專利名稱：生產(chǎn)透明質(zhì)酸官能化衍生物的方法及透明質(zhì)酸官能化衍生物的水凝膠的形成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)官能化的透明質(zhì)酸衍生物和相關(guān)水凝膠的程序。更具體地， 本發(fā)明涉及可用于將官能團(tuán)插入透明質(zhì)酸上的兩步驟方法，所述兩步驟方法通過(guò)在透明質(zhì)酸的羥基上形成特定的活性基團(tuán)并且隨后用包含作為末端部分的至少一個(gè)親核官能團(tuán)的側(cè)部分(pendent portion)取代所插入的活性基團(tuán)來(lái)進(jìn)行。通過(guò)親核取代插入的基團(tuán)可包含作為另外的末端部分的另一親核官能團(tuán)，其可開(kāi)發(fā)用于進(jìn)一步的化學(xué)官能化以便尤其是有利于產(chǎn)生水凝膠的透明質(zhì)酸鏈的交聯(lián)。
現(xiàn)有技術(shù)透明質(zhì)酸(HA)是所有組織的細(xì)胞外基質(zhì)中存在的最豐富的未硫酸化的糖胺聚糖；HA是由D-葡萄糖醛酸(GlcUA)和N-乙?；?D-氨基葡萄糖(GlcNAc)的重復(fù)單元構(gòu)成的多糖，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)可通過(guò)下式表示，該式顯示了兩個(gè)連續(xù)的重復(fù)單元(重復(fù)單元的數(shù)目η可以是這樣以便確定包括50000和幾百萬(wàn)道爾頓之間的分子量)。透明質(zhì)酸積極地參與大量重要的生物學(xué)過(guò)程例如細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分化、傷口愈合。 特別地，HA在軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的機(jī)體形成中起到關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)上的作用，軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的機(jī)體形成發(fā)生以形成更豐富的蛋白聚糖，即聚集蛋白聚糖。具有高分子量的透明質(zhì)酸被用于粘性手術(shù)和粘彈性補(bǔ)充療法，并且它被用于眼科領(lǐng)域以及作為可通過(guò)關(guān)節(jié)內(nèi)注射應(yīng)用的潤(rùn)滑油來(lái)減輕骨關(guān)節(jié)炎中的疼痛。近來(lái)，已經(jīng)將幾種官能的或交聯(lián)的HA衍生物生產(chǎn)為薄膜或海綿以應(yīng)用于傷口上， 其中這種產(chǎn)品具有愈合組織的性能。在組織工程學(xué)領(lǐng)域-關(guān)于獲得受損的人類組織的再生或完全替換的有用技術(shù)的發(fā)展的新興學(xué)科-HA已被大量用于被稱為支架的三維多孔結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。這些基質(zhì)改進(jìn)組織細(xì)胞生長(zhǎng)和分化以有利于組織再生和重建。對(duì)于這些應(yīng)用，HA在被適當(dāng)?shù)厝〈垣@得水凝膠時(shí)是有用的。因?yàn)橐阎乃z是由天然的或合成的聚合物或它們的衍生物或者由天然的和合成的聚合物的組合組成的， 其中這些分子由于范德華相互作用、氫鍵結(jié)合、靜電鍵合或化學(xué)鍵合而相互作用，因此，水凝膠是能夠吸收水直到它們的干重的數(shù)百倍的親水性聚合物的網(wǎng)絡(luò)?？紤]到水凝膠的親水特性和水凝膠的潛在的生物相容性，水凝膠受到增多的用于制藥上的和生物醫(yī)學(xué)制藥上的應(yīng)用的關(guān)注。
