治疗便秘的方法与流程

本申请要求于2016年4月25日提交的美国临时申请no.62/326,951的优先权。上述申请的全部教导通过引用结合到本文中。发明背景慢性便秘是一种常见的疾病，其特征是肠蠕动不频繁、大便硬和通便困难。据估计，在西方国家便秘的流行率高达27％(jiang,c.etal,actapharm.sin.b2015,5:300-309)。传统上用纤维、渗透剂和兴奋剂分别诸如车前子、聚乙二醇和比沙可啶来治疗便秘。最近的治疗慢性便秘的方法包括使用血清素作用剂、氯离子通道激活剂和益生菌。此外，研究了抗阿片类用于治疗阿片样物质诱导的便秘(ryu,h.s；suck,c.c,intest.res.2015,1:297-305)。这些新药剂中许多都是全身给药的。需要治疗便秘的新药剂，特别是对由于各种原因引起的便秘均有效的药剂。此外，特别希望的是局部地作用于结肠中且有最小副作用的这样的药剂。技术实现要素：本发明涉及治疗便秘的方法，包括向有需要的受试者给药治疗有效量的交联羧甲基纤维素的步骤。在某些实施方式中，交联羧甲基纤维素以基本上干燥的形式口服给药，优选地与水组合。在一种实施方式中，本发明方法中使用的交联羧甲基纤维素是通过交联高粘度羧甲基纤维素产生的。这类交联羧甲基纤维素既具有高弹性模量又具有高吸收能力，如本文进一步所述。实际上，当与现有技术的交联羧甲基纤维素相比时，本发明的交联羧甲基纤维素具有显著更大的弹性，但具有相似的吸收性能。这是令人惊讶的，因为弹性的增加通常伴随着吸收性能的降低(floryj.p.,"principlesofpolymerchemistry",cornelluniversitypress,ithacany,(1953)；peppasl.b.andharlandr.s.in"absorbentpolymertechnology"edbyl.b.peppas,elsevierpub.,amsterdam(1990)；f.l.buchholzandn.a.peppassuperabsorbentpolymers,eds.,acssymposiumseries573,washington,dc,4,p.50(1994))。在一种实施方式中，交联羧甲基纤维素是通过包括将高粘度羧甲基纤维素与柠檬酸进行交联的步骤的方法产生的。该方法还提供了通过这种方法产生的交联羧甲基纤维素。优选地，高粘度羧甲基纤维素与相对于羧甲基纤维素的重量按重量计从约0.05％至约0.5％的量的柠檬酸交联。在一种实施方式中，本发明方法中使用的交联羧甲基纤维素是通过包括以下步骤的方法产生的：(1)制备高粘度羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液；(2)任选地搅动溶液，例如通过搅拌；(3)将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物从溶液中分离和(4)在至少约80℃的温度下加热羧甲基纤维素/柠檬酸复合物，从而将羧甲基纤维素与柠檬酸进行交联。在一种实施方式中，在执行步骤(4)之前将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物粉碎。在一种实施方式中，将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物在步骤(4)中加热至约80℃或更高的温度。该方法还任选地包括步骤(5)，洗涤步骤(4)的交联羧甲基纤维素，和步骤(6)，粉碎洗涤后的交联羧甲基纤维素。优选地，通过将羧甲基纤维素和柠檬酸加入水中并搅动(例如通过搅拌)得到的混合物足够长的时间以生成均相溶液来制备羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液。高粘度羧甲基纤维素优选地以相对于水按重量计至少约1％，优选地至少约2％、4％或5％的浓度存在于步骤(1)的溶液中。在一种实施方式中，羧甲基纤维素的浓度为相对于水按重量计约6％。在某些实施方式中，羧甲基纤维素浓度为相对于水按重量计从约2％至约10％、约4％至约8％、从约4.5％至约7.5％、从约5％至约7％、或从约5.5％至约6.5％。柠檬酸优选地以相对于羧甲基纤维素按重量计约0.05％至约0.5％的浓度存在于步骤(1)的溶液中。更优选地，柠檬酸以相对于羧甲基纤维素按重量计约0.1％至0.5％；0.4％或更少；或0.35％或更少的浓度存在。在实施方式中，柠檬酸以相对于羧甲基纤维素按重量计约0.15％至约0.4％、约0.15％至约0.35％、0.2％至约0.35％、约0.25％至约0.35％、或约0.2％的浓度存在于步骤(1)的溶液中。在一种实施方式中，水溶液基本上由高粘度羧甲基纤维素(例如作为钠盐)、柠檬酸和水组成。在优选的实施方式中，该溶液基本上由高粘度羧甲基纤维素钠、柠檬酸和水组成。优选地，水是纯化水，诸如蒸馏水或去离子水。在这种实施方式中，该工艺是在基本没有任何其他可能影响ph的试剂存在的情况下执行的。优选地，交联反应在基本没有催化剂存在的情况下进行。在某些实施方式中，本发明方法中使用的交联羧甲基纤维素包括具有高弹性模量和高介质吸收比的柠檬酸交联的羧甲基纤维素，当如本文所述确定时。优选地，交联羧甲基纤维素对肠液的高离子强度相对不敏感。附图说明图1说明了由柠檬酸交联纤维素聚合物的所提出的机理。图2是示出了如实施例6所述对于用水凝胶a和水凝胶b进行的测试透析液葡萄糖浓度随时间变化的图。图3是如实施例7所述水凝胶a和水凝胶b在胶囊崩解后的介质吸收比(mur)对时间的图。图4是如实施例8所述水凝胶a和水凝胶b的粘度对时间的图。图5是如实施例8所述水凝胶a和水凝胶b的介质吸收比对时间的图。图6是如实施例8所述水凝胶a和水凝胶b的g'对时间的图。具体实施方式本发明提供了治疗有需要的受试者的便秘的方法，包括向受试者给药治疗有效量的交联羧甲基纤维素。优选地，交联羧甲基纤维素是根据本文所述的方法产生的。优选地，交联羧甲基纤维素是通过交联高粘度羧甲基纤维素而产生的。可以使用产生共价交联的合适的多官能例如双官能交联剂将高粘度羧甲基纤维素进行化学交联。合适的交联剂包括多元羧酸，诸如草酸或柠檬酸，二乙烯砜(dvs)，醛，诸如乙醛、甲醛和戊二醛，二缩水甘油醚，二异氰酸酯，二甲基脲，环氧氯丙烷，草酸，磷酰氯，三偏磷酸盐，三羟甲基三聚氰胺和聚丙烯醛。羧甲基纤维素也可以在产物中不存在交联剂的情况下与自身交联。例如，可以将羧甲基纤维素在羧基活化剂诸如碳二亚胺的存在下，或通过热处理进行交联。也可以将羧甲基纤维素进行离子交联或物理交联。优选地，将高粘度羧甲基纤维素与柠檬酸进行交联。在一种实施方式中，产生交联羧甲基纤维素的方法包括以下步骤：(1)制备高粘度羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液；(2)任选地搅动溶液；(3)将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物从溶液中分离；以及(4)在至少约80℃的温度下加热羧甲基纤维素/柠檬酸复合物，从而产生交联羧甲基纤维素。在一种实施方式中，在进行步骤(4)之前将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物粉碎，并任选地进行筛分以获得所需尺寸范围的颗粒。在一种实施方式中，将步骤(4)的交联羧甲基纤维素产物洗涤并粉碎，例如通过磨碎或研磨，并任选地进行筛分。在某些实施方式中，在进行步骤(4)之前将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物粉碎，并任选地进行筛分以获得所需尺寸范围的颗粒；以及将步骤(4)的交联羧甲基纤维素产物粉碎以产生交联羧甲基纤维素颗粒，并任选地将颗粒进行筛分。羧甲基纤维素优选地以相对于水按重量计至少约1％，优选地至少约2％、4％或5％的浓度存在于步骤(1)的溶液中。在一种实施方式中，羧甲基纤维素的浓度为相对于水按重量计约6％。在某些实施方式中，羧甲基纤维素浓度为相对于水按重量计从约2％至约10％、约4％至约8％、从约4.5％至约7.5％、从约5％至约7％、或从约5.5％至约6.5％。柠檬酸优选地以相对于羧甲基纤维素按重量计约0.05％至约0.5％的浓度存在于步骤(1)的溶液中。优选地，柠檬酸以相对于羧甲基纤维素按重量计约0.4％或更少或0.35％或更少的浓度存在。