低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物及其交聯材料和用途的製作方法
2023-05-09 00:42:26 3
專利名稱：低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物及其交聯材料和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及低改性度生物相容高分子衍生物，尤其涉及低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物，本發明還涉及低交聯度的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料， 此外本發明還涉及該交聯材料在醫藥領域中的應用。
背景技術：
生物相容高分子具有許多重要的生理功能，例如透明質酸在關節炎的增粘治療、 促進創傷癒合等方面具有顯著的效果。然而，通常生物相容高分子在體內的代謝很快或者易溶於體液，這在很大程度上限制了其在很多臨床醫學中的應用，例如透明質酸用於關節炎的增粘治療的療程為連續五周的每周一次關節注射，不僅給患者和醫務工作者帶來不便，同時還增加了感染的風險。對生物相容高分子進行化學改性、化學交聯、或者化學改性後進行交聯是延緩生物相容高分子在體內的代謝和降低溶解性的有效手段，顯著拓展了生物相容高分子在臨床醫學中的應用。例如對於關節炎的增粘治療，交聯透明質酸鈉的一次關節注射即可達到非交聯透明質酸鈉五次關節注射的療效；同時交聯透明質酸還被廣泛應用於真皮填料等美容用途。雖然生物相容高分子的化學改性和/或交聯大大拓展了其在臨床醫學中的應用， 然而在理論和實際過程中仍然存在相互矛盾之處。一方面，生物相容高分子的化學改性和 /或交聯必須達到一定程度才能延緩生物相容高分子在生物體內的代謝和降低溶解性，因此目前在臨床醫學中得到廣泛應用的化學改性和/或交聯的生物相容高分子衍生物或交聯材料都具有很高或者比較高的改性度或交聯度，例如義大利Fidia公司的HYAFF系列產品是高度酯化的透明質酸鈉衍生物(改性度可高達100% )；另一方面，化學改性和/或交聯改變了生物相容高分子的化學結構，影響和降低了生物相容高分子的生理功能和生物相容性能，甚至引起一定的副反應，例如Jacob等人的研究結果表明基於高度改性HYAFF的 MeroGel 引起了炎性反應和成骨化反應(Jacob 等，Laryngoscope 112 =37-42,2002)。然而，目前大部分的研究都集中於提高改性度和/或交聯度以延緩生物相容高分子在體內的代謝和降低溶解性。在我們看來，相當多的情況下高度改性和/或交聯的生物相容高分子並不能較好地滿足臨床醫學應用的需要，甚至還可能引起炎症反應等副作用。 因此，生物相容高分子的化學改性和/或交聯必須兼顧兩方面的因素即儘可能降低化學改性和/或交聯程度以保持生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時化學改性和/或交聯程度需要適當地延緩生物相容高分子在體內的代謝和降低溶解性以滿足臨床醫學應用的要求。然而同時兼顧上述兩方面因素的生物相容高分子化學改性和/或交聯是一個技術難題。生物相容高分子的巰基化改性和雙硫鍵交聯是一種新型的化學改性和交聯方法，具有很多優點，在臨床醫學中具有許多重要的潛在用途。例如生物相容高分子巰基化衍生物已經被用於各種小分子藥物和多肽蛋白藥物的化學活性修飾等等，基於這些生物相容高分子巰基化衍生物製備的交聯材料可以作為細胞生長基質、創傷修復再生基質、藥物緩釋載體、傷口敷料，原位包埋細胞基質等(Bernkop-Schnurch，W02000/025823 ； Shu 等，Biomacromolecules, 3 1304，2002 ；Bulpitt 等，W02002/068383 ；Prestwich 等， WO 2004/037164 ；Prestwich 等，WO 2005/056608 ；Prestwich 等，W02008/008857 ；Song, W02008/071058 ；Song, W02008/083542 ；Gonzalez 等，W02009/132226)。通常研究人員認為較高的巰基化改性度對於製備後續的生物相容高分子巰基化改性衍生物的交聯材料是必須的，因此在上述公開的文獻報導中，生物相容高分子的巰基化改性度和/或交聯度都很高，例如在Shu等的報導中26. 8 66. 8 %的基團被改性和交聯(Shu等， Biomacromolecules, 3 :1304,2002)。
發明內容
