BRPI0708776A2 - produto de Ácido hialurânico acrilado, e, processo para preparaÇço e mÉtodo para polimerizaÇço/reticulaÇço do mesmo - Google Patents

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Abstract

PRODUTO DE ÁCIDO HIALURâNICO ACRILADO, E, PROCESSO PARA PREPARAÇçO E MÉTODO PARA POLIMERIZAÇçO/RETICULAÇAO DO MESMO. A presente invenção refere-se a um produto de ácido hialurônico acrilado com a estrutura: e a processos para a produção do mesmo.

Description

"PRODUTO DE ÁCIDO HIALURÔNICO ACRILADO, E, PROCESSO PARAPREPARAÇÃO E MÉTODO PARA POLIMERIZAÇÃO/RETICULAÇÃO DOMESMO"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um processo para produção deum ácido hialurônico acrilado (HA), seus produtos e seu uso.FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Ácido Hialurônico (HA) é um polímero de carboidrato linear,natural pertencente à classe de glicosaminoglicanos (ou glucosaminoglicanos)não sulfatados. É composto de unidades de dissacarídeos beta-l,3-7V-acetilglucosamina e ácido beta-1,4-glucurônico com peso molecular (MW) de até 6MDa. Hialuronano está presente na cartilagem hialina, fluido sinovial dejuntas, e tecido da pele, tanto derme como epiderme. HA poder ser extraídode tecidos naturais incluindo o tecido conectivo de vertebrados, do cordãoumbilical humano e de cristas de gaios. Entretanto, é preferível hoje prepará-lo por métodos microbiológicos para minimizar o risco potencial de transferiragentes infecciosos, e para aumentar a uniformidade, qualidade edisponibilidade do produto. (Patente U.S. No. 6 951 743; WO 03/0175902).
Numerosos papéis de HA no corpo foram identificados. Eledesempenha um importante papel em organismos biológicos como um suportemecânico para células de muitos tecidos, como a pele, tendões, músculos ecartilagem. HA está envolvido em processos biológicos chave, como ahidratação de tecidos, e lubrificação. Suspeita-se também que tenha um papel emnumerosas funções fisiológicas, como adesão, desenvolvimento, motilidadecelular, câncer, angiogênese, e cicatrização de feridas. Devido às propriedadesfísicas e biológicas únicas de HA (incluindo viscoelasticidade,biocompatibilidade, biodegradabilidade) HA é empregado em uma grande faixade aplicações correntes e de desenvolvimento em cosmética, oftalmologia,reumatologia, transferência de fármacos e genes, cicatrização de feridas eengenharia tecidual. O uso de HA em algumas destas aplicações é limitado pelofato de que HA é solúvel em água a temperatura ambiente, isto é cerca de 20°C,é rapidamente degradado por hialuronidase no corpo, e é difícil de processá-loem biomateriais. Reticulação de HA foi, assim, introduzida para melhorar aspropriedades físicas e mecânicas de HA e seu tempo de residência in vivo.
HA acrilado pode ser usado para realizar reticulação mediadapor enzima e produzir materiais na forma de hidrogéis. HA reticulado podeser usado em aplicações cosméticas, biomédicas e farmacêuticas. Porreticulação de HA é possível projetar um composto com propriedadesespecíficas para aplicações específicas. HA acrilado provê grupos reativosfuncionalizados que podem ser adicionalmente modificados por uma adiçãodo tipo Michael para introduzir peptídeos bioativos para diferentes aplicações.
Grupos acrilados em HA foram introduzidos por síntese deconjugados metacrilato de glicidila - HA (GMHA). Derivados de GMHA sãoúteis para preparar hidrogéis biomiméticos de HA para promover reparo detecido e cicatrização de feridas. Foi também verificado que montantesaumentados de grupos metacrilato conjugados correspondem a densidadesaumentadas de reticulados e taxas de degradação reduzidas, e possuem um efeitoinsignificante em citocompatibilidade e proliferação de células endoteliaisaórticas humanas. Derivados de GMHA foram preparados tratando uma soluçãoa 1% p/v de HA derivado de fermentação (-2X106 de peso molecular) em águadestilada com um excesso molar de 6, 10 e 20 vezes de metacrilato de glicidilana presença de excesso de trimetil amina e brometo de tetrabutil amônio de umdia para o outro em temperatura ambiente, seguido por 1 h de incubação a 60°C.
