Биоматериал, способ его приготовления и его применение, медицинское средство, имплантат и вкладыш

Описан биоматериал в виде осадка, включающий по меньшей мере один подходящий анионоактивный полимерный компонент, который как таковой растворим в воде, и амфифильный компонент аммониевого типа, содержащий катионное поверхностно-активное вещество. Осадок получают способом, заключающимся в том, что осуществляют 1) контактирование анионоактивного полимерного компонента и циклодекстринового компонента в водной среде и 2) добавление в смесь, полученную на стадии 1, вышеуказанного амфифильного компонента аммониевого типа, где компоненты содержатся в количествах, эффективных для образования указанного осадка. Биоматериал используют для получения композиции с регулируемым высвобождением, приемлемой для длительной подачи фармацевтических соединений. Также описаны медицинское средство, включающее биоматериал и представляющее собой листовой материал или пленку для закрывания и заживления ран, или хирургическую нить, и медицинский имплантат или вкладыш, включающий предварительно сформованный биоматериал. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 табл.

 

Настоящее изобретение относится к новым полимерным материалам, в частности к новым биоматериалам в форме особого осадка, в который могут быть введены другие компоненты, в частности фармацевтически действующие вещества, которые в дальнейшем могут регулируемым путем высвобождаться в окружающую их среду; настоящее изобретение далее относится к способам приготовления таких осадков и к фармацевтическим композициям и медицинским средствам на их основе.

Понятие "биоматериалы" в общем относится к материалам, которые обладают некоторыми характеристиками, относящимися к их поведению в биологической окружающей среде. В частности, такие материалы должны дезинтегрироваться в естественной окружающей среде и после выполнения своего предназначения должны трансформироваться, не оставляя никакого следа. Более того, биоматериалы не должны вызывать негативной реакции, например воспалительной или токсической реакции, в окружающей среде, в которой их используют. В дополнение к этому они должны легко стерилизоваться и легко преобразовываться в форму целевого продукта. Кроме того, было бы большим преимуществом, если бы такие материалы проявляли механические свойства, которые соответствуют предусмотренной цели применения, и если бы они характеризовались приемлемым сроком годности.

Первые полимерные биоматериалы, приготовленные из гликолевой кислоты и молочной кислоты, нашли множество применений в биомедицинской промышленности, начиная с биоразлагаемых шовных материалов, впервые одобренных в 1960-х. Начиная с этого времени в качестве медицинских средств для клинического применения были допущены разнообразные продукты на основе молочной и гликолевой кислот и на основе других материалов, включая полидиоксаноновые, политриметиленкарбонатные сополимеры и поли-ε-капролактоновые гомополимеры и сополимеры. В дополнение к этим одобренным средствам большое внимание уделяли продолжению исследований в области полиангидридов, сложных полиортоэфиров, полифосфазенов и других биоразлагаемых полимеров.

Полимерный биоматериал может быть либо природным, либо синтетическим. Обычно синтетические полимерные материалы обладают перед природными материалами некоторыми преимуществами, в особенности потому, что они могут быть "скроены" таким образом, чтобы обладать более широким диапазоном свойств и более прогнозируемой однородностью от партии к партии, чем материалы из природных источников. Синтетические полимеры представляют собой также более надежный источник исходных материалов и свободны от проблем иммуногенности. Таким образом, все еще сохраняется большая потребность в новых синтетических полимерных материалах, обладающих важными характеристиками биоматериалов.

Задачей настоящего изобретения является получение таких новых твердых материалов, в частности биоматериалов, обладающих всеми вышеупомянутыми характеристиками. Эти материалы должны быть приемлемыми для введения в них дополнительных компонентов, включая, в частности, фармацевтически действующие вещества, внутрь их матрицы, и для высвобождения в дальнейшем упомянутых компонентов регулируемым и воспроизводимым путем, в особенности в течение длительного времени, если сравнивать с тем, что происходит, когда упомянутые дополнительные компоненты вводят в организм в обычной форме.

Было установлено, что требованиям для достижения вышеупомянутой цели удовлетворяют новые композиции, включающие по меньшей мере анионоактивный полимерный компонент, который как таковой растворим в воде, и амфифильный аммониевого типа компонент, которые могут дополнительно включать циклодекстриновый компонент. Эти композиции представляют собой особые осадки, включающие первые два или все три вышеупомянутых компонента и могут быть охарактеризованы тем, что они могут быть приготовлены по способу, который включает следующие технологические стадии:

1) контактирование анионоактивного полимерного компонента и соответствующего циклодекстринового компонента в водной среде и

2) добавление в смесь, приготовленную на стадии 1, амфифильного компонента аммониевого типа.

Некоторые композиции, в частности фармацевтические композиции, которые включают, в дополнение к фармацевтически действующему веществу, циклодекстриновое соединение и четвертичное ониевое соединение в качестве консерванта, включая консервантно эффективные амфифильные ониевые соединения, подобные, например, бензалконийхлориду, бензоксонийхлориду, цетилпиридинийхлориду или цетилтриметиламмонийбромиду, и дополнительно носитель, который необязательно может также содержать полимер, включая водорастворимые анионоактивные полимеры, например карбоксиметилцеллюлозу, производные крахмала, альгинаты, пектины, ксантановую камедь, трагакантовую камедь и полимерные компоненты типа полиакриловой кислоты, в данной области техники уже известны и описаны в ЕР-А 0862414.

Однако при этом необходимо иметь в виду тот факт, что эти композиции включают четвертичное ониевое соединение только в количествах, необходимых для обеспечения консервантной эффективности, в частности в количествах максимум 0,5 мас.% (массовых процентов), причем упомянутые композиции разработаны также с учетом необходимости решения задачи, которая полностью отличается от цели настоящего изобретения, поскольку эти композиции предназначены для сохранения эффекта повышения биологической доступности, который циклодекстриновые соединения обычно оказывают на фармакологически действующие вещества, которые используют в сочетании с ними, и одновременно с тем повышения консервантной эффективности консерванта, которая в присутствии циклодекстринового соединения оказывается ниже обычной. Для того чтобы добиться этой цели, такие композиции в качестве дополнительного компонента обязательно должны включать алкиленгликолевое соединение, которое, в дополнение к его обычной функциональности, обеспечивает вышеупомянутую функцию в качестве вещества, содействующего тоничности и/или растворимости. Присутствие таких алкиленгликолевых соединений для выполнения настоящего изобретения сколько-нибудь существенного значения не имеет.

Более того, композиции, конкретно описанные в ЕР-А 0862414, представляют собой либо водные растворы, либо, в одном случае, высоководный гель, содержащий примерно 95 мас.% воды, и даже несмотря на то, что, как сказано в этой ссылке, описанные композиции могли бы также обладать формой твердого вкладыша, в ней не представлена какая-либо конкретная форма приемлемого твердого материала для применения в качестве такого вкладыша, в частности не осадка, получаемого контактированием анионоактивного полимерного и циклодекстринового компонентов в водной среде и добавлением в него амфифильного компонента аммониевого типа, при необходимости в присутствии дополнительных компонентов.

Соответственно, первым объектом настоящего изобретения является осадок, включающий по меньшей мере анионоактивный полимерный компонент, который как таковой растворим в воде, и амфифильный компонент аммониевого типа, причем этот осадок может быть приготовлен по способу, который включает следующие технологические стадии:

1) контактирование анионоактивного полимерного компонента и циклодекстринового компонента в водной среде и

2) добавление в эту смесь, приготовленную на стадии 1, амфифильного компонента аммониевого типа,

где упомянутые компоненты содержатся в количествах, эффективных для приготовления упомянутого осадка.

Приготовленные осадки обычно включают все три вышеупомянутых компонента, т.е., другими словами, анионоактивный полимерный компонент, амфифильный компонент аммониевого типа и циклодекстриновый компонент. Однако было установлено, что в некоторых случаях в осадок по существу никакого циклодекстринового компонента не вводят, несмотря на тот факт, что процесс проводят так, как изложено выше.

Это можно легко определить, например, с помощью ВЭЖХ анализа приготовленных осадков, и не оказывает, в частности, никакого влияния на способность упомянутых систем веществ включать внутрь своей матрицы дополнительные соединения и вновь их высвобождать воспроизводимым и регулируемым путем так, как изложено выше.

Примерами таких не содержащих циклодекстрина осадков являются осадки, которые могут быть приготовлены осуществлением вышеописанного способа с использованием полимеров типа поли(мет)акриловой кислоты и гиалуроновой кислоты совместно с некоторыми амфифильными соединениями аммониевого типа, например первичного кислого фосфата цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония, бензалконийхлорида или пальмитоилкарнитина, и гамма-циклодекстринов.

Первый особенно эффективный конкретный вариант материалов в соответствии с изобретением представляет собой осадок, включающий упомянутый анионоактивный полимерный компонент и упомянутый амфифильный компонент аммониевого типа, а также один или несколько дополнительных компонентов, например компонентов, выбранных из фармацевтически действующих веществ, пестицидов, агрохимикатов, красящих веществ, отличительных добавок, ферментов, пищевых продуктов и т.д., причем этот осадок характеризуется тем, что он может быть приготовлен осуществлением упомянутых выше технологических стадий в присутствии упомянутых одного или нескольких дополнительных компонентов, которые добавляют, например, во время осуществления стадии 1 и/или 2.

Второй особенно эффективный конкретный вариант материалов в соответствии с изобретением представляет собой осадок, включающий упомянутый анионоактивный полимерный компонент, упомянутый амфифильный компонент аммониевого типа, циклодекстриновый компонент и один или несколько дополнительных компонентов, например компонентов, выбранных из фармацевтически действующих веществ, пестицидов, агрохимикатов, красящих веществ, отличительных добавок, ферментов, пищевых продуктов и т.д., причем этот осадок характеризуется тем, что он может быть приготовлен осуществлением упомянутых выше технологических стадий в присутствии упомянутых одного или нескольких дополнительных компонентов, которые добавляют, например, во время осуществления стадии 1 и/или 2.

Особенно эффективные осадки в соответствии с изобретением могут быть приготовлены растворением анионоактивного полимерного компонента, циклодекстринового компонента и в случае наличия дополнительных компонентов, включаемых в упомянутый осадок, которые как таковые растворимы в воде, в водной среде в качестве носителя с получением первой композиции; растворением амфифильного компонента и смешением с ним в приемлемом жидком носителе, предпочтительно также в водной среде, в случае присутствия дополнительных компонентов, включаемых в упомянутый осадок, которые нерастворимы в воде, с получением второй композиции; контактированием упомянутых первой и второй композиций с получением соответствующего осадка согласно изобретению и его выделением из маточного раствора.

Анионоактивный полимерный компонент, амфифильный компонент и циклодекстрин должны содержаться в количествах, которые эффективны для образования осадка. Эти количества можно варьировать в значительной степени, зависящей, например, от конкретных соединений, используемых для приготовления определенного осадка, конкретного состава водных носителей, а также параметров обработки. Однако в предпочтительном варианте анионоактивный полимерный компонент используют в количестве от 5 до 30 мас.%, в частности от 7 до 25 мас.%, в пересчете на общее количество анионоактивного полимерного компонента, амфифильного компонента и циклодекстринового компонента, тогда как амфифильный компонент и циклодекстриновый компонент в предпочтительном варианте используют в более значительных количествах, например циклодекстриновый компонент - в количествах, предпочтительно находящихся в интервале от 20 до 70 мас.%, в частности от 35 до 65 мас.%, в пересчете на общее количество анионоактивного полимерного компонента, амфифильного компонента и циклодекстринового компонента. В предпочтительном варианте амфифильный компонент используют в количествах от 10 до 75 мас.%, более конкретно от 15 до 70 мас.%, наиболее конкретно от 25 до 60 мас.%, в пересчете на общее количество анионоактивного полимерного компонента, амфифильного компонента и циклодекстринового компонента. Это превышает больше чем примерно в сто раз то количество, которое необходимо, когда такие амфифильные соединения аммониевого типа используют для выполнения функции консерванта, как это изложено в ЕР-А 0862414 (ср., в частности, с примером 2 этой ссылки, содержание которой явно включено в настоящее описание).

