天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料論述課件

天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料

天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料

人們對(duì)生命科學(xué)的濃厚興趣在于人類本身就是生命．人們對(duì)生物醫(yī)高分子重視與關(guān)切是因?yàn)闃?gòu)成人類肌體的基本物質(zhì)，諸如蛋白質(zhì)、核糖核酸、多糖、一些脂質(zhì)都是高分子化合物；人類肌體的皮膚、肌肉、組織和器官都是由高分子化合物組成的。天然高分子材料是人類最早使用的醫(yī)學(xué)材料之一。

人們對(duì)生命科學(xué)的濃厚興趣在于人類本身就是生命．人們

五十年代中期，由于合成高分子的大量涌現(xiàn)，曾使這類材料退居次要地位。然而，由于天然材料具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)，它的多功能性質(zhì)和與生體的相容性，生物可降解性，加之對(duì)它的改性與復(fù)合，人們一直沒有放棄對(duì)它的深入研究，特別是最近對(duì)雜化材料研究的需要，更顯示出它的特點(diǎn)，成為不可缺少的重要生物醫(yī)學(xué)材料之一。

五十年代中期，由于合成高分子的大量涌現(xiàn)，曾使這類材料

目前天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料主要有天然多糖類材料和天然蛋白質(zhì)材料二大類。由于它們結(jié)構(gòu)和組成的差異，表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，應(yīng)用領(lǐng)域也不完全一樣。但是，相似

之處在于它們?cè)隗w內(nèi)很容易降解，降解產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)毒且可為人體所吸收，參與人體的代謝循環(huán)，因此具有廣泛的潛在用途。

目前天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料主要有天然多糖類材料和第一節(jié)天然多糖類材料

第一節(jié)天然多糖類材料

多糖是由于許多單糖分子經(jīng)失水縮聚，通過(guò)糖苷鍵結(jié)合而成的天然高分子化合物，多糖水解后如果只產(chǎn)生一種單糖則稱為均聚糖如纖維素、淀粉等，最終水解產(chǎn)物是二種或二種以上單糖則稱為雜聚糖如菊粉等。自然界廣泛存在的多糖主要有：

多糖是由于許多單糖分子經(jīng)失水縮聚，通過(guò)糖苷鍵結(jié)合而成的天然高

１植物多糖，如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠等。２動(dòng)物多糖，如甲殼素、殼聚糖、肝素、硫酸軟骨素等。３瓊脂多糖，如瓊脂、海藻酸、角叉藻聚糖等。４菌類多糖，如Ｄ—葡聚糖、Ｄ—半乳聚糖、甘露聚糖等。５微生物多糖，如右旋糖酐、黃原膠、凝乳糖、出芽短梗孢糖等。研究較多的多糖類材料為纖維素、甲殼素和殼聚糖。

１植物多糖，如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠等。一、纖維素

一、纖維素

纖維素是由Ｄ－吡喃葡萄糖經(jīng)由β１，４糖苷鍵連結(jié)的高分子化合物，具有不同的構(gòu)型和結(jié)晶形式，人們發(fā)現(xiàn)纖維素已經(jīng)有１５０多年，但是由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，至今仍然不能說(shuō)對(duì)其十分清楚。纖維素的分子呈長(zhǎng)鏈狀，是一種結(jié)晶性高分子化合物，不同種纖維素之間的結(jié)晶結(jié)構(gòu)存在差異，天然纖維素屬纖維Ｉ型，再生纖維素屬纖維Ⅱ型。用強(qiáng)堿處理天然纖維，結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由Ｉ型變?yōu)椋桑尚汀?/p>

纖維素是由Ｄ－吡喃葡萄糖經(jīng)由β１，４糖苷鍵連結(jié)的

纖維的結(jié)晶程度在不同天然纖維間也存在差異，一般來(lái)說(shuō)，隨著結(jié)晶程度的提高其抗張程度、硬度、密度增加，但彈性、韌性、膨潤(rùn)性、吸水性、化學(xué)反應(yīng)性下降。精制的天然纖維素其結(jié)晶度約為７０％，絲光纖維約為４８％，再生纖維約為３８％～４０％。無(wú)定形區(qū)的纖維分子排列雜亂，因而較易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。纖維素是一種非還原性的碳水化合物，不溶于水和一般有機(jī)溶劑，但能溶解于某些堿性溶劑和高濃度的無(wú)機(jī)酸溶液如銅胺堿、季胺堿亦可溶解于若干種鹽的濃水溶液中。

纖維的結(jié)晶程度在不同天然纖維間也存在差異，一般來(lái)說(shuō)

纖維素的每一個(gè)葡萄糖單元具有三個(gè)羥基，有８種取代的可能性，如果各羥基具有相等的反應(yīng)機(jī)會(huì)，且已取代的羥基對(duì)未取代羥基不產(chǎn)生影響，從理論上講基取代度可達(dá)３０。但是由于它的結(jié)晶性和Ｃ２、Ｃ３和Ｃ６的反應(yīng)活性不同，其取代度一般均在０～３．０之間。

纖維素的每一個(gè)葡萄糖單元具有三個(gè)羥基，有８種取代的可能性

纖維素在醫(yī)學(xué)上最重要的用途是制造各種醫(yī)用膜，這種纖維膜的制造反應(yīng)包括以下三個(gè)步驟：

纖維素在醫(yī)學(xué)上最重要的用途是制造各種醫(yī)用膜，這種纖維１化學(xué)改性生產(chǎn)可溶性或熱塑性纖維素衍生物；２用溶液燒注或溶融法形成薄膜；３對(duì)纖維素衍生物進(jìn)行處理得到再生纖維素。

１化學(xué)改性生產(chǎn)可溶性或熱塑性纖維素衍生物；目前再生纖維素的生產(chǎn)主要有以下三種技術(shù)：

目前再生纖維素的生產(chǎn)主要有以下三種技術(shù)：

１銅氨法：將纖維素溶于銅氨溶液中形成可溶性絡(luò)合物，然后與酸反應(yīng)再生。２粘膠法：纖維素與堿和二硫化碳反應(yīng)，生成黃原酸，然后與酸反應(yīng)再生。３熱塑性醋酸纖維素與堿反應(yīng)水解再生。

１銅氨法：將纖維素溶于銅氨溶液中形成可溶性絡(luò)合物，然后與酸

干燥狀態(tài)的再生纖維素膜比較脆，不易得到滿意結(jié)果，因此常需加入甘油做增塑劑，由于進(jìn)行了增塑和膜的濕敏性等原因故應(yīng)適當(dāng)保存。

干燥狀態(tài)的再生纖維素膜比較脆，不易得到滿意結(jié)果，因再生纖維素（銅珞玢）：是目前人工腎使用較多的透析膜材料，對(duì)溶質(zhì)的傳遞，纖維素膜起到篩網(wǎng)和微孔壁壘作用。一種再生纖維素（銅珞玢）在臨床上雖獲得極大成功，然而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期連續(xù)使用也可能引起諸如神經(jīng)障礙、色素沉積等弊端，未移除的中分子量物質(zhì)在體內(nèi)蓄積亦可引起病理癥狀和出現(xiàn)暫時(shí)性白細(xì)胞減少癥。再生纖維素（銅珞玢）：是目前人工腎使用較多的透析膜材料，對(duì)溶

另一種再生纖維素的制造方法是利用醋酸纖酸素的脫乙?；姆椒ㄟM(jìn)行再生。方法是將醋酸纖維素用四甲基砜增塑，再用熔融擠出法制成空心纖維，然后用氫氧化鈉進(jìn)行水解反應(yīng)，四甲基砜在水解反應(yīng)中移除并以甘油取代之。醋酸纖維素的性質(zhì)主要取決于乙?；潭?，增塑劑的性質(zhì)和比例，亦取決于纖維素分子的鏈長(zhǎng)。醋酸纖維素膜，主要用于血透析系統(tǒng)全氟代?；w維素：用于制造膜式肺、人工心瓣膜、人工細(xì)胞膜層，各種導(dǎo)管、插管和分流管等。

另一種再生纖維素的制造方法是利用醋酸纖酸素的脫

纖維素及其衍生物還可以用作載體進(jìn)行多種酶的固定，微膠囊的制備和藥物釋放系統(tǒng)，齒科修補(bǔ)材料和止血?jiǎng)?/p>

纖維素及其衍生物還可以用作載體進(jìn)行多種酶的固定，微膠囊的二、甲殼素與殼聚糖

二、甲殼素與殼聚糖

甲殼素的學(xué)名為１，４—２—乙酰胺基—α—脫氧—β—Ｄ葡聚糖。殼聚糖是甲殼素脫去部分乙?；蟮漠a(chǎn)物。甲殼質(zhì)及殼聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素十分相似，它們之間的差別在于分子長(zhǎng)鏈上的每個(gè)葡萄糖單元上的C2上所接的基團(tuán)，所接基團(tuán)為乙酰胺基的是甲殼素，所接基團(tuán)為氨基（-NH2）的是殼聚糖，而纖維素分子所接的基團(tuán)為羥基（-OH）

甲殼素的學(xué)名為１，４—２—乙酰胺基—α—脫氧—β—Ｄ葡天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料論述課件

甲殼素是一種來(lái)源于動(dòng)物的天然多糖，在自然界中的產(chǎn)量?jī)H次于纖維素而居第二位，也是現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的眾多天然多糖中僅有的具有明顯堿性的天然多糖。甲殼素的發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年的歷史，但它的發(fā)展比較緩慢。１９７７年，在美國(guó)波士頓召開第一屆甲殼素／殼聚糖國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)之后，發(fā)現(xiàn)具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景才逐漸受到人們的普遍重視。

甲殼素是一種來(lái)源于動(dòng)物的天然多糖，在自然界中的殼聚糖呈白色或灰白色，略有珍珠光澤，半透明無(wú)定形固體，約在185℃分解，不溶于水和稀堿溶液，可溶于稀有機(jī)酸和部分無(wú)機(jī)酸（鹽酸），但不溶于稀硫酸、稀硝酸、稀磷酸、草酸等。殼聚糖作為溶液被存放和使用時(shí)，需處于酸性環(huán)境中但由于其縮醛結(jié)構(gòu)的存在使其在酸性溶液中發(fā)生降解，溶液粘度隨之下降，如果加入乙醇、甲醇、丙酮等可延緩殼聚糖溶液粘度降低，以乙醇作用最明顯。殼聚糖的化學(xué)性質(zhì)殼聚糖呈白色或灰白色，略有珍珠光澤，半透明無(wú)定形固體，約在

由于甲殼質(zhì)含有羥基，殼聚糖同時(shí)含有羥基和氨基，二者可以通過(guò)酚化、羧基化、羥基化、氰化、醚化、烷化、酯化、醛亞胺化、疊氮化、成鹽、螫合、水解、氧化、鹵化、接枝與交聯(lián)等反應(yīng)生成各種不同結(jié)構(gòu)和不同性能的衍生物。

由于甲殼質(zhì)含有羥基，殼聚糖同時(shí)含有羥基和氨基，二甲殼素和殼聚糖的制備目前工業(yè)上生產(chǎn)甲殼素的主要原料是蝦蟹殼。甲殼素和殼聚糖的制備方法比較簡(jiǎn)單，工藝已很成熟。分析表明，蝦殼和蟹殼的主要成分是碳酸鈣、蛋白質(zhì)、甲殼素以及少量色素，因此，甲殼素的提取過(guò)程也就是甲殼質(zhì)與無(wú)機(jī)鹽和粗蛋白分離的過(guò)程。甲殼素和殼聚糖的制備目前工業(yè)上生產(chǎn)甲殼素的主要原料是蝦蟹殼。