通過(guò)插入側(cè)官能團(tuán)的多糖類HA結(jié)構(gòu)的化學(xué)官能化具有獲得延長(zhǎng)藥物釋放的制藥裝置(藥物遞送系統(tǒng))的目的；在這樣的系統(tǒng)中，藥物被物理或化學(xué)地連接于多糖載體，并且其按照能夠改進(jìn)藥物生物利用度的方式和時(shí)間釋放?？紤]到對(duì)于所提及的制藥上的、生物醫(yī)學(xué)的和化妝品的透明質(zhì)酸應(yīng)用的重大關(guān)注，對(duì)允許新的且更簡(jiǎn)單的HA改性的新的化學(xué)策略的高需求是明顯的。于是，這些新的衍生物可被用來(lái)配合各種可能的應(yīng)用。在過(guò)去，已經(jīng)描述了關(guān)于透明質(zhì)酸的羥基和羧基官能性的透明質(zhì)酸的幾種化學(xué)改性和在生物醫(yī)學(xué)或制藥領(lǐng)域中應(yīng)用的幾種HA衍生物。例如，美國(guó)專利第4582865號(hào)(由Biomatrix Inc.的Balasz等人)描述了通過(guò)在高堿性條件下與二乙烯基砜的反應(yīng)的HA交聯(lián)。歐洲專利申請(qǐng)EP0216453 (Fidia S. p. A.) 描述了在極性非質(zhì)子溶劑中使用鹵代烷的透明質(zhì)酸鹽的酯化作用。這些衍生物已經(jīng)在制藥領(lǐng)域獲得了大量的應(yīng)用，例如用于組織工程學(xué)的支架以及作為控制藥物釋放的裝置。這些酯HA衍生物具有改良的物理化學(xué)特性，例如在有機(jī)溶劑如二甲亞砜中增加的溶解度，這些特性改進(jìn)工業(yè)性能以獲得纖維、多孔支架以及薄膜。近來(lái)，已經(jīng)提出其他不同的化學(xué)策略以利用在葡萄糖醛酸部分的羧基上和在重復(fù)單元的羥基上的反應(yīng)，采用官能側(cè)鏈(pendant chain)獲得透明質(zhì)酸官能化。特別地，幾篇文章描述了碳二亞胺化學(xué)(使用具有式R1-N = C = N-R2的化合物)以獲得HA的D-葡萄糖醛酸部分的化學(xué)官能化。例如，Prestwich, Poyani等人使用水溶性的碳二亞胺類將酰胼側(cè)鏈插在透 BJ M ^υ ± Iil ± (The Research Foundation of State University of New York 白勺 Prestwich 等人的專利 US 5502081 ；Τ. Pouyany 等人的專利 US 5616568 ；T. Pouyany, G. D. Prestwich Functionalized Derivatives of Hyaluronic AcidOligosaccharides Drug Carriers and Novel Biomaterials (透明質(zhì)酸低聚糖的官能化衍生物藥物載體和新的生物材料)，Bioconjugate Chem.，1994，5，339-347)。在這些實(shí)例中，透明質(zhì)酸羧基與具有通S&N-NH-CO-A-CO-NHNH2的雙官能分子反應(yīng)，產(chǎn)生帶有側(cè)酰胼基團(tuán)的、具有式ha-conh-nh-co-a-co-nh-nh2的官能化的透明質(zhì)酸衍生物，其中a是一般的間隔基團(tuán)。按照相同的研究路線，Vercruysse 等人(Vercruysse 等人“Synthesis and in Vitro Degradation of New PolyvalentHydrazide Cross-Linked Hydrogels of Hyalyronic Acid(透明質(zhì)酸的新的多價(jià)酰胼交聯(lián)的水凝膠的合成和體外降解)",Bioconjugate Chem.， 1997，8，686-694)描述如何使用帶有多于兩個(gè)酰胼端基的分子將透明質(zhì)酸官能化，允許起始多糖的交聯(lián)，之后產(chǎn)生水凝膠。Aeschlimann等人(由Othogene LLC的Aeschlimann等人的對(duì)應(yīng)于歐洲專利第EP 1757314號(hào)的專利US 6630457)通過(guò)將水溶性的碳二亞胺類的使用與親核活化劑例如羥基琥珀酰亞胺類和羥基三唑(hydroxytriazole)的使用相結(jié)合，改良了由Pouyani提出的HA 的羧基活化的方法。特別地，所公開(kāi)的方法通過(guò)首先活化HA主鏈的羧基，產(chǎn)生中間體酯基團(tuán)，之后使用包含在一側(cè)處的良好的親核基團(tuán)和在另一側(cè)處的化學(xué)保護(hù)的官能團(tuán)的分子取代這些酯離去基團(tuán)來(lái)處理HA主鏈上新的官能團(tuán)的引入。以這樣的方式，HA活化的中間體更加穩(wěn)定，于是通過(guò)雙官能親核分子的隨后的官能化更加有選擇性。以這樣的方式，已產(chǎn)生適于隨后的交聯(lián)的胺和醛HA衍生物，由此獲得生物相容的基于HA的水凝膠。
