專利名稱：一種透明質酸－羧甲基纖維素復合改性的方法
技術領域：
一種透明質酸-羧甲基纖維素復合改性的方法，本發(fā)明涉及一種新的透明質酸復合改性的方法，特別是涉及一種非水溶性的透明質酸與羧甲基纖維素的交聯(lián)復合物，所述復合物是透明質酸與羧甲基纖維素用二胺或多胺高聚物或低聚物作交聯(lián)劑通過酰胺化交聯(lián)反應而得到的產物，屬于生物化學技術領域。
背景技術：
透明質酸(hyaluronic acid，HA)又名透明酸或玻璃酸，是由葡萄糖醛酸(GlcA)和N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)以β-1，3和β-1，4糖苷鍵連接成的二糖單元重復構建而成的直鏈線型陰離子粘多糖，其分子量數(shù)量級為104-107。透明質酸廣泛存在于生物體軟結蒂組織細胞外基質(ECM)、生物體滑液和臍帶中，具有很好的保水作用和潤滑作用，可調節(jié)膠原的合成，抑制創(chuàng)面收縮，減少疤痕生成，并在臨床應用中得到證實。另外，HA作為聚合陰離子電解質，分子上所帶的大量負電荷可調節(jié)周圍正負離子濃度，抑制酶的活性。具有不同分子量的透明質酸鈉的組合物(以不同粘度的溶液、不同粘彈性的凝膠、海綿狀物、薄膜或隔膜的形式)應用于人的內科治療和外科手術中，例如它作為滑液的代替品，人造淚液、載體組織的再構劑(如作為細胞外的基質供成骨細胞移生和隨即的鈣化后骨區(qū)的形成)，在灼傷處理或態(tài)形外科用作人造皮膚的材料；有生理相容性的血管修復的涂覆劑，在控制釋放配方中作為藥物的緩釋載體等。
然而盡管HA以其良好的生物相容性和生物降解性用途廣泛，特別是在生物材料領域具有廣泛的開發(fā)前景，但另一方面，純HA易溶于水、吸收迅速和在組織中停留時間短等物理和生物特性，也限制了它用于制備對硬度、機械強度和穩(wěn)定性有一定要求的生物材料，需要進行化學修飾，以制成更穩(wěn)定的固態(tài)材料。此外，只有對HA進行謹慎的化學修飾，才能保持其高分子量的純HA的惰性和非炎性反應，才能揚長避短，使HA生物材料更廣泛應用。HA具有羥基、羧基和乙酰氨基等官能團，可通過交聯(lián)、酯化、接枝、分子修飾和復合等方法進行改性。
一些文獻曾經報道過各種各樣采用雙官能團化合物如二乙烯基砜、二環(huán)氧化物、二鹵化物、甲醛等合成許多交聯(lián)的、非水溶性的透明質酸衍生物的例子。
HA的衍生物已經開發(fā)出很多用途，如防止外科手術后的組織粘連、面部皺紋的矯正、皮膚增長、組織工程及骨關節(jié)炎的粘性添加劑等方面。作為透明質酸的改性方法之一，復合改性可以賦予透明質酸多重生物活性和理化性質，是透明質酸改性的方向之一。從目前研究的情況來看，透明質酸與膠原蛋白、聚乳酸或殼聚糖的復合研究的較多，而透明質酸與羧甲基纖維素復合還沒有見報道，將透明質酸與羧甲基纖維素進行復合改性具有雙重效果羧甲基纖維素賦予透明質酸良好的機械性，而透明質酸則可賦予羧甲基纖維素以良好的生物相容性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種非水溶性的、透明質酸與羧甲基纖維素復合改性的方法，由分子結構中具有兩個或兩個以上氨基的高聚物或低聚物把透明質酸與羧甲基纖維素通過酰胺化反應進行復合改性。
本發(fā)明的另一個目的是提供用上述方法制備的非水溶性的、透明質酸與羧甲基纖維素交聯(lián)復合物。
