CN101605817A - 纤维素衍生物及其制备方法 - Google Patents

纤维素衍生物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101605817A
CN101605817A CNA2008800042878A CN200880004287A CN101605817A CN 101605817 A CN101605817 A CN 101605817A CN A2008800042878 A CNA2008800042878 A CN A2008800042878A CN 200880004287 A CN200880004287 A CN 200880004287A CN 101605817 A CN101605817 A CN 101605817A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cellulose
derivative composition
water
hydrogel
cellulose derivative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008800042878A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101605817B (zh
Inventor
伊东雅弥
兼子博章
福平由佳子
远藤信幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Publication of CN101605817A publication Critical patent/CN101605817A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101605817B publication Critical patent/CN101605817B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
    • C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
    • C08B11/14—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with nitrogen-containing groups
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/716—Glucans
    • A61K31/717—Celluloses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P41/00—Drugs used in surgical methods, e.g. surgery adjuvants for preventing adhesion or for vitreum substitution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
    • C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
    • C08B11/10—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals substituted with acid radicals
    • C08B11/12—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals substituted with acid radicals substituted with carboxylic radicals, e.g. carboxymethylcellulose [CMC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
    • C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
    • C08B11/14—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with nitrogen-containing groups
    • C08B11/145—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with nitrogen-containing groups with basic nitrogen, e.g. aminoalkyl ethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供含有下式所示的重复单元的纤维素衍生物、含有该纤维素衍生物和磷脂的组合物、它们的制备方法以及含有该衍生物或该组合物的防粘连材料。R1、R2、R3为－H、－CH2－COOH、－CH2－COOX或－CH2CO－磷脂酰乙醇胺，X为碱金属或碱土金属，－CH2－COOH和－CH2－COOX的总取代度为0.3～2.0，－CH2CO－磷脂酰乙醇胺的取代度为0.001～0.05。

Description

纤维素衍生物及其制备方法
技术领域
本发明涉及特定结构的纤维素衍生物、含有特定结构的纤维素衍生物和磷脂的组合物、它们的制备方法、以及含有该衍生物或该组合物的防粘连材料。
背景技术
生物体组织的粘连是由于受到损伤的器官表面再生时与其它的组织结合而产生的。因此，为了防止手术后的粘连，提出了使用生物相容性的材料即纤维素等多糖类的各种防粘连材料。
例如，提出了利用羧甲基纤维素的水溶液的防粘连材料(Am J Surg.，169，154-159(1995))。但是，该防粘连材料在体内的滞留性低，不能充分发挥防止的粘连效果。因此，进行了用各种方法修饰多糖类或使其不溶于水的尝试。
例如，提出了用碳化二亚胺修饰透明质酸和羧甲基纤维素的防粘连材料(国际公开WO92/000105号小册子、国际公开WO92/020349号小册子)。此外，提出了将用特定的取代基取代纤维素的氢原子而成的纤维素衍生物作为主要成分的防粘连材料(日本特开平1-301624号公报)。进一步地，提出了含有用磷脂酰乙醇胺修饰的透明质酸化合物的防粘连材料(日本特开2006-296916号公报)
此外，美国专利第5064817号说明书中记载了使低分子量的羧甲基纤维素与磷脂酰乙醇胺在水溶剂中反应得到磷脂酶A2抑制剂组合物的反应。不过由后述的比较例5所示可知，该反应条件下未生成目标化合物。
国际公开WO2001/046265号小册子中记载了包括使聚阴离子性多糖类与活性剂在含有水相溶性有机溶剂的水溶液中反应而成的水不溶性的生物相容性凝胶，作为聚阴离子性多糖类，可以举出羧甲基纤维素。
但是，任意一种提案都存在对防粘连效果、操作性、安全性进行进一步研究的余地。如上所述，虽然暗示将磷脂导入到纤维素，但是对于具有防粘连效果、易操作的水凝胶未有任何研究。
此外，日本特开平9-296005号公报中记载了若将含有疏水性基团的修饰基团导入到多糖类中，则不会使多糖类凝胶化，而可以实现粘度的增大以及生物体内稳定性的提高。但是，关于对得到本发明的防粘连效果有用的纤维素衍生物或含有其的组合物未有记载或暗示。
发明内容
本发明的目的在于，提供可以作为医用材料的纤维素衍生物或含有该衍生物的组合物。特别是提供在形成水凝胶时，具有适当的弹性模量和粘弹性，可以作为防粘连材料的纤维素衍生物或含有该衍生物的组合物，特别是提供体内的滞留性优异的凝胶状的防粘连材料。进一步地，本发明的目的是提供该纤维素衍生物或含有该衍生物的组合物的制备方法。
本发明人对用安全性优异的材料修饰纤维素，增大粘弹性，提高生物体内的滞留性，具有适当的粘弹性，提高防粘连效果的组成进行了深入研究。结果本发明人发现，若用来源于生物体的物质磷脂酰乙醇胺取代羧甲基纤维素侧链上的一部分氢原子，则得到可以形成具有适当的粘弹性，可以用作防粘连材料，且可以通过注射器注入的水凝胶的新型纤维素衍生物。本发明人进一步发现，通过使该纤维素衍生物与特定量的磷脂共存，也得到具有适当的粘弹性，可以用作防粘连材料的纤维素衍生物组合物。
即，本发明是含有下式所示的重复单元的纤维素衍生物。
Figure G2008800042878D00021
式中，R1、R2和R3各自独立地选自下式(a)、(b)、(c)和(d)中，
-H                (a)
-CH2-COOH         (b)
-CH2-COOX         (c)
Figure G2008800042878D00031
式(c)中，X为碱金属或碱土金属，
式(d)中，R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，
(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，
