CN105131348A

CN105131348A - 一种无菌可注射材料

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Publication number: CN105131348A
Application number: CN201510512621.2A
Authority: CN
Inventors: 李媚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: CN105131348B

Abstract

本发明涉及一种无菌可注射材料。该材料主要由交联透明质酸凝胶、自由透明质酸、水溶性维生素等成分组成。该材料具有降解周期长、可塑性强、稳定性好且柔软度高，可用于皮下组织填充或皮肤修复、手术防粘连以及关节腔润滑等，属于医疗和整形美容领域。

Description

一种无菌可注射材料

技术领域

本发明涉及一种无菌可注射材料，可用于皮下组织填充或皮肤修复，手术防粘连以及关节腔润滑等，属于医疗和整形美容领域。

背景技术

透明质酸(Hyaluronicacid)是一种是由单位D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的高分子粘多糖。D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺之间由β-1,3-配糖键相连，双糖单位之间由β-1,4-配糖键相连。商品化透明质酸一般为其钠盐，即透明质酸钠(SodiumHyaluronate)，简称HA，习惯上仍称为透明质酸。透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，尤其具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子(Naturalmoisturizingfactor，NMF)。透明质酸广泛分布于人体各部位，其中皮肤也含有大量的透明质酸。透明质酸被广泛应用于眼科粘弹性保护、骨关节功能改善、外科防粘连、组织填充等医用和整形美容领域。透明质酸被注入真皮或皮下组织中，使皮下组织容积增大，同时透明质酸可以吸收周围组织的水分，使原本松弛、凹陷的皮肤体积增大而恢复饱满的形态。在整形美容领域，透明质酸主要用于填充面部凹陷、除皱、隆鼻、治疗半侧颜面部萎缩等方面。

由于人体透明质酸酶、自由基降解等原因，外援天然的透明质酸在体内维持存在的时间短，限制了透明质酸在皮下组织填充或皮肤修复、手术防粘连以及关节腔润滑等方面的应用。因此，国内外一些公司研究通过改进不同的加工工艺来提高透明质酸在人体内降解周期。

透明质酸在体内的降解周期受到材料本身和体内微环境的影响，而材料本身主要受到材料组成和加工工艺影响。最近一些年，国外一些公司使用交联剂，例如1,4-丁二醇缩水甘油醚(BDDE)，制造的交联透明质酸被应用于软组织填充，在体内降解周期只有达到6到12个月的时间，整形美容患者需要连续注射两次才可以达到预期效果。很显然，这样快的降解周期满足不了人们对于更长降解周期透明质酸产品的需求。

大家知道，透明质酸注射前必须灭菌，透明质酸凝胶在110℃以上加热处理或者辐照处理后，稳定性不好，灭菌后的弹性模量G’显著降低，降解加快，会影响其被植入体内后填充效果。一些专利讲到透明质酸与维生素C或其衍生物的应用，专利WO2012/104419提示可以通过添加一定量的维生素C及其衍生物到含有镇静剂的透明质酸，可以提高透明质酸的热稳定性，使得灭菌后弹性模量G’的变化不大。但是，该专利又指出单独添加维生素C及其衍生物对透明质酸材料的稳定性没有作用或者作用不显著。专利US2014/0088037也显示添加维生素C磷酸酯镁(MAP)HA的弹性模量G’灭菌后保持不变或者提高5-400Pa。但专利的产品存在大小不一的透明质酸颗粒，通过增大颗粒来维持降解周期的。透明质酸颗粒较大时，虽然对稳定有帮助，但是大颗粒常常不柔软，植入时非常困难，而且植入人体后往往伴有胀痛和不舒适感的产生。瑞典公司Q-MEDAB公司生产透明质酸产品—瑞蓝2被临床应用多年，将近150万人次使用过，显示安全、有效。但是，临床也反映，由于该产品含有大小不均一的凝胶颗粒，柔软度不高，植入体后会有胀痛等不舒适感而且体内降解周期太短，半年内往往需要二次注射。美国专利No.2011/0171286提到，添加维生素B、维生素C、微生素E中至少一个的交联透明质酸凝胶表现出比不含添加物的交联透明质酸凝胶有更大的稳定性。该专利产品成溶胶状态，虽然延展性好，但是可塑形较差，影响了在整形方面应用。