本發明要解決的技術問題之一是提供一類低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，這些低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時引入的巰基可有效地進行化學交聯以製備低交聯度生物相容高分子交聯材料。本發明要解決的技術問題之二是提供一類雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，該交聯材料具有很低的雙硫鍵交聯度，不僅最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時也有效地延緩了生物相容高分子在體內的代謝和降低了溶解性，較好地滿足各種醫藥學應用的要求。另外，這些雙硫鍵交聯生物相容高分子交聯材料的交聯過程可以在可注射容器內完成，具有可注射的性能，使用方便、不含雜質、生物相容性好、無毒副作用，在醫藥領域具有非常廣泛的應用前景。本發明要解決的技術問題之三是提供上述雙硫鍵交聯生物相容高分子交聯材料在醫藥領域中的用途。在本發明中所使用的部分術語定義如下所述。生物相容高分子是指具有良好生物相容性的高分子，包括多糖、蛋白質以及合成高分子等等。其中多糖包括硫酸軟骨素、皮膚素、肝素、類肝素、海藻酸、透明質酸、硫酸皮膚素、果膠、羧甲基纖維素、殼聚糖、羧甲基殼聚糖等以及它們的鹽形式(如鈉鹽，鉀鹽等)和衍生物形式；合成高分子包括聚丙烯酸、聚天冬氨酸、聚酒石酸、聚穀氨酸、聚富馬酸等以及它們的鹽形式(如鈉鹽，鉀鹽等)和衍生物形式；蛋白質包括膠原蛋白、鹼性明膠蛋白、酸性明膠蛋白、彈性蛋白、核心蛋白、多糖層粘連蛋白、纖維結合蛋白等以及它們的鹽形式(如鈉鹽，鉀鹽等)和衍生物形式。生物相容高分子優選硫酸軟骨素、肝素、類肝素、海藻酸、透明質酸、聚天冬氨酸、聚穀氨酸、殼聚糖、羧甲基殼聚糖、鹼性明膠蛋白和酸性明膠蛋白以及它們的鹽形式(如鈉鹽，鉀鹽等)和衍生物形式；特別優選硫酸軟骨素和透明質酸以及它們的鹽形式(如鈉鹽，鉀鹽等)和衍生物形式。生物相容高分子巰基化衍生物是指生物相容高分子側鏈基團通過化學方式引入巰基的衍生物，巰基化改性度是指引入巰基的數量佔生物相容高分子可供改性側鏈基團數量的百分比。例如，當透明質酸的側鏈羧基進行巰基化改性時，巰基化改性度是指引入巰基的數量佔透明質酸側鏈羧基總數量的百分比。雙硫鍵交聯是指生物相容高分子巰基化衍生物通過雙硫鍵的形式形成三維網狀結構，雙硫鍵交聯度是指生物相容高分子巰基化衍生物中形成雙硫鍵的巰基數量佔生物相容高分子可供改性側鏈基團數量的百分比。水凝膠是指含有大量水的具有三維交聯網絡結構的物質，介於液態和固態之間， 沒有流動性，凝膠化是指從具有流動性的液態到失去流動性的凝膠態的過程。動力粘度是指使單位距離的單位面積液層產生單位流速所需之力，其單位為釐泊 (mPa · s)或泊(Pa · s)。動力粘度是評定粘度的指標，動力粘度越小，流動性越好，反之則流動性越差。本發明的一方面是提供了一類低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物，這些低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時引入的巰基可有效地進行化學交聯以製備低交聯度的生物相容高分子交聯材料。在本發明中，低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物通常可以通過下述方法製備，這些方法已經在專利文件W02009006780進行了描述。方法一是側鏈羧基的氨基 (醯胼)/碳二亞胺偶合化學方法。其通常方式是羧基在碳化二亞胺的活化下形成中間產物，含有雙硫鍵的二氨或二醯胼親核取代生成中間產物，最後雙硫鍵還原為巰基即可得到生物相容高分子巰基化衍生物(Shu 等，Biomacromolecules, 3,1304, 2002 ；Aeschlimann 等，US 7，196，180B1)。也可用含有自由巰基(或巰基保護)的伯氨代替含有雙硫鍵的二氨或二醯胼，即可得到生物相容高分子巰基化衍生物，或所得到的中間產物脫除巰基保護基團即可得到生物相容高分子巰基化衍生物(Gianolio等，Bioconjugate Chemistry, 16, 1512，200 。上述的碳化二亞胺通常是指1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。 方法二是側鏈羧基直接與含有雙硫鍵的碳二亞胺(如2，2』 - 二硫代雙(N-乙基(N』 -乙基碳二亞胺))等等)反應製備，所製備的生物相容高分子巰基化改性衍生物具有下述通式 (III)的結構(Bulpitt等，US 6884788)。方法三是對側鏈氨基的改性，一般分為直接和間接改性兩種方式。直接改性方式是指對側鏈氨基的直接修飾，引入巰基。例如雙丁二酸雙醯胱胺雙羰二咪唑活化酯對膠原氨基的巰基化改性(Yamauchi等，Biomaterials, 22,855, 2001 ；Nicolas等，Biomaterials, 18,807,1997) 方法三中氨基的間接巰基化改性方式一般分為兩個步驟。