摘要
自20世纪30年代以来，人们对甲壳素和壳聚糖在各种聚合物应用中的兴趣大幅增长。壳聚糖是一种生物聚合物，是仅次于纤维素的最丰富的生物聚合物。通过脱乙酰化从各种甲壳素来源加工而来的壳聚糖具有优异的物理化学特性，扩展了壳聚糖在生物医药领域的应用。为了弥合壳聚糖临床前研究与临床及商业应用之间的差距，本综述重点介绍了与深入研究应用相关的各种壳聚糖衍生物。我们进一步阐明了通过修饰策略的实施，其中我们考察了功能化与偶联，突出了目前主导市场的策略。我们还广泛考察了工业格局，并概述了与壳聚糖转化相关的经济考虑，同时将壳聚糖平台与非壳聚糖替代品进行比较，以澄清壳聚糖提供独特价值的领域。本综述提供了壳聚糖临床前、临床和商业应用的全面视角，为研究人员、临床医生和行业利益相关者提供了现成的参考。
引言：从甲壳素到壳聚糖的历史
多聚体N-乙酰葡萄糖胺（甲壳素）从1800年代开始就被发现，后来发展成为可用于生物医药和工业应用的商业可行壳聚糖，如图1所示。1811年，法国植物化学家Henri Braconnot发现了"fungine"，这是从蘑菇中提取的甲壳素生物聚合物的原始名称（Braconnot, 1811; Khoushab & Yamabhai, 2010; Wisniak, 2007）。后来，Antoine Odier在1823年发表了一篇关于昆虫表皮的文章，发现昆虫中也存在相同的材料。
壳聚糖聚合物衍生物及应用
壳聚糖在氢氧化钠存在下由甲壳素衍生而来（图3a）。壳聚糖衍生物被特别设计用于减轻原始聚合物的局限性，特别是在生物医药应用领域。壳聚糖衍生物不改变壳聚糖的构象骨架，而是改善其物理化学和机械性能（Muzzarelli等, 2012）。壳聚糖衍生物能够增强渗透效果、提高溶解性。
壳聚糖及其衍生物的 biomedical 应用
壳聚糖及其衍生物已在生物医药领域得到广泛探索，包括在伤口敷料、抗菌治疗、组织工程、药物递送和癌症治疗中的应用（表2）。其独特的特性，如高生物相容性、生物可降解性、低免疫原性和黏膜粘附特性，使壳聚糖及其衍生物极具吸引力。壳聚糖表现出抗菌和抑菌特性，有助于伤口快速愈合。
壳聚糖的商业化：FDA关于壳聚糖的报告及当前使用壳聚糖的工业参与者与商业应用
在临床和商业壳聚糖产品中，功能化策略相对于偶联的主导地位反映了转化考虑的便捷性，如图8a所示。通过季铵化、硫醇化、聚乙二醇化和其他骨架修饰进行的功能化，能够开发出水凝胶、伤口敷料、抗菌薄膜和眼科制剂，这些产品相对易于制造、稳定且可规模化生产。这些修饰增强了溶解性、黏膜粘附性。
甲壳素和壳聚糖的经济价值
将海鲜废弃物转化为甲壳素和壳聚糖的可持续实践既重要又具有吸引力。据估计，每年从海鲜废弃物中工业生产的甲壳素约为1×10¹¹吨（Elieh-Ali-Komi & Hamblin, 2016; Elsoud等, 2022; Triunfo等, 2022）。甲壳素和壳聚糖的经济潜力巨大，因为它们可作为各种产品的原材料，包括食品包装、生物医药应用和材料科学。甲壳素及其衍生物。
结论与展望
作为第二丰富的多糖，壳聚糖具有优异的特性，使其成为众多生物医药应用的合适候选者，包括伤口愈合、组织工程、药物递送、癌症治疗和抗菌用途。与其他多糖相比，壳聚糖及其衍生物因其结构设计而在生活的各个方面展现出实用性。壳聚糖骨架上的氨基和羟基的存在允许进行修饰。
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