原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种透明质酸聚合物及其衍生物的制备方法，具体涉及一种原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物的制备方法。
【背景技术】
[0002]透明质酸是在整个结缔组织、上皮组织和神经组织广泛分布的自然发生、阴离子、非硫酸化糖胺聚糖。体重70kg的人在体内大致具有15克透明质酸，透明质酸天然存在于身体的许多组织中。因此，其被公认为是生物相容非常好生物医学材料，但由于人体内部含透明质酸降解酶，使得其通常从体内快速被降解，从而影响了其作为生物材料的使用功效。例如，透明质酸钠作为关节功能改善剂已经在临床上得到了良好的应用，但注射入一周内会降解，因此必须每周注射一次。如何保持透明质酸的原性，又克服其在体内被快速降解的缺陷，这就需要在保留透明质酸原性的基础进行接枝修饰。
【发明内容】
[0003]有鉴于现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是:提供一种原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物的制备方法，此方法制备的原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物，既能保持透明质酸的原性，又克服其在体内被快速降解的缺陷。
[0004]本发明采用环氧化物交联剂(如1，4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE))介导下，对天然透明质酸结构进行交联接枝修饰，并采用预切割式的温和透析，获得具有更优异的物理化学特性，同时保留透明质酸原有良好生物相容性，得到原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物。所得聚合物或衍生物可用作供局部递送生物活性剂的生物医学粘合剂和封闭剂，例如，促进伤口愈合剂，抑制细胞生长剂，免疫增强剂，免疫抑制剂，或其他形式生物材料产品，例如，凝胶膜片、凝胶颗粒、生物海绵材料、塑型植入材料等。
[0005]本发明第一方面，提供了一种原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物的制备方法，包括如下步骤:
[0006](I)采用交联剂介导下，对透明质酸进行交联接枝修饰反应，得到接枝修饰透明质酸；
[0007](2)对接枝修饰透明质酸进行预切割式的温和透析，得到原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物。
[0008]进一步地，交联剂和透明质酸的用量比例范围为1: 50?1: 5000。
[0009]进一步地，交联剂选自环氧化合物、酯类化合物、醚类化合物之中的一种。
[0010]更进一步地，交联剂采用1，4- 丁二醇二缩水甘油醚。
[0011]进一步地，交联接枝修饰反应的温度范围在20°C?60°C;其中，在交联接枝修饰反应初期，在反应温度多30°C条件下保持恒速搅拌或振荡2小时。
[0012]进一步地，透析中使用的透析液由无机盐和水配制而成，无机盐为磷酸盐、硫酸盐或氯化钠，水为纯化水或注射用水。
[0013]更进一步地，透析液用量和接枝修饰透明质酸用量的比例为500: I?5000: I。
[0014]本发明第二方面，提供了上述透明质酸聚合物及其衍生物与药物分子的包合方法，通过静态反应、搅拌反应、机械振荡、超声波振荡之中的一种工艺处理方式将透明质酸聚合物及其衍生物与药物分子进行包合处理。
[0015]进一步地，采用超声波振荡进行包合处理，超声波频率范围30kHz?80kHz，超声波处理时间20?120秒，超声波处理次数I?3次。
[0016]本发明的第三方面，提供了上述透明质酸聚合物及其衍生物的应用方法，透明质酸聚合物及其衍生物用作供局部递送生物活性剂的生物医学粘合剂和封闭剂。
[0017]本发明的有益效果是:
[0018](I)通过对交联接枝修饰和预切割式的温和透析，最终产生原性透明质酸聚合物及衍生物在保持原有透明质酸良好生物相容性的同时，产生均匀的立体网状结构，从而克服了透明质酸在体内易被降解吸收的缺陷。
[0019](2)在交联接枝修饰反应完成后，交联反应体系中未使用有机溶剂，对原性透明质酸聚合物及衍生物的后处理带来很大的便利，也大大增加了其使用的安全性。
[0020](3)预切割式的温和透析的采用，可较彻底地清除未反应的交联剂，增加了安全性。
[0021](4)通过超声波振荡的方法进行药物分子的包合反应，有效地保证了原性透明质酸聚合物及衍生物的包合效率，缩短了包合过程。
【具体实施方式】
[0022]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0023]透明质酸与BDDE形成衍生化透明质酸(HA-VS)的反应
