟基自由基(·OH).而·OH对体外耐药细菌具有较高抑制作用,并能引发聚乙二醇二丙烯酸酯的自由基聚合反应,在伤口表面原位形成交联的水凝胶网络结构,水凝胶的形成和·OH的抗菌作用可协同促进糖尿病患者慢性伤口愈合.2 壳聚糖水凝胶伤口敷料的性能要求2.1 生物相容性由于水凝胶敷料直接与组织和细胞相互接触以促进伤口愈合,其生物相容性是首要因素,因此其制备原料不应引起机体的不良免疫或异物反应等.CS作为天然来源的多糖,虽然自身具有良好的生物相容性,但其分子内的氢键作用力较强,导致CS不溶于水、醇等许多典型的溶剂,只有在偏酸性的条件下溶解性较好[20],故而在构筑凝胶过程中常使用有机溶剂,这对凝胶敷料的生物相容性造成负面影响.另外,CS分532 第3期黄雨欣,等:基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.子结构中含有丰富的氨基基团,可以与醛类物质生成席夫碱而形成三维网状结构,在化学交联中常常使用小分子二醛作交联剂,而凝胶中小分子醛类交联剂残余往往会引起严重的炎症反应.因此,需采用长时间透析等方式彻底去除有机溶剂及未反应的交联剂等,但长时间的透析不仅耗时,还会导致凝胶网络过度溶胀,凝胶敷料的内部结构被破坏.为克服上述问题,目前主要采用以下2种策略来实现水凝胶生物相容性的改善:一是选择低毒的天然来源的交联剂,如京尼平是植物杜仲中提取的栀子苷经过β葡萄糖苷酶水解的产物,但使用京尼平交联的CS凝胶呈蓝色,凝胶的透明度会受到一定程度的影响[21].二是对CS进行化学改性,改善其水溶性的同时引入其他官能团实现壳聚糖的交联,从而避免醛类小分子交联剂的使用.如陈凯等[22]采用水溶性良好的羧甲基化壳聚糖与PVA、海藻酸钠复合,通过组分间的氢键、席夫碱相互作用而获得的复合水凝胶对细胞生长无副作用,有良好的生物相容性;童泽鑫等[23]利用羧丁酰壳聚糖接枝小分子胶原蛋白肽,以氧化普鲁兰多糖为交联剂,通过席夫碱反应制备得到羧丁酰壳聚糖/氧化普鲁兰复合水凝胶,体外细胞实验结果表明该水凝胶具有良好的生物相容性.2.2 抗菌性伤口愈合过程中的主要障碍是细菌感染,受损的组织失去屏障的保护后极易受到金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的侵袭.因此,水凝胶中往往会加入抗生素等抗菌性物质,但抗生素容易使细菌产生耐药性.以CS为原料构筑的水凝胶具有良好的抗菌性,依据相互作用理论模型,CS分子中含有游离的氨基,易被H+质子化,质子化的氨基带有正电荷,会与菌体细胞壁表面带负电荷的蛋白质、磷脂等产生静电吸引,继而破坏细菌的细胞膜导致细胞内成分泄漏,或者通过改变细菌外膜的渗透性,阻碍细菌对营养物质的吸收,使细菌缺乏营养而死亡[24].但也有研究者提出了不同的观点,认为CS中自由氨基(非质子化氨基)含量越高,抑菌能力越强.如Lu等[25]将CS溶解于LiOH/KOH/尿素碱性溶液中,以含有醛基端基的四臂聚乙二醇为交联剂,通过席夫碱反应制备CS水凝胶,同时加入含有端氨基的四臂聚乙二醇,对交联网络结构进行调节.抑菌实验结果表明,相比用酸溶解,采用LiOH/KOH/尿素碱性溶液溶解的CS,由于溶解主要通过破坏CS分子间的氢键作用实现,而非因酸性下的氨基质子化实现,因此CS结构中自由氨基得以保留,在含端氨基的四臂聚乙二醇的协同作用下,该凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率接近100%.李明等[26]以羧甲基壳聚糖、氧化淀粉和单宁酸为原料,利用席夫碱反应制备羧甲基壳聚糖复合水凝胶,证明羧甲基壳聚糖上的自由氨基可以与细菌结合,破坏细菌细胞壁的完整性,抑菌活性高.此外,Xue等[27]将CS分子改性成为壳聚糖季铵盐,同时提高了CS的水溶性和抗菌能力.一般认为,壳聚糖季铵盐中季铵阳离子可与细菌细胞壁表面的酸性高分子相互作用,进一步改变细胞膜通透性,从而阻止营养物质透过细胞壁,使细菌不能进行新陈代谢,达到抗菌的目的[28].2.3 黏合性和强度水凝胶作为伤口敷料需要与伤口组织直接接触,其黏合性是评价水凝胶伤口敷料性能的标准之一.水凝胶良好的黏合性不仅可以减少传统敷料缠绕四肢给患者带来的束缚感,还可以促进凝胶内部负载的活性物质如生长因子等与伤口之间的相互作用.Yang等[29]发现黏合缝合拓扑可进一步加强水凝胶与皮肤之间的黏合强度.他们在丙烯酸弹性体(VHB)表面加入CS酸性溶液,CS与VHB表面可形成亚胺键和离子键,随后利用NH2与OH官能之间的氢键作用,CS链段可进入水凝胶内部与聚丙烯酰胺原位形成网络拓扑结构,由于这种拓扑结构强度与皮肤强度相当,该水凝胶对皮肤表现出较高的黏合强度.此外,在水凝胶的黏合性设计上也需考虑不同的使用场景,如对大量出血或者存在大量体液的伤口,需考虑水凝胶在湿态下的黏合强度.Du等[30]将疏水改性壳聚糖乳酸酯与咖啡酸改性的壳聚糖整合,制备了组织黏合性水凝胶.疏水改性可以排除血液和体液对黏结的干扰,促进咖啡酸修饰的壳聚糖中邻醌基团与组织表面胺或硫醇基团生成共价键,实现对湿性伤口的黏合.对于脚踝、膝盖、腕部等关节部位的伤口敷料,还需要考虑关节频繁运动和弯曲对凝胶强度的要求,一般可以通过调整交联密度或交联方式来控制水凝胶的机械性能.而双网络结构(double network)由于具有双层交联的网络结构,可以有效改善凝胶的强度和韧性,常用于凝胶敷料的构筑.如Wang等[31]在儿茶酚改性的甲基丙烯酰壳聚糖和甲基丙烯酰壳聚糖形成的共价632杭州师范大学学报(自然科学版)2023年 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.