木质素及其衍生物在药物制剂中的应用研究进展

木质素及其衍生物在药物制剂中的应用研究进展

朱江1  ,杨姝燕2

湖北省随州市公共检验检测中心  2、健民集团叶开泰（国药）随州有限公司   441300

摘要：本文主要对木质素及其衍生物进行介绍，探究木质素及其衍生物在药物制剂中的应用进展，总结出了木质素类制剂具有抗菌、抗氧化以及抗癌的作用，同时将其作为片剂敷料在药物传递以及控制性释放中具有广泛的发展前景和协同作用，并且提出了木质素在体内给药时潜在的药物毒副作用以及需要解决的问题，以期能够提高木质素及其衍生物在药物制剂的作用，进而为医药产业的现代化、高质量发展提供可参考价值。

关键词：木质素；衍生物；药物制剂；研究进展

前言

木质素是自然界中含量仅次于纤维素与甲壳素的天然高分子聚合物，它作为填充和黏结物质, 能加强植物纤维素之间的相互作用, 也是人们大规模提取利用植物纤维素所必须去除的成分。相对于其它天然高分子如纤维素、半纤维素，木质素缺少了重复单元之间的规律性和有序性，具有更为复杂的组成和化学结构，是最难以认识和利用的天然高分子之一。木质素主要来源于造纸工业废水和农林废弃物，它受到纤维原料、制浆工艺及提取方法等因素的影响，物理化学性质相差很大，从而限制了自身在工业上的高值化利用。20 世纪以来，随着木质素研究的逐渐深入，人们对它的重要性有了新的认识。木质素是一种环境友好的生物质可再生资源，通过物理共混或磺化、羟甲基化、酚化、氢解、丙氧基化、酯化、胺化、接枝共聚等化学反应改性，可改善木质素的性质，广泛用于工农业、建筑业、采矿业等领域。

木质素具有含量丰富、无毒性，特别是其具有生物相容性强以及抗菌、抗氧化、吸收紫外线的特性。随着人们对药物使用的需求增加，其安全需求也更高，但是部分药物的生物相容性较差，例如布洛芬、双氯芬酸钠、扑热息痛等会对患者的胃肠道以及肝脏等造成损伤，为了降低其毒副作用，就要早日解决稳定性和生物利用度的问题，开发出新型功能材料来改善药物制剂的性能也是医药行业技术突破的关键环节。木质素的抗菌以及抗氧化性具有较强的优势，因此将木质素及其衍生物进行改性后用于药物制备或者药物辅助添加剂中，能够有效增加药物的生物利用度。除此之外，木质素还有较强的结构修饰能力，能够增加药物的疗效，提高抗菌和抗病毒效果。基于此，在下文中主要对木质素积气衍生物在医疗领域中的研究进展进行阐述分析。

1.木质素的结构

木质素的主要结构单元是苯基丙烷，不同种类的植物中，木质素的有效成分和结构会随着植物的进化以及种属差异而不同。在木质素中，含有着大量的甲氧基、酚羟基、醇羟基和羟基等基团。目前针对于木质素改性的主要方式为：硫化改性、聚合改性、胺化改性以及降解改性等方式，不同的改性方式也会制备出不同化学结构的木质素衍生物，合成的木质素衍生物除了具备自身独特地特性之外，还能够保留木素本身抗菌以及抗氧化的特定，因此能够在药物研发领域取得出一定的作用[1]。

2.木质素及其衍生物在药物制剂的作用

木质素中具有的芳香环以及侧链上的基团结构，是很多天然分子的生物活性基团，因此木质素具有抗氧化能力以及清除自由基的能力。近年来随着对木质素的深入研究，木质素本身结构得到的木质素衍生物也被更多的研究人员重视和关注，因此木质素及其衍生物材料在医学当中的研究也取得了非常宽阔的情景。木质素及其衍生物在医药研究中，能够用于制作抗诱变剂以及抗癌剂，并且还能够与药物相结合制作出药物制剂来提高药物的效果，进而达到抗病毒、抗菌的作用。除此之外，将木质素及其衍生物作为片剂口服药中的辅料，还能够提高药物的生物利用度和溶解度、崩解度等，进而能够发现，木质素及其衍生物在药物还自己当中具有较多的作用意义。

