ИНЪЕКЦИОННЫЙ ГЕЛЕВЫЙ ПРОДУКТ
INJECTION GEL PRODUCT

Область техники
Настоящее изобретение относится к области полисахаридных гелей. Более конкретно, настоящее изобретение относится к инъекционным гелевым продуктам для использования в косметической хирургии.
Предшествующий уровень техники
Одним из наиболее широко используемых в медицине биосовместимых полимеров является гиалуроновая кислота. Это встречающийся в природе полисахарид, принадлежащий группе гликозаминогликанов (ГАГ). Гиалуроновая кислота (ГК) и другие ГАГ представляют собой отрицательно заряженные гетерополисахаридные цепи, которые обладают способностью поглощать большие количества воды. Гиалуроновая кислота и продукты, полученные из гиалуроновой кислоты, широко используются в биомедицинской и косметической областях, например, во время вискохирургии и в качестве кожного наполнителя (филлера). Часто считается, что при использовании в качестве инъекционного наполнителя твердые, плотно сшитые материалы обладают более сильным клиническим эффектом, называемым «потенциалом лифтинга». Также предполагается, что эти материалы могут иметь большую долговечность в тканях. В то же время подозревают, что очень твердые материалы иногда вызывают нежелательные тканевые реакции, такие как отторжение инородных тел, тогда как более мягкие материалы считаются менее проблемными в этом смысле.
В ЕР 466300 А2 раскрыта двухфазная гелевая суспензия, в которой первая фаза включает частицы набухшего полимерного геля, диспергированные во второй фазе раствора вязкоупругого полимера.
В US 2007/0196426 А1 раскрыт поперечно-сшитый гель, содержащий некоторое количество сильно сшитых узлов, соединенных между собой гелем, который все меньше и меньше сшит, то есть гелем, в котором количество сшивок постепенно уменьшается.
В US 2016/0143943 А1 раскрыты частицы геля ГК ядро-оболочка с постепенно увеличивающейся способностью к набуханию от центра к поверхности.
В ЕР 02011816 А1 раскрыт совместно сшитый инъекционный гель, имеющий сильно сшитые гелевые частицы, связанные со слабо сшитым гелем. Цель состоит в том, чтобы обеспечить двойное действие после инъекции; сначала немедленное заполнение и на втором этапе, когда слабо сшитый гель подвергается биологическому разложению в тканях, явление реактивации фибробластов после легкой реакции инородного тела на сильно сшитые частицы.
Сущность изобретения
Гликозаминогликановые наполнители, такие как гиалуроновая кислота, состоят из мелких частиц, что позволяет вводить их с помощью тонкой иглы. Авторы изобретения обнаружили, что простое смешивание твердого и мягкого наполнителя для инъекции не обеспечивает двойной функциональности in vivo, поскольку частицы будут распределяться и отделяться друг от друга до некоторой степени при инъекции в ткань. Таким образом, при использовании инъекционного материала, состоящего из смеси твердых и мягких частиц, ткань может сразу подвергнуться воздействию твердых частиц после инъекции, поскольку мягкие и твердые частицы разделяются и оказываются в разных местах.
Задача настоящего изобретения заключается в повышении потенциала лифтинга материала наполнителя. Для решения этой и других задач, которые будут очевидны специалисту в данной области из следующего описания, настоящее изобретение предлагает в соответствии с первым аспектом инъекционный гелевый продукт, содержащий первую, внутреннюю фазу из множества частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных во вторую, внешнюю фазу из геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ); где вторая, внешняя фаза находится в форме частиц;
где степень модификации (MoD - от англ. Degree of Modification) геля первой, внутренней фазы составляет 0,15 или менее, и
где MoD геля второй, внешней фазы ниже, чем MoD геля первой, внутренней фазы, и где
MoD представляет собой молярное количество связанного сшивающего агента (агентов) по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ.
Первый аспект изобретения основан на понимании того, что в инъекционном гелевом продукте каждая частица будет являться мягким материалом для ткани, независимо от распределения частиц в ткани, тем самым вызывая меньше тканевых реакций. Поскольку более мягкая внешняя фаза со временем разрушается, внутренняя фаза будет разрушаться в меньшей степени. Со временем внешняя фаза разлагается до такой степени, что она растворяется и переносится от места инъекции тканевыми жидкостями. Поскольку материал первоначально внутренней и более твердой фазы за это время разрушится до более мягкого материала, материал, оставшийся в месте инъекции, будет более мягким, чем был первоначально материал внутренней фазы. Это позволяет внедренному материалу обеспечить второй период функционирования в ткани, теперь с уменьшенной твердостью для меньшей реакции ткани. Другими словами, выбирая твердость внутреннего геля и внешнего геля так, чтобы внешний гель был более мягким, ткань может сначала подвергнуться воздействию более мягкого внешнего геля, но поскольку этот гель медленно разрушается, ткань в конечном итоге подвергается воздействию изначально более твердого внутреннего геля, который стал более мягким во время разрушения внешнего геля, т.е. внутреннему гелю позволяют набухнуть in vivo до того, как ткань войдет в прямой контакт с внутренним гелем.
Кроме того, инъекционный гелевый продукт может быть приготовлен так, чтобы ткань подвергалась действию геля с аналогичными свойствами, например, с точки зрения набухания или упругости, в течение более длительного периода времени. Таким образом, в некоторых применениях может быть желательно, чтобы внутренний гель, открытый для контакта с тканью после разрушения внешнего геля, был таким же мягким, как исходный внешний гель. Однако в других случаях открытый для контакта внутренний гель не должен быть таким мягким, как исходный внешний гель. Поскольку воздействие внутреннего геля будет значительно задерживаться и происходить в течение длительного времени, реакция тканей может быть намного слабее, чем при прямом введении твердого геля.
Согласно второму аспекту настоящее изобретение дополнительно предлагает способ получения инъекционного гелевого продукта, включающий стадии:
a) поперечного сшивания первого гликозаминогликана (ГАГ) первым сшивающим агентом с получением геля, при котором отношение загрузки сшивающего агента к дисахаридным звеньям составляет менее 0,15;
b) получения частиц геля со стадии а);
c) смешивания частиц геля гликозаминогликана (ГАГ) со стадии b) со вторым гликозаминогликаном (ГАГ) с получением смеси;
d) поперечного сшивания смеси, полученной на стадии с), вторым сшивающим агентом с образованием поперечной сшивки между гликозаминогликанами (ГАГ) второй, внешней фазы с получением геля, имеющего первую, внутреннюю фазу частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных в гель второй, внешней фазы, содержащей второй гликозаминогликан (ГАГ); и
e) получения инъекционных частиц геля со стадии d), причем каждая такая частица содержит множество поперечно-сшитых частиц геля ГАГ первой, внутренней фазы.
В качестве третьего аспекта изобретения предлагается водная композиция, содержащая инъекционный гелевый продукт в соответствии с первым аспектом изобретения, приведенным выше, и, возможно, буферный агент.
Кроме того, в качестве четвертого аспекта изобретения предложен предварительно заполненный шприц, который предварительно заполнен инъекционным гелевым продуктом в соответствии с первым аспектом изобретения, описанным выше, а затем стерилизован, или предварительно заполнен стерилизованной водной композицией согласно третьему аспекту изобретения.
Подробное описание изобретения
В качестве первого аспекта изобретения предложен инъекционный гелевый продукт, содержащий первую, внутреннюю фазу из множества частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных во вторую, внешнюю фазу из геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ);
где вторая, внешняя фаза находится в форме частиц;
где степень модификации геля первой, внутренней фазы составляет 0,15 или менее, и
где MoD геля второй, внешней фазы ниже, чем MoD геля первой, внутренней фазы, и где
MoD представляет собой молярное количество связанного сшивающего агента (агентов) по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ.
