CN104497193A - 用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体 - Google Patents

Abstract

用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体，其特征在于：载体的材质是具有吸附作用的高分子树脂；所述的树脂骨架是醋酸乙烯酯与二乙烯苯的三维网状共聚物，或苯乙烯二乙烯苯的三维网状共聚物，经皂化反应在后交联反应中在碳骨架中嵌入金属元素和接入糖分子链，生成的糖基化共聚物。

Description

用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体

发明所属技术领域

本发明属于医疗器械领域，是用于通过肠道清除体内包括内毒素在内的毒性物质的一过性载体。

背景技术

肠道是消化系统的一部分，其功能是进行营养吸收和废弃物排泄，保障人体新陈代谢的运行；除去可溶于尿液的小分子废弃物质经尿液排出体外，大部分人体生命活动的废弃物都经过肠道排出体外。肠道密布毛细血管，通过毛细血管的管壁实现新陈代谢物质的交换。研究发现，很多大分子毒性物质，包括多种内源性和外源性内毒素物质、炎症介质、毒性蛋白、具有生物活性的病毒等，积存于肠道密布的毛细血管中。因此，采用一过性载体肠道清毒也是人体排毒的一个重要的渠道，与通过在外周血体外循环血路中的血液净化排毒，具有相辅相成的作用。

使用活性炭进行肠道排毒是一种医学上古老的疾病治疗方式。活性炭仅具有无选择性地吸附小分子物质的作用，不能针对性地吸附清除肠道包括内毒素在内的中大分子毒性物质，包括多种内源性和外源性内毒素物质、炎症介质、毒性蛋白、具有生物活性的病毒等等。

现有技术使用高分子树脂进行肠道排毒也已经很久了。但是，使用的树脂是离子交换树脂，通过离子交换途径实现在肠道的体液中，包括毛细血管中排除过量离子，例如钾离子等物质。不具有以吸附方式清除包括内毒素在内的中 大分子毒性物质的功能。长时期以来，采用从肠道中排毒的技术及其应用范围局限于此。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的清毒载体技术方案，通过肠道途径清毒，拓宽人体排毒的适应症范围。

本发明是发明人之前申请的发明专利：申请号：201310347458.x《苯乙烯系树脂的新结构产品、制备方法及其用途》的一个改进方案及实施例。本发明的内容是用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体。载体的材质是具有吸附作用的高分子树脂；所述的树脂骨架是醋酸乙烯酯与二乙烯苯的三维网状共聚物，或苯乙烯二乙烯苯的三维网状共聚物，在后交联过程中，在碳骨架中嵌入金属元素，同时接入糖分子链生成的糖基化共聚物；再以共聚物作为载体，载体的羟基，在碱性条件下与环氧氯丙烷或含两个环氧乙烷基团的化合物进行活化反应，在载体上引入另一端带环氧基的“间隔臂”。“间隔臂”可以固载或偶联各种配体，制备成亲和吸附剂和/或免疫吸附剂。该吸附剂可以吸附清除包括内毒素在内的中大分子毒性物质，治疗重大和疑难性疾病。

本发明载体的化学反应过程及最终分子式结构可以是：

在三维网架结构的骨架中嵌入金属元素，同时接入糖分子链：

或：

本发明载体经活化后引入间隔臂(space arm)，间隔臂的另一端结合可带正或负电荷的不同功能基；本发明载体的活化方法可以是溴化氰法_，还可以是高碘酸钠氧化法，或者是通过二硫键固载配基。

间隔臂可以是短链分子的环氧氯丙烷；或者长链分子的1.4-羟基正丁烷、双缩水甘油醚。间隔臂的另一端带环氧基；环氧基与具有选择吸附作用的配体偶联。

本发明用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的应用方式是：将该一过性载体以口服树脂吸附剂方式在临床中使用。

本发明树脂结构中的糖基是在树脂后交联反应中，在加入碱、三氯化铁的高温反应条件下，树脂的碳骨架嵌入金属元素的同时加入糖实现的。

本发明的实施例

实施例之一：选择针对内毒素的吸附配体L

实施例第一步：根据内毒素的分子结构及表面亲和性选择配体L。

细菌内毒素又称脂多糖，其结构是由多糖、脂质及蛋白质三部分组成的复合体。内毒素分子构造是由(氨基葡萄糖双糖)亲水性骨架和疏水性长链脂肪链， 通过焦磷酸酯键连接，最终组成一种具有亲水性与亲脂(疏水)性类脂A的双向性糖脂化合物；其中类脂A是内毒素的毒性及生物活性中心，相对分子量为2000d。

本发明载体具有丰富的羟基，针对内毒素分子结构中起链接作用的“焦磷酸酯键”，配体L可以选择带有氨基的氨基酸或乙二胺，通过化学反应在载体间隔臂的一端接入氨基，通过氨基与磷酸基的亲和吸附作用，实现对内毒素分子的选择性吸附。

