СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ВИТАМИНАМИ СШИТОЙ СОЛИ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 2010 года по МПК C08B37/08 C08L5/00 A61K31/728 A23L1/03 

Изобретение относится к природным полимерам из класса полисахаридов, а именно к принципиально новому способу получения химически модифицированной витаминами сшитой соли гиалуроновой кислоты (ГК). Изобретение относится также к биоактивной композиции на основе новой, модифицированной витаминами сшитой соли гиалуроновой кислоты и может найти применение в различных областях медицины, в косметике, например, в эстетической дерматологии и пластической хирургии.

Условия, при которых реализуется заявленный способ, позволяют осуществить одновременно или последовательно взаимодействие исходных реагентов, а именно: 1) взаимодействие обеих глицидиловых групп сшивающего агента с гидроксильными группами соли ГК с образованием сшитой соли ГК; 2) взаимодействие одной глицидиловой группы сшивающего агента с гидроксильной группой соли ГК, а второй глицидиловой группы сшивающего агента с гидроксильной группой модифицирующего агента (витамина) с образованием модифицированной витамином соли ГК.

Не известны способы получения химически модифицированных витаминами сшитых солей ГК, однако известен ряд способов получения химически немодифицированных сшитых солей ГК путем взаимодействия солей ГК с различными сшивающими агентами в органической и (или) водной среде [патент США, US 7125860, опубл. в 2006 г.]. В другом известном способе соли ГК предварительно подвергают взаимодействию с хлорангидридом коричной кислоты в среде диметилформамида и последующую стадию сшивания осуществляют под действием УФ-облучения [патент США, US 5462976, опубл. в 1995 г.]. Недостатками этих способов являются двухстадийность химических процессов, высокая токсичность органических реагентов и растворителей, трудоемкая очистка конечных продуктов.

Известны способы получения сшитых солей ГК в одной химической стадии [патент США, US 6013679, опубл. в 2000 г., патент США, US 6537979, опубл. в 2003 г.], или способ получения сшитых солей ГК, включающий взаимодействие натриевой соли ГК с хлоридами железа, алюминия и хрома в водной среде [патент США, US 5532221, опубл. в 1996 г.], или способ получения сшитых солей ГК, включающий взаимодействие натриевой соли ГК с дивинилсульфоном в щелочной среде [патент США, US 4582865, опубл. в 1986 г.]. Недостатками вышеперечисленных одностадийных способов являются высокая токсичность сшивающих и прочих агентов, увеличение объемов реакционной системы и производственных помещений, а также большой расход воды.

Известны способы получения сшитых солей ГК с использованием малотоксичных сшивающих агентов [патент США, US 4716154, опубл. в 1987 г.; патент США, US 4716224, опубл. в 1987 г.; патент США, US 4963666, опубл. в 1990 г.]. Этот метод имеет следующие недостатки: применение большого избытка реагентов, сложные приемы очистки и выделения целевых продуктов (диализ, отмывание избыточных реагентов и др.), многостадийность процесса, увеличение объемов реакционной системы и производственных помещений, большой расход энергии и воды.

Известен и более простой способ получения немодифицированных сшитых солей ГК, включающий стадию взаимодействия натриевой соли ГК с диглицидиловыми эфирами алкандиолов в кислой водной среде [патент США, US 4886787, опубл. в 1989 г.]. Этот метод имеет следующие недостатки: применение большого избытка сшивающих агентов, увеличение объемов реакционной системы и производственных помещений, большой расход воды, а также необходимость установки громоздких и дорогостоящих очистных сооружений, что связано с большими энерго-, материало- и трудозатратами. Кроме того, отсутствуют сведения о получении других сшитых солей ГК, кроме натриевой. Следует особо отметить, что в связи с тем, что взаимодействие исходных реагентов осуществляют в водной среде, данный метод не позволяет использовать в качестве исходных реагентов водонерастворимые соли ГК.

Не известны химически модифицированные витаминами сшитые соли ГК и способы их получения, однако известен способ получения модифицированных антиоксидантами сшитых солей ГК [Патент РФ №2174985, опубл. в 2001 г.]. При этом реакцию сшивания и модифицирования проводят с применением органических растворителей (гексан, толуол, метиленхлорид, N-метилпирролидон, ацетон и очень токсичный метанол). В качестве антиоксидантов применяют пространственно затрудненные фенолы (замещенные 3,5-ди-трет.-бутилфенолы). Недостатками этого способа являются многостадийность и большая продолжительность процесса (более суток), использование больших количеств токсичных органических растворителей и сложность очистки конечных продуктов. Кроме того, в качестве антиоксидантов не были использованы витамины.

