СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ БИОПОЛИМЕРОВ С ЗАДАННОЙ СРЕДНЕЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ
METHODS FOR PRODUCING BIOPOLYMERS WITH GIVEN AVERAGE MOLECULAR WEIGHT

Область техники
Настоящее изобретение относится к области дерматологии, фармацевтики и косметики. В частности, настоящее изобретение относится к области получения веществ для фармацевтического, дерматологического или косметического применения, и к использованию и применению указанных веществ.
Уровень техники
Биополимеры, такие как коллаген, полисахариды или гиалуроновая кислота, широко применяют в косметических или дерматологических композициях. Во многих случаях такие биополимеры применяют в качестве увлажнителей или антиокислителей. Обычными формами введения являются крем, сыворотка, пластыри, маски, бальзамы, жидкости или мазь.
Например, гиалуроновая кислота или гиалуронан представляет собой биополимер, широко распространенный в тканях человека. Она представляет собой анионный несульфатированный глюкозаминогликан, содержащий следующую структуру:
Гиалуроновая кислота находит несколько применений в медицине, в частности, в дерматологии, и широко применяется в косметических продуктах, в частности, в так называемых продуктах, замедляющих старение.
В общем, биоактивность биополимеров, таких как гиалуроновая кислота, прямо зависит от средней молекулярной массы указанных биополимеров. Рассматривая, например, гиалуроновую кислоту и ее применение в дерматологии, средняя молекулярная масса определяет глубину проникновения в кожу и возможные дерматологические действия гиалуроновой кислоты (см. фигуру 1).
Поскольку известно, что биологическая функциональность биополимеров зависит от их средней молекулярной массы, было разработано несколько способов получения биополимеров с заданной средней молекулярной массой.
В ЕР 2479194 А2 описан гидролиз гиалуроновой кислоты на активированном угле. В ЕР 2463309 В1 и ЕР 1992645 А1 описано несколько способов кислотного гидролиза гиалуроновой кислоты. Другие способы включают применение ферментативного гидролиза и фильтрования (ЕР 0138572 В1) или применение высоких температур и высоких сдвигающих усилий (ЕР 1987153 В1).
Проблема всех описанных способов заключается в том, что, в частности, гиалуроновая кислота требует длительных стадий очистки для удаления гиалуроновых кислот с низкой молекулярной массой, которые обладают провоспалительной активностью.
Следовательно, необходимо обеспечить способ эффективного получения чистых биополимеров с заданным молекулярно-массовым распределением, в частности, гиалуроновой кислоты, позволяющий контролировать среднюю молекулярную массу биополимера и не требующий никаких дополнительных стадий очистки.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения биополимера, причем биополимер имеет заданную среднюю молекулярную массу, включающему:
(i) лиофилизацию композиции, содержащей биополимер,
(ii) факультативно, очистку и/или выделение биополимера,
причем температуру в ходе лиофилизации выбирают так, чтобы способствовать управляемому и заданному расщеплению указанного биополимера.
В предпочтительном варианте реализации настоящее изобретение относится к способу получения биополимера, причем биополимер имеет заданную среднюю молекулярную массу, включающему:
(i) обеспечение композиции, содержащей биополимер, причем, факультативно, величину рН указанной композиции регулируют в диапазоне между рН 1,5 и 8,5;
(ii) лиофилизацию композиции, содержащей биополимер с исходной высокой молекулярной массой, причем температура лиофилизации находится в диапазоне между -40°С и 150°С
(iii) факультативно, очистку и/или выделение биополимера,
причем температуру в ходе лиофилизации выбирают так, чтобы способствовать управляемому и заданному расщеплению указанного биополимера.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению указанного способа для получения биополимеров и к биополимерам, полученным посредством указанного способа.
В другом варианте реализации настоящее изобретение относится к способу получения композиций, содержащих биополимер, причем биополимер имеет заданную среднюю молекулярную массу, включающему:
(i) обеспечение исходной композиции, содержащей биополимер,
(ii) лиофилизацию указанной композиции,
причем температуру в ходе сублимации выбирают так, чтобы способствовать управляемому и заданному расщеплению указанного биополимера.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению указанного способа для получения композиций, содержащих биополимер, и к композициям, полученным посредством указанного способа.
