Біосумісний поліакриламідний гідрогель та спосіб його одержання

Номер патенту: 64849

Опубліковано: 15.03.2004

Автор: Кокоша Наталія Володимирівна

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Біосумісний поліакриламідний гідрогель, що містить поліакриламід, зшитий N,N'-метилен-біс-акриламідом, та дисперсійне середовище, який відрізняється тим, що містить поліакриламід у кількості 0,5-70,0% мас., як дисперсійне середовище – ізотонічний розчин і додатково - пластифікатор.

2. Біосумісний поліакриламідний гідрогель за п. 1, який відрізняється тим, що ізотонічним розчином є 0,85% розчин натрію хлориду, 0,5% розчин глюкози, розчин Рингера-Лока, розчин Ерла, розчин Хенкса, боратний або фосфатний буфери.

3. Біосумісний поліакриламідний гідрогель за пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що пластифікатором є поліоксіетилен, метилцелюлоза, желатин, полівінілпіролідон, полівініловий спирт.

4. Біосумісний поліакриламідний гідрогель за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що пластифікатор міститься у кількості 0,01 - 3,0% мас.

5. Спосіб одержання біосумісного поліакриламідного гідрогелю, що включає проведення співполімерізації акриламіду з метилен-біс-акриламідом в дисперсійному середовищі в присутності окислювально-відновлювальної системи, який відрізняється тим, що співполімеризацію здійснюють в присутності пластифікатора при температурі 35-40ºС в дисперсійному середовищі, яким є ізотонічний розчин, потім відмивають утворений гель ізотонічним розчином, витримують його для набухання до рівноважного стану, гомогенізують та стерилізують.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що співполімеризацію  проводять протягом 2 годин.

7. Спосіб за пп. 5 або 6, який відрізняється тим, що як ізотонічний розчин використовують 0,85% розчин натрію хлориду, 0,5% розчин глюкози, розчин Рингера-Лока, розчин Ерла, розчин Хенкса, боратний або фосфатний буфери.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 5-7, який відрізняється тим, що пластифікатором є поліоксіетилен, метилцелюлоза, желатин, полівінілпіролідон, полівініловий спирт.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 5-8, який відрізняється тим, що пластифікатор додають у кількості 0,01 - 3,0% мас. від загальної маси.

10. Спосіб за будь-яким з пп. 5-9, який відрізняється тим, що метилен-біс-акриламід додають у кількості 0,01 - 5,0% мас. від загальної маси.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 5-10, який відрізняється тим, що гель піддають набуханню в ізотонічному розчині до рівноважного стану при температурі 35-40°С протягом 12-72 годин.

12. Спосіб за будь-яким з пп. 5-11, який відрізняється тим, що стерилізацію здійснюють термічним або радіологічним шляхом.

