СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛАДАЮЩИХ ПОНИЖЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ В ВОДЕ ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АМИНОСАЛИЦИЛОВЫМИ КИСЛОТАМИ КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИСАХАРИДОВ Российский патент 2009 года по МПК A61K47/48 A61K31/734 A61K31/726 C08B37/04 A61L15/28 

Изобретение относится к области химии, в частности к способу получения обладающих пониженной растворимостью в воде пленок, которые могут быть использованы в медицине.

К карбоксилсодержащим полисахаридам относятся полиуглеводы как растительного, так животного происхождения. Кислые гликозаминогликаны (ГАГ) из соединительных тканей животных и человека (гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты и гепарин) являются гетерополисахаридами линейного строения различной молекулярной массы и степени сульфатирования. На основе ГАГ создан ряд фармакопейных препаратов, в том числе в виде пленочного материала. Например, пленки «Seprafilm», применяющиеся в качестве барьерного материала для предупреждения спаечной болезни брюшины, представляют собой водорастворимую смесь двух полисахаридов: карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и действующего вещества - гиалуроновой кислоты, обладающей репаративно-регенеративными свойствами.

Альгиновая кислота (АК) - полисахарид линейного строения содержится в бурых водорослях и состоит из остатков β-D-маннуроновой и α-L-гулуроновой кислот.На основе альгиновой кислоты или ее натрий-кальциевых солей известны фармакопейные препараты: «Альгимаф» (в сочетании с сульфаниламидным препаратом «Мафенид») и «Альгипор» (в сочетании с антисептиком фурацилином) - ранозаживляющие средства с резорбтивным и регенерирующим действием [Машковский М.Д. Лекарственные средства. - М.: Новая волна. 2005]. Из альгинатного волокна производятся стерильные повязки для обработки раневых поверхностей с обильным отделением экссудата: «Супрасорб-А», «Мелгисорб» и «Калтостат».

Известны следующие способы получения малорастворимых или нерастворимых в воде материалов на основе карбоксилсодержащих полисахаридов.

1. Способ основан на образовании комплексных солей или полиэлектролитных комплексов из отрицательно заряженных молекул карбоксилсодержащих полисахаридов и соединений катионной природы. Обычно такие комплексы получают смешиванием водных растворов электролитов, в результате образуются мало- или нерастворимые продукты. Известны таким способом полученные комплексы гиалуроновой кислоты с белками (желатином, казеином, коллагеном, миозином, фибрином) и полисахаридами (хитозаном, триэтаноламиноальгинатом). Они обладают репаративными и ранозаживляющими свойствами и используются для изготовления искусственной кожи, протезов кровеносных сосудов и других материалов медицинского назначения [Пат. ЕР 0544259 А1 (1992); Denuziere D., Ferrier O., Damour O., Domard A. // Biomaterials. 1998. V.19. P.1275-1285; Denuziere A., Ferrier D., Domard A. // Carbohydr. Polym. 1996. V.29. P.317-323; Denuziere A., Ferrier D., Damour O. // Ann. Pharm. Fr. 2000. V. 58 (1). P.47-53]. Комплексы хондроитинсульфатов с хитозаном, содержащим 10% свободных аминогрупп, предложены в качестве носителей лекарственных средств, например преднизолона [Kofuji К., Ito Т., Marata Y., Kawashima S. // Biol. Pharm. Bull. 2002. V.25 (2). P.268-271]. Гепарин прочно связывается с целлюлозой, катионизированной триметил(3-хлор-2-гидроксипропил)аммонийхлоридом [Baumann H., Keller R. // J.Membr. Sci. 1991. V.61. P.253-268], или полиэтилвиниловым спиртом, на поверхности которого иммобилизован L-лизингидробромид [Xinghang M., Fazal M.S., Wan K.S. II]. Colloid Interface Sci. 1991. V.147(1). P.251-261]. Эти биоматериалы с ионносвязанным гепарином обладают антикоагулянтной активностью и могут использоваться в качестве мембран с атромбогенными свойствами.

Из альгинатов путем взаимодействия с солями двухвалентных металлов [Dhoot N.O., Wheatley M.A. IIJ. Pharm. Sci. 2003. V.92. P.679] или различными полиэлектролитами - хитозаном [Takeshi G., Matsushima К., Kikuchi Ken-Ichi. // Chemosphere. 2004. V.55 P.135-140], полиэтиленимином [H.-J. Park and Y.-H. Khang // Enzyme and Microbial Technol. 1995. V.17. P.408] получены нерастворимые в воде гели, которые могут применяться для адсорбции металлов, в качестве сред для культивирования микроорганизмов, а также для капсулирования лекарственных средств.