Приемлемые концентрации анионоактивного полимерного компонента, амфифильного компонента и циклодекстрина в водной среде или носителе, в который их вводят для контактирования между собой, зависят, разумеется, от растворимости этих компонентов в упомянутой среде или упомянутом носителе. С другой стороны, благодаря низкой растворимости осадков в соответствии с настоящее изобретением в водных средах эти концентрации решающего значения скорее всего не имеют и могут быть довольно низкими, в частности находиться в интервале от примерно 0,1 мас.% или даже более низких значений до высоких значений. С другой стороны, максимальная концентрация обычно ограничена только ограниченной растворимостью обсуждаемых компонентов в водной среде или носителе. Концентрации, которые особенно эффективны на практике, находятся, например, в интервале от 0,5 до 50 мас.% (когда это возможно), предпочтительно от 0,5 до 35 мас.%, преимущественно от 1 до 20 мас.%.

Принимая во внимание цели данной заявки, выражения "водная среда" и "водный носитель" следует понимать как жидкую среду или носитель, включающий воду в качестве одного, в частности в качестве основного, жидкого компонента, предпочтительно содержащегося в количествах от 90 до 100 мас.% в пересчете на водную среду или носитель в целом. Наличие неводных жидкостей в водной среде или носителе решающего значения не имеет, лишь бы это не препятствовало образованию осадка, а это означает, что лишь бы осадок, который должен образоваться, был достаточно нерастворимым в водной среде. Эти неводные жидкости должны, разумеется, быть приемлемыми, принимая во внимание предусмотренное применение осадка. В более предпочтительном смысле понятием "водная среда" и "водный носитель" обозначают жидкую среду или носитель, включающий воду и от 0 до не более 5 мас.% одной или нескольких нетоксичных неводных жидкостей в качестве жидких компонентов. В наиболее предпочтительном варианте вода приемлемого сорта, зависящего от требований при применении, например деионизированная и/или стерилизованная вода, является единственным жидким компонентом, который содержится в водной среде или носителе.

Осадки в соответствии с настоящее изобретением являются, как уже упоминалось выше, в высокой степени нерастворимыми в водных средах. После того как анионоактивный полимерный компонент, амфифильный компонент, циклодекстрин и другие компоненты, если они имеются, введены в контакт между собой в водной среде, осадки обычно образуются достаточно быстро, например в течение периода времени от 1 сек или меньше до примерно 30 мин. Выход осадка, который может быть выделен, как правило, находится в интервале от 30 до 100 мас.% от теоретически возможного значения (т.е. сумма количеств упомянутых выделенных веществ), например от 40 до 90 мас.%. Осадки могут, разумеется, включать некоторое количество жидких компонентов их маточного раствора, а это означает, в частности, воды, причем количество воды находится, в частности, в интервале от примерно 2 до 50 мас.% в пересчете на осадок в целом. Мокрые формы, которые получают сразу же после реакции, обычно содержат более значительные количества воды, в частности примерно 40 мас.%. В зависимости от конкретной последующей обработки осадка (параметры сушки и т.д.) содержание воды обычно уменьшается до значений, часто находящихся в интервале от 2 до 30 мас.%, например от 10 до 20 мас.%. Таким образом возможно приготовление осадков в соответствии с настоящее изобретением, обладающих даже более низким содержанием воды.

Хотя подробности внутренней структуры осадков в соответствии с изобретением еще не известны, и это на какой-либо теории не основывается, данные ВЭЖХ анализа осадков показывают, что когда упомянутый осадок образуется, включенные в него компоненты, в частности анионоактивный полимер, амфифильное соединение и циклодекстриновое соединение, в химическом смысле между собой не взаимодействуют, в частности, по-видимому, ковалентных связей между любыми из этих соединений не существует.

Осадки в соответствии с изобретением обычно согласуются с критериями, присущими полезным биоматериалам. В частности, осадки не вызывают воспалительной или токсической реакции. Их можно легко перерабатывать с приданием продукту целевой формы, можно легко стерилизовать и им свойственен приемлемый срок годности. Более того, они проявляют хорошие механические свойства. Так, например, если такой материал используют в качестве опоры для поврежденной ткани, его механическая прочность обычно сохраняется на достаточно хорошем уровне до заживления окружающей ткани.

Некоторые материалы в соответствии с изобретением демонстрируют электропроводность, например материал, содержащий осадок, включающий гиалуроновую кислоту в качестве анионо активного полимерного компонента, гамма-циклодекстрин, первичный кислый фосфат цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония в качестве амфифильного соединения и необязательно элементарный иод.

Более того, осадки в соответствии с изобретением в естественной окружающей среде быстро дезинтегрируются и в конечном счете трансформируются, например, в организме после выполнения возложенной на них задачи, не оставляя следов. Эта биодеструкция в общем протекает тем быстрее, чем большей гидрофильностью характеризуется главная цепь анионоактивного полимерного компонента, чем большей гидрофильностью обладают имеющиеся у нее концевые группы и большей гидролитической реакционной способностью обладают группы его главной цепи, а также чем хуже кристалличность и выше пористость полимерного материала, который заключен в осадках в соответствии с изобретением.

Особенно неожиданный и ценный аспект настоящего изобретения заключается в том, что осадки в соответствии с настоящим изобретением обуславливают водонерастворимость матричного наполнителя, внутрь матрицы которого можно вводить другие компоненты. Если не основываться на какой-либо теории, то очевидно, что эти дополнительные компоненты частично находятся в форме, молекулярно удерживаемой циклодекстриновыми группами осадка, и/или частично связанными другими физическими силами в мицеллярнополимерной структуре осадка. Упомянутые другие компоненты высвобождаются осадком воспроизводимым и регулируемым путем, в частности в течение длительного времени, если сравнивать с тем, что происходит, когда упомянутые дополнительные компоненты вводят в организм в свободной форме, вследствие чего осадки в соответствии с изобретением, которые включают такие введенные в них дополнительные компоненты, сами представляют собой депо композиции этих дополнительных соединений.

Следовательно, как уже упоминалось выше, предпочтительный вариант осадков в соответствии с изобретением включает, в дополнение к тем, которые упомянуты выше, один или несколько дополнительных компонентов. Эти другие компоненты выбирают, например, из фармацевтически действующих веществ, пестицидов, агрохимикатов, красящих веществ, отличительных добавок, ферментов и пищевых продуктов.

Анионоактивный полимерный компонент осадков в соответствии с настоящим изобретением включает один или больше одного анионоактивного водорастворимого полимера в виде смеси.

Что касается этих полимеров, то понятие "водорастворимый", принимая во внимание цели данной заявки, означает, что по меньшей мере 0,5 мас.% и больше, в частности 1 мас.% и больше, полимерного компонента может быть растворено в воде. Приемлемые концентрации в общем зависят от вязкости приготовленного раствора. Часто затруднительно обращаться с водными растворами, содержащими больше чем от 2 до 3 мас.% полимерного компонента, поскольку такие растворы уже обладают слишком высокой вязкостью. Иногда такие растворы уже могут представлять собой "твердые" гидрогели.

Понятие "анионоактивный полимер", принимая во внимание цели данной заявки, означает полимер, включающий группы, которые по меньшей мере частично диссоциированы в водной среде, образуя тем самым анионоактивные молекулярные группы, связанные с полимером и придающие полимерному соединению водорастворимость, например карбоксильные группы или остатки солей карбоновых кислот. Приемлемые анионоактивные полимеры включают нетоксичные водорастворимые полимеры, такие как гиалуроновая кислота, карбоксиметилцеллюлоза, другие производные целлюлозы, такие как метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилцеллюлоза, полимеры типа поли(мет)акриловой кислоты, подобные полиакриловым кислотам, такие как нейтральный продукт Carbopol®, или этилакрилатные, полиакриламиды, природные продукты, такие как желатина, альгинаты, пектины, трагакант, камедь карайи, ксантановая камедь, каррагенин, агар и смола акации, производные крахмала, такие как ацетат крахмала и гидроксипропилкрахмал, карбоксиметилкрахмал и водорастворимые соли таких полимеров, а также другие синтетические продукты, такие как поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, поливинилметиловый эфир и полиэтиленоксид.

Предпочтительными анионоактивными полимерами являются гиалуроновая кислота, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилкрахмал, альгиновая кислота, полимерные компоненты типа полиакриловой кислоты, пектин, ксантановая камедь, трагакантовая камедь, водорастворимые соли одного из упомянутых компонентов и смеси двух или большего числа упомянутых полимеров или полимерных солей. Особенно предпочтительны гиалуроновая кислота, карбоксиметилцеллюлоза, ксантановая камедь, водорастворимые соли одного из упомянутых компонентов и смеси двух или большего их числа.

Амфифильный компонент аммониевого типа осадков включает одно или несколько амфифильных соединений аммониевого типа. Приемлемые амфифильные соединения аммониевого типа включают мономерные соединения, содержащие одну или несколько, например две, кватернизованные аммониевые группы, и полимерные соединения, например полимеры или сополимеры мономеров, содержащих кватернизованную аммониевую группу. Молекулярная масса приемлемых полимерных соединений аммониевого типа находится, например, в интервале от 10000 до 1500000, в частности от 35000 до 1000000 (определена по методу рассеяния света), плотность заряда составляет, например, от 0,1 до 15 мэкв/г, в частности от 0,1 до 10, мэкв/г. Принимая во внимание цели данной заявки, выражение "соединение аммониевого типа" понимают как охватывающее также кватернизованные N-гетероциклические соединения, например N-замещенные пиридиниевые соединения.

Приемлемые амфифильные соединения ониевого типа включают катионные поверхностно-активные вещества, некоторые из которых технически доступны. Особенно предпочтительные амфифильные соединения аммониевого типа представляют собой, например, бензалконийхлорид, бензоксонийхлорид, цетилпиридинийхлорид, цетилтриметиламмонийбромид, кокамидопропил-N,N,N-триметилглицин, пальмитоилкарнитин, коцилглутамат натрия. Особенно предпочтительными являются также поверхностно-активные вещества, поставляемые на рынок под товарным знаком Luviquat® (фирма BASF), и аналогичных типов. Они включают мономерные соединения, подобные, например, продукту Luviquat® MONO СР, 30%-ному водному раствору первичного кислого фосфата цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония; LuviquatRMONO LS, 30%-ному раствору лаурил/миристилтриметиламмонийметилсульфата в воде (с плотностью заряда около 2,9 мэкв/г) или Luviquat® Dimer 18, 50%-ному раствору гидроксипропилбисстеарилдиметиламмонийхлорида в смеси воды и этанола 50/50. Приемлемые поверхностно-активные вещества также включают полимерные соединения, в частности сополимеры винилпирролидона и/или винилкапролактама с мономерами, содержащими кватернизованную аммониевую группу, подобными триалкиламмоний(мет)акрилатам или N-алкилвинилимидазолиниевым соединениям. Приемлемые полимерные поверхностно-активные вещества обладают, например, молекулярной массой в пределах от 25000 до 1000000 и более (определена по методу светорассеяния) и плотностью заряда в интервале от 0,3 до 10 мэкв/г. Примеры включают продукты LuviquatRQ 11 PN, сополимер 67 мас.% винилпирролидона и 33 мас.% диметилэтиламмонийметакрилатэтилсульфата, обладающий молекулярной массой (определяли по методу светорассеяния) около 1000000 и плотностью заряда 0,8 мэкв/г, в водном растворе с содержанием сухого вещества 19-21%; Luviquat® Hold, сополимер 50 мас.% винилкапролактама, 40 мас.% винилпирролидона и 10 мас.% N-метилвинилимидазолинийметилсульфата, обладающий молекулярной массой (определена по методу светорассеяния) около 700000 и плотностью заряда 0,5 мэкв/г, в растворе воды/этанола с содержанием сухого вещества 19-21%, а также Luviquat® FC 370, Luviquat® HM 552, Luviquat® FC 905, Luviquat® Care, которые представляют собой сополимеры винилпирролидона (ВП) и N-метилвинилимидазола (КВИ) в водном растворе, состав которых подробно представлен в следующей таблице.