Инъекционный гелевый продукт относится к гелю, способному течь и который можно вводить с помощью шприца, например, с помощью шприца с иглой небольшого диаметра, которая обычно требуется в косметической хирургии. Игла может быть 27 калибра. Таким образом, инъекционный гелевый продукт может быть готов для упаковки в шприц.
Инъекционный гелевый продукт можно рассматривать как двухфазный, т.е. содержащий первую, внутреннюю фазу, включающую множество частиц геля, встроенных во вторую, внешнюю гелевую фазу. Внутренняя фаза может иметь более высокую концентрацию ГАГ, может быть более твердой и/или иметь более высокую степень поперечной сшивки.
Инъекционный гелевый продукт также может быть когезионным или проявлять когезионную способность, например, как определено в WO 11086458 А1.
Гликозаминогликан (ГАГ) представляет собой отрицательно заряженную гетерополисахаридную цепь, которая обладает способностью поглощать большие количества воды. ГАГ может, например, представлять собой сульфатированные или несульфатированные гликозаминогликаны, такие как гиалуронан, хондроитинсульфат, гепарансульфат, гепарозан, гепарин, дерматансульфат и кератансульфат.В некоторых вариантах осуществления изобретения ГАГ представляет собой гиалуроновую кислоту, хондроитин или хондроитинсульфат.
Гель внутренней фазы и/или внешней фазы может быть гидрогелем. То есть их можно рассматривать в качестве нерастворимых в воде, но существенно разбавленных поперечно-сшитых систем молекул ГАГ при воздействии жидкости, обычно водной жидкости.
Гель первой внутренней фазы и гель второй внешней фазы являются поперечно-сшитыми. Таким образом, эти гели содержат непрерывную сеть молекул ГАГ, которая удерживается ковалентными поперечными связями, физическим переплетением цепей ГАГ и различными взаимодействиями, такими как водородные связи, силы Ван-дер-Ваальса и электростатические взаимодействия.
Степень модификации (MoD) представляет собой меру степени сшивки. MoD выражается в виде моль/моль, безразмерного числа или мол. %. MoD описывает количество сшивающего агента (агентов), которое связано с ГАГ, то есть молярное количество связанного сшивающего агента (агентов) по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ. Таким образом, MoD отражает, в какой степени ГАГ химически модифицирован сшивающим агентом (агентами).
Другой величиной для измерения степени сшивки является отношение загрузки, то есть соотношение между количеством сшивающих агентов, добавленных в реакционный сосуд, и общим количеством дисахаридных звеньев, добавленных в реакционный сосуд при проведении реакции поперечного сшивания.
В качестве примера, степень сшивки гелевого продукта может быть такой, что отношение загрузки составляет меньше 0,1, предпочтительно меньше или равно 0,02, при приготовлении гелей как первой, внутренней фазы, так и второй, внешней фазы.
Гель первой внутренней фазы и гель второй внешней фазы, кроме того, находятся в форме частиц, то есть в форме фрагментов, которые могут иметь любую форму, правильную или неправильную. Размеры могут быть неоднородными, т.е. гелевый продукт может содержать частицы разных размеров. Кроме того, частицы геля внешней фазы содержат множество внутренних частиц геля. Другими словами, размер частиц внешнего геля больше, чем размер частиц внутреннего геля.
Частицы геля второй внешней фазы могут иметь размер ≥ 0,1 мм.
Первый аспект изобретения основан на понимании того, что встраивание плотно сшитого и, следовательно, твердого материала в слабо сшитый и, следовательно, мягкий материал может обеспечить более высокий потенциал лифтинга в ткани. Однако изобретатели обнаружили, что величина MoD менее 0,15 в геле внутренней фазы и даже более низкая величина MoD в геле внешней фазы является преимуществом, поскольку делает комбинированный гель идеальным для инъекции. Таким образом, гелевый продукт по настоящему изобретению является достаточно мягким, чтобы вызывать незначительные тканевые реакции при инъекции.
Со временем мягкий материал разлагается до такой степени, что он растворяется и уносится от места инъекции тканевыми жидкостями. Из-за того, что MoD меньше 0,15, первоначально более твердый внутренний материал за это время разложится до более мягкого состояния. Таким образом, материал, оставшийся в месте инъекции, будет более мягким, чем был изначально твердый материал. Это позволяет встроенному внутрь материалу обеспечить второй период функционирования в ткани, теперь с уменьшенной твердостью для меньшей реакции ткани. Другими словами, благодаря тому, что в геле внутренней фазы значение MoD меньше 0,15 и в геле внешней фазы значение MoD еще более низкое, ткань подвергается воздействию мягкого геля в течение длительного периода времени.
Следует понимать, что первая, внутренняя фаза множества частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ) сама может включать дополнительные фазы, такие как более мелкие частицы, встроенные в первую, внутреннюю фазу множества частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), и такие более мелкие частицы могут даже содержать внутри себя еще более мелкие частицы и так далее.
В вариантах осуществления изобретения степень модификации (MoD) геля первой, внутренней фазы составляет 0,10 или менее, например 0,05 или менее, например 0,02 или менее.
В вариантах осуществления изобретения степень модификации (MoD) геля второй, внешней фазы составляет 0,10 или менее. Гели с такой мягкостью могут подходить для контакта с тканями после инъекции.
Однако MoD второй, внешней фазы может быть выше 0,05, например выше 0,05, но ниже, чем MoD геля внутренней фазы. Например, MoD геля второй, внешней фазы может составлять от 0,08 до 0,095. Было обнаружено, что гели, имеющие такую MoD, являются достаточно твердыми, чтобы удерживаться вместе в виде когезионного геля, но все же воспринимаются как мягкие после инъекции.
Релевантным физическим свойством поперечно-сшитого гелевого продукта ГАГ является объем жидкости, который может поглощать гель, и оно связано со структурной стабильностью геля, часто называемой прочностью или твердостью геля. Традиционными выражениями для характеристики поглощения жидкости являются набухание, способность к набуханию, способность удерживать жидкость, степень набухания, коэффициент набухания, максимальное поглощение жидкости и максимальное набухание. По всему тексту будет использоваться термин коэффициент набухания (SwF).
Когда гель подвергается условиям без осаждения, можно определить его коэффициент набухания или, наоборот, его минимальную концентрацию (Cmin), то есть концентрацию ГАГ, когда гелевый продукт является полностью набухшим. Дальнейшее добавление жидкости не приведет к дальнейшему разбавлению геля, т.е. гель нельзя бесконечно разбавлять, как раствор свободных молекул. Обычно ожидается, что более твердые (с низким набуханием) гели будут иметь более длительный период полужизни in vivo, чем более мягкие (с сильным набуханием) гели.
В вариантах осуществления изобретения коэффициент набухания (SwF) геля второй, внешней фазы составляет более 3,0, например более 4,0. Такой гель может восприниматься мягким для тканей.
Однако коэффициент набухания геля второй, внешней фазы все еще может быть менее 10,0, то есть от 3,0 до 10,0, например от 3,0 до 5,0. Гель, имеющий такой коэффициент набухания, может быть достаточно мягким, чтобы восприниматься как мягкий, но быть достаточно твердым, чтобы удерживать множество внутренних частиц геля, включенных в гель во время изготовления, например, после уменьшения размера частиц (PSR - от англ. Particle Size Reduction) внешнего геля. PSR - это процесс, при котором гель проталкивается через сито, в результате чего гель разбивается на частицы, средний размер которых соответствует размерам ячейки сита.
В вариантах осуществления изобретения гели первой, внутренней фазы и второй, внешней фазы, поперечно сшиты друг с другом.
Таким образом, гели могут быть наложены друг на друга с образованием единого когезионного геля, в отличие от структуры, когда внутренние частицы геля диспергированы во внешнем геле. Поперечные связи между внутренним и внешним гелями могут быть выполнены при поперечном сшивании внешнего геля. Это может быть выгодно, поскольку может предотвратить отделение внутренних частиц геля от внешнего геля до того, как внешний гель полностью растворится после инъекции.
