部分氧化海藻酸钠羧甲基化衍生物的制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】一种治疗骨折的药物，是通过以下步骤来实现的：将海藻酸钠加入到去离子水中，经10％过氧化氢溶液氧化，乙醇使其析出沉淀。获得部分氧化海藻酸钠白色产物，按质量∶质量∶体积＝1∶0.3∶0.25取海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70％的乙醇溶液中，进行羧甲基化反应。反应结束后，减压抽滤获得粗产物。也可以经高锰酸钾溶液氧化，再进行羧甲基化反应的方法制取。所述制备方法得到的部分氧化海藻酸钠羧甲基化衍生物作为药剂用于骨折、骨质疏松的治疗与预防。
【专利说明】部分氧化海藻酸钠羧甲基化衍生物的制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于医学临床用药，具体说是涉及一种适用于骨折、骨质疏松的治疗与预防的药物。
【背景技术】
[0002]海藻酸是一类由褐藻提取的多糖，是β-D甘露糖醛酸(Μ单元)和a-L-古洛糖醛酸(G单元)的无规嵌段共聚物。由于海藻酸盐的生物相容性、低毒性和相对低廉的价格，被广泛地应用于药物和组织工程领域。但海藻酸盐本身的降解速率很低，所形成凝胶的降解方式不可控制，降解产物分子量偏高，很难从体内清除，在一定程度上限制了海藻酸盐水凝胶的应用。为了克服海藻酸盐水凝胶的上述缺点，本实验采用过碘酸钠对海藻酸钠进行氧化，使海藻酸钠部分糖醛酸单元的羟基转变成醛基，改善了海藻酸钠的降解性能。
[0003]通常研究的海藻酸盐为海藻酸钠(Sodium Alginate, SA)。这种氧化一方面有利于改善海藻酸盐的降解性能，另一方面由于醛基的反应活性相对较高，也可以向海藻酸盐上偶联生物活性物质，包括活性蛋白、多肽、特异氨基酸序列等，从而对其本体结构进行适宜修饰，以提高材料与细胞的相互作用。海藻酸钠经氧化后，糖醛酸单元上邻二醇结构的C-C单键断裂，生成两个醛基，从而改变了海藻酸钠的结构。氧化过程中有一些分子链发生了断裂，使得产物的相对 分子质量降低。同时，所形成的类似于缩醛的结构将使得海藻酸盐的降解性能得到改善。
【发明内容】
[0004]本发明的目的正是提供一种制备治疗和预防骨折的药物。
[0005]本发明的优点是方法简单，原料来源广泛，治疗效果好。
[0006]本发明的目的可通过下述技术措施来实现:
本发明的治疗和预防骨折的药物是海藻酸钠经过氧化氢溶液或高锰酸钾部分氧化，然后再羧甲基化反应制备而成。其制备方法如下:
[0007]1.海藻酸钠的氧化降解:将IOg海藻酸钠加入到去离子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸钠溶液，控制反应温度滴加20-30mll0%过氧化氢溶液，调节pH值为4_5，反应温度50°C，搅拌反应2-3h。将产物用150ml水充分溶解后装入透析袋(cut off Mw= 14000)中透析3天，每天换水3~4次。然后加入250ml乙醇使其析出沉淀。沉淀物用乙醇或丙酮洗涤，过滤，干燥。最终获得部分氧化海藻酸钠白色产物。将以上步骤得到的产物，按质量:质量:体积=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70%的乙醇溶液中，在醚化温度50°C，醚化时间3h、碱化温度35°C、碱化时间2h条件下进行反应，反应结束后，减压抽滤获得粗产物。用去离子水溶解产物，再用乙醇析出、抽滤，如此反复3次后冷冻干燥，最终获得部分氧化海藻酸钠羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0008]2.将IOg海藻酸钠加入到去离子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸钠溶液，磁力搅拌直至海藻酸钠溶解完全，称取1.58g高锰酸钾置于100ml蒸馏水中搅拌煮沸，待高锰酸钾充分溶解后，在暗处静置6天，最后取上部澄清溶液标定，高锰酸钾溶液的浓度为
