部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物的制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種治療骨折的藥物，是通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的：將海藻酸鈉加入到去離子水中，經(jīng)10％過(guò)氧化氫溶液氧化，乙醇使其析出沉淀。獲得部分氧化海藻酸鈉白色產(chǎn)物，按質(zhì)量∶質(zhì)量∶體積＝1∶0.3∶0.25取海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70％的乙醇溶液中，進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。也可以經(jīng)高錳酸鉀溶液氧化，再進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)的方法制取。所述制備方法得到的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物作為藥劑用于骨折、骨質(zhì)疏松的治療與預(yù)防。
【專利說(shuō)明】部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物的制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)臨床用藥，具體說(shuō)是涉及一種適用于骨折、骨質(zhì)疏松的治療與預(yù)防的藥物。
【背景技術(shù)】
[0002]海藻酸是一類(lèi)由褐藻提取的多糖，是β-D甘露糖醛酸(Μ單元)和a-L-古洛糖醛酸(G單元)的無(wú)規(guī)嵌段共聚物。由于海藻酸鹽的生物相容性、低毒性和相對(duì)低廉的價(jià)格，被廣泛地應(yīng)用于藥物和組織工程領(lǐng)域。但海藻酸鹽本身的降解速率很低，所形成凝膠的降解方式不可控制，降解產(chǎn)物分子量偏高，很難從體內(nèi)清除，在一定程度上限制了海藻酸鹽水凝膠的應(yīng)用。為了克服海藻酸鹽水凝膠的上述缺點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)采用過(guò)碘酸鈉對(duì)海藻酸鈉進(jìn)行氧化，使海藻酸鈉部分糖醛酸單元的羥基轉(zhuǎn)變成醛基，改善了海藻酸鈉的降解性能。
[0003]通常研究的海藻酸鹽為海藻酸鈉(Sodium Alginate, SA)。這種氧化一方面有利于改善海藻酸鹽的降解性能，另一方面由于醛基的反應(yīng)活性相對(duì)較高，也可以向海藻酸鹽上偶聯(lián)生物活性物質(zhì)，包括活性蛋白、多肽、特異氨基酸序列等，從而對(duì)其本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行適宜修飾，以提高材料與細(xì)胞的相互作用。海藻酸鈉經(jīng)氧化后，糖醛酸單元上鄰二醇結(jié)構(gòu)的C-C單鍵斷裂，生成兩個(gè)醛基，從而改變了海藻酸鈉的結(jié)構(gòu)。氧化過(guò)程中有一些分子鏈發(fā)生了斷裂，使得產(chǎn)物的相對(duì) 分子質(zhì)量降低。同時(shí)，所形成的類(lèi)似于縮醛的結(jié)構(gòu)將使得海藻酸鹽的降解性能得到改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的正是提供一種制備治療和預(yù)防骨折的藥物。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣泛，治療效果好。
[0006]本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明的治療和預(yù)防骨折的藥物是海藻酸鈉經(jīng)過(guò)氧化氫溶液或高錳酸鉀部分氧化，然后再羧甲基化反應(yīng)制備而成。其制備方法如下:
[0007]1.海藻酸鈉的氧化降解:將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，控制反應(yīng)溫度滴加20-30mll0%過(guò)氧化氫溶液，調(diào)節(jié)pH值為4_5，反應(yīng)溫度50°C，攪拌反應(yīng)2-3h。將產(chǎn)物用150ml水充分溶解后裝入透析袋(cut off Mw= 14000)中透析3天，每天換水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滌，過(guò)濾，干燥。最終獲得部分氧化海藻酸鈉白色產(chǎn)物。將以上步驟得到的產(chǎn)物，按質(zhì)量:質(zhì)量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時(shí)間3h、堿化溫度35°C、堿化時(shí)間2h條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。用去離子水溶解產(chǎn)物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復(fù)3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0008]2.將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，磁力攪拌直至海藻酸鈉溶解完全，稱取1.58g高錳酸鉀置于100ml蒸餾水中攪拌煮沸，待高錳酸鉀充分溶解后，在暗處?kù)o置6天，最后取上部澄清溶液標(biāo)定，高錳酸鉀溶液的濃度為
