近期,维美生物旗下可复佳创面修复研究中心,在医学美学领域的国家权威学术期刊《医学美容美学》上,发表了题为《灵芝壳聚糖的特性及其在生物医学材料领域中的应用优势》的综述论文。该论文全面阐释了灵芝来源壳聚糖的独特性质,强调了其应用在生物医学材料领域的优势、前景及价值,为灵芝源壳聚糖在生物医学领域的应用研究提供了重要的理论参考和临床转化新视角。
壳聚糖,作为一种天然多糖,已在生物医学材料领域受到广泛关注。然而,其主要来源一直集中在甲壳类动物。可复佳创面修复研究中心的最新研究进展表明,源自真菌,尤其是灵芝的壳聚糖,因其出色的生物相容性和降解性,在生物医学领域展现出巨大的应用潜力。特别值得注意的是,灵芝壳聚糖在多个关键领域表现出显著的生物活性,包括抗炎、抗氧化、抗菌和促进伤口愈合。这些特性不仅为开发新型皮肤修复材料提供了重要的科学依据,而且为生物医学材料的创新应用开辟了新的道路。
灵芝壳聚糖的特性
1.1分子量较小
灵芝中的壳聚糖多与葡聚糖以共价键连接的方式存在,可采用化学法、酶法等多种方法提取。灵芝来源壳聚糖的分子量比甲壳类动物来源提取的壳聚糖分子量小。SavinS以灵芝为来源用化学法提取的壳聚糖分子量约为66kDa,用酶法提取的壳聚糖分子量为8kDa而虾壳来源的壳聚糖分子量为193kDa;用化学法和酶法提取的灵芝壳聚糖均具有抗氧化活性,能够抑制金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的生长;L929细胞实验结果表明,在一个较宽的浓度范围内灵芝壳聚糖均具有良好的生物相容性。有研究显示,壳聚糖的分子量越小,其抗菌性能越好。然而关于灵芝壳聚糖与虾蟹壳来源壳聚糖,分子量与抗菌性能的之间关系研究目前还没有定论。
1.2不含致敏性蛋白
虾蟹壳中壳聚糖含有较多的碳酸钙和磷酸盐,在提取时需要用大量的酸进行脱盐纯化。虾蟹壳中往往存在杂质,比如原肌球蛋白、肌球蛋白轻链以及精氨酸激酶,这些蛋白往往和壳聚糖形成蛋白质聚糖复合物,除去壳聚糖中的蛋白质还存在较大的阻力。这些致敏性蛋白的残留限制了甲壳类动物来源壳聚糖在医学领域中的医用,也极大的增大了纯化的成本。相比之下,灵芝来源壳聚糖不含虾蟹壳来源壳聚糖中的致敏性蛋白。
灵芝壳聚糖作为生物医学材料的应用优势
2.1可作为医用敷料
灵芝中的甲壳素通常与葡聚糖以共价键相连接。葡聚糖具有亲水性、高吸附性能以及良好的生物相容性,在皮肤护理、药物缓释以及伤口愈合等医用敷料领域得到了广泛的应用。近年来从灵芝中提取的葡聚糖-甲壳素络合物引起了研究者的广泛兴趣。华东理工大学的赵黎明课题组以灵芝为原料提取了甲壳素-葡聚糖络合物,制备了甲壳素-葡聚糖复合凝胶并研究了其止血性能,结果显示,具有三维多孔结构的复合凝胶具有良好的细胞相容性、血液相容性以及止血性能。灵芝来源的壳聚糖代替虾蟹壳来源壳聚糖用于医用敷料具有较广的应用前景。
2.2 细胞相容性高