Композиции на основе модифицированных витаминами сшитых солей ГК также не известны. Однако известны композиции, включающие витамины и немодифицированную ГК или ее натриевую соль [Патент США, US 7341743, опубл. в 2008 г.; Патент США, US 7381423, опубл. в 2008 г.; Заявка РФ №94015249, опубл. в 1996 г.; Заявка РФ №97110015, опубл. в 1999 г.; Заявка РФ №97113248, опубл. в 1999 г.; Заявка РФ №2004118419, опубл. в 2005 г.]. Эти композиции предназначены для использования в качестве косметического или лекарственного средства. Недостатком этих композиций является то, что они включают плохо совмещающиеся между собой (либо несовмещающиеся) компоненты, из которых очень сложно приготовить гомогенную высокоэффективную композицию.

Наиболее близкими к данному изобретению являются композиции, включающие витамины и растительные экстракты и природные полисахариды, в том числе ГК [Патент США, US 6426080, опубл. в 2002 г.]. Эти композиции предназначены для защиты кожи от вредного воздействия свободных радикалов и используются для приготовления различных гелей и косметических кремов, в том числе крема от загара. В описании изобретения не приведены примеры реализации композиции, содержащей ГК, а также отсутствуют данные о стойкости композиции к ее деструкции в присутствии гидроксильных радикалов. Кроме того, способ получения композиции требует добавления вспомогательных компонентов, например ПАВ, растворителей и т.д., способствующих гомогенизации смеси компонентов.

Задачей данного изобретения является создание экологически безопасного принципиально нового способа, позволяющего получать неизвестные ранее модифицированные витаминами сшитые соли ГК в одностадийном технологическом режиме в отсутствие жидкой среды, без больших энерго-, трудо- и водозатрат, при этом получать целевые продукты с высоким выходом, а также использовать в качестве исходных реагентов самые разнообразные, в том числе водонерастворимые соли ГК.

Задачей является также создание широкого ассортимента для различных областей применения, новых композиций на основе более устойчивой сшитой и одновременно модифицированной витаминами ГК, способной достаточно долго (больше недели) находиться в организме без существенной деструкции. Кроме того, пролонгировать действие витаминов за счет образования с ними прочной химической связи и дополнительного введения в качестве функциональной добавки различных антиоксидантов, которые быстро взаимодействуют с гидроксильными радикалами, ответственными за процессы деструкции. Кроме того, упростить состав композиции и способ смешения ее компонентов - исключить добавление вспомогательных веществ, например ПАВ, растворителей.

Поставленная задача решается тем, что создан универсальный экологически безопасный способ получения модифицированной витаминами сшитой соли гиалуроновой кислоты, заключающийся в том, что осуществляют химическое взаимодействие соли гиалуроновой кислоты, не менее двух витаминов вместе с, по крайней мере, одним сшивающим агентом, подвергая исходные реагенты одновременному воздействию давления в пределах от 5 до 1000 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20 до 50°С.

В качестве соли гиалуроновой кислоты можно использовать соль, выбранную из ряда: тетраалкиламмониевая, литиевая, натриевая, калиевая, кальциевая, магниевая, бариевая, цинковая, алюминиевая, медная, золотая, или смешанная соль гиалуроновой кислоты из вышеуказанного ряда или гидросоль гиалуроновой кислоты.

В частности, солью гиалуроновой кислоты является натриевая или смешанная, или гидронатриевая соль.

Витаминами являются соединения из ряда: ретинол, тиамин, рибофлавин, пантетеин, пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксальфосфат, пиридоксамин, цианокобаламин, пантотенат кальция, пангамат кальция, кальциферол, холекальциферол, α- или β-, или γ-токоферол, α- или β-биотин, рутин, кверцетин, холина хлорид, мезоинозит; а также кислоты из ряда: пантотеновая, фолиевая, аскорбиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая, никотиновая, липоевая.

В частности витаминами являются: смесь α-токоферола и аскорбиновой кислоты или смесь рибофлавина и фолиевой кислоты или смесь α-токоферола, ретинола и аскорбиновой кислоты или смесь рибофлавина, фолиевой и пантотеновой кислот или смесь α-токоферола, ретинола, рутина, никотиновой и аскорбиновой кислот или смесь рибофлавина, пиридоксальфосфата, кальциферола, пангамата кальция, фолиевой и пантотеновой кислот. Все вышеперечисленные витамины в своей химической структуре имеют гидроксильную группу, способную химически взаимодействовать с глицидиловыми группами сшивающих агентов.

