摘要海藻酸鈉是一種從海藻中提取出的多糖鈉鹽，具有良好的生物相容性和生物可降解性。海藻酸鈉與鈣離子交聯(lián)形成凝膠的特性，也使得海藻酸鈉有著比一般環(huán)境友好高分子更多的應(yīng)用環(huán)境。海藻酸鈉在生物醫(yī)藥、食品和日用化工方面都有著廣泛的應(yīng)用，是一種良好的環(huán)境友好高分子材料。關(guān)鍵詞：海藻酸鈉；凝膠；環(huán)境友好高分子前言近幾年，隨著世界的發(fā)展，人們對(duì)于石油資源的需求越來(lái)越大，隨之而來(lái)的資源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題也凸顯出來(lái)。自然而然的，人們開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向了地球上巨大的寶庫(kù)——海洋。海洋占了地球71%的面積，人類還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有開(kāi)發(fā)出其中巨大的價(jià)值，但就現(xiàn)有的一些發(fā)現(xiàn)，就給人們帶來(lái)了極大的幫助。海藻酸鹽就是其中之一。海藻酸是從海帶或海藻中提取的一種天然多糖類化合物，是β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古羅糖醛酸(G)通過(guò)糖苷鍵連接形成的一類線性無(wú)規(guī)鏈狀陰離子聚合物[1]，結(jié)構(gòu)式如圖1所示。海藻酸中羧基上的氫易被Na+、a2+等金屬陽(yáng)離子所取代，形成相應(yīng)的海藻酸鈉、海藻酸鈣等等。其中海藻酸鈉（Sodiumalginate，SA）由于其良好的生物相容性和可加工性能，在海藻酸鹽中的應(yīng)用最為廣泛。圖1海藻酸結(jié)構(gòu)式海藻酸鈉的性質(zhì)及制備工藝2.1海藻酸鈉的理化性質(zhì)海藻酸鈉溶液是一種典型的高分子電解質(zhì)溶液，在純水中，低濃度的海藻酸鈉Nsp/C值將隨海藻酸鈉濃度的降低而升高，所以在測(cè)定其特性粘數(shù)[η]時(shí)需要加入無(wú)機(jī)鹽類保持一定的離子強(qiáng)度，國(guó)內(nèi)不同廠家生產(chǎn)的海藻酸鈉[η]值從4.386~6.865不等，平均相對(duì)分子質(zhì)量從(2.19~3.43)x105不等，G/M值從0.2~1.0不等，動(dòng)力黏度從35±0.7到103±12(n=4)不等，海藻酸鈉溶液的濃度和黏度沒(méi)有線性關(guān)系，而黏度取對(duì)數(shù)后與濃度作線性回歸，線性關(guān)系較好[2]。鈣離子濃度對(duì)海藻酸鈉溶液的特性粘數(shù)有影響，高分子電解質(zhì)溶液的黏度特性與非電解質(zhì)高分子溶液的黏度也有所不同，濃度較小時(shí)，電離度大，大分子鏈上電荷密度增大，鏈段間的斥力增加，電離度下降，斥力減小，分子鏈蜷曲，黏度也就下降。G/M是海藻酸鈉分子中古羅糖醛酸(G)和甘露糖醛酸(M)的比值，海藻酸鈉作為緩釋制劑的載體，其G/M值影響緩釋作用，因此有較重要的意義。有文獻(xiàn)報(bào)道，用核磁共振可定量測(cè)定海藻酸鈉的G/M值[3]。（4）抗氧化作用：Xue[15]等考察了幾種海洋多糖抑制卵磷脂過(guò)氧化的作用，結(jié)果顯示海藻酸鈉具有明顯的抗氧化作用。且分子量是影響海藻酸鈉抗氧化作用的重要因素。3.1.2在外科創(chuàng)傷修復(fù)上的應(yīng)用創(chuàng)傷修復(fù)材料是指有助于促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的醫(yī)用生物材料，這類材料組織相容性好，植入或覆蓋創(chuàng)面與機(jī)體不發(fā)生不良反應(yīng)，且能治療或替代機(jī)體中的缺損組織，促進(jìn)其愈合。海藻酸鈉是一種天然植物性創(chuàng)傷修復(fù)材料，用它制作的凝膠膜片或海綿材料，可用來(lái)保護(hù)創(chuàng)面和治療燒、燙傷。