原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透明質酸聚合物及其衍生物的制備方法，具體涉及一種原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物的制備方法。
【背景技術】
[0002]透明質酸是在整個結締組織、上皮組織和神經(jīng)組織廣泛分布的自然發(fā)生、陰離子、非硫酸化糖胺聚糖。體重70kg的人在體內大致具有15克透明質酸，透明質酸天然存在于身體的許多組織中。因此，其被公認為是生物相容非常好生物醫(yī)學材料，但由于人體內部含透明質酸降解酶，使得其通常從體內快速被降解，從而影響了其作為生物材料的使用功效。例如，透明質酸鈉作為關節(jié)功能改善劑已經(jīng)在臨床上得到了良好的應用，但注射入一周內會降解，因此必須每周注射一次。如何保持透明質酸的原性，又克服其在體內被快速降解的缺陷，這就需要在保留透明質酸原性的基礎進行接枝修飾。

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物的制備方法，此方法制備的原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物，既能保持透明質酸的原性，又克服其在體內被快速降解的缺陷。
[0004]本發(fā)明采用環(huán)氧化物交聯(lián)劑(如1，4-丁二醇二縮水甘油醚(BDDE))介導下，對天然透明質酸結構進行交聯(lián)接枝修飾，并采用預切割式的溫和透析，獲得具有更優(yōu)異的物理化學特性，同時保留透明質酸原有良好生物相容性，得到原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物。所得聚合物或衍生物可用作供局部遞送生物活性劑的生物醫(yī)學粘合劑和封閉劑，例如，促進傷口愈合劑，抑制細胞生長劑，免疫增強劑，免疫抑制劑，或其他形式生物材料產品，例如，凝膠膜片、凝膠顆粒、生物海綿材料、塑型植入材料等。
[0005]本發(fā)明第一方面，提供了一種原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物的制備方法，包括如下步驟:
[0006](I)采用交聯(lián)劑介導下，對透明質酸進行交聯(lián)接枝修飾反應，得到接枝修飾透明質酸；
[0007](2)對接枝修飾透明質酸進行預切割式的溫和透析，得到原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物。
[0008]進一步地，交聯(lián)劑和透明質酸的用量比例范圍為1: 50?1: 5000。
[0009]進一步地，交聯(lián)劑選自環(huán)氧化合物、酯類化合物、醚類化合物之中的一種。
[0010]更進一步地，交聯(lián)劑采用1，4- 丁二醇二縮水甘油醚。
[0011]進一步地，交聯(lián)接枝修飾反應的溫度范圍在20°C?60°C;其中，在交聯(lián)接枝修飾反應初期，在反應溫度多30°C條件下保持恒速攪拌或振蕩2小時。
[0012]進一步地，透析中使用的透析液由無機鹽和水配制而成，無機鹽為磷酸鹽、硫酸鹽或氯化鈉，水為純化水或注射用水。
[0013]更進一步地，透析液用量和接枝修飾透明質酸用量的比例為500: I?5000: I。
[0014]本發(fā)明第二方面，提供了上述透明質酸聚合物及其衍生物與藥物分子的包合方法，通過靜態(tài)反應、攪拌反應、機械振蕩、超聲波振蕩之中的一種工藝處理方式將透明質酸聚合物及其衍生物與藥物分子進行包合處理。
[0015]進一步地，采用超聲波振蕩進行包合處理，超聲波頻率范圍30kHz?80kHz，超聲波處理時間20?120秒，超聲波處理次數(shù)I?3次。
[0016]本發(fā)明的第三方面，提供了上述透明質酸聚合物及其衍生物的應用方法，透明質酸聚合物及其衍生物用作供局部遞送生物活性劑的生物醫(yī)學粘合劑和封閉劑。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018](I)通過對交聯(lián)接枝修飾和預切割式的溫和透析，最終產生原性透明質酸聚合物及衍生物在保持原有透明質酸良好生物相容性的同時，產生均勻的立體網(wǎng)狀結構，從而克服了透明質酸在體內易被降解吸收的缺陷。
[0019](2)在交聯(lián)接枝修飾反應完成后，交聯(lián)反應體系中未使用有機溶劑，對原性透明質酸聚合物及衍生物的后處理帶來很大的便利，也大大增加了其使用的安全性。
[0020](3)預切割式的溫和透析的采用，可較徹底地清除未反應的交聯(lián)劑，增加了安全性。
[0021](4)通過超聲波振蕩的方法進行藥物分子的包合反應，有效地保證了原性透明質酸聚合物及衍生物的包合效率，縮短了包合過程。
【具體實施方式】
[0022]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0023]透明質酸與BDDE形成衍生化透明質酸(HA-VS)的反應