Определения
В контексте настоящего изобретения биополимеры представляют собой полимеры, вырабатываемые живыми организмами. Настоящее изобретение относится только к биополимерам с природной высокой молекулярной массой, которые предпочтительно являются не модифицированными техническим или химическим путем, за исключением широко распространенных и природных модификаций, наблюдающихся в живых организмах. Являясь полимерами, они характеризуются повторяющимися мономерными фрагментами.
В целом, биополимеры разделяют на три основных класса: полинуклеотиды, полипептиды и полисахариды. В контексте настоящего изобретения термин «биополимер» относится только к полипептидам и полисахаридам. В настоящем изобретении термин «биополимер» включает все природные модификации биополимеров, например, гликозилирование, частичный гидролиз или присоединение липидов к полипептидам.
Полимеры, состоящие из биологических звеньев, но не вырабатываемые живым организмом, такие как полимолочная кислота, не считаются биополимерами в понимании настоящего изобретения. Биополимеры согласно вышеуказанному определению, прошедшие переработку согласно настоящему изобретению, являются биополимерами в контексте настоящего изобретения.
Неограничительные примеры биополимеров согласно настоящему изобретению включают: коллагены, крахмал, производные целлюлозы, глюкозаминогликаны, полисахариды или фукоиданы.
В контексте настоящего изобретения лиофилизация или лиофилизирование относится к способу дегидратации, в котором воду удаляют посредством сублимации. Лиофилизация широко известна как сушка замораживанием. В общем случае лиофилизация включает три стадии:
(i) замораживание композиции подлежащей дегидратации, причем важно, чтобы композиция была охлаждена до температуры ниже тройной точки указанной композиции. Подходящий способ замораживания зависит от компонентов композиции.
(ii) первичная фаза высушивания, на которой удаляют основную часть воды, причем давление снижают до нескольких мкбар или даже ниже. На этой стадии температуру обычно регулируют для обеспечения сублимации воды. Предпочтительно, но не обязательно, температура на этой стадии не превышает 0°С.
(iii) вторичная стадия высушивания, на которой давление, факультативно, снижают до величины порядка мкбар, а температуру, предпочтительно, повышают выше 0°С для удаления более прочно связанной воды.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения температурой управляют во время второй фазы высушивания. В другом варианте реализации температурой управляют во время первичной фазы высушивания. В конкретном варианте реализации композицию высушивают посредством только одной стадии высушивания, причем условия соответствуют условиям второй стадии высушивания. В альтернативном варианте реализации композицию высушивают посредством только одной стадии высушивания, причем условия соответствуют условиям первой стадии высушивания.
В понимании настоящего изобретения «температура в ходе сублимации» относится к температуре накопительной тарелки, на которую помещают композицию.
В контексте настоящего изобретения термин «водный раствор» относится к раствору, в котором растворителем является вода. В контексте настоящего изобретения указанный термин, кроме того, относится к грубым или коллоидным суспензиям компонентов, например, не растворимых в воде биополимеров или нерастворимых косметических добавок, в воде.
В контексте настоящего изобретения термин «эмульсия» относится к смесям обычно несмешиваемых жидкостей. В контексте настоящего изобретения термин «эмульсия», в частности, относится к эмульсии типа вода-в-масле или масло-в-воде. Предпочтительно, в контексте настоящего изобретения, эмульсию стабилизируют посредством применения эмульгирующего агента или эмульгатора. Неограничительными примерами эмульгирующих агентов являются лецитин, стеароиллактилат натрия, полимеры с эмульгирующими функциональными группами или моющие средства.
Подробное описание изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что биополимеры можно подвергать управляемому расщеплению в ходе лиофилизации, что позволяет получить биополимеры с заданной средней молекулярной массой.
Первый аспект настоящего изобретения относится к способу получения биополимера, причем указанный биополимер имеет заданную среднюю молекулярную массу, включающему:
(i) лиофилизацию композиции, содержащей биополимер,
(ii) факультативно, очистку и/или выделение биополимера, причем максимальную температуру в ходе лиофилизации выбирают так, чтобы способствовать управляемому и заданному расщеплению указанного биополимера.