本發(fā)明的技術方案在羧基活化劑和活性助劑存在下將透明質酸、羧甲基纖維素與交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應，其工藝為將透明質酸、羧甲基纖維素先后溶解在蒸餾水中，配成1-4mg/ml的透明質酸溶液和4-50mg/ml的羧甲基纖維素溶液，加入交聯(lián)劑，使羧甲基纖維素的羧基∶交聯(lián)劑的摩爾配比為1∶0.1-1∶10，用稀鹽酸調pH至4-6，然后加入羧基活化劑和活性助劑，羧基活化劑的添加量為1-5mg/ml，活性助劑的添加量為1-5mg/ml，在10-40℃溫度下交聯(lián)反應2-20h，反應過程中調節(jié)并保持pH4-6，反應完畢，將反應液透析24h，透析完畢，加入無水乙醇沉淀，冷凍干燥，得到透明質酸與羧甲基纖維素復合改性產品。
所述交聯(lián)劑為分子結構中具有兩個或兩個以上氨基的高聚物或低聚物。
所述羧基活化劑為水溶性碳化二亞胺類化合物。
所述活性助劑為丁二酰亞胺類、苯并三嗪類或苯并三唑類化合物。
根據本發(fā)明，分子結構中具有兩個或兩個以上氨基的高聚物或低聚物的例子可選自1，6-己二胺、己二酸二酰肼、具有兩個或兩個以上可反應和可接受質子的氨基的氨基酸或多肽等。
加入酰胺化反應中用于活化羧基的羧基活性劑的例子有水溶性碳化二亞胺類化合物。優(yōu)選的碳化二亞胺選自易溶于水的化合物，如EDC[1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽]、與EDC具有相似結構的1-丙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亞胺或CMC(1-環(huán)己基-3-(2-嗎啉代乙基)碳化二亞胺)。
更優(yōu)選地，上述酰胺化反應可選擇性地加入活性助劑?？扇苡谒?、能形成活性酯的材料均可作為上述酰胺化反應的活性助劑。活性助劑的例子可選自NHS(N-羥基丁二酰亞胺)、HOBt(1-羥基苯并三唑)、HOOBt(3，4-二氫-3-羥基-4-氧代-1，2，3-苯并三嗪)、HOAt(1-羥基-7-氮雜苯并三唑)及Sulfo-NHS(N-羥基磺基丁二酰亞胺)。
與不使用助劑相比，使用助劑如NHS，可以減少副產物如O-酰脲和N-酰脲的生成，在這兩種情況下所得到的透明質酸-羧甲基纖維素復合改性物的材料特性并無顯著性差異。
本發(fā)明的有益效果制得的透明質酸-羧甲基纖維素復合改性物在醫(yī)藥、外科手術、化妝品方面的用途非常廣泛，可用作軟骨組織的填充劑、面部皺紋的矯正材料和整形美容的填充材料、還可以用作藥物緩釋載體。
根據本發(fā)明制得的非水溶性的、透明質酸-羧甲基纖維素復合改性物具有如下特征該復合物不僅具有較高的熱穩(wěn)定性，具有生物學上可接受材料的特性，即具有生物相容性，更是一類克服了現(xiàn)有的透明質酸衍生物易于降解和易于在酸性等苛刻條件下溶解等缺點的新型生物材料。
本發(fā)明方法具有反應容易、分離純化工序簡單和不需要使用有毒的有機溶劑的特征。
具體實施方案實施例1用己二酸二酰肼交聯(lián)的透明質酸與羧甲基纖維素復合物的制備分別稱取透明質酸0.1g和羧甲基纖維素0.4g(0.00166mol羧基)溶解在100ml的蒸餾水中，溶解完畢后，加入2.884g(0.0166mol)己二酸二酰肼(ADH)，充分溶解后，用0.1mol/L的鹽酸調節(jié)pH至4.0-5.0，然后加入0.5g碳二亞胺(EDC)和0.5gNHS，40℃下反應2個小時，在反應過程中調節(jié)pH值在4.0-5.0之間。反應完畢后，將反應液進行透析24小時，透析完畢，加入無水乙醇沉淀，冷凍干燥，得到膜狀的透明質酸與羧甲基纖維素復合物。
實施例2用1，6-己二胺交聯(lián)的透明質酸與羧甲基纖維素復合物的制備分別稱0.2g的透明質酸和3g羧甲基纖維素(0.0124mol羧基)溶解在100ml的蒸餾水中，溶解完畢后，加入1.438g1，6-己二胺(0.0124mol)，充分溶解后，用0.1mol/L的鹽酸調節(jié)pH至5.0-5.5，然后加入0.1g 1-環(huán)己基-3-(2-嗎啉代乙基)碳化二亞胺和0.1g HOOBt，30℃下反應7個小時，在反應過程中調節(jié)pH值在5.0-5.5之間。反應完畢后，將反應液進行透析24小時，透析完畢，加入無水乙醇沉淀，冷凍干燥，得到膜狀的透明質酸與羧甲基纖維素復合物。
