CN113164652A - 具有优异的填充剂性能的包含透明质酸水凝胶的填充剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含透明质酸水凝胶的填充剂，其相对于修饰度，相对于填充剂中包含的单位量(重量/重量％)透明质酸具有在特定范围内的提升值，并且由于具有所述提升值，该填充剂表现出改善的高粘弹性流动性能，具有单相和双相透明质酸水凝胶填充剂二者的优点，因此表现出良好的组织修复性能，当注入皮肤时具有低移动性同时仍长时间维持其形状，并通过交联剂的使用的最小化而使透明质酸的变形最小化，从而能够维持透明质酸分子的天然形式，能够减少免疫反应和副作用的发生，从而具有优异的软组织修复性能、体积扩充性能和皱纹减轻性能。

Description

具有优异的填充剂性能的包含透明质酸水凝胶的填充剂
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求基于2018年12月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2018-0166747的优先权权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
本发明涉及一种包含透明质酸水凝胶的填充剂，更特别地涉及一种下述的包含透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力(lift capability)相对于修饰度(MoD)的比率高，因此，所述填充剂表现出优异的性能，并具有优异的皱纹改善和组织修复能力；并涉及其制备方法。
背景技术
人皮肤组织通过含有蛋白质例如胶原蛋白或弹性蛋白等和糖胺聚糖的细胞外基质来维持其结构。当软组织由于外部冲击、疾病或老化等而发生缺损时，组织增强例如软组织增强已被用于医学和美容目的。这样的增强是通过整形外科手术进行的，或者通过将生物组织或合成的聚合物化学物质注入受影响部位来增加和扩充软组织体积，从而以非外科的方式修复和矫正形状。在这种情况下，作为类似于皮肤组织的成分插入到特定部位以扩充软组织从而为了美容目的而扩大面颊、嘴唇、乳房、臀部等的体积，并用于通过减少皮肤上的细皱纹和深皱纹来改善皱纹或修正轮廓的材料，被称为软组织扩充材料，并且通常也称为真皮填充剂。结合这些填充剂首次开发的第一代真皮填充剂包括通过提取源自动物的蛋白质、即诸如牛和猪的动物蛋白质而制造的产品例如Zyderm和Zyplast，以及使用人胶原蛋白制造的Cosmoderm或Cosmoplast。然而，由于药效持续时间短，且必须在手术前一个月进行皮肤过敏性试验而不方便，因此近年来其很少被用于外科手术。
第二代填充剂是透明质酸(也称为‘HA’)填充剂，其具有比胶原填充剂更长的效果持续时间，并且由与构成人体的成分相似的多糖N-乙酰基-D-葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸构成。因此，它的优点在于它具有较少的副作用例如皮肤过敏反应等、易于操作和去除、能吸引水来保持皮肤水分、以及维持体积和弹性，因此适合作为皮肤填充剂。
然而，透明质酸本身在人体内的半衰期短，只有数小时，其应用有限，因此，进行了研究以通过交联来增加透明质酸的半衰期(在体内的持久性)。例如，美国专利号4,582,865公开了一种使用二乙烯基砜(DVS)作为交联剂的交联透明质酸衍生物，其水凝胶形式已经以商品名
Figure BDA0003103754810000021
上市。另外，美国专利号5,827,937公开了一种使用多官能环氧化合物作为交联剂来制备交联透明质酸衍生物的方法，并且在它们当中，
Figure BDA0003103754810000022
一种使用1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)(交联剂)作为多官能环氧化合物制备的水凝胶形式的交联透明质酸，已获美国食品和药物管理局(FDA)批准，并可在全球范围内作为填充剂商购。
这样的交联透明质酸填充剂包括由单相制成的填充剂(单相HA填充剂)和由双相制成的填充剂(双相HA填充剂)。由于单相透明质酸填充剂是使用含有交联透明质酸的均相溶液制备的，因此它具有低弹性和高内聚性。因此，当将单相透明质酸填充剂注射到皮肤中时，它不容易从注射部位脱离，但是具有不能长时间维持注射形状的问题。
双相透明质酸填充剂是由交联透明质酸粒子单独制备的，或是通过与类似于液相的非交联透明质酸(未经处理的、未交联的透明质酸，线性HA)混合而制备的，因此它们通常具有高弹性和低内聚性。因此，当将双相HA填充剂注射到皮肤中时，能够长时间维持形状，但问题在于从注射部位脱离的可能性高。这样的双相HA填充剂的典型实例是上面提到的
Figure BDA0003103754810000023
(Galderma公司)。
因此，单相HA填充剂和双相HA填充剂分别具有优点和缺点，并且，存在将所述填充剂混合以具有常规的单相透明质酸填充剂和双相透明质酸填充剂的所有性能的实例，但是在这样的情况下，单相透明质酸填充剂和双相透明质酸填充剂的优点反而一起降低，使得它们不适合作为填充剂。因此，需要一种能够长时间维持其形状同时脱离注射部位的可能性低的填充剂。
此外，为了以这种方式调节交联透明质酸的流变性能例如弹性和内聚性以及降解时间，必须从一开始就调节在制备交联产物期间起反应的透明质酸的浓度和所添加的交联剂的比率。此外，通常，为了改善流变性能或降解时间，需要增加反应浓度或添加大量的交联剂。在这种情况下，不容易在高浓度下制造，并且在纯化工序期间难以完全除去大量添加的交联剂，这可能由于残留的交联剂而引起问题例如毒性。