Композиция, содержащая биополимер, может представлять собой любой тип композиции, при условии, что указанная композиция содержит по меньшей мере малые количества воды в дополнение к указанному биополимеру. Указанная композиция может содержать дополнительные биополимеры, т.е. смеси.
Указанный способ особенно подходит для биополимеров, выбранных из группы, содержащей гиалуроновую кислоту, коллаген, глюкозаминогликаны, полисахариды и фукоиданы. В предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой глюкозаминогликан или полисахарид. В более предпочтительном варианте реализации биополимер выбран из группы, состоящей из альгинатов, камеди микоризы, карбоксиметилцеллюлозы натрия, пуллулана, биосахаридной камеди-1, глюкоманнана, бета-глюкана, пектина, полисахарида семян тамаринда (Tamarindus indica) и гиалуроновой кислоты. В еще более предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой альгинат натрия или гиалуроновую кислоту. В наиболее предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой гиалуроновую кислоту.
В предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой биополимер с высокой молекулярной массой. В более предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой биополимер с природной высокой молекулярной массой.
В предпочтительном варианте реализации композиция, содержащая биополимер, представляет собой водный раствор или эмульсию.
В другом варианте реализации настоящего изобретения композиция, содержащая биополимер, представляет собой гель или жидкость, имеющую вязкость от низкой до высокой.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, в частности, что управляемые условия во время сублимации и управление параметрами композиции, например, управление параметрами композиции, например, содержанием солей, величиной рН, вакуумом, применяемыми эмульгирующими агентами, обеспечивает возможность управления средней молекулярной массой подвергнутого разложению биополимера.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения композиция, содержащая биополимер, имеет величину рН, выбранную из диапазона между 1,5 и 8,5. В предпочтительном варианте реализации величина рН выбрана из диапазона между 2,5 и 6.
Авторы настоящего изобретения обнаружили прямую корреляцию между величиной рН, температурой в ходе сублимации и средней молекулярной массой биополимера. На фигуре 2 показана обнаруженная корреляция для исследованной гиалуроновой кислоты.
Видно, что средняя молекулярная масса конечного продукта переработанного биополимера прямо зависит от комбинации выбранных температуры и величины рН.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения максимальная температура в ходе сублимации выбрана из диапазона от -40°С до 150°С. В предпочтительном варианте реализации температура выбрана из диапазона от 0 до 140°С. В более предпочтительном варианте реализации температура выбрана из диапазона от 60 до 130°С. В наиболее предпочтительном варианте реализации температура составляет 120°С.
В альтернативном варианте реализации температуру в ходе сублимации варьируют в ходе лиофилизации. В первом предпочтительном варианте реализации сублимацию проводят при двух температурах. Схематическое изображение предпочтительного температурного профиля показано на фигуре 3.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения сублимацию проводят при двух различных температурах. Предпочтительно первая температура выбрана в диапазоне от -30°С до +40°С и вторая температура выбрана в диапазоне от 60 до 130°С. В предпочтительном варианте реализации первая температура выбрана в диапазоне от -20 до 20°С и вторая температура выбрана в диапазоне от 80 до 120°С. В наиболее предпочтительном варианте реализации первая температура составляет 10°С и вторая температура составляет 120°С.
В альтернативном варианте реализации температурный профиль содержит более двух различных температур. В альтернативном варианте реализации температурный профиль содержит непрерывный градиент температур.
В одном из вариантов реализации давление в ходе стадии сублимации составляет между 50 мкбар и 800 мкбар. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения давление составляет между 75 мкбар и 600 мкбар, более предпочтительно, между 100 мкбар и 400 мкбар, еще более предпочтительно между 150 мкбар и 300 мкбар. В наиболее предпочтительном варианте реализации давление в ходе стадии сублимации составляет 300 мкбар.
Биополимеры, полученные посредством указанного способа, могут быть очищены или выделены из композиции, хотя предпочтительно не осуществлять никакой дополнительной стадии очистки или выделения. В наиболее предпочтительном варианте реализации биополимер является непосредственно подходящим для дальнейшей переработки и/или применения.
Настоящее изобретение относится не только к способу получения биополимеров с заданной средней молекулярной массой, но также и к применению указанного способа для получения биополимеров с заданной средней молекулярной массой и к биополимерам с заданной средней молекулярной массой, полученным посредством указанного способа.
