活性炭在醫(yī)藥上的應(yīng)用
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活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)。經(jīng)起源環(huán)保了解，早期的活性炭由木材、硬果殼或獸骨等經(jīng)過(guò)炭化、活化制得，后改用煤通過(guò)粉碎、成型或用均勻的煤粒經(jīng)炭化、活化生產(chǎn)。主要成分為碳，同時(shí)含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素。活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的表面積、豐富的表面化學(xué)基團(tuán)，及特異性吸附能力較強(qiáng)，廣泛應(yīng)用在我們的日常生活中，醫(yī)藥方面表現(xiàn)更是十分優(yōu)異。活性炭是一種具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)與巨大比表面積的碳基吸附材料，其主要特點(diǎn)是吸附能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，力學(xué)強(qiáng)度高，生物相容性佳，無(wú)毒副作用，方便再生循環(huán)利用。
盡管現(xiàn)代科技確實(shí)是發(fā)展的非常迅速，但是仍然有很多領(lǐng)域是現(xiàn)代科技也無(wú)法企及的，這就是科學(xué)家們目前正在努力研究的方向。其中在所有的科技領(lǐng)域當(dāng)中，我一直都認(rèn)為，十分重要的就是醫(yī)藥領(lǐng)域，因?yàn)橹挥嗅t(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展強(qiáng)大了，我們的健康才有保障。
當(dāng)然，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)其實(shí)已經(jīng)很強(qiáng)了，很多以往難以解決的毛病，在如今已經(jīng)能夠通過(guò)科學(xué)的手段去解決了。今天筆者就想跟大家聊一聊，活性炭在醫(yī)藥行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，為什么會(huì)有專家說(shuō)：活性炭與醫(yī)藥行業(yè)一榮俱榮一損俱損。
簡(jiǎn)單介紹一下活性炭，和木炭之類的是有很大的差異的，它并不是一種以熱值燃燒為主要用途的東西。相反，活性炭的應(yīng)用范圍不僅跟火沒(méi)有關(guān)系，反而經(jīng)常跟水打交道。
作為一種廣譜解毒劑和藥物成分，活性炭很早就被世界衛(wèi)生組織列入基本藥物清單當(dāng)中。因?yàn)榛钚蕴烤哂蟹浅ＸS富的孔隙結(jié)構(gòu)，因此它可以吸附消化道內(nèi)的毒素，還有我們腸道內(nèi)的一些導(dǎo)致脹氣的氣體。
可能很多人都不敢想象，活性炭作為“炭”，它怎么會(huì)和藥聯(lián)系在一起的？除此之外，活性炭還經(jīng)常被用來(lái)凈化血液以及當(dāng)作抗癌藥的載體。活性炭的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，這也是它在醫(yī)藥行業(yè)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用的主要原因。
當(dāng)然，活性炭在醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，這也是為什么專家會(huì)說(shuō)醫(yī)藥行業(yè)和活性炭一榮俱榮一損俱損。如果活性炭工業(yè)能夠有更大的突破的話，對(duì)醫(yī)藥行業(yè)也能夠起到一個(gè)很大的促進(jìn)作用。同時(shí)活性炭本身作為處理污染的功臣，更是助力環(huán)境回歸起源。
藥用活性炭是一種新型活性炭，專門(mén)用于制藥領(lǐng)域。主要用于制藥過(guò)程中溶液的脫色和吸附溶液中的雜質(zhì)與小分子重金屬，是去除熱原十分常用的手段。這種活性炭通常被應(yīng)用于藥用領(lǐng)域，所以被人們稱作‘藥用活性炭’它的特點(diǎn)就是脫色速度快，吸附能力強(qiáng)，內(nèi)孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，孔隙粗大等特點(diǎn)，能夠有效的吸附藥水中的色素，便且降低藥水的雜質(zhì)，而不影響藥水的其它成分濃度和藥性。本產(chǎn)品是以高品質(zhì)木材為原料，外形為粉末狀，經(jīng)高溫炭化、活化及多種工序精制而成木質(zhì)活性炭，具有比表面積大，活性高，微孔發(fā)達(dá)，脫色力強(qiáng)，孔隙結(jié)構(gòu)較大等特點(diǎn)，孔隙結(jié)構(gòu)大，能有較吸附液體中的顏色等較大的各種物質(zhì)、雜質(zhì)。主要用于制藥。