发明内容
【技术问题】
本发明旨在解决现有技术中遇到的问题，并且本发明的目的是提供一种包含透明质酸水凝胶的填充剂，所述填充剂在作为填充剂性能指标的弹性和内聚性两方面均具有优异的性能，从而不太可能从注射部位脱离，能够长时间保持形状，并且在具有优异效果例如组织修复能力和皱纹改善的同时具有低交联剂含量，因此表现出优异的生物相容性；以及提供一种含有前述透明质酸水凝胶填充剂的组织修复用生物材料。
本发明的另一个目的是提供一种制造这样的填充剂的方法。
本发明的又一个目的是提供一种使用前述填充剂进行组织修复或皱纹改善的方法。
【技术解决方案】
本发明人进行了研究以解决如上所述的现有技术的问题，并因此出乎意料地发现，当所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于修饰度(MoD)的比率指示特定范围时，弹性和内聚性均得到改善，由此，同时获得了单相填充剂的高内聚性和双相填充剂的高弹性的流变性能。此外，当所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于修饰度的比率指示特定范围时，所述填充剂当注射到人体中时容易制成期望的形态，在期望的时间段内保持形状，表现出所述填充剂成分基本上不会迁移到身体其它部位的优异的填充剂性能，并且由于减少交联剂的使用，能够使体内可能出现的毒性问题最小化，此外，通过使透明质酸的修饰最小化并将透明质酸分子维持在天然状态，可以降低免疫反应和副作用的可能性。基于这样的发现，完成了本发明。
作为实现上述发明目的的一个方面，本发明涉及一种包含透明质酸水凝胶的填充剂，所述透明质酸水凝胶包含透明质酸、其盐或交联透明质酸，其中所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于修饰度(摩尔％)的比率为60至180((Pa*N/(重量/重量)％)/摩尔％)；以及涉及一种皱纹改善和组织修复的方法，所述方法包括注射所述填充剂的步骤。也就是说，根据本发明的能够确认优异的填充剂性能的相对于所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)和修饰度(摩尔％)的提升能力是通过将提升能力除以相对于包含透明质酸水凝胶的填充剂的总重量的透明质酸重量比并将所得的值再除以修饰度而得出的，如下式3所示。
优选地，所述填充剂用于注射到软组织例如皮肤，并且所述填充剂可用作具有填充性能的填充剂，所述填充性能例如为由于生物组织的填充和皱纹的填充引起的皱纹改善、面部重塑或轮廓修正、或软组织体积的修复或增加。
以下，将更详细地描述本发明。
本发明的填充剂中包含的透明质酸水凝胶中包含的透明质酸(以下也称为‘HA’)是一种由N-乙酰基-D-葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸构成的二糖单元线性连接而成的生物聚合物材料，透明质酸经常存在于眼睛的玻璃体液、关节滑液、鸡冠等中，并具有优异的生物相容性，因此已被广泛用于医疗护理和医疗器械领域，例如眼科手术辅助材料、关节功能改善剂、药物递送材料、滴注剂、皱纹改善剂等，或用于美容领域。
在一个优选的实施方式中，基于填充剂的总重量，本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂可包含1至3重量％的透明质酸。
此外，本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂不仅可包含透明质酸，还可包含水、麻醉剂或其组合。
具体地，本发明的透明质酸水凝胶中包含的透明质酸可以是指透明质酸或透明质酸的盐。透明质酸的盐包括，例如，无机盐例如透明质酸钠、透明质酸钾、透明质酸钙、透明质酸镁、透明质酸锌、透明质酸钴等，以及有机盐例如透明质酸四丁基铵等，但不限于此。
此外，透明质酸或其盐可通过适当的交联剂进行交联。交联透明质酸衍生物可以是通过使用交联剂使透明质酸本身或其盐交联而制备的透明质酸或透明质酸盐的交联产物。本发明的透明质酸水凝胶包含透明质酸的交联产物。在本发明中，所述交联剂包括交联剂本身或呈与透明质酸反应并与透明质酸分子键合的形式的交联剂。本发明的透明质酸水凝胶如下所述表现出低修饰度，并且包含交联透明质酸和非交联透明质酸二者。
对于交联，可使用在碱性水溶液存在下使用交联剂的方法。所述碱性水溶液可以是NaOH和KOH水溶液，优选NaOH水溶液，但不限于此。在这种情况下，可以使用浓度为0.1N至0.5N的NaOH水溶液。对于本发明的填充剂中包含的交联透明质酸，特别是，即使当使用低浓度和少量的交联剂时，所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于交联透明质酸的修饰度(摩尔％)的比率也显示出特定的范围，因此表现出高流变性能(弹性、内聚性)。
作为包含两个以上环氧官能团的化合物，所述交联剂可以多种多样，其优选的实例包括1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)、乙二醇二缩水甘油醚(EGDGE)、1,6-己二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、二甘油多缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、三甲基丙烷多缩水甘油醚、1,2-双(2,3-环氧丙氧基)乙烯、季戊四醇多缩水甘油醚和山梨糖醇多缩水甘油醚。其中，就具有低毒性而言，双环氧化物类的1,4-丁二醇二缩水甘油醚是特别优选的。