1.酸脫鈣：通常取粉碎的干蟹殼用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％－10％的稀鹽酸浸泡24h，鹽酸溶液以浸沒蟹殼為準(zhǔn)，用清水洗滌數(shù)次，抽濾完成脫鈣。

2.堿脫蛋白：再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％－10％氫氧化鈉溶液浸沒除鈣，然后將蟹殼用水浴加熱至沸騰并保溫lh左右，抽濾，濾渣用清水洗滌至中性，這一步主要是脫蛋白過(guò)程。

3.脫色過(guò)程：可在紫外線作用下完成或用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％的高錳酸鉀浸泡10－20h，過(guò)濾，用清水洗至中性，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6％的亞硫酸氫鈉漂白10－20h，過(guò)濾用清水洗滌至中性，干燥即可得到甲殼質(zhì)。1.酸脫鈣：通常取粉碎的干蟹殼用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％－10％

甲殼素和殼聚糖的制備方法比較簡(jiǎn)單，工藝已很成熟。采用蝦或蟹殼，經(jīng)清洗后浸酸脫鈣，再用堿液脫除蛋白即得到甲殼素。如繼續(xù)以濃堿去乙酰基則得到殼聚糖。殼聚糖的脫乙?；群头肿恿渴瞧鋬身?xiàng)重要參數(shù)。

甲殼素和殼聚糖的制備方法比較簡(jiǎn)單，工藝已很成熟。

另外不同原料（蟹蝦殼、海蟹殼、對(duì)蝦殼、河蝦殼和蠶蛹）用同一方法在相同條件下制備殼聚糖，收率分別為13.6%、12.3%、10.5%、8.70%、l.8%，可見螫蝦殼和海蟹殼是首選原料。此外，還可用酶法、微波法制備殼聚糖。另外不同原料（蟹蝦殼、海蟹殼、對(duì)蝦殼、河蝦殼和蠶蛹）用目前甲殼低聚糖的主要制備方法是化學(xué)法、糖轉(zhuǎn)移法和酶解法。化學(xué)法主要有：氟化氫降解法、酸水解法、氧化法；酶降解法有：專一性酶降解法和非專一性酶降解法。目前大多數(shù)采用化學(xué)法提取甲殼低聚糖，但此法單糖含量高低聚糖收率低，分離過(guò)程復(fù)雜，并且環(huán)境污染嚴(yán)重，而酶降解法工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境污染小，并可以控制聚合度。目前甲殼低聚糖的主要制備方法是化學(xué)法、糖轉(zhuǎn)移法和酶解法。

甲殼素一般來(lái)源于甲殼類動(dòng)物，因而發(fā)現(xiàn)其有明顯的氨基酸含量，即使經(jīng)過(guò)堿處理仍然有大約

0.５％的氨基酸存在。但經(jīng)過(guò)嚴(yán)格脫乙酰的處理后，由于氨基酸的可溶性，一般在殼聚糖中就不再含氨基酸，即使有也極其微量。殼聚糖的金屬離子含量正在引起人們的逐漸重視，因?yàn)檫^(guò)高的金屬對(duì)于制作醫(yī)用品（例如血液透析膜）是不適宜的。

甲殼素一般來(lái)源于甲殼類動(dòng)物，因而發(fā)現(xiàn)其有明顯的氨基酸

甲殼素在人體的代謝途徑有二：一是在溶菌酶的作用下首先分解成低聚糖，然后經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)，一部分以二氧化碳的形式由呼吸道排出體外，另一部分則以糖蛋白的形式為人體吸收利用。代謝途徑

甲殼素在人體的代謝途徑有二：代謝途徑甲殼質(zhì)和殼聚糖的應(yīng)用殼聚糖是天然生物多糖甲殼質(zhì)的脫乙?；苌?，其存在自由氨基，具有十分活潑的物理化學(xué)性質(zhì)，由于殼聚糖具有無(wú)毒副作用、良好的生物相容性、可控的生物降解性、無(wú)抗原性等特性。因?yàn)榘被再|(zhì)活潑，可用很多基團(tuán)和化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行修飾或連上一些促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的細(xì)胞因子和激素等物質(zhì)，因此殼聚糖及殼聚糖膜在生物醫(yī)學(xué)、組織工程、藥物緩釋、細(xì)胞及酶的固定化等許多方面有著十分廣泛的應(yīng)用。甲殼質(zhì)和殼聚糖的應(yīng)用殼聚糖是天然生物多糖甲殼質(zhì)的脫乙?；苌绕涫墙鼛啄隁ぞ厶亲鳛榭山到獾纳锊牧显诮M織工程研究中己引起人們的重視。此外殼聚糖在骨，肌腱、神經(jīng)、皮膚和血營(yíng)修復(fù)的研究中都表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。尤其是近幾年殼聚糖作為可降解的生物材料在組織工程研究中己引起1醫(yī)用纖維和膜材料用甲殼質(zhì)、殼聚糖纖維制成的手術(shù)縫合線己應(yīng)用于臨床。與傳統(tǒng)的羊腸線相比，用殼聚糖制成的吸收型外科手術(shù)縫合線材料柔軟，易打結(jié)，機(jī)械強(qiáng)度高，易被機(jī)體吸收，同時(shí)不改變皮膚膠原蛋白中羥脯氨酸含量，無(wú)炎癥反應(yīng)，還可用常規(guī)方法消毒，增加傷口的抗張強(qiáng)度，加速傷口愈合。1醫(yī)用纖維和膜材料用甲殼質(zhì)、殼聚糖纖維制成的手術(shù)縫合線己應(yīng)

甲殼素縫線的力學(xué)性質(zhì)良好，能很好地滿足臨床實(shí)踐要求。在手術(shù)傷口愈合過(guò)程中，甲殼素縫線在體內(nèi)的抗張強(qiáng)度逐漸下降。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，埋植于家兔背部肌肉內(nèi)１４天，其強(qiáng)度下降到原來(lái)的４５％，２５天后下降至７％，但在體內(nèi)完全溶解的期限卻比ＰＧＡ縫線長(zhǎng)，大致需要６個(gè)月。甲殼素縫線的力學(xué)性質(zhì)良好，能很好地滿足臨床實(shí)踐要求。

甲殼素縫線已經(jīng)具備了可吸收性縫線的基本要求，具有以下特點(diǎn)：１柔軟性好，便于結(jié)扎；２具有創(chuàng)傷治愈效果，傷口修復(fù)快，創(chuàng)口平整漂亮；３可在體內(nèi)生物分解，分解產(chǎn)物安全無(wú)毒；４對(duì)胰液、膽汁等堿性消化液耐受性高。

甲殼素縫線已經(jīng)具備了可吸收性縫線的基本要求，具有以用殼聚糖制成的醫(yī)用纖維膜具有均勻、透明、手感好、柔軟、良好的透氣性、吸水性和殺菌性等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)紡織大學(xué)己成功地將殼聚糖無(wú)紡布、殼聚糖流涎膜、殼聚糖涂層紗布等多種醫(yī)用敷料用于臨床；其中用殼聚糖醋酸溶液制成的殼聚糖無(wú)紡布，透氣透水性能極佳，用于大面積的燒、燙傷，能吸收組織滲出液，防止感染，效果很好。用殼聚糖制成的醫(yī)用纖維膜具有均勻、透明、手感好、柔軟、良好的以甲殼質(zhì)、殼聚糖為主要原料制成的人工皮膚已應(yīng)用于臨床，青島海洋大學(xué)亦成功研制出新型敷料一人造皮膚，該敷料在治療過(guò)程中對(duì)創(chuàng)傷無(wú)刺激、無(wú)過(guò)敏、無(wú)毒性反應(yīng)，且比常規(guī)療法的愈合速度快得多，是一種很好的治創(chuàng)傷敷料。以甲殼質(zhì)、殼聚糖為主要原料制成的人工皮膚已應(yīng)用于臨床，青島海2凝血作用包扎用紗布經(jīng)甲殼質(zhì)粉末或殼聚糖溶液處理后包扎傷口就立即止血，并有消炎作用，傷口愈合速度提高75％，傷口長(zhǎng)好后紗布不粘連，甚至不留痕跡。用殼聚糖制成止血海綿，能夠立即止血，臨床效果非常好。2凝血作用包扎用紗布經(jīng)甲殼質(zhì)粉末或殼聚糖溶液處理后包扎傷口3抗腫瘤作用甲殼素、殼聚糖及其衍生物的抑癌作用已被許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。但關(guān)于甲殼質(zhì)及其衍生物抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的機(jī)理，還沒有完全清楚。據(jù)推測(cè)，甲殼質(zhì)及其衍生物的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移抑制機(jī)制并非基于免疫細(xì)胞的活化或是誘導(dǎo)出殺腫瘤活性，而是甲殼質(zhì)及其衍生物能和血管內(nèi)皮表面粘附分子相結(jié)合，封鎖癌細(xì)胞對(duì)血管內(nèi)皮的粘附和運(yùn)動(dòng)。甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物能夠阻礙癌癥轉(zhuǎn)移過(guò)程中各階段轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞與宿主間的相互關(guān)系，也就是說(shuō)抑制接著性，移動(dòng)性與滲透性等癌細(xì)胞機(jī)能，使得癌細(xì)胞無(wú)法順利轉(zhuǎn)移。3抗腫瘤作用甲殼素、殼聚糖及其衍生物的抑癌作用已被許多實(shí)驗(yàn)

甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物的免疫功能已被國(guó)際所公認(rèn)。殼聚糖能有效地增加巨噬細(xì)胞的吞噬功能和水解酶的活性，通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫系統(tǒng)的功能而抑制腫瘤生長(zhǎng)。巨噬細(xì)胞激活后，除了本身的吞噬殺滅腫瘤細(xì)胞等功能增強(qiáng)外，又能分泌多種免疫因子調(diào)節(jié)其他細(xì)胞免疫與體液免疫。此外，殼聚糖還可顯著促進(jìn)脾臟細(xì)胞生成抗體的能力。4增強(qiáng)免疫甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物的免疫功能已被國(guó)際所公認(rèn)。45降低脂肪和膽固醇心、腦血管疾病，主要誘因是過(guò)量的膽固醇及其脂質(zhì)在血管內(nèi)壁沉積引起動(dòng)脈硬化，而且血管變狹窄，血液流動(dòng)不通暢或者是毛細(xì)血管壁變脆導(dǎo)致破裂而造成出血。為防止心、腦血管病的發(fā)生，必須調(diào)節(jié)體內(nèi)膽固醇的含量。調(diào)節(jié)的途徑有三條：減少吸收量；改變合成速度；加強(qiáng)降解和排泄。殼聚糖是聚陽(yáng)離子很容易與膽汁結(jié)合并全部排除體外，大大降低了膽固醇酶的催化活性，阻礙了膽固醇的轉(zhuǎn)化吸收。同時(shí)殼聚糖能聚集在帶負(fù)電荷的脂肪周圍，形成屏障阻礙脂肪消化酶的活化從而阻礙了脂肪的消化吸收。5降低脂肪和膽固醇心、腦血管疾病，主要誘因是過(guò)量的膽固醇及

利用殼聚糖作為被膜材料制造微膠囊進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和人工生物器官，是其重要的應(yīng)用方面，借助于殼聚糖聚陽(yáng)離子特性與海藻酸鈉、羧甲基纖維素等帶負(fù)電性的高分子聚陰離子反應(yīng)，可制備不同形狀的微膠囊，使高濃度細(xì)胞的培養(yǎng)成為可能。多孔質(zhì)的甲殼素海綿在口腔外科領(lǐng)域用作拔牙創(chuàng)傷、囊摘除、齒科切除部的保護(hù)材料，不僅可促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合也容易脫除，對(duì)細(xì)菌的增殖也有一定的抑制。