第一步是氨基的羧基化，第二步是採用前述方法一或二進行羧基的巰基化改性。方法四是側鏈羥基的改性。通常的方法是羥基在強鹼條件下的羧基化，然後羧基再按照前述方法一和方法二巰基化，例如，纖維素、透明質酸、甲殼素和殼聚糖等高分子的側鏈羥基都可以羧甲基化，然後採用氨基(醯胼)/碳二亞胺碳化學反應進行巰基化改性。對於具有一種或多種官能團(羧基、氨基和羥基)的生物相容高分子，可採用上述一種或多種方法製備本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物。在本發明中，低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物採用前述製備方法製備，通過調節反應原料的投料比、反應時間、反應溫度等參數，即可實現本發明。在本發明中，低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物的純化是非常重要的。殘餘雜質不僅可能在生物體內產生炎症等毒副作用，同時還會干擾後續的雙硫鍵交聯。 在本發明中，殘餘雜質可以通過透析和/或有機溶劑(如乙醇等)沉澱等方法去除。在本發明中，所採用的生物相容高分子的分子量通常在1000 10000000之間，優選 10000 3000000，特別優選 20000 1500000。
在本發明中，保留了大部分的生物相容高分子的初始結構，巰基化改性度很低。本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物側鏈至少含有三個巰基，且巰基化改性度< 4. 5 %，巰基化改性度優選0.5^-3.0%,巰基化改性度特別優選0.75^-2.5 ^對於生物相容高分子巰基化衍生物，研究人員普遍具有一種技術偏見即較高的巰基化改性度對於製備後續的生物相容高分子巰基化衍生物的交聯材料以及滿足臨床醫學用途是必須的。例如，Prestwich等的研究表明巰基化改性度較高的生物相容高分子衍生物才能較好地實現交聯(Prestwich等，WO 2008/008857)，因此研究人員普遍傾向於提高生物相容高分子的巰基化改性程度。Sparer等在1983年公開了糖胺多糖(透明質酸和硫酸軟骨素-半胱氨酸甲酯的衍生物，半胱氨酸甲酯與糖胺多糖通過醯胺鍵偶合，5% 87%的糖胺多糖側鏈羧基被改性為巰基(Sparer等，Chapter 6,Page 107-119,Controlled Release Delivery System,Edited byTheodore J. Roseman,S. Z. Mansdorf,Marcel Dekker Inc.)。Gianolio等於2005年公開了透明質酸-半胱胺衍生物，半胱氨與透明質酸的側鏈羧基通過醯胺鍵偶合，22%的透明質酸側鏈羧基被改性為巰基(Gianolio等，Bioconjugate Chemistry, 16 1512-1518，2005)。印等於2008年公開了透明質酸-半胱胺衍生物，半胱氨與透明質酸的側鏈羧基通過醯胺鍵偶合，衍生物同時含有10 200ymol/g巰基和 120 500 μ mol/g雙硫鍵，按照透明質酸的二糖重複鏈段分子量為400計算，巰基化改性度分別為10% 48% (即10% 48%的透明質酸側鏈羧基被巰基化改性)(印等，CN 101367884)。Shu等公開的通過醯胼鍵偶合的透明質酸巰基化衍生物的巰基化改性度為 26. 8%~ 66. 8% (Shu 等，Biomacromolecules, 3 :1304,2002)。然而，當巰基化改性度較高時，生物相容高分子的初始結構被顯著改變，這會對生物相容高分子的生理功能和生物相容性產生不利的影響。例如王等的研究結果表明殼聚糖巰基化衍生物在高巰基化改性度時產生了顯著的細胞毒性(王等，高等學校化學學報， 29 :206-211，2008)，我們的研究也表明高度的巰基化改變了透明質酸的結構，幹擾了與受體(如CD44等)的結合。在本發明中，所製備的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物採用前述一種或多種方法進行了高度純化，殘餘雜質的重量含量通常小於千分之一甚至萬分之一。本發明的有益效果是本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物的巰基化改性度很低，最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性， 同時還具有原料用量少、反應時間短等特點，此外本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物可以方便地用於製備交聯材料和滿足多種臨床醫學用途的要求。另外本發明還克服了前述技術偏見即較高的巰基化改性度對於製備後續的生物相容高分子巰基化衍生物的交聯材料以及滿足臨床醫學用途是必須的。