CN103917256A - 注射用填充物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开用于形成具有互穿聚合物网络的生物相容性交联聚合物的系统和方法,包括:交联杂多糖以形成单一交联材料,并且在所述单一交联材料上进行一个或多个额外交联以形成多重交联材料,其中,所述多重交联材料与所述单一交联材料相比,具有一个或多个抗人体内的生物降解的互穿聚合物网络区域,且从所述互穿聚合物网络辐射的一个或多个单一交联延长,其中,所述互穿聚合物网络的结合和延长提供抗生物降解、柔软手感、易于射入人体内中的至少一种。

Description

注射用填充物
此申请要求优先使用在2011年11月11日申请时所用的临时序号61/558669,并在2011年11月22日申请所用的正式序列号13301785,内容都引用作为参考。
技术领域
本发明涉及生物相容性粘弹性聚合物凝胶浆,及包含所述凝胶浆的制备方法的配方。
背景技术
随着人老化,由于面部脂肪及皮肤弹性减少而面部皱纹和褶皱越来越严重。医生多年来尝试了不同的方法与材料来抑制面部软组织的容积损失。最常见的一种方法是自体脂肪移植。这种手术方法中,人的脂肪是採自不同的身体部位如腹部,之后脂肪被处理后准备用于注射到脸上的皮肤和软组织部位,使软组织容积恢复以减轻皱纹和褶皱,由此实现更年轻的外貌。自体脂肪移植具有良好的理想结果,但是,这种手术方法昂贵,痛苦,耗时,需要比较长的恢复期间,并且伴随着同任何手术操作相关的并发症。
发明内容
本发明对以下方面进行详细的说明。
I.连续交联
II.透明质酸(HA,hyaluronic acid)分子量调节
III.自由基清除剂:维生素、酶及它们的类似物质
IV.抗透明质酸酶(Anti-Hvaluronidase)及抗弹性蛋白酶(Anti-Elastase)
连续交联
在某方面来看,本发明公开使用交联透明质酸来增强软组织的化妆品增强剂的体系及方法,有利于:
1.易于产品交付;
2.局部组织兼容;
3.增强凝聚力来控制植入材料迁移;及
4.生物降解方案
使用特别的交联透明质酸,并对交联透明质酸进行进一步的交联来形成交联透明质酸的互穿聚合物网络的区域(IPN,interpenetratingpolymer networks)。互穿聚合物网络的结构对交联透明质酸赋予那些独特的功效,能够应用为化妆品增强剂。在相同的交联度中,与单一的交联材料相比,互穿聚合物网络核心(想象木薯球)对人体表现更好的抗生物降解能力。此外,不断改变核心辐射的变异物理性质使聚合物强硬,同时使局部组织具有更好的组织/设备生物相容性并具有更自然的触感。
所述透明质酸的交联方法,在某些情况下化妆品增强剂可能需要控制所传递的配药物质来调节局部组织对聚合物的反应。制药成分构成多相混合物与其它相成透明质酸交联聚合物。
实现所述方面可能包括以下方式中的至少一种。该体系是生物相容性的,且起到控制药物在重要的生理活动恰逢的关键时刻释放的作用。例如,药物的速释方案和没有延期将适合地控制释放如利多卡因(lidocane)的麻醉剂,来减轻患者经历相关的外科手术时的急性疼痛。该体系也可作为媒介释放和皮质类固醇(corticosteroid)或类固醇(steroid)的媒介延迟,如地塞米松(dexamethasone)、去炎松(triamcinolone)用于对异物的生理炎症。该体系还可定制为,在开始释放如紫杉醇(paclitaxel)、携萝莉玛(serolimas)或5-氟脲嘧啶(5-flourouracil)的药物之前,实施中等缓释到缓释和进一步的缓释方案,来停止不受控制的治疗和过度的重塑导致难看的疤痕或被膜(capsular)的模样。
分子量调节
本发明的另一方面包括生物降解(degradation)优化方案和通过调节各种类型的分子量来控制植入材料的迁移。该体系优化生物降解方案,并控制植入材料的迁移。该体系可由如Mn、Mw及Mz的各种类型的分子量构成,且它们的多分散指数(PDI,polydispersity index)优化生物降解方案,从血容量过多(hypervolumic)变为血容量减少(hypovolumic)。
自由基清除剂维生素及酶
人体中的透明质酸通过氧化和水解两个主要的机制进行生物分解。在哺乳动物的细胞内,该机制是由(hyase)、b-d-葡萄糖苷酸酶(glucuronidase)及β-N-乙酰-己糖胺酶(β-N-acetyl-hexosaminidase)等三种酶进行酶水解。在细胞外,该机制是由氧衍生自由基氧化,或有时它们被称为活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)。当氧气与特定的分子相互作用的时形成具有奇数(不成对)的电子的原子或原子组。
活性氧簇被视为正常细胞代谢的生成物。尤其,一种氧化性损伤的主要贡献者为过氧化氢(H2O2),所述过氧化物为从线粒体泄漏出来的过氧化物。过氧化氢酶(catalase)与超氧化物歧化酶(superoxidedismutase)改善过氧化氢的损伤效果(damaging effect),并将这种化合物转换为氧(oxygen)、水(water),良性分子。然而,这种转换不是100%的生效的,残余的过氧化物留在细胞中。作为正常细胞功能的生成物的活性氧簇过多会引起有害作用(deleterious effect)。记忆能力随着年龄增长而下降,明显表现为如老年痴呆症(Alzheimer’s)的人类退化性疾病,所述老年痴呆症是由氧化性损伤积累而引起的。最近有研究表明,活性氧簇的积累可以减少生物体的适应性,因为氧化性损伤会加快衰老。尤其,氧化性损伤的积累可能导致认知功能障碍,如在一项的研究中,对老的大鼠给线粒体的代谢产物,之后进行认知测试。结果发现,给药代谢产物的大鼠的表现更好,这表明代谢产物减少氧化性损伤且改善线粒体功能。氧化性损伤的积累会影响线粒体的效能,进而提高生成活性氧簇的速率。氧化性损伤的积累及衰老取决于发生损伤的特定组织类型。另一实验结果表明,氧化性损伤是造成老年性脑功能下降的原因。还发现老沙鼠与年轻的沙鼠相比有更高水平的氧化蛋白。对老和年轻的小鼠给药自旋捕获化合物后,老沙鼠的氧化蛋白质的水平下降,但对年轻沙鼠没有影响。此外,老沙鼠在治疗期间认知任务执行得更好,但治疗中断后该功能能力就被停止,并导致氧化蛋白质的含量增加。
此外,一旦形成这种高活性自由基就可以引起连锁反应。它们的主要危险来自于它们对如脱氧核糖核酸(DNA)或细胞膜重要的细胞成分的反应引起损伤。这种情况下,细胞功能会下降或死亡。有抗氧化剂的防御体系以防止自由基损伤人体。自由基与抗氧化剂相互进行快捷并频繁的反应。
氧化降解反应衍生的透明质酸自由基是研究在滑液中使用透明质酸的结果。该研究表明透明质酸通过过氧化物自由基快速降解。该反应在第二自由基情况下是最有利的。中性粒细胞(neutrophis)(多形核白细胞(polymorphonuclear leukocytes))生成一种氧衍生自由基,所述氧衍生自由基允许以吞噬的方式消耗透明质酸分子。这种白细胞(WBC)的到目前为止是利用氧衍生自由基机制破坏透明质酸的唯一破坏者。因此,本发明的方面是利用如抗氧化维生素(antioxidantvitamins)的自由基清除剂来在自由基降解透明质酸之前消除自由基的效能。
抗氧化剂与预防细胞损伤有密切的关系,共同径路为癌症,老化,及各种疾病。抗氧化剂是可安全与自由基进行反应的分子,并在生命分子损坏之前终止连锁反应。虽然体内有几种能够清除自由基的酶体系,原则上的微量营养素(维生素)抗氧化剂为维生素E(vitamin E)、β-胡萝卜素(beta-carotene),在透明质酸的情况下,维生素C是例外。此外,作为痕量金属(trace metal)的硒(selenium),在体内的抗氧化酶体系中起到适当的作用,有时包含于此类。身体不能自制这种微量营养素,因此必须通过饮食摄取。
以下为抗氧化维生素的例、它们的作用及每日剂量。
维生素E(vitamin E):d-α生育酚(d-αtocopherol)。一种脂溶性维生素存在于坚果、种子、蔬菜与鱼油,粗粮(尤其,麦芽),强化谷物及杏仁。当前每日推荐供给量(recommended daily allowance,RDA)为,男性每天服用15IU,女性每天服用12IU。
维生素C(vitamin C):除透明质酸不利于透明质酸的长寿的情况。虽然,维生素C是抗坏血酸,而且它是一种水溶性维生素存在于柑橘类水果与果汁、青椒、甘蓝、菠菜、西兰花、羽衣甘蓝(kale)、哈密瓜(cantaloupe)、猕猴桃及草莓。每日推荐供给量为每60mg。个别地,摄入2000mg以上可能导致不良的副作用。
维生素A(vitamin A):β-胡萝卜素(β-carotene)是维生素A的前驱物质(视黄醇(retinol)),存在于肝脏、蛋黄、牛奶、黄油、菠菜、胡萝卜、南瓜(squash)、西兰花、薯蓣(yams)、西红柿、哈密瓜(cantaloupe)、桃子及谷物。由于β-胡萝卜素在体内无条件地转化成维生素A。相反,利用视黄醇等价物(RE)来表示维生素A的每日推荐供给量。(留意:维生素A没有抗氧化特性,过量摄入会中毒)
谷胱甘肽(glutathione):(GSH)为三肽,在半胱氨酸(cysteine)的胺基与谷氨酸(glutamate)的支链的羟基之间具有伽马肽键(正常的肽键与甘氨酸(glycine)相连接的肽键)。所述谷胱甘肽为一种抗氧化剂,防止由如自由基与过氧化氢的活性氧簇对重要细胞成分造成损害。硫醇基为还原剂,存在于约5mM浓度的动物细胞。谷胱甘肽利用给电子体(electron donor)来减少形成于胞质朊(cytoplasmic protein)至半胱氨酸(cysteine)的二硫键。在此过程中,谷胱甘肽转换为其氧化型谷胱甘肽二硫化物(glutathione disulfide,GSSG),也被作L(-)-谷胱甘肽(L(-)-Glutathione)
一旦氧化,谷胱甘肽可利用谷胱甘肽还原酶再还原,使用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(triphosphopyridine nucleotide,NADPH)作为给电子体。还原型谷胱甘肽的比例到氧化谷胱甘肽在细胞内部是通常使用为衡量细胞毒性。
尿酸(uric acid):它是体内最重要的血浆抗氧化剂(plasmaantioxidant),碳、氮、氧及氢的杂环化合物,化学式为C5H4N4O3。它构成离子与盐,所述盐为被称为如尿酸铵酸(ammonium acid urate)的非晶形尿酸盐(urates)与尿酸盐(acid urates)。尿酸是嘌呤核苷(purinenucleoside)的代谢分解产物。尿酸的高血浓度可以导致称为痛风(gout)的关节炎。化学是伴随其它疾病条件,该条件包括糖尿病(diabetes)和脲酸铵酸肾结石。
本发明的另方面是使用抗氧化剂酶来保护透明质酸的长寿。这种酶可以减少自由基,并从活性氧簇防御。它们是:α-1-微球蛋白(alpha-1-microglobulin)、超氧化歧化酶(superoxide dismutase),过氧化氢酶(catalase),乳过氧化物酶(lactoperoxidase),谷胱甘肽氧化酵(glutathione peroxidases)及抗氧化还原酶(peroxiredoxins)。
抗透明质酸酶(Anti-Hvaluronidase)与抗弹性蛋白酶 (Anti-Elastase)
在化妆品增强剂领域中,通过使用交联透明质酸给老化皮肤恢复青春,本发明的另方面采用透明质酸酶抑制剂(抗透明质酸)来专门通过透明质酸酶防止透明质酸解聚,并保持透明质酸的长寿。保持透明质酸长寿非常重要,因为它直接关系到那些讨厌的皱纹及老化的迹象。