(d)的取代度为0.001～0.05。
其中，本说明书中的取代度指的是(a)、(b)、(c)和(d)的总当量为3时各取代基的数目。
此外，本发明为含有上述纤维素衍生物和下式所示的磷脂，纤维素衍生物的重复单元的摩尔当量与磷脂的摩尔当量之比为1∶0.05～1∶1的纤维素衍生物组合物。
Figure G2008800042878D00032
式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，R8为-NH3 +或-N(CH3)3 +。
此外，本发明是本发明的纤维素衍生物的制备方法，该方法包括将含有下式所示的重复单元、分子量为5×103～5×106的羧甲基纤维素
与下式所示的磷脂酰乙醇胺，
Figure G2008800042878D00042
以相对于羧甲基纤维素的羧基100当量，磷脂酰乙醇胺为0.1～100当量的比率，溶解由水和与水相溶的有机溶剂构成、水含量为20～70容量％的混合溶剂中，使它们在缩合剂的存在下反应的步骤。
其中，R1、R2和R3各自独立地选自下式(a)、(b)和(c)中，
-H           (a)
-CH2-COOH    (b)
-CH2-COOX    (c)
式(c)中，X为碱金属或碱土金属，
式(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，
R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基。
此外，本发明为上述纤维素衍生物组合物的制备方法，该方法包括使用含有水和与水相溶的有机溶剂的混合溶剂，将通过上述制备方法得到的纤维素衍生物与下式所示的磷脂混合，然后除去溶剂的步骤。
Figure G2008800042878D00051
式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，R8为-NH3 +或-N(CH3)3 +。
进一步地，本发明是含有上述纤维素衍生物或纤维素衍生物组合物的防粘连材料。
进一步地，本发明是相对于水100重量份，含有上述纤维素衍生物0.1～1.5重量份的可以注入的水凝胶。
进一步地，本发明为相对于水100重量份，含有上述纤维素衍生物组合物0.1～5.0重量份的可以注入的水凝胶。
本发明的纤维素衍生物形成具有适当的弹性模量和粘弹性的水凝胶，无色透明，即使浓度低也具有形成凝胶所需的充分的粘弹性，可以使用注射器等具有细管的器具注入。通过本发明的制备方法，可以有效地制备上述纤维素衍生物。
本发明的纤维素衍生物组合物，若溶解在水中则形成具有适当的弹性模量和粘弹性的水凝胶，可以用作医疗用的可注入凝胶或防粘连材料。本发明的纤维素衍生物组合物由于含有来源于生物体的物质即磷脂酰乙醇胺类或磷脂酰胆碱类，因此是安全的。本发明的纤维素衍生物组合物，通过向用磷脂酰乙醇胺取代的纤维素衍生物中添加游离的磷脂酰乙醇胺类或磷脂酰胆碱类，可以形成具有适当的弹性模量和粘弹性的水凝胶。通过本发明的制备方法，可以有效地制备上述纤维素衍生物组合物。
本发明的防粘连材料在体内的滞留性优异，防粘连效果优异。此外，本发明的凝胶状防粘连材料具有充分的柔软性和粘弹性，操作性优异，可以适用于形状复杂的部位，也可以适用于使用内窥镜的手术中。
附图说明
图1是表示纤连蛋白和水凝胶+纤连蛋白的滴以及纤连蛋白覆盖整个培养皿的简图。
具体实施方式
<纤维素衍生物>
本发明是含有下式所示的重复单元的纤维素衍生物。
Figure G2008800042878D00061
式中，R1、R2和R3各自独立地选自下式(a)、(b)、(c)和(d)中，
-H           (a)
-CH2-COOH    (b)
-CH2-COOX    (c)
Figure G2008800042878D00062
(对(d)中的不对称碳原子的立体异构不特别限定)。
式(c)中，X为碱金属或碱土金属，
式(d)中，R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，
(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，
(d)的取代度为0.001～0.05。
作为上述X的碱金属，优选为钠、钾、锂等，作为碱土金属，优选为镁、钙等。
优选式(d)中的R4和R5都是碳原子数为9～19的烯基。其中，优选R4CO-和/或R5CO-为油酰基，特别优选R4CO-和R5CO-为油酰基。
(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，优选为0.5～1.8，更优选为0.6～1.5。对(b)和(c)的比率不特别限定，从在水中的溶解性方面考虑，优选存在的(c)比(b)多。
(d)的取代度为0.001～0.05，优选为0.005～0.03。
通过将(d)的取代度控制在该范围内，可以得到具有适当的粘弹性、可以使用注射器等具有细管的器具注入的凝胶。(d)的取代度通过利用元素分析进行的磷的定量分析求得。磷的元素分析中，将纤维素衍生物用适当的酸性水溶液水解后，对于游离的磷离子可以利用通过磷-钼法等的显色进行的吸光分光或IPC等发光分析。
此外，本发明纤维素衍生物的优选重均分子量为5×103～5×106，更优选为5×104～5×106，进一步优选为5×104～1×106。纤维素衍生物的重均分子量由于通过式(d)所示的基团的导入而增大，可以通过适当选择作为原料的羧甲基纤维素的分子量来得到具有目标分子量的纤维素衍生物。
<纤维素衍生物组合物>
本发明是含有上述纤维素衍生物和下式所示的磷脂，纤维素衍生物的重复单元的摩尔当量与磷脂的摩尔当量之比为1∶0.05～1∶1的纤维素衍生物组合物。
Figure G2008800042878D00071
式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，R8为-NH3 +或-N(CH3)3 +。
对于作为上述本发明纤维素衍生物组合物的构成成分的纤维素衍生物，适合使用作为上述本发明的纤维素衍生物优选的例子举出的物质。
即，作为X的碱金属，优选为钠、钾、锂等，作为碱土金属，优选为镁、钙等。优选式(d)中的R4和R5都是碳原子数为9～19的烯基，其中，优选R4CO-和/或R5CO-为油酰基，特别优选R4CO-和R5CO-为油酰基。
作为上式所示的磷脂中的R6和R7，优选都是碳原子数为9～19的烯基，其中，优选R6CO-和/或R7CO-为油酰基，特别优选R6CO-和R7CO-为油酰基。
此外，作为R8，优选为-NH3 +。
此外，作为本发明的纤维素衍生物组合物，优选R4、R5、R6和R7都相同，其中，优选R4CO-、R5CO-、R6CO-和R7CO-都为油酰基，最优选同时R8为-NH3 +。
<纤维素衍生物的制备方法>
上述本发明的纤维素衍生物可以通过下述方法制备，该方法包括将含有下式所示的重复单元、分子量为5×103～5×106的羧甲基纤维素
Figure G2008800042878D00081
与下式所示的磷脂酰乙醇胺，
Figure G2008800042878D00082
以相对于羧甲基纤维素的羧基(即，(b)+(c)的总取代基)100当量，磷脂酰乙醇胺为0.1～100当量的比率，溶解由水和与水相溶的有机溶剂构成、并且水含量为20～70容量％的混合溶剂中，使它们在缩合剂的存在下反应的步骤。
其中，R1、R2和R3各自独立地选自下式(a)、(b)和(c)中，
-H           (a)
-CH2-COOH    (b)
-CH2-COOX    (c)
式(c)中，X为碱金属或碱土金属，
式(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，
R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基。
作为上述原料的羧甲基纤维素，优选分子量为5×103～5×106，更优选为5×104～5×106，进一步优选为5×104～1×106。
作为上述原料的羧甲基纤维素，例如可以将纸浆(pulp)用氢氧化钠溶液溶解，用单氯乙酸或其钠盐醚化，并进行纯化来制备。
作为上式(c)中的X的碱金属，优选为钠、钾、锂等，作为碱土金属，优选为镁、钙等。
(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，优选为0.5～1.8，更优选为0.6～1.5。对(b)和(c)的比率不特别限定，但是从在水中的溶解性方面考虑，优选存在的(c)比(b)多。
作为原料优选的羧甲基纤维素的具体结构式如下式所示。纤维素骨架中的羧甲基的取代位置优选为C-6位。
本发明的纤维素衍生物的制备方法中使用的上式所示的磷脂酰乙醇胺中，R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基。作为R4和R5，优选都是碳原子数为9～27的烯基，其中，优选R4CO-和/或R5CO-为油酰基，特别优选R4CO-和R5CO-为油酰基。
