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來源：碳基材料是一種由有機前體材料碳化后得到的多孔材料，其外觀呈粉狀，粒狀或丸狀的無定形的、具有多孔結構。在超高的溫度下用CO2或過熱蒸汽處理，這在碳材料內部創(chuàng)造了微小的孔隙基質，使它具有極大比表面積及很強吸附力。常用炭基材料包括活性炭基材料、介孔/多級孔碳基材料、碳納米管/角基材料、石墨烯基材料等。

 

01 首次醫(yī)用歷史

似乎第一次使用活性炭是由史前人類出于完全不同的目的，清除冶煉金屬中的雜質以制造青銅。和青銅器時代的人類一樣，古埃及人也發(fā)現(xiàn)了碳的一個運用方面，這方面與過濾空氣完全無關，是作為一種防腐劑。

但是埃及人發(fā)現(xiàn)碳不僅可以用作防腐劑，第一次有記錄的醫(yī)學用途的碳來自大約公元前1500年的埃及Papyri。大約公元前400年，古代印度人和腓尼基人發(fā)現(xiàn)了活性炭的治療性能，并開始使用它來凈化水。更近一些的是，在18世紀，碳被認為是一種有用的物質，可以控制壞疽性潰瘍的氣味，它也被用于治療胃病。

在19世紀中期，碳作為一種治療許多疾病的藥物變得無處不在。1857年，陸軍外科醫(yī)生James Bird指出:“長期以來，在陸軍和海軍外科醫(yī)生中，混有面包屑或酵母的碳一直是制作膏藥的首選材料。

作為一種應用于脫落的潰瘍和壞疽的潰瘍藥物，碳膏劑在醫(yī)院的應用也取得了良好的效果。最近，這種物質可以緩解疼痛、改善惡臭(與疾病有關的氣味)和促進病變結構與周圍組織的分離，在許多開放性癌癥的病例中提供了巨大的緩解作用。

02 中醫(yī)炭藥歷史悠久

在我國炭作為藥用治療疾病也具有悠久歷史，炭藥是中藥學的重要組成部分，是中醫(yī)臨床極具特色的一類傳統(tǒng)藥物。中藥炭藥是指在中醫(yī)藥理論指導下，對中藥進行加工炮制，使其部分炭化而具有特定臨床療效的一類藥物，是中醫(yī)臨床應用最具特色的傳統(tǒng)藥物。

早在《五十二病方》中就有“止血出者，燔發(fā)，以安其病”的記載。漢代張仲景的《金匱要略》中也有“(枳實)燒令黑，勿太過”“(桑根皮)燒灰存性，勿令太過”的記載。沿用至今，中藥炭藥已經具有兩千多年的使用歷史，被廣泛應用于臨床以治療各種出血病證及其他多種疾病。元代葛可久在《十藥神書》中首次提出中藥炭藥的止血理論:“大抵血熱則行，血冷則凝……見黑則止。”并以五行相克理論解釋血見黑止:“經云，北方黑色，入通于腎，皆腎經藥也。夫血者，心之色也，血見黑則止者，由腎水能治心火，故也。”著名的炭藥名方十灰散就是該書的方劑之一。

李時珍所編著的《本草綱目》中也提及木炭用于治療疾病，“炭火「釋名」炭能生火，但治病用的是炭或炭灰，并不是直接用炭火”。

「主治」誤吞金、銀、銅、鐵入腹。用炭燒紅，趁熱捶成細末，煎湯喝下。如無效，便刮取炭末三錢，井水調服，無效再吃，終能把誤吞之物排出。咽頭突然作梗，用木炭末和密做成丸子，分次含著并喝下。

 白虎風病，用炭灰五升、蚯蚓屎一升、紅花七捻，合起來熬，熬后，用醋拌過，以舊布包好，趁熱熨痛處。腸風下血，用緊炭三錢、枳殼燒灰五錢，共研為末，每服三錢，五更時服，米湯送下。忌食油膩，湯火灼傷，用炭末和香油調涂。白癩頭瘡，用木炭燒紅，投入開水中，溫洗有效。陰囊濕癢，用麩炭和紫蘇葉，研末擦患處。

杜仲炭

棕櫚炭

 

03 活性炭在血液凈化中的應用史

活性炭作為血液吸附材料用于血液凈化，更是將活性炭的臨床運用推向另一個高峰。活性炭的吸附能力主要取決于活性炭的微孔結構，在電子顯微鏡下可以清楚地看到活性炭由縱橫交錯的孔隙組成，無數(shù)的微孔構成了巨大的比表面積，1g活性炭的比表面積可高達1000㎡，這些孔隙、中孔和大孔，其孔半徑分別為2nm、2-50nm和50nm以上，其中微孔分布最多，是主要的吸附單元，中孔和大孔是溶質擴散的通道。

早在1964年希臘學者首次報道了應用未經包裹的活性炭進行血液灌流，用以治療急性藥物中毒和慢性腎功能衰竭尿毒癥的患者。

1968年加拿大華裔學者張明瑞應用微囊技術將活性炭表面涂上半透膜進行灌流，在保持活性炭吸附效能的前提下，有效地防止了以往治療中血小板減少及炭顆粒脫落等弊端。

1979年趙之綱等將聚甲基丙烯酸羥乙基微囊活性炭用于臨床， 吳肇光等將明膠雙微囊活性炭應用于臨床，也都取得了滿意的效果。

20世紀80年代初，錢紹誠、宋繼昌等進行活性炭血液灌流治療嚴重的安眠藥中毒，他們應用椰殼活性炭并外包聚丙烯酰胺加明膠， 臨床治療患有重度昏迷、呼吸及循環(huán)衰竭等癥狀的病人20例，經一至四次血液灌流后，90%的病例治愈。此后，經過許多學者的共同努力開發(fā)出了許多新的包裹材料和包裹方法。

國外早期的活性炭灌流器

 

04 延伸的碳材料

樹脂炭血液灌流器-希爾康

碳材料血液吸附劑的另一創(chuàng)新方向是新型吸附材料的研發(fā)，樹脂碳（球形碳化樹脂）是近年研制的新型吸附劑，碳化樹脂呈球形，表面光滑，比表面積可達1000㎡/g以上。其基本結構骨架與活性炭近似，對水溶性的極性物質和脂溶性物質均有很好的吸附性能，兼具活性炭和吸附樹脂的結構和吸附性能【（血液凈化學第3版510頁、第4版590頁 ）】。

目前該材料已經實現(xiàn)商業(yè)化，希爾康血液凈化器材研發(fā)有限公司（中國）的RC50/100/120/150/180/250（火棉膠涂層的炭化樹脂）灌流器廣泛運用于終末期腎病、中毒、肝病、重癥等領域，市場占有率處于行業(yè)領先地位。碳化樹脂的優(yōu)異性能和成功商業(yè)化，使得基于活性炭血液吸附劑的研究方興未艾。