在本发明中，用于交联反应的透明质酸的平均分子量可以为2,000,000Da以上、2,300,000Da以上、或2,500,000Da以上，例如2,000,000至4,000,000Da、2,300,000至4,000,000Da、2,000,000至3,700,000Da、2,200,000至3,700,000Da、或2,500,000至3,500,000Da。
如本文所用的术语“提升能力”也称为‘组织修复能力’，并且当用流变仪测量水凝胶的物理性质时，它可以表示为通过将反映弹性的储能弹性模量与反映内聚性的粘性试验(tack test)时的内聚力相乘而获得的值。具体而言，它可以表示为下式1。
[式1]
提升能力(Pa*N)＝储能弹性模量×内聚力
在式1中，填充剂的储能弹性模量(G')是填充剂的弹性，单位是帕斯卡(Pa)，内聚力是通过粘性试验测得的峰值法向力，粘性试验包括以恒定速度轴向拉伸样品，内聚力的单位是N(牛顿)。
关于通过流变仪测量的填充剂的物理性质，由储能弹性模量示出的术语“弹性”是指当向材料或物体施加力时形状发生改变、但当除去力时恢复其原始形状的性质。该弹性由储能弹性模量(G')表示，单位是帕斯卡(Pa)。在一个优选的实施方式中，本发明的透明质酸水凝胶填充剂表现出储能弹性模量为约400至800Pa的弹性。
此外，术语填充剂的“内聚性”是在填充剂粒子之间起作用的吸引力(粘附力)，是指使填充剂粒子团聚的性质。填充剂的内聚性越高，能够支撑其中注入了填充剂的组织的力越大。通常，内聚力可以通过粘性试验等来测量，并测量加载在流变仪上之后以恒定速度拉伸下的内聚力，单位是N(牛顿)。在一个优选的实施方式中，本发明的透明质酸水凝胶填充剂表现出约1.0至1.7N的内聚性。
由流变仪测量的表示为弹性和内聚力的乘积的提升能力是将填充剂注射部位扩充或修复的能力。高提升能力意味着组织修复能力优异，并且填充剂注射后填充剂的迁移小。
在本发明中，透明质酸水凝胶或包含它的填充剂的提升能力以通过将式1中所示的储能弹性模量与粘性试验时的内聚力相乘而获得的值的形式使用，或者可以表示为相对于填充剂中所含的透明质酸含量(重量/重量％)的提升能力。
在根据本发明的一个实施方式的包含透明质酸水凝胶的填充剂中，相对于填充剂中所含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力的数值可以为200(Pa*N/重量/重量％)以上、230(Pa*N/重量/重量％)以上或250(Pa*N/重量/重量％)以上的范围，例如，它可以为200至650(Pa*N/重量/重量％)、230至650(Pa*N/重量/重量％)、240至650(Pa*N/重量/重量％)、250至650(Pa*N/重量/重量％)、200至640(Pa*N/重量/重量％)、230至640(Pa*N/重量/重量％)、240至640(Pa*N/重量/重量％)、250至640(Pa*N/重量/重量％)、200至630(Pa*N/重量/重量％)、230至640(Pa*N/重量/重量％)、240至630(Pa*N/重量/重量％)或250至630(Pa*N/重量/重量％)的范围。
同时，在本发明中，术语“修饰度(MoD)”是交联剂(例如BDDE)的摩尔数(n)与二糖单元(N-乙酰基-D-葡萄糖胺(GlcNAc)+D-葡萄糖醛酸)的摩尔数的比率(摩尔％)，所述二糖单元是通过对透明质酸进行交联处理而获得的透明质酸水凝胶中所含的透明质酸的重复单元，该比率以化学计量比计算。透明质酸水凝胶的修饰度(摩尔％)可以由下式2表示。
[式2]
修饰度(摩尔％)＝(交联剂的摩尔数/(N-乙酰基-D-葡萄糖胺+D-葡萄糖醛酸)的摩尔数)*100
在本发明中，特别地，含有可商购的透明质酸水凝胶的填充剂中的透明质酸水凝胶表现出6摩尔％以上的修饰度，而本发明的填充剂中的透明质酸水凝胶为5摩尔％以下、4摩尔％以下、优选2至5摩尔％、3至5摩尔％、2至4摩尔％、或3至4摩尔％的修饰度范围。
优选地，根据本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂具有以下特征：填充剂中所含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于透明质酸水凝胶的修饰度的比率值具有上述范围，因此所述填充剂具有优异的填充剂性能，具体而言，不仅像单相填充剂一样具有高内聚性，而且像双相填充剂一样具有高弹性，此外，使交联剂的含量最小化并使透明质酸的修饰最小化，并且通过最大程度地维持透明质酸分子处于自然状态，它表现出低的免疫反应和潜在副作用。
具体地，在本发明的填充剂中，填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于填充剂的修饰度的比率由下式3表示。
[式3]
每透明质酸单位含量和修饰度的提升能力＝A/B
在式3中，A是相对于填充剂中所含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力，并且B是指根据式2的填充剂修饰度。
另外，在本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂中的透明质酸粒子(优选交联透明质酸粒子)可呈现各种形状。此外，这样的粒子的平均直径可以是300至400μm。
