CN115721778A - 一种皮肤注射用胶原蛋白/透明质酸复合凝胶及其制备方法 - Google Patents

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CN115721778A CN202211615217.4A CN202211615217A CN115721778A CN 115721778 A CN115721778 A CN 115721778A CN 202211615217 A CN202211615217 A CN 202211615217A CN 115721778 A CN115721778 A CN 115721778A
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慕霞霞
张立娟
李芳�
崔雪君
宗奕姗
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Abstract

本发明公开了一种皮肤注射用胶原蛋白/透明质酸复合凝胶及其制备方法,将透明质酸与胶原蛋白通过交联并在高速搅动下形成纳米凝胶,所得纳米凝胶抗降解能力强,拥有更大的比表面积、更强的力学支撑,能抵抗面部肌肉运动带来的剪切力,更适合深层填充。

Description

一种皮肤注射用胶原蛋白/透明质酸复合凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于生物制品领域,涉及通过多元羧酸交联、分散工艺制备胶原蛋白/透明质酸纳米复合凝胶。
背景技术
目前在化学交联占主导地位的可注射凝胶中,用于皮肤注射的凝胶主要以透明质酸(HA)、胶原蛋白(RC)为原料。单一以透明质酸为基质的填充类凝胶产品(简称透明质酸类填充剂)通过使用1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)等化学交联剂,可提高凝胶自身的抗降解能力,从而减少患者反复注射的痛苦。单一以胶原蛋白为基质的填充类凝胶产品(简称胶原类填充剂)多使用戊二醛实现交联,但交联后的抗降解能力远低于透明质酸类填充剂,尽管胶原类填充剂具有透明质酸类填充剂无法替代的优势,但其应用范围受制于交联技术。
将透明质酸和胶原蛋白两种组分混合后可以采用物理交联、化学交联、生物交联三种方式形成复合凝胶。但采用物理交联形成的透明质酸和胶原蛋白复合凝胶机械强度较弱,无法长时间保持自身不受pH和温度等环境因素的影响,生物交联只能发生在特定的位点之间,因此应用范围并不广。化学交联的主要反应机理有Dials-Alder反应、迈克尔加成反应、希夫碱反应、酶介导、硫醇交换/二硫交联和点击化学,可以被外界刺激(温度、pH、光、电场/磁场、超声波和酶)激发,形成强共价键。尽管使用化学交联提高了复合凝胶的稳定性(机械性能、物理化学性能)和寿命,但交联反应中所需使用的交联剂的毒性及对环境造成的危害不容被忽视。如常用的基于交联剂BDDE、BDDA、DVS、PEGDE、己二酸二肼(ADH)、二乙烯基砜(DVS)、1-乙基-3-(二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC),以及戊二醛、二异氰酸酯等双功能剂的交联途径,往往会导致具有细胞毒性或属于过敏原的成分大量残留在含有未反应单体的凝胶材料中,并且可以从材料中溶出,引起一系列炎症反应,而用于去除材料中交联剂残余的纯化步骤通常需要几天到几周的时间才能完成。更为关键的是,上述复合凝胶在作为填充剂注射入人体后,由于酶的降解胶原蛋白很快会发生降解,导致透明质酸和胶原蛋白的交联结构快速瓦解,其抗降解能力、粘弹性能仍低于透明质酸类填充剂,导致填充效果不佳,需反复注射以维持疗效,从而不适用于更深层次范围(例如皮下至骨膜)的填充,无法为深层次肌肤补充胶原蛋白。
