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海洋源生物活性纤维大有可为
2019年11期 发行日期:2019-06-11
作者:■ 青岛明月海藻集团有限公司 秦益民

  海洋覆盖着地球约71%的面积,占地球总水量的97%。随着现代科学技术的发展和人类对海洋认识的逐步深入,一个以开发利用海洋资源为目标的“海洋经济时代”正在崛起。海洋生物资源包括鱼类、软体动物、甲壳动物、哺乳类动物、海洋植物等种类,其中,海洋植物以各类海藻为主,包括褐藻、红藻、绿藻等10个门类,可提取海藻酸、卡拉胶、琼胶等多种天然高分子材料,以及岩藻多糖、海藻碘、甘露醇、维生素等生物活性物质。在生物医药、功能食品、生物肥料、精细化工、高端化妆品等领域有广泛应用,其开发利用是当前及今后很长一段时间内海洋科学领域的研究热点。

  
海洋源生物活性纤维的应用领域


  从鱼、虾、蟹、贝、藻等海洋生物中可以提取胶原蛋白、甲壳素、壳聚糖、海藻酸等海洋源生物高分子,以其为原料通过先进加工技术制备的纤维材料具有亲肤、保湿、抑菌、止血、促进伤口愈合等性能,是功能纤维材料的一个重要发展方向。目前海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维已经成功实现产业化,在伤口护理、止血材料、卫生护理用品、面膜制品等医疗、卫生、美容领域有很高的应用价值。
  在医疗护理领域,人口老龄化问题的日益突出带来了压疮、溃疡等慢性疾病的增加,使全球医用敷料市场需求持续增长,市场规模由2007年的112.91亿美元增加到2015年的180.58亿美元,年均复合增长率达6%。以海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维为原料制备的高端敷料可为老年压疮患者及皮肤溃疡、烧伤、手术伤、糖尿病足患者提供有效的创面护理,减轻疼痛、防止伤口感染、提升愈合效果、改善健康护理水平。
  在卫生护理领域,海洋源生物高分子的亲水、亲肤特性尤其适用于卫生材料的开发,可为婴儿尿布、成人失禁产品、妇女卫生用品等领域提供优质产品,也可通过与传统纤维材料的复合、共混、涂层等技术提升性能。
  美容纺织材料是一类具有护肤、美容功效的纺织材料,通过纤维自身的生物活性及负载的功能因子,对人体起到润肤、美白、提神、香化、舒缓、激活、防紫外、紧肤、减肥等功效。随着生活水平的提高以及消费者对健康和美丽的不断追求,以功能性面膜为代表的美容纺织材料近年来展现出巨大的发展潜力。海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维、胶原蛋白纤维等海洋源生物活性纤维及其非织造布材料具有优良的亲肤性和生物相容性,在美容纺织材料领域有广阔的市场前景。


常见的海洋源生物活性纤维


  海藻酸盐纤维
  海藻酸是从褐藻中提取的高分子羧酸,其与一价金属离子可形成水溶性海藻酸盐,再与二价金属离子结合可形成凝胶,后者具有吸湿、保湿、吸附重金属离子等特性。海藻酸盐纤维及制品在健康领域有广阔的应用前景。该种纤维具有良好的生物相容性、很高的吸湿性和生物可降解性,对人体无毒副作用,是制备功能性医用敷料、面膜、手术缝合线、妇幼吸湿用品、成年人失禁用品等医卫用品的优质原料。海藻酸盐纤维在与体液接触后通过离子交换形成凝胶,制成无纺布应用于伤口,可吸收大量组织渗出液,为创面提供湿润的愈合环境,刺激皮肤组织增长、加快伤口愈合。临床研究证明海藻酸盐医用敷料安全、无毒,具有高吸湿、止血、成胶、抑菌等特性,适用于处理创面渗液和局部止血,对有中、重度渗出液以及有腔隙的伤口,如褥疮、糖尿病足溃疡、下肢静脉或动脉溃疡、烧伤科烧伤供皮区创面及难愈性烧伤创面等有良好的疗效,能促进伤口愈合、减少局部疼痛、减少疤痕形成。
  青岛明月生物医用材料有限公司是一家从事海藻酸盐提取、湿法纺丝、无纺布加工、成品包装等工艺的创新型企业。团队领军人才秦益民教授长期从事海洋生物医用材料的研究和开发,在功能性医用敷料领域有多项重要的发明创造,是国际知名的海洋生物医用材料专家。由秦益民教授担任领军人才的山东省泰山学者蓝色产业计划“海洋生物医用材料产业化项目”通过研究开发海藻酸、壳聚糖等海洋生物材料在医疗卫生领域中的应用,解决了海洋源生物活性纤维制备、改性和应用领域的一批共性、关键技术,实现了海藻加工及海藻活性物质提取、改性、应用,成功开发了医药级海藻酸钠、医用海藻酸盐纤维、创面用海藻酸盐医用敷料系列产品。
  壳聚糖纤维
  壳聚糖,也称甲壳胺,是甲壳素的脱乙酰基衍生物,其分子结构为β-(1-4)聚-胺基-D-葡萄糖,是从虾蟹壳中提取的一种天然高分子材料。以壳聚糖为原料通过湿法纺丝制备的壳聚糖纤维具有优良的生物相容性、生物可降解性、亲水性等特性,应用于功能纺织材料和医疗卫生领域,具有抗菌、止血、促进伤口愈合等优异性能。壳聚糖纤维通过影响人体中的酶、细胞、组织等生物活性,产生独特的医疗和保健功效。例如,壳聚糖纤维结构中的氨基葡萄糖赋予纤维优良的螯合性和聚阳离子特性,诱生损伤生物体的特殊细胞,加快伤口愈合;壳聚糖纤维对血清蛋白质等血液成分的吸附能力很大,产生抗原的可能性很小,具有止血、镇痛、消炎、抑菌等独特的应用功效。  

  我国是全球最大的海洋水产养殖国,丰富的鱼、虾、蟹、贝、藻资源为海洋源生物活性纤维的开发提供了巨大的资源保障。提取、纯化、改性、材料加工技术的创新应用可以使海水养殖业产生的各种海洋源生物质在制备纤维材料的过程中有效提升附加值,通过其独特的功能特性满足人们医疗、卫生、美容等领域美好生活需求,造福人类健康。



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