作为上述原料的磷脂酰乙醇胺，可以使用从动物组织提取的磷脂酰乙醇胺或合成制备的磷脂酰乙醇胺中的任意一种。作为磷脂酰乙醇胺，可以举出例如，二月桂酰基磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二花生酰基磷脂酰乙醇胺(diarachidoyl phosphatidylethanolamine)、二(二十二烷酰基)磷脂酰乙醇胺(dibehenoyl phosphatidylethanolamine)、二(二十四烷酰基)磷脂酰乙醇胺(dilignoceroyl phosphatidylethanolamine)、二(二十六烷酰基)磷脂酰乙醇胺(dicerotoyl phosphatidylethanolamine)、二(二十八烷酰基)磷脂酰乙醇胺(dimontanoyl phosphatidylethanolamine)、月桂油酰基磷脂酰乙醇胺(lauroleoyl phosphatidylethanolamine)、肉豆蔻油酰基磷脂酰乙醇胺(myristoleoyl phosphatidylethanolamine)、棕榈油酰基磷脂酰乙醇胺(palmitoleoyl phosphatidylethanolamine)、二油酰基磷脂酰乙醇胺、二(二十四烷酰基)磷脂酰乙醇胺(dinervonoyl phosphatidylethanolamine)、二亚油酰基磷脂酰乙醇胺(dilinoleoyl phosphatidylethanolamine)、二亚麻酰基磷脂酰乙醇胺(dilinolenoyl phosphatidylethanolamine)、二(三磷酰基)磷脂酰乙醇胺(dihiragonoyl phosphatidylethanolamine)、二花生四烯酰基磷脂酰乙醇胺(diarachidonoyl phosphatidylethanolamine)、二(二十二碳六烯酰基)磷脂酰乙醇胺(didocosahexaenoyl phosphatidylethanolamine)。其中，从在合成时使用的有机溶剂中的溶解性方面考虑，优选为二(油酰基)磷脂酰乙醇胺。
认为磷脂酰乙醇胺是来源于生物体的安全物质，在本发明的纤维素衍生物中，提高纤维素衍生物分子间的疏水性相互作用，结果是，本发明的纤维素衍生物由于这些疏水性相互作用形成水凝胶。
作为本发明纤维素衍生物的原料的羧甲基纤维素与磷脂酰乙醇胺，以相对于羧甲基纤维素的羧基100当量、磷脂酰乙醇胺为0.1～100当量、优选0.2～50当量、更优选0.3～40当量的比率反应。若少于0.1当量则生成的纤维素衍生物不形成水凝胶。此外，若多余100当量则生成的纤维素的疏水性增大，易产生不溶物，所以不优选。羧甲基纤维素与磷脂酰乙醇胺的缩合反应，由于有可能因缩合中使用的催化剂的反应性或反应条件而导致反应效果变差，因此磷脂酰乙醇胺优选与目标取代度的计算值相比过量使用。
将羧甲基纤维素与磷脂酰乙醇胺溶解在由水和与水相溶的有机溶剂(A)构成、水为20～70容量％的混合溶剂中。若水的含量少于20容量％则难以溶解羧甲基纤维素，此外，若多于70容量％则由于难以溶解磷脂酰乙醇胺而不能进行反应。水的含量优选为30～60容量％
作为与水相溶的有机溶剂(A)，具体地说，可以举出四氢呋喃、1，4-二噁烷、1，3-二噁烷、1，3-二氧戊环、吗啉等具有环状醚键的有机溶剂，二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等具有酰胺键的有机溶剂，吡啶、哌啶、哌嗪等胺类，二甲基亚砜等亚砜类。其中，优选为环状醚类或亚砜类，其中，更优选为四氢呋喃、二噁烷、二甲基亚砜。
作为反应中使用的缩合剂，优选为羧基活化剂或缩合剂(狭义)。作为羧基活化剂，可以举出N-羟基琥珀酰亚胺、对硝基苯酚、N-羟基苯并三唑、N-羟基哌啶、N-羟基琥珀酰胺、2，4，5-三氯苯酚、N，N-二甲基氨基吡啶等。作为缩合剂(狭义)，可以举出1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)-碳二亚胺或其盐酸盐、二异丙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺或N-羟基-5-降冰片烯-2，3-二碳二亚胺等。其中，作为羧基活化剂，优选使用N-羟基苯并三唑，作为缩合剂(狭义)，优选使用1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐。
反应温度优选为0～60℃。为了抑制副产物的产生，反应更优选在0～10℃下进行。反应环境优选为弱酸性，进一步优选为pH＝6～7。
<纤维素衍生物的纯化方法>
本发明的纤维素衍生物的制备方法可以包括将所得到的纤维素衍生物用实质上不溶解羧甲基纤维素而与水相溶的有机溶剂(B)进行纯化的步骤。
其中，实质上不溶解羧甲基纤维素指的是对于可以以粉末状或冷冻干燥状态得到的羧甲基纤维素钠盐或羧甲基纤维素(COOH型)，在不存在水的条件下，调查羧甲基纤维素在有机溶剂中的溶解性时，几乎不溶解的有机溶剂。具体地说，是溶解度为3％以下的有机溶剂。可以举出例如，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇等醇类，乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、甘油等多元醇类，丙酮等酮类，苯酚等芳族醇类。其中，优选为沸点低于100℃的有机溶剂，更优选沸点为73.8℃以下的有机溶剂。可以举出例如甲醇、乙醇、异丙醇，但是若考虑到在生物体内使用，优选为乙醇。
使用这些组的有机溶剂(B)进行纯化时，可以使用在纤维素衍生物存在于水或有机溶剂(A)的混合液中的状态下加入有机溶剂(B)形成沉淀，然后取出纤维素衍生物的方法。此外，可以使用向通过上述得到的沉淀、或处于干燥状态下的粉末、或通过冷冻干燥得到的海绵等成型体中，添加有机溶剂(B)进行洗涤的方法。通过这些纯化方法，可以除去反应中使用的缩合剂或羧基活化剂等催化剂类、未反应而残留在体系中的未反应的磷脂等。为了得到悬浮在有机溶剂(B)中的目的物，利用离心分离、过滤等方法。此外，为了用有机溶剂(B)进行洗涤，也可以利用索氏萃取。
<纤维素衍生物组合物的制备方法>
本发明的纤维素衍生物组合物可以通过下述方法制备，该方法包括使用由水和与水相溶的有机溶剂构成的混合溶剂，将通过上述制备方法得到的纤维素衍生物与下式所示的磷脂混合，然后除去溶剂的步骤。
Figure G2008800042878D00121
式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，R8为-NH3 +或-N(CH3)3 +。
即，该步骤中使用的磷脂是磷脂酰乙醇胺类或磷脂酰胆碱类。式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基。R6和R7优选都是碳原子数为9～19的烯基，其中，优选R6CO-和/或R7CO-为油酰基，特别优选R6CO-和R7CO-为油酰基。
上述磷脂，可以使用由动物组织萃取的磷脂或合成制备的磷脂中的任意一种。作为磷脂酰乙醇胺，可以举出例如，二月桂酰基磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二花生酰基磷脂酰乙醇胺、二(二十二烷酰基)磷脂酰乙醇胺、二(二十四烷酰基)磷脂酰乙醇胺、二(二十六烷酰基)磷脂酰乙醇胺、二(二十八烷酰基)磷脂酰乙醇胺、月桂油酰基磷脂酰乙醇胺、肉豆蔻油酰基磷脂酰乙醇胺、棕榈油酰基磷脂酰乙醇胺、二油酰基磷脂酰乙醇胺、二(二十四烷酰基)磷脂酰乙醇胺、二亚油酰基磷脂酰乙醇胺、二亚麻酰基磷脂酰乙醇胺、二(三烯酰基)磷脂酰乙醇胺、二花生四烯酰基磷脂酰乙醇胺、二(二十二碳六烯酰基)磷脂酰乙醇胺。
作为磷脂酰胆碱，可以举出例如，二月桂酰基磷脂酰胆碱、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二花生酰基磷脂酰胆碱、二(二十二烷酰基)磷脂酰胆碱、二(二十四烷酰基)磷脂酰胆碱、二(二十六烷酰基)磷脂酰胆碱、二(二十八烷酰基)磷脂酰胆碱、月桂油酰基磷脂酰胆碱、肉豆蔻油酰基磷脂酰胆碱、棕榈油酰基磷脂酰胆碱、二油酰基磷脂酰胆碱、二(二十四烷酰基)磷脂酰胆碱、二亚油酰基磷脂酰胆碱、二亚麻酰基磷脂酰胆碱、二(三烯酰基)磷脂酰胆碱、二花生四烯酰基磷脂酰胆碱、二(二十二碳六烯酰基)磷脂酰胆碱。
其中，特别优选为二油酰基磷脂酰乙醇胺、二油酰基磷脂酰胆碱。
上述纤维素衍生物和磷脂的混合在水和与水相溶的有机溶剂(A)的混合溶剂中混合。此时，使用水含量为20～70容量％的混合溶剂、优选水含量为30～60容量％的混合溶剂。
作为有机溶剂(A)，具体地说，可以利用上述有机溶剂。其中优选为环状醚类或亚砜类，其中，更优选为四氢呋喃、二噁烷、二甲基亚砜。
本发明的纤维素衍生物组合物中，通过在纤维素衍生物中混合磷脂，可以提高得到的组合物的粘弹性以及加入水得到的其水凝胶的粘弹性。此时，纤维素衍生物与磷脂的混合比是，纤维素衍生物的重复单元摩尔当量与磷脂的摩尔当量比为1∶0.05～1∶1，优选为1∶0.1～1∶0.8，更优选为1∶0.15～1∶0.6。若磷脂的摩尔当量比小于0.05则得不到粘弹性的改善效果，此外即使超过1，仅仅是使磷脂过量存在，难于观察到粘弹性的改善效果。
