[go: up one dir, main page]

CN1308039C - 多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法 - Google Patents

多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1308039C
CN1308039C CNB028286960A CN02828696A CN1308039C CN 1308039 C CN1308039 C CN 1308039C CN B028286960 A CNB028286960 A CN B028286960A CN 02828696 A CN02828696 A CN 02828696A CN 1308039 C CN1308039 C CN 1308039C
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylamide
hydrophilic gel
gel
weight
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028286960A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1625413A (zh
Inventor
弗拉季斯拉夫维克托罗维奇罗帕京
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OBSCHESTVO S ORGANICHENNOY OTV
Original Assignee
OBSCHESTVO S ORGANICHENNOY OTV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OBSCHESTVO S ORGANICHENNOY OTV filed Critical OBSCHESTVO S ORGANICHENNOY OTV
Publication of CN1625413A publication Critical patent/CN1625413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1308039C publication Critical patent/CN1308039C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/32—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. carbomers, poly(meth)acrylates, or polyvinyl pyrrolidone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A61K9/0024—Solid, semi-solid or solidifying implants, which are implanted or injected in body tissue
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明涉及多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法，按百分比(W/W，重量比重量)含有下列物质：丙烯酰胺1.95-8.0；甲丙烯酰胺0.54-3.0；甲基丙烯酸2-羟乙酯0.003-0.4；N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺0.006-0.6；水-加足到100。该亲水性凝胶是由上述单体在水性媒介中，于聚合化作用的过氧化物起始物存在时，分3步共聚作用产生的。包括(1)将反应混合物在摄氏20-30度孵育12-24小时；(2)在0.4-1.0×106拉德剂量的伽玛射线下照射；(3)在摄氏100-130度和0-1.2大气压下孵育20-40分钟。