木質(zhì)粉末活性炭（藥用級(jí)）木質(zhì)粉狀活性炭廠家生產(chǎn)的木質(zhì)粉狀活性炭主要應(yīng)用于：維生素C及其它原料藥的脫色，脫色力強(qiáng)、濾速快、適用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、中西原藥的脫色、精制。并具有吸收腸道病菌、解毒作用。粉狀活性炭以高品質(zhì)木炭為原料，經(jīng)特殊生產(chǎn)工藝精制而成，有物理法、化學(xué)法兩種。經(jīng)水蒸氣活化后，精制處理，粉碎而成。本品外觀為黑色粉末狀，在一般溶液下均不溶解。無(wú)臭無(wú)味，具有表面積大吸附為強(qiáng)、純度高、濾速快、質(zhì)量穩(wěn)定，具有絮凝效應(yīng)和助濾效應(yīng)等特點(diǎn)。廣泛適用于食品、醫(yī)藥、味精化工等產(chǎn)品的脫色、除雜精制。也可以用于水的凈化處理。
活性炭作為優(yōu)良的吸附劑，除了在急救醫(yī)學(xué)內(nèi)用來(lái)口服吸附解毒，還被廣泛用來(lái)作為血液灌流用吸附劑、人造器官吸附制劑，特異性地吸附中分子物質(zhì)治療某些以往的不治之癥，近年來(lái)還被用來(lái)作為藥物載體、溶質(zhì)，治療惡性腫瘤并指導(dǎo)清掃轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)，以及通過(guò)調(diào)整活性炭的孔徑及其分布，可以使其吸附不同的有害物質(zhì)和細(xì)菌。
我國(guó)古老的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中即有“血見(jiàn)黑止，紅見(jiàn)黑止”的傳統(tǒng)炭藥止血理論。現(xiàn)普遍認(rèn)為制炭過(guò)程中生成一定數(shù)量的碳素（活性炭）。具有吸附收斂作用。能夠促進(jìn)止血過(guò)程。近幾十年來(lái)，隨著科技發(fā)展，活性炭越來(lái)越受到醫(yī)藥行業(yè)的關(guān)注，在交叉邊緣學(xué)科進(jìn)展迅速。活性炭不僅吸附性能優(yōu)良，孔結(jié)構(gòu)在一定范圍內(nèi)可控；而且生物相容性佳、無(wú)毒副作用，以往臨床上主要口服用于止瀉和防止毒物吸收，隨著血液灌流用吸附劑、人造器官吸附制劑發(fā)展，特異性地吸附中分子物質(zhì)治療各種疾病，即用活性炭作載體，吸附一些首過(guò)作用強(qiáng)、半衰期短、對(duì)正常細(xì)胞損害大、易成癮（如抗癌、化療、鎮(zhèn)痛）的藥物，達(dá)到緩慢釋放藥物，提高治療效果的目的。
活性炭是一種非極性吸附劑，具有很大的比表面積（500~3000m2/g）和發(fā)達(dá)的孔隙。吸附質(zhì)與活性炭之間主要通過(guò)范德華力結(jié)合。不同的物質(zhì)被吸附的最小孔隙不同（見(jiàn)表1）。經(jīng)典的容積充填理論（TVFM）認(rèn)為：活性炭孔徑與吸附質(zhì)分子大小之間有著匹配的問(wèn)題，起吸附作用的孔隙主要是吸附質(zhì)分子大小2~3倍的孔。孔隙過(guò)大，吸附質(zhì)不能在孔中保留；孔隙太小，吸附質(zhì)不能進(jìn)人入孔中，只有當(dāng)活性炭中適合吸附質(zhì)分子被吸附的孔隙占的比例越大，對(duì)該吸附質(zhì)的吸附量就越大。而決定活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的因素很多，如：原材料、活化方法、活化條件及后處理技術(shù)等。通常，活性炭的孔徑分布在1~100nm范圍內(nèi)，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范圍內(nèi)中等有機(jī)分子的吸附。
同時(shí)吸附質(zhì)分子的性質(zhì)是決定活性炭吸附能力的另一方面。對(duì)于無(wú)機(jī)化合物，活性炭表現(xiàn)出的吸附能力差異較大；強(qiáng)電解質(zhì)的鹽如NaCl、KNO3等基本不被吸附；非電解質(zhì)的溶質(zhì)如I2、HgCl2等能被很好的去除，其關(guān)鍵因素是要看溶質(zhì)以中性還是以離子狀態(tài)存在。對(duì)于有機(jī)化合物，非極性越強(qiáng)，越有利于吸附；同一系列有機(jī)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，支鏈分子比直鏈分子易被吸附。
此外，活性炭藥用不會(huì)產(chǎn)生毒副作用。通常，藥用活性炭是由木質(zhì)類原材料用物理法活化，經(jīng)酸洗去除無(wú)機(jī)酸溶物后制得，其質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表2。Nau等人曾把粉狀活性炭與動(dòng)物飼料混合進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有出現(xiàn)毒副反應(yīng)；他們還把活性炭外用于動(dòng)物表皮，也沒(méi)有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象印。Yatzidis曾給尿毒癥患者每天服用20~50g活性炭，4個(gè)月的臨床表明，沒(méi)有產(chǎn)生任何毒副反應(yīng)，相反，病人的腸胃道有了明顯改善。
2.1 活性炭的解毒功能