在一个优选的实施方式中，相对于填充剂的总重量，本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂可包含1至3重量％、优选1.5至2.5重量％的透明质酸。另外，本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂不仅可包含透明质酸，而且还可包含水、麻醉剂或其组合。
所述麻醉剂包括本领域已知的一种以上类型的麻醉剂，优选局部麻醉剂，并且一种以上麻醉剂的浓度是减轻在注射所述组合物时感受到的疼痛的有效量。所述麻醉剂的实例可选自氨布卡因(ambucaine)、阿莫拉酮(amolanone)、阿米洛卡因(amylocaine)、丁氧普鲁卡因(benoxinate)、苯坐卡因(benzocaine)、贝托卡因(betoxycaine)、苯柳胺酯(biphenamine)、布比卡因(bupivacaine)、布他卡因(butacaine)、氨苯丁酯(butamben)、布坦卡因(butanilicaine)、丁胺卡因(butethamine)、丁托西卡因(butoxycaine)、卡替卡因(carticaine)、氯普鲁卡因(chloroprocaine)、可卡乙碱(cocaethylene)、可卡因(cocaine)、环美卡因(cyclomethycaine)、地布卡因(dibucaine)、奎尼卡因(dimethisoquin)、二甲卡因(dimethocaine)、地哌冬(diperodon)、双环胺(dycyclonine)、芽子定(ecgonidine)、芽子碱(ecgonine)、氯乙烷、依替卡因(etidocaine)、β-优卡因(beta-eucaine)、尤普罗辛(euprocin)、非那可明(fenalcomine)、福莫卡因(formocaine)、海克卡因(hexylcaine)、羟丁卡因(hydroxytetracaine)、对氨基苯甲酸异丁酯、甲磺酸亮氨卡因(leucinocaine mesylate)、左沙屈尔(levoxadrol)、利多卡因(lidocaine)、卡波卡因(mepivacaine)、美普卡因(meprylcaine)、美布卡因(metabutoxycaine)、氯甲烷、麦替卡因(myrtecaine)、纳依卡因(naepaine)、奥他卡因(octacaine)、奥索卡因(orthocaine)、羟乙卡因(oxethazaine)、对乙氧卡因(parethoxycaine)、非那卡因(phenacaine)、苯酚、哌罗卡因(piperocaine)、匹多卡因(piridocaine)、聚多卡醇(polidocanol)、普莫卡因(pramoxine)、丙胺卡因(prilocaine)、普鲁卡因(procaine)、丙泮卡因(propanocaine)、丙美卡因(proparacaine)、丙哌卡因(propipocaine)、丙氧卡因(propoxycaine)、假可卡因(psuedococaine)、吡咯卡因(pyrrocaine)、罗哌卡因(ropivacaine)、水杨醇、丁卡因(tetracaine)、托利卡因(tolycaine)、三甲卡因(trimecaine)、佐拉敏(zolamine)及其盐。在一个实施方式中，所述麻醉剂可以是利多卡因，例如，盐酸利多卡因的形式。
在本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂中，基于填充剂的总重量，所述填充剂中包含的麻醉剂的浓度可以为约0.1重量％至约1.0重量％，例如，所述组合物的约0.2重量％至约0.5重量％。优选地，其可以为0.3重量％。
此外，本文所述的组合物中麻醉剂的浓度可以是治疗上有效的，这意味着在不会对患者造成伤害的情况下在外科手术的便利性和患者依从性的方面，它是适合于提供治疗益处的浓度。
本发明的填充剂还可以包含缓冲液，并且可以没有限制地使用任何缓冲液，只要它是用于制备透明质酸水凝胶的即可。这样的缓冲液的优选实例包括至少一种选自下列的缓冲液：柠檬酸、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、乙酸、二乙基巴比妥酸、乙酸钠、三(羟甲基)甲氨基丙磺酸(TAPS)、2-双(2-羟乙基)氨基乙酸(Bicine)、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、N-(2-羟基-1,1-双(羟甲基)乙基)甘氨酸(Tricine)、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES)、2-[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基]甲磺酸(TES)和哌嗪-N,N′-双(2-乙磺酸)(PIPES)，但不限于此。缓冲液中包含的所述成分的含量可以适当调节，并且可以优选相对于缓冲液，它们以0.3至2.0g/L的浓度被包含。
此外，本发明的填充剂还可以包含等渗剂，并且这样的等渗剂可以不受限制地使用，只要其用于制备透明质酸水凝胶即可，并可以包含在缓冲液中。作为优选的等渗剂，可以使用氯化钠，但等渗剂不限于此。等渗剂的含量可以根据需要适当调节，并且相对于缓冲液，该含量可以为例如7.0至9.0g/L，但不限于此。
在本发明的一个实施方式中，使用在注射用水中含有氯化钠、磷酸一氢钠和磷酸二氢钠的缓冲液。
