RU2782921C1 - Протез синовиальной жидкости и способ его получения - Google Patents
Протез синовиальной жидкости и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782921C1 RU2782921C1 RU2021130914A RU2021130914A RU2782921C1 RU 2782921 C1 RU2782921 C1 RU 2782921C1 RU 2021130914 A RU2021130914 A RU 2021130914A RU 2021130914 A RU2021130914 A RU 2021130914A RU 2782921 C1 RU2782921 C1 RU 2782921C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- hyaluronic acid
- zone
- molecular weight
- prosthesis
- Prior art date
Links
- 210000001179 Synovial Fluid Anatomy 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M sodium;(2S,3S,4R,5R,6R)-3-[(2S,3R,5S,6R)-3-acetamido-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4,5,6-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical class [Na+].CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M 0.000 claims abstract description 98
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims abstract description 93
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims abstract description 91
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000004697 chelate complex Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L Zinc chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 14
- -1 zinc chelate complex Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 claims description 11
- 238000011068 load Methods 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 3
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940038879 CHELATED ZINC Drugs 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 238000010303 mechanochemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 210000000281 Joint Capsule Anatomy 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 abstract description 3
- 230000036912 Bioavailability Effects 0.000 abstract description 2
- 230000035514 bioavailability Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 14
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 13
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 12
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 210000000845 Cartilage Anatomy 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 9
- 206010022114 Injury Diseases 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 8
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 6
- 210000001612 Chondrocytes Anatomy 0.000 description 5
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 5
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 210000000988 Bone and Bones Anatomy 0.000 description 4
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 4
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 4
- 229940110715 ENZYMES FOR TREATMENT OF WOUNDS AND ULCERS Drugs 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 4
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 229960002409 mepivacaine Drugs 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 4
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 4
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 4
- 230000002633 protecting Effects 0.000 description 4
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 4
- 210000001188 Cartilage, Articular Anatomy 0.000 description 3
- 102000016611 Proteoglycans Human genes 0.000 description 3
- 108010067787 Proteoglycans Proteins 0.000 description 3
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 3
- 210000002435 Tendons Anatomy 0.000 description 3
- 230000003110 anti-inflammatory Effects 0.000 description 3
- 230000000975 bioactive Effects 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 3
- 230000002757 inflammatory Effects 0.000 description 3
- INWLQCZOYSRPNW-UHFFFAOYSA-N mepivacaine Chemical compound CN1CCCCC1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1C INWLQCZOYSRPNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 3
- 210000002808 Connective Tissue Anatomy 0.000 description 2
- 206010010774 Constipation Diseases 0.000 description 2
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 2
- 229940099552 Hyaluronan Drugs 0.000 description 2
- KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N Hyaluronan Chemical compound 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 description 2
- RWSXRVCMGQZWBV-PHDIDXHHSA-N L-Glutathione Natural products OC(=O)[C@H](N)CCC(=O)N[C@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 2
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 210000002540 Macrophages Anatomy 0.000 description 2
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 229940010747 Sodium Hyaluronate Drugs 0.000 description 2
- 229920002385 Sodium hyaluronate Polymers 0.000 description 2
- 210000001258 Synovial Membrane Anatomy 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Vitamin C Chemical group OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000202 analgesic Effects 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N n-butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000008482 osteoarthritis Diseases 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000001575 pathological Effects 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 210000001539 phagocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000000090 phagocyte Effects 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical compound N[C@H]1C(O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 0.000 description 1
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000004204 Blood Vessels Anatomy 0.000 description 1
- 206010006811 Bursitis Diseases 0.000 description 1
- 229910014033 C-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002433 Cysteine Drugs 0.000 description 1
- 210000000805 Cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 229910014570 C—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 101700001948 F2R Proteins 0.000 description 1
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 210000002683 Foot Anatomy 0.000 description 1
- 229960002442 Glucosamine Drugs 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 208000009883 Joint Disease Diseases 0.000 description 1
- 206010060820 Joint injury Diseases 0.000 description 1
- 239000004201 L-cysteine Substances 0.000 description 1
- 235000013878 L-cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 210000003041 Ligaments Anatomy 0.000 description 1
- 210000001365 Lymphatic Vessels Anatomy 0.000 description 1
- 125000003047 N-acetyl group Chemical group 0.000 description 1
- 210000004417 Patella Anatomy 0.000 description 1
- 102000035443 Peptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091005771 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 208000004210 Pressure Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 229940024999 Proteolytic enzymes for treatment of wounds and ulcers Drugs 0.000 description 1
- 210000001732 Sebaceous Glands Anatomy 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- 206010043255 Tendonitis Diseases 0.000 description 1
- 208000004760 Tenosynovitis Diseases 0.000 description 1
- 229960002117 Triamcinolone Acetonide Drugs 0.000 description 1
- YNDXUCZADRHECN-JNQJZLCISA-N Triamcinolone acetonide Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@H]3OC(C)(C)O[C@@]3(C(=O)CO)[C@@]1(C)C[C@@H]2O YNDXUCZADRHECN-JNQJZLCISA-N 0.000 description 1
- 206010068760 Ulcers Diseases 0.000 description 1
- 206010047139 Vasoconstriction Diseases 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003444 anaesthetic Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging Effects 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229940071097 ascorbyl phosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 238000010241 blood sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000003011 chondroprotective Effects 0.000 description 1
- 230000001684 chronic Effects 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003246 corticosteroid Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000010192 crystallographic characterization Methods 0.000 description 1
- 230000002380 cytological Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000600 disaccharide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- AFOSIXZFDONLBT-UHFFFAOYSA-N divinyl sulfone Chemical compound C=CS(=O)(=O)C=C AFOSIXZFDONLBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic Effects 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002637 fluid replacement therapy Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- FIKFOOMAUXPBJM-UHFFFAOYSA-N hepta-2,5-dienediamide Chemical compound NC(=O)C=CCC=CC(N)=O FIKFOOMAUXPBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating Effects 0.000 description 1
- XPXMKIXDFWLRAA-UHFFFAOYSA-N hydrazinide Chemical compound [NH-]N XPXMKIXDFWLRAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000001771 impaired Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 1
- 230000037231 joint health Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 description 1
- 230000001926 lymphatic Effects 0.000 description 1
- 230000002934 lysing Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic Effects 0.000 description 1
- 230000006654 negative regulation of apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 239000008177 pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008174 sterile solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001228 trophic Effects 0.000 description 1
- 231100000397 ulcer Toxicity 0.000 description 1
- 230000036269 ulceration Effects 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 230000025033 vasoconstriction Effects 0.000 description 1
- 200000000019 wound Diseases 0.000 description 1
- 229940100888 zinc compounds Drugs 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к области биодеградируемых гелей и гидрогелей. Протез синовиальной жидкости в виде гидрогелевой водорастворимой композиции на основе модифицированной гиалуроновой кислоты представляет собой 2,0-2,5 мас.% раствор в деионизированной воде хелатного комплекса цинка с гиалуроновой кислотой, имеющей молекулярную массу 15-50 кДа, и с содержанием цинка в хелатном комплексе 0,015-0,030%. Также раскрыт способ получения протеза. Группа изобретений обеспечивает повышенную устойчивость гидрогелевой композиции и ее основы - хелатных комплексов ГК с цинком, снижение количества неконтролируемых примесей, проникающих в суставную сумку, повышенную биодоступность цинка. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области биодеградируемых гелей и гидрогелей, и касается состава геля, в качестве протеза имитирующего внутрисуставную жидкость (синовиальную жидкость), и способу его получения. Состав используют для замещения дефицита или коррекции синовиальной жидкости методом инъекции при ее патологических изменениях.