Por exemplo GMHA com excesso molar de seis vezes de GM foi preparado pordissolução de 1,0 g de HA em 100 ml de água destilada. À solução foramadicionados 2,2 ml de trietil amina, 2,2 ml de metacrilato de glicidila e 2,2 g debrometo de tetrabutil amônio sendo a mistura agitada de um dia para o outroseguido por incubação a 60°C por uma hora. Por este processo foi alcançado 5%de metacrilação. Usando excesso molar de 10 e 20 vezes foi obtido 7 e 11% deacrilação (Leach and Schmidt5 2005, Biomaterials 26, 125-135; Yonese et a/.,2002, Chem. Pharm. Buli 50, 1341-1348; Schmidt et al, 2003, BiotechnologyandBioengineering 82(5), 578-589).
Conjugados de GMHA foram também preparados pordissolução de HA em tampão de carbonato a pH 11,0. Metacrilato de glicidilafoi acrescentado à solução acima e a mistura agitada a temperatura ambientepor 7 dias. O pH da solução resultante foi ajustado a 7,0 com HCI. Ela foifiltrada e seca por congelamento (Yonese, 2001, Journal of ControlledRelease 73, 173-181). O conjugado de GMHA foi adicionalmente reticuladocom acrilato de hidroxietila para preparar um hidrogel.
Grupos acrilato no HA foram também introduzidos por síntesede conjugados de TV-3-aminopropil metacrilarnida-HA por modificação dosgrupos carboxila presentes no HA. Os dois HAs, natural e enzimaticamentedegradado, foram subseqüentemente usados para modificação química. Osdois HAs foram modificados usando 7V-(3-aminopropil) metacrilamida comoum agente acrilante. O grupo aminopropila reagiu com um grupo carboxila deHA na presença de N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilcarbodiimida (EDCI)como agente de acoplamento resultando na formação de ligação amida comgrupos acrila pendentes na outra extremidade. Em uma reação típica, HA foidissolvido em água destilada. À solução foi adicionado EDCI seguido por N-3-aminopropil metacrilamida. A mistura de reação foi incubada a pH 6,5 porduas horas seguida por adição subseqüente de EDCI e iV-3-aminopropilmetacrilamida e adicionalmente incubada por 2 horas a temperatura ambiente.
A solução foi filtrada, dialisada contra NaCl seguida por água e finalmenteliofilizada para fornecer HA metacrilado. O grau de acrilação obtido foi deaproximadamente 10% (Tirelli et al, 2003, Biomaterials, 24, 893-900; Kimand Park 2002, Journal of Controlled Release, 80, 69-77).
Ácido hialurônico metacrilado (HAMA) foi sintetizado poradição de anidrido metacrílico (~20 vezes) a uma solução de 1 % de HA emágua deionizada ajustada a pH 8 com NaOH e reagida em gelo por 24 horas.O polissacarídeo modificado foi precipitado e lavado com etanol pararemover anidrido metacrílico. No processo pôde ser obtida metacrilação deaté 17%. A baixa percentagem de metacrilação (17%) obtida foi devida abaixa reatividade de anidrido metacrílico com hidroxilas de HA (Smeds eGrinstaff 2001, Journal of Biomedical Materials Research, 54, 115-121;Langer et al, 2005, Biomacromolecules, 6, 386-391).
Métodos conhecidos para acrilação de HA são complicados econsomem muito tempo, e há necessidade na técnica de um processo maissimples para acrilação de HA. É um objetivo da presente invenção prover umprocesso simples para acrilação de ácido hialurônico.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a métodos de produção de umácido hialurônico acrilado, o referido método incluindo as etapas de:
(a) preparar um líquido aquoso com um pH de 7 a 11 contendoácido hialurônico;
(b) preparar um líquido orgânico contendo cloreto de acrila ecloreto de metileno /dietil éter; e
(c) misturar o líquido orgânico de (b) com o líquido aquoso de
(a), sendo o pH mantido entre 7 e 11.
A presente invenção também se refere a um produto de ácidohialurônico acrilado com a seguinte estrutura:
<formula>formula see original document page 5</formula>
Os processos da presente invenção são muito rápidos devido àreatividade muito alta do reagente de acrilação usado, reduzindo, assim, ostempos de reação convencionais. A percentagem de acrilação alcançada émuito superior usando os processos da presente invenção. Usando o processorápido e simples pode ser alcançada acrilação superior a 90% em um tempode reação muito menor (1-2 horas) em comparação com os 17% reportadosaté agora usando processos complexos. Esta é a percentagem de acrilaçãomais alta alcançada sem usar qualquer agente de acoplamento. Além disso, aquantidade de subprodutos obtidos nos processos da presente invenção émuito menor e estes podem ser facilmente removidos quando comparadoscom os protocolos reportados.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a processos de produção de umácido hialurônico acrilado incluindo as seguintes etapas: (a) preparar umlíquido aquoso contendo ácido hialurônico em que o pH é mantido entre 7 e11; (b) preparar um líquido orgânico contendo cloreto de acriloíla e umsolvente orgânico; e (c) misturar o líquido orgânico de (b) com o líquidoaquoso de (a), sendo o pH mantido entre 7 e 11.
