CN107029282A - 一种温敏性医用壳聚糖衍生物制剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医药及卫生技术领域，具体涉及一种温敏性医用壳聚糖衍生物制剂及其制备方法，该制剂中的主要成分壳聚糖衍生物为羟丁基壳聚糖。本产品具有温敏特性，具有良好的止血、防粘连、药物缓释、预防和治疗骨性关节炎的作用。本发明制剂的制备方法的优点包含可进行规模化生产，可以高压蒸汽灭菌或过滤除菌，可以去除病毒和免疫原性等。

Description

一种温敏性医用壳聚糖衍生物制剂及其制备方法
技术领域
本发明属于医药及卫生技术领域，具体涉及一种温敏性医用壳聚糖衍生物制剂及其制备方法，该制剂中的主要成分壳聚糖衍生物为羟丁基壳聚糖。
背景技术
壳聚糖是自然界存在的唯一种多功能阳离子电解质。壳聚糖具有良好的生物相容性、生无可降解性、低毒性、生物吸附性、抗菌性、抗肿瘤活性等优异性能，因此已被广泛用于生物医学、组织工程、药物控释、农业、食品、水处理和造纸等领域。然而，壳聚糖分子间的氢键比较强，使聚合物内存在结构紧密的结晶区，不溶于普通的溶剂，只能溶于某些酸性介质中。结晶度高、溶解性差、难以熔融，这使得壳聚糖的应用受到很大的限制。因此，对壳聚糖进行改性，制备出水溶性的壳聚糖衍生物，赋予壳聚糖新的结构和功能，成为近年来的研究热点之一，成为开拓壳聚糖应用领域的重要环节。
目前将壳聚糖进行改性制备的羧甲基壳聚糖也具有良好的生物相容性，已有多家公司在国家药监局注册该材料为主要原料的产品，主要应用于各种皮肤创伤、手术切口，妇产科等腹、盆腔手术中预防术后粘连，脏器表面积手术创面冲洗，肌腱、关节及神经手术中可预防肌腱、关节及神经粘连，防治外伤性或退变性骨关节炎等。具有相同适应症的产品还有以透明质酸为主要原料的多个产品。
但是由于以壳聚糖、羧甲基壳聚糖或透明质酸为主要原料，且用于上述用途的凝胶产品，均存在应用于人体后会在人体组织流动，不易保留，以及由此导致的流失或吸收过快，而使产品的作用时间变短，增加使用次数的缺点，给医生和患者增加了一定的负担。
本发明中的羟丁基壳聚糖溶液不仅克服了上述缺点，还有更多有利于人体的作用。
发明内容
本发明提供一种羟丁基壳聚糖溶液及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下的制备方法：
步骤一：壳聚糖产品纯化
称取一定量的壳聚糖粗产品，按1g∶50mL的比例溶于1％的盐酸，过滤除去不溶物，滴加1mol/L氢氧化钠溶液至偏碱性，得到沉淀，用纯化水洗涤至中性，用乙醇溶液脱盐脱水，干燥后得到纯化的壳聚糖。
步骤二：羟丁基壳聚糖的制备
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为25℃-80℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后加入一定体积的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在25℃-80℃下加热24小时至72小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
步骤三：羟丁基壳聚糖溶液配制
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量0.1～200mg/mL，优选1.0～50.0mg/mL，氯化钠含量5.0～9.0mg/mL，优选7.0～9.0mg/mL，磷酸氢二钠含量0.1～2.0mg/ml，磷酸二氢钠含量0.1～2.0mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
步骤四：灭菌与分装
方式一：先过滤除菌，再进行分装
在无菌加工条件下，将完全溶解的羟丁基壳聚糖溶液置于除菌过滤器中，采用0.22μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤除菌。
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌预灌注注射器或西林瓶中，并真空加塞。
方式二：先进行分装，再高压蒸汽灭菌
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌预灌注注射器或西林瓶中，并真空加塞。
将分装好产品的注射器悬挂于专用灭菌架上，置于快速升温冷却灭菌柜中进行高压蒸汽灭菌，灭菌的温度在110～130℃，时间为10min。
步骤五：包装
将灌注于注射器中的溶液产品置于吸塑托中，并用特卫强膜热压封口，再经中包装、外包装等成为成品。灌注于西林瓶中的凝胶产品，经封口、中包装外包装等成为成品。
本发明提供的产品具有如下优点：
1.本产品的主要成分羟丁基壳聚糖，是从虾壳中提纯的高分子化合物几丁质，经过脱乙酰化处理，得到一定脱乙酰度的壳聚糖，再经过羟丁基化及深加工制成的一种羟丁基氨基葡萄糖。与其他壳聚糖类材料一样，具有良好的止血、防粘连和组织修复作用，对创面组织的炎症反应小，加速创面愈合、修复，并且具有良好的组织相容性。
2.本产品还具有温敏特性。以羟丁基壳聚糖为主要原料配制而成的溶液产品，在低于凝胶温度下是液体状态，但在当温度高于凝胶温度(可改变制备参数设计为低于37℃)时，它能快速固化为凝胶状态，并且这两种状态是可逆的。可以通过调节羟丁基壳聚糖的分子量、羟丁基取代度和浓度来调节凝胶的凝胶温度，使其低于人体体温，因而在作用于人体时，本产品将会从溶液状态转变为凝胶状态，固定于组织、创面或其他组织表面，不会因流动导致产品流失或过快吸收，比现有上市产品(主要材料为透明质酸、羧甲基壳聚糖)具有更长的保留时间，因而更利于起到止血、防粘连或组织保护的作用，并且减少产品的使用次数。
3.本产品应用于人体后形成凝胶，在止血、防粘连等方面起作用时，物理屏障作用更明显，粘弹性也明显优于不能形成凝胶的其他同类产品，因而产品效果更明显。
4.本产品可以与药物混合，用于非血管内部位的使用，增加药物的作用时间。
本发明提供的产品制备方法具有如下优点：
1.羟丁基壳聚糖的制备过程周期较短，效率高，因而使得规模化生产成为可能。
2.本产品既可以通过过滤除菌方式，又可以通过高压蒸汽灭菌方式达到医疗产品的无菌保证水平，可以根据企业自身的情况选择。
