CZ281052B6 - Methylpyrrolidinonchitosany, způsob jejich výroby a jejich použití - Google Patents

Methylpyrrolidinonchitosany, způsob jejich výroby a jejich použití Download PDF

Info

Publication number
CZ281052B6
CZ281052B6 CS922305A CS230592A CZ281052B6 CZ 281052 B6 CZ281052 B6 CZ 281052B6 CS 922305 A CS922305 A CS 922305A CS 230592 A CS230592 A CS 230592A CZ 281052 B6 CZ281052 B6 CZ 281052B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
chitosan
chitin
chitosans
methylpyrrolidinone
materials
Prior art date
Application number
CS922305A
Other languages
English (en)
Inventor
Ricardo Muzzarelli
Original Assignee
Merck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent Gmbh filed Critical Merck Patent Gmbh
Publication of CZ230592A3 publication Critical patent/CZ230592A3/cs
Publication of CZ281052B6 publication Critical patent/CZ281052B6/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0014Skin, i.e. galenical aspects of topical compositions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/49Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds
    • A61K8/4906Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds with one nitrogen as the only hetero atom
    • A61K8/4913Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds with one nitrogen as the only hetero atom having five membered rings, e.g. pyrrolidone carboxylic acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/73Polysaccharides
    • A61K8/736Chitin; Chitosan; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/28Polysaccharides or their derivatives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0009Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
    • A61L26/0023Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/34Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00Preparations for care of the skin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00Preparations for care of the skin
    • A61Q19/10Washing or bathing preparations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/00272-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

Modifikované chitiny a chitosiny s opakujícími se jednotkami obecného vzorce I kde R představuje skupinu vzorce -NH.sub.2.n., -NHCOCH.sub.3 .n.a R`, přičemž zbytek R` je přítomen v alespoň 30 % opakujících se jednotek a R` představuje alespoň z 90 % skupinu vzorce II. Díky svým biologickým vlastnostem jsou tyto materiály užitečné při lékařských a kosmetických aplikacích, zejména jako prostředky pro krytí chirurgických a traumatologických ran.ŕ

Description

Modifikované chitiny a chitosany, pro krytí ran, povlaky, nosiče obsahem způsob jejich výroby, materiály a kosmetické přísady s jejich
Oblast techniky
Vynález se týká nové třídy vodorozpustných modifikovaných polysacharidů, které jsou odvozeny od chitosanů. V těchto látkách, které jsou dále nazývány 5-methylpyrrolidinonchitosany, nese glukanový řetězec v poloze 2 5-methylpyrrolidinonové postranní skupiny. Důležitou charakteristickou vlastností 5-methylpyrrolidinonchitosanů je jejich vysoká citlivost vůči depolymeraci lysozymem. Když se 5-methylpyrrolidinonchitosany aplikují in vivo na ránu, tato vlastnost představuje účinný způsob stimulace makrofágů a buněk sleziny a usnadňuje řízené ukládání kolagenu, přičemž poskytuje glukosaminové a N-acetylglukosaminové monomery pro biosyntetickou dráhu, vedoucí ke vzniku kyseliny hyaluronové a glykosaminglykanů. Tato výjimečně příznivá biochemická vlastnost propůjčuje 5-methylpyrrolidinonchitosanům schopnost hojit rány ve spojovacích tkáních, které nejsou vůbec léčitelné nebo jsou jen obtížné léčitelné, jako je kostní tkáň nebo tkáň chrupavky menisku. Vynález se tedy také týká prvků zhotovených z 5-methylpyrrolidinonchitosanů, které vykazují vynikající léčebný účinek na lidské tkáně.
Díky shora uvedeným vlastnostem jsou 5-methylpyrrolidinonchitosany výjimečně užitečné také v kosmetických přípravcích. Proto se vynález také týká kosmetických výrobků, které jsou zhotoveny z 5-methylpyrrolidinonchitosanů nebo které tyto látky obsahuj í.
Dosavadní stav techniky
Současné použití krycích materiálů pro rány je založeno převážně na empirických znalostech spíše než na skutečném vědeckém porozumění procesu hojení. Byly již osvětleny různé charakteristické vlastnosti materiálů, které se hodí jako krycí materiály pro rány. Těmito vlastnostmi jsou: schopnost usnadňovat odstraňování exudátů a toxických sloučenin, schopnost udržovat vlhkost na rozhraní mezi poraněnou tkání a krytem, schopnost umožňovat výměnu plynu a poskytovat tepelnou izolaci, schopnost chránit před vznikem sekundárních infekcí a snadná odstranitelnost z rány bez poškození nově vytvořené tkáně.
V průběhu posledních několika let jsou k dispozici materiály na bázi polysacharidů pro léčení ran a obecně pro léčebné postupy. Tyto materiály vykazují většinu a současně si zachovávají své specifické obchodními produkty tohoto typu jsou: (Debrisan(R), Pharacia), polyakrylamidový Geistlich), karboxymethylcelulóza (Comfeel^R3), kyselina hyaluronová (Connettivina(R), Fidia). O účincích těchto léčebných prostředků na bázi polysacharidů na histologické úrovni je známo jen velmi málo, zatímco je k dispozici řada klinických dat a je známo mnoho informací o fyzikálně-chemických vlastnostech těchto látek.
shora uvedených vlastností vlastnosti. Důležitými zesíťovaný dextran agar (Geliperm^R3,
-1CZ 281052 B6
Skutečný biologický význam těchto krycích materiálů však u žádaného z těchto krycího materiálů nebyl popsán. Pokud se týče obvazových materiálů na rány, které jsou založeny na chitinu, je v Japonsku obchodně dostupný jeden výrobek (Beschitin^R^, Unitika), což je netkaná látka vyrobená z chitinových vláken. Až dosud nedošlo k obchodnímu využití medicinálních výrobků na bázi chitosanu a výzkum v tomto oboru je velmi omezený.
Dosavadní výzkum na poli krycích materiálů na bázi chitinu
Balassa (DE 1 906 155 a DE 1 906 159 /1969/; GB 1252 373 1971/ ukázal, že práškový chitin napomáhá léčbě ran. Toto zjištění bylo založeno na pozorování mechanické odolnosti zjizvené tkáně. Stejný autor (US 3632 754/1972/) nárokoval způsob usnadňování léčby ran, přičemž označil chitin za urychlovač léčby ran (viz též US 3 914 413/1975/). V nedávné práci (Am.J. Surgery, 119, str. 560 až 564 /1970/) tento autor ukázal, že chitin je fyziologicky rozpustný v důsledku účinku lysosymu. Přesto že nebyla k dispozici histologická data, bylo navrženo, že N-acetylglukosamin je důležitý pro orientaci a síťování kolagenu, a že uridindifosfát-N-acetylglukosamin je klíčovou sloučeninou při biosyntéze hyaluronové kyseliny.
Widra (EP 0 089 152 /1983/) a Miyata a další (Jpn. KokaiTokkyo Koho JP 86 141 373 /1986/) popsali, že chytosan a keratin nebo kolagen je možno aplikovat na rány ve formě filmů. Předmětem jejich vynálezů jsou medicinální výrobky splňující shora uvedená kritéria. Tito autoři však neobjevili žádné biologické nebo histologické účinky chitosanů na složky tkáně.
Yano a další (Mie Med. J., 35, 53 až 56 /1985/) vznesli pochybnosti, pokud se týče předpokládaného vlivu chitinu na vyšší produkci kolagenu a ukázali, že chitin zvyšuje pevnost v tahu ve srovnání s kontrolními případy, ale nezvyšuje množství kolagenu v hojících se tkáních.
Ohshima a další (Eur. J. Plastic Surg., 10, str. 66 až 69 /1987/) oznámili, že obvazové materiály zhotovené z chitinových vláken vyrobených zvlákněním organických roztoků chininu se ukázaly být u 91 pacientů jako velice uspokojivé, pokud se týče úlevy od bolesti, adheze k ráné a odstraňování tekutin, podobné byly v Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP 57 143 508 /1981/ navrženy gázy zhotovené z chitinových vláken, ale i u těchto materiálů jsou k dispozici pouze jejich fyzikální vlastnosti.