透明质酸对这个地球上的一切生命是重要的分子。在整个动物王国中发现的多功能高分子量多醣,尤其在软结缔组织的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)。透明质酸被认为参与许多生物过程,且在胚胎发育期、细胞转移、伤口修复、恶性转化及组织周转中透明质酸的水平明显升高。这种酶可以降解透明质酸,在原核生物与真核生物中都发现有透明质酸酶(HAases)。这种酶参与从受精到老化的生理和病理过程。透明质酸的透明质酸酶介导的降解增加了结缔组织的渗透率,降低了体液的粘度,并参与细菌发病机制、毒素及和毒物的扩散、顶体的反应/卵子受精及癌演进(cancer progression)。此外,这种酶可以促进病原体和宿主细胞表面之间的直接接触。透明质酸的解聚也对细胞外基质(ECM)造成不利影响,损害它的活动如储层的生长因子,细胞活素及各种酶参与信号转导。抑制透明质酸退化因为可以决定疾病进展的减少与毒物/毒素和细菌病原体的扩散。透明质酸酶抑制剂很有效,普遍的调节剂参与保持透明质酸合成代谢和分解代谢之间的平衡。透明质酸酶抑制剂也可以作为避孕及抗肿瘤,且可能有抗菌及抗毒物/毒素活性。此外,这种分子可以作为药理工具来在研究生理和病理生理学上起到透明质酸和透明质酸酶抑制剂的作用。
透明质酸酶的机制在透明质酸降解一般遵循以下五个步骤:
下面的表显示了透明质酸酶抑制剂的例:
附图说明
图1示出一范例体系生成多重交联透明质酸。
图2示出另一范例体系生成多重交联透明质酸。
图3示出生成多重透明质酸的示意图。
具体实施方式
首先,对透明质酸的制备进行说明,其次对利用额外的化学物质来提高透明质酸的使用于真皮和皮下的情况进行说明。
由于重组杆菌细胞(Bacillus cell)的透明质酸(hyaluronan)直接在培养基中表达,可以用简单的过程来从培养基分离透明质酸。首先,杆菌细胞和细胞碎片从培养基完全分开。若需要可先稀释培养基,来降低介质的粘度。本领域中,从培养基中移除细胞的方法有多种,举例说离心或微滤。若需要,可使上清液剩余物过滤,如通过超滤,从透明质酸中集中并去除小分子污染物。之后,细胞和细胞碎片的移除,利用已知的机制来进行从培养基中使透明质酸沉淀的简单步骤。可使用盐、酒精或它们的组合来从滤出液过滤透明质酸。一旦被沉淀,透明质酸可利用如冻干法或喷雾干燥的本领域的蒸发技术来容易从过滤液中集中或干燥。
分子量
根据修改后的咔唑(carbazole)方法(Bitter and Muir,1962,AnalBiochem.4:330-334)确定透明质酸的容量。此外,可利用本领域中的常规技术来确定透明质酸的分子量的平均数量,举例说所述技术为在以下文献中公开技术。Ueno et al.,1988,Chem.Pharm.Bull.36,4971-4975;Wyatt,1993,Anal.Chim.Acta272:1-40;及怀亚特(Wyatt)技术,1999,“Light Scattering University DAWN Course Manual”与“DAWN EOS Manual”怀亚特科技公司,Santa Barbara,Calif.
在一实施例中,优选地,透明质酸或透明质酸盐具有约从10,000至约10,000,000Da的分子量。更优选地,具有约25,000至约5,000,000Da的分子量。最优选地,透明质酸具有约50,000至约3,000,000Da的分子量。
在另一实施例中,透明质酸或透明质酸盐具有300,000至3,000,000的分子量范围;优选地具有400,000至2,500,000的分子量范围;更优选地具有500,000至2,000,000的分子量范围;最优选地具有600,000至1,800,000的分子量范围。
在再一实施例中,透明质酸或透明质酸盐具有10,000至800,000的分子量范围;优选地具有20,000至600,000的分子量范围;更优选地具有30,000至500,000的分子量范围;再优选地具有40,000至400,000的分子量范围,最优选地具有50,000至300,000的分子量范围。
例1:制备二乙烯基砜(DVS)交联微颗粒乳状液
该例对二乙烯基砜交联微颗粒的制备进行说明。在室温中,使透明质酸钠(HA,580kDa,1.90g)溶解于氢氧化钠(NaOH,0.2M,37.5mL),充分搅拌3小时直到得到均匀的溶液。添加氯化钠(Sodiumchloride,0.29g)并混合一会。再添加矿物油(Mineral oil10.0g)与作为油包水乳化剂(EM90)的表面活性剂(Cetyl PEG/PPG-10/1消胀片(Dimethicone),1.0g),并充分搅拌。
透明质酸碱溶液中添加二乙烯基砜(Divinylsulfone,DVS,320mL),并混合1分钟,由此得到均匀分布的液相物质。两分钟后,油相中添加水相,并利用机器慢速搅拌。很快就得到乳状液,并在室温中继续搅拌30分钟。并在室温中放置一夜。利用HCL溶液(4M,约2.0mL)来使乳状液中和成pH7.0,并搅拌约40分钟。
例2:制备利用PH值指示剂俩中和的二乙烯基砜(DVS)交联微 颗粒乳状液
该例对制备利用PH值指示剂俩中和的二乙烯基砜(DVS)交联微颗粒乳状液进行说明。在室温中,使透明质酸钠(HA,580kDa,1.88g)溶解于氢氧化钠(NaOH,0.2M,37.5mL),充分搅拌2小时直到得到均匀的溶液。添加作为蓝色pH值指示剂(pH范围6.6~6.8)的溴百里酚(bromothymol,15滴,蓝色)。添加氯化钠(Sodium chloride,0.25g)并混合一会。再添加矿物油(10.0g)与作为油包水乳化剂(EM90)的表面活性剂(Cetyl PEG/PPG-10/1消胀片(Dimethicone),1.0g),并充分搅拌。
透明质酸碱溶液中添加二乙烯基砜(Divinylsulfone,DVS,320mL),并强烈搅拌30秒至60秒,由此得到均匀分布的液相物质。30秒钟后添加水相,并利用机器在油相中以400RPM的速率搅拌。很快就得到乳状液,并在室温中继续搅拌30分钟。在室温中,利用HCL溶液(4M,约1.6mL)来使乳状液中和,并磁性搅拌4小时。pH指示剂表示凝胶颗粒变成绿色。测量到的乳状液pH值保持3~4。乳状液放在冰箱一夜。pH指示剂表示凝胶颗粒变成黄色。
例3-微颗粒的乳状液相分离、溶胀及隔离
该例对油包水(W/O)乳状液进行说明,之后对相分离及透析进行说明。交联透明质酸微粒通过有机溶剂萃取从有阿伯谁乳状液中分离。在室温下,试管中放油包水乳状液(5g)和正丁醇(n-butanol)/氯仿(chloroform)的混合物(1/1v%,4.5ml),并利用旋转混合(whirlmixing)强烈混合。用于实现相分离,添加额外的超纯水(mQ-water,20ml)。试管受离心作用,得到三个相,其中下面的是有机相,中间的是凝胶颗粒,且上面的是干净的溶液。丢弃顶部和底部的相,并将中间的凝胶颗粒转移到透析管(MWCO12-14,000,直径为29mm,溶积/长度6.4ml/cm)。在室温下,在超纯水中透析试样一夜。。透析液更换两次并放置一夜。由此生成的凝胶稠并粘,溶胀到约50ml的溶积,相当于0.004gHA/cm3。
例4:二乙烯基砜(DVS)交联微颗粒乳状液的制备及微颗粒的分
该例对二乙烯基砜交联透明质酸微颗粒的制备进行说明。使透明质酸钠(HA,580kDa,1.89g)溶解于氢氧化钠(NaOH,0.2M,37.5mL),添加氯化钠(Sodium chloride,0.25g),并在室温下磁性搅拌1小时,直到得到均匀的溶液。添加润滑剂(TEGOSOFT,10.0g)油与作为油包水乳化剂(EM90)的表面活性剂(Cetyl PEG/PPG-10/1消胀片(Dimethicone),1.0g),并搅拌来混合。
透明质酸碱溶液中添加二乙烯基砜(Divinylsulfone,DVS,320mL),并混合1分钟,由此得到均匀分布的液相物质。之后,油相添加水相,并磁性搅拌2分钟(300RPM)。很快就得到乳状液,并在室温中继续搅拌30分钟。并在室温中放置一夜。
利用当量的HCL溶液(4M,约1.8mL)并搅拌约40分钟来使乳状液中和,通过额外的正丁醇(n-butanol)/氯仿(chloroform)的混合物(1/1v%,90ml)与额外的超纯水(100ml),并进行磁性搅拌来使乳状液破坏。上面的相的体积为约175mL。有机相与超纯水(30ml)混合来用于清洗。水/凝胶相(205ml)的混合物移到透析管(MWCO12-14,000,直径为29mm,溶积/长度6.4ml/cm),并利用超纯水室温中透析一夜。通过之后的水的变更(三次)及过夜的透析(两夜)导电性下降至0.67μSv/cm。利用显微镜(DIC200X)评估所述微颗粒,参照图1,表示微颗粒的横截面,且标签上写着21,587,92nm。
例5-乳状液的相分离及微粒的隔离
该例对油包水乳状液的破损和凝胶微粒的分离进行说明。所述凝胶微粒利用有机萃取从油包水乳状液分离。用于所述萃取的有机溶剂有丁醇/氯仿的混合物,所述混虎屋以75、20:20.80的体积比(v%)混合。油包水乳状液与有机溶剂的重量比(w%)为约1:1。
小规模的分离:离心管(50ml)里放油包水乳状液(5g)。制备丁醇/氯仿的混合物(1:1,v%),并将4.5ml(相当于5g)的混合物添加到试管。谨慎地混合试管来确保所有的乳状液已被溶解。利用旋转搅拌混合试管并放在室温下进行相分离。通常会观察到,上面的水、下面的有机溶剂及中间的白色乳状液相。添加更多的水和有机溶剂会改善分离结果。利用倒灌、进一步的纯化或表征来分离水相。
例6-油包水乳化液的制备
该例对透明质酸微粒的形成方法进行说明。
利用热/冷过程,将冷水B与热油混合,这将缩短制备时间。以下是不局限的配方。:
A相:
2.0%的油包水乳化剂(EM90,cetyl PEG/PPG-10/1dimethicone)
20.0%的矿物油或润滑剂
B相:
0.5%的氯化钠(sodiumchlorida)
3.8%的透明质酸(Hyaluronic acid)
升至100%的氢氧化钠(NaOH)(溶液)0.2M
C相:
约0.6%的二乙烯基砜(Divinylsulfone)
准备:
1.在室温下混合A相。
2.B相:通过搅拌在NaOH溶液中溶解透明质酸之后添加氯化钠(NaCl)并搅拌.。
3.添加二乙烯基砜到B相,并搅拌1分钟。
4.通过搅拌将B相慢慢添加到A相。
5.均匀混合或搅拌一段时间,放置用于反应。
6.搅拌及溶胀。
7.在30℃以下温度的条件中继续搅拌
8.中和
例7-二乙烯基砜交联微粒的制备和分离
使透明质酸钠(HA,580kDa,1.88g)溶解于氢氧化钠(NaOH,0.2M,37.5mL)。在室温中,添加氯化钠(Sodium chloride,0.25g)并利用磁性搅拌小时,直到得到均匀的溶液。通过搅拌,混合作为润滑剂(10.0g)的油与作为油包水乳化剂( )的表面活性剂(Cetyl PEG/PPG-10/1消胀片(Dimethicone),1.0g)。透明质酸碱溶液中添加二乙烯基砜(DVS,320μL),并混合1分钟直到得到均匀分布的液相物质。之后,在2分钟内添加水相,并利用机器在油相中以300RPM的速率搅拌。很快就得到水相,并在室温中继续搅拌30分钟。
利用当量的HCL溶液(4M,1.8mL)并搅拌约40分钟来使乳状液中和。并将乳状液移到分离漏斗中,通过额外的正丁醇(n-butanol)/氯仿(chloroform)的混合物(1/1v%,90ml)与额外的超纯水(100ml),并剧烈震荡来使乳状液破坏。上面的相的体积为约175mL。100mL的超纯水清洗有机相。水/凝胶相的混合物移到透析管(MWCO12-14,000,直径为29mm,溶积/长度为6.4ml/cm),并利用超纯水室温中透析一夜。通过之后的水的变更(三次)及过夜的透析(两夜)导电性下降至10μSv/cm。
例8-用于净化微颗粒的洗涤步骤
该例对最后的分离及微颗粒的纯化进行说明。
事先分离的100mL颗粒重新悬浮在Na2HPO4/NaH2PO4缓冲液(0.15M,400mL),并缓慢搅拌1/2小时。使悬浮液保持5℃两个小时,去除固化油滴。溶液是通过过滤网并用2x50mL缓冲液进一步清洗。颗粒在表征之前随洗随干(drip-dry)(图5).