（1）木质素类制剂具有抗菌和抑制作用

木质素类制剂能够有效地取代有机合成的化合物，成为预防癌症和其他疾病的药物成分，在对木质素磺酸盐中的测定中发现，木质素磺酸盐针对于免疫缺陷病毒和单纯疱疹病毒具有抑制作用，能够有效地抑制HIV-1、HIV-2、HSV-1、HSV-2不同菌株的复制，并且还能有效地抑制HIV-1、HSV-2的感染，该项研究也为艾滋病的治疗研究出了新的方法路径。有研究发现，对动物投喂木质素类食物以后，碱木质素变现出的抗自由基性能能够抑制自由基相关酶的反应，进而阻碍癌细胞的繁殖和生存，并且碱木质素还能够阻碍葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活动，并且阻碍癌细胞的生产，该项研究在木质素的利用以及癌症治疗方面都有广阔的情景。同时木质素还具有抗氧化的特性，将木质素制剂经过相关处理后仓鼠V79细胞和人体VH10、CACO-2结肠癌细胞的DNA具有保护作用，并且还能够降低其突变的程度[2]。

（2）木质素类制剂在药物传递和控制释放的应用

木质素及其衍生物除了具有自身的特性以及对某些疾病的治疗和防护外，还可以将其作为片剂口服药中的辅料，用来提高药物的崩解度以及生物利用度。在目前的制药工艺中，片剂的制备工艺比较简单，药物在体内的溶解速度所受影响的因素很多，所以片剂生物利用度在药物研发阶段中具有重要的作用，也成为了制药中的主要任务。由于有效成分未变化态药物或药物活性代谢产物进入到体循环的速度与量，直接影响药效，所以当药物的释放速度越快，生物利用度也越高，药物带来的毒副作用也会更小。当木质素及其衍生物作为药用辅料在提高药物稳定性的同时，并且帮助药物控制释放其质量、减少毒性，促进片剂的硬度、崩解度以及生物利用度也会发生改变。因此很多研究人员利用木质素中的抗菌和抗氧化性来优化片剂处方工艺，同时通过化学修饰来提高药物的传递和控制其释放速度

[3]。

（3）木质素基金属纳米材料与药物制剂

木质素作为一种绿色还原剂，其自身丰富的活性官能团，具有较强的螯合性能和胶体性能，在不需要添加任何外源还原剂的情况下能够将Pd、AG、Au等金属离子还原为金属纳米粒子。金属膜纳米粒子具有杀菌，抗真菌以及抗癌、抗氧化、抗病毒的效果。有相关研究发现，将木质素作为还原剂和封端剂，采用微波辅助的方式合成木质素纳米颗粒后，对于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有广谱的抗菌活性，并且对细胞没有明显的毒副作用，该项研究也突出了木质素银纳米颗粒作为治疗耐药性病原菌辅助药物方面的价值意义[4]。

结束语

虽然木质素生物基材料在医学、药物载体等方面的利用率呈现出了上升的趋势，并且在药物研究中也取得了一定的进展，但是由于木质素本身具有错综复杂的结构，也造成了木质素的长期稳定性以及体内用药潜在毒副作用以及运载药物的精准靶向释放问题需要解决，在对木质素及其衍生物在药学研究中，还需要利用其化学通用性和良好的生物性能等来研究其医药、化妆品、水凝胶、气凝胶等方面的价值和潜能，并且充分的挖掘木质素在细胞水平、蛋白质以及免疫系统中的生物学效应问题，使得木质素及其衍生物能够得到最大化的利用，从而为药学研究的推进奠定坚实的基础。

参考文献

[1]唐梦琪,张晓璇,吴炜鑫,霍华霜,王双飞,闵斗勇,陈昌洲.木质素基抗紫外线防护材料的应用研究进展[J/OL].中国造纸学报:1-9[2022-12-14].

[2]卢富源,傅英娟,倪书振,陈晓倩.木质素及其衍生物在药物制剂中的应用研究进展[J].纤维素科学与技术,2022,30(03):36-44.

[3]李晓雪,牛晓坡,王庆法.级孔Pt-Ni/ZSM-5对木质素衍生物加氢脱氧性能研究[J].化工学报,2021,72(05):2626-2637.

[4].木质素聚合物成生物医学和医疗保健潜在发展点[J].橡塑技术与装备,2017,43(14):64.