Синовиальная жидкость (СЖ) является важным элементом суставов. Основные функции СЖ исследователи определяют следующим образом:
- локомоторная функция - обеспечение вместе с суставным хрящом благодаря упруговязким и эластическим свойствам протеогликана - гиалуроновой кислоты, свободного перемещения контактных поверхностей костей;
- метаболическая функция - участие вместе с тканью синовиальной оболочки и хряща в интенсивных процессах обмена между содержимым сустава и сосудистым руслом организма, участие в перемещении и ферментативном распаде клеток и крупномолекулярных соединений, образующихся в суставном содержимом в процессе жизнедеятельности сустава, что является непременным условием их удаления из полости сустава через лимфатическое русло;
- трофическая функция, особенно по отношению к периферическим бессосудистым слоям суставного хряща, доказательством чего является длительное существование и даже рост свободных хрящевых тел в суставах (суставные «мыши»);
- барьерная (защитная) функция - участие ферментов СЖ, ее живых клеток и иммунокомпетентных агентов (вместе с активными в этом отношении компонентами синовиальной оболочки) в интернировании, растворении, ингибировании чужеродных клеток и веществ, проникающих в сустав из крови или при повреждении суставной капсулы. [А.А. Котелкина, Г.Ю. Стручко, Л.М. Меркулова и др. Характеристика синовиальной жидкости в норме и при некоторых патологических процессах - Acta medica Eurasica. 2017. №4, с 24-30. // Ю.М. Чернякова, Е.А. Сементовская - Синовиальная жидкость: состав, свойства, лабораторные методы исследования. Медицинские новости. - 2005. - №2. - С. 9-14].
Главной компонентой СЖ является гиалуроновая кислота (ГК) (гиалуронан). В здоровом суставе она смазывает подвижное сопряжение костей, служит питательной средой для хряща и защищает его от механических повреждений, амортизируя ударные нагрузки на сустав. При заболеваниях суставов СЖ реагирует на развитие патологического процесса изменениями своего состава и свойств. Асептическое воспаление суставов, например, в случае остеоартрозов, приводит к патологическому изменению параметров внутрисуставной жидкости - ее количества, биохимического и цитологического состава, реологических и смазывающих свойств, протекторных и регенерирующих свойств. Такая СЖ недостаточно выполняет свои функции.
Для восстановления функций и восполнения необходимого количества СЖ чаще всего используют протезы на основе водных растворов ГК. Внутрисуставным введением высокомолекулярных высокоэластичных полисахаридов удается восстановить реологические свойства синовиальной жидкости и биомеханику сустава.
Механизм действия протезов СЖ на базе ГК при восстановлении функций связывают с усилением синтеза протеогликанов, предотвращением их выхода из матрикса хряща, с подавлением образования и снижением активности противовоспалительных медиаторов и протеолитических ферментов, влиянием на функцию иммунокомпетентных клеток. [В.Н. Хабаров, П.Л. Иванов - Биомедицинское применение гиалуроновой кислоты и ее химически модифицированных производных. М., 2020, гл. 7, с. 206-234]. Использование подобных протезов СЖ, которые представляют собой растворы или гели для внутрисуставного введения, позволяет уменьшить трение, а также улучшить амортизационные, вязкоэластические свойства синовиальной жидкости, а в ряде случаев, например, при использовании целевых добавок, выполнить ряд биологических функций: противовоспалительное действие, анальгезирующий эффект, хондропротекторное действие (угнетение апоптоза хондроцитов и стимуляция их пролиферации), стимуляция синтеза протеогликана и глюкозамина и др. [Ю.Ю. Загорулько, Е.Ю. Загорулько. Особенности растворов гиалуроновой кислоты для внутрисуставного введения и современные тенденции в их разработке (обзор). - Разработка и регистрация лекарственных средств. 2020. Т. 9, №2 с. 45-55].
В таблице 1 приведены составы наиболее распространенных, включенных в лечебную практику, протезов СЖ на основе ГК.
[см. https://ozerki.ru/catalog/lekarstvemye-i-profilakticheskie-sredstva/kostno-mv sistema/dlva-ukrepleniya-sustavov/dlva-vvedeniya-v-sustavy/ https://gorzdrav.org/category/preparatv-zameshhaiushhie-sinovialnuiu-zhidkost/]
Функциональные добавки, используемые в протезах СЖ, имеют различное назначение, связанное с целевыми применениями протезов. В ряде случаев именно добавки определяюткачество и эффективность протезов СЖ.
