乙醛酸改性殼聚糖及其釋藥性能研究鄒議

廖騰火生、張玲俠、張晶晶(浙江美諾華藥物化學有限公司 312369)

殼聚糖是甲殼素脫乙酰的產(chǎn)物，甲殼素是天然有機高分子僅次于纖維素，并且每年都有大量自然的甲殼素生成，它的產(chǎn)量和纖維素差不多，存儲量很大。殼聚糖是一種聚氨基葡萄糖，它一直在醫(yī)藥行業(yè)中被大量使用。例如：凝膠劑、DNA載體、壓片輔料、微凝膠、潤濕劑等。

一、改性殼聚糖

殼聚糖本身具有低毒性、可降解性、相容性，幾乎不會產(chǎn)生過敏作用，所以殼聚糖在醫(yī)藥行業(yè)有廣泛的發(fā)展前景。然而殼聚糖和水不相溶，并且pH值呈堿性，是一種有機溶劑，它只能溶于有機酸內(nèi)，比如：乙酸、甲酸、檸檬酸內(nèi)，這大大限制了殼聚糖的使用范圍。所以，現(xiàn)階段的主要任務(wù)是對殼聚糖進行改性，以便殼聚糖在醫(yī)藥行業(yè)可以發(fā)揮更廣泛的作用。

（一）化學改性。由于殼聚糖本身具有氨基與羧基，帶有特殊的化學性質(zhì)，所以殼聚糖要經(jīng)過化學反應(yīng)來改變其性質(zhì)。這些化學反應(yīng)有助于研究殼聚糖的結(jié)構(gòu)，還有利于開發(fā)其潛在價值。

1、氧化反應(yīng)。殼聚糖的氨基與羧基官能團，使其極易被氧化。將殼聚糖中的游離氨基用硫酸酸化后，可以再讓羧基氧化，這時殼聚糖的化學式和肝素基本一致，可用于代替肝素成為新型的抗凝血材料。氧化反應(yīng)的原理較為復(fù)雜，它的反應(yīng)溫度和pH值有很大的關(guān)系。

2、?；磻?yīng)。殼聚糖可以和多種有機酸結(jié)合，生成的有機物主要是酰氯，在反映的過程中可以加入多種芳香族?；?，這會使生成物的可溶性獲得很大提高，這是目前研究最多的殼聚糖反應(yīng)。

3、羧甲基反應(yīng)。這是用羧甲基代替殼聚糖羥基上的氫原子而形成的，它受反應(yīng)溫度與介質(zhì)的影響，溫度和介質(zhì)不同生成的產(chǎn)物也不同。現(xiàn)階段。殼聚糖羧甲基是研究最廣泛的化學反應(yīng)。

4、烷基化反應(yīng)。殼聚糖的氨基為一級氨基，只有一對電子，并有強大的親核性，可以和環(huán)氧衍生物、鹵代烷共同反應(yīng)，生成N-烷基化物。在不一樣的反應(yīng)條件下，殼聚糖的氫基和羥基也能產(chǎn)生烷基化反應(yīng)。殼聚糖在記入烷基后。在很大程度上價降低了殼聚糖間的氫鍵，這樣使烷基化的生成物更易與水相溶。

5、氰乙基化反應(yīng)。在堿性環(huán)境下，殼聚糖可以和丙烯氰發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生殼聚糖氰乙基醚，在不同的溫度下生成的產(chǎn)物也不盡相同。當溫度在20℃時，反應(yīng)只在羥基上進行，當溫度在60到80℃時，只有30%的氨基參與反應(yīng)。并且生成的氰乙基在減水中形成羧基與酰胺的副反應(yīng)。

