一種復(fù)合殼聚糖材料及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合殼聚糖材料及其制備方法和用 途。
【背景技術(shù)】
[0002] 殼聚糖（chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)（chitin)經(jīng)過(guò)脫乙酰作用得到 的，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺（1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。
[0003] 1811年，法國(guó)學(xué)者布拉克諾（Braconno)首次從蘑菇中發(fā)現(xiàn)第一代殼聚糖：甲殼素 (或稱為甲殼質(zhì)），命名為Fungine(蕈素)。1823年，法國(guó)科學(xué)家?jiàn)W吉爾（Odier)從昆蟲(chóng)外殼 中發(fā)現(xiàn)甲殼素，命名為Chitin (幾丁質(zhì)）。
[0004] 1894年，R Hoppe-Seiler確認(rèn)第二代殼聚糖是脫掉了部分乙?；募讱に兀?為Chitosan (殼聚糖)。2003年，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，美國(guó)陸軍開(kāi)始配備具有止血抗菌功能的脫乙酰 殼聚糖外用敷料。
[0005] 本發(fā)明的復(fù)合殼聚糖為第三代殼聚糖。
[0006] 第一代殼聚糖和第二代殼聚糖作用類似，但第二代殼聚糖經(jīng)過(guò)脫乙酰處理之后攜 帶更多帶正電荷的氨基，使其功能更強(qiáng)，療效更好。第三代殼聚糖作為特定配方的復(fù)合殼聚 糖，充分利用了不同分子量殼聚糖的不同作用，使得殼聚糖產(chǎn)品擁有了更強(qiáng)大的功能和療 效。
[0007] 殼聚糖具有以下作用： 1、抑菌 殼聚糖在弱酸溶劑中易于溶解，特別值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基（NH/)，這 些氨基通過(guò)結(jié)合負(fù)電子來(lái)抗菌。殼聚糖及其衍生物有較好的抑菌活性，能抑制一些細(xì)菌和 真菌的生長(zhǎng)和繁殖。目前認(rèn)為殼聚糖的抑菌機(jī)理有二：一是進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)吸附細(xì)胞體內(nèi)帶 有陰離子的細(xì)胞質(zhì)，并發(fā)生絮凝作用而殺滅細(xì)菌，或阻礙DNA或RNA的合成抑制細(xì)菌生長(zhǎng)； 二是在細(xì)胞表面形成一層高分子膜，阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸而達(dá)到抑殺作用，或吸附 帶有負(fù)電荷的細(xì)菌，干擾細(xì)胞壁的合成，使細(xì)胞壁趨于溶解發(fā)生細(xì)菌溶解而死亡。
[0008] 近年來(lái)，有許多研究者提出殼聚糖的抑菌作用與分子量大小有關(guān)。低分子量殼聚 糖容易進(jìn)入細(xì)胞壁的空隙結(jié)構(gòu)內(nèi)，干擾細(xì)胞的新陳代謝，達(dá)到抑菌的目的。高分子量殼聚糖 抗菌性能來(lái)源于抗菌因子-NH3+，并且高分子量殼聚糖具有成膜性，能在細(xì)胞表面形成足夠 致密的膜，從而起到抑菌作用。
[0009] 現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)表明：分子量小于5000的殼聚糖抑菌作用較弱，甚至有些小分子殼 聚糖會(huì)促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)。而分子量在10000到100萬(wàn)之間的不同組別殼聚糖，最低抑菌濃度 不一，亦即在同一濃度下，對(duì)于不同的細(xì)菌，能夠起到充分抑制作用，要求殼聚糖的分子量 不同。
[0010] 例如，分子質(zhì)量在1萬(wàn)一30萬(wàn)之間，殼聚糖對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌作用隨分子 質(zhì)量減小而逐漸減弱，而對(duì)大腸桿菌殼聚糖分子質(zhì)量越小，抗菌作用則越明顯；另一組實(shí)驗(yàn) 證實(shí)：在分子量5萬(wàn)一20萬(wàn)的殼聚糖，對(duì)于大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、銅綠假單胞桿菌、短小 芽孢桿菌、白色念珠菌，其抑菌效果隨著分子量減小越來(lái)越明顯。
