海藻酸钙的制备及其医药领域应用研究

钟月红，李培源

(1.广西中医药大学 药学院，广西 南宁 530001；2. 广西中医药大学 赛恩斯新医药学院，广西 南宁 530001)

近年来，海藻酸钠在各领域的应用研究日益增多[1-2]，海藻酸盐具有无毒、易于形成热稳定性溶胶[3]等特性，可直接作用于伤口巨噬细胞，促进伤口治愈[4]，海藻酸钙水凝胶空心纤维在药物传递、组织工程等领域具有潜在的应用价值[5-6]。海藻酸钙由于具备独特的性能被广泛应用于药物工程、医学等领域。本文将从多方面综述海藻酸钙制备方法及其在医药领域应用研究进展。

1 海藻酸钙的制备方法

1.1 海藻酸钙

制备海藻酸钙物质有多种方法，如冷冻干燥法、富集浸渍法、机械搅拌制孔法、交联法、滴制法、共混法等。如郝晓丽等[7]采用冷冻干燥法制备出海藻酸钙多孔材料、马建峰等[8]采用富集浸渍法制备载银海藻酸钙纤维、郝艳丽等[9]采用机械搅拌制孔法制备出具有多孔结构的海藻酸钙海绵、赵孔银等[10]采用反相悬浮钙离子交联法制备出磷酸/海藻酸钙、李兆清等[11]采用滴制法制备海藻酸钙微球、叶世著等[12]采用共混法通过往海藻酸钙薄膜中添加壳聚糖、糊精制备出共混改性复合膜等。

1.2 海藻酸钙复合体系

1.2.1 物理共混

李晓[13]等人将水性聚氨酯与海藻酸钙共混后得到水性聚氨酯/海藻酸钙复合体系。李文姬[14]等人利用"溶液共混-挤出交联-冷冻干燥"法制备了海藻酸钙-聚乙烯醇共混物的离子响应型泪道栓子，结果表明这种共混材料是一种理想型的离子响应型泪道栓子原材料。谭利文[15]等人通过将海藻酸钠/纳米二氧化钛与氯化钙凝固浴制备出海藻酸钙/纳米二氧化钛共混纤维。

1.2.1 化学交联

海藻酸钙非织造布主要用于医用敷料的材料。雷明月等[16]通过两步法制备出遇水即形成凝胶体的海藻酸钙非织造布，结果表明，此海藻酸钙非织造布的凝胶性好、吸液量和保液量都增大、质量轻薄、储存和使用方便。该胶体的溶胀性、缓释性能及覆盖性良好，该种海藻酸盐水凝胶在组织工程等领域具有潜在价值。赵丹华等[17]人研究将纳米复合吸附材料CaC2O4/AR138(CCA)固载到海藻酸钙(CA)上，制备出毫米级吸附剂CaC2O4/AR138-海藻酸钙复合微球(CCACA)。

张鸿[18]等人将改性剂海藻酸钙/二氧化硅与聚丙烯树脂进行复合得到聚丙烯/海藻酸钙/二氧化硅杂化材料。郭庆[19]等人以海藻酸钙为壁材，羧甲基纤维素钠水溶液为芯材，采用锐孔凝固浴法制备了毫米级海藻酸钙水胶囊。结果表明，毫米级海藻酸钙胶囊可调节胶囊相貌、粒径、膜厚、压碎强度以及毫米级海藻酸钙水胶囊能有效的包裹芯层材料、有良好的缓释性能、在一定时间内有缓释作用。根据毫米级海藻酸钙水胶囊的特性，其将有望在在食品工业、生物医药等领域中广泛应用。

姚毅[20]通过将海藻酸钠与沸石的混合溶液滴加到氯化钙溶液中发生凝胶反应制备了一种新型的海藻酸钙交联沸石重金属吸附微球，结果表明这种海藻酸钙交联沸石微球具有良好的吸附能力。郑焯元[21]等人通过微流控方法制备了海藻酸钙空性纤维，实验表明这种空心纤维应用于封装和培养L929成纤维细胞且这种细胞有较高的存活率，并且这些纤维细胞有着向空心纤维内壁生长的趋势，在药物传递、组织工程等领域具有潜在的应用价值。

2 海藻酸钙在医药技术领域中的应用

2.1 伤口敷料

由于海藻酸钙具有良好的吸湿性、凝胶特性且其海藻酸钙纤维具有抗菌性、可降解性等性能都符合治疗伤口的理论，因此海藻酸钙纤维受到医用敷料研究者的青睐，李忠志[22]等人研制出的一款抗菌性强的抗菌海藻酸钙纤维伤口敷料，李杰[23]等人制备出的复合型海藻酸钙纤维敷料其具有使用寿命长、抗菌效果好、止血作用强一款敷料，李双停[24]等人对海藻酸钙纤维的性能及其在伤口敷料中的应用进行深入研究，研究表明，海藻酸钙能促进伤口愈合，在慢性和高渗出性伤口伤口护理中具有优势，这些说明了海藻酸钙在新型伤口领域有很大的发展空间。

为了改善海藻纤维敷料性能，李洪昌[25]等以海藻酸钙纤维、聚乙烯醇纤维为原料制备出一种新型复合医用敷料。其中的海藻酸钙纤维是以海藻酸钠为原料制备而成的天然高分子功能性纤维，结果表明这种海藻酸钙纤维/聚乙烯醇复合医用辅料具有优异的吸湿性、透过性和舒适性能，在伤口接触层依靠吸湿形成水凝胶覆盖在伤口表面，达到促进伤口愈合的效果;中间层则迅速吸收伤口表面的渗出液，起到防止伤口发炎的作用。

