JPS6112701A - 水溶性架橋グリコサミノグリカン及びその製造法 - Google Patents

水溶性架橋グリコサミノグリカン及びその製造法

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JPS6112701A
JPS6112701A JP13288584A JP13288584A JPS6112701A JP S6112701 A JPS6112701 A JP S6112701A JP 13288584 A JP13288584 A JP 13288584A JP 13288584 A JP13288584 A JP 13288584A JP S6112701 A JPS6112701 A JP S6112701A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、架橋グリコサミノグリカン及びその製造法に
関し、更に詳しくは、グリコサミノグリカン(以下rG
AGJという)又はその塩を多官能性エポキシ化合物で
架橋させて成る架橋GAG及びその塩並びにその製造法
に関するものである。
[従来技術及びその問題点] GAGとして現在までに知られているものに、非硫酸化
GAGとしてヒアルロン酸及びコンドロイチン(以下r
ChJという)があり、硫酸化GAGとしてコンドロイ
チン硫酸(以下rchSJという)、ヘパリン(以下r
HepJという)、ヘパラン硫酸(以下rH3,,+と
いう)、ケラタン硫酸(以下rKSJという)及びケラ
タンポリ硫酸(以下rKPsJという)があり、chs
の中にはChS−A、ChS−B、ChS−C,ChS
−D、ChS−E、ChS−F及びChS−H等がある
。これらのGAGが各組織及び細胞の発生、成長、老化
や病的状態に関与し、各々重要な働きをしていることが
解明されてきている。一般的には、GAGの機能として
、 ■細胞外液の水や電解質のコントロール0石灰化 ■線維化 ■創傷治癒争肉芽形成 ■感染抵抗作用 ■潤滑 ■血液凝固阻止・脂血清澄作用 ■透明度の維持 等が知られている。
以上のよう9GAGの有する機能を発現させる目的で外
から生体内にGAGを投与する試みit成されているが
、時として、その効果が弱かったり、効果を発現しない
とか、不都合な場所で発現するということがある。それ
は、外から投与するGAGが生体内に存在している時よ
りも精製段階で低分子量になったり、本来の蛋白複合体
を形成しないことにより、水に非常に溶は易く、また、
酵素的分解を受は易く、局所に滞留することができずに
機能を発現する前に消失したり、不都合な場所への拡散
が起こるためと思われる。
このような不都合を解決する目的からGAGにアミノ酸
・ペプチド・蛋白等を結合させたり、脂溶性基を結合さ
せる等の試みが成されてきたが、抗原性の問題や全く別
の性質を示すようになる等の点でいまだ実用化されてい
ない。
一方、従来よりデキストランやアガロースを架橋剤を用
いて架橋する試みは行なわれているが(特開昭47−1
321号)、GAGを架橋した事例はない。
そこで、本発明者らは、酵素的分解に対して抵抗性を有
する架橋GAGを得ることを目的として鋭意研究を重ね
た結果、GAG又はその塩を多官能性エポキシ化合物で
架橋することにより1本発明の目的を達成できることを
見出し、本発明を完成するに至った。
[発明の構成] 即ち、本発明の架橋GAG及びその塩は、GAG(但し
、ヒアルロン酸を除く)又はその塩を多官能性エポキシ
化合物で架橋させて成る架橋GAGであって、架橋度が
GAGの繰り返しニ糖1モル当り 0.005以上であ
ることを特徴とするものである。
本発明に用いるGAGとしては、ch、chs(A、B
、C,D、E、F、H)、Hep、HS、KS、KPS
などが挙げられる。但し、ヒアルロン酸については、特
願昭59−88440号として既に出願している。本発
明に用いるGAGは市販品で充分である。
本発明に用いるGAGは、それが塩形成可能である場合
には、対応する塩を用いてもよい。これらの塩としては
、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩及び
カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属
塩等が挙げられる。
本発明において、多官能性エポキシ化合物とは、エポキ
シ基を少なくとも1個有する化合物であって、その他に
、エポキシ基を含めて、GAGを架橋するに適した官能
