中药白及的药理活性及在新型创伤敷料方面的应用

谢珺，胡雨涛，叶欣，徐伟，朱炳祺，胡梦娇

浙江中医药大学，浙江 杭州 310053

中药白及为兰科植物白及Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.的地下块茎，又名连及草、甘根、竹粟胶、紫蕙莨、冰球子等[1]。白及具有收敛止血、消肿生肌之功效，不仅被广泛用于治疗吐血、咳血和创伤性出血，而且也一直局部用于克服溃疡、炎症等症状。理想的创伤敷料应具有吸湿、抗菌、透气、维持伤口湿润和促进伤口愈合等特点[2]，而传统创伤敷料应用于伤口时仅起物理保护作用，几乎无促进伤口快速愈合的功效，且存在吸收渗液能力弱、无法抵御细菌感染的缺点。应用了白及的新型创伤敷料，不仅具有优异的止血消炎特性，而且充分发挥了自身吸湿性强、透气性良好等优点，是未来新型创伤材料的研发极具潜力的方向之一。

1 白及的有效化学成分

JIANG等[3]采用聚酰胺吸附法、硅胶柱层析法等方法对乙醇提取的白及进行了化合物的分离，其中，有30多个菲类化合物来自白及的假鳞茎和须根。此外，他们发现白及中含有较高水平的腔肠素。同时，白及是丰富的多糖来源。白及多糖(BSP)为提取自中药白及的一种水溶性多糖，别名白及胶、白及甘露聚糖，在热水中有较高溶解度，在酸性溶液中较稳定[4]，也是白及发挥药理活性的主要有效成分之一。它的主链主要由1,4-连接甘露糖基残基和1,4-连接的葡萄糖基残基组成。此外，甘露糖和葡萄糖单位中已被证明存在乙酰基成分。也有研究表明，甘露糖和葡萄糖为BSP的主要单糖，除外还有少量半乳糖，因此又称之为葡甘聚糖聚合物[5]。多糖的结构基团易于改性、复合。近年来，多糖凭借它资源丰富、结构简单、易被人体降解吸收、生物相容性良好等优点，在新型医用创伤敷料领域开拓出了宽广的发展空间[6]。

2 白及的药理活性

2.1 白及的止血活性 一直以来，白及优异的止血功效得到了人们的广泛关注和研究。董永喜等[8]采用大鼠血热出血模型研究BSP止血机制，发现BSP可以缩短血小板聚集的时间；同时，通过调整机体内t-PA/PAI-1比值，BSP可以使失衡的纤溶系统和凝血系统恢复平衡，从而更有助于凝血。陆波等[8]经过进一步实验，发现白及水溶性部位、正丁醇提取部位对家兔体内及体外血小板聚集有良好的促进作用。为探究白及的止血机制，ZHANG等[9]基于大鼠损伤模型制备了不同尺寸范围的白及微粒(BSMPs)。实验发现，当BSMPs的尺寸为350~250 nm时，止血效果最好，且其止血作用随着粉末尺寸的减小而下降。通过进一步研究发现，BSMPs局部与出血表面接触时先形成可见的颗粒/血液聚集物，随后在创面形成快速密封剂，作为促进止血的物理屏障，实现快速止血。和传统的止血材料相比，这种物理止血机制不依赖于身体的生理止血机制，即使对凝血障碍患者也是有效的。

2.2 白及的抗炎活性 除了止血以外，中药白及还具有良好的抗炎作用。LIU等[10]在探究白及对大鼠术后腹膜黏连(PPAs)的影响时，发现白及不仅能够降低大鼠PPAs评分，起到良好的抗黏剂的作用，同时也明显减轻了大鼠PPAs的炎症反应。这可能是由于BSP对创面组织中超氧化物歧化酶(SOD)的产生具有显著的提高作用，而SOD作为机体主要的内部抗氧化防御有效物质之一，能够减轻机体相关的内部炎症和疼痛感，从而降低了体内的炎症细胞因子水平[11]。此外，有证据表明，BSP可以明显减轻硫代乙酰胺(TAA)诱导的肝硬化大鼠的上皮组织病理损伤程度，推测BSP能够降低内毒素水平，且有效抑制与炎症相关的关键细胞因子IL-6和TNF-α的表达，意味着BSP可以运用于临床的伤口抗炎中[12]。

