纤维素的医药用途
纤维素
一 纤维素的来源
纤维素主要由植物通过光合作用合成,每年能生产约1· 5×1012t的纤维素,是自然 界取之不尽、用之不竭的可再生资源.纤维素的分子式(C6H10O5)n，由D-葡萄糖以β1，4-糖苷键组成的大分子多糖，分子量50000～2500000，相当于300～15000个葡 萄糖基。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。
三 天然纤维素的医药用途
1、治疗糖尿病 膳食纤维可提高胰岛素受体的敏感性，提高胰岛素的利 用率；膳食纤维能包裹食物的糖分，使其逐渐被吸收，有平 衡餐后血糖的作用，从而达到调节糖尿病患者的血糖水平， 治疗糖尿病的作用。 2、预防和治疗冠心病 血清胆固醇含量的升高会导致冠心病。胆固醇和胆酸的 排出与膳食纤维有着极为密切的关系。膳食纤维可与胆酸结 合，而使胆酸迅速排出体外，同时膳食纤维与胆酸结合的结 果，会促使胆固醇向胆酸转化，从而降低了胆固醇水平。 3、降压作用 膳食纤维能够吸附离子，与肠道中的钠离子、钾离子进 行交换，从而降低血液中的钠钾比值，从而起到降血压的作 用。
二 纤维素的结构
β-D –葡萄糖
纤维素的化学结构是由D-吡喃葡萄糖环彼此以β-1,4-糖苷键以C1椅式构象 联结而成的线形高分子.纤维素分子中的每个葡萄糖基环上均有3个羟基,分别位 于第2、第3、第6位碳原子上,其中C6位上的羟基为伯醇羟基,而C2、C3上的羟 基是仲醇羟基.这3个羟基在多相化学反应中有着不同的特性,可以发生氧化、酯 化、醚化、接枝共聚等反应.这3个羟基可以全部参加反应,也可以只是其中的某 一个发生反应,因而在一定条件下可以设计葡萄糖基环单元上的化学官能基团的 种类与位置;并且在这3个羟基上可以分别控制化学官能基团的取代度和取代度 的分布,从而在葡萄糖基环单元上可以从化学结构上设计纤维素的化学结构,制 备多种特殊功能的医药产品.
四 改性纤维素的医药用途
1 硝酸酯 硝酸酷类药物是一类带有硝酸酷基团(0N02)的血管扩张 剂。此类药物的临床应用历史已经超过一个世纪，其应用 范围不断扩大，它们对于各种类型心绞痛均有确切疗效， 还被用于治疗充血性心力衰竭、心肌梗死和在外科手术中 控制血压。对此类药物的研究正逐渐深入。
2 醋酸酯 醋酸酯主要用于香烟滤嘴，这样对吸烟的人大有帮助。由于醋酸纤维素有选择 吸附能力，能有效地截留烟中的焦油及其它有害微粒，而不改变烟的口感，与 其它过滤介质比较，它提供了最好的味觉与低价格的平衡，因此，世界各国都 把二醋酸纤维素丝束选作香烟过滤嘴的滤材。1950年美国依斯特曼柯达公司纤 维素科学与技术首先将二醋纤香烟滤嘴工业化生产，并逐渐发展为二醋纤的主 要用途。二醋纤香烟滤嘴可移去香烟的焦油和尼古丁约55%一60%，并可选择 性地移去酚类等不需要的成分而保持香味，故至今国外90%以上的滤嘴采用二 醋纤制造。自1969年以来，香烟滤嘴用的二醋纤丝束产量不断增长，美国每年 增长7.9%，全世界每年增长8.5%。目前，醋酸纤维素的生产主要集中在美国、 西欧和日本，产量约占世界总产量的80%，产品大多用作香烟滤材，少量用作 纺织纤维和塑料。我国是当前世界最大卷烟生产和消费国家，但占国产香烟 50%左右的香烟滤咀材料—二醋酸纤维丝束长期依靠进口，而需求量逐年增加， 而且增加的幅度很大。近年国内有中美合资的南通烟用二醋酸纤维厂和正在兴 建的云南、珠海烟用二醋酸纤维厂生产或将生产二醋酸纤维，但生产用的原料 浆粕和二醋酸纤维素片仍需进口。为降低成本，提高经济效益，已有研究人员 利用广西百色地区丰富的速生阔叶林栋木研制烟用二醋酸纤维。