基を1個以上有する化合物をいう。
かかる化合物としては、例えば、ハロメチルオキシラン
化合物及びビスエポキシ化合物などが挙げられる。ハロ
メチルオキシラン化合物としては、エピクロルヒドリン
、エピブロムヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリン
及びβ−メチルエピブロムヒドリンなどが挙げられる。
ビスエポキシ化合物としては、1.2−ビス(2,3−
エポキシプロポキシ)エタン、1.4−ビス(2,3−
エポキシプロポキシ)ブタン、1.6−ビス(2,3−
エポキシプロポキシ)ヘキサン及びビスフェノールA又
はビスフェノールFのジグリシジルエーテルなどが挙げ
られる。
本発明の架橋GAGは、架橋ヒアルロン酸に関する特願
昭5s−ae4ao号記載の方法に従っても製造するこ
とができるが、反応をより効率的に行なうには、次のよ
うな方法に従うことが好ましい。
即ち、GAG又はその塩のアルカリ溶液に水溶性有機溶
媒を加えて、得られる水アメ状沈殿物を分取し、該沈殿
物に多官能性エポキシ化合物を加えて、50℃以下で反
応させると非常に効率的に反応を行なうことができる。
アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム
、炭酸カリウムなどのアルカリ金属及びアルカリ土類金
属の水酸化物及び炭酸塩等が挙げられ、そのアルカリ溶
液のpHは、8〜14であることが好ましく、12〜1
4であることが更に好ましい。水溶性有機溶媒としては
、メタノール、エタノール、イソプロパツール、アセト
ン、ジオキサンなどが挙げられ、これらは、単独で又は
混合物として用いられる。これらの水溶性有機溶媒を加
えることにより水アメ状沈殿物が生じる。これを分取す
るには、例えば、デカンテーションにより上清を除去す
ればよい。反応温度は、通常10〜50℃で、最も好ま
しいのは20〜40℃である。温度が高い程、短時間で
反応を終了させる必要がある。一般的には、40℃近辺
では2時間程度が、20℃近辺では24〜48時間が好
ましい。
本反応において、GAG又はその塩と多官能性エポキシ
化合物とのモル比を変えることにより、得られる架橋G
AG又は′その塩の架橋度を調節することができる。
本発明で目的とする架橋度がGAGの繰り返し二糖1モ
ル当り0.005以上である架橋GAGを得るには、G
AGの繰り返し二糖1モルに対し、多官能性エポキシ化
合物0.1モル以上用いればよい。分子量5万前後のG
AGにおいては、GAGの繰り返し二糖1モルに対する
多官能性エポキシ化合物の使用モル数を0.1〜0.5
モルにすれば、水溶性で曳糸性を有する架橋GAG(以
下rs−架橋GAGJという)を得ることができ、該使
用モル数を0.5モル以上にすれば、水不溶性でゲル状
の架橋GAG (以下ris−架橋GAGJ という)
を得ることができる。
GAGを含む水アメ状沈殿物を分取して行なう本発明の
架橋GAGの製造法は、架橋剤として用いる多官能性エ
ポキシ化合物が効率よく反応に用いられるので、用いる
架橋剤が非常に少量でよいという利点を有する。木製造
法は、特願昭59−88440号記載の架橋ヒアルロン
酸を製造するにも、適用することができる。
[発明の効果] 本発明の架橋GAG及びその塩は、グリコシダーゼに対
して抵抗性を示すと共に、GAGの有する種々の特性も
維持しておいり、幅広い用途を有する。
S−架橋GAGは、優れた徐放効果を有しており、徐放
性薬剤の製造に有用である。
is−架橋GAGは、コラーゲン及びアンチトロンビン
■(以下rATIIIJという)に親和性を示し、これ
らの7フイニテイークロマトグラフイー用の担体として
有用である。
[発明の実施例] 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、こ
れらの実施例は、本発明の範囲を何ら制限するものでは
ない。
実施例1 (1)s −、GAG ChS−C(7)ChS−Cナ
トリウム塩(分子量53000) 3.1gを0.75
N水酸化ナトリウム水溶液に12.5%になるように溶
かし、攪拌下、エタノールl容量を加え、生じたアメ状
沈殿物を分取した。このアメ状沈殿物にエピクロルヒド
リン0.18+JLを加えて充分に練り合わせ、20℃
で24時間放置した。反応液に水 30mMを加えて溶
解し、酢酸でp)I 8.0として、エタノール沈殿を
行なった。再度、水に溶かし、−エタノール沈殿を行な
い減圧乾燥した。
収     量                2.