Description

多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物兼容的聚丙烯酰胺凝胶的制作配方和制备方法，它可以用作医学目的的材料，尤其作为植入哺乳动物体内的人和动物细胞的载体；作为在肿瘤或脓肿等病例中长期药物治疗的药站。
背景技术
已知聚丙烯酰胺亲水凝胶相当便宜、容易制备并且没有化学和生物学活性。人们很容易将凝胶合成到想要达到的密度和适于注射于皮下和/或软组织中，而对病人的身体的伤害却很小。
已知在医学上有一种治疗胰岛素依赖性糖尿病的方法(RU2165263)就是将异种胰腺β-细胞，比如说经皮下，移植进预先植入病人组织中的聚丙烯酰胺凝胶，这样，在其周围就形成了一个胶囊。
另一种方法就是在预先植入哺乳动物体内的聚丙烯酰胺凝胶中培养哺乳动物的异种细胞(RU2152800)，特别是Leydig’s细胞和黑素瘤细胞。
这样就使得有可能通过将一些能产生接受者必需的酶类和/或激素的异体细胞植入病人体内，来治疗很多疾病，也可用于抗肿瘤的疫苗接种疗法。
然而，实验发现，植入的异体细胞保持其生理活性的时间取决于聚丙烯酰胺凝胶的特性，而其它方面都是一样。
已知在哺乳动物的聚丙烯酰胺凝胶植入处的周围会形成一种结缔组织胶囊(见A.B.Shekhter等发表于1997年整形、重建和美容外科年报第二卷第19页，题为“可注射的Formacryl亲水性聚丙烯酰胺凝胶及组织对其植入的反应)。该结缔组织胶囊在一定时间内防止了T-淋巴细胞接触植入的异体细胞，从而保护这些细胞不被杀死。
然而，结缔组织胶囊的形成并不是影响植入的异体细胞在接受者体内的生理活性时间的唯一因素。
一种生物兼容的聚丙烯酰胺凝胶是已知的，并在申请号为EP742022的申请中有描述，它含有3.5-9.0％(重量比重量)的、以亚甲基-双-丙烯酰胺为交联剂的丙烯酰胺的交联共聚物和96.5-99.0％(重量比重量)的水。
这种凝胶可按同一申请(EP742022)所描述的方法生产，它涉及在水性媒介中，有聚合化的过氧化物始动物存在时，丙烯酰胺与亚甲基-双-丙烯酰胺的聚合化作用。为了获得交联共聚物，反应混合物要在室温下孵育20小时。该处理经一个步骤(阶段)完成，采用过硫酸铵和四甲乙烯二胺作为聚合化作用的过氧化始动物，以无致热源的水或氯化钾溶液作为其水性媒介。
采用这种方法获得的亲水性凝胶是一个具有低交联的聚合物，它是一步骤、低温共聚作用的结果。这样使得结缔组织迅速地长进植入的凝胶内，并导致后者快速的皱缩和再吸收(见A.B.Shekhter等发表于1997年整形、重建和美容外科年报第二卷第19页，题为“可注射的Formacryl亲水性聚丙烯酰胺凝胶及组织对其移植的反应)。
另外，该方法获得的亲水性凝胶中，每一克(1.0-1.2ppm)的聚合物含有1.0-1.2微克未结合的四甲乙烯二胺、游离的NH2-自由基和丙烯酰胺单体等分子。它在凝胶植入的早期可能引起一种活动的无菌性炎症反应(见A.B.Shekhter等发表于1997年整形、重建和美容外科年报第二卷第19页，题为“可注射的Formacryl亲水性聚丙烯酰胺凝胶及组织对其移植的反应)。
一种生物兼容的亲水性聚丙烯酰胺凝胶是已知的，并在专利号为RU2127129的专利中有描述，它含有1.0-8.0％(重量比重量)的、以亚甲基-双-丙烯酰胺为交联剂的丙烯酰胺的交联共聚物和92.0-99.0％(重量比重量)的水。专利RU2127129中描述了生产这种凝胶的方法并涉及到当聚合化作用的过氧化起始物存在时，在水性扩散媒介中，聚丙烯酰胺与亚甲基-双-聚丙烯酰胺的共聚作用。该水性媒介由水的电解来获得，其pH值为9.0-9.5。
由上述方法得到的亲水性凝胶不含有四甲乙烯二胺，每克聚合物中(0.6-0.8ppm)只含有略高于1％的NH2-自由基和0.6-0.8微克的丙烯酰胺单体。然而，它被设计为主要用于身体缺陷的外形整形，作为一种载体，是不能将植入的异体细胞的生理活性保持到足够长。
发明内容
本发明的首要目标是增加在接受者体内的聚丙烯酰胺凝胶中的异体细胞的生理活性时间。
第二个目标是减少亲水性凝胶的再吸收，并使其在植入体内后对巨噬细胞的通透性降低。
第三个目标是以减少自由基和亲水性凝胶单体的含量来减轻组织对凝胶植入的反应。
该问题由计划中的由聚丙烯酰胺和水组成的多功能生物兼容的亲水性凝胶来解决，根据本发明，它作为聚丙烯酰胺，含有丙烯酰胺，甲丙烯酰胺和交联剂，(2-羟乙基甲基丙烯盐酸和N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺)交联成的共聚体。
上述聚丙烯酰胺所含的成分按下列的百分比比例(W/W，重量比重量)：
丙烯酰胺-65.0-80.0
甲丙烯酰胺-18.0-30.0
甲基丙烯酸2-羟乙酯-0.1-4.0
N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺-0.2-6.0
上述聚丙烯酰胺占该生物兼容亲水性凝胶总重的3.0-10.0％(W/W，重量比重量)。
上述生物兼容性聚丙烯酰胺凝胶所含的成分按下列的百分比比例(重量比重量)配伍：
丙烯酰胺-1.95-8.0
甲丙烯酰胺-0.54-3.0
甲基丙烯酸2-羟乙酯-0.003-0.4
N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺-0.006-0.6
水-加足到100。
该亲水性凝胶的水是双蒸的无致热源的水。
该多功能生物兼容亲水性凝胶的pH值为3.5-4.5。
上述亲水性凝胶适于注射并可装进注射器里。
因为其目的是要植入人或动物体内，在人和动物体内上述亲水性凝胶的周围容易形成胶囊，以便于随后将所选的细胞放置在里面培养。上述目标也可由计划一种生产多功能生物兼容的亲水性凝胶的方法来完成。即，采用单体与交联剂，在有聚合化作用的过氧化始动物存在时、在一种水性媒介中的、多步骤的共聚作用的方法。其中，按该发明，丙烯酰胺和甲丙烯酰胺作为单体，而2-羟乙基甲基丙烯盐酸和N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺作为交联剂，它们按下列百分比(W/W，重量比重量)比例配伍：
