RU2280038C2 - Новые биополимеры, полученные облучением в твердой фазе в атмосфере ненасыщенных газов - Google Patents
Новые биополимеры, полученные облучением в твердой фазе в атмосфере ненасыщенных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280038C2 RU2280038C2 RU2003130092/04A RU2003130092A RU2280038C2 RU 2280038 C2 RU2280038 C2 RU 2280038C2 RU 2003130092/04 A RU2003130092/04 A RU 2003130092/04A RU 2003130092 A RU2003130092 A RU 2003130092A RU 2280038 C2 RU2280038 C2 RU 2280038C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biopolymer
- protein
- kgy
- gas
- animal
- Prior art date
Links
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 title abstract 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 title description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 81
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims abstract description 59
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 56
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims abstract description 56
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 39
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 39
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 38
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 27
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 17
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 8
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- -1 ethylene, propylene Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims abstract 3
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 39
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 claims description 23
- 239000001814 pectin Substances 0.000 claims description 22
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 claims description 22
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 claims description 21
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 16
- 229940099552 hyaluronan Drugs 0.000 claims description 14
- KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N hyaluronan Chemical group CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H](C(O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N 0.000 claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 13
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 12
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 11
- 241000220479 Acacia Species 0.000 claims description 10
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 9
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 9
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 claims description 9
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 9
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 9
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920001218 Pullulan Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004373 Pullulan Substances 0.000 claims description 8
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 8
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 8
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 8
- 235000019423 pullulan Nutrition 0.000 claims description 8
- 229920000189 Arabinogalactan Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 claims description 7
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 claims description 7
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 claims description 7
- 239000001904 Arabinogalactan Substances 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 6
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 4
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 235000019312 arabinogalactan Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 4
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- 239000005018 casein Substances 0.000 claims description 3
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 claims description 2
- SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 4-[6-[(3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl)oxymethyl]-3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl]oxy-2-(hydroxymethyl)-6-methyloxane-3,5-diol Chemical compound OC1C(OC)C(O)COC1OCC1C(O)C(OC)C(O)C(OC2C(C(CO)OC(C)C2O)O)O1 SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims 3
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 claims 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 38
- 230000006870 function Effects 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 25
- 244000215068 Acacia senegal Species 0.000 description 23
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 19
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 235000006491 Acacia senegal Nutrition 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 108010054251 arabinogalactan proteins Proteins 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- 235000010643 Leucaena leucocephala Nutrition 0.000 description 9
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 8
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 6
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 description 5
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 5
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 5
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 5
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 4
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 4
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 4
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N Galacturonsaeure Natural products O=CC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- AEMOLEFTQBMNLQ-BKBMJHBISA-N alpha-D-galacturonic acid Chemical compound O[C@H]1O[C@H](C(O)=O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-BKBMJHBISA-N 0.000 description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 3
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 3
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 3
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 3
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N (+)-Galactose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N 0.000 description 2
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 2
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000722985 Fidia Species 0.000 description 2
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 2
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- ZNOZWUKQPJXOIG-XSBHQQIPSA-L [(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[[(1r,3s,4r,5r,8s)-3,4-dihydroxy-2,6-dioxabicyclo[3.2.1]octan-8-yl]oxy]-4-[[(1r,3r,4r,5r,8s)-8-[(2s,3r,4r,5r,6r)-3,4-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)-5-sulfonatooxyoxan-2-yl]oxy-4-hydroxy-2,6-dioxabicyclo[3.2.1]octan-3-yl]oxy]-5-hydroxy-2-( Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](OS([O-])(=O)=O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H]2OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]1[C@H]([C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]3[C@@H]4OC[C@H]3O[C@H](O)[C@@H]4O)[C@@H]1O)OS([O-])(=O)=O)[C@@H]2O ZNOZWUKQPJXOIG-XSBHQQIPSA-L 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 2
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 2
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 2
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004191 hydrophobic interaction chromatography Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 2
- LUEWUZLMQUOBSB-OUBHKODOSA-N maltotetraose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](O[C@@H](O[C@@H]3[C@@H](O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]3O)CO)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-OUBHKODOSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 2
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 2
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 2
- AEMOLEFTQBMNLQ-AZLKCVHYSA-N (2r,3s,4s,5s,6r)-3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1O[C@@H](C(O)=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-AZLKCVHYSA-N 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,3s,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N 0.000 description 1
- AEMOLEFTQBMNLQ-SYJWYVCOSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1O[C@H](C(O)=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-SYJWYVCOSA-N 0.000 description 1
- UVJWCNFWEYPYSP-SNKMQCGQSA-N 2-aminoacetic acid;(2s,4r)-4-hydroxypyrrolidine-2-carboxylic acid;(2s)-pyrrolidine-2-carboxylic acid Chemical compound NCC(O)=O.OC(=O)[C@@H]1CCCN1.O[C@H]1CN[C@H](C(O)=O)C1 UVJWCNFWEYPYSP-SNKMQCGQSA-N 0.000 description 1
- LCSKNASZPVZHEG-UHFFFAOYSA-N 3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione;1,4-dioxane-2,5-dione Chemical group O=C1COC(=O)CO1.CC1OC(=O)C(C)OC1=O LCSKNASZPVZHEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 32-alpha-galactosyl-3-alpha-galactosyl-galactose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(OC2C(C(CO)OC(O)C2O)O)OC(CO)C1O DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPXRTVAIJMUAQR-UHFFFAOYSA-N 4-(9h-fluoren-9-ylmethoxycarbonylamino)-1-[(2-methylpropan-2-yl)oxycarbonyl]pyrrolidine-2-carboxylic acid Chemical compound C1C(C(O)=O)N(C(=O)OC(C)(C)C)CC1NC(=O)OCC1C2=CC=CC=C2C2=CC=CC=C21 UPXRTVAIJMUAQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYJOQICPGZGYDT-UHFFFAOYSA-N 4-methylsulfonylbenzenesulfonyl chloride Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=C(S(Cl)(=O)=O)C=C1 TYJOQICPGZGYDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 241000223651 Aureobasidium Species 0.000 description 1
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 1
- PUPAPFTXLYVYPX-UHFFFAOYSA-N CC1C=CC(C)C1 Chemical compound CC1C=CC(C)C1 PUPAPFTXLYVYPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 125000002353 D-glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N D-maltotriose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 229920002148 Gellan gum Polymers 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 206010053185 Glycogen storage disease type II Diseases 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N Hydroxyproline Chemical compound O[C@H]1CN[C@H](C(O)=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-HWQSCIPKSA-N L-arabinopyranose Chemical compound O[C@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-HWQSCIPKSA-N 0.000 description 1
- 229920000161 Locust bean gum Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004100 Oxytetracycline Substances 0.000 description 1
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 description 1
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000016611 Proteoglycans Human genes 0.000 description 1
- 108010067787 Proteoglycans Proteins 0.000 description 1
- 241000206572 Rhodophyta Species 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 241000425571 Trepanes Species 0.000 description 1
- LUEWUZLMQUOBSB-UHFFFAOYSA-N UNPD55895 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(OC3C(OC(O)C(O)C3O)CO)C(O)C2O)CO)C(O)C1O LUEWUZLMQUOBSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-RSJOWCBRSA-N aldehydo-D-galacturonic acid Chemical compound O=C[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-RSJOWCBRSA-N 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-QTBDOELSSA-N aldehydo-D-glucuronic acid Chemical compound O=C[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-QTBDOELSSA-N 0.000 description 1
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 229940030225 antihemorrhagics Drugs 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 230000037118 bone strength Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- PMMYEEVYMWASQN-UHFFFAOYSA-N dl-hydroxyproline Natural products OC1C[NH2+]C(C([O-])=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 1
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 229940097043 glucuronic acid Drugs 0.000 description 1
- 244000144993 groups of animals Species 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000007954 growth retardant Substances 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 229920000591 gum Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002874 hemostatic agent Substances 0.000 description 1
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229960002591 hydroxyproline Drugs 0.000 description 1
- 229940072322 hylan Drugs 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229960004184 ketamine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002356 laser light scattering Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000010420 locust bean gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000711 locust bean gum Substances 0.000 description 1
- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- UYQJCPNSAVWAFU-UHFFFAOYSA-N malto-tetraose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UYQJCPNSAVWAFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N mannotriose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)C(O)C1O FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000569 multi-angle light scattering Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N oxytetracycline Chemical compound C1=CC=C2[C@](O)(C)[C@H]3[C@H](O)[C@H]4[C@H](N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)[C@@]4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N 0.000 description 1
- 229960000625 oxytetracycline Drugs 0.000 description 1
- 235000019366 oxytetracycline Nutrition 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229940124531 pharmaceutical excipient Drugs 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003058 plasma substitute Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000001528 pulsed nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M sodium chloroacetate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CCl FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000021055 solid food Nutrition 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- IWVCMVBTMGNXQD-UHFFFAOYSA-N terramycin dehydrate Natural products C1=CC=C2C(O)(C)C3C(O)C4C(N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)C4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
- 230000036964 tight binding Effects 0.000 description 1
- FGMPLJWBKKVCDB-UHFFFAOYSA-N trans-L-hydroxy-proline Natural products ON1CCCC1C(O)=O FGMPLJWBKKVCDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 150000004043 trisaccharides Chemical group 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
- 229960004175 xylazine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N β-1,4-galactotrioside Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/20—Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0087—Glucomannans or galactomannans; Tara or tara gum, i.e. D-mannose and D-galactose units, e.g. from Cesalpinia spinosa; Tamarind gum, i.e. D-galactose, D-glucose and D-xylose units, e.g. from Tamarindus indica; Gum Arabic, i.e. L-arabinose, L-rhamnose, D-galactose and D-glucuronic acid units, e.g. from Acacia Senegal or Acacia Seyal; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
- C08H1/06—Macromolecular products derived from proteins derived from horn, hoofs, hair, skin or leather
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S530/00—Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
- Y10S530/827—Proteins from mammals or birds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S530/00—Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
- Y10S530/827—Proteins from mammals or birds
- Y10S530/832—Milk; colostrum
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S530/00—Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
- Y10S530/827—Proteins from mammals or birds
- Y10S530/839—Nerves; brain
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S530/00—Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
- Y10S530/827—Proteins from mammals or birds
- Y10S530/84—Bones; tendons; teeth; cartilage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S530/00—Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
- Y10S530/827—Proteins from mammals or birds
- Y10S530/841—Muscles; heart
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S530/00—Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
- Y10S530/827—Proteins from mammals or birds
- Y10S530/842—Skin; hair; nails; sebaceous glands; cerumen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к новым продуктам на основе биополимеров. Способ модификации встречающегося в природе биосовместимого биополимера, который характеризуется отсутствием каких-либо функциональных групп, включает обработку указанного биополимера в твердом или сухом состоянии источником ионизирующего излучения в присутствии опосредствующего газа. Опосредующий газ представляет собой незамещенный алкеновый или алкиновый газ, которым является этилен, пропилен или ацетилен, и отжиг полученного продукта в отсутствие кислорода при температуре от около 40 до 120°С, с последующим удалением всего оставшегося опосредствующего газа. Модифицированный биополимер получен вышеуказанным способом. Модифицированный, встречающийся в природе биосовместимый биополимер, полученный вышеуказанным способом, выбран из группы, состоящей из полисахаридов растительного или животного происхождения, белка, полученного из соединительной ткани животного, белка, полученного из других тканей животного, комбинации, по крайней мере, одного из указанных полисахаридов и, по крайней мере, одного другого белка растительного происхождения, или деминерализованной кости ("DMB"). Способ модификации ткани животного происхождения включает обработку образца указанной ткани или ее компонента в твердом или сухом состоянии источником ионизирующего излучения в присутствии опосредствующего газа и отжиг полученного продукта в отсутствие кислорода при температуре от около 40 до 120°С, с последующим удалением всего оставшегося опосредствующего газа. Изобретение позволяет получить биополимеры, обладающие хорошей биосовместимостью, при этом в исходный биополимер не вводят ни новых, ни дополнительных функциональных групп. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 12 табл., 43 ил.
