海藻酸鈣的制備及其醫藥領域應用研究

鐘月紅，李培源

(1.廣西中醫藥大學 藥學院，廣西 南寧 530001；2. 廣西中醫藥大學 賽恩斯新醫藥學院，廣西 南寧 530001)

近年來，海藻酸鈉在各領域的應用研究日益增多[1-2]，海藻酸鹽具有無毒、易于形成熱穩定性溶膠[3]等特性，可直接作用于傷口巨噬細胞，促進傷口治愈[4]，海藻酸鈣水凝膠空心纖維在藥物傳遞、組織工程等領域具有潛在的應用價值[5-6]。海藻酸鈣由于具備獨特的性能被廣泛應用于藥物工程、醫學等領域。本文將從多方面綜述海藻酸鈣制備方法及其在醫藥領域應用研究進展。

1 海藻酸鈣的制備方法

1.1 海藻酸鈣

制備海藻酸鈣物質有多種方法，如冷凍干燥法、富集浸漬法、機械攪拌制孔法、交聯法、滴制法、共混法等。如郝曉麗等[7]采用冷凍干燥法制備出海藻酸鈣多孔材料、馬建峰等[8]采用富集浸漬法制備載銀海藻酸鈣纖維、郝艷麗等[9]采用機械攪拌制孔法制備出具有多孔結構的海藻酸鈣海綿、趙孔銀等[10]采用反相懸浮鈣離子交聯法制備出磷酸/海藻酸鈣、李兆清等[11]采用滴制法制備海藻酸鈣微球、葉世著等[12]采用共混法通過往海藻酸鈣薄膜中添加殼聚糖、糊精制備出共混改性復合膜等。

1.2 海藻酸鈣復合體系

1.2.1 物理共混

李曉[13]等人將水性聚氨酯與海藻酸鈣共混后得到水性聚氨酯/海藻酸鈣復合體系。李文姬[14]等人利用"溶液共混-擠出交聯-冷凍干燥"法制備了海藻酸鈣-聚乙烯醇共混物的離子響應型淚道栓子，結果表明這種共混材料是一種理想型的離子響應型淚道栓子原材料。譚利文[15]等人通過將海藻酸鈉/納米二氧化鈦與氯化鈣凝固浴制備出海藻酸鈣/納米二氧化鈦共混纖維。

1.2.1 化學交聯

海藻酸鈣非織造布主要用于醫用敷料的材料。雷明月等[16]通過兩步法制備出遇水即形成凝膠體的海藻酸鈣非織造布，結果表明，此海藻酸鈣非織造布的凝膠性好、吸液量和保液量都增大、質量輕薄、儲存和使用方便。該膠體的溶脹性、緩釋性能及覆蓋性良好，該種海藻酸鹽水凝膠在組織工程等領域具有潛在價值。趙丹華等[17]人研究將納米復合吸附材料CaC2O4/AR138(CCA)固載到海藻酸鈣(CA)上，制備出毫米級吸附劑CaC2O4/AR138-海藻酸鈣復合微球(CCACA)。

張鴻[18]等人將改性劑海藻酸鈣/二氧化硅與聚丙烯樹脂進行復合得到聚丙烯/海藻酸鈣/二氧化硅雜化材料。郭慶[19]等人以海藻酸鈣為壁材，羧甲基纖維素鈉水溶液為芯材，采用銳孔凝固浴法制備了毫米級海藻酸鈣水膠囊。結果表明，毫米級海藻酸鈣膠囊可調節膠囊相貌、粒徑、膜厚、壓碎強度以及毫米級海藻酸鈣水膠囊能有效的包裹芯層材料、有良好的緩釋性能、在一定時間內有緩釋作用。根據毫米級海藻酸鈣水膠囊的特性，其將有望在在食品工業、生物醫藥等領域中廣泛應用。

姚毅[20]通過將海藻酸鈉與沸石的混合溶液滴加到氯化鈣溶液中發生凝膠反應制備了一種新型的海藻酸鈣交聯沸石重金屬吸附微球，結果表明這種海藻酸鈣交聯沸石微球具有良好的吸附能力。鄭焯元[21]等人通過微流控方法制備了海藻酸鈣空性纖維，實驗表明這種空心纖維應用于封裝和培養L929成纖維細胞且這種細胞有較高的存活率，并且這些纖維細胞有著向空心纖維內壁生長的趨勢，在藥物傳遞、組織工程等領域具有潛在的應用價值。

2 海藻酸鈣在醫藥技術領域中的應用

2.1 傷口敷料

由于海藻酸鈣具有良好的吸濕性、凝膠特性且其海藻酸鈣纖維具有抗菌性、可降解性等性能都符合治療傷口的理論，因此海藻酸鈣纖維受到醫用敷料研究者的青睞，李忠志[22]等人研制出的一款抗菌性強的抗菌海藻酸鈣纖維傷口敷料，李杰[23]等人制備出的復合型海藻酸鈣纖維敷料其具有使用壽命長、抗菌效果好、止血作用強一款敷料，李雙停[24]等人對海藻酸鈣纖維的性能及其在傷口敷料中的應用進行深入研究，研究表明，海藻酸鈣能促進傷口愈合，在慢性和高滲出性傷口傷口護理中具有優勢，這些說明了海藻酸鈣在新型傷口領域有很大的發展空間。

為了改善海藻纖維敷料性能，李洪昌[25]等以海藻酸鈣纖維、聚乙烯醇纖維為原料制備出一種新型復合醫用敷料。其中的海藻酸鈣纖維是以海藻酸鈉為原料制備而成的天然高分子功能性纖維，結果表明這種海藻酸鈣纖維/聚乙烯醇復合醫用輔料具有優異的吸濕性、透過性和舒適性能，在傷口接觸層依靠吸濕形成水凝膠覆蓋在傷口表面，達到促進傷口愈合的效果;中間層則迅速吸收傷口表面的滲出液，起到防止傷口發炎的作用。

