經可調交聯的透明質酸組合物的製作方法
2023-10-05 06:40:29 1
專利名稱：經可調交聯的透明質酸組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及新的生物相容性多糖凝膠組合物，它們的製備和使用方法，以及用於製備它們的新的交聯劑。更具體而言，本發明涉及用一種新的多功能交聯劑交聯的透明質 酸凝膠的新組合物，並涉及製備這種交聯透明質酸凝膠的方法。
b.
背景技術：
透明質酸是ー種廣泛分布在整個人體的結締、上皮和神經組織中的非硫酸化的糖胺聚糖。透明質酸還是皮膚的ー種主要成分，其在皮膚中參與組織修復。隨著皮膚的老化和反覆暴露在太陽的紫外線下，皮膚細胞減少透明質酸產生並加快透明質酸的降解。同樣，老化的皮膚丟失膠原——保持皮膚年輕和具有弾性所必需的另ー種天然物質。隨著時間的推移，透明質酸和膠原的丟失使皮膚出現細紋、皺紋和褶皺。在過去的幾年中，透明質酸組合物已被用於化妝品以填充皺紋、細紋、褶皺、傷疤，並用於提升皮膚組織例如使嘴唇飽滿。因為透明質酸對人體是天然的，因此它是一種耐受性通常良好並且風險非常低的皮膚填充產品(skin augmentation product)。最初，透明質酸組合物含有懸浮在凝膠中的透明質酸顆粒或微球體。這些組合物現仍處於商業應用，其往往在注射後的幾個月之內降解並因此需要非常頻繁的注射以維持它們的皮膚填充作用。尤其是，透明質酸在其天然狀態下是高度可溶的，並通過酶促自由基代謝而快速周轉。最近，交聯透明質酸的組合物已被用於皮膚填充。這些透明質酸組合物通常用雙官能交聯劑如丁ニ醇ニ縮水甘油醚(BDDE)交聯，所述交聯劑通常以雙醚鍵與HA分子連接以形成ー種較不易溶於水的聚合水凝膠網絡，與非交聯的透明質酸組合物相比，所述聚合水凝膠網絡更不易降解並因此僅需較低頻率的再注射。一些如此交聯的組合物包含懸浮在凝膠中的非常大的透明質酸顆粒，每個大約50-lOOOy m。其他的是稠度非常均一的透明質酸凝膠基質。儘管這些已知的交聯透明質酸組合物存在的時間比非交聯透明質酸組合物要長，然而它們的存在時間通常為12個月或更短，因此仍然需要非常頻繁的再注射。因此，希望開發ー種生物相容的、可用作皮膚填充物的、但在注射後具有更長可使用壽命的透明質酸組合物。具體而言，希望開發這樣ー種生物相容的且可注射的透明質酸組合物，其比現有可獲得組合物具有更高的機械強度、更強的酶促降解抗性和更高的保水性。發明概要本發明涉及交聯透明質酸組合物、它們的製備方法和它們的使用方法。更具體而言，本發明涉及ー種製備交聯透明質酸的方法，所述方法包括使透明質酸與ー種聚こニ醇(PEG)基交聯試劑相接觸。所述聚こニ醇(PEG)基交聯試劑(或交聯劑)可為雙官能的，即其PEG骨架帶有兩個與透明質酸鏈連接的反應基團。或者，所述聚こニ醇(PEG)基交聯試劑(或交聯劑)可為「多官能」的，即其PEG骨架帶有兩個以上與透明質酸鏈連接的反應基團。所述方法還可包括將所述透明質酸與一種非聚こニ醇基交聯劑相接觸，此種交聯劑包括但不限於BDDE或ニこ烯基碸(DVS)。根據本發明製備交聯透明質酸的某些方法，所述聚こニ醇基交聯劑可為四官能的，並且可使所述透明質酸與該四官能交聯劑以及ー種雙官能交聯劑如BDDE相接觸。本發明還涉及ー種製備交聯透明質酸的方法，所述方法包括使透明質酸與ー種多官能交聯劑相接觸。所述多官能交聯劑可為三、四、五、六官能等(帶有兩個以上的反應官能基團)。在本發明的一個實施方案中，所述方法包括使透明質酸與ー種四官能交聯劑接觸,例如ー種在本文中被進ー步描述的四臂星形(4-Arm Star)PEG環氧化物。