В предпочтительном варианте реализации способ применяют для получения биополимеров с заданной средней молекулярной массой, выбранных из группы, содержащей гиалуроновую кислоту, коллаген, глюкозаминогликаны, полисахариды и фукоиданы. В более предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой глюкозаминогликан. В более предпочтительном варианте реализации способ применяют для получения биополимеров с заданной средней молекулярной массой, выбранных из группы, состоящей из альгинатов, камеди микоризы, карбоксиметилцеллюлозы натрия, пуллулана, биосахаридной камеди-1, глюкоманнана, бета-глюкана, пектина, полисахарида семян тамаринда (Tamarindus indica) и гиалуроновой кислоты. В еще более предпочтительном варианте реализации способ применяют для получения биополимеров с заданной средней молекулярной массой, выбранных из альгината натрия или гиалуроновой кислоты. В наиболее предпочтительном варианте реализации способ применяют для получения гиалуроновой кислоты с заданной средней молекулярной массой.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения композиций, содержащих биополимер, причем биополимер имеет заданную среднюю молекулярную массу, включающему:
(i) обеспечение исходной композиции, содержащей биополимер,
(ii) лиофилизацию указанной композиции;
причем максимальную температуру в ходе лиофилизации выбирают так, чтобы способствовать управляемому и заданному расщеплению указанного биополимера.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что настоящее изобретение подходит для получения композиций, содержащих биополимер. Указанные композиции содержат биополимер с заданной средней молекулярной массой и другие факультативные компоненты, такие как дерматологические, фармацевтические или косметические ингредиенты, и требуют только эмульгирования или растворения перед применением.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения максимальная температура в ходе сублимации выбрана из диапазона от -40°С до 150°С. В предпочтительном варианте реализации температура выбрана из диапазона от 0 до 140°С. В более предпочтительном варианте реализации температура выбрана из диапазона от 60 до 130°С. В наиболее предпочтительном варианте реализации температура составляет 120°С.
В альтернативном варианте реализации температуру в ходе сублимации варьируют в ходе лиофилизации. В первом предпочтительном варианте реализации сублимацию проводят при двух температурах. Схематическое изображение предпочтительного температурного профиля показано на фигуре 3.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения сублимацию проводят при двух различных температурах. Предпочтительно первая температура выбрана в диапазоне от -40°С до +40°С и вторая температура выбрана в диапазоне от 60 до 130°С. В предпочтительном варианте реализации первая температура выбрана в диапазоне от -20 до 20°С и вторая температура выбрана в диапазоне от 80 до 120°С. В наиболее предпочтительном варианте реализации первая температура составляет 10°С и вторая температура составляет 120°С.
В одном из вариантов реализации давление в ходе стадии сублимации составляет между 50 мкбар и 800 мкбар. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения давление составляет между 75 мкбар и 600 мкбар, более предпочтительно, между 100 мкбар и 400 мкбар, еще более предпочтительно между 150 мкбар и 300 мкбар. В наиболее предпочтительном варианте реализации давление в ходе стадии сублимации составляет 300 мкбар.
В одном из вариантов реализации указанного аспекта настоящего изобретения биополимер в композициях выбран из группы, содержащей гиалуроновую кислоту, коллаген, глюкозаминогликаны, полисахариды и фукоиданы. В более предпочтительном варианте реализации биополимер выбран из группы, состоящей из альгинатов, камеди микоризы, карбоксиметилцеллюлозы натрия, пуллулана, биосахаридной камеди-1, глюкоманнана, бета-глюкана, пектина, полисахарида семян тамаринда (Tamarindus indica) и гиалуроновой кислоты. В еще более предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой альгинат натрия или гиалуроновую кислоту. В наиболее предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой гиалуроновую кислоту.
В предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой биополимер с высокой молекулярной массой. В более предпочтительном варианте реализации биополимер представляет собой биополимер с природной высокой молекулярной массой.
Композиция, содержащая биополимер, может содержать дополнительные биополимеры или другие полимеры. Подходящей является любая композиция, при условии, что указанная композиция содержит дополнительную воду.
В предпочтительном варианте реализации исходная композиция представляет собой водный раствор или водную эмульсию, содержащие биополимер.
