本发明属于医药技术领域，涉及一种高粘度透明质酸钠凝胶及其制备方法。
背景技术：
1934年，Karl Mayer教授首次在牛眼玻璃体中提取出透明质酸。经过数十年的研究，人们发现其在人和其他脊椎动物的结缔组织中广泛存在，例如细胞间隙、运动关节组织、脐带、皮肤、软骨、血管壁、滑液以及鸡冠等组织和器官中都含有透明质酸。
透明质酸属于线性高分子多糖，结构中含有二糖重复单元，重复单元中的葡萄糖醛酸通过β-1,3糖苷键与N-乙酰葡萄糖胺连接，成千上万的二糖重复单元通过β-1,4糖苷键相连，形成整个高分子直链结构，其结构如下所示。
在生理条件下，透明质酸分子中的羧基呈游离状态，与钠离子结合后即为透明质酸钠。透明质酸钠分子内不含硫酸基团，也不与蛋白质共价结合，能够以自由链的形式在体内游离存在，并且其在溶液中为无规则卷曲状态，具有良好的流体动力学特性，这赋予其重要的物理特性，即高度粘弹性、可塑性、渗透性和良好的生物相容性，使其在医药学领域中发挥了独特作用。
透明质酸钠凝胶在骨科、眼科、妇科及整形科等领域应用广泛。除了作为眼用制剂载体和作为眼用制剂以外，透明质酸钠在眼科手术中也有重要应用。随着研究的不断深入，透明质酸钠在临床上的应用已扩展到白内障摘除、视网膜脱离、角膜移植、眼内晶体植入、抗青光眼、角膜复置、睫状体分离及眼外伤等20余种手术。透明质酸钠还是关节滑液及软骨的重要组成成分，通过提高关节内透明质酸钠的含量，可以增加关节液的粘稠性和润滑功能，发挥保护软骨、促进关节愈合和再生、缓解疼痛、增加关节活动度等作用。国内外已有报道采用透明质酸钠补充疗法来治疗膝关节骨性关节炎、肩关节周围炎、大骨节病、类风湿性关节炎、髌骨软化症，尤其是在关节腔内注射透明质酸钠来治疗膝关节骨性关节炎已经取得显著疗效。腹腔液、宫腔液和输卵管液中的透明质酸及其钠盐含量在很大程度上决定着腹腔、子宫和输卵管的生理功能，液体的黏弹性影响着女性生殖道的生理功能和自身的防御能力，而这些液体的质量和多少又取决于其中透明质酸及其钠盐的分子量及浓度。因此，在使用腹腔镜、宫腔镜时，使用透明质酸及其钠盐可以减少术后可能发生的阻塞和粘连的并发症，并加速创伤表面的修复。大量的动物实验和临床应用表明，在预防和降低妇产科手术造成的粘连方面，透明质酸及其钠盐是一种安全、有效的理想物质。
研究表明，当透明质酸分子足够大时，就能够形成网状结构，其形成网状结构的能力受到分子量的影响。低分子量的透明质酸在低浓度时仅能形成碎片状的网状结构，而高分子量的透明质酸可以形成覆盖整个体系的网状结构。当高分子量的透明质酸溶液中混入低分子量的透明质酸时，会极大地改变透明质酸溶液的流变学性质。透明质酸在低浓度溶液中，其分子可以任意卷曲而形成粘弹性透明胶体，而在高浓度溶液中则具有较强的成膜性。因此，迫切需要提供一种高浓度、高分子量的透明质酸钠凝胶，该凝胶应具有较高的粘弹性和更好的流变学特性，进而在医药领域发挥更好的应用。
技术实现要素：
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种高粘度透明质酸钠凝胶及其制备方法。本发明的透明质酸钠凝胶中含有高浓度、高分子量的透明质酸钠，并且通过添加助剂使得本发明的凝胶具有较高的粘弹性和更好的流变学特性。
为了实现上述目的，本发明采用下列技术方案：
一种高粘度透明质酸钠凝胶，其包含以质量浓度计的下列组分：20～40g/L的透明质酸钠、0.01～0.05g/L的阴离子型表面活性剂、0.3～1.0g/L的流变调节剂、0.5～1.5g/L的甘油，余量为注射用水，其中：所述透明质酸钠的分子量为200～400万道尔顿。在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下，上述高粘度透明质酸钠凝胶的剪切黏度能够达到2×106mPa·s以上。
优选的，在上述高粘度透明质酸钠凝胶中，所述透明质酸钠从动物组织中提取或者通过细菌发酵法生产。
优选的，在上述高粘度透明质酸钠凝胶中，所述阴离子型表面活性剂为烷基磷酸酯钾盐或烷基磷酸酯钠盐。
优选的，在上述高粘度透明质酸钠凝胶中，所述流变调节剂为卡波姆。
在一个优选的实施方案中，上述高粘度透明质酸钠凝胶还包含渗透压调节剂(如氯化钠、氯化钾、葡萄糖、枸橼酸钠等)，其将所述凝胶的渗透压调节至250～350mOsmol·L-1。
优选的，在上述高粘度透明质酸钠凝胶中，所述渗透压调节剂为氯化钠。
在一个优选的实施方案中，上述高粘度透明质酸钠凝胶还包含pH值调节剂(如氢氧化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸等)，其将所述凝胶的pH值调节至6.8～7.8。
优选的，在上述高粘度透明质酸钠凝胶中，所述pH值调节剂为磷酸氢二钠/磷酸二氢钠缓冲对。
一种上述高粘度透明质酸钠凝胶的制备方法，其包括如下步骤：
1)按照配方中的用量称量各种组分；