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此外，由Eurand Pharmaceuticals Ltd的發(fā)明人Mariotti等人提出的專利申請(qǐng)TO 02/098923，顯示生產(chǎn)官能化的HA衍生物的方法，其中其羥基被酯化或氨基甲?；?(HA-0-C0NH-)，并且羧基是用醇完全或部分酯化的。這樣的氨基甲?；牧u基是使多糖與異氰酸烷基酯、異氰酸芳基酯或異氰酸芳基烷基酯(R-N = C = O)反應(yīng)而獲得的。以這樣的方式，已經(jīng)獲得氨基甲?；暮王セ腍A衍生物以被應(yīng)用為色譜分析的固定相。與由Mariotti等人描述的相似，Chen Jui_hsiang等人在專利EP 1538166(由 Industrial Technology Research Institute提出)中描述了帶有作為側(cè)鏈的疏水性聚合物、親水性聚合物和兩親性聚合物的HA衍生物的生產(chǎn)，通過(guò)在相同的聚合物的多糖和異氰酸酯衍生物之間的反應(yīng)獲得。所引用的最后兩項(xiàng)專利描述了通過(guò)使用可溶于極性非質(zhì)子溶劑的HA鹽和反應(yīng)性的異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)，在二糖重復(fù)單元的伯羥基上形成氨基甲酸HA衍生物。在這種情況下，透明質(zhì)酸的羥基以單步反應(yīng)被官能化，之后在透明質(zhì)酸和新的側(cè)官能性之間產(chǎn)生氨基甲酸鍵(carbamic linkage) (-0-C0-NH-，也被稱為尿烷鍵(urethanic linkage))；之后可使用以下通式(HA-O-CO-NH-R)描述這樣的官能化，其中R可以是親水鏈、親脂鏈或兩親性鏈。然而，所引用的方法遭受官能化被僅限于必須被用作起始反應(yīng)物的異氰酸酯衍生物的不便?？紤]到上文所描述的方法，本發(fā)明具有公開(kāi)用于在水溶劑和有機(jī)溶劑中生產(chǎn)官能化的HA衍生物的新方法的目的，所述官能化的HA衍生物可開(kāi)發(fā)用于生產(chǎn)交聯(lián)的水凝膠或作為有用的中間體以獲得進(jìn)一步的官能化。本發(fā)明的另外的目的是公開(kāi)其中這些官能的HA 衍生物可被容易地開(kāi)發(fā)用于生產(chǎn)新的水凝膠的方法。發(fā)明_既述按照這一目的，根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)找到以在化學(xué)反應(yīng)中不涉及透明質(zhì)酸葡萄糖醛酸部分的羧基的方式獲得HA官能衍生物的通用的化學(xué)方法。這一方法包括兩步驟程序，其中第一步驟是在透明質(zhì)酸的至少一個(gè)羥基上引入化學(xué)活性部分以得到活性中間體，并且其中在第二步驟，所述活性中間體與反應(yīng)性的親核體反應(yīng)；所述反應(yīng)性的親核體帶有至少一個(gè)伯氨基。兩步驟程序的連續(xù)應(yīng)用引起經(jīng)由HA主鏈的羥基中的至少一個(gè)與HA主鏈連接的至少一個(gè)氨基甲酸基團(tuán)(-0-C0-NH-)的形成。特別地，在方法的第一步驟中，特定的活性分子例如熟知的且商業(yè)上可得到的雙 (4-硝基苯基碳酸酯)或氯代硝基苯基碳酸酯被用于在HA羥基(伯羥基和/或仲羥基)上插入硝基苯氧基羰基(NO2-Ph-O-CO-)；在第二步驟中，所插入的良好的離去基團(tuán)(硝基苯氧基)被具有通式NH2-R的親核分子取代。