利用殼聚糖作為被膜材料制造微膠囊進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和殼聚糖能夠形成一種堅(jiān)硬的、吸水性的生物相容性膜，其吸水性較強(qiáng)，平衡吸水量可達(dá)５０％（Ｗ／Ｗ），殼聚糖膜還具有較好的透氧性，殼聚糖可用作眼科敷料，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)殼聚糖與動(dòng)物的眼膜相容性良好，而且能夠生成較多的成膠原和成纖細(xì)胞，有利于眼疾治療。殼聚糖能夠形成一種堅(jiān)硬的、吸水性的生物相容性膜，其吸水性較強(qiáng)海藻酸海藻酸(Alginate)是存在于褐藻類中的天然高分子，是從褐藻或細(xì)菌中提取出的天然多糖，類似于細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖GAGs，無(wú)亞急性/慢性毒性或致癌性反應(yīng)，可作為食用的食品添加劑，也可作為支架材料用于醫(yī)學(xué)用途，具備良好的生物相容性。海藻酸很容易與一些二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合，形成凝膠。而且，其溫和的溶膠凝膠過(guò)程、良好的生物相容性使海藻酸適于作為釋放或包埋藥物、蛋白與細(xì)胞的微膠囊。當(dāng)其6位上的羧基與鈉離子結(jié)合，就構(gòu)成了海藻酸鈉鹽(SodiumAlginate)。

海藻酸海藻酸(Alginate)是存在于褐藻類中的天然高分子自八十年代以來(lái)，褐藻酸鈉在食品應(yīng)用方面得到新的拓展。褐藻酸鈉不僅是一種安全的食品添加劑，而且可作為仿生食品或療效食品的基材，由于它實(shí)際上是一種天然纖維素，可減緩脂肪糖和膽鹽的吸收，具有降低血清膽固醇、血中甘油三酯和血糖的作用，可預(yù)防高血壓、糖尿病、肥胖癥等現(xiàn)代病。它在腸道中能抑制有害金屬如鍶、鎘、鉛等在體內(nèi)的積累，正是因?yàn)楹衷逅徕c這些重要作用，在國(guó)內(nèi)外已日益被人們所重視。日本人把富含有褐藻酸鈉的食品稱為“長(zhǎng)壽食品”，美國(guó)人則稱其為“奇妙的食品添加劑”。

自八十年代以來(lái)，褐藻酸鈉在食品應(yīng)用方面得到新的拓展。褐藻酸鈉海藻酸鈉基本性質(zhì)(1)海藻酸鈉是無(wú)臭、無(wú)味、淡黃色不定形粉末；(2)海藻酸鈉易溶于水，糊化性能良好，加入溫水使之膨化。吸濕性強(qiáng)，持水性能好，不溶于有機(jī)溶劑；(3)海藻酸鈉的穩(wěn)定性以pH值6-11較好。pH值低于6時(shí)析出海藻酸，不溶于水；pH值高于11時(shí)又要凝膠，粘度在pH值7時(shí)最大，但隨溫度的升高而顯著下降。海藻酸鈉基本性質(zhì)(1)海藻酸鈉是無(wú)臭、無(wú)味、淡(4)海藻酸鈉不耐強(qiáng)酸，強(qiáng)堿及某些重金屬離子，因?yàn)樗鼈儠?huì)使海藻酸凝成塊狀，但堿金屬(鈉、鉀)并不會(huì)使海藻酸鈉漿發(fā)生凝凍。(5)海藻酸鈉水溶液遇酸析出海藻酸凝膠。遇鈣、鐵、鉛等二價(jià)以上的金屬離子立即凝團(tuán)成這些金屬的鹽類，不溶于水而析出。(6)海藻酸鈉低熱無(wú)毒。(4)海藻酸鈉不耐強(qiáng)酸，強(qiáng)堿及某些重金屬離子，因?yàn)樗鼈儠?huì)使海海藻酸應(yīng)用海藻酸是從海帶中提取的一種多聚糖醛酸，多用于醫(yī)藥工業(yè)，作為防肥胖劑和治療胃病的新型藥劑有較大醫(yī)用價(jià)值，同時(shí)，也是生產(chǎn)藻酸丙二醇酯、藻酸三乙胺、藻酸雙酯鈉（PSS）等的重要原料。海藻酸鉀是一種從海帶中提取的天然多糖碳水化合物，具有降低血脂肪、血糖、膽固醇等功效，目前主要用于制藥及保健食品。同時(shí)，海藻酸鉀還是一種良好的牙科印模料及面膜塑形劑，已逐漸應(yīng)用于化妝品行業(yè)。海藻酸鈉具有良好的血液相容性及在體內(nèi)可以降解除去等特點(diǎn)，是靶向給藥很好的載體材料。

海藻酸應(yīng)用海藻酸是從海帶中提取的一種多聚糖醛酸，多用于醫(yī)藥工天然蛋白質(zhì)材料蛋白質(zhì)廣泛存在于動(dòng)物和植物體中，也是人們最早使用的生物物材料之一。作為醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用，主要是結(jié)構(gòu)蛋白，彈性硬蛋白等。由于膠原來(lái)源廣泛，特別是其抗原性低而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，纖維蛋白原具有特殊的生理功能，如止血、可降解性等亦早為人們所應(yīng)用．故對(duì)其作一簡(jiǎn)單慨述。天然蛋白質(zhì)材料蛋白質(zhì)廣泛存在于動(dòng)物和植物體中，也是人們最早使天然蛋白質(zhì)材料——纖維蛋白是纖維蛋白原在生理?xiàng)l件下凝固而成的一種材料。纖維蛋白可用不同方法進(jìn)行化學(xué)改性，其中包括放射性碘化法、與合成高分子進(jìn)行接枝和在纖維蛋白上進(jìn)行酶的固定等。

纖維蛋白主要來(lái)源于血漿蛋白，因此具有明顯的血液和組織相容性，無(wú)毒副作用和其他不良影響。作為止血?jiǎng)?、?chuàng)傷愈合劑和可降解生物材料在臨床上已經(jīng)應(yīng)用很久；它的主要生理功能為止血，另外還可明顯促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合；還可作為一種骨架，促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)；并具有一定的殺菌作用。

天然蛋白質(zhì)材料——纖維蛋白是纖維蛋白原在生理?xiàng)l件下凝固而成纖維蛋白在臨床上應(yīng)用形式：纖維蛋白原的就地凝固，用于眼科手術(shù)的組織粘合劑，肺切除后胸腔填充物和外科手術(shù)中的止血

纖維蛋白粉末，用作止血?jiǎng)梢耘c抗菌素共用，用作充填慢性骨炎和骨髓炎手術(shù)后的骨缺損

纖維蛋白海綿，用作止血?jiǎng)⒈馄今５闹委熀屯僖合偻饪剖中g(shù)后的填充物。

纖維蛋白在臨床上應(yīng)用形式：纖維蛋白原的就地凝固，用于眼科手術(shù)組織代用品，商品名Bioplast，主要用于關(guān)節(jié)成型術(shù)、視網(wǎng)膜脫離、眼外科治療、肝臟止血及疝氣修復(fù)等纖維蛋白薄膜，用于神經(jīng)外科：替代硬腦膜和保護(hù)末梢神經(jīng)縫線；用于燒傷治療：消除頜面竇和口腔間的穿孔。組織代用品，商品名Bioplast，主要用于關(guān)節(jié)成型術(shù)、視網(wǎng)膠原蛋白現(xiàn)在膠原蛋白正慢慢進(jìn)入美容護(hù)膚領(lǐng)域.膠原蛋白是人體組織結(jié)構(gòu)的主要成分之一，也是人體內(nèi)含量最多的一種蛋白質(zhì)，約占人體蛋白質(zhì)總量的25-33%，相當(dāng)于人體體重的6%，它遍及全身的各個(gè)組織器官，如：皮膚、骨骼、軟骨、韌帶、角膜、各種內(nèi)膜、筋膜等，是維持皮膚與組織器官形態(tài)、結(jié)構(gòu)的主要成分，也是修復(fù)各損傷組織的重要原料物質(zhì)。