交联网络基础上,利用儿茶酚基团与Fe3+之间的鳌合作用,构筑了双网络结构,提高了水凝胶的机械强度,并且由于儿茶酚基团与组织表面基团(氨基、巯基和咪唑基团等)存在共价相互作用,水凝胶对组织有较好的黏合能力,其搭接剪切强度可达到18kPa,为商品化的胶原蛋白胶的6倍.2.4 止血性能CS与血液接触时,CS上的游离氨基可以和血浆蛋白或血细胞上的酸性基团相互作用引起血栓,该过程通常被理解为血浆蛋白在CS上吸附,促进了血小板的黏附和激活,导致血栓形成从而达到凝血效果[32].在实际应用中凝胶敷料要达到止血效果,需要与创口表面紧密黏附.从分子结构上看,CS是甲壳素N 脱乙酰基的产物,与组织间的静电作用较弱,因此依赖氨基阳离子实现组织黏附的CS水凝胶止血能力有限,研究者们主要通过在凝胶中引入可与组织发生共价作用的基团或电荷来改善其止血效果.Sundaram等[33]将纳米生物玻璃(nano bioglass,nBG)和CS溶液混合,通过溶胶 凝胶法制备了CS/nBG复合水凝胶.该水凝胶具有优秀的止血性能,这源于CS的质子化氨基基团与nBG释放的Si、Ca、P等元素成分(以离子或离子基团形式)发生协同作用,激活了不同类型的凝血因子从而达到快速止血的效果.张冬英[34]制备的儿茶酚功能化壳聚糖/牡蛎肽温敏水凝胶能够明显缩短体外凝血时间达到高效止血作用,其中儿茶酚功能化壳聚糖组分可以提高组织中蛋白质的合成效率,促进血管、肉芽组织生成,为创伤愈合提供合适环境.2.5 抗氧化性长时间的炎症反应会使机体产生大量的活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS),当细胞无法抵抗高浓度的ROS时就会出现阻碍伤口愈合的情况,所以伤口修复时还需注意伤口微环境中的ROS浓度.因此功能性伤口敷料需要具有一定的抗氧化性及降低炎症作用的效果.李航婷等[35]以鳗鱼鱼鳔胶原蛋白、CS和海藻酸钠为原料与Ca2+交联制得水凝胶.该水凝胶材料含有鳗鱼鱼鳔胶原蛋白,具有较好的抗氧化活性,与对照组相比,实验小鼠血清内的炎症因子(白介素 6、白介素 1β、肿瘤坏死因子)含量均减少,表明该CS基水凝胶可以抑制炎症反应的发生,有效促进伤口的愈合.Bergonzi等[36]将α 生育酚(维生素E,VitE)与CS溶液反应制得含有VitE的CS基油墨,通过3D打印获得具有抗氧化活性的支架,以帮助慢性伤口愈合.该支架在具有优良机械特性的同时,能缓慢释放VitE,从而具有优良的自由基清除能力,为组织的再生创造了良好的环境.Hao等[37]以硼酸盐保护的二氮二醇酯修饰的壳聚糖(chitosanmodifiedbyboronate protecteddiazeniumdiolat,CS B NO)为原料制备了一种可注射的水凝胶,CS B NO可以响应ROS刺激而释放NO,从而调节缺血/再灌注(ischemia/reperfusioninjury,I/R)损伤后的ROS/NO失衡.结果表明,在小鼠心肌I/R损伤模型中,CS B NO与传统释放NO的水凝胶相比,能更有效地减轻心脏损伤,促进心脏修复并改善心脏功能.调节ROS/NO可激活抗氧化防御系统,从而调节Nrf2 Keap1通路来防止I/R损伤诱导的氧化应激,抑制NF κB信号转导通路的过度激活来减少炎症.2.6 活性物质负载在临床中,药物缓释系统是一类用于人体内部的可以定点、定向控制药物释放的技术.利用水凝胶通过物理包埋固定化技术携带药物后,可以在特定的时间和环境下,使药物在体内通过扩散缓慢释放,同时水凝胶的降解也会进一步释放药物,使药物利用率和功效大大提高.CS在生物组织工程中对细胞的生长和增殖具有良好的效果,将生长因子、抗生素、疫苗等包埋在CS水凝胶中,不仅可以实现负载药物释放和输送,还可以发挥CS本身的优良作用.韩佳岐等[38]制备了一种邻苯二酚改性的壳聚糖水凝胶用于血管内皮生长因子的负载,具有良好的药物释放能力和抗菌性.Tan等[39]将CS与羧甲基化西米纸浆(carboxymethylsagopulp,CMSP)通过电子束辐交联获得水凝胶,该水凝胶具有pH敏感性:在酸性介质中,CMSP中的羧酸基团和CS中的氨基基团被质子化,水凝胶不发生溶胀,可限制负载药物的释放;当pH为6.8时,CMSP的羧基基团和CS的氨基去质子化,凝胶发生溶胀,药物开始释放且缓释时间可达32h.3 结论与展望综上所述,水凝胶伤口敷料在应用中不仅需要满足止血、抗菌等基础性能要求,还需要满足促进皮肤再732 第3期黄雨欣,等:基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展Copyright ©博看网. All Rights Reserved.生、防止产生瘢痕等更加复杂的应用要求,如根据伤口愈合不同阶段(炎症、增生、成熟)的特点,有效结合伤口微环境变化,发展具有皮肤生理结构和生理微环境的CS基敷料.这对水凝胶敷料的生物相容性、机械强度、湿性环境的黏合性能等提出了更高的要求.目前,基于CS的伤口敷料研究大多停留在实验室阶段,鲜有研究涉及CS衍生物或CS基凝胶与伤口接触后的代谢物对伤口愈合过程的影响及潜在风险.探索绿色环保、安全性高、成本低廉、适应人体多种需求的CS基水凝胶敷料的设计及制备方法,并且逐渐实现从外敷向人体内部组织的应用,这是以CS为代表的天然抗菌性多糖基水凝胶材料研究的重要内容和长远目标.