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，它一直在醫藥行業中被大量使用。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，幾乎不會產生過敏作用，所以殼聚糖在醫藥行業有廣泛的發展前景。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，比如：乙酸、甲酸、檸檬酸內，這大大限制了殼聚糖的使用范圍。所以，現階段的主要任務是對殼聚糖進行改性，以便殼聚糖在醫藥行業可以發揮更廣泛的作用。

（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，所以殼聚糖要經過化學反應來改變其性質。這些化學反應有助于研究殼聚糖的結構，還有利于開發其潛在價值。

1、氧化反應。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。氧化反應的原理較為復雜，它的反應溫度和pH值有很大的關系。

2、酰化反應。殼聚糖可以和多種有機酸結合，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酰基，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。

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

4、烷基化反應。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，可以和環氧衍生物、鹵代烷共同反應，生成N-烷基化物。在不一樣的反應條件下，殼聚糖的氫基和羥基也能產生烷基化反應。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。在堿性環境下，殼聚糖可以和丙烯氰發生反應，產生殼聚糖氰乙基醚，在不同的溫度下生成的產物也不盡相同。當溫度在20℃時，反應只在羥基上進行，當溫度在60到80℃時，只有30%的氨基參與反應。并且生成的氰乙基在減水中形成羧基與酰胺的副反應。

6、羥基反應。殼聚糖在乙醇、堿、異丙醇內，和羥基發生反應生成羥基衍生物。

7、季銨化反應。殼聚糖上每個單元都有一個氨基，經過烷化獲得烷化鹽。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生反應，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構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）殼聚糖在聚合物網絡中的改性。穿越聚合物網絡指的是集合兩種或是兩種以上的互連聚合物經過網絡的互相穿越而產生的混合聚化物，這些網絡中最少會有一個網絡在其它網絡中獨立聯合而成。

（三）殼聚糖和羧基殼聚糖的應用。改性后的殼聚糖具有很多優秀品質，并廣泛使用在化妝品、醫藥、食品、環保、農業、等領域。

1、在化妝品中的應用。殼聚糖和羧基殼聚糖都具備較強的粘著力，并且帶有防塵、保溫、抗靜電等良好性能，所以被用于發型固定劑的制備、柔軟劑、保護毛發劑等，它不但可以使頭發松軟、方便梳理、有光澤外，還有助于頭發的生長，被越來越多的使用在潤膚劑、洗發香波、固發摩絲等產品中。

2、在醫藥中的應用。在醫藥產業中，用殼聚糖制作的手術縫合線具有質量好、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，并將溶液放在規格為6ml的試管內，將試管安置在37℃的環境內，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)、結腸液(pH值7.4)的方程式基本為 A=0.01683+0.5971C，有關系數為R=0.978，A=0.05983+0.4176C，有關系數為R=0.9899，線性關系良好。

總結：

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