医用壳聚糖作用(壳聚糖在医学上的应用)
壳聚糖在医学上的应用
壳聚糖（chitosan）甲壳素N-脱乙酰基的产物，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在C2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖。
壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。
壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能，广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。
壳聚糖的应用及发展
壳聚糖类似甲壳素，天然的植物营养促长剂--叶面肥的原料，由壳聚糖复配而成的叶面肥，既能给植物杀虫，抗病，起到肥料的作用，又能分解土壤中动植物残体及微量金属元素，从而转化为植物的营养素，增强植物免疫力，促进植物的健康；虾壳、蟹壳中含有丰富的蛋白质、微量元素,动物食入吸收后，有良好的营养价值。
壳聚糖的应用范围
纤维素。
纤维素和壳聚糖都是天然高分子，广泛存在于自然界中。二者分子结构中仅有一个侧链基团不同。二者均难溶解于传统常规溶剂中，在离子液体和低温碱脲体系中又均可单分散，溶液机理也相近。
壳聚糖是虾蟹等生物的外壳中，是天然存在的唯一的带正电的高分子。壳聚糖细胞相容性好，细胞毒性低，具有抗菌性，在包装材料和医用敷料中有很广的应用空间。
壳聚糖在医学上的应用是什么
壳聚糖研究进展
壳聚糖在医药、食品、化工、化妆品、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。针对患者，壳聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究报告。中国国内用甲醛和乙酸酐为交联剂，制备了以壳聚糖为母体的壳聚糖凝胶LCM-X（LCM1,LCM2）。并对其性质进行研究。国内外关于壳聚糖凝胶的研究及应用报到较少。制备LCM-X既不溶于水，稀酸和碱溶液，也不溶于一般的有机溶剂，但是LCM-X是具有活性基团（NH2）的凝胶，并且具有较好的机械强度和化学性质稳定性等优良性能且不需特殊处理，即带有活性基团（NH2），以及其母体几丁质资源丰富，价格低廉，是一种很有应用前景的生物多聚物。但是由于尚未找到适宜的分散剂，致使LCM-X未能形成颗粒化的产品，应用受限制。这一点有待于进一步研究解决。
国内外对水凝胶的方面的研究很重视，开发新的水凝胶资源是主要的任务之一，水凝胶具有优良的生物相容性，抗凝血性，吸水溶胀性和良好的光学性能。在固定化酶，细胞分离，蛋白制备，缓释药物，较接触旋的制造以及人工脏器的研究中具有重要的作用。但是在中国国内外见详细的报导有关壳聚糖水凝胶性质的研究，中国国内仅对水凝胶的初步性质进行了探索，结果认为水凝胶以甲醇为成胶介质凝胶的吸胀性最强，交链度与壳聚糖水凝胶的RV值成反比。
壳聚糖的主要作用
壳聚糖具有更高的蛋白吸附能力；在降解酶（溶解酵素lysozyme、kitinase）的作用下，壳聚糖具降解性
壳聚糖的药理作用
本草纲目』中早已有蟹壳粉的记录，日本也有螃蟹与甲壳粉做为药方的神话。可见远在几千年前，古人已将甲壳素做为医疗之用。现代进行几丁质及几丁聚糖研究的学者都指出，与葡萄糖或纤维素相比，甲壳素的生物活性来得更高，因此其主体结构与葡萄糖分子相近；其整体结构又与植物纤维素相似，具有支持及保护有机生命体的作用。
根据现有的研究指出，甲壳素对人体健康有下列的益处:
※强化免疫力