2. Способ основан на ковалентном связывании полисахаридов с соединениями, обладающими, например, гидрофобными свойствами, или с соединениями полимерной природы. Например, при конъюгации гиалуроновой кислоты с эфирами или амидами природных аминокислот (L-лейцином, Z-изолейцином, Z-валином, Z-пролином, Z-аргинином, L-гистидином, L-лизином, Z-фенилаланином и Z-лейцином) в присутствии 1-этил-3-[3-(диметиламино)пропил]карбодиимида (КДИ) получают продукты, нерастворимые в воде [Пат. US 6610669 (2003)]. С применением того же КДИ получают конъюгаты хондроитинсульфатов с коллагеном [L. Zhang, D. Ма, F. Wang, Q.Zang // Artif. Cells Blood Substit. Immobil. Biotechnol. 2002. V.30. P.319] и желатином [Ch.-H. Chang, H.-C.Liu, C.-C.Lin, C.-H.Chou, F.-H.Lin // Biomaterials. 2003. V.24. P.4853], которые могут использоваться в качестве искусственной хрящевой ткани. Кросс-сшитые продукты, полученные взаимодействием ГАГ (гиалуроновой кислоты или хондроитинсульфатов) с α,ω-диоксополиэтиленгликолем, в форме пленочного материала могут применяться для заживления ран и регенерации тканей [Kirker K.R., Luo Y., Nielson J.H., Shelby J., Prestwich G.D. // Biomaterials. 2002. V.23 (17). P.3661-3671]. Гели, полученные из альгината, кросс-сшитого с такими полимерами как хитозан [Тау L.-K., Khoh L.-K., Loh C.-S., Khor E. // Biotechnol. Bioeng. 1993. V.42. P.449], полиакриловая кислота [Mano Т., Mitsuda S., Kumazawa E. and Takeshida Y. // J.Ferment. Bioeng. 1992. V.73. P.486], поливиниловый спирт [Wu K.-Y. and Wisecarver K.D. // Biotechnol. Bioeng. 1992. V.39. P.447], поливиниламин [Wang F.F., Wu C.R. and Wang Y.J. // Biotechnol. Bioeng. 1992. V.40. P.1115], проявляют повышенную устойчивость к разрушающему действию одновалентных катионов.

3. Межмолекулярная и внутримолекулярная сшивка также приводит к уменьшению растворимости биоматериалов на основе полисахаридов. В качестве сшивающих реагентов используют различные би- и полифункциональные соединения [Vercruysse K.P., Prestwich G.D. // Therapeutic Drug Carrier Systems. 1998. V.15. №5. P.513-555]: POCl₃ [Пат. WO 9009401 (1990)], эпихлоргидрин [Пат. ЕР 0161887 (1985)], водорастворимые карбодиимиды (например, КДИ) [Tomihata К., Ikada Y. // J.Biomed. Mater. Res. 1997. V.37 (2). P.243-251], дивинилсульфон, полиазиридины, этиленоксид и другие эпоксисоединения. Модификация полисахаридов приводит к снижению их биодеградируемости под действием субстратспецифичных лидаз [Vercruysse K.P., Marecak D.M., Marecak J.F., Prestwich G.D. // Bioconj. Chem. 1997. V.8 (5). P.686-694], тем самым может достигаться пролонгирование действия лекарственных препаратов на основе полиуглеводов или лекарств, капсулированных в малорастворимую полисахаридную оболочку.

Задачей предлагаемого изобретения является получение обладающих пониженной растворимостью в воде пленок на основе модифицированных аминосалициловыми кислотами кислых полисахаридов путем обработки их поверхности раствором хлорида железа (III) (FeCl₃).

Пленки изготовляют из конъюгатов гликозаминогликанов или альгиновой кислоты с 4- или 5-аминосалициловой кислотой или из смесей перечисленных выше конъюгатов в любых соотношениях друг с другом, или из смесей конъюгатов с полимерными соединениями, не содержащими ковалентно связанных 4- или 5-аминосалициловых кислот, и способными образовывать пленки (карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), гликозаминогликаны, альгинат натрия, желатин, альбумин и др.). В последнем случае доля полимера, не содержащего остатков 4- или 5-аминосалициловой кислот, не должна быть более 50%. При обработке поверхности пленки 2-20% раствором FeCl₃ очень быстро образуется комплекс с остатком салициловой кислоты, пленка приобретает фиолетовый цвет и, в зависимости от времени экспозиции (1-5 мин) с FeCl₃, пленка частично или полностью утрачивает растворимость в воде (или биологических жидкостях). Такую обработку можно проводить с одной стороны пленки непосредственно перед ее применением, при этом другая сторона пленки сохраняет свою адгезивность к поверхности живой ткани. Следует отметить, что FeCl₃ обладает кровоостанавливающим действием и входит в состав гемостатического средства «Капрофер», который тоже можно использовать для обработки поверхности пленок.