Podle stejného přihlašovatele Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP 82 11 258 /1982/ jsou chitinová vlákna také užitečná jako pojivá pro vlákna různého druhu.
Malette a Quigley (US 4 532 134 /1985/)používali acetát chitosanu pro léčení ran. Domnívali se, že jestliže se zabrání vzniku fibrinového shluku, nedojde ke stimulaci fibroblastů a buňky budou moci replikovat ztracenou tkáň, čímž dojde ke snížení tloušťky zjizvené tkáně. Tito autoři také pozorovali sníženou tvorbu callu při léčení psích kostí.
-2CZ 281052 B6
Ze shora uvedeného přehledu literatury a ze studia vědeckého důkazního materiálu, který se vztahuje k tomuto problému, je zřejmé, že při léčbě ran, popálenin a jiných poranění se až dosud neuvažovalo o chitosanech v různých možných formách, jako jsou gázy, membrány, filmy, netkané látky, podložky, rouna, gely, ať již by se jednalo o materiály vyrobené výhradně z modifikovaného chitosanu, nebo o materiály obsahující modifikovaný chitosan v kombinaci s jinými vhodnými materiály. Je také zřejmé, že modifikovaných chitosanů nebylo až dosud nikdy použito při léčbě pacientů.
Dosavadní stav techniky tedy neuvádí, jak zlepšit biodegradovatelnost amorfního chitinu aplikovaného na lidské tělo, ani jak léčit určité spojovací tkáně, jako je kostní tkáň a tkáň chrupavky menisku, kde v případech je léčba obtížná nejen za použití chitinů a chitosanů, ale i za použití většiny až dosud navržených léčebných prostředků. Dosavadní stav techniky také neuvádí léčbu poraněných nebo infikovaných tkání u starších pacientů, kteří také trpí systemickými chorobami, což omezuje jejich schopnost hojení ran.
Důvodem, proč neexistují studie použití modifikovaných chitosanů na lidském těle, je nerozpustnost modifikovaných chitosanů ve fyziologickém rozmezí pH a okolnost, že tyto látky většinou nejsou schopny vytvořit gel. Tyto faktory představují nový druh omezení jejich použitelnosti v krycích materiálech pro rány. Tak například, N-karboxamethylchitosan a glutamát-glukan z krabího chitinu jsou nerozpustné /Muzzarelli a Zattoni, Intl. J. Biol. Macromol., 8 str. 137 až 143 (1986)/, podobné jako jiné modifikované chitosany ve formě monosubstituovaných amidů nesoucích karboxylové funkční skupiny a získaných z organických anhydridú (Muzzarelli a další., Chitin in Nátuře and Technology, Plenům, New York, (1986)/. Totéž platí o nefunkcionalizovaných amidech, jako jsou N-stearoyl- a N-dekanoylchitosany (Hirano a Tokura, Chitin and Chitosan str. 71 Jpn. Soc. Chitin. Sapporo, (1982)/. Deriváty chitosanu nesoucí cukerné zbytky ještě poskytují gel, díky asociaci řetězců, k níž dochází v důsledku tvorby vodíkových vazeb /Yalpaní a další., Macromolecules, 17 str. 272 až 281 (1984)/. Všechny ze studovaných N-alkylchitosanů (sekundární aminy) tvoří gely /Muzzareli a další., J. Membr. Sci. 16 str. 295 až 308 (1983)/ a N-alkylidenchitosany (obsahující 6 až 12 atomů uhlíku) jsou nerozpustné (Kurita a další., Intl. J. Biol. Macromol., 10 str. 124 až 125 (1988)/.
Jediným vodorozpustným modifikovaným chitosanem je podle současných zpráv zatím N-karboxybutylchitosan, získaný z chitosanu a kyseliny levulové /Muzzarelli a další., Carbohydr. Polymers, 11.str 307 až 320 (1989)/. Jmenovaní autoři však neuvádějí nic o aplikaci N-karboxybutylchitosanu na lidské tělo k léčebným účelům.
Zavedení určitých nových funkčních skupin do chitosanu však na druhé straně zbavuje chitosan určitých žádoucích vlastností. Tak například anorganické estery chitosanu, jako například sulfáty chitosanu jsou zbaveny filmotvorných vlastností a bakteriostatické kapacity /Muzzarelli a další., Carbohydr. Res., 126 str. 225 až 231 (1984)/, což jsou dobře zjištěné charakteristické
-3CZ 281052 B6 vlastnosti samotného chitosanu a žádoucí vlastnosti modifikovaného chitosanu, kterého se má použít jako lékařského materiálu.
Aspekty ukazující, že pyrrolidinónová funkční skupina je v předmětech určených pro lékařské použití žádoucí.
Přítomnost pyrrolidinonové funkční skupiny je v lékařských materiálech žádoucí z následujících důvodů (tyto důvody se opírají zejména o informace získané u póly(vinylpyrrolidonu), což je široce používaný produkt):
a) Pyrrolidon má stejný kruh jako prolín a hydroxyprolin, což jsou monomerní jednotky želatiny. V polymerech je tento kruh zbaven vodíkového atomu na kruhovém atomu dusíku. Monomerní jednotky nesoucí pyrrolidonový zbytek proto nejsou schopny vytvářet vodíkové vazby a pyrrolidonové polymery by měly mít lepší vlastnosti než želatina. Poly(vinylpyrrolidon) ve skutečnosti existuje ve formě viskózního roztoku (nikoliv gelu) a dodává hydrofilitu. Nepřítomnost vodíkových vazeb umožňuje expozici funkčních skupin vzorce =N-C(R)=O vodě, což ovlivňuje rozpouštěcí schopnost samotné vody /Ling, In Search of the Physical Basis of Life, str. 176 Plenům Press, New York, (1984)/.
b) Je známo, že póly(vinylpyrrolidon), což je neiontový polymer, nezpůsobuje zánět při podání na oční rohovku králíka a je biokompatibilní /Gebelein a Carraber, Bioactive Polymeric Systems, str. 24, Plenům Press, New York, (1985)/.
c) Póly(vinylpyrrolidon) je filmotvorná látka používaná pro vyztužování membrán buď ve formě směsi, nebo ve formě kopolymeru (Gebelein a Carraher, Bioactive Polymeric Systems, str. 144, Plenům Press, New York (1985)/.
d) Povlak vyrobený z poly/vinylpyrrolidinu)uděluje biokompatibilitu, a proto byl póly(vinylpyrrolidon) zkoušen u pacientů ve spojení s různými léčivy /Chiellini a Giusti, Polymers in Medicine, str. 188, Plenům Press, New York (1983)/.
e) Směsi vody s alkoholem jsou rozpouštědly pro póly(vinylpyrrolidon), kterého se má používat jako pojivá pigmentů v linkách, očních stínech, maskarách, rtěnkách a jiných kosmetických výrobcích, vedle šamponů. Tyto roztoky jsou také složkou sprejů pro ošetřování vlasů. Pyroglutamová kyselina a její soli a estery, které obsahují pyrrolidonový kruh jsou široce používány v kosmetice (Proserpio, Eccipienti, Sinerga, Milán (1985)/.
V dosavadním stavu techniky však nikde není popsáno zavádění pyrrolidinonového nebo substituovaného pyrrolidinonového kruhu do polysacharidů ve formě kovalentné vázaného postranního řetězce a používání produktů na bázi těchto látek při medicinálních a kosmetických aplikacích.
Podstata vynález
Předmětem vynález jsou modifikované chitiny a chitosany s opakujícími se jednotkami obecného vzorce
-4CZ 281052 B6
ve kterém
R představuje skupinu vzorce -NH2, -NHCOCH3 a R', přičemž zbytek R' je přítomen v alespoň 30 % opakujících se jednotek a
R' představuje alespoň z 90 % skupinu vzorce
přičemž zbytek tvoří odpovídající struktura s otevřeným řetězcem.
kde počet opakujících se jednotek v makromolekule činí 100 až 5 000.
Dále je předmětem vynálezu způsob výroby shora definovaných modifikovaných chitinů a chitosanů.
Konečné jsou předmětem vynálezu také medicinální a kosmetické výrobky zhotovené z modifikovaných chitinů a chitosanů nebo obsahující modifikované chitiny a chitosany.
