用于组织填充的交联透明质酸及其制备方法和应用技术

一种透明质酸（ＨＡ）组合物，其包括交联的，水－不溶性的，水合ＨＡ凝胶微粒，其中ＨＡ包括由以下结构式表示的交联键：ＨＡ’－Ｕ－Ｒ↓［２］－Ｕ－ＨＡ’其中：每个ＨＡ’可以是相同或不同的交联ＨＡ’分子；每个Ｕ是一种 独立的可任意替换的Ｏ－酰基异脲或Ｎ－酰基脲；并且Ｒ２是一种可任意替换的烷基，烯烃基，炔基，烷氧基，环烷基，环烯烃基，环炔芳香基，杂环芳基苯并二氢吡喃，环脂肪族烷基，芳烷基，杂环芳烷基，或杂环烷基咪唑吡啶。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2003年12月22号提交的美国专利技术专利申请(还未有申请号，代理记录号1767.2011-000)的优先权，该申请的教导通过在此引述而全部合并于本文。
技术介绍
目前，所有经美国食品药品监督管理局批准的组织填充剂都来源于胶原质。使用人群中大约3-5％显示了对牛胶原质的严重过敏反应，因此在任何特别人群中使用这些填充物时需要仔细进行试验。透明质酸，也指“HA”，是一种自然产生的，作为细胞外基质的主要成分并在动物组织中广泛存在的水溶性多糖。自然产生的HA其分子量通常在6×104至8×106道尔顿之间。它具有良好的生物匹配性并且当移植入体内时并不引发异体或过敏反应。制备可供商业应用的透明质酸的方法是已知的。并且许多将HA耦合和交联以减少其水溶性和扩散性的方法也是已知的。见，例如，美国专利第5,356,883号和第6,013,679号，其全部教导通过在此引述而合并于本文。此外，许多HA的形式已经被应用，例如，作为外科目的以防手术后组织粘连，作为关节润滑液的辅助剂，在眼科手术中作为外科目的和/或替换流体使用，在体外试验中作为组织工程的骨架或在体内引导组织再生或填充，及其他。然而，在HA产品的使用方面存在一些缺点，特别地，需要在体内特性和外科可用性之间找到平衡。例如，HA充分的化学改良性或交联性使其在体内具有合适的机械和生物稳定性，却由于过于粘稠使其难以或不可能通过纤细的针头。相反，适合于注射的HA可能在体内表现出较差的生物稳定性和机械特性。此外，目前关注于利用经化学改良的HA作为媒介-相关的缓释剂输送生物活性药剂，例如，治疗性试剂或药物和生物探针。主要的挑战在于发展一种输送载体，使治疗性药剂在效应部位具有恰当的生物利用度水平从而获得期望的临床治疗效果，并且同时在体内特性和外科/治疗可用性之间具备适合的平衡。药物的生物利用度依赖于药物的自然属性，所使用的药物输送载体，和输送途径，例如，口服，局部，透皮，粘膜，注射给药，吸入给药，或联合两种或更多途径进行给药。生物利用度可能处于很低的水平，例如，代谢过程导致药物降解，输送载体过快或不均匀的分解，药物从输送载体上过快或不均匀地释放，及其他。给药的频率，给药的难度所带来的相似问题也伴随其中，例如，注射的难度，生物降解，及类似情况。除了以上所述的困难之外，非稳定的药物输送载体的频繁使用可以导致药物输送出现变化，导致不良反应的出现几率，减少疗效，及类似情况。因此，需要一种能解决以上所列问题或使其最小化的HA组合物。专利技术概述本专利技术针对一种透明质酸(HA)组合物及制造和使用对于组织填充剂和/或药物输送有效的HA的方法。透明质酸(HA)组合物包括交联的，非水溶性的，水合HA凝胶微粒。HA包括具有下列结构形式的交联物HA’-U-R2-U-HA’每个HA’可以是相同或不同的交联的HA’分子，例如，交联可以是分子内或分子间的。每个U是一种独立的可任意替换的O-酰基异脲或N-酰基脲。R2是一种可任意替换的烷基，烯烃基，炔基，烷氧基，环烷基，环烯烃基，环炔芳香基，杂环芳基苯并二氢吡喃，环脂肪族烷基，芳烷基，杂环芳烷基，或杂环烷基咪唑吡啶。在需要组织填充的病人中进行组织填充的方法包括在病人需要进行组织填充的位点插入导管，其中导管与装载有HA组合物的注射器相连。也包括对注射器加压，使HA组合物的至少一部分输送入病人体内。制备HA的方法，包括制备非水溶性的，脱水交联的HA微粒，将非水溶性的脱水交联的HA微粒按平均直径分离，挑选具有平均直径的微粒组分，用生理兼容的水溶液对脱水微粒组分进行水合化，并形成HA组合物。制备交联HA组合物的其他方法包括在pH处于4和8之间的条件下，将交联HA前体用双碳二亚胺进行交联反应，并将交联HA脱水以制备脱水的，交联HA.稳固交联HA的方法包括用生理兼容的水溶液对非水溶性，脱水交联HA进行水合化，从而形成稳定的HA组合物，其中生理兼容的水溶液含有至少约占重量0.1％的局部麻醉剂，当用4cm平式几何在37℃，1Hz频率测定时，其中稳定组合物的储存模量G’至少为非-稳定组合物的G’值的110％。