Известно техническое решение, относящееся к составу искусственной синовиальной жидкости, включающему гиалуроновую кислоту животного происхождения и плазму крови пациента, которому вводят протез СЖ, при концентрации ГК 2,5-4,0 г/л состава. Недостатком является короткий период ремиссии воспалительного и болевого синдромов, и относительно высокая стоимость [патент Республики Беларусь №9146, МПК A61K 35/16, 47/36, опублик 30.04.2007].
Известно техническое решение относящееся к стерилизованной водной композиции, размещенной в шприце, предназначенной для применения в качестве биоматериала, заменяющего СЖ, содержащей по меньшей мере одну ГК и, по меньшей мере, анестетик аминоамидного типа - мепивакаин, где массовое соотношение между концентрацией ГК и концентрацией мепивакаина [МПВК] [ГК]/[МПВК] составляет от 0,1 до 50 (0.1<[ГК]/[МПВК]<50). В предпочтительном варианте концентрация мепивакаина [МПВК] составляет от 0,01 до 50 мг/г общей массы указанной композиции. Техническое решение включает также способ получения описанной выше стерилизованной водной композиции, включающий, по меньшей мере, следующие стадии:
- стадию гидратации в буферном растворе волокон по меньшей мере одной ГК, или ее соли в отдельности или в виде смеси при рН, близком к физиологическому рН, такому как 7,4, для получения гидрогеля,
- стадию включения мепивакаина в виде водного раствора в гидрогель, полученный на предыдущем этапе,
- стадию гомогенизации и
- стадию стерилизации.
в предпочтительном варианте способ дополнительно включает по меньшей мере одну стадию перекрестной сшивки гиалуроновой кислоты [Евразийский Патент №036502, МПК A61K 31/728, A61K 31/4458, A61K 9/00, опублик. 17.11.2020].
Известно техническое решение, включающее способ получения инъекционного заменителя синовиальной жидкости, включающего измельчение, экстракцию, протеолиз и осаждение шкуры сельскохозяйственных животных. Сначала готовят лиофилизат комплекса сульфатированных и несульфатированных гликозаминогликанов (аналогов солей ГК) и белков, далее готовят лиофилизат коллагена, на завершающем этапе готовят 2% раствор комплекса сульфатированных и несульфатированных гликозаминогликанов и белков в дистиллированной воде и смешивают его с лиофилизатом коллагена до получения вязкости 8,0-8,2 относительно дистиллированной воды, полученный препарат упаковывают во флаконы и стерилизуют потоком быстрых электронов дозой 18+5 кГр. Изобретение обеспечивает получение целевого продукта с наименьшими затратами на его производство. [Патент RU 2517237 С1, МПК A61K 35/12 A61K 38/39 A61K 41/00 Опубликовано: 27.05.2014 Бюл. №15]
Известно техническое решение, относящееся к составу, имитирующему внутрисуставную жидкость (синовиальную жидкость), содержащему 15%-ный водный раствор среднемолекулярного поливинилпирролидона, (0,5-1,5)⋅10-3 мас. % добавки с антимикробными свойствами и 0,05-2,5% раствора натриевой соли ГК в деионизованной воде при весовом соотношении: раствор поливинилпирролидона: раствор натриевой соли ГК, как 1:(0,2-0,3), где в качестве добавки используют наночастицы кремния, модифицированные серебром, при размере наночастиц 10-40 нм и количестве серебра в добавке 0,8-1,1 мас. %. Отмечается регенеративное воздействие состава. Недостатком является короткий период действия и возможность высаждения осадка в добавке [патент RU 2473352 С2, МПК A61K 31/79 A61K 31/728 A61K 33/38 опублик. 27.01.2013 Бюл. №3].
Известно техническое решение, включающее состав материала для замены СЖ -"МАТРЕКСИН" на основе полиакриламидного геля и ГК, содержащему в мас. %: акриламида - 0,9-8,2, N-N'метилен-бис-акриламида - 0,1-1,8, ГК - 0,1-2,0 и воды - до 100. Способ получения состоит в сополимеризации указанных компонентов в среде инертного газа в присутствии пероксидного инициатора полимеризации при температуре 69-74°С в течение 16-19 часов. В другом варианте - гидрогель ГК смешивают до однородного состояния в среде инертного газа с пригодным для медицинского применения полиакриламидным гелем, полученным из соответствующих количеств акриламида и N-N' метилен-бис-акриламида и воды в присутствии пероксидного инициатора полимеризации.
Способ обеспечивает получение заменителя СЖ, устойчивого к действию ферментов, макрофагов и фагоцитов организма и имеющего достаточно прогнозируемую степень резорбции в организме. Недостатком является невозможность введения геля в синовиальные влагалища и оболочки сухожилий шприцевым методом с тонкой иглой из-за относительно высокой вязкости гидрогеля. [Патент RU 2545806 С1 МПК A61L 27/16 A61L 27/20 A61L 27/26, опублик. 10.04.2015 Бюл. №10].
Введение в протезы СЖ на основе ГК функциональных биоактивных добавок- явно выраженная тенденция совершенствования заменителей СЖ.
Известен Гидрогель для использования в качестве протеза СЖ, образуемый путем реакции ГК, имеющей 1-10% гидроксильных групп, дериватизированных путем реакции с дивинилсульфоном ("2-(винилсульфонил)этокси)1-10%гиалуроновой кислотой"), с сшивающим реагентом, представляющим собой тиол-функционализированный полиэтиленгликоль, имеющий 2 или 4 тиольные группы, содержащий в качестве биоактивной добавки кортикостероид ацетонид триамцинолона. Способ получения Гидрогеля, имеющего низкую степень сшивания, включает реакцию (2-(винилсульфонил)этокси) с 1-10% ГК и с сшивающим реагентом, представляющим собой тиол-функционализированный полиэтиленгликоль, имеющий 2 или 4 тиольные группы, в водном растворе при температуре в интервале от 20°С до 45°С. Декларируется обезболивающее и репаративное действие Гидрогеля, [патент RU 2539395 С2 МПК A61L 27/20 A61L 27/52 С08 В 37/08 Опублик. 20.01.2015 Бюл. №2].
