CN115710362A - 一种透明质酸钠凝胶的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明质酸钠凝胶的制备方法及应用，其主要制备步骤是：室温下获得透明质酸钠碱溶液；向溶液中加入交联剂，混合均匀后，将溶液温度控制在20℃至50℃，恒温反应12至48 h后，用高渗透压弱碱性的PB缓冲溶液进行清洗，最后用PBS缓冲溶液调整渗透压以及pH值，制得透明质酸钠凝胶。该制备方法交联效率高，收率高，能够简单地去除交联剂，制得的凝胶具有较高的弹性模量，且BDDE残留量更低，可应用于软组织注射填充。

Description

一种透明质酸钠凝胶的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种透明质酸钠凝胶的制备方法及应用。

背景技术

透明质酸(HA)是一种属于糖胺聚糖的多糖，由N-乙酰氨基葡萄糖和D-葡萄糖醛酸组成的双糖单元。它是结缔组织、上皮组织和神经组织的组成部分，也是细胞外基质(ECM)的重要组成部分。HA于1934年在牛眼睛的玻璃体液中首次被发现，1964年在体外合成。HA的生物学作用包括细胞分化、胚胎发育、炎症、伤口愈合等。HA具有显著的保湿和抗衰老效果。

为了延长透明质酸钠在体内的留存时间，并使其具有一定的支撑性能，通常会引入交联剂。《YY/T 0962-2014整形手术用交联透明质酸钠凝胶》中要求BDDE残留量小于2.0μg/g，但从风险考虑，在保证产品性能基础上尽可能降低BDDE残留。透明质酸钠凝胶的合成过程，通常采用PBS或者水作为透析液，并且调整pH中止反应，需要多次更换透析液以降低BDDE残留量。比如，专利CN108395552B提供了一种注射用交联透明质酸凝胶及其制备方法，采用多次更换透析液的方法，该种方法纯化效果有限，且导致凝胶污染的风险性增大。

NaOH在合成过程中一方面可以提高透明质酸钠的溶解速率，另一方面，促进交联反应的进行。而过高的pH会破坏透明质酸钠的链长，使产品收率降低，一般工艺会在交联反应完成后直接调节体系的pH至中性。由于BDDE残留量的限制，目前市面上的透明质酸钠凝胶的弹性模量大多在二三百左右。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种透明质酸钠凝胶的制备方法，交联效率高，收率高，能够简单地去除交联剂，并极大程度降低凝胶生产过程中的污染风险，制得的凝胶具有较高的弹性模量，且BDDE残留量更低，可应用于软组织注射填充。

本发明的另外一个目的是提供一种透明质酸钠凝胶的应用，将上述制备方法制备的透明质酸钠凝胶，用于软组织注射填充。

实现上述目的一种技术方案是： 一种透明质酸钠凝胶的制备方法，包括以下步骤：

S1，溶解步骤：室温下，将透明质酸钠溶解在氢氧化钠溶液中，制得透明质酸钠碱溶液；

S2，交联步骤：向步骤S1得到的透明质酸钠溶液中加入交联剂，搅拌混合后进行交联反应，将反应溶液温度控制在20～50 ℃，恒温交联12～48 h；

S3，洗脱步骤：步骤S2交联反应结束后，将交联反应后的透明质酸钠凝胶破碎成若干块状凝胶，用渗透压为400~1000 mOsm/L、pH为8~10的PB缓冲溶液进行洗脱，洗脱温度控制在40~80 ℃，时间控制在1~4天；

S4，溶胀步骤：将步骤S3处理后所得的凝胶用pH为6.0~8.0、渗透压为250~320mOsm/L的PBS缓冲溶液在常温进行溶胀，溶胀过程中更换PBS缓冲溶液2~3次，调整凝胶的渗透压和pH；

S5，制粒步骤：将经过步骤S4处理后获得的凝胶去除多余水分，过筛，获得透明质酸钠凝胶颗粒；

S6，湿热灭菌步骤：将步骤S5获得的透明质酸钠凝胶颗粒灌装至预灌封注射器中，湿热灭菌，获得最终的透明质酸钠凝胶产品。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S1中，所述透明质酸钠碱溶液中透明质酸钠的质量分数为8~15％，透明质酸钠的分子量在1×10⁶~3×10⁶ Da，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为0.5~2%。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S1中，所述透明质酸钠碱溶液中透明质酸钠的质量分数为10~12％。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S2中，所述交联剂采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚、二乙烯基砜和多聚环氧化合物中的一种或多种。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，所述交联剂的添加量为透明质酸钠溶液中透明质酸钠重量的10~30%。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S2中，所述交联剂的添加量为透明质酸钠溶液中透明质酸钠重量的15~20%。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S2中，反应溶液温度控制在25~35℃，恒温交联时间为18~24 h。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S3中，所述PB缓冲溶液的组成为NaH₂PO₄和Na₂HPO₄。

