[发明专利]一种基于改性壳聚糖的生物大分子及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于改性壳聚糖的生物大分子，该生物大分子为多酚和多肽改性的壳聚糖，具体结构式如下：其中，R为含多酚官能团的分子链，R’为氨基酸分子链，x>100,y>100。本发明还公开了该生物大分子的制备方法及其作为止血材料的应用。本发明所述改性壳聚糖生物大分子同时兼备生物相容、抗菌、止血、湿粘附及溶解性较好特征，此外该材料还能被人体代谢吸收。

技术领域

本发明涉及一种基于改性壳聚糖的生物大分子及其制备方法和应用。该生物大分子制备方法简单，制备得到的材料兼备亲水、生物相容、抗菌、止血及湿粘附特征，有望用作新型止血材料应用于医用领域。

背景技术

出血后怎么止血一直困扰着我们，外科手术中三分之二的失败原因是未能及时止血，不能及时有效的止血是导致病人死亡的主要原因。随着社会的进步，科学技术的发展，临床上运用了许多非可吸收止血材料，虽然起到了一定的止血作用，但后期伤口感染等问题仍困扰着我们。因此研究开发一种有效的可吸收的止血材料成为我们关注的问题。

在生物医学工程领域，越来越多的人对壳聚糖产生青睐，由于壳聚糖具有促进血液凝固的作用，可用作止血剂。它还可用于伤口填料物质，具有灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗出物、不易脱水收缩等作用。专利CN 104288827A 报道了一种壳聚糖止血敷料，该止血敷料具有很好的止血和抗菌效果。然而，由于壳聚糖分子内和分子间存在较强的氢键作用，使得其难溶于水，故单一壳聚糖适用范围较窄。在壳聚糖分子链中引入其他亲水性基团，可改变其物理化学性能，赋予壳聚糖更多的功能性。例如，专利CN 107344971A报道了聚-ε-赖氨酸改性壳聚糖，赖氨酸改性后壳聚糖具有良好水溶性，加之赖氨酸优异的抗菌特性以及为身体所需8种氨基酸之一，使得该材料呈现出优异的生物应用前景。改性壳聚糖虽具有良好的抗菌及止血作用，但是在湿润的组织环境中，分子链处于高度水化状态，其与创面的粘附力较弱，而该问题始终没有得到解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于改性壳聚糖的生物大分子及其制备方法和应用。

本发明选取具有生物相容性、血液相容性、生物降解性的壳聚糖作为合成材料的中心骨架，在其侧链上接枝多酚和多肽分子，制备得到一种新型的生物大分子止血材料。具体合成路线如下：在壳聚糖侧链引入多酚结构分子，使壳聚糖既具有天然贻贝的湿粘附性；再在其侧链接枝功能性氨基酸分子，使壳聚糖具有优异的水溶性和抑菌活性；而壳聚糖本身则具有良好的止血性能。故本发明制备的改性壳聚糖生物大分子止血材料同时兼备生物相容、抗菌、止血、湿粘附及溶解性较好特征，此外该材料还能被人体代谢吸收。基于这些显著性特征，该材料有望作为一种新型的止血材料用于医疗领域。

一种基于改性壳聚糖的生物大分子，其特征在于该生物大分子为多酚和多肽改性的壳聚糖，具体结构式如下：

其中，R为含多酚官能团的分子链，R’为氨基酸分子链，x >100, y >100。

如上所述基于改性壳聚糖的生物大分子的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将壳聚糖和多酚类化合物溶于冰醋酸水溶液中，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（简称EDC）为缩水剂，N-羟基琥珀酰亚胺（简称NHS）为活化剂，0~40℃条件下反应10~48小时；过滤反应液，然后用去离子水透析，纯化后得到多酚改性的壳聚糖溶液，冷冻真空干燥，得到多酚改性的壳聚糖；

2）将多酚改性的壳聚糖和多肽化合物溶于去离子水，EDC为缩水剂，NHS为活化剂，与多肽分子在0~40 ℃条件下反应10~48小时，透析纯化，冷冻干燥后得到多酚和多肽改性的壳聚糖。

所述壳聚糖的分子量为1000~500000 g/mol，优选地壳聚糖分子量为10000~200000 g/mol，分子量太小粘弹性较差，分子量太大溶解性会变差。