实施例第二步，本发明载体及内毒素吸附剂的制作：

载体+间隔臂试剂(spacer arms)→载体接间隔臂，载体间隔臂的另一端接入配体L“氨基”。

1、间隔臂是4个碳原子骨架的环氧氯丙烷，活化接入“间隔臂”及配体L的过程：

1.1、载体接入“间隔臂”

1.2、载体带有间隔臂+配体L→载体固定化配体，即：亲和吸附剂

1.3、亲和吸附剂配伍吸附样品物质，即S：

2、间隔臂是碳原子骨架长链分子的1.4-羟基正丁烷、双缩水甘油醚，活化接入长“间隔臂”及配体L和吸附配伍物质S的过程：

实施例第三步：

采用本发明载体经过氨基化处理后的双亲性树脂吸附剂，吸附清除肠道内积存的内毒素。

内毒素是由革兰氏阴性菌所产生、存在于菌体内，是菌体细胞壁的组成成分。细菌在生活状态时不释放，只有当菌体自溶或用人工方法使细胞裂解后才可释放出来。其化学成分是磷脂-多糖-蛋白质复合物，其中主要成分是脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)，位于细胞壁的最外层，覆盖在细胞壁的粘肽上；

内源性内毒素血症是由于肠道菌群代谢功能异常或者通过非正常途径进入体循环引起的；外源性内毒血症是由于服用抗菌药后，细菌菌体自溶或者菌体细胞裂解后释放出来，积存于体循环引起的。采用本发明的双亲性树脂吸附剂，通过口服方式进入肠道，在肠道中吸附内毒素毒性物质，再经过消化道排除体 外。本发明载体吸附剂分子结构中接入配体的氨基L(NH3+1)与内毒素分子上的磷酸根S(PO4-3)亲和吸附。由于吸附剂的双亲(向)性结构和内毒素的双亲(向)性分子结构可以产生配伍的亲和力和表面电荷的异性相吸力，实现选择性的强力吸附效果。

实施例之二，针对其它疾病选择的配体L

本发明可以根据被吸附物质S的不同分子结构以及表面极性和表面电荷配位，设计接入对应的配体L。其实施方式与实施例之一基本相同。

可以供选择的配体和对应的被吸附毒性物质列表如下：

第一步：接入“间隔臂”

作用：(1)提供链接配基的技术平台，为设计选择性吸附提供条件；

(2)在物质表面微作用力场中实现多吸附点配位，增强吸附力。

第二步：接入配体实现选择性吸附和多点配位吸附

针对常见的通过血液传播的乙型肝炎，可以在间隔臂一端偶联乙肝抗体作为配体L，吸附清除血液中的乙肝抗原S。

而针对艾滋病，可以在取得艾滋病抗体之后，将抗体偶联作为配体L，吸附清除血液中的艾滋病抗原S。

所有大分子蛋白病毒的分子链上都有氨基酸根，研究出对应的碱基功能基团，作为树脂吸附剂上偶联的配基L,就都可以实现对于对应氨基酸根S的吸附，同时即产生多点位吸附，本发明本身具有大孔径，大孔容和高比表面积的吸附树脂就可以将大分子病毒滞留在身，并清除于体外。

在对应的病毒蛋白分子结构情况不明时，本发明的糖基化树脂也具有相当的吸附作用。例如，肆孽于非洲大陆的埃博拉病毒，由于它也是一种具有生物 活性的蛋白病毒，其分子链中的蛋白分子段上必然具有某种氨基酸根，只要对应埃博拉病毒任一蛋白分子段中的氨基酸根S，以具有配伍吸附作用的碱基作为配体L偶联在本发明树脂的间隔臂一端，本发明糖基化树脂就会对埃博拉病毒产生一定的位点吸附作用。而一旦发生某个位点的吸附作用，就会同时在树脂分子与病毒分子之间产生多点位的配位吸附，大分子的埃博拉病毒也会通过本发明树脂的大孔径，被吸附进本发明树脂的孔腔中，并被滞留其间和清除体外。

其它选择性吸附实施例如下：

配体L是氨基与羟基；用于吸附清除内毒素、细菌色素C、溶菌酶；治疗：高内毒素血症、脓血症、败血症，以及肝衰竭和自身免疫性疾病。

配体L是磺酸基；用于吸附清除低密度脂肪酸；治疗高血脂症。

配体L是鸟氨酸；用于吸附清除自抗体、胆汁酸；治疗肝衰竭、系统性红斑狼疮。

配体L是醛基；用于吸附清除尿素、风湿因子、β2-MG；治疗：尿毒症，多发性骨髓炎，淀粉样变性病。

配体L是色氨酸；用于吸附清除抗乙酰胆碱受体、抗体，类风湿因子；治疗：重症肌无力，风湿性关节炎。

配体L是聚乙二醇；用于吸附清除风湿因子；治疗：风湿性关节炎。

配体L是酪氨酸；用于吸附清除循环免疫复合物(CIC)；治疗：高CIC疾病，银屑病，支气管炎。

配体L是海藻酸钙；用于吸附极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C),低密度脂蛋白胆固醇(LDV-C)，脂蛋白-a(LP(a),载脂蛋白B100(ApoB100)：治疗高脂血症。

