综述：壳聚糖作为包封精油的壁生物材料：药物突破与未来方向的全面综述

《International Journal of Cardiology Congenital Heart Disease》：Chitosan as a wall biomaterial for the encapsulation of essential oils: A comprehensive review of pharmaceutical breakthroughs and future directions

本综述系统阐述了壳聚糖（CS）作为天然生物聚合物在包封精油（EOs）方面的前沿进展。文章详细介绍了CS的生产历史、结构特性、改性策略以及精油的生物合成途径，重点探讨了CS-EO复合物通过多种机制发挥的抗菌、抗真菌、抗氧化、伤口愈合及抗癌活性。同时，展望了纳米技术（如纳米包封）在可控递送EO抗氧化剂和成像剂方面的变革潜力，为优化制剂可扩展性及发现EO纳米材料在药物治疗中的临床应用提供了宝贵见解。

　　

壳聚糖：一段简史与生产

壳聚糖（CS）的历史可以追溯到1811年，当时法国教授亨利·布拉孔诺（Henri Braconnot）从几种蘑菇中分离出一种不溶于硫酸的物质，并将其命名为“真菌素”（fungine）。1823年，安托万·奥迪埃（Antoine Odier）在昆虫角质层中发现了类似物质，并首次使用了“几丁质”（chitin）一词，该词源于希腊语“chiton”，意为“外衣”或“包膜”。1878年，莱德霍泽（Ledderhose）的研究进一步推进了人们对几丁质的认识。壳聚糖本身则主要通过几丁质的酶法或化学去乙酰化获得。作为自然界含量第二丰富的天然多糖，CS主要来源于真菌、甲壳类动物外壳，也可从昆虫、鱿鱼和中心硅藻中获取。其形态多样，包括结晶、半结晶和无定形结构，这些特性为其广泛的应用奠定了基础。

精油

精油（EOs）是从植物成分中提取的无色液体，含有挥发性和芳香性化学物质。目前，约有300种不同的精油被应用于各个行业。精油易溶于乙醚、固定油和酒精，但不溶于水。通常在常温下为液体，无色且具有特殊气味。大多数精油密度低于水，具有高光学活性和高折射率。其提取方法多样，包括蒸馏、压榨和溶剂萃取等。然而，精油的高挥发性、化学不稳定性以及对热、光、氧气和湿度等环境因素的敏感性，限制了其直接应用，因此需要有效的包封策略来保护其活性成分。

精油包封

鉴于精油的疏水和挥发性特性，需要将其分散在水性基质中或包封于载体系统内。一种常见策略是将精油包封在壳聚糖基基质中。例如，可将壳聚糖纳米颗粒（CSNPs）与适当溶剂混合形成均匀溶液，然后通过乳化-离子凝胶法、纳米沉淀法或喷雾干燥法等技术包封精油。其中，采用纳米凝胶共价连接的方法可实现缓慢释放，而乳液与离子凝胶结合法应用最为广泛。壳聚糖因其良好的生物相容性、浓度依赖性抗菌活性和抗氧化能力，成为精油包封的理想载体，既能单独使用，也可与其他聚合物联用。

抗菌活性

精油在药理学中的应用很大程度上归功于其抗菌特性，对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均显示出治疗效果。其抗菌活性主要归因于单萜和倍半萜类化合物，以及特定的醛类和酚类物质，如肉桂醛、柠檬醛、香芹酚、丁子香酚和百里香酚。相比之下，富含酯类或氧化物的精油抗菌活性可能较弱。壳聚糖-精油组合通过多种机制协同作用，例如破坏细菌细胞膜、抑制酶活性和干扰遗传物质，为应对日益严重的抗生素耐药性问题提供了有前景的替代方案。

挑战与评论

精油包封技术的实际应用仍面临挑战。精油的高挥发性导致活性成分快速蒸发和损失，降低功效。其化学不稳定性也易受环境因素影响。通过将精油包封于明确结构的纳米颗粒（如纳米乳液、纳米脂质体、微凝胶或分子复合物）中，可以有效地解决这些问题。这些纳米颗粒的组成、尺寸和界面特性确保了精油的保护和靶向递送。未来的研究需要聚焦于优化制剂的可扩展性、提高稳定性，并探索其在个性化医疗等领域的智能应用。

结论与展望

将精油包封于壳聚糖中具有广阔的应用前景，特别是在扩大生物活性和应用范围方面。未来的发展重点将集中于解决抗生素耐药性这一全球健康挑战。壳聚糖-精油纳米复合材料通过多途径协同攻击病原体，能显著降低耐药性发展的风险。未来的制剂可能会将具有不同抗菌机制的多种精油组合起来，并与现有抗生素协同使用。纳米技术（如纳米包封）与生物聚合物工程的融合，将推动智能、环保型壳聚糖-精油材料的开发，实现精油抗氧化剂和成像剂的可控递送，为药物疗法开辟新途径。