例9:对于微颗粒的流变性能的调查
该例对颗粒的流变性能进行说明。利用安东帕(Anton Paar)流变仪(Anton Paar GmbH,Graz,Austria,Physica MCR301,软件:Rheoplus)分析颗粒试样。通过使用50mm的2°锥/板几何。首先利用振幅扫描来测量可变扫描γ,由此确定材料的粘弹性能的线性范围G′(储能模量)和G″(损耗模量)。其次作出频率扫描,和基于粘弹性能的值、计算出对于弱/强G′与G″及tanδ。
例10:对于在纹理分析器中的灌注性能试验的调查
该例示出关于力的调差,所述力为作为试样的均匀性功能适用于规定速度的注射。将颗粒试样转移到带有针的注射器,该注射器为27G×1/2″或30G×1/2″中的任,并装在纹理分析器(稳定微系统,Surrey,UK,TA.XT Plus,软件:纹理组件32)取样装置。在指定的距离,以12.5mm/分钟的速度注射来进行实验。
例11-二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶的制备
该例对伴随着溶胀与pH值调节的出二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶的制备进行说明。
将透明质酸钠(HA,770kDa,1g)溶解于0.2M NaOH来制备4%(w/v)的溶液,并在室温,即约20℃下搅拌1小时。制备三个复制。之后,将足够的二乙烯基砜(DVS)添加到透明质酸溶液中来得到透明质酸/二乙烯基砜的重量比分别为10:1、7:1及5:1的化合物。混合物,在室温下搅拌5分钟后在室温下放置一个小时。之后,将凝胶溶胀在160mL磷酸盐缓冲液(pH值为4.5或6.5)24小时,如表1所示。
在溶胀步骤中凝胶的pH值是稳定的。溶胀之后,通过过滤去除任何多余的缓冲液,并利用伊科试管分散机 均质器(Ika Labortechnik,DE)来使水凝胶暂时均匀。测量凝胶的体积和pH值(参照表2)。
水凝胶的pH值范围为7.1至7.6(表2),其确认为溶胀步骤在此过程可以用来调整pH值。所有的水凝胶占70mL的容积,相当于透明质酸约1.4%(w/v)的浓度。它们透明,清澈并均匀。柔软度随着交联度的减少而增加(表2).
例12:均匀的二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶的制备
该例对高度均匀的二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶的制备进行说明。
室温中,使透明质酸钠(770kDa,2g)溶解于氢氧化钠(NaOH,0.2M,37.5mL),搅拌越1小时来得到8%(w/v)溶液。添加二乙烯基砜,以使透明质酸/二乙烯基砜的重量比成7:1。在室温下搅拌5分钟后,对没有搅拌的试样进行50℃热处理2小时,之后在室温下放置一夜。在37℃下,使由此生成的交联凝胶溶肿于200ml磷酸盐缓冲液(pH5.5)42小时或55小时,最后用100ml的水清洗两次,之后丢弃所述水。测量体积、pH值几压力,所述压力用于在27G*1/2注射针中推凝胶(参照表3)。
交联透明质酸水凝胶制备根据这个例表现出更高的溶胀率并与没有进行热处理的水凝胶相比表现上升的柔软度(表3)。通过27G*1/2注射针的注射中的压力与后面的试样相比更稳定,表明交联透明质酸水凝胶更均匀。
例13-二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶的生物稳定性
该例示出使用酶促降解的体外二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶的生物稳定性。
准备透明质酸酶(HAase)溶液(100U/mL)的牛睾丸细胞,并放进30mM柠檬酸(citric acid),150mM的Na2HPO4及150mM的NaCl(pH6.3)。二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶试样(约1mL)放到有安全盖的玻璃小瓶,冻干,并称重(W0;公式1)。之后,酶溶液(4mL,400U)添加到每个试样,并在轻轻的摇动状态(100-200rpm)下,在37℃中培养。以预定的时间间隔,去除浮层并用蒸馏水清洗试样来去除残留盐,之后进行冻干,最后秤重(W t;公式1)。
生物降解表现为相对于初始重量的试样的重量减少比例(公式1)。根据每个试样在进行酶促降解试验前后的重量来计算重量减少。每个生物降解实验重复三次。以例2中说明的方法制备的二乙烯基砜透明质酸水凝胶(‘已热处理’)与没有经过热处理的二乙烯基砜透明质酸水凝胶比较其(‘无热处理’)进行比较。对于这两种类型的凝胶,第4个小时降解速率快,之后直到结束的24小时速率变慢。重要的是,没有热处理的试样与经过根据例2的热处理过程的试样有先出的重量减少量差异。这清楚地说明通过例2所述的步骤得到高度均匀的二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶。
例14:用于化妆品的油包水乳剂的制备
该例与以下的例中,二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶合成乳霜与精华液,用于增加皮肤保湿性与弹性,并提供立即的抗衰老效果以及成膜效果。
典型的油包水(w/o)乳状液的配方含有2%二乙烯基砜交联透明质酸。每相(A至E)分别利用混合规定成分来制备(参照表4)。之后,在搅拌和机械搅拌设备驱动下及在温度低于40℃,将B相添加到A相。之后,在搅拌下依次添加C相、D相及E相。公式也被作出来,其中透明质酸水凝胶浓度分别为4%、6%及8%,在D相,给出油包水配方的范围。
如表5所示,另一油包水乳状液的典型配方含有2%的二乙烯基砜交联透明质酸。表5中的每相(A至F)分别利用混合规定成分来制备(参照表5)。B相与A相混合而生成的油相加热至75℃。C相也加热至75℃。在75℃中,油相添加到C相,并利用机械搅拌设备搅拌。之后,添加D相,并将乳状液冷却至低于40℃,之后依次添加E相及F相后搅拌。公式也被作出来,其中透明质酸水凝胶浓度分别为4%、6%及8%,在E相,给出油包水配方的范围。
例15:硅精华液的制备
如表6所示,典型的硅精华液配方含有2%的二乙烯基砜交联透明质酸。同时混合所有材料,并在低于40℃的条件下剧烈搅拌(参照表6)。公式也作出来,其中透明质酸水凝胶浓度分别为4%、6%及8%,给出精华液的范围。
例16:在溶胀过程中的pH平衡;动力学研究
动力学研究指出,根据交联度,在磷酸盐缓冲液(pH7.0)中溶胀8至14小时候得到中性pH的二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶。如表7所示,使用4至8%的透明质酸溶液,并使用不同量的二乙烯基砜交联剂来制备二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶组。
在热处理与倒灌过程中,定期(每2小时)去除水凝胶,并测量pH值(参照图2)。每次测量之后使用新鲜的溶胀缓冲液。结果表明,对于所有水凝胶,经过两个小时的溶胀之后pH在11至12的范围内。之后pH逐渐下降至7.2-7.5。
交联度低的水凝胶中,即,透明质酸/二乙烯基砜比例更高的水凝胶中,pH的下降更快。在图2中表示透明质酸6%溶液和透明质酸/二乙烯基砜的两个不同的比例的下降的pH值,其中,用三角形标签表示透明质酸/二乙烯基砜比例为10:1,用矩形表示15:1。在这两种情况下,8小时后pH被中和。相对于此,在更高的透明质酸浓度(例如8%)或更高的交联度(例如,透明质酸/二乙烯基砜比例为2.5),经过14小时的溶胀后水凝胶达到中性pH值。这种观测结果符合于事实,透明质酸分子在低交联的水凝胶中表现出更大的自由与灵活性,更好水合作用,从而具有更快的pH值平衡功能。
例17-基于二乙烯基砜交联透明质酸的水凝胶的粘弹性能
在控温度25℃下,在模块化智能型高级流变仪(Physica MCR301流变仪使用板-板几何(plate-plate geometry)并,Anton Paar,Ostfildern,德国)使用板-板几何(plate-plate geometry)来进行流变测量。通过动力学振幅剪切振荡实验调查试样的粘弹性能,在所述振幅剪切振荡实验中材料受到正弦剪切应变。首先,进行应变/振幅扫描实验来评估线性粘弹性有效的区域的变形。压力通常在0.01至200%的范围,且频率设置为1Hz。之后,通过在恒定的剪切应变(10%)与0.1至10Hz范围的频率条件下的频率扫描实验,记录线性粘弹性区域中的剪切储能模量(或弹性模量G′)与剪切损耗模量(粘性模量G″)值。几何学,NF及差距分别为PP25,2及1mm。
G′提供弹性信息或在材料变形过程中的储能信息,而G″描述粘性能或如热的能量分散。尤其,弹性模量提供在受到强加的应力或变形之后保持负载与返回在初始配置的试样能力的信息。在所有的实验中,每个试样至少测量三次。
在水凝胶具有更高的交联度的情况下(即,更低的透明质酸/二乙烯基砜比例:10/1),G′比G″级高得多需,表明该试样可作为强的凝胶材料。简单地,整体流变响应应归于透明质酸大分子的物理与化学交联及地质学交互性的贡献。链间的相互作用导致减少它们的内在流动性,因此不能释放压力,且将材料用作三维网络,在所述三维网络外加应力的主要模式是通过网络变形。此外,这种水凝胶是比低交联度的水凝胶具有更多的弹性(即,更高的透明质酸/二乙烯基砜比例:15:1)。如此,永久共价交联度越高,水凝胶的弹性越高响应。