В вариантах осуществления изобретения степень модификации (MoD) является по существу однородной на протяжении второй, внешней фазы и по существу однородной на протяжении всей первой, внутренней фазы.
Таким образом, степень сшивки может быть по существу однородной в обеих гелевых фазах, например, постоянной, если смотреть в направлении от центра геля и наружу. Таким образом, это отличается от геля, в котором степень сшивки варьируется в пределах геля.
Внешние частицы геля могут содержать по меньшей мере пять внутренних частиц геля, например по меньшей мере десять внутренних частиц геля, например по меньшей мере двадцать внутренних частиц геля.
В вариантах осуществления изобретения размер частиц внешнего геля по меньшей мере в три раза превышает размер внутренних частиц.
Кроме того, внутренние частицы могут иметь средний размер менее 0,200 мм.
В вариантах осуществления изобретения сухая масса поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ) в первой, внутренней фазе составляет по меньшей мере 25% от общей сухой массы гликозаминогликанов (ГАГ) во внутренней и внешней фазах, например, по меньшей мере 50% от общей сухой массы гликозаминогликанов (ГАГ) во внутренней и внешней фазах.
Такие гели могут быть достаточно мягкими, чтобы обеспечивать первоначальную мягкость in vivo, но иметь достаточно высокое содержание внутренних частиц, чтобы обеспечивать вторую функцию после растворения внешнего геля.
Например, содержание сухой массы поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ) в первой, внутренней фазе может составлять по меньшей мере 60% от общей сухой массы гликозаминогликанов (ГАГ) во внутренней и внешней фазах.
В качестве дополнительного примера, содержание сухой массы поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ) в первой, внутренней фазе может составлять от 65% до 95% от общего содержания сухой массы гликозаминогликанов (ГАГ) во внутренней и внешней фазах.
В вариантах осуществления изобретения гликозаминогликан (ГАГ) представляет собой гиалуроновую кислоту.
2
2
Если не указано иное, термин «гиалуроновая кислота» охватывает все варианты и комбинации вариантов гиалуроновой кислоты или гиалуронана с различной длиной цепи и состояниями заряда, а также с различными химическими модификациями, то есть этот термин также охватывает различные соли гиалуроновой кислоты, такие как гиалуронат натрия. Этот термин также охватывает различные модификации гиалуроновой кислоты, такие как окисление, например окисление групп СНОН до СООН; периодатное окисление вицинальных гидроксильных групп, необязательно с последующим восстановлением или образованием имина и т.д.; восстановление, например восстановление СООН до СНОН; сульфатирование; дезамидирование, необязательно с последующим дезаминированием или образованием амида с новыми кислотами; этерификация; замещение различными соединениями, например с использованием сшивающего агента или карбодиимида; включая конденсацию различных молекул, таких как белки, пептиды и активные лекарственные компоненты, с гиалуроновой кислотой; и деацетилирование.
В качестве примера, гиалуроновая кислота может быть химически немодифицированной гиалуроновой кислотой или солью гиалуроновой кислоты, предпочтительно гиалуронатом натрия, имеющим среднюю молекулярную массу в диапазоне 0,1-10 МДа, предпочтительно 0,8-5 МДа, более предпочтительно 0,8-1,2 МДа. Предпочтительно, чтобы гиалуроновая кислота была неживотного происхождения, предпочтительно бактериального.
В некоторых вариантах осуществления поперечное сшивание внутреннего и/или внешнего геля выполняют с использованием одного или более полифункциональных сшивающих агентов, индивидуально выбранных из группы, состоящей из дивинилсульфона, мультиэпоксидов и диэпоксидов. В некоторых вариантах осуществления полифункциональный сшивающий агент (агенты) индивидуально выбран из группы, состоящей из 1,4-бутандиолдиглицидилового эфира (BDDE), 1,2-этандиолдиглицидилового эфира (EDDE) и диэпоксиоктана. В конкретных вариантах осуществления полифункциональный сшивающий агент представляет собой 1,4-бутандиолдиглицидиловый эфир (BDDE).
Таким образом, в вариантах осуществления поперечное сшивание представляет собой образование простых эфирных связей.
В вариантах осуществления изобретения поперечное сшивание гликозаминогликанов достигается путем амидного связывания молекул гликозаминогликанов. Амидное связывание можно проводить с использованием ди- или мультинуклеофильного функционального сшивающего агента.
Амидное связывание с использованием ди- или мультиаминового функционального сшивающего агента вместе со связывающим агентом является привлекательным путем для получения поперечно-сшитых молекул гликозаминогликанов, полезных в настоящем изобретении.
Поперечное сшивание может быть достигнуто с использованием ди- или мультинуклеофильного сшивающего агента не на основе углеводов, например гексаметилендиамина (HMDA), или ди- или мультинуклеофильного сшивающего агента на основе углеводов, например диаминотрегалозы (DATH), вместе с гликозаминогликаном.
Таким образом, сшивающий агент, содержащий по меньшей мере две нуклеофильные функциональные группы, может, например, представлять собой ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент не на основе углеводов или ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент на основе углеводов.
Предпочтительная группа ди- или мультинуклеофильных функциональных сшивающих агентов включает гомо- или гетеробифункциональные первичные амины, гидразины, гидразиды, карбазаты, семикарбазиды, тиосемикарбазиды, тиокарбазаты и аминоокси.
Ди- или мультинуклеофильные функциональные ди-, три-, тетра- и олигосахариды могут быть производными нуклеофильных функциональных полисахаридов, таких как хитобиоза, полученная из хитина. Ди- или мультинуклеофильные функциональные ди-, три-, тетра- и олигосахариды также могут быть ди-, три-, тетра- и олигосахаридами, которые были модифицированы введением двух или более нуклеофильных функциональных групп.
Ди- или полинуклеофильные сшивающие агенты на основе углеводов могут быть полезными, поскольку они обеспечивают гидрогелевый продукт, полностью основанный на структурах углеводного типа или их производных, что сводит к минимуму нарушение природной сшивки гликозаминогликанов. Сам сшивающий агент также может способствовать сохранению или повышению свойств гидрогеля, например, при сшивании со структурой, которая коррелирует с гиалуроновой кислотой, или при сшивании со структурой с высокими водоудерживающими свойствами.
В вариантах осуществления изобретения ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент представляет собой по меньшей мере частично деацетилированный полисахарид, т.е. ацетилированный полисахарид, который был по меньшей мере частично деацетилирован с получением полисахарида, имеющего свободные аминогруппы. По меньшей мере частично деацетилированный гликозаминогликан может быть поперечно-сшит либо отдельно, либо в комбинации со вторым гликозаминогликаном, при этом деацетилированный гликозаминогликан сам действует как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
В вариантах осуществления первого аспекта изобретения молекулы гликозаминогликанов первой, внутренней фазы и/или молекулы гликозаминогликанов второй, внешней фазы ковалентно сшиты посредством поперечных связей, содержащих спейсерную группу, выбранную из группы, состоящей из ди-, три-, тетра- и олигосахаридов.
Поперечная сшивка обычно состоит из i) спейсерной группы и ii) связывающих групп, образованных в результате реакции функциональных групп сшивающего агента с группами карбоновой кислоты на ГАГ. Спейсерная группа может, например, включать тетрасахарид гиалуроновой кислоты, гексасахарид гиалуроновой кислоты, остаток трегалозы, лактозы, мальтозы, сахарозы, целлобиозы или рафинозы.