丙烯酰胺-1.95-8.0
甲丙烯酰胺-0.54-3.0
甲基丙烯酸2-羟乙酯-0.003-0.4
N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺-0.006-0.6
水-加足到100。
并且，共聚作用进行三步，包括(1)将反应混合物在摄氏20-30度孵育12-24小时；(2)在0.4-1.0×106拉德剂量的伽玛射线下照射；(3)在摄氏100-130度和0-1.2大气压下孵育20-40分钟。
第一步共聚作用后将半成品在0-1.2大气压下用摄氏70-110度的热水冲洗最少3个小时，凝胶和所用水的重量比为1比8-10。
按不多于各种开始(参加反应)物质的总重量的0.33％(重量比重量)的量，加入作为共聚作用起始物的过氧化氢和/或过硫酸铵。
双蒸的、无致热源的水用作水性媒介。
将由此法获得的凝胶放进或装进注射器，并用于植入人或动物体内某个(些)部位以成为形成胶囊的基础，并作为随后放入所选细胞培养的载体。
很明显，在交联剂交联的单体的三维网基础上制作的一种水凝胶的生物活性特点，很大程度上取决于该被交联的聚合体的结构。
该交联的聚丙烯酰胺的结构也就自然将取决于它的合成条件，即，(1)开始参加反应物质的质量和比例，这些物质包括交联剂和聚合化作用的始动物，它们以化学和氢键来适于在NH-，CH-，COOH-，NH2-和CH2-基团处进入共聚体结构中；和(2)共聚作用的模式。这是因为已知交联过程可使聚丙烯酰胺衍生物产生实质性的物理和化学特性变化，该变化由主链的分支过程、交联结构的形成和部分破坏引起的(见M.N.Savitskaya和Yu.D.Kholodova所著、1969年由Tekhnika出版社出版的“聚丙烯酰胺”一书的第113页)。
该发明的实质展示在聚丙烯酰胺凝胶的配方和所选的共聚作用的操作条件中，它们可以增加异种细胞在接受者体内的生理活性时间。
采用生产该实用聚丙烯酰胺凝胶的应用方法可最终获得含有较少的未结合氨基团、游离的NH2-自由基和不饱和双键的产物。也可获得由结构基团的形成和交联键，即N-N键的数目增加，等引起的更高程度的交联，其结构基团如(-H2C-NH-CH2-)、(-CO-NH-CR2-O-R)、(-CO-NH-NH-CO-)、(H-COR-NH-CR-O-R)、(CONH-R-NH-CO)，其中，R代表CH3，CH2，NH2，C2H5或C3H7。
所有这些一起，就能获得具有在接受者体内抗再吸收和皱缩能力更强的亲水性凝胶，并可创造出适于植入在凝胶内的细胞的存活条件。
附图说明
为了帮助更好地理解该发明，下面给出一些该生物兼容的亲水性凝胶是如何生产的特殊例子，其中：
图1a显示一个从该实用的亲水性凝胶获得的红外吸收谱；
图1b展示一个根据专利RU2127129在俄罗斯生产的“Formacryl”原型凝胶的红外吸收谱；
两个红外吸收谱均在4000-500cm-1波长下获得(图中横坐标为波长(cm-1)，纵坐标为吸收率T(％)；
图2a显示的是一张该实用的亲水性凝胶的扫描电镜图像；
图2b显示的是一张Formacryl原型凝胶的扫描电镜图像；
两张图像都是用日立(Hitachi)S 405A型电镜拍的。
具体实施方式
制备该实用的生物兼容亲水性凝胶的试剂：
-丙烯酰胺：C3H5NO，分子量71.08，结晶状无嗅粉末，熔点摄氏84.5度，由Sigma公司提供(见SIGMA1999年的产品目录的《分子生物学和生命科学研究的生物化学物和试剂》部分，在第47页，目录号为8887)；
-甲丙烯酰胺：C3H7NO，分子量73.18，白色粉末，熔点摄氏111度，由瑞士Fluka公司提供(Fluka 1986/1987年度目的录中化学和生物化学部分，第1151页)。
-甲基丙烯酸2-羟乙酯：C6H10O3，分子量130.1，液体；沸点为摄氏205-208度；密度为1.07g/ml，由Sigma公司提供(见SIGMA1999年的产品目录的《分子生物学和生命科学研究的生物化学品和试剂》部分，第567页，目录号为H8633)；
-N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺：C7H10N2O2，分子量154.16，白色结晶状无嗅粉末，熔点摄氏185度，由Sigma公司提供(见SIGMA1999年的产品目录的《分子生物学和生命科学研究的生物化学物和试剂》部分，在第696页，目录号为M7256)；
-过硫酸铵：(NH4)2S2O8，分子量228.19，无色平面晶体；裂解温度摄氏120度；由Sigma公司提供(见SIGMA1999年的产品目录的《分子生物学和生命科学研究的生物化学品和试剂》部分，在第117页)；
-过氧化氢：H2O2-分子量34.0；无色液体；零度时密度为1.465；熔点为摄氏0.89度；由Sigma公司提供(见SIGMA1999年的产品目录的《分子生物学和生命科学研究的生物化学品和试剂》部分，在第556页，目录号为H6520)；
所有上述提到的单体必须具有生物学等级并适用而不需另外的纯化。
水必须是双蒸和无致热源的(pH＝5.6)。
方法可按如下步骤操作：
采用pH值5.6的双蒸无致热源水准备反应混合物。
制备含有丙烯酰胺、甲丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟乙酯和N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺的水溶液，上述四种试剂的比例为：65.0-80.0∶18.0-30.0∶0.1-4.0∶0.2-6.0。
初始的单体占溶液总重量的3.0-10.0％。(在开始混合物中改变单体间的比例可获得不同密度和弹性的亲水性凝胶)。
在上述获得的溶液中加入聚合化作用起始物，即0.1-0.3％(重量比重量)的过氧化氢或0.0006-0.03％(重量比重量)的过硫酸铵，或二者按任何比例的混合物，但不能超过它们的最大量。改变过氧化氢和过硫酸铵的比例可获得pH值为3.5-4.5之间的亲水性凝胶。