参考文献:[1]YONETANIY,KUROKAWAM,AMANOH,etal.Thewounddressinginfluencedeffectivenessofcryotherapyafteranteriorcruciateligamentreconstruction:case controlstudycomparinggauzeversusfilmdressing[J].Arthroscopy,SportsMedicine,andRehabilitation,2022,4(3):e965 e968.[2]GAOBB,GUOMZ,LYUK,etal.Microneedledressing:intelligentsilkfibroinbasedmicroneedledressing(i SMD)[J].AdvancedFunctionalMaterials,2021,31(3):2170018.[3]CHENWH,CHENQW,CHENQ,etal.Biomedicalpolymers:synthesis,properties,andapplications[J].ScienceChinaChemistry,2022,65(6):1010 1075.[4]KALANTARIK,MOSTAFAVIE,SALEHB,etal.Chitosan/PVAhydrogelsincorporatedwithgreensynthesizedceriumoxidenanoparticlesforwoundhealingapplications[J].EuropeanPolymerJournal,2020,134:109853.[5]鲁程程,于振坤,杨园园,等.聚丙烯酸 Al3+/壳聚糖复合双网络水凝胶的制备与性能[J].复合材料学报,2022,39(12):5912 5922.[6]YANGC,GAOLL,LIUXY,etal.InjectableSchiffbasepolysaccharidehydrogelsforintraoculardrugloadingandrelease[J].JournalofBiomedicalMaterialsResearch,2019,107(9):1909 1916.[7]HYUNAJ,SEUNGHYUNS.Programmablelivingmaterialsconstructedwiththedynamiccovalentinterfacebetweensyntheticpolymersandengineered犅.狊狌犫狋犻犾犻狊[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2022,14(18):20729 20738.[8]WANGXY,SONGRJ,JOHNSONM,etal.Aninjectablechitosan basedself healablehydrogelsystemasanantibacterialwounddressing[J].Materials,2021,14(20):5956.[9]童艳萍,肖艳.双重动态化学键交联水凝胶的制备及性能[J].功能高分子学报,2020,33(3):305 312.[10]ZHANGJH,CAOLM,CHENYK.Mechanicallyrobust,self healingandconductiverubberwithdualdynamicinteractionsofhydrogenbondsandborateesterbonds[J].EuropeanPolymerJournal,2022,168:111103.[11]CAITT,HUOSJ,WANGT,etal.Self healabletoughsupramolecularhydrogelscrosslinkedbypoly cyclodextrinthroughhost guestinteraction[J].CarbohydratePolymers,2018,193:54 61.[12]HUANGG,TANGZF,PENGSW,etal.Modificationofhydrophobichydrogelsintoastronglyadhesiveandtoughhydrogelbyelectrostaticinteraction[J].Macromolecules,2022,55(1):156 165.[13]DINGCC,TIANMD,FENGR,etal.Novelself healinghydrogelwithinjectable,pH responsive,strain sensitive,promotingwound healing,andhemostaticpropertiesbasedoncollagenandchitosan[J].ACSBiomaterialsScience&Engineering,2020,6(7):3855 3867.[14]XUJP,WONGCW,HSUSH.Aninjectable,electroconductivehydrogel/scaffoldforneuralrepairandmotionsensing[J].ChemistryofMaterials,2020,32(24):10407 10422.[15]ABDUL MONEMMM,KAMOUNEA,AHMEDDM,etal.Light curedhyaluronicacidcompositehydrogelsusingriboflavinasaphotoinitiatorforboneregenerationapplications[J].JournalofTaibahUniversityMedicalSciences,2021,16(4):529 539.