[0011] 另外，分子量在5000- 5萬(wàn)時(shí)，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，隨殼聚糖的分子量增大，抗菌作 用逐漸增強(qiáng)，其原因主要是分子量越大，所形成的外層膜越致密，越能阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì) 菌細(xì)胞，因而抑菌作用效果更明顯；對(duì)革蘭氏陰性菌，隨殼聚糖的分子量減小，抑菌作用逐 漸增強(qiáng)，分子量為5000時(shí)，抗菌作用最強(qiáng)。其原因主要是分子量越小，越容易進(jìn)入細(xì)胞壁的 空隙結(jié)構(gòu)。
[0012] 2、抑制細(xì)菌生物膜 慢性難愈性創(chuàng)口、導(dǎo)管、假體植入及齲齒發(fā)生過(guò)程中，常有細(xì)菌生物膜存在。生物被膜 中含有的多糖蛋白復(fù)合物對(duì)抗生素的滲透是一種重要的生物屏障，能限制抗生素滲透入 生物膜內(nèi)部；在生物膜內(nèi)細(xì)菌生長(zhǎng)受限，生長(zhǎng)受限的細(xì)菌對(duì)抗生素不敏感；生物膜內(nèi)細(xì)菌 可形成群體感應(yīng)，共同對(duì)周圍環(huán)境的刺激作出反應(yīng)，極大增強(qiáng)了整個(gè)菌群的生存能力。
[0013] 殼聚糖對(duì)細(xì)菌生物膜具有抑制形成及促進(jìn)清除的作用。實(shí)驗(yàn)表明，分子量從5000 到 100萬(wàn)的不同組別殼聚糖，分子量越小，對(duì)大腸埃希菌菌株被膜、血鏈菌生物膜的抑制作 用越強(qiáng)，生物膜越容易清除并脫落，但當(dāng)分子量小于5000時(shí)，這種抑制作用將減弱。
[0014] 3、促進(jìn)愈合并減少疤痕 創(chuàng)傷愈合及疤痕形成是一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)過(guò)程，殼聚糖對(duì)創(chuàng)傷的促進(jìn)愈合和減少疤痕的 作用具有多方面、多靶點(diǎn)特點(diǎn)。不同分子量的殼聚糖，其促進(jìn)愈合并減少疤痕的能力并不一 致。
[0015] 1)維持傷口愈合環(huán)境 傷口濕性狀態(tài)是目前臨床公認(rèn)的傷口治療原則之一。液體及凝膠態(tài)等含水量較高的殼 聚糖及干性殼聚糖敷料吸收滲液之后可以較好的維持傷口濕性狀態(tài)，濕性狀態(tài)下，傷口較 為平滑，上皮細(xì)胞爬行快，疤痕生長(zhǎng)時(shí)間短，為傷口快速愈合并減少疤痕作出貢獻(xiàn)。
[0016] 2)類 EGF 及 bFGF 作用 殼聚糖對(duì)于傷口愈合的促進(jìn)作用具有類促上皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（EGF)及堿性成纖維細(xì)胞 生長(zhǎng)因子（bFGF)作用，且這種促進(jìn)作用隨著分子量的不同，其促進(jìn)能力不一致。
[0017] 研究表明，分子量從3000到40萬(wàn)的不同組別殼聚糖，隨著分子量的增大，其EGF 及bFGF作用逐步減弱，呈線性關(guān)系；分子量為3000的殼聚糖，其促進(jìn)愈合的能力與EGF及 bFGF的促進(jìn)愈合能力幾乎相當(dāng)；而分子量為40萬(wàn)的殼聚糖，其促進(jìn)愈合的能力只有EGF及 bFGF的一半不到。
[0018] 3)誘發(fā)多種有利于傷口愈合的介質(zhì)及因子 體外實(shí)驗(yàn)證明，殼聚糖可以誘發(fā)纖維母細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素-8( IL-8)，IL_8具有血 管增殖作用，并且對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞和表皮細(xì)胞有趨化性吸引作用，可以促進(jìn)纖維母細(xì)胞及血 管內(nèi)皮細(xì)胞的迀移和增殖。殼聚糖能誘發(fā)產(chǎn)生前列腺素 E2 (PGE2)、IL-1、白三烯M (LTB4 )以及IL-I (在人體內(nèi)）等可以促進(jìn)血管增殖和細(xì)胞迀移的介質(zhì)。隨著血管的增殖作 用，可以為纖維母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中肽鏈所含的脯氨酸和賴氨酸的羥基化過(guò)程提供所需的氧 及維生素 C，從而促進(jìn)了膠原蛋白分子的形成。