作为在纤维素衍生物中混合磷脂时的条件，温度可以为0～30℃，优选为10～25℃。此外，对溶剂中的聚合物和磷脂的含量不特别限定，但是优选总计为3重量％以下。
在纤维素衍生物中混合磷脂后，经过除去有机溶剂(A)的步骤，得到目标组合物。作为除去有机溶剂(A)的方法，不特别限定，可以利用通过减压浓缩、冷冻干燥、水中的透析除去有机溶剂的方法，喷雾干燥，电喷雾沉积、风干、添加溶解性低的溶剂使目的物沉淀的方法等，其中，优选为通过水中的透析除去有机溶剂的方法，优选为通过冷冻干燥来将所得到的透析物干燥的方法。对透析膜不特别限定，优选利用市售的visking管(再生纤维素膜)。
<纤维素衍生物的水凝胶>
本发明的防粘连材料是含有本发明的纤维素衍生物的水凝胶，其中，相对于水100重量份，含有本发明的纤维素衍生物0.1～5.0重量份、优选0.2～2.0重量份、进一步优选0.3～1.0重量份。
这些水凝胶优选具有即使将加入有凝胶的容器倾倒也不会流落的程度的粘弹性，若与刮勺(spatel)等金属抹刀接触则可以容易地变形，为容易涂布到患部的状态，此外，可以用注射器等具有细管的器具注入。
作为上述凝胶的优选的复数弹性模量，在水中的聚合物浓度为1重量％、温度为37℃的条件下，使用动态粘弹性测定装置，以角速度10rad/sec测定时，优选为50～900N/m2，进一步优选为100～700N/m2。这是由于在该范围时，作为注入型的凝胶最易操作。
此外，本发明的水凝胶为无色透明，制备过程中混入灰尘等异物时，可以检出该异物，具有工业生产上的优点。
此外，作为水凝胶中含有的水以外的其它成分，认为有作为催化剂使用的缩合剂类、通过缩合剂经过规定的化学反应生成的脲等副产物类、羧基活化剂、未反应的磷脂酰乙醇胺类、有可能在反应的各阶段中混入的异物、用于调整pH的离子类等，但是这些成分通过使用上述有机溶剂(B)进行的纯化或洗涤来除去，优选这些化合物都抑制在加入到生物体内时未发现异物反应的程度的低水平。
<纤维素衍生物组合物的水凝胶>
本发明的纤维素衍生物组合物可以形成水凝胶。此时，通过相对于水100重量份，含有纤维素衍生物组合物0.1～5.0重量份、优选0.2～2.0重量份、进一步优选0.3～1.0重量份，由此可以得到具有适当粘弹性的水凝胶。
这些水凝胶优选具有即使将加入有水凝胶的容器倾倒也不会流落的程度的粘弹性，若与刮勺等金属抹刀接触则可以容易地变形，为容易涂布到患部的状态，此外，可以用注射器等具有细管的器具注入。
作为上述凝胶的优选的复数弹性模量，在水中的聚合物浓度为1重量％、温度为37℃的条件下，使用动态粘弹性测定装置，以角速度10rad/sec测定时，优选为50～900N/m2，进一步优选为100～700N/m2。这是在由于该范围时，作为注入型的凝胶最易操作。
此外，作为水凝胶中含有的水、纤维素衍生物和磷脂以外的其它成分，认为有作为催化剂使用的缩合剂类、通过缩合剂经过规定的化学反应生成的脲等副产物类、羧基活化剂、有可能在反应的各阶段中混入的异物、用于调整pH的离子类等。优选这些化合物都抑制在加入到生物体内时未发现异物反应的程度的低水平。
<用途>
作为本发明的纤维素衍生物、纤维素衍生物组合物和它们的水凝胶的用途，可以用于包括医用材料的医疗用途、头发护理产品或肌肤的保湿剂等日用品用途、化妆品用途等中。本凝胶由于可以通过注射器注入，其中特别是可以用于低侵袭医疗用途中，可以优选用作用于再生医疗的细胞载体，保持、缓释生长因子等液性因子的载体，保持、缓释可以用作药物的低分子化合物的载体，防粘连材料或密封剂等医用材料，特别是注入型的防粘连材料。
实施例
通过以下的实施例对本发明进行具体的说明，但是本发明不被这些实施例所限定。
(1)实施例中使用的材料如下所述。
(i)CMCNa：羧甲基纤维素钠(日本制纸Chemical(株)制、取代度0.69)
(ii)四氢呋喃(和光纯药工业(株)制)、
(iii)0.1M HCl(和光纯药工业(株)制)、
(iv)0.1M NaOH(和光纯药工业(株)制)、
(v)EDC：1-乙基-3-[3-(二甲基氨基)丙基]-碳二亚胺·HCl((株)大阪合成有机化学研究所制)、
(vi)HOBt-H2O：1-羟基苯并三唑，一水合物((株)大阪合成有机化学研究所制)、
(vii)L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺(COATSOME ME-8181、日本油脂(株)制)、
(viii)L-α-二月桂酰基磷脂酰乙醇胺(COATSOME ME-2020、日本油脂(株)制)、
(ix)L-α-二油酰基磷脂酰胆碱(COATSOME MC-8181、日本油脂(株)制)、
(x)L-α-二月桂酰基磷脂酰胆碱(COATSOME MC-2020、日本油脂(株)制)、
(xi)L-α-二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱(COATSOME MC-4040、日本油脂(株)制)、
(xii)L-α-二棕榈酰基磷脂酰胆碱(COATSOME MC-6060、日本油脂(株)制)、
(xiii)L-α-二硬脂酰基磷脂酰胆碱(COATSOME MC-8080、日本油脂(株)制)、
(xiv)纤连蛋白(日本Becton Dickinson(株)制)、
(xv)硝酸纤维素(Schleicher&Schuell公司制)
(xvi)小鼠NIH/3T3成纤维细胞(通过American Type CultureCollection分售)
(xvii)PBS(Invitrogen公司制)
(xviii)DMEM(Invitrogen公司制)
(xix)Antibiotics Antimycotics(Invitrogen公司制)
(xx)FBS(HYCLONE公司制)
(xxi)胰蛋白酶-EDTA：0.25％胰蛋白酶、1mM EDTA·4Na(Invitrogen公司制)
(xxii)甲醇(和光纯药工业(株)制)、
(xxiii)消毒用乙醇(和光纯药工业(株)制)、
(xxiv)戊巴比妥钠(Nembutal注射液、大日本住友制药制)、
(xxv)Isodine消毒液(明治制菓(株)制)
(xxvi)注射用蒸馏水(大塚制药(株)制)
(2)纤维素衍生物中的磷脂含量的测定
纤维素衍生物中的磷脂的比率通过利用钼钒酸吸光光度法(vanadomolybdate absorption spectrometry)进行的总磷含量的分析来求得。
(3)水凝胶的复数弹性模量的测定
水凝胶的复数弹性模量，使用动态粘弹性测定装置RheometerRFIII(TA Instrument)，在37℃、角速度10rad/sec下测定。复数弹性模量是表示弹性体的应力与变形之比的常数。
[实施例1]
<纤维素衍生物>
将平均分子量为230万的CMCNa 200mg溶解在水40ml中，进一步加入四氢呋喃40ml。将L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺169.7mg(0.000228mol)(相对于CMCNa的羧基100当量为40当量)、EDC48mg(0.000251mol)、HOBt·H2O 38.4mg(0.000251mol)溶解在10ml的四氢呋喃/水＝1/1中并添加到反应体系中后，搅拌整夜。搅拌后，除去四氢呋喃，以某种程度蒸发水后，加入到乙醇中，进行沉淀。通过过滤，除去乙醇，再次用乙醇洗涤，真空干燥滤物，由此得到纤维素衍生物，测定该磷脂含量。反应前的羧甲基纤维素钠的取代度为0.69，假设所有羧甲基被钠化，使用磷脂含量进行计算，由此求得式(d)的取代度。式(d)的取代度为0.007。
<纤维素衍生物组合物>
将上述中得到的纤维素衍生物100mg(0.45mmol)溶解在20ml的四氢呋喃/水＝1/1中，添加L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺20.6mg(0.028mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺的摩尔当量的比为1∶0.062，搅拌20小时。搅拌后，通过透析进行纯化，进一步进行冷冻干燥得到纤维素衍生物组合物。
<纤维素衍生物水凝胶>
将冷冻干燥的纤维素衍生物10mg溶解在离子交换水990mg中，制备浓度为1重量％的水凝胶。得到的水凝胶为无色透明，即使将容器倾斜也不会流动，可以简单地插入刮勺等金属抹刀，可以通过25G的注射针容易地挤出。此外，测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为188.2N/m2。
<纤维素衍生物组合物水凝胶>
将冷冻干燥的纤维素衍生物组合物10mg溶解在离子交换水990mg中，制备浓度为1重量％的水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为188.3N/m2。
[实施例2]