纳米凝胶的制备方法主要有冻干法、空气掺入法、乳液法、溶剂蒸发法和热诱导相分离法,但工艺复杂、采用的刺激性的非水溶剂会导致细胞毒性问题,并且颗粒形状和大小不均一、主要发挥缓释药物成分的作用,例如中国专利CN113262174A。因此这些方法不适于制备软组织填充剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种皮肤注射用胶原蛋白/透明质酸复合凝胶及其制备方法,所制备的复合凝胶为形状和大小均一的纳米级凝胶颗粒,并且耐降解,满足对软组织填充剂更持久、更安全、力学性能更强的需求。
为达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种皮肤注射用复合凝胶,该复合凝胶为由第一基质成分、第二基质成分及交联助剂制成的纳米凝胶,所述第一基质成分为透明质酸或透明质酸钠,第二基质成分为天然胶原蛋白或重组胶原蛋白,交联助剂包括多元羧酸类物质。
优选的,所述多元羧酸类物质选自柠檬酸、柠檬酸盐、柠檬酸衍生物中的一种或多种,这些多元羧酸类物质的存在使得相混合的第一基质成分与第二基质成分通过交联形成凝胶。
优选的,所述交联助剂还包括多元醇,通过引入多元醇使被交联物(即上述基质成分)和交联剂(即上述多元羧酸类物质)的混合程度增加,相应的交联位点(交联基团包括上述基质成分所含的羟基)也增加,也可以提高所得复合凝胶的机械性能。
优选的,所述多元醇选自乙二醇、乙二醇衍生物、丙三醇、丙三醇衍生物中的一种或多种。
优选的,所述交联于碱性溶液中进行,交联温度为30~50℃,交联时间为1~24h。
优选的,所述复合凝胶颗粒大小均一、粒径≤100nm。
上述皮肤注射用复合凝胶的制备方法,该复合凝胶的制备方法包括以下步骤:
制备含有第一基质成分和交联助剂的第一交联预备液,制备含有第二基质成分和交联助剂的第二交联预备液;将1~5mL第一交联预备液与1~5mL第二交联预备液混合后加入于液体介质中并进行分散,制得分散在液体介质中的皮肤注射用复合凝胶。
优选的,所述复合凝胶的制备方法具体包括以下步骤:
1)将5%~10%600~2000kDa透明质酸(或透明质酸钠)、0.5%~2%多元羧酸类物质、0~20%多元醇及68%~94.5%碱性溶液按照对应质量分数混匀,得第一交联预备液,将第一交联预备液装载在第一注射器中,将5%~10%40~100kDa重组胶原蛋白、0.5%~10%多元羧酸类物质、0~10%多元醇及70%~92.5%碱性溶液按照对应质量分数混匀,得第二交联预备液,将第二交联预备液装载在第二注射器中;
2)将第一注射器和第二注射器各自的注射针分别从下料管上部两个位置插入下料管,然后分别按照一定流量推挤第一注射器(0.1~1.5mL/min)和第二注射器(0.01~0.1mL/min),将在下料管中混合的第一交联预备液和第二交联预备液(由第一注射器和第二注射器分别注入下料管内并交汇后实现混合)滴加入下料管下方的低毒(可注射)表面活性剂中,并在≥200rpm、30~50℃加热的条件下搅拌1~24h。
优选的,所述步骤1中,第一交联预备液含有10%~20%的多元醇,第二交联预备液含有2%~10%的多元醇,再配合不同的注射器推挤速度(决定流量),可以形成不同粒径分布和机械性能的复合凝胶。
优选的,所述步骤1中,碱性溶液的pH为9.5~11.5,通过碱性溶液调节上述预备液的pH,为交联反应提供一个适宜的碱性环境以活化交联基团,例如交联剂上的羧基,从而使交联更容易发生。
优选的,所述步骤2中,下料管的直径≤2mm,通过改变下料管(长度一定)的直径,可以调控流体(即在一定推挤速度控制下进入下料管后经汇流形成的第一交联预备液和第二交联预备液的混合物料)滴加速度,从而保证复合凝胶的粒径可以在纳米尺度调整。
优选的,所述步骤2中,表面活性剂选自质量分数0.5%~3%的聚乙二醇水溶液,该低浓度的聚乙二醇溶液对交联起到的作用很小,主要起到分散复合凝胶的作用。
优选的,所述步骤2中,搅拌转速为200~600rpm,若第一、二交联预备液中未引入多元醇,则可通过进一步延长搅拌时间或加大搅拌力度(转速)达到相同效果(主要指达到引入多元醇时的粒径分布)。
