粘土矿物的药理作用及其医药应用

汤庆国1沈上越 2梁金生1，梁广川1，欧秀琴1，王丽娟 1，丁 燕1（1．河北工业大学能源与环保研究所，天津300130；2．中国地质大学材料科学和化学工程学院，武汉430074）


摘要：粘土矿物因有大的比表面积，丰富的孔隙率，良好的吸附性能，较高的吸附容量和离子交换能力等，已作为很多药物的活性成分和药物辅料，被广泛用于胃、肠道疾病，急慢性腹泻，皮肤病及风湿病的治疗。随着人们对粘土矿物性能和治病机理研究的深入，粘土矿物作为天然无毒副作用药物材料的研究越来越受到重视。通过近年来国内外粘土药物研究报道及实验室的研究成果，综合介绍粘土矿物的特点、性能、药理作用及其I临床应用，预测粘土矿物在医药、化妆品领域中的应用前景。

关键词：粘土矿物；影响机理；肠胃病；腹泻；化妆品


粘土矿物是一类性能*的矿物，它的巨大的比表面积，良好的吸附性能，较高的吸附容量和离子交换能力，出色的粘附性、润滑性、悬浮性、流变性、稳定性等使其在工农业生产，精细化工、新材料、环保和养殖业等许多领域得到广泛应用。近年来，随着对粘土本质和与人类健康关系研究的深入，粘土矿物在医药、化妆品以及生物工程等方面的应用研究不断升温，成为国内外学者研究的热门话题[1-4]。


1.药用粘土矿物及其特点

粘土中常见的矿物有：高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、伊利石、绿泥石等硅酸盐类化合物和由硅藻类微生物骨骸紧密堆积而成的硅藻土，以及层状双金属氢氧化物类化合物水滑石等矿物。这些粘土矿物常伴生有：石英、长石、云母、碳酸盐岩屑以及有机质（如腐植酸）等杂质矿物。粘土矿物无毒或低毒的本质，使其作为饲： 添加剂、医药和化妆品的原料广泛应用。粘士矿物的耐酸碱稳定性确保其不会被胃液或肠液溶解而吸收。它巨大的表面积、特殊的晶体结构及非均匀性电荷分布，使其对细菌、病毒及所分泌的毒素，氨或有机氨类化合物、重金属离子等有害物质能够产生选择性吸附和抑制作用。它所含的可交换阳离子还可为人体提供部分必需的铁、锌、钴、钼、钙、硒、锶、锰等微量元素，具有促进代谢平衡，增强人体健康的功能。

在欧美国家，目前已有多种以蒙脱石、凹凸棒石、高岭石或滑石等粘土矿物为主要成分的药物制剂，主要用于治疗腹泻和胃肠疾病等，如在我国热销的Smecta和Luvos的主要成分均为蒙脱石。


2.粘土矿物药用的历史回顾

矿物作为一种特殊的药物制剂，在我国中医药中占有重要地位。矿物药用的历史可以追朔到公元前475年，在《山海经》中就有矿物的药用记载。古代的医学专著《神农本草经》共载药365种，其中有关药用的矿物为46种，被称为玉石 ]。以矿物药组成的方剂，大都用来治疗恶症沉疴。明代李时珍《本草纲目》收载的矿物药已达161种 ]。清代赵学敏《本草纲目拾遗》又增加了38种。此外，与中医药并存的蒙医药、羌医药、藏医药中都有大量利用矿物药的记载。中医药中常用的粘土矿物有：不灰木、阳起石、金礞石、青礞石、云母、金精石、黄石脂、赤石脂、白石脂、禹粮石、滑石等。

西方国家将粘土矿物作为药物、洗浴和美容品的历史，可以追溯到时期 。人们将粘土矿物与赭石、水混合服用，治愈伤寒；将该糊剂涂于皮肤上，可减轻患者的痛苦 ]。美索布达米亚人和古埃及人用粘土矿物作为药物治疗腹泻和炎症；努比亚人甚至用粘土制备人体木乃伊标本 ]。古希腊人将粘土作为治疗皮肤病的杀菌糊剂，并用于治疗蛇咬伤。埃及王后克利奥帕特拉（Cleopatra）用来自死海的淤泥作为化妆品 ]。意大利旅行家马可·波罗在旅行中曾发现：穆斯林朝圣者服用粉红色粘土来治愈发热症。早在文艺复兴时期，意大利人就将粘土矿物作为制剂写入药典，随后英国、西班牙、美国等陆续使用粘土矿物作为药剂。结晶学、矿物学、生物化学、药理学和临床医学的发展，为粘土矿物在医药、保健品和化妆品中的应用奠定了扎实的理论基础。


