[发明专利]一种低分子量壳聚糖敷料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医用壳聚糖敷料领域，具体涉及一种低分子量壳聚糖敷料的制备方法。

背景技术

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乙酰化产物，在自然界中的储量非常丰富，广泛存在于虾、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氢键作用，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。

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H₂O₂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，但合成过程涉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、γ 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。

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℃，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

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乙酰氨基，制备低分子量壳聚糖，该方法可以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。

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）南极磷虾在4℃解冻后，通过组织捣碎机进行捣碎整只虾，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pH为6.0~7.5，发酵的温度为37~45℃，发酵时间为48~96h，发酵结束后，过滤滤液，收集滤渣，并用蒸馏水多次冲洗滤渣，去除蛋白质、乳酸钙、虾青素等杂质，冲洗至无色后烘干滤渣。乳酸菌在发酵罐中可以产生大量的乳酸，利用发酵过程产生的乳酸和内源性蛋白酶脱除南极磷虾中的矿物质和蛋白质，无需添加盐酸、乙酸、柠檬酸、氢氧化钠等酸碱性物质脱除南极磷虾中的矿物质和蛋白质。

（2）将步骤（1）中得到的滤渣和碱液按W/V=1：5~1：15（质量体积比）混合均匀后，在50~80℃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乙酰基，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乙酰氨基；