膠原蛋白現(xiàn)在膠原蛋白正慢慢進(jìn)入美容護(hù)膚領(lǐng)域.膠原蛋白是人體天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料論述課件膠原是一類研究較深入的結(jié)構(gòu)蛋白，在動(dòng)物組織和器官的構(gòu)成中起著重要的作用。由于其來(lái)源廣泛，并具有生物可降解性、生物相容性和低免疫原性，己廣泛應(yīng)用于藥物載體系統(tǒng)和人造血管、瓣膜等組織工程領(lǐng)域。膠原是一類研究較深入的結(jié)構(gòu)蛋白，在動(dòng)物組織和器官的構(gòu)成中起著膠原可應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的另一個(gè)主要原因在于它經(jīng)過(guò)自聚和交聯(lián)，可形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，用弱酸水提取后可制成多種形式的藥物載體系統(tǒng)。膠原的吸收和活性物質(zhì)的釋放受所用的交聯(lián)劑種類和數(shù)量的影響。膠原釋放系統(tǒng)主要包括眼科用的膠原罩、燒傷和創(chuàng)傷用膠原海綿，用于基因釋放的微球、與脂質(zhì)體結(jié)合形成的用于藥物釋放的復(fù)合物以及透皮釋放的控制材料等。膠原可應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的另一個(gè)主要原因在于它經(jīng)過(guò)自聚和交聯(lián)，可膠原的特點(diǎn)膠原有特定的分子結(jié)構(gòu)、大小和氨基酸序列，由3條多肽鏈通過(guò)氫鍵扭曲而成。由肽鏈變化，它們又可分為十幾個(gè)類型。鑒于三股肽鏈的結(jié)構(gòu)差別，己發(fā)現(xiàn)至少有19種類型的膠原，分別位于肌腱、血管、角膜、軟骨等不同的機(jī)體部位，如Ⅰ型膠原主要存在于皮膚、肌腱組織，Ⅱ型膠原主要存在于軟骨組織。其中Ⅰ型膠原含量最高，藥物載體材料的應(yīng)用也就基于這類膠原。膠原的特點(diǎn)膠原有特定的分子結(jié)構(gòu)、大小和氨基酸序列，由3條多在機(jī)體內(nèi)，膠原具有結(jié)構(gòu)蛋白的功能，可抵抗中性蛋白酶的分解作用。但特異性的膠原酶可在距N端約四分之一的位置斷裂其自然螺旋結(jié)構(gòu)。不同類型的膠原對(duì)膠原酶的分解作用有不同的敏感性。在三股螺旋結(jié)構(gòu)破裂后，膠原分子可由明膠酶和非專一性蛋白酶進(jìn)一步分解成小肽和氨基酸。在體外，膠原纖維的分解可通過(guò)與組織蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶一起孵育來(lái)進(jìn)行，這種方法可用于提取可溶性膠原。在機(jī)體內(nèi)，膠原具有結(jié)構(gòu)蛋白的功能，可抵抗中性蛋白酶的分解作用膠原的制備技術(shù)膠原的制備技術(shù)歷史較長(zhǎng)，方法多樣。膠原是由3條多肽鏈組成的大分子。分子之間通過(guò)共價(jià)鍵搭橋交聯(lián)，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水中溶解度低。有—部分未能共價(jià)交聯(lián)或者在體內(nèi)未成熟的膠原可用中性鹽或稀醋酸溶液提取而溶解出來(lái)，此部分稱為可溶性膠原，又稱作酸溶性膠原。而大部分膠原都是以膠原纖維形式存在，彼此又互相交叉而成網(wǎng)狀，成為難溶性膠原。對(duì)于難溶性膠原可先用胃蛋白酶消化水解去末端(非螺旋型區(qū)域)肽后再用稀醋酸溶液提取。故難溶性膠原又稱作胃蛋白酶促溶性膠原。膠原的提制方法主要有以下幾種：膠原的制備技術(shù)膠原的制備技術(shù)歷史較長(zhǎng)，方法多樣。膠原是由31可溶性及酶水解性膠原的制備以動(dòng)物皮、鱗、骨等結(jié)締組織為原料，經(jīng)酸、堿預(yù)處理后、先用醋酸提取，可制得酸溶性膠原，然后用胃蛋白酶消化，可制得酶促溶性膠原。膠原粗品經(jīng)反復(fù)透析、離心等純化處理后，經(jīng)冷凍干燥可制得酸溶性和酶促溶性制品。1可溶性及酶水解性膠原的制備以動(dòng)物皮、鱗、骨等結(jié)締組織為原2人膠原制備近年來(lái)隨生物技術(shù)的發(fā)展．采用基因重組技術(shù)生產(chǎn)人膠原的方法已經(jīng)形成。美國(guó)膠原公司利用特定乳腺表達(dá)系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)從轉(zhuǎn)基因動(dòng)物奶汁中提取人膠原，并申請(qǐng)了美國(guó)和國(guó)際專利(PCT，9416570)。將特定乳腺表達(dá)系統(tǒng)微量注射到受精卵母細(xì)胞后，移植到哺乳動(dòng)物母體，使其懷胎足月，得到能產(chǎn)生含重組人膠原奶汁的哺乳動(dòng)物。這種方式產(chǎn)生的人膠原是不含其他類型膠原雜質(zhì)的彈性膠原。2人膠原制備近年來(lái)隨生物技術(shù)的發(fā)展．采用基因重組技術(shù)生產(chǎn)人膠原的應(yīng)用膠原作為生物材料具備以下優(yōu)點(diǎn)：來(lái)源豐富，易于提取純化；非抗原性；可生物降解和生物重吸收；非毒性和生物相容性良好；與生物活性成分具有協(xié)同性；有較高的可伸縮性和一定可擠壓性，具有生物可塑性；促進(jìn)凝血，有止血作用；可制備成許多不同的形式；通過(guò)交聯(lián)可調(diào)節(jié)生物降解性；利用其不同官能團(tuán)，可定向生產(chǎn)所需材料；與合成聚合物有相容性。膠原的應(yīng)用膠原作為生物材料具備以下優(yōu)點(diǎn)：其缺點(diǎn)是：純化1型膠原費(fèi)用較高；分離出的膠原有可變性，例如交聯(lián)密度、纖維大小、微量雜質(zhì)含量等；其親水性導(dǎo)致其可易于溶脹和較快速的釋放；與水解相比較，酶解速率具有可變性；操作復(fù)雜；可能產(chǎn)生副作用，例如牛海綿腦（BSF）和礦化作用。其缺點(diǎn)是：純化1型膠原費(fèi)用較高；分離出的膠原有可變性，例如1.藥物膠原釋放系統(tǒng)在制備以膠原為載體的藥物釋放系統(tǒng)中需加入交聯(lián)劑，例如戊二醛、碳二亞胺、酚基疊氮化物等，以便增加強(qiáng)度、減慢分解，從而延長(zhǎng)藥物釋放時(shí)間。以膠原為基質(zhì)的系統(tǒng)可制備成膜劑、片劑、海綿、微粒及注射劑等劑型，用于不同的給藥部位和疾病治療。1.藥物膠原釋放系統(tǒng)在制備以膠原為載體的藥物釋放系統(tǒng)中需加入（1）膠原罩（collagenshields）膠原罩是一種具有眼球形狀的膜，用于角膜藥物釋放。一般可將膠原罩浸泡到藥液中5-10min，制得載藥系統(tǒng)，膠原起著藥庫(kù)的作用。將膠原罩放入眼中，在淚水沖洗作用下緩慢溶解，產(chǎn)生一層生物相容的膠原溶液。它可潤(rùn)滑眼表面，減少眼瞼與角膜間的摩擦，增加藥物與角膜的接觸時(shí)間，促進(jìn)上皮愈合。該系統(tǒng)可使藥物作用時(shí)間維持24-48h，并可獲得較高的角膜藥物濃度。（1）膠原罩（collagenshields）膠原罩是一種膠原罩所載的藥物常是水溶性抗生素，如慶大霉素、妥布霉素、乙基西梭霉素等。膠原罩作為局部治療的藥物載體可讓氧氣自由透過(guò)，維持角膜正常的代謝過(guò)程。用膠原作基質(zhì)處理的角膜創(chuàng)傷部位，水腫產(chǎn)生較少，表皮愈合速度和完整情況比用其它普通處方好。這可能是因?yàn)槠淇煞乐菇悄ぜ?xì)胞與創(chuàng)傷處接觸，減少角膜細(xì)胞炎癥反應(yīng)的緣故。用膠原作為藥物載體的不足之處是膠原罩不完全透明，會(huì)降低視力，產(chǎn)生不適。另外，它在眼中能保留的時(shí)間也不太長(zhǎng)。膠原罩所載的藥物常是水溶性抗生素，如慶大霉素、妥布霉素、乙基（2）膠原膜將膠原溶液傾倒在平板上，經(jīng)空氣干燥即可得到膠原膜。膜厚一般為0.01-0.5mm。載藥膠原膜常用于治療局部組織感染及促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)等用途。將載有四環(huán)素的膠原埋植于牙周，抗菌活性可維持10d，在4-7周內(nèi)牙周疾病的發(fā)生率明顯降低。這可歸因于四環(huán)素的抗菌活性和對(duì)膠原酶水解的抑制作用。在用膠原膜作為基因藥物的載體研究中，將重組人成骨蛋白-2膠原系統(tǒng)埋植于骨上，可產(chǎn)生骨誘導(dǎo)作用，促進(jìn)骨的形成。（2）膠原膜將膠原溶液傾倒在平板上，經(jīng)空氣干燥即可得到膠原膜（3）膠原海綿將膠原水溶液經(jīng)冷凍干燥可制得膠原海綿。所用的膠原濃度一般為0.1%－5%，可通過(guò)其濃度來(lái)控制凍干膠原海綿的多孔結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^(guò)加入交聯(lián)劑、強(qiáng)性蛋白、纖維結(jié)合素或氨基多糖來(lái)增加膠原海綿的彈性。由于膠原海綿可吸收大量的組織滲出液，平穩(wěn)地附著在濕的創(chuàng)面上并維持一定濕度，防止機(jī)械傷害和二次細(xì)菌感染，因此對(duì)治療重度燒傷特別有效，可作為各種類型創(chuàng)傷敷料，如褥瘡、腿部潰瘍。（3）膠原海綿將膠原水溶液經(jīng)冷凍干燥可制得膠原海綿。所用的膠膠原海綿適于短期釋放抗生素（3-7d）。將載有慶大霉素的膠原海綿埋植到腹部腐爛處，可減少局部感染，在局部獲得較高的慶大霉素濃度，而血清中藥物濃度很低。膠原海綿可在幾天后被完全吸收，且不會(huì)出現(xiàn)任何副作用。膠原海綿也可用于釋放重組人成骨蛋白-2以促進(jìn)骨形成。重組人成骨蛋白-2與可溶性膠原的結(jié)合主要受交聯(lián)度、pH值和膠原質(zhì)量等海綿特性的影響。膠原海綿適于短期釋放抗生素（3-7d）。將載有慶大霉素的膠原（4）膠原微粒和微柱將膠原載體制備成微粒和微柱可簡(jiǎn)化埋植過(guò)程，這類藥物系統(tǒng)可通過(guò)注射方法埋植于體內(nèi)。膠原微粒的制備過(guò)程包括將膠原溶液分散液體石蠟或油中，乳化后經(jīng)戊二醛交聯(lián)即可制得3-40μm的微粒。再將膠原微粒浸泡到藥液中吸附藥物，即得載藥微粒。膠粒對(duì)維生素A、維甲酸、丁卡因、利多卡因、氫化可的松、潑尼松龍等親脂性藥物的載量可達(dá)10%。（4）膠原微粒和微柱將膠原載體制備成微粒和微柱可簡(jiǎn)化埋植過(guò)程將膠原制成長(zhǎng)1cm和直徑1mm的微柱是－種可注射植入的藥物釋放系統(tǒng)，這種系統(tǒng)己用于釋放大分子，如干擾素、血漿蛋白及DNA等。膠原作為生物材料，具有生物相容性好、免疫原性較低、在生理?xiàng)l件下可分解、可促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和修復(fù)創(chuàng)傷等優(yōu)點(diǎn)，在眼部藥物釋放、治療癌癥的注射微粒、釋放抗生素的海綿和釋放蛋白藥物的微柱等方面己有成功的應(yīng)用。通常，藥物膠原載體系統(tǒng)的建立是通過(guò)膠原對(duì)藥物的吸附作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。將膠原制成長(zhǎng)1cm和直徑1mm的微柱是－種可注射植入的膠原作為骨修復(fù)材料的應(yīng)用骨組織具有再生能力，但是新骨組織的形成必須滿足三個(gè)條件：①存在骨形成的前體細(xì)胞；②有允許骨形成的環(huán)境和充足的營(yíng)養(yǎng)；③必須有成骨細(xì)胞附著的基底。成人骨髓中含有干細(xì)胞(即間充質(zhì)細(xì)胞)，它們能進(jìn)一步分化成成骨細(xì)胞。在骨髓腔面、骨小梁表面、中央管、穿通管的內(nèi)襯、骨膜最內(nèi)層毛細(xì)血管等外周等處分布有骨原細(xì)胞。膠原作為骨修復(fù)材料的應(yīng)用骨組織具有再生能力，但是新骨組織的形膠原材料植入體內(nèi)后降解，釋放大量的氨基酸于周圍環(huán)境中，在膠原材料表面形成氨基酸庫(kù)，為骨形成提供充足的營(yíng)養(yǎng)成分。成骨細(xì)胞從周圍環(huán)境中攝取所需的氨基酸，合成并分泌膠原纖維及有機(jī)基質(zhì)，合成的膠原纖維作為模板，在富含Ca、P的環(huán)境中發(fā)生類骨質(zhì)的鈣化，成骨細(xì)胞包埋其中成為骨細(xì)胞，形成骨組織。膠原材料植入體內(nèi)后降解，釋放大量的氨基酸于周圍環(huán)境中，在膠原（1）引導(dǎo)性骨再生材料引導(dǎo)性骨再生的過(guò)程實(shí)際上是應(yīng)用膜技術(shù)，為骨折修復(fù)的“誘導(dǎo)成骨”和“傳導(dǎo)成骨”造成良好環(huán)境來(lái)完成骨再生修復(fù)的過(guò)程。目前，大量實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用己證明，應(yīng)用引導(dǎo)性骨再生的方法，可以修復(fù)顱骨、面骨、上下顱骨的骨缺損。（1）引導(dǎo)性骨再生材料胡曉波等報(bào)道，在引導(dǎo)性骨再生、促進(jìn)骨缺損愈合的實(shí)驗(yàn)中，膠原膜所起的作用可有效地阻止周圍生長(zhǎng)較快的纖維結(jié)締組織長(zhǎng)入骨折部位，而給生長(zhǎng)較慢的成骨組織提供細(xì)胞分化、增殖的空間。該膜具有良好的誘導(dǎo)成骨作用的原因可能是：①膠原可能更易作骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)的載體，參與BMP誘導(dǎo)成骨，②膠原膜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更易于牢牢吸附BMP，使其在局部發(fā)揮更持久的生物活性，②BMP結(jié)合在膜的表面，與其他載體相比，使BMP更易與周圍的間充質(zhì)細(xì)胞接觸，從而誘導(dǎo)其發(fā)生轉(zhuǎn)化胡曉波等報(bào)道，在引導(dǎo)性骨再生、促進(jìn)骨缺損愈合的實(shí)驗(yàn)中，膠原膜（2）骨組織工程的基質(zhì)材料膠原蛋白是生物機(jī)體結(jié)締組織的主要成分，是人體蛋白質(zhì)中含量最為豐富的蛋白質(zhì)。用適當(dāng)?shù)奶崛》椒◤膭?dòng)物機(jī)體組織提取的膠原蛋白，去除其抗原性所在端肽后，可加工成具有良好生物相容性的生物材料。（2）骨組織工程的基質(zhì)材料Kimura等在1984年首先發(fā)現(xiàn)，在膠原凝膠中培養(yǎng)軟骨細(xì)胞能很好維持軟骨細(xì)胞的表型。1989年Wkitanis報(bào)道用包埋與膠原凝膠中的軟骨組織進(jìn)行修復(fù)兔關(guān)節(jié)軟骨的研究，獲得理想的結(jié)果。人體骨骼的主要功能是支持、承重、力的傳導(dǎo)、保護(hù)內(nèi)臟器官等，因此要求組織工程研究的支架材料應(yīng)具有一定的抗壓、抗張及抗扭轉(zhuǎn)能力，既要有一定的強(qiáng)度，又要有一定的韌性。Kimura等在1984年首先發(fā)現(xiàn)，在膠原凝膠中培養(yǎng)軟骨Maxian將5％HA，10%PLCA與I型膠原復(fù)合形成的新型支架材料，改善了力學(xué)性能，具有誘導(dǎo)骨再生的能力。膠原材料作為組織工程支架，可以促進(jìn)細(xì)胞合成膠原基質(zhì)。這可能是因?yàn)槟z原作為組織工程支架材料，類似于天然的細(xì)胞基質(zhì)，通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)反饋控制機(jī)制促進(jìn)細(xì)胞的膠原合成。Maxian將5％HA，10%PLCA與I型膠原復(fù)合形（3）骨生長(zhǎng)因子的載體材料新近的研究表明，生長(zhǎng)因子通過(guò)刺激成骨細(xì)胞的增殖及其活性，調(diào)節(jié)局部骨生成作用。在眾多的骨生長(zhǎng)因子中，BMP最受注目。BMP具有酸性擴(kuò)散性，能夠誘導(dǎo)血管周圍末分化的間充質(zhì)細(xì)胞向骨、軟骨發(fā)生可逆的分化。但直接將BMP植入體內(nèi)，會(huì)被血液沖走，若僅用BMP修復(fù)骨折而沒有骨架材料，BMP不易固著。許多學(xué)者考慮到如將BMP固定到材料表面，制成BMP／載體植入系統(tǒng)，使BMP緩慢釋放，不斷作用于周圍靶細(xì)胞，可誘導(dǎo)更多的新骨形成。（3）骨生長(zhǎng)因子的載體材料（3）HA的粘接材料膠原蛋白具有良好的粘接性，臨床上可將其作為粘合劑與其它生物材料如羥基磷灰石(HA)結(jié)合應(yīng)用。此復(fù)合材料既克服了單純膠原抗壓強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，又彌補(bǔ)了HA顆粒間無(wú)粘接力而不易成型、易溢出彌散的不足，在動(dòng)物試驗(yàn)和臨床應(yīng)用中都顯示了優(yōu)越性。動(dòng)物試驗(yàn)表明，在修復(fù)骨缺損時(shí)，此混合物易成型、易操作，植入時(shí)HA顆粒無(wú)彌散，在有新骨、結(jié)締組織長(zhǎng)入和與宿主組織結(jié)合時(shí)不變形，且與宿主組織結(jié)合快，從而固位好。（3）HA的粘接材料在頜面外科，HA常用于牙齦萎縮或無(wú)牙槽患者的修復(fù)，以增高、擴(kuò)大牙槽。HA單用時(shí)，因其顆粒間無(wú)粘著力，操作因難，不易成形，術(shù)后在功能壓力下常有變形，HA顆粒溢出，創(chuàng)口破裂，使托牙的固位和穩(wěn)定性受到影響，用膠原作HA粘接劑后避免了上述不足，可達(dá)滿意效果。天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料論述課件透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸（HyaluronicAcid，以下稱HA）是一種獨(dú)特的線性大分子粘多糖，由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖的雙糖單位反復(fù)交替連接而成，（C14H21NO11）n；依據(jù)組織來(lái)源不同，分子量變化于105-107