3 粘土矿物的药理作用及保健功能

粘土矿物主要作为胃、肠道疾病，腹泻、皮肤疾病及炎症的治疗药物或药物的辅料及保健品、美容品等常用药物的填料。

3.1胃、肠道疾病的治疗和保护剂

粘土矿物用于胃、肠道疾病的治疗，是由于其特殊的表面结构，巨大的比表面积和吸附性能。由于粘土矿物颗粒细小，能迅速分散并覆盖于消化道溃疡面的粘膜表面，形成稳定的粘膜屏障，减少和阻止攻击因子对胃粘膜的损伤。粘土矿物对肠道内的致病因子、水分、气体和毒素等有*的选择性吸附、固定和抑制作用。粘土矿物吸附的有害菌、病毒及分泌物等将随大便排出体外，起到均衡肠道内菌群，调节胃肠功能，促使病理组织愈合的作用。研究[9证实：在治疗胃、肠道疾病或腹泻时，粘土药物具有减轻粘膜上皮腺体及绒毛的生理性退变、坏死的作用，使粘膜上皮腺体及肠绒毛增殖，兴奋造血功能，促进尿素氧的排泄。

蒙脱石广泛用于消化道系统疾病如急、慢性腹泻，胃及十二指肠溃疡和食管炎等的治疗。由于蒙脱石能增加粘膜糖蛋白和磷脂的合成，增强粘膜疏水性，改善胃粘膜血流量，保护粘膜，促进上皮修复，有利于增强粘液和粘膜屏障，因此，蒙脱石是一种良好的消化道粘膜保护剂。幽门螺旋杆菌是引起消化性溃疡的主要病因，作为幽门螺旋杆菌阳性消化性溃疡患者的治疗，常以铋剂为主．但铋剂的副作用较大。李茂科等将蒙脱石与奥美拉唑合用，治疗幽门螺旋杆菌感染的消化性溃疡，溃疡愈合率达94 ，幽门螺旋杆菌的*率为62 。Ambrogi等[1 利用粘土的离子交换性在水滑石层间插入ibuprofen阴离子，制成粘土消炎药物，明显改善药物在肠内的流动性和缓释性。

Zaid等对3O名非细菌性腹泻患者进行服用凹凸棒石和安慰剂的对比实验，结果证明：服用凹凸棒石组患者比对照组在腹泻的严重性、持续性、大便频率及粪便稠度方面有显著好转，脱水的程度明显减轻。凹凸棒石口服制剂用于治疗消化道粘膜病变。]及治疗溃疡性结肠炎，可迅速改善临床症状，缩短疗程。

EricssonE~*]对腹泻患者用凹凸棒石、铋代水杨酸化合物、镇静剂如氟基甲代二氢醌及抗生素对肠毒性大肠杆菌和赤痢菌进行治疗。结果表明：凹凸棒石十分有效，并且其宽容度大，是值得信赖的安全制剂。

由于凹凸棒石药物制剂不会被消化道粘膜吸收入血，因而可作为多种药物的载体材料，具有载药容量高，缓释性能好，作用时间长的优点。粘土矿物还能够提高药物的生物利用度，增加胃肠道粘膜糖蛋白的多糖成分，促进胃粘膜屏障的修复。覃林花等口 的实验表明：凹凸棒石具有较强的吸附胆酸的功能，对胃溃疡和返流性胃炎也有较好的疗效。。汤庆国等n 进行了药用凹凸棒石矿物提纯和超细处理，对这种凹凸棒石质量分数达93 的产品进行纳米化分散处理后，进行凹凸棒石对不同pH 值条件下药液（氟尿嘧啶）酸碱度影响的实验，结果见表1。



由表1可见：不同酸度的药液，经过凹凸棒石吸附后，能使所有溶液的pH值都稳定在8．4～8．8之间。以上说明：凹凸棒石具有较强的酸、碱中和能力，可阻止胃酸对溃疡组织的侵害．促进溃疡愈合。以凹凸棒石为主要成分的新中药“肤疡散”，经家兔创面愈合试验，表明其具有明显的消炎、促进伤口愈合的功能。以凹凸棒石为主要成分的一些药物 已在欧美国家广为使用，其疗效为美国食品和药物管理局所肯定。

3．2 粘土矿物药物辅料的作用

凹凸棒石、蒙脱石、高岭石和滑石等是常用的药用辅料。粘土矿物对药物活性成分生物利用度影响的研究[17-20]表明：药物和粘土矿物结合后，其在消化道中的降解速度降低，药物的稳定性提高。由于粘土的吸附性能和交换性能，药物在单位时间内的释放量减少，虽然降低了血液中药物的峰值浓度，却提高并延长了血液中药物的有效浓度，成为长效缓释药物，如：服用蒙脱石一安非他明硫酸盐[1朝制剂时，尿液中排出的药物浓度大幅降低，血液中药物浓度则能维持14 h。单独服用同样剂量的ampheta—mine硫酸盐，血液中药物的有效浓度仅能维持3 h。由于amphetamine硫酸盐以离子形式被吸附到带电粘土粒子表面，肠胃的蠕动和渗透压使药物缓慢释放，转变成游离态药物，被释放出的药物大多数能够被直肠有效吸收，因而药物有效成分的生物利用率提高，疗效改善。