3.本产品的主要材料属于动物源性材料，根据国内外法规要求，均需进行产品的病毒灭活和去除免疫原性。而本发明提供的产品制备方式能有效的去除病毒和免疫原，大大提高了产品的安全性。
附图说明
图1为实施例2中制备的产品在4℃和37℃时溶液状态和凝胶状态的相互转化图，其他实施例中的产品也同样具有该效果。
图2为未使用实施例3中制备的产品而进行的防粘连效果动物试验评价，45天时，兔腹膜伤口处与肠等脏器发生粘连。
图3为使用实施例3中制备的产品而进行的防粘连效果动物试验评价，45天时，兔腹膜与脏器没有发生粘连。
具体实施方式
实施例1
步骤一：壳聚糖产品纯化
称取一定量的壳聚糖粗产品，按1g∶50mL的比例溶于1％的盐酸，过滤除去不溶物，滴加1mol/L氢氧化钠溶液至偏碱性，得到沉淀，用纯化水洗涤至中性，用乙醇溶液脱盐脱水，干燥后得到纯化的壳聚糖。
步骤二：羟丁基壳聚糖的制备
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钠水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为50℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后按壳聚糖1g∶20mL的比例加入的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在70℃下加热18小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
步骤三：羟丁基壳聚糖溶液配制
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量40.0mg/mL，氯化钠含量8.0mg/mL，磷酸氢二钠含量1.0mg/ml，磷酸二氢钠含量0.3mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
步骤四：先过滤除菌，再进行分装
在无菌加工条件下，将完全溶解的羟丁基壳聚糖溶液置于除菌过滤器中，采用0.22μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤除菌。
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌预灌注注射器中，并真空加塞。
步骤五：包装
将灌注于注射器中的溶液产品置于吸塑托中，并用特卫强膜热压封口，再经中包装、外包装等成为成品。
经检测，本产品的凝胶温度为34℃，可以在室温下与需要缓释的药液混合，应用于非血管内部的注射使用。
实施例2
步骤一：壳聚糖产品纯化
同实施例1中步骤一。
步骤二：羟丁基壳聚糖的制备
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钾水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为40℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后加入一定体积的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在60℃下加热24小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
步骤三：羟丁基壳聚糖溶液配制
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量30.0mg/mL，氯化钠含量7.0mg/mL，磷酸氢二钠含量2.0mg/ml，磷酸二氢钠含量0.6mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
步骤四：先过滤除菌，再进行分装
在无菌加工条件下，将完全溶解的羟丁基壳聚糖溶液置于除菌过滤器中，采用0.22μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤除菌。
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌西林瓶中，并真空加塞。
步骤五：包装
灌注于西林瓶中的溶液产品，经封口、中包装外包装等成为成品。
经检测，本产品的凝胶温度为31℃，在应用于兔腹腔内时30天后仍有碎片残留，45天后完全消失；而同时应用透明质酸钠凝胶产品进行试验，在15天后已经完全消失。
本产品在4℃和37℃时分别为溶液状态和凝胶状态，两种状态的转变如图1所示。
实施例3
步骤一：壳聚糖产品纯化
同实施例1中步骤一。
步骤二：羟丁基壳聚糖的制备
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钠水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为50℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后按壳聚糖1g∶20mL的比例加入的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在55℃下加热24小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
步骤三：羟丁基壳聚糖溶液配制
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量25.0mg/mL，氯化钠含量8.0mg/mL，磷酸氢二钠含量0.5mg/ml，磷酸二氢钠含量0.15mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
步骤四：先进行分装，再高压蒸汽灭菌
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌预灌注注射器中，并真空加塞。
将分装好产品的注射器悬挂于专用灭菌架上，置于快速升温冷却灭菌柜中进行高压蒸汽灭菌，灭菌的温度在110～130℃，时间为10min。