Сшивающим агентом является по крайней мере один эфир из ряда: диглицидиловый эфир этиленгликоля, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля (ДЭГ-1), диглицидиловый эфир триэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля, диглицидиловый эфир пропиленгликоля, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола (ДЭБД), диглицидиловый эфир 1,6-гександиола.

Мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты или суммы ее солей к сшивающему агенту или к сумме сшивающих агентов составляет от 50:1 до 5:1.

Мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сумме витаминов составляет от 100:1 до 10:1, а мольное соотношение: сумма витаминов к сшивающему агенту или к сумме сшивающих агентов находится в пределах от 1:10 до 1:2.

Продолжительность воздействия давления и деформации сдвига в частности находится в пределах от 0,1 до 10 минут.

В качестве механохимического реактора можно использовать, в частности, наковальни Бриджмена или аппарат шнекового типа.

В случае осуществления процесса, где механохимическим реактором являются наковальни Бриджмена, реакционную смесь подвергают деформации сдвига путем изменения угла поворота нижней наковальни, в частности в пределах от 50 до 350 градусов. При этом для лучшей реализации способа предпочтительно исходные реагенты предварительно гомогенизировать в смесителе при температуре от 20 до 50°С до получения однородной порошкообразной смеси. В данном случае можно использовать в качестве смесителя мельницу или смеситель шнекового типа, например двухшнековый экструдер.

В частности, механохимическим реактором является аппарат шнекового типа, например, выбранный из ряда: двухшнековый экструдер с однонаправленным вращением шнеков, двухшнековый экструдер с противоположно направленным вращением шнеков, двухшнековый экструдер с набором кулачков различного типа, например транспортные, запирающие, перетирающие.

Способ может быть реализован, в частности, поэтапно, например: сначала осуществляют химическое взаимодействие соли гиалуроновой кислоты вместе со сшивающим агентом, после чего полученную сшитую соль гиалуроновой кислоты подвергают взаимодействию с витаминами вместе с дополнительно введенным в реакционную смесь сшивающим агентом. При этом мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сшивающему агенту или к сумме сшивающих агентов находится в пределах от 50:1 до 5:1, а соотношение сумма витаминов к полученной сшитой соли гиалуроновой кислоты, в расчете на исходное количество гиалуроновой кислоты, и к дополнительно введенным в реакционную смесь, по крайней мере, одним сшивающим агентом или к сумме сшивающих агентов находится в пределах от 1:100 до 1:10 и от 1:10 до 1:2 соответственно.

В частности, в реакционную смесь дополнительно можно вводить, по крайней мере, одну функциональную добавку, например антиоксидант, пищевую, стабилизирующую, модифицирующую, лекарственную.

Решение поставленной задачи стало возможным благодаря тому, что процесс взаимодействия исходных реагентов осуществляют, в отличие от известных способов получения сшитых солей ГК (патент США, US 4886787) и химически модифицированной соли ГК (патент РФ №2174985), не в растворе, а путем взаимодействия исходных реагентов в твердом порошкообразном состоянии при одновременном воздействии давления и деформации сдвига. Это позволило достигнуть нового технического результата, заключающегося в создании нового универсального экологически безопасного способа, позволяющего получать целый ряд новых, модифицированных витаминами сшитых солей ГК, в одностадийном технологическом режиме в отсутствие жидкой среды, с получением целевых продуктов с высоким выходом. Способ не требует больших энерго-, трудо- и водозатрат, позволяет использовать в качестве исходных реагентов самые разнообразные, в том числе водонерастворимые соли ГК.

Задача решается также тем, что создана биоактивная композиция на основе модифицированной витаминами сшитой соли ГК, полученной вышеизложенным способом, включающая модифицированную витаминами сшитую соль ГК и по крайней мере одну функциональную добавку, например антиоксидант, пищевую, стабилизирующую, модифицирующую, лекарственную при мольном соотношении компонентов: модифицированная витаминами сшитая соль ГК к функциональной добавке в пределах от 100:1 до 1:1.

В качестве функциональной добавки, в зависимости от желаемого результата и предназначения, можно использовать соединение из ряда: ретинола фосфат, β-каротин, токоферола ацетат, викасол, никотинамид, никотинат натрия, метилметионинсульфония хлорид, натриевая соль липоевой кислоты, натриевая соль п-аминобензойной кислоты, дигидрокверцетин, L-цистеин, метионин, рибоксин, глюкоза, карбоксиметилцеллюлоза, магниевая, цинковая соль гиалуроновой кислоты, кальциевая соль ацетилгиалуроновой кислоты.

