2020年07月14日 星期二
中国矿业报订阅

矿产资源在医疗健康行业中的应用

2020-6-2 7:23:20 来源:中国矿业报 作者:闫卫东 徐曙光 胡容波 郭娟 林博磊 等

场突如其来的新冠肺炎疫情给我国经济和人民生活带来了严重影响。在救治新冠肺炎患者过程中,我国中医药发挥了重大作用。5月4日,钟南山院士称,有足够证据表明莲花清瘟对治疗新冠肺炎有效,能够帮助病人的恢复。众所周知,石膏是莲花清瘟的主要成分之一。矿物作为传统中医药三大药材来源之一,已经有2000多年的历史纪录。随着纳米科技的发展,越来越多的天然矿物应用到医疗健康行业,对维护人民群众身体健康,提高生活质量,将发挥越来越重要的作用。

一、矿产资源在传统中医药的作用

我国中医药历史悠长,博大精深。中药材按原料分为三类,草木、动物、金石(又称矿物类)。矿物药用于治病已有2000多年的历史。秦汉时期的《神农本草经》中收藏的药材种类为670多种,其中矿物药46种;东汉末年“医圣”张仲景所著《伤寒杂病论》一书中,记载着矿物类药物21味,含矿物类药方共计58方;明朝《本草纲目》记载的中药材多达1892种,其中矿物药为265种,占所收药的14%。

矿物在中医药中应用很广,被广泛用于治疗日常疾病,比如感冒引起的发热、头痛、咳嗽,各种瘟疫(疟疾等),治疗跌打损伤(止血化瘀),燥湿止泻(痢疾),定心安神(失眠,癫痫),温肾利尿,杀虫解毒,疖痈牙痛等。

1. 按功效分类

用于清热解毒的矿物包括石膏、芒硝、胆矾、硼砂、硝石、方解石、水白铅矿、岩盐、雄黄、雌黄、辰砂等。如石膏是治疗新冠肺炎良药莲花清瘟胶囊中为数不多的非植物成分。

用于止血的矿物包括褐铁矿、赤铁矿、高岭石、白云母、胆矾、明矾、辰砂、方解石、白云石、龙骨等。

用于消肿化瘀的矿物包括软锰矿、赤铁矿、磁铁矿、辰砂、黄铁矿、光卤石、萤石、芒硝、硼砂等。如某些疼痛贴中就包含磁铁矿成分。

用于消菌杀虫的的矿物包括雄黄、雌黄、方铅矿、毒砂、明矾、滑石、汞、硫磺等。如牛黄解毒片包含雄黄成分。

2. 按作用形式分类

(1)药材类。这类矿物材料具有药用价值和疗效,从自然界采集后,基本保持原有性状,可直接作药剂原料。包括矿物(如石膏、化石、雄黄)、动物化石(如龙骨、石燕)以及有机物为主的矿物(如琥珀)。

(2)药用助剂类。用于药品生产中起配制作用的矿物材料。一是作赋形剂,在药品生产中起定形(片)作用,如蒙脱石等;二是作吸附剂,具吸附性的矿物颗粒,比如高岭石等;三是作稀释剂,对药剂的浓度进行稀释,比如高岭石、石膏、磷灰石等;四是作药衣薄膜,起着色、增白或润滑作用;其他作用还有悬浮剂、稳定剂和粘结剂等。

(3)保健类。可预防疾病,增强人的体质,具营养和补益作用。比如麦饭石,具有调节人体新陈代谢,促进血液循环,增强血管弹性、解毒、利尿,帮助消化等功能。

由于缺乏现代岩石矿物学广泛采用的科学分类和命名方法,我国传统中医记述的矿物类药材名称较为杂乱,缺少规范化。

传统中医学与现代地质学对矿物的命名多有不一致处,同物不同名者比比皆是,同名不同物者亦有之。譬如,中药材中的“紫石英”实为萤石,“自然铜”实为黄铁矿,“长石”实为硬石膏。

