殼聚糖 (chitosan) 是甲殼素脫乙酰化的天然生物高分子，有類似于葡聚糖胺的結構特性，由多個N-乙酰基-D-葡聚糖胺單體通過β-1,4-苷鍵連接的天然堿性多糖，結構如圖1所示。作為殼聚糖的原料，甲殼素廣泛存在于蝦、蟹的外殼以及真菌和一些藻類植物的細胞壁中，是僅次于纖維素的第二大天然高分子。

圖1 殼聚糖結構

殼聚糖的制備方法主要可分為化學法和生物法；化學法合成主要通過對原料進行脫鈣、去蛋白獲得甲殼素后，繼續對甲殼素進行脫乙酰化制備得到殼聚糖；生物法則主要利用微生物發酵技術，通過菌株改造實現殼聚糖的生產過程，也可通過酶催化作用對原料進行蛋白去除或乙酰化去除實現殼聚糖的生產。目前國內主流的殼聚糖生產工藝還是以化學合成為主，同時通過對殼聚糖的修飾和改性，通過酰化、羧甲基化或磷酸化等反應引入不同的功能基團，制備不同功能集團的殼聚糖衍生物，對殼聚糖進行改性，改變其溶解性、抗菌性或其他功能。

殼聚糖是甲殼動物、昆蟲的角質及微生物細胞的主要結構組成成分，被譽為是繼蛋白質、脂肪、糖類、維生素和無機鹽之后的第六生命要素，在地球上可生物合成與生物降解，且對動、植物的器官組織及細胞幾乎沒有免疫抗原性。因而殼聚糖具有以下特點：

1. 良好的生物相容性和生物安全性，殼聚糖及其降解產物無毒、物免疫抗原性；

2. 良好的生物可降解性；

3. 具有抑菌或抗菌性，殼聚糖對許多細菌和真菌都具有一定的抑制作用；

4. 良好的吸附性，殼聚糖可吸附多種金屬離子，如二價或三價金屬離子；

5. 具有不同溶解性，在堿性或中性環境中可形成凝膠。

殼聚糖優異的生物相容性、可降解性、抗菌性、黏附性等特性使其廣泛應用于生物醫藥和制劑中。有研究表明，殼聚糖具有抗酸、抗潰瘍，促進傷口愈合等性質；作為各種劑型的輔料，殼聚糖既可用作片劑崩解劑、黏合劑，也可制成顆粒劑、眼用膜劑等。

在藥物遞送方面，殼聚糖及其衍生物可作為藥物載體，通過結構調節實現藥物的靶向遞送、緩釋或提高藥物的穩定性。由于殼聚糖為天然的堿性多糖，表面帶有正電荷，可通過靜電作用與帶負電荷的藥物如核酸、蛋白質、小分子藥物結合，形成穩定的納米顆粒或納米膠束，有助于提高藥物的組織通透性和滯留效應，靶向富集于腫瘤部位，減少對正常組織的毒性。

通過乳化或交聯制備的殼聚糖微球，可用于包埋水溶性或脂溶性藥物，用于多種途徑的局部給藥，由于殼聚糖在不同pH條件下溶解性差異，殼聚糖微球可抵抗胃酸破壞，優化腸道粘膜吸收。

功能化修飾的殼聚糖，通過不同功能基團引入可以改善殼聚糖性能，如聚乙二醇修飾的殼聚糖可極大的提高納米顆粒的穩定性，延長藥物循環，增強藥物遞送的效率和作用時間；羧甲基修飾的殼聚糖通過交聯形成水凝膠，形成高含水量的多孔結構，可用于裝在水溶性藥物或生物活性分子，也可用于干細胞因子裝載，用于促進組織修復時的局部因子持續釋放。

在創傷護理方面，殼聚糖及其衍生物的抗菌性、止血性和促修復等特性使其成為理想的傷口敷料。殼聚糖分子中的氨基可破壞細菌細胞膜（尤其是革蘭氏陰性菌），發揮天然抗菌作用；殼聚糖的一些衍生物如殼聚糖季銨鹽，因增強了水溶性和正電荷密度，抗菌活性更強。同時，殼聚糖帶正電的特性，能快速吸附血液中帶負電的血小板和紅細胞，激活血小板聚集并促進凝血酶形成，快速止血；此外，殼聚糖還能吸收創面滲液形成凝膠狀保護層，維持適度濕潤環境，避免傳統紗布干燥粘連導致的二次損傷，更關鍵的是，其降解產物氨基葡萄糖可激活成纖維細胞和血管內皮細胞，加速肉芽組織形成，促進創面傷口愈合，因此殼聚糖及其衍生物在創傷輔料領域中得到越來越多的關注和應用。

在組織工程領域，殼聚糖及其衍生物的三維多孔結構可模擬細胞外基質，以生物材料支架的角色，為細胞提供生長支架，同時支持營養物質和代謝產物的運輸，可應用于骨、軟骨、皮膚等組織的修復。

殼聚糖與羥基磷灰石、磷酸三鈣等無機材料復合，可制備骨支架（如多孔支架、纖維支架），兼具生物相容性和骨傳導性，同時殼聚糖的降解產物可促進成骨細胞增殖分化；殼聚糖與膠原、透明質酸等復合制備的支架，可負載角質形成細胞、成纖維細胞，構建人工皮膚，可用于大面積燒傷或皮膚缺損的移植。

殼聚糖通過冷凍干燥、靜電紡絲等技術，可構建孔隙率達80%-95%的三維支架，其孔徑（50-300μm）與天然細胞外基質高度匹配，能夠很好的引導細胞遷移、增殖并分泌胞外基質。

殼聚糖及其衍生物式一類具有獨特生物活性的高分子化合物，作為一種天然生物安全、生物相容性、可降解、可再生且來源豐富的資源，已受到了廣泛的關注和重視，是一種生物醫藥上很有發展潛力的功能性天然多糖。隨著深入的研究和探討，殼聚糖及其衍生物必將在醫學領域中開拓更新、更廣的應用前景。

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