В качестве одной из биоактивных добавок в составе заменителей СЖ известно использование цинковых солей ГК, получаемых ионным обменом ионов натрия в гиалуронане на ионы цинка из соли в водном растворе, что было реализовано ранее одним из авторов данной заявки.
Цинк - незаменимый микроэлемент в антивозрастных программах, например, в качестве компонента биоревитализирующих препаратов. Цинк улучшает состояние суставов и связок. Цинк обеспечивает нормальное функционирование сухожилий, стимулирует синтез коллагена, костной и хрящевой ткани, обладает противовоспалительным действием. Цинк активирует ферменты (металопротеазы матрикса), которые разбирают молекулы межклеточного вещества; способствует образованию фагоцитов и усиливает активность макрофагов, чем способствует очищению от некротических тканевых элементов; способствует привлечению клеток-фибробластов в пораженную область; восполняет дефицит гиалуроновой кислоты; активирует ферменты, отвечающие за синтез коллагена [В. Хабаров, И. Жукова, И. Кветной Изучение физиологической роли кремния и цинка в составе инъекционных гидрогелей гиалуроновой кислоты. Эстетическая медицина, том XIX, №2, 2020, с. 1-7]. Задача доставки цинка в синовинальную жидкость является до сих пор актуальной задачей.
Известно техническое решение включающее получение и применение ассоциатов депротонированной гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 100-1850 кДа, в виде композиции, содержащей ассоциаты ГК с цинком или кобальтом, используемых в качестве фармацевтических и косметических средств, в частности, для ускорения процесса эпитализации участков тела, заживления бедренных язв, пролежней, главным образом незаживающих ран, ожогов, последствий радиации и теплового воздействия, воспалений сальной железы. Способ получения ассоциатов депротонированной гиалуроновой кислоты с ионами цинка или кобальта, состоит во взаимодействии водного раствора с концентрацией 0,100 моль/л галогенида цинка или кобальта с рН раствора равным 5, при эквимольном соотношении реагентов с последующим осаждением ассоциата с применением алканола (обычно бутанола) или алканона, введением четвертичной аммониевой соли и отделением осадка от раствора. Отмечается наличие избытка хлорида цинка в композиции. Полученная композиция рассматривается также как фармацевтически приемлемый носитель целевых добавок; способ получения фармацевтической композиции смешением ее компонентов. [Патент RU 2099350 С1, МПК С08В 37/08, A61K 31/73, опублик. 20.12.1997 г.].
.На основе цинковых солей ГК ранее получили известный водосодержащий гелевый материал на базе модифицированной аскорбиновой кислотой и/или ее солями 0,8% ГК с молекулярной массой 1500 кДа, путем химического взаимодействия цинковой соли ГК с солью аскорбиновой кислоты- аскорбилфосфатом, вместе с сшивающим агентом и добавками L-цистеина и L-глутатиона или глицина, подвергая исходные реагенты одновременному воздействию давления в пределах от 5 до 1000 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20 до 50°С. Таким образом получают хондрорепарант Гиалрипайер-10, см. табл. 1 [патент RU 2382050 С1, МПК С08В 37/00 Опублик. 20.02.2010 Бюл. №5].
Авторами данной заявки ранее был усовершенствован способ получения гидрогелевых композиций на основе сшитых цинковых солей ГК и ранее предложенного ими принципа механохимического синтеза ионных солевых комплексов переходных металлов с полисахаридами солевого типа, в частности, с ГК. Было показано наличие эффекта сшивки звеньев ГК цинком. Это известное техническое решение условно можно отнести к прототипу данного изобретения [патент RU 2710074 МПК С08В 37/08 A61K 31/728 Опублик.: 24.12.2019 Бюл. №36].
Способ включает следующие этапы:
- приготовление 1-2% водного раствора натриевой соли высокомолекулярной ГК с молекулярной массой 1500-1800 кДа в деионизованной воде;
- получение низкомолекулярной ГК с молекулярной массой 20-60 кДа при облучении водного раствора гиалуроната натрия в течение 100-120 минут УФ-излучением;
- получение раствора комплексного соединения низкомолекулярной ГК с молекулярной массой 20-60 кДа с катионами цинка, при смешивании полученного облученного раствора гиалуроната натрия с водным раствором соли хлорида цинка, с последующим перемешиванием раствора в течение 2-3 часов при комнатной температуре;
- получение порошка комплексного соединения низкомолекулярной ГК с молекулярной массой 20-60 кДа с катионами цинка, путем фильтрации из полученного раствора, с последующей лиофильной сушкой полученного осадка при 40-60°С при пониженном давлении 0,1 Па и дальнейшим отделением от фильтра сухого субстрата;
- предварительное получение однородной смеси порошков при смешивании сухого порошка натриевой соли высокомолекулярной ГК с молекулярной массой 1500-1800 кДа с полученным сухим порошком комплексного соединения низкомолекулярной ГК с молекулярной массой 20-60 кДа с катионами цинка в соотношении 10:1 по массе;
- механохимическая обработка полученной однородной смеси порошков путем одновременного воздействия давления и деформации сдвига в механохимическом реакторе типа наковальни Бриджмена или экструдере при температуре 20-50оС и при давлении от 5 до 1000 МПа в течение 0,1-10 минут для получения порошка гелеобразователя, содержащего матрицу из высокомолекулярной ГК с молекулярной массой 1500-1800 кДа и равномерно распределенными и химически связанными с матрицей частицами комплексного соединения низкомолекулярной ГК с молекулярной массой 20-60 кДа с катионами цинка;
- получение гидрогелевой водорастворимой композиции, представляющей стабильную систему гелевых глобул в деионизированной воде, содержащую гелеобразователь из матрицы высокомолекулярной ГК с молекулярной массой 1500-1800 кДа с равномерно распределенными и связанными химически с матрицей частицами комплексного соединения низкомолекулярной ГК с молекулярной массой 20-60 кДа (соотношение 10:1) с катионами цинка (содержание металла 0,001-0,01 мас. %,) при растворении 1,5-2,5 мас. % полученного порошка гелеобразователя в деионизированной воде.