Výhody, které vynálezu přináší, vyplývají zejména z těchto aspektů:
1) Nová syntetická dráha vedoucí k modifikovaným chitosanům nesoucím 5-methylpyrrolidinové skupiny, které jsou dále označovány termínem 5-methylpyrrolidinochitosany.
2) Vysoká susceptibilita 5-methylpyrrolidinochitosanů vůči hydrolytickému účinku lysozymu, vedoucí £e zvýšení biologického významu a zlepšení účinků při aplikaci na poranění části lidského těla v případě lékařského použití.
3) Zvýšené účinky při aplikaci na zdravé části lidského těla v případě kosmetického využití.
Chemické aspekty 5-methylpyrrolidinochitosanů.
Při práci na tomto vynálezu se s překvapením zjistilo, že reakci mezi chitosanem a kyselinou levulovou je možno vést tak, že vzniknou N-substituované anhydroglukosidické jednotky, v nichž je atom dusíku společný jak pro glutosaminový, tak pro
-5CZ 281052 B6
5-methylpyrrolidinochitosanový zbytek. Toto se může dosáhnout za experimentálních podmínek, které se drasticky odlišují od podmínek používaných podle dosavadního stavu techniky. Tyto podmínky zahrnují podstatně vyšší koncentraci chitosanu, nad 6 g/1, obvykle 20 g/1, v případě chitosanů s vysokou molekulovou hmotností, od 200 000 do 450 000, a 50 g/1 v případě chitinu nebo chitosanu se střední molekulovou hmotností, od 50 000 až do 100 000, vyšší hodnoty pH během hydrogenačního stupně nad 4, obvykle okolo 5,6, vyšší koncentraci atomárního vodíku, odpovídající obvykle 70 g/1 natrium bórhydridu nebo provedení katalytické hydrogenace plynným vodíkem, a prodlouženou dobu hydrogenace, alespoň 3 hodiny. Reakční teplota může ležet v rozmezí od 20 do 60 C, přednostně činí asi 25 “C. Díky pohyblivosti vodíku na dusíkovém atomu, která je ospravedlněna tautomerií mezi ketiminem a enaminem za vhodných experimentálních podmínek, karboxylová skupina eliminuje vodu, za vzniku stálého laktamu, který je snadno hydrogenovatelný v polohách alfa, beta (viz reakční schéma 1). Reakce se také může provádět za v podstatě stejných podmínek, ale za použití pseudolevulové kyseliny, angelikalaktonu nebo esterů kyseliny levulové (viz reakční schéma 2), jako výchozích látek. Jestliže se používá esterů kyseliny levulové, které nejsou schopny rozpouštět práškový chitosan, posledně uvedená látka se rozpouští v organické kyselině, přednostně kyselině octové.
-6CZ 281052 B6
Schéma 1
Reakční schéma pro výrobu 5-methylpyrrolidinonchitosanů
-7CZ 281052 B6
z •rl
o rX
X Φ
1 θ’
«a X u G d 1 Ό. ň 0
f. U
J4
5-methyl“2-pyrroli- 5-methyl-2-pyrrolidinonnonchitosan chitosan
l_ > ' φ « O
x X B
o o— O
1 d J xo
0=0 c 1 Z
•H o— o—z
x* o i—1 Φ tn M ςτ 1 ’Ξ X “
>1 o
r - c
X
o rH
o Φ
o in
I
* • X a:
o 1 xu >
•a X o 1 0 rH 3
>
0=0 Φ
1^ rX
X* J4
o Φ 4J OJ Φ
04
Ή O 1 ο φ
3 c Ν
0 0 0
Ό C
0) *rl 0
> Ό cu
•H >irH
x: o
xfl M $4 H C
Ό > d
cu η
xbh g 0 rH
a. >i<j 4J >1
O Λ C •rl X
•rl 4J d £ rX
P Φ m 0 d
Φ g 0 4J 1 4J II II
C tn -rM >1 Λ Ol
ω λ: ϋ ctí ctí
-8CZ 281052 B6 disubstituovaný amid je novým aspekkdyž se k tomuto účelu použije kysecharakterem novosti je vhodná
Modifikace chitosanu na tem tohoto vynálezu, zejména liny levulové. Dalším aspektem s simultánní kombinace experimentálních podmínek potřebná pro tvorbu 5-methylpyrrolidinonchitosanů. V liny levulové se sice i vat cyklické sloučeniny za vzniku pyrrolidonového kruhu /R.H.Leonard, Ind. Engin. Chem 48, Str. 1330 až 1341 (1956) Engin. Rev., 7 str. 25 až 47 str 105A až 108A (1965)/, tvorby laktamového kruhu při ny. Tato možnost, třebaže a experimentálně unikla mnoha literatuře týkající se kyseuvádí schopnost kyseliny levulové poskyto, které jsou identifikovány jako lakatamy, • / , M. Kitano a další., Chem. Econ., 29 (1975), W. L. Shilling, Tappi, nikde zde však není uvedena možnost reakci kyseliny levulové s chitosabyla hypoteticky možná, technicky autorům po celá desetiletí.
Tvorba 5-methylpyrrolidinonového zbytku v modifikovaném chitosanu, které se při způsobu podle vynálezu dosahuje použitím neobvyklého souboru experimentálních podmínek, představuje novou alternativu ke tvorbě N-karbox butylové skupiny/R. Muzzarelli, a další, Carbohydr. Polymers 11, str. 307 až 320 (1989), R. Muzzarelli, U.S. Patent 4 835 265 (1986)/. Podle tohoto dosavadního stavu techniky se vyrábí N-karboxybutylchitosan a demonstruje se jeho identita bez toho, že by byl učiněn návrh na alternativní výrobu 5-methylpyrrolidinonchitosanu. Ačkoliv v první ze shora uvedených publikací se uvádí, že N-karboxybutylová funkční skupina pravděpodobně zčásti existuje ve formě 5-methylpyrrolidinonu, přesné analytické výzkumy mezitím ukázaly, že v důsledku reakčních podmínek použitých při syntéze, vzniká 5-methylpyrrolidinonová forma jen ve velmi malém množství tj. pod 10 %.
N-karboxybutylchitosan se podle shora popsaného dosavadního stavu techniky získává při nízké koncentraci chitosanu (6 g/1) a při nízké hodnotě pH (4,0). Kromě toho hydrogenační stupeň je krátký a používá se mírného redukčního činidla (natriumkyanborhydridu). Tyto podmínky se značné odlišují od podmínek, umožňujících tvorbu laktamu a pravděpodobné ani neumožňují úplnou substituci, tj. umožňují substituci z méně než 30 %, přičemž hlavní podíl opakujících se jednotek N-karboxybutylchitosanu je stále ještě ve volné aminové formě.
Naproti tomu, podmínky, za kterých se pracuje při způsobu podle vynálezu, nejen vedou ke tvorbě cyklických (laktamových) zbytků, ale i k vyššímu stupni substituce, tj. stupni substituce alespoň 30 %. Proto se při způsobu podle vynálezu získávají modifikované chitiny a chitosany, v nichž atomy uhlíku v poloze 2 opakujících se jednotek nesou skupiny vzorce -NH2, -NHCOCHg, a R', přičemž zbytek R' je přítomen přinejmenším ve 30 % opakujících se jednotek a tímto zbytkem R', je přinejmenším z 90 % 5-methyl-2-pyrrolidonová skupina. Tento 5-methylpyrrolidinonchitosan je jedinečnou a novou makromolekulární sloučeninou, která by neměla být zaměňována s pyroglutamátovou solí chitosanu (Kytamer^R\ Amerchol). Posledně uvedená látka jednoduše představuje směs chitosanu (makromolekulárního produktu) a pyroglutamové kyseliny (volný monomer).
