透明质酸：刚性双螺旋柱型，具有促进血管生成和提高细胞免疫作用的成果

8.2.3　透明质酸

透明质酸（hyaluronic acid，HA）广泛存在于动物的各种组织中，已从结缔组织、脐带、皮肤、人血清、鸡冠、关节滑液、脑、软骨、眼玻璃体、人尿、鸡胚、兔卵细胞、动脉和静脉壁中分离得到。在哺乳动物体内，以玻璃体、脐带和关节滑液中含量最高，鸡冠的含量与滑液相似。近代临床及药理研究表明透明质酸能够调节蛋白质、水、电解质在皮肤中的扩散和转运，并有促进伤口愈合等特殊的保水作用，因而被称为理想的“天然保湿因子”（naturalmoiturizing factor，NM F）。

1.结构

透明质酸是大分子黏多糖，分子结构组成非常规则，是由（1→3）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖-（1→4）-O-β-D-葡萄糖醛酸双糖重复单位组成的直链多糖，分子式为（C₁₄ H₂₂ NaO₁₁）_n，相对分子质量范围为2×10⁵～7×10¹⁶之间，其相对分子质量跨度大，分子链的长度及相对分子质量是不均一的，兼具高相对分子质量和大分子体积的特性。由于直链透明质酸分子之间存在氢键作用，因此在空间上呈现刚性的双螺旋柱型。

HA的亲水性强，理论保水量可达500m l/g以上，即可吸收超过自身重量500倍的水分，因此透明质酸是一种优良的保湿剂和透皮吸收促进剂，广泛应用于皮肤外用制剂、缓释制剂和靶向制剂以及眼科手术的辅助药物中。此外，研究还发现透明质酸还具有促进血管生成和提高细胞免疫的作用。

2.理化性质

（1）HA呈白色，为无定形固体，无臭无味，不溶于有机溶剂。

（2）具有较强的黏度和保水作用：主要由于HA具有线性分子链结构的原因。

（3）具有强吸湿性：2%的纯HA溶液能将剩余98%的水紧紧吸住，使得其能够像胶状物一样被提起。实际上它还是溶液，可以被继续稀释。

（4）HA溶液具有独特的黏弹性：溶液的黏弹性随HA相对分子质量和浓度的增加而增加。剪切力对其黏度值影响很大，溶液受高剪切力作用时，黏度可在1/1000以下。

3.透明质酸的提取工艺

根据生产透明质酸的原料、生产方式不同分为动物组织提取法、酶聚人工合成法、微生物发酵法三种。

（1）动物组织提取法

【工艺原理】

透明质酸主要存在于动物组织中，因此工业生产通常以鸡冠、脐带和猪皮等动物组织为原料提取HA。

【操作流程及工艺条件】

1）干燥及粉碎：动物组织原料在105℃烘箱中干燥，并粉碎过20目筛。

2）水提取：10倍量水溶液浸泡12小时，重复提取2次，过滤，合并滤液。

3）Sevage法除蛋白质：利用Sevage试剂去除蛋白质，离心，过滤，得到滤液。(www.xing528.com)

4）醇沉：向滤液中加入等体积的乙醇，搅拌后析出沉淀，静置过夜，过滤，滤液依次用乙醇、乙醚洗涤，得到沉淀，50℃减压干燥得到透明质酸。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

1）这种提取方法的特点是工艺流程简单，适用于原料来源分散的小规模生产。

2）透明质酸不仅含量低，而且常与硫酸软骨素等黏多糖共存于生物组织中，致使其收率低，提取分离难度增加，生产成本过高，产品质量不稳定。

（2）微生物发酵法

【工艺原理】

利用细菌发酵法可以制备HA。发酵液中HA的分离纯化采用有机溶剂沉淀法-乙醇沉淀法。

【操作流程及工艺条件】

1）在实际生产中需要对HA产生的原始菌（野生型的链球菌）进行一定的诱变处理，从而得到适应性更强、生命力旺盛、HA产率高且不具有溶血性的安全菌株。

2）利用马铃薯淀粉作为培养基，进行大量发酵培养，得到富含透明质酸的发酵液。

3）发酵液中加入3倍量的乙醇进行搅拌、醇沉，静置过夜；收集沉淀，依次采用乙醇、乙醚进行洗涤。

4）洗涤后的样品进行50℃减压干燥得到透明质酸样品。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

1）发酵法生产HA的质量主要取决于菌种、培养基和分离提纯工艺。

2）发酵液中HA的分离纯化方法主要有有机溶剂沉淀法、离子交换法、季铵盐沉淀法等，最常用的仍是乙醇沉淀法。

3）沉淀HA的有机溶剂有乙醇、丙酮等。有机溶剂的作用是通过降低水溶液的介电常数从而增加溶质分子异性电荷库仑力的引力达到沉淀的目的。乙醇沉淀法是制备HA最常用的一种方法，多采用3倍于液体体积的乙醇量进行沉淀。