Одним из основных недостатков известных технических решений - составов протезов СЖ на основе ГК, включающих функциональные или технологические добавки, является потенциальная деградация реологических и/или вязкоупругих свойств конечных гелей или их стабильности напрямую в течение добавления, или в течение фаз стерилизации при производстве, или с течением времени, например, хранения. Также одним из рисков включения добавок является их склонность к осаждению по мере деградации гидрогеля. Фактически, основная форма добавок в известных технических решениях является либо солевой, либо жирорастворимой, и, таким образом, при их включении в водный гель, как правило, составляемый при рН, близком к физиологическому рН, т.е. 7,4, они будут иметь высокую склонность к осаждению.
Фактически, крайне важно, чтобы в гелях, инъецируемых с помощью тонких игл для восполнения синовиальной жидкости, не происходило осаждение. Осадок будет вызывать те же эффекты, что и инородное тело, и, таким образом, будет приводить к риску воспаления.
Анализ известных технических решений выявил два пути устранения указанных недостатков в протезах СЖ с содержанием цинка;
использование препаратов ГК с низкой молекулярной массой, и использование не солевых форм соединений цинка с ГК.
Ранее было показано, что препараты ГК с низкой молекулярной массой довольно хорошо переносятся пациентами при внутрисуставном введении. Низкая молекулярная масса обусловливает быстрое расщепление молекул ГК в суставе и тканях, что дает основания намеренно использовать низкомолекулярные препараты ГК (500-750 кДа) животного происхождения для внесуставных инъекций. Речь идет о таких локализациях, где имеется синовиальная ткань и ГК природно вырабатывается для осуществления метаболических процессов, в частности о синовиальных влагалищах и синовиальных оболочках сухожилий при хроническом воспалении в этой зоне (тендиниты, теносиновиты, бурситы) [М.А. Страхов, А.В. Скороглядов - Современные тенденции использования средств, замещающих синовиальную жидкость, на основе связанной гиалуроновой кислоты в лечении пациентов с травмами и заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова»; №4; 2013; стр. 2-6].
Задачей заявленного изобретения является разработка протеза синовиальной жидкости в виде гидрогелевых систем на базе модифицированной ГК определенной молекулярной массы и высокочистых полностью водорастворимых цинксодержащих агломератов хелатного типа, исключающих диссоциацию в водной фазе и высаждение по солевому типу, обеспечивающих доставку необходимого количества цинка в синовиальную полость и повышающих эффективность лечения, а также способа их получения. При этом, за счет частичной сшивки звеньев ГК обеспечивается необходимая вязкость протеза (динамическая язкость в пределах 150-300 мПа⋅с).
В ходе экспериментов по поиску условий синтеза хелатных комплексов цинка с ГК авторами изобретения был выбран механохимический способ реакции синтеза цинксодержащих хелатных соединений ГК. При этом неожиданно было найдено, что использование исходной низкомолекулярной ГК с молекулярно-весовым распределением 15-50 кДа, хлорида цинка и проведение реакции в относительно «мягких» по температуре и давлении условиях, позволяет провести механохимический синтез хелатных комплексов ГК+Zn в одну стадию. Экспериментально было установлено, что хелаты образуются при определенных условиях обработки сухой смеси хлорида цинка с ГК с молекулярной массой от 15 до 50 кДа в механохимическом реакторе -двухшнековом экструдере при последовательном прохождении смеси через три зоны цилиндра реактора с обрабатывающими шнеками при угле деформации суммарного сдвига обрабатывающих кулачков 180°.
Техническим результатом изобретения является протез синовиальной жидкости с повышенной устойчивостью гидрогелевой композиции и ее основы - хелатных комплексов ГК с цинком, снижение количества неконтролируемых примесей, проникающих в суставную сумку, повышенная биодоступность цинка, а также способ получения протеза.
Способ включает на первой стадии синтез основы протеза синовиальной жидкости
- хелата Zn с ГК. Для этого проводят обработку смеси сухих порошков ГК и хлорида цинка в механохимическом реакторе типа двухшнекового экструдера с зоной питания и двумя реакционными зонами при соотношении длин зон соответственно, %: 20:40:40 с последовательным в одном цикле непрерывным проведением операций:
- загрузку сухого порошка низкомолекулярной гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 15-50 кДа и сухого порошка хлорида цинка, при соотношении по массе 1: 0,015-0,030 соответственно, в зону питания механохимического реактора и гомогенизацией перемешиванием в этой зоне в течение 2-3 минут при 5-10оС;
- дальнейшее последовательное автоматическое перемещение гомогенизированной смеси во вторую и третью зоны механохимической обработки, где механохимическая обработка проводится с одновременным воздействием давления в пределах 200-300 МПа и деформации сдвига на кулачковых механизмах с углом сдвига суммарно 180° в течение 1-2 минут в токе азота при температуре во второй механохимической зоне 70-80°С, в третьей механохимической зоне 5-7°С.
Далее отделяют полученный порошок хелата и растворяют его в деионизированной воде, концентрация хелата в растворе 2,0-2,5% масс. Получают гелевую композицию, содержащую 0,015-0,030% масс, связанного с ГК цинка.
Согласно заявленному способу для получения хелатов цинка используется гиалуроновая кислота, полученная методом бактериального синтеза с молекулярной массой 15-50 кДа (например, низкомолекулярная с молекулярно-весовым распределением 15-50 кДа, производства фирмы RUNXINBIOTECH (Китай)).
