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活性炭在医药上的应用

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       活性炭是一多孔性含破物质,具有很强的吸附性能,被广泛应用于医药工业,如:葡萄糖、链霉素、庆大霉素、磺胺类、生物碱、激素类、氨基酸、扑热息痛、维生素B4等成品、半成品的脱色、提纯,强力霉素触媒载体、血液灌流、解毒等方面。本文主要综述药用活性炭的治疗作用。活性炭是一种非极性吸附剂,具有很大的比表面积(500~3000m2/g)和发达的孔隙。吸附质与活性炭之间主要通过范德华力结合。不同的物质被吸附的最小孔隙不同。经典的容积充填理论(TVFM)认为:活性炭孔径与吸附质分子大小之间有着匹配的问题,起吸附作用的孔隙主要是吸附质分子大小2~3倍的孔。孔隙过大,吸附质不能在孔中保留;孔隙太小,吸附质不能进人入孔中,只有当活性炭中适合吸附质分子被吸附的孔隙占的比例越大,对该吸附质的吸附量就越大。而决定活性炭孔隙结构的因素很多,如:原材料、活化方法、活化条件及后处理技术等。通常,活性炭的孔径分布在1~100nm范围内,起吸附作用的孔隙主要集中在1~10nm,因而有利于分子量70~1000范围内中等有机分子的吸附。
       活性炭是一种黑色多孔的固体炭质。经起源环保了解,早期的活性炭由木材、硬果壳或兽骨等经过炭化、活化制得,后改用煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳,同时含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。活性炭具有发达的孔隙结构、较大的表面积、丰富的表面化学基团,及特异性吸附能力较强,广泛应用在我们的日常生活中,医药方面表现更是十分优异。活性炭是一种具有丰富孔隙结构与巨大比表面积的碳基吸附材料,其主要特点是吸附能力强,化学稳定性好,力学强度高,生物相容性佳,无毒副作用,方便再生循环利用。
      尽管现代科技确实是发展的非常迅速,但是仍然有很多领域是现代科技也无法企及的,这就是科学家们目前正在努力研究的方向。其中在所有的科技领域当中,我一直都认为,十分重要的就是医药领域,因为只有医药领域发展强大了,我们的健康才有保障。
      当然,现代医学其实已经很强了,很多以往难以解决的毛病,在如今已经能够通过科学的手段去解决了。今天笔者就想跟大家聊一聊,活性炭在医药行业当中的应用,为什么会有专家说:活性炭与医药行业一荣俱荣一损俱损。
      简单介绍一下活性炭,和木炭之类的是有很大的差异的,它并不是一种以热值燃烧为主要用途的东西。相反,活性炭的应用范围不仅跟火没有关系,反而经常跟水打交道。
作为一种广谱解毒剂和药物成分,活性炭很早就被世界卫生组织列入基本药物清单当中。因为活性炭具有非常丰富的孔隙结构,因此它可以吸附消化道内的毒素,还有我们肠道内的一些导致胀气的气体。
      可能很多人都不敢想象,活性炭作为“炭”,它怎么会和药联系在一起的?除此之外,活性炭还经常被用来净化血液以及当作抗癌药的载体。活性炭的化学性质非常稳定,这也是它在医药行业当中被广泛应用的主要原因。
      当然,活性炭在医药行业的应用还远远不止这些,这也是为什么专家会说医药行业和活性炭一荣俱荣一损俱损。如果活性炭工业能够有更大的突破的话,对医药行业也能够起到一个很大的促进作用。同时活性炭本身作为处理污染的功臣,更是助力环境回归起源。
      药用活性炭是一种新型活性炭,专门用于制药领域。主要用于制药过程中溶液的脱色和吸附溶液中的杂质与小分子重金属,是去除热原十分常用的手段。这种活性炭通常被应用于药用领域,所以被人们称作‘药用活性炭’它的特点就是脱色速度快,吸附能力强,内孔隙结构发达,孔隙粗大等特点,能够有效的吸附药水中的色素,便且降低药水的杂质,而不影响药水的其它成分浓度和药性。本产品是以高品质木材为原料,外形为粉末状,经高温炭化、活化及多种工序精制而成木质活性炭,具有比表面积大,活性高,微孔发达,脱色力强,孔隙结构较大等特点,孔隙结构大,能有较吸附液体中的颜色等较大的各种物质、杂质。主要用于制药。