甲壳素能提高身体的免疫机能，加强免疫细胞的增殖，因此有强化免疫力的功效。甲壳素的免疫强化作用有助于减少肿瘤细胞的伤害，及促进肝脏受损细胞的新生与正常化。
※无毒性抗癌效果
甲壳素的抗癌效果已由日本东北药科大学确认，且其抗癌效果适合生物体而无毒性反应出现。北海道大学的研究小组也发现，甲壳素有抑制恶性肿瘤细胞扩散及转移的效果。
※降低胆固醇
甲壳素在体内以带正电的阳离子形态出现，可与胆酸和胆盐结合，因而抑制小肠对胆固醇的吸收，不但会减少胆固醇在肝脏的堆积量、也可降低恶性胆固醇(LDL)的浓度、提高良性胆固醇(HDL)的含量，因此对于预防动脉硬化及心血管疾病有很好的效果。
※改善消化机能
甲壳素可促进肠内有益菌的繁殖，抑制有害菌的滋生，及减少大肠菌生长的机会，因此可以达到健胃整肠的功效。
※抑制过量摄取食物而导致的高血压
甲壳素的成份几丁质与几丁聚糖是不会被人体吸收的一种高分子聚合物。研究结果证明，添加在食品中的甲壳素会被人体由于离子吸附作用而使食物附著其上，因此保留了食品原来的风味、但又不致使食物被人体过度吸收。所以欲控制血压的人吃了含有添加甲壳素的食品，就不会有摄取过量食物的困扰了。
※减少体内重金属的积蓄
重金属在体内蓄积会造成神经性病变、器官功能失调等后遗症。甲壳素可以吸附铜、镉、锌、铀等重金属，并排出体外。在环境污染日益严重的今天，甲壳素有助于体内废物的排除，而确保人体生理机能的正常运作。
※甲壳素的减肥
甲壳素的减肥作用是通过本身所带的正负电离子与食物中带负电的脂肪自动附著结合，阻断脂肪分解酵素的作用，使得脂肪在肠内不被吸收而直接排出体外。甲壳素会与脂肪结合排出体外，但是不会和重要营养素的蛋白质结合，所以不会对人体造成危害。具备能让想减肥的人安心使用，又不影响养份吸收的效用。甲壳素不同于一般减肥食品的抑制食欲，或使人造成腹泻来达到减肥效果。更甚者对于消化道还有改善代谢机能的功效。
甲壳素:向亚健康宣战
由于社会生活节奏的加快、环境的污染、年龄的上升、身体各器官功能的减退等等原因、现代人往往处于亚健康状态，此时人们常感到多种不适，如失眠、疲劳、腰痛、便秘、面容憔悴等，而去医院却又无法明确诊断。
现代医学研究认为，甲壳素是继蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质之后的人体第六大生命要素，不可缺少。在生态平衡的环境下，人们从饮食中就能摄取足量的甲壳素以完成活化细胞、调节免疫等功能。但现代生活中自然食物链被破坏，人体已处于甲壳素缺乏状态，由此出现了亚健康现象。
甲壳素能使亚健康状态下低迷的人体功能得到恢复甚至强化。
大家知道，人体可以说是一个复杂的化学反应器，保持一个弱碱性体液环境将是维持人体健康的必备条件。甲壳素可升高体液PH值，改善体内酸性环境，可清除自由基，抑制过氧化物对人体组织细胞的损害。活化细胞，搞疲劳，延缓衰老。因此，甲壳素被营养专家推荐为二十一世纪人类的最后珍宝。安全、有效全天然保健食品.
甲壳素，顾名思义，它是昆虫和甲壳类动物(如虾、蟹)的外壳中所含有的一种物质。《本草纲目》中，对其药用价值就早有记载。
甲壳素是目前宇宙中存在的唯一的带正电荷的食物性纤维，与人体具有良好的亲和性。日本及欧美发达国家对其研究、开发、运用较早。由于其在医疗保健领域具有广泛的应用前景，因此，国内外医药研究领域均把甲壳素列入一个重要的研究课题。
由南京三济医约研究所和南京金陵尹氏保健品有限公司经过数年研制、开发的海富康(甲壳素)是以无任何污染的阿拉斯加深海蝶虾和血蟹为原料，并引进英国的加工设备和先进的加工工艺精制而成。
