RU2658918C1 - Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов - Google Patents

Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов Download PDF

Info

Publication number
RU2658918C1
RU2658918C1 RU2017141984A RU2017141984A RU2658918C1 RU 2658918 C1 RU2658918 C1 RU 2658918C1 RU 2017141984 A RU2017141984 A RU 2017141984A RU 2017141984 A RU2017141984 A RU 2017141984A RU 2658918 C1 RU2658918 C1 RU 2658918C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glycosaminoglycans
ethanol
raw materials
spray dryer
temperature
Prior art date
Application number
RU2017141984A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Юрьевич Гармашов
Ольга Олеговна Бабич
Любовь Сергеевна Дышлюк
Анастасия Игоревна Пискаева
Надежда Александровна Башкирцева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ)
Priority to RU2017141984A priority Critical patent/RU2658918C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2658918C1 publication Critical patent/RU2658918C1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу выделения гликозаминогликанов из вторичного коллагенсодержащего сырья и может быть применено в медицинской промышленности. Предложенный способ включает очистку и измельчение исходного сырья, промывку фосфатным буфером, ферментативный гидролиз ферментами коллагеназой и папаином в концентрации 200 ед/г в течение 6-10 часов, при температуре 40-50°С, рН 6,5-7,5 с их последовательным внесением, последующим осаждением гликозаминогликанов 96%-ным этанолом и отделением осадка центрифугированием, переосаждение этанолом, высушиванием на распылительной сушилке, разделение и очистку гель-хроматографией с использованием сефадекса G25 и высушиванием на распылительной сушилке. Предложен новый эффективный способ, позволяющий получить высококачественные и высокоочищенные гликозаминогликаны для получения фармацевтических субстанций, которые могут быть использованы для производства биологически активных веществ и лекарственных препаратов. 1 пр., 1 табл.

