聚乳酸/辣椒素纤维膜的临床应用前景研究

钟鸿梅 金幼虹

【摘要】聚乳酸（polylactide，PLA）是一种无毒、无害、环保且可以完全被生物降解的高分子材料。辣椒素（capsaicin，Cap）是我们日常食用的红辣椒中的主要活性成分之一[1]。具有多种药理活性[2]，包括镇痛[3]、抗氧化[4]、抗凋亡[4]、止痒[5]、抗肿瘤[6]、抗炎[7]、血压调节[8]等作用。静电纺丝是一种简单易行的新型制备多孔薄膜的方法。本文主要对聚乳酸和辣椒素的结构性能、临床应用及静电纺丝技术分别进行阐述，对聚乳酸/辣椒素纤维膜的临床应用前景做了进一步的展望。

【关键词】聚乳酸;辣椒素;静电纺丝

【中图分类号】R-3 【文獻标识码】A 【文章编号】2026-5328（2021）04-017-03

1聚乳酸的研究概况

1.1聚乳酸的结构和性能

聚乳酸（PLA），一种属于脂肪族聚酯的高分子材料，具备有无可媲美的良好的生物相容性，性能优越，同时可生物降解[9]。其最终的代谢产物是对我们环境友好、无污染的二氧化碳和水，密切贴合我们国家所要求的绿色环保政策。同时制备聚乳酸的原料一般是通过我们平时食用的、常见的玉米、小麦、谷物等可再生资源发酵而产生，更是符合可持续发展的研究道路。另外聚乳酸具备有较高的机械强度、无毒性、良好的阻隔性等多种优点，但是，在机械性能、热变形、耐久性等方面存在着一定的缺陷，故而阻碍了其在临床应用上快速发展的步伐。

1.2聚乳酸的应用研究

在生物医学上，由于PLA生物降解后生成的是二氧化碳和水，对于我们人体来说，其降解的产物是可以被我们所吸收的，可以说是无毒无害，具备有高度的安全性，这一优良的生物特性，使其可以广泛的应用于生物医疗行业，例如人体骨折时的固定材料、药物制剂的缓释包膜、临床手术常用的可吸收缝合线以及医院常规应用的一次性输液工具等等[10]。

在环保这一块，PLA有着其他材料不可替代的优势，有望可以解决白色塑料带给我们的环境困扰问题，因为聚乳酸不仅仅可以用来制作我们现在日益增长的一次性快餐盒，同时也可以用来替代购物时配置的一次性包装袋和购物袋，以及我们常用的一次性茶杯等各个方面[11]。这些领域如果能够规范合理的将聚乳酸的优势发展起来，相信在不久的将来，它将是环保型材料发展的必然趋势之一。

在纺织领域，PLA可以直接制作成非织造布[12]。可应用于农业、园艺所涉及的除草、秧苗培育等各个方面，而且在医疗卫生这一方面也占据了重要的板块，例如可以用于制作医护人员所穿的手术衣、病患手术区域需要的手术铺巾、日常防护所需要的医用口罩等。同时在生活方面，PLA也可以用于制作日常衣物、厨房常见的抹布、婴幼儿常用的纸尿布、女性关注的卫生巾等其他卫生用品，它的安全性，相信会降低人们对假冒伪劣用品的恐惧和担忧。

2辣椒素的研究概况

2.1辣椒素的结构和性能

辣椒（Capsicum ），日常常见的绿色植物，是我们常用的食品作物之一，属于茄科辣椒属的草本植物[13]，而决定辣椒辣味的主要因子就是本文中所涉及的辣椒素（Capsaicin，CAP），是一种含香草酰胺类的生物碱，通过研究报告发现，在辣椒素同系物中，辣椒素的辣味最强，含量也是最高的[14]。和聚乳酸一样，辣椒素具备有多种优势性能和药理活性，如镇痛止痒、抗肿瘤、消炎等等，但是也有着不可避免的缺陷，例如半衰期很短、过量时引发毒性、未经处理加工时刺激性大等，这些优势并不能减少辣椒素缺点所造成的对人体的伤害，所以为了开发辣椒素的发展应用，必须解决这些困扰其发展的缺陷。