二、矿产资源在现代医学中的应用

新中国成立后,我国科研人员将传统中医药理论与现代技术紧密结合,进一步推动了矿物药的发展。

1957年,我国著名地质学家王嘉荫在科学出版社出版的《本草纲目的矿物史料》一书中,分水部、土部、金石部三篇,收录《本草纲目》正文及集解中所列有关矿物、岩石等127种,每种介绍其有关史料记录,部分详述其形态、性质、医用、产地、识辨及标志等。

上世纪70年代初,哈尔滨医科大学科研人员发现农村医生用砒石来治疗肿瘤,经提取有效成分,研制了注射液,用于治疗肝癌等多种癌症。经临床试验,这种药对急性早幼粒细胞白血病最有效。此种注射液后来被成为“癌灵1号”。

我国矿产资源管理部门非常重视对矿物药的研究。1989年8月14~17日,中国药学会、中国地质学会联合在郑州召开了全国第一届矿物药学术会议。从事医药生产、科研教学、医疗、质检、管理等医药和地质部门的专家学者126人出席了会议。会议重点对矿物药品种考证和应用历史,矿物药品种鉴别-矿物组分化学成分的鉴定和分析,矿物药的炮制和制剂研究,矿物药的药理研究,矿物药临床应用研究,药用矿物资源的调查和开发利用等6个方面进行了交流讨论。交流表明,我国矿物药的研究已经从经验鉴别发展到用现代测试手段解决多组分矿物药的物相鉴定,不仅研究单味药或其主要成分的药理、疗效,而且已在研讨微量元素的作用;已从药材或药物体系中成分分布研讨进入到晶体内部结构中质点排布、成分替代等对单味药的吸附性、离子交换性、磁性与疗效相关的、结构化学-表面化学-固体物学等命题的探讨。与会代表建议对重要的动物、植物、矿物这三大部类所形成的中药支柱,不应单一发展而要同步进行,协调发展,组织多学科协作,普及和提高矿物药学人员的理论水平和实践能力。通过这次大会,交流了研究方向、手段和相应成果。初步统一研究思路和多学科协作研究中药矿物药应合理引用现代测试手段等,为学科建设奠定了坚实的基础,也为全面开展矿物药研究的协作攻关队伍作了组织准备。

现代医学更注重微观分析,发现了金属元素对人类身体健康的作用以及在医疗过程中的潜力,为矿物药提供了理论依据。比如,钼是人体必需的微量元素之一,适量的钼能够促进人体发育,抑制肿瘤,保护心肌;碲化合物具有明显的抗肿瘤作用,还具有抑制白血病细胞增殖的效应;锑也被用在生物学或医学领域,如含锑药剂被用作催吐剂,酒石酸锑钾曾用作治疗血吸虫病的药物;硒是动物和人体中一些抗氧化酶的重要组成部分,可以提高人体免疫力,对癌症、胃病、心脑血管疾病、前列腺疾病、视力疾病等有很好的防治作用;镓可用于诊断肺癌和肝癌等,镓的合金还可以应用到医疗器件和医用材料中;锗用于医药,防治癌症,其化合物及其有机化合物可作牙膏与高效止痛膏等;钴的放射性同位素,可治疗皮肤病和恶性肿瘤,在青霉素中加入适量的钴,可以提高其疗效,在人工关节材料和牙料填充剂中,也用到钴;铋的一些化合物是极好的胃药,用来治疗胃功能失调,如腹泻、结肠炎、消化性溃疡等;铼的两种同位素,188Re和186Re具有放射性,可用于肝癌的治疗。

非金属矿物材料同样具有重要的抗菌消毒作用。科研人员发现,矿物经过一定的加工工艺,可以制备成抗菌材料。比如白(明)矾、滑石、蒙脱石、沸石、凹凸棒石、海泡石和磷灰石等。研究表明,这些矿物如果加载银、铜、锌、稀土金属和碱金属离子,或者TiO2等光催化剂,可以抑制各种病菌,包括肺炎双球菌、脑膜炎双球菌、金黄色葡萄球菌、草绿色链球菌、溶血性链球菌、变异链球菌、变形杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、炭疽杆菌、福氏及志贺氏痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、白喉杆菌、破伤风杆菌、淋病双球菌等。这些非金属矿物的抑制病菌病毒繁殖的功能,能使帮助人类减少对抗生素药物的使用。