所制得的反应混合物再经滤过率为0.45mm CA/CN的抗菌聚合体过滤装置，如Sigma产的F8273型，进行过滤，然后在摄氏20-30度孵育12-24小时以进行初始单体的共聚作用。
此后将所获得的半成品(这时它看起来象一个凝胶)用热水冲洗。为此，它要放在一个温度为摄氏70-110度，0-1.2个大气压的、并装有水的容器内经过4-6小时，凝胶和水的比例为1∶8-10。
接着就是第二步的共聚作用，为此，该半成品凝胶要暴露在剂量为0.4-1.0×106拉德的伽玛射线中。然后将该半成品装进瓶子或注射器中，然后进行第三步共聚作用：将凝胶在摄氏120度和1.2个大气压下孵育20-40分钟。
该实用的亲水性凝胶的理化和化学特性以及毒性的研究遵照ISO标准10993“医用品的生物学评价”、“医用橡胶和乳胶制品的清洁卫生评价指南”(苏维埃联邦卫生部，M.，1988)和“接触食物的亲水性凝胶的化学物质的许可的迁移及其检测方法”指南，SanPiN42-122-42-86号(清洁和卫生条例)。
所得亲水性凝胶中丙烯酰胺单体和N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺的检测可按V.V.Kuznetsov等在“聚丙烯酰胺凝胶中丙烯酰胺的测定”中所描述的程序进行检测，该文发表于2001年在美国路易斯安娜州New Orleany召开的第52届匹兹堡分析化学和应用光谱学会议的论文摘要的第1648。
在这些研究中，发现实用的亲水性凝胶具有如下特性：
-外观-凝胶；
-颜色-从无色到半透明的乳白色；
-折光指数-1.328-1.360；
-密度-1.0-1.2g/cm3
-pH值-3.5-4.5；
-单体容量-达到0.4ppm；
-溴值-最大每升1.0mg溴。
化学研究显示：
-采用原子吸收方法测定表明，在分析方法的反应限制条件内(分别为0.02；0.05；0.05；0.02；0.005；0.04mg/L)未发现金属(铜、铁、镍、锌、铝、钛，银)从亲水性凝胶转移至水性提取物中。这些值大大低于为饮料设置的相应的最大允许浓度；-钠的转移未超过0.12mg/L，低于为饮料设置的相应的最大允许浓度200mg/L。
对兔子分离的红细胞的体外毒性研究没有发现该亲水性凝胶的水性提取物有任何溶血作用。其溶血指标为0.04％，远低于设定的允许限制值2％。
对小白鼠的急性毒性研究中，经胃肠外按每公斤体重50.0ml/kg给该亲水性凝胶后，动物中没有死亡病例或出现临床中毒症状的报道：其一般状况，行为，进食及毛色方面等，与对照动物相比没有差别。
小鼠解剖后的研究表明，注射处组织的状态、局部淋巴结，内脏器官(肝、肾、脾)的状况等均正常。
注射2.5个月后，未发现皮下注射凝胶者与对照动物之间在体重、临床和生化查血结果、内脏情况等方面存在具有统计学意义的差异。
在肥大细胞脱颗粒的免疫学实验(MCDIT)中，未发现亲水性凝胶的致敏作用。
骨髓制备的微核实验中，未发现亲水性凝胶有任何致突变的作用。对从注射处和内脏器官(肝、肾、脾，睾丸)取出的组织样本的组织学检测显示，仅仅在移植的头几天里有轻微的组织反应，并没有内脏的营养不良和坏死变化。
以下给出生产和应用该实用的生物兼容的亲水性凝胶作为在接受者体内培养异体细胞的载体的范例。
                           实施例1.
为生产亲水性凝胶，将11.2g的丙烯酰胺、3.6g的甲丙烯酰胺、0.48g的甲基丙烯酸2-羟乙酯和0.72g的N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺(所有均为生物学等级)，溶入384ml pH值为5.6、无致热源的双蒸水中。然后加入0.04g的过硫酸铵和2ml 30％的过氧化氢。将该混合物通过一个滤过率为0.45mm CA/CN、型号为F8273(美国Sigma公司)的抗菌多聚体过滤物进行过滤。然后放进水浴中在摄氏30度下孵育22小时。
此后，将此时看起来象凝胶的半成品用摄氏90度的热水冲洗4小时。水和凝胶的比例为10∶1。接着进行第二步的共聚作用，为此，将该半成品暴露在剂量为0.8-1.0×106拉德的伽玛射线中。然后，将此半成品装进0.5-3.0ml的注射器中。进行第三步的共聚作用是将该产物在摄氏120度，1.2个大气压下孵育30分钟。
所得凝胶含有96％(W/W，重量比重量)的水和4％(W/W，重量比重量)的共聚多聚体，其中70.0％(W/W，重量比重量)的丙烯酰胺中，有22.5％(W/W，重量比重量)的甲丙烯酰胺、0.3％(W/W，重量比重量)的甲基丙烯酸2-羟乙酯和0.4％(W/W，重量比重量)的N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺，该凝胶的pH值为4.3。
所得亲水性凝胶具有如下理化特性：
-外观-无色、半透明乳白色凝胶；
-折光指数-1.348；
-pH值-4.3；
-密度-1.0g/cm3；
-单体容量-0.1ppm；
-溴值-每升0.1mg溴。
采用红外光谱和电镜对该亲水性凝胶的干燥样品进行研究。一个相应的红外光谱和电镜图像见于图1a和图2a。
用于比较，图1a和图1b展示了从根据RU2127129号专利在俄罗斯生产的Formacryl原型凝胶的提取物获得的红外光谱色谱图。它含有96％(W/W，重量比重量)的水和4％(W/W，重量比重量)的共聚体，而在该共聚体中，96％(W/W，重量比重量)为丙烯酰胺，4.0％(W/W，重量比重量)为N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺，该凝胶的pH值为4.3、溴值为(每升)0.27mg(溴)。它是将起始(反应)物与经两步加入的0.3％(W/W，重量比重量)的过氧化氢和过硫酸铵一起孵育得到的，先是在摄氏60度下12小时，然后是在摄氏100度下孵育2小时。
如图1a所示，在显示的光谱上，于1625cm-1波长上没有(吸收)峰，表明缺乏能够适于以配位键进入该结构的NH2-自由基。
相反，图1b所示的光谱则在1625cm-1波长上确有(吸收)峰，表明存在数量上稍多于1％的NH2-自由基。