Поперечное сшивание посредством сшивающих агентов, содержащих спейсерную группу, выбранную из группы, состоящей из ди-, три-, тетра- и олигосахаридов, приводит к получению гидрогелевого продукта, полностью основанного на структурах углеводного типа или их производных, что сводит к минимуму нарушение природной сшивки гликозаминогликанов. Ди-, три-, тетра- или олигосахарид предпочтительно является хорошо определенным с точки зрения структуры и молекулярной массы. Предпочтительно спейсер выбирают из одной конкретной ди-, три-, тетра- или олигосахаридной структуры. Предпочтительно ди-, три-, тетра- или олигосахарид является монодисперсным или имеет узкое молекулярно-массовое распределение. Использование хорошо определенных сшивающих агентов на основе ди-, три-, тетра- или олигосахаридов вместе с высокоэффективной реакцией конденсации позволяет синтезировать продукт контролируемым образом. Сам сшивающий агент также может способствовать поддержанию или усилению свойств гидрогеля, например, при сшивании структурой, которая коррелирует с гиалуроновой кислотой (например, тетрасахаридом диаминогиалуроновой кислоты), или при сшивании структурой с высокими водоудерживающими свойствами (например, трегалозой).
Например, по меньшей мере 75% поперечных сшивок могут включать спейсерную группу, выбранную из группы, состоящей из ди-, три-, тетра- и олигосахаридов.
Кроме того, спейсерная группа может представлять собой тетрасахарид гиалуроновой кислоты, гексасахарид гиалуроновой кислоты, остаток трегалозы, лактозы, мальтозы, сахарозы, целлобиозы или рафинозы.
Более того, спейсерная группа может быть выбрана из группы, состоящей из ди-, три- и тетрасахаридов.
В вариантах осуществления первого аспекта изобретения по меньшей мере 90% связей между молекулами гликозаминогликанов и поперечными сшивками представляют собой амидные связи.
Кроме того, менее 5% связей между молекулами гликозаминогликанов и поперечными сшивками могут быть сложноэфирными связями.
Первый и/или второй гликозаминогликан можно дополнительно сшить с использованием пептидного связывающего агента. Сшивание с использованием пептидного связывающего агента является преимуществом по сравнению со многими другими распространенными методами сшивания (например, сшивание BDDE), поскольку оно позволяет проводить сшивание при нейтральном рН с минимальным разрушением молекул гликозаминогликанов.
Согласно некоторым вариантам осуществления пептидный связывающий агент выбирают из группы, состоящей из связывающих агентов на основе триазина, связывающих агентов на основе карбодиимида, связывающих агентов на основе имидазолия, Охута и COMU.
Согласно некоторым вариантам осуществления пептидный связывающий агент представляет собой связывающий агент на основе триазина. Согласно некоторым вариантам осуществления связывающий агент на основе триазина выбирают из группы, состоящей из 4-(4,6-диметокси-1,3,5-триазин-2-ил)-4-метилморфолиния хлорида (DMTMM) и 2-хлор-4,6-диметокси-1,3,5-триазина (CDMT). Согласно некоторым вариантам осуществления связывающий агент на основе триазина представляет собой DMTMM.
Согласно некоторым вариантам осуществления пептидный связывающий агент представляет собой связывающий агент на основе карбодиимида. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления связывающий агент на основе карбодиимида представляет собой N-(3-диметиламинопропил)-N'-этилкарбодиимид (EDC) в сочетании с N-гидроксисукцинимидом (NHS).
Инъекционный гелевый продукт может также содержать часть молекул ГАГ, которые не сшиты, т.е. не связаны с трехмерной сетью поперечно-сшитых молекул ГАГ. Однако предпочтительно, чтобы по меньшей мере 50 мас. %, предпочтительно по меньшей мере 60 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 80 мас. % молекул ГАГ инъекционного гелевого продукта образовывали сеть поперечно-сшитых молекул ГАГ.
В качестве второго аспекта изобретения предложен способ получения инъекционного гелевого продукта, включающий стадии:
а) поперечного сшивания первого гликозаминогликана (ГАГ) первым сшивающим агентом с получением геля, в котором отношение загрузки сшивающего агента к дисахаридным звеньям составляет менее 0,15;
б) получения частиц геля со стадии а);
c) смешивания частиц геля гликозаминогликана (ГАГ) со стадии b) со вторым гликозаминогликаном (ГАГ) с получением смеси;
d) поперечного сшивания смеси, полученной на стадии с), вторым сшивающим агентом с образованием поперечной сшивки между гликозаминогликана ми (ГАГ) второй, внешней фазы, с получением геля, имеющего первую, внутреннюю фазу частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных в гель второй, внешней фазы, содержащей второй гликозаминогликан (ГАГ), и
e) получения инъекционных частиц геля со стадии d), причем каждая такая частица содержит множество поперечно-сшитых частиц геля ГАГ первой, внутренней фазы.
Термины и определения, используемые в отношении второго аспекта изобретения, обсуждаются выше в отношении первого аспекта.
В вариантах осуществления изобретения инъекционные частицы, полученные на стадии е), представляют собой гелевый продукт, как раскрыто в отношении любого варианта осуществления первого аспекта выше.
Способ согласно второму аспекту имеет преимущество в том, что он представляет собой удобный способ получения комбинированного геля, то есть для включения плотно сшитого и, следовательно, твердого материала в слабо сшитый и, следовательно, мягкий материал. Такой комбинированный гель может обеспечить более высокий потенциал лифтинга тканей. Авторы изобретения обнаружили, что отношение загрузки на стадии а) менее 0,15, то есть при получении «внутренних» частиц геля ГАГ, и еще более низкое отношение загрузки на стадии d), то есть при встраивании внутренних частиц геля GAG во внешнюю матрицу, способствует образованию гелевого продукта, который может повысить потенциал лифтинга тканей.
Кроме того, способ согласно второму аспекту изобретения имеет преимущество в том, что он обеспечивает эффективный способ получения гелевого продукта для инъекций, поскольку можно использовать небольшие количества сшивающего агента.
Стадии встраивания уже поперечно-сшитых частиц в гель, который впоследствии сшивается, можно повторять любое количество раз, например, по меньшей мере два или по меньшей мере три раза. Таким образом, стадия d) может дополнительно включать приготовление частиц полученного геля, и эти полученные частицы можно использовать на повторяющейся стадии с), на которой их смешивают, например, с третьим гликозаминогликаном (ГАГ) для получения смеси, которую затем сшивают на повторяющейся стадии d) с образованием геля. Частицы этого геля можно снова смешивать с другими ГАГами и т.д.
Таким образом, стадии с) и d) можно повторять любое количество раз. Сшивающий агент, используемый на стадиях поперечного сшивания, может быть таким, как описано выше в первом аспекте изобретения.
Например, поперечное сшивание на стадии а) и/или на стадии b) может привести к образованию простых эфирных связей.
В качестве дополнительного примера, поперечное сшивание на стадии а) и/или на стадии b) может приводить к ковалентному сшиванию молекул ГАГ посредством поперечных сшивок, содержащих спейсерную группу, выбранную из группы, состоящей из ди-, три-, тетра- и олигосахаридов.
Поперечное сшивание на стадии d) может быть выполнено с использованием тех же условий сшивания, что и сшивание на стадии а). Отношение загрузки на стадии d) может быть таким же, как на стадии а), или другим.
Кроме того, поперечное сшивание на стадии d) может быть выполнено с использованием того же сшивающего агента, что и на стадии а), или с использованием другого сшивающего агента, чем сшивающий агент, используемый на стадии а). Следовательно, первый и второй сшивающие агенты могут быть одинаковыми или различными.
Кроме того, сшивание на стадиях а) и/или d) может быть выполнено путем начального добавления сшивающего агента для повышения гомогенности сшивки в первом и/или внешнем геле.
Отношение загрузки на стадии а) может быть менее 0,10, например менее 0,05.
В вариантах осуществления отношение загрузки сшивающего агента к дисахаридным звеньям на стадии d) составляет менее 0,10, например менее 0,05. Авторы изобретения обнаружили, что такое низкое отношение загрузки при получении внешней гелевой матрицы все же может обеспечить гелевый продукт с подходящими характеристиками разложения in situ.