Description
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к новым продуктам; к способам их получения из сухих биологических полимеров (биополимеров) с использованием ионизирующего излучения в твердом (не жидком) состоянии в присутствии ненасыщенного газа в условиях специфических реакций, и к использованию этих продуктов.
Предпосылки изобретения
Специалистам в рассматриваемой области известно, что некоторые типы полимерных материалов подвергают облучению с целью решения ряда различных задач, хотя, насколько известно авторам, специалистам неизвестна обработка таких биополимеров излучением высоких энергий в присутствии опосредствующего газа, например ацетилена, с целью модификации биополимера таким образом, чтобы улучшить его свойства в одном или более из аспектов. Представляют интерес следующие патенты США: 3215634 (Walker); 4024073 (Shimizu); 4716224 (Sakurai); 4746514 (Warne); 4987222 (De Ambrosi); 5376692 (Park) и опубликованная иностранная заявка WO 96/03147 (Fidia,S.p.A), но они не являются значимо релевантными. Например, нигде в этих работах не сообщается об облучении полимерных материалов в твердом состоянии, включая Warne ('514), который действительно использует этиленсодержащие ненасыщенные соединения, но не в газообразном состоянии.
Sakurai ('224) раскрывает сшивку гиалуроновой кислоты с полифункциональными эпоксисоединениями в определенных условиях, но ни в одном из вариантов не упоминается использование ионизирующего излучения/ненасыщенных(алкеновых или алкиновых) газов.
Walker ('634) и Shimizu ('073) также раскрывают использование различных химических сшивающих агентов для получения продуктов - сшитых полисахаридов.
De Ambrosi ('222) раскрывает контролируемое получение низкомолекулярных глюкозаминогликанов в результате деполимеризации высокомолекулярных глюкозаминогликанов под действием гамма-излучения.
Предложение Warne ('514) направлено на обратную задачу. Warne раскрывает получение сшитых гидрогелей, обрабатывая полисахарид, со степенью высокомолекулярности, не более чем пентасахарид, ионизирующим излучением в присутствии этилен-ненасыщенных соединений (но не газов), содержащих, по крайней мере, одну гидрофильную группу.
Park ('692) раскрывает белки, например альбумин, которые функционализированы таким образом, что если альбумин связан с совместимым с кровью субстратом, и после радиационной обработки, свободные радикалы, образующиеся как на белке, так и на субстрате, химически связываются друг с другом. В этой ссылке нет указаний или предположений относительно сшивки полимеров под действием ионизирующего излучения в присутствии ненасыщенного газа, который образует часть сшивки.
Fidia (PCT заявка № WO 96/03147) раскрывает синтез химических гелей из полиэлектролитных полисахаридов, включая HA- и НА-бензиловые сложные эфиры, под действием гамма-излучения, которому предшествует функционализация для введения в их структуру олефиновых связей. Единственным раскрытым функционализирующим агентом является глицидилакрилат. Следует упомянуть другие иностранные патенты, которые имеют меньшее отношение к изобретению: EP 000038426; JP 360143991; JP 363301234; JP 401118529; DE 004123889; DE 004124338 и JP 406073102.
Не патентная литература, относящаяся к объекту настоящего изобретения, в частности, к некоторым исследованиям, проведенным на некоторых исходных материалах, использованных в настоящем изобретении, и к воздействию ионизирующего излучения на незаряженные полисахариды (такие как крахмал и целлюлоза) и на полиэлектролитные полисахариды (такие как гиалуроновая кислота и ее сшитое производное гилан, альгинаты, гепарин и т.д.) для того, чтобы вызвать разложение с разрывом основной цепи, приводящим к снижению молекулярного веса и вязкости, представлена здесь:
Описание изобретения
В настоящем изобретении предложена чрезвычайно широкая категория новых биополимеров, обладающих существенно улучшенными характеристиками по сравнению с исходными биополимерами. Молекулярные веса этих материалов можно увеличить регулируемым образом с тем, чтобы получить новые физические и химические свойства (например, эмульгирование и связывание с водой). Водные растворы новых продуктов можно получить буквально любой нужной вязкости и/или вязкоэластичности. Биополимеры можно превратить в новые гидрофильные гели (гидрогели) заданного конкретного размера и обладающие конкретными микромеханическими свойствами. Такие изменения можно осуществить без введения новых химических заместителей, и, следовательно, новые материалы сохраняют присущую им биосовместимость исходного или родительского биополимера. В способе получения новых биосополимеров можно использовать один или более из различных биополимеров.
В том смысле, как здесь использованы термины биополимер и биологический полимер, их следует понимать как полимер, полученный из биологического источника, в том числе и растения, включая микроорганизмы, или животное.
Рассматриваемые в настоящем изобретении биополимеры включают незамещенные биополимеры, охватывая всю область полисахаридов, полученных из растений и животных, независимо от того, заряжены они или не заряжены, а также белки, непосредственно полученные из источников коллагеновой ткани животных, такие как коллаген, желатин, и человеческие и животные продукты, такие как казеин, комбинации одного или более из таких полисахаридов с одним или более из белков растительного происхождения - такие как арабиногалактановые белки, биологические ткани и материалы, полученные из них, используемые для пересадки тканей и трансплантации, либо конечные продукты, либо частичные, и которые получены или сформированы из одного или более из таких биополимеров или их комбинаций с другими вышеуказанными материалами. Биополимеры, которые предстоит обработать для получения новых материалов в соответствии со способом настоящего изобретения, нет необходимости модифицировать каким либо образом до обработки, например, вводя какие-либо функционализирующие группы, которые могут быть необходимы в других процессах для активации биополимера, или для того, чтобы сделать его более реакционноспособным.
Иллюстративные примеры биополимеров, рассматриваемых в настоящем изобретении, включают:
Растительные экссудаты акаций, таких как Acacia Senegal и Acacia Seyal, содержащие арабиногалактановые белки во всех растениях; декстран и родственные бактериальные полисахариды; химически модифицированные полисахариды, такие как карбоксиметилцеллюлоза; гелеобразующие полисахариды либо бактериального происхождения (ксантан), либо растительного происхождения (каррагенан), либо фруктового происхождения (пектин); полисахариды и белки соединительных тканей животных и их комбинации, такие как гиалуронан, протеогликаны и химически модифицированные полисахариды животного происхождения, такие как хилан; и интерактивные комбинации этих материалов, которые могут быть ассоциированы, связаны и могут быть сращенными в специфических комбинациях.
При осуществлении способа настоящего изобретения для получения новых материалов из исходных биополимеров, предпочтительно, чтобы в исходном виде биополимер был в твердом состоянии, т.е. сухим, в атмосфере, включающей опосредствующий агент, предпочтительно низкомолекулярный ненасыщенный алкеновый или алкиновый газ, такой как этилен, пропилен или ацетилен, предпочтительно ацетилен. Перед введением опосредствующего газа в зону реакции эту зону необходимо очистить от любой содержащей активный кислород атмосферы. Любой опосредствующий газ удаляют после завершения процесса, и поэтому полученный в результате новый материал не содержит какого-либо опосредствующего газа.
Биополимерная система (или обработанный или частично обработанный, полученный из нее продукт) из которого была удалена активная атмосфера, насыщают затем опосредствующим газом при атмосферном давлении, и экспонируют источником ионизирующего излучения, который может быть либо изотопом, таким как 60Со (γ-лучи), либо излучением высокой энергии (250 КэВ до 10 МэВ) от ускорителя электронов, либо рентгеновскими лучами, создаваемыми ускорителем, либо любым другим подходящим устройством.
Минимальная поглощаемая доза излучения может меняться от 1 кГр до 50 кГр, в зависимости от строения биополимера, от необходимости получения разветвленного или длинноцепочечного продукта, от необходимости повышение молекулярного веса для создания легко растворимого в воде продукта или получения либо геля, либо мембранного продукта. Как правило, сильно разветвленные полисахаридные структуры могут привести к достижению 4х-кратного увеличения молекулярного веса при дозах вплоть до 10 кГр и гелей при дозах вплоть до 50 кГр, тогда как аналогичных изменений в неразветвленных структурах удается достичь при столь низких дозах, как 1-3 кГр. Белкам необходимо вплоть до 25 кГр для достижения аналогичного результата. Смеси и комбинированные адгезивные системы требуют тщательного выбора доз в зависимости от состава систем.
После стадии облучения в присутствии газообразного опосредствующего агента и для удаления всех активных агентов, образовавшихся в процессе облучения, полученную биополимерную систему или новый материал подвергают термообработке (отжигу) в отсутствие кислорода при повышенных температурах в интервале от 40 до 120°C в зависимости от термостабильности биополимерной системы, которую необходимо модифицировать. Такую стадию отжига в идеале можно осуществить в присутствии ненасыщенной газообразной атмосферы или, в другом варианте, в присутствии инертного газа, такого как азот или гелий, или в вакуумном термостате. Первое может привести к увеличению количества образования нового продукта, а последнее обеспечивает подходящий механизм окончания процесса.
После стадии отжига все оставшиеся газообразные опосредствующие агенты удаляют из модифицированной биополимерной системы путем аэрации системы, и при необходимости используют для обработки полимера вакуумный процесс. Это зависит от удерживающей способности материала в отношении газа, что зависит от пористости твердой системы.
Новые биополимеры, полученные в результате вышеописанной обработки, характеризуются изменением следующих параметров, при сравнении исходного материала с новыми биополимерами:
а) молекулярный вес может увеличиться в 4-5 раз;
b) обычно параллельно с увеличением молекулярного веса происходит повышение связывания воды;
с) используя пониженные концентрации биополимеров, удается получить эмульсию с размерами капель порядка 1 мкм;
d) интервал изменений вязкости и вязкоэластичности достигает 1000-кратного; и
е) наблюдается образование гидрогелей с размерами частиц 150-2000 мкм.
Молекулярный вес исходного биополимера можно увеличить контролируемым образом с тем, чтобы получить новое поколение продуктов с улучшенными свойствами без утраты основных функциональностей исходного биополимера. Увеличенные параметры молекул обеспечивают большее связывание с водой, улучшают физические свойства, такие как образование более мелких частиц эмульсии, новые связывающие способности и функции в отношении других полимеров, независимо от того, являются они заряженными или нет, и лучшее качество при изготовлении лекарств и небольшое выделение ионов.
Можно получить растворимые продукты с повышенной или пониженной вязкостью и/или вязкоэластичностью. Таким образом, можно получить новые пищевые, лекарственные и промышленные продукты.
Особенно важным для настоящего изобретения является тот факт, что в структуру биополимера в результате процесса изобретения не вносится никаких заметных или идентифицируемых химических изменений. Поэтому любой новый продукт, полученный в соответствии с настоящим изобретением, можно использовать на практике фактически тем же способом, что и исходный биополимер.
Гидрофильные гели (гидрогели) можно получить с определенным размером частиц и конкретными микромеханическими свойствами. Полученные продукты обладают такой же биосовместимостью, что и исходные биополимеры.
Широкий круг новых продуктов можно получить, изменяя параметры процесса, и эти параметры составляют неотъемлемую часть сути и целей настоящего изобретения и включены в объем представленной формулы изобретения. Способ не приводит к получению одного нового продукта, или даже ряда новых продуктов для конкретного типа биополимера, но скорее он предлагает возможность получения семейства новых продуктов, каждый из которых можно приспособить для конкретных применений.
Краткое описание фигур
Фигуры включают ФИГ.1-24, всего 43 ФИГ. на 27 листах. Каждая из этих перечисленных и описанных далее ФИГ. представляет графики, и они относятся к одному или более из примеров, представленных далее в разделе примеры.
ФИГ.1. Дифференциальное молярномассовое распределение контрольных и облученных образцов Acacia Senegal (высушены распылением).
GSDA-C | Контроль | GSD2-3K | 2,3 кГр |
GSD3-8К | 3,8 кГр | GSD6-1K | 6,1 кГр |
GSD10-5К | 10,5 кГр | GSD13-9К | 13,9 кГр |
GSD25А2 | 24,8 кГр | GSD50А1 | 49,8 кГр |
ФИГ.2. Увеличение образования гидрогелей при различных условиях обработки.