9g 。
Na:  9.25% (1)で合成されたS−架橋GAG(ChS−Cナトリ
ウム塩)と合成に使用したchs−Cナトリウム塩につ
いてガラスピーズCP G 3000(ELIJTRQ
 NUCLEONIC9,INC,社)のカラム(ex
850mm)を用いて、ゲルクロマトグラフィーを行な
った。展開溶媒は1.5M塩化ナトリウム水溶液を水酸
化ナトリウムでpH8,5に調整して使用し、0.52
 mlずつ溶出画分に分け、カルバゾール−硫酸法でウ
ロン酸を定量した。結果を図1に示す。
図1において、O印及び・印はそれぞれS−架橋GAG
 (chS−C)及びchs−cの各フラクションのカ
ルバゾール硫酸法における吸光度を表わし、■。はゲル
粒子外部容積を表わす。図1から、本発明のS−架橋G
AGは原料GAGに比し、非常に高分子になっているこ
とがわかる。
(3)S−GAG ChS−Cの (1)で合成されたS−架橋GAG(ChS−C)と原
料chs−cの1%生理食塩水溶液について、透析膜V
iSking tube(Visking Compa
ny製18/32)ト1%パラニトロフェノール生理食
塩水溶液(以下rPNP溶液」という)を用いて薬物に
対する徐放効果を検討した。
透析膜に、それぞれ、(生理食塩水5rsl + P 
NP溶液1+JL )、(1%S−架橋GAG(ChS
−C)溶液5W文十PNP溶液1m又)、(1%chs
−C溶液5mJL + P N P溶液1m立)を入れ
、空気を除いて密封し、透析外液(200+w文の生理
食塩水)に透析されてくるPNPの回収率を315n+
wにおける吸光度の測定により算出した。
結果を図2に示す。図2において、Φ印、O印及び[株
]印は、それぞれ、生理食塩水、chs−c及びS−架
橋chs−cのPNPの透析に与える影響を表わす。
この結果から、本発明のS−架橋GAGが薬物の徐故に
効果的であることがわかる。
chs−Cナトリウム塩(分子量53000 ’)を原
料として実施例1(I)に準じて次に示す2種のS −
架橋chs−cを合成した。
(A) CB) 実施例1(1)並びにこれら2種のS−架橋chS−C
及び合成に使用したchs−Cナトリウム塩をそれぞれ
0.4M )リス塩酸緩衝液(pHa、o)に1%の濃
度に溶解し、粘度を測定(20℃、すり速度1.0se
c’ ) したとこる次のとおりであった。実施例1(
1)cr+s−架橋chs−cをS−架橋chs−C(
C)として表わす。
S−架橋Ch S −C(A)  3100セ7チボア
ーズS−架橋c h S −C(B)  14500セ
ンチポアーズS−架橋Ch S −C(G)  440
00センチボアーズchs−cすI・リウム塩 150
0センチポアーズこれらの溶液に0.05重量%になる
ようにコンドロイチナーゼABCを加え、37℃で反応
させ、5.1O120,30,80,120分後に粘度
を測定し、反応前の粘度に対する割合を算出した。
結果を図3に示す。図3において0印、Δ印、0印及び
φ印は、それぞれ、S−架橋chs−c(A> 、 (
B) 、 (C:)及びChS−Cナトリウム塩の0.