优选的,所述复合凝胶的制备方法还包括以下步骤:经过步骤2后,对搅拌所得体系中的凝胶颗粒(即纳米凝胶)通过过筛进行分离,然后用盐酸调节凝胶颗粒pH为6.8~7.6后即可用于组织填充注射。
上述皮肤注射用复合凝胶在制备组织填充剂中的应用。
本发明的有益效果体现在:
本发明以多元羧酸类物质为交联剂,以透明质酸类物质(例如透明质酸、透明质酸钠)和胶原蛋白为基质成分,构建胶原蛋白/透明质酸纳米复合凝胶,具有粒径均一、比表面积大、抗降解能力强及低毒的特点,注射后更易形成原位凝胶,并且内聚性良好,从而可以提供更强的力学支撑,以及抵抗面部肌肉运动带来的剪切力,更适合深层填充。本发明与使用传统化学交联工艺制备的凝胶相比更为清洁、安全、低廉。
进一步的,本发明通过优化工艺参数(例如注射器推挤速度等),使得所制备的纳米复合凝胶拥有高弹性模量、高内聚性、耐降解,以及推挤力低、易注射的优势。
进一步的,本发明通过使用同时含有多元羧酸(例如柠檬酸)和多元醇(例如乙二醇)的碱性交联反应体系,使得所制备的纳米复合凝胶拥有更高的稳定性和柔韧性。
附图说明
图1为纳米复合凝胶填充剂的降解实验结果。
图2为纳米复合凝胶填充剂的细胞毒性实验结果。
图3为流体控制装置的结构示意图;图中:1-透明质酸注射器、2-下料管、3-烧杯、4-磁力搅拌器、5-重组胶原注射器、6-纳米复合凝胶、7-搅拌子。
图4为柠檬酸、乙二醇在纳米复合凝胶形成中的交联作用的实验观测:(A)加入柠檬酸和乙二醇;(B)不加柠檬酸和乙二醇。
图5为实验例1制得的纳米凝胶的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明,所述实施例仅用于解释本发明,而非对本发明保护范围的限制。
(一)利用流体控制装置制备纳米复合凝胶的原理
参见图3,所述流体控制装置包括透明质酸注射器1、重组胶原注射器5、下料管2(确保注入的不同流体可以在管内混合并在重力作用下流出)、烧杯3和磁力搅拌器4。下料管2固定置于烧杯3的上方;透明质酸注射器1、重组胶原注射器5各自的注射针分别插入下料管2的侧壁内,其中透明质酸注射器1的注射针在插入位置上略高于重组胶原注射器5(两个注射针插入位置等高也是可以的)。透明质酸注射器1用于将较为粘稠的透明质酸钠溶液推挤入下料管2,以便其沿着下料管2下落,重组胶原注射器5用于将较为粘稠的重组胶原蛋白溶液推挤入上述下料管2,当这两种注入的溶液在下料管2内混合后继续下落,并于下料管2底部管口处形成滴状流出物料,在注射器推挤过程中,该物料不断滴落到烧杯3中,而烧杯3内盛有液体介质(烧杯3置于磁力搅拌器4,其搅拌子7置于烧杯3内),可以通过搅拌子7的高速转动将从下料管2中滴落的物料经搅拌作用进行分散,并形成较小的颗粒,从而在一定的交联体系(交联剂、加热、搅拌分散等)下获得纳米复合凝胶6。
(二)纳米复合凝胶填充剂的制备
实验例1
将含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中,推挤速度设为0.1mL/min;将含有10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有30G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中,推挤速度设为0.01mL/min。然后将两支注射器分别置于一个直径2mm、长度8cm的塑料硬管的上部左右两侧,该塑料硬管上于对应侧分别设有垂直间距为4cm的两个注射孔,将两支注射器的注射针分别插入并固定在该塑料硬管上的两个注射孔内,并将两支注射器夹持固定。然后分别以设定的恒定速度同时推挤两支注射器,待塑料硬管中由两支注射器推挤进入的物料开始交汇混合后,就可将混合物料滴入塑料硬管下方的盛有2.5%(w/w)聚乙二醇溶液(500mL)的烧杯中,并在加热条件下(50℃)以600rpm转速搅拌1h。放至常温后(凝胶颗粒已沉积)从烧杯中倒出所得凝胶颗粒并过800目筛,将分离出的凝胶颗粒使用5%盐酸溶液调节pH为中性(盐酸溶液被吸入凝胶颗粒中,可采用测定凝胶pH的常规方法确定盐酸溶液的调节结果),即形成注射填充用纳米凝胶。