在一个附加的方面中，除了前述成分之外，本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂还可包含在填充剂的制备中可以包含的可接受的成分。
此外，本发明的特征在于，在根据式3具有高参数值的透明质酸填充剂中基本上不包含残留的交联剂，残留的交联剂含量优选为检测限0.5ppm以下。
本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂通过使式3的特征参数在60至180的范围内，在弹性、内聚性、生物相容性和毒性方面表现出优异的性能，并因此能够非常有效地用于美容或治疗目的。作为具体实例，所述包含透明质酸水凝胶的填充剂可用于由于生物组织的填充和皱纹的填充而引起的皱纹改善，面部重塑，或修复或增加软组织例如嘴唇、鼻子、臀部、面颊或乳房的体积。所述包含透明质酸水凝胶的填充剂可按适合于这样的目的的剂型施用，并且可优选是注射剂。
在另一个方面，本发明涉及一种制备如上所述具有高粘弹性和内聚性的包含透明质酸水凝胶的填充剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将透明质酸或其盐放入交联剂和碱性水溶液中，搅拌，然后使所述混合物反应以制备交联透明质酸水凝胶；
(b)将步骤(a)中制备的透明质酸水凝胶粗切割；
(c)制备缓冲液；
(d)用步骤(c)中制备的缓冲液洗涤和溶胀在步骤(b)中制备的切割的透明质酸水凝胶；
(e)将步骤(d)中洗涤和溶胀的透明质酸水凝胶粉碎；和
(f)将步骤(e)中制备的水凝胶填充到注射器中，然后将其灭菌。
步骤(a)是使用交联剂使透明质酸或其盐在碱性水溶液相中交联以制备交联透明质酸水凝胶的步骤，对于与透明质酸或其盐、交联剂和交联透明质酸水凝胶有关的事项，在包含透明质酸水凝胶的填充剂中提到的那些事项可以类似地适用。
特别地，本发明的所述制备包含透明质酸水凝胶的填充剂的方法的特征在于，使用的聚合物透明质酸的平均分子量为2,000,000Da以上、2,300,000Da以上、或2,500,000Da以上，例如2,000,000至4,000,000Da、2,300,000至4,000,000Da、2,000,000至3,700,000Da、2,200,000至3,700,000Da、或2,500,000至3,500,000Da。此外，所述碱性水溶液可以没有限制地使用，只要它是已知的适合于制备透明质酸水凝胶的碱性水溶液即可。例如，它可以是NaOH、KOH、NaHCO3、LiOH或其组合，优选NaOH。所述碱性水溶液的浓度可以为0.1至0.5N，但不限于此。当使用上述分子量范围内的透明质酸时，在用于交联的碱性水溶液中的降解效应相对小，因此，能够制备具有强物理性质的交联透明质酸凝胶。
此外，本发明的所述制备包含透明质酸水凝胶的填充剂的方法的特征在于，透明质酸或其盐以高浓度反应。具体而言，透明质酸或其盐的浓度基于碱性水溶液的混合物的总重量为10至25重量％，交联剂的浓度相对于上述添加的透明质酸或其盐的单元为1至10摩尔％。当以超过上述范围的高浓度使用交联剂浓度时，获得的填充剂弹性过高。当该浓度低于上述范围时，弹性过低，因此不能表现出适当的粘弹性。具体地，步骤(a)可通过将透明质酸或其盐与交联剂和碱性水溶液混合、搅拌并将所述混合物均匀混合来进行。交联反应可以在室温以上的温度下、优选在25至40℃范围内的温度下进行15至22小时。
至于所述切割步骤，可以使用各种已知的透明质酸水凝胶切割步骤。在一个实施方式中，在反应后制备的交联凝胶可以以饼的形状获得，可以使用刀具例如切草刀将其分割成半月形，并分成例如六份。之后，可以通过使用具有恒定的刀刃间隔的粗切机穿过如上所述分开的凝胶(优选两次以上)来进行切割工序。
步骤(c)是制备用于洗涤和溶胀在步骤(b)中切割的交联透明质酸水凝胶的缓冲液的步骤，所述缓冲液可以根据制备已知缓冲液的方法来制备。另外，所述缓冲液还可包含麻醉剂。在本发明的一个具体实施方式中，通过将磷酸一氢钠(十二水合物)、磷酸二氢钠一水合物(一水合物)、氯化钠和盐酸利多卡因溶解在含有注射用水的缓冲液罐中来制备所述缓冲液。所述缓冲液可以没有限制地使用，只要它是用于制备透明质酸水凝胶的即可。这样的缓冲液的优选实例包括至少一种选自下列的缓冲液：柠檬酸、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、乙酸、二乙基巴比妥酸、乙酸钠、三(羟甲基)甲氨基丙磺酸(TAPS)、2-双(2-羟乙基)氨基乙酸(Bicine)、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、N-(2-羟基-1,1-双(羟甲基)乙基)甘氨酸(Tricine)、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES)、2-[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基]甲磺酸(TES)和哌嗪-N,N′-双(2-乙磺酸)(PIPES)，但不限于此。
步骤(d)是用步骤(c)中制备的缓冲液洗涤和溶胀在步骤(b)中切割的交联透明质酸水凝胶的步骤，该步骤(d)可以重复一次以上。当完成洗涤和溶胀时，可以除去所述洗涤液。
步骤(e)是粉碎所述洗涤和溶胀过的水凝胶的步骤，该粉碎可通过各种粉碎方法进行，但优选是挤出。
在一个附加的实施方式中，可以将步骤(e)之后制备的水凝胶进行诸如灭菌和/或消泡的工序。可以将其在合适的容器例如注射器中定量填充、密封和灭菌。
【有益效果】