[16]丁海昌.UV交联壳聚糖水凝胶的可控合成与pH/温度响应性溶胀行为[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2020.[17]HAYJ,PHUONGLT,KYUNG HEEH,etal.Tunableandhightissueadhesivepropertiesofinjectablechitosanbasedhydrogelsthroughpolymerarchitecturemodulation[J].CarbohydratePolymers,2021,261:117810.[18]HUWQ,LIUM,YANGXS,etal.Modificationofchitosangraftedwithcollagenpeptidebyenzymecrosslinking[J].CarbohydratePolymers,2019,206:468 475.[19]CHENL,CHENY,ZHANGR,etal.Glucose activatednanoconfinementsupramolecularcascadereaction犻狀狊犻狋狌fordiabeticwoundhealing[J].ACSNano,2022,16(6):9929 9937.[20]BOZUYUKU,DOGANNO,KIZILELS.DeepinsightintoPEGylationofbioadhesivechitosannanoparticles:sensitivitystudyforthekeyparametersthroughartificialneuralnetworkmodel[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2018,10(40):33945 33955.[21]NERI NUMAIA,PESSOAMG,PAULINOBN,etal.Genipin:anaturalbluepigmentforfoodandhealthpurposes[J].TrendsinFoodScience&Technology,2017,67:271 279.832杭州师范大学学报(自然科学版)2023年 Copyright ©博看网. 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壳聚糖的抗菌性能研究及其在医用化妆品中的应用壳聚糖是一种天然的生物高分子,由于其环保、生物相容性和生物降解性的特点,被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
其中,壳聚糖在医用化妆品中的抗菌性能成为研究的热点之一。
本文将介绍壳聚糖的抗菌性能研究以及其在医用化妆品中的应用。
壳聚糖具有良好的抗菌活性,这主要归因于其分子结构和特殊的理化性质。
首先,壳聚糖分子中含有许多官能团,如胺基和羟基,这些基团使得壳聚糖呈现出较强的亲水性,有利于与细菌细胞壁发生相互作用。
其次,壳聚糖分子结构中的阳离子性带正电荷,能够与细菌表面带负电荷的成分(如细菌细胞膜上的脂多糖)结合,从而改变细菌膜的渗透性,破坏细菌细胞,抑制了细菌的生长和繁殖。
在壳聚糖的抗菌性能研究中,一种常见的方法是通过测定壳聚糖对不同菌株的抑菌效果,其中包括常见的致病菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。
研究结果表明,壳聚糖对多种细菌都具有良好的抗菌活性,并且其抗菌效果与壳聚糖的分子量、阳离子度以及溶液中的浓度相关。
此外,壳聚糖还具有较强的杀菌作用,能够有效杀灭细菌和真菌。
因此,壳聚糖被广泛应用于医用化妆品中,用于抗菌保湿、消炎修复和美容美肤等方面。
在医用化妆品中的应用方面,壳聚糖可以用于制备抗菌洗手液、面霜、护肤乳液等产品。
抗菌洗手液是目前热门的产品之一,壳聚糖作为其中的活性成分,能够有效清洁皮肤表面的细菌,并抑制细菌的再生。
此外,壳聚糖还可以用于制备护肤霜和乳液,其抗菌和保湿的双重作用能够有效改善皮肤状况,促进皮肤的修复和再生。
同时,壳聚糖还能够调节皮肤的油脂分泌,减少皮肤的油光,使肌肤更加清爽。
除了在护肤品中的应用,壳聚糖还可以应用于医用敷料的制备中。
医用敷料是一种常用的医疗材料,用于创面的覆盖和保护。
壳聚糖能够在创面上形成一层保护膜,抑制细菌的侵入,并且具有良好的生物相容性,不会引起过敏或刺激。
此外,壳聚糖敷料还具有良好的吸附性能,能够有效吸附创面上的分泌物,促进伤口的愈合和修复。
壳聚糖在医药领域中的应用研究进展壳聚糖是一种天然的多胺,由葡萄糖和2-乙氨基-2-脱氧-D-葡萄糖组成。
它具有生物相容性、低毒性和可降解性等优点,因此在医药领域中有着广泛的应用前景。
近年来,壳聚糖在药物传递、组织工程、创伤愈合和抗菌等方面的研究取得了显著进展。
壳聚糖在药物传递方面的应用是其中最为重要的研究领域之一。
壳聚糖具有出色的药物负载能力和控释性能,可以将药物固定在其分子结构中,延长药物在体内的停留时间。
此外,壳聚糖还能通过改变pH值、离子强度等环境因素来控制药物的释放速率,提高药物的疗效以及减少副作用。
研究表明,壳聚糖纳米颗粒、壳聚糖微球和壳聚糖水凝胶等药物传递系统在靶向传递、靶向释放以及促进药物吸收等方面表现出优异的性能。
