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珍珠及其在生物医学等领域中的研究进展'
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珍珠及其在生物医学等领域中的研究进展'
华西 学口 腔 成都610041 z 2.7 (华西医科大学口腔医学院口腔材料研究室成都 ) 二d— /￡
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摘要本文对国内外有关珍璩的化学成分,结构和理化性能,生物安全性,药理作用和
/J 在生物医学中的应用研究进展进行了回顾性综述
. , 1二
关键词憋 ,理化性能:竺竖兰,进展中 ,-彳 争 多鲁,
J V ,
珍珠(Pear1)是由珍珠贝科动物马氏珍珠贝,蚌科动物三角帆蚌或褶纹冠蚌等双壳类动物
软体部受刺激而形成的一种霰石型结晶体.我国是世界上最早采集和利用珍珠的国家.明朝
宋应星所著《天工开物》就有采珠全图记载.在祖国医学中,认为珍珠具有镇心安神,养阴熄风,
清热堕痰,击翳明日,解毒生肌等功效.珍珠原系海产,目前,随着淡水河蚌育珠的成功,珍珠的
成本价格下降,珍珠已越来越被广泛应用在制药,临床医疗及日常生活等领域.
1珍珠的化学成分
珍珠因产出水域不同而分为海水珍珠(Elster Pear1)和淡水珍珠(Sweet—water Pear1);按其
形成方式又分为天然珍珠(Natural Pear1)和养殖珍珠(Culture Pear1).珍珠的化学成分因其来源
不同而略有差异.
对珍珠的化学成分的分析,许多学者都进行了一些研究工作 .有报道采用阴极发光图
解法对珍珠成分进行分析.当把珍珠经900℃左右的温度烧灼后,测定发现其中主要含CaO及
少量的P:Os 此外,其中尚含有cu,Zn,Mn等其它微量元索0]
有学者对产于原苏联西北部的淡水珍珠成分进行了测定,分析表明,其中约l 0 ～95
为霰石样物质;0.5 ～d 为H o[ 此外,还对其它微量元素进行了定量分析,结果为:含Mg
0.01 ～0.12 ,Mn 0.004 ～0.400 ,Sr 0.1 ～0.3 ,Ag 0.0003 ～0.003 .Ba 0.03
～0.10 .以及A1 0.01 ～0.03 口]
国内对异龄三角帆蚌珍珠内部元索含量变化进行了研究 通过测定Ba,Be,Ca,cd等20仲
元素,其中以Ca和Na的含量最高 】
珍珠中含有少量的埂蛋白即贝壳硬蛋白(Conchiolin).一些研究者对贝壳硬蛋白进行了氨
基酸分析.采用盐酸水解贝壳硬蛋白后.发现其中含甘氨酸,酪氨酸,丙氨酸以及颉氨酸,丝氨
酸,天门冬氨酸等l6种氨基酸 ].国内王顺年等对合浦珍珠贝及其珍珠作了氨基酸组成和含
收捣日期:l995年l0月30日
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量分析,发现其中含有22种氨基酸,共中5种氨基酸如牛磺酸,鸟氨酸等为新发现的非蛋白质
水解产物氨基酸.在这些氨基酸中,以牛磺酸的含量最高" .
2珍珠的结构和理化性能
养殖珍珠可分为无核珍珠(Real Pear1)和有核珍珠(Nueleus Pear1).有核珍珠剖面可见其呈
成层状态,可分为核,珍珠棱柱层及外层.
在珍珠的无机成分中,主要含CaCO .CaCOs在自然界存在5种同质异构件,即存在5种晶
体结构,如文石(蕺石),方解石(1),方解石(1),方解石(I),方解石(Ⅳ).其中只有文石(霰
石)才是珍珠结构,其它的都不是[日].
国内陈贵卿等研究了几种天然珍珠的结构 .作者应用D/max-I—A型X光衍射仪测定
了合浦珍珠贝,大珠母贝等所产珍珠的衍射谱线的2倍衍射角20,绝对强度I及相应的晶面
族间距d.将其结果参照国际通用物相分析卡片Joint Committee on Powder Dff[raction Standards
(JCPDS卡片)确定出样品的晶体结构,并通过相应的公式计算出晶格常数来.实验表明:合浦
珍珠贝,大珠母贝等所产的珍珠,其结果符台卡片5—0435,确定其珍珠结构为CaCOa正交晶
系,蕺石结构,空间群D —P ,并从其中谱线:d220—2.10d×l 0 m,d 一1.976×10 m,
d:a =l 725×10_'gm,计算出台浦珍珠贝珍珠的品格常数为:a一4 97×10 m.b一7.91×
1 0一gm,c一5 75×l0一' m.