В более предпочтительном варианте реализации исходная композиция содержит:
(i) биополимер,
(ii) воду,
(iii) факультативно, одно или более фармацевтически, дерматологически и/или косметически приемлемых соединений и/или масел,
(iv) факультативно, эмульгирующий агент,
(v) факультативно, дополнительные фармацевтически, дерматологически и/или косметически активные компоненты.
В альтернативных вариантах реализации исходная композиция представляет собой гель или жидкость с вязкостью от низкой до высокой.
Композиция предпочтительно содержит другие дополнительные косметические, дерматологические и/или фармацевтические ингредиенты или добавки.
Неограничительными примерами указанных ингредиентов являются смягчители, косметически приемлемые ингредиенты и красители, парфюмы или фармацевтически активные вещества, такие как пантенол.
Неограничительными примерами указанных ингредиентов или добавок являются: кондиционирующие агенты для кожи, разглаживающие агенты для кожи, агенты для гидратации кожи, например, пантенол или пантотенол, природные увлажняющие агенты, такие как глицерин, молочная кислота или мочевина. Как вариант, физические или химические фотозащитные вещества, кератолитики, такие как α- или β-гидроксикислоты, α- или β-кетокислоты. Другие возможные ингредиенты включают поглотители радикалов, агенты, замедляющие старение, витамины или производные витаминов, например, витамин С (аскорбиновая кислота) или его сложные эфиры или гликозиды, антиокислители, такие как катехины или флавоноиды.
Другие возможные ингредиенты включают ресвератрол, глутатион, феруловую кислоту, Q10, полифенолы, церамиды, насыщенные и/или ненасыщенные жирные кислоты и их глицериды. Кроме того, сложные эфиры, такие как сложные эфиры восков, такие как масло хохобы, триглицериды в целом (нейтральное масло, аргановое масло, масло ши) или неомыляемые компоненты растительных масел.
Кроме того, полисахариды растительного, биотехнологического или морского происхождения, а также продукты их гидролиза. Другие ингредиенты могут включать ферменты, например, бромелаин, коферменты, ингибиторы ферментов, аминокислоты, природные и синтетические олигопептиды, пептиды, такие как коллаген и эластин, а также продукты их гидролиза, нейропептиды, факторы роста, алкалоиды. В некоторых вариантах реализации ингредиенты, факультативно, включают лекарственные вещества растительного происхождения, такие как аэсцин, гинзенозиды, рускогенин или алоин. Другими полимерами являются альгинаты, производные целлюлозы, крахмал, хитозан, сульфат хондроитина, другие синтетические биополимеры с биологическим действием или совместимостью.
Неограничительные примеры косметических добавок включают агенты для отбеливания кожи, неорганические или синтетические наполнители, или декоративные вещества, такие как красящие пигменты или красители, или частицы. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения содержат вещество для косметического украшения глаз, губ или лица.
В некоторых вариантах реализации композиция дополнительно содержит терапевтически активные агенты, такие как агенты против акне или против розацеа, противомикробные агенты, такие как серебро и его производные, йод или ПВП-йод, антиперспиранты, обезболивающие вещества, такие как лидокаин или ибупрофен, вяжущие вещества, дезодорирующие соединения, противосеборейные вещества или антисептики. Кроме того, клетки или компоненты клеток, такие как аутологические клетки, аллогенные клетки, стволовые клетки или тромбоцитарно обогащенная плазма (ТОП).
Композиция предпочтительно содержит другие ингредиенты, например, стабилизаторы, консервирующие агенты, для управления конечными параметрами продукта, такими как растворимость или эмульгируемость, механическая стабильность, вязкость продукта или тактильные свойства.
В конкретном варианте реализации настоящего изобретения исходную композицию получают и обеспечивают в подходящем контейнере, который подходит для способов замораживания и лиофилизации, а также, факультативно, способен служить упаковкой для лиофилизированной композиции, содержащей биополимер с заданной средней молекулярной массой.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению указанного способа для получения композиций, содержащих биополимер с заданной средней молекулярной массой и к композициям, содержащим биополимеры, полученные согласно способу согласно настоящему изобретению.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения готовая композиция может служить основой для водных жидкостей, эмульсий с низкой вязкостью, сывороткоподобных жидкостей, масок, кремов, крем-масок, пластырей или пластин для топических применений.