之間。HA廣泛分布于動(dòng)物和人體結(jié)締組織細(xì)胞外基質(zhì)中，在眼玻璃體、臍帶、皮膚、軟骨和滑液中含量較高，血清中含量最低，與其它天然粘多糖不同，HA分子內(nèi)不含硫酸基團(tuán)，也不與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合，能以自由鏈形式在體內(nèi)游離存在。透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸（HyaluronicAcid，以下稱HA早期研究認(rèn)為HA僅是一種細(xì)胞空間填充物，未能引起人們重視，但在過(guò)去的10年里，隨著對(duì)HA結(jié)構(gòu)、性能、生物功能認(rèn)識(shí)的深入，HA己成為細(xì)胞生物、病理、免疫學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。HA因其高度的粘彈性、可塑性、滲透性和良好的生物相容性，作為一種可吸收、可降解的生物材料，己廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)和高級(jí)化妝品生產(chǎn)。早期研究認(rèn)為HA僅是一種細(xì)胞空間填充物，未能引起人們重視，HA的物理化學(xué)特性HA具有許多天然粘多糖共有的性質(zhì)：呈白色，為無(wú)定形固體，無(wú)臭無(wú)味，有強(qiáng)吸濕性，溶于水，不溶于有機(jī)溶劑。但較其它粘多糖而言，HA有其獨(dú)特的性質(zhì)，兼具高分子量和大分子體積的特性，由于直鏈軸上基團(tuán)之間的氫鍵作用，HA分子在空間上呈剛性的雙螺旋柱型，在水溶液中HA分子鏈上相鄰NH和COO-殘基之間的“水橋“作用，進(jìn)一步加強(qiáng)其剛性；HA的物理化學(xué)特性HA具有許多天然粘多糖共有的性質(zhì)：呈白HA比其它任何天然或合成聚合物都具有更強(qiáng)的吸水力，以至2％的純HA溶液能將剩余98％的水緊緊吸住，使得能象膠狀物一樣被提起，但它實(shí)際上是溶液，能被稀釋。