另外,壳聚糖在组织工程领域的应用也受到了广泛关注。
组织工程是一门利用生物材料和细胞来构建人体组织和器官的学科。
壳聚糖作为一种生物可降解的材料,具有良好的生物相容性和组织黏附性,可以作为三维支架来促进组织再生和修复。
研究人员利用壳聚糖的特性,制备了壳聚糖纤维膜、壳聚糖基质和壳聚糖海绵等支架,成功地应用于骨组织工程、软骨修复、神经再生和血管再生等方面。
壳聚糖在组织工程中的广泛应用为人体组织和器官的再生提供了新的思路和方法。
此外,壳聚糖在创伤愈合方面的研究也有着显著的进展。
伤口愈合是人体修复受损组织的一个重要过程,壳聚糖能够通过抑制炎症反应、促进细胞增殖和分化以及加速胶原合成等方式来促进伤口愈合。
研究表明,壳聚糖纳米颗粒和壳聚糖复合材料的应用可以显著地促进创伤愈合的速度和质量。
此外,壳聚糖在创面覆盖和修复方面也有着广泛应用,如壳聚糖纳米纤维膜和壳聚糖纳米凝胶等。
这些研究结果为创伤愈合的治疗和修复提供了新的途径。
最后,壳聚糖还具有优良的抗菌性能,被广泛应用于抗菌药物的合成和抗菌材料的制备。
壳聚糖具有阳离子性,在与阴离子性的细菌细胞膜相互作用时,可以改变细胞膜的渗透性,促使细菌死亡。
壳聚糖的降解及其应用研究介绍壳聚糖是一种天然高分子聚合物,具有许多独特的性质和广泛的应用潜力。
本文将探讨壳聚糖的降解机制以及其在不同领域的应用研究。
壳聚糖的降解机制1. 酶降解壳聚糖可以通过酶的作用被降解。
在生物体内,壳聚糖酶是一种特殊的酶,能够将壳聚糖分解为较小的单元,如壳寡糖和壳二糖。
这种酶降解的过程是高度特异性的,壳聚糖酶只能降解壳聚糖,而对其他多糖类物质无作用。
2. 酸降解除了酶降解外,壳聚糖还可以通过酸的作用被降解。
在酸性条件下,壳聚糖分子中的酸性基团会与酸反应,导致壳聚糖链断裂,从而实现降解的目的。
酸降解是一种常见的壳聚糖降解方法,可以通过调节酸性条件的强弱和时间来控制壳聚糖的降解速度。
3. 热降解壳聚糖在高温条件下也可以发生降解。
热降解是一种非常快速的降解方式,可以在短时间内将壳聚糖分解为低分子量的物质。
热降解的温度和时间可以通过调节加热条件来控制,从而实现对壳聚糖降解速度的控制。
壳聚糖的应用研究1. 医药领域(1) 药物传递系统壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此在药物传递系统中得到广泛应用。
通过将药物包裹在壳聚糖纳米粒子中,可以增加药物的稳定性和生物利用度,从而提高药物的疗效。
(2) 创伤敷料壳聚糖具有良好的吸水性和抗菌性能,因此被广泛应用于创伤敷料的制备中。
壳聚糖敷料能够吸收伤口渗出液,促进伤口愈合,并具有抗菌作用,可以预防伤口感染。
2. 环境保护领域(1) 水处理剂壳聚糖具有良好的吸附性能,可以用作水处理剂去除水中的重金属离子和有机污染物。
壳聚糖的阳离子性能使其能够与阴离子污染物形成络合物,从而实现水中污染物的去除。
(2) 土壤修复剂壳聚糖可以用作土壤修复剂,帮助修复受到重金属污染的土壤。
壳聚糖能够与土壤中的重金属形成络合物,减少重金属的毒性,同时还能增强土壤的保水性和肥力。
3. 食品工业(1) 保鲜剂壳聚糖具有良好的抗菌性能和膜形成能力,可以用作食品保鲜剂。
将壳聚糖膜覆盖在食品表面,可以有效阻隔氧气和水分的进入,延长食品的保鲜期。
壳聚糖在医药领域的应用研究进展壳聚糖是一种天然多糖,广泛存在于贝壳、虾蟹等海洋生物的外壳中。
由于其优良的生物可降解性、生物相容性和生物活性等特性,壳聚糖在医药领域的应用研究备受关注。
本文将就壳聚糖在医药领域中的应用进行综述。
1. 药物传递系统壳聚糖作为一种生物可降解的材料,可以作为药物传递系统的载体。
壳聚糖纳米粒子可以通过调节粒径、表面电荷和形态等参数来实现药物的控制释放。
同时,壳聚糖纳米粒子具有目标导向性,可以通过改变表面修饰物实现对特定细胞或组织的靶向输送。
2. 伤口愈合和组织工程壳聚糖在伤口愈合和组织工程领域也有广泛应用。
壳聚糖可以促进伤口愈合过程中的上皮细胞迁移和增殖,有助于提高伤口愈合速度和质量。
此外,壳聚糖在组织工程中也可以用作支架材料,为细胞的定向生长和组织再生提供支持。
3. 维持血液稳定性壳聚糖能够吸附血浆中的一些不同形式的蛋白质,从而防止蛋白质的降解和活性的丧失。
此外,壳聚糖还能够吸附血液中的一些有害物质,如胆固醇和甘油三酯,减少其在人体内的积累,维持血液的稳定性。
4. 肿瘤治疗壳聚糖具有识别肿瘤细胞的能力,可以被用作肿瘤靶向治疗的载体。
通过改变壳聚糖的化学修饰,可以将化疗药物等载药物负载到壳聚糖纳米粒子中,增强其抗肿瘤活性,同时减少对正常细胞的毒性。
5. 动脉粥样硬化治疗动脉粥样硬化是一种血管疾病,壳聚糖作为一种生物相容性好的材料,被广泛应用于动脉粥样硬化的治疗中。
壳聚糖能够通过与血小板的相互作用,调控血小板的凝聚和血栓的形成,从而防止动脉粥样硬化的进展。
6. 抗菌和消炎壳聚糖具有一定的抗菌性能,可以与微生物表面的负电荷相互作用,影响其生理功能和细胞壁的完整性。
此外,壳聚糖还具有消炎作用,可以抑制炎症细胞的活化和炎症因子的释放。
总结起来,壳聚糖在医药领域的应用研究表明其在药物传递系统、伤口愈合和组织工程、维持血液稳定性、肿瘤治疗、动脉粥样硬化治疗以及抗菌和消炎方面具有广泛应用前景。
谈谈国内外壳聚糖生产形势及发展对策壳聚糖又名脱乙酰基甲壳素、可溶性甲壳素。
它是从蟹、虾壳等水产加工废料中提取出来,具有广泛用途和较高的经济价值。