在实施方式中，柠檬酸以相对于羧甲基纤维素按重量计约0.1％至约0.5％、0.15％至约0.4％、约0.15％至约0.35％、0.2％至约0.35％、约0.25％至约0.35％、或约0.2％的浓度存在于步骤(1)的溶液中。可以通过避免产生的交联羧甲基纤维素的吸收特征实质性恶化的任何方法将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物从溶液中分离。这类方法的实例包括蒸发干燥、冷冻干燥、沉淀、离心、喷雾干燥、临界点干燥等。优选地，在从约10℃至约100℃，优选地从约45℃至约80℃的温度范围内，将羧甲基纤维素/柠檬酸复合物通过蒸发干燥分离。在某些实施方式中，以约80℃或更高(例如从80℃至100℃)的初始温度进行干燥，以充分地减小溶液体积，然后将温度降低至低于80℃以完成干燥。例如，可以在初始为85℃下干燥溶液，然后可以将温度降低至50℃以完成干燥。自然地，如果将溶液置于压力下，则可以采用更高的温度。如果将溶液置于真空中，则可以使用较低的温度。在一种优选的实施方式中，以约65至75℃或约70℃的温度进行蒸发干燥。在其中通过加热将溶液干燥的本发明方法的实施方式中，可以将分离羧甲基纤维素/柠檬酸复合物的步骤和交联复合物的步骤结合于单个步骤中，优选地伴随温度变化。本发明方法中可以使用的其他分离复合物的方法包括沉淀，其中在水溶液中加入沉淀剂(非溶剂)，诸如甲醇、乙醇或丙酮，以使复合物从溶液中析出。然后可以通过过滤回收复合物。如果使用沉淀来回收复合物，则任选地用水洗涤复合物以去除沉淀剂。如果使用通过喷雾干燥的蒸发干燥，则可以在交联步骤之前以颗粒、薄片或小粒的形式回收复合物。在一种实施方式中，交联羧甲基纤维素是通过包括以下步骤的方法产生的：(1)制备高粘度羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液；(2)搅动溶液；(3)加热溶液以去除水并产生羧甲基纤维素/柠檬酸复合物；(3a)粉碎羧甲基纤维素/柠檬酸复合物以产生复合颗粒；(4)在至少约80℃的温度下加热复合颗粒，从而将羧甲基纤维素与柠檬酸进行交联并形成交联羧甲基纤维素；(5)洗涤交联羧甲基纤维素；(6)干燥洗涤后的交联羧甲基纤维素，并任选地(7)粉碎交联羧甲基纤维素以产生交联羧甲基纤维素颗粒。可以将步骤(3a)和(7)的任一或两者中产生的颗粒进行筛分，以产生在指定尺寸范围内的颗粒样品。产生交联羧甲基纤维素的一种优选的方法包括以下步骤：(1)，将高粘度羧甲基纤维素钠和柠檬酸溶解于纯化水中以产生溶液，该溶液基本上由相对于水的重量按重量计约5％至约7％、优选地约6％的羧甲基纤维素钠，和相对于羧甲基纤维素钠的重量按重量计约0.15％至约0.40％、约0.15％至约0.35％、约0.15％至0.25％或约0.2％的量的柠檬酸组成；(2)，将溶液维持在从约40℃至约70℃或40℃至约80℃、优选地约70℃的温度，以蒸发水并形成羧甲基纤维素/柠檬酸复合物；(3)，粉碎羧甲基纤维素/柠檬酸复合物以形成复合颗粒；以及(4)，将复合颗粒维持在从约80℃至约150℃或约100℃至约150℃、约115℃至约125℃、优选地约120℃的温度下足够长的时间段以实现所需程度的交联并形成交联羧甲基纤维素。该方法还可以任选地包括一步或多步步骤(5)，用纯化水洗涤交联羧甲基纤维素，优选地所用的纯化水的量为交联羧甲基纤维素的质量的从100至200倍，优选地为交联羧甲基纤维素的质量的约150倍；步骤(6)，在优选地从约40℃至约70℃或40℃至约80℃、更优选地约70℃的高温下干燥洗涤后的交联羧甲基纤维素；以及步骤(7)，粉碎干燥后的交联羧甲基纤维素。在一种实施方式中，将得到的颗粒筛分至100μm至1000μm的尺寸范围，优选地平均尺寸在400至800μm的范围内。在另一特别优选的实施方式中，交联羧甲基纤维素是通过包括以下步骤的方法产生的：(a)提供基本上由(a)高粘度羧甲基纤维素钠、柠檬酸和水组成的水溶液；(b)搅拌水溶液；(c)蒸发水，例如通过将溶液维持在从约40℃至约70℃或40℃至约80℃、优选地约70℃的温度，以形成羧甲基纤维素/柠檬酸复合物；(d)粉碎复合物以形成复合颗粒；以及(e)加热复合颗粒至至少约80℃或100℃例如从100℃至180℃、从100℃至150℃、从110℃至130℃、从约115℃至约125℃或约120℃的温度，从而使羧甲基纤维素交联并形成柠檬酸交联的羧甲基纤维素。任选地，将步骤(e)的产物粉碎以产生颗粒，任选地将颗粒进行筛分。在其他实施方式中，将步骤(e)的产物洗涤、干燥并然后粉碎以产生颗粒，任选地将颗粒进行筛分。在一种实施方式中，交联羧甲基纤维素基本上由尺寸范围为从1μm至2000μm、优选地从10μm至2000μm、且更优选地从100μm至1000μm的颗粒组成。当交联羧甲基纤维素的样品中在特定尺寸范围内的颗粒按质量计大于50％时，该样品基本上由该特定尺寸范围内的颗粒组成。优选地，样品中在特定尺寸范围内的颗粒按质量计为至少50％、60％、70％、80％、90％或95％。更优选地，样品中在100μm至1000μm的尺寸范围内的颗粒按质量计为至少90或95％，优选地平均颗粒直径在400μm至800μm的范围内。优选地，高粘度羧甲基纤维素钠以相对于用于制备溶液的水的重量按重量计4％或更大、优选地从约4％至约8％、5％至约7％、5.5％至约6.5％或约6％的浓度存在于步骤(a)的水溶液中。优选地，柠檬酸以相对于纤维素衍生物的重量按重量计约0.5％或更少、更优选地约0.35％或更少或约0.3％或更少的浓度存在于溶液中。优选地，柠檬酸的浓度为相对于羧甲基纤维素钠、钠盐按重量计约0.15％至约0.35％，优选地约0.2％至约0.35％、0.15％至约0.3％、0.15至0.25％或约0.2％。在产生交联羧甲基纤维素的方法的任何实施方式中，高粘度羧甲基纤维素优选地以相对于水的重量约5至约7％、优选地约6％的浓度存在于水溶液中，且柠檬酸以相对于羧甲基纤维素的重量按重量计0.1至0.4％、优选地0.15至0.3％的浓度存在。在某些实施方式中，将水溶液干燥以形成片状的复合物，将其粉碎以形成复合颗粒。优选地，复合颗粒具有的最大尺寸在约10μm和约2000μm之间，更优选地约100μm和约2000μm之间，或约100μm和约1600μm之间，且平均尺寸在300μm和600μm之间。任选地将复合颗粒进行筛分，以提供所需尺寸范围内的颗粒。在优选的实施方式中，水溶液在去除水之前被置于托盘中。优选地，在合适的烘箱或真空烘箱中进行加热。可以将复合物粉碎，例如通过磨碎、研磨或破碎，以形成复合颗粒，并将颗粒维持在高温下，从而实现交联并产生交联羧甲基纤维素颗粒。产生交联羧甲基纤维素的方法还可以包括洗涤交联羧甲基纤维素的步骤，例如在极性溶剂诸如水、极性有机溶剂例如醇诸如甲醇或乙醇，或其组合中洗涤交联羧甲基纤维素。在优选的实施方式中，用于洗涤交联羧甲基纤维素的纯化水的量是交联聚合物的量的50至250倍(wt/wt)大。在某些实施方式中，纯化水的量是交联聚合物的量的100至200倍(wt/wt)大。在某些实施方式中，纯化水的量是交联聚合物的量的约150倍(wt/wt)大。还可以将洗涤后的交联羧甲基纤维素进行干燥以去除大部分或基本上全部的水。优选地，将交联羧甲基纤维素干燥至水含量为按重量计约25％或更少，优选地约20％、约15％或约10％或更少。在某些实施方式中，干燥后的交联羧甲基纤维素的水含量为按重量计约5％或更少。在一种实施方式中，通过将完全溶胀的交联羧甲基纤维素浸入纤维素非溶剂中来实施干燥步骤，该过程被称为相转化。如本文所用的术语“纤维素非溶剂”是液体化合物，其不溶解羧甲基纤维素，也不使交联羧甲基纤维素溶胀，但优选地与水混溶。合适的纤维素非溶剂包括，例如，丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇和甲苯。在非溶剂中浸泡后，可以通过真空和/或加热从交联羧甲基纤维素中去除残留的非溶剂。在其他实施方式中，交联羧甲基纤维素不通过相转化干燥。优选地，洗涤后的交联羧甲基纤维素通过空气干燥、真空干燥、冷冻干燥或通过在高温下，例如在烘箱或真空烘箱中干燥来干燥。这些干燥方法可以单独或组合使用。烘箱干燥可以在例如大约30-80℃的温度下进行，直到水或残留的非溶剂被完全去除。洗涤并干燥后的交联羧甲基纤维素可以按原样使用，或可以被粉碎并选择性地筛分以产生所需尺寸的交联羧甲基纤维素颗粒。羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液可以在羧甲基纤维素衍生物可溶于水的任何温度下形成。通常，这类温度将在从约10℃至约100℃的范围内。优选地，基本上在室温例如20℃和30℃之间或约25℃下制备溶液。在产生交联羧甲基纤维素的方法的任何实施方式中，优选地，高粘度羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液的ph为约5至约9之间、从约5至约8、从约6至8、从约6至约7、从约6.5至约7.5或约5.5至约7。更优选地，溶液ph在6和7之间。不受理论的约束，据信从水溶液中分离的羧甲基纤维素/柠檬酸复合物适合于化学交联以形成由于链间缠结而具有改善的吸收性能的交联羧甲基纤维素。不受理论的约束，据信增溶作用提供了分子缠结，其在羧甲基纤维素和柠檬酸之间产生了更紧密的网络和羧基和羟基的优选的分布。羧甲基纤维素链的缠结程度越高，因而导致热处理后的交联越均匀，转而导致有更大的介质吸收能力和显著改善的机械和流变性能的高吸收性交联羧甲基纤维素。产生交联羧甲基纤维素的方法包括粉碎羧甲基纤维素/柠檬酸复合物的步骤，得到的复合颗粒具有的最大横截面直径或最大尺寸优选地在从约5μm至约2,000μm的范围内，优选地在从约100μm至约1,000μm的范围内，且更优选地平均颗粒横截面直径为从约300μm至约800μm。不受理论的约束，据信交联前粉碎复合物的步骤在交联反应开始之前提供了均匀分布的交联位点以及增强的水分蒸发，导致了有高保守模量(g’)和一致的化学稳定性的物料并提高了反应的程度。优选地，将分离后的羧甲基纤维素/柠檬酸复合物或其颗粒加热至至少约80℃的温度以交联羧甲基纤维素。达到所需交联程度且对羧甲基纤维素无不良损害的任何温度和时间的组合均适合用于本发明。优选地，将复合物加热至80℃或更高的温度，例如100℃或更高的温度。在某些实施方式中，温度的范围为从约100℃至约250℃，优选地从约100℃至约200℃，且更优选地从约110℃至约150℃。在特别优选的实施方式中，将复合物加热至110至130℃或至约120℃。通常，热处理工艺将持续的时间段的范围为从约1分钟至约600分钟，优选地从约1分钟至约300分钟，且更优选地从约175分钟至约300分钟，或约200至250分钟。在优选的实施方式中，通过在约120℃下加热约200至250分钟或约225分钟来交联复合物。本发明方法中对羧甲基纤维素/柠檬酸复合物的热处理导致羧甲基纤维素链通过柠檬酸交联并变得不溶于水。理想地，热处理工艺产生的柠檬酸交联的羧甲基纤维素具有弹性模量和吸收水性液体，特别是具有高盐度和低ph的胃液的能力。如本文所用的术语“羧甲基纤维素/柠檬酸复合物”或“复合物”，是指包括羧甲基纤维素和柠檬酸的混合物的基本干燥的物料。在其中通过蒸发干燥高粘度羧甲基纤维素和柠檬酸的水溶液来产生此复合物的实施方式中，复合物是去除水之后留下的基本干燥的残留物。复合物可以保留一些结合水，并可以是例如按重量计最多达5、10或20％的水。优选地，复合物有按重量计约10％或更少的水。不受理论的约束，据信本文所公开的交联羧甲基纤维素的制备是通过将羧甲基纤维素与柠檬酸共价交联来进行的。图1示出了可溶性纤维素衍生物(诸如羧甲基纤维素)与柠檬酸的交联。在此机理中，柠檬酸的cl-羧基基团在中性ph和高温下并在非常少量的水的存在下通过酸酐形成而活化，并在没有催化剂的存在下与纤维素羟基基团反应以形成酯。然后，c5羧基基团通过酸酐形成而活化，并与另一纤维素聚合物链的羟基基团反应以形成分子间共价交联，或与同一链的羟基基团反应以形成分子内共价交联。因为这是水作为产物的平衡反应，因此在稳定程序中消除的水越多，可以达到的转化程度就越高。因此，在交联之前，从羧甲基纤维素/柠檬酸溶液中去除水分以形成羧基甲基纤维素/柠檬酸复合物是必要的，以允许酸酐形成/酯化反应发生。如本文所用的术语“羧甲基纤维素”(cmc)是指以酸形式、盐或作为酸形式和盐的组合的羧甲基纤维素(纤维素羧甲基醚)。优选的盐形式包括羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素钾。在特别优选的实施方式中，羧甲基纤维素作为钠盐(nacmc)存在于溶液中。制造羧甲基纤维素的方法是本领域技术人员已知的。适当地，提供诸如棉花或木浆的纤维素物料。纤维素物料可以是以纤维或被粉碎成颗粒形式的纤维的形式。将纤维素物料分散在诸如酒精的惰性溶剂中，并向分散液中添加羧烷基化剂。羧烷基化剂通常包括氢氧化钠和氯烷酸，诸如一氯乙酸。起始纤维素的羧甲基化可以以直接形成羧甲基纤维素和水的溶液的这样的方式进行。也就是说，羧甲基化过程可以在水性介质中进行，使得当羧甲基纤维素形成时，它就溶解于水中。在这种方式中，羧甲基纤维素的形成与羧甲基纤维素和水的溶液的形成之间不需要回收步骤。在某些实施方式中，高粘度羧甲基纤维素是由来自棉的纤维素制备的。在其他实施方式中，高粘度羧甲基纤维素是由来自棉和木浆两者的纤维素制备的。如本文所用的术语“高粘度羧甲基纤维素”是指羧甲基纤维素，典型地作为钠盐，其在水中形成的1％(wtwt)溶液具有的粘度为至少6000cps。粘度是根据实施例5中所述的方法确定的，其符合astmd1439-03(2008)el(astm国际，westconshohocken，pa(2008)，其全部内容通过引用并入本文)。在优选的实施方式中，高粘度羧甲基纤维素还具有低的多分散性指数，诸如多分散性指数为约8或更低。在本发明的任何实施方式中，优选地，高粘度羧甲基纤维素在水中形成的1％(wt/wt)溶液在25℃下具有的粘度为至少约6000、7000、7500或8000cps。在某些实施方式中，羧甲基纤维素形成的1％(wt/wt)水溶液在25℃下具有的粘度为6000至约10000cps或约6000至11000cps。在某些实施方式中，羧甲基纤维素形成的1％(wt/wt)水溶液在25℃下具有的粘度为约6000至约9500cps或约7000至9500cps。在另一实施方式中，羧甲基纤维素形成的1％(wt/wt)水溶液在25℃下具有的粘度为约7000至约9200cps或约7500至9000cps。在又一实施方式中，羧甲基纤维素形成的1％(wt/wt)水溶液在25℃下具有的粘度为约8000至约9300cps或约9000cps。优选地，羧甲基纤维素是处于钠盐的形式。在优选的实施方式中，羧甲基纤维素是羧甲基纤维素钠，其形成的1％(wt/wt)水溶液具有的粘度为约7800cps或更高，例如，从约7800至11000cps，或约8000cps至约11000cps。在优选的实施方式中，高粘度羧甲基纤维素还具有的多分散性指数(mw/mn)为约8或更低，优选地约7或更低，或6或更低。在一种实施方式中，多分散性指数为从约3至约8、约3至约7、约3至约6.5、约3.0至约6；约3.5至约8、约3.5至约7、约3.5至约6.5、约3.5至约6、约4至约8、约4至约7、约4至约6.5、约4至约6、约4.5至约8、约4.5至约7、约4.5至约6.5、约4.5至约6、约5至约8、约5至约7.5、约5至约7、约5至约6.5、或约5至约6。如本文所用，与羧甲基纤维素有关的术语“多分散性指数”是指使用实施例10中所述的程序确定的多分散性指数。优选地，高粘度羧甲基纤维素或其盐具有的平均取代度为从约0.3至约1.5，更优选地为从约0.4至约1.2。在特别优选的实施方式中，高粘度羧甲基纤维素具有的取代度为从约0.60至约0.95、0.65至0.95、0.65至0.90、0.70至0.80、0.72至0.78或0.73至0.75。取代度是指存在于纤维素物料的脱水葡萄糖单元上的羧基基团的平均数量。具有的平均取代度在从约0.3至约1.5的范围内的羧甲基纤维素通常是水溶性的。如本文所用，当羧甲基纤维素溶解于水中形成真溶液时，认为其是“水溶性的”。在某些实施方式中，高粘度羧甲基纤维素是羧甲基纤维素钠，其形成的1％(wt/wt)水溶液具有的粘度为约7600cps或更高，例如，从约7800至15000cps、约7800至约11000cps、约8000至约15000cps或约8000cps至约11000cps，并具有的多分散性指数为从约3至约8、约3至约7、约3至约6.5、约3至约6；约3.5至约8、约3.5至约7、约3.5至约6.5、约3.5至约6、约4至约8、约4至约7、约4至约6.5、约4至约6、约4.5至约8、约4.5至约7、约4.5至约6.5、约4.5至约6、约5至约8、约5至约7.5、约5至约7、约5至约6.5、或约5至约6。