實施例3用精氨酸交聯(lián)的透明質酸與羧甲基纖維素復合物的制備分別稱0.4g透明質酸和5g羧甲基纖維素(0.021mol羧基)溶解在100ml的蒸餾水中，溶解完畢后，加入0.365g精氨酸(0.0021mol)，充分溶解后，用0.1mol/L的鹽酸調節(jié)pH至5.5-6.0，然后加入0.3g1-烷基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亞胺和0.3g HOAt，10℃下反應20個小時，在反應過程中調節(jié)pH值在5.5-6.0之間。反應完畢后，將反應液進行透析24小時，透析完畢，加入無水乙醇沉淀，冷凍干燥，得到膜狀的透明質酸與羧甲基纖維素復合物。
權利要求
1.一種透明質酸-羧甲基纖維素復合改性的方法，其特征是在羧基活化劑和活性助劑存在下將透明質酸、羧甲基纖維素與交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應，其工藝為將透明質酸、羧甲基纖維素先后溶解在蒸餾水中，配成1-4mg/ml的透明質酸溶液和4-50mg/ml的羧甲基纖維素溶液，加入交聯(lián)劑，使羧甲基纖維素的羧基∶交聯(lián)劑的摩爾配比為1∶0.1-1∶10，用稀鹽酸調pH至4-6，然后加入羧基活化劑和活性助劑，羧基活化劑的添加量為1-5mg/ml，活性助劑的添加量為1-5mg/ml，在10-40℃溫度下交聯(lián)反應2-20h，反應過程中調節(jié)并保持pH4-6，反應完畢，將反應液透析24h，透析完畢，加入無水乙醇沉淀，冷凍干燥，得到透明質酸與羧甲基纖維素復合改性產品；所述交聯(lián)劑為分子結構中具有兩個或兩個以上氨基的高聚物或低聚物；所述羧基活化劑為水溶性碳化二亞胺類化合物；所述活性助劑為丁二酰亞胺類、苯并三嗪類或苯并三唑類化合物。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是交聯(lián)劑選自1，6-己二胺、己二酸二酰肼、以及具有兩個或兩個以上氨基的氨基酸或多肽。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是羧基活化劑選自1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽、1-丙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亞胺或1-環(huán)己基-3-(2-嗎啉代乙基)碳化二亞胺。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是活性助劑選自N-羥基丁二酰亞胺、1-羥基苯并三唑、3，4-二氫-3-羥基-4-氧代-1，2，3-苯并三嗪、1-羥基-7-氮雜苯并三唑或N-羥基磺基丁二酰亞胺。
全文摘要
一種透明質酸－羧甲基纖維素復合改性的方法，屬于生物化學技術領域。本發(fā)明是在羧基活化劑和活性助劑存在下，由分子結構中具有兩個或兩個以上氨基的高聚物或低聚物與透明質酸、羧甲基纖維素進行酰胺化反應交聯(lián)而制得非水溶性的、透明質酸－羧甲基纖維素復合改性物。本發(fā)明為透明質酸的改性提供了新的途徑，用本發(fā)明方法制備的復合改性物具有較高的熱穩(wěn)定性、生物相容性等優(yōu)點，在醫(yī)藥、外科手術、化妝品方面有著廣泛的用途。
文檔編號C08K5/3492GK1837265SQ20061003997
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者陳堅, 劉登如, 劉龍, 鄧禹, 堵國成 申請人:江南大學