上述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，步骤S4中，所述PBS缓冲溶液的组成为NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和NaCl。

本发明还提供了一种上述的透明质酸钠凝胶的制备方法制得的透明质酸钠凝胶在软组织注射填充中的应用。

采用本发明的透明质酸钠凝胶的制备方法的技术方案，采用弱碱性高渗透压的PB缓冲溶液作为洗脱液，并且会在洗脱过程中加热，一方面，可以使交联反应在更温和的条件下进行，提升交联效率，减少过高pH对透明质酸钠凝胶结构的破坏，另一方面，也减少了更换透析的频率避免污染，更容易实现工业化生产；制备工艺简单，在洗脱阶段不需要多次更换溶剂，提高了交联剂的使用率和反应效率，从而获得一种高弹性模量，低BDDE残留量的透明质酸钠凝胶，关键在于不中止交联反应，提供弱碱性和合适的温度使反应持续进行，尽可能减少对透明质酸钠链长的破坏。同时，高渗透压减少了凝胶的溶胀及透明质酸钠的损失。

采用本发明的透明质酸钠凝胶的制备方法制得的透明质酸钠凝胶具有较高的弹性模量，且BDDE残留量更低，可应用于软组织注射填充。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面对其具体实施方式进行详细地说明：

实施例1：

一种透明质酸钠凝胶的制备方法，包括以下步骤：

S1，溶解步骤：室温下，配制1wt％NaOH溶液108 mL，向其中加入分子量为1.5×10⁶Da透明质酸钠干粉14 g搅拌至溶解均匀，制得透明质酸钠碱溶液；

S2，交联步骤：向步骤S1得到的透明质酸钠溶液中加入交联剂BDDE 2160 μL，搅拌混合后进行交联反应，将反应溶液温度控制在25 ℃，恒温交联24 h；

S3，洗脱步骤：步骤S2交联反应结束后，将交联反应后的透明质酸钠凝胶破碎成若干块1 cm³大小的块状凝胶，将凝胶置于pH为8.5、渗透压为500 mOsmol/L的PB缓冲液中，温度设置为40 ℃，洗脱时间为48 h；

S4，溶胀步骤：洗脱完成后过滤出凝胶，用pH为7.2、渗透压为280 mOsm/L的PBS缓冲溶液进行溶胀，溶胀过程中更换溶液2次；

S5，制粒步骤：将经过步骤S4处理后获得的凝胶去除多余水分，过筛，获得透明质酸钠凝胶颗粒；

S6，湿热灭菌步骤：将步骤S5获得的透明质酸钠凝胶颗粒通过45目筛网，灌装入预灌封注射器，湿热灭菌121 ℃，15 min，获得实施例1的透明质酸钠凝胶产品。

实施例2：

一种透明质酸钠凝胶的制备方法，包括以下步骤：

S1，溶解步骤：室温下，配制1wt％NaOH溶液108 mL，向其中加入分子量为1.5×10⁶Da透明质酸钠干粉14 g搅拌至溶解均匀，制得透明质酸钠碱溶液；

S2，交联步骤：向步骤S1得到的透明质酸钠溶液中加入交联剂BDDE 2400 μL，搅拌混合后进行交联反应，将反应溶液温度控制在25 ℃，恒温交联24 h；

S3，洗脱步骤：步骤S2交联反应结束后，将交联反应后的透明质酸钠凝胶破碎成若干块1 cm³大小的块状凝胶，将凝胶置于pH为8.5、渗透压为500 mOsmol/L的PB缓冲液中，温度设置为40 ℃，洗脱时间为48 h；

S4，溶胀步骤：洗脱完成后过滤出凝胶，用pH为7.2、渗透压为280 mOsm/L的PBS缓冲溶液进行溶胀，溶胀过程中更换溶液2次；

S5，制粒步骤：将经过步骤S4处理后获得的凝胶去除多余水分，过筛，获得透明质酸钠凝胶颗粒；

S6，湿热灭菌步骤：将步骤S5获得的透明质酸钠凝胶颗粒通过45目筛网，灌装入预灌封注射器，湿热灭菌121 ℃，15 min，获得实施例2的透明质酸钠凝胶产品。

对比例1：

配制1wt％NaOH溶液108 mL，向其中加入分子量为1.5×10⁶ Da透明质酸钠干粉14g搅拌至溶解均匀，加入BDDE 2160 μL，搅拌均匀后放入25 ℃环境中反应24 h。将交联后的的凝胶破碎成1cm³大小的方块，加入1 mol/L的HCl溶液27 ml调节pH至中性。然后将凝胶置于pH为7.2、渗透压为280 mOsmol/L的PBS缓冲液中，每12 h更换一次，更换6次。洗脱完成后过滤出凝胶颗粒。将获得的凝胶颗粒通过45目筛网，灌装入预灌封注射器，湿热灭菌121℃，15 min，得到对比例1的凝胶样品。