В вариантах осуществления изобретения отношение загрузки сшивающего агента к дисахаридным звеньям на стадии d) меньше, чем отношение загрузки на стадии а).
В вариантах осуществления изобретения поперечное сшивание на стадии d) дополнительно включает получение поперечных сшивок между гелями первой, внутренней фазы и второй, внешней фазы. Таким образом, второй сшивающий агент, используемый на стадии d), может дополнительно способствовать сшиванию внешней гелевой матрицы с включенными частицами геля и, таким образом, может способствовать удержанию встроенных частиц геля внутри геля при получении инъекционных частиц на стадии е).
В вариантах осуществления изобретения стадия с) включает смешивание частиц геля гликозаминогликана (ГАГ) стадии b) в сухом состоянии со вторым гликозаминогликаном (ГАГ) в сухом состоянии. Частицы геля в сухом состоянии могут быть, например, в форме порошка или в форме сухих перепутанных нитей. Смешивание в сухом состоянии может быть выгодным, поскольку оно обеспечивает хорошее перемешивание между первым и вторым ГАГ, то есть обеспечивает равномерное распределение частиц геля первой внутренней фазы внутри внешней фазы.
Однако стадия с) может включать сначала растворение частиц геля гликозаминогликана (ГАГ) стадии b) и смешивание этого раствора с раствором, содержащим второй гликозаминогликан (ГАГ).
В вариантах осуществления изобретения стадия получения частиц стадии b) дополнительно включает осаждение и сушку указанных частиц, полученных из геля стадии а).
Осаждение внутренних частиц геля выгодно тем, что дополнительно увеличивает возможности промывки частиц геля первой, внутренней фазы, например, для уменьшения количества побочных продуктов, таких как непрореагировавшие сшивающие агенты. Само по себе осаждение может действовать как стадия очистки, т.е. нежелательные побочные продукты могут быть отделены от частиц геля во время фактического осаждения.
Кроме того, осаждение внутренних частиц геля может сделать внутренние частицы геля более доступными для сшивающих агентов во время второй стадии поперечного сшивания, то есть во время стадии d). Это означает, что на второй стадии поперечного сшивания можно использовать меньшие количества сшивающего агента, то есть осаждение увеличивает эффективность использования сшивающих агентов и, таким образом, увеличивает эффективность всего способа.
Более того, осажденный порошок можно хранить и, следовательно, второе сшивание на стадии d) не нужно проводить сразу после осаждения. Таким образом, стадию с) можно выполнять по меньшей мере через 1 час после осаждения, например по меньшей мере через 5 часов, например по меньшей мере через 10 часов, например по меньшей мере через 24 часа, например по меньшей мере через 48 часов после осаждения. Следовательно, стадия осаждения и сушки частиц, приготовленных из геля на стадии а), увеличивает гибкость процесса.
Следовательно, стадия осаждения выгодна тем, что она позволяет очистить частицы геля, процесс становится более гибким, поскольку две стадии сшивания могут быть разделены на более индивидуальные и отдельные стадии сшивания, а общая эффективность процесса увеличивается из-за использования меньшего количества сшивающего агента.
В вариантах осуществления второго аспекта изобретения смесь, полученная на стадии с), содержит по меньшей мере 45% по сухой массе частиц геля ГАГ, полученного на стадии b), например по меньшей мере 50% по сухой массе частиц геля GAG, полученного на стадии b). Таким образом, содержание сухой массы поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ) в первой, внутренней фазе может составлять по меньшей мере 50% от общего содержания сухой массы гликозаминогликанов (ГАГ) на стадии с).
Например, смесь, полученная на стадии с), может содержать по меньшей мере 60% по сухой массе частиц геля GAG, полученного на стадии b).
В качестве дополнительного примера, смесь, полученная на стадии с), может содержать от 65% до 95% по сухой массе частиц геля ГАГ, полученного на стадии b). Таким образом, содержание сухой массы поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ) в первой, внутренней фазе может составлять от 65% до 95% от общего содержания сухой массы гликозаминогликанов (ГАГ) во внутренней и внешней фазах.
В качестве третьего аспекта изобретения предложена водная композиция, содержащая инъекционный гелевый продукт в соответствии с любым вариантом осуществления первого аспекта, описанного выше, и, возможно, буферный агент.
Водная композиция может подходить для инъекций. Водная композиция обычно может содержать физиологический солевой буфер. Композиция может дополнительно содержать другие подходящие добавки, такие как местные анестетики (например гидрохлорид лидокаина), противовоспалительные лекарственные средства, антибиотики и другие подходящие поддерживающие лекарственные средства, например факторы роста или клетки костной ткани.
Введение инъекционного гелевого продукта или водной композиции можно осуществлять любым подходящим способом, например, путем инъекции из стандартных канюль и игл подходящего размера или путем хирургического введения, например, в случае введения пленки. Введение проводят в те места, где желательно увеличение мягких тканей, такие как подбородок, щеки или где-либо еще на лице или теле.
Таким образом, в качестве четвертого аспекта изобретения предложен предварительно заполненный шприц, который предварительно заполнен стерилизованным инъекционным гелевым продуктом в соответствии с любым вариантом осуществления первого аспекта, описанного выше, или стерилизованной водной композицией в соответствии с третьим аспектом, описанным выше.
Гелевый продукт может храниться в осажденной форме в шприце, которую переводят в неосажденную форму перед инъекцией или в теле после инъекции.
Гелевый продукт можно дополнительно автоклавировать, поскольку это наиболее удобный способ стерилизации конечного продукта. Это позволяет приготовить стерилизованный инъекционный гелевый продукт.
В некоторых вариантах осуществления инъекционный гелевый продукт или водная композиция согласно первому и третьему аспектам, приведенным выше, полезны в качестве лекарственного средства или медицинского устройства в медицинском или хирургическом способе.
В соответствии с дополнительным аспектом предложено применение инъекционного гелевого продукта согласно первому аспекту, описанному выше, или водной композиции согласно третьему аспекту, описанному выше, в косметической или медицинской хирургии. Другими словами, предложен инъекционный гелевый продукт или водная композиция для применения в косметической или медицинской хирургии.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в косметической хирургии выбирают дермальное наполнение и коррекцию контура тела. В некоторых других вариантах осуществления изобретение используют в качестве лекарственного средства при лечении и/или в медицинской хирургии, выбранной из дермального наполнения, коррекции контуров тела, предотвращения слипания тканей, формирования каналов, лечения недержания и ортопедических применений.
Согласно одному аспекту предложен способ лечения субъекта, подвергающегося косметической или медицинской хирургии, включающий введение инъекционного гелевого продукта в соответствии с первым аспектом, описанном выше, или водной композиции в соответствии с третьим аспектом, описанным выше, субъекту, нуждающемуся в этом.
В некоторых вариантах осуществления субъект подвергается косметической хирургии, выбранной из дермального наполнения и коррекции контура тела. В некоторых других вариантах осуществления субъект подвергается медицинской хирургии или медицинскому лечению состояния, выбранного из дермального наполнения, коррекции контуров тела, предотвращения слипания тканей, формирования каналов, лечения недержания и ортопедических применений.
Гликозаминогликан сам по себе может действовать как сшивающий агент в поперечно-сшитом геле, например, когда используется деацетилированный гликозаминогликан. В таких случаях степень модификации (MoD), которая является важным свойством при использовании сшивающих агентов, отличных от самого гликозаминогликана, может соответствовать степени деацетилирования гликозаминогликана. Таким образом, все варианты осуществления и примеры MoD, обсужденные в связи с предыдущими аспектами выше, также могут иметь значение, когда сам гликозаминогликан действует как сшивающий агент, и также в качестве степени деацетилирования гликозаминогликана.
