山東埃爾派 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2020-12-25
【粉體應(yīng)用】止血、抗菌、藥物載體,高嶺土在生物醫(yī)藥領(lǐng)域潛力無(wú)窮!
礦物材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛,歷史也非常悠久?!侗静菥V目》已經(jīng)收藏的礦物藥有161種。蒙脫石可用來(lái)治療腹瀉,滑石可以中和反應(yīng)調(diào)節(jié)胃酸。高嶺土具有典型的二維層狀結(jié)構(gòu),粒徑小(約為300~500nm)以及較好的生物相容性,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。
1、止血材料
《本草綱目》記載:以高嶺土為主要成分的白石脂可用來(lái)吸收有毒物質(zhì)、收斂固澀、止血、制泌等功效。2006年,美國(guó)Z-Medica公司研制了一種被稱(chēng)為“戰(zhàn)傷紗布”的高嶺土止血產(chǎn)品,應(yīng)用于無(wú)法使用止血帶的特殊部位,便攜、易用且高效,保存期限為5年。
基于天然止血?jiǎng)┐魇刂瞥鲅阅埽晒铣梢环N新型的鐵氧化物/高嶺土納米黏土復(fù)合材料,其氧化物的形態(tài)對(duì)其止血效果具有顯著影響。
α-Fe2O3-kaolinKAc停止出血時(shí)間為183s左右,止血性能遠(yuǎn)好于FeOOH-kaolinKAc(298±14s)、γ-Fe2O3-kaolinKAc(212±11s)和Fe3O4-kaolinKAc(218±15s)。與高嶺土30%的溶血率相比,α-Fe2O3-kaolinKAc僅顯示輕微的溶血率(<0.11%),并且有效加速了傷口的愈合。較好的生物相容性、止血活性和低成本,使得α-Fe2O3-kaolinKAc可用于治療外傷性損傷和預(yù)防大量失血。
將傳統(tǒng)商品沸石基止血?jiǎng)㏎uikclot與層狀硅酸鹽體外止血性能比較,結(jié)果表明,層狀硅酸鹽(合成水滑石、系列蒙脫石、高嶺石)黏土礦物在體外止血過(guò)程中不釋放熱量,且凝血特性廣泛,兼有價(jià)格低廉,穩(wěn)定無(wú)毒的特性,可作為新型凝血?jiǎng)┐鍽C。
水熱法合成了一種石墨烯-高嶺土復(fù)合海綿凝膠(GKCS)。兔子動(dòng)脈損傷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合物的止血時(shí)間為73±12s,止血性能顯著提高。實(shí)際應(yīng)用方面,將高嶺石浸漬紗布用于扁桃體切除術(shù)后止血,5min后84.8%的病人已完全止血,而使用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)后紗布只有34.8%的病人止血。
2、藥物載體
高嶺土組成簡(jiǎn)單,是天然的典型1:1層狀硅酸鹽礦物,徑厚比大,尺寸小,具有較好的生物相容性。因此,高嶺土可作為一種載體實(shí)現(xiàn)藥物的裝載與釋放。但由于其本身離子交換能力弱,藥物分子只能吸附在高嶺土表面,較難進(jìn)入層間,結(jié)合不夠緊密,藥物裝載效果受影響較大。
以甲醇插層后的高嶺土為載體,與未改性的高嶺土做對(duì)比,負(fù)載小分子化療藥物5-氟尿嘧啶后發(fā)現(xiàn),改性后的高嶺土裝載量高達(dá)55.4%,比改性前高嶺土高出147.3%。這是因?yàn)楦邘X土層間嫁接甲氧基后擴(kuò)大了高嶺土層間距,為藥物分子提供了新的活性位點(diǎn),促進(jìn)了藥物進(jìn)入層間。
3、抗菌材料
哥倫比亞亞馬遜黏土(AMZ)富含高嶺土和膨潤(rùn)土,遠(yuǎn)古時(shí)期哥倫比亞當(dāng)?shù)厝顺M淌矨MZ治療消化不良和腹瀉,標(biāo)準(zhǔn)化檢驗(yàn)證明該黏土有抗菌性能。
將環(huán)氧沙星吸附在高嶺石表面,1h后達(dá)到了最大吸附量。與蒙脫石相比,高嶺石的離子交換能力較弱,故抗菌劑更容易釋放,有更好的殺菌效果。通過(guò)測(cè)定CPB吸附量,發(fā)現(xiàn)CPB-高嶺石,在[CPB]超過(guò)其CMC值時(shí)具有抗菌活性。當(dāng)CPB在高嶺石上負(fù)載量較高時(shí),整體電荷由正轉(zhuǎn)負(fù),從而具有吸附細(xì)菌并最終殺死細(xì)菌的能力。因此,高嶺土可以很好地應(yīng)用于殺菌,而且在有機(jī)黏土作為抗菌劑的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,表面活性劑固定在黏土上的量必須超過(guò)CMC值。
4、組織工程
具有介孔結(jié)構(gòu)和高度互聯(lián)大孔網(wǎng)絡(luò)的三維介孔生物玻璃(3D MBG)支架被認(rèn)為是骨骼組織應(yīng)用的理想生物材料。但其固有的脆性和較差的機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重影響了其性能和臨床應(yīng)用。
以高嶺土為黏結(jié)劑,采用改性聚氨酯泡沫(PU)模板法,成功制備了一種具有優(yōu)異力學(xué)強(qiáng)度、礦化能力和良好細(xì)胞反應(yīng)的三維MBG支架。所研制的混雜MBG-xk具有85%的孔隙率。隨著高嶺土含量的增加(5%~20%),抗壓強(qiáng)度在2.6~6.0MPa之間,是傳統(tǒng)PU-template MBG支架的100倍左右。加入高嶺土后,MBG-10K支架的pH環(huán)境更加穩(wěn)定和理想,蛋白吸附能力增強(qiáng)。此外,以大鼠骨髓基質(zhì)細(xì)胞為模型,體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明,與MBG相比,MBG-xk支架具有相似的細(xì)胞增殖、穿透能力、增強(qiáng)的細(xì)胞附著和成骨能力分化,尤其是MBG-10K。
未來(lái)對(duì)高嶺土結(jié)構(gòu)及其性能機(jī)理的研究更加深入、微觀,高嶺土必將在更多的新興領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。本文來(lái)源:孟宇航,尚璽,張乾,楊華明.高嶺土的功能化改性及其戰(zhàn)略性應(yīng)用[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2019(06):69-76.
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