本發明的另一方面是提供一類雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，這些生物相容高分子交聯材料具有很低的雙硫鍵交聯度，不僅最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時也有效地延緩了生物相容高分子在體內的代謝和降低了溶解性，較好地滿足各種臨床醫學應用的要求。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料通常為水凝膠的形式，其優選含水量為95% (重量/體積百分比，g/ml)以上的水凝膠形式，特別優選含水量為98% (重量/體積百分比，g/ml)以上的水凝膠形式。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠乾燥或冷凍乾燥後即可製成薄膜、海綿等多種固態形式。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠採用本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物為原料製得，一種實現途徑如下所述將本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物溶解於水得到合適濃度的溶液(通常為0. 2% 5.0%),調節溶液pH值為特定值(通常為中性，即pH值約為7)，然後巰基在空氣中的氧氣和溶液中的溶解氧氣的氧化下逐漸形成雙硫鍵，溶液逐漸凝膠化，溶液動力粘度逐漸增加， 最終溶液失去流動性形成三維網狀交聯結構。也可以在上述溶液中加入氧化劑(如過氧化氫等)加快交聯過程。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠的第二種實現途徑是採用Sm 等公開的方法(W02010043106)。在該方法中凝膠化過程可以在可注射容器內完成，具有可注射的性能，使用方便、不含雜質、生物相容性好、無毒副作用等特點。該實現途徑的具體過程如下所述將本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物溶解於水得到合適濃度的溶液(通常為0. 2% 5. 0% )，調節溶液pH值為特定值(通常為中性)，然後將溶液灌注於可注射容器內並密封，巰基主要在溶液中溶解氧氣的氧化下逐漸形成雙硫鍵，溶液逐漸凝膠化，溶液動力粘度逐漸增加，最終溶液失去流動性形成三維網狀交聯結構。也可以在上述溶液中加入氧化劑(如過氧化氫等)加快交聯過程。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠的第二種實現途徑可採用無菌工藝或終端滅菌工藝(如醫藥工業常用的溼熱滅菌工藝等)的方式生產，以滿足不同臨床醫學要求。可採用醫藥工業常用的罐封生產線實現大規模工業化生產，每小時產量可方便地達3000支以上。罐封生產線可選用高寧格公司的直線式全自動注射器預灌封生產線或蜂巢式注射器全自動預罐裝和加塞設備、以及德國博世等公司的預消毒滅菌注射器液體灌封機等等。可注射容器可以是玻璃材質或塑料材質注射器，如BD公司的Hypak SCF類預消毒滅菌注射器，也可以用軟膠袋等可擠出容器代替注射器。在本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠中，由於採用本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物為原料，雙硫鍵的交聯度取決於本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物的巰基化改性度(< 4. 5% )，因此本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠中的雙硫鍵交聯度也很低(<4.5%)。通常情況下在本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠中一半以上的巰基被氧化成了雙硫鍵， 形成了三維網狀交聯結構，失去了液體溶液的流動性，具有很高的動力粘度。與未形成交聯的初始溶液相比較，本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠的動力粘度通常提高了 50倍以上，在優化條件下甚至可提高500倍以上，本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠的高動力粘度的特性使其在術後粘連防治、關節炎增粘治療等重要臨床醫學用途方面具有獨特的優勢。採用旋轉粘度計，按照《中華人民共和國藥典》(2005年版)二部附錄VI G第二法測定，在剪切速率不小於0. 25Hz、25士0. 