对比例2：

配制1wt％NaOH溶液108 mL，向其中加入分子量为1.5×10⁶ Da透明质酸钠干粉14g搅拌至溶解均匀，加入BDDE 2400 μL，搅拌均匀后放入25 ℃环境中反应24 h。将交联后的的凝胶破碎成1cm³大小的方块，加入1 mol/L的HCl溶液27 ml调节pH至中性。然后将凝胶置于pH为7.2、渗透压为280 mOsmol/L的PBS缓冲液中，每12 h更换一次，更换6次。洗脱完成后过滤出凝胶颗粒。将获得的凝胶颗粒通过45目筛网，灌装入预灌封注射器，湿热灭菌121℃，15 min，得到对比例2的凝胶样品。

性能对比实验：

对实施例1-2和对比例1-2中得到的凝胶样品测定弹性模量，结果如表1所示。

表1：实施例1-2和对比例1-2弹性模量测试结果

弹性模量越高反映产品的抗外力影响能力越强，在体内的支撑效果越好，也从侧面说明产品的交联程度越高。结果显示，实施例的样品的弹性模量明显高于对比例。

取实施例1、2和对比实施例1、2制备的透明质酸钠凝胶，分别检测其中BDDE的残留量。BDDE的残留量通过与烟碱反应在激发光370 nm作用下产生荧光，使用荧光分光光度计检测其荧光强度。结果如表2。

表2：实施例1-2和对比例1-2 BDDE残留量测试结果。

样品	BDDE残留量(μg/g)
		实施例1	0.36
实施例2	0.63
		对比例1	1.52
对比例2	1.74

表2中的结果显示，实施例的样品的BDDE残留量明显低于对比例。

综上所述，本发明的透明质酸钠凝胶的制备方法及应用，交联效率高，能够简单地去除交联剂，制得的透明质酸钠凝胶具有较高的弹性模量，且BDDE残留量更低，可应用于软组织注射填充。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，溶解步骤：室温下，将透明质酸钠溶解在氢氧化钠溶液中，制得透明质酸钠碱溶液；

S2，交联步骤：向步骤S1得到的透明质酸钠溶液中加入交联剂，搅拌混合后进行交联反应，将反应溶液温度控制在20～50 ℃，恒温交联12～48 h；

S3，洗脱步骤：步骤S2交联反应结束后，将交联反应后的透明质酸钠凝胶破碎成若干块状凝胶，用渗透压为400~1000 mOsm/L、pH为8~10的PB缓冲溶液进行洗脱，洗脱温度控制在40~80 ℃，时间控制在1~4天；

S4，溶胀步骤：将步骤S3处理后所得的凝胶用pH为6.0~8.0、渗透压为250~320 mOsm/L的PBS缓冲溶液在常温进行溶胀，溶胀过程中更换PBS缓冲溶液2~3次，调整凝胶的渗透压和pH；

S5，制粒步骤：将经过步骤S4处理后获得的凝胶去除多余水分，过筛，获得透明质酸钠凝胶颗粒；

S6，湿热灭菌步骤：将步骤S5获得的透明质酸钠凝胶颗粒灌装至预灌封注射器中，湿热灭菌，获得最终的透明质酸钠凝胶产品。

2.如权利要求1所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述透明质酸钠碱溶液中透明质酸钠的质量分数为8~15％，透明质酸钠的分子量在1×10⁶~3×10⁶ Da，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为0.5~2%。

3.如权利要求2所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述透明质酸钠碱溶液中透明质酸钠的质量分数为10~12％。

4.如权利要求1所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述交联剂采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚、二乙烯基砜和多聚环氧化合物中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述交联剂的添加量为透明质酸钠溶液中透明质酸钠重量的10~30%。

6.如权利要求5所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述交联剂的添加量为透明质酸钠溶液中透明质酸钠重量的15~20%。

7.如权利要求1所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中，反应溶液温度控制在25~35 ℃，恒温交联时间为18~24 h。

8.如权利要求1所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述PB缓冲溶液的组成为NaH₂PO₄和Na₂HPO₄。

9.如权利要求1所述的一种透明质酸钠凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述PBS缓冲溶液的组成为NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和NaCl。

10.一种如权利要求1所述的透明质酸钠凝胶的制备方法制得的透明质酸钠凝胶在软组织注射填充中的应用。