6、羥基反應(yīng)。殼聚糖在乙醇、堿、異丙醇內(nèi)，和羥基發(fā)生反應(yīng)生成羥基衍生物。

7、季銨化反應(yīng)。殼聚糖上每個單元都有一個氨基，經(jīng)過烷化獲得烷化鹽。因為季銨的加入，可以有效提高殼聚糖季銨鹽的水溶性。

8、用糖代替殼聚糖。運用希夫堿作為殼聚糖的還原物，在乙醛酸的催化作用下，殼聚糖能和帶有羧基的糖發(fā)生反應(yīng)，在C-2上的氨基加入碳水化合物代替氨基，以便得到帶有樹狀結(jié)構(gòu)的可以溶在水中的殼聚糖碳水化合物衍生物。其中組成碳水化合物的主要成分為葡萄糖、乳糖、半乳糖等。

（二）殼聚糖在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的改性。穿越聚合物網(wǎng)絡(luò)指的是集合兩種或是兩種以上的互連聚合物經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的互相穿越而產(chǎn)生的混合聚化物，這些網(wǎng)絡(luò)中最少會有一個網(wǎng)絡(luò)在其它網(wǎng)絡(luò)中獨立聯(lián)合而成。

（三）殼聚糖和羧基殼聚糖的應(yīng)用。改性后的殼聚糖具有很多優(yōu)秀品質(zhì)，并廣泛使用在化妝品、醫(yī)藥、食品、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、等領(lǐng)域。

1、在化妝品中的應(yīng)用。殼聚糖和羧基殼聚糖都具備較強的粘著力，并且?guī)в蟹缐m、保溫、抗靜電等良好性能，所以被用于發(fā)型固定劑的制備、柔軟劑、保護毛發(fā)劑等，它不但可以使頭發(fā)松軟、方便梳理、有光澤外，還有助于頭發(fā)的生長，被越來越多的使用在潤膚劑、洗發(fā)香波、固發(fā)摩絲等產(chǎn)品中。

2、在醫(yī)藥中的應(yīng)用。在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中，用殼聚糖制作的手術(shù)縫合線具有質(zhì)量好、性能強的特點，同時消毒簡單、儲存時間長，可以被人體組織液降解吸收，使傷口愈合后不用拆線。用殼聚糖制作的人造皮，柔軟舒適，將其蓋在燒傷人員的皮膚上有減輕痛苦的功效，使傷口可以快速愈合，有助于皮膚再生。另外，可以將殼聚糖用在制作微型膠囊和疫苗、以及消毒眼膏與隱形眼鏡上。

二、對羧甲基殼聚糖的釋藥性進行探討

（一）實驗材料和儀器。材料包括：CMCS和牛的血清蛋白(BSA)。儀器包括：電子天平、攪拌器、紫外線光度計、細胞超聲粉碎機、振蕩恒溫機、超速冰凍離心機。

（二）實驗的操作方法。

1、制備BSA標準曲線。準確稱得BSA粉末0.150g，用規(guī)格為50ml的容量瓶進行測量，獲得一定的溶液量，并將其稀釋成0.2、0.4、1。 0、2.0、3.0mg/mL 五個不同濃度的保準液體， 并在280nm出分別檢測吸收度，同時制作回歸曲線，計算曲線方程。

2、體外釋放BSA。將用離心機獲得的帶有BSA載體的羧甲基殼聚糖，放在含有0.2ml的PBS溶液中，并將溶液放在規(guī)格為6ml的試管內(nèi)，將試管安置在37℃的環(huán)境內(nèi)，并以每分鐘150次的頻率和來回震蕩，間隔一段時間后取出，離心大約30分鐘，將上清液取出5ml，同時補充5ml新鮮的PBS溶液，在280nm出用紫外線測定吸收，和相應(yīng)的空白納米粒作對比，對其釋放度進行計算，并繪制曲線圖。

（三）體外釋放BSA。BSA在胃液(pH值1.0)、小腸液(pH值6.8)、結(jié)腸液(pH值7.4)的方程式基本為 A=0.01683+0.5971C，有關(guān)系數(shù)為R=0.978，A=0.05983+0.4176C，有關(guān)系數(shù)為R=0.9899，線性關(guān)系良好。

總結(jié)：

終上所述，將殼聚糖進行改性后，可以改善其自身性質(zhì)，使殼聚糖可以更廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域中。同時對殼聚糖的釋藥性進行研究，為殼聚糖在醫(yī)藥界更廣泛的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。