步骤五：包装
同实施例1中步骤五。
经检测，本产品的凝胶温度为29℃，在应用于兔腹腔内进行防粘连效果试验时发现，在45天时起到防止肠和腹膜或肠与其他脏器的粘连作用，而未应用本实施例产品的兔腹腔内已出现了腹膜上的伤口处与肠等脏器的粘连，如图2和图3所示。
实施例4
步骤一：壳聚糖产品纯化
同实施例1中步骤一。
步骤二：羟丁基壳聚糖的制备
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钠水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为40℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后按壳聚糖1g∶20mL的比例加入的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在50℃下加热48小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
步骤三：羟丁基壳聚糖溶液配制
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量20.0mg/mL，氯化钠含量8.0mg/mL，磷酸氢二钠含量1.0mg/ml，磷酸二氢钠含量0.3mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
步骤四：先过滤除菌，再进行分装
同实施例1中步骤四。
步骤五：包装
同实施例1中步骤五。
经检测，本产品的凝胶温度为27℃，涂抹在浅表性渗血创面形成凝胶，可以起到止血作用。
实施例5
步骤一：壳聚糖产品纯化
同实施例1中步骤一。
步骤二：羟丁基壳聚糖的制备
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钠水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为50℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后按壳聚糖1g∶20mL的比例加入的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在55℃下加热12小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
步骤三：羟丁基壳聚糖溶液配制
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量12.0mg/mL，氯化钠含量8.0mg/mL，磷酸氢二钠含量0.5mg/ml，磷酸二氢钠含量0.15mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
步骤四：先过滤除菌，再进行分装
同实施例1中步骤四。
步骤五：包装
同实施例1中步骤五。
经检测，本产品的凝胶温度为26℃，可以注射于人体关节腔内，进行骨性关节炎的预防或治疗。

Claims (4)

1.一种温敏性医用壳聚糖衍生物制剂，其特征在于是由羟丁基壳聚糖、氯化钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和注射用水组成。
2.权利要求1的制剂的羟丁基壳聚糖含量为0.1～200mg/mL，优选1.0～50.0mg/mL，氯化钠含量5.0～9.0mg/mL，优选7.0～9.0mg/mL，磷酸氢二钠含量0.1～2.0mg/ml，磷酸二氢钠含量0.1～2.0mg/ml，余量为注射用水。
3.权利要求1的制剂的制备方法包括壳聚糖产品纯化、羟丁基壳聚糖的制备、羟丁基壳聚糖溶液配制、灭菌与分装和包装等步骤，具体为：
1)壳聚糖产品纯化：
称取一定量的壳聚糖粗产品，按1g∶50mL的比例溶于1％的盐酸，过滤除去不溶物，滴加1mol/L氢氧化钠溶液至偏碱性，得到沉淀，用纯化水洗涤至中性，用乙醇溶液脱盐脱水，干燥后得到纯化的壳聚糖。2)羟丁基壳聚糖的制备：
将纯化的壳聚糖粉末按1g∶10mL的比例分散于50％的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中碱化处理，氮气保护下加热处理24小时，温度为25℃-80℃。滤除多余碱液，将剩余固形物按1g∶20mL的比例分散到异丙醇水溶液中，随后加入一定体积的1，2-环氧丁烷，反应1小时，在25℃-80℃下加热24小时至72小时。冷却后调节pH值至中性，滤除不溶物，加入乙醇后离心、干燥，得到羟丁基壳聚糖产品。
3)羟丁基壳聚糖溶液配制：
在无菌加工条件下，按照羟丁基壳聚糖含量0.1～200mg/mL，优选1.0～50.0mg/mL，氯化钠含量5.0～9.0mg/mL，优选7.0～9.0mg/mL，磷酸氢二钠含量0.1～2.0mg/ml，磷酸二氢钠含量0.1～2.0mg/ml的比例称取上述物品溶解在注射用水中，将配制溶液的容器置于摇瓶机上一定时间，直至完全溶解。
4)灭菌与分装：
方式一：先过滤除菌，再进行分装
在无菌加工条件下，将完全溶解的羟丁基壳聚糖溶液置于除菌过滤器中，采用0.22μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤除菌。
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌预灌注注射器或西林瓶中，并真空加塞。
方式二：先进行分装，再高压蒸汽灭菌
在无菌加工条件下，将经过过滤除菌的羟丁基壳聚糖溶液置于灌装罐中，采用灌装机装入无菌预灌注注射器或西林瓶中，并真空加塞。
将分装好产品的注射器悬挂于专用灭菌架上，置于快速升温冷却灭菌柜中进行高压蒸汽灭菌，灭菌的温度在110～130℃，时间为10min。
5)包装：
将灌注于注射器中的溶液产品置于吸塑托中，并用特卫强膜热压封口，再经中包装、外包装等成为成品。灌注于西林瓶中的凝胶产品，经封口、中包装外包装等成为成品。
4.权利要求1的制剂在止血、防粘连、药物缓释、骨性关节炎的预防和治疗等领域的应用。
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