CN102964468B - 一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖、其制备方法及其在医用材料、保健食品、化妆品等领域用途。本发明的原花青素改性羧甲基壳聚糖在保持羧甲基壳聚糖特性的同时还具有较好的抗氧化、抑菌和阻隔等性能，具有很好的应用价值。

Description

一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖

技术领域

本发明涉及一种新型的改性羧甲基壳聚糖，具体来说，本发明涉及一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖，本发明还涉及该原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法及用途。

背景技术

羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，是一种两性聚电解质。在医药、保健品、化妆品、保鲜、环保等方面已有多种应用，而其稳定的性质和抑菌性、降脂和防治动脉硬化等药理作用注定了它在人类未来的日常生活中将发挥更大作用。

目前，羧甲基壳聚糖的制备需要在强碱或高温等条件下进行，所以制成的羧甲基壳聚糖通常来说相对分子量不高，动力黏度小，作为医用高分子材料，在体内降解吸收较快，难以满足医疗目的的要求，因此在一定程度上限制了羧甲基壳聚糖的应用。人们尝试通过对其进行改性来拓宽其应有范围。

近年来，有报道将羧甲基壳聚糖与戊二醛交联进行改性，但羧甲基壳聚糖用戊二醛交联后作为医用材料使用，其降解后的安全性很难保证。所以，对羧甲基壳聚糖安全地进行改性，得到所需要的高分子量、高黏度的产品，非常有利于医用生物高分子材料的发展应用，尤其是在医用防粘连产品和伤口敷料方面的应用。

原花青素是是自然界中天然存在的一种多酚类物质，是目前自然界中发现的抗氧化、清除自由基能力最强的物质，可有效清除人体内多余的自由基，具有超强的延缓衰老和增强免疫力的作用。其药理作用有：抗氧化、抗动脉粥样硬化、抗溃疡、预防白内障、抗癌、改善心血管疾病、治疗视网膜病变，提升视力、美容护肤等作用。人们正展开研究以求对其有效利用。

CN1486700A公开了原花青素与壳聚糖的复合物，但是按照CN1486700A描述的方法所得复合物的动力粘度与所用原料壳聚糖的动力粘度相比并无明显改变，不能很好地满足在医用材料领域应用的要求。

针对上述问题，本发明提供了一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖，其黏度高，安全无毒，在具有羧甲基壳聚糖特性的同时还引入了原花青素好的抗氧化性，适合应用于医学、保健品、食品和化妆品等领域。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖，主要是包括原花青素和羧甲基壳聚糖。

在所述原花青素改性的羧甲基壳聚糖中，原花青素和羧甲基壳聚糖以干品质量计，原花青素∶羧甲基壳聚糖=1∶50～1∶1。

原花青素改性的羧甲基壳聚糖的重均分子量可以达到几十万至上百万，例如35万－4,00万。

所述原花青素改性的羧甲基壳聚糖具有高黏度，其1%质量浓度水溶液的动力黏度可以达到100~20,000mPa.s，优选500~10,000，更优选1,000~7,000，特别是1,500~5,000。该产物安全无毒，在具有羧甲基壳聚糖特性的同时还具有原花青素较好的抗氧化性，适合作为医用防粘连剂、伤口敷料等应用于医学领域，并可广泛应用在保健品、食品、化妆品等领域。

本发明的另一个目的在于提供所述原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，主要是原花青素与羧甲基壳聚糖复合对其改性，包括如下步骤：

(1)配制反应溶液：分别配制原花青素水溶液和羧甲基壳聚糖溶液，过滤除去不溶物，其中原花青素溶液的质量浓度为0.1%～5%，优选0.1%～3%，羧甲基壳聚糖溶液的质量浓度为0.5%～10%，优选为1%～4%；