国内对其研究和生产始于五十年代后期,至今已有30多年历史,但因种种原因,无论在其基础应用或生产工艺的研究方面,均发展缓慢,特别是在应用研究上开展甚少,致使壳聚糖在实际生产中应用范围相当狭小,反过来也制约了壳聚糖生产的发展。
据笔者不完全统计,目前国内壳聚糖的生产能力可达XXX吨/年左右,主要集中在江苏及浙江南部沿海,山东、辽宁、福建、广东也有零星分布。
但全国实际总产量则一直控制在XXX吨/年以下,近两年又下降到近百吨以下。
尽管如此,目前供大于求的矛盾依然较为突出。
其应用范围也仅局限于纺织印染、皮革上色、烟草薄片等领域,,因价格等原因,这些领域的用量也在日趋减少。
造纸、食品、卫生保健、饲料加工等方面也应用一些,因为没有很好推广,故比重很小。
存在以上情况的主要原因,一是宣传太少,人们对壳聚糖缺乏充分认识,在许多领域的应用尚属空白;二是壳聚糖生产成本不断上升,其价格之高往往令用户望而生畏,不同程度地影响了推广应用;三是品种单一,难以适应多种用途的需要;四是壳聚糖生产缺少统一指导、统一规划。
据了解,目前国内的壳聚糖生产厂尚无一家国家企业,除相当一部分属小型乡村集体企业外,还有一部分是个体生产者或个体集资的小作坊。
国外在七十年代就基本完成了甲壳素的基础研究(主要指壳聚糖)。
(略)国外对壳聚糖粘度标准的划分一般是:200CP以下为低粘度,200~800CP为中粘度,800~2000CP为高粘度,2000CP 以上为超高粘度。
(略)鉴于以上形势,为求得壳聚糖生产和应用的发展,根据以上具体情况,笔者认为当前应采取以下相应对策:一、大力开展壳聚糖的应用宣传,加强信息交流,扩大其应用范围,同时将其纳入正常的生产轨道。
二、加强壳聚糖生产的技术指导,改变落后的生产工艺,统一质量标准。
二类含壳聚糖敷料的生物学评价实例及探讨
杜旭;楚姗姗;张梅;刘凤林;张云娟;柴谦
【期刊名称】《中国医疗器械信息》
【年(卷),期】2024(30)9
【摘要】二类含壳聚糖敷料作为创面敷料中的一类产品,包括含壳聚糖、改性壳聚糖不同结构形态和临床预期用途的产品。
作为与创面直接接触的医疗器械产品,在
注册申报过程中进行生物学评价是必不可少的环节。
通过对二类含壳聚糖敷料产品的实例分析,探讨在注册技术审评中运用标准GB/T16886.1-2022《医疗器械生物
学评价第1部分:风险管理过程中的评价与试验》进行评价的问题,为相关产品研发、注册及审评提供参考。
【总页数】4页(P12-15)
【作者】杜旭;楚姗姗;张梅;刘凤林;张云娟;柴谦
【作者单位】山东省食品药品审评查验中心
【正文语种】中文
【中图分类】TB324
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1.壳聚糖创伤敷料的生物学评价
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壳聚糖基水凝胶伤口敷料的研究进展
郗传曦;李亚宁;徐广宇;姜贵全;宋见喜
【期刊名称】《中国造纸》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】壳聚糖是一种天然的阳离子型多糖,由于其分子链上含有丰富的氨基和羟基基团,可以通过分子间的相互作用来构筑多功能水凝胶。
壳聚糖基伤口敷料因其具有对创伤较好的保护和促进创伤愈合等特性而被广泛用于临床。
本文从抗菌性、生物相容性、伤口贴合性、抗氧化性等方面,对壳聚糖及其衍生物的性能特征进行了综述,分析了壳聚糖基水凝胶伤口敷料的发展趋势,并对其发展前景进行了展望。
【总页数】9页(P56-64)
【作者】郗传曦;李亚宁;徐广宇;姜贵全;宋见喜
【作者单位】北华大学材料科学与工程学院;北华大学药学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS72;R318.08
【相关文献】
1.壳聚糖基水凝胶在伤口敷料中的应用
2.载刺五加/桂皮紫萁海藻酸钠/羧甲基壳聚糖水凝胶伤口敷料的制备及其性能研究
3.基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展
4.基于3D打印载银聚乙烯醇-羧甲基壳聚糖-海藻酸钠水凝胶伤口敷料构建及性能表征
5.基于壳聚糖/海藻酸钠-聚乙烯醇的双层复合水凝胶膜伤口敷料研究
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文献综述食品科学与工程壳聚糖国内外的研究及应用现状[摘要] 本文从壳聚糖的定义、性质、研究进展及其应用的现状进行了综述,并指出我国应重点开发和充分利用壳聚糖及其衍生物,扩大对壳聚糖研究的范围。
[关键词]壳聚糖;研究;应用壳聚糖是一类重要的天然高分子化合物,英文名为( chitosan)又名脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素,是由甲壳素经脱乙酰化反应转化而成的生物大分子,也是一种维持和保护甲壳动物和微生物躯体的线性氨基多糖,广泛存在于海洋节肢动物(如虾、蟹等)的甲壳中,也存在于昆虫、藻类、菌类和高等植物的细胞壁中,分布极广泛,在自然界的存储量仅次于纤维素。
作为地球上一类大量存在的有机资源,可以说是人类取之不尽、用之不竭的巨大再生资源宝库。
壳聚糖由于其本身独特的多糖分子结构,通过化学改性可赋予各种功能特性。
其阳离子食用纤维性,以及同生物体极好的兼容性等特点,使得壳聚糖及其衍生物在化妆品、吸水剂、药物、酶载体、细胞固化、聚合试剂、金属吸附和农用化学制剂的研制中具有广阔的应用前景。