ФИГ.3. Сравнение содержания белка в Acacia Seyal после радиационной обработки; контроль по поглощению УФ-излучения на длине волны 214 нм.
ТО-7А1 | 0,7 кГр | Т1-2АI | 1,2 кГр |
TI-5А1 | 1,5 кГр | Т3-2А1 | 3,2 кГр |
Т8-9А1 | 5,9 кГр | Т24-8А1 | 248 кГр |
Т49-8А1 | 49,8 кГр | Т-С2 | контроль |
ФИГ.4а. Спектр 13С-ЯМР Acacia Senegal (без облучения).
ФИГ.4b. Спектр 13С-ЯМР Acacia Senegal (облучение 6,1 кГр).
ФИГ.5. Кривая вязкости сдвига как функция скорости сдвига для 33,3% (вес/вес) контроля и облученного образца Acacia Senegal (высушен распылением). (•) контроль; (о) 2,3 кГр; (▲) 2,8 кГр; (Δ) 6,1 кГр; (■) 10,5 кГр;
ФИГ.6. График (а) модуля сохранения и (b) модуля потерь как функция частоты для 33,3% (вес/вес) контроля и облученного образца Acacia Senegal (высушен распылением). (▲) контроль (•) 2,8 кГр; (×) 3,8 кГр; (■) 10,5 кГр;
ФИГ.7а. Дифференциальное молярномассовое распределение контрольных и облученных образцов декстрана.
Декстран | Контроль | D0-7A1 | 0,7 кГр |
D1-2A1 | 1,2 кГр | D1-5K1 | 1,5 кГр |
D1-7K | 1,7 кГр | D2-3кГр | 2,3 кГр |
D3-8K | 3,8 кГр | D5-9A1 | 5,9 кГр |
D16-2A1 | 16,2 кГр | D24-8A1 | 24,8 кГр |
D49-8А1 | 49,8 кГр |
ФИГ.7b. Кривые модулей сохранения (G') как функция частоты для 6,25% (вес/объем) декстрана.
ФИГ.8а. Дифференциальное молярномассовое распределение контрольного и облученных образцов СМС.
СМС-С2 | Контроль | С1-5К | 1,5 кГр |
С1-7К | 1,7 кГр | С2-3К | 2,3 кГр |
С2-8К | 2,8 кГр | С3-8К | 8,3 кГр |
ФИГ.8b. Кривая вязкости сдвига как функция скорости сдвига для 2% в Н2О контрольного и облученного образцов СМС. (о) контроль; (Δ) 1,5 кГр;
ФИГ.8 с. Кривые модулей сохранения (G') как функция частоты для 2% в Н2О контрольного и облученных образцов СМС. (о) контроль; (Δ) 1,5 кГр;
ФИГ.9а. Дифференциальное молярномассовое распределение контрольных и облученных образцов пуллулана.
Р-С2 | Контроль | Р1-2АI | 1,2 кГр |
Р1-5К | 1,5 кГр | Р1-7К | 1,7 кГр |
Р2-3К | 2,3 кГр | Р2-8К | 2,8 кГр |
Р3-8К | 3,8 кГр | Р5-9А1 | 5,9 кГр |
Р24-8А1 | 24,8 кГр | Р49-8А1 | 49,8 кГр |
ФИГ.9b. Кривая модуля сохранения (G') как функция частоты для контрольного и облученного 20% пуллулана. (○) контроль; (•) 2,3 кГр, (■) 2,8 кГр.
ФИГ.10а. Кривая сдвига вязкости как функция скорости сдвига для образца 0,5% в Н2О облученного гиалуронана по сравнению с контрольным образцом.
ФИГ.10b. Кривая модуля потерь (G") как функция частоты для образца 0,4% в Н2О облученного гиалуронана по сравнению с контрольным образцом.
ФИГ.10с. Инфракрасный спектр волокон облученного гилана.
ФИГ.11а. Кривая модуля сохранения (G') как функция частоты для 1% в Н2О образцов контрольного и облученного ксантана. Раствор нагревают в течение 20 минут при 85°C, и измерения проводят при 25°C. (о) контроль; (•)0,7 кГр.
ФИГ.11b. Кривая модуля потерь (G") как функция частоты для 1% в Н2О образцов контрольного и облученного ксантана. Раствор нагревают в течение 20 минут при 85°C и измерения проводят при 25°C. (о) контроль; (•)0,7 кГр.
ФИГ.11с. Кривая динамической вязкости (η') как функция частоты для 1% в Н2О образцов контрольного и облученного ксантана. Раствор нагревают в течение 20 минут при 85°C и измерения проводят при 25°C. (о) контроль; (•)0,7 кГр.
ФИГ.12. Кривая вязкости сдвига как функция скорости сдвига для 1% в Н2О образцов контрольного и облученного каппа-каррагенана. Раствор нагревают в течение 20 минут при 85°C и измерения проводят при 25°C. (о) контроль; (•)16,2 кГр;(▲) 24,8 кГр.
ФИГ.13. Кривая модуля сохранения (G') как функция частоты для 3,6% (вес/объем) в Н2О образцов контрольного и облученного апельсинового пектина. (•) 3 кГр.
ФИГ.14. Кривые (а) модуля сохранения (G'), (b) модуля потерь (G") и (с) динамической вязкости как функции частоты для 10% (вес/объем) в Н2О образцов контрольного и облученного желатина. Образцы нагревают в течение 15 минут при 50°C и измерения проводят на охлажденных образцах при 25°C. (о) контроль; (•) 3 кГр;
ФИГ.15. Кривая модуля сохранения (G') как функция частоты для 4% (вес/объем) в Н2О образцов контрольного и облученной смеси 90% апельсинового пектина +10% СМС. (о) контроль,(•) 3,3 кГр, (▲) 10,4 кГр.
ФИГ.16. Кривая модуля сохранения (G') как функция частоты для 4% (вес/объем) в Н2О образцов контрольной и облученной смеси 90% апельсинового пектина +10% декстрана. (о) контроль,(•) 3,3 кГр, (▲) 10,4 кГр.
ФИГ.17. Кривая модуля сохранения (G') как функция частоты для 4% (вес/объем) в Н2О образцов контрольной и облученной смеси 50% декстрана +50% СМС. (о) контроль,(•) 3,3 кГр,(▲) 10,4 кГр.
ФИГ.18. Кривая динамической вязкости как функция частоты для 4% (вес/объем) в Н2О образцов контрольной и облученной смеси 90% поливинилпирролидона (PVP) +10% декстрана. (о) контроль, обработка совместная, (■) 10,4 кГр, обработка раздельная.
ФИГ.19. Кривые (а) модуля сохранения (G'), (b) модуля потерь (G") и (с) динамической вязкости (η') как функции частоты для 4% (вес/объем) в Н2О образцов контрольной и облученной смеси 50% поливинилпирролидона (PVP) +50% арабиногалактанового белка (гуммиарабик). обработка совместная, обработка раздельная, (■) 10,4 кГр, обработка совместная, обработка раздельная.
ФИГ.20. Кривые (а) модуля сохранения (G'), (b) модуля потерь (G") и (с) динамической вязкости (η')как функции частоты для 25% (вес/объем) в Н2О образцов контрольной и облученной смеси 10% карбоксиметилцеллюлозы (СМС) +90% поливинилпирролидона арабиногалактанового белка (гуммиарабик). (○) контроль, обработка совместная, обработка раздельная.
ФИГ.21. GPC-хроматограммы образцов контрольной и облученной смеси, содержащей 10% карбоксиметилцеллюлозы (СМС) +90% арабиногалактанового белка (гуммиарабик).
С-М6 контроль 3-М6 3,1 кГр 10-М6 10,4 кГр
ФИГ.22. Кривые (а) модуля сохранения (G'), (b) модуля потерь (G") и (с) динамической вязкости (η) как функции частоты для 4% (вес/объем) в Н2О образцов контрольной и облученной смеси 90% оранжевого пектина +10% декстрана. обработка совместная, (○) 3,1 кГр, обработка раздельная, (■) 10,4 кГр, обработка совместная, обработка раздельная.
ФИГ.23. Схема превращения высокомолекулярной смолы акации в гидрогель под действием радиации.
Фиг.24. Схема превращения декстрана в гидрогель под действием радиации.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Далее настоящее изобретение будет раскрыто более подробно в следующих примерах, которые ни коим образом не ограничивают его объем, но просто его иллюстрируют.
Пример 1
Арабиногалактановые белки
Авторами были предварительно исследованы строение, свойства и функциональности смолистых экссудатов Acacia Senegal и Acacia Seyal, и эти виды включены в объем примеров и настоящего изобретения. Они также включены в описание материала, известного в продаже под названием гуммиарабик коммерческий (Gum Arabic of Commerce).
Эти материалы широко используются в промышленности в качестве адгезивов, стабилизаторов, эмульгаторов, сохраняющих вкус агентов, материалов, предотвращающих кристаллизацию сахара (в кондитерской промышленности), стабилизаторов типографских красок и т.д. Этот материал представляет собой глобулярный сшитый полисахарид, состоящий из арабинозы, галактозы, рамнозы и уроновой кислоты, соединенных вместе в полисахаридные фрагменты с молекулярным весом (МВ) примерно 400000, причем все глобулярные полисахаридные фрагменты соединены вместе как шарики на струне с белковой цепочкой. Белок составляет около 3%. Арабиногалактановые белки не являются дискретными молекулярными образованиями, так как по данным гидрофобности или фракционирования с исключением по размерам можно выделить два основных компонента с МВ примерно 1·106 и 4-5·105.
Характеристика свойств, связанных с новыми полученными продуктами
Контролируемое увеличение молекулярного веса
Способ настоящего изобретения позволяет осуществлять контролируемое увеличение молекулярного веса арабиногалактанов. Вначале исходный материал фракционируют, используя колонку для гельпроникающей хроматографии (GPC), соединенную с широкоугольным детектором рассеянного света лазера (MALLS), детектором концентраций (показатель преломления - RI) и детектором УФ-поглощения на длине волны 214 нм. Такая система позволяет определить молекулярно весовое распределение подлежащей измерению смолы, используя широкоугольное рассеяние света лазера, и, таким образом, используя эти три детектора, можно следить за любыми изменениями во всей структуре. Типичные изменения молекулярно-весового распределения представлены на ФИГ.1, а количественные результаты приведены в таблице 1 для представительной высушенной распылением смолы Acacia Senegal. Для того чтобы проиллюстрировать тот факт, что процесс сушки распылением не оказывает никакого влияния на общность наблюдаемых изменений, авторы провели точно такой же эксперимент, используя необработанную (в комках) смолу Acacia Senegal, и полученные результаты приведены в таблице 2, которые непосредственно оцениваются по 4 показателям. Наблюдается соответствующее увеличение среднеквадратического (RMS) радиуса для обработанной смолы.
2. Превращение в форму гидрогеля (различных размеров)
Путем создания контролируемой дозы радиации высокомолекулярную смолу акации можно превратить в гидрогель в соответствии со следующей схемой, представленной на фиг.23.
В таблицах 1 и 2 проиллюстрировано также, как можно последовательно превратить любое количество или долю растворимого арабиногалактанового белка в гидрогель. Более того, в соответствии с необходимостью можно изменять размеры частиц гидрогеля. Распределение частиц по отсечке демонстрирует, например, изменение от среднего примерно 160 мкм в сторону увеличения в системах отверждаемых гидрогелей до 2000 мкм и выше (ФИГ.2). Кривая для МВ затем постепенно повышается, причем значение для белка достигает даже 100·106, а связывание на этой стадии достигает такой степени, что частицы геля становятся хорошо видны. Эти частицы столь велики, что уже не могут попасть во фракционную колонку и представляют материал с наивысшим значение МВ, что объясняет выход на плато растворимой смолы после значения 6,1 кГр.