由于本发明的填充剂具有所述填充剂中所含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于特定修饰度的数值特性，其表现出改善的高粘弹性、同时具有单相透明质酸水凝胶填充剂和双相透明质酸水凝胶填充剂的优点，因此表现出高的组织修复性能。此外，当注射到皮肤中时，它不仅在具有低迁移可能性的同时长时间维持其形状，而且由于使用最少的交联剂而能够使透明质酸的修饰最小化并且能够将透明质酸分子维持在自然状态并减少免疫反应和副作用的可能性，并且在软组织例如面颊、乳房、鼻子、嘴唇和臀部的修复或体积扩充和皱纹改善的性能方面优异。
具体实施方式
以下，将通过实施例来更详细地描述本发明。然而，给出这些实施例只是为了说明的目的，本发明的范围不限于这些实施例或不受其限制。
[实施例]
实施例1：本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂的制备1
为了制备本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂，进行以下工序。
称量分子量为2.5MDa至3.5MDa的透明质酸钠、氢氧化钠和1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)。在反应期间，透明质酸钠的浓度为16重量％，并且相对于所添加的透明质酸钠单元，BDDE的摩尔％为4％。单独地，制备浓度为0.25N的氢氧化钠(NaOH)水溶液并过滤。将称量的透明质酸钠、0.25N氢氧化钠水溶液和1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)放入混合器罐中并均匀混合，将所述混合器罐放入恒温水浴中，并在30℃的温度下反应过夜以完成交联反应。之后，将反应后的交联透明质酸水凝胶粗切割。同时，将盐和麻醉剂以磷酸一氢钠水合物(十二水合物)1.26g/L、磷酸二氢钠一水合物(一水合物)0.46g/L、氯化钠7g/L和盐酸利多卡因3g/L的浓度溶解在含有注射用水的缓冲液罐中，以制备缓冲液。
将一部分缓冲液用作初次缓冲液并通过0.22μm过滤器转移到洗涤槽中。将之前制备的粗切割的透明质酸水凝胶转移到含有初次缓冲液的洗涤槽中，然后搅拌。对所述透明质酸水凝胶进行初次洗涤和溶胀，然后当完成溶胀时除去洗涤液。随后，将二次缓冲液通过0.22μm过滤器转移到洗涤槽中，然后搅拌并对所述水凝胶进行第二次洗涤和溶胀，然后，当完成洗涤和溶胀时，除去洗涤液。之后，将三次缓冲液通过适当的0.22μm过滤器转移到洗涤槽中，然后搅拌并对所述透明质酸水凝胶进行第三次洗涤和溶胀。然后，当完成洗涤和溶胀时，除去洗涤液。
在完成第三次洗涤和溶胀后，确认洗涤液的pH是否在中性范围内，并将进行过洗涤和溶胀的透明质酸水凝胶粉碎，然后转移到挤出罐中测重，添加缓冲液以使凝胶重量达到目标重量，进行初次含量校正。当初次含量校正完成时，将透明质酸水凝胶粉碎并转移到挤出罐。之后，将粉碎的透明质酸水凝胶转移到热处理罐中并均质化，然后测量含量并向其添加缓冲液以进行二次含量校正。将二次含量校正后的透明质酸水凝胶在121℃以上的温度下热处理至少1分钟，并且在装入注射器中之前通过将透明质酸水凝胶在减压下搅拌进行脱气。之后，将透明质酸水凝胶以预定量真空填充到各注射器中，同时用橡胶塞塞住。将填充的注射器在最后的灭菌器中在121℃以上的温度下蒸汽灭菌至少8分钟。
实施例2：本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂的制备2
为了制备本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂，进行以下工序。
称量分子量为2.5MDa至3.5MDa的透明质酸钠、氢氧化钠和1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)。在反应期间，透明质酸钠的浓度为15重量％，并且相对于所添加的透明质酸钠单元，BDDE的摩尔％为4％。单独地，制备浓度为0.25N的氢氧化钠(NaOH)水溶液并过滤。将称量的透明质酸钠、0.25N氢氧化钠水溶液和1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)放入混合器罐中并均匀混合，将所述混合器罐放入恒温水浴中，并在30℃的温度下反应过夜以完成交联反应。之后，将反应后的交联透明质酸水凝胶粗切割。同时，将盐和麻醉剂以磷酸一氢钠水合物(十二水合物)1.26g/L、磷酸二氢钠一水合物(一水合物)0.46g/L、氯化钠7g/L和盐酸利多卡因3g/L的浓度溶解在含有注射用水的缓冲液罐中，以制备缓冲液。
将一部分缓冲液用作初次缓冲液并通过0.22μm过滤器转移到洗涤槽中。将之前制备的粗切割的透明质酸水凝胶转移到含有初次缓冲液的洗涤槽中，然后搅拌。对所述透明质酸水凝胶进行初次洗涤和溶胀，然后当完成溶胀时除去洗涤液。随后，将二次缓冲液通过0.22μm过滤器转移到洗涤槽中，然后搅拌并对所述水凝胶进行第二次洗涤和溶胀，然后，当完成洗涤和溶胀时，除去洗涤液。之后，将三次缓冲液通过适当的0.22μm过滤器转移到洗涤槽中，然后搅拌并对所述透明质酸水凝胶进行第三次洗涤和溶胀。然后，当完成洗涤和溶胀时，除去洗涤液。