也包括了稳定的HA组合物。这里揭示的实施方案对于制备和使用交联的，水不溶的，水合HA凝胶微粒是有效的，其中HA中的交联剂包括交联基团R2，其增加了体内生物稳定性和机械特性的复合，同时增加其可用性，例如，提高在细针头中注射的容易程度。例如，在实施例中所示，当在体外和体内都显示了透明质酸酶的生物稳定性的增加时，对于存储参数G’和动力学黏性而言HA组合物已经提高了其价值。所揭示的实施方案对于在基团织填充中使用交联HA是有效的，并减少所需要的移植的频率。这些实施方案对于运用交联HA作为药物输送载体也是有效的，其展示了令人惊奇和未预料到的效果，即伴随药物释放特性和有效给药特性的增加了的生物稳定性。 附图说明图1按摩尔量比例分别为75％，100％，125％的HA和对-苯乙烯基-双(乙基二亚胺)[p-phenylene-bis(ethylcarbodiimide)]反应制备的交联产物的UV吸收值。图2pH5.5，6.0和6.5的MES缓冲液中HA和对-苯乙烯基-双(乙基二亚胺)反应制备的交联产物的UV吸收值。图3微粒平均直径分布对凝胶存储参数(G’)的影响。图4凝胶中微粒平均直径分布对将凝胶从30-规格针头中挤出所需要的压力的影响。图5相比与其他组织填充物RESTYLANE，PERLANE，HYLAFORM，交联HA产物在透明质酸酶存在下的降解情况。图6由本专利技术的交联HA制备的，不同初始G’的凝胶的降解特性。图7分别由不含有利多卡因(1idocaine)，含0.2％利多卡因，和含0.3％利多卡因的磷酸缓冲液制备的凝胶的贮存模数G’和降解特性。本专利技术的详细描述本专利技术针对交联HA组合物，其制备和它们的使用方法。非交联HA，例如，本专利技术交联HA的前体，典型地包含D-葡萄糖醛酸(GluUA)和N-乙酰基-D-葡萄糖胺(GlcNAc)的二糖单元，其交替连接形成线性聚合体。HA经常以钠盐，透明质酸盐的形式自然存在。HA，透明质酸盐，及HA或透明质酸盐的制备物经常被称为“透明质酸”。这里使用的，术语“HA”和”透明质酸”也指任何其他透明质酸盐，包括，例如透明质酸钾，透明质酸镁，透明质酸钙，和类似物。用于交联的非交联HA前体通常其平均分子量范围约为6×104至8×106Daltons，或150至20000二糖重复单元。不同来源的HA，包括从动物组织或细菌发酵产物提取的HA，可以作为开始材料。可选地，制备本专利技术组合物的非交联HA可以通过生物计划技术制备出商业数量，如Nimrod et al.，PCT Publication No.WO 86/04355所述，其全部技术通过在此引述而合并于本文。在合适的反应条件下可以将连接试剂与非交联HA反应制备成交联HA。在pH为4到8的缓冲液中，将非交联HA与双碳二亚胺反应制备交联HA。缓冲液的pH可以在4到7之间，典型地在5到6.5之间，或更典型地在5到6之间。在适宜的情况下，pH为约5.5。pH缓冲液可以包括任何本领域已知的缓冲液试剂，例如，2-(N-吗啉)乙磺酸(MES0)；2，2-双(羟甲基)-2，2’，2”-硝基三乙醇；琥珀酰酯/琥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种透明质酸(HA)组合物，其包括交联的，水-不溶性的，水合HA凝胶微粒，其中HA包括由以下结构式表示的交联键HA’-U-R2-U-HA’其中每个HA’可以是相同或不同的交联HA’分子；每个U是一种独立的可任意替换的O-酰基异脲或N-酰基脲；并且R2是一种可任意替换的烷基，烯烃基，炔基，烷氧基，环烷基，环烯烃基，环炔芳香基，杂环芳基苯并二氢吡喃，环脂肪族烷基，芳烷基，杂环芳烷基，或杂环烷基咪唑吡啶。2.根据权利要求1的HA组合物，其中的微粒包括至少一种从包含细胞，基因，蛋白质，抗体，多肽和药物的组群中挑选的生物活性试剂。3.根据权利要求2的HA组合物，其中的生物活性试剂包括麻醉剂。4.根据权利要求3的HA组合物，其中的生物活性试剂是利多卡因，甲哌卡因，丙胺卡因，布比卡因，可卡因，普鲁卡因chlorocaine，丁卡因，或其盐类或溶剂化物。5.根据权利要求4的HA组合物，其中的生物活性试剂是利多卡因·HCl。6.根据权利要求1的HA组合物，其中的微粒具有从群组中挑选的微粒平均直径分布，该群组包含在大约20μm和大约1000μm之间的水合微粒平均直径；和在大约10μm和大约500μm之间的水合微粒平均直径。7.根据权利要求6的HA组合物，其中的分布是多峰分布。8.根据权利要求6的HA组合物，其中的组合物中的HA本质上包含交联的，水-不溶性的，水合HA凝胶微粒。