這一親核分子應(yīng)當(dāng)包含至少一個(gè)伯氨基(amine primary group)并且R代表NH2、烷基氨基、烷基鏈、芳基烷基鏈、聚丙烯酸鏈、聚氧乙烯鏈或更廣泛地具有低分子量(例如藥物)或高分子量(例如聚合物、蛋白等)的任何分子；優(yōu)選地，所述具有低分子量或高分子量的分子是生物相容的并且可溶于有機(jī)溶劑或水介質(zhì)中。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用合適的活化中間體，在HA的伯羥基和/或仲羥基上的兩相反應(yīng)獲得新的氨基甲酸鍵是可能的。特別地，反應(yīng)性的雙(4-硝基苯基碳酸酯)已被用于在 HA上生成反應(yīng)性的硝基苯基碳酸酯衍生物，其與優(yōu)選地帶有氨基或酰胼官能性的親核分子易于反應(yīng)。在需要的情況下，在程序的第二步驟插入的側(cè)鏈可帶有仍可用于在有機(jī)介質(zhì)或水介質(zhì)中進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)官能化的至少另一個(gè)官能團(tuán)，與帶有其他官能團(tuán)的分子尤其是能夠允許交聯(lián)反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)。所公開(kāi)的方法可被用于生產(chǎn)帶有新的胺或酰胼化學(xué)官能性的HA衍生物或生產(chǎn)帶有親水或親脂側(cè)鏈的HA衍生物。以這樣的方式，商業(yè)上可獲得的各種各樣的化學(xué)官能團(tuán)可通過(guò)HA的羥基(伯羥基和/或仲羥基)與HA連接。而且，按照這一程序，在有機(jī)環(huán)境中將這些氨基和酰胼衍生物進(jìn)一步官能化也是可能的特別地這些氨基或酰胼HA衍生物的四丁銨鹽(TBA)可被用于進(jìn)一步的官能化。通常，這樣的進(jìn)一步的官能化可在水介質(zhì)和有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行，尤其是極性非質(zhì)子溶劑例如二甲亞砜、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺以及它們的混合物。附圖簡(jiǎn)述以下圖中說(shuō)明一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的程序獲得的在乙二胺基團(tuán)中具有50% mol/mol的官能化的 HA-EDA衍生物的1H-NMR光譜(D2O)；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的程序獲得的在丁基中具有52% mol/mol的官能化的 HA-BTA衍生物的1H-NMR光譜(D2O)；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的程序獲得的在聚氧乙烯-單甲基-單氨基鏈中具有33% mol/mol的官能化的HA-NH-PEG衍生物的1H-WR光譜(D2O)；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的程序獲得的在乙二胺基團(tuán)中具有50% mol/mol的官能化和在甲基丙烯酸基團(tuán)中具有50%mOl/mOl的官能化的HA-EDA-MA衍生物的1H-NMR光譜(D2O)。圖5顯示0. 5% w/v的凍干的HA-EDA-BC水凝膠的SEM圖像。圖6顯示包封在HA-EDA-BC水凝膠中的人類軟骨細(xì)胞的增殖。值以吸光度士標(biāo)準(zhǔn)偏差(n = 9)來(lái)表示。圖7顯示培養(yǎng)3天后HA-EDA-BC水凝膠中3-D包封的人類軟骨細(xì)胞的活/死染色。 死細(xì)胞由框指示。