Com os métodos da presente invenção, HA pode sercontrolavelmente acrilado e reticulado para formar hidrogéis altamentehidratados e degradáveis com uma faixa larga de propriedades para diferentesaplicações em cicatrização de feridas, estrutura em engenharia tecidual e umagrande faixa de outras aplicações biomédicas.
A fórmula estrutural do sal de sódio de HA é mostrada abaixo:
<formula>formula see original document page 6</formula>
"Ácido hialurônico" é definido aqui como umglicosaminoglicano composto de unidades repetitivas de dissacarídeos de N-acetilglucosamina (GlcNAc) e ácido glucurônico (GlcUA) ligados porligações glieosídieas alternadas beta-1,4 e beta-1,3, que ocorrem naturalmenteem superfícies de células, nas substâncias extracelulares básicas do tecidoconectivo de vertebrados, no fluido sinovial das juntas, no fluido endobulbar
do olho, no tecido do cordão umbilical humano e em cristas de gaios. Acidohialurônico é também conhecido como hialuronano, hialuronato, ou HA. Ostermos hialuronano e ácido hialurônico são usados aqui intercambiavelmente.
É entendido aqui que o termo "ácido hialurônico" abrange umgrupo de polissacarídeos de 7V-acetil-D-glucosamina e ácido D-glucurônicocom pesos moleculares variados ou mesmo frações degradadas dos mesmos.
A presente invenção descreve um processo simples deacrilação de HA que evita o uso de catalisadores de transferência de fases eagentes de acoplamento. Um problema a ser resolvido pela presente invençãoé como preparar intermediários de ácido hialurônico acrilado, para fabricaçãode hidrogéis baseados em HÁ reticulados em um processo simples e rápido.
O HA usado na presente invenção pode ser qualquer HAdisponível, incluindo HA derivado de tecidos naturais incluindo o tecidoconectivo de vertebrados, do cordão umbilical humano e de cristas de galo.Em uma modalidade particular o ácido hialurônico ou sal do mesmo érecombinantemente produzido, preferivelmente por uma bactéria ou célulahospedeira Gram-positiva, mais preferivelmente por uma bactéria do gêneroBacillus. Em outra modalidade, o HA é obtido de uma célula deStreptococcus.
A célula hospedeira pode ser qualquer célula de Bacillusadequada para produção recombinante de ácido hialurônico. A célulahospedeira de Bacillus pode ser do tipo selvagem ou um mutante da mesma.Células de Bacillus úteis na prática da presente invenção incluem, mas não selimitam a, células de Bacillus agaraderhens, Bacillus alkalophilus, Bacillusamyloliquefaciens, Bacillus brevis, Bacillus circulans, Bacillus clausii,Bacillus coagulam, Bacillus firmus, Bacillus lautus, Bacillus lentus, Bacilluslieheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Bacillusstearothermophilus, Bacillus subtilis, e Bacillus thuringiensis. Célulasmutantes de Bacillus subtilis particularmente adaptadas para expressãorecombinante são descritas em WO 98/22598. Células de Bacillus nãoencapsulantes são particularmente úteis na presente invenção.
Em uma modalidade preferida, a célula hospedeira de Bacillusé uma célula de Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus elausii, Bacillus lentus,Bacillus lieheniformis, Bacillus stearothermophilus ou Bacillus subtilis. Emuma modalidade mais preferida, a célula de Bacillus é uma célula de Bacillusamyloliquefaeiens. Em outra modalidade mais preferida, a célula de Bacillus éuma célula de Bacillus elausii. Em outra modalidade mais preferida, a célulade Bacillus é uma célula de Bacillus lentus. Em outra modalidade maispreferida, a célula de Bacillus é uma célula de Bacillus lieheniformis. Emoutra modalidade mais preferida, a célula de Bacillus é uma célula de Bacillussubtilis. Na modalidade mais preferida, a célula hospedeira de Bacillus é deBacillus subtilis A 164Δ5 (ver Patente U.S. No. 5 891 701) ou Bacillussubtilis 168Δ4.