В частности, функциональной добавкой является смесь фосфата ретинола, β-каротина, дигидрокверцетина, ацетата токоферола, магниевой и цинковой соли гиалуроновой кислоты и карбоксиметилцеллюлозы или смесь L-цистеина, метионина, рибоксина, глюкозы, никотината натрия, викасола и кальциевой соли ацетилгиалуроновой кислоты или смесь никотинамида и натриевой соли липоевой кислоты или смесь метилметионинсульфония хлорида и натриевой соли п-аминобензойной кислоты. При этом L-цистеин, метионин, фосфат ретинола, β-каротин, дигидрокверцетин, ацетат токоферола, рибоксин обладают выраженными антиоксидантными свойствами. Следует особо подчеркнуть, что в качестве функциональных добавок используются только такие витамины, их производные и провитамины, которые в своей химической структуре не имеют гидроксильных групп и поэтому не могут химически связываться с солями ГК.

Композиция может быть получена путем смешения компонентов обычными приемами.

Композиция, в частности, может быть получена также и в условиях получения модифицированной витаминами сшитой соли гиалуроновой кислоты, то есть путем дополнительного введения в исходный реакционный состав желаемой функциональной добавки или смеси добавок.

В отличие от известной композиции заявленная композиция содержит модифицированную витаминами соль ГК. Кроме того, в новой композиции соль ГК находится в сшитом состоянии, а модификаторы - витамины - химически связаны со сшитой солью.

Это позволило получить новый технический результат - расширение ассортимента и областей применения композиции, а также пролонгировать действие витаминов за счет образования с ними прочной химической связи и дополнительного введения в качестве функциональной добавки различных антиоксидантов, которые быстро взаимодействуют с гидроксильными радикалами, ответственными за процессы деструкции, то есть значительное увеличение ее эффективности действия по сравнению с композицией на основе немодифицированной соли ГК. Кроме того, способ получения композиции не требует добавления вспомогательных компонентов, например ПАВ, растворителей.

Количественный характер выхода продуктов зависит от степени взаимодействия глицидиловых групп сшивающих агентов с гидроксильными группами солей ГК и гидроксильными группами витаминов. Поэтому о количественном выходе целевых продуктов судили по данным ИК-Фурье спектрального анализа исходных реагентов и продуктов реакции. Установлено, что в спектрах этих продуктов полностью отсутствуют характеристические полосы глицидиловых групп сшивающих агентов (850-860 и 900-920 см^-1) и присутствуют дополнительные полосы (1090-1120 см^-1), характерные для эфирных групп, появившихся в результате взаимодействия глицидиловых групп сшивающих агентов с гидроксильными группами солей ГК и витаминов. Выход модифицированных сшитых солей ГК определяли по результатам экстракции водным или спиртовым раствором конечных продуктов реакции при 50°С. Выделенные из экстрактов продукты взаимодействия ДЭГ-1 и ДЭБД с витаминами, не вступившие в реакцию с солями ГК, составляли 1-5% мас. от количества исходных компонентов, что соответстует практически количественному (95-99%-ному) выходу модифицированных сшитых солей ГК. Наличие аскорбиновой кислоты и ее производных определяли по характеристическим полосам 1610-1630, 1675-1685, 1730-1740 и 1750-1760 см^-1; α-токоферола и его производных - 1200-1220, 1570-1580 и 1730-1740 см^-1; ретинола и его производных - 960-970, 1100-1120 и 1230-1240 см^-1; рибофлавина и его производных - 1540-1550, 1580-1585 и 1730-1740 см^-1; фолиевой кислоты и ее производных - 1500-1520, 1580-1600 и 1700-1720 см^-1; пантотеновой кислоты и ее производных - 1420-1430, 1650-1660 и 1790-1800 см^-1; рутина и его производных 980-1000 и 1450-1470 см^-1; никотиновой кислоты 1030-1040, 1595-1605 и 1710-1720 см^-1; пиридоксальфосфата 1000-1020 и 1695-1715 см^-1; кальциферола 690-710 и 1640-1660 см^-1; пангамата кальция 1360-1380, 1570-1590 и 1730-1750 см^-1 в ИК спектрах конечных продуктов. Наличие функциональных добавок в биоактивных композициях определяли по следующим характеристическим полосам в ИК-спектрах: для L-цистеина 1295-1305, 1580-1590, 2550-2560 и 3000-3020 см^-1; для метионина 1270-1280, 1340-1350, 1410-1420 и 1580-1590 см^-1; для дигидрокверцетина 1630-1640 и 3470-3480 см^-1; для никотината натрия 1030-1040 и 1580-1590 см^-1; для рибоксина 1080-1090, 1220-1230, 1590-1600 и 1700-1710 см^-1; для фосфата ретинола 1000-1020 и 1230-1240 см^-1; для β-каротина 960-980 и 1610-1630 см^-1; для ацетата токоферола 1205-1215, 1575-1580 и 1730-1740 см^-1; для магниевой соли ГК 1070-1080, 1550-1560 и 1600-1610 см^-1; для цинковой соли ГК 1020-1030, 1560-1570 и 1610-1620 см^-1; для викасола 1180-1200 и 1680-1700 см^-1; для кальциевой соли ацетилгиалуроновой кислоты 1620-1630, 1650-1660 и 1730-1740 см^-1; для никотинамида 1030-1040, 1550-1560 и 1680-1685 см^-1; для натриевой соли липоевой кислоты 1560-1580 см^-1; для метилметионинсульфония хлорида 1395-1400 и 1590-1600 см^-1; для натриевой соли п-аминобензойной кислоты 1550-1570 и 1595-1605 см^-1; для глюкозы 1010-1020 и 1030-1040 см^-1; для карбоксиметилцеллюлозы 1700-1720 см^-1. Степень набухания (характеризующая степени сшивки ГК) определяли по стандартной методике [Практикум по высокомолекулярным соединениям. - М.: Химия, 1985, с.111]. Стойкость к деструкции в присутствии гидроксильных радикалов оценивалась по величине полупериода снижения вязкости гидрогелей конечных продуктов, как описано Wong et al. в Inorganic Biochemistry, В.14, Р.127 (1981) и в патенте РФ №2174985. Контрольная величина полупериода снижения вязкости 2%-ного гидрогеля композиции на основе исходной натриевой соли ГК и витаминов составляла 8-10 часов (см. сравнительные примеры 18, 19).

