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)過炭化、活化制得，后改用煤通過粉碎、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：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，專門用于制藥領(lǐng)域。主要用于制藥過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。無臭無味，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)用來口服吸附解毒，還被廣泛用來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，近年來還被用來作為藥物載體、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。
我國古老的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中即有“血見黑止，紅見黑止”的傳統(tǒng)炭藥止血理論。現(xiàn)普遍認(rèn)為制炭過程中生成一定數(shù)量的碳素（活性炭）。具有吸附收斂作用。能夠促進(jìn)止血過程。近幾十年來，隨著科技發(fā)展，活性炭越來越受到醫(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范德華力結(jié)合。不同的物質(zhì)被吸附的最小孔隙不同（見表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)酸洗去除無機(jī)酸溶物后制得，其質(zhì)量指標(biāo)見表2。Nau等人曾把粉狀活性炭與動(dòng)物飼料混合進(jìn)行長時(shí)期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，沒有出現(xiàn)毒副反應(yīng)；他們還把活性炭外用于動(dòng)物表皮，也沒有出現(xiàn)異常現(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。總之，催吐、洗胃急救措施的不可預(yù)見性或低效在處理許多中毒事件時(shí)并不能令人滿意。
近年來活性炭由于能夠吸附許多種類的藥品或毒物且本身沒有毒副作用而重新引起了各國學(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)長期積累達(dá)到并超過一定限度時(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例患有腸胃疾病（腹瀉、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%的患者沒有療效。Goiffon曾用吸附有毒扁豆堿的活性炭治療寄生蟲、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。
目前歐美國家在藥用活性炭方面開展的工作較多。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有認(rèn)識(shí)到活性炭的醫(yī)用價(jià)值，愿此篇能夠引起國內(nèi)同仁對(duì)藥用活性炭的重視，積極開拓活性炭在醫(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)過炭化、活化制得，后改用煤通過粉碎、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。