除了添加L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺43.8mg(0.059mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺的摩尔当量的比为1∶0.13之外，进行与实施例1同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为287.3N/m2。
[实施例3]
除了添加L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺89.6mg(0.12mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺的摩尔当量的比为1∶0.26之外，进行与实施例1同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为291.9N/m2。
[实施例4]
除了添加L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺135.6mg(0.18mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺的摩尔当量的比为1∶0.40之外，进行与实施例1同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为308.9N/m2。
[实施例5]
除了添加L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺231mg(0.31mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二油酰基磷脂酰乙醇胺的摩尔当量的比为1∶0.69之外，进行与实施例1同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为294.2N/m2。
[实施例6]
除了添加L-α-二油酰基磷脂酰胆碱28.6mg(0.036mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二油酰基磷脂酰胆碱的摩尔当量的比为1∶0.26之外，进行与实施例1同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为174.9N/m2。
[实施例7]
除了添加L-α-二月桂酰基磷脂酰胆碱22.5mg(0.036mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二月桂酰基磷脂酰胆碱的摩尔当量的比为1∶0.27之外，进行与实施例6同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为249.1N/m2。
[实施例8]
除了添加L-α-二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱24.6mg(0.036mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱的摩尔当量的比为1∶0.27之外，进行与实施例6同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为398.4N/m2。
[实施例9]
除了添加L-α-二棕榈酰基磷脂酰胆碱26.7mg(0.036mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二棕榈酰基磷脂酰胆碱的摩尔当量的比为1∶0.27之外，进行与实施例6同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为244.8N/m2。
[实施例10]
除了添加L-α-二硬脂酰基磷脂酰胆碱28.8mg(0.036mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二硬脂酰基磷脂酰胆碱的摩尔当量的比为1∶0.27之外，进行与实施例6同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为261.2N/m2。
[实施例11]
除了添加L-α-二月桂酰基磷脂酰乙醇胺20.9mg(0.036mmol)使纤维素衍生物中的重复单元的摩尔当量与L-α-二月桂酰基磷脂酰乙醇胺的摩尔当量的比为1∶0.27之外，进行与实施例6同样的操作，得到纤维素衍生物组合物后，制备水凝胶。测定所得到的水凝胶的复数弹性模量，结果为212.7N/m2。
[实施例12]
<小鼠NIH/3T3成纤维细胞的制备>
在含有10％FBS和1％ Antibiotics Antimycotics的DMEM中，在5％CO2存在下培养小鼠NIH/3T3成纤维细胞。在体外评价细胞对水凝胶的粘接和浸润时，用0.05％胰蛋白酶-EDTA将小鼠NIH/3T3成纤维细胞从组织培养用的培养皿(Petri dish)分离，在900rpm、室温下进行5分钟离心分离。除去上清，悬浮在含有10％FBS和1％ AntibioticsAntimycotics的DMEM中，制备0.4×105个/ml的细胞悬浮液中。
<细胞对纤维素衍生物组合物水凝胶的粘接和浸润的评价>
手术后的粘连是由于受到损伤的器官表面再生时与其它的组织结合而产生的，所以作为其防止方法之一，有抑制细胞向损伤组织浸润。因此，使用对Snow等人的方法进行一部分改变的方法，评价细胞对纤维素衍生物组合物水凝胶的粘接和浸润[Snow DM，emmon V，CarrinoDA，Caplan Al，Sivler J.：Exp.Neurol；109(1)：111-330.1990]。即，在甲醇6ml中溶解5cm2的硝酸纤维素，用该溶液0.5ml覆盖组织培养用的直径60mm的培养皿后，风干2小时。将实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶滴加到用硝酸纤维素覆盖的培养皿中后，风干6小时。然后用30μg/ml的纤连蛋白3ml覆盖培养皿后，用PBS洗涤培养皿(图1)。最后，将0.4×105个/ml的小鼠NIH/3T3成纤维细胞悬浮液5ml接种到整个培养皿上(2×105个/培养皿。使用相位差显微镜观察7天细胞对水凝胶滴的粘接和浸润。结果，未发现细胞对滴加的纤维素衍生物组合物水凝胶的粘接和浸润。
[实施例13]
除了使用实施例2的水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例12同样的操作，评价细胞对水凝胶的粘接和浸润。其结果与实施例12大致相同。
[实施例14]
除了使用实施例3的水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例12同样的操作，评价细胞对水凝胶的粘接和浸润。其结果与实施例12大致相同。
[实施例15]
除了使用实施例5的水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例12同样的操作，评价细胞对水凝胶的粘接和浸润。其结果与实施例12大致相同。
[比较例1]
除了使用30μg/ml的纤连蛋白来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例12同样的操作，评价细胞对纤连蛋白的粘接和浸润。观察到细胞扩展到全部纤连蛋白中。
其结果，到第7天为止，比较例1中，小鼠NIH/3T3成纤维细胞发生粘接和浸润，而实施例12、13、14和15中，几乎未观察到小鼠NIH/3T3成纤维细胞对本发明的水凝胶的粘接和浸润，细胞选择性地与未覆盖水凝胶的纤连蛋白的区域粘接。
由上确认，实施例12、13、14和15中评价的水凝胶具有抑制细胞粘接和浸润的效果。
[实施例16]
<腹腔内粘连试验>
使用Sprague-Dawley(SD)系大鼠(日本Charles River)10只(7周龄、雄性)，根据Buckenmaier CC 3rd等人的方法制造腹腔内粘连模型[Buckenmaier CC 3rd，Pusateri AE，Harris RA，Hetz SP：Am Surg，65(3)：274-82，1999]。即，将大鼠在戊巴比妥钠的腹腔内给药麻醉下仰面固定，对腹部进行剃毛后，用消毒乙醇消毒。进一步用Isodine消毒液将手术区域消毒后，沿着腹部正中线切开3～4cm露出盲肠。对于露出的盲肠的一定面积(1～2cm2)，使用灭菌纱布摩擦直至产生点状出血。将盲肠放回原处，进一步地对相对的腹壁制造缺损(8mm×1.6mm)。然后，在腹壁的缺损部位涂布实施例1的纤维素衍生物水凝胶(1ml)，连续缝合切口部的肌肉层后，对皮肤缝合4～5针。创伤部用isodine消毒液消毒后，放回笼中。制造模型4周后，在戊巴比妥钠麻醉下对动物进行剖腹，肉眼观察腹腔内粘连的程度。根据以下所示的基准进行评分。将未涂布纤维素衍生物水凝胶的情况作为对照。
(评分分类)
评分0：未发现粘连的状态
评分1：存在轻度牵引就断开的程度的弱粘连的状态