Условные обозначения на фигурах
Фигура 1: Корреляция между средней молекулярной массой, проникновением через кожу и биологической активностью гиалуроновой кислоты.
Фигура 2: Корреляция между рН, температурой и получаемой средней молекулярной массой, при обработке композиции, содержащей гиалуроновую кислоту, согласно настоящему изобретению.
Фигура 3: Обзор предлагаемых температурных профилей в зависимости от времени в ходе лиофилизации.
Фигура 4: Калибровочная кривая для определения средней молекулярной массы гиалуроновой кислоты, обработанной согласно настоящему изобретению.
Фигура 5: Элюограмма и молеуклярно-массовые профили нейтрального масла (5А) и Sepinov ЕМТ-10 (5В), обработанных согласно настоящему изобретению.
Фигура 6: Сравнение профилей элюирования (6А) и молекулярно-массовых профилей (6В) природной гиалуроновой кислоты и гиалуроновой кислоты, лиофилизированной при 120°С.
Фигура 7: Сравнение профилей элюирования (7А) и молекулярно-массовых профилей (7В) смеси гиалуроновой кислоты, Sepinov ЕМТ-10 и нейтрального масла, лиофилизированных при различных температурах.
Фигура 8: Молекулярная масса лиофилизированных образцов ГК с высокой молекулярной массой, 1% масс., величина рН которых находится в диапазоне от 6,21 до 2,9.
Фигура 9: Молекулярно-массовые распределения лиофилизированных образцов ГК с высокой молекулярной массой, 1% масс., величина рН которых находится в диапазоне от 6,21 до 2,9.
Фигура 10: Молекулярная масса эмульсий, содержащих гиалуроновую кислоту, лиофилизированных при различных температурах.
Примеры
Пример 1: Управляемое расщепление гиалуроновой кислоты
Деионизированную воду помещали в лабораторный реактор объемом 1 л и перемешивали при 75°С. Добавляли порошок гиалуроновой кислоты и перемешивали при 75°С со скоростью 700 об./мин в течение 15 мин до растворения материала. Добавляли эмульгирующий компонент и перемешивали при 50°С в течение 15 мин со скоростью 1400 об./мин при пониженном давлении (200 мкбар). Добавляли масляный компонент и перемешивали при 1400 об./мин / 45°С / 200 мкбар в течение 10 мин, а затем в течение 5 мин при 2100 об./мин / 45°С / 200 мкбар. Полученную эмульсию охлаждали до комнатной температуры, переносили в стеклянные флаконы объемом 10 мл и хранили в течение ночи в условиях окружающей среды. Образцы замораживали в морозильном аппарате для глубокого замораживания в течение как минимум 16 ч, и после этого лиофилизировали при температуре вплоть до максимальной целевой температуры.
Для проверки и подтверждения принципа гиалуроновую кислоту подвергали обработке согласно способу согласно настоящему изобретению. В настоящем примере чистую гиалуроновую кислоту и композиции гиалуроновой кислоты с нейтральным маслом СЦТ и Sepinov ЕМТ-10 лиофилизировали при варьирующихся температурах.
Анализировали следующие образцы:
1. Нейтральное масло, необработанное
2. Sepinov ЕМТ-10, необработанный
3. Гиалуроновая кислота, необработанная
4. Sepinov ЕМТ-10, лиофилизированный при 120°С
5. Гиалуроновая кислота, лиофилизированная при 120°С
6. Смесь (гиалуроновая кислота, нейтральное масло и Sepinov ЕМТ-10), лиофилизированная при 40°С
7. Смесь, лиофилизированная при 60°С
8. Смесь, лиофилизированная при 80°С
9. Смесь, лиофилизированная при 100°С
10. Смесь, лиофилизированная при 120°С
Образцы анализировали при помощи эксклюзионной хроматографии в системе ВЭЖХ с использованием 3 аналитических колонок. Образцы растворяли в буферном растворе ФСБ с рН 7,4, нерастворимые части удаляли фильтрованием.
Колонки калибровали с использованием стандартов декстран/пуллулан. Молекулярные массы образцов определяли на основании указанной калибровки (калибровочная кривая показана на фигуре 4).