-9CZ 281052 B6
Totožnost 5-methylpyrrolidinonchitosanu lze potvrdit následujícími technikami:
a) Chování vůči kovovým iontům
Když se 5-methylpyrrolidinonchitosan titruje hydroxidem sodným nebo draselným sloučí se 9 % stechiometrického množství iontu alkalického kovu, vztaženo na teoretický obsah karboxyskupin, s 5-methylpyrrolidinonchitosanem. Tato skutečnost ukazuje, že karboxylové skupiny jsou přítomny jako takové (-COOH) pouze ve velmi omezeném rozsahu. Vzhledem k tomu, že nedochází ke vzniku sodných a draselných solí, je zřejmé, že karboxylová skupina je vázána v laktamovém kruhu. Tuto skutečnost lze potvrdit alkalimetrickou titrací podle Broussignaca, při níž se získá aminový titr podstatně nižší, než odpovídá použitému chitosanu. Pokud se týče iontů přechodových kovů, vykazuje N-karboxybutylchitosan chelatační účinek vůči mědi a olovu, zatímco 5-methylpyrrolidinonchitosan vykazuje omezenou a specifickou komplexotvornou schopnost vůči samotné mědi.
b) Spektrometrie založená na protonové nukleární magnetické rezonanci .
Autentický methylpyrrolidinon vykazuje dva zdvojené signály při 1,113 a 1,144 ppm, vedle signálů při 2,2 a 3,7 ppm; Tyto signály nejsou patrné ve spektru autentické kyseliny levulové, které je v oblasti spektra 0 až 2 ppm ploché a vykazuje jeden signál při 2,176 ppm, který je následován dvěma soubory tripletů, jejichž středy leží při asi 2,55 a 2,80 ppm. Ve spektru N-karboxybutylchitosanu lze nalézt signály odpovídající signálům kyseliny levulové kromě širokého signálu chitosanu, zatímco ve spektru 5-methylpyrrolidinonchitosanu jsou charakteristickými signály signály odpovídající methylpyrrolidinonu, které jsou doprovázeny nižšími signály odpovídajícími kyselině levulové. Z toho je zřejmé, že kyselina levulová v tomto případě vytváří sůl se zbývajícím nemodifikovaným primárním aminem. Toto zjištění je v souladu s daty publikovanými o kyselině levulové /Sunjic a další., Kem. Ind. (Záhřeb), 33, str. 599 až 602, (1984)/.
c) Spektrometrie založená na 13C nukleární magnetické rezonanci
Toto spektrum pro 5-methylpyrrolidinonchitosan obsahuje signály v intervalu 20 až 40 ppm, které lze připsat methylovým a methylenovým skupinám nově zavedeným prostřednictvím kyseliny levulové. Toto zjištění je v souladu s daty uvedenými pro poly(vinylpyrrolidon) /D.A.Brant, Solution Properties of Polysaccharides, str. 127 ACS, Washington, (1981)/ a daty uvedenými pro autentickou kyselinu levulovou /V. Sunjic a další., Kem. Ind. (Záhřeb), 33, str. 599 až 602 (1984)/. Signál karboxylové skupiny je ztěží pozorovatelný; jeho výška je méně než dvojnásobná ve srovnáni s šumem, který vytváří pozadí. V případě N-karboxybutylchitosanu poskytuje karboxylová skupina naproti tomu ostré signály při 174 a 182 ppm. Rozdílné poměry mezi methylenovými signály také ukazují na různé chemické okolí lineárního postranního řetězce.
10CZ *281052 B6
d) Infračervená spektrometrie (Fourierova transformace)
V případě vzorků 5-methylpyrrolidinonchitosanu zkoumaných ve formě tenkého filmu připraveného při pH 6, ukazují pásy při 1 400 cm-1 odpovídající methylenovým a methylovým skupinám a pásy při 1 690 cm-1 a 1 700 cm-1, odpovídající laktamovým a amidovým karbonylovým skupinám, že je změněna struktura polysacharidu. Kromě toho je potlačen pás volného aminu při 1 590 cm“1 (stanovení bylo prováděno podle A. Wochowics a další., Acta Polym. (Varšava), 38, str. 194 až 189 (1987)/. Z porovnání tohoto spektra se spektrem N-karboxymethylchitosanu, které je zaručeně prosté cyklických postranních struktur /R. Muzzarelli a další., Carbohydr. Res., 107, str. 199 až 214, (1982), obr. 3/ je zřejmé, že hlavní rozdíl je zjevně v oblasti 1 500 až 1 600 cm“1, což ukazuje na signifikantní přítomnost laktamového pásu ve spektru 5-methylpyrrolidinonchitosanu. Také nepřítomnost pásu při 1 730 cm“1 ve spektru protonovaného tenkého filmu 5-methylpyrrolidinonchitosanu ukazuje na nepřítomnost protonovaných karboxylových skupin.
e) Biodegradovatelnost působením lysosymu
Hydrolytická depolymerace 5-methylpyrrolidinonchitosanu lysosymem z bílků slepičích vajec byla studována in vitro. Na základě viskosimetrických stanovení při třech různých teplotách (25, 37 a 50 *C) a pěti koncetracích 5-methylpyrrolidinonchitosanu (od 9 do 27,3 g/1) byla získána kinetická data, včetně Michaelisovy konstanty, 1 x 10“4 mmol/1. Linearita byla pozorována při vynesení log KM proti 1/T. Pokles viskozity v průběhu 50 minutového období je lineární funkcí teploty nezávisle na počáteční koncentraci substrátu. 5-methylpyrrolidinonchitosan je proto vysoce susceptibilní vůči hydrolytickému působení lysosymu a jeho původně vysoká střední molekulové hmotnost (přibližně 700 x 103 daltonů tj. 700 000 se sníží až na hodnotu blízkou 10 x 103 daltonů, tj. 10 000 ve srovnání s chitosanem bylo podle vynálezu překvapivě zjištěno, že 5-methylpyrrolidinonchitosan je mnohem citlivější vůči působení lysosymu. Skutečné, chitosany se střední molekulovou hmotností v rozmezí od 166 do 191 x 103 daltonu (166 000 až 191 000) se degradují lysosymem až na hodnotu v rozmezí od 19 do 79 x 103 (19 000 až 79 000) v průběhu 30 hodin /Yomota a další., Yakugaku Zasshi, 110 str. 442 až 446 (1990)/. Pokles viskozity v průběhu 50 minut je právě v rozmezí od 30 do 35 % pro chitosany s podobným stupněm deacetylace. U plně deacetylovaných chitosanů bylo zjištěno, že nejsou hydrolyzovány lysosymem za fyziologických hodnot pH. Jedinečně vysoká suscepibilita 5-methylpyrrolidinonchitosanu vůči depolymeraci lysosymem, která je nyní popisována poprvé, je klíčovým faktorem pro dosažení překvapivě příznivých výsledků při léčení ran.
Biologická významnost
Z nejdůležitějších a nejvíce překvapujících biologických
-11CZ 281052 B6 účinků, které methylpyrrolidinonchitosan podle vynálezu má na lidské tkáně a které jsou zde poprvé popisovány, m.j. jsou: hojení poraněných tkání menisku, hojení vředů při proleženinách, potlačení vzniku kapsulí okolo protéz, omezení tvorby jizev a retrakcí během hojení a osteokondukce. Podrobnosti, které se vztahují ke každému z těchto témat jsou uvedeny dále v příkladové části.
Odůvodnění použití 5-methylpyrrolidinonchitosanu je zejména založeno na překvapivé vysoké a nevídané susceptibilitě vůči hydrolytickému působení lysosymu. Jakmile se 5-methylpyrrolidinonchitosan aplikuje na ránu, ihned je k dispozici ve formě oligomerů, vzniklých působením lysosymu, pro následující působení :
a) stimulaci makrofágů a buněk sleziny;
b) poskytování aminocukrů pro inkorporaci do glykosaminoglykanů nově vytvořené spojovací tkáně;
c) podporování difúze faktorů a jiných sloučenin, proliferace buněk a migrace epithelových buněk (díky schopnosti 5-methylpyrrolidinonchitosanu tvořit gel na rozhraní v kontaktu s tkáněmi rány;
d) zabránění regrese na vaskulární jizevnatou tkáň.
Pokud se týče aktivace makrofágů oligomery vzniklými z 5-methylpyrrolidinonchitosanů, rozumí se tímto termínem produkce interleukinu-1, který povzbuzuje proliferaci fibroblastů, což vede k řízenému ukládání kolagenu. Údaje z citovaného stavu techniky (Malette a Quigley) se zdají být zavádějící.
