[发明专利]一种医用阳离子聚合物生物高分子材料及制备方法与应用

说明书

本发明公开一种医用阳离子聚合物生物高分子材料及制备方法与应用。其中：所述阳离子聚合物生物高分子材料包含具有如式(1)所示的化学结构式的化合物：中：X为能共价结合的原子或基团，具体为包含C或N或O或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团；Y具体为包含C或N或O或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团。该医用生物高分子材料是由甲壳素类高分子材料改性后得到，所述甲壳素类高分子材料包括甲壳素及其衍生物与衍生物盐；改性后得到的材料，其溶解时间增长，从而可以增加其降解或溶解时间，使其更好用于农业、工业尤其是医药领域，特别是生物敷料和药物缓释载体上，且改性后的高分子材料其吸液性得到较大提升。

技术领域

本发明属于医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种医用阳离子聚合物生物高分子材料及制备方法与应用，尤其是一种甲壳素类高分子材料改性后得到的阳离子生物高分子材料及制备方法与应用。

技术背景

甲壳质，化学分子式为(C₈H₁₃O₅N)_n，又称甲壳素、几丁质，英文名Chitin，化学名称β-(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。1811年法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素N-脱乙酰基的产物(一般，N-乙酰基脱去55％以上的称为壳聚糖)，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在C2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖。壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。由于壳聚糖具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能，其被广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。

如：壳聚糖/甲壳素中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，使得其吸湿率可达400％～500％，是纤维素的两倍多，而且壳聚糖的吸湿性比甲壳素更强，可以用作化妆品的保湿剂。壳聚糖游离氨基的邻位为羟基，有螯合二价金属离子的作用，壳聚糖可以螯合重金属离子，作为体内重金属离子的排泄剂，是高性能的金属离子捕集剂。壳聚糖在水中长期放置会发生水解，葡萄糖环开环。壳聚糖因为具有游离氨基可以被开发作为抗原、抗体、酶等生理活性物质的固定化载体。壳聚糖由于物理、化学及生物性能良好，对有机溶剂稳定性极好，方便进行二次加工，所以壳聚糖在食品、造纸、印染、环境保护、纺织、水处理、医疗、重金属回收等方面应用前景广阔。

壳聚糖的活性吸附中心是表面自由氨基，许多无机酸、有机酸和酸性化合物，甚至两性化合物，都能被壳聚糖吸附结合。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用范围。

壳聚糖的化学结构中含有活性自由氨基，溶于酸后糖链上的胺基与H结合形成强大的正电荷离子团，有利于改善酸性体质，强化人体免疫功能，排除体内有害物质等，维持机体正常pH。壳聚糖与人体细胞具有融合性，使其具有多种生物活性和生物相容性。已发现低壳聚糖具有抗肿瘤的生理功能，可被人体吸收，在肠道中是双歧乳杆菌的生长因子，而且它还具有促进四环素、金霉素等抗菌素被血液吸收的效用，对人体有益无害。利用脱乙酰甲壳素具有溶解性好而黏度明显大于明胶的特点，制备以改性甲壳素复合明胶为原料的新胶囊品种，结果令人满意，且壳聚糖用量只要3％-4％，因此选用壳聚糖作为胶囊的原料代替部分明胶的经济意义是显而易见的。利用壳聚糖对亚铁离子的吸附作用，壳聚糖可与Fe²⁺络合制成药物。