CN109092263B - 一种低密度脂蛋白吸附剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低密度脂蛋白吸附剂及吸附柱，选择特定粒径和特定孔径的琼脂糖凝胶微球作为载体，通过环氧法修饰，偶联特定分子量的硫酸葡聚糖配基分子。这种方法获得的吸附剂一方面具有较高的特异性吸附水平，较高的血细胞通透性，另一方面具有较低的非特异性吸附水平，具有优秀的临床应用价值。

Description

一种低密度脂蛋白吸附剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械血液净化领域，具体涉及一种低密度脂蛋白吸附剂及其制备方法。

背景技术

血液净化，即把患者血液引出体外并通过一种净化装置，除去其中的某些致病物质，净化血液，达到治疗疾病的目的，这个过程称为血液净化。血液净化包括：血液透析、血液滤过、血液透析滤过、血浆置换、血液灌流和免疫吸附。血液净化疗法是在血液透析的基础上发展起来的，血液透析雏形发展至今已有约百年的历史，而血液净化其他疗法的出现仅30年左右。

血液透析、血液滤过、血液透析滤过、血浆置换这几种模式都是基于中空纤维膜来实现其治疗效果的。而血液灌流和免疫吸附则是基于吸附材料来实现的。中空纤维膜利用其孔径大小，选择性“过滤”掉血液中分子量过大或过小的物质，其“过滤”原理具有非特异性；而吸附材料则是利用材料分子本身或固定化在材料分子表面的配基分子的亲和、静电、疏水、范德华力等作用力，“吸附”血液中的致病物质，其“吸附”原理具有特异性或相对特异性。

血液灌流和免疫吸附因为其对血液治病物质的清除具有特异性或相对特异性，而对血液中的正常成分如血细胞、蛋白等影响较小，在越来越重视精准治疗的今天成为了血液净化领域的研究热点。

近些年，低密度脂蛋白吸附柱去除血脂作为一种新的治疗方法被用于动脉粥样硬化的预防与治疗，特别适合家族性遗传高脂血症等难治性高脂血症患者。对于低密度脂蛋白吸附柱而言，因单位体积的吸附材料其吸附能力有限，往往将吸附柱体积做得比较大才能满足临床应用，现有商品化的吸附柱主要有日本Kaneka公司的Liposober系列和德国Fresenius公司的DALI系列。Liposober D型的体积约为750ml，DALI的型号较多，有750ml、1000ml、1250ml。而市场上其它吸附柱的体积一般为80ml～350ml，相比之下，低密度脂蛋白吸附柱的体积明显是“极大”的，也是具有一定使用风险的，尤其对于一些血容量较少的患者。虽然近年来很多国内学者致力于研究血脂吸附剂，但成果还不能很好应用于实际。

吸附材料的制备是血液灌流和免疫吸附的核心技术，吸附材料的关键评价指标是材料的吸附性能和安全性能。对于低密度脂蛋白吸附材料而言，优异的吸附性能可以确保吸附柱的体积可以做得更小，更好的提升产品安全性和产品适用范围，同时可以降低产品的生产生本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低密度脂蛋白吸附剂及其制备方法，采用这种方法制备的吸附材料，具有吸附性能优异，安全性更好，生产成本及治疗成本低的特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种低密度脂蛋白吸附剂，所述吸附剂以大粒径大孔径琼脂糖凝胶微球为载体，通过环氧法修饰，偶联硫酸葡聚糖配基。

优选地，所述的硫酸葡聚糖配基的分子量约为4万。

优选地，所述大粒径大孔径琼脂糖凝胶微球，平均粒径为180～360μm，平均孔径为40～100nm。

优选地，所述的环氧法修饰所用到环氧试剂为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、双环氧试剂中的一种。

本发明所述低密度脂蛋白吸附剂的制备方法，步骤包括：首先将大粒径大孔径琼脂糖凝胶微球载体环氧修饰；然后将硫酸葡聚糖配基分子与环氧修饰后的琼脂糖凝胶微球混合，调节pH至10～12，使配基分子偶联到载体上；最后洗去未反应的配基和杂质，即得低密度脂蛋白吸附剂。