从1811年Braconnot首次描述甲壳素至今,人们对甲壳素和壳聚糖的认识与研究取得了长足进步。
近几年,各国研究人员对壳聚糖及其衍生物的实验探究开始越来越多,大家公认的是:在自然界迄今为止发现中,壳聚糖是的膳食纤维中唯一带阳离子的高分子基团,并因为它特有的结构和特性在医学、化妆品、农业、食品、生物工程、化工、环境等领域得到了广泛的推广和应用。
现在,科学家们逐渐将壳聚糖看成继蛋白质、糖类、维生素、矿物质、脂肪之后人体生命活动必需的第六生命要素。
1壳聚糖的研究概述1.1壳聚糖的结构与性质1.1.1壳聚糖定义与结构壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基后的产物,是甲壳素最基本、最重要的衍生物。
甲壳素又名甲壳质、几丁质,化学名为(1,4)—2—乙酰胺—2—脱氧—β—D—葡聚糖,主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。
壳聚糖敷料国内外研究导读佚名分享| 收藏壳聚糖是甲壳素脱乙酰基衍生物,具有生物相容性好以及可生物降解等优点;明胶是动物胶原经温和断裂后的产物。
二者均具有良好的成膜性和黏度,具有良好的透气率和吸胀性,这对于膜吸收伤口渗出液和创面保湿非常有利。
用于伤口护理的明胶-壳聚糖敷料的文献报道,较早见诸于由英联邦政府于二十世纪80年代申请的美国专利US4572906。
自90年代末以来,随着组织工程医学的发展,美国、日本、意大利、韩国、中国等国家纷纷对这种生物医学材料予以高度关注。
实验已经证明,明胶-壳聚糖敷料具有良好的柔韧性、吸胀性和透气功能,是烧(创)伤后新鲜创面覆盖敷料的良好选择。
1984年英联邦政府申请的美国专利US4572906揭示了一种用于伤口护理的明胶-壳聚糖敷料,明胶-壳聚糖的重量比为3:1~1:3,还包括0-40%w/w(基于明胶、壳聚糖总重量)的相容的增塑剂山梨糖醇或甘油[1]。
1998年日本产业技术中心Maeda, Takuya等人将明胶和壳聚糖在稀蚁酸溶液中混合,20℃下润胀1小时,在60℃下溶解,然后在10℃玻璃板上干燥72小时。
所得到的明胶-壳聚糖膜用UV(254 nm)照射0、1或6小时(温度23℃,相对湿度50%)。
经历16小时UV照射的明胶-壳聚糖膜在pH 1.8条件下72小时后完全溶解[2]。
2000年韩国Kim, Min Jo等人申请的韩国专利KR2001016482揭示了壳聚糖、明胶和水作为主要成分的软凝胶具有水溶性、生物亲合力、生物降解性、抗菌性,可以吸收伤口分泌物,因此可以被用作伤口护理。
软胶的制备有四个步骤:(1)向明胶中加入水,加入0.1-5%有机酸,加入1-30%壳聚糖,摇晃1小时获得流体溶液;(2)使流体溶液硬化,得到易于成型的凝胶;(3)使凝胶成型为软膜;(4)干燥固化胶膜,得到水溶性固体膜[3]。
2001年意大利U.O Dermatologia对壳聚糖乙醇酸酯凝胶和交联明胶伤口敷料存在下,大鼠组织修复的形态学和免疫组化特性进行了比较和评价。
壳聚糖处理的动物,修复的真皮保留较高细胞结构,带有间叶细胞样的特性,形成丰富的血管网络。
新生组织的高度水和作用清楚地证实壳聚糖的亲水特性。
壳聚糖胶能够调控早期伤口修复。
交联明胶对营养不良协同老化和全身疾病的创伤组织来说,是一种能起作用的敷料[4]。
2005年美国俄克拉荷马州立大学Huang, Yan等人研究了壳聚糖、壳聚糖-明胶膜和支架的机械性能、人脐静脉内皮细胞(HUVECs)在支架上的存活能力、不同剪力条件下细胞分布特型/细胞骨架肌动蛋白分布/粘着斑激酶蛋白(FAK)分布的变化。
结果显示,三维壳聚糖、壳聚糖-明胶支架具有相同的纤维原细胞存活能力。
但是,壳聚糖膜减少细胞扩散区域,破坏HUVECs核子中的F-肌动蛋白和局部FAK。
试验表明,壳聚糖的细胞粘附作用较弱。
在壳聚糖-明胶膜混合物中,明胶的作用占优势。
结果显示,壳聚糖-明胶的混合对支架特性和细胞行为有重要影响[5]。
国内主要有上海第九人民医院、唐山市工人医院、广州市红十字会医院、湛江市卫生材料厂、浙江省医学科学院等单位从事明胶-壳聚糖敷料的研究和应用。
1993年湛江市卫生材料厂申请的中国专利CN93108804.6揭示了一种壳聚糖明胶海绵,由明胶、壳聚糖、盐酸、氢氧化钠、甲醛、蒸馏水配成溶液,经打泡、冰冻、干燥、灭菌制成白色,质轻软而多孔呈海绵状,可为海绵剂,创可贴、散剂,吸水性强,不溶于水,不易崩碎,在稀醋酸溶液中,壳聚糖可从海绵体中溶出,能止血,柔软护创,可被肌体吸收,绝不粘连伤口,揭除时也不使伤口破裂,能加快肉芽组织生长,促进伤口愈合,使伤口结痂易脱落,用于内脏及外伤止血[6]。
1996年广州市红十字会医院叶春婷等人以壳聚糖,明胶和甘油为基本原料,选用戊二醛为交联剂,探讨了交联反应的条件,避免了明胶蛋白与壳聚糖的静电沉淀反应。
成膜后经再处理,制备出一种含水率高,透明的多孔网状纤维膜样的创伤敷料,该敷料的扯断强度为6.5MPa,扯断伸长率为210%,撕裂强度为5.3KN/m,含水率为76%,通过动物实验,证明该膜具有良好的组织相容性,对防止感染,促进伤口愈合起良好的作用,适合作创伤敷料[7]。
2001年浙江省医学科学院申请的中国专利CN01122949.7揭示了一种用于人体皮肤创伤、烧伤及体表溃疡的壳聚糖生物流体敷料膜及其制备方法,以壳聚糖为主要原料,经酸解、添加明胶、甘油,再用碳酸氢钠进行中和及过滤,从而提供一种生物相容性好,具有天然抗菌活性,并能促进创面局部免疫、加速愈合的安全、有效的生物敷料[8]。
