[发明专利]含金属晶体的海藻酸单体、其盐单体和凝胶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海藻酸单体结构、海藻酸盐单体结构及其制造方法，且特别是有关一种含金属晶体的海藻酸单体结构、含金属晶体的海藻酸盐单体结构、及含金属晶体的海藻酸盐凝胶结构及其制造方法。

背景技术

海藻酸(alginate)为一种水溶性天然多糖高分子，其主要原料是由海洋中褐藻类所萃取的海藻酸钠。海藻酸的单体结构主要是由古罗糖醛酸(α-L-guluronate，分子式为C₆H₈O₆，代号为：G)与其立体异构物甘露糖醛酸(β-D-mannuronate，分子式为C₆H₈O₆，代号为：M)两种糖醛酸分子以M-M、G-G、或M－G的组合方式经由1,4糖苷键相连形成一种无支链的线性嵌段共聚物，海藻酸的分子量范围约在1万到60万。由于海藻酸为阴离子型高分子，所以海藻酸很容易与带正电荷的金属离子产生交联反应而形成非水溶性的海藻酸盐凝胶，其中特别是带有二价正电荷的阳离子，例如钙离子(Ca²⁺)、钡离子(Ba²⁺)、锌离子(Zn²⁺)等。海藻酸盐凝胶具有热不可逆性，并且可通过改变海藻酸盐凝胶中G/M的含量比值来调整其柔韧度与硬度。由于海藻酸盐凝胶为天然多糖高分子，其经过灭菌或抗菌处理后可广泛地被应用于食品、纺织以及生医等产业。

在纺织以及生医等产业中，应用海藻酸盐凝胶所制成的海藻酸纤维具有良好的生物兼容性以及螯合重金属离子的能力，如海藻酸纤维中更添加各种营养或抗菌成分，则由其所制成的功能性织物更可具有保养、美容或医疗等效能。举例而言，银离子具有很强的抗菌力，含银离子的海藻酸纤维所制成的医疗用敷料，对于伤口除具有良好的抗敏性、防护性，更有助于伤口的复原。目前制造含银离子的海藻酸纤维技术主要有：涂布含银离子化合物于海藻酸纤维上；或在制造海藻酸纤维的过程中添加含银离子化合物等方法。然而，上述各种方法均是通过银离子随机结合于海藻酸纤维表面结构中，且银离子容易因氧化而失去抗菌力。此外，上述方法须在海藻酸纤维中涂布高浓度的银离子方能达到医疗敷料应有的效果，但同时也会有较高生物毒性的副作用及无法使用于人体直接接触的风险。近年来由于纳米科技的发展，结晶性纳米银的生物兼容性和抗菌效果均较银离子适用于医疗用途。因此，如何制造一种含低浓度银晶体即具有高抗菌力、且可稳定释放银晶体及/或银离子的海藻酸高分子，即为发展本发明的主要目的的一。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种含金属晶体的海藻酸单体结构，其包含第一海藻酸单体以及至少一个第一金属晶体。第一海藻酸单体是由第一糖醛酸分子结合第二糖醛酸分子所构成，其中第一糖醛酸分子的分子结构中碳链上第二个碳(C2)形成第一羰基，第一糖醛酸分子的分子结构中碳链上第一个碳(C1)与第二糖醛酸分子的分子结构中碳链上第四个碳(C4)接合形成第一单体间糖苷基。第一金属晶体形成在第一糖醛酸分子与第二糖醛酸分子间。

本发明的再一目的在于，提供了一种含金属晶体的海藻酸盐单体结构，其包含第一型含金属晶体的海藻酸盐单体结构或第二型含金属晶体的海藻酸盐单体结构。其中，第一型含金属晶体的海藻酸盐单体结构是由两个上述含金属晶体的海藻酸单体结构以及第二金属离子所形成。两个含金属晶体的海藻酸单体结构的两个第一海藻酸单体以反序列方式(anti-parallel)经由第二金属离子相互接合形成第一型海藻酸盐单体结构(如图2A～2C)。第二金属离子分别接合于两个个第一单体间糖苷基间且与邻近未形成键结的羟基、羰基和羧基结合。第一金属晶体形成于上述第一海藻酸单体的二个糖醛酸间。第二型含金属晶体的海藻酸盐单体结构是由一个上述含金属晶体的海藻酸单体结构的第一海藻酸单体以反序列方式经由一个第二金属离子与第二海藻酸高分子中一个第二海藻酸单体接合形成第二型海藻酸盐单体结构(如图2D～2E)。上述每一第二海藻酸单体是位于未经修饰的第二海藻酸高分子(其是由多个第二海藻酸单体聚合而成的长链高分子)中，其由第三糖醛酸分子结合第四糖醛酸分子所构成，其中第三糖醛酸分子的分子结构中碳链上第一个碳(C1)与第四糖醛酸分子的分子结构中碳链上第四个碳(C4)接合形成第二单体间糖苷基。相邻的两个第二海藻酸单体间形成第二分子间糖苷基。第二金属离子接合于第一单体间糖苷基和第二单体间糖苷基间且与邻近未形成键结的糖苷基、羟基、羰基和羧基结合。第一金属晶体形成于上述第一海藻酸单体的第一糖醛酸和第二糖醛酸间。