RO126183A2 - Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat - Google Patents

Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat Download PDF

Info

Publication number
RO126183A2
RO126183A2 ROA200900636A RO200900636A RO126183A2 RO 126183 A2 RO126183 A2 RO 126183A2 RO A200900636 A ROA200900636 A RO A200900636A RO 200900636 A RO200900636 A RO 200900636A RO 126183 A2 RO126183 A2 RO 126183A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
xanthan
chondroitin sulfate
hydrogels
chondroitin sulphate
chondroitin
Prior art date
Application number
ROA200900636A
Other languages
English (en)
Inventor
Ana Maria Oprea
Cornelia Vasile
Diana Ciolacu
Original Assignee
Institutul De Chimie Macromoleculara "Petru Poni" Iaşi
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 Institutul De Chimie Macromoleculara "Petru Poni" Iaşi filed Critical Institutul De Chimie Macromoleculara "Petru Poni" Iaşi
Priority to ROA200900636A priority Critical patent/RO126183A2/ro
Publication of RO126183A2 publication Critical patent/RO126183A2/ro

Links

Landscapes

  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Prezenta invenţie se referă la hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat, destinate confecţionării de materiale cu proprietăţi biomedicale pentru eliberarea controlată a codeinei, obţinute prin reticularea sub agitare a 90...50% xantan şi 10...50% controitin sulfat cu 2,143 ml de epiclorhidrină, la 80°C, timp de 8 h, hidrogelul rezultat după izolare prezentând un grad maxim de umflare de 7157,17, fiind supraabsorbant.

