RU2048473C1

RU2048473C1 - Method of preparing interpolymeric complexes of chitosan with sodium dextran sulfate

Info

Publication number: RU2048473C1
Application number: RU92014633A
Authority: RU
Inventors: А.И. Гамзазаде; С.М. Насибов
Original assignee: Гамзазаде Ариф Исмаилович
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: affine ligands. SUBSTANCE: solution of chitosan salt is mixed with organic or mineral acid at pH 6.0-7.5 and then mixed with sodium dextran sulfate solution. Solvent water or 2-6 M aqueous urea solution. Mixture is kept up to pH 7.5-9.0. Molar ratio of chitosan salt and dextran sulfate is 1: (2-12), ratio of molecular mass of chitosan salt and sodium dextran sulfate is at the range 0.02-0.4. Product is used for binding atherogenic lipoproteins from blood and can be used in medicine. EFFECT: improved method of complex preparing. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения высокомолекулярных биологически активных соединений, а именно к способу получения водорастворимых поликомплексов хитозана с декстрансульфатом натрия, способным специфично связывать атерогенные липопротеины из крови. The invention relates to the field of producing high molecular weight biologically active compounds, and in particular to a method for producing water-soluble chitosan polycomplexes with sodium dextransulfate capable of specifically binding atherogenic lipoproteins from the blood.

Известны способы получения интерполимерных комплексов (ИПК) хитозана с различными сульфополисахаридами [1, 2] В частности, рассматриваются нерастворимые в воде поликомплексы гепарина с хитозаном и гликольхитозаном, проявляющие антитромбогенные свойства, однако нет данных об их применении для сорбции липопротеинов. Основной недостаток упомянутых комплексов связан с их нерастворимостью в воде и обычных органических растворителях, что обусловливает непригодность подобных композитов для нанесения покрытий. Known methods for producing interpolymer complexes (IPC) of chitosan with various sulfopolysaccharides [1, 2] In particular, water-insoluble heparin polycomplexes with chitosan and glycolchitosan exhibiting antithrombogenic properties are considered, however, there is no data on their use for sorption of lipoproteins. The main disadvantage of the mentioned complexes is related to their insolubility in water and ordinary organic solvents, which makes these composites unsuitable for coating.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, в соответствии с которым хитозан растворяют в 2%-ной уксусной или 1%-ной соляной кислотах, затем рН доводят до 6,5. Полученные растворы ДС с аналогичным рН среды. Образующий осадок интерполимерный комплекс (ИПК) после выдерживания около 0,5 ч отделяют центрифугированием и сушат [3]
Недостатками этого способа являются следующие:
1. Практически полная нерастворимость полученных ИПК при комнатной температуре и ограниченная растворимость при нагревании в некоторых сильно полярных растворителях (муравьиная кислота, диметилсульфоксид, формамид).The closest technical solution to the invention is a method in which chitosan is dissolved in 2% acetic or 1% hydrochloric acids, then the pH is adjusted to 6.5. The resulting solutions of DS with a similar pH. The precipitate-forming interpolymer complex (IPC) after aging for about 0.5 hours is separated by centrifugation and dried [3]
The disadvantages of this method are the following:
1. Almost complete insolubility of the obtained IPC at room temperature and limited solubility when heated in some strongly polar solvents (formic acid, dimethyl sulfoxide, formamide).

2. Невозможность регулирования состава получаемых ИПК из-за моментального выпадения осадка при смешении компонентов. 2. The inability to control the composition of the obtained IPC due to instant precipitation during the mixing of the components.

3. Трудности с поддержанием рН растворов хитозана со значением 6,5 (полимер выпадает в осадок), что реально возможно для хитозана с невысокой молекулярной массой и подвергнутого переосаждению, как это предусмотрено в способе-прототипе. 3. Difficulties in maintaining the pH of chitosan solutions with a value of 6.5 (the polymer precipitates), which is really possible for chitosan with a low molecular weight and subjected to reprecipitation, as provided in the prototype method.