在某些实施方式中，高粘度羧甲基纤维素钠另外具有取代度为0.65至0.90、0.70至0.80、0.72至0.78或0.73至0.75。在特别优选的实施方式中，高粘度羧甲基纤维素钠形成的1％(wt/wt)水溶液在25℃下具有的粘度为约8000cps至约11000cps，具有的取代度为0.65至0.90或0.70至0.80并且具有的多分散性为约4.5至约6.5。在某些实施方式中，当如实施例10所述进行测定时，高粘度羧甲基纤维素具有的重量平均分子量(mw)为至少2800kda。优选地，mw为至少约2900kda，或至少约3000kda，或从约2800kda至约3500kda。本发明方法中使用的羧甲基纤维素和柠檬酸优选地为各个食品级或药物级物料。例如，羧甲基纤维素和柠檬酸都被用作食品添加剂和药物辅料，并因此可以适合这些用途的形式获得。用于本发明的过程的合适的羧甲基纤维素钠是由ashlandinc出售的aqualontm7h4fm。可用于本文所述的治疗便秘的方法的交联羧甲基纤维素可以通过例如使用本发明的方法将高粘度羧甲基纤维素与合适的交联剂(诸如柠檬酸)交联来制备。使用柠檬酸作为交联剂制备的交联羧甲基纤维素是优选的，并在本文中被称为“柠檬酸交联的羧甲基纤维素”。在某些实施方式中，与使用其他方法产生的羧甲基纤维素水凝胶相比，通过本文所述方法产生的柠檬酸交联的羧基甲基纤维素形成的水凝胶具有更大的弹性模量，同时保持显著的吸收性能。在优选的实施方式中，本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素具有如下所述的g'和mur。在更优选的实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素另外具有如下所述的振实密度。本文公开的产生柠檬酸交联的羧甲基纤维素的方法，其结合了物理和化学交联两者，且其具有良好的机械性能、干燥和溶胀形式下的长期稳定性以及良好的保留能力和生物相容性。本发明的交联羧甲基纤维素表现出良好的介质吸收性能、高振实密度、高弹性模量和有成本效益的生产。此外，交联羧甲基纤维素在体液中具有快速的介质吸收动力学。在任何实施方式中，在本发明方法中使用的柠檬酸交联的羧甲基纤维素优选地在蒸馏水中具有的介质吸收比为至少约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90或约100。例如，在某些实施方式中，本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素在蒸馏水中具有的介质吸收比为从约20至约1000、从约35至约750、从约50至约500、从约50至约250、从约50至约150。在某些实施方式中，本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素在蒸馏水中具有的介质吸收比为从约20、30、40、50、60、70、80、90或100至约120、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或更高，或在被这些下限中的任何一个和这些上限中的任何一个所限制的任意范围内。在某些实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素可以吸收是其干重的至少10、20、30、40、50、60、70、80、90或100倍的量的一种或多种体液，诸如血液、血浆、尿液、肠液或胃液。柠檬酸交联的羧甲基纤维素吸收体液的能力可以使用常规手段进行测试，包括用从一个或多个受试者获得的体液样本或用模拟体液(诸如模拟尿液或胃液)进行测试。在任何实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素可以优选地吸收大量的sgf/水(1:8)。在一些实施方式中，本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中具有的介质吸收比为至少10、20、30、40、50、60、70、80、90、100或150。在一些实施方式中，本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中具有的介质吸收比为10至300、从20至250、从30至200、从50至180、从50至150、从50至100或从50至80。在优选的实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中具有的介质吸收比为约40或更高或50或更高，例如从约50至约110、约55至约100、约60至约95、约60至约90、约60至约85、约50至约120、约60至约100或约70至约100。优选地，当柠檬酸交联的羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中溶胀时，如根据实施例5中所述的方法测定，具有的g'为至少1500pa、2000pa、2200pa、2500pa或2700pa。在某些实施方式中，当本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中溶胀时，具有的g’为至少约2800pa。在某些实施方式中，当本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中溶胀时，具有的g’为从约1800pa至约4000pa、从约2000pa至约3500pa、从约2100pa至约3400pa或从约2500pa至约3500pa。优选地，柠檬酸交联的羧甲基纤维素在处于基本干燥或干凝胶形式时是玻璃态而无定形的或玻璃质物料。优选地，柠檬酸交联的羧甲基纤维素具有的振实密度为至少约0.45g/ml。在更优选的实施方式中，当如实施例5所述进行测定时，振实密度为从约0.50至约0.8g/ml或从约0.55至约0.8g/ml。在优选的实施方式中，振实密度为约0.6g/ml或更大，例如，从约0.6g/ml至约0.8g/ml。在某些实施方式中，振实密度为从约0.65g/ml至约0.75g/ml。本发明方法中使用的柠檬酸交联的羧甲基纤维素包括具有不同水合程度的交联聚合物。例如，柠檬酸交联的羧甲基纤维素可以以下述水合状态提供，水合状态的范围为从基本干燥或无水状态，诸如其中按重量计，柠檬酸交联的羧甲基纤维素的约0％至约5％或最多达约10％是水或水性流体的状态或干凝胶，至包括大量的水或水性流体的状态，包括最多至柠檬酸交联的羧甲基纤维素已经吸收了最大量的水或水性流体的状态。在某些实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素具有的水含量为按重量计25％或更少、20％或更少、15％或更少、10％或更少或5％或更少。当根据实施例5的方法进行测定时，优选地柠檬酸交联的羧甲基纤维素具有的水含量为按重量计少于约10％，更优选地约6％或更少或5％或更少。在某些实施方式中，当本发明治疗便秘的方法中使用的柠檬酸交联的羧甲基纤维素以按质量计至少95％在100μm至1000μm的范围内、平均尺寸在400至800μm的范围内的颗粒形式存在，并且干燥失重为10％或更少(wt/wt)时，具有的g’、介质吸收比和振实密度如下所述。这种交联羧甲基纤维素可以例如根据本文所公开的方法来制备。(a)g'：至少约1500pa、1800pa、2000pa、2200pa、2500pa或2700pa。在某些实施方式中，当本发明的交联羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中溶胀时，具有的g’为至少约2800pa。在某些实施方式中，当本发明的交联羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中溶胀时，具有的g’为从约1800pa至约3000pa、约2000pa至约4000pa、从约2100pa至约3500pa、从约2100pa至约3400pa或从约2500pa至约3500pa。(b)sgf/水(1:8)中的介质吸收比(mur)：至少约50，优选地至少约60。