Таким образом, в качестве общего аспекта настоящего изобретения предложен инъекционный гелевый продукт, содержащий первую, внутреннюю фазу из множества частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных во вторую, внешнюю фазу геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ);
где вторая, внешняя фаза находится в форме частиц;
где максимальное количество сшивок по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ в геле первой, внутренней фазы составляет 0,15 или менее, и
где максимальное количество сшивок по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ в геле второй, внешней фазы ниже, чем максимальное количество сшивок по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ в геле первой, внутренней фазы.
Максимальное количество сшивок по отношению к общему молярному количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГАГ может представлять собой, например, MoD, если для сшивания используется отдельный сшивающий агент, отличный от самого ГАГ, или степень деацетилирования, если ГАГ сам действует как сшивающий агент. Кроме того, когда сам гликозаминогликан действует как сшивающий агент в поперечно-сшитом геле, могут стать актуальными альтернативные аспекты, обсуждаемые ниже. Термины и определения, используемые в отношении этих альтернативных аспектов, являются такими же, как обсуждались выше в отношении предыдущих аспектов.
Таким образом, в качестве альтернативного аспекта настоящего изобретения предложен инъекционный гелевый продукт, содержащий первую, внутреннюю фазу из множества частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных во вторую, внешнюю фазу геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ);
где вторая, внешняя фаза находится в форме частиц и
где гликозаминогликан (ГАГ) первой, внутренней фазы и/или гликозаминогликан (ГАГ) второй, внешней фазы содержат поперечные сшивки, в которых сам гликозаминогликан действует как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
В вариантах осуществления изобретения степень деацетилирования геля первой, внутренней фазы составляет 0,15 или менее и при этом степень деацетилирования геля второй, внешней фазы ниже, чем степень деацетилирования геля первой, внутренней фазы.
В одном из вариантов осуществления изобретения только гликозаминогликан (ГАГ) первой, внутренней фазы содержит поперечные сшивки, в которых сам гликозаминогликан действует как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
В одном из вариантов осуществления изобретения только гликозаминогликан (ГАГ) второй, внешней фазы содержит поперечные сшивки, в которых сам гликозаминогликан действует как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
В одном из вариантов осуществления изобретения гликозаминогликан (ГАГ) первой, внутренней фазы и гликозаминогликан (ГАГ) второй, внешней фазы содержат поперечные сшивки, в которых сам гликозаминогликан действует ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
Например, сам деацетилированный гликозаминогликан может действовать как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
Таким образом, сам гликозаминогликан, действующий как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент, может быть по меньшей мере частично деацетилированным гликозаминогликаном, то есть ацетилированным гликозаминогликаном, который по меньшей мере частично деацетилирован с образованием гликозаминогликана, имеющего свободные аминогруппы. По меньшей мере частично деацетилированный гликозаминогликан может быть сшит либо отдельно, либо в комбинации со вторым гликозаминогликаном, при этом деацетилированный гликозаминогликан сам действует как ди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
В качестве еще одного альтернативного аспекта настоящего изобретения предложен способ получения инъекционного гелевого продукта, включающий стадии:
а) поперечного сшивания первого гликозаминогликана (ГАГ) с получением геля,
б) получения частиц геля со стадии а);
c) смешивания частиц геля гликозаминогликана (ГАГ) со стадии b) со вторым гликозаминогликаном (ГАГ) с получением смеси;
d) поперечного сшивания смеси, полученной на стадии с), с образованием поперечной сшивки между гликозаминогликанами (ГАГ) второй, внешней фазы с получением геля, имеющего первую, внутреннюю фазу частиц геля поперечно-сшитого гликозаминогликана (ГАГ), встроенных в гель второй, внешней фазы, содержащей второй гликозаминогликан (ГАГ); и
e) получения инъекционных частиц геля со стадии d), причем каждая такая частица содержит множество поперечно-сшитых частиц геля ГАГ первой, внутренней фазы.
Сшивание на стадии а) и/или стадии d) может быть достигнуто с использованием по меньшей мере частично деацетилированного гликозаминогликана, либо отдельно, либо в комбинации со вторым гликозаминогликаном, при этом деацетилированный гликозаминогликан сам действует какди- или мультинуклеофильный сшивающий агент.
Степень деацетилирования первого гликозаминогликана на стадии а) может быть менее 0,15. Степень деацетилирования второго гликозаминогликана на стадии d) может быть меньше, чем степень деацетилирования первого гликозаминогликана.
Под термином «по меньшей мере частично деацетилированный», используемым здесь в отношении гликозаминогликана, подразумевается гликозаминогликан, содержащий N-ацетильные группы, в котором по меньшей мере некоторые из N-ацетильных групп были отщеплены, что приводит к образованию свободных аминогрупп в гликозаминогликане. Под термином «по меньшей мере частично деацетилированный» в контексте настоящего описания мы подразумеваем, что значительная часть N-ацетильных групп гликозаминогликана, в частности по меньшей мере 1%, предпочтительно по меньшей мере 2%, по меньшей мере 3%, по меньшей мере 4%, по меньшей мере 5% N-ацетильных групп гликозаминогликана превращены в свободные аминогруппы. Более предпочтительно, по меньшей мере 3% N-ацетильных групп гликозаминогликана превращены в свободные аминогруппы.
Согласно некоторым вариантам осуществления по меньшей мере частично деацетилированный гликозаминогликан может иметь степень ацетилирования менее 99%, предпочтительно менее 98%, менее 97%, менее 97%, менее 96%, менее 95%, менее более 94% или менее 93%.
Сшивание деацетилированного гликозаминогликана можно проводить с помощью связывающего агента, такого как пептидный связывающий агент.
Согласно некоторым вариантам осуществления пептидный связывающий агент выбирают из группы, состоящей из связывающих агентов на основе триазина, связывающих агентов на основе карбодиимида, связывающих агентов на основе имидазолия, Охута и COMU.
Согласно некоторым вариантам осуществления пептидный связывающий агент представляет собой связывающий агент на основе триазина. Согласно некоторым вариантам осуществления связывающий агент на основе триазина выбирают из группы, состоящей из 4-(4,6-диметокси-1,3,5-триазин-2-ил)-4-метилморфолиния хлорида (DMTMM) и 2-хлор-4,6-диметокси-1,3,5-триазина (CDMT). Согласно некоторым вариантам осуществления связывающий агент на основе триазина представляет собой DMTMM.
Согласно некоторым вариантам осуществления пептидный связывающий агент представляет собой связывающий агент на основе карбодиимида. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления связывающим агентом на основе карбодиимида является N-(3-диметиламинопропил)-N'-этилкарбодиимид (EDC) в сочетании с N-гидроксисукцинимидом (NHS).
Следовательно, стадия а) может включать подстадии:
i) получения раствора, содержащего по меньшей мере частично деацетилированный гликозаминогликан и, возможно, дополнительный гликозаминогликан;
ii) активации карбоксильных групп по меньшей мере частично деацетилированного гликозаминогликана и/или, возможно, дополнительного гликозаминогликана с помощью связывающего агента с образованием активированных гликозаминогликанов;
iii) сшивания активированных гликозаминогликанов посредством их активированных карбоксильных групп с использованием аминогрупп по меньшей мере частично деацетилированных гликозаминогликанов с получением геля гликозаминогликанов, поперечно-сшитых амидными связями.
В качестве дополнительного примера, второй гликозаминогликан может быть по меньшей мере частично деацетилированным гликозаминогликаном, и стадия d) может включать подстадии:
i) активации карбоксильных групп по меньшей мере частично деацетилированного второго гликозаминогликана с помощью связывающего агента с образованием активированных гликозаминогликанов;
ii) поперечного сшивания активированных гликозаминогликанов посредством их активированных карбоксильных групп с использованием аминогрупп по меньшей мере частично деацетилированных гликозаминогликанов с получением второй, внешней фазы, включающей второй гликозаминогликан (ГАГ), поперечно-сшитый амидными связями.