發(fā)明詳述因而，本發(fā)明的具體目的是用于生產(chǎn)透明質(zhì)酸官能衍生物的程序，該程序主要由以下連續(xù)的步驟組成(a)透明質(zhì)酸(HA)的至少一個(gè)羥基的活化(該HA以鹽的形式，可溶于有機(jī)溶劑中)；使該HA鹽在極性非質(zhì)子溶劑中與選自碳酸苯酯類(carbonic phenylesters)或鹵代甲酸苯酯類的碳酸化試劑(carbonating agent)反應(yīng)；(b)由步驟(a)獲得的活化的HA鹽通過(guò)用具有通式NH2-R的化合物親核取代的反應(yīng)，其中R可以是=NH2、氨基烷基、烷基鏈、芳基烷基鏈、聚丙烯酸鏈、聚氧乙烯鏈或低分子量分子(例如藥物)或高分子量分子(例如聚合物、蛋白等)；優(yōu)選地，所述具有低分子量或高分子量的分子是生物相容的并且可溶于有機(jī)溶劑或水介質(zhì)中。特別地，用于第一步驟的碳酸化活性試劑可以是雙(4-硝基苯基碳酸酯)(一種羰基苯酯)和/或氯代硝基苯基碳酸酯。在有機(jī)溶劑中可溶的透明質(zhì)酸鹽應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地選自四丁銨鹽(表示為T(mén)BA)或十六烷基三甲基銨鹽(表示為CTA)。根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方面，用于官能化反應(yīng)的有機(jī)溶劑選自二甲亞砜、
7二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和它們的混合物，并且活化步驟(a)和親核取代步驟(b)都在 10°C和600C之間的溫度下進(jìn)行。所獲得的HA衍生物的官能化程度可從HA的唯一一個(gè)羥基至HA的全部羥基變化， 并且官能化程度取決于(以成正比的方式)在上文所描述的工藝中所使用的反應(yīng)性的羰基化試劑的量。優(yōu)選地，官能化程度在5%和95%之間，更優(yōu)選地20%和80%之間變化(為了對(duì)此更好的理解，參見(jiàn)實(shí)施例1)。根據(jù)其他具體的實(shí)施方案，具有通式NH2-R的化合物可選自胼(NH2-NH2)和具有式 NH2-(CH2)n-NH2的雙氨基烷基，其中η是1和30之間，優(yōu)選地1和10之間的數(shù)。在以下實(shí)驗(yàn)部分中示出的另一個(gè)具體的實(shí)施方案中，雙官能分子例如乙二胺(NH2-CH2-CH2-NH2,稱作 EDA)和胼(NH2-NH2,稱作Hy)被分別連接至HA主鏈以獲得衍生物HA-EDA和HA_Hy。根據(jù)本發(fā)明，透明質(zhì)酸衍生物例如HA-EDA或HA-Hy可被開(kāi)發(fā)以通過(guò)使用作為活化劑的碳化二亞胺類的自動(dòng)交聯(lián)程序或由使用雙官能交聯(lián)分子例如戊二醛或其他多官能分子的化學(xué)交聯(lián)來(lái)生產(chǎn)水凝膠。所提及的實(shí)施方案的具體細(xì)節(jié)在以下實(shí)驗(yàn)部分中。本發(fā)明公開(kāi)了利用使用本發(fā)明中所示的程序獲得的氨基或胼透明質(zhì)酸衍生物的有機(jī)溶劑可溶的鹽尤其是四丁銨鹽或者水溶性透明質(zhì)酸鹽以進(jìn)行進(jìn)一步的衍生化的方法。 這種衍生化可在有機(jī)溶劑或水介質(zhì)中進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的其他的優(yōu)選方面，如程序的步驟 (b)中獲得的透明質(zhì)酸鹽衍生物緊接著通過(guò)用具有通式Y(jié)-R’的分子親核取代的進(jìn)一步的官能化程序，其中Y是良好的離去基團(tuán)例如鹵素、N-氧代琥珀酰亞胺、具有1-6個(gè)碳原子的烷氧基，或者Y是酐或環(huán)氧化物的親電子部分，并且R’是都被適當(dāng)取代的諸如丙烯?；蚣谆；牟糠郑挥袡C(jī)溶劑或水溶劑可溶的分子的一部分。優(yōu)選地，在包括5°C和60°C之間的溫度下，在選自二甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或它們的混合物的極性非質(zhì)子溶劑中進(jìn)行進(jìn)一步的官能化；按照本發(fā)明的其他的優(yōu)選方面，反應(yīng)在選自二乙胺、三乙胺、二甲氨基吡啶和它們的混合物的催化劑的存在下進(jìn)行。