基于傷口失去正常防御細菌的能力，創面感染難以愈合而引發李志群[26]等研制出一種高吸收性且能保持創面濕潤的敷料。研究表明，該敷料有很強的抗菌性，細胞無毒性，能大量吸收創面的滲出物、創面有一定的濕度、生物相容性良好、易去除且對環境沒有污染。

2.2 止血材料

為了提高海藻酸鈣的止血效果，王超等[27]采用了乳化交聯和制孔技術制作出了海藻酸鈣多孔微球。利用共混與冷凍干燥技術制備出殼聚糖/海藻酸鈣多孔微球和殼聚糖/海藻酸鈣多孔微球/白芷多糖復合海綿，實驗結果表明摻入多孔微球后的復合海綿的紅細胞吸附力與體外促凝能力都增強了，且復合海綿無毒性、生物相容性與安全性良好、出血量少及止血時間短。

動脈介入栓塞止血術治療方法中，栓塞劑是手術的關鍵。榮晶晶等[28]通過海藻酸鈣與凝血酶結合制備新型凝血酶-海藻酸鈣復合微球介入腦栓止血劑。結果表明凝血酶-海藻酸鈣復合微球結構疏松、表面可見大量微孔，有利于凝血酶的快速釋放；微球表面粗糙，易于網羅血小板、紅細胞等血液成分和激活凝血過程；微球藥物包封率、載藥量和藥物活性殘余量都較高；微球釋藥模式符合臨床實際應用需求，是一種安全性高的新型血管栓塞材料。宗杰等通過冷凍干燥法制備海藻酸鈣海綿，探究海藻酸鈣的止血作用。結果表明海藻酸鈣中的鈣離子能與血液里的鈉離子交換促進凝血酶產生有效且快速吸收血液，以及該海綿止血效果良好、無毒性、生物相容性良好。

2.3 其他用途

小動脈缺損病例需要血管移植，在此基礎上王薇[29]等研究以海藻酸鈉及丙烯酰胺為原料浸泡在氯化鈣溶液中，交聯制備出海藻酸鈣/聚丙烯酰胺水凝膠。實驗結果表明，該水凝膠動態順應性優于商用人工血管，在穿刺作用中沒有持續滲水現象發生，是一種結構均勻、性能穩定、力學性能良好、溶脹率良好及血性相容性良好的海藻酸鈣/聚丙烯酰胺水凝膠小口徑人工血管材料。

公亮亮[30]等人利用中空海藻酸鈣膠囊對白色鏈霉菌進行固定化，用其固定化菌對甾體類藥物去氫表雄酮(DHEA)進行生物轉化來生產羥基化DHEA，羥基化DHEA不僅可以提高機體免疫力、對淋巴細胞有抑制作用，還具有抗癌、延緩衰老及免疫調節的作用。結果表明所獲得的藥物羥基化DHEA有效的了提高目標產物的轉化率、還實現了固定化菌的重復利用、對產物能進行很好的分離、同時大大的節約了成本，還為工業生產羥基化DHEA提供了理論基礎。

雙歧桿菌是人和動物腸道中具有許多生理功能和保健功能的一種益生菌，由于外界環境、胃液等不利因素使雙歧桿菌難以到達腸液。蔣瑩子[31]等人以海藻酸鈉為膜材料、羧甲基殼為保護劑、氯化鈣為固定液，通過擠壓法將雙歧桿菌包埋在微膠囊中。雙歧桿菌借微膠囊的保護得以安全通過胃液抵達腸液并在腸液中溶解，結果表明此時雙歧桿菌起到保護腸道、調節菌群平衡、促進身體狀況改善的功效。乳酸片球菌作為益生菌應用廣泛，乳酸片球菌其中一種代謝物是Y-氨基丁酸，它對人體機能和生理功能有明顯的促進作用。劉佳蘇[32]等利用海藻酸鈣包埋法固定乳酸片球菌，最后結果表明，海藻酸鈣可固定乳酸片球菌生產具有降血壓、鎮靜、催眠、抗衰老、預防和治療癲癇的作用，同時還具有改善正常人和患有抗精子抗體陽性病人的精子頂體反應Y-氨基丁酸。

壓瘡即所謂的壓力性潰瘍，是臨床常見的并發癥之一。范海波[4]等以濕性愈合理論為基礎，探究液體輔料與海藻酸鈣醫用敷料聯合使用對壓瘡愈合的效果。結果表明二者聯合治療促進了患者創面愈合、縮短了治療時間及提高了治療效率。

3 總結與展望

綜上所訴，海藻酸鈣來源于巨型海藻，由于具有良好吸濕性、生物相容性、凝膠性和止血性等特性以及且其纖維具有抗菌性、降解性等使海藻酸鈣成為近年來研究熱點。海藻酸鈣在固定化、醫用敷料、海藻酸鈣微球和微膠囊應用頗多，現階段關于海藻酸鈣的研究方向主要在與海藻酸鈣其他物質聯合使用以及用交聯、共混等方法使海藻酸鈣與其他物質混合使用。本文研究了海藻酸鈣在醫藥技術領域的作用及現階段關于海藻酸鈣的研究現狀，并得知海藻酸鈣在藥物、環境及高分子材料學等領域應用廣泛。根據研究推斷，海藻酸鈣將有望在環保材料方面、醫學技術中等有更好的發展。