海藻酸鹽是褐藻(海藻)的主要結構成分。海藻酸鹽是(1 / 4) b-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古羅糖醛酸(G)的線性共聚物。海藻酸鹽鏈中M和G的分布產生三種不同的聚合類型,即聚-M、聚-G和交替MG。海藻酸鹽的化學成分根據海藻種類,同一植物的不同部位(莖或葉)、季節變化和海洋條件而變化。海藻酸鹽的主要開發性質,是在多價陽離子(離子凝膠化)存在下或pH < 3.5(酸性凝膠化)時的凝膠化能力。陽離子的結和力和海藻酸鹽的凝膠形成性能,主要與G基團的含量有關,因為當聚合物中兩個G基團相鄰時,它們會形成多價陽離子的結合位點(Smidsrod&Draget,1996)。
海藻酸鹽具有廣泛的用途,反映了這種天然聚合物的多樣性、多相性。它們廣泛應用於食品和紡織工業中,如增稠劑、提純劑、成膠劑、成膜劑等,但我們所專注的是海藻酸鹽在醫療保健領域的應用。海藻酸鹽,具備GRAS(美國FDA 評價食品添加劑的安全性指標)認定,在製藥、保健和牙科領域有廣泛的用途(Onsoyen, 1996)。
海藻酸鹽的醫療保健方面的用途綜述
1.海藻酸鹽抗反流製劑可以用於治療胃食管反流病(GERD)。這些物質在與胃內容物接觸時可形成中性的漂浮凝膠或「筏」以提供物理屏障。如Gaviscon的產品中含有高G海藻酸鈉,碳酸鈣和碳酸氫鈉(或鉀),在胃中可形成離子凝膠。藻酸鹽筏的形成是由於胃酸和可溶性藻酸鈉的作用而形成的不溶性海藻酸凝膠。不溶性碳酸鈣在與酸接觸釋放鈣離子(Ca2+)而增強了藻酸凝膠。胃酸對碳酸氫鹽的作用同時產生二氧化碳(CO2),結合在藻酸凝膠內可以提供通氣和浮力(Hampsonetal,2005)。
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2.含海藻酸鹽的傷口敷料是常用的產品,特別是在傷口有滲出的情況下。敷料中的藻酸鹽吸收滲出物,在傷口上形成親水性凝膠,為癒合提供良好的潮溼環境。高G(凝膠強度)和高M(柔韌性)的特性經常被考慮在這方面的應用(Onsoyen,1996)。
3.海藻酸鹽常用於藥物輸送,以控制/維持藥物從固體親水基質劑型中的釋放。攝入後,海藻酸鹽基質與胃液接觸水合,並且表面聚合物以可預測的方式溶脹以形成粘性「凝膠層」。這種凝膠狀層作為藥物釋放的限速屏障,因為它可以延緩藥物出和水流入,並防止基質分解。如果藥物是水溶性的,它將溶解為基質水合物並擴散到海藻酸鹽凝膠層。水合速度和藥物的擴散/釋放速率可以通過海藻酸鹽的M / G比例和分子量來控制(Onsoyen,1996)。
4.通過使用微溶鈣鹽(通常是硫酸鈣脫水物)和可溶性藻酸鹽之間的反應以及所產生的不可逆的水膠體印象,利用藻酸鹽來產生牙模。這種牙科印模粉末對於牙醫和患者來說都是方便且易於操作的,在室溫下快速固化並且具有一定成本效益(Onsoyen,1996)。
5.已經研究了藻酸鹽用於固定細胞或生物催化劑,其最終目標是用於人類移植。超純藻酸鹽珠(在鈣溶液中形成)充當移植細胞和宿主免疫系統之間的免疫屏障。建議的目標包括治療低鈣血症、帕金森病和肝功能衰竭(Skjak-Braek&Espevik,1996)。然而,迄今為止,唯一似乎有希望的系統是胰島包裹胰島素以治療I型糖尿病(King,Lau,Nordin,Sandler,&Andersson,2003)。這些藻酸鹽包封的胰島目前正在人類的早期臨床試驗中進行評估(Cala fi ore等,2006)。
6.海藻酸鹽是一種不易消化的多糖,因此可以分類為膳食纖維。膳食纖維具有一系列積極的生理學益處,研究表明膳食海藻酸鹽具有許多這些。隨著結腸微流體的變化,GI屏障功能得到改善並且管腔內容物的破壞潛力降低。膳食海藻酸鹽減少腸道營養吸收並促進飽腹感,這兩者都對控制II型糖尿病和肥胖有影響(Brownleeetal,2005)。
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下期預告:海藻酸鹽在傷口敷料領域的應用
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