海藻酸鈉與甘油可制成創(chuàng)傷護(hù)膚凝膠，干燥后成為無(wú)毒柔軟的護(hù)膚或含有治療藥物的凝膠膜。實(shí)驗(yàn)表明[16]，其具有防止細(xì)菌侵染傷口和治療的作用，膠膜又易用清水洗去。用海藻酸鈉作部分下鼻甲切除術(shù)后的包扎材料，止血效果好，優(yōu)于石蠟敷料。用海藻酸鈉鈣纖維可成功地治療中毒性表皮壞死。3.1.3在骨組織工程上的應(yīng)用引導(dǎo)骨再生GBR是指利用屏障膜引導(dǎo)骨組織再生防止周圍纖維結(jié)締組織過(guò)早長(zhǎng)入骨缺損區(qū)，改變骨創(chuàng)愈合環(huán)境，從而促進(jìn)骨組織再生修復(fù)。海藻酸鈉因?yàn)槠漭^好的生物相容性和生物可降解性，可以作為支架培養(yǎng)骨細(xì)胞等，從而引導(dǎo)骨再生。Chen[17]等通過(guò)熱致相分離法制備了殼聚糖/海藻酸鈉可吸收屏障膜，殼聚糖層作為骨引導(dǎo)層，海藻酸鹽則作為修飾層起到反黏附的作用；并且研究了各種殼聚糖/海藻酸鈉引導(dǎo)膜經(jīng)過(guò)不同交聯(lián)后的性能與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)經(jīng)過(guò)熱值相分離法制備的殼聚糖/海藻酸鈉膜能有效地隔離上皮組織，有利于骨的修復(fù)。3.1.4在緩釋載體上的應(yīng)用海藻酸鈉作為藥用輔料已有較長(zhǎng)的歷史，可作為助懸劑、增稠劑、乳化劑、微囊材料、涂膜劑的成膜材料，具有如下優(yōu)點(diǎn)[18]:(1)性質(zhì)穩(wěn)定；(2)有合宜的釋藥速率；(3)無(wú)毒、無(wú)刺激性；(4)能與藥物配伍．不影響藥物的藥理作用及含量測(cè)定；(5)有一定的強(qiáng)度及可塑性．能完全包封囊心物．或藥物與附加劑能比較完全地進(jìn)入球的骨架內(nèi)；(6)具有符合要求的粘度、滲透性、親水性、溶解性等特性。因而用于多種劑型的制備，受到廣大藥學(xué)工作者的青睞。近年來(lái)海藻酸鈉用于開(kāi)發(fā)緩控釋制劑尤為引人注目。在口服藥物中加入海藻酸鈉，由于黏度增大，延長(zhǎng)了藥物的釋放，延長(zhǎng)了療效、減輕不良反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)含海藻酸鈉的氨茶堿片、葡萄糖酸鈣片，有緩慢的溶解速度和S形釋放曲線，表明藻酸鈉對(duì)藥物的釋放可起到控制作用[19]。海藻酸與聚賴氨酸、海藻酸與乙酸殼多糖、海藻酸與白蛋白等合用作復(fù)合囊材．海藻酸鈉為原料制備微球或微囊血管栓塞劑．可使患者腫瘤縮?。⒖蓽p少手術(shù)后的復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移，改善癥狀，提高療效，減少毒副反應(yīng)。延長(zhǎng)患者生存期[20]。3.2食品方面的應(yīng)用海藻酸鈉具有良好的增稠性、成膜性、穩(wěn)定性、絮凝性和螯合性，是重要的食品工業(yè)原料?？勺鳛槎喾N食品的添加劑(如面包、面條)，從而改善食品結(jié)構(gòu)，提高食品質(zhì)量；一些飲料的澄清劑；一些果醬的增稠劑。沈巧生[21]等人使用0.3%海藻酸鈉作穩(wěn)定劑，可使芹菜汁在40天內(nèi)保持均勻懸浮態(tài)，無(wú)沉淀分層。鄧勇[22]等人用海藻酸鈉和蔗糖脂肪酸酯作為涂膜劑，對(duì)黃瓜進(jìn)行涂膜處理后，于室溫下貯藏。結(jié)果表明：由0.48%的海藻酸鈉和5.0%蔗糖脂肪酸酯組成的涂膜液對(duì)黃瓜有明顯的保鮮效果，可以減少黃瓜的失重率，保持硬度和減少葉綠素的損失，延長(zhǎng)黃瓜的貨架壽命。海藻酸鈉能與Ca2+形成不溶于水的致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：水分子可以自由通過(guò)，顆粒狀的物質(zhì)則不能。利用這個(gè)特性，將海藻酸鈉與不同的果蔬漿制成一定粘度的溶液，注入一定濃度的Ca2+溶液中，進(jìn)行適時(shí)的離子交換，得到一定形狀的、軟硬適度的果、蔬粒，從而解決果蔬制粒的難題。