Description

OFICIUL DE STĂTPENTRU INVENȚII Șl MARC! I
Cerere de brevet de invenție
Nr. <o7>(p .Data depozit .....jj -08- 7ίι^'
PROCEDEU SI COMPOZIȚIE PENTRU OBȚINEREA DE NOI HIDROGELURI PE BAZA DE XANTAN SI CONDROITIN SULFAT
Invenția de față se referă la un procedeu de obținere și la compoziția unor hidrogeluri pe bază de amestecuri de materiale polimerice de tip polizaharide naturale, cum ar fi xantanul și condroitin sulfatul.
Valorificarea proprietăților speciale ale condroitin sulfatului au ca rezultat o multitudine de direcții de utilizare, cum ar fi în domeniul biomedical în scopul ameliorării durerilor articulare (șolduri și genunchi) asociate cu osteoartrita [1-4].
O trăsătură caracteristică a polizaharidelor o reprezintă abilitatea acestora de a forma geluri în anumite condiții de concentrație, temperatură și tărie ionică. De asemenea, realizarea gelurilor chiar și la concentrații foarte mici reprezintă una dintre cele mai importante proprietăți funcționale ale acestora. Formarea structurilor tridimensionale oferă o cale de creștere a stabilității chimice și mecanice a sistemului.
Amestecurile de polizaharide obținute din surse naturale și gelurile binare pot fi utilizate ca modele pentru structuri celulare complexe.
Datorită proprietăților pe care le posedă unele hidrogeluri polizaharidice, acestea au fost introduse în domeniul materialelor inteligente cu posibile aplicații în realizarea sistemelor de eliberare controlată a principiilor biologic active.
Condroitin sulfatul (GAG) este utilizat în suplimentele alimentare unde acționează în scopul reparării și menținerii țesuturilor articulare, în special la persoanele în vârstă. Este un glicozaminoglican secretat de celulele cartilaginoase numite condrocite, fiind esențial în mecanismele de creștere, nutriție și refacere a cartilajelor. Este alcătuit din unități dizaharidice repetitive, una dintre monozaharide fiind întotdeauna fie N-acetilglucozamina sau Nacetilgalactozamina, iar celaltă este, în cele mai multe cazuri, acidul uronic. Una dintre grupările hidroxil, ale segmentului amino, este esterificată cu sulfat ceea ce determină apariția
-2009-00636-1 3 -08- 2009 C1 unei densități crescute de sarcini negative, acest comportament favorizând o atracție electrostatică cu apa, ceea ce conferă cartilajelor elasticitate și fluiditate.
Condroitin sulfatul poate fi extras din trahei și omoplați de origine bovină, cartilaje de rechini, etc. Tipul de țesut cartilaginos folosit, vârsta animalului și condițiile de prelucrare pot afecta cantitatea de condroitin sulfat obținută [5]. Joacă un rol important în procesul de vindecare a rănilor. Hidrogelurile pe bază de condroitin sulfat accelerează vindecarea mucoasei sinonazale până la sfârșitul celei de a patra zile a experimentului [6]. Studii recente utilizează CS ca biomaterial pentru refacerea cartilajelor [7], inginerie tisulară [8] și eliberarea factorilor de creștere [9]. Condroitin sulfatul poate fi utilizat în diferite forme de tipul matrici tridimensionale [10] și geluri [11, 12]. Poate fi degradat de bacterii anaerobe de tip Bacterioides thetaiotaomicron și B. ovatus, localizate în intestinul gros [13]. Această caracteristică sugerează posibilitatea utilizării condroitin sulfatului în aplicațiile de eliberare la țintă a medicamentelor la nivelul colonului, condroitin sulfatul putând fi, astfel, considerat medicament cu acțiune anti-osteoartritică.
Administrat pe cale orală, condroitin sulfatul reduce durerile pacienților care suferă de osteoartrită [14] pe perioade lungi de timp, în comparație cu acțiunea diclofenacului de sodiu [15-17], Deoarece este puternic solubil în apă, utilizarea sa în formă solidă, în condiții fiziologice, este limitată, folosirea condroitin sulfatului în sistemele de eliberare controlată fiind, în continuare, controversată [18-21].
Xantanul este o polizaharidă extracelulară naturală și un important biopolimer industrial. Acesta nu formează geluri în soluții apoase. Pentru a forma hidrogeluri, alături de xantan trebuie aduse în soluție și alte polizaharide [22]. S-a găsit totuși că xantanul formează hidrogeluri dacă soluțiile apoase sunt răcite lent la temperaturi mai mari decât cele caracteristice [23,24],
Caracterul biocompatibil al xantanului face posibilă utilizarea acestuia în medicină și farmacie ca excipient pentru tablete sau ca înlocuitor de plasmă sanguină. Datorită vitezei mici de dizolvare și degradare este un suport bun pentru eliberare controlată de principii active [25].
Scopul invenției de față este obținerea de noi hidrogeluri ce conțin xantan și condroitin sulfat, în ideea de a combina caracteristicile unice ale celor doi polimeri naturali și de a obține materiale cu proprietăți biomedicale.