Aktivované mikrofágy také sekretují interferon a faktor nekrózy nádorů, což vytváří příznivou situaci pro další produkci N-acetylglukosaminidázových isoenzymů, které jsou schopny hydrolýzovat shora uvedené oligomery na monomery. Vzniklé monomery jsou potom k dispozici pro inkorporaci do kyseliny hyaluronové, keratansulfátu a chondroitinsulfátu prostřednictvím dobře známé biosyntetické dráhy vedoucí k těmto makromolekulám. Tak, na jedné straně, 5-methylpyrrolidinonchitosan podporuje uspořádanou tvorbu kolagenových fibril, spíše než nahodilé ukládání jizevnaté tkáně, což je důležitou podmínkou pro udělení funkčnosti správkové tkáni, a na druhé straně vytváří biochemické podmínky pro dostupnost aminocukrů, které jsou stavebními kameny polysacharidů přítomných v extracelulární matrici. Tyto dva kombinované účinky, které jsou jedinečné pro 5-methylpyrrolidinonchitosan podle vynálezu, vysvětlují účinnost a užitečnost 5-methylpyrrolidinonchitosanu při léčení ran. Přítomnost těchto sloučenin v místě rány také vysvětluje angiogenetický účinek a nepřítomnost zánětů.
Díky těmto příznivým vlastnostem je možno 5-methylpyrrolidinonchitosan s výhodou používat v materiálech pro krytí ran, například ve formě lyofilisovaných materiálů, prášků, filmů, netkaných látek, lepicích pásek, obvazů, membrán, roztoků, xerogelů, hydrogelů, vláken, textilií, roun, omývacích roztoků a krémů. Takové materiály pro krytí ran je možno používat jak při vnitřním tak při vnějším použití, při léčení popálenin vzniklých
-12CZ 281052 B6 teplem nebo slunečním zářením, chirurgických a traumatických ran, infekcí a vředů z proleženin.
Ze stejných důvodů je možno 5-methylpyrrolidinonchitosanu používat také-jako přísady do kosmetických výrobků, například ve formě lyofilizovaných materiálů, prášků, filmů, membrán, roztoků a gelů. Tyto kosmetické přísady jsou užitečné jako takové pro výrobu pleťových masek nebo pro použití ve formě kosmetických aplikačních forem. Také je možno je přidávat do emulzí, šamponů, přípravků pro ošetření vlasů, gelů, kompozic na bázi tekutých krystalů a liposomů, zejména za účelem dodání funkčních vlastností takovým finálním přípravkům nebo jednoduše pro modifikaci jejich tokových vlastností nebo stabilizaci určitých systémů, jako jsou liposomy a mikroemulze.
5-methylpyrrolidinonchitosan je dále možno nanášet ve formě povlaků například na protetické a ortopedické prvky, které jsou zhotoveny ze silikonů, polyuretanů, hydroxyapatitů a jiných biomateriálů. Účelem těchto povlaků je zejména dodat biokompatibilitu těmto prvkům a zabránit reakcím tkáně při jejich implantaci.
Dále lze 5-methylpyrrolidinonchitosanu používat jako nosiče pro lékové formy s retardovaným uvolňováním léčiva. V těchto případech se ho obvykle používá ve formě lyofilizovaných materiálů, prášků, filmů, membrán, roztoků, gelů, vláken, textilu, roun omývacích roztoků, krémů nebo tablet. Takové exscipienty pro retardované uvolňování léčiva mají hlavně za úkol zvyšovat vodorozpustnost špatně rozpustných léčiv, a tím zvyšovat dostupnost léčiva pro organismus po delší dobu od jeho podání.
5-methylpyrrolidinonchitosan má ve srovnání s N-karboxybutylchitosanem následující výhody: 5-methylpyrrolidinonchitosan, který je zbaven volných karboxylových skupin se nechová amforterně jako N-karboxybutylchitosan a jeho charakter je více kationtový, což se projevuje lepším antimikrobiálním účinkem; laktamové kruhy 5-methylpyrrolidinonchitosanu jsou schopny bránit asociaci vodíkových vazeb a proto je 5-methylpyrrolidinonchitosan na rozdíl od N-karboxybutylchitosanu také rozpustný v alkalické oblasti pH; díky stabilitě laktamového kruhu je 5-methylpyrrolidinonchitosan stálejší v průběhu doby.
Chemické a technologické postupy podle vynálezu a klinické a histologické účinky 5-methylpyrrolidinonchitosanu jsou blíže objasněny v následujících příkladech. Tyto příklady mají výhradně ilustrativní charakter a nepředstavují žádné omezení aplikovatelnosti tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Příprava 5-methylpyrrolidinonchitosanu
Práškový chitosan z korýšů (9 gramů) se suspenduje ve vodě (500 g) a směs se míchá po dobu alespoň jedné hodiny. Potom se do reakční nádoby přilije kyselina levulová (9,7 g). Hodnota pH je přitom obvykle nastavena na 4,3, což je hodnota vhodná pro usku-13CZ 281052 B6 dosáhne pH 5,6. Výsledný roztok vodě po dobu 3 dnů (3 výměny) postupy, popsané v příkladu 2.
tečnění Schiffovy reakce při 25 °C. Ke směsi se alespoň 3 hodin roztok natriumborhydridu (20 ml, se dialýzuje proti a použije V případě přidá v průběhu g/1), čímž se destilované se ho pro preparační chitosanů se střední molekulovou hmotností (50 až 100 χ 103 dalton) je počáteční koncentrace poněkud vyšší než je uvedeno shora obvykle 50 g/1. Koncentrace chitosanu, hodnota pH a doba hydrogenace, které jsou uvedeny v tomto příkladu, představuji rozhodující parametry pr úspěšnou přípravu 5-methylpyrrolidinonchitosanů. Část získaného produktu se podrobí analýzám na základě shora uvedených kritérií a metod, pomocí infračervené spektrometrie a spektrometrie NMR, jimiž se potvrdí struktura 5-methylpyrrolidinonchitosanu.
Příklad 2
Nepřítomnost chelatační schopnosti vůči olovu.
*
Absorpční spektra v ultrafialové oblasti se zaznamenají pomocí spektrofotometru Varian s použitím metody še dvěma celami, která umožňuje zaznamenání spektra chelátu bez interference pocházející z jiných absorbujících látek. Používá se roztoku chloristanu olovnatého o koncentraci 0,06 mol/1 ve směsi buď s 5-methylpyrrolidinonchitosanem, nebo N-karboxybutylchitosanem (6 mmol/1). V případě použití N-karboxybutylchitosanu se zaznamenají absorpční pásy se středem při 227 nm, jejichž výška je úměrná molárnímu poměru olovnatého iontu a cukerných jednotek. Naproti tomu za použití 5-methylpyrrolidinonchitosanu je zaznamenáno ploché spektrum zbavené všech absorpčních pásů, což ukazuje na odlišné chování vůči kovovým iontům, díky přítomnosti laktamových kruhů v 5-methylpyrrolidinonchitosanu.
Příklad 3
Výroba krycích materiálů pro ošetření ran.
Vodné roztoky obsahující 5-methylpyrrolidinonchitosan je možno ředit alkoholy, včetně ethanolu a 2-propanolu. Tyto roztoky jsou kompatibilní s jinými roztoky polymerů, jako je želatina, póly(vinylalkohol), poly(vinylpyrrolidon) a kyselina hyaluronové. Při přednostní výrobě krycích materiálů pro ošetření ran se lyofilizují vodné roztoky o pH blízkém neutralitě, přednostně o pH 6, po provedení dialýzy, za vzniku roun. Rouna se popřípadě sevřou mezi dva plechy z nerezové oceli, aby se snížila jejich tloušťka na 1 až 2 mm, a po uzavření ve dvojitém obalu z plastu se podrobí ozářeni gamma-paprsky ze zdroje Co při 1,4 Mrad. Výsledný měkký a sterilní materiál se může aplikovat na jakoukoliv chirurgickou nebo traumatickou ránu. Místo lyofilizace je také možno používat vysušení teplem. Roztoky 5-methylpyrrolidinonchitosanu se odpařují přednostně při 50 °C na plastových nebo skleněných deskách. Pro potažení ortopedických prvků se použije obou těchto postupů.
