中藥白及的藥理活性及在新型創(chuàng)傷敷料方面的應用

謝珺，胡雨濤，葉欣，徐偉，朱炳祺，胡夢嬌

浙江中醫(yī)藥大學，浙江 杭州 310053

中藥白及為蘭科植物白及Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.的地下塊莖，又名連及草、甘根、竹粟膠、紫蕙莨、冰球子等[1]。白及具有收斂止血、消腫生肌之功效，不僅被廣泛用于治療吐血、咳血和創(chuàng)傷性出血，而且也一直局部用于克服潰瘍、炎癥等癥狀。理想的創(chuàng)傷敷料應具有吸濕、抗菌、透氣、維持傷口濕潤和促進傷口愈合等特點[2]，而傳統(tǒng)創(chuàng)傷敷料應用于傷口時僅起物理保護作用，幾乎無促進傷口快速愈合的功效，且存在吸收滲液能力弱、無法抵御細菌感染的缺點。應用了白及的新型創(chuàng)傷敷料，不僅具有優(yōu)異的止血消炎特性，而且充分發(fā)揮了自身吸濕性強、透氣性良好等優(yōu)點，是未來新型創(chuàng)傷材料的研發(fā)極具潛力的方向之一。

1 白及的有效化學成分

JIANG等[3]采用聚酰胺吸附法、硅膠柱層析法等方法對乙醇提取的白及進行了化合物的分離，其中，有30多個菲類化合物來自白及的假鱗莖和須根。此外，他們發(fā)現(xiàn)白及中含有較高水平的腔腸素。同時，白及是豐富的多糖來源。白及多糖(BSP)為提取自中藥白及的一種水溶性多糖，別名白及膠、白及甘露聚糖，在熱水中有較高溶解度，在酸性溶液中較穩(wěn)定[4]，也是白及發(fā)揮藥理活性的主要有效成分之一。它的主鏈主要由1,4-連接甘露糖基殘基和1,4-連接的葡萄糖基殘基組成。此外，甘露糖和葡萄糖單位中已被證明存在乙?；煞帧Ｒ灿醒芯勘砻?，甘露糖和葡萄糖為BSP的主要單糖，除外還有少量半乳糖，因此又稱之為葡甘聚糖聚合物[5]。多糖的結構基團易于改性、復合。近年來，多糖憑借它資源豐富、結構簡單、易被人體降解吸收、生物相容性良好等優(yōu)點，在新型醫(yī)用創(chuàng)傷敷料領域開拓出了寬廣的發(fā)展空間[6]。

2 白及的藥理活性

2.1 白及的止血活性 一直以來，白及優(yōu)異的止血功效得到了人們的廣泛關注和研究。董永喜等[8]采用大鼠血熱出血模型研究BSP止血機制，發(fā)現(xiàn)BSP可以縮短血小板聚集的時間；同時，通過調整機體內(nèi)t-PA/PAI-1比值，BSP可以使失衡的纖溶系統(tǒng)和凝血系統(tǒng)恢復平衡，從而更有助于凝血。陸波等[8]經(jīng)過進一步實驗，發(fā)現(xiàn)白及水溶性部位、正丁醇提取部位對家兔體內(nèi)及體外血小板聚集有良好的促進作用。為探究白及的止血機制，ZHANG等[9]基于大鼠損傷模型制備了不同尺寸范圍的白及微粒(BSMPs)。實驗發(fā)現(xiàn)，當BSMPs的尺寸為350~250 nm時，止血效果最好，且其止血作用隨著粉末尺寸的減小而下降。通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，BSMPs局部與出血表面接觸時先形成可見的顆粒/血液聚集物，隨后在創(chuàng)面形成快速密封劑，作為促進止血的物理屏障，實現(xiàn)快速止血。和傳統(tǒng)的止血材料相比，這種物理止血機制不依賴于身體的生理止血機制，即使對凝血障礙患者也是有效的。

2.2 白及的抗炎活性 除了止血以外，中藥白及還具有良好的抗炎作用。LIU等[10]在探究白及對大鼠術后腹膜黏連(PPAs)的影響時，發(fā)現(xiàn)白及不僅能夠降低大鼠PPAs評分，起到良好的抗黏劑的作用，同時也明顯減輕了大鼠PPAs的炎癥反應。這可能是由于BSP對創(chuàng)面組織中超氧化物歧化酶(SOD)的產(chǎn)生具有顯著的提高作用，而SOD作為機體主要的內(nèi)部抗氧化防御有效物質之一，能夠減輕機體相關的內(nèi)部炎癥和疼痛感，從而降低了體內(nèi)的炎癥細胞因子水平[11]。此外，有證據(jù)表明，BSP可以明顯減輕硫代乙酰胺(TAA)誘導的肝硬化大鼠的上皮組織病理損傷程度，推測BSP能夠降低內(nèi)毒素水平，且有效抑制與炎癥相關的關鍵細胞因子IL-6和TNF-α的表達，意味著BSP可以運用于臨床的傷口抗炎中[12]。

