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透明质酸(hyaluronic acid,HA)是由N-乙酰氨基葡糖和D-葡糖醛酸双糖重复单位通过β-(1→4)糖苷键和β-(1→3)糖苷键构成的无分支高分子糖胺聚糖,其重均分子量(?)w一般为10万~1000万Da,分子中两种单糖的摩尔比为1:1。HA常用的制备方法有动物组织提取法和细菌发酵法。目前,人们对HA的结构、性质和生理功能都进行了较为充分的研究,其在临床上的应用也日益广泛。研究发现,HA的部分生物活性与其Mr的大小有密切关系,高Mr HA与低Mr HA(low molecular weight hyaluronic acid,LMWHA)具有不同的生物活性,甚至具有相反的生物活性。LMWHA逐渐成为国内外研究的热点。本课题重点研究了LMWHA的微波降解制备工艺、理化性质、结构分析及其促血管生成活性。1 MW-HA的制备工艺研究本文研究了用微波降解制备LMWHA的方法,对方法中主要的降解条件进行了优选,确定了微波降解的最佳条件为105℃、pH3。2 MW-HA的性质与结构研究运用紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、13C-NMR核磁共振波谱分别对微波降解HA(MW-HA)、酸降解HA(CH-HA)和酶降解HA(ED-HA)主要结构与未降解的HA进行了比较。3种不同降解方法得到的LMWHA与HA相比,其谱图基本一致,说明经降解后的HA样品结构只是由长链变为短链,而两种单糖的组成和结构均未发生较大变化。3 MW-HA的促血管生成活性研究探讨了MW-HA对人脐静脉血管内皮细胞(ECV304)增殖的影响及其促血管生成作用。采用噻唑蓝(MTT)法观察MW-HA对ECV304的增殖作用;并研究了MW-HA在鸡胚绒毛尿囊膜模型(CAM)中的促血管生成作用。证明了MW-HA在150~600μg/mL的浓度范围内可以促进EVC304的增殖。促血管生成实验研究结果表明,样品组和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)组与蒸馏水空白对照组相比,血管生成数明显增加(P<0.05),随着LMWHA浓度升高,主血管变得粗壮,血管分支增多,血管密度明显增大,提示LMWHA有促进CAM血管生成作用且呈剂量依赖性。ED-HA、MW-HA均具有促进CAM血管生成活性,两者没有明显差异,但从新生血管数目上看,ED-HA的作用较强。MW-HA与CH-HA从新生血管数目上看,微波降解制备的LMWHA的作用较强。4本课题的主要成果:(1)对微波降解制备LMWHA的方法进行了研究,并进行了降解条件优化,获得了制备MW-HA的最佳反应条件为105℃、pH3;(2)制备了分子量在10 kDa以下的MW-HA,部分理化指标结果表明与降解前基本无差异;设计了一套微波降解的工艺,实验证明用微波降解制备10 kDa以上的产品,具有快速、结构破坏小等优点。(3)对MW-HA的紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、13C-NMR核磁共振波谱进行了分析,比较了HA降解前后结构变化情况;并比较了相同分子量MW-HA、ED-HA、CH-HA及未降解HA的谱图,证实微波降解在降解4h,分子量小于8 kDa时基本无结构破坏,因微波本身加热均匀、快速等优点,微波不失为一种制备LMWHA的好方法。(4)采用CAM血管生成模型对MW-HA、ED-HA、CH-HA的促血管生成活性进行了研究,结果表明MW-HA、ED-HA、CH-HA均有促血管生成活性且呈剂量依赖性,三者的活性没有统计学意义上的差异。