CN101912633A

CN101912633A - 一种透明质酸海绵及其制备方法

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Publication number: CN101912633A
Application number: CN2010102462596A
Authority: CN
Inventors: 孙伟庆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明涉及一种医用的可体内降解的透明质酸海绵及其制备方法，采用高分子量透明质酸或者其钠盐、铁盐、钙盐、锌盐等衍生物，先配制成水凝胶，再经低温冷冻干燥制成透明质酸海绵，具有止血、防粘连功能，且可体内降解，其降解周期可以通过调整分子量、凝胶的浓度、投入的凝胶量控制透明质酸海绵的厚度，做到降解周期与人体组织的愈合周期一致，保证伤口愈合前体内组织不发生粘连。本发明的原料易得，成品成分单一，不需要经过复杂的交联过程，无毒副作用、无刺激，生物相容性非常好，工艺简单，生产成本低，能满足工业生产要求。

Description

一种透明质酸海绵及其制备方法

(一)技术领域本发明涉及一种医用的可体内降解的透明质酸海绵及其制备方法，制备的透明质酸海绵具有止血、防粘连功能，且在体内可降解。

(二)背景技术透明质酸(hyaluronic acid，HA)是由D-葡糖醛酸和N-乙酰基-D-氨基葡糖双糖单位重复连接组成的链状聚阴离子黏多糖，具有高度的黏弹性和润滑、保湿等独特的理化性质。透明质酸钠(SH)作为黏弹剂用于眼科手术和骨科手术已在临床上应用多年，关节腔注射可治疗骨性关节炎和类风湿性关节炎，此外，还可用于手术后防粘连，或作为眼科或皮肤科药物外用制剂的媒介。临床应用已证明天然HA具有良好的生物相容性，但传统的HA凝胶或溶液在组织中易被降解和扩散，体内存留时间较短，应用于止血、抗渗出、防粘连、软组织填充、组织修复以及缓控释药物载体等医药领域效果不太理想。近年来的研究表明，HA制成海绵或者膜片后，其降解周期延长，止血及防粘连效果较凝胶或溶液好。

专利ZL03121886.5采用含有羧基的高分子化合物和含有氨基的高分子化合物经EDC、ETC等活化交联基交联成胶浆，经冷冻干燥脱水处理后加压成纸片。该发明需要将两种物质通过交联剂交联，需要用大量的水冲洗，以去除交联剂和反应副产物，使用于人体内，风险比较大。而且含羧基的产品如羧甲基壳聚糖体内降解吸收困难，需要用溶菌酶降解，通过细胞吞噬吸收。压成纸片状后虽然拉伸强度增加，但干化以后会变硬，如果厚度较低使用时会卷曲，吸水性能亦会降低。本发明采用高分子量的HA，不需要经过复杂的交联过程，单一成分，HA是人体内固有的成分，生物相容性非常好，通过控制海绵的厚度，可以做到降解周期与人体组织的愈合周期一致。

Genzyme公司的Seprafilm等采用传统方法将透明质酸配制成溶液，经加热脱水干燥或自然风干成膜。此类HA膜也存在以下几个不利因素：1、由于HA存在热不稳定性，超过40℃即可致HA原料断链、降解，隔离效果降低。2、HA干燥成膜后形态致密，容易变硬，需要添加如纤维素、壳聚糖类等其它成分保持膜的柔韧性。3、HA制成膜后，由于形态较薄，容易卷曲，不容易敷贴，且在体内的降解周期才7～10天，不能满足伤口愈合10～20天的临床要求。4、HA膜的吸水速度及吸水量较差，对于止血效果有一定影响。本发明用冷冻干燥法制备的HA海绵，通过控制原料HA的分子量和海绵的厚度可有效改变以上4个不利因素。

