羥丙基殼聚糖(Hydroxypropyl Chitosan, CAS: 84069-44-3)是由殼聚糖改性的衍生物,保留了殼聚糖的堿性和正電性,還通過引入羥丙基團改善性能。這種改性使得羥丙基殼聚糖具有良好的保濕性、抗菌性、吸附性、交聯性、生物相容性以及可降解性,被廣泛應用于化妝品、醫藥及水質環保等領域。
CAS:84069-44-3
外觀:淡黃色粉末
包裝: 1kg 25kg
羥丙基殼聚糖功效
增強水溶性與保濕性:通過引入羥丙基,HPCS的水溶性顯著提高,同時其大分子結構中的羥基和氨基等親水基團增強了其吸濕保濕能力,使其成為化妝品和護膚品中的優質保濕成分。
抗菌性能:保留了殼聚糖的天然抗菌特性,HPCS能夠抑制多種細菌的生長,這使得它在傷口敷料、抗菌紡織品和日用化學品中具有應用價值。
皮膚修復與美容:在皮膚護理產品中,HPCS的修復力有助于加速傷口愈合,減少疤痕形成,同時其溫和性質適合敏感肌膚使用。
抗氧化:HPCS含有活性的氨基和羥基,具有較強的清除自由基的能力,有助于保護細胞免受氧化損傷,這在護膚品中尤為重要,能改善皮膚狀態,預防老化。
藥物緩釋與控釋:HPCS的特殊化學結構使其能夠控制藥物釋放速率,適用于開發長效或靶向給藥系統,提高藥物治療效率。
組織工程與生物成像:HPCS在組織工程中作為支架材料,具有多孔結構,有利于細胞結合和組織形成,促進軟骨細胞和成骨細胞的增殖
生物相容性和安全性:由于其生物相容性,HPCS在醫藥領域作為藥物載體、組織工程材料或傷口愈合輔助材料時,表現出良好的安全性,減少排斥反應。
化妝品行業
羥丙基殼聚糖在化妝品行業中的應用主要體現在其作為保濕劑的特性上,尤其在乳液產品中表現出色。這種改性的天然聚合物因其良好的生物相容性和生物降解性,在化妝品領域具有廣泛的應用前景。羥丙基殼聚糖具有優良的吸濕保濕性、抗菌性、吸附性以及交聯性等特性,使其在化妝品中具有更大的研究和使用價值。
羥丙基殼聚糖還被用于指甲油中,與透氣化妝品指甲油聯合使用后,可以有效促進藥物經甲滲透,展現出與直接涂抹藥漆相同的滲透曲線和微生物活性。由于其抗菌性能,它也被用于化妝品的防腐處理中。
醫藥領域
羥丙基殼聚糖因其良好的生物相容性和生物可降解性,被廣泛應用于藥物緩釋系統和組織工程支架。例如,羥丙基殼聚糖/肝素納米載藥體系顯示出對肝癌細胞的抑制效果,而羥丙基殼聚糖/大豆蛋白質復合支架則在組織工程中顯示出良好的應用潛力。此外,羥丙基殼聚糖還被用于制備具有緩釋效果的納米微球,以及作為新型類肝素物質進行研究。
羥丙基殼聚糖(HP-β-CD/Chitosan)在藥物緩釋系統中的應用主要體現在其良好的緩釋效果和較高的生物利用度。羥丙基殼聚糖能夠顯著延長藥物的釋放時間,從而提高藥物的生物利用度。
羥丙基殼聚糖與白藜蘆醇(RES)和羥丙基-β-環糊精(HP-β-CD)結合形成的緩釋微球(RES/HP-β-CD/Chitosan)顯示出較原料藥更優的體外釋放度和藥動學特性。具體來說,與RES原料藥相比,RES/HP-β-CD/Chitosan的12小時累積釋放度為72%,而RES原料藥的累積釋放度較低。此外,RES/HP-β-CD/Chitosan在大鼠體內的相對生物利用度顯著高于RES原料藥,達到540.0%。
羥丙基殼聚糖的納米粒形式也表現出良好的緩釋效果。例如,羥丙基殼聚糖納米粒能夠實現對牛血清蛋白的高包封率和載藥量,且在緩釋初期2小時內平均釋放藥量的28%,后期則呈現緩慢釋放。
此外,羥丙基殼聚糖的改性形式,如光交聯羥丙基殼聚糖納米凝膠,也顯示出優異的釋藥性能。這種納米凝膠在不同pH值條件下表現出不同的溶脹度和釋藥行為,例如在酸性條件下溶脹度最大,突釋現象明顯,而在中性條件下則有明顯的緩控釋效果。
環保領域
在廢水處理方面,羥丙基殼聚糖因其良好的吸附性和交聯性,被用于去除水中的污染物,如重金屬離子等。
