常見問題

甲殼素纖維主要特性

日期： 2020-02-25 13:42 作者： 上海麻塞爾紗 瀏覽：

甲殼素和它的衍生物殼聚糖，具有一定的流延性及成絲性，都是很好的成纖材料，選擇適當(dāng)?shù)募徑z條件，通過常規(guī)的濕紡工藝可制的具有較高強(qiáng)度和伸長率的甲殼素纖維。在殼聚糖大分子結(jié)構(gòu)中由于含有大量的氨基，其溶解性能和生物活性高。甲殼素纖維具有以下特性。

（1）優(yōu)異的生物醫(yī)學(xué)功能

甲殼素的大分子結(jié)構(gòu)與人體內(nèi)的氨基葡萄糖的構(gòu)成相同，而且具有類似于人體骨膠原組織結(jié)構(gòu)，這種雙重結(jié)構(gòu)賦予了它們極好的生物醫(yī)學(xué)特性：即它對(duì)人體無毒無刺激，可被人體內(nèi)的溶菌酶分解而吸收，與人體組織有良好的生物相容性，它具有抗菌、消炎、止血、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)傷口愈合等功能。因此，甲殼素和殼聚糖是理想的醫(yī)用高分子材料，廣泛用于制造特殊的醫(yī)用產(chǎn)品。國外，尤其是日本和美國已用它來制造人造皮膚、可吸收縫合線、血液透析膜和藥物緩釋劑以及各種醫(yī)用敷料等。在國內(nèi)，也有很多應(yīng)用于嬰幼兒服裝的制作，因其能夠抗菌殺菌、保護(hù)嬰幼兒皮膚，對(duì)于出現(xiàn)的濕疹、紅腫、“紅屁股”的等問題的治療都有顯著的效果，而廣受新媽媽的歡迎。

（2）可生物降解

由于制造甲殼素纖維的原料一般采用蝦、蟹類水產(chǎn)品的廢棄物，一方面這可減少這類廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，另一方面甲殼素纖維的廢棄物又可生物降解，不會(huì)污染周邊環(huán)境，所以甲殼素纖維又被稱為綠色纖維。

（3）優(yōu)良的吸濕保溫功能

由于甲殼素纖維在其大分子鏈上存在大量的羥基（—OH）和氨基（—NH2）等親水性基團(tuán)，故纖維有很好的親水性和很高的吸濕性。甲殼素纖維的平衡回潮率一般在12%~16%之間，在不同的成形條件下，其保水值均在130%左右。甲殼素纖維嬰兒服利用這一特性，能為寶寶提供舒適、清爽、健康的衣服，讓寶寶遠(yuǎn)離紅屁股。

（4）較好的可紡性

目前國內(nèi)生產(chǎn)的甲殼素、殼聚糖纖維具有較好的可紡性。但與棉纖維相比，甲殼素纖維線密度偏大，強(qiáng)度偏低，在一定程度上影響了甲殼素纖維的成紗強(qiáng)度。在一般條件下用甲殼素纖維進(jìn)行純紡還有一定困難，通常采用甲殼素纖維與棉纖維或其他纖維混紡來改善其可紡性。隨著甲殼素原料及紡絲工藝的不斷改進(jìn)，纖維線密度和強(qiáng)度將會(huì)進(jìn)一步提高，用它可開發(fā)出各種甲殼素純紡或混紡產(chǎn)品。此外，甲殼素纖維由于吸濕性良好，具有優(yōu)良的染色性能，可采用直接、活性、還原、堿性及硫化等多種染料進(jìn)行染色，且色澤鮮艷。

甲殼素與殼聚糖纖維可紡成長絲或短纖維兩大類。長絲用于捻制醫(yī)用縫合線，免除病人拆線痛苦，或切成一定長度的短纖維，紡成紗線，用做紡織材料；短纖維以無紡布形式制作醫(yī)用敷料，用于治療各種創(chuàng)傷，如燒傷、燙傷、凍傷及其他外傷，有促進(jìn)傷口愈合和消炎抗菌作用。甲殼素纖維輕紡紗、織布加工成各種功能性產(chǎn)品，如保健針織內(nèi)衣、防臭襪子、不黏毛巾、保健嬰幼兒服、抗菌休閑服、抗菌防臭床上用品、抑菌醫(yī)用護(hù)士服；也可加工成各種救護(hù)用品，如繃帶、紗布、急救包等。