医药工业中粘土矿物的润滑性和粘性，能显著改善片剂药物的加工性能，提高药品质量。粘土矿物的膨胀性、分散性能够加速片剂的崩解，提高药物的初始浓度，促进药物成分的吸收。粘土矿物的悬浮性和乳化性可作为液态药物的悬浮稳定剂，避免或减少由于电解质存在造成的药物成分偏析和沉淀。粘土矿物作为惰性填料或添加剂与药物结合，可以提高药物的稳定性，产生特殊的药理作用。

3．3 粘土矿物在皮肤病及化妆品中的应用

在皮肤疾病或炎症治疗中，粘土矿物可用于疱疹、痤疮、脓肿、溢脂性皮炎等皮肤病的治疗[21-23]，并减轻慢性风湿性关节炎所造成的痛苦及治疗运动创伤。通常将粘土矿物制成粉剂、乳剂或油膏敷于患处，以吸收皮肤或病变部位分泌出的油脂、毒素、细菌和病毒等，促使炎症*。粘土矿物用于皮肤类
疾病治疗的方法主要可分为：泥敷疗法（geothera—PY）、泥浴疗（pelotherapy）和蜡泥疗法（paramuds）等。由于粘土矿物较强的吸水性能，能够在皮肤表面形成干燥、温和的杀菌环境，并有刺激毛孔舒张，促进脂肪团分泌，增加血液流通和清洁皮肤的功效。

在化妆品生产中，利用粘土矿物与有机物结合形成保护因子有屏蔽紫外线功能，能够有效减轻紫外辐射对皮肤的伤害。海泡石或蒙脱石与苯基水杨酸盐的复合药剂[24]就具有较好的紫外线吸收能力。吸附有N一甲基一8一羟基喹啉甲基硫酸盐的蒙脱石[25]也能很好的吸收紫外辐射，减轻紫外线对皮肤的伤害。同时，被粘土复合物所吸附的药物或香料缓慢释放，意味着药物的活性成分能够在皮肤上保留更长的时间。


4.生物医药工程领域中的研究趋势

在某些疾病，如：肾衰竭、尿毒症、肝病等免疫性病症以及药物或毒物中毒等的治疗中，血液透析是一种有效的手段。临床使用的透析材料多为活性炭和树脂，但活性炭选择性差，树脂的血液相容性不好。为此，Perderiset等 研究了用2一十六酰卵磷脂或牛血清蛋白包覆凹凸棒石微粒，改善了凹凸棒石与血液的相溶性。汤先觉等L2 用琼脂包嵌交联微囊化技术，制得性能稳定且耐热压灭菌的珠状凹凸棒石吸附剂。该材料保留了凹凸棒石的吸附性能，对含氮阳离子型化合物亚甲蓝及吩噻嗪类药物以及某些易中毒药物，如：氯丙嗪、奎尼丁、安定、*等有相当强的选择吸附能力。通过琼脂交联微囊化处理，改善了材料的血液相容性，克服了凹凸棒石的分散性，有望在血液净化中发挥作用。

汤庆国 胡通过对提纯、超细的凹凸棒石进行磁化处理，制备出具有缓释功能的凹凸棒石磁性靶向药物载体材料。该材料的磁化率为4．3×1O一，可被外磁场有效截留，并固定在病灶区，而对病变组织直接释放药物。实验表明：该材料对抗癌药物氟尿嘧啶的吸附容量为27．2 mg／g，药物在模拟胃液、肠液中能够稳定10 h以上。该材料吸附药物的洗脱浓度稳定持久，因此，可保持病理部位较高的药物浓度，并减少化疗药物对人体正常组织，特别是肝、肾、脾等代谢器官的伤害。动物实验表明：该材料无毒，性能稳定，是一类较有发展前途的新型药物载体材料。

利用人工合成的层状氢氧化物粘土矿物（1ay—ered double hydroxide，I DH），作为载体传输基因和药物的研究已显示出*性能。Kwak等 将脱氧核糖核酸（desoxyr．bonuc1eic acid，DNA）和抗敏性低聚核苷（antisenseo1igonuc1eotide，As—myc）生物分子插入LDH 层间，层间距从LDH 的8．7 A分别增加到23．9 A（DNA）和17．1 A（As—myc）。当As—myc—LDH混合营养液为20 t~mol／L孵化人体早幼粒细胞白血病细胞HL一60（human promyelo—
cytic leukemia cells，HI ）时，细胞生长受到了强烈的抑制，仅为65 。实验结果预示：没有生物毒性的纳米LDH，具有比普通载体更好的性能，有望成为新一代无机药物载体材料。


5.结束语

粘土矿物分布广泛，储量丰富，价格低廉，易于加工。粘土矿物具有能耗低、无二次污染的特点，特别是随着选矿提纯和纳米加工技术的发展，作为绿
色医药或化妆品的填料，粘土矿物将随着对其本质认识的深入，在人类医疗保健事业中发挥愈来愈大的作用。