     木质粉末活性炭(药用级)木质粉状活性炭厂家生产的木质粉状活性炭主要应用于:维生素C及其它原料药的脱色,脱色力强、滤速快、适用于医药、农药、中西原药的脱色、精制。并具有吸收肠道病菌、解毒作用。粉状活性炭以高品质木炭为原料,经特殊生产工艺精制而成,有物理法、化学法两种。经水蒸气活化后,精制处理,粉碎而成。本品外观为黑色粉末状,在一般溶液下均不溶解。无臭无味,具有表面积大吸附为强、纯度高、滤速快、质量稳定,具有絮凝效应和助滤效应等特点。广泛适用于食品、医药、味精化工等产品的脱色、除杂精制。也可以用于水的净化处理。
      活性炭作为优良的吸附剂,除了在急救医学内用来口服吸附解毒,还被广泛用来作为血液灌流用吸附剂、人造器官吸附制剂,特异性地吸附中分子物质治疗某些以往的不治之症,近年来还被用来作为药物载体、溶质,治疗恶性肿瘤并指导清扫转移的淋巴结,以及通过调整活性炭的孔径及其分布,可以使其吸附不同的有害物质和细菌。
      我国古老的传统医学中即有“血见黑止,红见黑止”的传统炭药止血理论。现普遍认为制炭过程中生成一定数量的碳素(活性炭)。具有吸附收敛作用。能够促进止血过程。近几十年来,随着科技发展,活性炭越来越受到医药行业的关注,在交叉边缘学科进展迅速。活性炭不仅吸附性能优良,孔结构在一定范围内可控;而且生物相容性佳、无毒副作用,以往临床上主要口服用于止泻和防止毒物吸收,随着血液灌流用吸附剂、人造器官吸附制剂发展,特异性地吸附中分子物质治疗各种疾病,即用活性炭作载体,吸附一些首过作用强、半衰期短、对正常细胞损害大、易成瘾(如抗癌、化疗、镇痛)的药物,达到缓慢释放药物,提高治疗效果的目的。
      活性炭是一种非极性吸附剂,具有很大的比表面积(500~3000m2/g)和发达的孔隙。吸附质与活性炭之间主要通过范德华力结合。不同的物质被吸附的最小孔隙不同(见表1)。经典的容积充填理论(TVFM)认为:活性炭孔径与吸附质分子大小之间有着匹配的问题,起吸附作用的孔隙主要是吸附质分子大小2~3倍的孔。孔隙过大,吸附质不能在孔中保留;孔隙太小,吸附质不能进人入孔中,只有当活性炭中适合吸附质分子被吸附的孔隙占的比例越大,对该吸附质的吸附量就越大。而决定活性炭孔隙结构的因素很多,如:原材料、活化方法、活化条件及后处理技术等。通常,活性炭的孔径分布在1~100nm范围内,起吸附作用的孔隙主要集中在1~10nm,因而有利于分子量70~1000范围内中等有机分子的吸附。
      同时吸附质分子的性质是决定活性炭吸附能力的另一方面。对于无机化合物,活性炭表现出的吸附能力差异较大;强电解质的盐如NaCl、KNO3等基本不被吸附;非电解质的溶质如I2、HgCl2等能被很好的去除,其关键因素是要看溶质以中性还是以离子状态存在。对于有机化合物,非极性越强,越有利于吸附;同一系列有机化合物中,分子量增加,越有利于被活性炭吸附;同等大小的分子(分子量),芳香族化合物比脂肪族化合物易被吸附,支链分子比直链分子易被吸附。
      此外,活性炭药用不会产生毒副作用。通常,药用活性炭是由木质类原材料用物理法活化,经酸洗去除无机酸溶物后制得,其质量指标见表2。Nau等人曾把粉状活性炭与动物饲料混合进行长时期动物实验,没有出现毒副反应;他们还把活性炭外用于动物表皮,也没有出现异常现象印。Yatzidis曾给尿毒症患者每天服用20~50g活性炭,4个月的临床表明,没有产生任何毒副反应,相反,病人的肠胃道有了明显改善。
2.1 活性炭的解毒功能