2)将阴离子型表面活性剂、流变调节剂、甘油加入到注射用水中，完全溶解后进行除菌过滤和高压蒸汽灭菌，得到凝胶载体；
3)将步骤2)中得到的凝胶载体冷却，在洁净环境下，向所述凝胶载体中加入透明质酸钠并加以搅拌，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶。
优选的，在上述制备方法中，步骤2)中所述除菌过滤采用已灭菌的0.22μm滤芯来完成。
优选的，在上述制备方法中，步骤2)中所述高压蒸汽灭菌的温度为121℃，时间为30分钟。
优选的，在上述制备方法中，步骤3)中所述冷却后的温度为40～60℃。
优选的，在上述制备方法中，步骤3)中所述洁净环境的洁净度在百级以上。
优选的，在上述制备方法中，步骤3)中所述搅拌采用搅拌罐来完成，搅拌速度在200rpm以下。
在一个优选的实施方案中，上述制备方法还包括将所述高粘度透明质酸钠凝胶无菌灌装成制剂的步骤。
优选的，在上述制备方法中，在所述无菌灌装之前，先将所述高粘度透明质酸钠凝胶加热至60～80℃，其目的在于即时降低产品的粘度，以便后续的灌装工序能够顺利进行。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有下列优点：
低分子量的透明质酸在低浓度时仅能形成碎片状的网状结构，而高分子量的透明质酸分子可以形成覆盖整个体系的网状结构。在低浓度溶液中，透明质酸分子可以任意卷曲而形成粘弹性的透明胶体，而在高浓度溶液中则具有较强的成膜性。当高分子量的透明质酸溶液中混入低分子量的透明质酸时，会极大地改变透明质酸溶液的流变学性质。因此，本发明所提供的高粘度透明质酸钠凝胶主要由高浓度、高分子量的透明质酸钠制备而成，通过添加阴离子型表面活性剂、流变调节剂、甘油等多种助剂，使得该凝胶具有更高的粘弹性和更好的流变学特性，能够有效防止或减少术后黏连问题，在医药领域具有很好的应用前景。另外，本发明所提供的凝胶制备方法具有简单方便、设备要求低、原材料易得等优点，解决了高浓度、高分子量透明质酸钠在溶解过程中难以分散均匀的问题，适合于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明中的技术方案做出进一步的描述，但下列实施例并不应视为限制了本发明的保护范围。除了特殊说明以外，下列实施例中所使用的仪器、试剂、材料等均可通过常规的商业手段获得。
实施例1：高粘度透明质酸钠凝胶制剂的制备。
(1)在配制容器中加入注射用水1000mL，然后加入十二烷基磷酸酯钾盐0.01g、卡波姆0.3g、甘油0.5g、磷酸氢二钠0.45g、磷酸二氢钠0.20g和氯化钠7.0g，完全溶解后用已灭菌的0.22μm滤芯进行除菌过滤，并置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌30分钟，得到凝胶载体；
(2)将上述凝胶载体冷却至40℃，在百级洁净度环境下，先将凝胶载体加入到搅拌罐中，于40℃保温条件下，再将分子量为356万道尔顿的透明质酸钠除菌干粉20.0g缓慢加入搅拌罐中，搅拌速度缓慢提高至200rpm，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶；
(3)在无菌条件下将上述凝胶进行灌装，灌装前先将透明质酸钠凝胶加热至60℃，灌装完成后，即得高粘度透明质酸钠凝胶制剂。
通过上述方法制备的高粘度透明质酸钠凝胶的pH为7.2，渗透压为289mOsmol·L-1。在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下，该凝胶的剪切黏度为2.578×106mPa·s。
实施例2：高粘度透明质酸钠凝胶制剂的制备。
(1)在配制容器中加入注射用水1000mL，然后加入十二烷基磷酸酯钾盐0.03g、卡波姆0.6g、甘油1.0g、磷酸氢二钠0.45g、磷酸二氢钠0.20g和氯化钠7.0g，完全溶解后用已灭菌的0.22μm滤芯进行除菌过滤，并置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌30分钟，得到凝胶载体；
(2)将上述凝胶载体冷却至50℃，在百级洁净度环境下，先将凝胶载体加入到搅拌罐中，于50℃保温条件下，再将分子量为288万道尔顿的透明质酸钠除菌干粉30.0g缓慢加入搅拌罐中，搅拌速度缓慢提高至200rpm，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶；
(3)在无菌条件下将上述凝胶进行灌装，灌装前先将透明质酸钠凝胶加热至70℃，灌装完成后，即得高粘度透明质酸钠凝胶制剂。
通过上述方法制备的高粘度透明质酸钠凝胶的pH为7.3，渗透压为305mOsmol·L-1。在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下，该凝胶的剪切黏度为4.103×106mPa·s。
