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硫酸鈣(石膏)在醫藥中應用的現狀與發展前景綜述

來源:磊鑫石膏 發布時間:2016-02-03 08:51:38 點擊次數:4987次

荊門市磊鑫石膏制品有限公司

    硫酸鈣(石膏)在醫藥中的應用必須為天然礦石加工的產品,天然石膏是自然界中蘊藏的石膏石,主要為二水石膏和硬石膏,由化學沉積作用形成,常產于海灣鹽湖和內陸湖泊形成的沉積巖中,硫酸鈣常為單斜晶系硫酸鹽類礦物。我國石膏礦產資源儲量豐富,分布于23個省、市、自治區,但能夠應用于醫藥中的只有纖維石膏等高純度礦石加工的產品。

硫酸鈣簡介

1.1 分子量和分子式

    常用的硫酸鈣的分子式為:CaSO4 和CaSO4 ·2H20,其分子量分別為136.14和172.17.

1.2 性狀

    為纖維狀的集合體,呈長塊狀、板塊狀或不規則塊狀,大小不一,全體白色、灰白色或淡黃色.有的附有青灰色或灰黃色片狀雜質,半透明,質軟,用指甲可刻劃,條痕白色,易裂成菱形薄塊,縱斷面具有纖維狀紋理,具絲樣光澤.有土腥氣,嚼之顯粉性,味淡.加熱至108~C時失去部分結晶水變成熟石膏.成白色不透明塊狀或粉末,與水相遇,又會變成生石膏.

1.3 來源、制法

    天然石膏巖經破碎、研磨成為二水合物,或于150℃煅燒形成半水合物. 各種純化的硫酸鈣也可以通過碳酸鈣與硫酸反應或由氯化鈣與一種可溶性硫酸鹽沉淀反應的化學法制得。

1.4 鑒定、鑒別

    1)以鉑絲沾取少許粉末,用鹽酸濕潤,燃燒時顯磚紅色火焰.

    2)取本品粉末約2 g,于140℃烘20 min,加水1.5 mL,攪拌,放置5 min,又呈黏結固體.

    3)取本品粉末約0.2 g,加稀鹽酸10 mL,加熱使溶解,溶液顯鈣鹽(藥典附錄Ⅳ)和硫酸鹽(藥典附錄Ⅳ)的鑒別反應.也可以用紅外光譜法或x射線法進行鑒定.

1.5 穩定性及貯藏條件

    硫酸鈣化學性質穩定.無水硫酸鈣有吸濕性,貯藏時可能結塊.本品應置于密閉良好的容器內.貯藏于干燥處.避免受熱。

硫酸鈣在藥物制劑或制劑工藝中的應用

2.1 應用

    硫酸鈣有無水物、半水合物和二水合物三種形態,國內一般采用二水合物.硫酸鈣二水合物常用于片劑和膠囊劑的處方中,顆粒狀的硫酸鈣二水合物具有良好的可壓性和中等強度的崩解度.硫酸鈣二水合物雖然含有21%的水分,但其緊密結合在分子結構中,在80℃時也不易釋出,而且不易吸收外界的水,故無吸濕性.可廣泛用作纖維素和其他對水分敏感的藥物的填充劑.這類與水緊密結合而又不吸濕的物料,與其他無水物相比較,具有更大的優越性.

    硫酸鈣半水合物遇水易硬結,常用于制備煅石膏繃帶,這種繃帶可用于肢體和骨折的固定,不應用于片劑和膠囊劑的處方中.無水硫酸鈣具有吸濕性,吸水能引起貯藏的片劑變硬而崩解超限.故在口服片劑、膠囊劑或散劑的處方中不推薦使用.

2.2 配伍禁忌

    有水分存在時,鈣鹽可能與有機胺、氨基酸、多肽和蛋白質有配伍禁忌,并有可能形成復合物.鈣鹽會影響四環素類的生物利用度.據推測硫酸鈣可能會與吲哚美辛、阿司匹林、門冬酰胺、頭孢氨芐,紅霉素,唷配伍禁忌,因為這些物質與其他鈣鹽有配伍禁忌.另外,在高溫狀態時,硫酸鈣可以與磷或鋁粉發生劇烈反映.也能與重氮甲烷發生劇烈反應.

2.3 安全性

    硫酸鈣二水合物可用作口服片劑、膠囊劑的填充劑.當作為填充劑使用,而且是填充劑的用量時.一般認為是無毒的.然而足夠大量的攝人,吸水后可能導致消化道梗阻.由于鈣鹽由消化道吸收有限.即使口服大劑量也不會產生高血鈣癥.鈣鹽可溶于支氣管的分泌液中,故純凈的鈣鹽不會引起塵肺?。梢陨锨闆r可知,硫酸鈣的安全性很高,但是作為固體制劑的填充劑時,硫酸鈣需要粉碎到100目左右,操作時細粉會產生有害的粉塵,對眼睛或呼吸道產生刺激.

    所以建議使用呼吸器或防塵口罩以避免過量粉末吸人,因為過量吸人可能飽和支氣管分泌液導致沉淀,而阻塞氣管.