Увеличение доли высокомолекулярного эмульгирующего компонента
Высокомолекулярный арабиногалактановый белок (AGP), компонент смолы акации, отвечает за эффективность эмульгирования в эмульсиях типа масло-в-воде. Более высокое его содержание в Acacia Senegal по сравнению с Acacia Seyal делает эту смолу более ценной и, соответственно, более дорогостоящей. AGP покрывает капельки масла и предотвращает их повторную ассоциацию. Поэтому такие эмульсии оказываются стабильными в течение месяцев и даже лет. Увеличение количества этого компонента добавило бы ценности смоле. Авторы смогли продемонстрировать, что, используя способ радиационной обработки для Acacia Seyal, можно повысить долю высокомолекулярного компонента (AGP). Это повышение отражено в молекулярновесовом распределении и в RMS-радиусе; и таким образом получают новый материал, свойства которого приближаются к свойствам A.Senegal (таблица 3).
Таблица 3 иллюстрирует то, как молекулярный вес высокомолекулярного компонента можно повысить с 3 до 8 миллионов, при этом его количество увеличивается с 26% до 38%. Используя хроматографию гидрофобных взаимодействий (HIC), были выделены отдельные компоненты. Полученные результаты подтверждают увеличение доли AGP компонента, что отражено повышенным количеством белка по данным регистрации УФ-поглощения на длине волны 214 нм, что представлено на ФИГ.3.
Улучшенные характеристики эмульгирования
Оценивают модифицированные образцы смолы акации. Результаты оценки эффективности эмульгирования показали:
Когда Acacia Senegal превращена в новый продукт с более высоким значением молекулярного веса, доказано, что этот продукт является лучшим эмульгатором, нежели исходный, не обработанный контрольный образец.
Когда Acacia Seyal, более слабый эмульгатор по сравнению с Acacia Senegal, обрабатывают для увеличения ее молекулярного веса и для достижения того же количества высокомолекулярного компонента, что и в Acacia Senegal, ее характеристики оказываются столь же хорошими. Действительно, Acacia Seyal была превращена, по крайней мере, в отношении ее характеристик как эмульгатора, в более ценную Acacia Senegal.
Отсутствие введения новых химических групп
Используемые дозы радиации относительно низки по сравнению с теми, которые были бы необходимы для того, чтобы вызывать значительные химические изменения, если тот же материал облучают в отсутствие опосредствующего газа. Химический анализ показывает, что осуществление способа настоящего изобретения не приводит к значительным структурным изменениями, что и представлено в таблице 4.
Таблица 4 Физико-химические и химические характеристики исходной и облученной смолы (25 кГр, 10 МэВ (электронвольт) |
||
контрольная | облученная | |
% влаги | 12,5 | 12,4 |
Удельное вращение | +52 | +52 |
Предельная вязкость (см3/г) | 12 | 16 |
% Сахаров | ||
Рамноза | 5 | 4 |
Арабиноза | 45 | 46 |
Галактоза | 34 | 34 |
Глукуроновая кислота | 15 | 15 |
Азот | 0,15 | 0,15 |
Для точной оценки того, для которой из смол (обработанной или не обработанной) были обнаружены максимальные изменения молекулярного веса, проводилось сравнения 13С-ЯМР спектров ядерного магнитного резонанса. Между обработанной и не обработанной смолой не было обнаружено никакой разницы (ФИГ.4а и 4b). То есть в результате обработки не было введено никаких новых химических групп.
Регулируемое увеличение вязкости и вязкоэластичности
Изменения вязкости сдвига по мере изменения скорости сдвига отражают наблюдаемые изменения молекулярных весов. Вначале смола представляет собой компактную глобулярную систему, которая не оказывает заметного влияния на сдвиг. На этой стадии полисахарид ведет себя как набор маленьких компактных шариков, не уменьшая сдвига. По мере увеличения дозы радиации, используемой при обработке, образуется переплетенная сеть, которая типична для более длинных переплетенных молекул, когда можно наблюдать уменьшение сдвига (ФИГ.5). Наблюдается, по крайней мере, 1000-кратное увеличение вязкости при нулевом сдвиге после дозы 13 кГр.
Измерения колебаний также подтверждают вышеуказанные наблюдения (ФИГ.6а и 6b). Кривые зависимости модуля сохранения (G'-ФИГ.6а) и модуля потерь (G"-ФИГ.6b) построены как функции частоты. И снова, построение динамичной сети отражено в изменении от реакции разбавленного раствора (то есть G">G') до концентрированного раствора (G'>G") при смещении частоты перехода в сторону более низких частот при возрастании МВ), и наконец, до поведения плотного геля, когда G' и G" не зависят от частоты. Кривая динамической вязкости аналогична кривой сдвиговой вязкости, которые представлены на ФИГ.5, причем уменьшение сдвига проявляется как результат образования сетчатой структуры, способной создать затруднения, при увеличении дозы. Таким образом, вязкость можно увеличить как это нужно, и при необходимости систему можно превратить в гидрогель, который представляет собой высокоэластичное состояние.
Улучшенное взаимодействие с водой (Улучшенные характеристики связывания с водой)
В результате увеличения размеров молекул можно регулировать свойства связывания с водой арабиноглактанового белка. Это продемонстрировано с использованием импульсной спектрометрии ядерного магнитного резонанса.
Времена спин-спиновой релаксации (Т2) для водных растворов обработанных и не обработанных Acacia Senegal и Acacia Seyal представлены в таблице 5. Измерения проводили, используя 25 МГц импульсный ЯМР при 30°C. Был выбран полностью растворимый образец Acacia Seyal, для которого очевиден только один тип Т2. Так как Т2 объема воды меняется с 2 до 4 сек, а значения, полученные для образцов Acacia Seyal, составляли 1 сек или меньше, очевидно, что движения молекул воды ограничены смолой акации. Другими словами, образцы акации связывают воду. Исследования авторов с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии ранее продемонстрировали эффективность связывания воды смолой акации. См. "Hydration characteristics of the gum exudate from Acacia Senegal, G.O. Phillips, et al, Food Hydrocolloids, Vol 10 (1), 1996, pp 11-19.
Как видно из таблицы 5, величина Т2 уменьшается по мере увеличения молекулярного веса. Это показывает, что количество связанной воды возрастает с увеличением молекулярного веса.
Высушенные распылением образцы Acacia Senegal демонстрируют два типа значений Т2, так как выбранные образцы смолы содержат гелевую компоненту. Однако тот же характер изменения наблюдается для увеличения связывания воды с увеличением молекулярного веса для компонента свободной воды. Обратное справедливо для гелевого компонента. С повышением молекулярного веса структура гидрогеля становится более рыхлой, и степень иммобилизации воды уменьшается с молекулярным весом.
Измеряли также величины Т2 сухих образцов, результаты представлены в таблице 6. Оба типа образцов демонстрируют два типа Т2. Т2S относится ко времени релаксации протонов ОН групп в смоле, а Т2L представляет время релаксации абсорбированной воды. И снова наблюдается эффект уменьшения времени релаксации за счет молекулярного веса, что совпадает с наблюдениями для водных растворов, и результатами, полученными на "сухих" образцах.
Таблица 5 Время спин-спиновой релаксации (Т2) для водных растворов гуммиарабика. Измерения проводились с использованием импульсного ЯМР при 30°C |
||||
Образец | Концентрация | Т2s | Т2L | Обработка |
Seyal (1,2) | 10,0 | - | 1000.00 (100%) | Контроль |
Seyal (3,3) | 10,0 | - | 980,34 (100%) | 5,9 кГр |
Seyal (3,0) | 10,0 | - | 908,18 (100%) | 49,8 кГр |
Senegal (0,84) | 10,0 | 55,79 (5,6%) | 374,19 (94,4%) | Контроль |
Senegal (3,1) | 9,91 | 78,13 (7,9%) | 341,91 (92,1%) | 6,1 кГр |
Senegal (3,3) | 10,0 | 112,54 (57,2%) | 368,20 (42,8%) | 49,8 кГр |
Пример 2
Природные (незамещенные) и химически модифицированные полисахариды
Аналогичного типа модификации можно осуществить для широчайшего круга доступных полисахаридов. Здесь будут раскрыты полисахариды, типичные для различных групп. Результаты будут суммированы, но тип уже раскрытой информации доступен и составляет часть формулы изобретения.
Описанный здесь процесс модификации можно осуществить для широчайшего круга доступных полисахаридных систем. Нет возможности проиллюстрировать его для каждого отдельного полисахарида и для тех, которые были химически модифицированы. Тем не менее, авторы выбрали представительные образцы из различных групп и семейств, чтобы показать, что одинаковые изменения можно осуществить для широкого круга таких материалов, и что поведение их универсально. В этом разделе авторы предлагают иллюстративные примеры, соответствующие объему продуктов, заявленных в представленной далее формуле изобретения.
ДЕКСТРАН - бактериальный полисахарид с разветвленной цепью
Как известно, основной скелет декстрана состоит из (1-6) связанных звеньев D-глюкозы с боковыми цепями, присоединенными к 0-3 звеньям основной цепи. Степень разветвленности была определена и составляет 5%. Существуют также некоторые указания на присутствие небольшой доли α-D(1-3) разветвлений. Однако многие аспекты тонкой структуры необходимо еще определить. Декстран используют как заменитель плазмы крови, и для этой цели необходимо, чтобы он имел различные молекулярные веса. Декстраны также используют в качестве стандартов при определении молекулярного веса. По этой причине было бы желательно иметь метод, который позволил бы точно подгонять молекулярный вес к конкретным значениям.
Для примера был выбран декстран с высоким средним молекулярным весом МВ (1,44·106), причем на его хроматограмме присутствуют два пика. Определяют средневесовой молекулярный вес для каждого из пиков, и найдено, что они составляют 2,34·106 и 2,05·105. После облучения дозой 1,2 кГр происходит увеличение МВ средней компоненты (3,04·106), и компоненты с самым высоким значением МВ (4,58·106). Молярномассовое распределение иллюстрирует общее увеличение в распределении МВ (ФИГ.7а). Гель начинает образовываться после дозы 1,2 кГр, о чем свидетельствует уменьшение выделяемой массы (таблица 7). И снова, образование геля возрастает с увеличением дозы облучения. С увеличением дозы уровни МВ выравниваются, а затем уменьшаются, так как гель образуется за счет сшивок высокомолекулярного растворимого полисахарида. После дозы 49,8 кГр, примерно 83% исходного материала уже не проходит через фильтр 1 мкм, и его используют для получения геля, который можно наблюдать визуально. Значение среднеквадратического радиуса (RMS) подтверждает увеличение МВ дисперсной полисахаридной системы, увеличиваясь с начального значения 26,8 нм до примерно 43 нм при наивысшем достигнутом МВ. Аналогичным образом возрастает полидисперсность (Р), демонстрируя уширение молекулярно-весового распределения у более высокомолекулярного конца хроматограммы (с 4 до 5). Подробности количественных изменений представлены в таблице 7.
С точки зрения реологии изменения вязкости обработанного декстрана очень значительны. Вначале кривая сдвиговой вязкости демонстрирует ньютонианский характер, который изменяется в сторону уменьшения сдвига при увеличении дозы облучения. Следует отметить, что даже хотя полный МВ при 24,8 кГр уменьшается, вязкость сохраняется, что указывает на то, что гелеподобный характер системы создается до образования геля. Измерения колебательных характеристик подтверждают вышеприведенные наблюдения, где возрастание G' и G" как функция дозы облучения представлено на ФИГ.7b, где четко прослеживаются изменения реакции от разбавленного раствора до концентрированного раствора и, наконец, до гелеподобной реакции.
Представленные далее изменения схематически иллюстрируют превращение растворимого материала в гель. Тщательно выбирая дозу и МВ, можно сконструировать нужную систему.
На Фиг.24 представлены частицы геля с распределением от 20 до 600 мкм.
Карбоксиметилцеллюлоза (СМС): химически модифицированный полисахарид.
Когда целлюлозу вымачивают в растворе гидроксида натрия и щелочную целлюлозу этерифицируют монохлорацетатом натрия, получают натрийкарбоксиметилцеллюлозу:
RЦЕЛ(OH)3+ClCH2COONa+NaOH=RЦЕЛ(OH)2(OCH2COONa)+NaCl+H2O
Так как на каждом D-глюкозопиранозильном фрагменте присутствуют три реакционноспособные гидроксильные группы, существует возможность ввести три натрийкарбоксиметильные группы на фрагмент. Такой продукт был бы весьма желателен, так как степень его замещения (DS) равна 3. Наличествующая в продаже СМС обычно имеет среднее значение DS менее чем 1,5. Прошедший обработку продукт был получен из целлюлозы с сохраненной у нее β-1-4 связью и имеет линейную структуру, и был выбран как структура, отличающаяся от раскрытых ранее глобулярных и сшитых полисахаридов.