实施例3：高粘度透明质酸钠凝胶制剂的制备。
(1)在配制容器中加入注射用水1000mL，然后加入十二烷基磷酸酯钾盐0.05g、卡波姆1.0g、甘油1.5g、磷酸氢二钠0.45g、磷酸二氢钠0.20g和氯化钠7.0g，完全溶解后用已灭菌的0.22μm滤芯进行除菌过滤，并置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌30分钟，得到凝胶载体；
(2)将上述凝胶载体冷却至60℃，在百级洁净度环境下，先将凝胶载体加入到搅拌罐中，于60℃保温条件下，再将分子量为212万道尔顿的透明质酸钠除菌干粉38.0g缓慢加入搅拌罐中，搅拌速度缓慢提高至200rpm，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶；
(3)在无菌条件下将上述凝胶进行灌装，灌装前先将透明质酸钠凝胶加热至80℃，灌装完成后，即得高粘度透明质酸钠凝胶制剂。
通过上述方法制备的高粘度透明质酸钠凝胶的pH为7.3，渗透压为323mOsmol·L-1。在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下，该凝胶的剪切黏度为5.578×106mPa·s。
实施例4：高粘度透明质酸钠凝胶制剂的制备。
(1)在配制容器中加入注射用水1000mL，然后加入十二烷基磷酸酯钾盐0.03g、卡波姆0.6g和甘油1.0g，完全溶解后用已灭菌的0.22μm滤芯进行除菌过滤，并置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌30分钟，得到凝胶载体；
(2)将上述凝胶载体冷却至50℃，在百级洁净度环境下，先将凝胶载体加入到搅拌罐中，于50℃保温条件下，再将分子量为356万道尔顿的透明质酸钠除菌干粉30.0g缓慢加入搅拌罐中，搅拌速度缓慢提高至200rpm，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶；
(3)在无菌条件下将上述凝胶进行灌装，灌装前先将透明质酸钠凝胶加热至70℃，灌装完成后，即得高粘度透明质酸钠凝胶制剂。
通过上述方法制备的高粘度透明质酸钠凝胶在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下的剪切黏度为3.875×106mPa·s。
实施例5：高粘度透明质酸钠凝胶制剂的制备。
(1)在配制容器中加入注射用水1000mL，然后加入十二烷基磷酸酯钾盐0.03g、卡波姆0.6g、甘油1.0g、磷酸氢二钠0.45g和磷酸二氢钠0.20g，完全溶解后用已灭菌的0.22μm滤芯进行除菌过滤，并置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌30分钟，得到凝胶载体；
(2)将上述凝胶载体冷却至50℃，在百级洁净度环境下，先将凝胶载体加入到搅拌罐中，于50℃保温条件下，再将分子量为356万道尔顿的透明质酸钠除菌干粉30.0g缓慢加入搅拌罐中，搅拌速度缓慢提高至200rpm，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶；
(3)在无菌条件下将上述凝胶进行灌装，灌装前先将透明质酸钠凝胶加热至70℃，灌装完成后，即得高粘度透明质酸钠凝胶制剂。
通过上述方法制备的高粘度透明质酸钠凝胶的pH为7.1。在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下，该凝胶的剪切黏度为3.955×106mPa·s。
实施例6：高粘度透明质酸钠凝胶制剂的制备。
(1)在配制容器中加入注射用水1000mL，然后加入十二烷基磷酸酯钾盐0.03g、卡波姆0.6g、甘油1.0g和氯化钠7.0g，完全溶解后用已灭菌的0.22μm滤芯进行除菌过滤，并置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌30分钟，得到凝胶载体；
(2)将上述凝胶载体冷却至50℃，在百级洁净度环境下，先将凝胶载体加入到搅拌罐中，于50℃保温条件下，再将分子量为356万道尔顿的透明质酸钠除菌干粉30.0g缓慢加入搅拌罐中，搅拌速度缓慢提高至200rpm，直至透明质酸钠完全溶解，得到高粘度透明质酸钠凝胶；
(3)在无菌条件下将上述凝胶进行灌装，灌装前先将透明质酸钠凝胶加热至70℃，灌装完成后，即得高粘度透明质酸钠凝胶制剂。
通过上述方法制备的高粘度透明质酸钠凝胶的渗透压为311mOsmol·L-1。在剪切速率为0.01Hz，温度为25℃的条件下，该凝胶的剪切黏度为4.126×106mPa·s。