[發明專利]一種接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110050590.9
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112851951B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 牛忠偉;李狀;蔣士冬;朱萌;鞠曉燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08L87/00;A61L15/26;A61L15/46;A61L26/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開了一種接枝ε?聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖及其制備方法和應用。所述接枝ε?聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖的分子結構式為：其中，x、y和n為自然數，0＜x＜10⁴，0≤y＜10⁴，10²＜n≤10⁴；R和R’各自獨立的選自ε?聚賴氨酸殘基或肼基甲酸乙酯殘基；R和R’相同或不同。本發明首次實現了該接枝ε?聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖合成制備，該改性殼聚糖作為一種新型生物醫用抗菌材料，兼具殼聚糖的生物相容性和ε?聚賴氨酸的廣譜優異抗菌性，同時，它還改善了傳統殼聚糖材料的水溶性和ε?聚賴氨酸的溶血性能，因此可用于制備能促進傷口愈合的各種類型抗菌敷料，如液體敷料、水凝膠敷料、水膠體敷料、海綿敷料、膜敷料等。

技術領域

本發明涉及生物醫用抗菌材料領域，具體涉及一種接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖及其制備方法和應用。

背景技術

傷口內外有害菌群的大量繁殖以及創面難以上皮化是影響慢性傷口愈合的兩大關鍵因素。慢性傷口常伴有過量滲出液，由于其中包含大量有利于細菌生長的有機物質，從而導致慢性傷口具有高達60％的細菌生物膜產生率。細菌一旦在傷口底部定植并形成生物膜，就會對抗生素和宿主防御機制產生很強抗性，從而導致傷口持續處于炎癥狀態。傷口長期發炎不僅會損傷傷口殘存的上皮組織，而且會抑制創面正常的上皮化進程，從而加劇慢性傷口愈合的難度。因此，設計并制備能夠高效抗菌且促進創面上皮化的抗菌材料，對慢性傷口的治療尤為重要和緊迫。

殼聚糖作為已知的唯一攜帶正電荷的天然多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性、無毒性和生物粘附性，同時有一定抗菌消炎、促進傷口愈合的作用。但由于它不溶于水而溶于酸溶液，其分子鏈上的氨基也只有在酸性環境下才能質子化并發揮抗菌作用，因此殼聚糖的抗菌性能非常有限，其進一步應用也受到極大限制。ε-聚賴氨酸是通過發酵法制得的一種水溶性抗菌肽，具有優異廣譜的抗菌性能和生物相容性，并獲得美國FDA安全認證。如果能采用“graft to”的方法將ε-聚賴氨酸接枝到殼聚糖分子鏈上，不僅能改善殼聚糖的水溶性，還可以進一步增強殼聚糖的抗菌性能和促進傷口愈合性能，進而在生物醫用方面獲得廣泛應用。現有技術中的殼聚糖接枝ε-聚賴氨酸材料多是通過殼聚糖的氨基與ε-聚賴氨酸的羧基直接反應，這里的殼聚糖需要酸溶，ε-聚賴氨酸的羧基需要用過量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化以提高反應效率，而且由于殼聚糖吡喃環接枝大分子的空間位阻較大，使得整體反應效率不高。

因此，為至少解決上述之一的問題，本發明提供了接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖及其制備方法和應用。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖。該接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖材料具有良好的抗菌性能、生物相容性和水溶性，作為生物醫用抗菌材料具有廣泛的應用前景。

本發明的第二個目的在于提供一種接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖的制備方法。該制備方法以雙醛基殼聚糖的分子鏈為主鏈，首先通過醛基與氨基的席夫堿反應接枝ε-聚賴氨酸后用還原劑還原，再用肼基甲酸乙酯與剩余醛基反應并還原；還原劑還原席夫堿的目的是使分子鏈結構穩定。整個制備過程在常壓條件下進行，無需使用有機溶劑或強酸，生產工藝節能環保，可工業化生產。

本發明的第三個目的在于提供一種接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖的應用。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

第一方面，本發明提供一種接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖，所述接枝ε-聚賴氨酸的雙醛基殼聚糖的分子結構，如式(Ⅰ)所示：