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.

Получение модифицированных сшитых солей ГК

Пример 1. 160,0 мг (4·10^-4 моль) порошкообразной натриевой соли ГК, 3,5 мг (2·10^-5 моль) аскорбиновой кислоты, 1,3 мг (3·10^-6 моль) α-токоферола и 27,0 мг (8·10^-5 моль) диглицидилового эфира диэтиленгликоля (ДЭГ-1) гомогенизируют в мельнице при 20°С в течение 10-15 мин. Затем однородную порошкообразную смесь помещают на нижнюю наковальню Бриджмена (диаметр рабочей поверхности = 3 см), накрывают верхней наковальней, наковальни ставят под пресс и подвергают давлению 500 МПа при 20°С, при угле поворота нижней наковальни 250° в течение 1 мин. Далее снимают давление, вынимают наковальни из-под пресса. Выход модифицированной витаминами сшитой натриевой соли ГК составляет 187,8 мг (98,0%), степень набухания в воде достигает 7 мл/г. Из экстракта конечного продукта выделено 4 мг продуктов взаимодействия витаминов и ДЭГ-1. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 160 часов.

Пример 2. 160,0 мг (4·10^-4 моль) порошкообразной натриевой соли ГК, 3,75 мг (1·10^-5 моль) рибофлавина, 0,45 мг (1·10^-6 моль) фолиевой кислоты и 17,0 мг (8·10^-5 моль) диглицидилового эфира 1,4-бутандиола (ДЭБД) гомогенизируют в мельнице при 50°С в течение 10-15 мин. Затем однородную порошкообразную смесь помещают на нижнюю наковальню Бриджмена (диаметр рабочей поверхности = 3 см), накрывают верхней наковальней, наковальни ставят под пресс и подвергают давлению 1000 МПа при 20°С, при угле поворота нижней наковальни 200° в течение 50 с. Далее снимают давление, вынимают наковальни из-под пресса. Выход модифицированной витаминами сшитой натриевой соли ГК составляет 177,0 мг (98,0%), степень набухания в воде достигает 6 мл/г. Из экстракта конечного продукта выделено 4 мг продуктов взаимодействия витаминов и ДЭБД. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 110 часов.

Пример 3. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него аскорбиновую кислоту берут в количестве 0,35 мг (2·10^-6 моль), α-токоферол берут в количестве 0,86 мг (2·10^-6 моль), a ДЭГ-1 берут в количестве 2,7 мг (8·10^-6 моль). Выход модифицированной витаминами сшитой натриевой соли ГК составляет 163,9 мг (100%), степень набухания в воде достигает 12 мл/г.Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 60 часов.

Пример 4. Выполнен аналогично примеру 2, однако в отличие от него вместо натриевой соли ГК взята смешанная натриевая-кальциевая соль при мольном соотношении натрий:кальций = 2:1 и в исходную смесь добавляют 5,5 мг (2,5-10^-5 моль) пантотеновой кислоты, 0,8 мг (2·10^-6 моль) кальциферола, 0,27 мг (1·10^-6 моль) пиридоксальфосфата и 0,62 мг (1·10^-6 моль) пангамата кальция. Выход модифицированной сшитой смешанной соли ГК составляет 183,5 мг (98,0%), степень набухания в воде достигает 5 мл/г.