Proprietățile biomedicale ale hidrogelurilor pe bază de xantan/condroitin sulfat au fost evidențiate prin testarea lor ca matrici pentru eliberarea controlată a unor medicamente ca alcaloizi, reprezentantivă fiind codeina. Codeina, numită și metilmorfină, este un alcaloid
-2009-00636-1 3 -08- 2089 natural din opiu. Are proprietăți analgezice mult mai slabe decât morfina, dar este mai avantajoasă decât aceasta în privința acțiunii antitusive și antidiareice. Este indicată în: tuse fără expectorație. în prezent codeina se folosește doar la cazurile rebele și foarte grave ca diaree, dureri moderate sau severe.
încărcarea cu medicament a hidrogelurilor a fost realizată prin amestecarea medicamentului utilizat cu hidrogelul sub formă de pudră, utilizând ca mediu de eliberare serul fiziologic. Peste amestecul hidrogel-medicament se adaugă o anumită cantitate de ser, fiind lăsat la umflat la temperatura camerei timp în care medicamentul pătrunde în structura hidrogelului. Probele încărcate cu medicament sunt uscate prin liofilizare folosind un dispozitiv de tip Labconco Freezone. Studiul de eliberare a fost realizat folosind un spectrofotometru de tip UV-VIS HP 845OA, concentrația codeinei în mediul de eliberare fiind determinată la o lungime de undă de 284 nm.
Din curbele de eliberare obținute (figura 1), se evidențiază faptul că procentul de codeină eliberată crește o dată cu creșterea cantității de condroitin sulfat în compoziția hidrogelurilor. Astfel, la hidrogelul de compoziție 90/10 X/GAG se observă un procent de codeină eliberată de aproximativ 34% iar pentru compoziția cu cantitatea cea mai mare de condroitin sulfat, 50/50 X/GAG, un procent de aproximativ 43% într-un interval de 24 de ore.
Procedeul de obținere a hidrogelurilor pe bază de xantan și condroitin sulfat, conform invenției, constă în aceea că xantanul și condroitin sulfatul se reticulează cu epiclorhidrină, adăugată sub agitare energică, continuă, timp de 5-10 min. și menținută apoi la o temperatură de 80°C, timp de 8 h. Gelurile astfel obținute, au fost spălate repetat cu apă distilată fierbinte și cu apă distilată rece, în scopul îndepărtării totale a epiclorhidrinei din sistem. După spălare, gelurile au fost înghețate timp de 2 ore, după care au fost uscate timp de 10 ore, prin liofilizare cu ajutorul unui sistem LABCONCO FreeZone,
Invenția prezintă avantajul că se obțin hidrogeluri cu proprietăți speciale, pe bază de xantan/condroitin sulfat, hidrogeluri ce se pot utiliza în diferite ramuri ale industriei farmaceutice, cosmetice și alimentare.
In continuare se dau 5 exemple de realizare a invenției, cu referire și la datele prezentate în Tabelul 1, unde sunt date caracteristicile de umflare ale hidrogelurilor pe bază de xantan și condroitin sulfat.
Exemplul 1
Intr-un pahar Berzelius se amestecă 0,45 g xantan și 0,05 g condroitin sulfat cu 6,725 ml apă distilată. Se omogenizează amestecul și se adaugă 0,625 g NaOH, după care se amestecă din nou și se adaugă 2,1431 ml epiclorhidrină (EPC1), urmată de omogenizarea amestecului.
? F η f > /
-2009-00636-1 3 -08- 2009
Acesta se întinde între două plăci de sticlă și se supune reacției de reticulare prin încălzire timp de 8 ore, la o temperatură de 80°C. Se obține un gel de culoare alb-gălbui având un grad maxim de umflare de 3150,62 %.
Exemplul 2
Se procedează ca în exemplul 1, dar folosind un amestec cu următoarea compoziție: 0,40 g xantan și 0,1 g condroitin sulfat. Se obține un gel alb-gălbui cu un grad maxim de umflare mai mare decât cel obținut în exemplul 1, de 3709,71 %.
Exemplul 3
Se procedează ca în exemplul 1, dar folosind un amestec cu următoarea compoziție: 0,35 g xantan și 0,15 g condroitin sulfat. Hidrogelul obținut este mai deschis la culoare și are o capacitate de umflare de 4494,60 %.
Exemplul 4
Se procedează ca în exemplul 1, dar se variază raportul dintre componenți, utilizându-se 0,30 g xantan și 0,2 g condroitin sulfat. Hidrogelurile se prezintă compacte și sub formă de filme având o capacitate de umflare de 5748,73 %.
Exemplul 5
Se procedează ca în exemplul 1, dar se variază raportul dintre componenți, utilizându-se 0,25 g xantan și 0,25 g condroitin sulfat cu o capacitate de umflare de 7157,17 %, valorile gradului maxim de umflare crescând o dată cu creșterea conținutului de condroitin sulfat.
Tabel 1. Cantitățile de condroitin sulfat și gradele de umflare ale hidrogelurilor
Xantan GAG Qmax=(m-m0)/m0
(%) (%) xlOO (%)
0,45 0,05 3150,62
0,4 0,1 3709,71
0,35 0,15 4494,60
0,3 0,2 5748,73
0,25 0,25 7157,17
-2009-0063^-1 3 “08- 2009