[0024]接枝修饰后的透明质酸聚合物或衍生物，由于形成了共价交联网络，其特性表现为溶胀而不溶解。由于透明质酸中存在大量的亲水基团，如-0H，-CONH2等，因此能够吸收并保持大量水分，使重量和体积都有明显增加。使用预切割式的温和透析改变透明质酸分子结构，可以调控透明质酸的溶胀度，这些性质使得原性透明质酸接枝修饰衍生物可广泛应用于生物医学和药剂学领域。
[0025]HA-OH基团的改性
[0026]其中，原性透明质酸接枝修饰聚合物或衍生物包合药物的释放速率主要由其交联度、骨架松弛速率以及水分子扩散进入的速率决定。聚合物或衍生物骨架中某些化学键在特定环境中被酶解或水解，导致聚合物或衍生物骨架从表面或整体开始溶蚀，药物随着骨架的解体而向外释放，以到达缓释和控释的目的。
[0027]本发明交联反应所选择的交联剂包括环氧化合物、酯类、醚类化合物。
[0028]本发明中交联剂和反应物的用量比例范围为1: 50?1: 5000。
[0029]应用不同的交联剂和反应物的组合，以及不同的用量比例，产生的原性透明质酸接枝修饰聚合物及其衍生物，可用作供局部递送生物活性剂的生物医学粘合剂和封闭剂，例如，促进伤口愈合剂，抑制细胞生长剂，免疫增强剂，免疫抑制剂，或其他形式生物材料产品，例如，凝胶膜片、凝胶颗粒、生物海绵材料、塑型植入材料等。
[0030]通过反应体系的选择和预切割式的温和透析工艺，保证其原有的生物相容性、安全性和不被体内快速降解，所得聚合物或衍生物可用作供局部递送生物活性剂的生物医学粘合剂和封闭剂，例如，促进伤口愈合剂，抑制细胞生长剂，免疫增强剂，免疫抑制剂，或其他形式生物材料产品，例如，凝胶膜片、凝胶颗粒、生物海绵材料、塑型植入材料等。
[0031]本发明涉及的交联反应体系，其过程温度应控制在20°C?60°C。
[0032]加热装置应能够保证体系温度迅速到达设定温度并保持稳定。随着反应的进行，需要对体系温度进行变化。在体系反应的前期，要求温度不低于30°C。
[0033]交联反应的前期需要通过搅拌使反应物和交联剂充分接触。搅拌器的转速在某些情况下会对交联的程度以及网状结构产生影响，因而合适的转速因素应被充分考虑。而搅拌子或搅拌浆的形状会影响反应物和交联剂充分接触的效率，从而对最终交联产物的均一性产生作用。体系反应前期应保持恒速搅拌或者震荡保持2小时以上。
[0034]在某些反应体系中，通过机械振荡的方法使反应物和交联剂充分接触也可以获得理想的效果。
[0035]本发明中，交联反应可以在体系pH值3.0?10.0的范围内进行。在反应结束后，应将体系PH值调节到6.5?8.5的范围内。最终pH值的确定与原性透明质酸聚合物或衍生物的使用环境，以及预包合的药物分子相关。
[0036]调节pH值的试剂为无机酸和无机碱。无机酸中常用为盐酸。无机碱中常用为氢氧化钠和氢氧化钾。无机酸和无机碱在使用前，应预先配制成0.lmol/L?lmol/L。
[0037]最终制得的原性透明质酸聚合物或衍生物需要经过透析处理过程。
[0038]透析液由无机盐和水配制而成。其中，无机盐包括磷酸盐、硫酸盐和氯化钠；水为经过严格处理的纯化水或注射用水。
[0039]透析过程可以是静态的或者是动态的；也可以在整个过程中采用不同的方式。
[0040]透析液的用量和原性透明质酸量的比例为500: I?5000: I。
[0041]透析的均匀程度在整个原性透明质酸聚合物及其衍生物的制备工艺中至关重要。因此有必要对原性透明质酸进行预切割式的温和透析，以保证凝胶和透析液充分地接触。由于交联条件的不同，其透析过程中相应条件也需要调整，充分透析的凝胶才能够达到使用的安全性以及对药物分子的包合力的要求。
[0042]本发明制备得到的原性透明质酸凝胶可以通过机械力过筛分级方式得不同的聚合物及衍生物。分级过程中使用的特定筛孔结构装置，其材质包括金属或高分子材料，或二种材料的复合物。
[0043]分级过程中外加机械力由与筛孔结构装置相配合的装置提供，机械力施加过程中应保持均衡，以避免不规则、剧烈的机械力变化可能对筛孔结构装置的影响。
[0044]根据以上工艺制备获得的原性透明质酸聚合物及其衍生物可以包合治疗性或预防性的药物分子，并在使用中控制药物的释放速率和药物的分布。
[0045]被包合的药物分子应具有水溶性或兼性分子的特点。
[0046]药物分子首先充分溶解于水溶液，并与加入的一定量的原性透明质酸聚合物及其衍生物进行包合反应。反应过程中应使药物分子和原性透明质酸聚合物或衍生物充分接触，并使其能够进入网络空间结构的内部。
[0047]静态或机械振荡或搅拌的方式对原性透明质酸聚合物或衍生物包合反应有较理想的效果，但应对这个反应的时间进行控制，一般控制在0.5?3小时。
[0048]超声波振荡的方式，能够获得理想的包合效果。
[0049]应对超声波处理时间和频次进行控制。一般的单次处理时间为20?120秒，而且总的处理次数应不超过3次。
[0050]进入原性透明质酸网络结构内部的药物分子，受