Согласно заявленному способу для получения хелатов цинка с ГК используется цинк хлористый ZnCl2, чда, например, по ГОСТ 4529-78;
Результатом реализации способа является получение хелатного комплекса цинка с гиалуроновой кислотой, где она выполняет функцию лиганда. Предварительная структура хелатного комплекса включает в среднем два дисахаридных звена цепи ГК, связывающих один двухвалентный катион Zn+2. Ион цинка взаимодействует с шестью атомами кислорода, которые относятся к двум N-ацетильным группам и двум карбоксильным группам противоположных участков цепи. Схематически строение общей структуры таких хелатов представлено на фиг. 1. [В.Н. Хабаров, П.Л. Иванов Биомедицинское применение гиалуроновой кислоты и ее химически модифицированных производных. М., 2020, Гл.1, с. 17-18]. В полученных хелатных соединениях значительно изменена структура полисахаридной цепи, что проявляется в изменении характера и интенсивности колебаний -С=O-, -С-ОН, -С-О- групп, смещении соответствующих линий ИК- Фурье спектров.
В ГОСТ 58484-2019 «Имплантаты на основе гиалуроновой кислоты. Стандартное руководство по определению характеристик гиалуроновой кислоты как основы медицинских изделий» представлен (Фиг. 2 А) стандартизованный ИК-спектр натриевой соли гиалуроновой кислоты с преобразованием Фурье с использованием нарушенного полного внутреннего отражения. Типичные частоты спектра, см-1, для натриевой соли гиалуроновой кислоты: 3275-3390, 1615, 1405, 1377, 1150, 1077, 1045, 946, 893. Авторами был снят ИК-Фурье спектр ГК, используемой в заявленном способе (Фиг. 2 Б). На этом спектре можно увидеть полосы 1616 (с), 1411(ср) и 612 см-1 отвечающие характеристическим колебаниям амида; 1150, 1078, 1044(c), 947(ср), 890 (сл).-соответствующие колебаниям О-Н-групп; полосы 1617 и 1377 отвечают колебания карбоксилов. Пик при 3412 см-1, приписываемый ОН- связей карбинола, более узкий в спектре стандарта.
Полученный согласно заявленному способу хелат цинка с ГК смещает в ИК-спектре положения основных полос -О-Н групп, карбоксильных и карбинольных групп. Поскольку концентрации цинка малы, концентрация хелатных колец в общей массе ГК также мала, изменения спектров приведены после цифровой обработки ИК-спектров полученных конъюгатов. Изменения в спектре ГК для хелата Zn приведены в таблице 2.
Приведенные в табл.2 данные свидетельствуют об участии в образовании хелатов цинка атомов кислорода двух монодентатно-связанных карбоксилатанионов, трех атомов О одного монодентатно и одного хелатносвязанного карбоксилат-аниона, либо четырех атомов О двух хелатно-связанных карбоксилат-анионов. Это соответствует в общем плане предполагаемой структуре хелатов, приведенной на фиг. 1.
Проверка эффективности предложенного протеза СЖ была проведена на модели в эксперименте на лабораторных животных патологии коленного сустава, а именно воспаления и травмы, с последующим изучением эффекта введенного инъекционным методом предложенного протеза на процессы в суставах. Контрольная группа животных - без травм и воспаления. Травму коленного сустава у крыс ланцетом для взятия крови наносили в центр коленного сустава правой лапы крысы медиальнее коленной чашечки. Воспалительный процесс коленного сустава у крыс вызывали путем однократного введения 0,02 мл стерильного раствора лиофилизированного липополисахарида E.coli штамм 026:В6, приготовленного на 0,9% физрастворе в концентрации 15 мг/мл в полость сустава. Воспаление моделировали так же на правом коленном суставе. После нанесения травмы и моделирования воспаления животные наблюдались в течение недели. На фиг. 3 приведены микроскопические фото суставов травмы (фиг. 3А) и воспаления (фиг. 3Б) у забитых животных без лечения. В модели травмы (фиг. 3А) определяется зона деструкции хондроцитов, нарушение организации хряща, отсутствие четкого разграничения слоев суставного хряща, дистрофическими и некробиотическими изменениями (лизис ядра, кариопикноз, вакуолизация цитоплазмы, формирование пузырьковидных клеток). В данной группе повреждение затрагивало поверхностный и промежуточный слой хряща. При этом дистрофические изменения в данной группе превалируют над воспалительными. В модели артроза (фиг. 3Б) воспалительные и поствоспалительные изменения в данной группе превалируют над дистрофическими и некробиотическими. При этом, четко определяется зона деструкции (изъязвления хряща), нарушение полярности и свойств коллегановых волокон, резкое полнокровие сосудов, и расширение и застойные явления в лимфатических сосудах. В местах погибших хондроцитов определяются пучки соединительнотканных элементов.
Далее в пораженные суставные сумки инъекцией (игла СФМ 30 G) вводилась терапевтическая доза протеза СЖ по примеру 1. После инъекции через неделю была проведена микроскопия суставов с травмой (фиг. 3В) и воспалением (фиг. 3Г) у забитых животных.
В модели травмы после инъекции (фиг. 3В) происходит полное восстановление хрящевой поверхности, полярность и рядность хондроцитов практически сохранена, ядра четкие, средние, сосуды микроциркуляторного русла сужены, фиброз не визуализируется. Рыхлая соединительная ткань с мелкими сосудами, с основном суженными. Соединительная и мышечная ткань околосуставной капсулы без патологических изменений. В модели воспаления после инъекции (фиг. 3Г) наблюдали практически полное восстановление целостности хряща, очаговая пролиферация хондроцитов, формирование и восстановление полярности и рядности хряща, сужение сосудов, межклеточной вещество компактно, более базофильно. Параартрикулярные ткани без грубых патологических изменений. Костные балки целые, без дистрофических изменений.
Фигура 1. Предположительная структурная формула хелата цинка с двумя дисахаридными звеньями ГК.
Фигура 2. ИК-спектры стандартной и используемой натриевых солей гиалуроновой кислоты
А) Стандартизованный ИК-спектр натриевой соли гиалуроновой кислоты с преобразованием Фурье с использованием нарушенного полного внутреннего отражения по ГОСТ 58484-2019
Б) ИК-спектр натриевой соли гиалуроновой кислоты с преобразованием Фурье с использованием нарушенного полного внутреннего отражения, используемой в заявленном способе
Фигура 3. Микроскопия (фото) суставов лабораторных животных через неделю после процедур.