实验例2
将含有10wt%600kDa分子量透明质酸钠、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中,推挤速度设为0.8mL/min;将含有5wt%40kDa分子量重组胶原蛋白、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有30G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中,推挤速度设为0.05mL/min。然后将两支注射器分别置于一个直径2mm、长度8cm的塑料硬管的上部左右两侧,该塑料硬管上于对应侧分别设有垂直间距为4cm的两个注射孔,将两支注射器的注射针分别插入并固定在该塑料硬管上的两个注射孔内,并将两支注射器夹持固定。然后分别以设定的恒定速度同时推挤两支注射器,待塑料硬管中由两支注射器推挤进入的物料开始交汇混合后,就可将混合物料滴入塑料硬管下方的盛有2.5%(w/w)聚乙二醇溶液(500mL)的烧杯中,并在加热条件下(50℃)以400rpm转速搅拌1h。放至常温后(凝胶颗粒已沉积)从烧杯中倒出所得凝胶颗粒并过800目筛,将分离出的凝胶颗粒使用5%盐酸溶液调节pH为中性,即形成注射填充用纳米凝胶。
实验例3
将含有10wt%600kDa分子量透明质酸钠、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中,推挤速度设为1.0mL/min;将含有10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有30G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中,推挤速度设为0.1mL/min。然后将两支注射器分别置于一个直径2mm、长度8cm的塑料硬管的上部左右两侧,该塑料硬管上于对应侧分别设有垂直间距为4cm的两个注射孔,将两支注射器的注射针分别插入并固定在该塑料硬管上的两个注射孔内,并将两支注射器夹持固定。然后分别以设定的恒定速度同时推挤两支注射器,待塑料硬管中由两支注射器推挤进入的物料开始交汇混合后,就可以混合物料滴入塑料硬管下方的盛有2.5%(w/w)聚乙二醇溶液(500mL)的烧杯中,并在加热条件下(50℃)以200rpm转速搅拌1h。放至常温后(凝胶颗粒已沉积)从烧杯中倒出所得凝胶颗粒并过800目筛,将分离出的凝胶颗粒使用5%盐酸溶液调节pH为中性,即形成注射填充用纳米凝胶。
实验例4
将含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠及0.5wt%柠檬酸的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中;将含有10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白及0.5wt%柠檬酸的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有30G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中。其他与实验例1相同。
对比例1
将含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中,推挤速度设为2mL/min;将含有10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有30G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中,推挤速度设为0.01mL/min。然后将两支注射器分别置于一个直径2mm、长度8cm的塑料硬管的上部左右两侧,该塑料硬管上于对应侧分别设有垂直间距为4cm的两个注射孔,将两支注射器的注射针分别插入并固定在该塑料硬管上的两个注射孔内,并将两支注射器夹持固定。然后分别以设定的恒定速度同时推挤两支注射器,待塑料硬管中由两支注射器推挤进入的物料开始交汇混合后,就可将其滴入塑料硬管下方的盛有2.5%(w/w)聚乙二醇溶液(500mL)的烧杯中,并在加热条件下(50℃)以600rpm转速搅拌1h。放至常温后(凝胶颗粒已沉积)从烧杯中倒出所得凝胶颗粒并过800目筛,将分离出的凝胶颗粒使用5%盐酸溶液调节pH为中性。