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к технологии выделения биологически активных соединений, и может быть использовано для изготовления лекарственных средств или биологически активных веществ, действие которых направлено на улучшение состояния соединительной ткани.
Различные биохимические изменения, наблюдаемые в соединительной ткани с возрастом, непосредственно влияют на процесс старения и возникновение при этом определенных патологических процессов.
Заболевания опорно-двигательного аппарата являются существенной причиной преждевременной потери трудоспособности и инвалидности. В связи с наблюдаемым существенным постарением населения вопросы профилактики и лечения данного заболевания приобретают особую актуальность.
Для остановки разрушения хрящевой ткани и восстановления ее структуры с успехом применяются хондропротекторы - препараты, действие которых направлено на питание и образование новых клеток хрящевой ткани, а также на выработку синовиальной жидкости - смазки сустава.
Гликозаминогликаны (ГАГ), выделяемые из различного сырья, применяются в составе препаратов с целью хондропротекторного действия на соединительную ткань. Доказано, что после 20 лет у человека практически в 6 раз уменьшается обмен гликозаминогликанов в сравнении с новорожденными, что соответственно приводит к развитию заболевание опорно-двигательного аппарата.
На сегодняшний день существуют различные способы выделения гликозаминогликанов. Однако известные технологии продолжительны по времени, а сырье, используемое для выделения, является достаточно дорогим.
Так, известен (RU, патент 2089201, опубл. 10.09.1997) способ выделения гликозаминогликанов из фиброзного хряща путем протеолиза измельченного образца папаином, депротеинизации гидролизата трихлоруксусной кислотой и осаждения гликозаминогликанов этанолом.
Недостатками такого способа является невысокий выход гликозаминогликанов. Также метод не позволяет удалить белковые фракции, что значительно уменьшает чистоту конечного продукта.
Известен способ выделения сульфатированных полисахаридов из животных тканей (RU, патент 2056851, опубл. 27.03.1996). Способ заключается в том, что гидролиз роговиц активированным папаином проводят после добавления 2,5%-ного раствора папаина на 1 кг сырого веса ткани, после чего гидролизат кипятят 10-15 мин, добавляют к нему трихлоруксусную кислоту и после отделения осадка диализуют против смеси 1 н хлористого натрия и спирта в соотношении 7:3, насыщенного хлористого натрия и дистиллированной воды.
Недостатки способа: трудоемкость, использование достаточно дорогого сырья, а также не высокий выход целевого продукта.
Также известен способ выделения сульфатированных гликозаминогликанов из биологических тканей (RU, патент 2273486, опубл. 10.04.2006). Способ включает механическую очистку ткани, размельчение, отмывку буферным раствором, обработку ферментным папаином, диализ, осаждение этанола и центрифугирование, высушивают и фасуют.
К недостаткам способа можно отнести то, что для проведения ферментативного гидролиза сырья используется один фермент папин, который не обеспечивает максимального выхода гликозаминогликанов из биологических тканей.
Известен способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани (RU, патент 2325902, опубл. 10.06.2008). Способ включает ферментативный гидролиз ферментом пепсином, депротеинизацию сульфатом аммония, осаждение 4%-ным ацетатом калия в 96% этаноле, переосаждение этанолом и лиофильную сушку.
Недостатком способа является высокая продолжительность ферментативного гидролиза, что значительно увеличивает время проведения исследований.
Наиболее близким аналогом изобретения является способ выделения сульфатированных гликозаминогликанов (RU, патент 2304441, опубл. 20.08.2007), который заключается в механической очистке биологических тканей, промывкой фосфатным буфером, отмывке, гидролизе отмытой ткани активированным папаином, осаждении этанолом, отделение осадка и высушивание.
Данный способ не обеспечивает максимального выхода гликозаминогликанов из сырья, за счет использования одного фермента при проведении ферментативного гидролиза.
Задачей настоящего изобретения является разработка технологии выделения гликозаминогликанов высокого качества из дешевого вторичного коллагенсодержащего сырья.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в получении выхода до 98% гликозаминогликанов высокой степени очистки.
Технический результат достигается тем, что были подобраны такие технологические режимы переработки биологической ткани, которые позволяют уменьшить продолжительность процесса выделения ГАГ, увеличить выход ГАГ из сырья с высокой степенью очистки, а также снизить стоимость готового продукта по сравнению с известными аналогами за счет использования более дешевого сырья для выделения ГАГ.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ, согласно которому биологическую ткань, являющуюся отходами животноводства (шкуры, жилки, фасции, хрящи и т.п.), очищают от примесей и измельчают через мясорубку или нарезанием на небольшие кусочки, измельченную ткань промывают фосфатным буфером и подвергают ферментативному гидролизу выбранными ферментами, осаждают ГАГ 96%-ным этиловым спиртом, после чего осадок отделяют центрифугированием и переосаждают этанолом, снова собирают и высушивают на распылительной сушилке Mini Spray Dryer В-290, после чего проводят очистку ГАГ с помощью гель-хроматографии.
Разработанный способ реализуют следующим образом.
Вторичное коллагенсодержащее сырье (шкуры, жилки, фасции, хрящи и т.п.) удаляют от посторонних примесей и измельчают. Затем измельченную ткань промывают 0,1 М фосфатным буфером рН 5,8-6,0 при температуре 60-65°С в соотношении 1:2 в течение 20-30 минут. Данная стадия использована для того, чтобы обеспечить больший выход ГАГ из сырья и уменьшить время воздействия ферментов на сырье. Далее проводят ферментативный гидролиз выбранными ферментами (коллагеназа и папаин) в концентрации 200 ед/г в течение 6-10 часов при температуре 40°С и рН 6,5-7,5. При этом ферменты вносятся последовательно, что обеспечивает полное разрушение ткани и высокий выход ГАГ. Далее ГАГ осаждают 96%-ным этиловым спиртом, осадок центрифугируют, переосаждают этанолом, осадок собирают и высушивают на распылительной сушилке. После чего проводят разделение и очистку ГАГ с помощью гель-хроматографии, что позволяет достичь величин степени очистки ГАГ от балластных веществ и белковых фракций до 98%.
Пример выполнения
Вторичное коллагенсодержащее сырье очищают от посторонних примесей и измельчают на мясорубке или нарезанием на мелкие кусочки, размером не более 5×5 мм. Очищенную и измельченную ткань промывают 0,1 М фосфатным буфером рН 5,8-6,0 при температуре 60-65°С в соотношении 1:2 в течение 20-30 минут.
Промытую ткань подвергают ферментативному гидролизу ферментами (коллагеназа и папаин). Ферментативный гидролиз проводят при последовательном добавлении ферментов. Сначала гидролиз ведут при внесении фермента коллагеназы в концентрации 200 ед/г при рН 7,5 и температуре 40-50°С в течение 3-5 часов, а затем вносят папаин в концентрации 200 ед/г и проводят гидролиз при рН 6,5 и температуре 40-50°С в течение 3-5 часов. Ферментативный гидролиз ведут при постоянном перемешивании. Далее ГАГ осаждают 96%-ным этиловым спиртом при температуре 20-25°С в течение 1,0-3,0 часов, а осадок отделяют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10-30 минут.
Полученный осадок отбирают и проводят переосаждение этанолом, для чего осадок промывают 96%-ным этилом спиртом 3-6 раз, а затем осадок фильтруют для отделения от спирта и снова центрифугируют в течение 5-10 минут.
Осадок высушивают на распылительной сушилке Mini Spray Dryer В-290 при следующих параметрах: температура входа - 250-300°С, температура выхода - 180-220°С, скорость воздушного потока - 45-55 м3/ч, скорость подачи раствора - 35-40 мл/мин.
Очистку полученных ГАГ осуществляют гель-хроматографией с использованием сефадекса G25. Элюирование проводят дистиллированной водой со скоростью 6 мл/мин. Регистрация гликозаминогликанов осуществляется путем определения оптической плотности элюата спектрофотоместрически на детекторе при длине волны λ=220 нм. Полученные после проведения гель-хроматографии фракции ГАГ высушивают на распылительной сушилке. Степень очистки фракций составляет до 98%, при этом содержание белка либо не определялось, либо не превышает 0,03%, что существенным образом не повлияет на качество конечного продукта.
Сравнение разработанного способа выделения ГАГ из вторичного коллагенсодержащего сырья для обоснования достижения указанного технического результата проведено с ближайшим аналогом.
Figure 00000001
Таким образом, установлено, что предлагаемый способ выделения ГАГ из биологических тканей позволяет получить высококачественные и высокоочищенные ГАГ для использования в медицине для создания биологически активных веществ или лекарственных препаратов.

