一种高持久性多效自交联流体凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种高持久性多效自交联流体凝胶及其制备方法与应用。本发明专利技术流体凝胶的制备方法，包括如下步骤：1)将水溶性壳聚糖置于纯化水中溶解，得到水溶性壳聚糖水溶液；然后过滤，收集滤液；2)将所述滤液进行反复冻融，得到高持久性自交联流体凝胶；3)将所述高持久性自交联流体凝胶与功能调节剂混合，即得到所述流体凝胶。本发明专利技术流体凝胶具有均相、高持久性、多效的特点；制备方法简单，采用物理自交联反应；应用具有生物安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高持久性多效自交联流体凝胶及其制备方法与应用，属于天然生物医用材料领域。
技术介绍
由于老化、损伤和外伤、超重、一侧过度使用、关节或者相关的结构如骨骼、韧带和软骨等缺乏体育锻炼，可能会导致骨关节一系列的退行性疾病，对日常生活带来诸多不便。其中最常见的是骨关节炎(OA)。OA是目前美国中致残的主要原因，美国患者每年的相关治疗费用约5700美元。而目前全球内OA已经导致4300万人中度至重度残疾。我国膝关节关节炎患病率约为9.56％。对于OA目前没有根治的方法，通过注射黏弹性补充剂是缓解关节炎疼痛的重要方法。对于重度关节炎的手术中，也有应用黏弹性补充剂作为缓解患者术中疼痛的辅助手段。目前市面上的关节黏弹性补充剂成分多为透明质酸。对透明质酸制品过敏或者患侧膝关节或关节周围有感染者，不能接受透明质酸类产品的注射治疗。对于鸟类蛋白、羽毛或鸡蛋制品过敏的患者，则应慎用提取自公鸡鸡冠的透明质酸产品，如Synvisc(欣维可)、SynviscOne、Hyalgan、3H玻璃酸钠和佰备。且透明质酸类黏弹性补充剂在体内留存时间较短，一般一个疗程内需要连续注射3～5针才能维持6个月的疗效，例如Euflexa、Hyalgan、和Supartz分别需要连续注射3次、5次、和3次才能维持26周的疗效，不仅给患者和医生带来诸多不便，同时也增加了患者就医成本。因此国外一些厂家通过选用高分子量的透明质酸或者通过交联的方式延长其在关节处的留存时间，以期达到更长的疗效。例如Gelone、Synvisc(欣维可)、SynviscOne中的透明质酸经过交联后，分别注射1针、3针和1针的疗效可达13周、26周和26周。由于关节处存在透明质酸酶，因此要延长透明质酸类黏弹性补充剂的疗效，则需要对其分子量或者交联程度提出较高的要求，但同时也会大大增加注射顶推力，给注射带来困难。专利CN105131348A、CN103124558A和CN1326352A中制备的黏弹性补充剂包含两种组分，一是交联的透明质酸颗粒，起到延长制剂在体内留存时间的作用；另一种是未交联的透明质酸液体，起到减小注射阻力和增加制剂柔软度的作用。但是固液混悬的制剂形式，存在分散均匀性的问题，且颗粒会有堵塞注射器的风险，造成注射困难，或者需要使用直径更大的针头，给患者造成更大的创伤。与透明质酸相比，壳聚糖无免疫原性，不会引起过敏反应；来源广泛，资源可再生，成本低；且结构与糖氨多糖近似，可参与蛋白多糖的代谢；其黏度与滑液近似，有良好的组织相容性；壳聚糖类可直接促进软骨增殖，减轻细胞损伤对关节内环境的干扰，从而达到保护和修复关节软骨，减缓关节退变的发生并缓解疼痛的作用，而透明质酸不能诱导软骨增殖；另外，壳聚糖类还具有一定的抗菌消炎作用。由于关节处没有降解壳聚糖及其衍生物的酶，因此其具有相对较好的耐酶解性能。目前市面上基于几丁糖制备的黏弹性补充剂仅有一款。专利CN1306824A中介绍了水溶性医用几丁糖的制备及在防黏连和防治退变性关节炎中的应用。但该方法制备的几丁糖制剂及医用几丁糖黏弹性补充剂均未采用交联等方式，而其在体内仍存在自由基降解等，因此体内留存时间仍然有限，且组分为单一高分子组分，功能单一，注射初期虽能较好地发挥缓冲垫的作用，但促修复功能相对滞后。多硫酸木聚糖，又名多硫酸戊聚糖(PPS)，来自于水青冈树，主要结构是半纤维素，平均分子量接近7500D。PPS可使滑膜细胞合成高分子量的透明质酸正常化，并抑制补体活化及白细胞核滑膜细胞的促炎性介质的释放，从而保护滑膜细胞，降低滑膜炎症。PPS还可促进软骨合成蛋白聚糖，强力抑制分解代谢。临床研究表明，对OA患者应用PPS，OA临床症状在治疗1个月后有明显改善，滑液黏弹性升高。硫酸软骨素是构成软骨的重要成分之一，分子量相对较低，更容易被吸收进软骨，可直接参与软骨的构建，加速软骨的再生和修复，且具有一定的止痛作用。因此将硫酸软骨素和多硫酸木聚糖与羧甲基壳聚糖进行复配制备关节用黏弹性补充剂，可以起到协同增效的作用，提高产品在注射全周期内的吸收修复效果，并赋予产品一定的止痛功能并增加产品润滑性。交联是目前提高黏弹性补充剂疗效的常用方法。但目前使用的交联剂多为化学交联剂。