2.3 白及的愈傷活性 除了能夠快速止血和消炎外，將白及作為涂敷劑外用，可以使紅細胞局部凝集，促進人工血栓的形成，并能刺激肉芽組織生長，促進創(chuàng)面愈合[13]。在ZHANG等[11]的細胞劃痕實驗中，結果顯示BSP能顯著改善L929細胞的遷移，加速創(chuàng)面愈合；而通過全層切除傷口模型對BSP水凝膠的傷口愈合效益活性進行評估，也同樣發(fā)現(xiàn)其能促進創(chuàng)面誘導后的愈合過程。實際上，體內(nèi)研究表明，作為創(chuàng)面愈合貼劑的BSP可對創(chuàng)面收縮、上皮化、膠原沉積和消除炎癥反應等一系列傷口愈合活動產(chǎn)生顯著的效果。膠原蛋白是真皮的主要細胞外基質成分之一，對維持組織的結構完整性有重要作用。經(jīng)實驗證明，將BSP海綿和明膠海綿同時應用于傷口愈合，BSP海綿組觀察到的膠原沉積更明顯，表明BSP能夠在一定程度上恢復皮膚的完整性[14]。HUANG等[15]在傷口愈合實驗中發(fā)現(xiàn)，BSP水凝膠組和陽性對照組均形成了發(fā)達的皮脂腺、肉芽組織和毛囊，成纖維細胞致密地恢復，表明其具有良好的促進組織生長的效果。

3 白及在創(chuàng)傷敷料上的應用

3.1 白及止血粉 白及由于具有良好的止血愈傷作用，可被制備成不同形式的創(chuàng)傷敷料用于臨床上的傷口愈合。新型的白及凍干超微粉可以有效地用于止血。與傳統(tǒng)方法制備的止血粉不同，冷凍干燥法制備的凍干白及藥材疏松多孔，經(jīng)超微粉碎后粉體的有效成分可與給藥部位直接接觸，并且其滯留在吸附部位的時間得到了延長[16]。王瑋[17]通過大鼠斷尾試驗證實了白及止血粉具有良好的止血效果。由于其含有的淀粉顆粒，粉體可迅速吸收傷口滲液，為創(chuàng)面愈合提供合適的環(huán)境。同時其含有的BSP使得炎癥反應時間大大縮短，提高血管內(nèi)皮生長因子表達，從而促進肉芽組織和血管的再生。此外，在使用止血粉的過程中，可通過外界適當壓迫，以利于止血粉和創(chuàng)面的更好接觸，并避免血液滲出太快而將止血粉沖走。

3.2 白及止血海綿 除了新型白及止血粉外，白及止血海綿也同樣具有優(yōu)異的愈合創(chuàng)傷的功效。QIAN等[14]制備了一種新型白及止血海綿，通過定向冷凍技術使其具有多級排列的多孔通道，這種特性使得其具有良好的吸收能力。除此外，白及止血海綿中的BSP能夠吸引和激活血小板，從而加速傷口愈合。王巍等[18]將白及止血海綿應用于大鼠斷尾、家兔肝臟脾臟出血模型和犬的肝臟創(chuàng)傷止血模型中，均得到了較好的止血效果。通過將白及和不同藥物交聯(lián)制成復合海綿能夠很好地整合它們各自的優(yōu)點，DING等[19]將殼聚糖-氧化白及多糖和殼聚糖-銀交聯(lián)組成新型的海綿狀雙層敷料，不僅顯示出了優(yōu)異的保水性、吸濕性和供氧能力，還能夠快速減輕炎癥現(xiàn)象。而且在這種復合海綿中，白及自身良好的生物相容性能減輕其他藥物的毒性。以白及多糖/氧化石墨烯復合海綿(BGCS)為例，純氧化石墨烯本身具有潛在形成血栓、溶血和細胞毒性等缺點，而與其交聯(lián)的BSP可顯著改善這些情況。全凝血實驗表明，BGCS能在30 s內(nèi)促進血液凝固，在傷口止血領域顯示出巨大的潛力[20]。