Товарный знакСостав (мас.%)АнионСодержание сухого вещества (%)Молекулярная массаA)Плотность заряда (мэкв/г)
ВПКВИ
Luviquat®FC 3707030Cl-38-42около 1000002,0
Luviquat®FC 5505050Cl-38-42около 800003,3
Luviquat®HM 5525545Cl-19-21около 4000003,0
Luviquat®FC 905595Cl-38-42около 40006,1
Luviquat® Care8020Н3CSO4-6-7около 10000001,09
А) определяли по методу светорассеяния

Приемлемые технически доступные поверхностно-активные вещества могут также включать небольшие количества добавок, например консервантов, подобных алкилпарабеновым соединениям, и инертных органических растворителей, и могут быть легко выбраны специалистом в соответствии с требованиями в конкретной области применения осадков.

Другим конкретным вариантом приемлемых амфифильных соединений аммониевого типа являются соответствующие катионоактивные фосфолипиды, в частности лизофосфатидилхолиновые соединения, фосфатидилхолиновые соединения, подобные, например, фосфатидилхолину яичного желтка, сфингомелину, соответствующим производным сфингозина и их смесям. Такие как эти фосфолипиды обладают тем преимуществом, что они являются продуктами природного происхождения и, следовательно, особенно совместимы с тканью, а с другой стороны, было установлено, что твердость и консистенция осадков, включающих амфифильные компоненты этого типа, менее приемлемы в сравнении с осадками в соответствии с изобретением, основанными на других амфифильных соединениях аммониевого типа. Фосфолипиды могут также быть использованы в сочетании с другими амфифильными соединениями аммониевого типа, в частности в сочетании с теми амфифильными аммониевыми соединениями, которые упомянуты выше.

Амфифильные соединения аммониевого типа, выбранные из группы, включающей бензалконийхлорид, бензоксонийхлорид, цетилпиридинийхлорид, цетилтриметиламмонийбромид, цетилпиридинийхлорид, цетилтриметиламмонийбромид; первичный кислый фосфат цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония (Luviquat® Mono CP), кокамидопропил-N,N,N-триметилглицин, производные ацилкарнитина, например те, которые описаны в US 4194006 или 5731360, в частности пальмитоилкарнитин; натрийкоцилглутамат и смеси одного или нескольких представителей упомянутой группы составляют особенно предпочтительный выбор для приготовления осадков по настоящему изобретению.

Циклодекстриновый компонент осадков в соответствии с настоящим изобретением может включать одно или несколько циклодекстриновых соединений. Циклодекстриновое соединение, которое упоминается в данной заявке, представляет собой либо альфа-, либо бета-, либо гамма-циклодекстрин как таковой, его производное, например частично этерифицированное производное, в частности гидроксиалкилэфирное производное, или их смесь. Необходимо отметить, что неупорядоченно выбранное циклодекстриновое соединение автоматически не образует с любым неупорядоченно выбранным другим соединением включаемый комплекс, который возможно потребуется ввести в осадки по настоящему изобретению. В таких случаях, следовательно, в предпочтительном варианте используют циклодекстриновое соединение, которое удовлетворяет потребности заполнить пустоту, оставляемую другим компонентом или компонентами, которые должны быть введены в осадок. Эти корреляции специалистам в данной области техники известны.

Соответствующим образом замещенные альфа-, бета- или гамма-циклодекстрины представляют собой, например, алкилированные, гидроксиалкилированные, карбоксиалкилированные или алкилоксикарбонилалкилированные производные. Другими типичными примерами служат углеводородные производные циклодекстринов, такие как моно-, дигликозил-альфа-, -бета- и -гамма-циклодекстрины, моно- и димальтозил-альфа-, -бета- и -гамма-циклодекстрины и панозилциклодекстрин.

Предпочтительные осадки в соответствии с настоящим изобретением включают, в частности, те, циклодекстриновый компонент которых выбирают из альфа-циклодекстрина, бета-циклодекстрина, гамма-циклодекстрина и их смесей.

Когда это необходимо, осадки в соответствии с изобретением могут также включать, в дополнение к упомянутым компонентам, небольшие количества, например эффективные количества, от 00001 до 5 мас.%, в частности от 0,1 до 3 мас.%, совмещающихся добавок, подобных, например, стабилизаторам или консервантам, и совмещающихся модификаторов, например пластификаторов или добавок, придающих податливость.

Осадки в соответствии с изобретением могут быть приготовлены, например, по способу, в котором анионоактивный полимерный компонент, амфифильный компонент аммониевого типа, циклодекстриновый компонент и другие компоненты, предусмотренные для включения в осадок, вводят между собой в контакт либо последовательно, либо одновременно в водной среде в количествах, эффективных для приготовления упомянутого осадка, в котором по меньшей мере анионоактивный полимерный компонент, амфифильный компонент и циклодекстриновый компонент в процессе контактирования находятся в растворенной форме и в котором количества этих компонентов выбирают таким образом, чтобы образовывался осадок.

Образование осадка в вышеописанном процессе вызывает немедленное понижение вязкости реакционных смесей. В дальнейшем осадок может быть выделен, например, фильтрованием или центрифугированием в виде мокрого полимера.

Сухой осадок может быть получен после, что необязательно, достаточной и осторожной сушки. В целесообразном варианте сушку можно осуществить, например, погружением мокрого материала осадка, необязательно после его промывки один или несколько раз предпочтительно водой, в холодный летучий органический растворитель, например ацетон, предпочтительная температура которого составляет ниже 12°С, выдержкой этого материала в контакте с упомянутым растворителем в течение некоторого периода времени, например от нескольких минут до примерно одного часа, последующим его отделением и удалением остаточного растворителя, необязательно при повышенной температуре и/или под вакуумом.

Сухой осадок в процессе контактирования с водой вновь превращается в эластичный, гибкий, каучукоподобный пластик, который при повторном смачивании в воде заметного набухания не проявляет. Повторно смоченная матрица в процессе хранения в воде при комнатной температуре в течение по меньшей мере 6 месяцев производит впечатление физически стабильной. Когда повторно смоченную матрицу хранили в течение 6 месяцев в герметически закрытых полиэтиленовых пакетах, содержавших деионизированную воду, наличия никаких бактериальных или грибковых инфекций не отмечали.

При необходимости с применением обычных методов, подобных, например, прессованию или вальцеванию, осадку может быть легко придана любая необходимая форма. Именно подобным образом из осадков в соответствии с изобретением можно форомовать волокна, листовые материалы или нити.

В предпочтительном варианте способа приготовления описанных осадков анионоактивный полимерный компонент, циклодекстриновый компонент и дополнительные компоненты, которые растворимы в воде и предусмотрены для введения в упомянутый осадок, растворяют в водной среде с получением первой композиции; амфифильный компонент аммониевого типа и дополнительные компоненты, которые нерастворимы в воде и предусмотрены для введения в упомянутый осадок, смешивают с приемлемым жидким носителем, предпочтительно также с водной средой, с получением второй композиции, и упомянутые первую и вторую композиции смешивают с получением упомянутого осадка.

В целесообразном случае этот вариант способа можно использовать, например, для получения из осадка в соответствии с настоящим изобретением покрытия на твердой подложке. В этом случае способ включает нанесение на подложку покрытия из упомянутой первой композиции и последующую обработку обработанной таким образом подложки упомянутой второй композиции с получением на ней покрытия из упомянутого осадка. Нанесение упомянутых первой и/или второй композиций на подложку может быть, например, осуществлено напылением или по любому другому приемлемому методу.

Что касается их свойств как биоматериалов, то осадки в соответствии с настоящим изобретением особенно эффективны для применения с биомедицинскими целями. Они могут быть использованы как таковые, т.е. без каких-либо дополнительных компонентов, для получения, например, биоразлагаемых поверхностных покрытий, средств для закрывания хирургических ран, перевязочных материалов или нитей.

Однако особенно эффективный вариант настоящего изобретения составляют осадки, включающие один или несколько дополнительных компонентов, которые содержат фармацевтически действующее вещество. Фармацевтически действующее вещество может быть выбрано, например, из группы, включающей стероиды, простаноиды, азотоксидные пролекарственные средства, антигистамины, антибиотики, цитостатические вещества, антивирусные средства, пептидные гормоны, местноанестезирующие средства, антиглаукомные средства, противовоспалительные средства, гипотензивные средства, антиангиогенные средства и их приемлемые смеси. Количество фармацевтически действующего компонента можно варьировать в широких интервалах и в соответствии с конкретными показаниями и требованиями. Приемлемые количества фармацевтически действующего компонента находятся, например, в интервале от 1 до 20 мас.%, преимущественно от 3 до 15 мас.%, более предпочтительно от 5 до 10 мас.%, в пересчете на осадок в целом.

Эти фармацевтически эффективные осадки могут быть использованы, помимо прочего, для приготовления медицинских средств, таких как медицинские имплантаты и вкладыши, медицинские поверхностные покрытия, средства для закрывания хирургических ран и нити.

Однако особенно предпочтительно применение таких осадков при приготовлении лекарственных препаратов. Следовательно, объектом изобретения является также фармацевтическая композиция, включающая осадок в соответствии с изобретением, который включает фармацевтически действующее вещество.

Так, в частности, высвобождение фармацевтически действующих веществ в течение в общем длительного времени, если сравнивать с тем, что происходит, когда упомянутые фармацевтически действующие вещества вводят в организм в свободной форме, делает осадки по настоящему изобретению исключительно эффективными, например, при приготовлении депо композиций фармацевтически действующих веществ всех типов.

Несмотря на то, что упомянутые фармацевтические композиции можно, разумеется, вводить в организм любым приемлемым путем, такие композиции можно также вводить в организм путем последовательного или одновременного введения одной или нескольких композиций, каждая из которых включает один или больше одного из компонентов осадка, предусмотренного для введения в организм, и получать упомянутый осадок in situ, по месту введения. Так, например, такие являющиеся составными частями композиции можно, в частности, вводить в живой организм инъекцией, например подкожно или внутримышечно, с целью приготовления таким образом в нужном месте, in situ, подкожного или внутримышечного депо целевого фармацевтически действующего вещества. Можно также, например, вводить в организм фармацевтические композиции через раны, кожу или другие твердые органические поверхности последовательным напылением таких являющихся составными частями композиций в нужном месте, получая таким путем на этом месте покрытие, которое способно поставлять целевое фармацевтически действующее вещество по упомянутому месту в течение длительного периода времени.

Следовательно, другим объектом настоящего изобретения является комплект для введения фармацевтической композиции в соответствии с настоящим изобретением в организм субъекта одновременным или, что предпочтительно, последовательным введением частей упомянутой композиции этому субъекту, благодаря чему упомянутая композиция образуется in situ, no месту введения, причем этот комплект включает две или больше двух частичных композиций, каждая из которых включает один или несколько, но не все компоненты упомянутой фармацевтической композиции, благодаря чему компоненты, предназначенные для образования осадка, содержатся в упомянутых композициях для последовательного или одновременного введения в количествах, эффективных для образования осадка в процессе контактирования между собой.

Конкретный вариант описываемого комплекта включает первую композицию, содержащую анионоактивный полимерный компонент, циклодекстриновый компонент и дополнительные компоненты, предусмотренные для введения в упомянутый осадок, которые растворимы в воде, растворенные в водной среде; и вторую композицию, включающую амфифильный аммониевый компонент и компоненты, предусмотренные для введения в упомянутый осадок, которые нерастворимы в воде, смешанные с приемлемым жидким носителем, предпочтительно с водной средой.

Конкретные варианты этого комплекта включают соответствующие комплекты для подкожного или внутримышечного введения в организм фармацевтической композиции и для введения в организм фармацевтической композиции напылением, например на раны, кожу или другие твердые органические поверхности.

Другим объектом настоящего изобретения является способ введения фармацевтически действующего соединения в организм нуждающегося в этом субъекта, включающий введение в организм фармацевтической композиции по п.15 или 16 формулы изобретения, включающей упомянутое фармацевтически действующее соединение.

Тем не менее другим объектом изобретения является способ введения фармацевтической композиции, которая описана выше, в организм субъекта, включающий одновременное или, что предпочтительно, последовательное введение в организм двух или больше двух частичных композиций, каждая из которых включает один или несколько компонентов упомянутой фармацевтической композиции, благодаря чему in situ, по месту введения, образуется фармацевтическая композиция, компоненты которой, предназначенные для образования осадка, содержатся в упомянутых частичных композициях в количествах, эффективных для образования осадка в процессе контактирования между собой.