有研究表明,珍珠质珍珠(Nacreous Pear1)与棱柱层珍珠(Prismatic Pear1)的氨基酸含量比
较接近,而有机质珍珠(Orphic Pear1)无论在外观和氯基酸组成上都与珍珠贝壳各个部位不
同.有机质珍珠可能是由于珍珠外套膜的某些外表皮异常增生分泌而成" .
国外学者对产于原苏联西北部的珍珠进行了物理特性的研究 ].在所分析珍珠中,其外形
可分为圆形,蛋形,半圆形以及其它不规则形,其长轴在2 5～6mm左右.珍珠的密度大小不
同,白色珍珠密度较大,约为2.76g/cm ,黑色珍珠密度最小,约1.35～2.20g/era .
3珍珠的生物安全性研究
珍珠作为药用及工艺品已有很长的历史,但关于珍珠的生物安全性的研究报道却很少.
有学者对3种含钙制品Mukta—Bhasma(I),Praval—Bhasma(i)和Shankh—Bhasrna(I)进
行了动物实验研究.其中,I是由珍珠经加工而来.I来自珊瑚.I来自蛤壳,并采用乳酸钙(Ca
lactic)和碳酸钙(CaCO )(V)作为对照.将20～30d龄的小鼠分为5个实验组(I～V),分别在
食物中掺入以上5种含钙物.实验结果发现.I,I组即摄入珍珠粉和珊瑚制取含钙物的小鼠
体重增加最多[I
国内有学者对珍珠层粉进行了临床前毒理试验 .珍珠层粉为海产珍珠贝及淡水蚌壳内
的珍珠层经加工而成.经研究表明,珍珠层粉及珍珠两者的化学成分基本相同" .该学者采用
的珍珠层粉系蚌科三角蚌,褶纹冠蚌或背角无齿蚌的贝壳珍珠层经加工洗净.研磨而成.实验
动物采用大白鼠.进行了 下试验;
3.1急性毒性试验
采用霍恩氏法分别涮定雌性和雄性大白鼠的LDso(mg/kg)值后.将受试物用水配成不同
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铱度的溶液,分别给大白鼠灌胃,其中最大剂量为LDso约21 500mg/kg.结果观察一周未见明
显的动物中毒症状,大白鼠全部存活. .
3.2长期急性毒性试验
该学者将珍珠层粉均匀混于饲料中,连续喂养大白鼠2个月.通过对大白鼠的一段情况,
血象检查,肝肾功能测定,脏器重量及大体解剖和病理学检查,发现在给药剂量为1 434ppm内
时,大白鼠无明显中毒症状出现.当给药剂量>4 300ppm时,大白鼠的体重和血红蛋白值均较
对照组低,且对肝肾功能有一定的影响.
近年来.国内报道了合浦珠母贝珍珠的生物学性能研究结果.通过体外细胞毒性试验,溶
血试验和经静脉全身急性毒性试验的研究,结果表明:合浦珠母贝珍珠具有较好的细胞相容
性;其浸提液对实验动物无明显毒性;而溶血试验的结果,其浸提液对兔血红细胞的溶血指数
高于生理盐水对照组[1 .
4珍珠及其有效成分的药理作用
d.1珍珠及其提取成分对小鼠出血时间的影响
国内研究并报道了珍珠及其珍珠精母注射液提取物牛磺酸对小鼠出血时间的影响 ' .
结果表明,珍珠及其活性成分牛磺酸有缩短小鼠出血时闻的作用.
