专利名称：水凝胶的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过形成特定的凝集结构而具有长期稳定性的多糖衍生物的水凝胶及其制备方法。
背景技术：
经化学修饰的多糖类因其形成水凝胶的特性或生物亲和性等特性而被广泛用于食品用途、日用品用途、化妆品用途等，其用途也涉及医疗领域。其中，期待多糖衍生物的水凝胶广泛应用于使创伤部位保持湿潤状态的创伤覆盖材料或用于组织修复的填充材料、防止外科手术后的粘连的材料、细胞培养的培养基、药物传递系统的载体等医疗领域。在医疗用水凝胶中，作为安全且操作性优异的水凝胶，希望具有流动性的可注射 凝胶。具有流动性的可注射凝胶可使用注射器等注入体内，能够成为在内窥镜手术时也可低损伤使用的医疗材料。这些水凝胶在制备后运输、保管期间需要使品质长期保持稳定。但是，就迄今为止已知的几种多糖衍生物凝胶而言，尚不知道有维持稳定性的方法。使用注射器注入的情况下希望确保与医疗用注射剂同等的品质，但作为医疗用注射剂使用时，美国药典、欧州药典、日本药典规定了 10 μ m以上的不溶性微粒数。另外，从安全层面考虑也必须通过过滤器过滤除去孔径为ΙΟμπι以上的粒子。但是，迄今为止已知的多糖衍生物的可注射凝胶因在水中的溶解度低或粘度高而难以除去不溶性微粒。日本出愿特开2006-296916号公报中记载有包含透明质酸与磷脂酰乙醇胺的反应生成物的防粘连材料，国际公开W02007/015579号说明书中记载有包含羧甲基纤维素与磷脂酰乙醇胺的反应生成物的防粘连材料，国际公开W01996/037519号说明书中记载有透明质酸衍生物的防粘连材料，国际公开W02010/016611号说明书中记载有将羧甲基纤维素与磷脂酰乙醇胺的反应生成物溶于生理盐水得到的高粘弹性的水凝胶。但是，在所有文献中均未对长期保存稳定性进行任何研究，对于保存稳定性优异的凝胶亦无记载或暗示。另外，对于下述异物的存在或其降低方法亦无记载或未做暗示。虽然不是水凝胶，但在美国专利第6869938号说明书中记载有在制备水溶液状防粘连材料的过程中将含有羧甲基纤维素和聚氧乙烯的溶液用过滤器过滤的技术。但是，在该说明书中使用远比下述过滤器的孔径粗大的孔径为30 μ m以上的过滤器，无法达成除去数μ m左右大小的异物的要求。另外，日本出愿特开2004-18750号公报中记载有对于使“能够键合于羧基的亲核性试剂”与透明质酸结合而得到的透明质酸衍生物，进行使该反应液呈碱性的处理，从而使在碱处理前未通过多孔质过滤器(孔径0.45 μ m)的透明质酸衍生物水溶液在碱处理后通过多孔质过滤器(孔径0.45 μ m)的技术。但是，该公报的方法因为碱性条件下而无法用于不稳定的化合物，而且为获得PH为中性的水溶液必须最终中和碱。而且，该公报中对本说明书中公开的基于加热处理的过滤器通过性的提高无记载或暗示。
发明内容
本发明所要解决的课题在于提供具有长期稳定性的多糖衍生物的水凝胶。本发明的发明人基于上述目的深入研究，结果发现具有特定的凝集结构的水凝胶具有长期稳定性和良好的过滤器滤过性，从而完成本发明。
