[发明专利]壳聚糖组合物

说明书

本发明涉及壳聚糖组合物，特别是由具有低脱乙酰度并在6-10的pH范围内共价交联的壳聚糖制成的壳聚糖凝胶。

发明背景

本发明涉及生物相容性多糖凝胶组合物，特别是疫苗中的壳聚糖组合物，用于药物递送、组织填充、细胞培养、有活力细胞的包囊、美容用途、矫形外科用途，用作生物材料、伤口愈合装置，用作食品工业中的增稠剂和添加剂，用作胶、润滑剂、钻孔和维护液。该凝胶是通过具有低脱乙酰度的共价交联的壳聚糖凝胶制备的。通过选择特定脱乙酰度的壳聚糖和使用有效的交联条件，可以获得具有有趣和意想不到的生物和物理性质的凝胶。这与由标准壳聚糖和使用典型的交联方案制得的其他交联壳聚糖水凝胶完全不同。本发明的凝胶可以制备成只具有非常低的毒性，它们可以制备成能够快速降解。所述凝胶的另一种显著特征是，当在中性和碱性条件下时它们不会沉淀。它们也具有刚性，这使得可以用于其他机械处理而成为，例如可注射的所谓“碎凝胶”，可以用于很多的用途。

水凝胶可以定义为其中水是分散介质的胶态凝胶。水凝胶广泛用于很多领域，在数个地区已经变成了数十亿美元的产业。典型地，水凝胶是由水溶性聚合物制成的，所述聚合物是从自然来源分离的，或者可以通过合成或天然聚合物的化学修饰来获得。根据它们的物理和生物性质来选择这些化合物，根据所期望的产品性质，单独或联合使用。一些聚合物具有使得它们适合医学应用的物理性质，而其他则用于食品工业、机械加工和制造工业，作为润滑剂、钻孔和维护液，用于美容、生物材料用途，用于生物技术例如细胞支架等等。不同的用途需要不用品质的聚合物，很多技术用途是基于低成本下可用的粗制块状品质，而医学用途则需要高纯度的品质，通常也是高成本的。有时聚合物溶液的物理性质，例如粘性是人们关注的主要参数，而在其他用途中，生物学和毒理学性质则对于其预期的应用功能变得更为突出。

一些聚合物在组织填充组合物中用于填充目的，其中凝胶单独或与固体珠一起使用。在其他用途例如，伤口愈合、药物递送、疫苗载体中，需要具有其他性质的其他聚合物来满足医疗需求。一般而言，性质例如粘性、抗微生物活性、粘连或水吸收/保持能力是必须考虑的全部性质。水分保持能力和溶胀在食品用途中是典型的重要重点，其中聚合物用作增稠剂或作为其他试剂的增溶剂和稳定剂。在医学产品中发现有种类广泛的聚合物，包括合成和天然来源的聚合物。在很多应用中，重要的是，聚合物降解和清除，而不会导致不希望有的副作用。尽管生物可降解性不总是必要的，但是，良好的生物相容性是非常重要的，以避免副反应例如炎症、免疫反应或物质排斥。因此，在医学产品中使用天然产生的无毒性多糖也就毫不奇怪了，因为它们具有优良的物理性质，同时还有人们感兴趣的生物学和医学性质，一般可以高纯度和低成本使用。一般使用的多糖是例如，纤维素、海藻酸盐、壳聚糖、透明质酸、淀粉或其衍生物。

在医学中，凝胶和软膏用于，例如，递送药物，美容目的，或者提供抗菌屏障以避免感染。水凝胶通常具有适当的溶解性和生物学性质，因此可以用于很多产品。形成凝胶的多糖例如透明质酸、纤维素的衍生物等已经变成了有利可图的工业领域。透明质酸是聚合物的一个例子，它可以使用的原因在于，当在生理学pH下在低浓度的水溶液中使用时它能自发形成水凝胶。其他聚合物例如纤维素不能这样使用，必须经化学修饰产生需要的性质。当由多糖制备水凝胶时，典型的方案包括该聚合物以低浓度(通常0.5-3％(w/w))溶于水溶液。当需要较高粘性时，可以通过，如果溶解性允许，向溶液中加入更多聚合物，或者通过使聚合物交联来实现。交联得到了更高分子量的聚合物，因此得到了更高的粘性。交联可以使用共价、离子或疏水性策略，通过不同的方法来进行，可以使用很多的途径。一般而言，当交联反应的产物打算用于医学用途时，需要保持尽可能低的交联水平，因为有向该交联剂引入免疫反应的危险，同时也会危害生物可降解性。