BIBLIOGRAFIE
1. Mazieres, B., Hucher, M., Zaîm, M., Gamero, P., Effect of chondroitin sulphate in symptomatic knee osteoarthritis: a multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled study, Annals if the Rheumatic Diseases, 66(5), 639-645,2007
2. Uebelhart, D., Malaise, M., Marcolongo, R., de Vathaire, F., Pipemo, M., Mailleux, E,, Fioravanti, A., Matoso, L., Vignon, E, Intermittent treatment of knee osteoarthritis with oral chondroitin sulphate: a one-year, randomized, double-blind, multicenter study versus placebo, Osteoarthritis and cartilage/OARS, Osteoarthritis Research Society, 12(4), 269-276, 2004
3. Mazieres, B., Combe, B., Phan Van, A., Tondut, J., Grynfeltt, M., Chondroitin sulphate in osteoarthritis of the knee, a prospective, double-blind, placebo-controlled multicenter clinical study, Journal of Rheumatology, 28,173-181,2001
4. Bucși, L., Poor, G., Efficacy and tolerability of oral chondroitin sulfate as a symptomatic slow acting drug for osteoarthritis (SYSADOA) in the treatment of knee osteoarthritis, Osteoarthritis Cartilage, 6(Suppl A), 31-36,1998
5. www.biocatalysts.com
6. Gilbert, M.E., Kirker, K.R., Gray, S.D., Ward, P.D., Szakacs, J.G., Prestwich, G.D, Chondroitin sulfate hydrogel and wound healîng în rabbit maxillary sinus mucosa, Laryngoscope, 114(8), 1406-9,2004
7. Wang, D.A., Varghese, S., Sharma, B., Strehin, I., Fermanian, S., Gorham, J., Multifuncțional chondroitin sulphate for cartilage tissue- biomaterial integration, Nat Mater, 6(5), 385-92,2007
8. Daamen, W.F., van Moerkerk, H.T., Hafmans, T., Buttafoco, L., Poot, A.A., Veerkamp, J.H., Preparation and evaluation of molecularly defined collagen-elastinglycosaminoglycan scaffolds for tissue engineering, Biomaterials, 24(22), 4001-9,2003 '2 009-0063^-1 3 -08- 2009
Ίχ
9. Cai, S., Liu, Y., Zheng Shu, X, Prestwich, G.D., Injectable glycosaminoglycan hydrogels for controlled release of human basic fibroblast growth factor, Biomaterials, 26(30), 6054—67,2005
10. Chen, R.N., Wang, G.M., Chen, C.H., Ho, H.O., Sheu, M.T. Development of N,O(carboxymethyl)chitosan/collagen matrixes as a wound dressing, Biomacromolecules, 7(4), 1058-64,2006
11. Dawlee, S., Sugandhi, A., Balakrishnan, B., Labarre, D., Jayakrishnan, A., Oxidized chondroitin sulfate-cross-linked gelatin matrixes: a new class of hydrogels, Biomacromolecules, 6(4), 2040-8, 2005
12. Xiao Hui Zou, Yang Zi Jiang, Guo Rong Zhang, Hang Mei Jin, Nguyen Thi Minh Hieu, Hong Wei Ouyang, Specific interactions between human fibroblasts and particular chondroitin sulfate molecules for wound healing, Acta Biomaterialia, 5(5), 1588-1595,2009
13. Saylers, A.A., Energy sources of major intestinal fermentative anaerobes, Am. J. Clin. Nutr., 32,158-163,1979
14. Volpi, N., Chondroitin sulfate for the treatment of osteroarthritis, Curr. Med. Chem., Anti-inflamm., Anti-allergy Agents, 4,221-234,2005
15. Morreale, P., Manopulo, R., Galați, M„ Boccanera, L., Saponati, G.B., Occhi, L., Comparison of the antiinflammatory efficacy of chondroitin sulfate and diclofenac sodium in patients with knee osteoarthritis, J. Rheumatol., 23, 1385-1391,1996
16. Ronca, F., Palmieri, L., Panicucci, P., Ronca, G., Anti-inflammatory activity of chondroitin sulfate, Osteoarthr. Cartilage, 6,14-21,1998
17. Rovetta, G., Monteforte, P., Molfetta, G., Balestra, V., A two-year study of chondroitin sulfate in erosive osteoarthritis of the hands: behavior of erosions, osteophytes, pain and hand dysfunction, Drugs Exp. Clin. Res., 30,11-16,2004
18. Rubinstein, A., Nakar, D., Sintov, A., Colonie drug delivery: enhanced release of indomethacin ffom cross-linked chondroitin matrix in rat cecal content, Pharm. Res., 9, 276280,1992
19. Sintov, A., Di-Capua, N., Rubinstein, A., Cross-linked chondroitin sulfate:
characterization for drug delivery purposes, Biomaterials, 16, 473 478,1995
20. Sintov, A., Di-Capua, N., Rubinstein, A., Cross-linked chondroitin sulfate:
characterization for drug delivery purposes, Biomaterials, 16,473^178,1996
21. Shiu-Chih Wang, Bing-Hung Chen, Li-Fang Wang, Jenn-Shing Chen,
Characterization of chondroitin sulfate and its interpenetrating polymer network hydrogels for sustained-drug release, Internațional Journal of Pharmaceutics, 329,103-109,2007
- 2 /0 Ο 9 - Ο Ο 6 3 “ -2009-006 3#?-I 3 -08- 2009
22. Hoffinan A., Adv. Drug Deliv. Rev., 43,3-12,2002
23. Chomet, E., Dumitriu, S., US Patent 6,964,772,2005
24. Rowe, R.C., Sheskey, P.J., Weller, P.J., Xanthan gum, în Handbook of
Pharmaceutical Excipients, 4th ed. The Pharmaceutical Press, London, pp. 691-693,2003
25. Renaud, M., Belgacem, M.N., Rinaudo, M., Polymer, 46,12348,2005