因此，本发明希望提供一种比现有产品降解周期更长、可塑性强、稳定性好且柔软度高的无菌可注射材料，来解决上述产品存在的问题。

发明内容

本发明提供了一种无菌可注射材料的组成、制备方法及应用。

透明质酸凝胶是指由交联透明质酸凝胶和自由透明质酸组成的混合物。交联透明质酸凝胶是指用交联剂交联透明质酸形成的凝胶。自由透明质酸溶液是指透明质酸干粉溶解于中性生理性等渗磷酸缓冲液或水中形成的溶液，不含交联剂。中性生理性等渗磷酸缓冲液是指由Na2HPO4、NaH2PO4和NaCl组成或Na2HPO4、KH2PO4和NaCl组成构成的pH值为6.5-7.5、渗透压为280-320mOsmol/L溶液。交联度是指透明质酸双糖单体结合一个交联剂分子的百分比，用透明质酸单体与交联剂的摩尔比计算。将平均分子量在1.0MDa-4.0MDa的称为高分子量透明质酸，将0.2MDa-0.99MDa的称为低分子量透明质酸。

大家知道，透明质酸常常是通过交联来提高它在体内的降解周期的，交联的透明质酸凝胶比重越多，意味着在体内的降解时间越长。但交联透明质酸凝胶会带来植入时困难和/或交联透明质酸凝胶颗粒往往易引起使用者不适感。一种无菌可注射材料，它主要包括透明质酸凝胶和水溶性维生素，其既满足降解周期要求长，又满足柔软舒适或者植入时阻力小，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液的比例则成为较为关键的因素。所以透明质酸凝胶由交联透明质酸凝胶和自由透明质酸溶液要按照一定的比例组成，本发明中，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比范围是7:3-49:1(W/W)，也可以是8:2-24:1，或者其他是合适的比例。为了保持较好的降解周期并且具有适宜的柔软度，自由透明质酸溶液中的透明质酸宜选用高分子量透明质酸。

降解周期跟交联透明质酸凝胶的交联程度有关，即与交联度直接相关。交联度越高，意味着降解时间越长。所以，往往通过提高交联度以达到延长交联透明质酸凝胶的降解周期。因此，交联度是一个非常重要的因素，本发明交联度范围是2.5％-15％，也可以是3％-12％，或者5％-10％。高交联度的交联透明质酸凝胶可以保证较长降解周期，自由透明质酸溶液能够提高发明产品的的柔软度，减少植入时的阻力，提高使用者的感受度。透明质酸交联是通过含一个或多个功能的交联剂来完成的，例如1,4-丁二醇缩水甘油醚(BDDE)、乙二醇而缩水甘油醚、1-乙基-3-(3-二甲氨基-丙基)-碳二亚胺、二乙烯基砜、聚乙二醇、1,3-二环氧丁烷、N-羟基琥珀酰亚胺、1,2,7,8-二环氧辛烷等交联剂，但不限于这些交联剂，而且为了提高交联度，常常会使用至少一种以上的交联剂进行交联。交联度高时，往往是通过增大交联剂添加量来实现，但会造成产品残留的自由交联剂超标。本发明的产品，交联剂的添加量少、交联度高，且自由交联剂残留量不高于1ppm。

众所周知，透明质酸在体内的降解周期还与透明质酸分子大小有关。由于分子量越大，缩水功能越好、植入人体后的降解周期越长，但高分子量交联后会产生一些不希望的现象，比如高分子量交联透明质酸凝胶颗粒植入后容易结块而产生肿胀不舒适感，同时高分量子的交联透明质酸凝胶往往在注射时需要较大的推挤力来完成，这也会增加使用者的不舒适感。本发明是将高分子量透明质酸和低分子量透明质酸至少3:1(W/W)的比例混合，通过交联剂进行交联，一方面高分子量透明质酸能在保证较长降解周期，另一方面低分子量透明质酸也是可减缓注射时的推挤力，提高使用者的舒适感。

透明质酸凝胶的颗粒往往也与推挤力、柔软度及可塑性有关，粒径大的透明质酸凝胶注射时阻力大、推挤力大、柔软度低，疼痛感强，粒径小的注射时阻力小、推挤力小、柔软度高，疼痛感小。但是粒径大的透明质酸凝胶降解周期较长且可塑性强，粒径小的则降解周期较短且可塑性差。本发明的粒径范围是40-300μm，也可以是60-200μm或者80-120μm。这样的粒径，可以保证注射时阻力小且柔软度高，又可以保证可塑性强，易于塑形。