3.3 白及水凝膠 水凝膠是一種果凍狀材料，由水溶性高分子材料特殊加工后制成。水凝膠松散的微觀結構可促進氧氣和二氧化碳的氣體交換，有利于細胞生長、營養(yǎng)物質運輸?shù)任h(huán)境代謝活動。由白及制備的BSP水凝膠除止血抗炎的功效外還具有良好的吸水能力，可以保持傷口組織中環(huán)境中的水分[11]。研究發(fā)現(xiàn)，將BSP與某些多糖交聯(lián)制備成水凝膠，會產(chǎn)生出乎意料的協(xié)同反應。例如將BSP與羧甲基殼聚糖(CMC)結合形成水凝膠，可產(chǎn)生一種很有潛力的創(chuàng)面敷料，能夠綜合兩種多糖在傷口愈合方面的生物活性功效，使羥基自由基清除能力得到增強。并且這種水凝膠在結合過程中所添加的輔料凝膠基質，有利于創(chuàng)造潮濕的環(huán)境，加速傷口的愈合。HUANG等[15]就其制備的Bsp4：CMC1：CBM9401水凝膠進行了全層創(chuàng)面愈合效果評價，其中水凝膠組和陽性對照組在初始炎癥階段第3天創(chuàng)面處有愈合跡象，7 d后愈合良好；而傷后第14天鹽水組的傷口仍未完全重建。這些研究表明，由白及制備的多糖水凝膠在傷口治療中具有廣闊的應用前景。

3.4 白及納米紡絲纖維敷料 納米纖維由于其孔隙小、結構致密、比表面積大的特性，在能夠有效阻擋入侵的灰塵、病菌等的同時，具有吸濕性良好、可透氣等優(yōu)點，將其應用于創(chuàng)傷敷料中可以大大提高對傷口的愈合能力。同時納米纖維作為藥物載體可具有一定的緩釋作用?；贐SP的藥理活性，可將其制備成具有良好功效的納米紡絲纖維敷料。楊凱等[21]通過濕法紡織工藝制備的BSP/PVA復合纖維，能夠減輕對藥物的破壞，其表面有較多微孔，同時存在許多親水基團，具有良好的吸濕能力。而何勁等[22]通過靜電紡絲制備的復合纖維，能夠通過提升細胞增殖和分化能力促進細胞再生和傷口愈合。選擇抗菌劑如鹽酸小檗堿和具有生肌消炎的藥物如白及等交聯(lián)包封于其中的復合纖維，具有醫(yī)用抗菌愈傷敷料的應用潛力，且將多種藥物的功能整合在一層敷料薄膜中，降低了敷料的更換頻率，一定程度上減輕了患者的痛苦。

4 白及的安全性評價

4.1 白及的血液相容性 體外毒性試驗中血液相容性是評價生物材料毒性作用的重要初始指標，通常通過測定溶血活性來體現(xiàn)。一般來說，溶血率越低的傷口敷料其血液相容性越好；若與血液接觸發(fā)生溶血現(xiàn)象或紅細胞出現(xiàn)異常時，則該物質具有毒性。LUO等[23]研究白及微球(BSM)對新西蘭家兔紅細胞的溶血活性，Wright染色后未見紅細胞裂解及形態(tài)異常，說明BSM未對紅細胞造成損傷。而LIU等[24]則采用白及多糖基共聚物BSP-ss-SA膠束處理人類紅細胞，其溶血率大大低于會對紅細胞造成損傷的最低溶血率。這些結果表明，白及具有較高的血液相容性，給藥過程中不易發(fā)生溶血現(xiàn)象。

4.2 白及的細胞毒性 目前，細胞毒性試驗顯著影響生物相容性評價。當藥物具備毒性時，細胞往往因生化反應、生物分子結構改變最先受到傷害，而這種改變無法用形態(tài)學方法檢測，因此可從藥物對細胞的增殖和生長代謝的影響來評價[23]。研究通過MTT細胞增殖實驗檢測BSP對小鼠成纖維細胞的細胞毒性，發(fā)現(xiàn)在較長時間內(nèi)即使給予100磅/毫升BSP，對細胞的存活率也無顯著影響，給予較低劑量的BSP反而能輕微促進細胞生長[11]。此外，有證據(jù)表明，用MTT法分別測試BSP水凝膠對M293T細胞[15]、BSMs對人臍靜脈內(nèi)皮細胞的細胞毒性[23]，在任何潛伏期內(nèi)均未觀察到毒性，說明了白及應用于創(chuàng)傷敷料中的安全有效性。

5 展望

白及作為一種中藥材，具有良好的生物相容性，且顯示了高效的止血、消腫和愈合創(chuàng)傷的藥理活性，由于其愈傷能力顯著和廉價、易獲得的特點，能夠被制備成優(yōu)異的具有止血抗炎功效的新型創(chuàng)傷敷料，在生物醫(yī)藥材料領域上的應用具有非常廣闊的前景。然而關于白及在傷口愈合中的具體調控機制仍有待進一步闡明，且面對特殊人群如糖尿病患者的傷口護理，與白及相關的特異性創(chuàng)傷敷料仍有待研發(fā)。相信隨著科技的發(fā)展，人類能夠制造出更多智能化、多元化的創(chuàng)傷敷料，以造福廣大傷者。