外科止血及防止术后粘连是手术技术的核心之一，良好的止血技术是保证手术成功的关键，术后粘连是最常见的腹盆腔术后不良反应。随着各国医学界对手术预后要求的提高，寻找自然界中优良的止血防粘连材料，开发出止血防粘连效果俱佳、无毒副作用、无刺激性、易于加工成型的止血防粘连敷料，势在必行。

(三)发明内容

本发明的任务是利用高分子量透明质酸或其盐配制成凝胶，经低温冷冻干燥技术制成一定厚度的海绵，通过调整原料分子量、凝胶的浓度、投入的凝胶量，控制透明质酸海绵的厚度，调节透明质酸海绵的降解周期，该海绵生物相容性好，无毒副作用、无刺激，止血防粘连效果好。

本发明还提供该透明质酸海绵的制备方法。

本发明透明质酸海绵，用于手术后止血、防粘连，在体内可降解，采用的原料可以是高分子量透明质酸或者其钠盐、铁盐、钙盐、锌盐等衍生物，所述的透明质酸海绵是由分子量120万～500万道尔顿的透明质酸或者其盐用蒸馏水配制成凝胶，在冷冻盘中经低温冷冻干燥技术制成，蒸馏水与透明质酸或者其盐的重量比为20～500∶1，每平方厘米冷冻盘冻干面积投入的透明质酸凝胶量为0.2g～5g，成品海绵的厚度0.2mm～5mm。

本发明的透明质酸海绵的制备方法：

1)制取透明质酸凝胶：取分子量120万～500万道尔顿之间的透明质酸或其盐，加入20～500倍蒸馏水，充分混匀，制成凝胶，备用；制备凝胶时应根据透明质酸或其盐的分子量大小确定加入的蒸馏水倍数，分子量越大加入的蒸馏水倍数也要相应增大。

2)采用低温冷冻干燥技术制备透明质酸海绵：将步骤1)制备的透明质酸凝胶置于冷冻室方盘，控制厚度0.2mm～5mm，在-50℃下冷冻2～4小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥24～48小时；

3)成品海绵：将步骤2)制得的透明质酸海绵初品，裁切，用纸塑或者铝箔包装密封，γ射线灭菌。

在低温冷冻处理过程中，根据透明质酸或其盐的分子量大小和凝胶的浓度控制每平方厘米冻干面积应投入的凝胶量在0.2g～5g之间，控制成品海绵的厚度0.2mm～5mm；分子量越小降解越快，需要的凝胶量就越大；同时，凝胶的浓度也会影响海绵的厚度和密度，浓度高的可适当降低投入的凝胶量。通过控制透明质酸或其盐的分子量、凝胶的浓度、投入的凝胶量，以控制成品海绵的厚度，来调节透明质酸海绵在体内的降解时间，做到降解周期与人体组织的愈合周期一致，使其足以保证伤口愈合前体内组织不发生粘连。

透明质酸海绵的临床指标和性能要求：

透明质酸海绵对小鼠颈总动脉出血的止血作用

与淀粉对照组比较，^*P＜0.05，^**P＜0.01

本发明的透明质酸海绵在大鼠肠粘连模型中的防粘连效果：SD大鼠，浙江省实验动物中心提供，雌性，体重300g左右，共30只，分为2组，A组为透明质酸凝胶(对照组，杭州协合医疗用品有限公司生产，2ml，10mg/ml规格，目前临床常规使用的防粘连产品)，B组为透明质酸海绵(试验组，本发明产品)。两组大鼠均在2％戊巴比妥钠腹腔注射下进行开腹手术，腹部正中切口，自剑突下1cm起，长约3cm，逐层切开，暴露腹腔，距回肠部5cm处起选取3cm回肠段，用干纱布球来回摩擦该肠段20次，肠管充血发红并有点状出血点，对照组在摩擦点主要部位涂抹凝胶1ml后关腹，试验组在摩擦点主要部位放置3cm×4cm透明质酸海绵轻轻按压后关腹，各组在相同条件下饲养。试验结果如下：

