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编号:10497126
壳聚糖的安全性研究
http://www.100md.com 《中国海洋药物》 2000年第1期
     作者:石玲 胡利平 浦锦宝 李端阳 孙秀珍 贾建东

    单位:石玲 胡利平 浦锦宝 李端阳(浙江省中医药研究院,杭州 310007);孙秀珍 贾建东(国家海洋局杭州水利技术研究开发中心)

    关键词:壳聚糖;最大耐受量;长期毒性实验;动物实验

    中国海洋药物000108 摘 要:目的:为了解壳聚糖口服安全性,进行小鼠最大耐受量测定及大鼠的长期毒性实验。方法:以小鼠24h最大灌胃药量,以及一次性最大腹腔注射药量表示最大耐受量。大鼠按临床用药剂量的20倍、10倍、5倍分组灌胃3个月,作长期毒性实验。结果:最大耐受量灌胃为4980mg/kg b.w.,是临床用量的124.5倍,一次性最大腹腔注射量为1660mg/kg b.w.,两组小鼠全部存活。3组大鼠喂药3个月,全部存活,体重和血常规、肝、肾功能、血糖、血脂等各项生化指标均正常。大体解剖,病理检查与正常对照组无差异性。结论:壳聚糖长期口服,无明显毒副作用,使用安全。
, 百拇医药
    A STUDY ON SAFETY IN ANIMAL OF CHITOSAN

    Shi Ling Hu Liping Pu Jinbao Li Duanyang Shun Xiuzhen Jia Jiandong

    (Traditional Chinese Medicine college of Zhejiang province,Hangzhou 310007)

    ABSTRACR:Objective: Through the determination of mice'MTD and experiment on chronic toxicity on white rats, the oral administration safety of chitosan is studied. Methods:MTD is the maximum dose (ig) during 24 hours and the maximum injection dose (ip)at one time stand for mice's MTD. Rats are divided into 3 groups, each respectively with the dose of 20,10,5times as clinical dose, observing the chronic toxicity. Results: Both the two groups of rats survive, between them one with the MTD of 4980mg/Kg b.w, 124.5 times as clinical dose, and the other with the maximum injection dose (IP) of 1660mg/Kg bow. And also the three groups of rats all survive after 3 months of gastric infusion of chitosm. The biochemical criterion such as glucose and lipid are normal. After gross anatomy and pathological examination, there are no differences between the contract group and experiment group. Conclusion: With no obvious toxic and side effect after long-term oral administration, chitosan can be used safely.
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    KEY WORDS:Chitosan,MTD,Chronic toxicity.▲

    壳聚糖(Chitosan)是海洋多糖甲壳质脱乙酰基后的衍生物,目前作为药用辅料以医用材料在国内外有广泛的研究与应用。我们以壳聚糖的最大耐受量实验与长期毒性研究(简称长毒),反映其应用的安全性。

    1 实验材料:

    1.1 受试物 壳聚糖由国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心提供(批号:940815);样品来源于浙江省舟山海区的蟹壳,经酸、碱处理成甲壳质,再经浓碱保温等处理,脱去乙酰基,制成壳聚糖,干燥粉碎过100目筛。粘度检查范围为0.0050~0.0500Pa.S,分子量100000~300000,脱乙酰度90% 以上,重金属检查<10mg/kg,酸不溶灰粉<0.02%。

    壳聚糖小鼠灌胃剂的制备:(1)取壳聚糖15g+乙酸7.5ml+蒸馏水477.5ml≈500ml(壳聚糖溶解);(2)配NaHCO3 30g+无水乙醇150ml+蒸馏水320ml≈400ml;(3)将(1)加入(2)混匀(壳聚糖沉淀);(4)沉淀物以4层纱布过滤,用蒸馏水洗至无醇味,PH至中性;(5)定容至180ml,高速组织匀浆器搅拌至糊状,制成浓度为83mg/ml药液备用。上述处理后的样品经红外检测,图谱与处理前相同,回收率测定为96.2%。
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    1.2 动物 最大耐受量实验:灌胃与腹腔注射各取NIH小鼠20只,月龄2个月,雌雄各半,体重20g±2g;长毒实验:取SD大鼠80只,月龄2个月,雌雄各半,体重140g±10g,由浙江省中医药研究院实验动物室提供[批号:浙医实动物饲育条件准字第(94)52号]。

    2 方法与结果:

    2.1 灌胃的最大耐受量试验:

    2.1.1 方法:20只小鼠,实验前12h 禁食,不禁水,以浓度为83mg/ml 的壳聚糖药液分3次给每只小鼠灌胃,24h 灌胃总药量达1.2ml(相当4980mg/kg b.w)。相当于成年人临床给药日剂量的124.5倍。

    灌胃时间和剂量:

    第1次 8:00Am 每只灌胃0.5ml
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    第2次 12:00Am 每只灌胃0.4ml

