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活性炭在医学领域的应用

发布时间:2020-08-19 浏览

摘要:活性炭作为优良的吸附剂,除了在急救医学内用来口服吸附解毒,还被广泛用来作为血液灌流用吸附剂、人造器官吸附制剂,特异性地吸附中分子物质治疗某些以往的不治之症,近年来还被用来作为药物载体、溶质,治疗恶性肿瘤并指导清扫转移的淋巴结,以及通过调整活性炭的孔径及其分布,可以使其吸附不同的有害物质和细菌。

活性炭在医学领域的应用

我国古老的传统医学中即有“血见黑止,红见黑止”的传统炭药止血理论。现普遍认为制炭过程中生成一定数量的碳素(活性炭)。具有吸附收敛作用。能够促进止血过程。近几十年来,随着科技发展,活性炭越来越受到医药行业的关注,在交叉边缘学科进展迅速。活性炭不仅吸附性能优良,孔结构在一定范围内可控;而且生物相容性佳、无毒副作用,以往临床上主要口服用于止泻和防止毒物吸收,随着血液灌流用吸附剂、人造器官吸附制剂发展,特异性地吸附中分子物质治疗各种疾病,即用活性炭作载体,吸附一些首过作用强、半衰期短、对正常细胞损害大、易成瘾(如抗癌、化疗、镇痛)的药物,达到缓慢释放药物,提高治疗效果的目的。

1、口服清除经口药物毒物中毒

在国内,洗胃作为抢救中毒的手段被广泛应用。美国临床毒理医学会和欧洲毒物中心和临床毒理协会指出:过去在中毒患者中会常用洗胃术,但是洗胃不应该被常规使用。对中毒患者的试验研究表明,被洗胃清除标记物的量差别很大,并随时间消失。对过量服药患者进行临床治疗结果的研究也明确显示并无有益效果。严重并发症的风险包括组织缺氧、心律失常、喉头狭窄、消化道及咽部穿孔、水电解质失衡以及吸入性肺炎。总体来说,急性中毒病死率<1% ,不可因滥用洗胃造成患者出现危险并发症。

随着对于洗胃和催吐风险的负面报道和循证研究,口服活性炭成为服毒患者减少吸收的有效手段。只要有指征,活性炭应该在服毒后尽早使用,无需用事先用吐根碱催吐或洗胃。在服毒后30~60min后给入活性炭可结合毒素达45%~60%。每服人1g毒物应使用10g活性炭吸收,50~100g的剂量一般足够。单剂量活性炭治疗一般无不良反应。此外,还有多剂量活性炭方法,即重复口服活性炭(最至少2次)以增快被吸收的药物在体内的排出。具有低体积分布、低蛋白结合、半衰期长、有肝肠循环的药代动力学特点的药物中毒,是应用多剂量活性炭方法的良好指征。

有报道,口服活性炭治疗乙醇性和甲醇中毒收效显著。在芬兰1份中毒患者治疔调查中显示,226例中毒患者中,绝大多数66.5%是乙醇中毒(150例),少部分是由过量服用药物引起的。这些患者中60%选口服活性炭的治疗方法,而且治疗效果明显。有学者用口服活性炭方法使甲醇中毒的小鼠病死率明显减少。

在香港,活性炭本身就是中毒患者急诊治疗的选择。推荐活性炭应在具有潜在毒性的毒物摄人1h内使用。虽然没有资料支持或排1后用,但是如果没有禁忌证,前数小时也可能有效,尤其对于有肝肠循环的药物如地高辛和茶碱。可口服给药或经大肠灌洗。如果患者服用达到致死量,就要考虑使用多剂量活性炭。泻药如山梨醇或硫酸镁与活性炭合用,目前认为有一些益处或者无效。

2、胃肠灌洗促进毒物排出

有报道称应采用活性炭胃肠道灌洗,按服药量1:1的剂量给予活性炭,然后用20%甘露醇250mL进行导泻。活性炭胃肠灌洗术的机制和血液灌流术,都是靠活性炭的吸附作用来达到对毒物的清除,无肝、肾功能及造血功能的损伤,尤其对安眠药类中毒具有肠道再分泌作用。肝肠循环的药物,反复多次给予活性炭进行胃肠灌洗,起到了肠道透析的作用,与传统的洗胃术相比清除毒物更干净,阻止毒物的吸收,从而能减少毒物对重安脏器的损害,防止并发症的发生。与国外惯用的全肠灌冼不同,后者是用经口快速注入大量的聚乙二醇溶液直至直肠流出物变清为止。全肠灌冼尤其可用于那些不被活性炭吸附的毒物(锂、铁),肠内滞留时间长的药物,如一些药物缓释片(如钙离子拮抗剂),和吞服大量毒品的携带者。聚乙二醇不被吸收也不会造成患者水和电解质的紊乱。