Claims (1)

  1. Способ выделения гликозаминогликанов из вторичного коллагенсодержащего сырья, включающий промывку и очистку исходного сырья, ферментативный гидролиз, осаждение этанолом, отличающийся тем, что после очистки и измельчения сырье промывают 0,1 М фосфатным буфером рН 5,8-6,0 при температуре 60-65°C в соотношении 1:2 объема буфера в течение 20-30 минут, затем проводят ферментативный гидролиз в течение 6-10 часов при 40-50°C и рН 6,5-7,5, используя ферменты коллагеназу и папаин в концентрации 200 ед/г, вносимые последовательно, осаждение гликозаминогликанов проводят 96%-ным этиловым спиртом при температуре 20-25°C в течение 1,0-3,0 часов, переосаждают этанолом, высушивают на распылительной сушилке при температуре входа 250-300°C, температуре выхода 180-220°C, скорость воздушного потока 45-55 м3/ч, скорость подачи раствора 35-40 мл/мин, разделяют и очищают гликозаминогликаны на гель-хроматографии с использованием сефадекса G25 и высушивают на распылительной сушилке.
RU2017141984A 2017-12-01 2017-12-01 Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов RU2658918C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141984A RU2658918C1 (ru) 2017-12-01 2017-12-01 Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141984A RU2658918C1 (ru) 2017-12-01 2017-12-01 Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658918C1 true RU2658918C1 (ru) 2018-06-26