Текст

Винахід відноситься до хімії полімерів, зокрема до одержання біосумісних гідрогелевих матеріалів, які можна використовувати в різних галузях медицини: для ендопротезування мяких тканин людського організму; при реконструктивно-відновлювальних операціях; для виготовлення імгогантантів жорстких анатомічних структур; в травматології; урології; нейрохірургії, в о фтальмологи та інших галузях. Винахід спрямовано на одержання нового полімерного матеріала, який за рахунок поліпшення його властивостей та удосконалення способа одержання можна використовувати як біосумісний гідрогель для пластичної хірургії різних напрямків. З рівня техніки відомий поліакриламідний гель для медико-біологічних цілей [автор, свід. СРСР №977466, 30.11.82], який включає сітчастий співполімер акриламіда з N,N'-метилен-біс-акриламідом та середовище набрякання, де як середовище набрякання використовували фізіологічний розчин при наступному співвідношення компонентів, мас.%: сітчастий співполімер 3,0-28,0 фізіологічний розчин 72,0-97,0 Цей гель одержують шля хом радикальної співполімеризації акриламіду з N,N'-метилен-біс-акриламідом в присутності ініціаторів радикальної полімеризації з наступним відмиванням гелю від низькомолекулярних домішок Вихідна концентрація мономерів в реакційній суміші складає в мас. %: акриламід - 0,5-40,0; N,N'метилен-біс-акриламід - 2,5-12,0. Одержаний у такий спосіб гель має високий ступінь зшивання, що зумовлює його хрупкість та низьку еластичність і, таким чином, обмежує галузь застосування. Зазначений гель використовують як щільну основу для поживного середовища при культивуванні різних видів мікроорганізмів. Також відомий 3% поліакриламідний гель [автор, свід. СРСР №1697756], який використовують для відновлення голосових зв'язок при атонії. Проте, спосіб одержання такого гелю не описаний. В патенті Російської Федерації [RU №2127129, 10.03.99] описаний матеріалу вигляді гелю, який мстить 1,08,0мас.% співполімеру акриламіду та метилен-біс-акриламіду і 92,0-99,0мас.% слабо лужної води. Гель одержують шляхом співполімеризації акриламіду з метилен-біс-акриламідом у водному середовищі при pH9,09,5 в присутності перекисного ініціатора полімеризації (персульфату амонію або перекису водню). Реакційну суміш інкубують при температурі 20-90°С протягом 2-24 годин, а потім при температурі 100-105°С протягом 2-4 годин. Його використовують в хірургічній практиці для пластики м'яких тканин. Недоліками цього способу є трудомісткість, для його реалізації витрачаються значні кошти. Так, процес відбувається досить тривалий час, для одержання бідистильованої води використовують електроліз, розлив гелю проводять у середовищі рідкого азоту. Слід зазначити, що при приготуванні такого гелю не проводять відмивання його від токсичних мономерів, що недопустимо для матеріалів, які використовують як імплантати. Крім того, в описі винаходу відсутні приклади способу введення гелю пацієнтам, що унеможливлює здійснення процесу за винаходом. Найбільш близьким за складом та властивостями є біосумісний гідрогель, який містить поліакриламід, частково зшитий з метилен-біс-акриламідом в кількості від 3,5 до 9,0мас.% (патент України №10911, 25.12.96). Цей гель використовують для ендопротезування шляхом цілеспрямованих ін'єкцій. Згідно з винаходом гідрогель одержують шляхом полімеризації акриламіду з використанням ініціатора радикальної полімеризації в апірогенній воді, яка застосовується як дисперсійне середовище. Проте, такий гель має ряд суттєви х недоліків, які є причиною серйозних клінічних ускладнень. Це перш за все неоднорідність структури, що унеможливлює процес контрольованого введення матеріалу за допомогою голки. Нестабільність параметрів матеріалу в різних середовищах сприяє усадці різного ступеня первинно введеного матеріалу і асиметрії ділянок протезування, спостерігається грудкування гелю через деякий час після введення його пацієнту. Має місце нестабільність в'язкості гелю, його розшарування, тобто, матеріал з однієї партії гелю має різні властивості. Таким чином, задача, на яку спрямовано даний винахід, складається з одержання структурно однорідного, достатньо щільного і в той же час пластичного гідрогелю зі стабільними властивостями, прийнятного для використання в різних галузях медицини, а також оптимізація способу його одержання. Поставлене завдання вирішується по-перше, за рахунок введення до композиції для одержання гідрогелю поряд з акриламідом, метилен-біс-акриламідом та ініціаторами реакції сополімерізації додатково в малих концентраціях (до 3,0% від загальної маси) пластифікатора. По-друге, як дисперсійне середовище використовують ізотонічні розчини або буферні системи. По-третє, обов'язковою є стадія відмивання одержаного гелю від залишкових мономерів в ізотонічному розчині або відповідному буферному розчині. Почетверте, відмитий гель витримують в ізотонічному або відповідному буферному розчині для набухання до рівноважого стану. По-п'яте, гель обов'язково гомогенізують до однорідного стану і після розливання стерилізують. Для одержання гідрогелю згідно з винаходом використовують наступні реагенти: акршгамід: C3H5NO, молекулярна маса 71,08, білий кристалічний порошок без запаху, температура плавлення 84,5°С, вміст основної сполуки ³99,5%, виробництво фірми Fluka (США), придатний для біомедичного використання; N1N1-метилен-бісакриламід: C7H10N2O2, молекулярна маса 154,16, білий кристалічний порошок без запаху, температура плавлення 195°С, вміст основного компонента ³99,0% , виробництво фірми Fluka (США), придатний для біомедичного використання; персульфат амонію: (NH4)S2O8, молекулярна маса 228.19, безбарвні плоскі кристали, температура руйнування 120°С, вміст основної речовини ³98,0%, виробництво фірми Fluka (США) придатний для біомедичного використання; N,N,N’,N'-тетраметилетилендіамін: С6Н16N2. молекулярна маса 116,21, безбарвна масляниста рідина, вміст основної речовини ³99,0%, виробництво фірми Fluka (США) придатний для біомедичного використання. Приклад 1. Запропонований гідрогель одержують наступним шляхом. Проводять співполімеризацію акриламіду зі зшиваючим агентом в середовищі ізотонічного або буферного розчину в присутності окислювальновідновлювальної системи при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: акриламід 0,5-70,0 N'N'-метилен-біс-аіфиламід 0,01-5,0 N,N,N’,N'-тетраметилетилендіамін 0,01-0,15 персульфат амонію 0,015-0,20 пластифікатор 0,01-3,0 дисперсійне середовище решта Полімеризацію проводять в термостаті при температурі 35-40°С протягом 2 годин. Потім гель відмивають ізотонічним або буферним розчином і піддають набуханню в ізотонічному або буферному розчині до рівноважного стану при температурі 35-40°С 24 години. Одержаний гідрогель гомогенізують до однорідного стану на мікроподрібнювачі тканин, фасують в скляні флакони або одноразові шприці, або в будь-яку іншу придатну тару, стерилізують термічно або радіологічно. В заявленому способі одержання біосумісного гідрогелю використовують як пластифікатор поліоксиетилен, метилцелюлозу, полівінілтролідон, желатин, полівініловий спирт; як дисперсійне середовище - ізотонічні розчини, а саме , фізіологічний 0,85% розчин натрію хлориду, 0,5% розчин глюкози, розчин Рингера-Лока, розчин Ерла, розчин Хенкса, боратний або фосфатний буфери. Приклад 2, Готують композицію, яка містить наступні компоненти в мас. %: Акриламід 0,5 N,N1 - метилен-біс-акриламід 0,03 N,N,N,1,N1-те траметилетилендіамін 0,15 Персульфат амонію 0,20 Метилцелюлоза 0,01 0,5% розчин глюкози решта Одержання гідрогелю здійснюють за способом Прикладу 1. Готовий гідрогель містить: зшитий пластифікований поліакриламід 0,5%; та 0,5% розчин глюкози - 99,5%. Одержаний гідрогель має наступні фізико - хімічні характеристики: показник заломлення - 1,334; динамічна в'язкість - 1457,3 спз; відносне видовження 70%, коефіцієнт переносу Na+ - 15,3×10-6см 2/сек, коефіцієнт переносу К+ - 12,0×10-6см 2/сек, коефіцієнт переносу Са+2 -17,5×106см 2/сек, Рh - 6,9. Такий гідрогель придатний для використання його і в офтальмології як протектор при лазерних втручаннях , при імплатації штучного кришталика та лікування хвороб рогівки. Приклад 3. Готують композицію, яка містить наступні компоненти в мас. %: Акриламід 6,0 N,N1 - метилен-біс-акриламід 0,3 N,N,N1,N1- те траметилетилендіамін 0,08 Персульфат амонію 0,095 Желатин 3,0 0,85% розчин хлориду натрію решта Одержання гідрогелю здійснюють за способом Прикладу 1. Готовий гідрогель містить зшитий пластифікований поліакриламід - 6,0%, 0,85% розчин хлориду натрію - 94,0%. Одержаний гідрогель має наступні фізико - хімічні характеристики: показник заломлення - 1,365; динамічна в'язкість - 30532,0спз; відносне видовження - 300%, коефіцієнт переносу Na + - 7,3×10-6см 2/сек, кофіцієнт переносу К+ - 7,1×10-6см 2/сек, коефіцієнт переносу Са+2 - 8,5×10см 2/сек, Ph - 7,3. Такий гідрогель придатний для використання при ендопротезуванні м'яких тканин людського організму, при виправленні дефектів різної етнології. Приклад 4. Готують композицію, яка містить наступні компоненти в мас. %: Акриламід 70,0 N,N1 - метилен-біс-акриламід 5,0 N,N,N1,N1- те траметилетилендіамін 0,01 Персульфат амонію 0,015 Полівінілпіролідон 1,5 Фосфатний буфер решта Одержання гідрогелю здійснюють за способом Прикладу 1. Готовий гідрогель містить зшитий пластифікований поліакриламід -70,0%, фосфа тний буфер - 30,0%. Одержаний гідрогель має наступні фізико - хімічні характеристики; показник заломлення - 1,533; динамічна в'язкість - 90732,0спз; відносне видовження - 150%, коефіцієнт переносу Na+ - 5,3×10-6см 2/сек, коефіцієнт переносу К+ - 7,2.×10-6см 2/сек, коефіцієнт переносу Са +2- 7,1.×10-6см 2/сек, РН-8,2.Такий гідрогель можна використати з метою одержання імплантатів жорстких анотомічних структур в травматології при відновлювальних операціях на суглоба х, при пластиці суглобо-зв'язково-сухожильного комплексу.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

A biocompatible polyacrylamide hydrogel and a process for producing the same

Автори англійською

Kokosha Nataliia Volodymyrivna

Назва патенту російською

Биосовместимый полиакриламидный гидрогель и способ его получения

Автори російською

Кокоша Наталия Владимировна

МПК / Мітки

МПК: A61K 31/78, C08F 220/00

Мітки: поліакриламідний, одержання, гідрогель, спосіб, біосумісний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-64849-biosumisnijj-poliakrilamidnijj-gidrogel-ta-sposib-jjogo-oderzhannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Біосумісний поліакриламідний гідрогель та спосіб його одержання</a>

Подібні патенти