0.lmol/L,保存于棕色瓶備用。向海藻酸鈉溶液中滴加0.5ml的濃度20%的硫酸水溶液，將PH值調(diào)節(jié)為4，充分?jǐn)嚢枞芤?。接著精確量取5ml上述高錳酸鉀溶液加入到海藻酸鈉溶液中，室溫避光攪拌反應(yīng),待溶液變?yōu)闊o(wú)色終止氧化反應(yīng)。向反應(yīng)后的溶液中加入0.30g氯化鈉，充分溶解后加入250ml乙醇使其析出沉淀，并減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。將以上步驟得到的產(chǎn)物，按質(zhì)量:質(zhì)量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時(shí)間3h、堿化溫度35°C、堿化時(shí)間2h條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。用去離子水溶解產(chǎn)物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復(fù)3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0009]為了進(jìn)一步的驗(yàn)證本發(fā)明成品制劑的療效，我們將上述具體制備方法1-3中制備的藥物進(jìn)行了相應(yīng)的動(dòng)物試驗(yàn)，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
[0010]動(dòng)物:昆明小鼠30只，體重18_22g，雄性。
[0011 ] 方法:把30只體重20~30g，I~2月齡小白鼠股骨骨制成骨折動(dòng)物模型，分成治療組A和對(duì)照組B兩組。A組每只每天部分氧化羧甲基海藻酸鈉0.1g灌胃，B組每只每天
0.1g葡萄糖灌胃，每組小鼠分別于7\14\28d各處死5只。取小白鼠股骨制病理切片。標(biāo)本經(jīng)10%甲醛固定后脫鈣，HE染色。結(jié)果兩組差異顯著，A組3-4周即可形成連續(xù)性骨痂，臨床愈合，最短14天即可形成連續(xù)骨痂。
[0012]結(jié)果:
術(shù)后7d治療組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)少量紅細(xì)胞，明顯纖維組織增生和骨小梁形成；空白對(duì)照組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)較多紅細(xì)胞，和少量壞死的骨組織，偶見(jiàn)增生的顯微組織。術(shù)后14d治療組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)大量的骨小梁融合成片，較多骨基質(zhì)形成。亦可見(jiàn)少量小血管增生；空白對(duì)照組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)較多的骨小梁形成，骨小梁的邊緣處散在骨基質(zhì)形成，其間可見(jiàn)少量小血管增生。兩組之間有顯著性差異。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1:治療組術(shù)后7d治療組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)少量紅細(xì)胞，明顯纖維組織增生和骨小梁形成；愈合組織形態(tài)(HE，200X)。
[0014]圖2:空白組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)較多紅細(xì)胞，和少量壞死的骨組織，偶見(jiàn)增生的顯微組織；愈合組織形態(tài)(HE，200X)。
[0015]圖3:治療組術(shù)后14d治療組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)大量的骨小梁融合成片，較多骨基質(zhì)形成，亦可見(jiàn)少量小血管增生；l，4d治療組愈合組織形態(tài)(HE，200X)。
[0016]圖4:空白組骨折斷端的髓腔內(nèi)可見(jiàn)較多的骨小梁形成，骨小梁的邊緣處散在骨基質(zhì)形成，其間可見(jiàn)少量小血管增生；14d空白組愈合組織形態(tài)(HE，200X)。
[0017]圖5:術(shù)后21d治療組骨折斷端處可見(jiàn)骨折部分可見(jiàn)板層骨，骨的結(jié)構(gòu)層次不清晰；21d治療組愈合組織形態(tài)(HE，200X)。
[0018]圖6:空白組術(shù)后21d空白組骨折斷端處可見(jiàn)大片小梁的邊緣有成片的骨基質(zhì)形成。21d空白組愈合組織形態(tài)(HE，200X)。[0019]【具體實(shí)施方式】
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但是這些實(shí)施例并不是用來(lái)以任何力一式限制本發(fā)明的范圍。
[0020]實(shí)施例1