A) С травмой без лечения
Б) С воспалением без лечения
B) С травмой после инъекции протеза СЖ по примеру 1
Г) с воспалением после инъекции протеза СЖ по примеру 1
Заявленное изобретение иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1
На первой стадии готовят основу протеза синовиальной жидкости - хелат цинка с гиалуроновой кислотой.
5,0 г порошкообразной натриевой соли ГК с молекулярной массой с распределением 15-50 кДа и 0,075 г сухого порошка цинка хлористого (II), чда (загрузку хлористого цинка проводят, предохраняя от попадания влаги), соотношение 1:0,015 по массе соответственно, подают в зону питания двухшнекового экструдера, где смесь гомогенизируют перемешиванием в токе азота в этой зоне в течение 2-3 минут при 5-10°С. Далее смесь захватывают транспортирующие элементы и перемещают ее по длине цилиндра при вращении. Соотношение зон по длине цилиндра с обрабатывающими шнеками: первая зона питания, где происходит гомогенизация смеси -20% от общей длины, вторая зона механохимической обработки - 40% и третья зона механохимической обработки -40%. Во второй и третьей зоне механохимической обработки смесь подвергается деформации сдвига, благодаря смесительным элементам, состоящим из кулачков, набранных по пять штук с углом поворота между кулачками 45°, 90°, 45° (обратный) в сумме 180°. Размещение элементов под разными углами способствует образованию запоров в движении смеси и вследствие этого его лучшему перемешиванию и большим физическим воздействиям. Процесс проводят при автоматической загрузке смеси в зоны механохимической обработки в токе азота, скорость подачи реакционной смеси поддерживалась при скорости вращения шнеков в пределах 20-100 об⋅мин-1; нагрузка, определяемая по величине тока привода шнеков экструдера в пределах 5-10 А, соответствует давлению 200 МПа. Температура в первой зоне 5-10°С, во второй 70°С, в третьей зоне 5°С. Продолжительность процесса в целом 4 минуты. Выход продукта-сухого порошка белого цвета составляет 4,93 г (98,8%). Содержание цинка в смеси до 0,75% мае. В ИК-спектре раствора продукта реакции отчетливо наблюдается гипохромный сдвиг полос 1044 см-1 до 1038 см-1 (С-О-валентные колебания карбинола), 946 см-1 до 935 см-1 (внеплоскостные колебания О-Н связи), ослабление полосы 1616 см-1 (С=O валентные колебания карбоксилата), что свидетельствует о наличии химической связи Zn и ГК.
Для изготовления протеза синовиальной жидкости готовят 2,5% масс, раствор полученного хелата цинка в деионизированной воде перемешиванием в течение 2 часов при комнатной температуре. Получают прозрачный маловязкий гель, динамическая вязкость 200 мПа*с. Содержание цинка в протезе -0,015 масс. %.
Пример 2
Аналогично примеру 1 5,0 г порошкообразной натриевой соли ГК с молекулярной массой с распределением 15-50 кДа и 0,10 г сухого порошка цинка хлористого (II), чда (загрузку хлористого цинка проводят, предохраняя от попадания влаги), соотношение 1:0,02 по массе соответственно, подают в зону питания двухшнекового экструдера, где смесь гомогенизируют перемешиванием в токе азота в этой зоне в течение 2-3 минут при 5-10°С. Далее смесь захватывают транспортирующие элементы и перемещают ее по длине цилиндра при вращении. Соотношение зон по длине цилиндра с обрабатывающими шнеками: первая зона питания, где происходит гомогенизация смеси -20% от общей длины, вторая зона механохимической обработки - 40% и третья зона механохимической обработки -40%. Во второй и третьей зоне механохимической обработки смесь подвергается деформации сдвига, благодаря смесительным элементам, состоящим из кулачков, набранных по пять штук с углом поворота между кулачками 45°, 90°, 45° (обратный) в сумме 180°. Размещение элементов под разными углами способствует образованию запоров в движении смеси и вследствие этого его лучшему перемешиванию и большим физическим воздействиям. Процесс проводят при автоматической загрузке смеси в зоны механохимической обработки в токе азота, скорость подачи реакционной смеси поддерживалась при скорости вращения шнеков в пределах 20-100 об⋅мин-1; нагрузка, определяемая по величине тока привода шнеков экструдера в пределах 8-10 А, соответствует давлению 250 МПа. Температура в первой зоне 5-10°С, во второй 75°С, в третьей зоне 6°С. Продолжительность процесса в целом 4 минуты. Выход продукта-сухого порошка белого цвета составляет 4,93 г (98,8%). Содержание цинка в смеси до 1,00% мас. В ИК-спектре раствора продукта реакции отчетливо наблюдается гипохромный сдвиг полос 1044 см-1 до 1038 см-1 (С-О-валентные колебания карбинола), 946 см-1 до 935 см-1 (внеплоскостные колебания О-Н связи), ослабление полосы 1616 см-1 (С=0 валентные колебания карбоксилата), что свидетельствует о наличии химической связи Zn и ГК.
Для изготовления протеза синовиальной жидкости готовят 2% масс, раствор полученного хелата цинка в деионизированной воде при комнатной температуре. Получают прозрачный маловязкий гель, вязкость - 150 мПа*с. Содержание цинка в протезе -0,020 масс. %.