Пример 5. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него вместо натриевой соли ГК взята смешанная натриевая-магниевая соль при мольном соотношении натрий:магний = 2:1 и в исходную смесь добавляют 0,29 мг (1·10^-6 моль) ретинола. Выход модифицированной сшитой смешанной соли ГК составляет 186,0 мг (98,0%), степень набухания в воде достигает 5 мл/г.

Пример 6. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него вместо натриевой соли ГК взята смешанная натриевая-цинковая соль при мольном соотношении натрий:цинк = 2:1 и в исходную смесь добавляют 0,29 мг (1·10^-6 моль) ретинола, 9,4 мг (1,5·10^-5 моль) рутина и 0,13 мг (1·10^-6 моль) никотиновой кислоты. Выход модифицированной сшитой смешанной соли ГК составляет 198,0 мг (97,0%), степень набухания в воде достигает 6 мл/г.

Пример 7. Выполнен аналогично примеру 6, однако в отличие от него вместо натриевой соли ГК взята смешанная натриевая-медная соль при мольном соотношении натрий:медь = 2:1. Выход модифицированной сшитой смешанной соли ГК составляет 196,0 мг (96,0%), степень набухания в воде достигает 5 мл/г.

Пример 8. Выполнен аналогично примеру 2, однако в отличие от него угол поворота нижней наковальни составляет 350 градусов, а время воздействия - 1,4 мин, и в исходную смесь добавляют 5,5 мг (2,5·10^-5 моль) пантотеновой кислоты. Выход модифицированной сшитой соли ГК составляет 184,6 мг (99,0%), степень набухания в воде достигает 7 мл/г. Из экстракта конечного продукта выделено 2 мг продуктов взаимодействия фолиевой кислоты и ДЭБД. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 120 часов.

Пример 9. Выполнен аналогично примеру 2, однако в отличие от него вместо натриевой соли ГК взята смешанная натриевая-золотая соль при мольном соотношении натрий:золото = 3:1. Угол поворота нижней наковальни составляет 50 градусов, а время воздействия - 0,1 мин. Выход модифицированной сшитой смешанной соли ГК составляет 196,5 мг (97,0%), степень набухания в воде достигает 4 мл/г.

Пример 10. Выполнен аналогично примеру 2, однако в отличие от него вместо натриевой соли ГК взята гидронатриевая соль при мольном соотношении натрий:водород = 1:1. Выход модифицированной сшитой гидросоли ГК составляет 186,7 мг (100,0%), степень набухания в воде достигает 7 мл/г.

Пример 11. Выполнен аналогично примеру 3, однако в отличие от него проведен без витаминов. Выход сшитой натриевой соли ГК составляет 162,7 мг (100%), степень набухания в воде достигает 20 мл/г. Затем к полученной сшитой соли ГК добавляют витамины и ДЭГ-1 в количестве, как указано в примере 1, и далее проводят синтез аналогично примеру 1. Выход модифицированной витаминами сшитой натриевой соли ГК составляет 188,2 мг (97,0%), степень набухания в воде достигает 7 мл/г. Из экстракта конечного продукта выделено 6,3 мг продуктов взаимодействия витаминов и ДЭГ-1. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 150 часов.

Пример 12. Смесь 400,0 г (1 моль) натриевой соли ГК, 8,8 г (0,05 моль) аскорбиновой кислоты, 4,3 г (0,01 моль) α-токоферола и 67,5 г (0,2 моль) ДЭГ-1 подвергают одновременному воздействию давления и деформации сдвига при 50°С и давлении 5 МПа в двухшнековом экструдере с однонаправленным вращением шнеков в течение 10 мин. Выход модифицированной сшитой натриевой соли ГК составляет 456,6 г (95,0%), степень набухания в воде достигает 6 мл/г. Из экстракта конечного продукта выделено 24,0 г продуктов взаимодействия витаминов и ДЭГ-1. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 140 часов.

Пример 13. Смесь 400,0 г (1 моль) натриевой соли ГК, 18,8 г (0,05 моль) рибофлавина, 4,41 г (0,01 моль) фолиевой кислоты и 42,0 г (0,2 моль) ДЭБД подвергают одновременному воздействию давления и деформации сдвига при 50°С и давлении 5 МПа в двухшнековом экструдере с однонаправленным вращением шнеков в течение 10 мин. Выход модифицированной сшитой натриевой соли ГК составляет 446,6 г (96,0%), степень набухания в воде достигает 6 мл/г. Из экстракта конечного продукта выделено 18,6 г продуктов взаимодействия витаминов и ДЭБД. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 100 часов.