所述方法還 可包括使透明質酸也與ー種雙官能交聯劑相接觸。透明質酸可與多種雙官能和多官能交聯劑接觸，並且這種接觸可以任意順序相繼發生，或者透明質酸可在一個步驟中與多種交聯劑反應。本發明的方法還可包括用聚こニ醇基懸膜(pendant)包覆透明質酸組合物。所述聚こニ醇基包覆可用於交聯或非交聯的透明質酸。在一個優選的實施方案中，還將根據本發明製備的交聯透明質酸組合物用聚こニ醇基懸膜包覆起來。本發明還包括根據本發明方法製備的用於軟組織填充——特別是用於皮膚填充物——的組合物。更具體而言，本發明包括包含用至少ー種類型的聚こニ醇交聯劑交聯的透明質酸的用於軟組織填充——特別是用於皮膚填充物——的組合物。所述聚こニ醇基交聯劑可為雙官能的、多官能的或它們的組合。在一個實施方案中，本發明的透明質酸組合物用一種四臂星形PEG環氧化物交聯。本發明的組合物也可包括用一種類型以上的PEG交聯劑製備的交聯透明質酸組合物。例如，可用ー種官能基團數量可變和/或聚合物鏈或臂上的聚こニ醇長度可變的聚こニ醇基交聯劑的結合物製備本發明的組合物。本發明的組合物還可包含ー種聚こニ醇基塗層。本發明還涉及包含用至少ー種多官能交聯劑交聯的透明質酸的皮膚填充物組合物。所述多官能交聯劑可為ー種多官能聚こニ醇基交聯劑，例如ー種四官能聚こニ醇基交聯劑，包括但不限於四臂星形PEG環氧化物。本發明的皮膚填充物也可包括用ー種多官能交聯劑(如ー種四官能聚こニ醇)以及ー種雙官能交聯劑(如BDDE、DVS或ー種雙官能聚こニ醇)交聯的透明質酸。在另ー個方面，本發明涉及修復或填充患者軟組織的方法，其包括以下步驟選擇要修復或填充的軟組織並將如本文所述的ー種包含本發明的交聯透明質酸的組合物注射到所選擇的軟組織中。通過閱讀下面的描述和權利要求書以及通過觀察附圖，可清楚地理解本發明的前述和其他方面、特性、細節、效用和優點。
圖I示出了兩條透明質酸鏈與ー種雙官能交聯劑的交聯。圖2示出了四條透明質酸鏈與ー種多官能交聯劑的交聯。圖3示出了本發明的四官能聚こニ醇基交聯劑及其前體這兩種物質的化學分子式。圖4示出了ー種用BDDE交聯的透明質酸組合物樣品與一種本發明的用BDDE及四臂星形PEG環氧化物交聯劑交聯的透明質酸組合物之間的機械強度差異的圖表。
具體實施方式
本發明總的來說涉及使用ー種多官能交聯劑交聯的透明質酸組合物，使用這種組合物的方法，並涉及用於製備這種透明質酸組合物的新的交聯劑。這種交聯透明質酸組合物可用於軟組織填充，尤其用作皮膚填充劑。本發明的ー個方面涉及用於透明質酸交聯的新的催化劑。在一個實施方案中，本發明的交聯劑是聚こニ醇(PEG)基交聯劑。PEG是ー種親水且惰性的生物相容性聚合物。由於其自身是ー種聚合物，因此其大小(長度)可被改變。因此，所述PEG基交聯劑的大小可根據期望所述交聯透明質酸所具有的性質進行調整。如圖I所示，在本發明的一個實施方案中，PEG基交聯劑200是雙官能的，所述聚合物鏈的兩個末端都是反應活性的(通常具有環氧化物末端)並因此能夠與透明質酸100的鏈結合。在本發明的另ー個實施方案中，所述PEG基交聯劑包括多種鏈長的PEG。所述PEG基交聯劑可根據任何為本領域技術人員所已知的PEG合成方法製備。本發明的PEG基交聯劑可単獨使用，或者與任何適於製備交聯透明質酸的另ー種交聯劑結合使用。在本發明的一個實施方案中，本發明的PEG基交聯劑和BDDE的組合用於製備交聯透明質酸組合物。在另ー個實施方案中，本發明的交聯劑是ー種多官能交聯劑。本文中使用的多官能是指在所述交聯劑上具有兩個以上反應活性位點。如圖2所示，與雙官能交聯劑相比，多官能交聯劑300能夠將透明質酸100的更多條鏈相互連接起來。