HA溶液具有獨(dú)特的粘彈性，剪切力對(duì)其粘度值影響很大，溶液的粘彈性隨HA分子量和濃度的增加而增加，也被認(rèn)為是分子網(wǎng)絡(luò)形成的結(jié)果。HA比其它任何天然或合成聚合物都具有更強(qiáng)的吸水力，以至2％透明質(zhì)酸在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用HA具有許多重要的物理特性如高度粘彈性、可塑性、滲透性、獨(dú)特的流變學(xué)特性以及良好的生物相容性，是一種臨床上用途十分廣泛的生物醫(yī)學(xué)材料。它的臨床用途主要表現(xiàn)在一大方面：透明質(zhì)酸在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用HA具有許多重要的物理特性如高度粘彈（1）在臨床診斷學(xué)中的價(jià)值。由于在許多疾病的發(fā)生、發(fā)展以及愈合等過(guò)程中，HA可呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，尤其是作為一種診斷指標(biāo)，HA體現(xiàn)出它獨(dú)特的價(jià)值。臨床上曾推薦使用檢測(cè)HA的血清水平作為某些疾病的診斷指標(biāo)。（1）在臨床診斷學(xué)中的價(jià)值。（2）純HA制品的臨床使用價(jià)值。業(yè)己公認(rèn)HA凝膠是眼科顯微手術(shù)中的必備之物，它的應(yīng)用是當(dāng)今眼科顯微手術(shù)中的一大里程碑。現(xiàn)在HA凝膠己被廣泛用于白內(nèi)障囊內(nèi)外摘除術(shù)、人工晶體植入術(shù)、視網(wǎng)膜剝離術(shù)和角膜移植術(shù)等多種眼科手術(shù)。在關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射HA作粘彈性生物補(bǔ)充療法亦己顯示出巨大的應(yīng)用潛力。大量的臨床應(yīng)用結(jié)果表明，應(yīng)用HA作關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射治療骨關(guān)節(jié)病，不僅克服了以前用激素治療的副作用，而且近期和遠(yuǎn)期效果均優(yōu)于激素，成為治療骨關(guān)節(jié)病的首選材料。在各種外科手術(shù)中，HA能有效的預(yù)防術(shù)后粘連。（2）純HA制品的臨床使用價(jià)值。（3）HA加藥物作緩釋制劑或誘導(dǎo)靶向。HA作為一種載體，可將各種藥物導(dǎo)向送到各病理部位。讓藥物定位于作用部位同時(shí)緩慢釋放，這樣可大大增強(qiáng)藥物的療效。目前，正在研究或正在臨床驗(yàn)證的己有數(shù)十種，期待不久的將來(lái)就會(huì)投放市場(chǎng)，發(fā)揮巨大的作用（3）HA加藥物作緩釋制劑或誘導(dǎo)靶向。HA作為一種載體，（4）HA促進(jìn)藥物透皮能力的功能HA在皮膚外用藥劑中作載體使用時(shí)，除了具有緩釋藥作用外，還可促進(jìn)藥物的透皮能力。由于HA具有非凡的保濕性能，在皮膚表面形成的水化膜可使角質(zhì)層水合軟化，在令皮膚柔軟光滑、細(xì)膩嬌嫩的同時(shí)，也增加了藥物分子的透皮能力促進(jìn)了皮膚對(duì)藥物的吸收。（4）HA促進(jìn)藥物透皮能力的功能（5）生物涂層HA也可用作生物涂層、但迄今用HA作生物涂層并取得滿意結(jié)果的只有美國(guó)一家專業(yè)HA生物涂層公司。其基本原理是：HA是人體組織與組織，細(xì)胞與細(xì)胞之間的基質(zhì)成份，人體許多細(xì)胞表面有HA受體，將HA涂布于所有的體內(nèi)植入物表面，再植入體內(nèi)后，細(xì)胞均會(huì)有序地生長(zhǎng)在植入物表面，且相容性很好。這也是生物涂層的又一個(gè)創(chuàng)新。（5）生物涂層氨基酸類聚合物歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)控釋材料的研究十分熱烈，聚酯、聚氨基酸、聚磷酸酯、聚酸酐、聚丙烯酰胺及親水凝膠等均是研究的對(duì)象，其中典型的生物相容性材料聚氨基酸就是其中之一。通過(guò)同種氨基酸均聚或不同氨基酸共聚制得，將功能性側(cè)鏈基鍵入主鏈，再把藥物鍵合到材料上，或用儲(chǔ)存或骨架方式與藥物結(jié)合，用改變材料的親疏水性、荷電性和酸堿性等方法來(lái)調(diào)節(jié)藥物的擴(kuò)散速度與材料自身的降解進(jìn)度。氨基酸類聚合物歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)控釋材料的研究十分熱烈，聚酯、就氨基酸材料而言，其為人體必須，能自行降解、代謝被機(jī)體吸收和排泄，具有其他的材料不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。己有聚氨基酸材料用作縫合線材料，人工皮膚等，在藥物控釋領(lǐng)域以被廣泛的應(yīng)用與計(jì)劃生育、抗腫瘤等藥物。就氨基酸材料而言，其為人體必須，能自行降解、代謝被機(jī)體吸收和氨基酸類聚合物的特點(diǎn)氨基酸類聚合物通常分為三類：聚氨基酸、假性氨基酸和氨基酸-非氨基酸共聚物。其主要特點(diǎn)如下：(1)由多種氨基酸可制得一系列均聚物和共聚物，主鏈兩側(cè)基團(tuán)提供藥物交聯(lián)劑，用于調(diào)節(jié)其性能的懸浮基團(tuán)結(jié)合位點(diǎn)；(2)在其主鏈裂解過(guò)程中釋放出來(lái)天然氨基酸組分，降解產(chǎn)物無(wú)毒性；氨基酸類聚合物的特點(diǎn)氨基酸類聚合物通常分為三類：聚氨基酸、假(3)具有與生物大分子蛋白質(zhì)相似的結(jié)構(gòu)特性，具有良好的生物相容性和降解性；(4)氨基酸在體內(nèi)主要以酶解為主，酶對(duì)氨基酸的酶解有特異性，多種氨基酸聚合后進(jìn)入生物體內(nèi)，為酶解提供了多個(gè)酶解位點(diǎn)。故可以通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物的配比來(lái)控制其降解性能，應(yīng)用于藥物載體之中有望形成可以調(diào)節(jié)的控釋系統(tǒng)。(3)具有與生物大分子蛋白質(zhì)相似的結(jié)構(gòu)特性，具有良好的生物相氨基酸類聚合物的降解與生物相容性生物材料的降解過(guò)程可分為本體降解和表面溶蝕降解。在兩種降解機(jī)制中，往往先發(fā)生水解，然后再發(fā)生酶解，有時(shí)也同時(shí)進(jìn)行，在人體主要是以酶解為主。氨基酸類聚合物的酶解是通過(guò)聚合物和酶(一種分子量高于20000的蛋白質(zhì))這兩種高分子相互作用而發(fā)生的，其降解速度與聚合物結(jié)構(gòu)、鍵的位置(在聚合物鏈的里面或是表面)、酶的活性和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)。氨基酸類聚合物的降解與生物相容性生物材料的降解過(guò)程可分為本體其經(jīng)過(guò)水解或是人體的酶解作用，發(fā)生降解，其降解產(chǎn)物是組成人體的20種氨基酸。氨基酸在人體內(nèi)通過(guò)酶的作用，參與新陳代謝，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被人體吸收，代謝產(chǎn)物為無(wú)機(jī)小分子，由排泄系統(tǒng)排出體外，所以其生物相容性是非常好的。其經(jīng)過(guò)水解或是人體的酶解作用，發(fā)生降解，其降解產(chǎn)物是組成人體潘仕榮等通過(guò)動(dòng)物體內(nèi)植入試驗(yàn)和體外酶解試驗(yàn)研究了α—氨基酸共聚物(PLMGG)的生物降解性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PLMGG是一種具有優(yōu)良生物降解性能的材科。在體內(nèi)的降解主要是酶的作用過(guò)程。PLMGG的生物降解性強(qiáng)弱主要受其側(cè)鏈親水性大小影響，調(diào)節(jié)共聚物中谷氨酸鏈節(jié)的含量可以控制材料的生物降解性。潘仕榮等通過(guò)動(dòng)物體內(nèi)植入試驗(yàn)和體外酶解試驗(yàn)研究了α—氨基酸共應(yīng)用雖然纖維蛋白膠己被廣泛用作外科用粘附劑，但它的成分纖維膠原和凝血酶都是從人類血液中提取的，這就可能感染肝炎和艾滋病。由相對(duì)分子質(zhì)量為2.2×104或7.2×104羥琥柏酰胺（NHS）活化的PGA衍生物，即使在低溫下也不會(huì)失去與明膠的交聯(lián)能力，而且這種穩(wěn)定性可持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。應(yīng)用雖然纖維蛋白膠己被廣泛用作外科用粘附劑，但它的成分纖維膠NHS活化的PGA能自發(fā)地與明膠在水溶液中短時(shí)間內(nèi)形成膠體。由相對(duì)分子質(zhì)量為2.2×104的PGA制備的NHS活化形式在高濃度時(shí)能迅速分解，濃度降低。由PGA制備的這種外用膠與天然組織的粘連強(qiáng)度遠(yuǎn)比纖維蛋白膠高，這是一種非常好的外科粘附材料，可能取代從人類血液組織中制備的纖維蛋白膠。NHS活化的PGA能自發(fā)地與明膠在水溶液中短時(shí)間內(nèi)形成膠另一種新型外科用膠是由PGA、豬膠原、WSC組成的膠原膠，組織測(cè)試以50mg/L膠原膠處理，發(fā)現(xiàn)膠原膠滲入細(xì)胞內(nèi)部的速度比纖維蛋白膠快。制備所用材料不含血液中成分，不涉及血液供應(yīng)，因此是一種安全價(jià)廉的外科用粘附材料。另一種新型外科用膠是由PGA、豬膠原、WSC組成的膠原膠1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來(lái)得慢，而是你努力的不夠多。

2、孤單一人的時(shí)間使自己變得優(yōu)秀，給來(lái)的人一個(gè)驚喜，也給自己一個(gè)好的交代。

3、命運(yùn)給你一個(gè)比別人低的起點(diǎn)是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個(gè)絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!

4、心中沒有過(guò)分的貪求，自然苦就少。口里不說(shuō)多余的話，自然禍就少。腹內(nèi)的食物能減少，自然病就少。思緒中沒有過(guò)分欲，自然憂就少。大悲是無(wú)淚的，同樣大悟無(wú)言。緣來(lái)盡量要惜，緣盡就放。人生本來(lái)就空，對(duì)人家笑笑，對(duì)自己笑笑，笑著看天下，看日出日落，花謝花開，豈不自在，哪里來(lái)的塵埃!

5、心情就像衣服，臟了就拿去洗洗，曬曬，陽(yáng)光自然就會(huì)蔓延開來(lái)。陽(yáng)光那么好，何必自尋煩惱，過(guò)好每一個(gè)當(dāng)下，一萬(wàn)個(gè)美麗的未來(lái)抵不過(guò)一個(gè)溫暖的現(xiàn)在。

6、無(wú)論你正遭遇著什么，你都要從落魄中站起來(lái)重振旗鼓，要繼續(xù)保持熱忱，要繼續(xù)保持微笑，就像從未受傷過(guò)一樣。

7、生命的美麗，永遠(yuǎn)展現(xiàn)在她的進(jìn)取之中;就像大樹的美麗，是展現(xiàn)在它負(fù)勢(shì)向上高聳入云的蓬勃生機(jī)中;像雄鷹的美麗，是展現(xiàn)在它搏風(fēng)擊雨如蒼天之魂的翱翔中;像江河的美麗，是展現(xiàn)在它波濤洶涌一瀉千里的奔流中。

8、有些事，不可避免地發(fā)生，陰晴圓缺皆有規(guī)律，我們只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改變它的軌跡。

9、與其埋怨世界，不如改變自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都強(qiáng)。人生無(wú)完美，曲折亦風(fēng)景。別把失去看得過(guò)重，放棄是另一種擁有;不要經(jīng)常艷羨他人，人做到了，心悟到了，相信屬于你的風(fēng)景就在下一個(gè)拐彎處。

10、有些事想開了，你就會(huì)明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎樣，最后收拾殘局的還是要靠你自己。

11、人生的某些障礙，你是逃不掉的。與其費(fèi)盡周折繞過(guò)去，不如勇敢地攀登，或許這會(huì)鑄就你人生的高點(diǎn)。

12、有些壓力總是得自己扛過(guò)去，說(shuō)出來(lái)就成了充滿負(fù)能量的抱怨。尋求安慰也無(wú)濟(jì)于事，還徒增了別人的煩惱。

13、認(rèn)識(shí)到我們的所見所聞都是假象，認(rèn)識(shí)到此生都是虛幻，我們才能真正認(rèn)識(shí)到佛法的真相。錢多了會(huì)壓死你，你承受得了嗎?帶，帶不走，放，放不下。時(shí)時(shí)刻刻發(fā)悲心，饒益眾生為他人。

14、夢(mèng)想總是跑在我的前面。努力追尋它們，為了那一瞬間的同步，這就是動(dòng)人的生命奇跡。

15、懶惰不會(huì)讓你一下子跌倒，但會(huì)在不知不覺中減少你的收獲;勤奮也不會(huì)讓你一夜成功，但會(huì)在不知不覺中積累你的成果。人生需要挑戰(zhàn)，更需要堅(jiān)持和勤奮!

16、人生在世：可以缺錢，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盜名;可以低落，但不能墮落;可以放松，但不能放縱;可以虛榮，但不能虛偽;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪蕩;可以生氣，但不能生事。

17、人生沒有筆直路，當(dāng)你感到迷茫、失落時(shí)，找?guī)撞窟@種充滿正能量的電影，坐下來(lái)靜靜欣賞，去發(fā)現(xiàn)生命中真正重要的東西。

18、在人生的舞臺(tái)上，當(dāng)有人愿意在臺(tái)下陪你度過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)沒有未來(lái)的夜時(shí)，你就更想展現(xiàn)精彩絕倫的自己。但愿每個(gè)被努力支撐的靈魂能吸引更多的人同行。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來(lái)得慢，而是你天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料

天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料

人們對(duì)生命科學(xué)的濃厚興趣在于人類本身就是生命．人們對(duì)生物醫(yī)高分子重視與關(guān)切是因?yàn)闃?gòu)成人類肌體的基本物質(zhì)，諸如蛋白質(zhì)、核糖核酸、多糖、一些脂質(zhì)都是高分子化合物；人類肌體的皮膚、肌肉、組織和器官都是由高分子化合物組成的。天然高分子材料是人類最早使用的醫(yī)學(xué)材料之一。

人們對(duì)生命科學(xué)的濃厚興趣在于人類本身就是生命．人們

五十年代中期，由于合成高分子的大量涌現(xiàn)，曾使這類材料退居次要地位。然而，由于天然材料具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)，它的多功能性質(zhì)和與生體的相容性，生物可降解性，加之對(duì)它的改性與復(fù)合，人們一直沒有放棄對(duì)它的深入研究，特別是最近對(duì)雜化材料研究的需要，更顯示出它的特點(diǎn)，成為不可缺少的重要生物醫(yī)學(xué)材料之一。

五十年代中期，由于合成高分子的大量涌現(xiàn)，曾使這類材料

目前天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料主要有天然多糖類材料和天然蛋白質(zhì)材料二大類。由于它們結(jié)構(gòu)和組成的差異，表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，應(yīng)用領(lǐng)域也不完全一樣。但是，相似

之處在于它們?cè)隗w內(nèi)很容易降解，降解產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)毒且可為人體所吸收，參與人體的代謝循環(huán)，因此具有廣泛的潛在用途。

目前天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料主要有天然多糖類材料和第一節(jié)天然多糖類材料