甲殼素纖維和殼聚糖纖維的保健功能主要有以下幾方面：

（1）抗菌除臭功能。

（2）對(duì)皮膚的護(hù)理功能。

（3）對(duì)過敏性皮膚的輔助治療功能。

（4）對(duì)環(huán)境的保護(hù)功能。

（5）抗靜電功能。

甲殼素纖維針織品具有手感柔軟親切、無刺激、高保濕、保溫、抑菌除臭功能，對(duì)皮膚有很好的養(yǎng)護(hù)作用，還有對(duì)過敏性皮炎的輔助醫(yī)療功能，并符合綠色紡織品標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)新一代的保健針織品。針對(duì)這些特點(diǎn)，甲殼素纖維應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，與棉混紡可制作抗菌除臭保健內(nèi)衣，各種嬰兒服裝，醫(yī)用紡織品等。

藥理作用

（1）抗菌抗感染甲殼素及其多種衍生物均具有不同程度的抗感染作用，以甲殼素六聚糖為最強(qiáng)。小分子的脫乙酰甲殼素具有質(zhì)子化銨，質(zhì)子化銨與細(xì)菌帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜作用，吸附和聚沉細(xì)菌，同時(shí)穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，擾亂細(xì)菌的新陳代謝及合成而具有抗菌作用。夏文水、吳焱楠研究認(rèn)為，相對(duì)分子量為1500的脫乙酰甲殼素對(duì)大腸桿菌的抑制效果最強(qiáng)，隨著分子量增大，則抑菌作用下降。正光華發(fā)現(xiàn)，脫乙酰甲殼素對(duì)金黃葡萄球菌、大腸桿菌、小腸結(jié)尖耶爾氏菌、鼠傷害沙門氏菌和李斯特單核增生菌，均有較強(qiáng)的抑制作用。中國紡織大學(xué)吳清基教授已成功地將甲殼素制成無紡布、流延膜、涂層紗布等多種醫(yī)用敷料用于臨床，其中甲殼素與醋酸制成的無紡布透氣透水性能極佳，用于大面積燒傷燙傷，抗感染和促進(jìn)傷口愈合效果很好。上海市每年可生產(chǎn)甲殼素醫(yī)用材料約100噸。

（2）降脂和防治動(dòng)脈硬化魏濤等采用含膽固醇1%和脫氧膽酸鈉0.2%的合成飼料喂大鼠28天，在誘發(fā)高血脂癥的同時(shí)，經(jīng)口服脫乙酰甲殼素觀察其對(duì)高血脂癥的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)高脂對(duì)照組和低、中、高三個(gè)劑量實(shí)驗(yàn)組。結(jié)果表明，脫乙酰甲殼素中、高劑量組的總膽固醇及總甘油三酯含量與高脂對(duì)照組比較，前者降低了10.5%、14.2%，后者降低了18.8%和26.1%，低、中、高劑量三實(shí)驗(yàn)組的高密度脂蛋白膽固醇與高脂對(duì)照組比較，分別升高了16.5%、32.7%和50.4%。顧云等對(duì)31例高血脂成人患者進(jìn)行口服脫乙酰甲殼素降脂試驗(yàn)，30日后檢查，膽固醇、甘油三酯下降，低密度脂蛋白膽固醇下降，高密度脂蛋白膽固醇、脂蛋白均無明顯變化。

（3）抗病毒許多科學(xué)家已從多方面證實(shí)了甲殼素硫酸酯的抗病毒活性。Derek Horton等證明氨基上含有SO42-的甲殼素衍生物對(duì)血液病毒有顯著抑制作用。1992年Vorcellotti等發(fā)現(xiàn)甲殼素磺化衍生物能抑制哺乳動(dòng)物的病毒感染，特別是能抑制和治療艾滋病病毒感染，抑制其復(fù)制的IC50為7微克/毫升，同時(shí)也能抑制勞舍氏白血病病毒和單純皰疹病毒。