对于电镜研究，该实用亲水性凝胶和上述方法得到的Formacryl原型凝胶都干燥到恒重和看似照相底片。采用扫描电镜(日立S 405A型)对亲水性凝胶的结构进行研究。电镜检查的制备样本是由所测亲水性凝胶的样本干燥和用液氮冷冻后切下来的。扫描前，样本的表面要喷金。
图2a和图2b展示了由扫描电镜获得该应用的亲水性凝胶和Formacryl原型凝胶的图像。
如图2所见，该实用的亲水性凝胶比Formacryl凝胶具有更紧密的网孔结构。
                           实施例2
该实用的亲水性凝胶作为培养异种肿瘤细胞的载体的应用。
将按范例1生产的1ml亲水性凝胶经皮下注射到57Black系的小鼠。注射1.5个月后当一个结缔组织胶囊在凝胶周围形成时，将1ml的人类黑素瘤SKMEL-1系细胞植入进每个凝胶囊中。
于3、6和9个月时取出凝胶胶囊，然后测定人类黑素瘤细胞的存活能力及生理活性。
人类黑素瘤SKMEL-1系细胞在该实用的凝胶中培育9个月后仍可存活。
从胶囊中分离该黑素瘤细胞并转移入培养基后，用聚合酶链反应的标准操作程序可以发现，在标准肉汤中生长的黑素瘤细胞中保守的人类肌球素与老鼠体内的亲水性凝胶胶囊中培养了9个月的细胞中的一模一样。
这一范例表明该实用的亲水性凝胶可以作为移植入接受者体内后长期细胞培养的载体，并可使其长期存活。
                           实施例3
该实用的亲水性凝胶作为为治疗不育症而移植入人体内的猪Leydig’s细胞的载体的应用。
将按实施例1生产的亲水性凝胶插入男性病人的组织内，结缔组织胶囊形成后将从青春期猪身上取出的Leydig’s细胞植入该胶囊。
按照厂商的指导，采用KhemaMedika公司提供的诊断盒检测血中睾丸酮的水平。
下表给出了植入Leydig’s细胞后检测的睾丸酮水平。
表
  睾丸酮水平(nmol/L) 在该实用亲水性凝胶胶囊中Leydig′s细胞培养的时间
  0个月   3个月   6个月   10个月   12个月   16个月   22个月
  病人1，52岁   4.8   8.6   10.8   16   12   16.2   18
  病人2，38岁   6.8   12.6   16.4   18.6   22.4
  在Formacryl亲水性凝胶(原型凝胶)胶囊中Leydig′s细胞培养的时间
  0个月   3个月   6个月   10个月   12个月   16个月   22个月
  病人3，50岁   3.8   5.8   10.8   10.6   8   6.2   0
  病人4，36岁   5.6   8.6   13.4   12.6   9.5   8.4   5.2
从该表可见，该实用的亲水性凝胶成功地作为植入人体内的猪Leydig′s细胞的载体，并使其产生睾丸酮达22个月之久，而植入原型Farmacryl凝胶的细胞早在10个月后，其睾丸酮的合成就降低了。
                           实施例4
该实用的亲水性凝胶作为为治疗胰岛素依赖的糖尿病而移植入人体内的异体胰腺细胞的载体的应用。
1.女病人F，37岁。17年前诊断为胰岛素依赖的糖尿病，分娩后一年。
怀孕不正常并且，妊娠后半段伴有血毒症，肾病和实质性体重增加(增加达26公斤)。从一开始疾病过程就不稳定，使得难以选择合适的胰岛素疗法。每天外源性胰岛素的用量在58-30个单位之间。最近两年诊断出肾脏的病理性变化并确认为糖尿病性肾病。尿蛋白水平超过蛋白尿症上限10倍甚至12倍。血压增至170/110Hgmm。
将按范例1生产的亲水性凝胶插入该病人的组织内，结缔组织胶囊形成后将新生兔的胰腺细胞植入该胶囊。
植入胰腺细胞7天后，病人报告了一般情况的改善。她感到干渴的感觉减轻了，并且口干的感觉也没以前明显了。血压降至140/90Hgmm。由于病人情况的进一步改善，到植入后的第15天，外源性胰岛素的用量已由每天30个单位减至18个单位(血和尿控制)。植入后30天外源性胰岛素减至每天12个单位，到植入后两个月时减至每天4个单位。
对该病人作了植入胰腺细胞后12个月的追踪随访。没有发现糖尿病性肾病的临床症状，血压也在同年龄组的正常范围内。该病人转为口服降糖药并建议其严格遵循糖尿病饮食，并定期检查血糖、尿糖和糖蛋白。
2.男病人K，52岁。18岁时诊断为胰岛素依赖性糖尿病并由严重的相关性应激。在早期，病人情况非常不稳定。外源性胰岛素用量高达每天70个单位。其后，疾病过程变得较稳定，在应激情况下症状加重，这也或许是其不遵从节食建议的结果。最近三年病人出现下肢血管状况的恶化，性欲减退，勃起障碍以及性交质量下降。被诊断为糖尿病性下肢和阴茎血管病变。最近1年，外源性胰岛素的需要量为每天20-40个单位。
将按范例1生产的亲水性凝胶插入该病人的组织内，结缔组织胶囊形成后将将14天大的猪的胰腺细胞植入该胶囊。
植入胰腺细胞14天后，见到了一般情况的改善。植入1个月后外源性胰岛素的需要量减为每天12个单位，2个月后为6个单位。4个月后，该病人转为口服降糖药。性生活也正常了，下肢的血管状况也得到改善。
病人主观和客观症状的评价以及实验室检查结果，显示植入异种胰腺细胞进入该实用成分的亲水性凝胶对糖尿病治疗具有很高的疗效。
治疗效果一般可持续10-20个月，取决于疾病的严重程度。植入的细胞数也取决于糖尿病的严重程度，有其是外源性胰岛素的用量。
                           产业应用
总的来说，上述范例证明该实用的生物兼容亲水性凝胶可用该实用的方法来制作。该实用的亲水性凝胶在接受者体内几乎不引起任何组织反应、敏感化或任何营养不良/坏死变化，并适合植入人体或动物体内，以变成一个形成胶囊的基地并作为随后植入所选细胞培养的载体。
与已知原型凝胶(Formacryl亲水性凝胶)比较，该实用凝胶不含有游离的NH2-自由基，并能以配位键适进亲水性凝胶的网状结构。
与原型比较，该实用凝胶具有更密的孔眼结构，并可作为载体使植入接受者体内的细胞的培育更长的时间，保持它们的存活和能够产生接受者必需的物质，如睾丸酮和胰岛素。