-14CZ 281052 B6
Příklad 4
Použití v plastické chirurgii
U pacientů, kteří se podrobili plastické chirurgii, se dárcovská místa na přední straně pravé nohy ošetří rounem z lyofilizovaného 5-methylpyrrolidinonchitosanu, aby se povzbudila uspořádaná regenerace tkáně. Ve srovnání s kontrolními dárcovskými místy (na levé noze stejného pacienta) je na dermální úrovni pozorován lepší histoarchitekturní řád, lepší vaskularizace a nepřítomnost zanícených buněk, zatímco na epideriaální úrovni je pozorováno méně aspektů proliferace malpighiánní vrstvy.
V pozdních stádiích normálního procesu hojení ran, když syntéza kolagenu klesá a není již požadován vysoký tlak kyslíku, mnohé nové vaskulární kanálky ustupují: rána se stává obvykle avaskulární a probíhá u ní přeměna na jizvu s omezenou pružností tkáně. K regresi angiogense dochází ve všech případech, jakmile přestane být podáván 5-methylpyrrolidinonchitosan nebo jakmile je 5-methylpyrrolidinonchitosan absorbován. Nicméně, výsledná spojovací tkáň má pravidelnější strukturu a je dobře funkční. 5-methylpyrrolidinonchitosan poskytuje trojrozměrnou nosnou mřížku podporující migraci epithelových buněk a v každém případě moduluje reepithelizací.
Příklad 5
Použití při plastické chirurgii s vkládáním expanderů
Jedním důležitým aspektem při plastické chirurgii je tvorba kapsul okolo cizího tělesa. Při změně dynamické rovnováhy mezi syntézou a rozpadem dochází k anomálního ukládání spojovací tkáně, což vede často k fibróze, tedy nespecifickému a neuspořádanému zvýšení množství kolagenu. Makroskopickým projevem takového reparativního procesu po implantaci tkáňového expanderů pod kůži je vznik fibrózní kapsuly. Buněčné složky spojovací tkáně, které jsou zodpovědný za organizaci mřížky kolagenu, určují takovou strukturu tím, že vyvíjejí orientované frakční síly. Stupně vedoucí ke vzniku kapsulární struktury jsou:
1) Mesenchymální prvky jsou přitahovány a koncentrovány tam, kde je přitahování silnější a toto přitahování zvyšují;
2) Fibroblasty uspořádané podél hlavní osy svazku extracelulárních vláken mají sklon orientovat vlákna podél tétg osy, čímž zvyšují proces strukturní orientace.
Do chirurgických ran se vloží expansní tělíska (expandery) ze silikonu povlečená 5-methylpyrrolidinonchitosanem a elektronovou mikroskopií se sleduje tvorba kapsulární tkáně. Během všech stupňů kapsulární organizace si 5-methylpyrrolidinonchitosan podržuje schopnost správné proliferace a organizace a fyziologicky stimuluje proces opravy tkáně. Dochází k podpoře angiogenese a k potlačení fibrogenese.
Tvorba vaskularizované spojovací tkáně s četnými mesenchynálními prvky a sníženým množstvím kolagenových složek ukazuje na
-15CZ 281052 B6 schopnost 5-methylpyrrolidinonchitosanu napomáhat nové vytvořené tkáni zachovat si dobrou troficitu a uvolněný stav, což jsou z fyziologického hlediska příznivé vlastnosti. 5-methylpyrrolidinonchitosan zvyšuje množství interfibrilární amorfní látky v dermální oblasti v blízkosti expanderu a snižuje poškození, k němuž dochází v důsledku přítomnosti cizího tělesa. V jeho přítomnosti se vytváří volnější kapsulární tkán, která je méně náchylná ke kontrakci/retrakci v průběhu maturace.
Příklad 6
Použití v ortopedii
Dobře známé obtíže při dosahování spontánní opravy struktury menisku představují skutečnou výzvu pro použití biomateriálů, které mají za úkol podporovat řízenou opravu chrupavčité tkáně.
Při opravném procesu v případě menisku nabývají obzvláštní důležitosti angiogenetické vlastnosti 5-methylpyrrolidinonchitosanu. Taková reparace je ve skutečnosti podmíněna přítomností kanálků, které by byl 5-methylpyrrolidinonchitosan schopen prodloužit ze sousední kapsulární struktury. Výsledky ukázaly, že 5-methylpyrrolidinonchitosan je dobře tolerován na artikulárně-synoviální úrovni. 5-methylpyrrolidinonchitosan také podporuje a stimuluje reparační procesy, ke kterým v případě menisku spontánně nedochází.
Jak ukazují morfologická data, vede v oblastech menisku, které jsou blízké synovitální výstelce, angiogenetický stimul, poskytovaný 5-methylpyrrolidinonchitosanem k dalším reparačním procesům tkáně menisku. K obnově nedochází, pokud je chirurgická léze příliš vzdálená od vaskulární struktury spojení meniskus-synovium. Pozorování provedená na synoviu 45 dnů po aplikaci 5-methylpyrrolidinonchitosanu ’ ukazují, že synoviální membrána obsahuje buňky navrstvené na subintimální stromální tkáni vykazující těsně uložená vlákna kolagenu mezi nesenchymálními buňkami a vaskulárními strukturami. Po stejném počtu dnů je tkáň menisku charakterizována reparací struktury s nepravidelně rozdělenými kolagenovými svazky, které se vyvíjejí směrem k chrupavčité tkáni. Také jsou přítomny mikrokanálky. Závěrem je možno konstatovat, že methylpyrrolidinonchitosan je vhodný pro hojení lézí menisku.
Příklad 7
Použití v dentální chirurgii
Osteoindukce je jev, který vede k růstu kapilár, perivaskulární tkáně a buněk vytvářejících kost. Tento jev postupuje od spodní části alveolárního lůžka a dochází k vyplnění většiny prostoru, který zaujímá 5-methylpyrrolidinonchitosan. Chirurgické rány, k nimž došlo při odstraňování apikální části infikovaného zubu nebo při extrakci zubu moudrosti, se vyplní lyofizovaným 5-methylpyrolidinonchitosanem. U všech šesti ošetřených pacientů se při rentgenologickém zkoušení po jednom měsíci od operace, zjistí tvorba nativní kosti. Biopsie provedená u dvou pacientů
16CZ 281052 B6 měsíce po chirurgickém zákroku, za použití elektronového mikroskopu, potvrzuje vytvoření kostní tkáně v alveolární oblasti, která vyplňuje prostor původně zaujímaný 5-methylpyrrolidinonchitosanem. V důsledku toho se značně zlepší funkčnost stejného zubu v případě apicektomie a sousedního zubu, v případě extrakce zubu moudrosti, ve srovnání s kontrolními pacienty ošetřovanými tradičními postupy. V žádném případě nedošlo k zánětu ve větším rozsahu než v případech kontrolních pacientů.
Příklad 8
Použití v gerontologii
Ve stárnoucí pokožce podléhá kolagen síťovacím reakcím a fyzikálně-chemickým změnám. Obecně klesá podíl proteoglykanů a jejich procentické poměry se mění. Tloušťka vaskulárních stěn se zvyšuje a kutánní tkáň je zásobována sníženým množství kyslíku, což má nepříznivé důsledky v případě vředů a popálenin. Na snížení dostupnosti kutánní tkáně pro kyslík, živiny a buňky s obranným účinkem (leukocyty a makrofágy) mají dále vliv hypertenze, otoky, ateroskleróza a diabetes.
Pacienti (deset lidí v průměrném věku 62 let), trpící vředy na noze se podrobí léčbě pomocí roun nebo gelů z 5-methylpyrrolidinonchitosanu po dobu až do 30 dnů. Ve srovnání s kontrolními pacienty je pozorována rychlejší epithelizace (7 dnů místo 15 až 20 dnů). V žádném případě nebyla pozorována infekce a došlo k dobré hemostázi. Z morfologického hlediska vykazovali kontrolní pacienti obvyklou neuspořádanou depozici kolagenových vláken, zatímco u pacientů léčených 5-methylpyrrolidinonchitosanem byla pozorována správná histoarchitektura regenerované pokožky, zejména uspořádaná organizace a vaskularizace derma.
