壳聚糖纤维的离子交换性能研究

壳聚糖分子结构中富含氨基，在与人体接触过程中对体液中的铜、锌等金属离子有很强的螯合作用。研究显示，当壳聚糖纤维与含有CuSO4和ZnSO4的水溶液接触后，溶液中的Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）离子很快被纤维吸附，充分吸附后两种金属离子分别占纤维质量的9.0%和6.2%。图9-1显示纤维中铜离子含量随接触时间的变化，接触40min和24h后纤维中Cu（Ⅱ）的含量分别为7.6%和9.0%，说明壳聚糖纤维对Cu（Ⅱ）的螯合是一个相当快的过程。

图9-1　壳聚糖纤维与硫酸铜水溶液接触后纤维中铜离子含量随时间的变化

体液中铜离子的含量约为1mg/g，壳聚糖纤维对铜离子的吸附作用临床上有特殊的意义。研究显示，铜离子是人体生理和代谢过程中的一个重要元素，尤其在诱导血管内皮生长因子、血管生成、皮肤细胞外蛋白的表达和稳定过程中起关键作用。对于患有糖尿病足溃疡、褥疮、静脉溃疡等创面循环不良的患者，较低的局部铜离子含量延缓伤口愈合，通过创面局部补充铜离子可以促进血管生成和皮肤再生。壳聚糖纤维通过在创面上局部富集对伤口愈合有促进作用的铜离子，可以有效促进伤口愈合。

在创面上局部富集铜离子和锌离子的同时，纤维的理化性能也得到改善。表9-1和表9-2分别显示随着纤维中铜离子和锌离子含量的增加，纤维的强度也明显增加。(www.xing528.com)

表9-1　铜离子含量对壳聚糖纤维性能的影响

表9-2　锌离子含量对壳聚糖纤维性能的影响

壳聚糖的乙酰度对其螯合铜离子和锌离子的性能有重要的影响。研究显示，壳聚糖吸附的铜离子与结构中氨基的摩尔比约为3∶1，说明氨基在螯合铜离子的过程中起主要作用。铜离子和锌离子是人体中重要的微量金属元素，对伤口愈合和皮肤健康有重要作用。张海峰等的研究结果表明，在糖尿病伴有皮肤创面上局部涂抹硫酸锌后，创面组织微血管密度比对照组更大，增殖性细胞核抗原阳性细胞表达增高，基质金属蛋白酶MMP-2在第5和第10天时间点减少并低于涂抹生理盐水的对照组，创面的基质金属蛋白酶组织抑制剂含量在第5和第10天时约为对照组的2倍。这些数据表明，在创面环境中局部富集锌离子对慢性创面愈合有良好的促进作用。