Claims (8)

1.一种含有聚丙烯酰胺和水的多功能生物兼容亲水性凝胶，其特征是，所述聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺、甲丙烯酰胺、与作为交联剂的甲基丙烯酸2-羟乙酯和N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺的聚合形成的交联共聚物，其各组分的含量如下，重量/重量％：
丙烯酰胺                  65.0-80.0
甲丙烯酰胺                18.0-30.0
甲基丙烯酸2-羟乙          0.1-4.0
N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺-0.2-6.0
所述亲水性凝胶是在水性媒介中进行，由丙烯酰胺、甲丙烯酰胺和交联剂共聚得到的，在所述共聚反应中，作为共聚作用起始物，以所述丙烯酰胺、甲丙烯酰胺和交联剂的总重量计，存在0.1-0.3％的过氧化氢，或0.0006-0.03％的过硫酸铵或者低于0.33％的二者的混合物，共聚反应还包括将反应混合物在摄氏20-30度孵育12-24小时；然后在0.4-1.0×106拉德剂量的伽玛射线下照射；在摄氏100-130度和0-1.2大气压下孵育20-40分钟。
2.根据权利要求1提出的一种多功能生物兼容亲水性凝胶，其特征是，上述聚丙烯酰胺占该生物兼容亲水性凝胶总重的3.0-10.0％。
3.根据权利要求1提出的一种多功能生物兼容亲水性凝胶，其特征是，含有如下成分，以亲水性凝胶重量为基础，为重量/重量％：
丙烯酰胺                   1.95-8.0
甲丙烯酰胺                 0.54-3.0
甲基丙烯酸2-羟乙酯         0.003-0.4
N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺  0.006-0.6
水-加足到100。
4.根据权利要求1-3中任何之一提出的多功能生物兼容亲水性凝胶，其特征是，其中的水为无致热源的双蒸水。
5.根据权利要求1-4中任何之一提出的多功能生物兼容亲水性凝胶，其特征是，pH值在3.5-4.5之间。
6.一种制备多功能生物兼容亲水性凝胶的方法，在聚合化作用的过氧化物起始物存在时，于一种水性媒介中，单体和交联剂经多步共聚作用，其特征是，丙烯酰胺和甲丙烯酰胺作为单体，而甲基丙烯酸2-羟乙酯和N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺作为交联剂，以亲水性凝胶重量为基础，它们按下列重量％聚合：
丙烯酰胺-1.95-8.0
甲丙烯酰胺-0.54-3.0
甲基丙烯酸2-羟乙酯-0.003-0.4
N，N’-亚甲基-双-丙烯酰胺-0.006-0.6
水-加足到100。
共聚作用是在过氧化起始物存在下进行的，以所述丙烯酰胺、甲丙烯酰胺和交联剂的总重量计，所述过氧化起始物为0.1-0.3％的过氧化氢，或0.0006-0.03％的过硫酸铵或者低于0.33％的二者的混合物，并且共聚作用进行三步，包括(1)将反应混合物在摄氏20-30度孵育12-24小时；(2)在0.4-1.0×106拉德剂量的伽玛射线下照射；(3)在摄氏100-130度和0-1.2大气压下孵育20-40分钟。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，在第一步共聚作用后，上述亲水性凝胶用摄氏70-110度的热水在0-1.2个大气压下冲洗最少3小时，凝胶和水的比例为1∶8-10。
8.如权利要求6所述的方法，其特征是，所用的水媒介为无致热源的双蒸水。
CNB028286960A 2002-04-10 2002-04-10 多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法 Expired - Fee Related CN1308039C (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2002/000164 WO2003084573A1 (en) 2002-04-10 2002-04-10 Polyfunctional biocompatible hydrogel and method for the production thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1625413A CN1625413A (zh) 2005-06-08
CN1308039C true CN1308039C (zh) 2007-04-04