三、新兴医疗健康应用领域

随着纳米科学发展以及多学科交叉应用,金属矿物越来越多地走入人们的日常生活,不断地改善人民生活的质量。

表1 部分矿物药的作用

银、铜、汞等都有一定的消菌杀毒作用,但由于成本和毒性问题,未来铜有很大的应用前景。美军的一些装备表层都镀有铜。日本、智利等国考虑在医院、地铁、巴士公共场合更多地使用含铜产品,提高公共设施杀菌消毒能力,厨房、卫生间等家居环境,也将采用含铜产品。2020年3月,加拿大矿产勘查开发者大会期间,智利矿业部向与会来宾发放了可以抗病菌的铜棉纤维口罩。最新研究表明,铜可以有效抑制新冠病毒传播。

雾霾在很多地方越来越成为影响人们生活的重要污染物。海泡石防雾霾口罩不仅能高效率去除二氧化硫、氮氧化物、苯、甲醛等有害气体,对PM2.5的一次过滤率达到99%,同时具备强大的抗菌功能。试验表明,海泡石、凹凸棒石、硅藻土等对有害气体的吸附能力较强,可用作空气净化剂,广泛地应用于室内、汽车、冰箱的空气净化、抗菌、除味。

人的一生大约有1/3的时间在卧室度过。因此,卧室空气质量对人体健康非常关键。研究发现,硅藻土具有很强的呼吸调湿作用,可以自动调节室内湿度在45%~70% 的范围,也不利霉菌滋生,用钛白粉/硅藻土复合光催化材料生产的装饰壁材更多地用于室内装修。

电气石是永久性释放负离子的天然矿物材料,能够发射远红外线,激发人体细胞的活性,促进人体血液循环及新陈代谢,是理想的保健功能材料,可用做室内涂料,也可制成枕头、内衣、眼罩等产品。含电气石的纺织品还可制成窗帘、沙发套等软装潢材料,其释放的负离子可发挥环保功能。

沸石不仅具有吸附功能,还能从血液中捕获并活化凝血酶,使其持续高效工作,从而大大增强人体本身的凝血机制。2019年5月,浙江大学研究人员用沸石+棉纤维复合材料,制备出一件“紧急止血救生衣”,其外表与普通T恤没有区别,但能在关键时刻止住喷流的动脉血,为抢救生命赢得时间。沸石棉纤维复合材料可制成用于不同伤口的止血产品,可成为野外考察、户外运动、极限运动的保护装备,也可作为急救装备,在军事、交通、地震等意外事故中发挥作用。

四、思考和建议

我们认为,包括金属和矿物在内的矿产资源可以在医药行业以及公共卫生领域发挥重要的作用。为此,提出以下几点建议:

1. 高度重视矿产资源在医疗健康行业中的地位和作用。我国对地矿与传统中医药的结合非常重视,对矿物在现代医学中的应用也做了大量研究,但是还结合的不够。在地质调查、矿产勘探过程中,除传统产业所需外,还要重视医疗行业对矿产资源的需求。为此,需要吸收我国传统中医药学精髓,对传统中医药用矿物与现代矿物学进行对比,对名称进行规范,对机理进行深入研究,要加强纳米矿物材料在现代中医学中的应用研究。

2. 加快矿产资源在医疗健康产业和公共卫生领域中的应用推广。比如,铜、银等金属可以用于公共设施的抗菌消毒,海泡石、沸石等可用于中央空调的抗菌等等。褐铁矿、赤铁矿、芒硝等这些似无大用的矿物在医疗健康方面却能够发挥重大的作用。我国科研工作者在这方面做了大量工作,有许多具有重大应用前景的研究成果,应加大推广应用

3. 加强医疗健康产业用矿产资源的保护。我国传统中医药中的矿物药都有鲜明的原产地特征,比如辰砂产于辰州(今湖南怀化),信石产于信州(今江西上饶)等。根据比较利益原则,筛选中医药用矿物,对珍稀的药用矿物进行保护。许多能够优先用于中医药的矿物其功能还不被人所知,许多资源被白白浪费掉了,比如用于建材。应加强有关矿产地的保护,避免被污染、压覆或占用。□

(作者单位:自然资源部信息中心)

网站编辑:宫莉

返回新闻