2.2辣椒素的应用研究

在医疗领域，由于它可以通过与其对应的辣椒素受体相结合，从而引起细胞外的钙离子内流，使得细胞内钙离子的浓度得到提高，引起神经元及其神经纤维可以释放多种神经肽，然后再通过这些神经肽从而发挥其生物医学作用[15]。即而达到其消炎镇痛、降压、抗癌等多种药理作用。

在食品领域，和我们对辣椒素的基本认识是一致的，即它可以作为食品添加剂之一，用来改善我们日常常用的需要提高辣味的烘烤食品、油脂产品、辣味酱品等的制作中，是一种非常理想的辣味调节剂。同时，也有研究报告表明，我们膳食中加入一定量的辣椒素，一定程度上能降低餐后胰岛素的含量[16]。从而达到控制血压的作用。

在饲料领域，由于辣椒素的辣味不仅具有促进食欲，从而改善消化性能的作用，而且它所具有的抗菌抗毒素、以及提高改善机体免疫力的作用，同时也有相关实验研究证实，辣椒素在一定剂量范围内，对动物无毒副作用[13]。这些优势均向我们展示了辣椒素可以在动物的日常饲料喂养中，加入一定量的辣椒素，从而改善其进食状况，提高存活率和健康生长的作用。

除此之外，辣椒素在农化生药、防污涂料和军事上等方面也都有着相关方面的应用。

3 静电纺丝技术

3.1静电纺丝技术及其作用机理

静电纺丝是常见的纤维制造工艺之一，但是是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法，又简称为电纺。其基本原理是通过静电纺丝机中连接的正负极电源，使聚合物溶液或者熔体在高压电场的作用下带上高压静电，于是在电场力足够大、电纺液和收集板的距离适宜时，聚合物电纺溶液可以通过克服表面张力，达到形成喷射细流的作用方式，使其在拉伸细化、弯曲劈裂的过程中，溶剂得以蒸发或者固化，最终沉积在收集板上，得到形成的纳米纤维膜[17]。

3.2静电纺丝的应用

利用静电纺丝技术得到的纤维膜，其理化性能一般是纳米级别的直径、微米级别的孔径，即该纤维膜具备有很高的比表面积和孔隙率。同时通过静电纺丝制备的纤维膜具有相对优异的力学性能、质量较轻、成本偏低等优点，这些均使其在功能性复合材料、生物医学工程[18-20]、组织工程、电学和光学[21、22]、过滤材料[23]、催化剂载体材料[24]等领域都有着一定的研究和应用，是临床实验研究中不可替代的一个常用的实验研究仪器。

4 聚乳酸/辣椒素纤维膜的应用前景

通过以上对聚乳酸、辣椒素和静电纺丝的性能叙述，我们认识到三者的临床应用前景均具有非常巨大的潜力。同时，由于聚乳酸和辣椒素都具有各自的优缺点，故而临床应用研究时仍旧需要考虑比较多的因素，才能通过静电纺丝技术得到相对稳定、性能相对优越的聚乳酸/辣椒素纤维膜，通过结合相关基础实验研究，充分证实聚乳酸/辣椒素纤维膜的相关性能，并开发证实其临床应用，充分发挥三者各自的优势，将其结合起来，相信在不久的将来，它能成功应用于各个领域，为人类发展提供不可或缺的力量。

【参考文献】

[1]Thresh JC.Capsaicin，the active principle of capsicum fruits.Pharm J Trans，1876，7：259–260.

[2]Patowary P，Pathak MP，Zaman K，et al.Research progress of capsaicin responses to various pharmacolog ical challenges.Biomed Pharmacother，2017，96，1501–1512.

[3]Tobaldini G， Andersen EOL， Polato JJ.Pain and Stress： Functional Evidence That Supra- Spinal Mechanisms Involved in Pain-Induced Analgesia Mediate Stress-Induced Analgesia.Behav Pharmacol，2020，31（2&3）： 159-167.

[4]Park SG，Yon J-M，C Lin，et al.Capsaicin Attenuates Spermatogenic Cell Death Induced by Scrotal Hyperthermia Through Its Antioxidative and Anti- Apoptotic Activities.Andrologia，2017，49（5）.doi：10. 1111 /and.12656.

[5]Andersen HH ，MarkerJB ，Hoeck EA，et al.Antipruritic Effect of Pretreatment With Topical Capsaicin 8% on Histamine- And Cowhage-Evoked Itch in Healthy Volunteers： A Randomized，Vehicle- Controlled，Proof-Of-Concept Trial.Br J Dermatol，2017， 177（1）：107- 116.