1996年4月由江苏省卫生厅组织省人民医院，中医院和南京市中医院对南京金陵尹氏保健品有限公司生产的海富康(甲壳素)进行了临床验证。1997年5月，国家卫生部组织有关专家、学者对该产品进行了论证和评审，有关专家、学者一致认为：该产品有效成份含量和各项技术指标达到或超过国外同类产品水平，它具有预防多种疾病和恢复健康之功效，经大量临床验证海富康(甲壳素)有增强人体免疫能力，调节血脂，阻断脂肪吸收，抑制血压上升，防治糖尿病，抑制癌细胞转移，强化肝功能等作用。
壳聚糖在医学上的应用有哪些
壳聚糖(chitosan)，别称脱乙酰甲壳素，是由大自然普遍存有的几丁质(chitin)历经脱乙酰功效获得的，化学名称为聚葡萄糖胺[(1-4)-2-羟基-B-D葡萄糖，是唯一弱碱性的多糖。
优点:
1，在药业、食品、化工厂、护肤品、污水处理、金属材料获取及收购、生物化学和生物医学工程工程项目等众多行业的应用研究获得了重大突破。
2，壳聚糖对降低血脂、降血压，降血糖有一定作用。
3，壳聚糖含有正离子，在肠胃内与人体脂肪及胆汁酸融合，可阻隔人体脂肪消化吸收与消化吸收，清利胆道，减少中性化人体脂肪及密度低蛋白，融解静脉血栓，避免 动脉硬化及脑中风有一定作用。
缺点，1，大分子的壳聚糖难溶于水，难被人体吸收利用。随着壳聚糖提纯工艺的改进，小分子的壳聚糖纯度已能达到95%以上。
2，国内壳聚糖作为保健品，价格昂贵。而国外壳聚糖作为一种常见的食品添加剂和一般保健品，在各超市均有零售。
壳聚糖医药作用
壳聚糖（chitosan）甲壳素N-脱乙酰基的产物，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在C2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖。
壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。
壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能，广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。
壳聚糖的药用价值
壳聚糖,又称为脱乙酰甲壳素、甲壳胺,是通过甲壳素经一定程度的脱乙酰而得到,化学名称是(1,4)-2-酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。不溶于水而溶于稀酸溶液,其分子量为几十至几百万。由于壳聚糖分子结构中大量游离氨的存在,使其成为天然的少有的聚阳离子,具有独特的功能,广泛应用于食品、医药、农业、环保、纺织、造纸等行业。本文主要介绍其在食品工业上的应用。 1 食品加工助剂 1.1 果汁澄清剂 壳聚糖能用作果汁、食醋、糖蜜、酒类的澄清剂,特别是澄清果汁的研究比较多。要得到清澈、透明的果汁,除了应去除悬浮物及沉淀物之外,更重要的应除去致浊的果胶、蛋白质等胶质物,壳聚糖分子带正电荷,与果汁中带负电荷的阴离子电解质(例胶体)互相作用,从而破坏胶体的稳定结构,使胶体聚沉,经过过滤使果汁澄清。多年来有多位学者用壳聚糖澄清猕猴桃汁、苹果汁、山梨汁,澄清后的果汁透光率达90%～95%以上。壳聚糖澄清果汁的另一优点是能除去果汁中多酚氧化酶,从而可降低果汁的褐变速度。 1.2 糖汁絮凝剂 糖汁中的蛋白质、果胶、单宁、色素、类脂物等一般都带负电荷。壳聚糖是自然界唯一的碱性多糖,带正电荷,加入糖汁中时,蔗汁中带负电的胶体被-NH3+离子吸附,产生电中和,因而壳聚糖可净化糖汁。日本在多年前已用壳聚糖澄清混合汁[5]和废蜜[6]。国内近年来也有陆冬梅等[7]用壳聚糖澄清混合汁,在温度100℃,pH6.8,壳聚糖量500mg/kg,PAM用量2.5mg/kg的工艺条件下,除色率达79%,除浊率达94%以上。