    第3次 4:00Pm 每只灌胃0.3ml

    2.1.2结果:(1)20只小鼠壳聚糖药液灌胃后,无一死亡,继续观察10d,全部迟缓(见表1)。(2)20只小鼠在灌胃后出现腹部膨隆,呼吸加促,活动迟缓,食量减少,粪便色淡稀软。(3)第3d后,上述症状消失,粪便成形,饮食恢复正常。(4)小鼠给药后按常规饲养连续观察10d,外观、饮食、活动全部正常。

    表1 小鼠壳聚糖药液灌胃后存活情况

    实验天数

    1

    2

    3

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    5

    6

    7

    8

    9

    10

    存活鼠数(n)

    20

    20

    20

    20

    20

    20
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    20

    20

    20

    20

    死亡鼠数(n)

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0
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    0

    2.2 腹腔注射的急性毒性试验:

    2.2.1方法:20只小鼠,实验前12h 禁食,不禁水,用配制浓度为83mg/ml 的壳聚糖药液进行腹腔注射,每只小鼠注射量为0.4ml(相当1660mg/kg b.w)。

    2.2.2结果:(1)20只小鼠全部存活(见表2);(2)按常规饲养并连续观察10d,外观、饮食、活动正常。表2 小鼠腹腔注射壳聚糖药液后存活情况

    实验天数

    1

    2

    3

    4
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    5

    6

    7

    8

    9

    10

    存活鼠数(n)

    20

    20

    20

    20

    20

    20

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    20

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    死亡鼠数(n)

    0

    0

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    0

    0

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    2.3 长毒实验:

    2.3.1 方法:取SD大鼠80只,雌雄各半,随机分成4组,每组20只。

    大剂量组:按1.8g/kg/d灌胃(相录于临床用量20倍);

    中剂量组:按0.9g/kg/d灌胃(相当于临床用量10倍);

    小剂量组:按0.45g/kg/d灌胃(相当于临床用量5倍);

    对照组:冷开水灌胃。

    由于配制壳聚糖最大浓度药液为含壳聚糖83mg/ml,故每天灌胃2次(上、下午各1次),每鼠每次4ml,且每周按体重变化调整药量。

    连续给药90d,观察各组大鼠一般情况(活动状态、饮食、粪便、体重变化等),给药前后采血检查血常规、肝肾功能、血糖、血脂等以及给药后系统尸解和病理组织血检查(包括心、肝、脾、肺、肾、肾上腺、胸腺、胃、小肠、大肠、睾丸、卵巢等12种脏器组织)。
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    2.3.2 结果(分别见表3、表4、表5、表6):

    用药组及对照大鼠在90d试验期内均存活;体重变化:4组动物体重增长情况基本一致(表3)表3 壳聚糖对大鼠体重的影响(±s) 组别

    动物数

    n

    体重(g)

    灌胃前

    30d

    60d

    90d

    大剂量组
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    中剂量组

    小剂量组

    对照组

    20

    20

    20

    20

    148.18±4.56

    149.65±4.72

    148.63±4.75

    148.18±4.32

    191.55±6.41
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    195.20±7.17

    190.95±7.83

    194.20±8.03

    234.25±8.63

    236.00±7.12

    237.20±6.71

    239.70±6.59

    282.10±9.17

    285.45±10.50

    285.00±8.64

    289.10±9.84
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    表4 壳聚糖对血常规的影响(±s) 项目

    用药前

    用药后

    P

    Hb(g/L)

    RBC(x1012/L)

    WBC(x109/L)

    PC(x109/L)

    126.4±10.82

    4.92±0.32
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    14.28±3.12

    196.78±79.19

    118.9±10.78

    4.94±0.37

    13.81±3.18

    98.75±80.23

    >0.05

    >0.05

    >0.05

    >0.05

    表5 壳聚糖对肝功能(ALT.TBLL.TP.ALB)肾功能(BUN.Cr)的影响(±s) 项目
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    用药前

    用药后

    P

    ALT(u/L)

    TBIL(umol/L)

    TP(g/L)

    ALB(g/L)

    BUN(mmol/L)

    Cr(umol/L)

    41.65±5.62

    13.65±1.62

    61.43±3.69
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    31.38±2.83

    6.86±0.84

    98.32±8.24

    42.43±5.87

    13.46±1.84

    602.98±3.84

    30.94±2.76

    6.94±0.86

    97.84±9.26

    >0.05

    >0.05

    >0.05
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    >0.05

    >0.05

    >0.05

    表6 壳聚糖对血糖(GLU)与血脂(TC、TG)的影响 项目

    用药前

    用药后

    P

    血糖GLU(mmol/L)

    TC(mmol/L)

    TG(mmol/L)

    3.89±0.46

    0.64±0.14
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    0.45±0.14

    3.98±0.76

    0.62±0.13

    0.42±0.12

    >0.05

    >0.05

    >0.05

    2.3.2 对主要脏器组织形态学的影响(见表7):