4M l・リス塩5(pH8,0)溶液の各反応時間に
おける反応前の粘度に対する割合を表わす。
図3から、本発明のs−架橋chs−cは、Chs−c
に比し、コンドロイチナーゼABCに対する抵抗性が高
く、その程度は、架橋度が高い程顕著であることがわか
る。同様に他のS−架橋GAGもグリコシダーゼに対し
て抵抗性を有することは容易に類推される。
実施例2  s −GAG  ChS−C’chs−c
ナトリウム塩(分子量54000)j、25gを0.7
5N水酸化ナトリウム水溶液に12.5%になるように
溶かし撹拌下、エタノールl容量を加え。
生じたアメ状沈殿物を分取した。このアメ状沈殿物にエ
ピクロルヒドリン0.59mJLを加えて充分に練り合
わせ、20°Cで24時間放置した。反応液に水15+
+fLを加えて溶解し、酢酸でpH[1,0として、エ
タノール沈殿を行なった。再度、水に溶かし、エタノー
ル沈殿を行ない減圧乾燥した。
収     量                 1
.2gNa:  9.21$ 実施例3  s −GAG  He   t7)Hep
ナトリウム塩(分子量15000)0.4gを1.3N
水酸化ナトリウム水溶液1腸文に溶解し、エタノール1
.5mMを加え、生じたアメ状沈殿物を分取した。この
アメ状沈殿物にエピクロルヒドリン0.028++jL
を加えて充分に練り合わせ、20℃で24時間反応させ
た。反応物に水511文を加えて溶解し、酢酸で中和後
、エタノールを加えて得た白色粉末を減圧乾燥した。
収     量                 0
.37gNa: 13.25% 実施例4 (1)i s −GAG  ChS−Cchs−cナト
リウム塩(分子量53000)8.25 gを0.75
N水酸化ナトリウム水溶液50鵬文に溶かし、エタノー
ル1容量を加え、アメ状沈殿物を得た。このアメ状沈殿
物にエピクロルヒドリン0.4111jLを加え、充分
に練り合わせ、20℃に放置した。36時間後、水50
m1を加え、酢酸で中和後、3000rpmで遠心した
。白色沈殿物を50層見の2.0M塩化ナトリウム水溶
液で2回、更に5011文の水で3回洗浄し、エタノー
ルを加えて脱水後、減圧乾燥した。
収     量                 6
.2gNa:  9.00% (2)i s −GAG (ChS−AのChS−Aナ
トリウム塩(分子量30000)5.0gを0.4N水
酸化ナトリウム水溶液に20%の濃度に溶解した。エタ
ノール25mMを加えて生じたアメ状沈殿物を分取した
。この沈殿物にエピクロルヒドリン0.75+++JL
を加えて充分に練り合わせ、20℃で24時間放置した
。反応物に水50+suを加え酢酸で中和後、 300
0rpmで遠心した。得られた白色沈殿物を50+o9
.の2.0M塩化ナトリウム水溶液で2回、更に50m
 lの水で3回洗浄し、エタノールを加えて脱水後、減
圧乾燥した。
収     量                 5
.0gNa:  9.22% (3)is−GAG Heの Hepナトリウム塩(分子量+5000)4.Oge 
1.3N水酸化ナトリウム水溶液 10+JLに溶かし
、エタノール15mjLを加えてアメ状沈殿物を得た。
このアメ状沈殿物にエピクロルヒドリン0.4mMを加
え、充分に練り合わせ、20℃で24時間反応させた。
反応物に水50m文を加え、酢酸で中和後、3000r
pm+で遠心分離した。沈殿物を 50+!文の2M塩
化すトリウム水溶液で2回、更に50+J1の水で3回
洗浄し、エタノールを加えて脱水後、減圧乾燥して白色
粉末を得た。
収     量                 3
.87gNa: 13.21$ (4)is −GAG   ChS−BChS−B(デ
ルマタン硫酸ともいう)ナトリウム塩(分子量1900
0)0.225gを0.38N水酸化ナトリウム水溶液
5mlに溶解し、エタノール10+Jjを加えてアメ状
沈殿物を得た。このアメ状沈殿物にエピクロルヒドリン
0.18mJ1を加え、充分に練り合わせ、20℃で2
4時間反応させた。反応物に水10層文を加え、酢酸で
中和後、 3000rpmで遠心分離した。沈殿物を 
10tslの2M塩化ナトリウム水溶液で2回、更に1
0m1の水で3回洗浄し、エタノールを加えて脱水後、
減圧乾燥して白色粉末を得た。
収     量                 0