Конкретный вариант упомянутого способа включает одновременное или, что предпочтительно, последовательное введение в организм первой композиции, содержащей анионоактивный полимерный компонент, циклодекстриновый компонент и дополнительные компоненты, включаемые в упомянутый осадок, которые растворимы в воде, растворенные в водной среде; и второй композиции, содержащей амфифильный компонент и компоненты, включаемые в упомянутый осадок, которые нерастворимы в воде, смешанные с приемлемым жидким носителем, предпочтительно с водной средой.

Эти частичные композиции можно, например, вводить субъекту подкожной или внутримышечной инъекцией или вводить через раны, кожу или другие твердые поверхности субъекта, предпочтительно напылением.

Сущность изобретения более подробно проиллюстрирована следующими примерами.

Пример 1. Приготовление биоматериала из гиалуроновой кислоты/поверхностно-активного вещества/гамма-циклодекстрина.

В этом примере описаны базовый осадок в соответствии с изобретением и способ его приготовления.

50 г гамма-циклодекстрина (г-ЦД) растворяют в 950 г деионизированной воды при 25°С с получением слегка мутного раствора. В перемешиваемый раствор г-ЦД добавляют 10 г гиалуроната натрия и смесь перемешивают в течение 60 мин при 25°С с получением прозрачного или слегка опалесцирующего густого раствора без твердых частиц. В этот водный раствор во время перемешивания со скоростью 150 об/мин добавляют 65 мл раствора продукта Luviquat Mono СР, содержащего 30% (19,5 г) первичного кислого фосфата цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония (технический раствор Luviquat Mono СР приобретают на фирме BASF). Этот раствор превращается в белую суспензию и в течение примерно 20 мин после добавления поверхностно-активного вещества образуется белый каучукоподобный полимерный осадок. Реакционную смесь перемешивают в течение еще 10 мин со скоростью 150 об/мин, затем дают постоять при комнатной температуре для образования плотного осадка. Этот продукт выделяют фильтрованием и промывают 3 раза 500 мл деионизированной воды. Промытый мокрый продукт представляет собой белый каучукоподобный вязкоупругий полимер. После сушки под вакуумом при комнатной температуре получают 60 г белого аморфного твердого вещества (выход 75%).

В соответствии с вышеописанной технологией получали и по методу ВЭЖХ анализировали три разные партии продукта. В таблице 1 перечислены результаты анализа образовавшихся нерастворимых полимерных матриц после повторного растворения в метаноле.

Таблица 1
Результаты анализа ВЭЖХ состава осадков, приготовленных в соответствии с примером 1
Партия №Состав по ВЭЖХ (%)Выход (%)
Гиалуронат Naг-ЦДLuviquat® Mono CP
20/51/112,456,918,075
20/51/212,752,026,374
20/51/312,852,026,071

Из вышеприведенных данных можно заключить, что этому способу в осуществлении свойственна приемлемая воспроизводимость. Продукты, приготовленные в соответствии с примером 1, обладают аналогичным составом, как это продемонстрировано данными ВЭЖХ анализа. Маточный раствор вышеуказанной реакционной смеси анализировали с помощью ВЭЖХ, было установлено, что он содержал как г-ЦД, так и поверхностно-активное вещество, но не содержал даже следов натриевой соли гиалуроновой кислоты.

Кроме того, из аналитических данных важно знать фактическое содержание воды в этих высушенных биоматериалах. Содержание воды в образцах определяли как по потере воды при сушке, так и по методам Карла Фишера. Содержание воды в продуктах трех последовательных партий представлено ниже в таблице 2.

Таблица 2
Содержание воды и значения потери воды при сушке биоматериалов в соответствии с примером 1.
ОбразецСодержание воды по Карлу Фишеру (%)Потеря воды при сушке (%)
20/51/114,315,9
20/51/214,815,5
20/51/314,016,0

Данные дифференциальной сканирующей калориметрии демонстрируют потери воды в различных температурных диапазонах. Это указывает на то, что содержание воды в образцах в соответствии с настоящим изобретением обусловлено связанными различным образом водными фракциями.

Пример 2. Физическое и химическое охарактеризовывание биоматериалов в соответствии с примером 1.

Химический состав

Анализ состава биоматериалов из гиалуроновой кислоты/поверхностно-активного вещества/гамма-циклодекстрина проводили с применением методов ВЭЖХ и капиллярного электрофореза. Помимо состава матриц осуществление этих методов предоставляло информацию о химической целостности всех трех компонентов, содержавшихся в матрице, показывая, что при образовании биоматериала никакого химического превращения этих компонентов не происходило. Спектроскопия в ближней инфракрасной области (БИО) и ЯМР дополнительно обуславливала очевидность того факта, что при взаимодействии этих трех компонентов с образованием нерастворимой в воде матрицы не получают никакого нового химического объекта.

Характеристики твердого состояния матрицы из гиалуроновой кислоты/г-ЦД/поверхностно-активного вещества

Белая жесткая как камень, твердая матрица производит впечатление, как показывает рентгенограмма, аморфного материала. С применением обычного прибора для определения температуры плавления какой-либо точной температуры плавления установить невозможно. При нагревании твердый материал какого-либо фазового перехода не проявляет до 210°С, однако выше этой температуры полимерная матрица становится коричневой и термически разлагается.

Вышеуказанное наблюдение дополнительно подтверждается термическим анализом, дифференциальной сканирующей калориметрией в атмосфере инертного газа. В азотной атмосфере биоматериалы в соответствии с настоящим изобретением эндометрического пика точной температуры плавления не демонстрируют. Однако они характеризуются эндометрическим тепловым потоком в очень широком диапазоне, отмечаемым в пределах от 40 до 188°С. Этот процесс характеризуется максимумом при примерно 100°С, вследствие чего это, по-видимому, сопряжено с потерей связанной воды. При более высоких температурах этот процесс возможно совмещается со стеклованием. Эндотермический тепловой поток после 188°С сопровождается резким экзотермическим тепловым потоком с максимумом при 215°С. Полагают, что это является следствием либо химического взаимодействия между компонентами в твердом состоянии, либо, что более вероятно, термической деструкции полимерной матрицы.

Пример 3. Приготовление биоматериала из поверхностно-активного вещества Luviquat Mono СР/гиалуроновой кислоты/альфа-циклодекстрина

16 г альфа-циклодекстрина (а-ЦД) растворяют в 150 г деионизированной воды при 25°С. В перемешиваемый раствор а-ЦД добавляют 2,0 г гиалуроната натрия и смесь перемешивают в течение 45 мин при 25°С с получением прозрачного густого раствора. Во время перемешивания в этот раствор добавляют 6,6 мл продукта Luviquat Mono CP (30%-ный водный раствор, приобретенный на фирме BASF). Этот раствор превращается в белую суспензию и в течение 30 мин после добавления поверхностно-активного вещества происходит образование белого каучукоподобного полимерного осадка. Реакционную смесь перемешивают в течение 30 мин, затем дают постоять при комнатной температуре для образования осадка. Осадок выделяют фильтрованием и промывают 5 раз 30 мл деионизированной воды. После сушки под вакуумом при комнатной температуре получают 12 г белого стеклообразного твердого вещества (выход 60%).

Пример 4. Приготовление биоматериала из поверхностно-активного вещества Luviquat Mono СР/гиалуроновой кислоты/бета-циклодекстрина

18 г бета-циклодекстрина (б-ЦД) растворяют в 800 г деионизированной воды при 37°С. В перемешиваемый раствор б-ЦД добавляют 2,0 г гиалуроната натрия и смесь перемешивают в течение 30 мин при 37°С с получением слегка опалесцирующего густого раствора, не содержащего твердых частиц. В этот раствор во время перемешивания добавляют 6,5 мл продукта Luviquat Mono CP (30%-ный водный раствор, приобретенный на фирме BASF). Реакционную смесь охлаждают с 37 до 25°С, раствор превращается в белую суспензию и в течение 45 мин после завершения добавления поверхностно-активного вещества происходит образование белого аморфного полимерного осадка. Реакционную смесь перемешивают в течение 30 мин при 20°С, затем дают постоять в холодильнике. Осадок выделяют фильтрованием и промывают 5 раз 15 мл деионизированной воды. После сушки под вакуумом при комнатной температуре получают 7,0 г белого стеклообразного твердого вещества (выход 31,8%).

Замена гиалуроновой кислоты другими анионоактивными полимерами.

Было установлено, что базовый феномен образования водонерастворимых биоматериалов, отмечаемый в случаях гиалуроновой кислоты/поверхностно-активного вещества четвертичного аммониевого типа/циклодекстринов происходит также с некоторыми другими водорастворимыми анионоактивными полимерами другой химической структуры. Полагают, что анионоактивные полимеры взаимодействуют с катионоактивными амфифильными молекулами (например, с поверхностно-активными веществами) посредством ионного взаимодействия, и циклодекстрины связываются с этими макромолекулярными солями вследствие аполярно-аполярного взаимодействия по олеофильным хвостам поверхностно-активных веществ. Именно по этой причине даже избыточная промывка водой неспособна удалить высокорастворимый циклодекстриновый компонент полимерных матриц.

Включали следующие общие водорастворимые ионогенные полимеры:

полисахариды

альгинат натрия

карбоксиметилцеллюлоза

карбоксиметилкрахмал

ксантановая камедь

пектин

трагакантовая камедь

полиакрилаты

продукт Carbopol 980 NF

продукт Pionier NP 37N

Было установлено, что каждый из вышеуказанных трех анионоактивных полимеров проявляет положительную реакцию с поверхностно-активными веществами четвертичного аммониевого типа и циклодекстринами, т.е. они все образовывали водонерастворимый осадок, как это подробно изложено в следующих примерах.

Пример 5. Приготовление биоматериала из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ)/цетилтриметиламмонийбромида (ЦТАБ)/гамма-циклодекстрина (г-ЦД)

При комнатной температуре готовили два отдельных водных раствора и проводили следующую реакцию.

Раствор №1: готовили 100 мл 1%-ной карбоксиметилцеллюлозы и во время перемешивания при 25°С отдельными порциями добавляли и растворяли 5 г кристаллического г-ЦД.

Раствор №2: 100 мл водного раствора, содержащего 5% цетилтриметиламмонийбромида.

Эксперимент: во время медленного перемешивания (примерно 30 об/мин) при 25°С в раствор №1 вводили раствор №2. При добавлении раствора №2 немедленно образовывался белый осадок. После тщательного перемешивания обоих растворов в течение 10 мин со скоростью примерно 30 об/мин образовавшуюся нерастворимую матрицу отфильтровывали на стеклянном фильтре под вакуумом. Мокрый осадок промывали пять раз 100 мл деионизированной воды. Водная промывка, как было установлено, улучшала консистенцию, физико-механические свойства (эластичность, твердость) образовавшейся матрицы. Мокрый промытый продукт распределяли в виде слоя толщиной примерно 3-5 мм и давали высушиться на воздухе в течение 12 ч.

Выход: получали 8,2 г (74%) белого аморфного полимера.

Таблица 3
Состав полимерных матриц, приготовленных в соответствии с примером 4
ОбразецАнализ компонентов ВЭЖХ (%)
КМЦг-ЦДЦТАБ
Матрица примера 5примерно 12примерно 52примерно 30

Пример 6. Приготовление биоматериала из ксантановой камеди/цетилтриметиламмонийбромида (ЦТАБ)/г-циклодекстрина (г-ЦД)

При комнатной температуре готовили два отдельных водных раствора и проводили следующую реакцию.

Раствор №1: в 100 мл деионизированной воды растворяли 1 г ксантановой камеди, затем во время перемешивания при 25°С добавляли 5 г кристаллического г-ЦД. Приготовленный раствор представлял собой слегка мутный густой раствор.

Раствор №2: в 100 мл деионизированной воды растворяли 5 г цетилтриметиламмонийбромида с получением светлого прозрачного раствора.

Эксперимент: во время медленного перемешивания (примерно 30 об/мин) при 25°С в раствор №1 вводили раствор №2. При добавлении раствора №2 немедленно образовывался бесцветный осадок. После тщательного перемешивания обоих растворов в течение 10 мин со скоростью примерно 30 об/мин образовавшуюся нерастворимую желеобразную матрицу отфильтровывали. Мокрую слегка опалесцирующую бесцветную полимерную массу промывали пять раз 100 мл деионизированной воды. Мокрый продукт распределяли в виде слоев толщиной примерно 3-5 мм и давали высушиться на воздухе в течение 12 ч.