1°C條件下，本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠的動力粘度通常大於10000釐泊(mPa· s)，動力粘度優選大於 25000 (mPa · s)，動力粘度特別優選大於40000 (mPa · s)。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料可以含有一種或多種本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物，此外還可以含有一種或多種其它物質。這些物質可以是多糖、蛋白質或合成高分子，如硫酸軟骨素、肝素、類肝素、海藻酸、透明質酸、 聚天冬氨酸、聚穀氨酸、殼聚糖、羧甲基殼聚糖、膠原蛋白、鹼性明膠蛋白和酸性明膠蛋白以及它們的鹽形式(如鈉鹽，鉀鹽等)和衍生物形式等，優選透明質酸鈉、硫酸軟骨素、肝素鈉、鹼性明膠蛋白和酸性明膠蛋白等，特別優選透明質酸鈉、硫酸軟骨素和肝素鈉；這些物質也可以是活性藥物組份，包括類固醇、抗生素、治療腫瘤的藥物和各種多肽蛋白藥物，例如皮質激素(屬於類固醇)，如倍氯米松、倍氯美松雙丙酸酯、布地奈德、地塞米松、潑尼松龍、潑尼松等；又如各種多肽蛋白藥物，如各種生長因子(鹼性生長因子、酸性生長因子、血管生長因子、成骨生長因子等)、核酸(如RNA)等等。該活性藥物組份可以固體顆粒形式分散和/或溶解在本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料中。在醫藥領域的實際應用中，要求雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠有合適的貯存時間，其性能需要保持穩定。然而，雙硫鍵交聯的高改性生物相容高分子交聯水凝膠並不穩定，隨著貯存時間的增加，水凝膠逐漸收縮，大量水從水凝膠中被擠出，導致動力粘度大大降低，嚴重影響了凝膠性能，不符合臨床醫學實際應用的需要，嚴重製約了雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠在醫藥領域中的應用。例如雙硫鍵交聯的透明質酸交聯水凝膠(13. 5%的巰基化改性度)在室溫儲存6個月後，水凝膠的體積收縮了約30%。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠採用本發明的低巰基化改性度生物相容高分子巰基化衍生物為原料，取得了意想不到的技術效果，很好地解決了上述雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠不穩定的難題。為期6個月的穩定性加速試驗表明本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠具有很好的穩定性，將結合實施例進一步說明。本發明的有益效果是本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料具有很低的交聯度，不僅最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時具有很高的動力粘度，有效地延緩了生物相容高分子在體內的代謝和降低了溶解性，較好地滿足各種臨床醫學應用的要求。本發明的有益效果還包括本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯水凝膠具有很好的穩定性。在本發明的另一方面，還提供了上述雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料在醫藥領域中的應用。本發明的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料在醫學中的應用包括可以用於促進傷口癒合，可用於皮膚或其它創傷的傷口敷料；也可用於防止粘連，包括外科手術(例如鼻竇炎手術)之後防止組織或器官之間的纖維性粘連；也可用作關節潤滑劑用於關節炎增粘治療等。本發明所製備的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料在藥學中的應用包括作為各種活性治療物質的緩釋載體，實現緩慢釋放的性能。活性治療物質可以是化學藥物或生物學上的活性因子，包括消炎劑、抗生素、止痛藥、麻醉劑、傷口癒合促進劑、細胞生長促進或抑制因子、免疫刺激劑、抗病毒藥物等等。
圖1是本發明實施例12的實驗結果示意圖(即左後足的重量分布圖)。