配体L是肝素；用于吸附低密度脂蛋白胆固醇(LDV-C)；治疗高脂血症。

配体L是取代氨基；用于吸附清除免疫球蛋白G(IgG),治疗急性感染性多神经炎。

配体L是丙烯腈；用于清除神经毒素；治疗精神分裂症。

配体L是苯丙氨酸；用于吸附清除免疫球蛋白G(IgG),治疗急性感染性多神经炎。

配体L是L-苯丙氨酸；用于吸附清除免疫球蛋白G(IgG),类风湿因子；治疗风湿性关节炎，急性感染性多神经炎。。

配体L是丝氨酸；用于吸附清除类风湿因子，甲状腺素，结缔组织，单链脱氧核糖核酸，双链抗DNA抗体，ss-DNA；治疗：类风湿性关节炎，甲状腺炎，硬皮病，狼疮性胃炎，神经疾病，自身免疫性疾病。

配体L是尿激酶；用于吸附清除尿酸；治疗：尿毒症。

配体L是砜基；用于吸附清除肌酐；治疗尿毒症。

配体L是胍基；用于吸附清除胆红素；治疗高胆红素血症。

本发明以上所列的实施例在对物质所做的静态吸附试验中得到验证。这些实施例说明：本发明作为清毒载体，经过不同的后期处理，可以得到多种具有不同吸附分离特性的肠道清毒载体。随着临床医学的发展，本发明的基本构思和对本发明的载体的后处理，都会延伸并派生出针对更多种肠道内毒素物质具有清除作用的后处理产品，虽然本发明没有逐项提及和说明，根据本发明业已证明的发明构思，也应当包含在本发明的内容之中。

本发明的应用方式是作为口服制剂使用。口服树脂吸附剂颗粒的粒径在1-5mm范围内。为避免干态时产生的静电，在使用中以湿态包装和服用为宜。干态口服树脂吸附剂颗粒可以包覆缓释膜。

本发明与现有技术相比具有突出的实质性特点在于：

本发明载体的基础树脂包括传统的苯乙烯-二乙烯苯三维网状聚合物和醋酸乙烯酯与二乙烯苯三维网状共聚物(VAC)，特别是醋酸乙烯酯与二乙烯苯的三维网状共聚物(VAC)嵌入金属元素并接入糖链和乙醇链，同时具有亲水性、亲脂性和优良的血液相容性。由于具有双亲和性，本发明的肠道清毒载体可以对骨架亲水性或亲酯性而支链亲脂性或亲水性的毒性物质具有吸附分离清除作用；与现有技术单一的亲水性或者亲酯性的亲和性吸附相比，具有突出的实质性区别。本发明提供了一个技术平台，经过后期处理的不同技术路线，以糖基化树脂本身或作为载体接入“间隔臂”，针对在肠道中可能存在的各类内毒素和毒性物质，包括中大分子毒性蛋白，可以制作出具有选择性吸附作用的亲和吸附载体和/或免疫吸附载体。本发明的树脂吸附剂仍然是采取亲和吸附原理，但是其分子间的吸附作用表现为多位点吸附，作用力显著大于目前一般单一性亲和吸附。在肠道吸附清毒的临床中，与现有技术中口服吸附树脂局限于离子交换树脂相比，本发明在材质和技术属性上，以及在临床效果上均有突出的实质性的飞跃。

本发明与现有技术相比具有显著的进步在于：

首先，糖基化的骨架具有优良的血液相容性，可以取代医用树脂吸附剂的表面包膜，不会发生包膜脱落的质量问题；其次，糖基化反应与骨架中嵌入金属元素都在后交联反应同步进行，减少包膜工艺，降低了生产成本。

其次，本发明采用口服制剂使用，可以作为采用血液灌流器的辅助治疗方法，在治疗高内毒素血症及其它毒血症中，有着相辅相成的作用。但是本发明在对使用环境的要求，使用的医疗技术要求和安全性要求方面，都远低于血液 灌流器，对于开拓血液净化疗法在临床中的应用范围意义巨大。

Claims (4)

1.用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体，其特征在于：载体的材质是具有吸附作用的高分子树脂；所述的树脂骨架是醋酸乙烯酯与二乙烯苯的三维网状共聚物，或苯乙烯二乙烯苯的三维网状共聚物，经皂化反应在后交联反应中在碳骨架中嵌入金属元素和接入糖分子链，生成的糖基化共聚物；其反应最终分子式结构可以是：

2.如权利要求1所述的用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体的应用，其特征在于：将该一过性载体以口服树脂吸附剂的方式使用。

3.如权利要求2所述的用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体的应用，其特征在于：所述的口服树脂吸附剂颗粒的粒径在1-5mm范围内。

4.如权利要求2所述的用于肠道清除包括内毒素的体内毒性物质的一过性载体的应用，其特征在于：所述的口服树脂吸附剂颗粒包覆缓释膜。