一种低分子量壳聚糖敷料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医用壳聚糖敷料领域，具体设及一种低分子量壳聚糖敷料的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 壳聚糖在化工、食品、医疗等行业具有广泛的应用。壳聚糖是甲壳素的脱己酷化产 物，在自然界中的储量非常丰富，广泛存在于邮、蟹和昆虫的外壳及藻类、菌类的细胞壁中， 是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子，也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖。壳 聚糖是分子量通常在几十万到几百万不等，因其分子内有较强的氨键作用，只能溶于稀酸 溶液中，而不能直接溶于水中，导致使用范围受到较大的限制。
[0003] 目前，世界各国对低分子量壳聚糖的制备方法的研究非常多，主要制备方法有酸 降解法、氧化降解法、酶降解法、合成法和物理降解法。酸降解法是制备单糖和一系列相应 低分子量壳聚糖主要途径之一，但是酸降解法不好控制，选择性差、分离纯化比较困难，产 率较低，在制备低分子量壳聚糖时主要得到的单糖，其次是双糖，很难得到所需活性的低分 子量壳聚糖；氧化降解法是目前研究较多的方法，其中&〇2氧化法更有大量文献报道，但是 氧化降解存在的最大问题是反应过程不易控制，容易发生褐变，在降解过程中引入了各种 反应试剂，增加了控制降解副反应及降解产物分离纯化的难度；酶降解法是用专一性或非 专一性酶对壳聚糖进行生物降解方法，能够得到平均相对分子量较低的低聚糖和单糖。在 整个降解过程中无其它反应试剂加入，不至于发生其它副反应，降解条件温和，降解过程及 产物分子质量分布较易控制，缺点是所使用的酶较为特殊，成本高，生产周期长。合成法的 研究已经取得较大进展，但合成过程设及基团保护和基团脱去等过程，步骤较为复杂，目前 主要研究利用酶法合成，已经取得一定成果，但还停留在实验室阶段，无法实现产业化。物 理降解法主要是利用微波、超声波、丫射线等物理方式处理也可降解壳聚糖，但是物理降 解法也存在一定的局限性，目前也不容易实现产业化。
[0004] 在壳聚糖生产工业中，使用强酸强碱制备壳聚糖的比较多，该过程使用的强碱的 浓度在40% ~ 60%，反应的温度一般在100~140°C，该方法制备壳聚糖的过程中产生大量的 酸碱废液，污染环境，而且过程难控制，同时残留酸碱容易残留，导致临床过敏。在临床应 用中，通常是将壳聚糖与其它功能成分的物质复合在一起制备成止血粉或是其它的医用敷 料。中国专利名称为"一种止血粉及其制备方法(公开号为103690956 A)"的专利，公开了 使用化学法制备壳聚糖，并将壳聚糖和抗菌物质复合制备医用敷料；另一篇中国专利名称 为"一种医用壳聚糖敷料及其应用（公开号为CN 1887358A)"的专利，也是公开了将壳聚糖 和其它药用成分复合制备壳聚糖敷料。单独将壳聚糖制备成粉状抗菌、止血敷料的应用目 前未见报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种低分子量壳聚糖敷料的制备方法，该方法利用微生物发 酵制备甲壳素，并用超声技术疏松甲壳素的晶体结构，然后使用低浓度的碱液可渗入甲壳 素分子内部脱除甲壳素上的己酷氨基，制备低分子量壳聚糖，该方法可W大大减少酸碱的 使用量，降低对环境的污染程度，且容易工业化生产。使用该低分子量壳聚糖制备的低分子 量壳聚糖敷料避免了过敏现象的产生，且使用方便，具有很好的抗菌性和止血效果。
[0006] 本发明的技术方案如下：一种低分子量壳聚糖敷料的制备方法，具体制备工艺步 骤如下： (1)南极磯邮在4°C解冻后，通过组织捣碎机进行捣碎整只邮，将捣碎后的组织液放入 发酵罐中，在发酵罐中接种体积分数为10%的活化后的乳酸菌，活化培养基为MRS培养基， 发酵的初始抑为6. 0~7. 5,发酵的温度为37~45°C，发酵时间为48~9化，发酵结束后，过滤 滤液，收集滤渣，并用蒸馈水多次冲洗滤渣，去除蛋白质、乳酸巧、邮青素等杂质，冲洗至无 色后烘干滤渣。乳酸菌在发酵罐中可W产生大量的乳酸，利用发酵过程产生的乳酸和内源 性蛋白酶脱除南极磯邮中的矿物质和蛋白质，无需添加盐酸、己酸、巧樣酸、氨氧化钢等酸 碱性物质脱除南极磯邮中的矿物质和蛋白质。