Выход: получали 9,1 г (81%) белого стеклообразного полимера, состав которого представлен в таблице 4.

Таблица 4
Результаты анализа ВЭЖХ состава полимерных матриц, приготовленных в соответствии с примером 6
ОбразецРезультаты анализа компонентов ВЭЖХ (%)
Ксантановая камедьг-ЦДЦТАБ
Матрица по примеру 6примерно 10примерно 50примерно 35

Пример 7. Приготовление биоматериала из ксантановой камеди/бензалконийхлорида (БАХ)/г-циклодекстрина (г-ЦД).

При комнатной температуре готовили два отдельных водных раствора и проводили следующую реакцию.

Раствор №1: в 100 мл деионизированной воды растворяли 1 г ксантановой камеди, затем во время перемешивания при 25°С добавляли 5 г кристаллического г-ЦД. Приготовленный раствор представлял собой слегка мутный густой, но поддающийся перемешиванию раствор.

Раствор №2: в 10 мл использовали 50% (масса/объем) бензалконийхлорида.

Эксперимент: во время медленного перемешивания (примерно 45-50 об/мин) при 25°С в раствор №1 по каплям вводили раствор №2. При добавлении раствора бензалконийхлорида немедленно образовывался осадок. После полного объединения и тщательного перемешивания обоих растворов образовывалась густая нерастворимая бесцветная полимерная масса. Нерастворимую желеобразную матрицу выделяли фильтрованием. Мокрую полимерную массу промывали пять раз 150 мл деионизированной воды, распределяли в виде слоев толщиной примерно 3-5 мм и давали высушиться на воздухе.

Выход: получали 10,2 г (92%) бесцветного полимера.

Пример 8. Выбор поверхностно-активных веществ типа четвертичного аммония в качестве компонентов для получения биоматериала.

В качестве приемлемых компонентов для приготовления биоматериалов в соответствии с настоящим изобретением выбирают следующие технически доступные поверхностно-активные вещества разной молекулярной структуры:

цетилпиридинийхлорид, ЦПХ (фирма Merck)

цетилтриметиламмонийбромид, ЦТАБ (фирма Merck)

бензалконийхлорид, БАХ (сорта для европейской фармакопеи, фирма Novartis)

бензоксонийхлорид, БОК (сорта для европейской фармакопеи, фирма Novartis)

кокамидопропил-N,N,N-триметилглицин (фирма Goldschmidt)

Продукты Luviquat™ (фирмы BASF) серии поверхностно-активных веществ: Luviquat Hold, Luviquat FC 905, Luviquat FC 550, Luviquat FC 370, Luviquat Care, Luviquat HM 552, Luviquat PQ 11 PN, Luviquat MONO CP, Luviquat MONO LS.

Пример 9. Применение аминокислоты и аминовых производных, несущих четвертичный аммониевый остаток, для приготовление биоматериала.

Замена поверхностно-активных веществ четвертичного аммониевого типа встречающимися в природе более совместимыми с тканями аналогичными соединениями могло бы повысить практическую эффективность этих полимерных матриц. Систематический отбор приводит к осознанию того, что структурно аналогичные вещества, несущие четвертичный аммониевый остаток без более длинной алкильной цепи, являются неприемлемыми для приготовления водонерастворимой матрицы в соответствии с настоящим изобретением (см. таблицу 5).

Таблица 5
Реакция гиалуроновой кислоты, вещества четвертичного аммониевого типа и г-ЦД
Замена поверхностно-активого веществаРеакция с гиалуроновой кислотой/г-ЦДЗамечания
Холинхлоридбез осадкареакционная смесь остается прозрачной
L-Карнитинбез осадкареакционная смесь остается прозрачной
N-Гуанидинометил-L-аргининбез осадкареакционная смесь остается прозрачной
N,N,N-Триметил-L-лизинбез осадкареакционная смесь остается прозрачной

Из оценки вышеприведенных данных очевидно, что наличие олеофильной части у четвертичных соединений аммониевого типа является важной предпосылкой образования осадка, вследствие чего вещество должно обладать амфифильным характером.

Пример 10. Выбор не являющихся поверхностно-активными веществами компонентов четвертичного аммониевого типа для приготовления биоматериалов.

Установлено, что помимо вышеупомянутых образующих матрицы катионных поверхностно-активных веществ при приготовлении биоматериалов в соответствии с настоящим изобретением могут быть также использованы некоторые встречающиеся в природе совместимые с тканями фосфолипиды. Однако твердость и консистенция таких биоматериалов менее благоприятны, чем у тех биоматериалов, которые приготовлены из поверхностно-активных веществ.

Было установлено, что с анионоактивными полимерами полимерные матрицы образуют следующие вещества:

сфингомиелин

сфингозин

лизофосфатидилхолин

Пример 11. Введение водорастворимого гидрофумараткетотифенового лекарственного средства в биоматериал в соответствии с примером 1.

Включающие лекарственные средства полимерные матрицы в принципе могут быть приготовлены реакцией в одном реакторе. Если предусмотренное для введения лекарственное действующее вещество является водорастворимым, его обычно растворяют совместно с циклодекстрином и водорастворимым анионоактивным полимерным компонентом. Водонерастворимые действующие вещества могут быть введены аналогичным путем, за исключением того, что обычно их растворяют совместно с поверхностно-активными веществами или фосфолипидами так, как подробно изложено ниже.

5,0 г г-ЦД (3,9 ммоля) растворяли в 89,7 г деионизированной воды. В перемешиваемый раствор г-ЦД с непрерывным перемешиванием добавляли 1,6 г гидрофумарата кетотифена (3,9 ммоля). Затем добавляли 1,0 г гиалуроната натрия и слегка мутного раствора кетотифен/г-циклодекстрина и смесь перемешивали со скоростью 600 об/мин в течение 60 мин при 25°С. В течение примерно 15 мин реакционная смесь становилась густым вязким раствором. В этот густой раствор по каплям добавляли 3,3 мл 30%-ного раствора продукта Luviquat Mono CP, эквивалентного 1,0 г поверхностно-активного вещества. Прозрачная реакционная смесь немедленно превращалась в молочную суспензию, в которой в виде полутвердой "массы" образовывался осадок. В результате дальнейшего перемешивания в течение 30 мин при комнатной температуре получали белую каучукоподобную полимерную матрицу. Нерастворимый материал выделяли простым фильтрованием. Мокрый продукт промывали 5 раз 5 мл холодной воды и сушили до постоянства массы при комнатной температуре под вакуумом. Выход 6,2 г (70%-ный выход) белого стеклообразного твердого вещества с содержанием кетотифена 8,0%.

Пример 12. Фармацевтические эксплуатационные свойства матрицы из ГК/г-ЦД/продукта Mono СР в соответствии с примером 1.

В лабораторном масштабе готовили две последовательные партии полимерной матрицы и в них в соответствии со способом, описанным в примере 11, вводили выбранное для исследовательских целей водорастворимое лекарственное средство, гидрофумарат кетотифена. Профиль высвобождения in vitro кетотифеновой депо композиции определяли следующим образом.

1 г сухой полимерной матрицы, включавшей гидрофумарат кетотифена в соответствии с примером 11, перемешивали со скоростью 600 об/мин в 50 мл деионизированной воды при 37°С. Высвобождавшееся количество гидрофумарата кетотифена определяли с помощью ВЭЖХ. Результаты испытания с высвобождением in vitro на обеих параллельных партиях представлены в таблице 6.

Таблица 6
Высвобождение гидрофумарата кетотифена из двух последовательных партий полимерной матрицы из ГК/г-ЦД/продукта Luviquat Mono СР в соответствии с примером 1 в деионизированной воде при 37°С
Время(мин)Высвобождавшийся гидрофумарат кетотифена (мг/мл)
ГК/г-ЦД/Mono СР/лекарственное средство (партия 1)ГК/г-ЦД/Mono СР/лекарственное средство (партия 2)
50,190,20
100,290,30
200,370,42
300,450,50
400,500,55
500,520,56
600,500,62
800,580,63
1000,570,66
1200,620,64

Вышеприведенные данные показывают, что воспроизводимость от партии к партии при осуществлении способа приготовления включавших лекарственное средство матриц оказывалась приемлемой, а результатами служили биоматериалы с воспроизводимыми фармацевтическими эксплуатационными свойствами. Было установлено, что примерно 40% от общего введенного количества кетотифена в перемешиваемой водной системе матрицы из ГК/г-ЦД/Mono СР в соответствии с примером 1 высвобождалось в течение двух часов, тогда как высвобождение из не введенного в композицию, обычного кетотифена в тех же условиях происходило намного быстрее (из такой же системы без какого-либо перемешивания, т.е. только при стоянии в воде, 40% введенного гидрофумарата кетотифена высвобождалось только в течение примерено 4-5 дней).

Пример 13. Влияние изменения состава матрицы на высвобождение водорастворимых лекарственных средств.

Изменение состава водонерастворимых матриц, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением влияет, как было установлено, на профиль высвобождения включенных лекарственных средств. Матрицы с 8% включенного кетотифена готовили так, как изложено в примере 11. Использовали две разные содержавшие гиалуроновую кислоту реакционные смеси. Одна содержала 1%, в то время как другая 0,5% гиалуроновой кислоты. Снижение содержания гиалуроновой кислоты в реакционном растворе на 50% приводило, как было установлено, к образованию такого включавшего лекарственное средство биоматериала, из которого высвобождение кетотифена происходило намного медленнее (см. таблицу 7). Испытание с растворением in vitro проводили так, как изложено в примере 12.

Таблица 7
Высвобождение in vitro гидрофумарата кетотифена в деионизированной воде из разных матриц из ГК/г-ЦД/Luviquat Mono CP при 37°С
Время(мин)Высвобождавшийся гидрофумарат кетотифена (мг/мл)
матрица, приготовленная с использованием 1,0% гиалуронанаматрица, приготовленная с использованием 0,5% гиалуронана
50,200,49
100,310,60
200,370,69
300,440,76
400,500,78
500,550,78
600,550,79
800,600,88
1000,600,90
1200,620,95

Основываясь на приведенных выше данных, можно заключить, что высвобождение in vitro водорастворимых лекарственных средств из биоразлагаемых матриц в соответствии с настоящим изобретением можно регулировать изменением в биоматериалах количества полимерного компонента.

Пример 14. Приготовление биоматериала из карбоксиметилцеллюлозы/цетилтриметиламмонийбромида/г-циклодекстрина.

Готовили два отдельных водных раствора.

Раствор №1: 100 мл водного раствора, содержавшего 1% карбоксиметилцеллюлозы и 5% г-циклодекстрина.

Раствор №2: 100 мл водного раствора, содержавшего 5% цетилтриметиламмонийбромида.

Эксперимент: во время медленного перемешивания (примерно 30 об/мин) при 25°С в раствор №1 вводили раствор №2. При добавлении раствора №2 немедленно образовывался белый осадок. После перемешивания обоих растворов в течение 10 мин со скоростью примерно 30 об/мин образовавшуюся нерастворимую матрицу отфильтровывали под вакуумом и промывали 5 раз 100 мл деионизированной воды. Водная промывка, как было установлено, улучшала консистенцию, физико-механические свойства (эластичность, твердость) образовавшейся матрицы. Дальнейшая промывка количества нерастворимого материала не уменьшала. Получали 8,1 г белого аморфного твердого вещества (выход 74%).

Пример 15. Приготовление биоматериала из продукта Carbopol® 980 NF/цетилтриметиламмонийбромида/гамма-циклодекстрина

Раствор №1: 5 г г-ЦД и 1 г продукта Carbopol® растворяли в 90 мл деионизированной воды.

Раствор №2: 3,3 мл 30%-ного раствора продукта LuviquatR Mono СР.

Эксперимент: в перемешиваемый раствор №1 вводили раствор №2 при 25°С. При смешении обоих растворов образовывался белый осадок. По прошествии примерно 30 мин реакционного времени образования какой-либо массы не наблюдали, получали только рыхлый белый осадок. Реакционную смесь на 12 ч помещали в холодильник (5°С), в результате чего образовывался плотный гель. В результате разбавления этого геля 4000 мл деионизированной воды выпадала в осадок белая нерастворимая полимерная матрица. Осадок отфильтровывали и промывали 5 раз 100 мл воды. Полученная матрица представляла собой 5,3 г белого эластичного стабильного материала (выход 75%).