腹腔粘连分级表

透明质酸海绵能显著降低外科手术后的粘连症状，在大鼠肠粘连模型中，与透明质酸凝胶对照，明显优于对照组。

透明质酸海绵主要性能指标：干燥失重≤15％；含量大于90％；重金属含量≤10ppm；无菌；细菌内毒素不大于0.5EU/ml；细胞毒性试验不大于I级；过敏试验小于阴性对照；无皮内刺激反应；无急性全身毒性；溶血率不大于5％；植入后1周、4周、12周观察植入部位周围组织无异常情况；遗传毒性试验为阴性；体内降解试验：在30天内降解。

本发明制备的透明质酸海绵能满足临床各项指标和性能要求，且方法简单可行，易于工厂化生产，成本较低。

本发明采用分子量为120万～500万道尔顿的透明质酸或者其盐，制备过程不需要经过复杂的交联过程，无交联剂和其他副产物产生，产品单一成分，无毒副作用、无刺激性，且透明质酸或者其盐是人体内固有的成分，生物相容性非常好。

本发明将原料透明质酸或者其盐用蒸馏水配制成凝胶，再经低温冷冻干燥技术制备而成透明质酸海绵，成品柔韧性好，厚度易控制，吸水性好，易于加工成形，临床使用方便，且止血防粘连效果俱佳。

本发明可通过控制原料透明质酸或者其盐的分子量、凝胶的浓度、投入的凝胶量和产品海绵的厚度，调节透明质酸海绵在体内的降解时间，使降解周期与人体组织的愈合周期一致，保证伤口愈合前体内组织不发生粘连。透明质酸海绵在体内能完全降解，最终代谢产物为CO₂和水。

(四)具体实施方案

下面通过实例进一步说明本发明，实施例中的数据选自范围内的任一数值，本发明并不局限于此。

实施例1：

以120万道尔顿的透明质酸钠为原料，用蒸馏水配制成制取透明质酸钠凝胶，经低温冷冻干燥技术制成透明质酸钠海绵，步骤如下：

1)制取透明质酸钠凝胶：取20克分子量120万道尔顿的透明质酸钠，加入600毫升蒸馏水(透明质酸钠与蒸馏水的重量比为1∶30)，充分混匀制成凝胶，备用；

2)低温冷冻干燥技术处理制备透明质酸钠海绵：设计每平方厘米冻干面积应投入的凝胶量为0.3g；取上述步骤1)制备的凝胶180g倒入面积为600平方厘米的冷冻室方盘，-50℃冷冻2小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥36小时；

3)成品：将上述步骤2)制得的透明质酸海绵初品，裁切成8cm×5cm大小，厚度1mm～1.5mm，用铝箔包装密封，γ射线灭菌。

实施例2

以200万道尔顿的透明质酸钙为原料，用蒸馏水配制成制取透明质酸钙凝胶，经低温冷冻干燥技术制成透明质酸钙海绵，步骤如下：

1)制取透明质酸钙凝胶：取5克分子量200万道尔顿的透明质酸钙，加入1000毫升蒸馏水(透明质酸钙与蒸馏水的重量比为1∶200)，充分混匀制成凝胶，备用；

2)低温冷冻干燥技术处理制备透明质酸钙海绵：设计每平方厘米冻干面积应投入的凝胶量为1.2g；取上述步骤1)制备的凝胶720g倒入面积为600平方厘米的冷冻室方盘，-50℃冷冻2小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥48小时；

3)成品：将上述步骤2)制得的透明质酸钙海绵初品，裁切成5cm×4cm大小，厚度1mm～1.5mm，用铝箔包装密封，γ射线灭菌。

实施例3

以150万道尔顿的透明质酸锌为原料，用蒸馏水配制成制取透明质酸锌凝胶，经低温冷冻干燥技术制成透明质酸锌海绵，步骤如下：

1)制取透明质酸锌凝胶：取10g分子量150万道尔顿的透明质酸锌，加入600毫升蒸馏水(透明质酸锌与蒸馏水的重量比为1∶60)，充分混匀制备凝胶，备用；

2)低温冷冻干燥技术处理制备透明质酸锌海绵：设计每平方厘米冻干面积应投入的凝胶量为0.48g；取上述步骤1)制备的凝胶288g倒入面积为600平方厘米的冷冻室方盘，自然流平后，-50℃冷冻2小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥24小时；