例18:交联透明质酸/二乙烯基砜水凝胶与防腐剂
在0.2M NaOH中放1.5g的透明质酸钠来得到6%(w/v)的溶液,由此制备二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶。透明质酸/二乙烯基砜的重量比为10:1。根据例2所述的直到溶胀步骤,制备水凝胶的三个复制品,之后对其进行如下的处理:在50℃的烤箱中培养两个小时后,使水凝胶沉浸到Na2HPO4/NaH2PO4缓冲液(1L,50mM,pH7.0),所述缓冲液含有防腐剂(2-苯氧乙醇/3[(2-乙基己基)含氧]1,2丙二醇)(2-phenoxyethanol/3[(2-ethylhexyl)oxy]1,2-propanediol)。
防腐剂的浓度为10mL/mL来在溶胀的水凝胶中占1%(v/v)。这预测防腐剂在培养过程中中会扩散到水凝胶,且同时能够防止缓冲液中的微生物污染。
使用帕拉胶膜来盖上容器并放置在37℃的烤箱。一个小时后,移除溶胀,并将水凝胶放在包含10mL/mL防腐剂的新鲜的磷酸盐缓冲中溶胀在6-7个小时。重复这个步骤直到溶胀时间达到12个小时,随后测量pH值。再进行2.5h的溶胀直到pH成中性。
通过紫外线-分光光度法(热电电子,Nicolet,进化900,设备nr.246-90)确定水凝胶中的防腐剂的含量。首先分析磷酸盐缓冲液中的1%(v/v)防腐剂的溶液来选择波长。使用吸液管收集约5mL的水凝胶。通常,在溶胀的圆形凝胶的中心,及在圆形凝胶的北、东、南、西面收集试样。
之后,将试样就转移到小池试管中,当时的吸光率为292nm。每个试样都测量三遍,且与不含防腐剂的空白二乙烯基砜交联透明质酸水凝胶相比吸光度是零。
结果表明,二乙烯基砜透明质酸水凝胶中的防腐剂的含量在0.91%至1.02%的范围内(参照表10)。复制品之间有很好的再现性。重要的是,从相同的水凝胶试样之间没有观察到显著的差异,这暗示防腐剂均匀地分散于水凝胶中。
例19:生物降解性聚合物的选择
降解时间可基于下面的表1中的聚合物调节。下面的例1及例2是药物或用于生物降解性聚合物的药物有基质合并的例,来控制释放药物。
表1:生物降解时间和组合物
聚合物(mos) 降解时间
50:50DL-PLG 1-2
65:35DL-PLG 3-4
75:25DL-PLG 4-5
85:15DL-PLG 5-6
DL-PLA 12-16
L-PLA >24
PGA 6-12
PCL >24
使用不同类型的生物降解聚合物来控制降解时间和/或控制降解的副产品。作为生物降解性聚合物有以下几种:
·PGA,PLA及其共聚物是一些最常用的生物降解性聚合物材料,因为它们的特性通过PLA/PGA基本特性内的聚合物组合物改变。
o聚羟基乙酸(Poly glycolic acid)(PGA)很容易水解
o聚乳酸(Poly lactic acid)(PLA)存在于D和/或L,及其对映异构体混合物,降解时间根据结晶区域不同,限制了水解可能性水平。
·聚二氧六环酮(Polydioxanone,PDS)
·聚己内酯(Polyε-caprolactone)
·聚DL-丙交酯共己内酯(Poly DL-lactide-co-ε-caprolactone)
表面活性剂的选择:
微胶囊的颗粒大小直接通过有机相与水相的表面化学控制。表面活性剂通常用于调解油性物质和水性环境之间的表面化学性质。表面活性剂是用于水溶液中的洗涤剂。表面活性剂是大分子,具有极性端与非极性端。分子极性端附于水,极性分子也一样。分子的非极性端附于NAPL(非水相液体)化合物。
用于增溶的表面活性剂的例:
1.Sioponic25-9:线性醇乙氧基化物,增溶值为2.75g/g
2.Tergitol:环氧乙烷/环氧丙烷,增溶值为1.21g/g
3.Tergitol XL-80N:伯醇的环氧乙烷环氧丙烷烷氧基(ethyleneoxide propylene oxide alkoxylate),增溶值为1.022g/g
4.Tergitol N-10:三甲基代乙氧基化物(trimethyl nonal ethoxylate),增溶值为0.964g/g
5.Rexophos25/97:含磷酸盐的壬基酚乙氧基化物(phosphatednonylphenol ethooxylate),增溶值为0.951g/g
例20:含有抗炎,皮质类固醇或类固醇的生物降解性微颗粒
a.延期30天
b.控制释放超过120天
有机相:
-制备含有二氯甲烷的20%DLPLG聚合物
-DLPLA聚合物含有65%DL与35%PLG
-称量0.02g去炎松并放到玻璃小瓶
-使2mL的20%DLPLG聚合物溶液分散于含有去炎松的小瓶
-使用行星式搅拌机来使药物完全溶解
水相:
-制备100mL的十二烷基硫酸钠(SDS,sodium dodecyl sulfate),去离子水(DI water)中的分子浓度为0.1。
-使分子浓度为0.1的十二烷基硫酸钠8mL分散于药物/聚合物溶液
溶剂蒸发:
-把含有反应混合物的玻璃小瓶放在叶轮混合器下。
-将混合速率增加到1200rpm.
-除非已知生成所需粒度的要求速率,要慢慢开始和工作增加到叶轮速率其生成所需的粒度。
-知道生成所需粒度的要求速率后,在80C的水浴中开始加热容器并继续搅拌。
-当有机相的所有二氯甲烷被蒸掉,这种情况下,时间是45分钟,停止加热。
-继续搅拌,使反应温度缓慢冷却至室温。
-冷却和搅拌的速率彼此影响颗粒的聚集。
-通过不断将溶液更换为去离子水,十二烷基硫酸钠可被清洗。
-通过过滤收集颗粒。
-在80C的真空炉中烘干颗粒。
流化床封装
-制备在二氯甲烷中包含50:50的PL:PLG的3%及5%聚合物。
-把含有药物的干颗粒放入流化床
-使用5%的聚合物溶液,使聚合物的均匀层沉积于包含颗粒的药物。调节喷雾率和空气流来得到优化的颗粒床.
-使用3%聚合物溶液来完成步骤,确保没有销孔最终会导致药物不必要地提前释放。
例21:含有抗增殖药物de生物降解性微胶囊
a.延期60天
b.控制释放超过365天
有机相:
-制备含有二氯甲烷的20%DLPLG聚合物
-DLPLA聚合物含有100%PGA
-称量0.02g西罗莫司(sirolimus)并放到玻璃小瓶
-使2mL的20%DLPLG聚合物溶液分散于含有去炎松的小瓶
-使用行星式搅拌机来使药物完全溶解
水相:
-制备100mL的十二烷基硫酸钠(SDS,sodium dodecyl sulfate),去离子水(DI water)中的分子浓度为0.1。
-使分子浓度为0.1的十二烷基硫酸钠8mL分散于药物/聚合物溶液
溶剂蒸发:
-把含有反应混合物的玻璃小瓶放在叶轮混合器下。
-将混合速率增加到1200rpm.
-除非已知生成所需粒度的要求速率,要慢慢开始和工作增加到叶轮速率其生成所需的粒度。
-知道生成所需粒度的要求速率后,在80C的水浴中开始加热容器并继续搅拌。
-当有机相的所有二氯甲烷被蒸掉,这种情况下,时间是45分钟,停止加热。
-继续搅拌,使反应温度缓慢冷却至室温。
-冷却和搅拌的速率彼此影响颗粒的聚集。
-通过不断将溶液更换为去离子水,十二烷基硫酸钠可被清洗。
-通过过滤收集颗粒。
-在80C的真空炉中烘干颗粒。
流化床封装
-制备在二氯甲烷中包含65:35的PL:PLG的3%及5%聚合物。
-把含有药物的干颗粒放入流化床
-使用5%的聚合物溶液,使聚合物的均匀层沉积于包含颗粒的药物。调节喷雾率和空气流来得到优化的颗粒床.
-使用3%聚合物溶液来完成步骤,确保没有销孔最终会导致药物不必要地提前释放。
例22:含有麻醉,皮质类固醇和抗增殖药物的皮肤填充剂组合物
a.使含有皮质类固醇的生物降解性微胶囊延期30天,控制释放超过120天
b.使含有抗增殖药物的生物降解性微胶囊延期60天,控制释放超过365天
组合物混合物(干燥)
以浓度0.024g/mL重新制备磷酸盐缓冲液
例23:作为抗增殖药物的生物降解性丙烯酸共聚物的封装
外壳形成相
-溶解以下构成有机相的物质
o0.25g的生物降解性丙烯酸共聚物
o0.75g的西罗莫司(sirolimus)
o2mL的二氯甲烷(methylene chloride)
o0.1mL的乙醇(ethanol)
-水相为:
o室温下的75mL的0.5%聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)溶液
-使用机械搅拌机使两个相分离,转速为1200rpm或能提供需要的粒度的转速。
-在这种情况下添加的适当量的胺(amine)或三乙基胺(triethylamine)
-在80C的水浴中继续搅拌反应容器两个小时
-添加0.1mL的聚醚胺(Jeffamine,T-403)来加强胶囊表面
-继续搅拌,使反应温度缓慢冷却至室温
-冷却和搅拌的速率彼此影响颗粒的聚集。
-通过不断将溶液更换为去离子水,十二烷基硫酸钠可被清洗。
-通过过滤收集颗粒。
-在80C的真空炉中烘干颗粒。
流化床封装
-制备在二氯甲烷中包含65:35的PL:PLG的3%及5%聚合物。
-把含有药物的干颗粒放入流化床
-使用5%的聚合物溶液,使聚合物的均匀层沉积于包含颗粒的药物。调节喷雾率和空气流来得到优化的颗粒床.