[0007] (2)将步骤（1)中得到的滤渣和碱液按W/V=l ;5~1 ;15 (质量体积比)混合均匀后， 在50~80°C条件下超声波处理4~12 h，为了实现在较低碱液浓度下能脱除甲壳素上的己酷 基，在碱液浸泡的时候，结合超声波疏松甲壳素的晶体结构，使碱液可渗入甲壳素分子内部 脱除甲壳素上的己酷氨基； (3)超声结束后，用酸性溶液将混合液调至中性，然后用蒸馈水反复冲洗多次，将洗 净后的固体物溶解在体积浓度为1%的己酸中，滤去不溶物，收集滤液，并用碱液调节滤液 pH=7. 0后，静置0. 5-1 h，再次过滤出滤液析出的固体物，用蒸馈水清洗固体物后烘干、粉 碎、过筛，得到粉末状的低分子质量壳聚糖固体粉末。本发明利用微生物发酵制备甲壳素， 并用超声技术疏松甲壳素的晶体结构，然后使用低浓度的碱液可渗入甲壳素分子内部脱除 甲壳素上的己酷氨基，制备低分子量壳聚糖，该方法污染小，反应温度低，操作简单，且容易 生产。该方法中用1%的己酸溶解壳聚糖，然后调节抑=7.0后析出的壳聚糖，其脱己酷度比 较均匀。
[000引（4)将步骤（3)中得到的粉末状的低分子质量壳聚糖进行包装、灭菌，即得低分子 量壳聚糖敷料。
[0009] 更进一步的，所述的步骤（2)中的碱液的质量浓度为15% ~ 25%，所述的碱液为 化OH溶液或KOH溶液。本发明使用的碱液的浓度明显低于工业生产中浓度为40%~60%的 碱液，减少了生产工艺中的污染情况。
[0010] 更进一步的，所述的步骤（3)中的酸性溶液为4mol/L的肥1溶液。
[OCm] 更进一步的，所述的步骤（3)中的碱液为0. 1 mol/L的化OH溶液。
[0012] 更进一步的，所述的步骤（4)中的灭菌方法为福照灭菌，灭菌剂量为16~25 KGY，灭 菌时间为5~7 h，本发明选用的灭菌剂量和灭菌时间可W确保，最终得到的低分子量壳聚糖 敷料是无菌产品。
[0013] 更进一步的，所述的低分子量壳聚糖的分子量为5000~10000 Da,脱己酷度为 709(^85%。本发明选用南极磯邮，利用微生物发酵和超声波技术制备得到的低分子质量壳聚 糖具有更好的抗菌、止血效果，且减少了过敏反应。
[0014] 本发明的有益效果为；（1)本发明制备方法中用低浓度碱液代替高浓度碱液不仅 可w大大减少酸碱的使用量，降低对环境的污染程度，而且得到的敷料抗菌性能有所提高， 减少了过敏现象产生；（2)本发明选用南极磯邮利用微生物发酵和超声波技术制备得到的 低分子质量壳聚糖及其敷料具有更好的抗菌、止血效果，且减少了过敏反应，可W在伤口擦 伤、大量出血时，喷洒该敷料即可有效的发挥止血作用；（3)本发明中用1%的己酸溶解壳聚 糖，然后调节抑=7. 0后析出的壳聚糖，其脱己酷度比较均匀；（4)本发明制备的低分子量壳 聚糖敷料在临床应用中具有很好的抗菌效果，喷洒在创面可W有效的杀死创面的细菌，防 止创面的二次感染；（5)本发明制备的低分子量壳聚糖敷料具有很好的生物相容性，无致 敏性，无毒性。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0016] 实施例1 (1)南极磯邮在4°C解冻后，通过组织捣碎机进行捣碎整只邮，称取捣碎后的组织液 lOOg放入发酵罐中，在发酵罐中接种体积分数为10%的活化后的乳酸菌，活化培养基为MRS 培养基，发酵的初始抑为6. 0,发酵的温度为37 °C，发酵时间为48 h，发酵结束后，过滤滤 液，收集滤渣，并用蒸馈水多次冲洗滤渣，去除蛋白质、乳酸巧、邮青素等杂质，冲洗至无色 后烘干滤渣。乳酸菌在发酵罐中可W产生大量的乳酸，利用发酵过程产生的乳酸和内源性 蛋白酶脱除南极磯邮中的矿物质和蛋白质，无需添加盐酸、己酸、巧樣酸、氨氧化钢等酸碱 性物质脱除南极磯邮中的矿物质和蛋白质。
[0017] (2)将步骤（1)中得到的滤渣和碱质量浓度为15%的化0H溶液按质量体积比为W/ V=l;5混合均匀后，在50°C条件下超声波处理4 h。为了实现在较低碱液浓度下能脱除甲 壳素上的己酷基，在碱液浸泡的时候，结合超声波疏松甲壳素的晶体结构，使碱液可渗入甲 壳素分子内部脱除甲壳素上的己酷氨基。
[0018] (3)超声结束后，用酸性溶液为4 mol/L的肥1溶液将混合液调至中性，然后用蒸 馈水反复冲洗多次，将洗净后的固体物溶解在体积浓度为1%的己酸中，滤去不溶物，收集 滤液，并用碱液调节滤液抑=7. 0后，静置0. 5 h，再次过滤出滤液析出的固体物，用蒸馈水 清洗固体物后烘干、粉碎、过筛，得到粉末状的低分子质量壳聚糖固体粉末。此方法得到的 低分子量壳聚糖的分子质量为10000 Da、脱己酷度为70%。本发明利用微生物发酵制备甲 壳素，并用超声技术疏松甲壳素的晶体结构，然后使用低浓度的碱液可渗入甲壳