在某些实施方式中，交联羧甲基纤维素具有的mur为约50至约110、约55至约100、约60至约95、约60至约90或约60至约85。(c)振实密度：至少0.5g/ml，优选地约0.55g/ml至0.9g/ml。在优选的实施方式中，振实密度为约0.6g/ml或更大，例如，从约0.6g/ml至约0.8g/ml、约6.5g/ml至约7.5g/ml或约0.6g/ml至约0.7g/ml。在某些实施方式中，当柠檬酸交联的羧甲基纤维素以按质量计至少95％在100μm至1000μm的范围内、平均尺寸在400至800μm的范围内的颗粒形式存在，并且干燥失重为10％或更少(wt/wt)时，具有的g’和介质吸收比如下所述：(a)g'为约1200pa至约2000pa且介质吸收比为约90；(b)g'为约1400pa至约2500pa且介质吸收比为约80至89；(c)g'为约1600pa至约3000pa且介质吸收比为约70至79；(d)g'为约1900pa至约3500pa且介质吸收比为约60至69；(e)g'为约2200pa至约4000pa且介质吸收比为约50至59；或(f)g'为约2600至约5000pa且介质吸收比为约40至49。在这些实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素任选地还具有的振实密度为至少0.5g/ml，优选地约0.55g/ml至约0.9g/ml。在优选的实施方式中，振实密度为约0.6g/ml或更大，例如，从约0.6g/ml至约0.8g/ml、约6.5g/ml至约7.5g/ml或约0.6g/ml至约0.7g/ml。在示例性但非限制性实施方式中，柠檬酸交联的羧甲基纤维素具有的g’为至少约2100pa，且介质吸收比为至少约80；或g’为至少约2700pa且介质吸收比为至少约70。除非另有说明，否则本文所述的g'、mur和振实密度的所有测量都是在具有(1)干燥失重为10％(wt/wt)或更少；和(2)是以按质量计至少95％在100μm至1000μm的尺寸范围内、平均尺寸在400至800μm的范围内的颗粒形式的柠檬酸交联的羧甲基纤维素的样本上进行的。如本文所用的术语“模拟胃液/水(1:8)”和等效术语“sgf/水(1:8)”是指根据实施例4所述的方法制备的溶液。如本文所用，交联聚合物的“介质吸收比”或“mur”是对交联聚合物吸收特定水性介质的能力的衡量，根据方程：mur＝(wswollen-wdry)/wdry其中wdry为初始干燥交联聚合物样本的重量，且wswollen为平衡溶胀时交联聚合物的重量。除非另有说明，否则本文提到的介质吸收比或mur是指根据实施例5中所述的方法在sgf/水(1:8)中获得的值。应理解的是，本文所报告的mur值的单位是g/g。如本文所用，在sgf/水(1:8)中溶胀的交联聚合物的“弹性模量”或g’是根据实施例5中所述的方法确定的。如本文所用，样本的“振实密度”是根据实施例5中所述的方法确定的。如本文所用，样本的“水含量”或“干燥失重”是根据实施例5中所述的方法确定的。在一种实施方式中，本发明提供了治疗有需要的受试者的便秘的方法，包括向受试者的胃给药有效量的如本文所述的交联羧甲基纤维素的步骤，优选地通过口服给药，例如通过使受试者(诸如哺乳动物，包括人类)吞下交联羧甲基纤维素，任选地与摄食一定体积的水组合。当交联羧甲基纤维素接触水或水性胃内容物时，就会膨胀并占据胃体积。柠檬酸交联的羧甲基纤维素可以由受试者在进食前或与食物组合，例如作为柠檬酸交联的羧甲基纤维素与食物的混合物而摄食。受试者可以是例如患有慢性或急性便秘的人类受试者。例如，受试者可能患有慢性特发性便秘(功能性慢性便秘)、伴便秘的肠易激综合征(ibs-c)、阿片样物质诱导的便秘(oic)或由于怀孕、用药或神经紊乱引起的便秘。在优选的实施方式中，受试者是患有慢性特发性便秘(cic)或伴便秘的肠易激综合征(ibs-c)的人类。功能性慢性便秘和肠易激综合症的诊断可以例如根据在drossman,d.a.etal,romeiii:thefunctionalgastrointestinaldisorders.3rded，，degnanassoc.2006中提出的标准进行。优选地，与水组合向受试者口服给药柠檬酸交联的羧甲基纤维素。所给药的水的量优选地是能有效地使交联羧甲基纤维素在受试者胃内溶胀的量。在一种实施方式中，给药每克交联羧甲基纤维素至少约100ml或至少约150ml的水。在某些实施方式中，给药水的量为每克交联羧甲基纤维素从约150ml至约250ml。在某些实施方式中，给药水的量为每克交联羧甲基纤维素至少约175ml，在其他实施方式中，给药水的量为每克交联羧甲基纤维素至少约200ml。在某些实施方式中，给药水的量为至少约400ml。在某些实施方式中，给药的水的量为至少约450ml、475ml或500ml至550ml。水可以在给药交联羧甲基纤维素的同时或随后给药。在一种实施方式中，每剂量给药约0.5g至约5g的交联羧甲基纤维素，优选地约1.0g至约4.0g、约1.2至约3.5、约1.2至约2.5或约1.4至约2.1g。在一种实施方式中，交联羧甲基纤维素和任选地水是在餐前或就餐时给药的，例如，在餐前至多2小时、1小时或0.5小时。在一种实施方式中，每天给药交联羧甲基纤维素两次，例如，在早上和晚上，或按需要频繁程度可高可低。交联羧甲基纤维素可以单独地、以与液体或干燥食物的混合物中或作为食物或可食用基质的组分，在干燥、部分溶胀或完全溶胀的状态下被摄食，但优选地在显著低于其流体容量的水合状态下被摄食，更优选地柠檬酸交联的羧甲基纤维素在基本无水状态下，也就是说，按重量计约10％或更少的水的状态下被摄食。交联羧甲基纤维素可以配制成胶囊、药囊、片剂或混悬剂用于口服给药。当以基本无水形式与水组合给药时，交联羧甲基纤维素将在胃中溶胀，随水分流失而塌缩并转移到小肠，在小肠它将重新溶胀。然后，溶胀的交联羧甲基纤维素将传入大肠，在大肠中降解，释放吸收的水分，然后从体内排出。在某些实施方式中，将交联羧甲基纤维素与第二种用于便秘的治疗剂组合向受试者给药，第二种用于便秘的治疗剂为诸如渗透性缓泻药、大便软化剂、鸟苷酸环化酶c激动剂诸如利那洛肽(linaclotide)或用于治疗阿片样物质诱导的便秘的药剂，诸如甲基纳曲酮(methylnaltrexone)、鲁比前列酮(lubiprostone)或纳洛塞醇/纳洛醇醚(naloxegol)。本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素可以以片剂、胶囊、药囊或其他适合口服给药的剂型的形式向受试者给药。片剂或胶囊还可以包括一种或多种额外的剂，诸如ph修饰剂，和/或药学上可接受的载体或赋形剂。柠檬酸交联的羧甲基纤维素也可以作为食物或饮料的组分给药，诸如wo2010/059725中所述的，其全部内容通过引用并入本文。在一种实施方式中，本发明提供了包括本发明的柠檬酸交联的羧甲基纤维素的药物组合物。药物组合物可以包括柠檬酸交联的羧甲基纤维素作为活性剂，任选地与药学上可接受的赋形剂或载体组合。例如，药物组合物可以旨在用于口服给药以治疗便秘。在另一实施方式中，药物组合物包括交联羧甲基纤维素与另一用于治疗便秘的药剂组合，另一用于治疗便秘的药剂为诸如大便软化剂、鸟苷酸环化酶c激动剂诸如利那洛肽(linaclotide)或用于治疗阿片样物质诱导的便秘的药剂，诸如甲基纳曲酮(methylnaltrexone)、鲁比前列酮(lubiprostone)或纳洛塞醇(naloxegol)。在一种实施方式中，交联羧甲基纤维素作为包括(1)具有的干燥失重为10％(wt/wt)或更少；并且(2)是以按质量计至少95％在100μm至1000μm的尺寸范围内、平均尺寸在400至800μm的范围内的颗粒形式的柠檬酸交联的羧甲基纤维素的药物组合物给药。例如，柠檬酸交联的羧甲基纤维素可以包封在胶囊中，诸如硬或软的明胶胶囊或素食胶囊中。优选地，组合物不包括崩解剂。在某些实施方式中，胶囊是硬的明胶胶囊尺寸00el，并在实施例7(37℃在sgf/水1:8中)中所述的条件下，胶囊在7.5分钟内崩解，且柠檬酸交联的羧甲基纤维素在15分钟内均匀水合。实施例实施例1：交联羧甲基纤维素的制备—实验室规模使用下列方案产生交联羧甲基纤维素。物料羧甲基纤维素钠盐(cmcna)：aqualon7h4fm(ashlandinc.)