,2gChS−Bの繰り返し 二糖1モル当りの架橋度    0°28ChS−B 
(デルマタン硫酸ともいう)ナトリ、ラム塩(分子量1
11000)0.225gを0.311N水酸化ナトリ
ウム水溶液5talに溶解し、エタノール1hILを加
えてアメ状沈殿物を得た。このアメ状沈殿物にエピブロ
ムヒドリン0.2rtrlを加え、充分に練り合わせ、
20℃で24時間反応させた。反応物に水1hsLを加
え、酢酸で中和後、3000rpmで遠心分離した。沈
殿物を 1hJ1の2M塩化ナトリウム水溶液で2回、
更に10+JLの水で3回洗浄し、エタノールを加えて
脱水後、減圧乾燥して白色粉末を得た。
収     量                 0
.21gK P Sナトリウム塩(分子量9500)0
.27gを0.4N水酸化ナトリウム水溶液5!IA、
に溶かし、エタノール10m1を加えてアメ状沈殿物を
得た。このアメ状沈殿物にエピクロルヒドリン0.04
mMを加え、充分に練り合わせ、20℃で24時間反応
させた。反応物に水201iを加え、酢酸で中和後、3
000rpmで遠心分離した。沈殿物を20s+1の2
M塩化ナトリウム水溶液で2回、更に50+jLの水で
3回洗浄し、エタノールを加えて脱水後、減圧乾燥して
白色粉末を得た。
収     量                 0
.25゜(1)、(2)、(31(4) テ合成したi
s−架橋G A、 Gのアテロコラーゲンに対する親和
性について検討した。アテロコラーゲンは株式会社 高
研より入手し、その1.1gを1.87mM酢酸に溶か
し、GC90のフィルターを通過させて使用した(5B
/mu )。
15 m又の試験管にis−架橋GAGを約5mg取り
、1.87mM酢酸1hJLに懸濁させた。これにアテ
ロコラーゲン溶液0.5mlを加え、充分に混合(30
分)した。その後、 3000rpmで遠心分離し、沈
殿物を1.87mM酢酸10mMで3回洗浄した(1.
87mM酢酸洗液を集めコラーゲンの定量を行なった)
。結合コラーゲンは2Mグアニジン塩酸(pH7,0)
 10履文を加え、40分混合した後、 3000rp
mで遠心して溶出した。更に、同緩衝液1hlで2回溶
出させ、全グアニジン塩酸液を集めコラーゲンの定量を
行なった。結果を表1に示す。この結果から、GAGが
架橋されてもGAGの有する性質は失われていないこと
がわかる。
表1 (添加コラーゲン量2.5sIg) (8)is−GAG  ATmに  る(1)、(3)
で合成したis−架橋GAGのATmに対する親和性に
ついて検討した。ATmはウサギ血漿由来のものを用い
、0.05M塩化ナトリウムを含む50IIMトリス塩
酸緩衝液(pH7,4) C以下「Al11衝液」とい
う)に1.87tH/m5L (1)濃度に溶解した。
このATm溶液の280nmでの光学密度(0,0,)
は1.0であった。他の緩衝液として、0.5M塩化ナ
トリウムを含む5011Mトリス塩酸緩衝液pH7,4
(以下「B緩衝液」という)及び1.5M塩化ナトリウ
ムを含む50IIIMトリス塩酸緩衝液pH7,4(以
下「C緩衝液」という)を用いた。
is−架橋GAGをA緩衝液に懸濁させ、その0.9m
JILをカラムに充填し、ATm溶液を流した。
溶出液の0D280がi、oになった時点でATm溶液
を停止し、A#衝液で充分に溶出洗浄した。続いてB緩
衝液、C緩衝液の順に段階的に溶出し、溶出液のOD讃
を測定した。is−架橋GAG(Hep)の結果を図4
にす。図において、各溶出画分は2.3+9.である、
これから、このis−架橋GAGI■g当り0.88厘
gのATmが吸着されたことがわかる。また、is−架
橋GAG(ChS−C)には、ATmは吸着されなかっ
た。
このように、架橋を行なってもGAGの有する本来の性
質は全く失われていなかった。
実施例5   GAG chs−cナトリウム塩(分子量53000) 1.2
5 gをO,?5N水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、
エタノールを等容量加えた。上清を廃棄し生じたアメ状
沈殿物に140−標識化合物である[2 14C]エピ
クロルヒドリン(アマジャム・ジャパン社から入手)を
加え、充分に練り合わせ、20℃で放置した。48時間
後、反応液に水20+JLを加えて溶解し、酢酸でp)