-使用3%聚合物溶液来完成步骤,确保没有销孔最终会导致药物不必要地提前释放。除了生物相容性之外,其它凝胶泥浆的重要特性根据一实施例,其确定它的效果在各种医疗领域,是它流变特性的复杂组合。这种特性包括粘度及其依赖的剪切比例、动力学角度上的弹性和粘性的比例以及驰松行为,以下对这些比例进行详细的说明。通常,根据一实施例的产品流变学可以在非常宽的范围控制,基本上有两种方法。根据第一种方法,其形成粘弹性凝胶浆的两相的流变学特性被这种方式控制,其对最终的产品给出了理想的流变学。第二种对两个相凝胶浆的流变特性控制的方法包括选择两种相的适当比例。但由于这种参数,即两种相的流变学及它们的比例确定了根据一实施例的产品的其它重要特性,应根据具体情况来选择用于控制流变特性的最好的方法。
适用于根据一实施例产品的凝胶能代表很多不同种类的流变体,从硬脆弱的凝胶至非常柔软的可变性液状凝胶。通常,没有交联反应地形成的凝胶,例如,常规明胶,随着聚合物浓度的增加凝胶的硬度和弹性也增加。交联凝胶的流变学特性通常是几个参数的功能,如交联密度,凝胶的聚合物浓度,溶胀有交联聚合物的溶剂的组合物。基于透明质酸和海兰(hylan)的凝胶的不同流变特性已在以下文献中公开,U.S.Pat.Nos.4,605,691、4,582,865及4,713,448。根据这些专利,主要通过改变开始混合反应时的聚合物浓度、聚合物的比例和、交联剂,乙烯基砜(vinyl sulfone)来控制凝胶的流变特性。这两个参数确定最后凝胶的平衡溶胀比例,最终产品的聚合物浓度及其流变特性。
利用机械压缩,大量的溶剂可以从事先均匀溶胀的凝胶移除。通过应用压力于利用筛封闭的容器中的凝胶来进行压缩,所述筛能够使溶液渗透但不使凝胶渗透。压力可通过任何适当的设备或通过气体层,方便地穿过空气来直接施加到凝胶。压缩凝胶的另一方式是通过对容器的凝胶施加离心力,所述容器为从底部至上部是半透膜。聚合物凝胶浆的可压缩性取决于许多因素,如凝胶的化学性质、凝胶颗粒的大小、聚合物浓度及胶浆中自由溶剂的有无。通常,当凝胶浆受到用于移除浆中的任何溶剂的压力进行得快,之后溶剂从凝胶颗粒更慢的移除。在动力学上,溶剂从凝胶去除取决于压力、温度、工具的形状、凝胶颗粒的大小及凝胶的初始聚合物浓度等参数。通常,压力、温度、及过滤表面积增加,或凝胶颗粒大小、初始的聚合物浓度减少等导致溶剂去除速率的增加。
凝胶浆中去除部分溶剂使浆更紧凑,并将浆的流变特性发生大幅变化。改变的幅度强烈依赖于压缩度,以下降压缩程度定义为浆的初始容积与压缩材料的容积的比例。
可实现的压缩程度,即凝胶浆的可压缩性在不同的凝胶中有所不同。对于海兰(hylan)凝胶在盐水泥浆为例,很容易达到20或更高的压缩度。
具有相同的有机聚合物浓度与相同溶剂的凝胶压缩重组生成与原始凝胶完全相同的凝胶。这已经通过测量流变特性及通过利用离心法来从凝胶去除溶剂的动力证实。
可知,根据一实施例的粘弹性混合物凝胶相的聚合物浓度在凝胶相可根据根据混合物所需要特性二具有宽的范围,反过来,通过混合物最终用途而决定。通常,然而,在凝胶相的聚合物浓度可在0.01至30%的范围内,优选地,在0.05至20%的范围内。在海兰(hylan)与透明质酸纯凝胶或混合凝胶的情况下,当溶胀溶剂是生理盐水溶液(0.15M氯化钠水溶液),优选地,凝胶聚合物浓度在0.1至10%的范围内,更优选地,在0.15至5%的范围内。
如上所述,根据一实施例的粘弹性凝胶浆的可溶性聚合物或第二相聚合物选择取决于许多因素,所述因素是由产品的最终用途而定的。可溶性聚合物相的聚合物浓度在宽的范围内,所述范围取决于最终混合物所需要的特性和凝胶相的性能。如果粘弹性凝胶浆的流变学特性是首要考虑的,那么可溶性聚合物的浓度可考虑聚合物的化学性质或聚合物及其分子量来决定。通常,可溶性相中的聚合物浓度在0.01%至70%的范围内,优选地在0.02至40%范围内。将海兰(hylan)或透明质酸用作可溶性聚合物的情况下,它们的浓度可以在0.01至10%的范围内,优选地在0.02至5%。降如硫酸软骨素(chondroitin sulfate)、硫酸皮肤素(dermatan sulfate)等其他葡萄糖胺聚糖(glycosaminoglycans)用作可溶性聚合物的情况下,它们的浓度实质上可以更高,因为它们具有低得多的分子量。
根据一实施例的形成粘弹性胶浆的两个相可通过任何常规方式混合在一起,所述方式可为搅拌器或混合器的任何类型。混合应该有足够长时间为了使聚合物溶液均匀分布。如上所述,凝胶相可利用任何常规方式瓦解而成浆,所述方式可为用网状物或具有孔的板用力推,或利用任何适当的搅拌器高速搅拌。另外,粘弹性凝胶浆混合物可以通过以下方式制备,混合大量的凝胶与聚合物溶液,之后通过上面提到的任何常规方式的瓦解具有粘弹性浆的混合物。当使用第一种方法来制备根据易实施例的混合凝胶浆,可得到凝胶均匀度溶胀的凝胶浆,且这儿情况下在凝胶颗粒之间没有自由溶剂,或者在凝胶颗粒之间有一些自由溶剂。在后面情况下,所述自由溶剂将稀释聚合物溶液来用作第二相。用作混合物的凝胶相的凝胶浆的第三类型是压缩的凝胶,其性能在上面已说明过。当压缩胶浆与聚合物溶液被混合在一起的情况下,如果热力学上化合物及其混合物允许,溶液相的溶剂将进入凝胶相并导致凝胶相的额外溶胀来达到平衡。
根据一实施例的粘弹性凝胶浆混合组合物的组成范围很宽。混合物的聚合物溶液可为0.1至99.5%,优选地,0.5至99%,更优选地,1至95%,其余的是凝胶相。混合物的适当成分的选择依赖于特性和两个成分的组合物,并取决于浆的所需特性及其最终用途。
根据一实施例的粘弹性凝胶混合物,除了这两个主要组合物,即聚合物凝胶浆和聚合物溶液,可能包含许多其它包含药物或填充物生理活性物质,所述填充物包括微晶纤维素、金属粉末、不溶性无机盐、染料、表面活性物质、油、粘度调节剂、稳定剂等,这些物质都影响最终产品的用途。
根据一实施例的粘弹性凝胶浆本质上代表连续的聚合物溶液基质,其使粘弹性凝胶颗粒分为常规或不常规的形状,被分布得均匀且流变行为如液体,换句话说,它们表现出一定的粘度、弹性及可塑性。通过改变泥浆的成分参数,即改变凝胶聚合物与溶液相的浓度,及两个相的比例,可以方便地控制流变性能,如稳流中的粘性、动态模式中的弹性,弛松特性,粘性和弹性行为的比例等。
受到根据一实施例的组合物参数的影响的其他特性与扩散于浆的各种物质与浆到周围环境相关。扩散过程对在医学领域的粘弹性胶胶浆的一些特定应用是很重要的,所述医学领域为防止组织和药物输送之间的粘连,下面对此进行更详细说明。
据人所知,组织之间的粘连形成是大部分手术之后最普遍和特别不良的并发症的一种。粘连形成的机制通常涉及到纤维蛋白凝块(fibrinclot)的形成,最后转换为瘢痕组织,瘢痕组织连接两个一般应分开的组织。粘连造成诸多不良症状如不舒服或疼痛,还可能在某些情况下导致威胁生命的状况。通常,需要进行再一次的手术来消除粘连形成,但无法保证在再手术之后没有粘连形成。一种消除粘连的方式是利用一些工具来使手术中受影响的组织分离,其防止纤维蛋白原扩散到组织之间的空间,由此消除在空间的连续纤维蛋白凝块形成。生物相容性粘弹性凝胶浆可以成功用作粘连防止材料。然而,纯凝胶浆的情况下,尤其当泥料浆与体液混合且凝胶颗粒彼此分开的情况下,可以在凝胶颗粒之间容易发生低分子量及高分子量物质的扩散。另一方面,根据一实施例的粘弹性凝胶浆混合物植入体内,聚合物溶液相位于凝胶颗粒之间继续抑制扩散,甚至由体液稀释之后,从而防止粘连。此外,这种效果在聚合物溶液的相的聚合物浓度增加的情况下更加显著。
根据一实施例的粘弹性凝胶浆混合物用作药物运载载体时也相同。可装载浆的每个相或两个相可与药物或者任何具有的生理活性的其他物质,在植入到体内后逐渐从粘弹性浆扩散并通过改变浆的组合物参数来方便控制扩散速率。
根据一实施例的粘弹性凝胶浆混合物的成分通过慢减它们进入中脉的转动及防止到各表面的粘连来影响活性细胞的行为。这种影响的表现程度大程度上取决于一些因素,如混合物两个组合物的成分机器比例,表面的性质机器与粘弹性凝胶浆的相互作用,细胞的类型等。但在任何情况下,粘弹性凝胶泥浆的特性可以使用于医学障碍治疗,细胞转移与粘着规则在如癌症扩散与转移的情况下是最重要。
除了上面根据一实施例的生物相容性粘弹性凝胶浆的两个应用,还有可能的应用于软性组织的增大,用作眼科、耳鼻咽喉科及其它领域的胶粘手术工具的材料,伤口处理,在骨科的骨科节炎治疗等。在所述全部应用中使用以下混合凝胶浆的基本特性:生物相容性、受约束的粘弹及和扩散特性,在植入位置容易控制停留时间,以及允许材料的容易处理,例如通过小直径针的注射。以下方法用于根据一实施例的产品的特性。溶液的海兰(hylan)或透明质酸的浓度通过使用咔唑自动方法(E.A.Balazs,et al,Analyt.Biochem.12,547-558,1965)的己糖醛酸(hexuronic acid)试验来确定。在凝胶相的海兰(hylan)或透明质酸的浓度通过在U.S.Pat.No.4,582,865的例1中所描述的己糖醛酸(hexuronic acid)试验来确定。
流变特性通过波林流变仪系统(Bohlin Rheometer System)进行评估,所述系统为用于控制剪切速率的电脑化的流变仪,且可在粘度测量法、振荡及驰松等三种模式中操作。剪切粘度处于低还是高的剪切速率塑造粘弹性凝胶浆的粘弹性机器假塑性(不同的剪切速率下的粘性比例),所述性能在产品的很多应用中都很重要。在各种频率粘弹性特性的测量值处于不同频率塑造弹性(储能模量G')与粘性(损耗模量G")之间的平衡。驰松特性利用剪切模量G随时间的改变来评估,并由在不同驰松时间的两个模量值的比例来表示。
其次,对各种透明质酸交联方法进行说明。以下反应主要针对两个最活性功能团–羟基和羧基。
1.双环氧化合物(Bisepoxide),
乙二醇二环氧甘油醚(Ethyleneglycol diglycidyl ether)
1,4-丁二醇二环氧甘油醚(1,4-butanedio diglycidyl ether)