这种方法获得的吸附剂一方面具有较高的特异性吸附水平，较高的血细胞通透性，另一方面具有较低的非特异性吸附水平，具有优秀的临床应用价值。

吸附剂的选择性吸附性能通常与配基和载体的种类选择、配基和载体上接枝的化学基团密切相关，通过接枝基团的改性往往可以带来吸附效果的改变，但改性接枝基团会带来更加复杂的制备工艺以及更高的制备成本难以在实际生产中得到应用。而本发明基于琼脂糖凝胶微球载体及硫酸葡聚糖配基的吸附剂结构，在避免引入其他化学基团、保证吸附剂原始载体及配基结构的基础上，进行吸附性能的改善研究，在实际生产中意义重大。

琼脂糖凝胶是较常见的吸附剂载体，可根据制备工艺调节其孔径大小，范围可从几个nm到数百nm。硫酸葡聚糖是一种聚阴离子化合物，可根据制备工艺调节其分子量大小，市场上硫酸葡聚糖的分子量可从数百至数十万。经过大量实验研究发现，硫酸葡聚糖作为配基，其分子量的大小与吸附剂的吸附能力不呈现明显相关性，硫酸葡聚糖分子量大或小对应的吸附剂吸附性能在常规吸附能力范围内呈现无规律的变动，但硫酸葡聚糖分子量为4万时对应的吸附能力显著高于其他分子量对应吸附能力，高出其他分子量吸附能力的40％～50％，具体原理尚不清楚。

采用本发明提供的方法得到的低密度脂蛋白吸附剂具有较高的特异性吸附水平，可能得益于40～100nm平均孔径的琼脂糖凝胶微球与分子量约为4万的硫酸葡聚糖的“黄金组合”。进一步的，优选载体180～360μm的平均粒径，使吸附剂具有较高的特异性吸附水平和细胞通透性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、优异的吸附性能。本发明通过大量实验，发现将与吸附能力无明显相关性的硫酸葡聚糖分子量参数选定为4万，能够实现吸附能力的突破性提升，最终得到了LDL吸附率达83％以上的吸附剂。

2、本发明通过选取特定孔径和粒径的琼脂糖凝胶微球载体，对应吸附剂吸附能力得到显著提高，同时保证了优异的细胞通透性、较低的非特异性吸附。

3、本发明无需在吸附剂上引入新的化学基团即可实现吸附剂吸附性能的显著提升，吸附剂生产成本低，制备工艺简单，易于在实际生产中推广且具有优秀的临床应用价值。

附图说明

图1为实施例3中编号C4对应吸附剂的扫描电镜图；

图2为实施例3中编号C4对应吸附剂的扫描电镜图；

图3为实施例3中编号C4对应载体的扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

选择平均孔径分别约为13nm、24nm、29nm、41nm、53nm、72nm、104nm、156nm、454nm，平均粒径约为250μm的琼脂糖凝胶微球，分子量为5000的硫酸葡聚糖，按下述步骤进行吸附剂的制备，所得吸附剂编号分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9。

吸附剂制备方法如下：

1)将10mL琼脂糖微球抽干，转移至锥形瓶中，加入10mL 1M NaOH溶液和3mL环氧氯丙烷；

2)于40℃、150rpm条件下反应6h；

3)大量水冲洗，抽干后与10mL硫酸葡聚糖缓冲溶液混合，调节pH至10～12；

4)于40℃，150rpm条件下反应16h；

5)先后再用pH 4.0的醋酸缓冲液、pH 8.0的Tris缓冲液冲洗、1M NaCl溶液冲洗，最后用大量水冲洗，即得低密度脂蛋白吸附剂。

实施例2

选择平均分子量分别约为1000、3000、5000、8000、10000、20000、40000、50000、5000000的硫酸葡聚糖，平均孔径约为70nm、平均粒径约为250μm的琼脂糖凝胶微球，按实施例1所述步骤进行吸附剂的制备，所得吸附剂编号分别为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9。