透明质酸凝胶使用前必须灭菌，灭菌方式可以是湿热灭菌、辐照、环氧乙烷灭菌或者其他灭菌方式，高温湿热灭菌是最常见的透明质酸凝胶产品灭菌方式。高温加热时会影响透明质酸的稳定性，灭菌后的弹性模量G’显著降低，会影响其被植入体内后填充效果。本发明是通过透明质酸添加至少一种水溶性维生素来提高透明质酸的热稳定性，灭菌后的弹性模量G’保持不变或者有所提高。水溶性维生素B、维生素C或维生素E的衍生物的浓度范围为0.001-10mg/ml，可以解决加热所产生的不希望的结果，维生素B衍生物可以是硫辛酸。维生素C衍生物可以是维生素C糖苷(ascorbyl-2-glucoside)，比如选用AA2G^TM，添加的浓度可以为0.005-8mg/ml或者0.02-5mg/ml，也可以是0.05-1mg/ml，或者是0.1-0.5mg/ml，当然其他合适的范围也是可以的。维生素C衍生物可以是维生素C磷酸酯盐，可以是维生素C磷酸酯镁、维生素C磷酸酯钠、维生素C磷酸酯钙一种或几种，添加的浓度可以为0.005-10mg/ml，也可以是0.01-5mg/ml，还可以是0.02-2mg/ml或者0.03-1mg/m，甚至可以是0.05-0.4mg/ml，当然其他适宜的范围只要符合要求也是可以的。我们也可以添加维生素E衍生物，比如TPGS，一种叫做天然水溶性维生素E，添加的浓度可以是0.005-8mg/ml，也可以是0.01-5mg/ml或者0.02-2mg/ml，还可以是0.05-1mg/ml或者是0.1-0.5mg/ml，其他适宜的范围只要符合要求也是可以的。水溶性维生素的添加，不仅仅是提高透明质酸对热或者辐照的稳定性，如弹性模量G’提高10-300Pa，而且还能起到美白、清除自由基等其他功效，但是水溶性维生素浓度太高反而会产生其他不利结果。因此，我们必须衡量一个平衡点，将预期想要的和预期避免的结果保留在一个可接受的范围，而且这个范围符合相关安全要求。

在本发明中，透明质酸凝胶、水溶性维生素可以与右旋糖酐组合，同样有前述一样的良好效果，而且右旋糖酐可以对植入部位的血液微循环起到一定的帮助作用，对减少后遗症会产生有利的帮助，右旋糖酐可以是高分子量右旋糖酐、中分子量右旋糖酐、低分子量右旋糖酐、小分子量右旋糖酐中的一种或几种，浓度为1％-10％(W/W)之间。

镇静剂被应用到透明质酸植入剂应在国外市场上市，比如利多卡因，可以在透明质酸产品植入后一段时间提高使用者的舒适度，减少疼痛感等症状。本发明推荐的添加浓度为0.1％-3％(W/W)，也可以是0.3％-1％(W/W)或其他适宜的浓度范围。

本发明提供的无菌可注射材料，浓度为15-35mg/ml，或者为18-30mg/ml，也可以是20-27mg/ml或者22-25mg/ml，当然，其他适宜的浓度满足要求也是满足本发明的主旨。

本方法制备的无菌注射材料，体内降解周期至少在18个月以上，常常能保持24-36个月，有的甚至36个月以上。无菌注射材料稳定性好，可以在高温加热、辐照或者环氧乙烷处理后，弹性模量G’有良好的维持效果。此外，无菌注射材料有更好的可塑性与柔软度，制备工艺简单、易于产业化。

本发明提供的无菌注射材料，可应用于软组织填充、修复及外科手术等。例如，可以用于非医疗的提高皮肤的美观度、填充或去除皱纹、隆鼻、隆胸，也可以用于医疗外科手术用的防粘连和骨科关节的润滑。

实施例

实施例一：含不同水溶性维生素的透明质酸凝胶流变性能

在本实验中，对比了含水溶性维生素的透明质酸凝胶与不含水溶性维生素透明质酸灭菌前后的流变性能，具体数据见表1。

1-1至1-14所有样品，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比为7:3，交联剂是1,4-丁二醇缩水甘油醚，交联度为2.5％，自由1,4-丁二醇缩水甘油醚的残留量均小于1ppm。透明质酸的浓度均为15mg/ml，水是去离子水，样品的pH值为7.2。其中1-1未灭菌，1-2至1-14其他样品均在121℃、10min湿热灭菌样品。测试是在23℃环境下进行。

表1.