硫酸鈣在骨科材料中的應用

3.1 硫酸鈣在骨科材料中應用背景

    硫酸鈣用于填充骨缺損已達百余年之久。Dreesman1892年首次介紹硫酸鈣作為骨填充劑的應用研究。動物實驗和臨床研究都證實硫酸鈣的生物相容性和用作骨移植材料的可行性。普通硫酸鈣作為植入材料有很大的局限,如材料的無菌性、熱穩定性、吸收速度等。美國Wright醫療技術公司與美國石膏公司合作,經過15年的研究發現,通過控制半水化合物晶體的形態和大小,可以控制硫酸鈣的吸收率,并據此研制出一種新型的用于骨科臨床的醫用硫酸鈣(Osteoset)。

3.2 硫酸鈣在骨科材料中的應用

    骨組織工程中常用的骨修復材料主要有金屬材料、天然有機材料及其復合物、合成高分子可降解材料及其復合物、生物無機材料及其復合物等。高分子材料可分為可生物降解型和非生物降解型。常用的生物降解高分子有聚乳酸、聚酸酐、聚己內酯等合成高分子材料,及膠原(以I型膠原為主)、明膠、殼聚糖、海藻酸鹽、透明質酸鈉等天然高分子材料。生物可吸收元機材料主要包括碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣(β-TCP)和羥基磷灰石(HA)。

    硫酸鈣是最早應用于組織修復的材料,高純度半水硫酸鈣因其具有良好的生物相容性、生物可吸收性、骨傳導性、快速吸收特性、易加工性和高機械性能等優點而成為最早使用的整形外科或齒科材料。眾多的研究結果表明,硫酸鈣基材料可以用作骨修復材料。

3.3 硫酸鈣在骨科材料中做載體的應用

    硫酸鈣作為局部植入載體有以下優點:①良好的耐受性;②空間充填特性,吸收速度與新骨形成速度相當;③生物吸收完全;④骨傳導作用。殼聚糖為生物可降解的甲殼質衍生物,有促進前成骨細胞分化而加速骨形成的作用。

    Cho等報道硫酸鈣殼聚糖混合片劑在兔脛骨骨缺損模型中的成骨作用,實驗分對照組、殼聚糖組(共300mg)、硫酸鈣組(共300mg)、硫酸鈣殼聚糖片劑組(1:1,共320mg),術后第6周骨礦質實驗和三點彎曲實驗顯示后兩組顯著比前兩組好,組織學顯示前兩組的缺損中央仍為纖維結締組織,后兩組缺損中央纖維結締組織已被骨痂替代并出現層化,骨橋也很明顯,因此硫酸鈣殼聚糖混合片劑比殼聚糖有更好的成骨作用。

    De Leonardis等 在硫酸鈣植入骨缺損術后6個月的患者中發現骨小梁周圍有一些非結晶的嗜紅性微粒,其周圍成骨細胞活性較強;馮·科薩染劑染色后發現嗜紅性微粒和周圍骨小梁組織鈣離子濃度較高;認為這種嗜紅性微??赡苁橇蛩徕}的殘余或生成物,較強的成骨細胞活性提示硫酸鈣的促成骨作用。

3.4 硫酸鈣在骨科材料中的作用機制

    硫酸鈣促進骨組織再生的機制尚未完全闡明。目前普遍認為硫酸鈣具有骨傳導作用,促進血管和成骨細胞的長入。硫酸鈣促進新骨生成的作用可能與周圍組織血供和骨外膜有關。                          

    在血供良好的四肢骨,硫酸鈣被新骨完全替代約需3個月;在血供較差的扁骨,植入處新骨形成不明顯,出現瘢痕愈合 。硫酸鈣植入骨缺損處如果被骨外膜覆蓋,即在45~72天內完全吸收,否則不能吸收。硫酸鈣可能具有骨誘導作用。其機制與硫酸鈣溶解過程的局部微環境有關。體外研究顯示:室溫下將2O片硫酸鈣片劑溶于5Oml磷酸鹽緩沖液(pH =7.4)中,24小時持續攪動并連續監測pH值,發現pH值下降并穩定在5.1;推測局部pH值下降繼發周圍骨組織脫礦質和骨形態發生蛋白釋放,從而促進成骨作用。Walsh等嘲用成年雜種閹羊建立股骨遠端的網狀骨缺損模型,發現硫酸鈣組和自體骨組在缺損區域的新骨形成相似,硫酸鈣組新骨更厚但不成熟;免疫組化分析發現硫酸鈣組缺損部位轉化生長因子-β、骨形態發生蛋白等表達增加,提示硫酸鈣不僅有利于傳導骨組織再生,還有促進成骨作用。

硫酸鈣的藥理作用及臨床應用

4.1 藥理作用

    硫酸鈣在體內可以解離出少量ca ,體內的ca 廣泛存在于軟組織與細胞外液中,有重要的生理功能,如構成骨骼、牙齒,對新陳代謝、神經沖動傳遞、內分泌、血液凝固、肌肉收縮、酶的活性等一系列生理生化反應起著重要的調節作用,因此ca +又被稱為體內“第二信使”.硫酸鈣在中藥中又稱為石膏,始載于我國第一部藥物專著《神農本草經》,列為中品,作為一種療效明確的清熱藥,在我國應用已有很悠久的歷史.其藥理作用為:

    1)在體內由于組織液傳遞的鈣離子侵蝕并破壞腫瘤細胞.具有抗腫瘤的治療作用.