对比例2
将含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中,推挤速度设为0.1mL/min;将含有10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(pH=9.5)装载在另一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中,推挤速度设为0.2mL/min。然后将两支注射器分别置于一个直径2mm、长度8cm的塑料硬管的上部左右两侧,该塑料硬管上于对应侧分别设有垂直间距为4cm的两个注射孔,将两支注射器的注射针分别插入并固定在该塑料硬管上的两个注射孔内,并将两支注射器夹持固定。然后分别以设定的恒定速度同时推挤两支注射器,待塑料硬管中由两支注射器推挤进入的物料开始交汇混合后,就可将混合物料滴入塑料硬管下方的盛有2.5%(w/w)聚乙二醇溶液(500mL)的烧杯中,并在加热条件下(50℃)以600rpm转速搅拌1h。放至常温后(凝胶颗粒已沉积)从烧杯中倒出所得凝胶颗粒并过800目筛,将分离出的凝胶颗粒使用5%盐酸溶液调节pH为中性。
对比例3
将含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(调节pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有27G注射针的注射器(即上述透明质酸注射器1)中,推挤速度设为0.1mL/min;将含有10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白、0.5wt%柠檬酸及10wt%乙二醇的氢氧化钠溶液(调节pH=9.5)装载在一支5mL规格(注满5mL)带有30G注射针的注射器(即上述重组胶原注射器5)中,推挤速度设为0.01mL/min。然后将两支注射器分别置于一个直径2mm、长度8cm的塑料硬管的上部左右两侧,该塑料硬管上于对应侧分别设有垂直间距为4cm的两个注射孔,将两支注射器的注射针分别插入并固定在该塑料硬管上的两个注射孔内,并将注射器夹持固定。然后分别以设定的恒定速度同时推挤两支注射器,待塑料吸管中由两支注射器推挤进入的物料开始交汇混合后,就可将混合物料滴入塑料硬管下方的盛有2.5%(w/w)聚乙二醇溶液(500mL)的烧杯中,并在加热条件下(50℃)以100rpm转速搅拌1h。放至常温后(凝胶颗粒已沉积)从烧杯中倒出所得凝胶颗粒并过800目筛,将分离出的凝胶颗粒使用5%盐酸溶液调节pH为中性。
对比例4
凝胶组实验(加入柠檬酸和乙二醇):
不使用上述流体控制装置;在含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠及10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白的氢氧化钠溶液(pH=9.5)中加入初始浓度达到0.5wt%的柠檬酸和10wt%的乙二醇,50℃反应1h(不搅拌),反应后放至常温,观察交联形成的凝胶(图4A),之后过800目筛去除剩余溶液,即可分离出整块凝胶。
溶液组实验(不加柠檬酸和乙二醇):
不使用上述流体控制装置;将含有5wt%600kDa分子量透明质酸钠及10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白的氢氧化钠溶液(pH=9.5)加热1h(50℃且不搅拌),停止加热后放至常温,未观察到凝胶形成,仍为溶液形态(图4B)。
