甲壳素和壳聚糖纤维的生物医学性能包括两个方面,即甲壳素和壳聚糖材料本身的性能和它们作为纤维材料的性能。作为天然高分子材料,甲壳素、壳聚糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物可降解性,还具有广谱抗菌、很强的凝血作用、促进伤口愈合、调节血脂和降低胆固醇、增强免疫力、抗肿瘤等多种生理活性作用。壳聚糖的毒性极低,植入人体不会引起纤维性包囊膜,也不会导致慢性炎症。作为包含生物信息的天然高分子材料,甲壳素、壳聚糖及其衍生物可被生物体内的溶菌酶分解,在生物医用材料领域有很高的应用价值。
作为一种纤维材料,甲壳素和壳聚糖纤维可加工成纱线、机织物、针织物、非织造布等各种类型的材料。甲壳素和壳聚糖纱线可用作医用缝合线,通过调节纤维的脱乙酰度可以调节降解时间。甲壳素和壳聚糖纤维制成的机织物和针织物可用于细胞移植和组织再生的多孔结构支架。甲壳素和壳聚糖纤维加工成非织造布后可用于制备医用敷料,在伤口护理领域有重要的应用价值。
甲壳素和壳聚糖的衍生化反应为增强生物活性和改善力学性能提供新的途径,例如,壳聚糖分子结构中的羟基和氨基容易进行化学修饰,在壳聚糖侧链引入功能基团后破坏结晶区结构、增加非结晶区部分,不但可以改变溶解性,还可以改变理化性质。通过超高分子作用形成物理或化学交联网络制备配合物,可以设计成为对温度、pH、离子强度、电场强度等环境条件刺激做出应答反应的智能材料。
壳聚糖纤维结构中的氨基葡萄糖赋予纤维优异的生物活性,其独特的性能包括:
(1)保湿。壳聚糖中的氨基和羟基具有很强的亲水性,并且电荷、极性基密度大,有超强的保湿能力,与人体接触时提供一种舒适的湿润感和柔和的感触。
(2)防静电。壳聚糖纤维富含极性基团、亲水性高、吸湿性强,能防止静电产生。
(3)促进新陈代谢。壳聚糖纤维与皮肤接触后可使皮肤上消灭杂菌的溶解酵素增加1.5~2.0倍,并抑制感染、改善新陈代谢、保持皮肤的洁净。(www.xing528.com)
(4)促进皮肤再生。壳聚糖能活化老化细胞,使之转化成健康细胞,还有促进衰弱细胞或免疫细胞活性化的作用。
(5)抗霉。脱乙酰度为99%的壳聚糖在0.15%的低浓度下对霉培养4天,仍不出现霉孢子繁殖的现象,说明壳聚糖有抗霉作用,并且浓度和纯度越高其作用越大。
(6)抑制细菌繁殖。壳聚糖的抗菌能力接近于抗生物质,对各种细菌和真菌有抑制作用。
(7)除臭。壳聚糖纤维能帮助皮肤消除汗味,保持清洁。
(8)增强人体免疫力。壳聚糖纤维可以通过刺激人体的免疫机制,起到增强免疫力的作用。
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