O peso molecular médio do ácido hialurônico pode serdeterminado usando métodos padrões da técnica, como os descritos por Uenoet al., 1988, Chem. Pharm. Buli. 36, 4971-4975; Wyatt, 1993, Anal. Chim.Aeta 272: 1-40; e Wyatt Technologies, 1999, "Light Scattering UniversityDAWN Course Manual" (Manual do curso de DAWN da Light ScatteringUniversity) e "DAWN EOS Manual" (Manual de DAWN EOS) WyattTechnology Corporation, Santa Bárbara, Califórnia.
Em uma modalidade preferida, o ácido hialurônico, ou sal domesmo, da presente invenção possui um peso molecular de cerca de 10.000 acerca de 10.000.000 Da. Em uma modalidade mais preferida, tem um pesomolecular de cerca de 25.000 a cerca de 5.000.000 Da. Na modalidade maispreferida, o ácido hialurônico possui um peso molecular de cerca de 50.000 acerca de 3.000.000 Da.
Nos processos da presente invenção, o cloreto de acriloílausado pode ser qualquer cloreto de acriloíla disponível.
Cloreto de acriloíla tem a seguinte estrutura:
<formula>formula see original document page 9</formula>
em que, em uma modalidade particular, Ri é selecionado no grupo queconsiste de hidrogênio, metila, cloreto e COC1, R2 é selecionado no grupo queconsiste de hidrogênio, metila, fenila, cloreto, 2-cloro fenila, COCl eCH2COCl e R3 é selecionado no grupo que consiste de hidrogênio, metila,cloreto, 4-nitro fenila, 3-trifluorometilfenila e estirila.
Cloreto de acriloíla, também conhecido como cloreto de 2-propenoíla ou cloreto de ácido acrílico é um líquido claro, amarelo claro,inflamável com um odor acre; pertence ao grupo dos cloretos de ácido e é,portanto, derivado de ácido acrílico. Este composto terá as reações comuns decloretos de ácido: reagirá violentamente com água produzindo ácido acrílico.Reações com álcoois resultarão na formação de ésteres e reações com aminasgerarão amidas. Cloreto de acriloíla é mais comumente empregado emsínteses orgânicas para a introdução de porções acrílicas em outroscompostos. É também usado extensivamente na preparação de monômeros epolímeros acrilato.
Em uma modalidade particular da presente invenção o cloretode acriloíla é selecionado no grupo que consiste de cloreto de acriloíla, cloretode metacriloíla, cloreto de crotonila, cloreto de cinamoíla, cloreto de fumarila,cloreto de itaconila, cloreto de 3,3-dimetilacriloíla, cloreto de tricloroacriloíla,cloreto de 2-clorocinamoíla, cloreto de trans-4-nitrocinamoíla,cloreto detrans-3-(trifluorometil)cinamoíla, cloreto de trans-3-(trifiuorometil)cinamoílae cloreto de cinamilidenomalonila.
Nos métodos da presente invenção, HA é reagido com umcloreto de acriloíla de acordo com a reação apresentada abaixo:
<formula>formula see original document page 10</formula>
em que Ri é selecionado no grupo que consiste de hidrogênio, metila, cloretoe COC1, R2 inclui uma estrutura selecionada no grupo que consiste dehidrogênio, metila, fenila, cloreto, 2-cloro fenila, COCl e CH2COCl e R3 éselecionado no grupo que consiste de hidrogênio, metila, cloreto, 4-nitrofenila, 3-trifluorometilfenila e estirila.
Em uma modalidade particular da presente invenção o líquidoaquoso de a) é preparado da seguinte maneira: HA é dissolvido em água, emparticular em água deionizada para formar um líquido aquoso contendo HA.
Hidróxido de sódio é adicionado em gotas ao líquido aquoso contendo HA. Eimportante que os grupos hidróxido de HA sejam desprotonados. O líquidoaquoso é deixado por um período de tempo em baixas temperaturas paraassegurar a conversão de hidroxila em íons hidróxido.Em uma modalidade particular da presente invenção atemperatura do líquido aquoso é abaixada para cerca de 0°C a 5 0C apósdissolução do HA, sendo mantida entre 0°C e 15°C durante a reação. Em umamodalidade mais particular da presente invenção a temperatura do líquidoaquoso é mantida a 0°C e 5 0C durante a reação.
Em uma modalidade particular da presente invenção o pH émantido entre 7 e 11 durante esta primeira etapa do processo. Em umamodalidade mais particular da presente invenção o pH é mantido entre 8 e 10.Na modalidade mais particular da presente invenção o pH é mantido entre 8,5e 9,5. O pH é mantido por tampão e/ou por adição de hidróxido de sódiodiluído.