梁平[8]等人进行了壳聚糖絮凝剂清净亚硫酸法粗糖浆(炼糖厂原糖复筛糖浆)的试验,结果表明,用气浮法处理的最佳工艺条件是:P2O5加量450mg/kg,温度80℃,pH=6.0,壳聚糖加量为110mg/kg,在此条件下,可取得较好的除浊率及脱色率。 1.3 果汁脱酸剂 许多果蔬汁含有较多的有机酸。壳聚糖能与有机酸结合生成盐。将壳聚糖加入果蔬汁中搅拌、过滤即能脱酸。Rwan等在葡萄果汁中加入15mg/kg的壳聚糖,则葡萄汁中柠檬酸、酒石酸、L-苹果酸、草酸和抗坏血酸的含量分别减少56.6%、41.2%、38.8%、36.8%和6.5%,从而使果汁中酸的总含量减少52.6%,果汁得以很好的净化。壳聚糖加入罗汉果汁中可去除不愉快的酸味,改善口感。Spqgna等人报道,将壳聚糖加入纯葡萄酒中,由于壳聚糖与聚酚类化合物的亲合作用,使葡萄酒由淡黄色变为深金黄色、大大提高了酒的质量。 2 食品添加剂 2.1 食品抗氧化剂 由于肉类食品中含有大量的不饱和脂肪酸而易被氧化使之腐败变质,从而缩短了肉制品的货架期,为此必须加入抗氧化剂。壳聚糖作为新型抗氧化剂进展迅速。Darmadji等人研究了壳聚糖对牛肉的抗氧化效果,加入1%的壳聚糖,在4℃下贮存3天。牛肉的硫化巴比土酸(TBA值)减少70%。Shahihi等人报道了N,O-羟甲基壳聚糖盐(NOOC)及其乳酸盐、吡咯烷酸盐对抑制熟肉的氧化非常有效,冷藏七天后的熟肉风味几乎不变。他指出NOOC及上述壳聚糖衍生物在(500-3000)mg/kg之间的抑制氧化效果分别为69.9%、63.4%和66.3%。 2.2 食品保鲜剂 壳聚糖及其衍生物的抗菌性近年来倍受关注。它在抗细菌、真菌上效果显著。有人认为,由于壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用,使细胞内蛋白酶和其他成分泄漏,从而达到抗菌、杀菌作用。壳聚糖被广泛用于果蔬保鲜,肉、蛋品保鲜。Simpaon等人的研究表明,0.02%的壳聚糖浓度足以抑制芽抱杆菌的生长,而对大肠杆菌和沙门氏菌,0.005%浓度的壳聚糖的抑菌效果可达90%,壳聚糖浓度达0.0075%时,可完全抑制细菌生长。 多位学者的研究表明,使用壳聚糖保鲜膜可较好地控制桃子、梨子、猕猴桃、黄瓜、胡椒、葡萄、草莓、芒果和西红柿的腐烂变质,延长贮存时间与货架期。这是由于壳聚糖膜可阻碍大气中氧气的渗入和水果呼吸产生二氧化碳的逸出,但可诱使水果熟化的乙烯气体逸出,从而抑制真菌繁殖及延缓水果的成熟。壳聚糖膜涂层能抑制水果的花色素苷、类黄酮和全部酚含量的增加,控制过氧化酶活性的增加,从而可控制水果的变黄、变褐,保证水果质量。以番茄保鲜为例,用浓度2%的壳聚糖对番茄涂膜,贮存15天后发现番茄的总酸度、总糖量及维生素C含量与原番茄接近,一般可储存30天,贮藏效果好于0.2%的苯甲酸液。张声辉等采用壳聚糖的衍生物并辅以其它助剂制成涂膜保鲜剂,在10～25℃下苹果和梨可保鲜6个月,好果率达99%。陈天等用壳聚糖保鲜剂处理中华猕猴桃,贮藏期可达80天,而未处理的只为7～12天。 古伟之等做了壳聚糖对猪肉的保鲜试验,结果表明:2%的壳聚糖液在20℃和40℃贮存条件下,猪肉的一级鲜度货架期分别延长2天及6天。Os amu等人将壳聚糖的乳酸液渗入再生纤维素纤维制得的无纺布中形成保鲜材料,用于盛装鱼、肉食品时,可吸收渗液并阻止葡萄球菌、大肠杆菌等微生物生长,达保鲜的目的。 2.3 食品增稠剂 Tetsuya等人用壳聚糖和CaCO3作为面条的增稠剂,其用量为0.4%～1.8%。Tomohiho等人用壳聚糖粉末加入用鸡蛋清制得的食品凝胶中提高其硬度和弹性。除上述作用外,壳聚糖还用于食品稳定剂、乳化剂、风味改良剂等。 3 保健食品 壳聚糖被认为是继维他命丸、麦乳精以及卵磷脂、螺旋藻之后的第二代保健食品。