编号	添加物	添加物浓度(mg/ml)	G’(Pa，1.0Hz)	ΔG’(Pa)
					1-1	-	0	157	-
1-2	-	0	92	-
					1-3	AA2G^TM	0.01	170	13
1-4	AA2G^TM	1	177	20
					1-5	AA2G^TM	8	187	30
1-6	MAP	0.001	168	11
					1-7	MAP	1	179	22
1-8	MAP	10	189	32
					1-9	硫辛酸	0.001	168	11
1-10	硫辛酸	1	169	12
					1-11	硫辛酸	10	178	21
1-12	TPGS	0.001	169	12
					1-13	TPGS	1	172	15
1-14	TPGS	8	198	41

表1中显示，加热后的未添加水溶性维生素的透明质酸凝胶相对于未加热的添加水溶性维生素的透明质酸凝胶，弹性模量G’有明显的降低。而添加水溶性维生素的透明质酸凝胶加热前后的弹性模量G’保持不变或有一定提高。

说明水溶性维生素的添加对加热所引起的弹性模量G’的降低有阻止作用，可以增强加热后的弹性模量G’保持或者一定程度升高。而且，添加物浓度越大，弹性模量G’升高的程度的越大。

实施例二：含不同添加物的透明质酸凝胶流变性能

在本实验中，对比了含不同添加物与不含添加物透明质酸灭菌前后的流变性能，具体数据见表2。

2-1至2-17所有样品，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比为8:2，交联剂是1,4-丁二醇缩水甘油醚，交联度为5％，维生素衍生物的浓度是0.25mg/ml，右旋糖酐与利多卡因添加浓度分别是1％(W/W)和0.1％(W/W)，样品的pH值为7.1。其中2-1未灭菌，2-2至2-17其他样品均在121℃、10min湿热灭菌样品。测试是在23℃环境下进行。

表2.

表2显示，添加不同水溶性维生素组合对加热所引起的弹性模量G’变化产生影响。添加物总浓度越大，弹性模量G’值提高值相对大一些，即说明添加物浓度越大，流变性能越好。

实施例三：不同交联度的透明质酸凝胶性能

在本实验中，对比了不同交联度的透明质酸凝胶灭菌后的流变性能，具体数据见表3。

3-1至3-18所有样品，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比为9:1，交联剂是1,4-丁二醇缩水甘油醚，自由1,4-丁二醇缩水甘油醚残留量小于1ppm。透明质酸凝胶的浓度均为22mg/ml，维生素衍生物的浓度是0.05mg/ml，右旋糖酐与利多卡因的添加浓度分别是5％(W/W)和3％(W/W)。样品的pH值为7.2。3-1至3-19样品均在121℃、20min湿热灭菌样品。测试是在23℃环境下进行。

表3.

编号

添加物

交联度

G’(Pa，1.0Hz)

3-1	AA2G^TM	3％	172
				3-2	AA2G^TM	5％	230
3-3	AA2G^TM	15％	382
				3-4	MAP	3％	171
3-5	MAP	5％	235
				3-6	MAP	15％	376
3-7	硫辛酸	3％	176
				3-8	硫辛酸	5％	227
3-9	硫辛酸	15％	378
				3-10	TPGS	3％	179
3-11	TPGS	5％	238
				3-12	TPGS	15％	398
3-13	硫辛酸，右旋糖酐	3％	189
				3-14	TPGS，右旋糖酐	5％	245
3-15	AA2G^TM，右旋糖酐	15％	351
				3-16	AA2G^TM，利多卡因	3％	181
3-17	MAP，利多卡因	5％	225
				3-18	TPGS，利多卡因	15％	372
3-19	AA2G^TM，右旋糖酐，利多卡因	5％	276

表3显示，交联度越大，弹性模量G’的值越大。

实施例四：含不同添加物、交联度的透明质酸凝胶流变性能和推挤力

在本实验中，对比了含不同维生素衍生物和交联度的透明质酸凝胶和瑞蓝2的流变性能和推挤力，具体数据见表4。

4-1至4-5所有样品，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比为49:1，交联剂是1,4-丁二醇缩水甘油醚，透明质酸浓度时20mg/ml，维生素衍生物的浓度是0.5mg/ml，右旋糖酐和利多卡因的浓度分别是10％(W/W)和1％(W/W)，样品pH值为7.2。推进力是通过一次性注射器带27G的针头、在推挤速度12.5mm/min条件下测定的，测试是在23℃环境下进行。

表4.

表4显示了不同添加物、交联度的透明质酸凝胶与瑞蓝2号产品的弹性模量G’及推挤力情况，本发明的样品推挤力小于瑞蓝2号推挤力。

实施例五：不同粒径的透明质酸凝胶的流变性能和推挤力

在本实验中，对比了不同粒径的透明质酸凝胶的流变性能和推挤力，具体数据见表5。

5-1至5-5所有样品，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比为24:1，交联剂是1,4-丁二醇缩水甘油醚，交联度为2.5％，样品的pH值为7.2。其中5-1是通过一次性注射器带30G的针头、在推挤速度10.5mm/min条件下测定的；5-2、5-3、5-4均是通过一次性注射器带27G的针头、在推挤速度12.5mm/min条件下测定的；5-5是通过一次性注射器带32G的针头、在推挤速度10.5mm/min条件下测定的。

表5.