Полученные результаты представлены в таблице 8. Очевидно, что снова изменения структуры можно обеспечить, используя радиационную обработку, даже для этой линейной структуры, которая естественно должна была бы скорее быть подвержена разрывам цепи под действием радиации. Исходная величина среднего МВ 1,55·105 при дозе 1,5 кГр возрастает в три раза до 4,44·105. Более того, характеристика полидисперсности улучшается с 2 до 2,8. Это хорошо видно на примере кривой дифференциального молярномассового распределения (ФИГ.8а) и соответственного увеличения Rg с 36 до 52 (см таблицу 8).
Изменения вязкости (ФИГ.8b) отражают изменения МВ, теперь с ожидавшимся уменьшением сдвига, связанным с более высоким молекулярным весом продукта. Гель образуется при более высоких дозах радиации и становится видимым в растворе. Гелеобразование в СМС растворе можно регулировать, чтобы получать стабильные по консистенции гели, начиная от мягких, перетекающих, до очень твердых. Результаты измерений колебательных характеристик представлены на ФИГ.8 с и 8d для G' и G", соответственно. При частоте 0,1 Гц наблюдается 10-кратное увеличение G' и G". Способ позволяет регулировать увеличение молекулярного веса и образование геля, которые возрастают линейно при увеличении дозы радиации, как представлено в таблице 8.
Образцы модифицированной СМС оценивают по их эффективности при применении в выпечке. Оценка оказалась весьма положительной, как видно из отчета на основании результатов, полученных на приборе Farinogragh для трех модифицированных образцов:
Таблица 9 Независимая оценка обработанной СМС |
|||
Образец | Абсорбция воды, % | Стабильность теста, мин | Размягчение теста, BU |
Стандарт компании | 62,0 | 6,8 | 60 |
Необработанный контроль | 67,6 | 7,7 | 65 |
С1 | 65,7 | 15,5 | 15 |
С2 | 62,3 | 18,3 | 20 |
С3 | 68,4 | 12,3 | 30 |
Следующие разъяснения помогут интерпретировать эти параметры: Стандартная СМС соответствует 7 MF, что является исходным материалом.
Термин размягчение теста означает изменение консистенции в процессе перемешивания. Чем лучше тесто сохраняет консистенцию, тем лучше; и соответственно, целью является высокая стабильность теста (измеряемая в минутах) и малое размягчение теста (измеряемое в единицах BRABENDER (произвольные единицы)).
Стабильность теста определяется количеством минут, на протяжении которых тесто сохраняет одну и ту же консистенцию, а размягчение теста определяют как изменение консистенции после фиксированного количества минут (обычно 12 минут).
Абсорбция воды представляет собой количество воды, которое необходимо добавить, чтобы обеспечить нужную консистенцию; т.е. если мука обладает высокой степенью абсорбции воды, она потребует больше воды для достижения этой фиксированной консистенции, нежели мука с низкой степенью абсорбции воды. Добавление гидроколлоидов может повысить абсорбцию воды, но часто это приводит к меньшей стабильности теста и к большему размягчению теста - что вполне логично, так как тесто содержит больше воды.
Выводы: как видно из таблицы 9, представленные образцы демонстрируют хорошие свойства абсорбции воды, превосходную стабильность теста и устойчивость в отношении размягчения теста. Это означает, что очень стабильное тесто с превосходными характеристиками перемешивания и хорошей абсорбцией воды можно получить, используя модифицированные в соответствии с настоящим изобретением образцы CMC-С1, С2 и С3.
Пуллулан: полисахарид грибкового происхождения
Пуллулан представляет собой глюкан, который внеклеточно вырабатывается грибками рода Aureobasidium. У этого глюкана линейная структура, состоящая из повторяющихся звеньев мальтотриозы, соединенных между собой α-D-(1-6)связями. В результате гидролиза пуллулана под действием пулланазы получается около 6,6% мальтотетраозы, что указывает на то, что пуллулан содержит некоторое количество мальтотетраозных звеньев.
Пуллулан был выбран для экспериментов, так как он занимает промежуточное положение между СМС с линейной цепью и сшитым декстраном и сильно разветвленными глобулярными арабиногалактановыми белками. При радиационной обработке средний МВ удваивается с 3,17×105 до 6,81×105, и сохраняется на этом уровне до 2,8 кГр; и, кроме того, наблюдается превращение исходного материала с образованием геля после 3,8 кГр. После дозы 49,8 кГр оказывается, что около 30% исходного материала превратилось в частицы геля (таблица 10).
Очевидно, что для достижения оптимальных результатов необходимо определять дозы и условия облучения для каждой системы. Начальное молекулярно-весовое распределение демонстрирует два пика, причем один, с центром молекулярных масс, соответствующим 2,3×105, сдвигается до 3,5×105. Второй высокомолекулярный пик, соответствующий вначале 6×105, сдвигается после обработки до 1,3×106. Молекулярно-весовое распределение уширяется (ФИГ.9а), и наблюдается уменьшение исходных дифференциальных весовых фракций, так как происходит образование более высокомолекулярного материала. Измерения G' (ФИГ.9b) свидетельствуют об улучшении реологических характеристик таким образом, который ожидается для высокомолекулярных материалов. Увеличение динамической вязкости после обработки хорошо коррелирует с вышеприведенной ФИГ.
Гиалуронан и гилановое семейство сшитых производных
Вначале гиалуронан (HA) подвергают радиационной обработке, используя энергию вплоть до 3,8 кГр. Наблюдается возрастание МВ с последующим образованием геля в системе гиалуронана. На ФИГ.10 представлены кривые сдвиговых вязкостей для гиалуронана, обработанного различными дозами радиации. Характеристики эластичности и текучести линейных полимерных молекул связаны с длиной молекул, гибкостью молекулярных цепей и с взаимодействиями сегментов полимерных молекул с другими сегментами тех же самых, или других полимерных молекул. На ФИГ.10а можно видеть, что при дозе 2,0 кГр образуются молекулы с большой молекулярной массой, что приводит к увеличению сдвиговой вязкости HA системы, хотя очевидно, что присутствует некоторое количество частиц геля. Однако, после увеличения дозы облучения до 4,0 кГр, частицы геля высокомолекулярного гидрогеля увеличиваются в размерах, и это можно осуществлять регулируемым образом. В результате наблюдается уменьшение сдвиговой вязкости. Изменения эластичности и вязкости в ответ на небольшую колебательную деформацию далее подтверждают вышеуказанные наблюдения, которые демонстрируют увеличение G' на ФИГ.10b.
Гилан представляет собой сшитое производное линейного гиалуронана, и можно достичь увеличения характеристической вязкости. Использованные дозы находились в том же интервале значений (0,828 до 4,435 кГр).
Таблица 11 Характеристическая вязкость и средний молекулярный вес гилана после радиационной обработки |
||
Гилан | Характеристическая вязкость (см3/г) | МВ (К=0,397) а=0,601 |
Ноль кГр (контроль) | 3926 | 4,4(×106) |
0,828 | 5062 | 6,8 |
2,484 | 4684 | 6,0 |
3,6 | 4945 | 6,5 |
4,435 | 4712 | 6,0 |
В результате обработки не было введено значительного количества новых химических групп, о чем свидетельствует тот факт, что спектры инфракрасного поглощения были идентичны для контрольного образца и для образца гилана, после облучения дозами 0,5, 1,0 и 2,0 кГр (ФИГ.10с). Не наблюдалось различий и в спектрах поглощения ультрафиолетового излучения для контрольного образца и образцов облученного гилана. То есть, в результате радиационной обработки в основную структуру не было внесено никаких изменений. Если обрабатывают гилан с исходным высоким молекулярным весом (6×106), гидрогель образуется даже после дозы 1,0 кГр. Объем и диаметр частиц геля представлены в таблице 12. Спектр размеров частиц показывает, что после дозы 2,0 кГр 75% частиц геля оказываются больше 335 мкм и 50% оказываются больше 673 мкм. Размеры гелевых частиц, и их образующееся количество можно регулировать, меняя условия облучения.
Таблица 12 Образование гидрогеля после радиационной обработки гилана |
||
Образец № | 75% частиц > (мкм) | 50% частиц > (мкм) |
12/R (контроль) | Нет измеряемых частиц | Нет измеряемых частиц |
0,5 Gy | Нет измеряемых частиц | Нет измеряемых частиц |
1,0 Gy | 279 | 552 |
2,0 Gy | 335 | 673 |
Гелеобразующие полисахариды: ксантан, пектин и каррагенан
Модификации, уже продемонстрированные для других групп полисахаридов, можно также применить в отношении широчайшего круга коммерческих полисахаридов, включая геллан, велан, гуаровую смолу, смолу бобов локусты, альгин, крахмал, гепарин, хитин и хитозан. Так как другими целями авторов являются модификация и улучшение характеристик гелеобразования, для иллюстрации универсальности процесса были выбраны хорошо известные полисахаридные желирующие продукты.
Ксантан
Химическая структура ксантана включает (1-4) связанный β-D-глюкановый (целлюлозный) скелет, замещенный в положении 3 на чередующиеся глюкозные остатки с заряженной трисахаридной боковой цепью. Дисперсии таких бактериальных полисахаридов демонстрируют слабое гелеподобное поведение. При сдвиге такая структура разрушается. При низких скоростях сдвига вязкость велика и образцы демонстрируют обратимое, уменьшающее сдвиг поведение. Невосприимчивость к рН, температуре и ионной силе можно обеспечить за счет соответствующего выбора экспериментальных условий. Обычно гелеобразование ксантана вызывают, добавляя двухвалентные и трехвалентные неорганические ионы, такие как боратные ионы. В описываемом здесь способе для достижения гелеобразования нет необходимости добавлять такие химические добавки, и процесс можно осуществить для "чистого" ксантана регулируемым образом. Отсутствие чужеродных добавок в системе, естественно, значительно увеличивает круг возможных применений с использованием одного только ксантана. На ФИГ.11а, b и с продемонстрировано, как модуль хранения, модуль потерь и динамической вязкости можно улучшить более чем в 10-100 раз, не добавляя никаких неорганических ионов. При необходимости можно варьировать соотношение геля и вязкого компонента.
Каррагенан и альгинаты
Альгинаты и каррагенаны являются основными полисахаридными компонентами некоторых видов морских коричневых и красных водорослей. Оба являются линейными полимерами, но совершенно различными по первичной структуре. Каррагенаны основаны на дисахаридной повторяющейся последовательности чередующихся 1,3-связанных-β-D-галактоз и 1,4-связанных α-D-галактоз, с меняющейся степенью и характером сульфирования. Альгинат представляет собой 1,4-связанный блок-сополимер β-D-маннуроната и α-L-гулуроната. Причем остатки сгруппированы в длинные гомополимерные последовательности обоих типов и в гетерополимерные последовательности, где распределение этих двух сахаров может меняться от почти хаотического до почти чередующегося. Из альгината с кальцием (или более крупными катионами группы II) получают термостабильные гели; каррагенановые гели плавятся при нагревании и восстанавливаются при охлаждении. Однако, несмотря на эти кажущиеся различия, существуют также поразительные параллели в том, каким образом эти два семейства полисахаридов образуют гелевые сетки.
Оба эти гелеобразующие полисахарида можно модифицировать описанным выше способом для того, чтобы улучшить функции гелеобразования и сделать их регулируемыми. На ФИГ.12 представлен пример кривой сдвиговой вязкости каппа-каррагенана. Таким образом, можно получить новое семейство этих материалов. Каррагенан получают из природных морских водорослей. Поэтому молекулярные параметры полностью определяются природными процессами. Из водорослей из некоторых стран можно получить каррагенан и альгинат только с относительно низким молекулярным весом. Раскрытый здесь способ настоящего изобретения позволяет преодолеть такие проблемы, характерные для природных полисахаридных продуктов.