因此，所述多官能交聯劑生成具有更高機械強度(G')的透明質酸組合物。本發明的多官能交聯劑還能改善所生成透明質酸組合物的降解。此外，本發明的多官能交聯劑增加每個交聯分子與至少一條透明質酸鏈反應的可能性，從而有利於純化以及從最終的透明質酸組合物中去除未反應的交聯齊U。在本發明的一個實施方案中，所述多官能交聯劑是三官能的(含有3個活性位點)。在另ー個實施方案中，所述多官能交聯劑是四官能的。在另ー個實施方案中，所述多官能交聯劑是五官能的。在另ー個實施方案中，所述多官能交聯劑是六官能或更多官能的。實際上，本發明交聯劑上官能位點的數目只受到透明質酸鏈與交聯劑上所產生反應活性位點(例如由於幾何和空間阻礙)的結合能力的限制。在本發明的另ー個實施方案中，ー種交聯劑組合物包括至少兩種不同官能度的多官能交聯劑(例如四官能交聯劑與六官能交聯劑的結合物)。在另ー個實施方案中，ー種多官能交聯劑以可變比例與ー種雙官能交聯劑組合以形成具有可變機械強度的透明質酸組合物。表I示出了幾種樣品的雙官能與多官能交聯劑的比例和所生成的透明質酸凝膠的機械強度。在另ー個方面，本發明的多官能交聯劑可為ー種多官能PEG基交聯劑。本發明的ー種四官能PEG基交聯劑示於圖3。如圖3所示，在一個實施方案中，本發明涉及一種四官能PEG交聯劑前體。還如圖3所示，所述四官能PEG交聯劑前體還可與一種環氧化物反應以形成一種新的四臂星形PEG環氧化物交聯劑。圖3所示的環氧化物四官能PEG交聯劑可通過使ー種鹼性多元醇分子(如季戊四醇)連接環氧基並與具有所需長度和支化的羥基-PEG鏈反應而製備。環氧基可通過將所述羥基基團去質子化並與氯甲基代氧丙環反應而連接所述鹼性多元醇分子。然後所述環氧環在鹼性條件下可與PEG鏈的羥基反應。在交聯劑製備的最後一歩中，環氧基可連接至PEG的各個末端，從而能使交聯劑與多糖分子反應。與上面所述雙官能PEG基交聯劑一祥，四官能PEG基交聯劑(包括四臂星形PEG環氧化物)的大小可調節。如圖3所示，所述交聯劑的臂可具有多種聚合長度，從而影響它們的機械特性。此外，通過將本發明的四官能PEG基交聯劑與ー種雙官能交聯劑——例如 本發明的雙官能PEG交聯劑、BDDE、DVS和/或1，2，7，8- ニ環氧辛燒——以可變比例混合，最終的透明質酸組合物的機械強度和硬度可按需調節。本發明還涉及使用本發明交聯劑製備的交聯透明質酸組合物。在一個實施方案中，本發明的透明質酸組合物包含ー種PEG基交聯劑。在另ー個實施方案中，本發明的透明質酸組合物包含ー種多官能PEG基交聯劑。在另ー個實施方案中，所述透明質酸組合物包含ー種四官能PEG基交聯劑。在另ー個實施方案中，所述透明質酸組合物包含一種四臂星形PEG環氧化物交聯劑。在其他實施方案中，所述透明質酸組合物包含多官能交聯劑以及雙官能交聯劑。本發明的透明質酸組合物可為相當均勻的凝膠或它們可被研磨成可進ー步懸浮在凝膠中的顆粒。在本發明的一個實施方案中，所述透明質酸組合物包含用一種多官能交聯劑製備然後研磨成顆粒的透明質酸，以及所述顆粒懸浮於其中的用ー種多官能和/或雙官能交聯試劑製備的透明質酸凝膠。在本發明的另ー個方面，透明質酸組合物還被包覆在PEG基懸膜中。作為ー種生物相容的、惰性且親水的聚合物，PEG使透明質酸具有良好的降解抗性。交聯的或非交聯的透明質酸顆粒可用PEG基懸膜包覆以提高它們在體內的壽命。在一個實施方案中，本發明的交聯透明質酸組合物被研磨成顆粒且該顆粒用PEG基懸膜包覆。所述顆粒通常為約100 V- m-1000 V- m且所述塗層的厚度通常可為2nm_50nm。本發明還涉及製備用PEG基交聯劑交聯的透明質酸組合物的方法。在一個實施方案中，將透明質酸與ー種雙官能PEG基交聯劑接觸並使其反應。