(2)混合：在搅拌下，将步骤(1)的两种溶液充分混合进行反应；以原花青素与羧甲基壳聚糖的干品质量计，其投料比为原花青素：羧甲基壳聚糖=1∶50～1∶1；

(3)沉淀：在搅拌下向反应液中加入沉淀剂醇或酮进行沉淀，静置，沉淀完全后，离心或过滤分离，得粗品固形物；

(4)纯化：将步骤(3)所得的固形物用不同比例的醇-水或酮-水洗涤，例如洗涤3次，再用无水醇或酮洗涤，例如洗涤3次；

(5)干燥：将步骤(4)所得产物干燥，得产物原花青素改性的羧甲基壳聚糖。

其中，在步骤(1)中，配制溶液所用的溶剂例如为纯化水或注射用水。

在所述步骤(2)中，混合温度为20℃～60℃，反应时间为10分钟～5小时。

在所述步骤(3)中，醇或酮与反应液的比例为2∶1～5∶1。

在步骤(4)中，所述不同比例的醇水或酮水混合液例如为75%的醇水或酮水混合液。

所述醇为C1～C6醇，例如乙醇、丙醇、丁醇，优选乙醇；所述酮为C3～C6酮，优选丙酮。

所使用的原花青素的聚合度为1～10，优选1-6。

所使用的羧甲基壳聚糖的重均分子量在1万以上，例如1万-50万，优选5万～30万，其脱乙酰度为30%以上，其取代度为0.4以上。

根据所用羧甲基壳聚糖的初始分子量不同和原花青素用量不同，最终所得原花青素改性的羧甲基壳聚糖的分子量不同，动力黏度也会有很大差别。一般情况下，原花青素改性的羧甲基壳聚糖的重均分子量可以达到几十万至上百万，例如35万－4,00万，1%质量浓度水溶液的动力黏度可以达到100~20,000mPa.s，优选500~10,000，更优选1,000~7,000，特别是1,500~5,000。

所用的干燥方法可以为本领域常用的方法，例如鼓风干燥、真空干燥、冷冻干燥或晾干。

所述鼓风干燥或真空干燥温度为10℃～50℃，干燥时间为8～48小时。

本发明的又一目的在于根据本发明的原花青素改性羧甲基壳聚糖在医用防粘连材料、伤口敷料、保健品、食品、化妆品等领域的用途，所述医用防粘连材料例如防粘连剂，所述防粘连材料和伤口敷料例如可以是凝胶、冲洗液、膜片等剂型。

根据本发明用原花青素改性后的羧甲基壳聚糖在使用时其降解产物不仅安全无毒，还具有多种有益功效：（1）分子量增大，动力黏度大，适度地延长了降解时间，防粘连性能增强；（2）用于外伤时，可清除自由基，抑制氧化损伤引起的炎症，防止伤口红肿、减少渗出，促进伤口愈合。

原花青素改性的羧甲基壳聚糖在具有羧甲基壳聚糖特性的同时还具有原花青素较好的抗氧化性，所以特别适合用于制备凝胶、冲洗液、膜片等剂型，作为医用防粘连材料、伤口敷料应用于医学领域。

本发明中所使用的原花青素可以购买获得，例如购自西安楚康生物科技有限公司，其原花青素含量≥95%，所使用的羧甲基壳聚糖可以通过常规制备方法获得或购买获得，例如一种具体制备方法可参见本申请人另一专利申请(专利申请号201210205739.7)中所述。

本发明的有益效果在于：本发明的原花青素改性羧甲基壳聚糖既具有羧甲基壳聚糖的特性也具有原花青素的特性，具体表现为：黏度高、可降解，有抑菌性、成膜性、润滑作用、防粘连、抗氧化、清除自由基，可用于医用材料特别是用于医用防粘连材料和伤口敷料、保健品、食品、化妆品等领域。本发明的方法简单，易于操作，生产周期短，具有较大的应用价值。

附图说明

图1是原花青素复合羧甲基壳聚糖组HE染色病理图片。

图2是羧甲基壳聚糖组HE染色病理图片。

图3是原花青素复合羧甲基壳聚糖组Masson染色图。

图4是羧甲基壳聚糖组Masson染色图。

具体实施方式：

下面结合实施例进一步详细说明本发明。

实施例1：

取原花青素0.5g（聚合度为3）加入100g纯化水中溶解，过滤；取20g羧甲基壳聚糖（重均分子量为15万），加入1000g纯化水中溶解，过滤；在搅拌状态下将原花青素溶液缓慢加入羧甲基壳聚糖溶液中，充分搅拌均匀，于40℃反应2.5小时。然后，在搅拌状态下加入3000mL的无水乙醇，产生沉淀。过滤，将沉淀用75%乙醇洗涤3次，再用无水乙醇洗涤3次，于40℃下真空干燥24小时，得17.7g的原花青素改性羧甲基壳聚糖，收率约86%。按中国药典2010年版二部附录第二法，用转子型旋转黏度计测定，1%质量浓度水溶液动力黏度1,885mPa.s。