В других вариантах осуществления поперечно-сшитый ГАГ на стадии а) и/или на стадии d) получают посредством:
1) поперечного сшивания по меньшей мере частично деацетилированного ГАГ с частично деацетилированным ГАГ в присутствии связывающего агента с использованием свободных аминовых и карбоксильных групп, присутствующих в по меньшей мере частично деацетилированных ГАГ; или
2) поперечного сшивания по меньшей мере частично деацетилированного ГАГ с недеацетилированным ГАГ в присутствии связывающего агента с использованием свободных аминогрупп, присутствующих в по меньшей мере частично деацетилированном ГАГ и карбоксильных группах, присутствующих в ГАГ.
В вариантах осуществления изобретения по меньшей мере частично деацетилированный гликозаминогликан имеет степень ацетилирования 99% или менее, предпочтительно 98% или менее, предпочтительно 97% или менее, предпочтительно 96% или менее, предпочтительно 95% или менее, предпочтительно 94% или менее, предпочтительно 93% или менее, и средневесовую молекулярную массу 0,1 МДа или более, предпочтительно 0,5 МДа или более.
Согласно некоторым вариантам осуществления по меньшей мере частично деацетилированный гликозаминогликан получают способом по меньшей мере частичного деацетилирования гликозаминогликана, включающим:
а1) получение гликозаминогликана, содержащего ацетильные группы;
2
а2) осуществление взаимодействия гликозаминогликана, содержащего ацетильные группы, с гидроксиламином (NHOH) или его солью при температуре 100°С или ниже в течение 2-200 часов с образованием по меньшей мере частично деацетилированного гликозаминогликана; и
а3) извлечение по меньшей мере частично деацетилированного гликозаминогликана.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 представлена блок-схема вариантов осуществления способа настоящего изобретения. PSR=уменьшение размера частиц (от англ. particle size reduction)
На фиг. 2 показаны результаты испытаний на разрушение.
На фиг. 3 показаны результаты испытаний на разрушение.
На фиг. 4 показаны частицы геля с включенными в них частицами геля при 10-кратном увеличении.
На фиг. 5 показано изображение под микроскопом частиц геля, полученного в Примере 6, при 10-кратном увеличении.
На фиг. 6 показано изображение под микроскопом частиц геля, полученного в Примере 9.
Экспериментальные примеры
Следующие неограничивающие примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение. В этих примерах используемый ГАГ представляет собой гиалуроновую кислоту, обозначенную ГК и относящуюся к гиалуронату натрия.
Аналитические методы испытаний
Содержание геля (GelC)
GelC описывает в % долю общей ГК, которая связана в форме геля. Содержание геля определяется как количество ГК в образце, которое не проходит через фильтр 0,22 мкм. GelC рассчитывают по количеству ГК, собранной в фильтрате, и выражают в процентах от общего количества ГК в образце геля.
MoD (степень модификации)
MoD описывает молярное количество связанного сшивающего агента (агентов) по отношению к общему количеству повторяющихся дисахаридных звеньев ГК. Эта мера не делает различий между моносвязанным и фактически поперечно-сшитым сшивающим агентом (агентами), то есть включается весь сшивающий агент (агенты), который связан с ГК посредством по меньшей мере одной ковалентной связи. Например, MoD 1% для геля ГК, поперечно-сшитого BDDE, означает, что на 100 дисахаридных звеньев в геле ГК приходится 1 связанная (моносвязанная или поперечно-сшитая) молекула BDDE.
1
MoD можно определить с помощью ЯМР-спектроскопии ферментативно разрушенного гелевого продукта. Перед разрушением геля растворимая ГК, остаточный (несвязанный) сшивающий агент (агенты) и его производные вымываются фильтрацией на фильтре 0,22 мкм. Гелевый продукт разрушают при 37°С путем ферментативной обработки с использованием хондроитиназы АС из Arthrobacter aurescens. Разложившийся гелевый продукт подвергают ЯМР-спектроскопии путем регистрации одномерных спектров Н ЯМР на спектрометре 400 МГц, оборудованном стандартным 5-миллиметровым зондом.
Н
H
3
Спектры ЯМР могут быть оценены путем интегрирования сигнала при δ 1,6 м.д., который происходит от четырех протонов в связанной молекуле BDDE, и сигнала при δ 2,0 м.д., который происходит от трех протонов в группах СН на N-ацетилглюкозаминовых остатках дисахаридов ГК. Отношение между интегралами для этих двух сигналов пропорционально отношению между молярным количеством связанного BDDE и дисахаридов после поправки на количество протонов, ответственных за каждый сигнал, что дает MoD.
Отношение загрузки
Другой величиной для измерения степени сшивания является отношение загрузки, то есть соотношение между количеством сшивающих агентов, добавленных в реакционный сосуд, и общим количеством дисахаридных звеньев, добавленных в реакционный сосуд, при проведении реакции сшивания. Отношение загрузки может отличаться от MoD, поскольку реакция сшивания может быть неполной, т.е. все сшивающие агенты могут не прореагировать с образованием сшивок.
Коэффициент набухания (SwF)
Прочность или плотность сетки геля после сшивания можно оценить/определить, например, позволяя гелю абсорбировать воду или физиологический раствор до равновесия. В результате разрывов цепи во время разрушения геля сетка становится более слабой и менее плотной, что можно определить по возрастающему коэффициенту набухания (SwF). SwF измеряют согласно следующему протоколу: около 1 г гелевого продукта взвешивают в мерный стакан. Добавляют физиологический раствор, гель тщательно диспергируют и дают ему абсорбировать воду до равновесия. После осаждения измеряют объем насыщенного геля. Отношение конечного объема к начальному объему обозначается как коэффициент набухания (SwF).
Пример 1 - Общая схема способа получения комбинированного геля
Вариант осуществления способа получения инъекционного гелевого продукта, поперечно-сшитого с помощью BDDE, схематически представлен на фиг. 1. В этом способе массу осаждают и сушат после первой стадии уменьшения размера частиц (PSR). Затем порошок сухого поперечно-сшитого геля смешивают с ГК, BDDE и NaOH для второго сшивания, при котором ранее поперечно-сшитые частицы геля встраиваются во второй гелевый материал. Затем второй материал подвергают тем же стадиям обработки, что и в обычном способе. Частицы из первой стадии PSR меньше, чем частицы из второй стадии PSR, чтобы обеспечить место для внутреннего геля во внешнем геле.
Первое и второе сшивание обычно проводят при температуре 10-75 градусов Цельсия, например 10-40 градусов Цельсия, например 10-35 градусов Цельсия или 10-30 градусов Цельсия, но предпочтительно, чтобы эту стадию выполняли при 15-35 градусах Цельсия, например 15-30 градусах Цельсия, и особенно при комнатной температуре, например 20-25 градусов Цельсия. Предпочтительные диапазоны температур составляют 10-50 градусов Цельсия, например 18-40 градусов Цельсия.
Время реакции обычно находится в диапазоне 2-40 часов, например 4-36 часов. Более длительное время реакции, чем 2 часа, полезно для воспроизводимости, особенно в больших масштабах. Более длительное время реакции, чем 40 часов, дает гель с более низкой прочностью или может даже полностью разрушить гель. Время реакции предпочтительно находится в диапазоне 8-30 часов, например 12-24 часов, например 16-24 часов.
Например, стадию поперечного сшивания можно проводить при температуре 15-35 градусов Цельсия в течение 2-40 часов, например при комнатной температуре в течение 16-24 часов.
Фиг. 4 показывает изображение под микроскопом при 10-кратном увеличении частиц геля, полученных способом настоящего изобретения, с более мелкими частицами, встроенными в большие частицы.
Пример 2 - Получение однокомпонентного геля
Однокомпонентный гель готовили следующим образом: 100 г ГК (Mw 1МДа) смешивали и позволяли взаимодействовать с 200 г NaOH 3% по массе и 1,8 г BDDE, в результате чего отношение загрузки составляло 0,036. После сшивания гель нейтрализовали и подвергали термообработке для инактивации любого остаточного сшивающего агента. Уменьшение размера частиц (PSR) осуществляли с использованием сита с размером ячейки 80 мкм. Гель осаждали в EtOH с получением порошка геля, который промывали и сушили.