[0024]接枝修飾后的透明質酸聚合物或衍生物，由于形成了共價交聯(lián)網(wǎng)絡，其特性表現(xiàn)為溶脹而不溶解。由于透明質酸中存在大量的親水基團，如-0H，-CONH2等，因此能夠吸收并保持大量水分，使重量和體積都有明顯增加。使用預切割式的溫和透析改變透明質酸分子結構，可以調控透明質酸的溶脹度，這些性質使得原性透明質酸接枝修飾衍生物可廣泛應用于生物醫(yī)學和藥劑學領域。
[0025]HA-OH基團的改性
[0026]其中，原性透明質酸接枝修飾聚合物或衍生物包合藥物的釋放速率主要由其交聯(lián)度、骨架松弛速率以及水分子擴散進入的速率決定。聚合物或衍生物骨架中某些化學鍵在特定環(huán)境中被酶解或水解，導致聚合物或衍生物骨架從表面或整體開始溶蝕，藥物隨著骨架的解體而向外釋放，以到達緩釋和控釋的目的。
[0027]本發(fā)明交聯(lián)反應所選擇的交聯(lián)劑包括環(huán)氧化合物、酯類、醚類化合物。
[0028]本發(fā)明中交聯(lián)劑和反應物的用量比例范圍為1: 50?1: 5000。
[0029]應用不同的交聯(lián)劑和反應物的組合，以及不同的用量比例，產生的原性透明質酸接枝修飾聚合物及其衍生物，可用作供局部遞送生物活性劑的生物醫(yī)學粘合劑和封閉劑，例如，促進傷口愈合劑，抑制細胞生長劑，免疫增強劑，免疫抑制劑，或其他形式生物材料產品，例如，凝膠膜片、凝膠顆粒、生物海綿材料、塑型植入材料等。
[0030]通過反應體系的選擇和預切割式的溫和透析工藝，保證其原有的生物相容性、安全性和不被體內快速降解，所得聚合物或衍生物可用作供局部遞送生物活性劑的生物醫(yī)學粘合劑和封閉劑，例如，促進傷口愈合劑，抑制細胞生長劑，免疫增強劑，免疫抑制劑，或其他形式生物材料產品，例如，凝膠膜片、凝膠顆粒、生物海綿材料、塑型植入材料等。
[0031]本發(fā)明涉及的交聯(lián)反應體系，其過程溫度應控制在20°C?60°C。
[0032]加熱裝置應能夠保證體系溫度迅速到達設定溫度并保持穩(wěn)定。隨著反應的進行，需要對體系溫度進行變化。在體系反應的前期，要求溫度不低于30°C。
[0033]交聯(lián)反應的前期需要通過攪拌使反應物和交聯(lián)劑充分接觸。攪拌器的轉速在某些情況下會對交聯(lián)的程度以及網(wǎng)狀結構產生影響，因而合適的轉速因素應被充分考慮。而攪拌子或攪拌漿的形狀會影響反應物和交聯(lián)劑充分接觸的效率，從而對最終交聯(lián)產物的均一性產生作用。體系反應前期應保持恒速攪拌或者震蕩保持2小時以上。
[0034]在某些反應體系中，通過機械振蕩的方法使反應物和交聯(lián)劑充分接觸也可以獲得理想的效果。
[0035]本發(fā)明中，交聯(lián)反應可以在體系pH值3.0?10.0的范圍內進行。在反應結束后，應將體系PH值調節(jié)到6.5?8.5的范圍內。最終pH值的確定與原性透明質酸聚合物或衍生物的使用環(huán)境，以及預包合的藥物分子相關。
[0036]調節(jié)pH值的試劑為無機酸和無機堿。無機酸中常用為鹽酸。無機堿中常用為氫氧化鈉和氫氧化鉀。無機酸和無機堿在使用前，應預先配制成0.lmol/L?lmol/L。
[0037]最終制得的原性透明質酸聚合物或衍生物需要經(jīng)過透析處理過程。
[0038]透析液由無機鹽和水配制而成。其中，無機鹽包括磷酸鹽、硫酸鹽和氯化鈉；水為經(jīng)過嚴格處理的純化水或注射用水。
[0039]透析過程可以是靜態(tài)的或者是動態(tài)的；也可以在整個過程中采用不同的方式。
[0040]透析液的用量和原性透明質酸量的比例為500: I?5000: I。
[0041]透析的均勻程度在整個原性透明質酸聚合物及其衍生物的制備工藝中至關重要。因此有必要對原性透明質酸進行預切割式的溫和透析，以保證凝膠和透析液充分地接觸。由于交聯(lián)條件的不同，其透析過程中相應條件也需要調整，充分透析的凝膠才能夠達到使用的安全性以及對藥物分子的包合力的要求。
[0042]本發(fā)明制備得到的原性透明質酸凝膠可以通過機械力過篩分級方式得不同的聚合物及衍生物。分級過程中使用的特定篩孔結構裝置，其材質包括金屬或高分子材料，或二種材料的復合物。
[0043]分級過程中外加機械力由與篩孔結構裝置相配合的裝置提供，機械力施加過程中應保持均衡，以避免不規(guī)則、劇烈的機械力變化可能對篩孔結構裝置的影響。
[0044]根據(jù)以上工藝制備獲得的原性透明質酸聚合物及其衍生物可以包合治療性或預防性的藥物分子，并在使用中控制藥物的釋放速率和藥物的分布。
[0045]被包合的藥物分子應具有水溶性或兼性分子的特點。
[0046]藥物分子首先充分溶解于水溶液，并與加入的一定量的原性透明質酸聚合物及其衍生物進行包合反應。反應過程中應使藥物分子和原性透明質酸聚合物或衍生物充分接觸，并使其能夠進入網(wǎng)絡空間結構的內部。
[0047]靜態(tài)或機械振蕩或攪拌的方式對原性透明質酸聚合物或衍生物包合反應有較理想的效果，但應對這個反應的時間進行控制，一般控制在0.5?3小時。
[0048]超聲波振蕩的方式，能夠獲得理想的包合效果。
[0049]應對超聲波處理時間和頻次進行控制。一般的單次處理時間為20?120秒，而且總的處理次數(shù)應不超過3次。
[0050]進入原性透明質酸網(wǎng)絡結構內部的藥物分子，受