Пектины
С химической точки зрения пектин представляет собой полиуронид с линейной цепью из нескольких сотен молекул α-D-галактуроновой кислоты, связанных между собой 1,4-гликозидными связями, которые все диэкваториальны благодаря С1 конформации. В тщательно экстрагированных пектинах из большинства растений 70-80% галактуроновой кислоты метил-этерифицировано. Пектины не являются чистыми полиуронидами: внутри галактуронановой цепи существуют 1,2-связанные молекулы α-L-рамнозы, которые прерывают ее конформационную регулярность "узелками". В тщательно экстрагированных пектинах из множества фруктов и овощей существуют от 1 до 4 молекул рамнозы и от 10 до 15 молекул арабинозы и галактозы на 100 молекул галактуроната. Молекулы L-арабинозы и D-галактозы ковалентно связаны с молекулами рамнозы как усложняющие боковые цепи. Пектины с высоким содержанием метоксигрупп образуют гели только в присутствии сахаров или других совместно растворенных агентов, и это при достаточно низких значениях рН, так что кислотные группы в полимере не являются полностью ионизированными. Эти факторы влияют как на прочность геля, так и на температуру фиксации. В системе с сахарозой при содержании около 65% растворимой твердой части пектины с высоким содержанием метоксигрупп образуют гель при рН вплоть до 3,4 (быстро фиксируемый пектин) или 3,2 (медленно фиксируемый пектин). При уменьшении рН прочность геля и температура фиксации будет возрастать вплоть до точки, при которой температура фиксации достигает температуры, при которой гель осаждается. Ниже этого значения рН пектин имеет тенденцию к образованию пре-геля. Поэтому важен контроль за функцией гелеобразования. Авторы использовали апельсиновый пектин, чтобы продемонстрировать тот факт, что молекулярный вес и гелеобразование можно регулировать, о чем свидетельствует увеличение G', что представлено на ФИГ.13. Таким образом можно получить полностью новый круг пектиновых материалов, что значительно расширяет их применимость.
Пример 3
Белковые системы
Желатин был выбран для демонстрации применимости способа настоящего изобретения к белкам соединительных тканей так же, как и к углеводородным системам. Эта серия материалов не существует в природе, и они были получены из родственного коллагена способом, в котором разрушают вторичную и более высокие структуры различными степенями гидролиза полипептидного скелета. Основными источниками служат кожа или кости животных. Этот белок отличается высоким содержанием глицина, пролина и гидроксипролина и имеет структуру, которая включает триплеты глицин-пролин-гидроксипролин. Такая структура тройной спирали позволяет белку образовывать гели при нагревании и охлаждении в воде. При температурах выше 35-40°C желатины в растворах ведут себя как хаотические спирали, которые могут принимать неопределенное число мгновенных конфигураций. При охлаждении раствора образуются агрегаты, и при концентрации выше 1% (в зависимости от качества желатина и значения рН) образуется прозрачный гель. В отличие от большинства белковых и полисахаридных гелей желатиновые гели термообратимы, так как при нагревании гель растворяется. Используя описанный выше способ обработки в твердом состоянии, можно увеличить молекулярный вес регулируемым образом для получения круга продуктов с варьируемым молекулярным весом и характеристиками растворения/-гелеобразования (ФИГ.14а, b и с).
Для демонстрации общности этого явления для других белков то же самое поведение было установлено для казеина в форме его натриевой соли.
Пример 4
Интерактивные смеси
Основной технологией, связанной с гидроколлоидами, является создание синергичных смесей, которые обладают реологическими свойствами, отличающимися от поведения смеси, когда просто добавляют каждый из компонентов, и обычно это более высокая вязкость, нежели вязкость суммы этих частей.
Способ настоящего изобретения делает возможным значительное увеличение такого синергизма, и обеспечивает улучшение характеристик вязкости и вязкоэластичности по сравнению с отдельно приготовленными смесями растворов на несколько порядков. Совместно обработанные по способу настоящего изобретения в твердом состоянии смеси достигают более тесного взаимодействия вновь образуемых высокомолекулярных форм индивидуальных компонентов. Реологические характеристики нельзя воспроизвести, просто приготовив выбранные смеси исходных материалов.
Конкретными примерами этих смесей являются:
Системы карбоксиметилцеллюлоза-пектин (ФИГ.15).
Системы пектин-декстран (ФИГ.16).
Система карбоксиметилцеллюлоза-декстран (ФИГ.17).
Динамическую вязкость, модули потерь и хранения обработанных смесей этих систем можно улучшить регулируемым образом, и представить эти смеси для использования в форме обычных и экономически выгодных смесей.
Пример 5
Адгезия и связывание
Если смеси полисахаридов или полисахаридов и белков приготавливают в плотном интерактивном состоянии, можно достичь связывания компонентов. Реологические характеристики получаемых продуктов можно регулировать таким образом, чтобы вязкоэластичность была больше или меньше, чем вязкоэластичность соответствующих смесей компонентов, которые были подвергнуты идентичной обработке, но по отдельности. При этом возможно образование нового продукта, в который включены два компонента. Возможно также осуществить взаимодействие и аналогичным образом совместно обработать смешанные системы природных полисахаридов и водорастворимых синтетических продуктов.
В качестве иллюстративных примеров достижения указанных эффектов авторы приводят следующие смеси, полученные в плотном интерактивном состоянии:
(а) в качестве композита с более низким значением вязкоэластичности можно получить композит поливинилпирролидон-декстран (ФИГ.18).
Плотная интерактивная смесь демонстрирует пониженную динамическую вязкость (после 10 кГр), по сравнению с вязкостью обработанных отдельно компонентов. Интерактивные смеси полиэтиленоксид-арабиногалактановый белок были использованы для демонстрации такого же поведения с использованием других типов структурных компонентов;
(b) в качестве композита с более высокой вязкоэластичностью можно получить композит поливинилпирролидон-арабиногалактановый белок.
Плотная интерактивная смесь после обработки обладает вязкоэластичностью на несколько порядков величины большей, нежели эквивалентная смесь компонентов, обработанных отдельно, причем она сама на несколько порядков больше, нежели не обработанные контрольные смеси (ФИГ.19);
(с) если нужно получить высокое значение вязкоэластичности, используя только полисахариды, можно использовать смеси карбоксиметилцеллюлоза-арабиногалактановый белок.
Были повторены сообщавшиеся ранее улучшенные реологические характеристики для выбранных плотно интерактивных смесей (ФИГ.20), и новый продукт можно получить таким, что соотношения отдельных компонентов в композите можно варьировать. ФИГ.(21) иллюстрирует такое поведение на примере поведения характеристик гель-проницаемости/молекулярно весового распределения;
(d) высокое или низкое значение вязкоэластичности можно получить в зависимости от выбранных условий.
Декстран-пектин
В зависимости от условий обработки конечное плотное интерактивное состояние можно использовать для получения композита либо с низким, либо с высоким значением вязкоэластичности по сравнению с вязкоэластичностью смеси тех же индивидуально обработанных компонентов (ФИГ.22), вязкость которой сама по себе на порядки величин выше вязкости необработанных контрольных смесей.
Полученные таким образом продукты можно получить в формах, которые прилипают к целлюлозным поверхностям, обеспечивая повышенную биосовместимость, сохраняя при этом полную биоразлагаемость. Если они получены на поверхности таких систем, адгезия оказывается более высокой, и при этом имеются некоторые указания на частичное образование тесного связывания.
Применение
Используя плотные интерактивные смеси, обработанные раскрытым выше способом, можно получить целый круг новых композитов. Полученные таким образом продукты отличаются своим поведением от синергичных смесей, раскрытых в примере 4. Эти новые композитные матрицы могут обладать более высокими или более низкими значениями вязкоэластичности, нежели смеси, обработанные обычными способами. Так, можно создать новый круг продуктов либо в виде гелей, вязких растворов, либо в виде мембран. Их можно создавать для конкретных применений в виде медицинских мембран и фармацевтических эксципиентов, систем для доставки лекарств и в качестве носителей для доставки макромолекул, подающих сигнал затягивающим раны клеткам, таких как гиалуронан и альгинат.
Пример 6
Улучшение биологических функций деминерализованной кости (DMB) при построении новых костных образований
Предпосылки
Человеческая кость, когда ее обрабатывают способом для дифференцированного удаления минерала кости для получения "деминерализованной кости" (DMB), обладает способностью активно индуцировать рост новой кости при трансплантировании ее человеку (J.N.Kearney and R J.Lomez, Advances in Tissue Banking, 1997, 1, 43-71). Такие материалы имеют широкое применение в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, так как остеоиндуктивная способность таких аллогенных костей позволяет осуществлять трансформацию примитивных клеток предшественников мезенхимы в хондробласты или остеобласты (C.J.Yim, Advances in Tissue Banking, 1999, 3, 87-111). Способ настоящего изобретения позволяет трансформировать DMB в материал со значительно улучшенной остеоиндуктивной активностью, что ускоряет образование и улучшает качество вновь образующейся кости.
Материалы и методы
1. Экспериментальные животные
Для исследования в этом эксперименте использовали девяносто здоровых самцов белых крыс (250-300 г). Животных разделили на три группы: негативный контроль, контроль (с использованием DMB) и экспериментальная группа (с использованием новой обработанной кости - NPB). Крыс содержали (по 5 крыс в каждой клетке) в стандартном окружении помещения для экспериментальных животных в School of Dentistry, Dankook University, Republic of Korea. Во время периодов эксперимента их кормили твердой пищей. После двухнедельного адаптационного периода начали эксперименты на животных.
2. Получение DMB и NPB
Здоровых самцов крыс умерщвляют, переламывая шейные позвонки, с целью получения бедренных и больших берцовых костей. После получения костей их подвергают глубокой заморозке при -70°C в течение 24 часов и после этого тонко измельчают в мельнице для костей. Затем кости обрабатывают следующим образом: частицы перемешивают в дистиллированной воде, что повторяют 6 раз каждые 30 минут, деминерализуют в 0,5 н. хлористоводородной кислоте в течение 5 часов, затем 4 раза промывают стерильной водой в течение 2 часов, на 1 час погружают в абсолютный этанол при комнатной температуре (25°C), еще раз промывают дистиллированной водой в течение 3 часов, погружают в диэтиловый эфир на 30 минут и сушат в вакууме в течение ночи.
После этих процедур частицы DMB разделяют по размерам, используя соответствующие сита. В описываемом исследовании используют только частицы DMB размером 350-600 мкм. DMB подвергают описанной выше опосредствованной газом радиационной обработке, после чего их обозначают как "новая обработанная кость" (NPB). После тройной упаковки все образцы DMB и NPB стерилизуют, используя γ-излучение 1,5 МРад.
3. Методики (хирургические процедуры)
1) Анестезия.
Животным вводят с помощью инъекций до операции окситетрациклин и затем анестезируют кетамингидрохлоридом (внутримышечно, 10 мг/кг) и ксилазингидрохлоридом (0,15 мл/кг).
2) Операция:
Обычным образом, после того как черепные лоскуты отгибают, создают костные дефекты вокруг середины черепа, используя низкоскоростную зубоврачебную дрель с буром для трепанации диаметром 6 мм. Во время создания этим буром дефектов подают охлаждающую воду (стерилизованный солевой раствор), что предотвращает перегрев операционного участка. Затем три группы животных подвергают следующей процедуре:
2.1. Негативная контрольная группа: раны закрывают без каких-либо трансплантированных материалов.
2.2. Контрольная группа: им трансплантируют чистый DMB (15 мг/каждой).
2.3. Экспериментальная группа: им трансплантируют NPB (15 мг/каждой).
Для всех групп дефекты закрывают, используя 4-0 Vicryl, нанося слой за слоем. Все вышеуказанные процедуры осуществляют в асептических условиях.
3) Умерщвление животных.
После хирургической операции пять животных из каждой группы умерщвляют через 1, 2 и 3 недели, соответственно, и их дефектные участки (в черепе) удаляют с полной толщиной лоскута, включая надкостницу. Черепные срезы фиксируют в 10% нейтрализованном формалине.