Пример 16. Нанесение на поверхность покрытия с использованием сочетаний полимер/циклодекстрин/поверхностно-активное вещество.

Было установлено, что среди изученных анионоактивных полимеров продукт Carbopol и карбоксиметилцеллюлоза после реакции с поверхностно-активными веществами четвертичного аммониевого типа и циклодекстрином образовывали продукт, который мог быть использован в разбавленном виде для нанесения на разные поверхности водонерастворимого покрытия.

Металлическую, стеклянную и полимерную поверхности и поверхность кожи обрабатывали нанесением друг за другом реакционных смесей в соответствии с настоящим изобретением (растворы водного полимера и циклодекстрина, а затем раствор катионного поверхностно-активного вещества). После сушки на обработанных поверхностях образовывался гибкий, но непрерывный полимерный слой. Это покрытие было невозможно смыть даже избыточными количествами воды. Такие покрытия удаляются или разрушаются только вследствие сильного физического вмешательства, чрезмерного теплового воздействия или биологической эрозии. Поверхность нержавеющей стали покрывали композицией из продукта Carbopol/цетилтриметиламмонийбромида/г-ЦД, приготовленной в соответствии с примером 15. Нанесенное на сталь покрытие устойчиво, как было установлено, к избыточным промывкам водой: 20-кратная промывка 100 мл воды не удаляла покрытие с поверхности. Однако после 10-кратной промывки 100 мл 0,9%-ного водного раствора NaCl инициировалась физическая эрозия этих покрытий. Степень физической деструкции повышалась, как было установлено, с увеличением ионной силы окружающих растворов.

Пример 17. Нанесение покрытия на поверхность с использованием содержавших гидрокортизон сочетаний полимера/циклодекстрина/поверхностно-активного вещества.

Поверхность нержавеющей стали (площадью ≥15 см2) обрабатывали нанесением друг за другом следующих двух растворов, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением.

Раствор №1: 5 г г-цикло декстрина и 1 г продукта Carbopol растворяли в 90 мл деионизированной воды.

Раствор №2: 3,3 мл 30%-ного раствора продукта Luviquat Mono CP, содержавшего примерно 1 г вторичного кислого фосфата цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония. В этом растворе растворяли 0,1 г гидрокортизона.

Металлическую поверхность обрабатывали вначале раствором №1, затем раствором №2. В течение 5 мин стальная поверхность оказывалась покрытой белым осадком. Поверхности давали высохнуть на воздухе. Высвобождение in vitro включенного гидрокортизона с металлической поверхности определяли испытанием в воде и в 0,9%-ном растворе NaCl при 37°С. После 2 ч перемешивания в воде высвобождалось только примерно 20 мкг гидрокортизона, тогда как в 0,9%-ном растворе NaCl высвобождалось примерно 90 мкг стероида.

Пример 18. Характеристики физической эрозии матриц из полимера/поверхностно-активного вещества/циклодекстрина.

Поскольку принцип образования нерастворимых матриц из полимера/циклодекстрина/поверхностно-активного вещества состоит в совместном влиянии электростатических и аполярно-аполярных взаимодействий, полагают, что - в соответствии с опубликованными данными - присутствие солей (NaCl, NaBr, KCl и т.д.) инициирует и ускоряет распад этих надмолекулярных матриц. В самом деле, было установлено, что в присутствии солей, подобных NaCl, эти матрицы, преимущественно те, которые приготовлены из гиалуроновой кислоты, физически деструктируются зависимым от концентрации катионов образом.

В изоосмотических условиях, т.е. в 0,9%-ном растворе NaCl, нерастворимые материалы из гиалуроновой кислоты/поверхностно-активного вещества/г-ЦД в течение от 8 до 10 дней хранения при комнатной температуре преобразуются в водорастворимые.

В гиперосмотических условиях, например в 5- или 10%-ном растворе NaCl, полное растворение матриц происходит в течение 2 дней.

Однако биоматериалы, приготовленные из продукта Carbopol или карбоксиметилцеллюлозы/поверхностно-активного вещества/циклодекстрина, остаются физически намного более стабильными даже в 5%-ных растворах NaCl. Эти биоматериалы не проявляют распада после 20 дней хранения в 0,9%-ном NaCl. Следовательно, в предпочтительном варианте для приготовления депо композиций с более длительным сроком действия могут быть использованы биоматериалы на основе продукта Carbopol и карбоксиметилцеллюлозы.

Пример 19. Высвобождение куркумина из содержащих красящее вещество биоматериалов в соответствии с настоящим изобретением.

Содержавшие красящее вещество биоматериалы готовили растворением куркуминового красителя в используемом поверхностно-активном веществе. Содержащие это красящее вещество биоматериалы, приготовленные в соответствии с примером 11, включали 4,5 мас.% куркумина. Окрашенные в желтый цвет матрицы разрезали на две части равных размеров и погружали в деионизированную воду и в 0,9%-ный раствор NaCl. Профили высвобождения in vitro красящего вещества из твердых матриц определяли следующим образом.

10 г полимерных матриц, в которые куркумин вводили в соответствии с примером 11, перемешивали со скоростью 600 об/мин в 50 мл деионизированной воды при 37°С. Высвобождавшееся количество куркумина определяли спектрофотометрическим путем. Результаты испытания с высвобождением in vitro представлены в таблице 8.

Таблица 8
Высвобождение куркумина из биоматериала из гиалуроновой кислоты/бензалконийхлорида/г-ЦД в воде и в 0,9%-ном NaCl при 25°С.
Время (мин)Высвобождавшийся куркумин (%)*
в водев 0,9%-ном NaCl
51,58,5
102,913,3
203,213,4
303,215,3
403,518,0
504,118,6
604,526,7
804.827,3
1005,527,6
1206,228,5

*Если высвобождалось все количество куркумина, это означало 100%.

Вышеприведенные данные указывают на то, что степень высвобождения включенных материалов из биоразлагаемых матриц в соответствии с настоящим изобретением определяется фактической ионной силой растворяющих/окружающих сред. В случае имплантации таких биоматериалов, включающих фармацевтически действующие вещества, высвобождение включенных действующих веществ обычно определяется главным образом концентрацией ионов в окружающей ткани и в меньшей степени имеющимися ферментами.

Пример 20. Высвобождение стероидного лекарственного средства из включавших лекарственное средство биоматериалов в соответствии с настоящим изобретением.

Включавший стероид биоматериал готовили растворением тестостерона в бензалконийхлоридном поверхностно-активном веществе. Включавший лекарственное средство биоматериал, приготовленный в соответствии с примером 11, содержал 9,0 мас.% тестостерона. Включавшие тестостерон матрицы разрезали на две части равных размеров и погружали в деионизированную воду и в 0,9%-ный раствор NaCl. Профили высвобождения in vitro тестостерона из твердых матриц определяли следующим образом.

10 г полимерных матриц, в которые тестостерон вводили в соответствии с примером 11, перемешивали со скоростью 300 об/мин в 100 мл деионизированной воды и в 100 мл 0,9-, 3,0- и 5,0%-ных растворах NaCl при 37°С. Высвобождавшееся количество тестостерона определяли спектрофотометрическим путем. Результаты испытания с высвобождением in vitro представлены в таблице 9.

Таблица 9. Профиль высвобождения in vitro тестостерона из биоматериала из гиалуроновой кислоты/бензалконийхлорида/г-ЦД в воде и в растворах NaCl разных концентраций при 37°С.

Время (ч)Высвобождавшийся тестостерон (%) от общего включенного количества
в водев 0,9%-ном NaClв 3%-ном NaClв 5%-ном NaCl
1,52,09,817,018,0
3,04,612,018,019,0
6,05,517,618,021,2

Вышеприведенные данные указывают на то, что степень высвобождения включенных материалов из биоразлагаемых матриц в соответствии с настоящим изобретением регулируют фактической ионной силой растворяющих сред. Когда этот биоматериал на основе полимера/поверхностно-активного вещества/циклодекстрина, включающий тестостерон, применяют в биологических системах, высвобождение включенного стероида инициируется концентрацией катионов в окружающей ткани. Этот распад надмолекулярной матрицы под воздействием присутствующих катионов обычно сопровождается высвобождением включенного тестостерона из комплексной формы г-ЦД, гарантируя непрерывное высвобождение тестостерона.

Пример 21. Приготовление in situ нерастворимых биоматериалов, включающих простагландин Е2, двумя последовательными инъекциями.

5 г г-циклодекстрина и 1 г гиалуроновой кислоты растворяют в 100 мл стерилизованной деионизированной воды для инъекция. 2 мл этого густого раствора наполняют шприц для инъекций.

Другой раствор готовят растворением 1 мг простагландина Е2 в 10 мл 30%-ного продукта Luviquat Mono CP в качестве поверхностно-активного вещества. 0,5 мл этого раствора простагландина переносят в шприц для инъекций. После последовательных подкожных инъекций крысам in situ образуется биоматериал, включающий лекарственное средство, и таким образом гарантируется непрерывное высвобождение простагландина.

В виде последовательных инъекций, приводящих к образованию in situ нерастворимых матриц, приемлемых для использования в биомедицинских и других целях, можно применять композиции любого типа, описанные в примерах с 1 по 15.

Пример 22. Приготовление полимерной матрицы из гиалуроновой кислоты/поверхностно-активного вещества/фосфолипидов/гамма-циклодекстрина.

Растворением 5 г гамма-циклодекстрина и 1 г гиалуроновой кислоты в деионизированной воде готовили раствор 100-миллилитрового объема. Этот раствор напоминал слегка мутную вязкую жидкость без твердых частиц.

5 мл 5%-ного водного раствора бензалконийхлорида перемешивали с 0,3 г фосфатидилхолина яичного желтка при 40°С с получением гомогенной эмульсии. При комнатной температуре проводили реакцию 10 г вышеупомянутого раствора гиалуроновой кислоты/γ-циклодекстрина с 5 мл эмульсии фосфатидилхолина/бензалконийхлорида. После примерно 10 мин перемешивания получали слегка желтый водонерастворимый полимерный материал. Этот полимер отфильтровывали, промывали 5 мл деионизированной воды и сушили под вакуумом над Р2O5 до постоянства массы.

Выход 0,62 г (54%) смолистого твердого вещества.

Композиция полимерного материала в соответствии с примером 22 содержала примерно 20% гиалуроновой кислоты, 40% γ-циклодекстрина, 25% фосфолипида и 8% бензалконийхлорида.

Пример 23. Приготовление полимерной матрицы из альгиновой кислоты/поверхностно-активного вещества/фосфолипидов/гамма-циклодекстрина.

5 мл 5%-ного водного раствора бензалконийхлорида перемешивали с 0,3 г фосфатидилхолина яичного желтка при 40°С с получением гомогенной эмульсии. С 5 мл эмульсии фосфатидилхолина/бензалконийхлорида при комнатной температуре смешивали 10 г раствора, содержавшего 1% альгиновой кислоты и 5% гамма-циклодекстрина. После примерно 15 мин интенсивного перемешивания образовывался слегка желтый полимерный осадок. Этот осадок отфильтровывали и промывали 5 мл воды. После сушки до постоянства массы получали 0,55 г твердой эластичной смолы.

Пример 24. Листовой материал для закрывания хирургической раны, изготовленный из полимерной матрицы в соответствии с настоящим изобретением.

Полимерный биоматериал готовили в соответствии с примером 1. Мокрый продукт выделяли фильтрованием и промывали 3 раза 500 мл деионизированной воды. Промытый мокрый продукт раскатывали на мокрой стеклянной поверхности в слой толщиной примерно 1 мм и погружали в холодный (примерно 5°С) ацетон. После примерно 30 мин вымачивания в ацетоне продукт превращался в обезвоженный белый твердый бумагоподобный листовой материал. После этого процесса сушки ацетон удаляли последующей сушкой под вакуумом. Этот продукт может быть повторно смочен в стерилизованной воде, причем он становится вновь вязкоупругим полимером и может быть наложен в качестве закрывающего рану листового материала для ускорения процесс заживления раны.