2.3 白及的愈伤活性 除了能够快速止血和消炎外，将白及作为涂敷剂外用，可以使红细胞局部凝集，促进人工血栓的形成，并能刺激肉芽组织生长，促进创面愈合[13]。在ZHANG等[11]的细胞划痕实验中，结果显示BSP能显著改善L929细胞的迁移，加速创面愈合；而通过全层切除伤口模型对BSP水凝胶的伤口愈合效益活性进行评估，也同样发现其能促进创面诱导后的愈合过程。实际上，体内研究表明，作为创面愈合贴剂的BSP可对创面收缩、上皮化、胶原沉积和消除炎症反应等一系列伤口愈合活动产生显著的效果。胶原蛋白是真皮的主要细胞外基质成分之一，对维持组织的结构完整性有重要作用。经实验证明，将BSP海绵和明胶海绵同时应用于伤口愈合，BSP海绵组观察到的胶原沉积更明显，表明BSP能够在一定程度上恢复皮肤的完整性[14]。HUANG等[15]在伤口愈合实验中发现，BSP水凝胶组和阳性对照组均形成了发达的皮脂腺、肉芽组织和毛囊，成纤维细胞致密地恢复，表明其具有良好的促进组织生长的效果。

3 白及在创伤敷料上的应用

3.1 白及止血粉 白及由于具有良好的止血愈伤作用，可被制备成不同形式的创伤敷料用于临床上的伤口愈合。新型的白及冻干超微粉可以有效地用于止血。与传统方法制备的止血粉不同，冷冻干燥法制备的冻干白及药材疏松多孔，经超微粉碎后粉体的有效成分可与给药部位直接接触，并且其滞留在吸附部位的时间得到了延长[16]。王玮[17]通过大鼠断尾试验证实了白及止血粉具有良好的止血效果。由于其含有的淀粉颗粒，粉体可迅速吸收伤口渗液，为创面愈合提供合适的环境。同时其含有的BSP使得炎症反应时间大大缩短，提高血管内皮生长因子表达，从而促进肉芽组织和血管的再生。此外，在使用止血粉的过程中，可通过外界适当压迫，以利于止血粉和创面的更好接触，并避免血液渗出太快而将止血粉冲走。

3.2 白及止血海绵 除了新型白及止血粉外，白及止血海绵也同样具有优异的愈合创伤的功效。QIAN等[14]制备了一种新型白及止血海绵，通过定向冷冻技术使其具有多级排列的多孔通道，这种特性使得其具有良好的吸收能力。除此外，白及止血海绵中的BSP能够吸引和激活血小板，从而加速伤口愈合。王巍等[18]将白及止血海绵应用于大鼠断尾、家兔肝脏脾脏出血模型和犬的肝脏创伤止血模型中，均得到了较好的止血效果。通过将白及和不同药物交联制成复合海绵能够很好地整合它们各自的优点，DING等[19]将壳聚糖-氧化白及多糖和壳聚糖-银交联组成新型的海绵状双层敷料，不仅显示出了优异的保水性、吸湿性和供氧能力，还能够快速减轻炎症现象。而且在这种复合海绵中，白及自身良好的生物相容性能减轻其他药物的毒性。以白及多糖/氧化石墨烯复合海绵(BGCS)为例，纯氧化石墨烯本身具有潜在形成血栓、溶血和细胞毒性等缺点，而与其交联的BSP可显著改善这些情况。全凝血实验表明，BGCS能在30 s内促进血液凝固，在伤口止血领域显示出巨大的潜力[20]。