6、治疗便秘 膳食纤维具有很强的持水性，其吸水率高达10倍。它吸水后使肠内容物体 积增大，大便变松变软，通过肠道时会更顺畅更省力。与此同时，膳食纤维作 为肠内异物能刺激肠道的收缩和蠕动，加快大便排泄，起到治便秘的功效。 7、清除外源有害物质 膳食纤维对阳离子有较强的结合和交换能力，能吸附结合有机化合物，可 以作为某些环境污染物质最后的屏障，防止它们最终侵害人体，起到解毒作用。 目前已发现膳食纤维对钙、汞、铅、高浓度铜、锌，特别是有机阳离子具有清 除能力。可使它们的浓度由中毒水平达到安全水平。此外，不溶性膳食纤维可 缩短粪便在肠道的停留时间，稀释有害物质在肠道中的浓度，减少有害物如黄 曲霉毒素、亚硝胺、酚、多环芳烃等在肠道的滞留时间，从而减少人体对它们 的吸收。水溶性膳食纤维被人体消化吸收，进入大肠内为双歧杆菌所利用，促 进双歧杆菌增殖。双歧杆菌能分解致癌物亚硝胺，并能提高巨噬细胞的吞噬能 力，增加人体免疫功能和对肿瘤的抵抗力。
3 羧甲基纤维素的衍生物 慢性肾衰竭(chronic renal failure,CRF)是一种临床综合症,病因主要是 患者体内聚集了两种主要的毒素-尿素、肌酐。因此去除体内过量的毒素是 治疗慢性肾衰竭的关键,而口服吸附剂是治疗慢性肾衰竭的有效手段之一。 研究以羧甲基纤维素为载体,研制了一系列羧甲基纤维素衍生物：氧化羧甲 基纤维素、苦味酸-羧甲基纤维素酯、苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯,将其做 为一种新型治疗慢性肾衰竭的复合靶向口服吸附剂应用到对尿素和肌酐的 吸附中,并对其稳定性以及吸附性进行了比较,同时对身体内重要物质维生素 B6的吸附性进行了测定。发现有很好的效果。
氧化羧甲基纤维素
苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯
4 多聚合纤维素 大连医科大学第一临床学院与中国科学院大连化学物理研究所（简称大 连化物所），历经多年合作完成的“多聚合纤维素预防组织粘连的基础与临 床应用研究”研制成功一种可用来预防创作与手术后组织粘连的高科技新材 料--多聚合纤维素，并在基础实验和临床应用研究中证明它具有良好的粘连 效果。 如何使外科手术既能达到治疗疾病又不造成严重粘连并发症，是当今外 科亟待解决的问题。自1993~1999年，由骨科姜长明教授主持的课题组研制 一种新型可吸收的防粘连材料-多聚合纤维素（Poly-CMC），分别在骨科、 普外、神经外科等多学科进行了广泛的基础与临床前瞻性的研究。在基础研 究中，他们与大连化物所合作，以多聚合纤维素为原料，聚葡糖为交联剂， 成功地完成了多聚合纤维素的合成及药物筛选工作。动物实验研究分别进行 了多聚合纤维在防止肌腱、神经、硬膜、关节及腹腔术后粘连的研究，证明 预防粘连效果明显。临床应用研究观察了多聚合纤维防止肌健粘连的疗效。 多聚合纤维素具有良好的生物相容性，是一种理想的防粘连材料。 它可杜绝或减少由于粘连引起起的术后并发症，降低手术死亡率和病残率。
4、抗癌作用 自七十年代以来，膳食纤维在抗癌方面的研究报道日益增多，尤其是膳食 纤维与消化道癌的关系。早期在印度的调查显示，生活在印度北部人们膳食纤 维的食用量大大高于南部，而结肠癌的发病率也大大低于南部。根据这个调查 结果，科学家做了更加深入的研究，发现膳食纤维防治结肠癌有以下几点原因： 结肠中一些腐生菌能产生致癌物质，而肠道中一些有益微生物能利用膳食纤维 产生短链脂肪酸，这类短链脂肪酸能抑制腐生菌的生长；胆汁中的胆酸和鹅胆 酸可被细菌代谢为细胞的致癌剂和致突变剂，膳食纤维能束缚胆酸等物质并将 其排出体外，防止这些致癌物质的产生；膳食纤维能促进肠道蠕动，增加粪便 体积，缩短排空时间，从而减少食物中致癌物与结肠接触的机会；肠道中的有 益菌能够利用膳食纤维产生丁酸，丁酸能抑的表达。 5、减肥治疗肥胖症 膳食纤维取代了食物中一部分营养成份的数量，而使食物总摄取量减少。 膳食纤维促增加唾液和消化液的分泌，对胃起到了填充作用，同时吸水膨胀， 能产生饱腹感而抑制进食欲望。膳食纤维与部分脂肪酸结合，这种结合使得当 脂肪酸通过消化道时，不能被吸收，因此减少了对脂肪的吸收率。