一种改性壳聚糖及其制备方法和应用

本发明属于壳聚糖改性，具体涉及一种改性壳聚糖及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在人们的日常工作和运动中，偶有因为擦伤或者组织破损而引发出血的现象，出血严重的甚至可能会导致死亡。出血的伤口容易滋生细菌从而增加伤口恢复的难度，因此采用具有抗菌效果的止血材料在现场救治的过程中具有重要的意义。临床上使用的止血材料主要分为可吸收止血材料和不可吸收止血材料两种。不可吸收材料长期置于体内，机体会对外来物产生应激反应，在止血结束后需要取出。可吸收材料包括各种动植物多糖和生物衍生物，如胶原蛋白、纤维素、明胶、凝血酶、纤维蛋白、纤维蛋白原、壳聚糖、淀粉和海藻酸盐等。胶原是一种异物，可使机体产生过敏反应，皮肤过敏等副作用提高了伤口感染的机率。氧化纤维素的氧化过程较为复杂，会产生较高的酸性环境，致使组织产生炎性反应，延长伤口愈合的时间以及损伤周围神经，造成神经纤维化。明胶制品对于有凝血障碍的患者不宜使用，其止血过程中体积会快速膨胀压迫创面的组织和神经，造成损伤。凝血酶对于出血创面的粘附作用不足，在应对动脉出血或大创面出血的过程中容易被冲掉，限制了凝血酶的使用。

2、壳聚糖是一种天然动物多糖，可以通过几丁质经过脱乙酰作用大量获得，壳聚糖本身无毒，且具有生物相容性好、无免疫原性、可降解的优良特性，通过作用于红细胞，可以使其发生聚集而使血液凝固，因此，壳聚糖在止血海绵中也有着广泛的应用；但壳聚糖的水溶性较差，相关材料制作过程较为繁琐。壳聚糖不易溶于水，制备中性的止血海绵过程较为困难，且壳聚糖海绵力学强度不足，止血速率过慢。因此，在制备壳聚糖止血海绵的过程中，经常通过添加交联剂来增强其力学强度，通过改性来增加其溶解度，或加入有机、无机材料来改善止血海绵的止血效果。现有的壳聚糖止血海绵存在抑菌效果差的缺陷，现有技术公开了一种止血海绵，参考xiaohui wei,sheng ding,polysaccharides-modified chitosanas improved and rapid hemostasis foam sponges[j]carbohydrate polymers 2021(264)118028.该论文采用希夫法制备了由多糖改性壳聚糖海绵和氧化纤维素组成的止血海绵。但是其制备的壳聚糖止血海绵的抑菌效果太差，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率太低，抑菌率只有15％，大肠杆菌的抑菌率仅为20％。

技术实现思路

1、本发明公开了一种改性壳聚糖及其制备方法和应用，解决了现有技术制备的壳聚糖止血海绵的抑菌效果太差，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率太低，金黄色葡萄球菌的抑菌率只有15％，大肠杆菌的抑菌率仅为20％的问题。

2、一种改性壳聚糖，其结构式如下：

3、

4、本发明的第二个目的在于保护所述一种改性壳聚糖的制备方法，具体包括以下步骤：

5、制备凝胶：将壳聚糖、水和琥珀酸制备成凝胶；其中，所述壳聚糖、水、琥珀酸按比例为3g:50ml:6g～15g；

6、制备改性壳聚糖：将所述凝胶在-30℃～0℃下反应8h～24h，得到所述改性壳聚糖。

7、使用琥珀酸对壳聚糖进行改性，琥珀酸增加了壳聚糖的溶解性，提高了反应速率。改性后的壳聚糖带有羧基，弱酸性环境可以抑制细菌生长。

8、优选的，所述将所述凝胶在-10℃下反应16h，得所述改性壳聚糖。

9、优选的，所述凝胶的制备方法为：将壳聚糖与水混合后，加入琥珀酸混合均匀制成凝胶。

10、本发明的第三个目的在于保护所述的改性壳聚糖在制备护创海绵中的应用。

11、优选的，所述护创海绵的制备方法为：

12、先调节所述凝胶ph值至6.5～7.5，然后在-30℃～0℃下冷冻8h～24h，再经过-20℃～0℃冷冻干燥8h～24h后，得到所述护创海绵。

13、-20℃～0℃的冷冻干燥是为了进一步减少水分、形成孔径。

14、优选的，所述护创海绵中还包括断血流多糖。

15、优选的，所述护创海绵的制备方法为：先调节所述凝胶ph值至6.5～7.5，加入断血流多糖，混合均匀后在-30℃～0℃下冷冻8h～24h，再经过冷冻干燥8h～24h后，得到所述护创海绵。

16、优选的，所述壳聚糖、水、琥珀酸与断血流多糖按比例为3g:50ml:6g～15g:6g～15g。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明将琥珀酸用于壳聚糖的改性，提高壳聚糖的抑菌能力。制得的护创海绵对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到25％，对大肠杆菌的抑菌率达到35％；而普通护创海绵对金黄色葡萄球菌的抑菌率仅为15％，对大肠杆菌的抑菌率仅为20％。

19、2、现有技术在制备改性壳聚糖时一般会添加1％的醋酸，从而增加壳聚糖的溶解性，本发明提供的改性壳聚糖的制备方法，可以避免在制备的过程中加酸步骤。加酸虽然对抑菌效果没有负面影响，但省去加酸步骤，可以简化操作，节省操作时间和成本。

20、3、本发明将断血流多糖加入护创海绵，加强凝血效果，使护创海绵具有抗菌止血的功效。

1.一种改性壳聚糖，其特征在于，其结构式如下：

2.根据权利要求1所述一种改性壳聚糖的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述一种改性壳聚糖的制备方法，其特征在于，将所述凝胶在-10℃下反应16h，得所述改性壳聚糖。

4.根据权利要求3所述一种改性壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述凝胶的制备方法为：将壳聚糖与水混合后，加入琥珀酸混合均匀制成凝胶。

5.一种权利要求2所述制备方法制得的改性壳聚糖在制备护创海绵中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述护创海绵的制备方法为：

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述护创海绵中还包括断血流多糖。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述护创海绵的制备方法为：先调节所述凝胶ph值至6.5～7.5，加入断血流多糖，混合均匀后在-30℃～0℃下冷冻8h～24h，再经过冷冻干燥8h～24h后，得到所述护创海绵。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述壳聚糖、水、琥珀酸与断血流多糖按比例为3g:50ml:6g～15g:6g～15g。