Салицилаты гликозаминогликанов и альгиновой кислоты изготовляют известным способом по реакции полисахаридов с 4- или 5-аминосалициловой кислотой в присутствии конденсирующего реагента КДИ [Понеделькина И.Ю., Одиноков В.Н., Вахрушева Е.С., Голикова М.Т., Халилов Л.М., Джемилев У.М. // Биоорг. химия. 2005 г. Т.31. №1. С.90-95; Понеделькина И.Ю., Одиноков В.Н., Лукина Е.С., Тюмкина Т.В., Халилов Л.М., Джемилев У.М. II Биоорг. химия. 2006. Т.32. №5. С.524-529; Пат. РФ №2283848].

На примерах гиалуроновой кислоты и альгината показана схема синтеза их конъюгатов с аминосалициловыми кислотами:

Для получения ограниченно растворимого или нерастворимого в воде пленочного материала отлитые из водных растворов и высушенные на воздухе пленки на основе модифицированных аминосалициловыми кислотами карбоксилсодержащих полисахаридов обрабатывают следующим образом.

Пример 1. На одну или обе стороны пленки, изготовленной из конъюгата гиалуроновой кислоты с 4-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), кисточкой наносят 2%-ный раствор хлорида железа (III) (FeCl₃) (или погружают пленку в раствор FeCl₃), выдерживают при 20°С 2-5 мин до появления фиолетового цвета, затем избыток раствора удаляют промоканием фильтровальной бумагой. Получают пленочный материал, ограниченно растворимый в воде.

Пример 2. На одну или обе стороны пленки, изготовленной из конъюгата гиалуроновой кислоты с 4-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), кисточкой наносят 20%-ный раствор хлорида железа (III) (FeCl₃) (или погружают пленку в раствор FeCl₃), выдерживают при 20°С 1-2 мин до появления фиолетового цвета, затем избыток раствора удаляют промоканием фильтровальной бумагой. Получают пленочный материал, нерастворимый в воде.

Пример 3. Пленку, изготовленную из конъюгата гиалуроновой кислоты с 5-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Пример 4. Пленку, изготовленную из конъюгата альгината с 4-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Пример 5. Пленку, изготовленную из конъюгата альгината с 5-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Пример 6. Пленку, изготовленную из конъюгата хондроитинсульфатов (природных смесей хондроитин-6-сульфат/дерматансульфат из пупочных канатиков новорожденных или хондроитин-4-сульфат/хондроитин-6-сульфат из хрящевой ткани) с 4-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Пример 7. Пленку, изготовленную из конъюгата хондроитинсульфатов (природных смесей хондроитин-6-сульфат/дерматансульфат из пупочных канатиков новорожденных или хондроитин-4-сульфат/хондроитин-6-сульфат из хрящевой ткани) с 5-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Пример 8. Пленку, изготовленную из конъюгата гепарина с 4-аминосалициловой кислотой (в виде натриевой соли), обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Пример 9, 10. Пленку, содержащую 50 мас.% карбоксиметилцеллюлозы и 50 мас.% конъюгата гиалуроновой кислоты с 4- или 5-аминосалициловой кислотой, отливают из воды и обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃) аналогично примеру 1 или примеру 2.

Другие смесевые композиции на основе полимерных салицилатов с введением в смесь не более 50 мас.% одного полимера, выбранного из группы, включающей гликозаминогликан, альгинат, желатин и альбумин, готовят аналогично и обрабатывают раствором хлорида железа (III) (FeCl₃), как описано в примере 1 или примере 2.

Для осуществления способа берут пленки из конъюгатов гликозаминогликанов с 4- или 5-аминосалициловыми кислотами или конъюгатов альгината с 4- или 5-аминосилициловыми кислотами или смесей конъюгатов друг с другом или смесей конъюгатов, по меньшей мере, с одним полимером, выбранным из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу, гликозаминогликан, альгинат, желатин, альбумин, с содержанием в смеси салицилата не менее 50%, и обрабатывают их 2-20%-ным раствором хлорида железа (III) при комнатной температуре в течение 1-5 минут. Образующийся на поверхности комплекс придает пленке пониженную растворимость в воде и биологических жидкостях, тем самым обеспечивая пролонгирование действия биоматериала. Такой пленочный материал может быть полезен в медицине и фармакологии.

Способ получения обладающего пониженной растворимостью в воде пленочного материала на основе модифицированных гликозаминогликанов и альгината, заключающийся в том, что пленки, изготовленные из конъюгатов гликозаминогликанов с 4- или 5-аминосалициловыми кислотами или конъюгатов альгината с 4- или 5-аминосилициловыми кислотами или смесей конъюгатов друг с другом в любых соотношениях, или смесей конъюгатов, по меньшей мере, с одним полимером, выбранным из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу, гликозаминогликан, альгинат, желатин, альбумин, с содержанием в смеси полимерного салицилата не менее 50%, обрабатывают 2-20%-ным раствором хлорида железа (III) при комнатной температуре в течение 1-5 мин.