在完成第三次洗涤和溶胀后，确认洗涤液的pH是否在中性范围内，并将进行过洗涤和溶胀的透明质酸水凝胶粉碎，然后转移到挤出罐中测重，添加缓冲液以使凝胶重量达到目标重量，进行初次含量校正。当初次含量校正完成时，将透明质酸水凝胶粉碎并转移到挤出罐。之后，将粉碎的透明质酸水凝胶转移到热处理罐中并均质化，然后测量含量并向其添加缓冲液以进行二次含量校正。将二次含量校正后的透明质酸水凝胶在121℃以上的温度下热处理至少1分钟，并且在装入注射器中之前通过将透明质酸水凝胶在减压下搅拌进行脱气。之后，将透明质酸水凝胶以预定量真空填充到各注射器中，同时用橡胶塞塞住。将填充的注射器在最后的灭菌器中在121℃以上的温度下蒸汽灭菌至少10分钟。
实验例1：根据本发明制备的包含透明质酸水凝胶的填充剂的基于式3的参数研究
使用流变仪分析所制备的实施例1和2的流变性能。为了与本发明的填充剂进行比较，还分析和比较了可商购的包含透明质酸水凝胶的填充剂制剂的弹性性能。作为比较例1至10的可商购的填充剂制剂和分析条件如下。
<比较例1至10>
比较例1：具有利多卡因的Juvederm Volift
比较例2：具有利多卡因的Juvederm Voluma
比较例3：Stylage M利多卡因
比较例4：Stylage L利多卡因
比较例5：Stylage XL利多卡因
比较例6：Teosyal PureSense Deepline利多卡因
比较例7：Teosyal PureSense Ultradeep利多卡因
比较例8：Teosyal PureSense Ultimate多卡因
比较例9：Belotero Intense利多卡因
比较例10：Belotero Volume利多卡因
<分析条件>
储能弹性模量(G')的分析条件
(1)试验仪器：流变仪(Anton Paar公司，MCR301)振荡和旋转流变仪
(2)频率：1Hz
(3)温度：25℃
(4)应变：4％
(5)测量几何(Measuring geometry)：25mm板/板
(9)测量间隙：1.0mm
根据粘性试验的内聚力分析条件
(1)试验仪器：流变仪(Anton Paar公司，MCR301)振荡和旋转流变仪
(2)间隙：初始位置：1.0mm，最终位置：15mm
(3)速度：0.93mm/秒
(4)温度：25℃
(5)测量几何：25mm板/板
修饰度的分析条件
(1)试验仪器：FT-NMR系统(Jeol公司，ECA500/ECZ400S)，
(2)脉冲：30°
(3)扫描：512
(4)弛豫时间(延迟)：5秒
(5)温度：25℃
在上述分析条件下，各频率的储能弹性模量(G')以及通过粘性试验测量的内聚性示于下表1。另外，基于式1，由储能弹性模量和内聚性计算提升能力，并根据式2计算修饰度。基于此，根据式3计算填充剂中所含的透明质酸单位含量(重量/重量％)相对于修饰度的提升能力，然后将各数值的结果示于下表1。
【表1】
Figure BDA0003103754810000191
通过表1可以看出，确认了本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂的根据式3的参数显示为71.3和177.7(Pa*N/(重量/重量)％)/摩尔％，而比较例1至9的其它可商购的填充剂显示的数值为9.2至23.4(Pa*N/(重量/重量)％)/摩尔％。也就是说，可以看出，与其它可商购的填充剂相比，本发明的包含透明质酸水凝胶的填充剂显示出根据式3的参数值的差异为至少3倍(实施例2与比较例5相比)，高至19倍(实施例1与比较例9相比)。确认了，对于比较例1至10而言，许多填充剂与实施例1和2相比提升能力也并不更高，并且一些比较例的提升能力显示出与实施例2的数值相同，但修饰度的数值高，因此，根据式3的实际参数显著下降。
总之，可以确认，根据式3，本发明的实施例1和2表现出高参数值，也就是说，相对于修饰度，填充剂中所含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力高。因此，所述填充剂不仅表现出显著的物理性质，而且表现出低修饰度。从这些可以看出，使用少量的交联材料能够降低在填充剂注入体内时由于交联剂而可能发生的副作用的可能性，因此最适合作为用于注入人体的填充剂。

Claims (26)

1.一种包含透明质酸水凝胶的填充剂，所述透明质酸水凝胶含有透明质酸、透明质酸盐或交联透明质酸，
其中根据下式3，所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)的提升能力相对于修饰度(摩尔％)的比率为60至180((Pa*N/(重量/重量)％)/摩尔％)，
[式3]
每透明质酸单位含量和修饰度的提升能力＝A/B
其中A表示由下式1表示的提升能力除以所述填充剂中包含的透明质酸单位含量(重量/重量％)所得的值，并且B表示由下式2表示的修饰度，
[式1]
提升能力(Pa*N)＝储能弹性模量×内聚力
[式2]
修饰度(摩尔％)＝(与整个透明质酸分子键合的总交联剂的摩尔数/总(N-乙酰基-D-葡萄糖胺+D-葡萄糖醛酸)的摩尔数)*100。
2.根据权利要求1所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中A值为200至650((Pa*N/(重量/重量)％)/摩尔％)。
3.根据权利要求1所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中B值为2至5摩尔％的修饰度。
4.根据权利要求1所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述储能弹性模量为400至800Pa，并且通过粘性试验测得的内聚力为1.0至1.7N。