4. Получение образца.
После фиксации черепной кости в 10% нейтрализованном формалине костные дефекты декальцифицируют в течение 3 дней, используя 5% азотную кислоту. Обычным образом осуществляют дегидратацию и очистку, после чего образцы черепа заключают в парафин. Парафиновые срезы окрашивают и исследуют под микроскопом на предмет образования кости.
5. Гистологический анализ подтверждает наблюдающееся образование кости.
6. Измерение прочности внутрикостного соединения.
Полной толщины черепную кость, включая дефектный участок, получают из животных для каждого из временных интервалов и тестируют на прочность внутрикостного соединения.
Образцы костей фиксируют в держателе прибора Universal Testing Machine. Скорость сжатия тестового устройства составляла 5 мм/мин. Пуансон тестирующего устройства был круглым (диаметр 1 мм).
Результаты (прочность кости в мПа)
DMB | NPB | |
1 неделя | 2,732386 | 2,873096 |
2 недели | 2,823129 | 4,372102 |
3 недели | 2,848112 | 8,994038 |
Выводы
Обработанная деминерализованная кость (NPB) была более эффективной, нежели контрольная, в отношении создания новой кости в процессе залечивания кости, и после трех недель эта кость была более чем в 3 раза более прочной, нежели контрольная. Это значительное достижение в ускорении роста кости, и оно должно иметь широкое применение в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, где обычно используют деминерализованную кость. Потенциальные применения включают также использование в ортопедии, и предлагается новый подход к заживлению трансплантированных костей после травмы или в результате заболевания. Модификации мягких соединительных тканей можно также осуществить аналогичным образом, чтобы придать им новые и улучшенные функциональные характеристики.
Репрезентативное использование нового продукта в представительных категориях
1. Арабиногалактановые белки
Эмульгирование в системах масло-в-воде для применения в напитках, маслах, эмульсиях, лосьонах, для косметических, медицинских и фармацевтических целей.
Новые адгезивы для бумаги и родственных целлюлозных изделий.
Высокомолекулярные волокна для улучшения бактериальной ферментации в толстой кишке для регулирования холестерина и для диабетиков.
Гели, которые можно использовать в качестве замены желатина, в микрокапсулах, фотографических пленках, и как микробиологическую среду и в культуре тканей.
Гели акации для эксципиентов, для контролируемого выделения фармацевтических/лекарственных активных агентов.
Мембраны для доставки активных агентов для залечивания ран с характеристиками большего связывания воды.
2. Полисахариды
Стандарты для гель-проникающего и гель-электрофореза в стандартном интервале молекулярных весов.
Новый круг заменителей плазмы крови.
Системы растворимых и не растворимых полисахаридов для иммобилизации белков, ферментов, клеток млекопитающих, кофакторов и лекарств.
Новые гели, мембраны и пленки для применений в медицине.
Новое поколение полисахаридных волокон для таких применений, как пищевые добавки и ингредиенты. Возможность регулирования молекулярного веса в значительной степени расширяет применимость во всем разнообразии пищевых продуктов, таких как загустители, желирующие агенты, стабилизаторы, вкусовые псевдопластификаторы и ингредиенты инкапсуляторов.
Новые карбоксиметилцеллюлозные ингредиенты для хлебопекарной промышленности, которые обеспечивают более высокую стабильность теста и прекрасную устойчивость к размягчению теста.
Новое поколение материалов для загущения водных систем, поверхностно активные агенты, суспендирующие твердые частицы в водной среде, замедлители роста кристаллов, агенты, абсорбирующие воду из атмосферы и из пленок, и в качестве добавок в пластики и упаковочные материалы.
Круг мембран для хроматографии с варьирующимся зарядом, с хиральными и лигандными интерактивными характеристиками.
Новый круг текучих гелей, улучшающих характеристики желатина.
Промышленные применения в качестве полисахаридов, образующих хелаты с металлами для широкого применения, начиная с обработки сточных вод, до точного выделения металлов и металл-хелатной хроматографии.
3. Системы белок-полисахарид
Применение продуктов из новых материалов в качестве повязок для ран, адгезивных тампонов для хирургического применения, гемостатических агентов, интрадермального прилива крови, систем доставки лекарств с контролируемым выделением для наружного и перорального введения.
Все существующие применения биосовместимых гидрогелей можно расширить, используя материалы, модифицированные способом настоящего изобретения, и открытие новых адгезивов для таких применений как покрытия для связанного с медициной полимерного оборудования, сосудистых трансплантатов и для контактных линз, искусственных роговиц, для наращивания мягких тканей и т.д.
4.Модификация тканей
Ткани человеческого и животного происхождения, такие как кости, кожа, сухожилия, хрящи, можно получить со значительно улучшенными физическими и биологическими характеристиками после обработки по способу настоящего изобретения, если использовать их для пересадки или в качестве трансплантатов. После обработки по способу настоящего изобретения можно получить деминерализованную кость с улучшенными (вплоть до четырехкратных) способностями заживления кости. Такие кости имеют широкое применение в ортопедии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии для промотирования роста новых костей после разрушения кости в результате травмы или заболевания.
Claims (35)
1. Способ модификации встречающегося в природе биосовместимого биополимера, который характеризуется отсутствием каких-либо функциональных групп, где указанный способ включает обработку указанного биополимера в твердом или сухом состоянии источником ионизирующего излучения в присутствии опосредствующего газа, где опосредующий газ представляет собой незамещенный алкеновый или алкиновый газ, которым является этилен, пропилен или ацетилен, и отжиг полученного продукта в отсутствие кислорода при температуре от около 40 до 120°С, с последующим удалением всего оставшегося опосредствующего газа.
2. Способ по п.1, где источником ионизирующего излучения является радиоактивный изотоп, излучающий γ-лучи, рентгеновские лучи или излучение высокой энергии, создаваемое ускорителем электронов.
3. Способ по п.2, где доза ионизирующего излучения, которой обрабатывают биополимер, составляет от около 1 до 50 кГр.
4. Способ по п.2, где радиоактивным изотопом является 60Со.
5. Способ по п.2, где источником излучения служит электронный генератор мощностью от 250 КэВ до 10 МэВ.
6. Способ по п.1, где опосредствующим газом является ацетилен.
7. Способ по п.6, где опосредствующим газом является смесь этилена и пропилена.
8. Способ по п.1, где отжиг осуществляют в присутствии опосредствующего газа, инертного газа или в вакууме.
9. Способ по п.8, где инертным газом является азот или гелий.
10. Способ по п.1, где удаление всего оставшегося опосредствующего газа осуществляют, аэрируя систему, или, необязательно, создавая вакуум.
11. Способ по п.1, где биополимером является полисахарид микроорганизма, или полисахарид растительного или животного происхождения, белок соединительной ткани животного, белок из других тканей животного, комбинация, по крайней мере, одного из указанных полисахаридов и, по крайней мере, одного другого белка растительного происхождения, или деминерализованная кость ("DMB").
12. Способ по п.11, где биополимером является полисахарид растительного происхождения.
13. Способ по п.12, где полисахаридом является декстран, пуллулан, ксантан, каррагенан или пектин.
14. Способ по п.11, где биополимером является полисахарид животного происхождения.
15. Способ по п.14, где полисахаридом является гиалуронан или протеогликан.
16. Способ по п.11, где биополимером является белок растительного происхождения.
17. Способ по п.16, где белком является арабиногалактан.
18. Способ по п.17, где арабиногалактаном является экссудат растения акации.
19. Способ по п.11, где биополимером является белок соединительной ткани животного или белок из другой ткани.
20. Способ по п.19, где белок получен из соединительной ткани и является коллагеном или желатином.
21. Способ по п.19, где белком является казеин.
22. Способ по п.11, где биополимером является комбинация, по крайней мере, одного из указанных полисахаридов и одного из указанных белков.
23. Способ по п.11, где биополимером является деминерализованная кость.
24. Способ по п.1, где модифицированный биополимер сохраняет ту же степень биосовместимости, что и исходный материал.
25. Способ по п.1, где способы модификации, которым подвергают биополимер, приводят к
(a) увеличению молекулярного веса для придания биополимеру повышенной эмульгируемости и способности связываться с водой,
(b) приданию биополимеру, если он находится в водном растворе, способности достигать нужной степени вязкости или вязкоэластичности и
(c) получению биополимера, который нужно превратить в гидрофильные гели определенного размера и микромеханических характеристик.
26. Способ по п.1, где биополимером, который необходимо модифицировать, является карбоксиметилцеллюлоза ("CMC"), смесь CMC и декстрана, или смесь CMC и пектина.
27. Способ по п.1, где биополимер, который необходимо модифицировать, включает, кроме того, поливинилпирролидон ("PVP").
28. Способ по п.27, где биополимером является смесь PVP и декстрана или арабиногалактана.
29. Способ по п.1, где способ осуществляют при давлении, которое меняется таким образом, чтобы обеспечить максимальное проникновение опосредствующего газа в полимер, оптимизируя, тем самым, экспонирование обрабатываемого материала излучением во время реакции.
30. Способ модификации ткани животного происхождения, где указанный способ включает обработку образца указанной ткани или ее компонента в твердом или сухом состоянии источником ионизирующего излучения в присутствии опосредствующего газа и отжиг полученного продукта в отсутствие кислорода при температуре от около 40 до 120°С, с последующим удалением всего оставшегося опосредствующего газа.
31. Способ по п.30, где ткань является костью, а источником ионизирующего излучения является радиоактивный изотоп, излучающий γ-лучи, рентгеновские лучи или излучение высокой энергии, создаваемое ускорителем электронов.
32. Способ по п.31, где кость является целой костью или деминерализованной костью.
33. Способ по п.32, где ткань является мягкой тканью.
34. Модифицированный биополимер, полученный способом по п.1.