[0021]將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，控制反應(yīng)溫度滴加20-30mll0%過(guò)氧化氫溶液，調(diào)節(jié)pH值為4_5，反應(yīng)溫度50°C，攪拌反應(yīng)2_3h。將產(chǎn)物用150ml水充分溶解后裝入透析袋(cut off Mw= 14000)中透析3天,每天換水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滌，過(guò)濾，干燥。最終獲得部分氧化海藻酸鈉白色產(chǎn)物。將以上步驟得到的產(chǎn)物，按質(zhì)量:質(zhì)量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時(shí)間3h、堿化溫度35°C、堿化時(shí)間2h條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。用去離子水溶解產(chǎn)物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復(fù)3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0022]實(shí)施例2
[0023]將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，磁力攪拌直至海藻酸鈉溶解完全，稱取1.58g高錳酸鉀置于100ml蒸餾水中攪拌煮沸，待高錳酸鉀充分溶解后，在暗處?kù)o置6天，最后取上部澄清溶液標(biāo)定，高錳酸鉀溶液的濃度為0.lmol/L,保存于棕色瓶備用。向海藻酸鈉溶液中滴加0.5ml的濃度20%的硫酸水溶液，將pH值調(diào)節(jié)為4，充分?jǐn)嚢枞芤?。接著精確量取5ml上述高錳酸鉀溶液加入到海藻酸鈉溶液中，室溫避光攪拌反應(yīng)，待溶液變?yōu)闊o(wú)色終止氧化反應(yīng)。向反應(yīng)后的溶液中加入0.30g氯化鈉，充分溶解后加入250ml乙醇使其析出沉淀，并減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。將以上步驟得到的產(chǎn)物，按質(zhì)量:質(zhì)量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時(shí)間3h、堿化溫度35°C、堿化時(shí)間2h條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。用去離子水溶解產(chǎn)物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復(fù)3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
【權(quán)利要求】
1.一種治療骨質(zhì)疏松的藥物，其特征在于它是由海藻酸鈉經(jīng)部分氧化和羧甲基化制備而成。
2.權(quán)利I所述的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物，其特征在于所述方法是通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的:將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，經(jīng)10%過(guò)氧化氫溶液氧化，乙醇使其析出沉淀。獲得部分氧化海藻酸鈉白色產(chǎn)物。將以上步驟得到的產(chǎn)物，按質(zhì)量:質(zhì)量:體積=I: 0.3: 0.25取海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。用去離子水溶解產(chǎn)物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復(fù)3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
3.權(quán)利I所述的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物，其特征在于所述方法是通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的:將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，經(jīng)高錳酸鉀溶液氧化,加乙醇使其析出沉淀,并減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。按質(zhì)量:質(zhì)量:體積=1: 0.3: 0.25取海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時(shí)間3h、堿化溫度35°C、堿化時(shí)間2h條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾獲得粗產(chǎn)物。用去離子水溶解產(chǎn)物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復(fù)3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
4.一種如權(quán)利要求1、2、3所述制備方法得到的羧甲基海藻酸鈉，其特征在于該羧甲基海藻酸鈉的分子結(jié)構(gòu)通式為:[C5H5O4 (COONa) (CH2COONa)2Jn0
5.一種如權(quán)利要求1所述制備方法得到的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物作為藥劑用于骨折、骨質(zhì)疏松的治療與預(yù)防。
【文檔編號(hào)】A61P19/10GK103830266SQ201310142860
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】楊亞勤, 孫冰, 韓偉, 張建新, 牛麗丹 申請(qǐng)人:楊亞勤