羥丙基殼聚糖對重金屬離子如Ni2+和Cu2+具有較好的吸附能力。研究表明,HCS納米微粒對Ni2+的吸附容量隨著粒徑減小和取代度的增加而增大。此外,羥丙基殼聚糖對Cu2+的吸附效果也受到pH值和吸附劑濃度的影響,其中在pH5時,對Cu2+初始濃度為100mg/L的溶液,控制溫度在20℃左右吸附2小時,吸附劑濃度為1%時具有較好的吸附效果。
紡織品抗菌
羥丙基殼聚糖(HPCTS)在紡織品抗菌整理中的作用機理主要涉及其作為弱堿性聚電解質的特性,以及其改性后的結構特性。
弱堿性聚電解質特性:殼聚糖是一種弱堿性聚電解質,其抗菌性能受pH值影響較大。一般在酸性條件下才具有較好的抗菌性,在中性條件下抗菌性較弱。因此,羥丙基殼聚糖在紡織品上的應用需要考慮溶液的pH值,以確保其抗菌效果。
參考文獻:
1. Junying Chen, et al. Study on the degradation of hydroxypropyl methylcellulose‐modified magnesium phosphate cement in different solutions. International Journal of Applied Ceramic Technology(2024).
2. 趙亞楠.羥丙基殼聚糖/大豆蛋白質復合支架的構建及其組織工程應用研究[D].武漢大學,2019.
3. 杜建紅,范春水,杜月蓮等.羥丙基殼聚糖/肝素納米載藥體系的制備、釋放及抗腫瘤特性分析[J].中國組織工程研究,2019.
4. 謝宇,尚曉嫻,顏流水.羥丙基殼聚糖納米微球的制備及其緩釋效果[J].應用化學,2009.
5. 方波,江體乾.新型類肝素物質的研究(I)——磺化羥丙基殼聚糖凝膠的研制[J].功能高分子學報,1997.
6. 方波,江體乾.新型類肝素物質的研究——水溶性磺化羥丙基殼聚糖的研制[J].華東理工大學學報,1998.
7. 葉盛權.羥丙基殼聚糖亞鐵離子配合物吸附特性的研究[D].華南理工大學,2010.
8. 安呈峰,郝巧梅,畢建杰等.羥丙基殼聚糖對小麥幼苗生理功能的影響[J].山東農業科學,2008.
9. 尚曉嫻,何鋒其,劉煥梅.葉酸偶聯羥丙基殼聚糖納米微球的制備與表征[J].中國組織工程研究與臨床康復,2008.
10. 來水利,高瑩華,王克玲等.羥丙基殼聚糖-胰島素微球的制備及性能[J].陜西科技大學學報(自然科學版),2013.
11. 唐蓉暉.殼聚糖及衍生物在藥物制劑中的應用[J].中國醫藥指南,2015.
12. 尚曉嫻.改性殼聚糖納米粒的制備及其載藥釋藥研究[D].南昌航空大學,2008.
13. Y. Zhao, et al. Facile synthesis of hydroxypropyl chitosan-egg white hydrogel dressing with antibacterial and antioxidative activities for accelerating the healing of burn wounds. Journal of Materials Chemistry B (2023).
14. Min Wang, et al. Hydroxypropyl chitosan modified by cinnamic acid derivative nanoparticles for stabilizing Pickering emulsion. International Journal of Food Science & Technology, 2022.
15. Y. Zhao, et al. Fabrication of hydroxypropyl chitosan/soy protein isolate hydrogel for effective hemorrhage control. Tissue Engineering. Part A (2020).