[0019] 4)調(diào)節(jié)膠原平衡，減少癥痕 由于傷口 I型和III型膠原的不平衡而易形成大面積的疤痕，而在對(duì)狗和老鼠進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，將殼聚糖作用于傷口后，不會(huì)產(chǎn)生大的疤痕。殼聚糖在傷口處可以抑制I型膠 原的產(chǎn)生從而減少疤痕。它們還可以在傷口處通過(guò)促進(jìn)肉芽組織及上皮的生成，減少傷 口的收縮，從而起到減小疤痕的作用。殼聚糖可抑制異常成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)增殖，抑制其 合成及分泌膠原，抑制膠原的沉積，進(jìn)而抑制病理性瘢痕的形成，且這種抑制作用具有多方 面、多環(huán)節(jié)的特點(diǎn)。免疫組織化學(xué)的研究表明，用殼聚糖處理的傷口，可以加速III型膠原蛋 白的分泌，從而促進(jìn)了肉芽組織和上皮組織的形成。
[0020] 4、其他作用 現(xiàn)有研究表明，殼聚糖還具有消除炎癥，提高局部免疫力，快速止血、止痛等作用。
[0021] 殼聚糖是一款功能優(yōu)良的材料，在創(chuàng)傷應(yīng)用領(lǐng)域具有卓越的前景。目前，第二代殼 聚糖產(chǎn)品市場(chǎng)上已不為少數(shù)，但是其所含成分殼聚糖大都單一，沒(méi)有充分利用不同分子量 殼聚糖的不同作用：抑菌、抑制細(xì)菌生物膜、促進(jìn)損傷愈合作用以及抑制疤痕形成，這限制 了產(chǎn)品的實(shí)際療效。因此，開(kāi)發(fā)出第三代殼聚糖產(chǎn)品：一種新的復(fù)合殼聚糖材料，同時(shí)含有 多種不同分子量組合的殼聚糖，將獲得性能良好，具有真正意義上的廣譜抑菌、抑制細(xì)菌生 物膜、加快損傷愈合并減少疤痕、消炎、止血、止痛的產(chǎn)品，并探尋其高效制備，將廣泛造福 于患者。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種不同分子量組合的復(fù)合殼聚 糖產(chǎn)品，具有廣譜抑菌、抑制細(xì)菌生物膜、加快損傷愈合并減少疤痕等作用。
[0023] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是： 本發(fā)明的復(fù)合殼聚糖材料包括殼聚糖1、殼聚糖2、殼聚糖3和殼聚糖4 ;以上四種殼聚 糖的質(zhì)量比為〇. 1-3 :0. 1-3 :0. 1-3 :0. 1-3 ;所述的殼聚糖1為分子量2000-4500范圍低分 子量殼聚糖；所述的殼聚糖2為分子量4501-10000范圍低分子量殼聚糖；所述的殼聚糖3 為分子量10001-40000范圍殼聚糖；所述的殼聚糖4為分子量40001以上范圍高分子量殼 聚糖。
[0024] 本發(fā)明的復(fù)合殼聚糖材料還包括基質(zhì)，所述的復(fù)合殼聚糖材料是由以下質(zhì)量百分 比的成分組成： 殼聚糖1 0. 1-3%， 殼聚糖2 0. 1-3%， 殼聚糖3 0. 1-3%， 殼聚糖4 0. 1-3%， 基質(zhì) 余量。
[0025] 本發(fā)明的復(fù)合殼聚糖材料可以制成溶液劑、噴膜、凝膠劑、海綿、無(wú)紡布敷料、粉劑 或栓劑。
[0026] 所述的基質(zhì)為純化水、聚乙烯醇、冰醋酸、三乙醇、甘油、卡波姆或混合脂肪酸甘油 酯中的一種或幾種。
[0027] 所述復(fù)合殼聚糖材料的劑型為溶液劑，其基質(zhì)由純化水、聚乙烯醇、冰醋酸、三乙 醇胺組成。
[0028] 所述復(fù)合殼聚糖材料的劑型為凝膠劑，其基質(zhì)由純化水、甘油、卡波姆、冰醋 酸、三乙醇胺組成。在基質(zhì)成分中甘油的質(zhì)量百分比為5%-30%，卡波姆的質(zhì)量百分比為 0. 5%-2. 0% ;該凝膠劑的制備方法的具體步驟如下： (1) 按照配比稱量原料； (2) 先將純化水加入真空乳化機(jī)中； (3) 加入冰醋酸，甘油后啟動(dòng)攪拌器，使純化水、冰醋酸和甘油混合均勻； (4) 將稱量好的殼聚糖混合均勻后放入真空乳化機(jī)中，繼續(xù)攪拌10-60 min，使殼聚糖 充分溶解； (5) 用三乙醇胺調(diào)節(jié)溶液pH值至6. 5-7. 5 ; (6) 過(guò)濾除去溶液中固體殘留物，加入卡波