Claims (4)

  1. REVENDICĂRI
    1. Procedeu de obținere și compoziție a unor hidrogeluri bicomponente caracterizat prin aceea că este constituit din xantan și condroitin sulfat, care este reticulată cu 0,625 g epiclorhidrină, la o temperatură de 80°C, timp de 8 h.
  2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că hidrogelurile sunt constituite din xantan și condroitin sulfat, cu un grad maxim de umflare de peste 7157,17 fiind suprabsorbante.
  3. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că hidrogelurile sunt constituite din xantan și condroitin sulfat, utilizate în diferite rapoarte gravimetrice 90....50% xantan/10....50% condroitin sulfat.
  4. 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că hidrogelurile constituite din xantan și condroitin sulfat sunt suporturi/transportori convenabili pentru eliberarea controlată a codeinei.
ROA200900636A 2009-08-13 2009-08-13 Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat RO126183A2 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA200900636A RO126183A2 (ro) 2009-08-13 2009-08-13 Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA200900636A RO126183A2 (ro) 2009-08-13 2009-08-13 Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO126183A2 true RO126183A2 (ro) 2011-04-29

Family

ID=44502610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA200900636A RO126183A2 (ro) 2009-08-13 2009-08-13 Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO126183A2 (ro)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liang et al. Natural hydrogel dressings in wound care: Design, advances, and perspectives
Gao et al. Fabrication and characterization of collagen-based injectable and self-crosslinkable hydrogels for cell encapsulation
AU2008296975B2 (en) Delayed self-gelling alginate systems and uses thereof
ES2449017T3 (es) Compuestos reticulados, y métodos de preparación y uso de los mismos
TW574302B (en) A method for producing cross-linked hyaluronic acid-protein bio-composites
Zhuo et al. Injectable hyaluronan-methylcellulose composite hydrogel crosslinked by polyethylene glycol for central nervous system tissue engineering
US20120189704A1 (en) Novel injectable chitosan mixtures forming hydrogels
Orasugh et al. Sustained release of ketorolac tromethamine from poloxamer 407/cellulose nanofibrils graft nanocollagen based ophthalmic formulations
Westin et al. Development and characterization of carbohydrate-based thermosensitive hydrogels for cartilage tissue engineering
AU2009258885A1 (en) Injectable hydrogel forming chitosan mixtures
Mehrabi et al. Evaluation of inherent properties of the carboxymethyl cellulose (CMC) for potential application in tissue engineering focusing on bone regeneration
ES2928087T3 (es) Composiciones de polisacáridos para la reparación de tejidos
Shawan et al. Fabrication of xanthan gum: gelatin (xnt: gel) hybrid composite hydrogels for evaluating skin wound healing efficacy
CN115429935A (zh) 一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶及其制备方法
Hafiza et al. Biocompatible and biodegradable materials in medical applications
JP6933394B2 (ja) 組織再生誘導のためのバイオマテリアルデバイスおよび局所用組成物
Mukherjee et al. Xanthan gum and its composite-based hydrogels
Gajbhiye et al. Natural Gum (Xanthan, Gellan, Arabic, Guar, Ghatti Gum, Etc.)-Based Bio-Scaffold and Their Application in Tissue Engineering
Silva et al. Biomaterials from marine-origin biopolymers
JP6933393B2 (ja) 皮膚異常の処置のための治療用化粧品
Rao et al. Biopolymers in cosmetics, pharmaceutical, and biomedical applications
Ilomuanya Hydrogels as biodegradable biopolymer formulations
RO126183A2 (ro) Procedeu şi compoziţie pentru obţinerea de noi hidrogeluri pe bază de xantan şi condroitin sulfat
Brekke et al. Hyaluronan as a biomaterial
Zhang et al. Recent advances in glycopeptide hydrogels: design, biological functions, and biomedical applications