作为生物医学材料应用的重要指标之一应具有良好的细胞相容性。浙江大学朱礼芳课题组采用热化学去乙酰化法和超声辅助去乙酰化法对灵芝孢子粉(GLSP)中的甲壳素进行脱乙酰处理,对脱乙酰后的壳聚糖C-T(热化学法)和C-U(超声辅助法),以及商品化壳聚糖C-C进行细胞相容性实验;CCK8细胞活力实验结果显示,灵芝孢子粉、灵芝来源壳聚糖(C-T和C-U)、商品化壳聚糖均提高了L929细胞活力,猜测灵芝孢子粉和灵芝来源壳聚糖含有能够识别外源凝集素的α-L-鼠李糖,L929细胞在α-L-鼠李糖刺激下生成的寡糖或多糖促进其快速扩增,这种机制同时能够促进胶原的生物合成。SEM结果显示,GLSP、壳聚糖C-U和C-T能够紧密粘附在的L929细胞外围,说明了3种材料具有良好相容性。具有良好细胞相容性的灵芝壳聚糖为其生物医学应用奠定了良好的基础。
2.3 抗菌性能优异
基于商品化虾蟹壳来源壳聚糖的优异抗菌性能,灵芝来源的壳聚糖抗菌性能也有一些相关研究报道。朱礼芳课题组还探讨了灵芝来源壳聚糖的抗菌性能。经过壳聚糖C-T和C-U处理后,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的细胞膜完整性遭到破坏。并且超声辅助脱乙酰制备的壳聚糖C-U比化学法脱乙酰制备的壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌效果更好,抑菌区域直径更大,这是因为壳聚糖C-U具有更低的粘度和更短的分子链,使其更容易进去到细菌内部。对大肠杆菌革兰氏阴性细菌抑制作用的机理可能是壳聚糖结合在细菌的外层细胞膜上,增加其通透性,使得胞内活性物质泄漏最终导致细胞凋亡。对金黄色葡萄球菌革兰氏阳性细菌的抑制作用,主要原因是壳聚糖可与细菌外围营养物质结合而阻断了细菌对营养物质的吸收,进而导致调亡。HuangSJ等采用Y-辐照技术从铁杉灵芝残余物获得了壳聚糖,并研究了铁杉灵芝壳聚糖的抗氧化性能和抗菌性能,发现铁杉灵芝壳聚糖具有较好的抗氧化能力及清除自由基的能力;用铁杉灵芝做鼠伤寒沙门菌的抗菌实验,抑菌圈直径高达13.5mm,显示出铁杉灵芝壳聚糖良好的抗菌性能。
2.4吸油性能良好
灵芝壳聚糖具有良好的吸油能力。研究对比了铁杉灵芝壳聚糖和虾蟹来源壳聚糖的吸油能力,结果显示,商用蟹壳壳聚糖的吸油能力为20g/g,而铁杉灵芝壳聚糖的吸油能力高达26.79~30.47g/g,显示出作为膳食补充剂的潜在应用价值1201。
该综述论文的发表揭示了灵芝来源壳聚糖在生物医学领域的显著应用前景,其作为医用敷料的潜力、卓越的生物相容性、显著的抗菌活性以及出色的吸油性能,为开发新型生物材料提供了新思路。目前市场上的壳聚糖产品主要依赖于甲壳类动物,而灵芝等真菌来源的壳聚糖产品相对较少,这不仅为灵芝壳聚糖的市场开发提供了广阔空间,也突显了其在生物医学材料领域的特殊价值。灵芝壳聚糖与甲壳类动物来源的壳聚糖在分子量、蛋白含量等方面存在显著差异,这些差异性导致了它们在理化性能和生理功能上的显著不同,从而使得灵芝来源的壳聚糖产品开发具有重要意义。随着对灵芝壳聚糖独特性质的深入了解,预计其将在生物医学材料领域发挥重要作用,从医用敷料到组织工程,从抗菌治疗到皮肤护理,其多方面应用将为医疗健康领域带来革新。期待灵芝壳聚糖的研究能够持续深化,不断拓展其在生物医学领域的应用,随着技术的成熟和市场的接受,灵芝壳聚糖有望成为推动生物医学材料发展的重要力量。