，粘度范围7600-9000cps(25℃下1％wt/wt水溶液)柠檬酸纯化水。将纯化水(3kg)置于混合碗中。加入0.36g柠檬酸，并搅拌混合物直至柠檬酸完全溶解。将180gcmcna缓慢加入到柠檬酸溶液中，并使用有平刀片的混合器连续混合得到的悬浮液18小时。用勺子将混合碗中的部分物料放置在不锈钢托盘上的硅酮片上。用塑料抹刀将物料铺展，直到它看起来均匀而不溢出边缘。使用额外的托盘重复此过程，直到所有物料都铺展在托盘上。将托盘放入设置到50℃的烘箱中。当干燥完成时(约23小时)，将托盘从烘箱取出。在本文提出的本实施例和其他实施例中，当如实施例5中所述测定的干燥失重为10％或更少时，认为干燥完成。将干燥后剩余的干燥物料片破碎成可以很容易磨碎的更小的片。将物料缓慢插入收集箱中开始磨碎以确保物料在磨碎时不会过热。在磨碎的结束时，筛出100和1600μm之间的物料。将磨碎后的物料(50g)放置在小铝盘中。将铝盘放置在加热到120(±1)℃的烘箱中以诱导交联。4小时后，将盘从烘箱中取出。将交联后的物料(10g)放入有1500g水的烧杯中，并在室温下搅拌3小时。过滤得到的溶胀的物料并使用真空泵移除水。获得的溶胀率为55.6g/g。将洗涤过的物料放置在塑料托盘上。使用塑料抹刀将物料均匀地铺展在托盘上。将托盘放入设置到50(±1)℃的烘箱中。在干燥完成后(20h)，将托盘从烘箱取出。将干燥后的物料缓慢地插入磨碎机的收集箱中，以确保磨碎时它不会过热。筛出100和1000μm之间的磨碎后的物料。如实施例5中所述测定的得到的粉末的介质吸收比为73。如实施例5中所述测定的g'为2028pa。实施例2：交联羧甲基纤维素的制备—大规模使用下列方案大规模生产交联羧甲基纤维素。物料羧甲基纤维素钠盐(cmcna)：aqualontm7h4fm(ashlandinc.)，粘度范围7600-9000cps(25℃下1％wt/wt水溶液)柠檬酸纯化水。在混合碗中向5kg的cmcna加入21kg的水，并开始混合。10分钟后，将5g柠檬酸在21kg水中的溶液持续混合10分钟。然后加入21kg水并混合10分钟。最后，加入5g柠檬酸在21kg水中的溶液，并将混合物混合200分钟。用勺子将混合碗中的部分物料放置在不锈钢托盘上的硅酮片上。用塑料抹刀将物料铺展，直到它看起来均匀而不溢出边缘。使用额外的托盘重复此过程，直到所有物料都铺展在托盘上。将托盘放入设置到70℃的烘箱中。当干燥完成时(48小时)，将托盘从烘箱取出。将干燥的物料片破碎成可以很容易磨碎的更小的片。将物料缓慢插入收集箱中开始磨碎以确保物料在磨碎时不会过热。在磨碎的结束时，筛出100和1600μm之间的物料。将磨碎后的物料放置于不锈钢滚筒中。将滚筒放置在加热到120(±1)℃的烘箱中以诱导交联。4小时后，将滚筒从烘箱中取出。将1kg交联后的物料与150kg水置于不锈钢槽中，并在室温下持续搅拌4小时。用筛子过滤得到的溶胀的物料并使用真空泵移除水。获得的溶胀率为73.2g/g。将洗涤过的物料放置在塑料托盘上。使用塑料抹刀将物料均匀地铺展在托盘上。将托盘放入设置到70(±1)℃的烘箱中。在干燥完成后(72h)，将托盘从烘箱取出。将干燥后的物料缓慢地插入磨碎机的收集箱中，以确保磨碎时它不会过热。筛出100和1000μm之间的磨碎后的物料。如实施例5中所述测定的得到的粉末的介质吸收比为70.29g/g。如实施例5中所述测定的g'为2967pa。柠檬酸交联的羧甲基纤维素也使用以上通常方法制备，但总的柠檬酸为15.0g。由这些合成得到的物料的特征如下表1和表2中所提供。在每种情况下，一部分羧甲基纤维素/柠檬酸复合物被交联。表1表2实施例3：用低粘度羧甲基纤维素制备交联羧甲基纤维素将纯化水(80kg)加入140升hobart混合器中并搅动。向水中加入柠檬酸(14.4g)并溶解。然后，将cmcna(4.8kg；7h3sxf(aqualontm))——在25℃下作为水中1％(wt/wt)的溶液具有的粘度为1000-2600cps——加入溶液中，并在室温下搅动得到的混合物4小时。将得到的溶液加入30个不锈钢托盘中(每个托盘2700g溶液)。将托盘放入shellab烘箱中于70℃下48小时。干燥之后，借助配备有2mm网筛的研磨机(retsch切割研磨机)将物料磨碎。然后，筛出0.1-1.6mm之间的粒状物料，并然后放入不锈钢滚筒中用于在salvisthermocentertc240烘箱中于120℃下进行7小时的交联反应。将由此获得的交联聚合物水凝胶在温和搅动下用纯化水洗涤3小时，以移除未反应的试剂。洗涤阶段通过增加网络的松弛度来允许交联聚合物的介质吸收，从而增加进一步干燥步骤之后获得的最终物料的介质吸收能力。在洗涤之后，将物料放置在托盘上并放入烘箱中于70℃下干燥72h。然后将干燥物料磨碎并筛分至100μm至1000μm的粒度。实施例4：模拟胃液/水(1:8)的制备用于制备sgf/水(1:8)溶液的试剂为纯化水、氯化钠、1m盐酸和胃蛋白酶。1.向1l量筒中倒入约880ml的水。2.将量筒放置在磁力搅拌器上，加入磁棒并开始搅拌。3.开始用ph计监测水的ph。4.加入足量的1m盐酸以调整ph为2.1±0.1。5.加入0.2gnacl和0.32g胃蛋白酶。保持搅拌溶液直到完全溶解。6.将磁棒和电极从量筒移除。7.加入使体积达到900ml所需的量的水。实施例5：羧甲基纤维素和交联羧甲基纤维素的表征(a)羧甲基纤维素溶液的粘度测定设备和物料：恒温水浴。玻璃瓶，500ml带盖，颈部直径至少80mm。brookfield粘度计，myrvr3000(ec0208)型或等同物，配备有：转子(spindle)l4热敏打印机(prp-058gi)机械顶置式搅拌器与锚式不锈钢搅拌器。固定玻璃器皿的链夹。实验室抹刀。铝坩埚分析天平，能够称重精确至0.001g。校准天平，能够称重精确至0.1g。纯化水。程序测试样本的制备：如下所述制备三种cmc/水溶液：1.如下[b]中所述测量cmc粉末的水分含量。2.使用公式计算需水量：需水量[g]＝3*(99-lodaverage)。3.称量制备cmc溶液所需量的水，加到烧杯中。4.将大约一半的水倒入瓶中，剩下的水留在烧杯中。5.将瓶放置在搅拌器电机下并用链夹固定缚牢。6.插入搅拌器。7.混合样本以确保均匀性。8.称重3.0±0.1g的cmc粉末。9.将少量粉末倒入瓶中，同时在低速(约600rpm)下混合。10.混合2分钟，并将混合速度设置为1000rpm。11.混合不少于10分钟但不超过30分钟。12.加入剩余的水。13.再额外混合30分钟。14.如果cmc没有完全溶解，则继续搅拌。15.一旦所有的cmc溶解，就移除锚式不锈钢搅拌器并盖上瓶盖。16.将烧瓶放置在恒温水浴中，于25.0℃±0.1℃下至少30分钟但不超过一小时。17.用力摇晃瓶子10秒。溶液即可用于测试。粘度测量：1.根据粘度计的说明测定每个样本的粘度。允许转子旋转刚好3分钟。2.测定三种溶液的平均粘度。(b)干燥失重的测定根据usp<731>干燥失重测定羧甲基纤维素或交联羧甲基纤维素的水分含量。仪器/设备水分分析仪radwag，wps50s型实验室抹刀铝坩埚硅胶干燥器程序1.将样本放入干燥器中至少12小时。2.将铝坩埚放置在水分分析仪的秤盘上并配衡天平。3.在铝坩埚中准确称量1.000±0.005g的样本。样本的初始重量是wi。4.将水分分析仪设置为在环境压力和湿度下于105℃下加热样本30分钟。5.打开水分分析仪并运行lod程序(在105℃下30min)。6.称重样本。样本的最终重量是wf。根据公式确定lod值:lod＝(wi－wf)/wi×100％一式三份测定干燥失重，且报告的lod是三个值的平均值。(c)粒度范围的测定设备和物料：筛振动器retsch，as200基本型网眼尺寸为1000μm和100μm的不锈钢筛铝称重盘实验室不锈钢抹刀校准天平，能够称重精确至0.1g。程序：1.将空筛和铝盘称重至精确到0.1g。2.称出40.0±0.1g的粉末。3.堆叠尺寸为1000和100μm的测试筛，较大孔尺寸在顶部且较小的在底部。在嵌套的底部装配铝盘。4.在堆叠的顶部，将样本倒入1000μm筛。5.将此堆叠放置在振动器的封盖与端盘之间，使得样本留在组件内。6.打开振动器的主开关。7.设置振动器的旋钮uv2用于连续操作。8.将振动器的旋钮mn2向右转以增加振动高度至50。9.用振动器震荡此堆叠5分钟。10.将筛拆卸，并重新称重每个筛。11.如第8段所述测定每个筛中测试样本的重量百分比。12.