Задачей изобретения является получение растворимых ИПК хитозана с ДС регулируемого состава, которые могут быть использованы в качестве покрытий, в том числе для получения гемосорбентов, избирательно сорбирующих атерогенные липопротеины. The objective of the invention is to obtain soluble IPC chitosan with DS of controlled composition, which can be used as coatings, including for the production of hemosorbents that selectively sorb atherogenic lipoproteins.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения интерполимерных комплексов хитозана с декстрансульфатом натрия путем смешения растворов исходных компонентов, выдерживания реакционной смеси и выделения целевого продукта, в качестве растворителя используют воду или 2-6 М водный раствор мочевины, в качестве исходного раствора хитозана раствор, содержащий соль хитозана с органической или минеральной кислотой, имеющий рН 6,0-7.5, и выдерживание реакционной смеси осуществляют до достижения рН 7,5-9,0, при молярном соотношении соль хитозана: декстрансульфат натрия, равном 1:2-12, причем отношение молекулярных масс соли хитозана и декстрансульфата натрия выбирают в диапазоне 0,02-0,4. The problem is achieved in that in the method for producing interpolymer complexes of chitosan with sodium dextran sulfate by mixing solutions of the starting components, keeping the reaction mixture and isolating the target product, water or a 2-6 M urea aqueous solution is used as a solvent, a solution is used as a chitosan initial solution, containing a salt of chitosan with an organic or mineral acid having a pH of 6.0-7.5, and maintaining the reaction mixture is carried out until a pH of 7.5-9.0 is reached, with a molar ratio of salt tozan: sodium dextran sulfate, equal to 1: 2-12, and the ratio of the molecular weights of the salt of chitosan and sodium dextran sulfate is selected in the range of 0.02-0.4.

Предпочтительным растворителем для используемых компонентов 3-5 М водный раствор мочевины. The preferred solvent for the components used is a 3-5 M urea aqueous solution.

Полученный поликомплекс хитозана с ДС растворим в воде, в водной мочевине, диметилсульфоксиде с различным содержанием воды. The obtained polycomplex of chitosan with DS is soluble in water, in aqueous urea, dimethyl sulfoxide with different water contents.

Как видно из таблицы, где представлены данные экспериментов, при соотношении компонентов, больше 1:12 коэффициент седиментации раствора ИПК и содержание серы в нем не изменяются. При соотношении компонентов меньше 1:2 образуется нерастворимый комплекс в водно-солевых средах. ИПК ДС и солей хитозана с молекулярной массой меньше 10 кД непрочные или вовсе образование ИПК не происходит. При использовании хитозана с молекулярной массой выше 200 кД, поликомплекс выпадает в осадок. Верхняя граница растворимости солей хитозана от рН определяется потерей их растворимости при рН больше 7,5, а нижняя граница (меньше 5,5) нерастворимостью конечного продукта. При рН конечного раствора ИПК меньше 7,5 система становится мутной и следовательно, происходит изменение состава ИПК, а при рН больше 9,0 в системе происходит фазовое разделение. При концентрации мочевины меньше 2 моль/л частицы поликомплексов с концентрацией 1% и более находятся в ассоциированном состоянии, а больше 6 моль/л не наблюдается изменение в состоянии системы. Полученные ИПК могут быть использованы в качестве аффинного лиганда для связывания атерогенных липопротеинов в гемосорбентах, что иллюстрируют примеры 21 и 22. As can be seen from the table where the experimental data are presented, when the ratio of the components is more than 1:12, the sedimentation coefficient of the IPC solution and the sulfur content in it do not change. When the ratio of components is less than 1: 2, an insoluble complex is formed in water-salt environments. IPC DS and salts of chitosan with a molecular mass of less than 10 kD are fragile or do not form IPC at all. When using chitosan with a molecular mass above 200 kD, the polycomplex precipitates. The upper limit of the solubility of chitosan salts from pH is determined by the loss of their solubility at pH greater than 7.5, and the lower limit (less than 5.5) of the insolubility of the final product. At a pH of the final IPC solution of less than 7.5, the system becomes cloudy and, consequently, a change in the composition of the IPC occurs, and at pH greater than 9.0, phase separation occurs in the system. When the urea concentration is less than 2 mol / L, particles of polycomplexes with a concentration of 1% or more are in an associated state, and more than 6 mol / L, there is no change in the state of the system. The obtained IPC can be used as an affinity ligand for binding of atherogenic lipoproteins in hemosorbents, as illustrated by examples 21 and 22.