Family

ID=62713557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017141984A RU2658918C1 (ru) 2017-12-01 2017-12-01 Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658918C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129871C1 (ru) * 1998-09-17 1999-05-10 Ларионов Евгений Викторович Способ получения гликозаминогликанов
RU2139715C1 (ru) * 1999-02-23 1999-10-20 Ларионов Евгений Викторович Способ получения солей гликозаминогликанов
RU2273486C1 (ru) * 2004-08-17 2006-04-10 Андрей Федорович Панасюк Способ выделения сульфатированных гликозаминогликанов из биологических тканей
RU2304441C1 (ru) * 2005-10-27 2007-08-20 Дмитрий Алексеевич Саващук Способ получения сульфатированных гликозаминогликанов из биологических тканей
RU2325902C2 (ru) * 2003-10-27 2008-06-10 Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "РНЦ "ВТО" им.акад. Г.А. Илизарова Росмедтехнологий") Способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129871C1 (ru) * 1998-09-17 1999-05-10 Ларионов Евгений Викторович Способ получения гликозаминогликанов
RU2139715C1 (ru) * 1999-02-23 1999-10-20 Ларионов Евгений Викторович Способ получения солей гликозаминогликанов
RU2325902C2 (ru) * 2003-10-27 2008-06-10 Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "РНЦ "ВТО" им.акад. Г.А. Илизарова Росмедтехнологий") Способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани
RU2273486C1 (ru) * 2004-08-17 2006-04-10 Андрей Федорович Панасюк Способ выделения сульфатированных гликозаминогликанов из биологических тканей
RU2304441C1 (ru) * 2005-10-27 2007-08-20 Дмитрий Алексеевич Саващук Способ получения сульфатированных гликозаминогликанов из биологических тканей

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2583096A (en) Process for the production of high viscosity hyaluronic acid
FR2516927A1 (fr) Procede de preparation industrielle de materiaux collageniques a partir de tissus placentaires humains, materiaux collageniques humains obtenus, leur application comme biomateriaux
EA004702B1 (ru) Сульфированные сахариды
CN102690370A (zh) 一种海洋鱼类鱼骨的综合利用工艺
WO2017209587A1 (fr) Procédé d'extraction et de purification de collagène marin natif à partir des écailles de sardine sardina pilchardus
KR910006811B1 (ko) 고-순도 더마탄 설페이트의 제조방법
CN1711284A (zh) 分离硫酸软骨素
RU2658918C1 (ru) Способ выделения гликозаминогликанов из вторичных коллагенсодержащих отходов
EP0475383A2 (en) Polysaccharide composition or polysaccharide having heparinoid activity, process for producing the same, and anticoagulant containing the same as active ingredient
RU2082416C1 (ru) Способ получения комплексного препарата, содержащего мукополисахариды и коллаген из животного сырья
KR20240130842A (ko) 어류 정소에서 초음파를 이용하여 점탄성을 가진 피디알엔을 추출하는 방법.
RU2055079C1 (ru) Способ получения препарата гиалуроновой кислоты
US2585546A (en) Production of high viscosity hyaluronic acid
CN119842848B (zh) 水解胶原及其制备方法与应用
JP3762234B2 (ja) ポリ陽イオン物質で架橋された硫酸化多糖ならびにその製造方法
RU2115662C1 (ru) Способ получения гиалуроновой кислоты
RU2821585C1 (ru) Способ получения растительного белка
RU2821584C1 (ru) Способ получения растительного белка из жмыха льна
JPS6159291B2 (ru)
US3262854A (en) Method for the recovery of heparin
JP7138873B2 (ja) コラーゲン含有組成物の製造方法及びコラーゲン単離物
RU2292393C2 (ru) Способ получения ингибитора коллагеназы из гепатопанкреаса промысловых видов краба
Zadorojnâi et al. Hyaluronic acid: obtaining, properties and application
RU2304441C1 (ru) Способ получения сульфатированных гликозаминогликанов из биологических тканей
RU2139716C1 (ru) Способ получения агрегатов протеогликанов из хряща сельскохозяйственных животных