此外，海藻酸鈉還具有減肥、降低血脂、消除體內(nèi)有害物質(zhì)等保健功能。3.3日用化工方面的應(yīng)用滲透汽化膜是分離恒沸物及沸點(diǎn)相近的液體混合物最有效的方法之一。海藻酸用于滲透蒸發(fā)時(shí)具有滲透通量大、分離系數(shù)高的特點(diǎn)，是一種性能優(yōu)良的優(yōu)先透水膜。但由于海藻酸鈉有很大的親水性，在分離含水量較高的混合物時(shí)，膜溶脹度較大，分離系數(shù)(選擇性)顯著下降。張可達(dá)[23]等人制備出海藻酸鈉/PVA共混膜，結(jié)果表明：與成熟的均質(zhì)PVA滲透汽化膜相比，共混膜透過(guò)系數(shù)及分離系數(shù)均大幅度提高，尤其適用于乙醇濃度低于80%的乙醇、水混合物。。Aminablaavi[24]等人制備了PVA/海藻酸鈉的均質(zhì)共混平板膜用于異丙醇的脫水研究，采用戊二醛作為交聯(lián)劑。Shi[25]等人仔細(xì)研究了高滲透汽化脫水性的海藻酸鈉致密膜的制備方法和操作條件，經(jīng)多價(jià)離子(A13+、Cr3+、Fe3+、Mg2+)交換修飾后，膜具有較好的長(zhǎng)效穩(wěn)定性。結(jié)果與展望海藻酸鈉作為一種天然的環(huán)境友好高分子材料，因其良好的功能特性受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視，在食品醫(yī)藥乃至日用工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，前景十分廣闊。但純海藻酸鈉的機(jī)械性能等不如其他許多材料，這限制了海藻酸鈉的進(jìn)一步的應(yīng)用，因此，對(duì)海藻酸鈉進(jìn)行改性以適應(yīng)更多應(yīng)用環(huán)境將成為今后具有潛力的發(fā)展道路。參考文獻(xiàn)[1]RehmB.Microbialproductionofbiopolymersandpolymerprecursors:applicationsandperspectives[M].CaisterAcademicPress,2009.[2]馬萍,孫淑英,劉東春,等.海藻酸鈉理化參數(shù)的測(cè)定[J].中國(guó)海洋藥物.2005,6(2):54-56.[3]StbergT,LundEM,GraffnerC.Calciumalginatematricesfororalmultipleunitadministration:IV.Releasecharacteristicsindifferentmedia[J].InternationalJournalofPharmaceutics,1994,112:241-248.[4]童粵生,沈德勇,王士斌,等.混合交聯(lián)劑制備海藻酸鹽微囊及其性能研究[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2010,39(6):27-31.[5]何天白,等.功能高分子與新技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001,523-555.[6]BalakrishnanB,JayakrishnanA.Self-cross-linkingbiopolymersasinjectableinsituformingbiodegradablescaffolds[J].Biomaterials,2005,26:3941-3951.[7]LeeKY,RowleyJA,EiseltP,etal.Controllingmechanicalandswellingpropertiesofalginatehydrogelsindependentlybycross-linkertypeandcross-linkingdensity[J].Macromolecules,2000,33:4291-4294.[8]陳蕾,羅志剛,何小維.海藻酸鈉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