9.根据权利要求1的HA组合物，其中的组合物至少具有一个在37℃测定时从以下选取的参数，当使用4cm平式几何在1Hz频率测定时贮存模数G’至少为50Pa，当在剪切速率为1S-1时测定的动力学黏性为至少20000cPs。10.根据权利要求9的HA组合物，当在将组合物与占重量0.3％数量的透明质酸酶混合置于37℃时，在适合透明质酸酶反应的条件下，反应后16小时测定的组合物的G’值至少约为在反应后15分钟测定的组合物的G’值的5％。11.一种在需要组织填充的病人中进行组织填充的方法，包括以下步骤a)在主体需要进行组织填充的位点插入针头，其中将装载有包括交联的，水-不溶性的，水合HA凝胶微粒的HA组合物的注射器与针头相连，其中HA包括由以下结构式表示的交联键HA’-U-R2-U-HA’其中每个HA’可以是相同或不同的交联HA’分子。每个U是一种独立的可任意替换的O-酰基异脲或N-酰基脲；并且R2是一种可任意替换的烷基，烯烃基，炔基，烷氧基，环烷基，环烯烃基，环炔芳香基，杂环芳基苯并二氢吡喃，环脂肪族烷基，芳烷基，杂环芳烷基，或杂环烷基，并且b)对注射器施压，至少一部分HA组合物被输送入主体体内。12.根据权利要求11的方法，其中主体是人类。13.根据权利要求12的方法，其中的微粒包括至少一种从包含细胞，基因，蛋白质，抗体，多肽和药物的组群中挑选的生物活性试剂。14.根据权利要求13的方法，其中的生物活性试剂包括局部麻醉剂。15.根据权利要求14的方法，其中的生物活性试剂是利多卡因，甲哌卡因，丙胺卡因，布比卡因，可卡因，普鲁卡因chlorocaine，丁卡因，或其盐类或溶剂化物。16.根据权利要求15的方法，其中的生物活性试剂是利多卡因·HCl。17.根据权利要求12的方法，其中的微粒具有从群组中挑选的微粒平均直径分布，该群组包含在大约20μm和大约1000μm之间的水合微粒平均直径；和在大约10μm和大约500μm之间的水合微粒平均直径。18.根据权利要求17的方法，其中的分布是多峰分布。19.根据权利要求18的方法，其中的组合物中的HA本质上包含交联的，水-不溶性的，水合HA凝胶微粒。20.根据权利要求12的方法，其中的组合物至少具有一个在37℃测定时从以下选取的参数，当使用4cm平式几何在1Hz频率测定时贮存模数G’至少为50Pa，当在剪切速率为1S-1时测定的动力学黏性为至少20000cPs。21.根据权利要求20的方法，其中的组合物的贮存模数G’至少为100Pa。22.根据权利要求21的方法，其中的组合物的贮存模数G’至少为400Pa。23.一种制备透明质酸(HA)组合物的方法，包括以下步骤a)制备水-不溶性的，脱水的交联HA微粒；b)将水-不溶性的，脱水微粒按平均直径分离并根据平均直径挑选微粒组分；c)用生理兼容的水溶液对脱水微粒组分进行水合化，并形成HA组合物。24.根据权利要求23的方法，进一步包括将平均直径在大约10μm和大约1000μm之间的脱水微粒部分进行水合化。25.根据权利要求24的方法，进一步包括以下步骤a)将水-不溶性的，脱水微粒按照平均直径分离为至少三种部分；并且b)选取其中至少两种平均直径部分并剔除至少一种平均直径部分。26.根据权利要求23的方法，脱水的微粒在生理可接受的溶液中，在至少100℃和至少120kPa(千帕)压力，持续15分钟的条件下，可以被水合。27.根据权利要求23的方法，其中的生理可接受的水溶液包括生物活性试剂。28.根据权利要求27的方法，其中的生物活性试剂是利多卡因，甲哌卡因，丙胺卡因，布比卡因，可卡因，普鲁卡因chlorocaine，丁卡因，或其盐类或溶剂化物。29.根据权利要求28的方法，其中的生物活性试剂是利多卡因·HCl。30.根据权利要求23的方法，进一步包括制备脱水的，交联HA方法a)在pH为4和8之间的pH缓冲液中，将交联HA前体用双碳二亚胺进行交联反应，其中得到的交联HA包括由以下结构式表示的交联键HA’-U-R2-U-HA’其中每个HA’可以是相同或不同的交联HA’分子；每个U是一种独立的可任意替换的O-酰基异脲或N-酰基脲；并且R2是一种可任意替换的烷基，烯烃基，炔基，烷氧基，环烷基，环烯烃基，环炔芳香基，杂环芳基苯并二氢吡喃，环脂肪族烷基，芳烷基，杂环芳烷基，或杂环烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：克哈利德·K·萨杜泽，特玛拉·B·古德英，基利·伯尤，查尔斯·H·舍伍德，
申请(专利权)人：安尼卡医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：