壳聚糖是天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物,也是甲壳素的重要衍生物。壳聚糖来源广泛,每年约有1000亿吨壳聚糖从不同的来源生产出来。到目前为止,壳聚糖的主要商业来源是螃蟹和虾壳。由于其独特的阳离子特性,并且具有生物降解性、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,所以它在生物医学领域以及许多其他领域都有重要的应用。
壳聚糖作为一种生物聚合物在伤口愈合中被广泛研究。不可控的出血可能会危及患者的生命。壳聚糖是一种流行的止血剂,带正电荷的壳聚糖与带负电荷的红细胞(RBCs)形成凝块,产生细胞凝块或止血塞从而产生快速的止血作用。由于其重要的抗真菌和抗菌性能,它具有比传统纱布更加优异的止血性能。
由于壳聚糖的抗菌性能,它被广泛用于治疗牙齿感染。壳聚糖在牙科中主要用于递送药物治疗口腔感染,如牙周炎、牙髓病感染、牙髓切开术、口腔炎和念珠菌感染等。它还被用作牙膏中的赋形剂)、漱口水、牙刷和牙科植入物涂层。
壳聚糖具有优异的粘膜粘附特性,这一功能归因于带正电的氨基官能团可以与粘液中带负电的唾液酸的相互作用。因为粘液周转率比眼泪周转率慢,所以这种粘液粘附特性增加了药物在眼中的停留时间。此外,药物的长期滞留也增强了药物在眼部的生物有效性。
骨关节炎是一种退行性炎症性疾病,其特征是关节软骨受损,自我修复能力极低。将干细胞移植到有缺陷的软骨中是修复软骨的有前途的方法之一。壳聚糖的生物可降解、无毒和生物相容性使其成为软骨再生的理想生物材料。最近,Medovent GmbH开发了一种基于壳聚糖的神经引导器Reaxon®,这种引导器可以通过修复外周神经不连续性来治疗手指的神经缺陷。
壳聚糖具有一定的降脂作用。因为壳聚糖带正电荷的叔氨基官能团可以与胃肠道中存在的脂肪酸和胆汁酸的羧基结合成键,干扰中性脂质(如胆固醇)的乳化,减少脂肪的吸收。
有研究表明,糖化壳聚糖是一种无毒的免疫佐剂,可用于癌症治疗。壳聚糖可以在体内外降低哺乳动物乳腺癌症细胞的运动性和侵袭性。激光照射和糖化壳聚糖的组合可以有效治疗人类乳腺癌症和黑色素瘤。
除以上临床治疗外,壳聚糖在治疗糖尿病足溃疡、缓解慢性疼痛、抗粘连屏障中也有广泛应用。