具體實施例方式下面的實施例可以使本領域技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。實施例1透明質酸巰基化衍生物的製備及表徵按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公開的方法製備。透明質酸 20克溶解於2升蒸餾水，加入11. 9克二硫代二丙二醯胼，攪拌溶解。然後溶液的pH值用 0. 1摩爾/升鹽酸調節至4. 75，按照表1分別加入一定量的1-乙基-3-(3- 二甲胺丙基) 碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI) (Aldrich，美國)，電磁攪拌。在上述溶液中不斷加入適量0. 1摩爾 /升鹽酸，使溶液的PH值保持在4. 75。加入1.0摩爾/升的氫氧化鈉溶液到pH 7.0終止反應。然後加入100克二硫蘇糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美國)和適量1. 0摩爾/升的氫氧化鈉溶液，攪拌。調解溶液的PH值為8. 5。室溫電磁攪拌反應M小時。此後，在上述溶液中加入1摩爾/升的鹽酸直至約PH 3. 0。上述溶液裝入透析管(截除分子量3500，Sigma，美國)，用大量0. 001摩爾/升的鹽酸和0. 2摩爾/升的氯化鈉溶液透析5 天，每8小時換一次透析液；然後再用大量的0. 001摩爾/升的鹽酸溶液透析3天，每8小時換透析液。最後收集透析管內的溶液，直接使用製備的溶液或冷凍乾燥得到白色絮狀固體。採用Shu 等人在 Biomacromolecules，3，1304，2002 中報導的改進 Ellman 方法檢測巰基含量並計算巰基化改性度，或者採用氫譜核磁共振檢測(1H-NMR) (D2O為溶劑)測定巰基化改性度(以透明質酸的乙醯基的特徵甲基吸收峰為內標)。巰基化改性度是指引入巰基的數量佔透明質酸側鏈羧基總數量的百分比，其結果如下表1.巰基化改性度
權利要求
1.一類低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，該生物相容高分子巰基化衍生物的側鏈至少含有三個巰基，且巰基化改性度< 4. 5% ；所述生物相容高分子巰基化衍生物是指生物相容高分子側鏈基團通過化學方式引入巰基的衍生物；所述巰基化改性度是指引入巰基的數量佔生物相容高分子可供改性側鏈基團數量的百分比；所述生物相容高分子是指具有良好生物相容性的高分子，包括多糖、蛋白質以及合成高分子。
2.按照權利要求1所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的巰基化改性度為0. 5% 3. 0%。
3.按照權利要求2所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的巰基化改性度為0. 75% 2. 5%。
4.按照權利要求1所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述多糖是硫酸軟骨素、皮膚素、肝素、類肝素、海藻酸、透明質酸、硫酸皮膚素、果膠、羧甲基纖維素、殼聚糖、羧甲基殼聚糖或它們的鹽形式和衍生物形式；所述合成高分子是聚丙烯酸、聚天冬氨酸、聚酒石酸、聚穀氨酸、聚富馬酸或它們的鹽形式和衍生物形式；所述蛋白質包括膠原蛋白、鹼性明膠蛋白、酸性明膠蛋白、彈性蛋白、核心蛋白、多糖層粘連蛋白、纖維結合蛋白或它們的鹽形式和衍生物形式。
5.按照權利要求1所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的生物相容高分子是硫酸軟骨素、肝素、類肝素、海藻酸、透明質酸、聚天冬氨酸、聚穀氨酸、殼聚糖、羧甲基殼聚糖、鹼性明膠蛋白、酸性明膠蛋白或它們的鹽形式和衍生物形式。
6.按照權利要求5所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的生物相容高分子是硫酸軟骨素、透明質酸或它們的鹽形式和衍生物形式。
7.按照權利要求1所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的生物相容高分子的分子量在1000 10000000之間。
8.按照權利要求7所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的生物相容高分子的分子量在10000 3000000之間。
9.按照權利要求8所述的低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物，其特徵在於，所述的生物相容高分子的分子量在20000 1500000之間。
10.採用如權利要求1-9任一項所述的一種或一種以上低巰基化改性度的生物相容高分子巰基化衍生物製備的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料。
11.按照權利要求10所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的交聯材料為包括薄膜、海綿的固態形式。