藥品、農(nóng)藥及其它化學(xué)物質(zhì)的中毒事件在社會(huì)上非常普遍，處理此類事件的常用急救措施有催吐、洗胃，它們對(duì)處理一般中毒比較有效，但對(duì)稀釋后會(huì)增加毒物活性的急性中毒則非常危險(xiǎn)，如急性洋地黃苷中毒，采用催吐或洗胃的急救措施會(huì)導(dǎo)致致命性心室傳導(dǎo)壓迫，這樣就提高了毒物的活性，危險(xiǎn)性加大，普遍認(rèn)為：催吐、洗胃可以延緩毒物的吸收速度；而Henderson研究表明，催吐洗胃很大地增加了毒物的吸收速度，這是由于催吐、洗胃后胃放空，增加了藥品農(nóng)藥與胃粘膜間的接觸面積?？傊?，催吐、洗胃急救措施的不可預(yù)見(jiàn)性或低效在處理許多中毒事件時(shí)并不能令人滿意。
近年來(lái)活性炭由于能夠吸附許多種類的藥品或毒物且本身沒(méi)有毒副作用而重新引起了各國(guó)學(xué)者的重視。活性炭對(duì)不同藥品的吸附量。1975年，Dr.jay,Arena用2份活性炭，1份MgO和1份單寧酸制成的所謂的廣譜性解毒劑；但Picchidni研究表明，此類廣譜性解毒劑試管實(shí)驗(yàn)結(jié)果稍低于單純的活性炭，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單純活性炭。為改善活性炭服用口味，超細(xì)粉狀活性炭通常與適當(dāng)比例的皂土或CMC混合并添加適當(dāng)量的調(diào)味品，如：糖精、櫻桃汁、山梨糖醇、蔗糖等能夠改善口味卻不減弱活性炭吸附性能的物質(zhì)。
2.2 累積性疾病的治療
在人體生理環(huán)境中，代謝物質(zhì)在人體內(nèi)長(zhǎng)期積累達(dá)到并超過(guò)一定限度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)病狀，如：膽固醇、甘油三酯、尿酸、肌苷、尿素等分子。人體在消化吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，體液需要到達(dá)腸胃粘膜才可進(jìn)行物質(zhì)交換，并且腸胃粘膜的比表面積很大（2000m2左右），這就提供了口服活性炭治療累積性疾病的可能性。1978年，F(xiàn)riedman對(duì)6名患有腎功能衰竭的病人每天服用35g活性炭（分4次服用）的試驗(yàn)，4~8周后的血液檢查發(fā)現(xiàn)，甘油三酯平均降低36%，膽固醇平均降低67%。作者進(jìn)行試管實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：活性炭對(duì)體液中尿酸和肌苷的去除率＞80%，這對(duì)治療痛風(fēng)和尿毒癥具有參考價(jià)值。
2.3 腸胃道疾病
活性炭用于治療腸胃道疾病有悠久的歷史。1978年，Chevrel做了如下臨床實(shí)驗(yàn)：以60例患有腸胃疾?。ǜ篂a、便秘、胃脹，急性腹痛）的病人為考察對(duì)象，把30g活性炭、14gMg（HCO3）2、33g萍婆膠、100g賦形劑混合，給上述患者服用2~4周后，70%的患者康復(fù)，15%的患者明顯改善，僅有15%的患者沒(méi)有療效。Goiffon曾用吸附有毒扁豆堿的活性炭治療寄生蟲(chóng)、腸感染等疾病。0.15g的I2與等量活性炭復(fù)合被認(rèn)為是廣譜性腸胃抗感染藥。
2.4 血液灌流
1948年出現(xiàn)了第一批活性炭能從血液中有效脫除巴比妥酸鹽的廣告。雅齊吉斯用洗凈的活性炭裝灌凈化血液里的肌苷、尿酸、胍、水楊酸，巴比妥酸鹽和麥谷蛋白，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體實(shí)驗(yàn)都顯示出很高的吸附去除率；同時(shí)也有一些不希望有的附帶現(xiàn)象：炭粉混入血液；紅血球、白血球、血纖維蛋白減少。不少研究者通過(guò)用與血液具有生物相容性的物質(zhì)包埋活性炭成功的解決了這些問(wèn)題。需要指出的是，血液灌流可治療延遲性中毒，即對(duì)進(jìn)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）進(jìn)入活性炭的通道被堵死，因而去除困難。
2.5 其它
藥用活性炭在醫(yī)藥上還可用于病毒去除、藥物緩釋劑、皮膚損傷、靜脈注射、細(xì)菌吸附等。
目前歐美國(guó)家在藥用活性炭方面開(kāi)展的工作較多。俄羅斯每年藥用活性炭用量為100t。由于服用活性炭能增強(qiáng)幼兒的抗病能力，因而他們已將每年春秋季服用活性炭作為幼兒園的常規(guī)保健措施；此外，活性炭去膽固醇能力強(qiáng)，可以作為心臟、心血管保健藥。我國(guó)雖然也有類似的研究，但投入的人力、物力、財(cái)力都很少，而且許多科技工作者還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到活性炭的醫(yī)用價(jià)值，愿此篇能夠引起國(guó)內(nèi)同仁對(duì)藥用活性炭的重視，積極開(kāi)拓活性炭在醫(yī)藥行業(yè)中的用途。
活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)。經(jīng)起源環(huán)保了解，早期的活性炭由木材、硬果殼或獸骨等經(jīng)過(guò)炭化、活化制得，后改用煤通過(guò)粉碎、成型或用均勻的煤粒經(jīng)炭化、活化生產(chǎn)。主要成分為碳，同時(shí)含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素。