Příklad 9
Příprava kosmetických pleťových masek
Pleťové masky se vyrobí nalitím roztoku (400 g, 16 g/1) čerstvé připraveného 5-methylpyrrolidinonchitosanu na plochý polystyrénový nebo skleněný povrch o rozměrech 20 x 30 cm a jeho vysušením při 50 ’C v cirkulační sušárně v průběhu 12 hodin. Také se vyrobí 5-methylpyrrolidinonchitosanové masky s přídavkem ethoxylovaného ricinového oleje, jako změkčovadla (5 %). Takto získané průhledné filmy jsou charakteristické tím, že při styku s vodou vytvářejí gel. Při styku s navlhčenou pokožkou obličeje proto pleťová maska na kontaktní straně částečně želatinuje a úplně přilne k pokožce. Skupina 5 osob (5 dam), které se zúčastnily vyhodnocování těchto masek, jednomyslně prohlásila, že aplikace masek je pohodlná a příjemná, díky úplné a trvalé adhezi, příjemnému osvěžujícímu pocitu a atraktivní průhlednosti. Po sejmutí masky lze pozorovat účinné vyčištění pokožky a dlouhodobý zvlhčující účinek. Výhodou ve srovnání s kolagenovými maskami je průhlednost, úplná přilnavost, schopnost vytvořit gel a dlouhodobý účinek.
-17CZ 281052 B6
Příklad 10
Výroba kosmetických krému «
Vyrobí se emulze typu olej ve vodě, které obsahují Xalifin-15^R^ (ethoxylované mastné kyseliny, obsahující 12 až 18 atomů uhlíku, 4,5 g; Glucamate SS20^R1 (ethoxylovaný stearát methylglukosidu), 5,4 g; Glucate SS^R^ (stearát methylglukosidu),
3,6 g; cetylalkohol, 13,5 g; Cetiol^R^, (oleyloleát), 45,0 g; máslo Karité, 9,0 g, voda, 315 g; Gram-1^R^ (imidazolinylmočovina), 1,25 g; Kathon - CG^R^ (isothiazolinonchlorid), 0,75 g. Emulze tohoto složení se použije jako referenčního vzorku. Nahrazením části vody (125 g) stejným množstvím 1% roztoku 5-methylpyrrolidinonchitosanu se získá krém s lepšími organoleptickými vlastnostmi, filmotvorností, hydratační schopností a ochranným účinkem pro pokožku. Získaný krém vykazuje Theologické chování, které je typické pro plastické systémy. Přítomnost 5-methylpyrrolidinonchitosanu nemění citlivost krému vůči deformaci ale podporuje znovunabytí struktury po uvolnění mechanického napětí. Po ultrafialovém ozáření dochází k velice mírným barevným změnám.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Modifikové chitiny a chitosany obecného vzorce opakujícími se jednotkami s
    ve kterém představuje zbytek R* je tek a
    -nh2, skupinu vzorce v alespoň 30 přítomen
    -NHCOCHg a R', přičemž % opakujících se jednoR' představuje alespoň z 90 % skupinu vzorce přičemž zbytek tvoří odpovídající struktura s otevřeným řetězcem, kde počet opakujících se jednotek v makromolekule činí 100 až 5 000.
    -18CZ 281052 B6
  2. 2. Způsob výroby modifikovaných chitinů a chitosanů podle nároku 1, při němž se chitin a chitosan rozpustí a podrobí Schiffově reakci s kyselinou levulovou, kyselinou pseudolevulovou nebo angelikalaktonem a potom se provede hydrogenace, vyznačující se tím, že chitin a chitosan je přítomen v koncentraci nad 6 g/1 v případě chitinu nebo chitosanu s vysokou molekulovou hmotností od 200 000 do 450 000, a 50 g/1 v případě chitinu nebo chitosanu se střední molekulovou hmotností od 50 000 do 100 000, a hydrogenace se provádí při hodnotě pH nad 4, po dobu alespoň 3 hodin.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že chitin a chitosan je přítomen v koncentraci 20 g/1, v případě chitinu nebo chitosanu s vysokou molekulovou hmotností od 200 000 do 450 000, a 50 g/1 v případě chitinu nebo chitosanu se střední molekulovou hmotnosti od 50 000 do 100 000., a hydrogenace se provádí při hodnotě pH 5,6 po dobu alespoň 3 hodin.
  4. 4. Způsob výroby modifikovaných chitinů a chitosanů podle nároku 1, reakcí chitinu a chitosanu s estery kyseliny levulové a redukcí 5-methyl-2-pyrrolinonů za reakčnich podmínek uvedených v nároku 2, vyznačující se tím, že se ester kyseliny levulové předběžně rozpustí v organické kyselině s 1 až 3 atomy uhlíku.
  5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se ester kyseliny levulové předběžně rozpustí v kyselině octové.
  6. 6. Materiály pro krytí ran, ve formě lyofilizovaných materiálů, prášků, filmů, netkaných látek, lepících pásek, bandáží, membrán, roztoků, xerogelů, hydrogelů, vláken, textilií, roun, omývacích roztoků nebo krémů, vyznačující se tím, že jsou alespoň z části tvořeny produkty podle nároku 1.
  7. 7. Povlaky na protetické a ortopedické prvky zhotovené ze silikonů, polyuretanů, hydroxyapatitů a jiných biomateriálů, vyznačující se tím, že jsou tvořeny produkty podle nároku 1.
  8. 8. Nosiče pro retardované uvolňování léčiv, ve formě lyofilizovaných materiálů, prášků, filmů, membrán, roztoků, gelů, vláken, textilií, roun, omývacích roztoků, krémů nebo tablet, vyznačující se tím, že jsou alespoň z části tvořeny produkty podle nároku 1.
  9. 9. Kosmetické přísady, ve formě lyofilizovaných materiálů, prášků, filmů, membrán, roztoků nebo gelů, vyznačuj ící se tím, že jsou tvořeny produkty podle nároku 1.
    Konec dokumentu
CS922305A 1990-11-26 1991-11-18 Methylpyrrolidinonchitosany, způsob jejich výroby a jejich použití CZ281052B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT00064290A IT1243260B (it) 1990-11-26 1990-11-26 Metil pirrolidon chitosano, processo di produzione e suo uso.