Способ получения ИПК хитозана с декстрансульфатом натрия иллюстрируют следующие примеры. The method of obtaining the IPC of chitosan with sodium dextran sulfate is illustrated by the following examples.

П р и м е р 1. 75,9 мг ДС с мол. м. 500 кД растворяют в 10 мл 4М водном растворе мочевины, затем отдельно готовят раствор хлоргидрата хитозана с мол. м. 30 кД в 4М водном растворе мочевины (7,4 мг в 10 мл), рН среды доводят до 6,0 добавлением 0,1 н. NaOH и при перемешивании полученный раствор добавляют к раствору ДС, выдерживают в течение 1 ч до установления рН системы 8,0, далее раствор поликомплекса диализуют против воды, содержащей 0,01 М NaCl и сушат лиофильно. Содержание серы и азота в продукте составляло: S 13,8 мас. N 2,03 мас. PRI me R 1. 75.9 mg of DS with mol. m. 500 KD is dissolved in 10 ml of a 4M aqueous solution of urea, then a solution of chitosan hydrochloride with a mol. m. 30 KD in a 4M aqueous solution of urea (7.4 mg in 10 ml), the pH of the medium was adjusted to 6.0 by adding 0.1 N. NaOH and with stirring, the resulting solution is added to the DS solution, kept for 1 h until the pH of the system is 8.0, then the polycomplex solution is dialyzed against water containing 0.01 M NaCl and freeze-dried. The sulfur and nitrogen content in the product was: S 13.8 wt. N 2.03 wt.

Приготовление ИПК в других условиях иллюстрируют данные, приведенные в таблице (примеры 2-20). The preparation of the IPC in other conditions is illustrated by the data shown in the table (examples 2-20).

П р и м е р 21. К 1 г эпоксидированному макропористому стеклу с диаметром пор 200 нм добавляют 10 мл 1%-ного раствора ИПК, полученный согласно примеру 1, перемешивают в течение 6 ч при комнатной температуре, реакционную смесь фильтруют, промывают 10%-ным раствором хлорида натрия, водой и сушат. Содержание иммобилизованного комплекса составляет 8 мг/г. PRI me R 21. To 1 g of epoxidized macroporous glass with a pore diameter of 200 nm add 10 ml of a 1% solution of IPC obtained according to example 1, is stirred for 6 hours at room temperature, the reaction mixture is filtered, washed with 10% solution of sodium chloride, water and dried. The content of the immobilized complex is 8 mg / g.

П р и м е р 22. Кровь перфузируют через колонку объемом 1 см³ с сорбентом, полученным по примеру 3, по замкнутому контуру со скоростью 1 мл/мин в течение 45 мин при соотношении кровь-сорбент 6:1 по объему. В плазме крови, содержащей 300 мг/дл общего холестерина, после сорбции определяют концентрацию холестерина липопротеинов низкой плотности. Снижение концентрации холестерина после сорбции составляет 78%PRI me R 22. Blood is perfused through a column of 1 cm ³ with the sorbent obtained in example 3, in a closed loop at a speed of 1 ml / min for 45 minutes at a ratio of blood-sorbent 6: 1 by volume. In a blood plasma containing 300 mg / dl of total cholesterol, after sorption, the concentration of low density lipoprotein cholesterol is determined. Decrease in cholesterol concentration after sorption is 78%

Claims

METHOD FOR PRODUCING CHITOZAN INTERPOLYMERIC COMPLEXES WITH SODIUM DECTRASULFULATE by mixing solutions of the starting components, keeping the reaction mixture and isolating the target product, characterized in that water and a 2 6 M aqueous urea solution are used as a solvent, a solution containing chitosan salt with a solution containing chitosan salt organic or mineral acid having a pH of 6.0 to 7.5, and maintaining the reaction mixture is carried out to achieve a pH of 7.5 to 9.0 at a molar ratio of chitosan salt of dextran sulfate n atria 1 2 12, and the ratio of molecular weights of the salt of chitosan and dextransulfate is selected in the range of 0.02 0.4.