Полностью растворимыми являлись только образцы чистой гиалуроновой кислоты. Растворимые компоненты Sepinov ЕМТ-10 или нейтрального масла не создавали никаких вызывающих проблемы сигналов в ходе анализа (см. фигуру 5 а и b).
Полученные результаты ясно показали, что композиция и температура лиофилизации влияют на среднюю молекулярную массу гиалуроновой кислоты. В то время как указанный эффект наблюдается для чистой гиалуроновой кислоты при высоких температурах и приводит к сниженной средней молекулярной массе (см. фигуры 6 а, b), для смесей указанный эффект сильнее (см. фигуры 7 а, b).
В целом, ясно видно, что выбор параметров в ходе лиофилизации подходит для управления средней молекулярной массой гиалуроновой кислоты после лиофилизации.
Пример 2: Влияние величины рН на разложение
Гиалуроновую кислоту с молекулярной массой 1,478 МДа (Contipro, Mw, согласно гельпроникающей хроматографии) растворяли с образованием 1% масс. раствора в дистиллированной воде при 80°С в течение 5 минут. Величину рН регулировали при помощи соляной кислоты в диапазоне от 2,9 до 6,1.
7,5 мл раствора ГК помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали в течение приблизительно 20 часов согласно температурному профилю 10/120°С, показанному на фигуре 3.
Лиофилизированные образцы разбавляли буферным раствором для ГПХ (рН 7,4) в концентрации 0,3% масс. и анализировали при помощи гельпроникающей хроматографии, с использованием молекулярных масс декстрана и пуллулана в качестве стандарта.
Независимо от установленного рН, все образцы подвергались расщеплению с максимумом 766 кДа при рН 6,21 и минимумом 84,75 кДа при рН 2,9 (фигура 7). Чем выше количество свободных кислотных функциональных групп в полимере, том больше склонность указанного полимера к расщеплению. Соответствующие элюограммы образцов как с высокой, так и с низкой молекулярной массой показаны на фигуре 8.
Пример 3: Разложение гиалуроновых кислот с различными молекулярными массами
Четыре различных типа гиалуроновой кислоты (Contipro/GfN 3010 (MW: 1478 кДа), Principium Cube3 (MW: 733 кДа), Principium Signal-10 (MW: 25 кДа) и Freda мини-ГК (MW: 27 кДа)) растворяли с образованием 1% масс. раствора в дистиллированной воде при 80°С в течение 5 минут. Полученные растворы применяли как есть или доводили величину рН до примерно 3,5.
7,5 мл раствора ГК помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали в течение приблизительно 20 часов согласно температурному профилю 10/120°С, показанному на фигуре 3.
Лиофилизированные образцы разбавляли буферным раствором для ГПХ (рН 7,4) в концентрации 0,3% масс. и анализировали при помощи гельпроникающей хроматографии, с использованием молекулярных масс декстрана и пуллулана в качестве стандарта.
ГК с высокими и средними молекулярными массами показали умеренное снижение молекулярной массы при исходном рН, растворенные в дистиллированной воде, в то время как при низком рН молекулярная масса вещество снижалась существенно, как показано в следующей таблице.
Пример 4: Эмульсии, содержащие гиалуроновую кислоту
5 г гиалуроновой кислоты с высокой молекулярной массой (GfN/Contipro 3010, 1,5 МДа) растворяли в 465 г дистиллированной воды, нагревали до 80°С и перемешивали при помощи смесительного устройства Somakon MP-LB (1 л) при 1400 об./мин и атмосферном давлении в течение 15 минут.
Добавляли 7,5 г Sepinov ЕМТ-10 (наименование по INCI: сополимер гироксиэтилакрилата (и) акрилоилдиметилтаурата натрия), доводили рН до 3,05 и перемешивали полученную смесь при 1400 об/мин / 200 мкбар еще в течение 15 минут при 80°С.
Добавляли 25 г среднецепочечных триглицеридов (СЦТ) в качестве типового соединения масла и гомогенизировали при 2100 об./мин / 200 мкбар в течение 5 минут.
7,5 мл полученной эмульсии помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали в течение приблизительно 20 часов при максимальной температуре 40, 60, 80, 100 и 120°С.