為了生產(chǎn)丙烯酸透明質(zhì)酸衍生物或甲基丙烯酸透明質(zhì)酸衍生物，具有式Y(jié)-R’的這樣的化合物優(yōu)選地是甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、丙烯酰氯、丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯；為了生產(chǎn)在以下實(shí)驗(yàn)部分示出的另一種特定的衍生物，透明質(zhì)酸的苯甲酰基半胱氨酸(benzoylcysteine)衍生物，通式Y(jié)-R’的化合物是N-氧代琥珀酰亞胺單酯或N，N’ - 二苯甲酰-L-胱氨酸的二酯或其類似的衍生物。在這一最后的實(shí)例中，從該進(jìn)一步的官能化得到的衍生物隨后用還原程序處理以獲得與透明質(zhì)酸連接的部分苯甲?；腚装彼?。根據(jù)另外的方面，本發(fā)明研究由可由如上文描述的工藝獲得的具有 50000-1500000道爾頓范圍的分子量的透明質(zhì)酸的官能化衍生物組成的新產(chǎn)物。下文將呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)式，其意圖為僅僅代表當(dāng)HA羥基經(jīng)受上文描述的工藝時(shí)發(fā)生于 HA羥基的官能化的類型(共價(jià)鍵合)。下文所報(bào)告的結(jié)構(gòu)不意圖代表官能化程度，而官能化程度是與上文工藝中所使用的反應(yīng)性的羰基化試劑的量成正比，如上所述。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明涉及可由如上文所描述的工藝獲得的具有包括在50000和1500000道爾頓之間的分子量的透明質(zhì)酸丙烯酸衍生物或甲基丙烯酸衍生物。這樣的甲基丙烯酸衍生物的官能化的類型可以由描述起始透明質(zhì)酸的兩個(gè)連續(xù)的二糖單元的以下結(jié)構(gòu)表示，其中至少一個(gè)羥基已經(jīng)被官能化。 HA-EDA-MA丙烯酸衍生物可由上式表示，其中丙烯酰基代替甲基丙烯?；嬖?。如上文所報(bào)告的，這樣的丙烯酸衍生物或甲基丙烯酸衍生物可根據(jù)由本發(fā)明公開(kāi)的“兩步驟”程序以及之后進(jìn)一步的官能化來(lái)生產(chǎn)。而且，控制丙烯酸基團(tuán)或甲基丙烯酸基團(tuán)中第三步驟官能化的量以獲得具有范圍從5 %至95 %的游離氨基的衍生物是可能的。交聯(lián)的水凝膠可使用光致交聯(lián)程序從上文描述的產(chǎn)物獲得，其中所提及的官能化衍生物在水溶液或有機(jī)溶液中的濃度包括在1 % w/v和20% w/v之間。優(yōu)選地，水凝膠通過(guò)在有或沒(méi)有自由基光敏引發(fā)劑的情況下用包括在ISOnm和SOOnm之間的波長(zhǎng)的輻射，采用包括5分鐘和10小時(shí)之間的輻射時(shí)間來(lái)獲得。這些水凝膠也可通過(guò)Y輻射、微波輻射或通過(guò)其他電離輻射來(lái)獲得。這樣的光致交聯(lián)還可在單官能和多官能的適當(dāng)?shù)奶砑觿├绫┧岷图谆┧釂误w、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和聚乙二醇丙烯酸酯的存在下或在用于改變或改進(jìn)塑性、 硬度、親水特性和親脂特性的其他添加劑的存在下發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，這把以下衍生物作為具體的目的根據(jù)所提出的兩步驟程序獲得的新的衍生物，可從上文描述的工藝獲得的具有包括在50000和1500000道爾頓之間的分子量的透明質(zhì)酸苯甲?；腚装彼嵫苌锘蚱湎嗨频难苌铩＿@樣的透明質(zhì)酸苯甲?；腚装彼嵫苌锟赏ㄟ^(guò)以下結(jié)構(gòu)表示，該結(jié)構(gòu)涉及起始透明質(zhì)酸的兩個(gè)連續(xù)的二糖單元，其中至少一個(gè)羥基已經(jīng)被官能化