编号	透明质酸(mg/ml)	粒径范围(μm)	G’(Pa，1.0Hz)	推挤力(N)
					5-1	34.7	110-150	215	20.2
5-2	35.0	160-200	198	11.1
					5-3	33.2	120-160	215	10.8
5-4	30.1	80-120	198	10.5
					5-5	25	40-80	179	10.6

实施例六：无菌可注射透明质酸凝胶的降解性能

在本实验中，对比了含不同添加物的透明质酸凝胶与瑞蓝2的体外降解性能。6-1至6-9所有样品，交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液之比为9:1，交联剂是1,4-丁二醇缩水甘油醚，交联度为2.5％，样品的pH值为7.4，粒径范围在80-120μm。维生素衍生物的浓度是0.5mg/ml，右旋糖酐与利多卡因的浓度分别为6％(W/W)和0.3％(W/W)。

将1g的样品装入1ml离心管，离心甩平管内液面，然后向各管内加入100μl透明质酸酶溶液，使透明质酸酶的作用浓度是150IU/ml。以不加酶、其他操作保持一致的样品为对照品。37℃恒温16小时。反应后将各管倒立，将液态样品用纸吸收，测定残留在管底部的样品重量。将各试样的试验品以及对照品的样品重量测定结果以理论残留样品百分率(％)的计算，具体数据见表6。

表6.

表6显示了含不同的添加物的不同浓度的透明质酸凝胶与瑞蓝2号的体外降解对比结果，整体上实施例中的体外降解性能均明显好于瑞蓝2号产品，说明发明提供的产品降解周期明显优于瑞蓝2号。

实施例七：不同粒径的透明质酸凝胶的体外降解性能

在本实验中，对比了不同粒径的透明质酸凝胶的体外降解性能。样品与实施例五中的样品完全一致。具体操作步骤与实施例六一致，将各试样的试验品以及对照品的样品重量测定结果以理论残留样品百分率(％)的计算，具体数据见表7。

表7.

编号	透明质酸(mg/ml)	粒径范围(μm)	百分比(％)
				7-1	34.7	110-150	87
7-2	35.0	160-200	86
				7-3	33.2	120-160	83
7-4	30.1	80-120	79
				7-5	25	40-80	71

表7显示了含不同的粒径透明质酸凝胶的体外降解对比结果，整体上粒径大的透明质酸凝胶降解性能优于粒径小的降解性能，浓度大的透明质酸凝胶降解性能优于浓度小的降解性能。

Claims

1.一种无菌可注射材料，其特征在于：包括，1）透明质酸凝胶，含有㈠交联透明质酸凝胶，由平均分子量为1.0-4.0MDa的高分子透明质酸和平均分子量为0.2-0.99MDa的低分子透明质酸以比例至少为3:1（W/W）组成，交联度为2.5%-15%；㈡自由透明质酸溶液，由高分子透明质酸配制的溶液，且交联透明质酸凝胶与自由透明质酸溶液重量比为7:3-49:1（W/W）；2）水溶性维生素为维生素B、维生素C、维生素E的衍生物中的一种或多种，含水溶性维生素的透明质酸凝胶弹性模量G’灭菌后会保持或提高10-300Pa。

2.根据权利要求1所述无菌可注射材料，其特征在于：其粒径为40-300μm。

3.根据权利要求1所述无菌可注射材料，其特征在于：所述维生素B衍生物是硫辛酸。

4.根据权利要求1所述无菌可注射材料，其特征在于：所述维生素E衍生物为TPGS。

5.根据权利要求1所述无菌可注射材料，其特征在于：所述维生素C衍生物为维生素C糖苷、维生素C磷酸酯镁、维生素C磷酸酯钠、维生素C磷酸酯钙中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述无菌可注射材料，其特征在于：所述维生素C糖苷为AA2G^TM。

7.根据权利要求1-6任一项所述无菌可注射材料，其特征在于：所述的维生素衍生物浓度范围0.001-10mg/ml。

8.根据权利要求7所述无菌可注射材料，其特征在于：还含有右旋糖酐、利多卡因其中的一种或两种。

9.根据权利要求8所述无菌可注射材料，其特征在于：所述右旋糖酐浓度为1%-10%（W/W）。

10.根据权利要求8所述无菌可注射材料，其特征在于：所述利多卡因浓度为0.1%-3%（W/W）。