此方法最初用于交联琼脂醣(agarose)二发展的。目前用于交联透明质酸的反应为使用双环氧丁烷(bisepoxybutane)与硼氢化钠(sodium borohydride)来稀释氢氧化钠(NaOH)。透明质酸与乙二醇二环氧甘油醚(Ethyleneglycol diglycidyl ether)在60℃的乙醇(ethanolic)0.1N NaOH的反应也提供水凝胶(图4A)。所产生的凝胶有较高的水含量(>95%),通病调查用作炎症(刺激)-对于植入药物输送的基质反应降解。从透明质酸和碱性1,4-丁二醇二环氧甘油醚制备的水凝胶是高度渗透。此材料随后由过氧化酶(perioxidate)激活,且之后包含有细胞附着域的18-胺基酸肽(amino acid peptide)改善,精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp,RGD),由此提高细胞与水凝胶连接性。在碱性介质中,二乙烯基砜也很可能通过与羟基的反应交联透明质酸。
2.二乙烯基砜(DVS)
在碱性介质中,二乙烯基砜也很可能通过和羟基的反应交联透明质酸。
3.内部酯化
自动交联聚合物(ACPTM,菲迪亚(Fidia))为透明质酸的内部酯化衍生物,两个分子间与分子内连接透明质酸的羟基与羧基。ACPTM可以被冻干为白色粉且水化为透明凝胶。此异性的生物材料被用于减少手术后障碍的薄膜。
4.光致交联(Photo-cross Linking)
透明质酸衍生物的甲基丙烯酸酯通过羟基与过量甲基丙酸烯酸酐(methacrylic anhydride)酯化来合成,如上所述的透明质酸丁酸(hyaluronan butyrate)。该衍生物被光致交联,使用1-乙烯-2-吡咯烷酮(1-vinyl-2-pyrrolidone)中的乙基曙红(ethyl eosin)与三乙醇胺(triethanolamine)来形成稳定的水凝胶,用作在氩离子(argon ion)激光辐照于514nm的引发剂(initiator)。透明质酸衍生物的原位光聚作用(situ photopolymerization)形成用于封包受伤组织的有粘着力的凝胶,可隔离周围的器官,因此防止粘连的形成。初步细胞封装研究已成功地实行于朗格汉斯岛(Langerhans)来发展胰岛素(insulin)的生物人工源。
5.戊二醛交联(Glutaraldehyde cross linking)
从阳离子交换透明质酸钠(1.6MDa)挤压的透明质酸股曾在戊二醛(glutaraldehyde)水溶液交联,虽然该过程的化学性质还未确定。股的表面通过连接聚-D-赖氨酸(lysine)与聚-L-赖氨酸来进行改造。多肽-新表面透明质酸股表现良好的生物相容性与提高的细胞的粘结能力。
6.阳离子介导金属的交联
因特凝胶(氢氧化铁(FeHA),生命核心(LifeCore))是通过与氢氧化铁(ferric hydroxide)螯合形成的透明质酸的水凝胶配方。透明质酸的类似交联将使用铜、锌、钙、钡及其它螯合金属的制备作为基础。将淡红的氢氧化铁凝胶用于预防手术后粘连的应用正处于发展中。
7.碳二亚胺交联
银色特为通过交联透明质酸与异丙醇水溶液(aqueousisopropanol)的双碳二亚胺(biscarbodiimide)来制备出来的生物海绵(Anika Therapeutics)。该过程运用碳化二亚胺的其它不良的倾向来与透明质酸反应,由此形成正酰基脲(N-acylureas)。在这个应用,两个正酰基脲键的形成提供化学稳定性与产品自由交联。由于使用疏水性双碳二亚胺,银色特在无需缝合、保持其功效之或甚至出血的情况下也可粘附组织。最近,在兔粪磨损研究中发现对防止手术后粘连有效。
水含量低的透明质酸水凝胶膜通过交联透明质酸(1.6MDa)膜与水溶性碳化二亚胺,作为在混合液体中包含水溶性无溶剂透明质酸的偶联剂。水含量低的透明质酸中的最高交联度可80%乙醇中得到。有60%水含量该膜,沉浸在缓冲液后保持稳定两个星期。透明质酸膜的交联与在L-赖氨酸甲基酯中的水溶性碳化二亚胺与透明质酸膜相比,活泼降解时间更长。
8.酰肼(hydrazide)交联
利用上面说名的酰肼化学作用,水凝胶通过使用双酰肼(bishydrazide,),三酰肼(trishydrazide)及多价酰肼化合物用作交联剂来制备。通过调姐反应条件及试剂的摩尔比例,可得到凝胶的物理化学性质范围从软并可流通的凝胶至更机械-坚硬和易脆凝胶。透明质酸-抗利尿激素(HA-ADH)可使用市中可买到的的小分子双功能交联剂来交联。
最近,随着原位聚合技术的发展,在生理条件下可通过使用大分子的交联剂聚乙二醇-二醛(PEG-dialdehyde)来交联透明质酸-抗利尿激素。
在溶剂蒸发之后,得到具有良好的机械强度的生物相容性和生物降解性透明质酸水凝胶膜。从这种透明质酸水凝胶膜将慢慢释放大分子药物,且这种新材料在伤口愈合过程中促进上皮再生(re-epithelialization)
1.与剩余蛋白的交联
作为与剩余蛋白的交联的例,海兰(hylan)(美国生物基质公司(Biomatrix))为通过交联包含透明质酸的剩余蛋白与甲醛(formaldehyde)形成的是水凝胶或水溶,所述交联在碱性溶液中进行。溶性海兰(hylan)13是透明质酸的高分子量形式(8-23MDa),与透明质酸相比是增强的。海兰(hylan)凝胶与可溶性海兰(hylan)材料相比具有更大的弹性及粘度,同时仍然保持天然透明质酸的高生物相容性。已在许多医疗应用中研究了海兰(hylan)。
2.多组分反应(multi-component reaction)
有3组分反应至4组分反应,称为(1)帕瑟里尼反应(Passerinireaction)及(2)乌吉反应(Ugi reactions)。
在帕瑟里尼反应中Passerini反应,透明质酸的水溶液与水戊二醛(或其他水溶性二醛)混合并添加到已知量的高活性异腈(isocyanide),例如环异氰酸己酯(cyclohexylisocyanide)。
在乌吉四组分反应中(图4F),将二胺(diamine)添加到此三组分混合物中。
通过调节乙醛(aldehyde)及二胺(diamine)的量来控制交联度。
3.表面改性
对聚丙烯(PP)与聚苯乙烯(PS)的表面所做的例是利用氩气(argongas)和氨气(ammonia gas)等离子体激活来使聚合物表面放射。放射表面之后由琥珀酸酐(succinic anhydride)改性,来使羧酸吊在表面上,之后用含有碳二亚胺透明质酸-抗利尿激素来浓缩,由此提供亲水,无粘力并油滑的塑料表面。金属和玻璃表面也可通过表面活性剂改性,之后形成适当的透明质酸衍生物的共价化学键。
二、以下,对透明质酸的四种不同的疗法改性选择进行说明。
1.A:透明质酸可在两个位置进行交联.(1)羟基位置及(2)羧基的位置。
2.B:具有功能基的药物可与透明质酸分子偶联,所述功能基与羟基和/或羧基积极反应,且透明质酸分子可用作药物的载体。
3.C:个别的透明质酸分子可以接枝或共价附加到具有功能基的聚合物链,所述功能基与羟基和/或羧基积极反应。
4.D.透明质酸分子可以接枝到所提供的脂质体(liposome),所述脂质体的功能基利于反应。
透明质酸疗法改性选择
包括交联透明质酸水凝胶、透明质酸药物缀合物、透明质酸接枝共聚物及透明质酸脂质体。
透明质酸活性部位
5.羧基化学反应
1.酯化作用
酯化透明质酸生物材料通过在二甲基甲酰胺(DMF)溶液的烷基卤化物中使透明质酸的四(正丁基)铵盐烷化来制备。这种透明质酸酯可以挤压来生成细胞膜和纤维,冻干来得到海绵,或者通过喷雾干燥、提取及蒸发来生成微球体。干燥时这种聚合物表现良好的机械强度,但是水化材料没有那么健壮。酯化程度影响到疏水性补丁的大小,所述补丁生成更僵硬、稳定并对酶促降解不太敏感的聚合物链网络。
2.碳化二亚胺介导反应
3.通过碳化二亚胺化合物的透明质酸的羧基功能的化学改性通常在水中表现4.75的pH值。
6.羟基化学反应
1.硫酸盐化反应
透明质酸与二甲基甲酰胺(DMF)中的吡啶三氧化硫(sulfurtrioxide-pyridine complex)硫酸盐化作用产生不同程度的硫酸盐化反应,透明质酸硫酸盐化(hyaluronic acid sulphation,HyalSx)中,对每二糖,x=1-4。硫酸化的透明质酸HyalS3.5使用二胺聚乙二醇(diamine polyethylene glycol)及水溶性碳二亚胺(water–solublecarbodiimide)来固定于经过等离子体处理的聚乙烯(PE)。凝血酶时间试验及血板粘连行为表示该过程用于制备血液相容抗血栓的聚乙烯表面。此外,HyalSx转换成不耐光的叠氮苯氨基(azidophenylamino)衍生物,且光致固定(photoimmobilize)于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。涂敷有硫酸化透明质酸的表面与没有涂敷有硫酸化透明质酸的表面相比更表现显著的细胞附着、污染的减少,及细菌生长,且涂层通过软骨素酶及透明质酸酶耐降解。
透明质酸丁酸(Hyaluronan butyrate)用作目标性药物-运载系统,尤其运载到肿瘤细胞。通过包含二甲氨基吡啶(dimethylaminopyridine)的二甲基甲酰胺(DMF)中的透明质酸低分子量丁酐(sym-collidinium salt)与对称环奎二苯酯盐(sym-collidinium salt)之间的反应,丁酸诱导细胞分化并抑制与透明质酸连接的各种人类肿瘤增殖。
2.异脲耦合或溴化氰活化
蒽环类抗生素阿霉素(anthracycline antibiotics adriamycin)和道诺霉素(cyanogen bromide)是通过溴化氰(cyanogen bromide,CNBr)活化作用与透明质酸耦合。该反应流程通常通过高活性异脲介导活化低聚糖(intermediate.)来生成亲和基质。治疗剂通过聚氨酯附于低聚糖或粘多糖的羟基功能基,但是没有进行光谱验证。此外,反应条件的粗硬可能会影响透明质酸的完整度和生物相容性。
3.过氧化酶的氧化
活性双醛(bisaldehyde)功能可通过借助过氧化钠酶的对于透明质酸的邻仲醇(vicinal secondary alcohol)功能来生成。这种化学作用是用于亲和固定化糖蛋白的化学活化的常规方法吸或转换为荧光探针。与过氧化酶活化透明质酸,与伯胺(primary amines)的还原耦合可以提供交联,包含细胞附着域的肽附属物或固定化材料。强烈的氧化治疗还导致键的破坏并使潜在的免疫原性键进入透明质酸的生物材料内。
4.还原端改性