Пример 25. Антибиотическая перевязочная/закрывающая пленка для раны, состоявшая из полимерной матрицы в соответствии с настоящим изобретением.

Содержавшую антибиотик мукоадгезивную пленку изготавливали реакцией 100 мл 1%-ного раствора гиалуроновой кислоты, содержавшего 5 г гамма-циклодекстрина, с 50 мл 30%-ного раствора продукта Luviquat Mono CP, содержавшего 1 г растворенного ципрофлоксацина. После смешения обоих вышеупомянутых растворов образовывался белый осадок, который удаляли фильтрованием. Белую полимерную матрицу промывали 50 мл воды и раскатывали в слой толщиной 1 мм. Этот мокрый слой сушили под вакуумом до постоянства массы. Выход 10 г белого эластичного полимерного листового материала, который содержал 7,8% ципрофлоксацина. После стерилизации в результате повторного смачивания этого полимерного листового материала в стерилизованной воде образовывалась, как было установлено, вязкоупругая мокрая пленка, которая могла быть использована для наложения на поверхности обожженной кожи или на раны.

Пример 26. Электроповодящая полимерная матрица, содержащая включенный иод.

Электроповодящее полимерное волокно готовили реакцией 100 мл 1%-ного раствора гиалуроновой кислоты, содержавшего 5 г гамма-циклодекстрина, с 50 мл 30%-ного раствора продукта Luviquat Mono CP, содержавшего 1 г растворенного элементарного иода. После смешения обоих вышеупомянутых растворов образовывался желтовато-коричневый осадок, который выделяли фильтрованием. Эту полимерную матрицу промывали 50 мл воды и вытягивали из нее волокна диаметром примерно 1 и 2 мм. Эти мокрые волокна сушили их погружением в холодный (10°С) ацетон и затем сушили под вакуумом. Выход: листовой материал из коричневых эластичных полимерных волокон, который содержал примерно 8 мас.% элементарного иода. Это полимерное волокно обладало, как было установлено, электроповодностью. Как было установлено, его электропроводность различалась в разных направлениях, причем осевая электропроводность, в направлении вытягивания, оказывалась намного более высокой, чем электропроводность в поперечном направлении. Высокоупорядоченная структура этой надмолекулярной системы могла обладать электропроводностью даже в случаях полимерных матриц совсем без иода.

Пример 27. Содержащий аллантоин листовой материал для закрывания и заживления ран, состоящий из полимерной матрицы в соответствии с настоящим изобретением.

Содержавшую аллантоин мукоадгезивную пленку готовили реакцией 100 мл водного раствора, включавшего 1 г гиалуроновой кислоты и 5 г α-циклодекстрина, с 25 мл 30%-ного раствора продукта Luviquat Mono CP, содержавшего 2 г растворенного аллантоина. После взаимодействия обоих вышеупомянутых растворов образовывался белый осадок. Полимерный осадок удаляли фильтрованием и промывали 25 мл воды. Мокрый продукт раскатывали в гомогенный слой толщиной 1 мм. Этот мокрый слой сушили под вакуумом до постоянства массы. Выход 7,7 г белого полимерного листового материала. После стерилизации в результате повторного смачивания этого полимерного листового материала в стерилизованной воде получали вязкоупругую пленку, которую можно было использовать для перевязки ран с целью ускорить процесс заживления.

Пример 28. Хирургическая нить, состоящая из полимерной матрицы в соответствии с настоящим изобретением.

Проводили реакцию раствора, содержавшего гиалуроновую кислоту и гамма-циклодекстрин, в соответствии со схемой реакции, описанной в примере 1, с раствором продукта Luviquat Mono CP, содержавшим 2% глицерина. После того как реакцию завершали, приготовленную мокрую полимерную матрицу промывали деионизированной водой и затем нить изготавливали вытягиванием и раскатыванием мокрого полимера в нить толщиной примерно 0,2 мм. Эту нить немедленно вымачивали в ацетоне для обезвоживания и получали сухие эластичные нити.

Полученные нити могут быть использованы для хирургического закрывания ран. Эти биоразлагаемые нити можно также применять в качестве имплантатов после включения в них соответствующих фармацевтически действующих веществ.

Пример 29. Ферментативная деструкция in vitro полимерных матриц, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением.

Деструкцию гиалуроновой кислоты, включенной в полимерные матрицы в соответствии с настоящим изобретением, определяли испытанием при рН 6,5 в фосфатном буферном растворе с использованием фермента гиалуронидазы после 42-часового инкубационного периода с применением для сравнения контрольной, не включавшей гиалуроновой кислоты подложки. После остановки деятельности фермента реакционную смесь оценивали электрофорезом в капиллярной зоне. Электроферограммы показывали, что гиалуроновая кислота действительно высвобождалась из полимерной матрицы и деструктировалась ферментом гиалуронидазой. Было установлено, что матрица из гиалуроновой кислоты/продукта Luviquat Mono СР/гамма-циклодекстрина в соответствии с примером 1 была способна деструктироваться этим ферментом, но с более низкой скоростью реакции. Распределение по продуктам деструкции было аналогичным распределению по продуктам деструкции контрольной гиалуроновой кислоты, биологически перерабатываемой ферментом гиалуронидазой.

Пример 30. Метаболический путь имплантированной полимерной матрицы в соответствии с настоящим изобретением у крыс.

Проводили два исследования на животных. В ходе первых ориентировочных экспериментов трех самцов крыс линии Whistar (со средней массой тела каждой особи 400 г) обрабатывали очень высокими дозами (1,2 и 4 г) полимерной матрицы в соответствии с примером 1.

Участки имплантатов у животных после соответственно двух и трех недель вновь открывали. Ткань, окружавшую имплантированные полимерные материалы, оценивали визуально и с помощью микроскопа. Было установлено, что в случаях как 1-, так и 4-граммовых имплантатов ткань, окружавшая имплантаты, оказывалась воспаленной. Более того, значительное увеличение числа лейкоцитов указывало на воспалительный статус обработанных животных. Однако воспаление, как было установлено, было слабым, ни у одного из обработанных животных не проявлялась системная токсичность, каждое успешно выживало, несмотря на крайне высокие использованные дозы. Спустя три месяца после имплантации животные, обработанные 2-граммовым имплантатом, все еще находились в идеальном состоянии.

ВЭЖХ анализ ткани/образцов промывной жидкости, извлеченной с участков имплантатов после 2 недель, показывал, что невозможно было обнаружить следов ни гиалуроновой кислоты, ни гамма-циклодекстрина и поверхностно-активного вещества. Это косвенно доказывает, что полимерная матрица в соответствии с примером 1 после подкожной имплантации полностью исчезала в течение нескольких недель, даже когда ее вводили в высокой дозе (4 г на 400 г массы тела!), вследствие чего она, по-видимому, являлась биоразлагаемой.

Пример 31. Приготовление бинарного биоматериала в соответствии с изобретением, включающего продукты Carbopol® 9880 NF в качестве анионоактивного полимера и Luviquat® Mono CP в качестве поверхностно-активного вещества.

25 г гамма-циклодекстрина (г-ЦД) и 5 г продукта Carbopol® 9880 NF растворяли в 470 г деионизированной воды при комнатной температуре (25°С) с получением слегка мутного раствора. В этот раствор во время медленного перемешивания добавляли 17 мл раствора продукта Luviquat® Mono CP, содержавшего 30% (5,1 г) первичного кислого фосфата цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония. Немедленно образовывался белый осадок, который в течение последующих 15 мин превращался в эластичную каучукоподобную массу. Выделенную мокрую полимерную массу промывали три раза 100 мл деионизированной воды и сушили.

Выход 9,8 г белого стеклообразного полимерного материала. Состав осадка, приготовленного в соответствии с примером 31.

Состав (%)
Продукт Carbopol® 9880 NFгамма-ЦДПродукт Luviquat® Mono СР
примерно 500примерно 46

Полимерная матрица этого типа обладала необнаруживаемым количеством гамма-ЦД компонента и, как было установлено, представляла собой довольно жесткий полутвердый материал без вязкоупругих свойств.

Кривая ДСК этого материала, снятая в атмосфере N2, совместно с потерями массы демонстрирует три стадии эндотермического теплового потока. Потери массы составляют 17,7% в интервале до 250°С и 25,6% до 300°С.

Пример 32. Приготовление бинарного биоматериала в соответствии с изобретением, включающего продукт Carbopol® 9880 NF в качестве анионоактивного полимера и бензалконийхлорид в качестве поверхностно-активного вещества.

Раствор №1: 5 г гамма-ЦД и 1 г продукта Carbopol® 9880 NF растворяли в 94 г деионизированной воды с получением слегка мутного раствора.

Раствор №2: 8 мл раствора бензалконийхлорида (БАХ) концентрацией 50 мас.%.

Эксперимент: в перемешиваемый раствор №1 при 25°С вводили раствор №2. При смешении обоих растворов образовывался белый осадок. Во время примерно 30-минутного реакционного периода никакой массы не образовывалось, а получали только рыхлый белый осадок. Далее реакционную смесь на 12 ч помещали в холодильник (5°С), где образовывался густой гель. После разбавления этого геля 4000 мл деионизированной воды в осадок выпадал белый нерастворимый полимерный материал. Осадок отфильтровывали и промывали пять раз 200 мл воды. Получали 5,1 г белого эластичного каучукоподобного материала. Механические свойства этого материала полностью отличались от механических свойств аналогично приготовленного материала на основе гиалуроновой кислоты. Полимерная масса проявляла высокую эластичность и устойчивость против воздействия внешних сил. Она сохраняла свою форму благодаря своим существенным упругим свойствам, противодействуя любому физическому вмешательству. Материал не включал гамма-циклодекстрина, как это продемонстрировано в следующей таблице. Состав осадка, приготовленного в соответствии с примером 32.

Состав (%)
Продукт Carbopol® 9880 NFгамма-ЦДБАХ
примерно 500примерно 46

Пример 33. Приготовление бинарного биоматериала в соответствии с изобретением, включавшего продукты Pionier NP 37N Sodium Carbomer® в качестве анионоактивного полимера и Luviquat® Mono CP в качестве поверхностно-активного вещества.

25 г гамма-циклодекстрина (г-ЦД) и 5 г продукта Pionier® NP 37N Sodium Carbomer растворяли в 470 г деионизированной воды при комнатной температуре (25°С) с получением слегка мутного раствора. В этот раствор во время медленного перемешивания добавляли 9 мл раствора продукта Luviquat® Mono CP, содержавшего 30% (2,7 г) первичного кислого фосфата цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония. Немедленно образовывался белый осадок, который в течение последующих 15 мин превращался в эластичную каучукоподобную массу. Выделенную мокрую полимерную массу промывали три раза 80 мл деионизированной воды и сушили. Выход 3,3 г белого стеклообразного полимерного материала. Состав осадка, приготовленного в соответствии с примером 33.

Состав (%)
® Продукт Pionier NP 37N Sodium Carbomerгамма-ЦДПродукт Luviquat® Mono CP
примерно 500примерно 50

Пример 34. Толерантность к полимерной матрице из пальмитоил-L-карнитина/гиалуроновой кислоты/гамма-ЦД у мышей после подкожной имплантации.

Полимерную матрицу из пальмитоил-L-карнитина/гиалуроновой кислоты/гамма-ЦД готовили в стерильных условиях, она включала 53% пальмитоил-L-карнитина, 40% гиалуроновой кислоты и 2% гамма-циклодекстрина.

Подопытными животными служили самки мыши NMRI со средней массой тела 25 г. Животным вводили 40 мг этой матрицы на задней стороне шеи в качестве имплантата путем небольшого хирургического вмешательства. Имелись также группы "позитивного контроля" двух типов: на животных одной группы воздействовали "псевдохирургией", без введения имплантатов, а животным другой группы вводили 40 мг полимерных имплантатов на основе поли-L-молочной кислоты. После размещения и фиксации имплантатов у подопытных животных непрерывно отмечали общий статус и определяли количество лейкоцитов. Через разные интервалы времени участки имплантатов вновь открывали и проверяли на возможное местное раздражение и/или воспаление, вызванное имплантатами. Кроме того, визуальным изучением и оптической микроскопией у подопытных животных оценивали биодеструкцию полимерной матрицы, а состояние ткани, окружающей имплантаты, оценивали гистологическим путем.