对比例5
不使用上述流体控制装置;在含有5wt%600kDa分子量透明质酸及10wt%40kDa分子量重组胶原蛋白的氢氧化钠溶液(调节pH=9.5)中加入初始浓度达到10wt%的聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE),50℃交联1h(不搅拌),交联后放至常温,过800目筛,即可分离出整块凝胶。
以上制备案例中,重组胶原蛋白可以采用人源化Ⅲ型胶原蛋白,避免免疫排斥反应的发生;透明质酸注射器1和重组胶原注射器5各自所含混合物(即物料)并未发生交联,可以推挤出注射针;过筛目的是分离凝胶,没有造粒和限制粒径的作用。
(三)纳米复合凝胶填充剂的性能测试
1.外形观察和粒径分布检测
使用冷冻扫描电镜,将实验例1、2、3、4以及对比例1、2、3所得凝胶样品直接制样分散后观察,随机选取10个视野,每个视野量取10个粒子以上,得到粒径数据(表1)。结果可见实验例1(图5)及实验例2、3、4所得凝胶呈球状,大小均一。
表1.粒径分析数据
Figure BDA0004001406690000081
Figure BDA0004001406690000091
同时,以上结果还表明,实验例1、2、3、4是通过交联(在柠檬酸或者在柠檬酸和乙二醇作用下)形成较大颗粒凝胶并经搅拌分散后获得相应粒径范围的纳米凝胶的,该纳米凝胶经调节pH后即符合了直接作为组织填充剂进行皮下注射的基本要求。
以上对比例表明,对透明质酸注射器1的推挤速度增大至超过1.5mL/min时、或者对重组胶原注射器5的推挤速度增大至超过0.1mL/min时、或者对烧杯中的聚乙二醇溶液搅拌的转速低于200rpm时,就会导致凝胶粒径范围明显增大。
2.力学性能
弹性模量测试方法:在25℃下对凝胶样品进行应变扫描,在线性黏弹性区选定剪切应变为0.1%、振荡频率为10~0.1Hz、样品松弛时间为30min,进行振荡频率扫描,得到黏弹性曲线,读取0.1Hz下的弹性模量值。
推挤力测试方法:参照YY T 0962-2021整形手术用交联透明质酸钠凝胶附录A。
测试结果见表2。
表2.弹性模量和推挤力测试数据
案例 弹性模量/Pa(0.1Hz) 推挤力/N
实验例1 278 10
实验例2 349 15
实验例3 303 12
实验例4 253 11
对比例1 102 20
对比例2 78 18
对比例3 90 23
对比例4(凝胶组) 87 30
对比例5 109 35
由表2可以看出,与各对比例制备的凝胶相比,实验例1、2、3、4制备的纳米凝胶弹性模量明显提高,推挤力明显下降,即实验例制备的纳米凝胶在作为注射填充剂应用时优势明显。
3.降解性能
分别取上述案例所制备凝胶样品0.2g(初始重量),加入2mL酶溶液(胶原酶0.5mg/mL和透明质酸酶50U/mL)。在37.0℃恒温箱中静置,在经过1、2、3、4、5、6周后,将凝胶样品从降解缓冲液(配制酶溶液的溶剂)中分离,吸干,并再次称重。由以下公式计算降解率:
降解率(%)=100-(Wt/W0)×100
其中,W0和Wt分别为样品的初始重量和再次称重重量。
由图1可以看出,与对比例4(凝胶组)、对比例5制备的凝胶相比,实验例1、2、3、4制备的纳米凝胶更耐降解,即实验例制备的纳米凝胶在作为注射填充剂应用时优势明显。
4.细胞毒性
细胞毒性实验流程:用0.2g/mL凝胶样品分组(实验例和对比例)在37℃热浸提24小时(浸提试剂为MEM培养基)获得浸提液。将L929小鼠成纤维细胞悬液加入96孔板,每孔100μL,共计1×104个细胞/孔,37℃、5% CO2培养24小时。培养结束后,弃去孔内培养基,分组加入浸提液,每组6孔,另设空白对照组(L929小鼠成纤维细胞培养液),放入37℃、5%CO2饱和湿度培养箱内,培养24小时后取出96孔板,弃去孔内液体,每孔加入MTT染色剂50μL(1mg/mL),放入37℃、5%CO2饱和湿度培养箱内培养2h。培养结束后弃去孔内液体,每孔加入100μL异丙醇,震荡混匀,放入酶标仪内,570nm读数(参照波长650nm)。