    2.3.2.1 系统尸解:给药90d后处死进行系统尸解,4组大鼠的主要脏器(心、肝、脾、肺、肾、肾上腺、胸腺、胃、小肠、大肠、睾丸、卵巢等12种脏器组织)外形、大小正常,切面均未见明显异常,其中心、肝、脾、肺、肾等脏器系数各组之间亦无显著差异,仅发现大剂量组4只大鼠有肠胀气现象。表7 壳聚糖对大鼠每100g体重的脏器比重量的影响(±s,n=20) 脏器
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    大剂量组

    中剂量组

    小剂量组

    对照组

    心脏(g)

    肝脏(g)

    脾脏(g)

    肺脏(g)

    肾脏(g)

    肾上腺(mg)

    睾丸(g)

    卵巢(mg)

    0.36±0.07
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    4.23±0.58

    0.26±0.09

    0.75±0.17

    0.68±0.08

    20.2±5.27

    1.04±0.17

    40.6±10.4

    0.33±0.06

    4.14±0.57

    0.24±0.06

    0.72±0.19

    0.66±0.09
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    18.6±6.03

    1.01±0.14

    39.8±10.7

    0.34±0.08

    4.16±0.62

    0.23±0.08

    0.73±0.16

    0.63±0.10

    19.2±5.67

    1.02±0.13

    38.4±11.8

    0.32±0.09
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    4.11±0.68

    0.22±0.07

    0.71±0.18

    0.64±0.07

    17.8±6.36

    0.99±0.15

    37.6±12.4

    注:各组之间相比P>0.05

    2.3.2.2 病理切片镜检:

    心:4组大鼠的心内膜、外膜、心肌纤维未见异常,心肌纤维横纹清楚。

    肝:肝小叶结构正常,肝细胞呈放射状排列,未见肝细胞变性、坏死。肝索无萎缩,中央静脉不扩张,汇管区未见炎性细胞浸润。
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    脾:4组大鼠脾红髓、白髓分界清楚,未见包膜及小梁纤维化,脾小梁无萎缩,未见炎性细胞浸润。

    肺:对照组有3只大鼠的肺组织中,肺泡壁增宽,充血拌淋巴细胞及单核细胞浸润。大剂量组有3只大鼠,小剂量组有2只大鼠有类似病理改变。

    肾:皮髓质分界清楚,4组大鼠肾小球大小正常,毛细血管无充血扩张,球内未见细胞增生。间质亦未见明显充血。

    肾上腺:未见异常改变。

    3 讨论与结论:

    3.1 因小鼠食道较细,壳聚糖混悬液较难灌入,所以壳聚糖灌胃液需经乙酸、NaHCO3、无水乙醇等处理后制备成糊状灌胃物,参考日本资料,经上述处理后的壳聚糖成分性质不变,且易于灌胃。[3]
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    3.2 最大耐受量测定:

    3.2.1 20只小鼠各经壳聚糖药液3次灌胃总量为996mg,相当于临床成年人给药口服剂量的124.5倍。成年人的口服为2g/d。按公式计算:

    3.2.2 20只灌胃小鼠无一例死亡,全部存活,且无明显毒副反应。最大耐受量达4980mg/kg b.w 。小鼠在灌胃后曾一度出现腹部膨隆,呼吸加促,活动迟缓等症状,均因灌胃量较大所致,待胃肠排空后,上述症状均消失。

    3.2.3腹腔注射壳聚糖,每只小鼠0.4ml(相当于壳聚糖1660mg/kg b.w),为灌胃的一次量,未出现小鼠死亡或明显毒副反应。

    3.3 长期毒性:壳聚糖连续给药90d,各剂量组大鼠的一般情况良好,体重增加,血常规化验,肝肾功能及血糖、血脂检查均与对照组相似,组间比较均无显著差异(P〉0.05),经系统尸解及病理组织学检查(包括心、肝、脾、肺、肾、肾上腺、胃、小肠、大肠、睾丸、卵巢等12种脏器组织),均未见特殊的病理学改变,这些资料证实壳聚糖连续90d服用,相当于临用量20倍亦无毒性表现。
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    上述两项试验表明壳聚糖急性毒性与长期毒性均甚小,口服及腹腔应用安全,可提供临床应用。这一实验结果与三田康藏的实验结果、来恩国际集团公布的毒性研究结果、日本食品卫生制造许可令受卫28第2号批准的壳聚糖功能食品的毒性研究结果以及国内青岛药物研究所的壳聚糖毒性研究结果相一致。

    参考文献:

    [1]陈奇主编.中药药理实验方法学 人民卫生出版社,北京:1994年二版:118

    [2]徐淑云,卞如濂主编.药理实验方法.人民卫生出版社,北京,1994年二版

    [3]三田康藏K.H.ワレグゥンスジヤナル1986(78)

    收稿日期:98-11-13, http://www.100md.com