0.lmol/L,保存于棕色瓶备用。向海藻酸钠溶液中滴加0.5ml的浓度20%的硫酸水溶液，将PH值调节为4，充分搅拌溶液。接着精确量取5ml上述高锰酸钾溶液加入到海藻酸钠溶液中，室温避光搅拌反应,待溶液变为无色终止氧化反应。向反应后的溶液中加入0.30g氯化钠，充分溶解后加入250ml乙醇使其析出沉淀，并减压抽滤获得粗产物。将以上步骤得到的产物，按质量:质量:体积=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70%的乙醇溶液中，在醚化温度50°C，醚化时间3h、碱化温度35°C、碱化时间2h条件下进行反应。反应结束后，减压抽滤获得粗产物。用去离子水溶解产物，再用乙醇析出、抽滤，如此反复3次后冷冻干燥，最终获得部分氧化海藻酸钠羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0009]为了进一步的验证本发明成品制剂的疗效，我们将上述具体制备方法1-3中制备的药物进行了相应的动物试验，现将结果报告如下。
[0010]动物:昆明小鼠30只，体重18_22g，雄性。
[0011 ] 方法:把30只体重20~30g，I~2月龄小白鼠股骨骨制成骨折动物模型，分成治疗组A和对照组B两组。A组每只每天部分氧化羧甲基海藻酸钠0.1g灌胃，B组每只每天
0.1g葡萄糖灌胃，每组小鼠分别于7\14\28d各处死5只。取小白鼠股骨制病理切片。标本经10%甲醛固定后脱钙，HE染色。结果两组差异显著，A组3-4周即可形成连续性骨痂，临床愈合，最短14天即可形成连续骨痂。
[0012]结果:
术后7d治疗组骨折断端的髓腔内可见少量红细胞，明显纤维组织增生和骨小梁形成；空白对照组骨折断端的髓腔内可见较多红细胞，和少量坏死的骨组织，偶见增生的显微组织。术后14d治疗组骨折断端的髓腔内可见大量的骨小梁融合成片，较多骨基质形成。亦可见少量小血管增生；空白对照组骨折断端的髓腔内可见较多的骨小梁形成，骨小梁的边缘处散在骨基质形成，其间可见少量小血管增生。两组之间有显著性差异。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:治疗组术后7d治疗组骨折断端的髓腔内可见少量红细胞，明显纤维组织增生和骨小梁形成；愈合组织形态(HE，200X)。
[0014]图2:空白组骨折断端的髓腔内可见较多红细胞，和少量坏死的骨组织，偶见增生的显微组织；愈合组织形态(HE，200X)。
[0015]图3:治疗组术后14d治疗组骨折断端的髓腔内可见大量的骨小梁融合成片，较多骨基质形成，亦可见少量小血管增生；l，4d治疗组愈合组织形态(HE，200X)。
[0016]图4:空白组骨折断端的髓腔内可见较多的骨小梁形成，骨小梁的边缘处散在骨基质形成，其间可见少量小血管增生；14d空白组愈合组织形态(HE，200X)。
[0017]图5:术后21d治疗组骨折断端处可见骨折部分可见板层骨，骨的结构层次不清晰；21d治疗组愈合组织形态(HE，200X)。
[0018]图6:空白组术后21d空白组骨折断端处可见大片小梁的边缘有成片的骨基质形成。21d空白组愈合组织形态(HE，200X)。[0019]【具体实施方式】
下面通过实施例进一步描述本发明，但是这些实施例并不是用来以任何力一式限制本发明的范围。
[0020]实施例1