S卩，本发明为水凝胶，所述水凝胶包含通过共价键导入了疏水性基团的聚阴离子性多糖衍生物和盐浓度为50mM以上200mM以下的盐溶液，在其稀释溶液中具有平均粒径为10(T2000nm的凝集结构。另外，本发明为上述水凝胶的制备方法，具体而言为包括以下工序的水凝胶的制备方法配制含有导入了疏水性基团的聚阴离子性多糖衍生物和盐浓度为50mM以上200mM以下的盐溶液的混合物的工序和将其加热处理的工序。本发明的水凝胶具有长期稳定性。因此，可提供长期具有稳定品质的产品。另外，本发明的水凝胶可用过滤器过滤，从而可提供除去了异物的安全性高的水凝胶。另外，相对于丙烯酰胺凝胶、琼脂糖、明胶等一直以来所使用的水凝胶具有若不改变温度或PH则形状不变的特性，本发明水凝胶由于通过疏水性相互作用而凝集形成水凝胶，所以具有可以维持凝集结构的状态稀释成溶液状的特征。因此，本发明水凝胶的凝集结构可通过进行DLS测定来检测稀释溶液中的凝集体的粒径。进而发现长期稳定性和过滤器滤过性取决于这样的凝集体的粒径。在本发明中，“在其稀释溶液中具有平均粒径为10(T2000nm的凝集结构”意味着对这样的稀释溶液中的凝集体的粒径进行DLS测定的结果为10(T2000nm。以下通过示意图对现有水凝胶与本发明的水凝胶的结构上的差异进行说明。图I的左边为现有水凝胶的示意图。图I的右边是为了分析所述凝胶而进行稀释操作而获得的状态，由于具有若不改变温度或PH则形状不变的特性，即使采用稀释网状结构也不发生变化，完全不能用过滤器过滤。图2的左边为通过分子链的物理缠绕而形成的凝胶状溶液的示意图。图2的右边是为了分析所述凝胶而进行稀释操作而获得的状态，网状结构因稀释而解开，未形成凝集体而变为溶液状。这样的凝胶状溶液在长期稳定性上存在问题。图3的左边为在通过因疏水性相互作用而发生凝集从而形成的方面与本发明的水凝胶同样的水凝胶的示意图，但凝集结构不均匀。这样的凝集结构可通过进行DLS测定来检测稀释溶液中的凝集体的粒径。图3的右边是为了进行上述分析而进行稀释操作而获得的状态，稀释溶液中的凝集体的粒径不均匀。图4的左边为本发明的水凝胶的示意图。这样的水凝胶的凝集结构均匀且稳定，过滤器滤过性和长期稳定性优异。图4的右边是为了分析所述凝集结构而进行稀释操作而获得的状态，凝集体的粒径均匀。
图I为示出通过化学结合而交联得到的现有水凝胶的结构的示意图。图2为示出通过分子链的物理缠绕而形成的现有水凝胶的结构的示意图。图3为示出通过因疏水性相互作用而发生凝集从而形成的现有水凝胶的结构的示意图。图4为示出具有通过疏水性相互作用而形成的均匀凝集结构的本发明水凝胶的结构的示意图。图5为示出实施例3和比较例2的于40°C保存一个月时的粘度变化(角速度为IOrad/秒)的图。图6为示出实施例4的过滤器过滤前后粘弹性测定结果的图。图7为示出比较例3的过滤器过滤前后粘弹性测定结果的图。图8为示出实施例7的过滤器过滤前后不溶性微粒数变化(每ImL的样品中)的图。图9为示出参考例I的DLS测定结果的图。
实施发明的最佳方式 <多糖衍生物>
在本发明的水凝胶及其制备方法中，作为多糖衍生物的原料使用的多糖类若为聚阴离子性多糖类则无特殊限定。作为具体实例，可列举出透明质酸、海藻酸、果胶、聚半乳糖醛酸等天然多糖类，羧甲基短醒酶多糖、羧甲基壳多糖、羧甲基壳聚糖、羧甲基甘露聚糖、羧甲基淀粉、羧甲基葡聚糖、羧乙基纤维素、羧甲基短醒酶多糖等羧基烷基多糖类，氧化纤维素或氧化淀粉等氧化多糖类，硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素或硫酸乙酰肝素等含有硫酸基的多糖类。其中优选羧甲基纤维素和透明质酸，特别优选羧甲基纤维素。原料多糖类的重均分子量无特殊限定，但优选为5万道尔顿以上100万道尔顿以下，更优选为5万道尔顿以上50万道尔顿以下。与这些聚阴离子性多糖形成盐的阳离子亦无特殊限定，可示例出质子或金属离子(具体而言钠、钾、锂、钙、镁等金属离子)、有机铵等有机阳离子类。其中，羧甲基纤维素钠盐易获得作为目的的效果，因而优选。导入聚阴离子性多糖的疏水性基团无特殊限定，优选具有磷酸酯结构的疏水性基团，更优选具有以下列式(I)表示的磷脂酰基的疏水性基团。