O líquido orgânico é preparado misturando cloreto de acriloílacom um solvente imiscível de baixo ponto de ebulição. O solvente imiscívelde baixo ponto de ebulição pode ser selecionado no grupo que consiste dedietil éter e diclorometano.
Acrilação é principalmente dependente do pH da solução. Emuma modalidade particular o cloreto de acriloíla é adicionado em gotas àsolução de HA. Algum ácido acrílico se formará fazendo com que o pHabaixe, sendo assim necessário adicionar uma base para aumentar o pH. Emuma modalidade particular o pH é mantido entre 7 e 11 usando tampões e/oupor adição de NaOH, preferivelmente NaOH IN - 5N. Em uma modalidadeparticular da presente invenção o pH é mantido entre 7,5 e 10 durante areação. Em uma modalidade mais particular da presente invenção o pH émantido entre 7,5 e 9,5 durante a reação. Na invenção mais particular o pH émantido entre 8 e 9.
O pH ótimo para a presente reação fica entre 8 e 9,5. Pode serdifícil manter o pH estável durante a adição de cloreto de acriloíla já que asalterações de pH são muito rápidas devido à reação relativamente rápida decloreto de acriloíla com água para formar ácido acrílico.Para ser capaz de manter o pH entre 8 e 9,5 durante a reaçãode HA com cloreto de acriloíla foi verificado que o uso de uma bomba deseringa para adicionar cloreto de acriloíla poderia resolver o problema emanter a adição de cloreto de acriloíla em 500-1000 uL/hora. Com o uso deuma bomba de seringa é adicionada uma quantidade menor de cloreto deacriloíla e assim o pH pode ser facilmente mantido. Assim em umamodalidade particular é usada uma bomba de seringa para manter o pHestável.
A razão de HA para cloreto de acriloíla em uma base molarfica preferivelmente entre 1:10a 1:60. Em uma modalidade preferida, 50 mgde HA (0,125 mmol) em 25 ml de água deionizada foi tratada com 120microlitros de cloreto de acriloíla (1,48 mmol) em uma razão deaproximadamente 1:12, resultando em 17% acrilação de HA. Em outramodalidade preferida, a mesma concentração de HA (0,125 mmol) foi tratadacom uma quantidade maior de cloreto de acriloíla (250 microlitros, 3,07mmol) em uma razão de aproximadamente 1:25, resultando em 34% deacrilação de HA. Em uma modalidade mais preferida, 0,125 mmol de HAforam tratados com 500 microlitros de cloreto de acriloíla (6,15 mmol) emuma razão de aproximadamente 1:50, resultando em 90% de acrilação de HA.
Após adição completa do cloreto de acriloíla a mistura líquidade reação é agitada para assegurar reação completa.
Após término da reação, o produto de HA acrilado éprecipitado por adição de excesso de um solvente orgânico como etanol,acetona, metanol ou álcool isopropílico. Para purificação do produto derivado,este é centrifugado, e lavado com um solvente como etanol, metanol ouacetona. O produto pode ser dialisado para prover um produto de HA acriladosubstancialmente puro.
O HA acrilado pode ser formulado em um pó seco, porexemplo, por liofilização ou secagem por pulverização.A presente invenção também se refere a HA acrilado tendo aseguinte estrutura:
<formula>formula see original document page 13</formula>
em que R1 é selecionado no grupo que consiste de hidrogênio, metila, cloretoe COCl5 R2 inclui uma estrutura selecionado no grupo que consiste dehidrogênio, metila, fenila, cloreto, 2-cloro fenila, COCl e CH2COCl e R3 éselecionado no grupo que consiste de hidrogênio, metila, cloreto, 4-nitrofenila, 3-trifluorometilfenila e estirila.
Em uma modalidade particular, a presente invenção divulgaum HA acrilado com a seguinte estrutura:
<formula>formula see original document page 13</formula>
Os produtos de HA acrilado podem ser caracterizados porRMN de próton. A percentagem de acrilação é determinada a partir dosvalores de integração do próton de acrilato 5,66 ppm (1 H) aos prótons de N-acetila de ácido hialurônico (-NHCOCH3, 3H, 2,0 ppm).
HA acrilado pode ser usado para realizar reticulação mediadapor enzima e produzir materiais na forma de hidrogéis.
Exemplos de reticulação/polimerização mediadas por enzima:
<formula>formula see original document page 13</formula>
Peroxidase de raiz forte foi usada como enzima catalisadorapara mediar a polimerização /reticulação dos grupos funcionais acrilaintramoleculares ou intermoleculares.