评分2：存在耐轻度牵引的中等程度的粘连的状态
评分3：存在相当牢固的粘连的状态
显著性差异用Wilcoxon的方法检验。
结果是，在对照中，4周后发现腹壁与盲肠之间形成牢固的粘连。另一方面，涂布了实施例1的水凝胶的组中，4周后腹壁与盲肠之间的粘连的程度与对照相比显著降低。具体地说，对照为2.3±1.2(平均值±标准偏差)，而涂布了实施例1的水凝胶的组中，为0.8±1.2(平均值±标准偏差)，在统计学上存在显著性差异(P＜0.014，Wilcoxon’s检验)。
进一步地，发现粘连时，在盲肠上用缝合线缝上曲别针，将其用Metric Gauges(EW-93953-05、Cole-Parmer公司制)拉伸，测定盲肠从腹壁分离的最大强度(克)，将该值作为粘连的强度进行评价。无粘连时，作为0克处理。显著性差异使用Welch’st检验。如此评价实施例1的纤维素衍生物水凝胶对粘连的程度、强度的效果。结果是，对照为338.7±278.4克(平均值±标准偏差)，而涂布了实施例1的纤维素衍生物水凝胶的组中，为108.1±188.7克(平均值±标准偏差)，在统计学上存在显著性差异(P＜0.044，Student’st检验)。
由上确认，实施例1的纤维素衍生物水凝胶可以防止粘连。
[实施例17]
除了使用大鼠8只，并使用实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物水凝胶之外，进行与实施例16相同的操作，评价其对粘连的程度、强度的效果。结果粘连的评分、强度分别为0.1±0.4、18±52克(平均值±标准偏差)。
[实施例18]
除了使用大鼠9只，使用实施例2的水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例17相同的操作，评价水凝胶对于粘连的程度、强度的效果。结果粘连的评分、强度分别为0.2±0.7、7.50±149克(平均值±标准偏差)。
[实施例19]
除了使用大鼠8只，使用实施例3的水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例17相同的操作，评价水凝胶对于粘连的程度、强度的效果。结果粘连的评分、强度分别为0.0±0.0、0±0克(平均值±标准偏差)，粘连被完全抑制。
[实施例20]
除了使用大鼠9只，使用实施例5的水凝胶来替代实施例1的纤维素衍生物组合物水凝胶之外，进行与实施例17相同的操作，评价水凝胶对于粘连的程度、强度的效果。结果粘连的评分、强度分别为0.6±1.1、89±180克(平均值±标准偏差)。
[比较例2]
作为对照，不涂布水凝胶，进行与实施例17相同的操作，对粘连的程度、强度进行评价。结果粘连的评分、强度分别为2.0±1.3、397±313克(平均值±标准偏差)。
以上，4周后，比较例2中产生牢固的粘连，与此相比，实施例17、18、19和20中，粘连的程度、强度得到显著抑制。
由上确认，实施例1、2、3和5中得到的本发明的纤维素衍生物组合物水凝胶具有在生物体内强力抑制粘连的效果，说明可以有效地防止手术后的粘连。
实施例17～20和比较例2的结果如以下表1所示。
表1
  组   粘连评分平均值±标准偏差   与比较例2的显著性差异检验(Wilcoxon)   粘连强度(克)平均值±标准偏差   与比较例2的显著性差异检验(Welch)
  比较例2   2.0±1.3   -   397±313   -
  实施例17   0.1±0.4   P＝0.007   18±52   P＝0.011
  实施例18   0.2±0.7   P＝0.006   50±149   P＝0.017
  实施例19   0.0±0.0   P＝0.003   0±0   P＝0.009
  实施例20   0.6±1.1   P＝0.034   89±180   P＝0.033
[实施例21]
除了改变实施例1的纤维素衍生物水凝胶的浓度和涂布量来使用之外，进行与实施例16、17相同的操作，评价水凝胶对于粘连的程度、强度的效果。各组使用9例大鼠。结果如表2所示。
表2
 组   粘弹性Pa(10rad/sec)   粘连评分平均值±标准偏差   与对照组的显著性差异检验(Wilcoxon)   粘连强度(克)平均值±标准偏差   与对照组的显著性差异检验(Welch)
 对照组   -   1.89±1.45   -   274.6±231.2   -
 0.5％，1mL   80.8   0.00±0.00   0.004   0.0±0.0   0.007
 1％，1mL   122.6   0.44±1.01   0.042   59.0±155.8   0.036
 2％，1mL   590.7   0.11±0.33   0.009   26.2±78.7   0.012
 1％，0.25mL   122.6   0.00±0.00   0.004   0.0±0.0   0.007
 1％，0.5mL   122.6   0.33±0.71   0.021   77.3±186.8   0.065
 1％，2mL   122.6   0.00±0.00   0.004   0.0±0.0   0.007
涂布量为一定(1ml)时，粘连的程度、强度，在0.5重量％以上时，与对照组相比显著降低。此外，浓度为一定(1重量％)时，即使为0.25ml，与对照组相比，粘连的程度、强度也显著降低。因此确认，若为这些涂布量、浓度，则在生物体内表现出所期望的效果。
[实施例22]
除了使用分子量为97万的CMCNa之外，与实施例1同样地制备纤维素衍生物(取代度0.001、记为“CMC-PE”)，测定将该CMC-PE溶解在氯化钠水溶液中形成凝胶而成的物质的粘度(Eta(P)、10rad/sec下的值)。结果如表3所示。聚合物的浓度为1重量％，“CMC-Na”表示原料使用的分子量为97万的羧甲基纤维素钠盐，PBS表示磷酸缓冲生理食盐水(0.9％NaCl)。
表3
Figure G2008800042878D00251
由此可知，本发明的纤维素衍生物水凝胶，通过共存少量的氯化钠，其粘度令人吃惊地急剧增大。通过利用该特性，使用方法可以如下：例如在注射本发明的水凝胶时不加入氯化钠，形成低粘度的状态，由此容易地进行注射，但在给药部位与生物体组织接触，氯化钠浓度升高，由此粘度增大，例如易发挥防粘连剂等的所需功能。
[比较例3]
本发明人不限于本发明的纤维素衍生物水凝胶或纤维素衍生物组合物水凝胶，对通过用具有伯氨基的疏水基修饰其它的多糖类来增大粘弹性的效果进行了研究。例如，对于透明质酸，使用亮氨酸甲酯、酪氨酸乙酯、苯丙氨酸甲酯、维生素K5、卡巴胆碱(氯化氨甲酰胆碱)、乙基胺、烟酰胺修饰多糖类的羧基制成的水凝胶中，几乎未发现粘弹性的升高，与此相对地，用乙基脲修饰的物质发现明显的粘弹性的升高。因此，通过用疏水基修饰多糖类，有可能发现其水凝胶的粘弹性升高，但是可知难以预测具体地怎样组合时发现粘弹性的升高。
[比较例4]
进一步地，还对通过用疏水基修饰多糖类得到的水凝胶的粘弹性与使用该水凝胶时的防粘连效果的关系进行了研究。除了使用平均分子量为230万的CMCNa，相对于CMCNa的羧基100当量使用40当量的油胺来替代磷脂酰乙醇胺之外，用实施例1记载的方法制备CMC-油胺衍生物。该衍生物的复数弹性模量为87.4N/m2。
本发明人发现，通过用烷基胺、具体地说用油胺修饰羧甲基纤维素，也得到高粘弹性的纤维素衍生物的水凝胶。但是对其进行实施例12记载的细胞对水凝胶的粘接和浸润的评价后可知，CMC-烷基胺水凝胶抑制细胞粘接和浸润的效果低，水凝胶的高粘弹性未必带来良好的防粘连效果。
[比较例5]
使用CMCNa(日本制纸Chemical(株)制、F15MHC、取代度0.77)，磷脂使用二月桂酰基磷脂酰乙醇胺(COATSOME ME-2020、日本油脂(株)制)。其它的试剂使用与实施例1记载的试剂相同的试剂。
将1g的CMCNa溶解在50ml的水中，向该溶液中添加二月桂酰基磷脂酰乙醇胺200mg，室温下搅拌1小时。向该溶液中添加500mg的EDC，室温下搅拌一晚。将得到的溶液用去离子水透析，进行冷冻干燥。将得到的冷冻干燥物与水混合使聚合物浓度为1重量％。测定粘弹性。
结果是，反应前的CMCNa的复数弹性模量为0.4N/m2，而得到的冷冻干燥品的复数弹性模量为0.4N/m2，反应前后聚合物溶液的物性未发现变化。得到的纤维素衍生物与水的混合物，仍然为若将容器倾倒则流落的流体，未表现出凝胶的性状。
工业实用性
本发明的纤维素衍生物组合物可以作为医疗用水凝胶、特别是可注入的防粘连材料。防粘连材料可以用于在对于脊椎、关节、腱、神经等进行手术时，防止受到损伤的生物体组织表面粘连。进一步地，具体地说，在脊椎手术时，例如为了隔离硬膜和神经根周围而涂布本发明的防粘连材料，由此可以防止粘连。
产生粘连时，有必要为了除痛、确保可动区域而进行粘连剥离。通过涂布本发明的防粘连材料，可以防止粘连。可以避免再次手术，提高医疗经济性，进一步提高患者的生活质量。
此外，在妇科手术中，可以用于剖腹术或通过腹腔镜进行的子宫肌瘤摘除术时等。通过在手术后的创伤部位涂布本发明的防粘连材料，可以防止粘连。