4.2珍珠及其提取成分促进组织创伤盘合的作用
陈大元[ 在研究背瘤丽蚌外套膜组织液对皮肤创伤愈合的影响时,发现其具有促进组织
创伤愈合的作用.谢玉坎" 采用合浦珍珠贝贝壳的珍珠层和海水天然珍珠,分别制成珍珠层
粉和珍珠粉,并与合浦珍珠贝的外套膜组织液,青霉素水溶液和空白组进行对照,进行小鼠皮
肤创伤愈合实验.实验结果表明:珍珠粉,珍珠层粉和珍珠贝的外套膜组织液都较对照(青霉素
水溶液)和空白对照有明显地促进皮肤缺损创伤愈合的作用,且伤口愈合区的疤痕面积也较
小. 卢慧卿等对珍珠治疗兔眼角膜烫伤作用进行了研究" .实验中所用的珍珠粉系江苏出产
的淡水珍珠粉.他们用直径为8ram并瞎呈弧面的圆形铜片于酒精灯火焰(红,兰交界部分)上
烧l5秒钟后迅速接触免眼角膜1秒钟,造成兔眼角膜烫伤.在各兔于致伤后12h开始治疗.每
El用0.25 氯霉素眼药水滴眼3欢,以预防感染.治疗组每El加点珍珠粉3次,每次50rag.通
过观察治疗期间烫伤眼的局部症状以及动物的全身症状.并作组织学切片观察.发现加用珍珠
粉后.兔眼角膜烫伤愈合所需天数为3～¨d,对照组为9~27d,经统计学处理所得p<0,05,可
见二者有明显差异,说明珍珠粉治疗免眼角膜烫伤有效.
4.2珍珠及其提取物的镇痛,镇静及消炎作用
据研究.珍珠中含有牛磺酸等5种非蛋白质水解产物氨基酸"].牛磺酸(Taurine)分子式为
NH CH2CH CH SO ,其分解温度为317 C,在机体内能通过肝脏等器官吸收代谢" .据国外
的药理研究表明,牛磺酸具有:(1)镇静,消炎,解热,镇痛,抗惊厥,抗风湿以及兴奋呼吸等作
用.(2河增强营养物质对细胞的透过性.并且有强 L-作用;(3)对脂质,磷脂等代谢具有重要作
用.可使脂肪乳化,并可增强脂溶性维生素,舨素的吸收;(J)可促进胆汁分泌,具有利胆保肝及
解毒作用
此外,目前研究发现,牛磺酸可在不同环节对抗因组织缺血造成的细胞损害,它的多种生
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物学活性均与其细胞保护作用有关[ .
d.d珍珠及其提取物对家兔子宫收缩的影响
据一些研究报道,珍珠中的牛磺酸对实验动物家兔在体和离体子宫具有促进收缩的药理
作用 ".
5珍珠及其提取物在生物医学等领域中的应用研究
5.1在化妆护肤等用品中的应用
珍珠作为化妆护肤用品,在我国具有悠久的历史.明朝李时珍在其《本草纲目)中,对珍珠
的护肤作用作了记载:.珍珠涂面,令人润泽好颜色 .
Takabayashi Masaki发明了一种将贝壳硬蛋白经盐酸水解后制成为化妆品原料的方法.将
贝壳硬蛋白与浓盐酸在60
目前,国内外所生产的一些化妆品中,有的商品中就掺入少量珍珠粉或珍珠层粉以达到保
护肌肤的美容作用.
此外,珍珠粉中的CaCOa还可以作为牙膏中的磨光剂0 .
5.2作为含钙生物医药制剂
Yamamoto Shigeo发明了一种容易被人体吸收,可用于治疗应用的珍珠制品.其方法是:将
含92 CaCO3的珍珠粉用乳酸(1actic acid)处理,使CaCO3变为乳酸钙(Calactic),然后经80"C
加热5h后.形成一结晶物质,经粉碎即制成一种容易被机体吸收的制品.此制品含水分
2.0 ,蛋白质0.8 ,乳酸钙d7.7 ,钙l5.9 以及约3.0 的其它无机成分 ].
Kato Masatashi利用含钙材料如珍珠,骨,贝壳以及氧化钙,经200~1600C加热处理.反应
后的钙离子可作为治疗剂,防腐剂,甚至作为植物生长激素.珍珠一般经700~800C处理5h.
按0.5g/d的剂量给予高血压患者口服,有降低血压的作用 .