Результаты: результаты определения общего числа лейкоцитов у обработанных и контрольных животных как функция времени после введения имплантатов представлены в следующей таблице.

Определение количества лейкоцитов у контрольных и обработанных животных после введения 40 мг имплантатов на основе поли-L-молочной кислоты и пальмитоил-L-карнитина/гиалуроновой кислоты/гамма-ЦД.

Общее количество лейкоцитов (×106)
1-й день2-й день4-й день8-й день21-й день
Контрольные6,34,66,24,56,4
После псевдохирургии8,15,56,64,63,9
П-L-K*7,45,76,23,84,4
П-L-K/ГК/г-ЦД**6,24,46,53,93,2
* Контрольный имплантат на основе поли-L-молочной кислоты.
** Матрица на основе пальмитоил-L-карнитина/гиалуроновой кислоты/гамма-ЦД.

Вышеприведенные данные указывают на практическое отсутствие какого-либо устанавливаемого воспаления, вызыванного полимерной матрицей в соответствии с настоящим изобретением. В том, что касается количеств лейкоцитов после хирургического вмешательства, существенных отличий между контрольными и обработанными животными не обнаруживали.

После повторного открывания участков имплантата какого-либо визуально отмечаемого местного раздражения или воспаления не обнаруживали. Образцы ткани, взятые в непосредственной близости от имплантатов, гистологических признаков воспаления после гистохимической/микроскопической оценки не демонстрировали. Эти наблюдения вместе с данными анализа крови указывали на то, что подкожный имплантат в виде полимерной матрицы на основе пальмитоил-L-карнитина/гиалуроновой кислоты/гамма-ЦД в количестве 1,6 г/кг массы тела (для человека это составляет около 110 г/персону) не вызывает раздражения или каких-либо связанных с токсичностью проблем в 21-дневный период наблюдения. Более того, установлено, что у мышей среднее время элиминирования (время до того момента, пока не происходит физическое исчезновение имплантатов) имплантированной полимерной матрицы находится в пределах трех недель и одного месяца.

1. Биоматериал в виде осадка, включающий по меньшей мере один подходящий анионоактивный полимерный компонент, который как таковой растворим в воде, и амфифильный компонент аммониевого типа, содержащий катионное поверхностно-активное вещество, причем этот осадок получают способом, заключающимся в том, что осуществляют

1) контактирование анионоактивного полимерного компонента и циклодекстринового компонента в водной среде и

2) добавление в смесь, полученную на стадии 1, вышеуказанного амфифильного компонента аммониевого типа, где компоненты содержатся в количествах, эффективных для образования указанного осадка.

2. Биоматериал по п.1, дополнительно включающий упомянутый циклодекстриновый компонент.

3. Биоматериал по п.1, дополнительно включающий один или несколько дополнительных компонентов, отличных от упомянутого циклодекстринового компонента, которые добавляют во время осуществления стадии 1) и/или 2) упомянутого способа.

4. Биоматериал по п.2, дополнительно включающий один или несколько дополнительных компонентов, отличных от упомянутого циклодекстринового компонента, которые добавляют во время осуществления стадии 1) и/или 2) упомянутого способа.

5. Биоматериал по п.3, для которого упомянутый один или несколько дополнительных компонентов выбирают из фармацевтически активных веществ, пестицидов, агрохимикатов, красящих веществ, диагностических добавок, ферментов и пищевых продуктов.

6. Биоматериал по п.4, для которого упомянутый один или несколько дополнительных компонентов выбирают из фармацевтически активных веществ, пестицидов, агрохимикатов, красящих веществ, диагностических добавок, ферментов и пищевых продуктов.

7. Биоматериал по п.1, в котором анионоактивный полимерный компонент является представителем группы, включающей гиалуроновую кислоту, карбоксиметилцеллюлозу, карбоксиметилкрахмал, альгиновую кислоту, полимерные компоненты типа полиакриловой кислоты, пектин, ксантановую камедь, трагакантовую камедь, водорастворимую соль одного из упомянутых компонентов и смесь двух или большего числа указанных представителей.

8. Биоматериал по п.1, в котором упомянутый амфифильный компонент аммониевого типа включает катионное поверхностно-активное вещество.

9. Биоматериал по п.1, в котором упомянутый амфифильный компонент ониевого типа выбирают из группы, включающей бензалконийхлорид, бензоксонийхлорид, цетилпиридинийхлорид, цетилтриметиламмонийбромид, первичный кислый фосфат цетилдиметил(2-гидроксиэтил)аммония (Luviquat® Mono CP), кокамидопропил-N,N,N-триметилглицин, ацилкарнитины, в частности пальмитоилкарнитин, коцилглутамат натрия и смеси одного или нескольких представителей указанной группы.

10. Биоматериал по п.1, в котором упомянутый амфифильный компонент ониевого типа включает катионоактивный фосфолипид.

11. Биоматериал по п.10, в котором катионоактивный фосфолипид выбирают из лизофосфатидилхолиновых соединений, фосфатидилхолиновых соединений, сфингомелина, сфингозиновых производных и их смесей.

12. Биоматериал по п.1, в котором циклодекстриновый компонент выбирают из альфа-циклодекстрина, бета-циклодекстрина, гамма-циклодекстрина и их смесей.

13. Биоматериал по п.3, в котором один или несколько дополнительных компонентов включают фармацевтически активное вещество.

14. Биоматериал по п.4, в котором один или несколько дополнительных компонентов включают фармацевтически активное вещество.

15. Биоматериал по п.13, в котором фармацевтически активное вещество выбирают из группы, включающей стероиды, простаноиды, азотоксидные пролекарственные средства, антигистамины, антибиотики, цитостатические вещества, антивирусные средства, пептидные гормоны, местно-анестезирующие средства, антиглаукомные средства, противовоспалительные средства, антигипертензивные средства, антиангиогенные средства и их приемлемые сочетания.

16. Биоматериал по п.14, в котором фармацевтически активное вещество выбирают из группы, включающей стероиды, простаноиды, азотоксидные пролекарственные средства, антигистамины, антибиотики, цитостатические вещества, антивирусные средства, пептидные гормоны, местно-анестезирующие средства, антиглаукомные средства, противовоспалительные средства, антигипертензивные средства, антиангиогенные средства и их приемлемые сочетания.

17. Способ приготовления биоматериала в виде осадка по п.1, в котором подходящий анионоактивный полимерный компонент, циклодекстриновый компонент и дополнительные компоненты, включаемые в упомянутый осадок, которые растворимы в воде, растворяют в водной среде с получением первой композиции, амфифильный компонент и дополнительные компоненты, включаемые в упомянутый осадок, которые нерастворимы в воде, смешивают с приемлемым жидким носителем, содержащим воду и вплоть до 5 мас.% одной или нескольких нетоксичных неводных жидкостей, предпочтительно с водной средой, с получением второй композиции, и упомянутые первую и вторую композиции смешивают с получением указанного осадка.

18. Способ приготовления биоматериала в виде осадка по п.2, в котором подходящий анионоактивный полимерный компонент, циклодекстриновый компонент и дополнительные компоненты, включаемые в упомянутый осадок, которые растворимы в воде, растворяют в водной среде с получением первой композиции, амфифильный компонент и дополнительные компоненты, включаемые в упомянутый осадок, которые нерастворимы в воде, смешивают с приемлемым жидким носителем, содержащим воду и вплоть до 5 мас.% одной или нескольких нетоксичных неводных жидкостей, предпочтительно с водной средой, с получением второй композиции, и упомянутые первую и вторую композиции смешивают с получением указанного осадка.

19. Способ по п.17 или 18, в котором осадку придают необходимую форму.

20. Способ по п.17 или 18, включающий обработку не жидкой подложки для нанесения не нее покрытия из упомянутой первой композиции и последующую обработку обработанной таким образом подложки упомянутой второй композицией для получения на указанной подложке покрытия из упомянутого осадка.

21. Применение биоматериала по п.15 для получения фармацевтической композиции.

22. Применение биоматериала по п.16 для получения фармацевтической композиции.

23. Применение по п.21, где фармацевтическая композиция представляет собой депо композицию.

24. Применение по п.22, где фармацевтическая композиция представляет собой депо композицию.

25. Медицинское средство, включающее биоматериал по п.15, представляющее собой листовой материал или пленку для закрывания и заживления ран или хирургическую нить.

26. Медицинское средство, включающее биоматериал по п.16, представляющее собой листовой материал или пленку для закрывания и заживления ран или хирургическую нить.

27. Медицинский имплантат или вкладыш, включающий предварительно сформованный биоматериал по п.15 или 16.



 

Похожие патенты:

Дисперсия // 2320680
Изобретение относится к дисперсиям. .

Изобретение относится к химии хитозана и полиэдрических клозо-гидроборатов, которые могут применяться как активные компоненты в энергоемких составах, способу их получения и применения.

Изобретение относится к полимерной композиции, имеющей эластомерные свойства в широких температурных интервалах. .

Изобретение относится к получению биологически активных хитозановых продуктов и их производных и может найти применение в производстве косметических, лечебно-косметических, фармакологических препаратов, биологически активных добавок к пище и пищевых продуктов.
Изобретение относится к медицинскому контейнеру, который используется для заполнения его кровью, лекарственным средством или тому подобным. .
Изобретение относится к применению содержащих полистирол полимеризатов в качестве фильтровальных вспомогательных и стабилизирующих веществ для фильтрации и стабилизации водных жидкостей.
Изобретение относится к силикон-акриловому модификатору ударной прочности, имеющему многослойную структуру, и к термопластичной смоляной композиции, его содержащей, и, более точно, к силикон-акриловому модификатору ударной прочности, который состоит из i) затравки силиконового каучука, содержащей один или более винильных сополимеров; ii) сердцевины из акрилового каучука, покрывающей затравку; и iii) оболочки, содержащей один или более винильных сополимеров, покрывающей сердцевину из акрилового каучука, и к термопластичной смоляной композиции, содержащей его.
Изобретение относится к области строительных материалов, более конкретно к тепло- и гидроизоляционным материалам, предназначенным для устройства и ремонта разнообразных кровель, в частности, приклеивания рулонных битумных и битумно-полимерных материалов к кирпичным, бетонным, металлическим, деревянным, керамическим и другим поверхностям, а также для мастичной гидроизоляции строительных конструкций, зданий и сооружений.
Изобретение относится к области строительных материалов, более конкретно к тепло- и гидроизоляционным материалам, предназначенным для устройства и ремонта разнообразных кровель, в частности приклеивания рулонных битумных и битумно-полимерных материалов к кирпичным, бетонным, металлическим, деревянным, керамическим и другим поверхностям, а также для мастичной гидроизоляции строительных конструкций, зданий и сооружений.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, в частности к способу получения сульфатированных биополимеров на основе арабиногалактана (АГ) - основного полисахарида лиственницы сибирской.
Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к способу получения ценного природного биополимера хитина, и может быть использовано при получении хитина из сырьевых источников, относящихся к классу ракообразных (Crustacea).

Изобретение относится к получению модифицированного дерматансульфата (ДС) путем его взаимодействия с аминосодержащими соединениями в водной среде при рН 4,7-4,8, в присутствии конденсирующего реагента 1-этил-3-[3-(диметиламино)пропил]карбодиимида (EDC).
Изобретение относится к области пищевой промышленности и медицины, а именно к технологии получения олигомеров хитозана, которые могут быть использованы для производства продуктов питания и биологически активных добавок к пище.

Изобретение относится к химии хитозана и полиэдрических клозо-гидроборатов, которые могут применяться как активные компоненты в энергоемких составах, способу их получения и применения.

Изобретение относится к получению биологически активных хитозановых продуктов и их производных и может найти применение в производстве косметических, лечебно-косметических, фармакологических препаратов, биологически активных добавок к пище и пищевых продуктов.
Изобретение относится к области молекулярной биологии и биоорганической химии и может быть использовано для изготовления клеточных микрочипов. .

Изобретение относится к способу получения соединений включения пироксикама с -циклодекстрином. .

Биоматериал, способ его приготовления и его применение, медицинское средство, имплантат и вкладыш

Наверх