PCT/EP1991/002168 WO1992009635A1 (en) 1990-11-26 1991-11-18 Methyl pyrrolidinone chitosan, production process and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ230592A3 CZ230592A3 (en) 1993-02-17
CZ281052B6 true CZ281052B6 (cs) 1996-06-12

Family

ID=11099998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS922305A CZ281052B6 (cs) 1990-11-26 1991-11-18 Methylpyrrolidinonchitosany, způsob jejich výroby a jejich použití

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5378472A (cs)
EP (1) EP0512095B1 (cs)
JP (1) JPH05503733A (cs)
KR (1) KR927003132A (cs)
AT (1) ATE136553T1 (cs)
AU (1) AU639163B2 (cs)
CA (1) CA2074517A1 (cs)
CZ (1) CZ281052B6 (cs)
DE (1) DE69118683T2 (cs)
ES (1) ES2084838T3 (cs)
HU (1) HUT62017A (cs)
IT (1) IT1243260B (cs)
WO (1) WO1992009635A1 (cs)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4320871C2 (de) * 1993-06-24 1995-05-04 Beiersdorf Ag Kosmetische und dermatologische Zubereitungen mit einem Gehalt an delta-Aminolävulinsäure
DE4446380A1 (de) * 1994-07-05 1996-01-11 Lohmann Therapie Syst Lts Hydrogel für die Applikation von therapeutischen und/oder kosmetischen Wirkstoffen an die Haut
US6486140B2 (en) 1994-07-19 2002-11-26 Medicarb Ab Agents, and methods employing them, for the prevention or reduction of tissue adhesion at a wound site
US5597811A (en) * 1995-04-10 1997-01-28 Amerchol Corporation Oxirane carboxylic acid derivatives of polyglucosamines
JPH11507697A (ja) * 1995-06-09 1999-07-06 エヌ. ドロハン,ウィリアム キチンヒドロゲル、それらの製造方法及び利用
DE19643066C2 (de) * 1996-10-18 1999-07-01 Henkel Kgaa Kollagenfreie kosmetische Zubereitungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5770712A (en) * 1997-03-14 1998-06-23 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Crosslinked hydrogel beads from chitosan
KR19990000270A (ko) 1997-06-04 1999-01-15 박원훈 키토산으로 도포된 백혈구 제거용 필터
US6197322B1 (en) 1997-12-23 2001-03-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Antimicrobial structures
DE19804367C2 (de) * 1998-02-04 2001-11-22 Spiller Biocosmetic Gmbh Dr Mittel zur Entfernung einer kosmetischen Packung
IL132212A (en) * 1998-10-23 2003-03-12 Milliken & Co Textile fabric with particle attracting finish
US20030206958A1 (en) * 2000-12-22 2003-11-06 Cattaneo Maurizio V. Chitosan biopolymer for the topical delivery of active agents
JP4332030B2 (ja) * 2001-06-14 2009-09-16 プロビデンス ヘルス システム−オレゴン 創傷被覆材、および重篤で生命にかかわる出血を制御する方法
US20060004314A1 (en) * 2001-06-14 2006-01-05 Hemcon, Inc. Antimicrobial barriers, systems, and methods formed from hydrophilic polymer structures such as chistosan
US8741335B2 (en) 2002-06-14 2014-06-03 Hemcon Medical Technologies, Inc. Hemostatic compositions, assemblies, systems, and methods employing particulate hemostatic agents formed from hydrophilic polymer foam such as Chitosan
US7371403B2 (en) * 2002-06-14 2008-05-13 Providence Health System-Oregon Wound dressing and method for controlling severe, life-threatening bleeding
KR20030006788A (ko) * 2001-07-16 2003-01-23 이승진 치주질환 치료용 서방출성 고분자제제
US6926903B2 (en) * 2001-12-04 2005-08-09 Inion Ltd. Resorbable polymer composition, implant and method of making implant
US20050137512A1 (en) * 2003-12-23 2005-06-23 Campbell Todd D. Wound dressing and method for controlling severe, life-threatening bleeding
US8269058B2 (en) * 2002-06-14 2012-09-18 Hemcon Medical Technologies, Inc. Absorbable tissue dressing assemblies, systems, and methods formed from hydrophilic polymer sponge structures such as chitosan
DE60223808T2 (de) * 2002-09-24 2008-10-30 The Procter & Gamble Company, Cincinnati Absorbierender Artikel mit einem aus einer saugfähigen thermoplastischen Zusammensetzung bestehendem Element
EP1402905A1 (en) * 2002-09-24 2004-03-31 The Procter & Gamble Company Liquid absorbent thermoplastic composition comprising superabsorbent material particles of substantially anglelacking shape
EP1440683A1 (de) * 2003-01-23 2004-07-28 Cognis France S.A. Verwendung von Oligoglucosaminen in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen
DE60334794D1 (de) * 2003-08-11 2010-12-16 Procter & Gamble Verfahren zum Auftragen von Klebstoff
EP1579831A1 (en) 2004-03-23 2005-09-28 The Procter & Gamble Company An absorbent article comprising edge barriers comprising a liquid absorbent thermoplastic composition
WO2006005211A1 (de) * 2004-07-12 2006-01-19 Gaba International Ag Mundpflegemittel enthaltend chitosanderivat
US9204957B2 (en) * 2005-03-17 2015-12-08 Hemcon Medical Technologies, Inc. Systems and methods for hemorrhage control and or tissue repair
EP1829561A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-05 The Procter and Gamble Company Thermoplastic absorbent materials for proteinaceous or serous bodily fluids
EP2026850B1 (en) 2006-05-23 2014-07-09 Providence Health System-Oregon d/b/a Providence St. Vincent Medical Center Systems and methods for introducing and applying a bandage structure within a body lumen or hollow body organ
US8932560B2 (en) * 2007-09-04 2015-01-13 University of Maryland, College Parke Advanced functional biocompatible polymeric matrix used as a hemostatic agent and system for damaged tissues and cells
AU2009241687A1 (en) * 2008-05-02 2009-11-05 Providence Health System-Oregon D/B/A Providence St. Vincent Medical Center Wound dressing devices and methods
WO2010042540A1 (en) 2008-10-06 2010-04-15 Providence Health System - Oregon Foam medical devices and methods
CN107033368A (zh) 2009-11-09 2017-08-11 聚光灯技术合伙有限责任公司 碎裂水凝胶
CN102695500A (zh) 2009-11-09 2012-09-26 聚光灯技术合伙有限责任公司 多糖基水凝胶

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253065A (ja) * 1985-05-02 1986-11-10 片倉チツカリン株式会社 キトサン誘導体およびコラ−ゲンの複合材の医用材料およびその製造法
IT1190380B (it) * 1985-06-21 1988-02-16 Consiglio Nazionale Ricerche Glucani funzionalizzati e reticolati,procedimento e intermedi di preparazione,loro usi

Also Published As

Publication number Publication date
HU9202434D0 (en) 1992-10-28
AU639163B2 (en) 1993-07-15
ES2084838T3 (es) 1996-05-16
IT1243260B (it) 1994-05-26
DE69118683T2 (de) 1996-08-29
IT9000642A1 (it) 1992-05-27
EP0512095B1 (en) 1996-04-10
AU8956691A (en) 1992-06-25
HUT62017A (en) 1993-03-29
CZ230592A3 (en) 1993-02-17
US5378472A (en) 1995-01-03
EP0512095A1 (en) 1992-11-11
WO1992009635A1 (en) 1992-06-11
IT9000642A0 (it) 1990-11-26
ATE136553T1 (de) 1996-04-15
KR927003132A (ko) 1992-12-17
JPH05503733A (ja) 1993-06-17
CA2074517A1 (en) 1992-05-27
DE69118683D1 (de) 1996-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0512095B1 (en) Methyl pyrrolidinone chitosan, production process and uses thereof
US11793905B2 (en) Dressing
FI94767C (fi) Ei-terapeuttisesti käytettävät hyaluronihapon täydelliset ja osittaiset esterit
CN103083713B (zh) 一种无菌聚合创面覆盖物敷料
KR101101321B1 (ko) 상처 치유를 위한 하이드로 겔 형태의 세포전달용 비히클 및 그 제조방법
US6274163B1 (en) Keratinous protein material for wound healing applications and method
Kumar et al. Recent advances in the use of algal polysaccharides for skin wound healing
CN110237054B (zh) 一种疤痕修复材料及其制备方法
EP3569260A1 (en) Non-woven fabric bandage and a method for the production of a non-woven fabric bandage
MX2010007902A (es) Gel de quitosano para aplicaciones dermatologicas, proceso de obtencion y uso del mismo.
CN114984301A (zh) 一种促进创面无瘢痕愈合的抗菌敷料及其制备方法
KR20150128481A (ko) 세포외기질 및 온도감응성 고분자를 포함하는 생체 피부용 조성물
RU2699362C2 (ru) Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран
Gokarneshan Application of natural polymers and herbal extracts in wound management
Zamani et al. Natural and synthetic polymers in burn wound healing
KR101576244B1 (ko) 알로인을 함유하는 하이드로겔 기반의 창상피복제용 조성물과 이의 제조방법
KR20200029363A (ko) 피부 이상 치료용 바이오물질 장치 및 국소 조성물
US20220160752A1 (en) Genipin-crosslinked pdrn-sacran biopolymer scaffolds
RU2732241C1 (ru) Биодеградируемая лечебно-профилактическая гидрогелевая пластина и способ её получения (варианты)
CN107982568A (zh) 可降解生物辅料及其制备方法和应用
RU2846026C1 (ru) Применение водных растворов неполной двойной литиево-медной соли полиакриловой кислоты
Castellano et al. Diabetic wound healing with engineered biomaterials
Ansari et al. Gellan gum–based wound dressings
RO128972A0 (ro) Membrană de colagen cu doxiciclină pentru uz stomatologic şi procedeu de obţinere a acesteia
KR20020066024A (ko) 수용성 키토산과 헤파린으로 이루어진 상처 치유 촉진연고 조성물과 필름 및 제품