透明质酸的还原端的还原胺化适用于制备亲和基质、荧光标记材料及用于插入透明质酸-脂质体的透明质酸-磷脂为。例如,低分子量透明质酸与磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine)共价结合,且这种结合用于低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)颗粒表面上的保护用“糖装饰”。否则末端标记不能广泛使用于透明质酸生物材料或前提药物应用,因为没粘多糖只有一个附着点。其严重限制高分子量透明质酸的加载和交联的可能性。
5.酰胺转变
在某种特性的角度上,天然透明质酸具有未定量的可能衍生的自然脱酰(deacylated)氨基葡萄糖单元。就还原端的改性而言,改性率非常低。然而,在适用常用的肼解方法的情况下,正乙酰基的改性可以非常重要。透明质酸的有限肼解生成透明质酸的自由氨基葡萄糖残余,但是也有产生基导骨干解理和还原端改性。
在以上实验中的材料可包括
1.实验方法
1.实验001-12:油包水乳状液交联反应
1.反应是油包水乳状液反应。
2.在常温下进行一个小时。
3.使用离心机收集凝胶颗粒。
4.用丙酮清洗。
2.实验001-14
1.首先制备X连锁剂混合物。
2.之后制备反应混合物。
3.0.775g的X连锁剂混合物“a”通过“e”添加到透明质酸。会有一些反应。
4.用铲均匀地混合来使X连锁剂进入透明质酸。
5.在常温下进行反应,每30–60分钟混合一次。
6.在进行了8小时的反应之后,生成物是交联透明质酸凝胶。
7.放在52C中3小时,每0.5小时混合一次。
8.用磷酸盐缓冲液(PBS)清洗3X。
3.在透明质酸X连锁过程的成分的边界条件
实验001-16:X连锁剂混合物保存期限和反应温度
1.X连锁剂混合物应放在常温下,并在24个小时内使用。
1.反应温度高于50C不能超过一个小时。
实验001-17:1%氢氧化钠(NaOH)保存期限
2.包含X连锁剂的氢氧化钠溶液应在制备后一小时内。
3.通常的氢氧化钠浓度1是较低来产生完全反应的产品。
2.X连锁剂保存期限-丁二醇二缩水甘油基醚
1.实验001-18:一旦与氢氧化钠混合,包含丁二醇二缩水甘油基醚的混合物用在3小时内使用。
4.X连锁剂保存期限-二乙烯基砜“TBD”
5.实验001-19
1.添加A、B后均匀地混合。
2.在常温下放置2小时,每30分钟混合一次。
3.在50C放置1小时,每30分钟混合一次。
4.产品与商贸产品玻尿酸(Juvederm)很像。
6.实验001-21
最终混合物
成分
混合物A 全部
混合物B1~B5 0.775
1.将A分别添加到B1~B5后均匀地混合。
2.在常温下放置2小时,每30分钟混合一次。
3.在50C放置1小时,每30分钟混合一次。
4.产品与商贸产品玻尿酸(Juvederm)很像。
7.X连锁度的效果
1.实验001-22:丁二醇二缩水甘油基醚(BDDE)
2.实验001-25:二乙烯基砜(DVS)
在一实施例中,透明质酸可以进行连续交联来形成单相单相特性系统。形成如互穿聚合物网络的生物相容性交联聚合物可以通过交联杂多糖来形成单一交联材料,并执行在单一交联材料或者多重交联来形成多重交联材料,其中多重交联材料有核心,与单一交联材料在人体中的持续时间相比更长。结果,具有顺畅连续结构的材料可与高度交联的核心进行轻度交联。轻度交联材料能够使透明质酸通过小针注射器容易地插入人体内,但是这种轻度交联材料不能在人体内持续长时间。然而,高度交联材料可在人体内保持长时间,所以身体隆物不需要如习用的透明质酸真皮填充物的定期添补。
使用基于根据优选实施例的延迟交联剂的稳定的无水悬浮液的交联时间可通过改变以下中的至少一个来控制。
1)使用交联化合物
2)在悬浮液中的透明质酸的颗粒大小
3)包含透明质酸流体的pH值,
4)透明质酸悬浮液的浓度(即,加载)
5)溶液的温度。
作为说明,当在类似条件下使用,可利用透明质酸化合物的分子量的类型来有效控制水溶性溶液的准确交联时间。尤其,透明质酸交联的更大分子量的悬浮液与低分子量酸的悬浮液相比更慢。
针对悬浮液中透明质酸的颗粒大小,粒度增加,水溶性聚合物溶液的交联所需要的时间也增加。相反,当粒度减少,水溶性的交联所需要的时间也减少。
交联之前的水溶性聚合物溶液的pH可控制交联时间。水溶性聚合物溶液的pH值影响的稳定的延期交联剂的无水悬浮液溶解率。尤其,水溶性聚合物溶液的pH值增加,如果悬浮包含大量透明质酸颗粒则悬浮液交联剂的溶解率增加,然而悬浮液包含大量硼砂粒则悬浮液交联剂的溶解率减少。相反,当水溶性聚合物溶液的pH值减少,如果悬浮液包含大量硼酸颗粒则悬浮液交联剂的溶解率减少,如果悬浮液包含大量透明质酸颗粒则悬浮液交联剂的溶解率增加。
水溶性聚合物溶液中的稳定的延期透明质酸交联剂的无水悬浮液和悬浮液交联剂的浓度(即,加载)及交联剂悬浮液的容量都影响水溶性聚合物溶液的交联时间。当在水溶性聚合物溶液延期透明质酸交联剂的悬浮液浓度和悬浮液交联剂的容量都增加,水溶性聚合物溶液的交联时间减少。相反,当在在水溶性聚合物溶液延期交联剂的悬浮液浓度和悬浮液交联剂的容量减少,水溶性聚合物溶液的交联时间增加。
温度可以用来改变水溶性聚合物溶液的交联时间。当水溶性聚合物溶液的温度增加,它的交联时间减少。相反,当水溶性聚合物溶液的温度减少,它的交联时间增加。此外,根据是否使用粘土类来制备稳定的延期透明质酸交联剂的无水悬浮液,水溶性聚合物的交联时间可以增加或减少。
此外,如聚合物微球、聚合物胶束、可溶性聚合物及水凝胶型材料等的材料可以用于提供制药对抗生化降解的保护,且这些材料在生物医学应用中由有巨大的潜力,尤其作为药物输送设备的成分件。生物医学聚合物(即.,在生理条件下使用的聚合物)设计和工程通常受到特定的,并严格的要求。尤其,这种高分子材料要兼容与它们使用的生物环境,这常意味着它们显示特定的亓税星。它们还要证明具有足够的生物降解性(即,它们降低到低分子量物种。聚合物片段是反过来在体内代谢或排泄,不留痕迹)。生物降解性通过合成或使用在脊柱中具有水解角度上不稳定键的聚合物来完成。此特性的最常见化学功能基是酯类、酸酐,原酸酯及酰胺。水解角度上不稳定的脊柱的化学水解是为聚合物降解的流行机制。生物降解性聚合物可以是自然或合成的。合成聚合物通常使用与医学应用和生物医学研究,所述研究包括聚乙二醇(药物动力学和成员反应改变),聚乙烯醇(药物载体),和聚(hydroxypropylmetacrylamide)(药物载体)。此外,自然聚合物也被使用于生物医学应用。例如,右旋糖酐(dextran)、羟乙基淀粉(hydroxyethylstarch)、白蛋白(albumin)及部分水解的蛋白质可使用于各种方面,从血浆代用液到放射性药物、肠外营养。通常,合成聚合物与天然材料相比具有更大的优势,其中它们比资源材料可提供更广泛特性及更高度的均匀性。
在一实施例中,当交联剂是一种二羧酸,其中在所述的羰基之间含有至少三个原子,并且含有杂原子,其中所述的杂原子存在于所述羰基的α位置处从而形成所述的酯时,所述的释放半衰期为小于大约10小时;当交联剂是一种二羧酸,其中在所述的羰基之间含有至少三个原子,并且在所述羰基的α位置处不存在杂原予以形成所述的酯时,所述的释放半衰期超过大约100小时;其中,当交联剂是一种二羧酸,其中在所述的羰基之间含有两个原子,并且在系链中含有氮原子且所述的氮原子上带有一个具有反应性的氢原子时,所述的药物所具有的释放半衰期从大约0.1小时至大约20小时;其中,所述的释放半衰期是在下述的条件下测量得到的:在37℃下,在0.05M的磷酸盐缓冲液,0.9%的生理盐水,pH为7.4的条件下测量得到的。前提是所述的共轨物不是聚(1-羟基甲基乙烯基羟基甲基-缩甲醛)_-琥珀酸-甘氨酸-喜树碱(PHF-SA-Gly-CPT)、聚(1-羟基甲基乙烯基羟基甲基-缩甲醛)_-(甲基)琥珀酸-甘氨酸-喜树碱(PHF-(methyl)SA-Gly-CPT)、聚(1_羟基甲基乙烯基羟基甲基-缩甲醛)_(2,2-二甲基)琥珀酸-甘氨酸-喜树碱(PHF-(2,2-dimethyl)SA-Gly-CPT)、聚(1-羟基甲基乙烯基羟基甲基-缩甲醛)-(2_壬烯-2-基)琥珀酸-甘氨酸-喜树碱(PHF-(2-nonen-2-yl)SA-Gly-CPT)、聚(ι-羟基甲基乙烯基羟基甲基-缩甲醛)_琥珀酸_甘氨酸-紫杉醇(PHF-SA-Gly-Taxol)或聚(ι-羟基甲基乙烯基羟基甲基_缩甲醛)_琥珀酸_甘氨酸_隐陡头菌素(PHF-SA-Gly-Illudin)。
在一些实施例中,所述的聚缩醛(酮)是一种聚乙缩醛(acetal)。在其他实施例中,所述的聚缩醛(酮)是一种聚缩酮(ketal)。在一些实施例中,所述的聚乙缩醛是聚(ι-羟基甲基乙烯基羟基甲基-缩甲醛)(PHF)。在一些实施例中,R1是H。在其他实施例中,R1是CH3。在一些实施例中,R2是-CH(Y)-C(0)_,其中Y是所述的天然存在的氨基酸侧链中的一种。在一些实施例中,R2是芳基基团。在一些实施例中,R2是异芳基基团。在其他实施例中,R2是脂肪族环。在一些实施例中,R2是脂肪族链。在一些实施例中,R2是一个杂环状的脂肪族环。在一些实施例中,R1以及R2能够与连接它们的氮原子共同形成环。其他实施例为本领域的普通技术人员可知的方式。例如,在US2010/036413中说明了一些实施例,其中的内容仅供参考。
图1表示连续生成多重交联透明质酸的范例体系。在图1中,透明质酸材料P-15与氢氧化钠P-16分配到门和测量单元P14。生成物分配到搅拌机P17。交联源E9分配到反应器I-7,所述反应器的产品存储于箱P21。储存的交联透明质酸分裂成原子。
图2表示连续生成多重交联透明质酸的另一范例体系。在图2中,透明质酸与氢氧化钠分配到反应器其,所述反应器接受许多交联源,如聚乙烯磺酸钠(PVS)1、聚乙烯磺酸钠2及聚乙烯磺酸钠3源。反应器生成连续的多重交联透明质酸,之后在腔室内清洗来去除残余物并将pH值调节成约7.4。腔室接收蒸馏水及pH值为约7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)在。清洗过的产物送到最终组件及包装站。