As classes enzimáticas de peroxidases e lacases são capazes decatalisar as reações de reticulação acima mencionadas de HA acrilato deglicidila e HA-acrilato.
A reação enzimática de reticulação do polímero de HAquimicamente modificado é branda e favorável ao meio ambiente quandocomparada com métodos químicos alternativos.
Anteriormente, a peroxidase de raiz forte (HRP) foi reportadacomo mediadora da polimerização de radical livre de metacrilato de metila(Kalra, B.; Gross, R.A.; Green Chemistry, 2002, 4. 174-178). A reação podeser realizada em água em temperaturas ambientes. Como um exemplo, apolimerização mediada por HRP de acrilato de sódio realizada em meioaquoso forneceu poli(acrilato de sódio) em rendimentos de até 88% em 24 hcom peso molecular de aproximadamente 119 KDa.
Em uma modalidade particular a enzima é uma entre
peroxidase de raiz forte, peroxidase de soja e peroxidase de lignina.
Em uma modalidade particular a enzima é uma enzima
recombinante.
Em uma modalidade particular a enzima é uma enzima
termofílica.
Em uma modalidade particular a enzima é uma enzima
mesofílica.
Em uma modalidade particular da presente invenção ummétodo para polimerização/reticulação do produto ácido hialurônico acriladoda presente invenção inclui a combinação de:
a) o produto ácido hialurônico acrilado de acordo com areivindicação 1;
b) uma fonte de peroxidase;
c) um iniciador;d) uma enzima, e
e) um solvente.
Uma fonte de peróxido útil no presente método pode serqualquer composto tendo uma ligação oxigênio-oxigênio, como peróxido debenzoíla, peróxidos de metais alcalinos e metais alcalino terrosos, mono- edialquilperóxidos, peróxido de hidrogênio bis-éter TMS, perácidos orgânicose inorgânicos, ou peróxido de hidrogênio. Reagentes que geram um compostotendo uma ligação oxigênio-oxigênio em condições de reação são tambémfontes de peróxido segundo o termo aqui utilizado. Peróxido de hidrogênio épreferido porque gera somente água como subproduto.
Em uma modalidade particular da presente invenção a fonte deperóxido pode ser peróxido de hidrogênio ou peróxido de alquila.
Em uma modalidade particular da presente invenção o produtode ácido hialurônico acrilado é um entre ésteres metacrilato, ésteres acrilato,acrilamida, estireno, e ácido acrílico e sais dos mesmos.
Em uma modalidade particular da presente invenção oiniciador é um composto beta-dicarbonila ou beta-dicetona.
Em uma modalidade particular o solvente é água ou umsolvente orgânico, ou misturas dos mesmos.
Em uma modalidade particular a polimerização/reticulação érealizada em atmosfera inerte.EXEMPLOSExemplo 1
Ácido hialurônico de alto peso molecular (700.000-1.000.000Dalton, 50 mg) foi dissolvido em água deionizada (25 ml). A temperatura foireduzida a 0°C.
À solução acima foi adicionada uma gota de NaOH 0,33 Ν. OpH mudou de 5,4 para 9,5. A solução foi agitada neste pH por 30 minutos.Uma mistura de quantidades iguais de cloreto de acriloíla (100-500 uL) ediclorometano (100-500 ml) foi preparada. Esta foi adicionada gota a gotadurante 1 hora à mistura de reação de ácido hialurônico. Durante a adição decloreto de acriloíla, em gotas, o pH foi mantido entre 8-9 por adição em gotasde NaOH 1 N- 5 N.
Após adição completa de cloreto de acriloíla, a solução foideixada em agitação por mais uma hora. Durante a reação foi mantidatemperatura baixa (0-5°C), seguindo-se filtração. O filtrado foi precipitadousando um grande excesso de etanol frio (500 ml- 1000 ml) e este lavado cometanol. O produto foi centrifugado, dialisado e liofilizado.
Exemplo 2
Ácido hialurônico de alto peso molecular (700.000-1.000.000Dalton, 50 mg) foi dissolvido em tampão de fosfato 0,25 - 2,0 M (25 ml)tendo pH 8,0. A temperatura foi reduzida a 0°C. A solução foi agitada nestepH por 30 minutos. Uma mistura de quantidades iguais de cloreto de acriloíla(100-500 uL) e diclorometano (100-500 ml) foi adicionada gota a gotadurante 1 hora à mistura de reação de ácido hialurônico. Após adiçãocompleta de cloreto de acriloíla, a solução foi deixada em agitação por maisuma hora. Durante a reação foi mantida temperatura baixa (0-5°C), seguindo-se filtração do produto resultante. O filtrado foi precipitado usando um grandeexcesso de etanol frio (500 ml- 1000 ml) e este lavado com etanol. O produtofoi centrifugado, dialisado e liofilizado.