由于它是一种可食性动物纤维,被人食用、人体吸收后,由于肠内细菌的共同作用可将之分解成低聚糖,后者具有较优的生理活性。据报道,壳聚糖具有三调节(免疫调节、pH值调节、荷尔蒙调节),三排除(排除有害胆固醇、排除体内金属离子、排除农药及体内自由基等毒素),三降(降血脂、降血糖、降血压)作用,所以可用壳聚糖制造保健食品。 3.1 减肥降酯 食品壳聚糖及其脂肪酸络合物是理想的减肥食品。研究发现,壳聚糖及其脂肪酸络盐在体内可和相当于它们重量许多倍的脂类物质如甘油三酯、脂肪酸、胆固醇、胆汁酸等化合物生成络合物,这些络合物不被消化系统消化吸收、不被胃酸水解,可减少人体对这类物质的消化吸收,使之穿肠而过排出体外,从而减少食品的热量,达到减肥降酯的目的[21]。同时壳聚糖在肠内细菌作用下生成的低聚糖其热量明显低于蔗糖,低聚糖在消化道中不被吸收,几乎全部进入肠道,故有明显的防发胖作用。 3.2 抗癌食品 壳聚糖能调节体液的PH值,使之呈弱碱性。pH的提高使人体内淋巴细胞的活性提高,增强了淋巴细胞破坏癌细胞的活性,起到防癌抗癌的作用。Yukio[22]等研制的抗癌保健食品的配方是:玉米纤维:壳聚糖:藻酸为1:0.01～1.0:0.001～1.0。例如,将下列物质混合后加工成小甜饼:面粉51g、玉米纤维1%、糖11.3g、低聚糖5g、蜂蜜5g、壳聚糖2g、葡萄糖2g、藻酸0.5g、盐0.5g、CaCO30.2g、发酵粉2.5g。 3.3 胃肠道保健食品 由于壳聚糖溶于稀酸溶液后形成胶状液体,壳聚糖在胃酸作用下形成的胶状液可粘附在胃壁上形成一层保护膜,可防止胃酸对胃部损伤面的刺激,因而起到辅助治疗胃溃疡的作用。壳聚糖在肠内细菌共同作用下生成的低聚糖能促进肠道有益菌例如双歧杆菌的生长、增殖,改善肠道的微生态环境。除以上保健食品外,还可将壳聚糖与有关物质制成口腔保健食品,人造肉食品,微量金属元素调节食品等。 4 水的净化剂 4.1 食品工业废水处理 壳聚糖是自然界一种带正电荷的高分子聚合物,在废水处理中是一种优良的絮凝剂。食品工业废水中含有大量蛋白质、脂肪酸等有用物质,壳聚糖能把其有效成分絮凝沉淀下来加以利用,用壳聚糖处理食品废水或含蛋白质废水的最大优势是可以回收残渣作饲料,不产生二次污染。黄慧等研究了壳聚糖为絮凝剂沉降粉丝浓浆废水的条件及结果。结果表明,絮凝沉降速度快,COD除去率为86%,蛋白质回收率为81%。在PH为6.5～8.5时,高浓度较低浓度的壳聚糖絮凝效果好。周桂等人以壳聚糖作絮凝剂处理高浓度糖蜜酒精废液,实验结果表明,当pH=7.0、温度为25℃、搅拌时间为30min,静置时间为2小时、配合助凝剂P30的有效作用,能使糖蜜酒精废液CODcr去除率达到96.2%。蔡伟民等[25]用改性制得的壳聚糖季铵盐处理味精废水,当投量为100mg/L时,除浊率达到99.5%,COD去除率为37.9%。方忻兰等用壳聚糖处理含水溶性丝胶蛋白的煮茧废液,在PH7～10条件下,CODcr的去除率可达85%以上,远远高于用碱式氯化铝作絮凝剂的COD去除率(最高54.7%)。 4.2 纯水制备 壳聚糖以其天然、无毒、安全性被美国环保局批准为饮用水的净化剂。Muzzarelli等采用交联N-羧甲基壳聚糖为吸附剂从饮用水中有效地去除Pb2+和Cd2+。Murcott等报导:用壳聚糖与膨润土按一定比例(1:5～1:20)配合使用可去除饮用水中颗粒物质、颜色和气味,其中壳聚糖用量仅为0.5～1mg/L。经处理后可使水中浊度由2NTU下降至0.3NTU,pH由7.2下降至7.0,碱度(以CaCO3计)去除17%,色度去除96%～100%。许多学者的研究表明,将壳聚糖作为给水处理用絮凝剂,比传统絮凝剂有更多优势。