[0021]将IOg海藻酸钠加入到去离子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸钠溶液，控制反应温度滴加20-30mll0%过氧化氢溶液，调节pH值为4_5，反应温度50°C，搅拌反应2_3h。将产物用150ml水充分溶解后装入透析袋(cut off Mw= 14000)中透析3天,每天换水3~4次。然后加入250ml乙醇使其析出沉淀。沉淀物用乙醇或丙酮洗涤，过滤，干燥。最终获得部分氧化海藻酸钠白色产物。将以上步骤得到的产物，按质量:质量:体积=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70%的乙醇溶液中，在醚化温度50°C，醚化时间3h、碱化温度35°C、碱化时间2h条件下进行反应，反应结束后，减压抽滤获得粗产物。用去离子水溶解产物，再用乙醇析出、抽滤，如此反复3次后冷冻干燥，最终获得部分氧化海藻酸钠羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0022]实施例2
[0023]将IOg海藻酸钠加入到去离子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸钠溶液，磁力搅拌直至海藻酸钠溶解完全，称取1.58g高锰酸钾置于100ml蒸馏水中搅拌煮沸，待高锰酸钾充分溶解后，在暗处静置6天，最后取上部澄清溶液标定，高锰酸钾溶液的浓度为0.lmol/L,保存于棕色瓶备用。向海藻酸钠溶液中滴加0.5ml的浓度20%的硫酸水溶液，将pH值调节为4，充分搅拌溶液。接着精确量取5ml上述高锰酸钾溶液加入到海藻酸钠溶液中，室温避光搅拌反应，待溶液变为无色终止氧化反应。向反应后的溶液中加入0.30g氯化钠，充分溶解后加入250ml乙醇使其析出沉淀，并减压抽滤获得粗产物。将以上步骤得到的产物，按质量:质量:体积=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70%的乙醇溶液中，在醚化温度50°C，醚化时间3h、碱化温度35°C、碱化时间2h条件下进行反应。反应结束后，减压抽滤获得粗产物。用去离子水溶解产物，再用乙醇析出、抽滤，如此反复3次后冷冻干燥，最终获得部分氧化海藻酸钠羧甲基化生成物，生成物干燥。
【权利要求】
1.一种治疗骨质疏松的药物，其特征在于它是由海藻酸钠经部分氧化和羧甲基化制备而成。
2.权利I所述的部分氧化海藻酸钠羧甲基化衍生物，其特征在于所述方法是通过以下步骤来实现的:将IOg海藻酸钠加入到去离子水中，经10%过氧化氢溶液氧化，乙醇使其析出沉淀。获得部分氧化海藻酸钠白色产物。将以上步骤得到的产物，按质量:质量:体积=I: 0.3: 0.25取海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70%的乙醇溶液中，进行羧甲基化反应。反应结束后，减压抽滤获得粗产物。用去离子水溶解产物，再用乙醇析出、抽滤，如此反复3次后冷冻干燥，最终获得部分氧化海藻酸钠羧甲基化生成物，生成物干燥。
3.权利I所述的部分氧化海藻酸钠羧甲基化衍生物，其特征在于所述方法是通过以下步骤来实现的:将IOg海藻酸钠加入到去离子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸钠溶液，经高锰酸钾溶液氧化,加乙醇使其析出沉淀,并减压抽滤获得粗产物。按质量:质量:体积=1: 0.3: 0.25取海藻酸钠、氢氧化钠、一氯乙酸，放入2倍体积的体积分数为70%的乙醇溶液中，在醚化温度50°C，醚化时间3h、碱化温度35°C、碱化时间2h条件下进行反应，反应结束后，减压抽滤获得粗产物。用去离子水溶解产物，再用乙醇析出、抽滤，如此反复3次后冷冻干燥，最终获得部分氧化海藻酸钠羧甲基化生成物，生成物干燥。
4.一种如权利要求1、2、3所述制备方法得到的羧甲基海藻酸钠，其特征在于该羧甲基海藻酸钠的分子结构通式为:[C5H5O4 (COONa) (CH2COONa)2Jn0
5.一种如权利要求1所述制备方法得到的部分氧化海藻酸钠羧甲基化衍生物作为药剂用于骨折、骨质疏松的治疗与预防。
【文档编号】A61P19/10GK103830266SQ201310142860
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2013年4月24日
【发明者】杨亚勤, 孙冰, 韩伟, 张建新, 牛丽丹 申请人:杨亚勤