Получение композиции на основе модифицированной сшитой соли ГК.

Пример 14. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него в исходную реакционную смесь добавлено 5 мг (4·10^-5 моль) никотинамида и 9 мг (4·10^-5 моль) натриевой соли липоевой кислоты. Выход 205,8 мг (100%) композиции, содержащей модифицированную витаминами сшитую натриевую соль ГК и внесенные добавки. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 180 часов.

Пример 15. Выполнен аналогично примеру 2, однако в отличие от него в исходную реакционную смесь добавлено 8 мг (4·10^-5 моль) метилметионинсульфония хлорида и 6,4 мг (4·10^-5 моль) натриевой соли п-аминобензойной кислоты. Выход 196,6 мг (100%) композиции, содержащей модифицированную витаминами сшитую натриевую соль ГК и внесенные добавки. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 130 часов.

Пример 16. 4,8 г (0,01 моль) сшитой натриевой соли ГК, модифицированной витаминами, полученной по примеру 12, 0,18 г (0,0005 моль) фосфата ретинола, 0,05 г (0,0001 моль) β-каротина, 0,15 г (0,0005 моль) дигидрокверцетина, 0,23 г (0,0005 моль) ацетата токоферола, 0,39 г (0,0005 моль) магниевой соли ГК, 0,41 г (0,0005 моль) цинковой соли ГК и 0,24 г (0,001 моль) карбоксиметилцеллюлозы гомогенизируют в мельнице при 50°С в течение 10 мин. Выход композиции составляет 6,45 г (100%). Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 170 часов.

Пример 17. 4,65 г (0,01 моль) сшитой натриевой соли ГК, модифицированной витаминами, полученной по примеру 13, 0,06 г (0,0005 моль) L-цистеина, 0,075 г (0,0005 моль) метионина, 0,13 г (0,0005 моль) рибоксина, 0,07 г (0,0005 моль) никотината натрия, 0,03 г (0,0001 моль) викасола, 0,44 г (0,0005 моль) кальциевой соли ацетил-ГК и 1,8 г (0,01 моль) глюкозы гомогенизируют в мельнице при 50°С в течение 10 мин. Выход композиции составляет 7,25 г (100%). Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля конечного продукта составляет 140 часов.

Пример 18 - Сравнительный пример. Аналогично примеру 16, но вместо модифицированной сшитой соли ГК в композицию вводят 4,0 г (0,01 моль) натриевой соли ГК, 0,088 г (0,0005 моль) аскорбиновой кислоты и 0,043 (0,0001 моль) α-токоферола. Выход композиции составляет 5,78 г (100%). Контрольная величина полупериода снижения вязкости 2%-ного гидрогеля этой композиции составляла 10 часов.

Пример 19 - Сравнительный пример. Аналогично примеру 17, но вместо модифицированной сшитой соли ГК в композицию вводят 4,0 г (0,01 моль) натриевой соли ГК, 0,188 г (0,0005 моль) рибофлавина и 0,044 г (0,0001 моль) фолиевой кислоты. Выход композиции составляет 6,83 г (100%). Контрольная величина полупериода снижения вязкости 2%-ного гидрогеля этой композиции составляла 8 часов.

Приведенные примеры убедительно показывают, что создан универсальный экологически безопасный способ, позволяющий получать целый ряд новых модифицированных витаминами сшитых солей ГК в одностадийном технологическом режиме в отсутствие жидкой среды, с получением целевых продуктов с высоким выходом. Способ не требует больших энерго-, трудо- и водозатрат, позволяет использовать в качестве исходных реагентов самые разнообразные, в том числе водонерастворимые соли ГК. Также создана новая биоактивная композиция на основе новой модифицированной витаминами сшитой соли ГК, полученной выше изложенным способом, включающая модифицированную витаминами сшитую соль ГК и, по крайней мере, одну функциональную добавку, например антиоксидант. Достигнуто значительное увеличение эффективности действия композиции, в частности, стойкость к деструкции в присутствии гидроксильных радикалов увеличена в 6-18 раз по сравнению с контрольной величиной полупериода снижения вязкости 2%-ного гидрогеля композиции на основе исходной соли ГК.