2003年曹谊林申请的中国专利CN200310108082.3提供了表皮移植物,它含有(a)厚度为50-500微米的膜材料层,所述的膜材料层含有90-100%的壳聚糖和明胶,且壳聚糖和明胶的重量比为3∶7-9∶1;和(b)位于膜材料层一个主表面之上的表皮层,表皮层含有密度为1-100×104个细胞/平方厘米的表皮细胞。
该发明还提供了该表皮移植物的制备方法和用途,其表皮移植物具有优异的机械性能,操作简便,制备时间大幅缩短,伤口愈合快的优点[9]。
2004年唐山市工人医院美容整形科黄治林等人以1:1混合明胶和壳聚制备明胶/壳聚糖敷料,选黏度范围在150~1000 P a·s的壳聚糖;增塑剂选甘油,占总体积的20%。
通过对明胶/壳聚糖柔韧性和吸胀性的研究,探讨其作为创面敷料的可行性[10]。
2005年又进行了生物安全性评价研究[11]、对新鲜创面的收缩性影响研究[12]。
结论认为:明胶/壳聚糖生物膜不含致热原、致敏原,无皮肤刺激反应,不引起皮肤过敏反应,无溶血反应,生物安全性保证其可望用于临床;明胶/壳聚糖膜用于新鲜创面时,具有延缓收缩的能力。
2005年上海第九人民医院杨光辉等人体外试验了以不同比例与明胶混合的壳聚糖敷膜的生物学特性。
不同比例的壳聚糖-明胶(CGM)敷料是由N, N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基羰基二酰亚胺(EDC)制备的。
CGMs分成纯壳聚糖膜、7:3 (壳聚糖: 明胶), 5:5和3:7四组。
传代培养的人角化细胞接种到CGM表面,测定培养的角化细胞在CGM上的克隆形成系数(CFE)和迁移距离。
7:3、5:5和3:7CGM的CFE值分别为14.33±1.53%、19.17±1.26%和18.33±2.08%,迁移距离则分别为66.22±9.39μm、120.31±15.82μm和225.38±10.48μm。
从而证实,CGM 中明胶的增加能够促进角化细胞增殖和迁移,暗示壳聚糖-明胶膜可作为好的角化细胞传输系统[13]。
参考文献--------------------------------------------------------------------------------[1] Chitosan based wound dressing materials. US4572906(申请日1984.10.02公开日1986.02.25)[2] Maeda, Takuya; Motoyoshi, Haruo. Modification of gelatin dry films. Solubility of UV-irradiated gelatin-chitosan composite membranes. Kenkyu Hokoku - Wakayama-ken Kogyo Gijutsu Senta, Volume Date 1998 34 (Japanese) 1999[3] Soft gel composed with chitosan and gelatin. KR2001016482(申请日2000.12.14公开日2001.3.5)[4] Tucci, M. G.; Ricotti, G.; Mattioli-Belmonte, M. Chitosan and gelatin as engineer ed dressing for wound repair. Journal of Bioactive and Compatible Polymers, 16(2), 14 5-157 (English) 2001[5] Huang, Yan; Onyeri, Stella; Siewe, Mbonda. In vitro characterization of chitosan-g elatin scaffolds for tissue engineering. Biomaterials, 26(36), 7616-7627 (English) 2005[6]壳聚糖明胶海绵. CN93108804.6(申请日1993.07.28颁证日2000.01.01)[7]叶春婷徐国风. CG创伤敷料的研制. 中国生物医学工程学报.1996,15(2).-112-115[8]壳聚糖生物流体敷料膜及其制备方法. 专利申请号:CN01122949.7(申请日:2001.07.17公开日:2003.02.12)[9]组织工程表皮替代物及其制备方法. CN200310108082.3(申请日:2003.10.22公开日:2005.04.27)[10]黄治林孟令军等. 透明型明胶/壳聚糖烧伤创面敷料的研制. 中华烧伤杂志.2004,20(4).-239-240[11]黄治林孟令军等. 明胶/壳聚糖创伤敷料的生物安全性评价. 第四军医大学学报.2005,26(16).-1506-1509[12]黄治林孟令军等. 明胶/壳聚糖创面敷料对新鲜创面收缩性的影响. 中国临床康复.2005,9(30).-93-95[13] Yang, G. H.; Yang, J.; Wang, J. M. Biological behaviors of keratinocytes cultur ed on chitosan-gelatin membrane. Key Engineering Materials, 288-289(Advanced Biomaterials VI), 401-404 (English) 2005。