（4）抗腫瘤小分子甲殼素具有優(yōu)良的抗腫瘤活性，特別是甲殼素六聚糖具有很強(qiáng)的抑制腫瘤的作用。日本愛媛大學(xué)奧田教授經(jīng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，甲殼素在64微克/毫升的濃度時(shí)就能增強(qiáng)淋巴球細(xì)胞殺死癌細(xì)胞的作用。鈴木茂生報(bào)道，脫乙酰甲殼素能直接抑制艾氏腹水癌細(xì)胞的作用，在含有1×105的癌細(xì)胞溶液中，加入0.5毫克/毫升的脫乙酰甲殼素，24小時(shí)后癌細(xì)胞完全死亡。Saiki I報(bào)道，硫酸甲殼素和硫酸羧甲基甲殼素對(duì)黑色素瘤腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制作用，且作用呈量效關(guān)系。福建師范大學(xué)劉艷如等對(duì)小白鼠接種S180腫瘤細(xì)胞，設(shè)對(duì)照組和甲殼素實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)表明脫乙酰甲殼素對(duì)S180小鼠癌細(xì)胞有明顯的抑制作用。目前國內(nèi)外研究者對(duì)其抗腫瘤作用十分關(guān)注。

（5）抗凝血 Muzzarelli等在五六十年代就充分認(rèn)識(shí)到甲殼素硫酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)與肝素相似，預(yù)示此類化合物有抗凝血活性。1985年Hirano報(bào)道，分子量26000,O-位雙硫酸酯甲殼素的抗凝血活性是肝素（174單位/毫克）的1.9～2.2倍。

（6）其他脫乙酰甲殼素具有良好的抗輻射性能。脫乙酰甲殼素能保護(hù)肝臟，提高肝臟抗氧化能力。沈陽鐵路總醫(yī)院高風(fēng)蘭應(yīng)用脫乙酰甲殼素口服治療心絞痛5人、心律失常4人、頑固性心衰4人，均收到滿意療效。此外，某些甲殼素衍生物能結(jié)合Fe2+，增強(qiáng)胃腸道的吸收功能，用于治療鐵缺乏癥。

現(xiàn)代發(fā)展

隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)紡織品的要求不再局限于保暖、舒適等原有的基本特性。根據(jù)紡織品的不同用途，人們還希望其具有保健、安全等特殊功能，如抗菌、防螨、負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、防紫外線、防毒、阻燃、防電磁波輻射、磁療、香味、吸濕排汗、防油防水等。功能織物廣泛用于家用紡織品、運(yùn)動(dòng)和休閑服裝、環(huán)境與健康紡織品、裝飾和產(chǎn)業(yè)用紡織品、國防建設(shè)和尖端科學(xué)等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界功能紡織品的需求量每年超過500億米。其中抗菌衛(wèi)生整理是應(yīng)用抗菌防臭劑處理織物（天然纖維、化學(xué)纖維及其混紡織物），從而使織物獲得抗菌、防霉、防臭、保持清潔衛(wèi)生等功能。抗菌衛(wèi)生整理廣泛用作醫(yī)院、賓館、家庭的床單、被套、毛毯、餐巾、毛巾、鞋里布、沙發(fā)布、窗簾布、醫(yī)用職業(yè)裝、食品和服務(wù)行業(yè)的工作服、軍隊(duì)的服裝以及繃帶、紗布等，具有重大的社會(huì)意義。

近30年來，甲殼素在臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥生物材料和組織工程材料方面顯示出了多方面的作用，甚至取得了許多意想不到的效果。殼聚糖能被人體吸收利用，與人體的組織器官及細(xì)胞有良好的生物相容性，無毒，具有生物降解性，降解過程中產(chǎn)生的殼聚糖在體內(nèi)不積累，幾乎無免疫原性，同時(shí)具有多種生物活性。