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)透明質(zhì)酸的官能化衍生物的工藝，所述工藝包括以下連續(xù)的步驟a)透明質(zhì)酸的至少一個(gè)羥基的活化，所述透明質(zhì)酸以其鹽的形式，可溶于有機(jī)溶劑中， 所述活化是通過(guò)在極性非質(zhì)子溶劑中所述透明質(zhì)酸鹽與選自碳酸苯酯類和商代甲酸苯酯類的羰基化試劑的反應(yīng)；b)由步驟a)產(chǎn)生的活化的透明質(zhì)酸鹽通過(guò)親核取代反應(yīng)與通式NH2-R的化合物的反應(yīng)，其中R選自由NH2、氨基烷基、烷基鏈或芳基烷基鏈、聚丙烯酸鏈、聚氧乙烯鏈或低分子量的分子(例如藥物)或高分子量分子組成的組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述羰基化試劑選自雙(4-硝基苯基碳酸酯)和氯代苯基碳酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述通式NH2-R的化合物選自胼和式 NH2-(CH2)n-NH2的二氨基烷基，其中η是1和30之間，優(yōu)選地1和10之間的數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述透明質(zhì)酸鹽選自四丁銨鹽和十六烷基三甲基銨鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述極性非質(zhì)子溶劑選自由二甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和它們的混合物組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的工藝，其中活化步驟(a)和親核取代步驟(b)都在包括10°C和60°C之間的溫度下進(jìn)行。
7.一種用于水凝膠生產(chǎn)的工藝，所述工藝是使根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)獲得的透明質(zhì)酸的官能化衍生物在作為活化劑的碳二亞胺的存在下經(jīng)受自交聯(lián)，或通過(guò)使用雙官能或多官能的交聯(lián)劑而經(jīng)受化學(xué)交聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的工藝，其中從所述步驟b)獲得的鹽形式的透明質(zhì)酸的官能化衍生物通過(guò)與式Y(jié)-R’的化合物反應(yīng)的親核取代而經(jīng)受進(jìn)一步的官能化，其中Y 是選自鹵素、N-氧代琥珀酰亞胺、具有1-6個(gè)碳原子的烷氧基的良好的離去基團(tuán)，或者Y代表酐或環(huán)氧化物的親電子部分，并且R’選自由以下組成的組都被任選取代的丙烯?；蚣谆；?qū)儆谠谟袡C(jī)溶劑或水溶劑中可溶的分子的基團(tuán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其中所述進(jìn)一步的官能化在水介質(zhì)或有機(jī)溶劑，優(yōu)選選自由二甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和它們的混合物組成的組的極性非質(zhì)子溶劑中進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8-9中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述進(jìn)一步的官能化在包括5°C和 60°C之間的溫度下進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述進(jìn)一步的官能化在催化劑的存在下進(jìn)行，所述催化劑選自由以下組成的組二乙胺、三乙胺、二甲氨基吡啶和它們的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述式Y(jié)-R’的化合物對(duì)應(yīng)于甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、丙烯酰氯、丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述式Y(jié)-R’的化合物對(duì)應(yīng)于N-氧代琥珀酰亞胺酯或N，N’ - 二苯甲酰-L-胱氨酸的二酯或類似的衍生物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工藝，其中由所述進(jìn)一步的官能化獲得的所述衍生物經(jīng)受還原工藝以獲得苯甲?；?半胱氨酸部分或其類似的衍生物。