      药品、农药及其它化学物质的中毒事件在社会上非常普遍,处理此类事件的常用急救措施有催吐、洗胃,它们对处理一般中毒比较有效,但对稀释后会增加毒物活性的急性中毒则非常危险,如急性洋地黄苷中毒,采用催吐或洗胃的急救措施会导致致命性心室传导压迫,这样就提高了毒物的活性,危险性加大,普遍认为:催吐、洗胃可以延缓毒物的吸收速度;而Henderson研究表明,催吐洗胃很大地增加了毒物的吸收速度,这是由于催吐、洗胃后胃放空,增加了药品农药与胃粘膜间的接触面积。总之,催吐、洗胃急救措施的不可预见性或低效在处理许多中毒事件时并不能令人满意。
      近年来活性炭由于能够吸附许多种类的药品或毒物且本身没有毒副作用而重新引起了各国学者的重视。活性炭对不同药品的吸附量。1975年,Dr.jay,Arena用2份活性炭,1份MgO和1份单宁酸制成的所谓的广谱性解毒剂;但Picchidni研究表明,此类广谱性解毒剂试管实验结果稍低于单纯的活性炭,动物实验结果却远远低于单纯活性炭。为改善活性炭服用口味,超细粉状活性炭通常与适当比例的皂土或CMC混合并添加适当量的调味品,如:糖精、樱桃汁、山梨糖醇、蔗糖等能够改善口味却不减弱活性炭吸附性能的物质。
2.2 累积性疾病的治疗
      在人体生理环境中,代谢物质在人体内长期积累达到并超过一定限度时就会出现病状,如:胆固醇、甘油三酯、尿酸、肌苷、尿素等分子。人体在消化吸收营养物质时,体液需要到达肠胃粘膜才可进行物质交换,并且肠胃粘膜的比表面积很大(2000m2左右),这就提供了口服活性炭治疗累积性疾病的可能性。1978年,Friedman对6名患有肾功能衰竭的病人每天服用35g活性炭(分4次服用)的试验,4~8周后的血液检查发现,甘油三酯平均降低36%,胆固醇平均降低67%。作者进行试管实验发现:活性炭对体液中尿酸和肌苷的去除率>80%,这对治疗痛风和尿毒症具有参考价值。
2.3 肠胃道疾病
      活性炭用于治疗肠胃道疾病有悠久的历史。1978年,Chevrel做了如下临床实验:以60例患有肠胃疾病(腹泻、便秘、胃胀,急性腹痛)的病人为考察对象,把30g活性炭、14gMg(HCO3)2、33g萍婆胶、100g赋形剂混合,给上述患者服用2~4周后,70%的患者康复,15%的患者明显改善,仅有15%的患者没有疗效。Goiffon曾用吸附有毒扁豆碱的活性炭治疗寄生虫、肠感染等疾病。0.15g的I2与等量活性炭复合被认为是广谱性肠胃抗感染药。
2.4 血液灌流
1948年出现了第一批活性炭能从血液中有效脱除巴比妥酸盐的广告。雅齐吉斯用洗净的活性炭装灌净化血液里的肌苷、尿酸、胍、水杨酸,巴比妥酸盐和麦谷蛋白,动物实验和人体实验都显示出很高的吸附去除率;同时也有一些不希望有的附带现象:炭粉混入血液;红血球、白血球、血纤维蛋白减少。不少研究者通过用与血液具有生物相容性的物质包埋活性炭成功的解决了这些问题。需要指出的是,血液灌流可治疗延迟性中毒,即对进入血液中的毒物都能很好去除。包埋活性炭后,大分子(5000~10000左右的分子)进入活性炭的通道被堵死,因而去除困难。
2.5 其它
药用活性炭在医药上还可用于病毒去除、药物缓释剂、皮肤损伤、静脉注射、细菌吸附等。
     目前欧美国家在药用活性炭方面开展的工作较多。俄罗斯每年药用活性炭用量为100t。由于服用活性炭能增强幼儿的抗病能力,因而他们已将每年春秋季服用活性炭作为幼儿园的常规保健措施;此外,活性炭去胆固醇能力强,可以作为心脏、心血管保健药。我国虽然也有类似的研究,但投入的人力、物力、财力都很少,而且许多科技工作者还没有认识到活性炭的医用价值,愿此篇能够引起国内同仁对药用活性炭的重视,积极开拓活性炭在医药行业中的用途。
     活性炭是一种黑色多孔的固体炭质。经起源环保了解,早期的活性炭由木材、硬果壳或兽骨等经过炭化、活化制得,后改用煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳,同时含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。