3、血液灌流治疗严重中毒

血液灌流就是通过灌流罐内吸附剂的吸附作用,清除溶解在血中的毒物。是公认的治疗各种药物中毒挽救患者生命的方法。临床上常用的吸附剂主要是活性炭和树脂。对不同的化学物质二者吸附能力不同,活性炭对无极性、疏水性分子吸附能力较强,树脂则对各种亲脂性及带有疏水基团的物质如胆红质、安定等吸附性较强。

总结血液灌流对中毒的应用:对分子质量较大,脂溶性较高,在体内易与蛋白质结合的药物和毒物的清除疗效佳。血液灌流能吸附的药物和毒物,常见有巴比妥类、非巴比妥催眠镇静药类、抗精神失常药、解热镇痛药、心血管药、除草剂、杀虫剂等。应用指征:

①药物或毒物的血浓度达致死量者;

②出现严重临床症状,如低血压低体温、低血氧、心力衰竭、呼吸衰竭等;

③伴有中度脑功能不全或昏迷的患者;

④中毒后出现严重并发症,如肺炎、急性肾衰竭;

⑤中毒后虽未出现严重症状,但估计毒物会被继续吸收,后期才出现生命危险的,如百草枯、甲醇等中毒;

⑥患者原有肝病或肾病,估计有解毒功能障碍者;

⑦药物或毒物的血浓度未达致死量或成分未知,虽经其他措施积极抢救,病情仍然进行性加重者。

4、在血液净化中进行广泛吸附和特异吸附

吸附剂在医学临床方面的应用,已发展成为生物医学工程学的一个重要分支,同时也为医学临床提供了新的治疗手段,打开了攻克许多重大、疑难性疾病乃至“不治之症”的大门,成为医院现代化的重要标志之一。目前,吸附剂在医学上的典型应用是血液净化,血液净化是清除血液中毒物和致病物的重要方法,还关系到血液和血液制品的安全问题,特别是输血后病毒感染,为国内外普遍关注。

活性炭作为吸附剂之一具有广泛性,但吸附选择性低。为了完善活性炭在临床上的应用,国内外近些年来开展了对活性炭的成形技术、使用方式和提高其吸附性能进行了研究,并取得了较快的进展,陆续出现了各种亲水凝胶、高分子材料包膜的活性炭、含碳纤维、炭膜以及碳纤维织物等各种形式的医用活性炭吸附剂。改进了的活性炭吸附剂,不同程度地改善了其使用性能。

5、辅助进行恶性肿瘤的手术和介入治疗

应用活性炭吸附不同的抗癌药物,如丝裂霉素、阿柔比星、博莱霉素等,动物实验证实在相同作用条件下,其毒性远小于抗癌药物的水溶液剂型。

活性炭具有优越的淋巴趋向性和吸附性能,能够吸附抗癌药物,具有功能性缓释特性。活性炭吸附抗癌药物制剂一方面能够定向分布于淋巴结,并长时间维持较高浓度;另一方面,活性炭在移行到淋巴结的同时能够将淋巴结黑染,从而指导淋巴结清除手术,清除转移淋巴结。由于活性炭具有功能缓释性、淋巴趋向性、局部滞留性、可吸附于肿瘤及淋巴结、毒副作用小等特性,其临床应用前景日益广阔。目前临床研究重点为使所含炭颗粒的直径更适应淋巴系统转运要求;研制适合不同恶性肿瘤的吸附抗癌药物剂型及所结合抗癌药物的剂量,减少严重并发症的发生,从而能够定向杀死癌细胞或抵制癌细胞的淋巴转移,为恶性肿瘤的治疗开辟新领域。

活性炭微粒注射在肿瘤局部和周围组织,可以长达半年,缓慢释放高浓度的抗癌药物而起到局部杀伤癌细胞的作用,治疗胃癌。利用活性炭的成黑色和吸附滯流作用,可以通过注射微粒活性炭直观淋巴的导向踪迹,应用于胃癌根治术。

6、开发新的应用领域

近年来,活性炭的临床新应用不断有报道。在全麻手术中采用活性炭于紧闭环路内过滤用以吸附多余滞留的麻醉气体药物,实验组苏醒时间明显短于对照组苏醒时间。日本选用球状活性炭试制的吸附材料AST-120口服活性炭(直径0.2~0.3mm)给有肝脏和肾脏障碍的实验犬服用,服用后延长了寿命。这种球状活性炭吸附了引起障碍的物质并将他们从体内排除,从而减少了体内毒物的累积速度。

临床实验结果表明,服用后的肾脏疾病患者开始时透析时间间隔延长至9个月,甚至其中有的病例经过服用2年后已不需透析。同时通过调整活性炭的孔径及其分布,可以使其吸附不同的有害物质和细菌。因此,可利用化疗药物内的活性炭微粒诱导成外源性肉芽肿,根据CT扫描其不同形状变化跟踪胃肿瘤的转移灶。

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