定量评价:测定OD值,按下述公式计算细胞相对存活率,细胞活性(细胞相对存活率)下降大于30%被认为有细胞毒性反应,反应程度评价参照表3。
细胞相对存活率(%)=(检测组平均OD值/空白对照组平均OD值)×100%
表3.细胞毒性分级
Figure BDA0004001406690000101
Figure BDA0004001406690000111
由图2可以看出,实验例1、2、3、4的细胞存活率高于对比例4(凝胶组)、对比例5,而且实验例1、2、3、4细胞毒性分级为0级,对比例5细胞毒性为2级,即本发明制备纳米凝胶的交联工艺在毒性上比传统方法(参见对比例5)低。因此本发明的纳米凝胶的制备工艺避免了采用常用化学交联剂制备凝胶所存在的细胞毒性等安全问题。
总之,本发明借助流体控制装置使透明质酸(钠)与胶原蛋白通过交联并在高速搅动下形成纳米凝胶。这种透明质酸/胶原蛋白复合凝胶抗降解能力强,其中透明质酸为深层填充提供即刻效果,并保护与之复合的胶原蛋白,而随着透明质酸的降解,胶原蛋白缓慢释放,为皮肤深层补充胶原蛋白,刺激胶原再生。更为重要的是,所述复合凝胶拥有更大的比表面积、更强的力学支撑,能抵抗面部肌肉运动带来的剪切力,从而更适合深层填充。

Claims (10)

1.一种复合凝胶,其特征在于:该复合凝胶为由第一基质成分、第二基质成分及交联助剂制成的纳米凝胶,所述第一基质成分为透明质酸或透明质酸钠,第二基质成分为天然胶原蛋白或重组胶原蛋白,交联助剂包括多元羧酸类物质。
2.根据权利要求1所述一种复合凝胶,其特征在于:所述多元羧酸类物质选自柠檬酸、柠檬酸盐、柠檬酸衍生物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种复合凝胶,其特征在于:所述交联助剂还包括多元醇。
4.根据权利要求3所述一种复合凝胶,其特征在于:所述多元醇选自乙二醇、乙二醇衍生物、丙三醇、丙三醇衍生物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述一种复合凝胶,其特征在于:所述交联于碱性溶液中进行,交联温度为30~50℃,交联时间为1~24h。
6.根据权利要求1所述一种复合凝胶,其特征在于:所述复合凝胶的粒径≤100nm。
7.一种如权利要求1所述的复合凝胶的制备方法,其特征在于:该复合凝胶的制备方法包括以下步骤:
制备含有第一基质成分和交联助剂的第一交联预备液,制备含有第二基质成分和交联助剂的第二交联预备液;将1~5mL第一交联预备液与1~5mL第二交联预备液混合后于液体介质中进行分散,制得复合凝胶。
8.根据权利要求7所述的复合凝胶的制备方法,其特征在于:所述复合凝胶的制备方法具体包括以下步骤:
1)将600~2000kDa透明质酸或透明质酸钠、多元羧酸类物质、多元醇及碱性溶液按照对应质量分数5%~10%、0.5%~2%、0~20%及68%~94.5%混匀,得第一交联预备液,将第一交联预备液装载在第一注射器中,将40~100kDa重组胶原蛋白、多元羧酸类物质、多元醇及碱性溶液按照对应质量分数5%~10%、0.5%~10%、0~10%及70%~92.5%混匀,得第二交联预备液,将第二交联预备液装载在第二注射器中;
2)将第一注射器和第二注射器插入下料管(2)上部内,然后分别按照0.1~1.5mL/min和0.01~0.1mL/min推挤第一注射器和第二注射器,将在下料管(2)中混合的第一交联预备液和第二交联预备液加入表面活性剂中,并在≥200rpm、30~50℃下搅拌1~24h。
9.根据权利要求8所述的复合凝胶的制备方法,其特征在于:经过步骤2后,对搅拌所得体系中的凝胶颗粒通过过筛进行分离,然后调节凝胶颗粒pH为6.8~7.6。
10.一种如权利要求1所述的复合凝胶在制备组织填充剂中的应用。
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