Пример 3
Аналогично примеру 1 5,0 г порошкообразной натриевой соли ГК с молекулярной массой с распределением 15-50 кДа и 0,150 г порошка хлористого цинка (II), чда (загрузку хлористого цинка проводят, предохраняя от попадания влаги), соотношение 1:0,030 по массе соответственно, подают в зону питания двухшнекового экструдера, где смесь гомогенизируют перемешиванием в токе азота в этой зоне в течение 2 минут при 5-8°С.Далее смесь обрабатывается аналогично примеру 1 во второй и третьей зонах Процесс проводят при автоматической загрузке смеси в зоны механохимической обработки в токе азота, скорость подачи реакционной смеси поддерживалась при скорости вращения шнеков в пределах 20-80 об*мин-1; нагрузка, определяемая по величине тока привода шнеков экструдера в пределах 7-12 А, соответствует давлению 300 МПа. Температура в первой зоне 5-10°С, во второй 80°С, в третьей зоне 7°С. Продолжительность процесса в целом 4 минуты. Выход продукта- сухого порошка белого цвета с оттенком составляет 4,95 г (95,7%). В ИК-спектре отмечены изменения характерных полос, аналогично примеру 1, но ослабление полосы 1616 см-1 выражено более отчетливо. Это свидетельствует о наличии химической связи Zn и ГК. Содержание цинка в продукте до 1,5% масс.
Для изготовления протеза синовиальной жидкости готовят 2% масс, раствор полученного хелата цинка в деионизированной воде при комнатной температуре. Получают прозрачный маловязкий гель, динамическая вязкость - 210 мПа*с. Содержание цинка в протезе -0,030 масс. %.
Claims (5)
1. Протез синовиальной жидкости в виде гидрогелевой водорастворимой композиции на основе модифицированной гиалуроновой кислоты, представляющий собой 2,0-2,% мас.% раствор в деионизированной воде хелатного комплекса цинка с гиалуроновой кислотой, имеющей молекулярную массу 15-50 кДа, и с содержанием цинка в хелатном комплексе 0,015-0,030 мас.%.
2. Способ получения протеза синовиальной жидкости по п. 1, включающий:
- синтез хелатного соединения цинка с гиалуроновой кислотой методом твердофазной механохимической реакции, обработкой порошкообразной смеси гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 15-50 кДа с хлоридом цинка при соотношении по массе 1:0,015-0,030 соответственно в двухшнековом механохимическом экструдере с зоной питания и двумя реакционными зонами при соотношении длин зон соответственно 20:40:40%, последовательным проведением в одном цикле обработки загрузки сухого порошка гиалуроновой кислоты и сухого порошка хлорида цинка, в зону питания и гомогенизацию перемешиванием в этой зоне в течение 2-3 минут при 5-10°С, перемещением гомогенизированной смеси во вторую и третью зону механохимического экструдера, где смесь обрабатывается с одновременным воздействием давления в пределах 200-300 МПа и деформации сдвига на кулачковых механизмах с углом сдвига суммарно 180° в течение 1-2 минут в токе азота при температуре 70-80°С во второй механохимической зоне, при температуре 5-7°С в третьей механохимической зоне;
- выделение из экструдера сухого порошка хелата цинка с гиалуроновой кислотой;
- получение 2,0-2,5 мас.%, раствора порошка хелата цинка с гиалуроновой кислотой в деионизированной воде растворением его при перемешивании при комнатной температуре.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782921C1 true RU2782921C1 (ru) | 2022-11-07 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU757102B2 (en) * | 1998-11-11 | 2003-01-30 | Sigmar Italia S.P.A. | Cross-linked hyaluronic acids and medical uses thereof |
RU2710074C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2019-12-24 | Общество с ограниченной ответственностью "МедикалСайнс" | Гидрогелевая водорастворимая композиция на основе гиалуроновой кислоты и ионов поливалентных металлов и способ ее получения |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU757102B2 (en) * | 1998-11-11 | 2003-01-30 | Sigmar Italia S.P.A. | Cross-linked hyaluronic acids and medical uses thereof |
RU2230752C2 (ru) * | 1998-11-11 | 2004-06-20 | Фармила-Теа Фармасьютичи,С.П.А. | Поперечносшитые гиалуроновые кислоты и их применение в медицине |
RU2710074C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2019-12-24 | Общество с ограниченной ответственностью "МедикалСайнс" | Гидрогелевая водорастворимая композиция на основе гиалуроновой кислоты и ионов поливалентных металлов и способ ее получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11541075B2 (en) | Treatment of arthritis and other musculoskeletal disorders with crosslinked hyaluronic acid | |
US8323617B2 (en) | Treatment of arthritis and other musculoskeletal disorders with crosslinked hyaluronic acid | |
JP5208332B2 (ja) | 関節疾患及び関節損傷を治療する関節内補充法 | |
US20230172968A1 (en) | Controlled release hyaluronic acid compositions | |
RU2782921C1 (ru) | Протез синовиальной жидкости и способ его получения | |
RU2710074C1 (ru) | Гидрогелевая водорастворимая композиция на основе гиалуроновой кислоты и ионов поливалентных металлов и способ ее получения | |
CN106692179A (zh) | 关节腔注射用含低分子量黄原胶的药物制剂及其制备方法 | |
KR20190070327A (ko) | 2가 아연 양이온을 갖는 히알루론산 겔 | |
CN116919982A (zh) | 一种用于治疗关节炎的药物组合物及其应用 | |
US10857176B2 (en) | Composition comprising polyglucosamine-glyoxylate solutions mixed with hyaluronan | |
CA2956658C (en) | Composition comprising polyglucosamine-glyoxylate solutions mixed with hyaluronan | |
CN114163667A (zh) | 隔离用交联凝胶、制备方法及应用 | |
RU2197238C2 (ru) | Способ профилактики и лечения остеоартроза, средство для его осуществления и способ получения средства для лечения остеоартроза | |
CN111732675A (zh) | 透明质酸-氨基葡萄糖接枝共聚物、制法及其应用 | |
WO2003054208A2 (en) | Method of modulating release of saccharides and uses thereof | |
RU2739746C1 (ru) | Фармацевтическое средство для лечения артрологических заболеваний | |
AU2017257956A1 (en) | Compositions for use in treating tendon degeneration | |
US10449214B2 (en) | Use of hyaluronic acid | |
WO2021058715A1 (en) | Hydrogel based on zinc gluconate and hyaluronic acid esters | |
EA041403B1 (ru) | Фармацевтическое средство для лечения артрологических заболеваний |