12.按照權利要求10所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的交聯材料為水凝膠。
13.按照權利要求12所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的水凝膠的含水量為95%以上，該含水量是重量/體積百分比。
14.按照權利要求13所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的水凝膠的含水量為98%以上，該含水量是重量/體積百分比。
15.按照權利要求12所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的水凝膠的動力粘度大於IOOOOmPa · S。
16.按照權利要求15所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的水凝膠的動力粘度大於25000mPa · s。
17.按照權利要求16所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的水凝膠的動力粘度大於40000mPa · s。
18.按照權利要求10-17任一項所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的交聯材料還含有一種或一種以上的多糖、蛋白質、合成高分子和活性藥物組份。
19.按照權利要求18所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的多糖、蛋白質和合成高分子是硫酸軟骨素、肝素、類肝素、海藻酸、透明質酸、聚天冬氨酸、聚穀氨酸、殼聚糖、羧甲基殼聚糖、膠原蛋白、鹼性明膠蛋白和酸性明膠蛋白或它們的鹽形式和衍生物形式。
20.按照權利要求19所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的多糖、蛋白質和合成高分子是透明質酸鈉、硫酸軟骨素、肝素鈉、鹼性明膠蛋白和酸性明膠蛋白。
21.按照權利要求20所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的多糖、蛋白質和合成高分子是透明質酸鈉、硫酸軟骨素和肝素鈉。
22.按照權利要求18所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的活性藥物組份以固體顆粒形式分散在交聯材料中，或者溶解在交聯材料中。
23.按照權利要求18或22所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的活性藥物組份包括類固醇、抗生素、腫瘤治療藥物以及各種多肽蛋白藥物。
24.按照權利要求23所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，其特徵在於，所述的活性藥物組份為皮質激素，所述皮質激素包括倍氯米松、倍氯美松雙丙酸酯、布地奈德、地塞米松、潑尼松龍和潑尼松。
25.一種如權利要求IO-M任一項所述的雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料在醫藥領域中的用途。
26.按照權利要求25所述的用途，其特徵在於，所述在醫藥領域中的用途包括在製備術後粘連防治製劑中的用途、在製備關節炎增粘治療製劑中的用途和作為活性治療物質緩釋載體中的用途。
27.按照權利要求沈所述的用途，其特徵在於，所述活性治療物質是化學藥物或生物學上的活性因子。
28.按照權利要求27所述的用途，其特徵在於，所述活性治療物質是消炎劑、抗生素、 止痛藥、麻醉劑、傷口癒合促進劑、細胞生長促進或抑制因子、免疫刺激劑或抗病毒藥物。
全文摘要
本發明公開了一類低改性生物相容高分子巰基化改性衍生物，這些衍生物具有很低的巰基化改性度，最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時引入的巰基可有效地進行化學交聯以製備低交聯度的生物相容高分子交聯材料。本發明還公開了一類雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料，這些交聯材料具有很低的交聯度，不僅最大限度保持了生物相容高分子的初始結構、生理功能和生物相容性，同時也有效地延緩了生物相容高分子在體內的代謝和降低了溶解性，能較好地滿足各種臨床醫學應用的要求。本發明還涉及該雙硫鍵交聯的生物相容高分子交聯材料在醫學和藥學中的用途。
文檔編號C08J3/24GK102399295SQ20101027737
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者仲偉平, 俞美霞, 王云云, 舒曉正 申請人:常州百瑞吉生物醫藥有限公司