基于伤口失去正常防御细菌的能力，创面感染难以愈合而引发李志群[26]等研制出一种高吸收性且能保持创面湿润的敷料。研究表明，该敷料有很强的抗菌性，细胞无毒性，能大量吸收创面的渗出物、创面有一定的湿度、生物相容性良好、易去除且对环境没有污染。

2.2 止血材料

为了提高海藻酸钙的止血效果，王超等[27]采用了乳化交联和制孔技术制作出了海藻酸钙多孔微球。利用共混与冷冻干燥技术制备出壳聚糖/海藻酸钙多孔微球和壳聚糖/海藻酸钙多孔微球/白芷多糖复合海绵，实验结果表明掺入多孔微球后的复合海绵的红细胞吸附力与体外促凝能力都增强了，且复合海绵无毒性、生物相容性与安全性良好、出血量少及止血时间短。

动脉介入栓塞止血术治疗方法中，栓塞剂是手术的关键。荣晶晶等[28]通过海藻酸钙与凝血酶结合制备新型凝血酶-海藻酸钙复合微球介入脑栓止血剂。结果表明凝血酶-海藻酸钙复合微球结构疏松、表面可见大量微孔，有利于凝血酶的快速释放；微球表面粗糙，易于网罗血小板、红细胞等血液成分和激活凝血过程；微球药物包封率、载药量和药物活性残余量都较高；微球释药模式符合临床实际应用需求，是一种安全性高的新型血管栓塞材料。宗杰等通过冷冻干燥法制备海藻酸钙海绵，探究海藻酸钙的止血作用。结果表明海藻酸钙中的钙离子能与血液里的钠离子交换促进凝血酶产生有效且快速吸收血液，以及该海绵止血效果良好、无毒性、生物相容性良好。

2.3 其他用途

小动脉缺损病例需要血管移植，在此基础上王薇[29]等研究以海藻酸钠及丙烯酰胺为原料浸泡在氯化钙溶液中，交联制备出海藻酸钙/聚丙烯酰胺水凝胶。实验结果表明，该水凝胶动态顺应性优于商用人工血管，在穿刺作用中没有持续渗水现象发生，是一种结构均匀、性能稳定、力学性能良好、溶胀率良好及血性相容性良好的海藻酸钙/聚丙烯酰胺水凝胶小口径人工血管材料。

公亮亮[30]等人利用中空海藻酸钙胶囊对白色链霉菌进行固定化，用其固定化菌对甾体类药物去氢表雄酮(DHEA)进行生物转化来生产羟基化DHEA，羟基化DHEA不仅可以提高机体免疫力、对淋巴细胞有抑制作用，还具有抗癌、延缓衰老及免疫调节的作用。结果表明所获得的药物羟基化DHEA有效的了提高目标产物的转化率、还实现了固定化菌的重复利用、对产物能进行很好的分离、同时大大的节约了成本，还为工业生产羟基化DHEA提供了理论基础。

双歧杆菌是人和动物肠道中具有许多生理功能和保健功能的一种益生菌，由于外界环境、胃液等不利因素使双歧杆菌难以到达肠液。蒋莹子[31]等人以海藻酸钠为膜材料、羧甲基壳为保护剂、氯化钙为固定液，通过挤压法将双歧杆菌包埋在微胶囊中。双歧杆菌借微胶囊的保护得以安全通过胃液抵达肠液并在肠液中溶解，结果表明此时双歧杆菌起到保护肠道、调节菌群平衡、促进身体状况改善的功效。乳酸片球菌作为益生菌应用广泛，乳酸片球菌其中一种代谢物是Y-氨基丁酸，它对人体机能和生理功能有明显的促进作用。刘佳苏[32]等利用海藻酸钙包埋法固定乳酸片球菌，最后结果表明，海藻酸钙可固定乳酸片球菌生产具有降血压、镇静、催眠、抗衰老、预防和治疗癫痫的作用，同时还具有改善正常人和患有抗精子抗体阳性病人的精子顶体反应Y-氨基丁酸。

压疮即所谓的压力性溃疡，是临床常见的并发症之一。范海波[4]等以湿性愈合理论为基础，探究液体辅料与海藻酸钙医用敷料联合使用对压疮愈合的效果。结果表明二者联合治疗促进了患者创面愈合、缩短了治疗时间及提高了治疗效率。

3 总结与展望

综上所诉，海藻酸钙来源于巨型海藻，由于具有良好吸湿性、生物相容性、凝胶性和止血性等特性以及且其纤维具有抗菌性、降解性等使海藻酸钙成为近年来研究热点。海藻酸钙在固定化、医用敷料、海藻酸钙微球和微胶囊应用颇多，现阶段关于海藻酸钙的研究方向主要在与海藻酸钙其他物质联合使用以及用交联、共混等方法使海藻酸钙与其他物质混合使用。本文研究了海藻酸钙在医药技术领域的作用及现阶段关于海藻酸钙的研究现状，并得知海藻酸钙在药物、环境及高分子材料学等领域应用广泛。根据研究推断，海藻酸钙将有望在环保材料方面、医学技术中等有更好的发展。