18.0とした後、3倍量のエタノールで沈殿させた。
次いで、水20tslに沈殿物を溶解し、3倍量のエタ
ノールを加えて白色粉末を得た。エタノールで洗浄後、
減圧乾燥した。水不溶性のis−架橋GAGは、反応液
に水20層文を加えて遠心し、o、5g4化ナトリウム
水溶液、水で充分に洗浄した後、エタノールを加えて脱
水し、乾燥した。上記調製試料5曹gに1.ON水酸化
ナトリウム水溶液0.5■旦を加え、60℃で1時間加
温し、粘度を低下せしめ、これに1.ON塩酸0.5m
lヲ加えて中和した。この溶液について、液体シンチレ
ーションカウンターで放射活性を測定し、架橋度を算出
した。結果を表2−2に示す。
表2−2から、S−架橋GAGにおいては、架橋度と粘
度とが比例関係にあることがわかる。
表2−1 原料1.25g(2,5Il#l) 、  水酸化ナト
リウム0.刑1総量7.5m)EtOH101見、 反
応 20℃、48時間表2−2 [214c]エピクロルヒドリンの比活性 4.3ルC
i/■01試料2.5.はcINSの繰り返し二糖換算
で5gao1
【図面の簡単な説明】
図1は、S−架橋GAG (ChS−C)とchS−C
とのゲルクロマトグラムを示す図である。 図2は、S−架橋chs−c及びchs−cのPNPの
透析に与える影響を示す図である。図3は、S−架橋c
hs−c及びchs−cのコンドロイチナーゼに対する
抵抗性を示す図である。図4は、is−架橋GAGのA
Tmに対する親和性についての検討結果を示す図である
。 手続補正書 昭和60年1月10日 特許庁長官  志 賀  学 殿 1、本件の表示 昭和59年特許願第132885号 2、発明の名称 架橋ゲルコサミノグリカン及びその製造法3、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名称 生化学工業株式会社 5、補正命令の日付 自発 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄を「・
・・m持しており、」と補正する。 (2)tTJi細書第to頁下が#?9〜8行目、同第
13頁5〜6行目及び15〜16行目並びtこ同第15
頁丁がら9〜8行目の「1%生理食塩水溶液における粘
度」をrlo%生理食生理水溶液における粘度J、!−
M正する。 (3)明細書第13頁下がら4〜3行目の「1%」をr
’lO%」と補正する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)グリコサミノグリカン(但し、ヒアルロン酸を除
    く)又はその塩を多官能性エポキシ化合物で架橋させて
    成る架橋グリコサミノグリカンであって、架橋度がグリ
    コサミノグリカンの繰り返し二糖1モル当り0.005
    以上であることを特徴とする架橋グリコサミノグリカン
    及びその塩。
  2. (2)架橋度がグリコサミノグリカンの繰り返し二糖1
    モル当り0.165以上であり、かつ、水不溶性である
    特許請求の範囲第1項記載の架橋グリコサミノグリカン
    及びその塩。
  3. (3)グリコサミノグリカン又はその塩のアルカリ溶液
    に水溶性有機溶媒を加えて、得られる水アメ状沈殿物を
    分取し、該沈殿物に多官能性エポキシ化合物を加えて、
    50℃以下で反応させることを特徴とする架橋グリコサ
    ミノグリカン又はその塩の製造法。
JP59132885A 1984-06-29 1984-06-29 水溶性架橋グリコサミノグリカン及びその製造法 Expired - Lifetime JPH0649723B2 (ja)

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JPH0361569U (ja) * 1989-10-20 1991-06-17

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436388A (en) * 1977-08-26 1979-03-17 Sumitomo Electric Ind Ltd Porous polysaccharide and its preparation

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