5.根据权利要求1所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述填充剂具有单相透明质酸填充剂和双相透明质酸填料的所有性能。
6.根据权利要求1所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述透明质酸是交联透明质酸。
7.根据权利要求6所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述交联透明质酸是通过使分子量为2,500,000Da以上的透明质酸或其盐交联而获得的。
8.根据权利要求6所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述交联透明质酸是通过用至少一种选自下列的交联剂交联而获得的：1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)、乙二醇二缩水甘油醚(EGDGE)、1,6-己二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、二甘油多缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、三甲基丙烷多缩水甘油醚、1,2-双(2,3-环氧丙氧基)乙烯、季戊四醇多缩水甘油醚和山梨糖醇多缩水甘油醚。
9.根据权利要求8所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述交联剂是1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)。
10.根据权利要求8所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述交联剂的残留量为0.5ppm以下。
11.根据权利要求1所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，所述填充剂还包含麻醉剂。
12.根据权利要求11所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述麻醉剂是利多卡因或其盐。
13.根据权利要求11所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述填充剂用于皮肤注射。
14.根据权利要求11所述的包含含有透明质酸的透明质酸水凝胶的填充剂，其中所述填充剂用于皱纹改善、软组织修复或体积扩充，或轮廓修正。
15.一种用于制备根据权利要求1至14中任一项所述的包含透明质酸水凝胶的填充剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将透明质酸或其盐放入交联剂和碱性水溶液中，搅拌所述混合物以制备交联透明质酸水凝胶；
(b)将步骤(a)中制备的透明质酸水凝胶粗切割；
(c)制备缓冲液；
(d)用步骤(c)中制备的缓冲液洗涤和溶胀步骤(b)中制备的粗切割的透明质酸水凝胶；
(e)将步骤(d)中洗涤和溶胀的透明质酸水凝胶粉碎；和
(f)将步骤(e)中制备的水凝胶填充到注射器中，然后将其灭菌。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其中所述碱性水溶液是NaOH、KOH、NaHCO3、LiOH或其组合的水溶液。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其中所述碱性水溶液的浓度为0.1N至0.5N。
18.根据权利要求15所述的制备方法，其中所述交联剂是1,4-丁二醇二缩水甘油醚。
19.根据权利要求15所述的制备方法，其中所述透明质酸或其盐的浓度是透明质酸或其盐相对于所述透明质酸或其盐和碱性水溶液的混合物的总重量的重量比，并且为10至25重量％。
20.根据权利要求15所述的制备方法，其中步骤(a)在25至40℃下进行15至22小时。
21.根据权利要求15所述的制备方法，其中步骤(c)的缓冲液包含选自以下的至少一种：柠檬酸、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、乙酸、二乙基巴比妥酸、乙酸钠、三(羟甲基)甲氨基丙磺酸(TAPS)、2-双(2-羟乙基)氨基乙酸(Bicine)、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、N-(2-羟基-1,1-双(羟甲基)乙基)甘氨酸(Tricine)、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES)、2-[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基]甲磺酸(TES)和哌嗪-N,N′-双(2-乙磺酸)(PIPES)。
22.根据权利要求15所述的制备方法，其中所述缓冲液还包含麻醉剂和等渗剂。
23.一种预填充注射器，其填充有根据权利要求1至14中任一项所述的包含透明质酸水凝胶的填充剂。
24.一种用于组织修复的生物材料，其包含根据权利要求1至14中任一项所述的透明质酸水凝胶填充剂。
25.一种用于组织修复的方法，所述方法包括注射根据权利要求1至14中任一项所述的透明质酸水凝胶填充剂。
26.一种用于皱纹改善的方法，所述方法包括注射根据权利要求1至14中任一项所述的透明质酸水凝胶填充剂。
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