3)成品：将上述步骤2)制得的透明质酸锌海绵初品，裁切成5cm×4cm大小，厚度1.0mm～1.5mm，用纸塑包装密封，γ射线灭菌。

实施例4

以300万道尔顿的透明质酸为原料，用蒸馏水配制成制取透明质酸凝胶，经低温冷冻干燥技术制成透明质酸海绵，步骤如下：

1)制取透明质酸凝胶：取4g分子量300万道尔顿的透明质酸，加入1000毫升蒸馏水(蒸馏水与透明质酸的重量比为250∶1)，充分混匀制备凝胶，备用；

2)低温冷冻干燥技术处理制备透明质酸海绵：设计每平方厘米冻干面积应投入的凝胶量为1g；取上述步骤1)制备的凝胶600g倒入面积为600平方厘米的冷冻室方盘，自然流平后，-50℃冷冻2小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥24小时；

3)成品：将上述步骤2)制得的透明质酸海绵初品，裁切成5cm×4cm大小，厚度0.8mm～1.2mm，用纸塑包装密封，γ射线灭菌。

实施例5：

以500万道尔顿的透明质酸钠为原料，用蒸馏水配制成制取透明质酸钠凝胶，经低温冷冻干燥技术制成透明质酸钠海绵，步骤如下：

1)制取透明质酸钠凝胶：取2克分子量500万道尔顿的透明质酸钠，加入600毫升蒸馏水(蒸馏水与透明质酸钠的重量比为300∶1)，充分混匀制成凝胶，备用；

2)低温冷冻干燥技术处理制备透明质酸钠海绵：设计每平方厘米冻干面积应投入的凝胶量为0.72g；取上述步骤1)制备的凝胶432g倒入面积为600平方厘米的冷冻室方盘，-50℃冷冻2小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥36小时；

3)成品：将上述步骤2)制得的透明质酸海绵初品，裁切成8cm×5cm大小，厚度0.5mm～1.0mm，用铝箔包装密封，γ射线灭菌。

Claims

1.一种透明质酸海绵，用于手术后止血、防粘连，在体内可降解，其特征在于所述的透明质酸海绵是由透明质酸或者其盐用蒸馏水配制成凝胶，置于冷冻盘中经冷冻干燥制成；其中透明质酸或者其盐的分子量120万～500万道尔顿，蒸馏水与透明质酸或者其盐的重量比为20～500∶1，每平方厘米冷冻盘冻干面积投入的透明质酸凝胶量为0.2g～5g，成品海绵的厚度0.2mm～5mm。

2.根据权利要求1所述的透明质酸海绵，其特征在于所述分子量为120万～500万道尔顿的透明质酸盐为钠盐、铁盐、钙盐、锌盐中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的透明质酸海绵的制备方法，其特征是按照如下工艺步骤进行：

1)制取透明质酸凝胶：取分子量120万～500万道尔顿的透明质酸或其盐，加入20～500倍蒸馏水，充分混匀，制成凝胶，备用；

2)采用低温冷冻干燥技术制备透明质酸海绵：将步骤1)制备的透明质酸凝胶置于冷冻盘中，控制厚度0.2mm～5mm，在-50℃下冷冻2～4小时，再移至冷冻干燥机的干燥室干燥24～48小时；

4.根据权利要求3所述的透明质酸海绵的制备方法，在步骤2)低温冷冻处理过程中，透明质酸凝胶置于冷冻室冷冻盘中，根据透明质酸或其盐的分子量大小和凝胶的浓度控制每平方厘米冻干面积投入的透明质酸凝胶量为0.2g～5g。