本发明的防粘连材料在体内具有优异的滞留性，作为防粘连材料是有用的。特别是防粘连材料为凝胶时，可以适用于形状复杂的部位，可以容易地适用于使用内窥镜的手术中。

Claims (27)

1.纤维素衍生物，含有下式所示的重复单元，
Figure A2008800042870002C1
式中，R1、R2和R3各自独立地选自下式(a)、(b)、(c)和(d)中，
-H                       (a)
-CH2-COOH                (b)
-CH2-COOX                (c)
式(c)中，X为碱金属或碱土金属，
式(d)中，R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，
(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，
(d)的取代度为0.001～0.05。
2.如权利要求1所述的纤维素衍生物，其中，对于1重量％水溶液，用动态粘弹性测定装置，以10rad/sec的角速度求得的复数弹性模量为50～900N/m2。
3.如权利要求1或2所述的纤维素衍生物，其中，R4和R5是碳原子数为9～19的烯基。
4.如权利要求3所述的纤维素衍生物，其中，R4CO-和/或R5CO-为油酰基。
5.如权利要求3所述的纤维素衍生物，其中，R4CO-和R5CO-为油酰基。
6.纤维素衍生物组合物，含有权利要求1所述的纤维素衍生物和下式所示的磷脂，纤维素衍生物的重复单元的摩尔当量与磷脂的摩尔当量的比为1∶0.05～1∶1，
Figure A2008800042870003C1
式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，R8为-NH3 +或-N(CH3)3 +。
7.如权利要求6所述的纤维素衍生物组合物，其中，对于1重量％水溶液，用动态粘弹性测定装置，以10rad/sec的角速度求得的复数弹性模量为50～900N/m2。
8.如权利要求6所述的纤维素衍生物组合物，其中，R8为-NH3 +。
9.如权利要求6所述的纤维素衍生物组合物，其中，R8为-N(CH3)3 +。
10.如权利要求6～9中任意一项所述的纤维素衍生物组合物，其中，R4、R5、R6和R7全部相同。
11.如权利要求6～9中任意一项所述的纤维素衍生物组合物，其中，R6和R7是碳原子数为9～19的烯基。
12.如权利要求11所述的纤维素衍生物组合物，其中，R6CO-和/或R7CO-为油酰基。
13.如权利要求11所述的纤维素衍生物组合物，其中，R6CO-和R7CO-为油酰基。
14.如权利要求6～9中任意一项所述的纤维素衍生物组合物，其中，R4和R5是碳原子数为9～19的烯基。
15.如权利要求14所述的纤维素衍生物组合物，其中，R4CO-和/或R5CO-为油酰基。
16.如权利要求14所述的纤维素衍生物组合物，其中，R4CO-和R5CO-为油酰基。
17.如权利要求8所述的纤维素衍生物组合物，其中，R4CO-、R5CO-、R6CO-和R7CO-都为油酰基。
18.权利要求1～5中任意一项所述的纤维素衍生物的制备方法，该方法包括将含有下式所示的重复单元、分子量为5×103～5×106的羧甲基纤维素
Figure A2008800042870004C1
与下式所示的磷脂酰乙醇胺，
Figure A2008800042870004C2
以相对于羧甲基纤维素的羧基100当量，磷脂酰乙醇胺为0.1～100当量的比率，溶解由水和与水相溶的有机溶剂构成、并且水含量为20～70容量％的混合溶剂中，使它们在缩合剂的存在下反应的步骤，
其中，R1、R2和R3各自独立地选自下式(a)、(b)和(c)中，
-H              (a)
-CH2-COOH       (b)
-CH2-COOX       (c)
式(c)中，X为碱金属或碱土金属，
式(b)和(c)的总取代度为0.3～2.0，
R4和R5各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基。
19.如权利要求18所述的制备方法，其中，反应步骤后，进一步包括使用羧甲基纤维素的溶解度小于3％、与水相溶的沸点低于100℃的有机溶剂进行纯化的步骤。
20.如权利要求19所述的制备方法，其中，羧甲基纤维素的溶解度小于3％、与水相溶的沸点低于100℃的有机溶剂为乙醇。
21.如权利要求18～20中任意一项所述的制备方法，其中，反应步骤中使用的与水相溶的有机溶剂是选自四氢呋喃、二噁烷和二甲基亚砜中的至少一种。
22.权利要求6～9、17中任意一项所述的纤维素衍生物组合物的制备方法，该方法包括使用含有水和与水相溶的有机溶剂的混合溶剂，将通过权利要求18～21中任意一项所述的制备方法得到的纤维素衍生物与下式所示的磷脂混合，然后除去溶剂的步骤，
Figure A2008800042870005C1
式中，R6和R7各自独立地是碳原子数为9～27的烷基或烯基，R8为-NH3 +或-N(CH3)3 +。
23.如权利要求22所述的制备方法，其中，除去溶剂的步骤是用水进行的透析处理。
24.防粘连材料，其含有权利要求1～5中任意一项所述的纤维素衍生物。
25.防粘连材料，其含有权利要求6～9、17中任意一项所述的纤维素衍生物组合物。
26.可注入的水凝胶，其中相对于水100重量份，含有权利要求1～5中任意一项所述的纤维素衍生物0.1～1.5重量份。
27.可注入的水凝胶，其中相对于水100重量份，含有权利要求6～9、17中任意一项所述的纤维素衍生物组合物0.1～5.0重量份。
CN2008800042878A 2007-02-06 2008-02-06 纤维素衍生物及其制备方法 Expired - Fee Related CN101605817B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP026514/2007 2007-02-06
JP026515/2007 2007-02-06
JP2007026514 2007-02-06
JP2007026515 2007-02-06
JP2007098447 2007-04-04
JP098447/2007 2007-04-04
PCT/JP2008/052382 WO2008096894A1 (ja) 2007-02-06 2008-02-06 セルロース誘導体およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101605817A true CN101605817A (zh) 2009-12-16
CN101605817B CN101605817B (zh) 2013-03-27

Family

ID=39681787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800042878A Expired - Fee Related CN101605817B (zh) 2007-02-06 2008-02-06 纤维素衍生物及其制备方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8455001B2 (zh)
EP (1) EP2112170A4 (zh)
JP (1) JP5059787B2 (zh)
KR (1) KR20090109120A (zh)
CN (1) CN101605817B (zh)
AU (1) AU2008213323B2 (zh)
CA (1) CA2676300C (zh)
WO (1) WO2008096894A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109641972A (zh) * 2016-07-07 2019-04-16 日本制纸株式会社 改性纤维素纳米纤维及含有它的橡胶组合物
CN110249093A (zh) * 2017-02-01 2019-09-17 阿尔托大学注册基金会 将机械浆粕衍生的废料转化成增值纤维素产品的方法
CN110804104A (zh) * 2019-10-30 2020-02-18 暨南大学 一种细胞膜仿生表面改性细菌纤维素及其制备方法与应用

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009108760A2 (en) 2008-02-26 2009-09-03 Board Of Regents, The University Of Texas System Dendritic macroporous hydrogels prepared by crystal templating
CN102405049A (zh) * 2009-02-19 2012-04-04 帝人株式会社 多糖类衍生物的水凝胶
MX2012012097A (es) * 2010-04-22 2012-12-17 Teijin Ltd Hidrogel.