[6]Georgescu SR，Sârbu MI，Matei C，et al.Capsaicin： Friend or Foe in Skin Cancer and Other Related Malignancies？ Nutrients，2017，9（12）：1365.

[7]Ghiasi Z，Esmaeli F，Aghajani M，et al.Enhancing analgesic and anti-inflammatory effects of capsaicin when loaded into olive oil nanoemulsion： An in vivo study.Int J Pharm，2019，559：341-347.

[8]Botonis PG，Miliotis PG，Kounalakis SN，et al. Thermoregulatory and cardiovasculareffects of capsaicin application on human skin during dynamic exercise to temperate and warm conditions.Physiol Rep，2019，7（24）： e14325.

[9]姚軍燕，杨青芳，马强.生物高分子材料聚乳酸的改性研究进展[J].高分子材料科学与工程，2004，020 （004）：28-32.

[10]江镇海.聚乳酸的应用与市场前景[J].上海化工，2010，35（2）：37-38.

[11]陈景华.绿色环保型材料聚乳酸的应用研究[J].出版与印刷，2005，000（001）：19-22.

[12]凌新龙，林海涛，赵树强，等.聚乳酸的改性研究进展及应用[J].成都纺织高等专科学报，2016，33（003）： 141-155.

[13]姚金成，胡领，瞿延晖，等.辣椒素受体的研究概况[J].中国医院药学杂志，2004，24（012）：771-773.

[14]徐永平，王黎，金礼吉，等.辣椒素的研究和应用[J].大连教育学院学报，2009，25（003）：65-69.

[15]Ryuji，Terayama，Kotaro，et al.Assessment of intraoral mucosal pain induced by the application of capsaicin[J].Archives of Oral Biology，2014.

[16]Ahuja Kiran D K ， Robertson I K ， Geraghty D P ，et al.Effects of chili consumption on postprandial glucose，insulin，and energy metabolism.[J].American Journal of Clinical Nutrition（1）：63.

[17]杨恩龙，王善元，李妮，等.静电纺丝技术及其研究进展[J].产业用纺织品，2007，025（008）：7-10，14.

[18]Lxy D ， Xia Y N .Electrospinning of Nanofibers： Reinventing the Wheel？[J].Advanced Materials，2004， 16（14）：1151-1170.

[19]Qi Z ，Hao Y ，Chen Y ，et al.Highly porous fibers prepared by electrospinning a ternary system of nonsolvent/solvent/poly（l-lactic acid）[J].Materials Letters， 2009，63（3-4）：415-418.

[20]Wnek G E ，Carr M E ，Simpson D G ，et al. Electrospinning of Nanofiber Fibrinogen Structures[J]. 2003， 3（2）：213-216.

[21]顧明波，王开涛，秦传香，等.La6WO12：Eu3+纳米荧光粉的合成及荧光纳米纤维膜的制备[J].发光学报，2011，32（6）：555-560.

[22]Priya A，Subramania A，Jung Y S，et al.High- performance quasi-solid-state dye- sensitized solar cell based on an electrospun PVdF-HFP membrane electrolyte.[J].Langmuir the Acs Journal of Surfaces & Colloids，2008，24（17）：9816-9.

[23]Yun K M ， Hogan C J ， Matsubayashi Y ，et al.Nanoparticle filtration by electrospun polymer fibers[J].Chemical Engineering Science，2007，62（17）： 4751-4759.

[24]许淑燕，张培培，熊杰.氧化锌纳米纤维的制备及其光催化性能[J].纺织学报，2011，32（3）：15-20.

第一作者简介：钟鸿梅（1993年12月），女，汉族，江西赣州人，口腔医师，大学本科，单位：南昌大学附属口腔医院，研究方向：聚乳酸/辣椒素纤维膜的临床应用前景研究。单位所在省市及邮编：江西省南昌市，330006

通讯作者简介：金幼虹（1966年1月），女，汉族，江西南昌人，副教授，博士学位，单位：南昌大学附属口腔医院，研究方向：聚乳酸/辣椒素纤维膜的临床应用前景研究。单位所在省市及邮编：江西省南昌市，330006

南昌大学附属口腔医院 江西省口腔生物医学重点实验室 江西南昌 330006