Exemplo 3
Ácido hialurônico de alto peso molecular (700.000-1.000.000Dalton, 50 mg) foi dissolvido em água deionizada (25 ml). A temperatura foireduzida a 0°C.
À solução acima foi adicionada uma gota de NaOH 0,33 Ν. OpH mudou de 5,4 para 9,5. A solução foi agitada neste pH por 30 minutos.Cloreto de acriloíla (100-500 uL) (100-500 ml) foi adicionado em gotasusando uma bomba de seringa. A taxa de adição de cloreto de acriloíla foi de500 - 2000 ul/h. O pH foi mantido entre 8 - 9 por adição em gotas de NaOH1N-5N.
Após adição completa de cloreto de acriloíla, a solução foideixada em agitação por uma hora. Durante a reação foi mantida temperaturabaixa (0-5°C). A mistura de reação foi filtrada. O filtrado foi precipitadousando um grande excesso de etanol frio (500 ml- 1000 ml) e este lavado cometanol. O produto foi centrifugado, dialisado e liofilizado.
Usando o processo acima diferentes derivados de ácidohialurônico acrilado com percentagem variada de acrilação foram obtidos portratamento com montantes variados de cloreto de acriloíla usados paraacrilação. A percentagem de acrilação foi calculada comparando o sinal a2,02 (3H, -NHCOCH3) e 5,6 (1H, próton de HA da porção acrila introduzidacomo mostrado abaixo):
<formula>formula see original document page 17</formula>
Como exemplo, 50 mg de HA (0,125 nmol) em 25 ml de águadeionizada com tratamento com 120 microlitros de cloreto de acriloíla (1,48mmol) resultaram em 17% de acrilação. Usando a mesma concentração deHA (0,125 mmol) e tratamento com montante maior de cloreto de acriloíla(250 microlitros, 3,07 mmol) foi obtido 34% de acrilação. Para alcançaracrilação maior, HA (0,125 mmol) foi tratado com 500 microlitros de cloretode acriloíla (6,15 mmol) que resultou em 90% de acrilação de ácidohialurônico. Esta é a maior % de acrilação alcançada sem usar qualqueragente de acoplamento. Percentagem de acrilação mais alta é alcançadadevido a alta reatividade de cloreto de acriloíla com hidroxilas primárias deHA. Os rendimentos dos produtos modificados são superiores a 90%.
Exemplo 4
1H RMN (Varian-300) foi usado para determinar afuncionalidade final e pureza do ácido hialurônico acrilado (em D2O). Asamostras estavam em 2H20 com o pico 2HOH a 4,79 ppm usado como linhade referência. Próton-RMN do ácido hialurônico acrilado revelou picos deacrila distintos a (5,66 ppm, 1 H e 6,04 ppm, 2H). O pico a 5,66 ppm aparececomo um dupleto de dupleto (11 Hz e 2 Hz). Devido ao acoplamento eis deHA através da dupla ligação ao próton Hx vizinho ao grupo carbonila, umaconstante de acoplamento de (11 Hz) é obtida. Ele também se acoplageminalmente ao próton Hm e uma constante de acoplamento de 2 Hz éobservada. Prótons Hm e Hx aparecem a 6,04 ppm. Uma constante deacoplamento de 17 Hz e 13 Hz é observada devido ao acoplamento de Hx aHm (trans-) através da dupla ligação e acoplamento de Hx a HA (eis-) atravésda dupla ligação. Similarmente próton Hm se acopla (trans-) através da duplaligação ao próton Hx sendo observada uma constante de acoplamento de 17Hz. Como prótons Hm e Hx aparecem na mesma região (6,04 ppm) e devido abaixa razão Δν/J, não é possível resolver todas as constantes de acoplamento.O grau de modificação foi determinado a partir das integrações relativas dospróton de acrilato a N-acetila de ácido hialurônico (-NHCOCH3, 3H, 2,0ppm).
A invenção descrita e reivindicada aqui não deve ser limitadaem escopo pelos aspectos específicos aqui divulgados, já que estes aspectospretendem ser ilustrações de vários aspectos da invenção. Quaisquer aspectosequivalentes pretendem ser incluídos no escopo desta invenção. Na realidade,várias modificações da invenção, além daquelas mostradas e descritas aquificarão aparentes para os especialistas da técnica a partir da descrição anterior.Tais modificações também pretendem ficar dentro do escopo dasreivindicações anexas. No caso de conflito, a presente divulgação incluindo asdefinições será usada como controle.