实施例2：

取原花青素1g（聚合度为3）加入100g纯化水中溶解，过滤；取20g羧甲基壳聚糖（重均分子量为15万），加入1000g纯化水中溶解，过滤；在搅拌状态下将原花青素溶液缓慢加入到羧甲基壳聚糖溶液中，充分搅拌均匀，在50℃下反应2.5小时。然后，在搅拌状态下加入3300mL的95%乙醇，产生沉淀。过滤，将沉淀用75%乙醇洗涤3次，再用无水乙醇洗涤3次，在40℃下真空干燥24小时，得到18.2g原花青素改性羧甲基壳聚糖，收率约87%。按中国药典2010年版二部附录第二法，用转子型旋转黏度计测定，1%质量浓度水溶液动力黏度3,260mPa.s。

实施例3：

取原花青素1g（聚合度为3）加入100g纯化水中溶解，制成质量浓度为1%的水溶液，过滤；取20g羧甲基壳聚糖（重均分子量为15万），加入1000g纯化水中溶解，过滤；在搅拌状态下将原花青素溶液缓慢加入到羧甲基壳聚糖溶液中，充分搅拌均匀，在50℃下反应1小时。然后，在搅拌状态下加入3300mL的95%乙醇，产生沉淀。过滤，将沉淀用75%乙醇洗涤3次，再用无水乙醇洗涤3次，在40℃下真空干燥24小时，得到17.8g原花青素改性羧甲基壳聚糖，收率约85%。按中国药典2010年版二部附录第二法，用转子型旋转黏度计进行测定，其1%质量浓度水溶液动力黏度为2,590mPa.s。

表1改性前后动力黏度测定结果

表1可以看出，原花青素改性的羧甲基壳聚糖与反应物羧甲基壳聚糖相比,其相同质量浓度水溶液的动力黏度相差巨大，本发明的产物可以更好地满足在医用材料领域例如在医用防粘连剂和伤口敷料中的应用要求。

实施例4：原花青素改性羧甲基壳聚糖凝胶对大鼠切口愈合的影响

A：用本发明的原花青素改性羧甲基壳聚糖配制凝胶：

取实施例1的本发明的原花青素改性羧甲基壳聚糖2g，加入100ml注射用水中，配制成凝胶；另外，取羧甲基壳聚糖2g，加入100ml注射用水中，配置成对比用羧甲基壳聚糖凝胶。

B：动物分组实验

取20只Wistar大鼠，随机分为1周、2周组，每组10只。每只大鼠背部两侧做3个约长10mm、深5mm的切口，分别做生理盐水组、羧甲基壳聚糖组、本发明的原花青素改性羧甲基壳聚糖组的伤口愈合实验。术后每天观察伤口情况，并分别于1周、2周时处死动物，取材，分别进行HE染色、Masson染色（见附图1－4）。

结果：生理盐水组：在术后1天时动物伤口均有红肿、5只有渗出液、3只有血迹，至7天时伤口尚未全部愈合；

羧甲基壳聚糖组：在术后1天时，观察到有3只动物伤口红肿，有2只有少量渗出液，但均比生理盐水组的轻；5天时伤口逐渐愈合，至7天时，伤口全部愈合；

根据本发明的原花青素改性的羧甲基壳聚糖组：在术后1天时，均未发现伤口红肿，无渗出液，至7天时，伤口全部愈合，表面光滑平整。

术后7天时的病理检查结果：在本发明的原花青素改性的羧甲基壳聚糖组中，炎症细胞明显较羧甲基壳聚糖组少，胶原排列、胶原间隙、组织愈合程度改性组均好于羧甲基壳聚糖组；另外，羧甲基壳聚糖组有红细胞浸润，而本发明的原花青素改性的羧甲基壳聚糖组未见红细胞浸润（见图1-4）。

如上具体实施例仅用于示例性而非限制性说明本发明。在本发明精神基础上做作的任何改变和变化，均落入本发明的范围。

Claims (21)

1.一种原花青素改性的羧甲基壳聚糖，主要包含原花青素和羧甲基壳聚糖；所述原花青素改性的羧甲基壳聚糖重均分子量为35万～4,000万；其1％水溶液动力黏度为100～20,000mPa.s，是通过以下制备步骤制得：