Изобретение относится к синтетической полимерной химии, а именно к способам получения новых, модифицированных витаминами сшитых солей гиалуроновой кислоты (ГК) - природного полимера из класса полисахаридов. Способ заключается в том, что осуществляют химическое взаимодействие соли гиалуроновой кислоты, витаминов вместе с, по крайней мере, одним сшивающим агентом, подвергая исходные реагенты одновременному воздействию давления в пределах от 5 до 1000 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20 до 50°С. В качестве реактора предпочтительно используют наковальни Бриджмена или аппарат шнекового типа, например, двухшнековый экструдер. Техническим результатом является создание универсального экологически безопасного способа, позволяющего получать целый ряд новых, модифицированных витаминами сшитых солей ГК в одностадийном технологическом режиме в отсутствии жидкой среды, с получением целевых продуктов с количественным выходом. Способ не требует больших энерго-, трудо- и водозатрат, позволяет использовать в качестве исходных реагентов самые разнообразные, в том числе водонерастворимые, соли ГК. 18 з.п. ф-лы.

1. Способ получения сшитой соли гиалуроновой кислоты, модифицированной витаминами, заключающийся в том, что осуществляют химическое взаимодействие соли гиалуроновой кислоты, не менее двух витаминов вместе с по крайней мере одним сшивающим агентом, подвергая исходные реагенты одновременному воздействию давления в пределах от 5 до 1000 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20 до 50°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что солью гиалуроновой кислоты является соль из ряда: тетраалкиламмониевая, литиевая, натриевая, калиевая, кальциевая, магниевая, бариевая, цинковая, алюминиевая, медная, золотая, или смешанная соль гиалуроновой кислоты из вышеуказанного ряда, или гидросоль гиалуроновой кислоты.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что солью гиалуроновой кислоты является натриевая, или смешанная, или гидронатриевая соль.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что витаминами являются соединения из ряда: ретинол, тиамин, рибофлавин, пантетеин, пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксальфосфат, пиридоксамин, цианокобаламин, пантотенат кальция, пангамат кальция, кальциферол, холекальциферол, α-, или β-, или γ-токоферол, α- или β-биотин, рутин, кверцетин, холина хлорид, мезоинозит; кислота из ряда: пантотеновая, фолиевая, аскорбиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая, никотиновая, липоевая.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что витаминами являются: смесь α-токоферола и аскорбиновой кислоты, или смесь рибофлавина и фолиевой кислоты, или смесь α-токоферола, ретинола и аскорбиновой кислоты, или смесь рибофлавина, фолиевой и пантотеновой кислот, или смесь α-токоферола, ретинола, рутина, никотиновой и аскорбиновой кислот, или смесь рибофлавина, пиридоксальфосфата, кальциферола, пангамата кальция, фолиевой и пантотеновой кислот.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что сшивающим агентом является по крайней мере один эфир из ряда: диглицидиловый эфир этиленгликоля, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир триэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля, диглицидиловый эфир пропиленгликоля, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола, диглицидиловый эфир 1,6-гександиола.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сшивающему агенту или к сумме сшивающих агентов составляет от 50:1 до 5:1.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сумме витаминов составляет от 100:1 до 10:1.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что мольное соотношение: сумма витаминов к сшивающему агенту или к сумме сшивающих агентов находится в пределах от 1:10 до 1:2.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность воздействия давления и деформации сдвига составляет от 0,1 до 10 мин.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что механохимическим реактором являются наковальни Бриджмена или аппарат шнекового типа.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что механохимическим реактором являются наковальни Бриджмена, при этом деформацию сдвига осуществляют путем изменения угла поворота нижней наковальни.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что угол поворота наковальни Бриджмена находится в пределах от 50 до 350°.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что исходные реагенты предварительно гомогенизируют в смесителе при температуре от 20 до 50°С до получения однородной порошкообразной смеси.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что смесителем является мельница или смеситель шнекового типа, например двухшнековый экструдер.

16. Способ по п.11, отличающийся тем, что механохимическим реактором является аппарат шнекового типа.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что аппарат выбран из ряда: двухшнековый экструдер с однонаправленным вращением шнеков, двухшнековый экструдер с противоположно направленным вращением шнеков, двухшнековый экструдер с набором кулачков различного типа, например транспортные, запирающие, перетирающие.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что сначала осуществляют химическое взаимодействие соли гиалуроновой кислоты вместе со сшивающим агентом, после чего полученную сшитую соль гиалуроновой кислоты подвергают взаимодействию с витаминами вместе с дополнительно введенным в реакционную смесь сшивающим агентом.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сшивающему агенту или к сумме сшивающих агентов находится в пределах от 50:1 до 5:1, а соотношение суммы витаминов к полученной сшитой соли гиалуроновой кислоты в расчете на исходное количество гиалуроновой кислоты и к дополнительно введенным в реакционную смесь по крайней мере одним сшивающим агентом или к сумме сшивающих агентов находится в пределах от 1:100 до 1:10 и от 1:10 до 1:2 соответственно.