Várias referências são citadas aqui, sendo suas divulgaçõescompletas incorporadas por referência.

Claims (40)

1. Produto de ácido hialurônico acrilado, caracterizado pelofato de ter a seguinte estrutura:<formula>formula see original document page 19</formula>
2. Produto de ácido hialurônico acrilado de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato que Ri é selecionado no grupo queconsiste de hidrogênio, metila, cloreto e COC1, R2 é selecionado no grupo queconsiste de hidrogênio, metila, fenila, cloreto, 2-cloro fenila, COCl eCH2COCl e R3 é selecionado no grupo que consiste de hidrogênio, metila,cloreto, 4-nitro fenila, 3-trifluorometilfenila e estirila.
3. Processo para preparação de um produto de ácidohialurônico acrilado, caracterizado pelo fato de compreender as seguintesetapas:a) preparar um líquido aquoso incluindo ácido hialurônicosendo o pH mantido em um valor adequadob) preparar um líquido orgânico contendo cloreto de acriloílae um solvente orgânico; ec) misturar o líquido orgânico de (b) com o líquido aquoso de(a), sendo o pH mantido em um valor adequado.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a mistura da etapa c) é obtida por agitação.
5. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa a) é mantida em um pH entre 7 e 11.
6. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que o líquido aquoso da etapa a) inclui um tampão fosfato.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato que o tampão fosfato está presente em um montante entre 0,1 molare 1 molar.
8. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH entre 7 e 11.
9. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH entre 7 e 11 por um tampão.
10. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH entre 7 e 11 pela adição emgotas de NaOH.
11. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH entre 7 e 11 pelo uso de umtampão e /ou adição em gotas de NaOH diluído.
12. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 7,5 a 10.
13. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 7,5 a 10 por um tampão.
14. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 7,5 a 10 pela adição em gotasde NaOH.
15. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 7,5 a 10 pelo uso de umtampão e/ou por adição em gotas de NaoH diluído.
16. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 8 a 9.
17. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 8 a 9 por um tampão.
18. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 8 a 9 pela adição em gotas deNaOH.
19. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a etapa c) é mantida em um pH de 8 a 9 pelo uso de um tampãoe/ou adição em gotas de NaOH diluído.
20. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a temperatura é mantida entre 0°C e 15°C durante a etapa a).
21. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a temperatura é mantida entre 0°C e 5°C durante a etapa c).
22. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que o pH do líquido aquoso da etapa a) é ajustado por adição emgotas de NaOH.
23. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que o pH do líquido aquoso da etapa a) é ajustado por um tampãoe/ou por adição em gotas de NaOH.
24. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que o pH da etapa c) é ajustado pela adição em gotas de NaOH.
25. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que o pH da etapa c) é ajustado por um tampão e/ou por adição emgotas de NaOH.
26. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato que a adição de cloreto de acriloíla na etapa c) é conseguida usandouma bomba de seringa.
27. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de conter adicionalmente uma etapa de recuperação.
28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato que a etapa de recuperação inclui uma etapa de precipitação.
29. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato que a etapa de recuperação inclui adicionalmente uma etapa defiltração da mistura de reação e precipitação do filtrado.
30. Processo de acordo com a reivindicação 3 caracterizadopelo fato que o solvente orgânico é selecionado no grupo que consiste dediclorometano e dietil éter.
31. Método para polimerização/reticulação do produto deácido hialurônico acrilado como definido na reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender a combinação de:a) produto de ácido hialurônico acrilado como definido nareivindicação 1;b) uma fonte de peróxido;c) um iniciador;d) uma enzima ee) um solvente.
32. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que a fonte de peróxido é peróxido de hidrogênio ou peróxido dealquila.
33. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que a enzima é selecionada no grupo que consiste de peroxidase deraiz forte, peroxidase de soja, e peroxidase de lignina.
34. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que o produto de ácido hialurônico acrilado é um entre ésteresmetacrilato, ésteres acrilato, acrilamida, estireno, e ácido acrílico e sais dosmesmos.
35. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que a enzima é uma enzima recombinante.
36. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que a enzima é uma enzima termofílica.
37. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que a enzima é uma enzima mesofílica.
38. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que o iniciador é um composto beta-dicarbonila ou beta-dicetona.
39. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato que o solvente é água ou um solvente orgânico ou misturas dosmesmos.
40. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato de a combinação ser realizada em atmosfera inerte.
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