WO2012048283A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Board Of Regents, The University Of Texas System One-step processing of hydrogels for mechanically robust and chemically desired features
WO2012048289A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Board Of Regents, The University Of Texas System Anti-adhesive barrier membrane using alginate and hyaluronic acid for biomedical applications
US11565027B2 (en) 2012-12-11 2023-01-31 Board Of Regents, The University Of Texas System Hydrogel membrane for adhesion prevention
US10590257B2 (en) 2016-09-26 2020-03-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Biomimetic, moldable, self-assembled cellulose silica-based trimeric hydrogels and their use as viscosity modifying carriers in industrial applications
US11980700B2 (en) 2017-03-08 2024-05-14 Alafair Biosciences, Inc. Hydrogel medium for the storage and preservation of tissue
US11969526B2 (en) 2017-04-03 2024-04-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Adhesion prevention with shear-thinning polymeric hydrogels
US11975123B2 (en) 2018-04-02 2024-05-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Adhesion prevention with shear-thinning polymeric hydrogels

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6610669B1 (en) 1987-09-18 2003-08-26 Genzyme Corporation Water insoluble derivatives of polyanionic polysaccharides
US5017229A (en) 1990-06-25 1991-05-21 Genzyme Corporation Water insoluble derivatives of hyaluronic acid
US6174999B1 (en) 1987-09-18 2001-01-16 Genzyme Corporation Water insoluble derivatives of polyanionic polysaccharides
IL84252A (en) 1987-10-23 1994-02-27 Yissum Res Dev Co Phospholipase inhibiting compositions
JPH01301624A (ja) 1988-05-31 1989-12-05 Nippon Zeon Co Ltd 癒着防止材
US5366755A (en) * 1989-02-10 1994-11-22 Maritta Timonen Foodstuffs containing novel degraded cellulose derivatives
JP3925955B2 (ja) 1996-04-26 2007-06-06 株式会社クラレ 癒着防止材
JP3679710B2 (ja) * 1998-05-13 2005-08-03 エムエル・ラボラトリーズ・パブリック・リミテッド・カンパニー 外科手術上の癒着を阻止するためのデキストリンを含有する組成物
AU785017B2 (en) 2000-01-10 2006-08-24 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Use of lipid conjugates in the treatment of disease
JP4690892B2 (ja) 2003-06-30 2011-06-01 電気化学工業株式会社 脊椎・脊髄手術用癒着防止材
JP4902134B2 (ja) 2005-04-25 2012-03-21 帝人株式会社 癒着防止材
DK1911769T3 (da) * 2005-08-04 2014-01-13 Teijin Ltd Cellulosederivat

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109641972A (zh) * 2016-07-07 2019-04-16 日本制纸株式会社 改性纤维素纳米纤维及含有它的橡胶组合物
US11261302B2 (en) 2016-07-07 2022-03-01 Nippon Paper Industries Co., Ltd. Modified cellulose nanofiber and rubber composition including the same
CN110249093A (zh) * 2017-02-01 2019-09-17 阿尔托大学注册基金会 将机械浆粕衍生的废料转化成增值纤维素产品的方法
CN110249093B (zh) * 2017-02-01 2022-04-15 阿尔托大学注册基金会 将机械浆粕衍生的废料转化成增值纤维素产品的方法
US11486094B2 (en) 2017-02-01 2022-11-01 Aalto University Foundation Sr Method to convert mechanical pulp derived waste material into value added cellulose products
CN110804104A (zh) * 2019-10-30 2020-02-18 暨南大学 一种细胞膜仿生表面改性细菌纤维素及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CA2676300C (en) 2014-07-08
JP5059787B2 (ja) 2012-10-31
KR20090109120A (ko) 2009-10-19
AU2008213323B2 (en) 2012-05-24
CN101605817B (zh) 2013-03-27
EP2112170A4 (en) 2013-06-19
WO2008096894A1 (ja) 2008-08-14
US20100129452A1 (en) 2010-05-27
AU2008213323A1 (en) 2008-08-14
US8455001B2 (en) 2013-06-04
CA2676300A1 (en) 2008-08-14
JPWO2008096894A1 (ja) 2010-05-27
EP2112170A1 (en) 2009-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101605817B (zh) 纤维素衍生物及其制备方法
ES2440240T3 (es) Derivado de celulosa
US20220233579A1 (en) Hydrogen sulfide releasing polymer compounds
ZA200103799B (en) Cross-linked hyaluronic acids and medical uses thereof.
CA2549295A1 (en) Modified macromolecules and methods of making and using thereof
AU2008339362B2 (en) Cellulose derivative and hydrogel thereof
AU2009280306B2 (en) Hydrogel
KR20080073419A (ko) 의료용 히알루론산 유도체 마이크로비드 및 이의 제조 방법
JP2010209130A (ja) アルギン酸誘導体およびその製造方法
WO2010119994A1 (ja) 多糖類誘導体およびそのハイドロゲル
RU2496503C2 (ru) Гидрогель производного полисахарида
ITMI20120732A1 (it) Polisaccaridi reticolati a memoria di forma
JP2010035744A (ja) 癒着防止材
Celesti et al. Chitosan/POSS Hybrid Hydrogels for Bone Tissue Engineering. Materials 2022, 15, 8208
ITFI20010243A1 (it) Gel solubili e biocompatibili di acido ialuronico cross-linked con l-amminoacidi o l-amminoesteri bifunzionali
JP2011099029A (ja) 多糖類誘導体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130327

Termination date: 20150206

EXPY Termination of patent right or utility model