权利要求
1.水凝胶，所述水凝胶包含通过共价键导入了疏水性基团的聚阴离子性多糖衍生物和盐浓度为50mM以上200mM以下的盐溶液，在其稀释溶液中具有平均粒径为10(T2000nm的凝集结构。
2.权利要求I的水凝胶，其中，聚阴离子性多糖类为具有羧甲基的多糖类。
3.权利要求I的水凝胶，其中，聚阴离子性多糖类为羧甲基纤维素。
4.权利要求广3中任一项的水凝胶，其中，疏水性基团具有磷酸酯结构。
5.权利要求Γ3中任一项的水凝胶，其中，疏水性基团具有以下列式(I)表示的磷脂酰基
6.权利要求f5中任一项的水凝胶，其中，制备工序中包括70°C以上140°C以下的加热工序，凝集体的平均粒径为12(Tl500nm。
7.权利要求I飞中任一项的水凝胶，其中，制备工序包括在100°C以上、大气压 10个大气压的加压条件下的加热工序，凝集体的平均粒径为15(Tl200nm。
8.权利要求f7中任一项的水凝胶，其中，疏水性基团的当量为O. 25飞.Omo 1%/糖残基。
9.权利要求广8中任一项的水凝胶，其中，溶剂为含有50mM以上200mM以下的氯化钠的盐溶液。
10.权利要求广8中任一项的水凝胶，其中，溶剂为将pH调整至6.5以上7. 5以下的含有120mM以上180mM以下的氯化钠的缓冲液，凝集体的平均粒径为20(Tl000nm。
11.权利要求广8中任一项的水凝胶，其中，溶剂为磷酸缓冲生理盐水。
12.权利要求f11中任一项的水凝胶，其中，多糖衍生物的浓度为O. 3^3. 0%重量。
13.水凝胶，所述水凝胶通过将权利要求f12中任一项的水凝胶用孔径为5 μ m以上的多孔质过滤器过滤获得。
14.权利要求13的水凝胶，其中，粒径为10μ m以上的不溶性微粒为每ImL中3000个以下，和/或粒径为25 μ m以上的不溶性微粒为每ImL中300个以下。
15.水凝胶的制备方法，所述制备方法包括配制含有导入了疏水性基团的聚阴离子性多糖衍生物和盐浓度为50mM以上200mM以下的盐溶液的混合物的工序和将其加热处理的工序。
16.权利要求15的制备方法，其中，进行加热处理的工序为在7(Tl40°C处理I分钟以上3小时以下的工序。
17.权利要求15或16的制备方法，其中，盐溶液为生理盐水。
18.权利要求15 17中任一项的制备方法，其中，包括在加热处理后进一步用孔径为5μ m以上的多孔质过滤器过滤的工序。
全文摘要
本发明提供水凝胶及其制备方法，所述水凝胶包含通过共价键导入了疏水性基团的聚阴离子性多糖衍生物和盐浓度为50mM以上200mM以下的盐溶液，在其稀释溶液中具有平均粒径为100~2000nm的凝集结构，所述水凝胶的制备方法包括配制含有导入了疏水性基团的聚阴离子性多糖衍生物和50mM以上200mM以下的盐溶液的混合物的工序和将其加热处理的工序。本发明的水凝胶具有长期稳定性，而且可使用孔径为5μm以上的多孔质过滤器过滤。
文档编号A61K8/24GK102844367SQ20118002034
公开日2012年12月26日 申请日期2011年4月21日 优先权日2010年4月22日
发明者山本由香, 兼子博章, 伊东雅弥, 田中大士 申请人:帝人株式会社