第一節(jié)天然多糖類材料

多糖是由于許多單糖分子經(jīng)失水縮聚，通過(guò)糖苷鍵結(jié)合而成的天然高分子化合物，多糖水解后如果只產(chǎn)生一種單糖則稱為均聚糖如纖維素、淀粉等，最終水解產(chǎn)物是二種或二種以上單糖則稱為雜聚糖如菊粉等。自然界廣泛存在的多糖主要有：

多糖是由于許多單糖分子經(jīng)失水縮聚，通過(guò)糖苷鍵結(jié)合而成的天然高

１植物多糖，如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠等。２動(dòng)物多糖，如甲殼素、殼聚糖、肝素、硫酸軟骨素等。３瓊脂多糖，如瓊脂、海藻酸、角叉藻聚糖等。４菌類多糖，如Ｄ—葡聚糖、Ｄ—半乳聚糖、甘露聚糖等。５微生物多糖，如右旋糖酐、黃原膠、凝乳糖、出芽短梗孢糖等。研究較多的多糖類材料為纖維素、甲殼素和殼聚糖。

１植物多糖，如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠等。一、纖維素

一、纖維素

纖維素是由Ｄ－吡喃葡萄糖經(jīng)由β１，４糖苷鍵連結(jié)的高分子化合物，具有不同的構(gòu)型和結(jié)晶形式，人們發(fā)現(xiàn)纖維素已經(jīng)有１５０多年，但是由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，至今仍然不能說(shuō)對(duì)其十分清楚。纖維素的分子呈長(zhǎng)鏈狀，是一種結(jié)晶性高分子化合物，不同種纖維素之間的結(jié)晶結(jié)構(gòu)存在差異，天然纖維素屬纖維Ｉ型，再生纖維素屬纖維Ⅱ型。用強(qiáng)堿處理天然纖維，結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由Ｉ型變?yōu)椋桑尚汀?/p>

纖維素是由Ｄ－吡喃葡萄糖經(jīng)由β１，４糖苷鍵連結(jié)的

纖維的結(jié)晶程度在不同天然纖維間也存在差異，一般來(lái)說(shuō)，隨著結(jié)晶程度的提高其抗張程度、硬度、密度增加，但彈性、韌性、膨潤(rùn)性、吸水性、化學(xué)反應(yīng)性下降。精制的天然纖維素其結(jié)晶度約為７０％，絲光纖維約為４８％，再生纖維約為３８％～４０％。無(wú)定形區(qū)的纖維分子排列雜亂，因而較易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。纖維素是一種非還原性的碳水化合物，不溶于水和一般有機(jī)溶劑，但能溶解于某些堿性溶劑和高濃度的無(wú)機(jī)酸溶液如銅胺堿、季胺堿亦可溶解于若干種鹽的濃水溶液中。

纖維的結(jié)晶程度在不同天然纖維間也存在差異，一般來(lái)說(shuō)

纖維素的每一個(gè)葡萄糖單元具有三個(gè)羥基，有８種取代的可能性，如果各羥基具有相等的反應(yīng)機(jī)會(huì)，且已取代的羥基對(duì)未取代羥基不產(chǎn)生影響，從理論上講基取代度可達(dá)３０。但是由于它的結(jié)晶性和Ｃ２、Ｃ３和Ｃ６的反應(yīng)活性不同，其取代度一般均在０～３．０之間。

纖維素的每一個(gè)葡萄糖單元具有三個(gè)羥基，有８種取代的可能性

纖維素在醫(yī)學(xué)上最重要的用途是制造各種醫(yī)用膜，這種纖維膜的制造反應(yīng)包括以下三個(gè)步驟：

纖維素在醫(yī)學(xué)上最重要的用途是制造各種醫(yī)用膜，這種纖維１化學(xué)改性生產(chǎn)可溶性或熱塑性纖維素衍生物；２用溶液燒注或溶融法形成薄膜；３對(duì)纖維素衍生物進(jìn)行處理得到再生纖維素。

１化學(xué)改性生產(chǎn)可溶性或熱塑性纖維素衍生物；目前再生纖維素的生產(chǎn)主要有以下三種技術(shù)：

目前再生纖維素的生產(chǎn)主要有以下三種技術(shù)：

１銅氨法：將纖維素溶于銅氨溶液中形成可溶性絡(luò)合物，然后與酸反應(yīng)再生。２粘膠法：纖維素與堿和二硫化碳反應(yīng)，生成黃原酸，然后與酸反應(yīng)再生。３熱塑性醋酸纖維素與堿反應(yīng)水解再生。

１銅氨法：將纖維素溶于銅氨溶液中形成可溶性絡(luò)合物，然后與酸

干燥狀態(tài)的再生纖維素膜比較脆，不易得到滿意結(jié)果，因此常需加入甘油做增塑劑，由于進(jìn)行了增塑和膜的濕敏性等原因故應(yīng)適當(dāng)保存。

干燥狀態(tài)的再生纖維素膜比較脆，不易得到滿意結(jié)果，因再生纖維素（銅珞玢）：是目前人工腎使用較多的透析膜材料，對(duì)溶質(zhì)的傳遞，纖維素膜起到篩網(wǎng)和微孔壁壘作用。一種再生纖維素（銅珞玢）在臨床上雖獲得極大成功，然而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期連續(xù)使用也可能引起諸如神經(jīng)障礙、色素沉積等弊端，未移除的中分子量物質(zhì)在體內(nèi)蓄積亦可引起病理癥狀和出現(xiàn)暫時(shí)性白細(xì)胞減少癥。再生纖維素（銅珞玢）：是目前人工腎使用較多的透析膜材料，對(duì)溶

另一種再生纖維素的制造方法是利用醋酸纖酸素的脫乙?；姆椒ㄟM(jìn)行再生。方法是將醋酸纖維素用四甲基砜增塑，再用熔融擠出法制成空心纖維，然后用氫氧化鈉進(jìn)行水解反應(yīng)，四甲基砜在水解反應(yīng)中移除并以甘油取代之。醋酸纖維素的性質(zhì)主要取決于乙?；潭龋鏊軇┑男再|(zhì)和比例，亦取決于纖維素分子的鏈長(zhǎng)。醋酸纖維素膜，主要用于血透析系統(tǒng)全氟代酰基纖維素：用于制造膜式肺、人工心瓣膜、人工細(xì)胞膜層，各種導(dǎo)管、插管和分流管等。

另一種再生纖維素的制造方法是利用醋酸纖酸素的脫

纖維素及其衍生物還可以用作載體進(jìn)行多種酶的固定，微膠囊的制備和藥物釋放系統(tǒng)，齒科修補(bǔ)材料和止血?jiǎng)?/p>

纖維素及其衍生物還可以用作載體進(jìn)行多種酶的固定，微膠囊的二、甲殼素與殼聚糖

二、甲殼素與殼聚糖

甲殼素的學(xué)名為１，４—２—乙酰胺基—α—脫氧—β—Ｄ葡聚糖。殼聚糖是甲殼素脫去部分乙酰基后的產(chǎn)物。甲殼質(zhì)及殼聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素十分相似，它們之間的差別在于分子長(zhǎng)鏈上的每個(gè)葡萄糖單元上的C2上所接的基團(tuán)，所接基團(tuán)為乙酰胺基的是甲殼素，所接基團(tuán)為氨基（-NH2）的是殼聚糖，而纖維素分子所接的基團(tuán)為羥基（-OH）

甲殼素的學(xué)名為１，４—２—乙酰胺基—α—脫氧—β—Ｄ葡天然高分子生物醫(yī)學(xué)材料論述課件

甲殼素是一種來(lái)源于動(dòng)物的天然多糖，在自然界中的產(chǎn)量?jī)H次于纖維素而居第二位，也是現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的眾多天然多糖中僅有的具有明顯堿性的天然多糖。甲殼素的發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年的歷史，但它的發(fā)展比較緩慢。１９７７年，在美國(guó)波士頓召開第一屆甲殼素／殼聚糖國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)之后，發(fā)現(xiàn)具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景才逐漸受到人們的普遍重視。

甲殼素是一種來(lái)源于動(dòng)物的天然多糖，在自然界中的殼聚糖呈白色或灰白色，略有珍珠光澤，半透明無(wú)定形固體，約在185℃分解，不溶于水和稀堿溶液，可溶于稀有機(jī)酸和部分無(wú)機(jī)酸（鹽酸），但不溶于稀硫酸、稀硝酸、稀磷酸、草酸等。殼聚糖作為溶液被存放和使用時(shí)，需處于酸性環(huán)境中但由于其縮醛結(jié)構(gòu)的存在使其在酸性溶液中發(fā)生降解，溶液粘度隨之下降，如果加入乙醇、甲醇、丙酮等可延緩殼聚糖溶液粘度降低，以乙醇作用最明顯。殼聚糖的化學(xué)性質(zhì)殼聚糖呈白色或灰白色，略有珍珠光澤，半透明無(wú)定形固體，約在

由于甲殼質(zhì)含有羥基，殼聚糖同時(shí)含有羥基和氨基，二者可以通過(guò)酚化、羧基化、羥基化、氰化、醚化、烷化、酯化、醛亞胺化、疊氮化、成鹽、螫合、水解、氧化、鹵化、接枝與交聯(lián)等反應(yīng)生成各種不同結(jié)構(gòu)和不同性能的衍生物。

由于甲殼質(zhì)含有羥基，殼聚糖同時(shí)含有羥基和氨基，二甲殼素和殼聚糖的制備目前工業(yè)上生產(chǎn)甲殼素的主要原料是蝦蟹殼。甲殼素和殼聚糖的制備方法比較簡(jiǎn)單，工藝已很成熟。分析表明，蝦殼和蟹殼的主要成分是碳酸鈣、蛋白質(zhì)、甲殼素以及少量色素，因此，甲殼素的提取過(guò)程也就是甲殼質(zhì)與無(wú)機(jī)鹽和粗蛋白分離的過(guò)程。甲殼素和殼聚糖的制備目前工業(yè)上生產(chǎn)甲殼素的主要原料是蝦蟹殼。

1.酸脫鈣：通常取粉碎的干蟹殼用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％－10％的稀鹽酸浸泡24h，鹽酸溶液以浸沒蟹殼為準(zhǔn)，用清水洗滌數(shù)次，抽濾完成脫鈣。

2.堿脫蛋白：再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％－10％氫氧化鈉溶液浸沒除鈣，然后將蟹殼用水浴加熱至沸騰并保溫lh左右，抽濾，濾渣用清水洗滌至中性，這一步主要是脫蛋白過(guò)程。

3.脫色過(guò)程：可在紫外線作用下完成或用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％的高錳酸鉀浸泡10－20h，過(guò)濾，用清水洗至中性，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6％的亞硫酸氫鈉漂白10－20h，過(guò)濾用清水洗滌至中性，干燥即可得到甲殼質(zhì)。1.酸脫鈣：通常取粉碎的干蟹殼用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％－10％

甲殼素和殼聚糖的制備方法比較簡(jiǎn)單，工藝已很成熟。采用蝦或蟹殼，經(jīng)清洗后浸酸脫鈣，再用堿液脫除蛋白即得到甲殼素。如繼續(xù)以濃堿去乙?；鶆t得到殼聚糖。殼聚糖的脫乙酰化度和分子量是其兩項(xiàng)重要參數(shù)。