Пример 3 - Получение однокомпонентного геля
Выполняли, как в Примере 2, но с использованием 30 г ГК, 73,5 г NaOH 2,5% по массе и 0,22 г BDDE, что дает отношение загрузки 0,015.
Пример 4 - Получение двухкомпонентного геля
Двухкомпонентный гель готовили следующим образом: 5 г порошка геля из Примера 2 смешивали и позволяли взаимодействовать с 5 г ГК (Mw 1МДа), 45,5 г NaOH 1,33% масс/масс и 90 мг BDDE, в результате чего получали отношение загрузки 0,036. PSR из примера 2 повторяли, но с использованием сита с размером ячейки 315 мкм. Порошок двухкомпонентного геля гидратировали до конечной концентрации 20 мг/мл в фосфатном буфере и автоклавировали. Гель подвергали воздействию температуры 90°С и содержание геля измеряли с интервалами в 16 часов (см. фиг. 2). Таким образом, в Примере 4 отношение загрузки как в первой, так и во второй реакции сшивания составлял 0,036.
Пример 5 - Получение двухкомпонентного геля
Выполняли, как в примере 4, но с использованием 7 г порошка геля из Примера 2 и 3 г ГК, в результате чего отношение загрузки составляло 0,043. Гель подвергали воздействию температуры 90°С, и содержание геля измеряли с интервалами в 16 часов (фиг. 2). В качестве стандарта использовали препарат Restylane Lyft (от Galderma). Таким образом, в Примере 5 отношение загрузки составляло 0,036 в первой реакции сшивания и 0,043 во второй реакции сшивания.
Гели Примеров 4 и 5 имели следующие исходные характеристики:
Как видно на фиг. 2, 70%-ный комбинированный гель разлагается до тех пор, пока не исчезнет внешний гель, а затем выходит на горизонтальный уровень при примерно 70% оставшемся геле, который разлагается с меньшей скоростью. Тот же тип поведения наблюдался с 50%-ным комбинированным гелем, но этот гель выходил на горизонтальный уровень при 50%. Стандартный гель, содержащий только один тип геля, разлагается с более постоянной скоростью. Эти результаты ясно демонстрируют концепцию комбинированного геля, то есть комбинированного геля, имеющего внешний гель, который сначала разлагается до того, как внутренний гель начинает разлагаться. Аналогичное поведение ожидается in vivo.
Пример 6 - Получение двухкомпонентного геля.
Выполняли как в Примере 4, но с 2,5 г порошка геля из Примера 3 и 2,5 г ГК (Mw 1МДа), 15 г NAOH 2% по массе и 35 мг BDDE, в результате чего отношение загрузки составляло 0,022. Гель подвергали воздействию температуры 90°С и коэффициент набухания измеряли с интервалами в 16 часов (фиг. 3). Для сравнения, порошок геля из Примера 3 сшивали во второй раз, чтобы он соответствовал внутреннему гелю из Примеров 6 и 7. На фиг. 5 показано изображение под микроскопом частиц геля, полученных в Примере 6, при 10-кратном увеличении.
Таким образом, в Примере 6 отношение загрузки составляло 0,015 в первой реакции сшивания и 0,022 во второй реакции сшивания.
Пример 7 - Получение двухкомпонентного геля.
Выполняли как Пример 6, но с 3,5 г порошка геля из Примера 3 и 1,5 г ГК, в результате чего отношение загрузки составляло 0,025. Гель подвергали воздействию температуры 90°С и коэффициент набухания измеряли с интервалами в 16 часов (фиг. 3). Таким образом, в Примере 7 отношение загрузки составляло 0,015 в первой реакции сшивания и 0,025 во второй реакции сшивания.
Гели Примеров 6 и 7 имели следующие исходные характеристики:
Комбинированный 50% гель увеличивает набухание в большей степени, чем другие гели, поскольку этот гель включает большую часть более мягкого внешнего геля, который в основном вносит вклад в набухание. По прошествии определенного периода времени (около 40 часов для 50% комбинированного геля) внешний гель исчезает и только более твердый внутренний гель может вносить вклад в набухание. Это приводит к падению измеренного SwF, который затем снова медленно растет из-за набухания внутреннего геля. Комбинированный 70% гель показывает аналогичное, но менее отчетливое поведение, поскольку он содержит меньшее количество внешнего геля. Гель, имеющий только внутренний гель (однокомпонентный гель), демонстрирует более постоянное увеличение характеристик набухания. Таким образом, внутренний гель после разложения внешнего геля будет демонстрировать коэффициент набухания, аналогичный таковому у исходного комбинированного геля.
В приведенной ниже таблице представлены отношения загрузки, использованные для приготовления двухкомпонентных гелей в экспериментальных примерах 4-7 выше:
Кроме того, проведение первой и второй реакций сшивания с отношениями загрузки в соответствии с приведенной выше таблицей привело к следующей степени модификации (MoD) для внутреннего и внешнего гелей в приготовленных двухкомпонентных гелях в экспериментальных примерах 4-7:
Таким образом, MoD внутренних гелей во всех примерах является более высокой, чем MoD внешних гелей, что связано с тем, что сшивающие агенты диффундируют во внутренний гель во время второй реакции сшивания для дальнейшего сшивания этого геля, тем самым увеличивая MoD внутреннего геля во время второй стадии сшивания.
Пример 8 - Получение однокомпонентных гелей, поперечно-сшитых амидными связями.
Также были приготовлены гели с использованием сшивки амидными связями, в которых гиалуроновую кислоту (ГК), DATH (диаминотрегалозу) и DMTMM (4-(4,6-диметокси-1,3,5-триазин-2-ил)-4-метилморфолиния хлорид) смешивают и дают реагировать. DMTMM действует как связывающий агент, тогда как DATH действует как сшивающий агент.
Однокомпонентный гель готовили следующим образом: ГК смешивали и давали возможность взаимодействовать с соответствующими количествами DATH и DMTMM, растворенными в воде. После сшивания гель разбавляли до 20 мг/г физиологическим раствором и нагревали до 70°С в течение примерно 20 часов. Уменьшение размера частиц (PSR) осуществляли с использованием сита с размером ячейки 125 мкм. Гель осаждали в EtOH с получением порошка геля, который промывали и сушили.
Пример 9 - Получение двухкомпонентных гелей, поперечно-сшитых амидными связями
Сухой порошок геля ГК, поперечно-сшитого амидными связями, полученный, как в Примере 8, затем смешивали и оставляли взаимодействовать с надлежащими количествами ГК, DATH и DMTMM, растворенными в воде для второго сшивания, при котором ранее поперечно-сшитые частицы геля встраивались во второй гелевый материал.
После второго сшивания гель разбавляли до 20 мг/г физиологическим раствором и нагревали до 70°С в течение примерно 20 часов. Уменьшение размера частиц (PSR) проводили с использованием сита с размером ячейки 315 мкм. Гель осаждали в EtOH с получением гелевого порошка, который промывали и сушили. Двухкомпонентный гелевый порошок гидратировали до конечной концентрации 20 мг/мл в фосфатном буфере и автоклавировали.
Микрофотография приготовленного двухкомпонентного геля из Примера 9 показана на Фиг. 6.
Гелевые характеристики гелей, поперечно-сшитых амидными связями, показаны в таблице ниже:
Специалист в данной области понимает, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается предпочтительными вариантами осуществления, описанными выше. Напротив, в рамках прилагаемой формулы изобретения возможно множество модификаций и вариаций. Кроме того, вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистом в области практического применения заявленного изобретения на основе изучения графических материалов, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или стадий, а неопределенный артикль «а» или «an» не исключает множество. Тот факт, что определенные меры изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих показателей не может быть использована для преимущества.