    2)生石膏可以解肌清熱,除煩止渴,其水煎液對人工發熱的實驗家兔有解熱作用.對動物過度興奮的體溫調節中樞有強力抑制作用.但時間不能持久。

    3)內服經胃酸部分溶解吸收人血,使血鈣濃度增加,可抑制神經系統的應激能力,減低骨骼肌的興奮性,緩解肌肉痙攣.又能降低血管通透性而起到消炎作用。

    4)石膏外用可以生肌斂瘡,主要用于治療癰疽瘡瘍,潰不收口,湯火燙傷.石膏外用時需使用煅石膏,煅制方法:取凈石膏塊,置坩堝內,在無煙爐火中煅至酥松狀,去除結晶水,取出,放涼,碾碎。

4.2 臨床應用

    在醫療上,硫酸鈣可用于牙科和面部手術。還可用于清熱解毒等。

    1)敗毒抗癌,用于癌瘤積毒.用于肺癌:使用適當處方連續服用4周以上,能使發熱、胸痛、痰咳、氣急及多種壓迫癥狀逐漸消失,腫瘤縮??;用于胃癌:可使癥狀逐漸改善,食欲增加,腫瘤漸??;也可用于唇癌,喉癌,及骨肉瘤等。

    2)用于溫熱病、肺胃大熱、高熱不退、口渴、煩躁、脈洪大等癥.石膏藥性大寒。善清除氣分實熱,所以適用于肺胃實熱的癥狀,常與知母配伍使用,以增強清理熱的作用。

    3)用于溫病高熱,身發斑疹.溫病發斑,多是由胃火旺、血熱熾盛所致.在臨床上遇到這種癥候,常用清熱瀉火較強的石膏,配合涼血解毒的藥物如玄參、丹皮、赤芍、鮮生地等同用。

   4)用于胃火亢盛所致的頭痛、齒痛、牙齦腫瘤等癥.石膏可以人胃經,且其性涼寒,故可清泄胃火,用于胃火亢盛所致的疾病,可配合知母、牛膝、生地同用。

    5)用于肺熱咳嗽、氣喘,邪熱襲肺,身發高熱、氣急鼻煽、口渴欲飲等癥,可用石膏清泄肺火,配合麻黃、杏仁同用。

    6)煅石膏有清熱、收斂、生肌的作用,用于濕疹、水火燙傷。瘡瘍潰后不斂及創傷不收口等.治療創傷是,用石膏粉處理燒傷創面,能很快結痂,減少分泌物滲出,防止感染,促進創面愈合;同時可以免除燒傷患者的換藥痛苦.用法:先將創面清洗干凈,拭去污物,剪開水泡,除掉腐皮,然后將炒過的石膏粉裝入紗布袋內均勻撒布于創面上.痂片干固后不宜過早剝去,以免引起劇痛、出血及感染。

    7)用于充填骨缺損腔.應用石膏充填,治療骨髓炎、骨結核所致的骨缺損的臨床資料表明,石膏充填后,血鈣在早期多數升高,骨痂出現豐富,骨化過程較快.因此認為石膏充填可能有兩方面的作用:一是供應豐富的鈣鹽。二是起支柱作用。

4.3 不良反應和注意事項

    1)用量過大:石膏毒性很小,但是用量過大后出現疲倦乏力、精神不振、胃口欠佳等現象;

    2)配伍不當。石膏不宜與下列藥物同用:

    a、四環素族抗生素,石膏會使該族抗生素溶解度降低而吸收率減少.

    b.不宜與異煙肼同服,會使其療效降低.

    c.不宜與強的松同服。能降低其生物利用度.

    d.不可與巴豆同服。煎煮時不可使用鐵器.

    3)藥不對癥:石膏屬大寒之品,易傷陽氣,故脾胃虛寒及血虛、陰虛發熱者禁用。

硫酸鈣在醫藥中應用前景

    隨著非典、禽流感等流行病的爆發,人們開始對解熱消炎藥物進行密切關注,而硫酸鈣作為一種清熱效果明確的礦物藥也逐漸走進了人們的視野.硫酸鈣取材廣泛,價廉宜得,毒副作用極小,隨著人們研究的深入。硫酸鈣在醫藥方面的應用將有更廣闊的發展前景。

    目前,糖尿病的發病率很高,很多制藥企業致力于研究無糖制劑,以利于糖尿病患者的服用。而大多數制劑都是以淀粉來代替糖粉,減少糖的實際服用量,可是淀粉在體內消化液的作用下又可以分解出大量的糖,這種情況的發生不符合無糖制劑研制的初衷.硫酸鈣對藥物的體外釋放和體內吸收影響很小,而且硫酸鈣中不含有任何糖類,可以考慮用硫酸鈣或含糖較少的纖維素類輔料來代替淀粉作為填充劑,用以制備適合糖尿病患者服用的制劑。


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