Family

ID=28787240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028286960A Expired - Fee Related CN1308039C (zh) 2002-04-10 2002-04-10 多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法

Country Status (15)

Country Link
US (2) US7238761B2 (zh)
EP (1) EP1498142B1 (zh)
JP (1) JP2005522473A (zh)
KR (1) KR100675459B1 (zh)
CN (1) CN1308039C (zh)
AT (1) ATE357259T1 (zh)
AU (1) AU2002323848B2 (zh)
CA (1) CA2452442A1 (zh)
DE (1) DE50209809D1 (zh)
EA (1) EA005951B1 (zh)
IL (2) IL163941A0 (zh)
NZ (1) NZ536201A (zh)
RU (1) RU2236872C1 (zh)
UA (1) UA76594C2 (zh)
WO (1) WO2003084573A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU228872B1 (hu) * 2007-05-31 2013-06-28 Univ Szegedi N-izopropil-akrilamid, akrilamid és akrilsav polimerizációjával szintetizált hidrogélek rétegszilikátokkal készült nanokompozitjai, eljárás ezek elõállítására és alkalmazásuk ozmotikusan aktív hidrogél szövettágító expanderekben bõr nyerésére
FR2922528B1 (fr) 2007-10-23 2010-03-26 Rexam Dispensing Smt Pompe de distribution d'un liquide contenu dans un flacon
KR101782624B1 (ko) 2010-02-12 2017-09-28 삼성전자주식회사 에어로젤 및 에어로젤의 제조방법
KR101660316B1 (ko) 2010-03-30 2016-09-28 삼성전자 주식회사 유기 에어로젤 및 유기 에어로젤용 조성물
KR101560738B1 (ko) 2009-02-11 2015-10-16 삼성전자 주식회사 유기 에어로젤, 이의 형성용 조성물 및 이의 제조방법
KR101627127B1 (ko) 2009-09-24 2016-06-03 삼성전자 주식회사 유기 에어로젤 및 유기 에어로젤용 조성물
KR101666098B1 (ko) 2010-04-01 2016-10-14 삼성전자 주식회사 에어로젤, 에어로젤용 조성물 및 에어로젤의 제조방법
US8691883B2 (en) 2009-02-11 2014-04-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Aerogel-foam composites
EP2368925B1 (en) 2010-03-27 2016-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Aerogel, composition for the aerogel, and method of making the aerogel
RU2545806C1 (ru) * 2013-12-26 2015-04-10 Международная коммерческая компания "НЬЮКРОСС ВЕНТУРЕС ЛТД" Материал медицинского назначения "матрексин" на основе полиакриламидного гидрогеля и способ его получения (варианты)
LT6227B (lt) 2014-01-17 2015-10-26 Oleksiiovych Ivan Zavgorodnii Biologiškai suderinamas poliakrilamido hidrogelis ir jo gavimo būdas
RU2633490C1 (ru) * 2016-11-23 2017-10-12 Общество с ограниченной ответственностью "Медицина 3Д" Материал для замещения дефектов мягких тканей

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769427A (en) * 1985-10-19 1988-09-06 Basf Aktiengesellschaft Continuous preparation of finely divided gel-like crosslinked polymers
CN1156411A (zh) * 1994-08-10 1997-08-06 因捷尔拂勒小夫涅德列娜契斯卡耶公司 生物相容性水凝胶
RU2122438C1 (ru) * 1998-02-25 1998-11-27 ООО "Космогель" Способ получения полимерного гидрогеля
RU2127129C1 (ru) * 1996-05-28 1999-03-10 Владислав Викторович Лопатин Способ получения гелеобразного материала для пластики мягких тканей
WO2002016453A1 (en) * 2000-08-25 2002-02-28 Contura S.A. Polyacrylamide hydrogel and its use as an endoprosthesis