在另ー個實施方案中，將透明質酸與一定量的雙官能交聯劑接觸，然後與一定量的多官能交聯劑接觸。所述透明質酸可與ー種以上的交聯劑逐步反應，先與較低官能度的交聯劑接觸或者先與較高官能度的交聯劑接觸。或者，所述透明質酸可在一個步驟中與多種交聯劑反應。本發明的另ー個方面為使用本發明的新的透明質酸組合物填充軟組織的方法。在一個實施方案中，本發明的新的透明質酸組合物被用作皮膚填充物以填充患者皮膚上不想要的細紋、皺紋和/或褶皺。下面的實施例提供了關於本發明某些實施方案的更多細節。實施例I本發明的ー種多官能交聯劑可由一種基礎多元醇製備。例如，136mg的季戊四醇(即四官能PEG交聯劑)可與IOOmg的氫化鈉反應並隨後與370mg的氯甲基代氧丙環反應以連接環氧基。5000mg的羥基PEG鏈(即MW = I. 25k)可與環氧化物封端的多元醇在鹼性條件下(如在NaOH溶液中)反應生成ー種四官能PEG羥基封端的交聯劑前體。所述前體可如上所述與等摩爾量的氯甲基代氧丙環反應生成所述四官能交聯劑。實施例2本發明一個實施方案的透明質酸凝膠可如下製備。將Ig透明質酸鈉纖維(NaHA，Mw = 0. 5_3MDa)與5_10g 0. 01-1 %的氫氧化鈉溶液混合且將所述混合物進行水合1-5小吋。然後將20-200mg的1，4-丁ニ醇ニ縮水甘油醚(BDDE)和0. 05-2g四臂星形PEG環氧化物(Mw = 200-10, OOODa)加入所述NaHA凝膠中。將所述混合物機械勻化，然後置於40-70°C烤箱中1-10小吋。所得交聯水凝膠用等摩爾量的鹽酸中和，並溶脹於磷酸鹽緩衝液(PBS，pH= 7.4)中。然後可將這種水凝膠機械勻化。實施例3為比較本發明的交聯透明質酸與現有技術類型的交聯透明質酸的特性，使用實施例2中所公開的方法製備ー批新的可調節交聯的透明質酸。用一種類似方法製備ー批已知交聯透明質酸，其中使用BDDE作為唯一的交聯劑(不添加任何新的四臂星形PEG環氧化物)並使HA與交聯劑的摩爾比與實施例2中相同。然後通過使用應變掃描試驗測定凝膠硬度，作為每種樣品交聯程度的指示來比較獲自所述兩批產品的樣品。所述應變掃描試驗在ARES流變儀上使用50mm平行板裝置進行。將大約2-3ml的每種樣品置於較低盤的中央並將間隙(gap)設為1mm。所述試驗在5Hz頻率下進行，範圍為1-250%應變。在應變低值，用弾性或儲能模量G』中的平頂來量化凝膠硬度。圖4圖示了與現有技術的水凝膠相比在根據本發明製備的填充凝膠上所進行測量的結果。如圖4所示，本發明水凝膠的G』平頂明顯高於現有技術凝膠。本發明的水凝膠比現有技術的凝膠更硬並具有更高的交聯程度。實施例4用雙官能PEG和四臂星形PEG環氧化物交聯劑製備六個交聯透明質酸的樣品。在每個樣品中，改變雙官能PEG與四臂星形PEG環氧化物的比例，從而使所有六個樣品中HA與總交聯劑的摩爾比保持相同。每個樣品的機械強度用上述相同方法進行檢測。低應變值下的G』平頂示於下表I。如表I所示，當雙官能交聯劑被等摩爾量的四官能交聯劑替換時，低應變下的平頂G』值增加，這表明交聯程度増加。表I
權利要求
1.一種製備交聯透明質酸的方法，所述方法包括將透明質酸與一種聚乙二醇基交聯劑接觸。
2.權利要求I的方法，其中所述聚乙二醇基交聯劑是雙官能的。
3.權利要求I的方法，其中所述聚乙二醇基交聯劑是多官能的。
4.權利要求I的方法，還包括將透明質酸與一種非聚乙二醇基交聯劑接觸。
5.權利要求4的方法，包括將透明質酸與BDDE接觸。
6.權利要求I的方法，其中所述聚乙二醇基交聯劑是四官能的且所述方法還包括將透明質酸與BDDE接觸。