35. Модифицированный, встречающийся в природе биосовместимый биополимер, полученный способом по п.1, выбранный из группы, состоящей из полисахаридов растительного или животного происхождения, белка, полученного из соединительной ткани животного, белка, полученного из других тканей животного, комбинации, по крайней мере, одного из указанных полисахаридов и, по крайней мере, одного другого белка растительного происхождения, или деминерализованной кости ("DMB"), и обладающий той же самой степенью биосовместимости, что и не модифицированный биополимер, при этом модификация приводит к
увеличению молекулярного веса, что делает биополимер более эмульгируемым, и он связывается с водой в большей степени, нежели не модифицированный биополимер;
изменению до определенной заранее степени вязкости или вязкоэластичности и
превращению в гидрофильный гель заранее определенного размера и микромеханических характеристик.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/805,385 US6610810B2 (en) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Biopolymers obtained by solid state irradiation in an unsaturated gaseous atmosphere |
US09/805,385 | 2001-03-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003130092A RU2003130092A (ru) | 2005-03-27 |
RU2280038C2 true RU2280038C2 (ru) | 2006-07-20 |
Family
ID=25191424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003130092/04A RU2280038C2 (ru) | 2001-03-13 | 2002-03-12 | Новые биополимеры, полученные облучением в твердой фазе в атмосфере ненасыщенных газов |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6610810B2 (ru) |
EP (1) | EP1565483A4 (ru) |
JP (1) | JP2004536624A (ru) |
CA (1) | CA2440863A1 (ru) |
IL (1) | IL157897A0 (ru) |
RU (1) | RU2280038C2 (ru) |
WO (1) | WO2002072862A2 (ru) |
ZA (1) | ZA200307398B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2706838C2 (ru) * | 2008-04-30 | 2019-11-21 | Ксилеко, Инк | Способ обработки бумажного продукта |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0011169D0 (en) * | 2000-05-10 | 2000-06-28 | Reckitt & Colmann Prod Ltd | Improvements in or relating to medicinal compositions |
DE60232103D1 (de) * | 2002-05-01 | 2009-06-04 | San Ei Gen Ffi Inc | Verfahren zur modifizierung von gummi arabicum |
CA2513502C (en) * | 2003-01-16 | 2012-02-07 | Chih-Chang Chu | Partially biodegradable temperature and ph sensitive hydrogel |
WO2004067756A1 (en) * | 2003-01-29 | 2004-08-12 | Biomatera Inc. | Method for controlling molecular weight and distribution of biopolymers |
JP4726779B2 (ja) * | 2003-04-07 | 2011-07-20 | フィリップス ハイドロコロイド リサーチ リミテッド | 改質アラビアガム |
WO2004089992A1 (ja) * | 2003-04-09 | 2004-10-21 | Phillips Hydrocolloids Research Limited | 改質アラビアガムおよびその用途 |
EP1624906A1 (en) * | 2003-05-19 | 2006-02-15 | Tjaart Andries Du Plessis | Preparation of an osteoinductive agent |
WO2005026213A1 (ja) | 2003-09-10 | 2005-03-24 | San-Ei Gen F.F.I., Inc. | 改質アラビアガムの製造方法 |
US20050080039A1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-14 | Cp Kelco, U.S., Inc. | Pectin films prepared from gamma irradiated pectin |
EP1772483A4 (en) * | 2004-07-23 | 2008-12-24 | San Ei Gen Ffi Inc | COMPOSITION, CONTAINING HYDROGEL COMPONENT DERIVED FROM RUBBER ARABICUM |
US7647647B2 (en) * | 2004-08-05 | 2010-01-12 | International Business Machines Corporation | System, method and program product for temporally authorizing program execution |
US20060074182A1 (en) | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Depuy Products, Inc. | Hydrogel composition and methods for making the same |
JPWO2006043552A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | ハイドロゲル成分含有組成物の調製方法、及びその用途 |
JPWO2006043553A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 改質アラビアガムの製法及びその用途 |
JP5013355B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2012-08-29 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 改質シュガービートペクチンの製造方法およびその用途 |
JP4775809B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-09-21 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | ハイドロゲル成分含有組成物の調製方法およびその用途 |
US7943555B2 (en) | 2005-04-19 | 2011-05-17 | Halliburton Energy Services Inc. | Wellbore treatment kits for forming a polymeric precipitate to reduce the loss of fluid to a subterranean formation |
US7905287B2 (en) | 2005-04-19 | 2011-03-15 | Halliburton Energy Services Inc. | Methods of using a polymeric precipitate to reduce the loss of fluid to a subterranean formation |
US20070010481A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | Matrix Biology Institute | Solid State Irradiation of Hyaluronan-Based Solid Preparations, Its Derivatives And Mixtures In An Unsaturated Gaseous Atmosphere And Their Use |
US8455404B2 (en) * | 2005-07-15 | 2013-06-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Treatment fluids with improved shale inhibition and methods of use in subterranean operations |
US7833945B2 (en) | 2005-07-15 | 2010-11-16 | Halliburton Energy Services Inc. | Treatment fluids with improved shale inhibition and methods of use in subterranean operations |
US20080083908A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Jang Bor Z | Bio-responsive and electrically conductive polymer compositions for tissue engineering and methods for production |
JP5071766B2 (ja) * | 2006-12-08 | 2012-11-14 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 多糖類を原料とするゲルの製造方法 |
WO2010082570A1 (ja) | 2009-01-13 | 2010-07-22 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 改質シュガービートペクチン及びその応用 |
WO2012095746A2 (en) | 2011-01-11 | 2012-07-19 | Capsugel Belgium Nv | New hard capsules |
US9816354B2 (en) * | 2014-04-07 | 2017-11-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method of breaking metal-crosslinked polymers |
WO2018189584A1 (en) | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Capsugel Belgium Nv | Pullulan capsules |
WO2018189587A1 (en) | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Capsugel Belgium Nv | Process for making pullulan |
WO2023058897A1 (ko) * | 2021-10-05 | 2023-04-13 | 주식회사 이너시아 | 친환경 고흡수성 카르복시메틸 셀룰로오스 수지 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3236584A (en) * | 1960-03-23 | 1966-02-22 | Edward F Degering | Graft polymerization on a paper base by ionizing radiation |
US3170892A (en) * | 1960-04-29 | 1965-02-23 | Du Pont | Graft polymers with polysulfone grafts and their preparation |
US3215634A (en) | 1962-10-16 | 1965-11-02 | Jersey Prod Res Co | Method for stabilizing viscous liquids |
US3835004A (en) * | 1971-02-05 | 1974-09-10 | Japan Atomic Energy Res Inst | Acceleration of crosslinking in by polyolefins applied radiation in a gaseous atmosphere of fluorine-containing monomer and acetylene |
US4024073A (en) | 1972-01-08 | 1977-05-17 | Toray Industries, Inc. | Hydrogel and production thereof |
JPS5416979B2 (ru) * | 1972-01-08 | 1979-06-26 | ||
US3976552A (en) * | 1975-08-13 | 1976-08-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Water-soluble graft polymers produced by an outwardly dry radiation polymerization process |
DE3011859A1 (de) | 1980-03-27 | 1981-10-01 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Beschichtungsmasse mit einem hydrokolloidzusatz und verfahren zu ihrer herstellung |
JPH0630950B2 (ja) | 1983-12-29 | 1994-04-27 | 日本製紙株式会社 | 水性インク記録用シ−ト及びその製造法 |
US4716224A (en) | 1984-05-04 | 1987-12-29 | Seikagaku Kogyo Co. Ltd. | Crosslinked hyaluronic acid and its use |
JPS61164558A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-25 | 生化学工業株式会社 | 医療用成形物の成形材料 |
JP2501551B2 (ja) * | 1984-05-04 | 1996-05-29 | 生化学工業 株式会社 | 架橋ヒアルロン酸 |
JPH0611694B2 (ja) * | 1985-01-29 | 1994-02-16 | 生化学工業株式会社 | 皮膚化粧料 |
JPS61210034A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Seikagaku Kogyo Co Ltd | 関節症治療剤 |
JPH0634814B2 (ja) * | 1985-01-22 | 1994-05-11 | 生化学工業株式会社 | 硝子体適用剤 |
GB8422950D0 (en) * | 1984-09-11 | 1984-10-17 | Warne K J | Hydrogel |
IT1213384B (it) | 1986-11-24 | 1989-12-20 | Lab Derivati Organici Mediolan | Processo per la preparazione controllata di gilcosaminoglicani a basso peso molecolare. |
JPS63301234A (ja) | 1987-06-02 | 1988-12-08 | Bio Meito:Kk | プラスチック表面の親水化方法 |
JPH075746B2 (ja) | 1987-10-30 | 1995-01-25 | ヘキスト合成株式会社 | 粒状架橋ゲルの製造方法 |
JP2904501B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1999-06-14 | 日本原子力研究所 | 放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法 |
JPH04120112A (ja) | 1990-09-07 | 1992-04-21 | Sanyo Chem Ind Ltd | 吸水性樹脂組成物及びその製造法 |
JP3142886B2 (ja) * | 1991-01-21 | 2001-03-07 | 財団法人特殊無機材料研究所 | SiC 系セラミックス前駆体の製造法 |
DE4124338A1 (de) | 1991-07-23 | 1993-01-28 | Weiss Anneliese | Durch wasser aufquellbare dichtungsmassen |
JP2855307B2 (ja) | 1992-02-05 | 1999-02-10 | 生化学工業株式会社 | 光反応性グリコサミノグリカン、架橋グリコサミノグリカン及びそれらの製造方法 |
US5376692A (en) | 1992-05-15 | 1994-12-27 | Purdue Research Foundation | Method of binding using irradiation and product with albumin bound to biomaterials |
IT1268718B1 (it) * | 1994-07-26 | 1997-03-06 | Fidia Advanced Biopolymers Srl | Sintesi di gel chimici da polisaccaridi polielettroliti tramite gamma irradiazione |
US5594041A (en) * | 1995-06-07 | 1997-01-14 | Southwest Research Institute | Methods for increasing structural integrity of polymers and polymers treated by such methods |
ZA992761B (en) * | 1998-01-16 | 2000-10-16 | Gammatron Pty Ltd | A method of making a porous artifact. |
US6020394A (en) * | 1998-02-23 | 2000-02-01 | Celgard Llc | Crosslinking of polymers |
-
2001
- 2001-03-13 US US09/805,385 patent/US6610810B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-03-12 WO PCT/IB2002/002189 patent/WO2002072862A2/en active Search and Examination
- 2002-03-12 CA CA002440863A patent/CA2440863A1/en not_active Abandoned
- 2002-03-12 RU RU2003130092/04A patent/RU2280038C2/ru active
- 2002-03-12 IL IL15789702A patent/IL157897A0/xx unknown
- 2002-03-12 JP JP2002571912A patent/JP2004536624A/ja active Pending
- 2002-03-12 EP EP02735796A patent/EP1565483A4/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-03-28 US US10/400,632 patent/US6841644B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-23 ZA ZA200307398A patent/ZA200307398B/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2706838C2 (ru) * | 2008-04-30 | 2019-11-21 | Ксилеко, Инк | Способ обработки бумажного продукта |
US10619308B2 (en) | 2008-04-30 | 2020-04-14 | Xyleco, Inc. | Paper products and methods and systems for manufacturing such products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030027883A1 (en) | 2003-02-06 |
CA2440863A1 (en) | 2002-09-19 |
US20040059097A1 (en) | 2004-03-25 |
US6841644B2 (en) | 2005-01-11 |
WO2002072862A2 (en) | 2002-09-19 |
ZA200307398B (en) | 2004-07-06 |
US6610810B2 (en) | 2003-08-26 |
WO2002072862A3 (en) | 2005-06-30 |
JP2004536624A (ja) | 2004-12-09 |
EP1565483A4 (en) | 2008-03-05 |
IL157897A0 (en) | 2004-03-28 |
RU2003130092A (ru) | 2005-03-27 |
EP1565483A2 (en) | 2005-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2280038C2 (ru) | Новые биополимеры, полученные облучением в твердой фазе в атмосфере ненасыщенных газов | |
Rinaudo | Main properties and current applications of some polysaccharides as biomaterials | |
Konovalova et al. | Preparation and biocompatibility evaluation of pectin and chitosan cryogels for biomedical application | |
KR100674177B1 (ko) | 교차 결합된 히알루론산과 그것의 의학적 용도 | |
DE60029761T2 (de) | Verfahren zur vernetzung von hyaluronsäure mit polymeren | |
Zhang et al. | Synthesis and characterization of hyaluronic acid/human-like collagen hydrogels | |
US9050392B2 (en) | Hydrogel and biomedical applications thereof | |
EP1519962B1 (en) | Ester derivatives of hyaluronic acid for the preparation of hydrogel materials by photocuring | |
CA2435491C (en) | Crosslinked polysaccharide sponge | |
KR102275105B1 (ko) | 고밀도 망상구조로 가교된 히알루론산 및 그의 제조방법 | |
CN101502677B (zh) | 一种注射用交联透明质酸钠凝胶及其制备方法 | |
de Moraes et al. | Effects of sterilization methods on the physical, chemical, and biological properties of silk fibroin membranes | |
KR20160027095A (ko) | 성형된 가교 히알루론산 생성물의 제조 방법 | |
CN104804199A (zh) | 一种生物医用复合水凝胶及制备方法及其应用 | |
Zhao et al. | Synthesis and characterization of a novel double crosslinked hyaluronan hydrogel | |
Tavakol et al. | Synthesis and characterization of an enzyme mediated in situ forming hydrogel based on gum tragacanth for biomedical applications | |
JP2016525374A (ja) | 架橋キトサン−ラクチドヒドロゲル | |
Pantić et al. | Evaluation of ethanol-induced chitosan aerogels with human osteoblast cells | |
Hu et al. | Effects of gamma irradiation and moist heat for sterilization on sodium alginate | |
DE102016122837A1 (de) | Material für Knochenimplantate | |
Nahar et al. | Alginates: The Wonder Molecule and its Gelling Techniques | |
AU2002309142A1 (en) | New biopolymers obtained by sold state irradiation in an unsaturated gaseous atmosphere | |
Apryatina et al. | Biocompatible compositions based on chitosan and collagen with high strength characteristics | |
Ardiyanti | Design and characterization of Chitin-Glucan polymeric structures for wound dressing materials | |
Alshareef | Alginate from brown seaweeds: extraction, characterisation, modification and the studies on its applications for hydrogels |