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3050012A1 (de) 1979-11-06 1982-05-06 I Bilko Polyacrylamide gel for medical and biological application and method of its preparation
EP0299092A4 (de) * 1987-01-30 1990-06-28 Ki Med I Verfahren zur herstellung eines festen nährmediums zur kultivierung von mikroorganismen.
CA2053998A1 (en) * 1990-10-23 1992-04-24 American Cyanamid Company Narrow band radiation filter films
JPH06289331A (ja) * 1993-04-05 1994-10-18 Tokyo Keikaku:Kk 含水性ソフトコンタクトレンズ
JPH06289335A (ja) * 1993-04-05 1994-10-18 Tokyo Keikaku:Kk イオン性ソフトコンタクトレンズ
US5863551A (en) * 1996-10-16 1999-01-26 Organogel Canada Ltee Implantable polymer hydrogel for therapeutic uses
WO2000045792A1 (en) * 1999-02-03 2000-08-10 Powderject Research Limited Hydrogel particle formulations
RU2165263C1 (ru) 2000-06-23 2001-04-20 Зыбин Дмитрий Владимирович Способ лечения сахарного диабета
CN100408098C (zh) * 1999-12-08 2008-08-06 范赛尔生物技术有限公司 聚丙烯酰胺凝胶在哺乳动物的机体组织中形成胶囊的应用、培养细胞的方法和治疗肿瘤和糖尿病的方法
RU2152800C1 (ru) 1999-12-08 2000-07-20 Зыбин Дмитрий Владимирович Способ культивирования и модификации гетерогенных клеток млекопитающих
AU2001900A (en) 1999-12-29 2001-07-16 Progen S.R.L. Biocompatible hydrogel and method of its production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769427A (en) * 1985-10-19 1988-09-06 Basf Aktiengesellschaft Continuous preparation of finely divided gel-like crosslinked polymers
CN1156411A (zh) * 1994-08-10 1997-08-06 因捷尔拂勒小夫涅德列娜契斯卡耶公司 生物相容性水凝胶
RU2127129C1 (ru) * 1996-05-28 1999-03-10 Владислав Викторович Лопатин Способ получения гелеобразного материала для пластики мягких тканей
RU2122438C1 (ru) * 1998-02-25 1998-11-27 ООО "Космогель" Способ получения полимерного гидрогеля
WO2002016453A1 (en) * 2000-08-25 2002-02-28 Contura S.A. Polyacrylamide hydrogel and its use as an endoprosthesis

Also Published As

Publication number Publication date
EP1498142B1 (de) 2007-03-21
RU2236872C1 (ru) 2004-09-27
AU2002323848B2 (en) 2008-03-06
EA005951B1 (ru) 2005-08-25
EP1498142A1 (de) 2005-01-19
ATE357259T1 (de) 2007-04-15
KR20040106289A (ko) 2004-12-17
US7238761B2 (en) 2007-07-03
IL163941A (en) 2008-08-07
HK1077194A1 (zh) 2006-02-10
NZ536201A (en) 2005-08-26
JP2005522473A (ja) 2005-07-28
US20070292516A1 (en) 2007-12-20
EP1498142A4 (de) 2005-09-14
CN1625413A (zh) 2005-06-08
KR100675459B1 (ko) 2007-01-26
AU2002323848A1 (en) 2003-10-20
EA200301124A1 (ru) 2004-04-29
IL163941A0 (en) 2005-12-18
US20050054768A1 (en) 2005-03-10
DE50209809D1 (de) 2007-05-03
CA2452442A1 (en) 2003-10-16
WO2003084573A1 (en) 2003-10-16
UA76594C2 (en) 2006-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1058639C (zh) 基于交联聚丙烯酰胺的生物相容性水凝胶在制备注射用人体内修复物中的应用
CN1308039C (zh) 多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法
CN1257752C (zh) 多功能生物相容性水凝胶及其制备方法
US9539366B2 (en) Method for inducing regeneration of cartilage
CN1171798A (zh) 含硅氧烷的网
ZA200503534B (en) Implantation of encapsulated biological materials for treating diseases
CN1714783A (zh) 用于组织膨胀和治疗的可植入颗粒
Chou et al. On the importance of Bloom number of gelatin to the development of biodegradable in situ gelling copolymers for intracameral drug delivery
US20170252304A1 (en) Encapsulation Methods and Compositions
Zhou et al. An elastomer with in situ generated pure zwitterionic surfaces for fibrosis-resistant implants
EA012884B1 (ru) Способ получения препарата инсулина для перорального применения
HK1077194B (zh) 多功能生物兼容的亲水性凝胶及其制备方法
US20200315976A1 (en) Encapsulation Methods and Compositions
CN1279924C (zh) 生物活性玻璃在制备治疗胃和十二指肠溃疡药中的应用
CN1586620A (zh) 聚明胶肽注射液及其制备方法
CN1269963C (zh) 心房肽基因转染细胞微囊
KR20010093331A (ko) 포유류의 생체 조직 내에서의 캡슐 형성을 위한폴리아크릴아미드 겔의 용도, 세포를 배양하는 방법, 및종양 질환과 당뇨병의 치료방법
Lazurova The Role of Bisphenol A in ASIA Syndrome
CN1457799A (zh) 一种用于治疗男性不育的复方组合物
CN1927879A (zh) 胸腺五肽活性异构体及其在药物制备中的应用
CN1626070A (zh) 氨基胍对难愈创面的防治作用
CN117795005A (zh) 可水解降解的水凝胶及其用途
CN1919342A (zh) 犬肿瘤的治疗方法及其应用的药物制剂以及所使用的细胞的低温保存方法
CN1932011A (zh) 一种供者型造血嵌合体及其制备方法
CN1565453A (zh) 6－氨基－α(R)－羟基－9H－嘌呤－9－丁酸乙酯的免疫抑制作用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1077194

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1077194

Country of ref document: HK

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070404

Termination date: 20100410