甲殼纖維素：醫(yī)療技術(shù)新材料

文/魏道培

當(dāng)提到甲殼素時(shí)，許多人首先會(huì)聯(lián)想到昆蟲或甲殼類動(dòng)物；然而鮮為人知的是，自然界中動(dòng)物甲殼纖維素很快就可以用于醫(yī)學(xué)，即傷口敷料。這是德國紡織和纖維研究院(DITF)的最新研究成果，并且他們還研發(fā)出一種專門提取甲殼纖維素的新方法。

甲殼素潛在的天然本質(zhì)

無論是螃蟹還是甲蟲：許多昆蟲和甲殼蟲類動(dòng)物的殼主要由多糖組成，這類多糖使其翅膀展開時(shí)非常靈活有力。雖然這類動(dòng)物殼在自然界中豐富且便宜，但到目前為止，它原可為人類發(fā)揮重要作用且可再生的材料卻仍被忽視。今天，這一情況即將發(fā)生改變，DITF研究人員開發(fā)出創(chuàng)新方法，使甲殼纖維素作為生物聚合物與天然纖維素完美結(jié)合，成為紡織工業(yè)和醫(yī)學(xué)的重要原材料來源。這類纖維素首先要從甲殼類動(dòng)物中去除蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，才能提取。目前僅從蟹殼中提取出來的纖維素已足夠了。

纖維素和殼質(zhì)素的融合

DITF生物聚合物材料能力中心研究員安吉·奧塔（Antje Ota）博士為該項(xiàng)目的主要貢獻(xiàn)者。他利用甲殼素與纖維素的結(jié)合，以環(huán)保的方式制備少量可溶劑，即離子液體溶劑，旨在加工纖維素和甲殼素。奧塔解釋說，這是人類首次一次性將這類原料加工成纖維。

離子液體在100攝氏度內(nèi)的溫度下能溶解許多聚合物，包括甲殼素的長鏈多糖。在DITF研究過程中，他們發(fā)現(xiàn)，可生物降解的甲殼素纖維含量高達(dá)50%。與純纖維素纖維相比，它的保水量增加了20%到60%。研究人員期望這種完全新穎的纖維素，即甲殼素混合纖維能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)潛力，為加速愈合傷口過程提供有效的敷料。它之所以能加速愈合傷口，重要的原因之一是，這類材料制成的新型無紡布具有抗菌性和高透氣性。

加快愈合傷口的過程

研發(fā)這類纖維需要新的生產(chǎn)工藝。因?yàn)檫@類纖維的生產(chǎn)不含添加劑，溶劑幾乎可完全被吸收，因此十分環(huán)保。這不僅針對(duì)原材料本身，而且為了適宜加工，DITF研究人員也充分考慮到可循環(huán)的環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益。

甲殼素僅次于細(xì)胞膜質(zhì)纖維素，是全球第二常見的生物聚合物。與由農(nóng)業(yè)植物制成的生物塑料相比，它擁有獨(dú)特的醫(yī)學(xué)價(jià)值，不會(huì)與其他纖維素原材料產(chǎn)生競爭。這一類纖維素在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中能發(fā)現(xiàn)更多高質(zhì)量的潛在用途。

DITF的甲殼素研發(fā)項(xiàng)目是由德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部以及巴登-沃滕堡省經(jīng)濟(jì)、勞工和住房部提供資助。作為德國著名的研究社區(qū)朱澤（Zuse）社區(qū)的一部分，DITF還進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)踐研究。甲殼纖維素項(xiàng)目是一個(gè)面向應(yīng)用的研究項(xiàng)目，它被確立成為德國搶占下一個(gè)工業(yè)制高點(diǎn)的抓手。

（據(jù)德國《纖維與紡織研究院》https://www.ditf.de/en/index/current/press-releases.html近期資料）