例如，DVS、BDDE、环氧氯丙烷等交联剂毒性大，生物相容性欠佳，产物中存在交联剂残留的风险。EDC或者氨基酸类作为交联剂时，虽然生物相容性较好，但是成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高持久性多效自交联流体凝胶及其制备方法与应用，本专利技术流体凝胶具有均相、高持久性、多效的特点；制备方法简单，采用物理自交联反应；应用具有生物安全性。本专利技术提供的流体凝胶的制备方法，包括如下步骤：1)将水溶性壳聚糖置于水中溶解，得到水溶性壳聚糖水溶液；然后过滤，收集滤液；2)将所述滤液进行反复冻融，得到高持久性自交联流体凝胶；3)将所述高持久性自交联流体凝胶与功能调节剂混合，即得到所述流体凝胶。本专利技术中，步骤1)所述水优选纯化水。上述的制备方法中，所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖和/或羟丙基壳聚糖；所述水溶性壳聚糖的分子量可为10万～40万，具体可为10万、20万、30或10万～30万；所述水溶性壳聚糖水溶液的浓度可为10～40mg/mL，具体可为10mg/ml、25mg/ml、40mg/ml、10～25mg/mL或25～40mg/mL。本专利技术中，所述羧甲基壳聚糖羧化度可为80％～100％，具体可为82％；所述羟丙基壳聚糖的取代度可为0.4～1，具体可为0.6或0.4～0.6。上述的制备方法中，步骤1)中，所述溶解的温度为10～80℃，具体可为30℃、50℃、65℃、30～50℃、50～65℃或30～65℃。本专利技术中，步骤1)中过滤采用本领域常规的过滤方法。上述的制备方法中，步骤2)中，所述反复冻融包括如下步骤：先于-20℃～-40℃冷冻12～72h；再于0℃～30℃下解冻1～5h；所述反复冻融的次数为1～10次。所述反复冻融具体包括如下1-4中任一种操作步骤：1、置于-20℃冰箱中冷冻24h后，于10℃下解冻4h，如此反复冻融2次；2、置于-30℃冰箱中冷冻36h后，于25℃下解冻3h，如此反复冻融6次；3、置于-40℃冰箱中冷冻48h后，于20℃下解冻3h，如此反复冻融8次；4、置于-20℃～-40℃冰箱中冷冻24～48h后，于10～25℃下解冻3～4h，如此反复冻融2～8次。上述的制备方法中，制备所述功能调节剂包括如下步骤：将硫酸软骨素和多硫酸木聚糖溶解在pH缓冲液中制成。上述的制备方法中，所述功能调节剂包括如下浓度的组份，单位以mg/ml计：所述功能调节剂具体包括如下浓度的组份：上述的制备方法中，所述硫酸软骨素的分子量为4000～8000道尔顿，具体可为4000道尔顿、5000道尔顿、6000道尔顿、4000～5000道尔顿、5000～6000道尔顿或4000～6000道尔顿；所述多硫酸木聚糖的分子量为6000～8000道尔顿，具体可为6000道尔顿、7000道尔顿、8000道尔顿、6000～7000道尔顿或7000～8000道尔顿。上述的制备方法中，所述高持久性自交联流体凝胶与功能调节剂的体积比为1:1。本专利技术还提供了上述的制备方法制备得到的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体凝胶的制备方法，包括如下步骤：1)将水溶性壳聚糖置于水中溶解，得到水溶性壳聚糖水溶液；然后过滤，收集滤液；2)将所述滤液进行反复冻融，得到高持久性自交联流体凝胶；3)将所述高持久性自交联流体凝胶与功能调节剂混合，即得到所述流体凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种流体凝胶的制备方法，包括如下步骤：1)将水溶性壳聚糖置于水中溶解，得到水溶性壳聚糖水溶液；然后过滤，收集滤液；2)将所述滤液进行反复冻融，得到高持久性自交联流体凝胶；3)将所述高持久性自交联流体凝胶与功能调节剂混合，即得到所述流体凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖和/或羟丙基壳聚糖；所述水溶性壳聚糖的分子量为10万～40万；所述水溶性壳聚糖水溶液的浓度为10～40mg/mL。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述溶解的温度为10～80℃。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述反复冻融包括如下步骤：先于-20℃～-40℃冷冻12～72h；再于0℃～30℃下解冻1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：周颖，郭刚，孙先昌，
申请(专利权)人：苏州正海生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32