15.一種透明質(zhì)酸的官能化衍生物，具有從50000至1500000道爾頓范圍內(nèi)的分子量， 可從權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的工藝獲得。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的官能化衍生物，其中所述官能化程度包括在透明質(zhì)酸的至少一個(gè)羥基和全部羥基之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15-16中任一項(xiàng)所述的官能化衍生物，可從權(quán)利要求12的工藝獲得。
18.—種水凝膠，可從光致交聯(lián)工藝獲得，包含根據(jù)權(quán)利要求17所述的透明質(zhì)酸的官能化衍生物，其中所述官能化衍生物在水溶液或有機(jī)溶液中的濃度包括在w/v和20% w/v之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的水凝膠，可通過(guò)在自由基引發(fā)劑的存在或不存在下，采用從5分鐘至10小時(shí)變化的輻射時(shí)間的、具有在180nm至800nm范圍內(nèi)的最大波長(zhǎng)的輻射而獲得。
20.一種水凝膠，可從使用Y射線、微波或其他電離輻射的輻射工藝獲得，包含根據(jù)權(quán)利要求17所述的透明質(zhì)酸的官能化衍生物。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求15-16中任一項(xiàng)所述的官能化衍生物，可從權(quán)利要求13-14中任一項(xiàng)所述的工藝獲得。
22.—種水凝膠，可從空氣中自動(dòng)氧化的工藝獲得，包含根據(jù)權(quán)利要求21所述的透明質(zhì)酸的官能化衍生物。
23.從權(quán)利要求7所述的工藝獲得或根據(jù)權(quán)利要求18-20或22所述的水凝膠，以納米粒子或微粒、薄膜、膜、纖維和支架的形式被生產(chǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的水凝膠用于生產(chǎn)用于藥物或遺傳物質(zhì)的持續(xù)釋放的系統(tǒng)或用于覆蓋傷口、器官或組織的系統(tǒng)或用于組織再生的可植入材料或支架的用途。
全文摘要
在本發(fā)明中，描述了可用于將官能團(tuán)插入透明質(zhì)酸(HA)的兩步驟程序，該兩步驟程序是通過(guò)在有機(jī)溶劑中在HA的羥基上形成特定的活性基團(tuán)和隨后用至少在其末端部分包含親核官能團(tuán)的側(cè)部分NH2-R在所插入的活性基團(tuán)上取代來(lái)進(jìn)行的。通過(guò)親核取代插入的基團(tuán)可在其另一個(gè)末端部分包含另外的親核官能團(tuán)，以可容易地開(kāi)發(fā)來(lái)進(jìn)一步化學(xué)官能化的方式，由此例如獲得HA官能團(tuán)的甲基丙烯?；垣@得可光致交聯(lián)的衍生物。所提出的工藝的直接衍生物和通過(guò)進(jìn)一步的官能化獲得的那些衍生物兩者都可被用于生產(chǎn)水凝膠。
文檔編號(hào)C08B37/00GK102227448SQ200980147761
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者喬凡娜·皮塔雷西, 加埃塔諾·賈莫納, 法比奧·帕倫博 申請(qǐng)人:巴勒莫大學(xué)