在测量满的和空的测试筛的重量之后，通过差减确定每个筛内物料的重量。13.以类似的方式确定收集盘中物料的重量。14.使用每个筛和收集盘中所含样本的重量计算％分布，用下列公式：wx％＝wx/wsample*100％其中：wx％＝每个筛或收集盘中的样本重量百分比，其中指数“x”是：“＞1000”为粒度大于1000μm。“100-1000”为粒度在100和1000μm之间。“＜100”为粒度小于100μm。wsample＝测试样本的初始重量。(d)振实密度的测定设备和物料：100ml玻璃量筒100ml玻璃烧杯实验室抹刀机械振实密度测试仪，copleyscientific的jv1000型能够称重精确至0.1g的校准的天平。程序：1.称出40.0±0.1克的测试样本。此值被指定为m。2.将样本引入干燥的100ml玻璃量筒中。3.在不压实的情况下小心地调平粉末，并读取未稳定的表观体积v0至最近的刻度单位。4.设置机械振实密度测试仪以首先振实量筒500次，并测量振实体积v500至最近的刻度单位。5.重复振实750次，并测量振实体积v750至最近的刻度单元。6.如果两个体积之间的差异小于2％，则v750就是最终的振实体积vf，否则根据需要以1250次振实的增量重复，直至后续测量值之间的差异小于2％。计算：通过以下公式计算振实密度dt，以克每ml计：dt＝m/vf其中：m＝样本重量，以克计，舍入精确至0.1g。vf＝最终体积，以ml计。(e)sgf/水(1:8)中介质吸收比的测定根据下述方案测定交联羧甲基纤维素在sgf/水(1:8)中的介质吸收比。1.将合适的干燥玻璃漏斗放置在支架上，并将40.0±1.0g的纯化水倒入漏斗。2.静置直至漏斗的颈部没有发现水滴(约5分钟)，然后用吸水纸把漏斗的顶端擦干。3.将漏斗放入空的且干燥的玻璃烧杯(烧杯#1)中，把它们放在配衡的天平上，并记录空装置的重量(wtare)。4.将磁搅拌棒放入100ml烧杯中(烧杯#2)；将烧杯#2放在天平上并配衡。5.向烧杯#2中加入如上所述制备的40.0±1.0g的sgf/水(1:8)溶液。6.将烧杯#2放在磁力搅拌器上，并在室温下轻轻搅拌。7.使用称量纸准确称量0.250±0.005g的交联羧甲基纤维素粉末(win)。8.将粉末加入到烧杯#2中，并用磁力搅拌器轻轻搅拌30±2min而不产生漩涡。9.将搅拌棒从得到的悬浮液中移除，将漏斗放在支架上并将悬浮液倒入漏斗中，用抹刀收集任何剩余的物料。10.允许物料沥干10±1min。11.将包含沥干后的物料的漏斗放入烧杯#1中并将它称重(w'fin)。介质吸收比(mur)根据如下计算：mur＝(wfin－win)/winwfin是溶胀的水凝胶的重量，按如下计算：wfin＝w'fin－wtare。win是初始干燥样本的重量。对于交联羧甲基纤维素的每个样本一式三份测定mur，且所报告的mur是三个测定值的平均值。(f)弹性模量的测定根据下文所述的方案测定弹性模量(g')。所使用的流变仪是tainstruments的rheometerdiscoveryhr-1(5332-0277dhr-1)或等同物，配备有peltier板；下平板xhatch，直径40mm；和上平板xhatch，直径40mm。1.将磁搅拌棒放入100ml烧杯中。2.向烧杯中加入如上所述制备的40.0±1.0g的sgf/水(1:8)溶液。3.将烧杯放在磁力搅拌器上，并在室温下轻轻搅拌。4.使用称量纸准确称量0.250±0.005g的交联羧甲基纤维素粉末(win)。5.将粉末加入到烧杯中，并用磁力搅拌器在不产生漩涡的情况下轻轻搅拌30±2min。6.将搅拌棒从得到的悬浮液中移除，将漏斗放在支架上并将悬浮液倒入漏斗中，用抹刀收集任何剩余的物料。7.允许物料沥干10±1min。8.收集得到的物料。9.用流变仪对物料进行扫描频率测试并测定角频率为10rad/s时的值。一式三份进行测定。所报告的g'值是三个测定值的平均值。(g)用高粘度和低粘度羧甲基纤维素制备的交联羧甲基纤维素的性能的比较下表示出了对于通过实施例2(高粘度)和实施例3(低粘度)中所述的方法制备的柠檬酸交联的羧甲基纤维素的多种样本所获得的mur、g’和振实密度的范围。下文所述的测量是使用有以下特征的交联羧甲基纤维素的样本进行的：(1)干燥失重为10％或更少；和(2)以按质量计至少95％在100μm至1000μm的尺寸范围内、平均尺寸在400至800μm的范围内的颗粒形式。表3较低粘度高粘度mur(g/g)75-10860-85g’(pa)1600-5903400-2100振实密度(g/cm3)0.7-0.80.6-0.7结果表明，由高粘度羧甲基纤维素制备的物料具有与由低粘度羧甲基纤维素制备的物料相当的mur值和振实密度。值得注意的是，由高粘度羧甲基纤维素制备的物料具有比由低粘度羧甲基纤维素制备的物料显著更高的g'。实施例6：葡萄糖扩散的抑制如实施例3中所述制备水凝胶a。水凝胶b如下文所述制备水凝胶b。此方法与实施例2中所述的方法基本相似。将纯化水(80kg)加入140lhobart混合器中并搅动。向水中加入柠檬酸(9.6g)并溶解。然后，将cmcna(aqualon7h4fm(ashlandinc.)，粘度范围6000-9000；4.8kg)加入溶液中，并在室温下搅动得到的混合物4小时。将得到的溶液加入30个不锈钢托盘中(每个托盘2,700g溶液)。将托盘放入shellab烘箱中，于70℃下保持48小时。干燥之后，借助配备有2mm网筛的研磨机(retsch研磨机)将物料磨碎。然后，筛出0.1-1.6mm之间的粒状物料，并然后放入不锈钢滚筒中用于在salvisthermocentertc240烘箱中于120℃下进行4小时的交联反应。将由此获得的交联聚合物水凝胶在温和搅动下用纯化水洗涤3小时，以移除未反应的试剂。洗涤阶段通过增加网络的松弛度允许交联聚合物的介质吸收，从而增加进一步干燥步骤之后获得的最终物料的介质吸收能力。在洗涤之后，将物料放置在托盘上并放入烘箱中于70℃下干燥72h。然后将干燥物料磨碎并筛分至100μm至1000μm的粒度。使用以下程序测定葡萄糖扩散通过溶胀的交联羧甲基纤维素的能力：1.以1000mg/dl的浓度将葡萄糖溶解于水中过夜。2.准备透析管，在烧杯中用纯化水洗涤它3小时，并每小时换一次水。3.将0.5％(w/v)的干燥交联羧甲基纤维素放入80ml的葡萄糖溶液中并搅拌30分钟。4.将来自步骤3的水合凝胶和葡萄糖溶液倒入透析管的开口端，并用两个透析管夹密封。5.将透析管置于37℃下包含纯化水的塑料袋中。6.使用accu-chektm葡萄糖测定仪在15分钟、30分钟和至300分钟之前的每30分钟测量透析液的葡萄糖浓度。结果水凝胶a是根据上述实施例3的方法产生的，其基本上如美国公开申请2013/0089737的实施例7所述，其全部内容通过引用并入本文，从aqualontm7h3sxf羧甲基纤维素钠(ashlandinc.)开始，其作为水中1％(wt/wt)的溶液具有的粘度为25℃下1,000至2,800cps。水凝胶b如上所述产生，从aqualontm7h4fm羧甲基纤维素钠(ashlandinc.)开始，其作为水中1％(wt/wt)的溶液具有的粘度为25℃下6000至9000cps。图2是示出了水凝胶a和水凝胶b的透析液葡萄糖浓度随时间变化的图。结果表明，水凝胶a的葡萄糖扩散通过透析膜显著快于水凝胶b，这表明水凝胶b会比水凝胶a更有效地在体内抑制葡萄糖扩散至肠壁，并因此更有效地延缓葡萄糖吸收的速率。实施例7：打开交联羧甲基纤维素填充的胶囊根据usp<701>中所述的程序测定用交联羧甲基纤维素填充的硬质00el尺寸明胶胶囊的崩解情况，其全部内容通过引用并入本文。装置ph计，eutechinstrument的pc700型或等同物分析天平，能够称重精确至0.01g。称量纸实验室抹刀1l量筒磁力搅拌器崩解测试仪，copleyscientific的dtg1000型(设备代码：ec0067)，其配备有：一件式petg水浴有过热/低水位安全断路器的外部热-搅拌器加热器通过pt100探头的温度测量1000ml-烧杯篮架组件1.将如实施例3中所制备的sgf/水(1:8)溶液放入1000ml烧杯中。容器中流体的体积为使得在向上行程的最高点时丝网保持在液体的表面下至少15mm处，且在向下行程时下降至离容器底部不少于25mm。在任何时候，篮架组件的顶部都不应被浸没。2.打开崩解浴上的加热器并设置温度为37℃。3.