实施例3

选择平均粒径分别约为31μm、90μm、152μm、182μm、255μm、364μm、414μm、567μm，平均孔径为70μm的琼脂糖凝胶微球，分子量为4万的硫酸葡聚糖，按实施例1所述步骤进行吸附剂的制备，所得吸附剂编号分别为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8。

实施例4

分别取1ml实施例中的吸附剂，按1比10进行血液吸附试验，分别检测各组吸附材料的血脂吸附情况、血常规变化情况，考察不同吸附剂的吸附水平和血细胞通透性。

表1.不同孔径血脂吸附试验数据

从表1中可看出，随着孔径的增大，吸附剂的吸附能力先升高后降低，40nm孔径对比30nm孔径有突破性提升，40～100nm的吸附剂，其吸附能力明显高于其他孔径的吸附剂。

表2.不同分子量的硫酸葡聚糖血脂吸附试验数据

从表2中可看出，硫酸葡聚糖的分子量似乎与吸附剂的吸附能力无明显相关性，除了分子量为1000的吸附剂，吸附能力只有8.6％，其余分子量的吸附剂吸附能力差异不大，稳定在48％～58％的水平。然而分子量为4万的吸附剂，其吸附能力明显处于最高水平，吸附能力为83％，高于其他吸附剂约40％～50％。

表3.不同粒径血脂吸附试验数据

从表3中可看出，随着粒径的增大，吸附剂的吸附能力逐渐下降。当粒径大于360μm时，性能明显降低，尤其是对于甘油三酯，降低水平只有18％～34％，几乎没有临床应用价值。

进一步的，对C4组对应的吸附剂进行了扫描电镜测试，结果如附图1～3所示，其中，附图1和2分别为不同放大倍数下，连接有配基的吸附剂的扫描电镜图，附图3为载体的扫描电镜图(未连接配基)。

表4.不同粒径血细胞通透性试验数据

从表4中可看出，随着粒径的减小，吸附剂的血细胞通透性越差，当粒径小于180um时，血细胞开始出现损失，粒径小于150μm时，血细胞出现明显损失，当粒径小于90μm时，细胞无法正常通过。

实施例5

本实施例提供了一种低密度脂蛋白吸附柱，所述吸附柱包括一个容器，具有血液进口、血液出口、防止吸附剂泄露的过滤网，吸附柱中装填有实施例1～3提供的任意一种吸附剂，吸附柱中装填的吸附剂体积为200～1000mL。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种低密度脂蛋白吸附剂，其特征在于：吸附剂以大粒径大孔径琼脂糖凝胶微球为载体，通过环氧法修饰，偶联硫酸葡聚糖配基；所述的硫酸葡聚糖配基的分子量为4万；所述大粒径大孔径琼脂糖凝胶微球，平均粒径为180～360μm，平均孔径为40～100nm。

2.根据权利要求1所述的低密度脂蛋白吸附剂，其特征在于：所述的环氧法修饰所用到环氧试剂为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、双环氧试剂中的一种。

3.一种权利要求1所述的低密度脂蛋白吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

将大粒径大孔径琼脂糖凝胶微球载体环氧修饰；

将硫酸葡聚糖配基分子与环氧修饰后的琼脂糖凝胶微球混合，调节pH至10～12，使配基分子偶联到载体上；

清洗，即得低密度脂蛋白吸附剂。

4.一种低密度脂蛋白吸附柱，所述吸附柱包括一个容器，具有血液进口、血液出口、防止吸附剂泄露的过滤网，其特征在于：吸附柱中装填有权利要求1-3任一项所述的吸附剂。

5.根据权利要求4所述的低密度脂蛋白吸附柱，其特征在于：吸附柱中装填的吸附剂体积为200～1000mL。

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