图3表示最终多重交联透明质酸的范例图。如图3所示,成分包含:第一聚合物的第一部分300,具有轻度交联延长或臂;聚合物的第二部分310,具有:与所述第一部分搭接的第一连续交联中心,以及与所述连续交联中心相邻的一个或多个轻度交联延长;及聚合物的第三部分320,具有:与所述第二部分搭接的第二连续交联中心,以及与所述连续交联中心相邻的一个或多个轻度交联延长;其中,轻度交联延长使组合物通过小规格的针注射,且所述第二连续交联中心通过生物过程来抗吸收。区域350可进行多重交联用于抗生物降解。聚合物可为胶原蛋白、透明质酸、纤维素、蛋白质,糖类,生物体系的细胞外基质中的一种。
在其它实例例中,通过交联杂多糖来形成第一交联材料;及通过第一交联材料的执行至少一个额外交联来形成多重交联材料,由此形成生物相容性交联互穿聚合物网络的聚合物。最终单相透明质酸可利用生物相容性交联聚合物来扩张软组织。
除了通过使混合物交联来得到互穿聚合物网络和半互穿聚合物网络的所述方法,通过在交联剂存在的情况下的单体聚合及天然酸性多糖或半合成酯型衍生物存在的情况下也可得到半互穿聚合物网络。
在以下例中,透明质酸成分的百分比在总成分中占75%至99%,交联剂百分占1至25%。
若透明质酸的百分比增加,材料变柔软,但抗生物降解性变小。使用更多的交联剂,材料变得更硬更持久。多重连续交联过程提供触摸柔软而持久的优点。各种机械/物理性质不断变得更软,然而从互穿聚合物网络的辐射使聚合物粗糙,同时符合对于周围的更好的生物相容性及更自然的触摸。互穿聚合物网络是两个或更多的聚合物体系的亲密结合,两个在网络形式,其中至少一个在其他聚合物出现就与所述合成或交联所述聚合物。如果两个聚合物的一个处于网络形式(交联)则其他就处于线性聚合物(未交联)或半-互穿聚合物网络。结果。互穿聚合物网络可用作新材料,其中至少有两个聚合物是不一定粘接在一起,但是成分是物理相关的。
多重交联过程是透明质酸首次同族分离或不连续过程,之后进行第二次交联,之后第三交联也进行,因此形成一系列交联。这种同族分离或不连续过程过程相当于常规连续过程。在一实施例中,互穿聚合物网络中心可以是曾经相对水存在过的位置。
如前面提到透明质酸长寿的目的,疏水性越强的交联剂越好,因为水解不利于交联剂。空间上首先的交联剂也因同样的理由是优选地。然而,在这种情况下,疏水性将使透明质酸聚合物的生物相容性下降并可能导致不需要的外来物质反应。在任何过程中所使用的交联剂也影响长寿、生物相容性及物理性质。根据应用的需求决定理想的聚合物组合物来得到性质的平衡。
在以下例中,对根据一实施例的产品的性质中所使用的方式进行说明,强调的是本发明不局限于以上实施例。当然,不脱离本发明的思想和范围的情况下,可进行各种变更及修改。例如,透明质酸可以用于面部填充物、真皮填充物、臀部填料、乳房填充物以及其它身体部位填充物。进而,本发明的移植物可在植入前或后灌入指示药物以及其它化学剂或诊断剂。作为这种剂的例包括抗生素、化学疗法、其它癌症疗法、用于局部辐射效应的植入治疗材料、用于识别区域的x-射线遮光材料或金属材料、用于控制出血的止血材料、生长因子激素、免疫体系因素、基因治疗法、生化指标或向量及其他类型的用于提高对于患者的治疗的治疗或诊断材料,但不限于此。
根据一实施例的互穿聚合物网络优点可以包括以下中的至少一个。通过现有的组织与植入物之间的粘弹性和谐特性,可得到自然的触摸感觉。通过调节颗粒大小与颗粒大小的分配比例,来控制植入物的粘性与流性,由此可到自然地触摸感觉。弹性成分为基于材料的三级结构内固有特性(分子量与位阻)与交联密度的。互穿聚合物网络结构水凝胶有很多期望特性。这种特性包括高抗张强度与有高水含量,以使互穿聚合物网络结构水凝胶优秀使用于皮肤填充物。其它优势与特征包括无序激活的长寿、高容积讲解、解剖兼容性及和控制的等渗性,以及其它特征。
特别地,借助乳房、臀部或身体植入物来说明本发明,但对于本领域的普通技术人员来说,本发明可以应用于身体的其它部位,如面部及其它软组织或骨头。因此,本发明可适用于代替损失或受损的软组织,或用于化妆组织或骨的代替。
虽然本发明通过实施例来进行说明,但对于本领域的普通技术人员来说,可进行很多变更、修改。因此先强调,本发明不局限于在此公开的具体实施例,本发明的范围应根据发明要求保护范围而定。在以下例中,对根据一实施例的产品的性质中所使用的方式进行说明,强调的是本发明不局限于以上实施例。当然,不脱离本发明的思想和范围的情况下,可进行各种变更及修改。

Claims (23)

1.一种用于形成生物相容性交联聚合物的方法,所述生物相容性交联聚合物具有互穿聚合物网络,所述用于形成生物相容性交联聚合物的方法包括:
交联杂多糖以形成单一交联材料,并且
在所述单一交联材料上进行一个或多个额外交联以形成多重交联材料,
其中,所述多重交联材料与所述单一交联材料相比,具有一个或多个抗人体内的生物降解的互穿聚合物网络区域,且从所述互穿聚合物网络辐射的一个或多个单一交联延长,其中,所述互穿聚合物网络的结合和延长提供抗生物降解、柔软手感、易于射入人体内中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以微创的方式注射所述生物相容性交联聚合物。
3.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以微创的方式皮肤注射所述生物相容性交联聚合物。
4.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以微创的方式使用注射器来皮下注射所述生物相容性交联聚合物。
5.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以微创的方式使用注射器来对胸部、臀部或软组织下注射所述生物相容性交联聚合物。
6.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以微创的方式使用机械泵来对软组织下注射所述生物相容性交联聚合物。
7.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,其中,所述聚合物包含胶原蛋白、透明质酸、纤维素、蛋白质、糖类、生物体系的细胞外基质中的一种。
8.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,其中,所述聚合物包含一种热塑性塑料,所述热塑性塑料将聚合物转换为热固性塑料。
9.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:使用交联剂并形成热固性聚合物或通过使用多功能单体与其它聚合物种类进行交联来形成交联聚合物。
10.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:植入具有生物相容性粘弹性凝胶浆的组合物,所述凝胶浆包含两相混合物,第一相为微粒生物相容性凝胶相,所述凝胶相包含化学交联粘多醣,或所述粘多醣与选自由多醣和蛋白质所组成的组的至少一种其它聚合物进行化学共交联,所述凝胶相在生理可接受的水介质中溶胀并均匀分布在第二相中;所述第二相包含亲水生物相容性聚合物的聚合物溶液,所述亲水生物相容性聚合物选自由在所述生理可接受的水介质中的多醣、聚乙烯吡咯烷酮及聚环氧乙烷所组成的组;并且其中,所述聚合物溶液构成所述两相混合物中的0.01%至99.5%且所述凝胶相构成剩余部分来进入到需要这种增强剂的活体的部分中。
11.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:向生物相容性组合物添加物质。
12.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:根据生理活动在预定时间控制药物释放。
13.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:使用生物相容性且生物降解性聚合物来运载药物。
14.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:在整个生物降解性聚合物的材料基质中均匀分配药物。
15.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:利用核壳结构来包裹药物,且基于扩散及溶解性来释放药物。
16.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:提供运载药物的聚合物,所述药物包含聚交酯、聚乙醇酸交酯以及聚交酯/聚乙醇酸交酯的共聚物中的一种,定制以满足从非结构药物传递聚合物到生物降解性螺钉或固定锚的应用所需的力学性能和吸收率。
17.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以与聚合物降解速率及药物从聚合物基质扩散的速率相同的速率,将药物释放到生物环境。
18.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:以预定的比例混合药物载体聚合物组成物与填充物聚合物组合物。
19.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:添加麻醉剂、利多卡因、减少或消除炎性反应的化合物、或者选自由类固醇、皮质类固醇、地塞米松、去炎松所组成的组的组合物中的一种或多种。
20.根据权利要求1所述的用于形成生物相容性交联聚合物的方法,包括:提供缓释物质或速释物质。
21.一种组合物,包含:
第一聚合物的第一部分,该第一聚合物的第一部分具有轻度交联;
聚合物的第二部分,该聚合物的第二部分具有:与所述第一部分搭接的第一连续交联中心,以及与所述连续交联中心相邻的一个或多个轻度交联延长;
聚合物的第三部分,该聚合物的第三部分具有:与所述第二部分搭接的第二连续交联中心,以及与所述连续交联中心相邻的一个或多个轻度交联延长;其中,轻度交联延长使组合物通过小规格的针注射,且所述第二连续交联中心通过生物过程来抗吸收。
22.根据权利要求21所述的组合物,其中,聚合物包含胶原蛋白、透明质酸、纤维素、蛋白质,糖类、生物体系的细胞外基质中的一种。
23.根据权利要求21所述的组合物,其中,聚合物包含自由基的清除剂和/或抗氧化剂和/或维生素和/或酶抑制剂中的一种。
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