为了执行测试，要确保水浴温度为37℃±2℃，测试容器中介质的温度是正确的以及在测试中将包含剂量单位的崩解篮安装在了悬挂杆上。4.向篮中6个胶囊区室的每一个放入一个胶囊。5.设置崩解测试仪运行7.5min。6.在规定时间结束时，将篮从容器提起。检查胶囊的状态并确定有多少已经崩解。如果有些胶囊还没有崩解，则测试者可以再额外运行7.5min，并再一次确定崩解的程度。根据usp<701>对如实施例6中所述的水凝胶a和b进行胶囊崩解测试。该测试旨在定量模拟胃介质(sgf/水1:8)中胶囊的正确崩解。测试运行15min，中间检查时间点为7.5min。操作者认为只有在篮中没有起始胶囊的碎片存在时胶囊才是完全崩解的。操作者还通过将物料倒在不锈钢托盘上来收集关于测试结束时是否存在团聚或结块的信息。对于水凝胶a(包括富马酸作为崩解剂)和b(不含崩解剂)两者，明胶胶囊均在7.5分钟后崩解，但样本显示出不同的水合程度。特别地，15分钟后，水凝胶a包括未完全水合的颗粒的团聚；相比之下，15分钟后水凝胶b是均匀水合的。在胶囊崩解后5、10、15、30和45分钟时测定两种水凝胶的介质吸收比。结果如图3所示，示出了水凝胶b溶胀得比水凝胶a快得多，特别地，在崩解后最初的15分钟内水凝胶b明显溶胀得更多。两种水凝胶在崩解后约30分钟达到平衡溶胀。实施例8：溶胀动力学的测定如下文所述(i)使用粘度测量法和(ii)通过测量介质吸收比随时间的变化测定水凝胶a和b(实施例6)在sgf/水(1:8)中的水合动力学。(a)粘度测量法装置：流变仪，tainstruments的discoveryhr-1，配备有：有温度控制的淀粉糊化池(starchpastingcell)。螺旋转子(悬锤直径32.40mm；悬锤长度12mm)。流量峰值保持测试参数：角速度：6.28rad/s(在每个测量中通过电机施加到每个样本的速度)。持续时间：3600s。温度：37℃。溶液：sgf/水(1/8)，ph2.1。水凝胶a和b的浓度：1％w/w。此研究的结果如图4所示，其是粘度对于时间的图。水凝胶b的粘度增长得比水凝胶a的粘度快得多，且达到了比水凝胶a大得多的值。(b)介质吸收比相对于时间除了在5、10、20、30和60分钟时进行测量之外，按实施例5(d)中所述测定水凝胶a和水凝胶b的介质吸收比。图5中显示的结果表明，在最初的10至15分钟内水凝胶b吸收sgf/水(1:8)的速度比水凝胶a快。(c)g’相对于时间此实验使用上文(a)中所述的装置和方法进行，但频率为10rad/sec。结果在图6中示出，其是水凝胶a和水凝胶b的g'相对于时间的图。在所有时间点水凝胶b具有的g'都明显高于水凝胶a。这种g'上的差异在早期时间点尤其显著。实施例9溶胀的水凝胶与咀嚼食物的比较对124批根据实施例3(低粘度cmc)制备的交联羧甲基纤维素和36批根据实施例2(高粘度cmc)制备的交联羧甲基纤维素进行g'测定。此外，一式三份测量由巨无霸(bigmactm)汉堡、一份炸薯条和由50ml纯sgf和300ml软饮料雪碧(spritetm)组成的350ml介质组成的咀嚼食品团的g'。如实施例5中所述测定g'值，且对于每个样本类型所测定的平均g'在下表4中示出。表4样本平均g’低粘度cmc1050pa高粘度cmc2070pa咀嚼食物1957pa结果表明，与用低粘度cmc制备的水凝胶相比，用高粘度cmc制备的水凝胶具有的g’明显更接近于咀嚼食物的g’。实施例10聚合物分子量和多分散性指数的测定使用下文所提出的方法测定羧甲基纤维素(cmc)钠的样本的重量平均分子量和多分散性指数。使用有数据分析软件的计算机对数据进行分析。凝胶渗透色谱装置1)保护柱：品牌：agilenttechnologiespl-水凝胶-oh保护柱尺寸：50×7.5mm(长度×直径)；8μm(颗粒尺寸)。2)柱：品牌：agilenttechnologiespl-水凝胶-oh混合-h尺寸：300×7.5mm(长度×直径)；8μm(颗粒尺寸)。水性洗脱液的制备1.将500ml纯化水倒入1l量筒中。2.称重17g±0.05g的硝酸钠并将它倒入量筒中。3.称重1.56g±0.05g的磷酸二氢钠二水合物并将它倒入量筒中。4.向量筒中加入纯化水直至1l。5.将搅拌棒插入量筒并用封口膜将其覆盖。6.将量筒放置于磁力搅拌器上，并搅拌直到盐完全溶解。7.测量溶剂的ph，且如有必要则用0.2n氢氧化钠调节至ph为7±1。8.使用针筒过滤器(网孔尺寸0.2μm)过滤200ml洗脱液，并将其存储在加盖的烧杯中以便制备用于gpc分析的样本。凝胶渗透色谱校准：将色谱装置的温度设置为35℃。设置梯度上升使洗脱液流量升至1ml/min，并允许rid稳定。制备普鲁兰多糖标准品，用于如下校准：在过滤后的洗脱液中按0.15％w/v溶解每个标准品，根据以下顺序：667、6000、21700、48800、210000、805000、1330000、2560000[g/mol]允许标准品完全溶解于洗脱液中，并一次一个地注射标准品。创建校准曲线。使用内部标准品的保留时间来验证装置随时间的稳定性：d-山梨醇182g/mol(洗脱液中0.15％w/w)。羧甲基纤维素钠的分析：通过在封闭的小瓶中将0.015g的cmc粉末溶解于10ml洗脱液来制备每个cmc样本。制备样本一式三份。通过在室温下搅拌过夜，允许cmc样本溶解于洗脱液中。注射每个样本。使用接口计算机和合适的数据分析软件(empower3，waterscorporation)对数据进行分析以确定mw和多分散性指数(集成算法：apextrack)。结果对aqualon7h4fm和7h3sxf的每个的三批分析结果在下表5中列出。表5这些结果显示，aqualontm7h4fm样本具有的粘度和mw明显大于7h3sxf样本。7h4fm样本还具有明显更低的多分散性指数，表明与7h3sxf样本相比，该物料的分子量分布较窄且分子量均匀性更高。实施例11模拟肠液中溶胀和g'的测定模拟肠液的制备根据美国药典33-28nf(2010)的方法制备模拟肠液(sif)测试溶液，正式名称为“肠液，模拟ts(测试溶液)”。将磷酸二氢钾(6.8g)溶解于250ml水中，并然后向溶液中加入77ml的0.2n氢氧化钠和500ml的水。然后加入10.0g的胰酶，并用0.2n氢氧化钠或0.2n盐酸将得到的溶液调整至ph为6.8±0.1，并最后用水稀释至体积为1000ml。对于两批根据实施例2的方法制备的交联羧甲基纤维素(水凝胶b)和两批根据实施例3的方法制备的交联羧甲基纤维素(水凝胶a)，测定了sgf/水1:8和模拟肠液(sif)两者中的g'和介质吸收比。除了用模拟肠液取代sgf/水1:8之外，按照实施例5所述测定模拟肠液中的g'和mur。结果在下表6中示出。表6结果表明，与使用低粘度羧甲基纤维素产生的物料相比，使用高粘度羧甲基纤维素产生的物料在sif或sgf/水1:8中溶胀时均具有明显更大的g'。令人惊讶的是，虽然在sgf/水1:8中低粘度物料的mur略微大于高粘度物料的mur，但在sif中两种物料的mur基本相同。值得注意的是，从sgf/水1:8到sif，高粘度物料的mur减少量明显小于低粘度物料的减少量。这些结果是重要的，因为小肠中溶胀的水凝胶的存在就影响血糖控制的机理而言起着基础性的作用，特别是通过增加所摄入食物的弹性和粘度来建立扩散屏障用于减缓葡萄糖吸收。此外，小肠内容物的更高的弹性响应可以有助于达到与胃绕道的效果类似的效果(saeidin,etal.,science2013,341(6144):406-10)。肠液具有高离子强度，其由于donnan型溶胀贡献的降低而明显降低了水凝胶溶胀(参见a.sanninoandl.nicolais,polymer,46(13)4676-4685(2005))。donnan贡献借助水凝胶内部与外部之间产生的渗透压促进水凝胶溶胀，允许水透过水凝胶并以线性方式依赖于水凝胶内部和外部之间的离子电荷的浓度差值；差值越大，donnan贡献越高。与现有技术中描述的基于cmc的水凝胶相比，由高粘度且低多分散性的羧甲基纤维素制成的水凝胶具有出乎意料地更好的水合速率以及更高的g'，并在诸如实施例5中所述的小肠模型中也具有更好的g'/mur组合性能。考虑到小肠液的离子强度较高，这种性能的改善是令人惊讶的。虽然本发明已经参考其优选的实施方式进行了具体的显示和描述，但是本领域技术人员将会理解，可以在其中进行各种形式和细节的变化而不脱离所附权利要求涵盖的本发明的范围。当前第1页12