甲殼素和殼聚糖的制備方法比較簡(jiǎn)單，工藝已很成熟。

另外不同原料（蟹蝦殼、海蟹殼、對(duì)蝦殼、河蝦殼和蠶蛹）用同一方法在相同條件下制備殼聚糖，收率分別為13.6%、12.3%、10.5%、8.70%、l.8%，可見螫蝦殼和海蟹殼是首選原料。此外，還可用酶法、微波法制備殼聚糖。另外不同原料（蟹蝦殼、海蟹殼、對(duì)蝦殼、河蝦殼和蠶蛹）用目前甲殼低聚糖的主要制備方法是化學(xué)法、糖轉(zhuǎn)移法和酶解法。化學(xué)法主要有：氟化氫降解法、酸水解法、氧化法；酶降解法有：專一性酶降解法和非專一性酶降解法。目前大多數(shù)采用化學(xué)法提取甲殼低聚糖，但此法單糖含量高低聚糖收率低，分離過(guò)程復(fù)雜，并且環(huán)境污染嚴(yán)重，而酶降解法工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境污染小，并可以控制聚合度。目前甲殼低聚糖的主要制備方法是化學(xué)法、糖轉(zhuǎn)移法和酶解法。

甲殼素一般來(lái)源于甲殼類動(dòng)物，因而發(fā)現(xiàn)其有明顯的氨基酸含量，即使經(jīng)過(guò)堿處理仍然有大約

0.５％的氨基酸存在。但經(jīng)過(guò)嚴(yán)格脫乙酰的處理后，由于氨基酸的可溶性，一般在殼聚糖中就不再含氨基酸，即使有也極其微量。殼聚糖的金屬離子含量正在引起人們的逐漸重視，因?yàn)檫^(guò)高的金屬對(duì)于制作醫(yī)用品（例如血液透析膜）是不適宜的。

甲殼素一般來(lái)源于甲殼類動(dòng)物，因而發(fā)現(xiàn)其有明顯的氨基酸

甲殼素在人體的代謝途徑有二：一是在溶菌酶的作用下首先分解成低聚糖，然后經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)，一部分以二氧化碳的形式由呼吸道排出體外，另一部分則以糖蛋白的形式為人體吸收利用。代謝途徑

甲殼素在人體的代謝途徑有二：代謝途徑甲殼質(zhì)和殼聚糖的應(yīng)用殼聚糖是天然生物多糖甲殼質(zhì)的脫乙?；苌?，其存在自由氨基，具有十分活潑的物理化學(xué)性質(zhì)，由于殼聚糖具有無(wú)毒副作用、良好的生物相容性、可控的生物降解性、無(wú)抗原性等特性。因?yàn)榘被再|(zhì)活潑，可用很多基團(tuán)和化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行修飾或連上一些促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的細(xì)胞因子和激素等物質(zhì)，因此殼聚糖及殼聚糖膜在生物醫(yī)學(xué)、組織工程、藥物緩釋、細(xì)胞及酶的固定化等許多方面有著十分廣泛的應(yīng)用。甲殼質(zhì)和殼聚糖的應(yīng)用殼聚糖是天然生物多糖甲殼質(zhì)的脫乙酰基衍生尤其是近幾年殼聚糖作為可降解的生物材料在組織工程研究中己引起人們的重視。此外殼聚糖在骨，肌腱、神經(jīng)、皮膚和血營(yíng)修復(fù)的研究中都表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。尤其是近幾年殼聚糖作為可降解的生物材料在組織工程研究中己引起1醫(yī)用纖維和膜材料用甲殼質(zhì)、殼聚糖纖維制成的手術(shù)縫合線己應(yīng)用于臨床。與傳統(tǒng)的羊腸線相比，用殼聚糖制成的吸收型外科手術(shù)縫合線材料柔軟，易打結(jié)，機(jī)械強(qiáng)度高，易被機(jī)體吸收，同時(shí)不改變皮膚膠原蛋白中羥脯氨酸含量，無(wú)炎癥反應(yīng)，還可用常規(guī)方法消毒，增加傷口的抗張強(qiáng)度，加速傷口愈合。1醫(yī)用纖維和膜材料用甲殼質(zhì)、殼聚糖纖維制成的手術(shù)縫合線己應(yīng)

甲殼素縫線的力學(xué)性質(zhì)良好，能很好地滿足臨床實(shí)踐要求。在手術(shù)傷口愈合過(guò)程中，甲殼素縫線在體內(nèi)的抗張強(qiáng)度逐漸下降。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，埋植于家兔背部肌肉內(nèi)１４天，其強(qiáng)度下降到原來(lái)的４５％，２５天后下降至７％，但在體內(nèi)完全溶解的期限卻比ＰＧＡ縫線長(zhǎng)，大致需要６個(gè)月。甲殼素縫線的力學(xué)性質(zhì)良好，能很好地滿足臨床實(shí)踐要求。

甲殼素縫線已經(jīng)具備了可吸收性縫線的基本要求，具有以下特點(diǎn)：１柔軟性好，便于結(jié)扎；２具有創(chuàng)傷治愈效果，傷口修復(fù)快，創(chuàng)口平整漂亮；３可在體內(nèi)生物分解，分解產(chǎn)物安全無(wú)毒；４對(duì)胰液、膽汁等堿性消化液耐受性高。

甲殼素縫線已經(jīng)具備了可吸收性縫線的基本要求，具有以用殼聚糖制成的醫(yī)用纖維膜具有均勻、透明、手感好、柔軟、良好的透氣性、吸水性和殺菌性等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)紡織大學(xué)己成功地將殼聚糖無(wú)紡布、殼聚糖流涎膜、殼聚糖涂層紗布等多種醫(yī)用敷料用于臨床；其中用殼聚糖醋酸溶液制成的殼聚糖無(wú)紡布，透氣透水性能極佳，用于大面積的燒、燙傷，能吸收組織滲出液，防止感染，效果很好。用殼聚糖制成的醫(yī)用纖維膜具有均勻、透明、手感好、柔軟、良好的以甲殼質(zhì)、殼聚糖為主要原料制成的人工皮膚已應(yīng)用于臨床，青島海洋大學(xué)亦成功研制出新型敷料一人造皮膚，該敷料在治療過(guò)程中對(duì)創(chuàng)傷無(wú)刺激、無(wú)過(guò)敏、無(wú)毒性反應(yīng)，且比常規(guī)療法的愈合速度快得多，是一種很好的治創(chuàng)傷敷料。以甲殼質(zhì)、殼聚糖為主要原料制成的人工皮膚已應(yīng)用于臨床，青島海2凝血作用包扎用紗布經(jīng)甲殼質(zhì)粉末或殼聚糖溶液處理后包扎傷口就立即止血，并有消炎作用，傷口愈合速度提高75％，傷口長(zhǎng)好后紗布不粘連，甚至不留痕跡。用殼聚糖制成止血海綿，能夠立即止血，臨床效果非常好。2凝血作用包扎用紗布經(jīng)甲殼質(zhì)粉末或殼聚糖溶液處理后包扎傷口3抗腫瘤作用甲殼素、殼聚糖及其衍生物的抑癌作用已被許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。但關(guān)于甲殼質(zhì)及其衍生物抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的機(jī)理，還沒有完全清楚。據(jù)推測(cè)，甲殼質(zhì)及其衍生物的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移抑制機(jī)制并非基于免疫細(xì)胞的活化或是誘導(dǎo)出殺腫瘤活性，而是甲殼質(zhì)及其衍生物能和血管內(nèi)皮表面粘附分子相結(jié)合，封鎖癌細(xì)胞對(duì)血管內(nèi)皮的粘附和運(yùn)動(dòng)。甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物能夠阻礙癌癥轉(zhuǎn)移過(guò)程中各階段轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞與宿主間的相互關(guān)系，也就是說(shuō)抑制接著性，移動(dòng)性與滲透性等癌細(xì)胞機(jī)能，使得癌細(xì)胞無(wú)法順利轉(zhuǎn)移。3抗腫瘤作用甲殼素、殼聚糖及其衍生物的抑癌作用已被許多實(shí)驗(yàn)

甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物的免疫功能已被國(guó)際所公認(rèn)。殼聚糖能有效地增加巨噬細(xì)胞的吞噬功能和水解酶的活性，通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫系統(tǒng)的功能而抑制腫瘤生長(zhǎng)。巨噬細(xì)胞激活后，除了本身的吞噬殺滅腫瘤細(xì)胞等功能增強(qiáng)外，又能分泌多種免疫因子調(diào)節(jié)其他細(xì)胞免疫與體液免疫。此外，殼聚糖還可顯著促進(jìn)脾臟細(xì)胞生成抗體的能力。4增強(qiáng)免疫甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物的免疫功能已被國(guó)際所公認(rèn)。45降低脂肪和膽固醇心、腦血管疾病，主要誘因是過(guò)量的膽固醇及其脂質(zhì)在血管內(nèi)壁沉積引起動(dòng)脈硬化，而且血管變狹窄，血液流動(dòng)不通暢或者是毛細(xì)血管壁變脆導(dǎo)致破裂而造成出血。為防止心、腦血管病的發(fā)生，必須調(diào)節(jié)體內(nèi)膽固醇的含量。調(diào)節(jié)的途徑有三條：減少吸收量；改變合成速度；加強(qiáng)降解和排泄。殼聚糖是聚陽(yáng)離子很容易與膽汁結(jié)合并全部排除體外，大大降低了膽固醇酶的催化活性，阻礙了膽固醇的轉(zhuǎn)化吸收。同時(shí)殼聚糖能聚集在帶負(fù)電荷的脂肪周圍，形成屏障阻礙脂肪消化酶的活化從而阻礙了脂肪的消化吸收。5降低脂肪和膽固醇心、腦血管疾病，主要誘因是過(guò)量的膽固醇及

利用殼聚糖作為被膜材料制造微膠囊進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和人工生物器官，是其重要的應(yīng)用方面，借助于殼聚糖聚陽(yáng)離子特性與海藻酸鈉、羧甲基纖維素等帶負(fù)電性的高分子聚陰離子反應(yīng)，可制備不同形狀的微膠囊，使高濃度細(xì)胞的培養(yǎng)成為可能。多孔質(zhì)的甲殼素海綿在口腔外科領(lǐng)域用作拔牙創(chuàng)傷、囊摘除、齒科切除部的保護(hù)材料，不僅可促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合也容易脫除，對(duì)細(xì)菌的增殖也有一定的抑制。

利用殼聚糖作為被膜材料制造微膠囊進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和殼聚糖能夠形成一種堅(jiān)硬的、吸水性的生物相容性膜，其吸水性較強(qiáng)，平衡吸水量可達(dá)５０％（Ｗ／Ｗ），殼聚糖膜還具有較好的透氧性，殼聚糖可用作眼科敷料，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)殼聚糖與動(dòng)物的眼膜相容性良好，而且能夠生成較多的成膠原和成纖細(xì)胞，有利于眼疾治療。殼聚糖能夠形成一種堅(jiān)硬的、吸水性的生物相容性膜，其吸水性較強(qiáng)海藻酸海藻酸(Alginate)是存在于褐藻類中的天然高分子，是從褐藻或細(xì)菌中提取出的天然多糖，類似于細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖GAGs，無(wú)亞急性/慢性毒性或致癌性反應(yīng)，可作為食用的食品添加劑，也可作為支架材料用于醫(yī)學(xué)用途，具備良好的生物相容性。海藻酸很容易與一些二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合，形成凝膠。而且，其溫和的溶膠凝膠過(guò)程、良好的生物相容性使海藻酸適于作為釋放或包埋藥物、蛋白與細(xì)胞的微膠囊。當(dāng)其6位上的羧基與鈉離子結(jié)合，就構(gòu)成了海藻酸鈉鹽(SodiumAlginate)。

海藻酸海藻酸(Alginate)是