(1)配制反应溶液：分别配制原花青素水溶液和羧甲基壳聚糖溶液，过滤除去不溶物，其中所配制的原花青素溶液的浓度为0.1％～5％，所配制的羧甲基壳聚糖溶液的浓度为0.5％～10％；

(2)混合：在搅拌下，将步骤(1)的两种溶液在20℃～60℃下充分混合，反应进行10分钟～5小时，其中两种溶液的投料比以原花青素与羧甲基壳聚糖的干品质量计，为原花青素：羧甲基壳聚糖＝1∶50～1∶1；

(3)沉淀：在搅拌下向反应液中加入沉淀剂醇或酮进行沉淀，静置，沉淀完全后，离心或过滤分离，得粗品固形物；其中，所述醇或酮与反应液的比例为2∶1～5∶1；

(4)纯化：将步骤(3)所得的固形物用不同比例的醇-水或酮-水混合液洗涤，再用无水醇或酮脱水；

(5)干燥：将步骤(4)所得产物干燥，得产物原花青素改性的羧甲基壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖，其中：以干品质量计，原花青素：羧甲基壳聚糖＝1∶50～1∶1。

3.根据权利要求1或2所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖，其1％水溶液动力黏度为500～10,000mPa.s。

4.根据权利要求3所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖，其1％水溶液动力黏度为1,000～7,000mPa.s。

5.根据权利要求4所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖，其1％水溶液动力黏度为1,500～5,000mPa.s。

6.权利要求1-5中任一项所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：

(1)配制反应溶液：分别配制原花青素水溶液和羧甲基壳聚糖溶液，过滤除去不溶物，其中所配制的原花青素溶液的浓度为0.1％～5％，所配制的羧甲基壳聚糖溶液的浓度为0.5％～10％；

(2)混合：在搅拌下，将步骤(1)的两种溶液在20℃～60℃下充分混合，反应进行10分钟～5小时，其中两种溶液的投料比以原花青素与羧甲基壳聚糖的干品质量计，为原花青素：羧甲基壳聚糖＝1∶50～1∶1；

(3)沉淀：在搅拌下向反应液中加入沉淀剂醇或酮进行沉淀，静置，沉淀完全后，离心或过滤分离，得粗品固形物；其中，所述醇或酮与反应液的比例为2∶1～5∶1；

(4)纯化：将步骤(3)所得的固形物用不同比例的醇-水或酮-水混合液洗涤，再用无水醇或酮脱水；

(5)干燥：将步骤(4)所得产物干燥，得产物原花青素改性的羧甲基壳聚糖。

7.根据权利要求6所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所使用的原花青素的聚合度为1～10。

8.根据权利要求7所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所使用的原花青素的聚合度为1～6。

9.根据权利要求6所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所使用的羧甲基壳聚糖的重均分子量为1万～50万。

10.根据权利要求9所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所使用的羧甲基壳聚糖的重均分子量为5万～30万。

11.根据权利要求6所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所配制的原花青素溶液的浓度为0.1％～3％；所配制的羧甲基壳聚糖溶液的浓度为1％～4％。

12.根据权利要求6所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：配制溶液所用的溶剂为纯化水或注射用水。

13.根据权利要求6所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所述醇为C1～C6醇；所述酮为C3～C6酮。

14.根据权利要求13所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所述醇为乙醇、丙醇、丁醇；所述酮为丙酮。

15.根据权利要求14所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法，其中：所述醇为乙醇。

16.权利要求1－5中任一项所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖在制备医用材料、保健品、食品、化妆品领域制品方面的应用。

17.根据权利要求16所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖在制备医用材料、保健品、食品、化妆品领域制品方面的应用，所述医用材料为防粘连材料。

18.根据权利要求17所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖在制备医用材料、保健品、食品、化妆品领域制品方面的应用，所述防粘连材料为防粘连剂、伤口敷料。

19.权利要求6－15中任一项原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法制备的原花青素改性的羧甲基壳聚糖在制备医用材料方面的应用。

20.根据权利要求19所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法制备的原花青素改性的羧甲基壳聚糖在制备医用材料方面的应用，所述医用材料为防粘连材料和伤口敷料。

21.根据权利要求20所述的原花青素改性的羧甲基壳聚糖的制备方法制备的原花青素改性的羧甲基壳聚糖在制备医用材料方面的应用，所述防粘连材料和伤口敷料的剂型为凝胶、冲洗液或膜片。