7.一種由權利要求I的方法獲得的用於軟組織填充的組合物。
8.一種由權利要求6的方法獲得的用於軟組織填充的組合物。
9.一種製備交聯透明質酸的方法，所述方法包含將透明質酸與一種多官能交聯劑接觸。
10.權利要求9的方法，其中所述多官能交聯劑是四官能的。
11.權利要求9的方法，其中所述多官能交聯劑是四臂星形PEG環氧化物。
12.權利要求11的方法，還包括將透明質酸與一種雙官能交聯劑接觸。
13.一種由權利要求9的方法獲得的用於軟組織填充的組合物。
14.一種由權利要求12的方法獲得的用於軟組織填充的組合物。
15.權利要求9的方法，還包括用一種聚乙二醇基懸膜塗層包覆所述交聯透明質酸。
16.一種根據權利要求15的方法獲得的用於軟組織填充的組合物。
17.一種用於軟組織填充的組合物，所述組合物包含與至少一種類型的聚乙二醇基交聯劑交聯的透明質酸。
18.權利要求17的組合物，其中所述至少一種類型的聚乙二醇基交聯劑是雙官能的。
19.權利要求17的組合物，其中所述至少一種類型的聚乙二醇基交聯劑是多官能的。
20.權利要求17的組合物，其中所述至少一種類型的聚乙二醇基交聯劑是四臂星形PEG環氧化物。
21.權利要求17的組合物，其中所述透明質酸與至少兩種類型的聚乙二醇基交聯劑交聯，其中所述至少兩種類型的聚乙二醇基交聯劑中的至少一種為多官能的。
22.權利要求17的組合物，還包括一種聚乙二醇基懸膜塗層。
23.用作皮膚填充物的權利要求21的組合物。
24.用作皮膚填充物的權利要求17的組合物。
25.一種皮膚填充物組合物，包括使用至少一種多官能交聯劑交聯的透明質酸。
26.權利要求25的皮膚填充物組合物，其中所述至少一種多官能交聯劑為四官能聚乙二醇基交聯劑。
27.權利要求26的皮膚填充物組合物，其中所述透明質酸與所述四官能聚乙二醇基交聯劑交聯並與一種雙官能交聯劑交聯。
28.權利要求27的皮膚填充物，其中所述雙官能交聯劑為BDDE。
29.一種修復或填充患者軟組織的方法，包括以下步驟 選擇要修復或填充的軟組織並將一種包含用至少一種多官能交聯劑交聯的透明質酸的組合物注射到所選擇的軟組織中。
30.權利要求29的方法，其中所述至少一種多官能交聯劑為聚乙二醇基交聯劑。
31.權利要求29的方法，其中所述透明質酸使用至少一種多官能交聯劑和至少一種雙官能交聯劑交聯。
32.一種用於軟組織填充的組合物，包含被一種聚乙二醇基懸膜塗層包覆的透明質酸。
33.權利要求32的組合物，其中所述透明質酸使用一種聚乙二醇基交聯劑交聯。
34.權利要求33的組合物，其中所述聚乙二醇基交聯劑是多官能的。
35.一種用於交聯透明質酸的交聯劑，所述交聯劑包括聚乙二醇基交聯劑。
36.權利要求35的交聯劑，其中所述交聯劑是多官能的。
37.權利要求35的交聯劑，其中所述交聯劑為四臂星形PEG-環氧化物。
全文摘要
本發明涉及生物相容的交聯透明質酸凝膠組合物，它們的製備方法和使用方法，以及用於製備它們的交聯劑。在本發明的一個方面中，描述了一種用於交聯透明質酸的聚乙二醇交聯劑，優選多官能交聯劑如四臂星形PEG。在本發明的另一個方面中，描述了包含兩個以上官能團的交聯劑。這些多官能交聯劑可單獨使用以使透明質酸交聯，或者它們可以不同比例與雙官能交聯劑結合使用以製備具有可調節的機械強度和硬度的透明質酸。本發明還公開了用聚乙二醇包覆的透明質酸組合物以及它們的使用方法。
文檔編號C08J3/24GK102850468SQ20121035272
公開日2013年1月2日 申請日期2008年7月24日 優先權日2007年7月30日
發明者D·斯特姆普利斯, A·泰澤爾 申請人:阿勒根公司