3.3 白及水凝胶 水凝胶是一种果冻状材料，由水溶性高分子材料特殊加工后制成。水凝胶松散的微观结构可促进氧气和二氧化碳的气体交换，有利于细胞生长、营养物质运输等微环境代谢活动。由白及制备的BSP水凝胶除止血抗炎的功效外还具有良好的吸水能力，可以保持伤口组织中环境中的水分[11]。研究发现，将BSP与某些多糖交联制备成水凝胶，会产生出乎意料的协同反应。例如将BSP与羧甲基壳聚糖(CMC)结合形成水凝胶，可产生一种很有潜力的创面敷料，能够综合两种多糖在伤口愈合方面的生物活性功效，使羟基自由基清除能力得到增强。并且这种水凝胶在结合过程中所添加的辅料凝胶基质，有利于创造潮湿的环境，加速伤口的愈合。HUANG等[15]就其制备的Bsp4：CMC1：CBM9401水凝胶进行了全层创面愈合效果评价，其中水凝胶组和阳性对照组在初始炎症阶段第3天创面处有愈合迹象，7 d后愈合良好；而伤后第14天盐水组的伤口仍未完全重建。这些研究表明，由白及制备的多糖水凝胶在伤口治疗中具有广阔的应用前景。

3.4 白及纳米纺丝纤维敷料 纳米纤维由于其孔隙小、结构致密、比表面积大的特性，在能够有效阻挡入侵的灰尘、病菌等的同时，具有吸湿性良好、可透气等优点，将其应用于创伤敷料中可以大大提高对伤口的愈合能力。同时纳米纤维作为药物载体可具有一定的缓释作用。基于BSP的药理活性，可将其制备成具有良好功效的纳米纺丝纤维敷料。杨凯等[21]通过湿法纺织工艺制备的BSP/PVA复合纤维，能够减轻对药物的破坏，其表面有较多微孔，同时存在许多亲水基团，具有良好的吸湿能力。而何劲等[22]通过静电纺丝制备的复合纤维，能够通过提升细胞增殖和分化能力促进细胞再生和伤口愈合。选择抗菌剂如盐酸小檗碱和具有生肌消炎的药物如白及等交联包封于其中的复合纤维，具有医用抗菌愈伤敷料的应用潜力，且将多种药物的功能整合在一层敷料薄膜中，降低了敷料的更换频率，一定程度上减轻了患者的痛苦。

4 白及的安全性评价

4.1 白及的血液相容性 体外毒性试验中血液相容性是评价生物材料毒性作用的重要初始指标，通常通过测定溶血活性来体现。一般来说，溶血率越低的伤口敷料其血液相容性越好；若与血液接触发生溶血现象或红细胞出现异常时，则该物质具有毒性。LUO等[23]研究白及微球(BSM)对新西兰家兔红细胞的溶血活性，Wright染色后未见红细胞裂解及形态异常，说明BSM未对红细胞造成损伤。而LIU等[24]则采用白及多糖基共聚物BSP-ss-SA胶束处理人类红细胞，其溶血率大大低于会对红细胞造成损伤的最低溶血率。这些结果表明，白及具有较高的血液相容性，给药过程中不易发生溶血现象。

4.2 白及的细胞毒性 目前，细胞毒性试验显著影响生物相容性评价。当药物具备毒性时，细胞往往因生化反应、生物分子结构改变最先受到伤害，而这种改变无法用形态学方法检测，因此可从药物对细胞的增殖和生长代谢的影响来评价[23]。研究通过MTT细胞增殖实验检测BSP对小鼠成纤维细胞的细胞毒性，发现在较长时间内即使给予100磅/毫升BSP，对细胞的存活率也无显著影响，给予较低剂量的BSP反而能轻微促进细胞生长[11]。此外，有证据表明，用MTT法分别测试BSP水凝胶对M293T细胞[15]、BSMs对人脐静脉内皮细胞的细胞毒性[23]，在任何潜伏期内均未观察到毒性，说明了白及应用于创伤敷料中的安全有效性。

5 展望

白及作为一种中药材，具有良好的生物相容性，且显示了高效的止血、消肿和愈合创伤的药理活性，由于其愈伤能力显著和廉价、易获得的特点，能够被制备成优异的具有止血抗炎功效的新型创伤敷料，在生物医药材料领域上的应用具有非常广阔的前景。然而关于白及在伤口愈合中的具体调控机制仍有待进一步阐明，且面对特殊人群如糖尿病患者的伤口护理，与白及相关的特异性创伤敷料仍有待研发。相信随着科技的发展，人类能够制造出更多智能化、多元化的创伤敷料，以造福广大伤者。