5.3在临床医疗中的应用
由于珍珠内含CaCO;在95 以上,口服后可中和部分胃酸,加之其所含的贝壳硬蛋白不
易被胃酶,胰酶消化,故可在粘膜溃疡处形成保护层,使溃疡得以修复口 .此外,珍珠对各种肝
炎的治疗也有一定的效果 .
此外.珍珠中的牛磺酸对中枢神经有普遍而强烈的抑制作用.在动物实验中具有镇痛,镇
静的药理作用0 ,因此.可作为镇痛,镇静药物 ].国内有珍珠七十丸[拍],抗痫珍羚丸[" 等药
物用于镇痛及治疗小儿癫痫等.
由于珍珠所具有的药理作用,目前,以珍珠作为成分之一的珍珠明目液对一些眼部疾病如
角膜翳及角膜点状上皮脱落 ,白内障及青光眼 ,角膜烫伤… 等具有一定疗效.
此外.珍珠及其提取物牛磺酸具有明显的增强子宫收缩等药理作用.目前.已有珍珠精母
注射液口 应用于妇科疾病治疗.
珍珠由于具有抗炎,止血和促进组织创伤愈合等药理作用.因而.一些学者将珍珠应用于
口腔一些疾病治疗+如用珍黛散治疗口腔疾病 .珍珠治疗化疗后口腔糜烂 .此外,于瑞蓉
还报道了用珍珠层粉药膜治疗各种不同原因引起的口疮6l例 .观察结果表明:咕上药膜后
几分钟即可出现止痛效果+消炎和促进溃疡愈合的作用明显.
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5. 作为生物医学材料的研究
珍珠作为一种具有一定生物活性的天然材料,不仅可作为工艺品和名贵的中药材,更由于
其化学组成和结构,显示了作为一种生物医学材料的前景 珍珠中主要的无机成分CaCO ,进
入人体经轻度水解后的Ca 于人体无害,而且能促进人体能源的三磷酸腺苷生物催化剂三磷
酸腺苷酶的活力.并且有调节血蔽酸碱平衡,参与血液缓冲系统的作甩[ 此外,珍珠中的天然
活性成份如牛磺酸具有抗炎,止血,镇痛的药理作用.以及珍珠具有促进组织创伤愈合的作用,
故作为一种人工骨植入修复材料,或与其它生物陶瓷如羟基磷灰石(HAP)复合,具有一定的生
物活性基础.
1989年.Lopcz—E等报道了珍珠贝贝壳珍珠层修复骨缺损的研究,结果表明,珍珠贝贝壳
珍珠层具有促进骨组织缺损修复的作用 国内也报道了珍珠及珍珠和羟基磷灰石复合材料
修复家犬下颌骨缺损的实验研究rz~.39].该研究通过将合浦珠母贝珍珠加工制成小于0.1mm的
珍珠粉微粒,并与羟基磷灰石陶瓷按重量比l:l复合,植入到家犬下颌骨上人工形成的两个
各为1×0.8×O.3crn 的箱状骨映损中,并与空白对照组和羟基磷灰石进行对照通过对2,6
及l2周的标本作扫描电镜和X射线能谱(峰背比法)的观测分析.结果发现单独植入珍珠粉
及珍珠粉和羟基磷灰石复合材料的植入区骨缺损修复过程均快于空白对照区.且以珍珠粉和
羟基磷灰石复合材科植入区钙盐沉积明显.骨缺损修复过程较快,表明含多种氨基酸成分的珍
珠粉及其复合材料对骨缺损的修复具有促进作用.
综上所述,随着国内外对珍珠的化学成分,结构和理化性能,生物安全性,药理作用的研
究,作为一种天然产物,以珍珠及其有效活性成分而研制的一些生物医药制品,将会显示出很
有希望的前景.
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ADVANCE OF RESEARCH OF PEARLS IN THE
FIELD.OF BIOMEDICINE
Zhang Jickui,Chen Zhiqing
( f Matx:rals Lab,C~tlege of 8fomatotogy,眦China 留 Mortal 8ci~,Chensdu 610041)
Abstract This article reviews the re~nt research advance of pearls on the constituents,structure'
physical and chemical property,safety,pharmacological action and application in the field of
biomcdicine etc.
Key Words pear1.constituents,physical and chemical property,biomedicine