Лиофилизированные образцы разбавляли буферным раствором для ГПХ (рН 7,4) в концентрации 0,3% масс. и анализировали при помощи ГПХ. На фигуре 9 показана зависимость от температуры молекулярной массы (Mw) гиалуроновой кислоты, снижающейся при повышении максимальной температуры способа.
Пример 5: Лиофилизация различных биополимеров
Полимеры растворяли с образованием 1% масс. раствора в дистиллированной воде при 80°С в течение пяти минут. Измеряли рН полученного раствора и определяли молекулярно-массовое распределение необработанных растворов полимера при помощи гельпроникающей хроматографии, с использованием молекулярных масс декстрана и пуллулана в качестве стандарта, разбавляя образцы буферным раствором ФСБ (рН 7,4) до концентрации 0,3% масс.
7,5 мл раствора полимера помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали в течение приблизительно 20 часов согласно температурному профилю 10/120°С, показанному на фигуре 3.
Лиофилизированные образцы разбавляли буферным раствором для ГПХ (рН 7,4) в концентрации 0,3% масс. и анализировали при помощи ГПХ. Полученные результаты показаны в следующих таблицах.
Альгинаты натрия:
Полисахариды:
Пример 6: Лиофилизация эмульсий гиалуроновой кислоты, содержащих различные эмульгирующие полимерные компоненты
3 г высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (GfN/Contipro 3010, 1,5 МДа) растворяли в 277,5 г дистиллированной воды, нагретой до 80°С, и перемешивали при помощи смесительного устройства Somakon MP-LB (1 л) при 1400 об./мин и атмосферном давлении в течение 15 минут.
Добавляли 4,5 г эмульгирующего полимера, доводили рН примерно до 3 и перемешивали полученную смесь при 1400 об/мин / 200 мкбар еще в течение 15 минут при 80°С.
Добавляли 15 г среднецепочечных триглицеридов (СЦТ) и гомогенизировали при 2100 об./мин / 200 мкбар в течение 5 минут.
7,5 мл полученных эмульсий помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали в течение приблизительно 20 часов при максимальной температуре 120°С.
В следующей таблице показаны использованные эмульгирующие полимеры, величины рН, а также вязкости эмульсий (измеренные на портативном приборе HAAKE Viscotester 2 plus) до лиофилизации. Все высушенные замораживанием образцы подвергались быстрой регидратации с образованием непрозрачных эмульсий.
Пример 7: Лиофилизация эмульсий гиалуроновой кислоты, содержащих различные масляные компоненты
3 г ГК с высокой молекулярной массой (GfN/Contipro 3010, 1,5 МДа), 277,5 г дистиллированной воды, 4,5 г ЕМТ-10 и 15 г масляного компонента (СЦТ (Cosnaderm), масло марулы (Seatons), масло хохобы (J.H.  GmbH) или масло арганы (Seatons)) обрабатывали, как описано в примере 6.
7,5 мл полученных эмульсий помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали в течение приблизительно 20 часов при максимальной температуре 120°С. Все высушенные замораживанием образцы подвергались быстрой регидратации с образованием непрозрачных эмульсий.
Пример 8: Лиофилизация эмульсий гиалуроновой кислоты, содержащих смесь для защиты от УФ
3 г гиалуроновой кислоты с высокой молекулярной массой (GfN/Contipro 3010, 1,5 МДа) растворяли в 277,5 г дистиллированной воды, нагретой до 80°С, и перемешивали при помощи смесительного устройства Somakon MP-LB (1 л) при 1400 об/мин и атмосферном давлении в течение 15 минут. Добавляли 4,5 г Sepinov ЕМТ-10 и перемешивали полученную смесь при 1400 об./мин / 200 мкбар в течение еще 15 минут при 80°С.
6 г Eusolex 9010 (авобензон), 15 г Eusolex OCR (октокрилен) и 7,5 г Eusolex OR (этилгексилсалицилат) растворяли в 15 г среднецепочечных триглицеридов (СЦТ) и полученную смесь УФ-фильтров добавляли к раствору полимера и гомогенизировали при 2100 об./мин / 200 мкбар в течение 15 минут.
7,5 мл полученных эмульсий помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали при 10/120°C, как показано на фигуре 3. Лиофилизированные образцы разбавляли буферным раствором для ГПХ (рН 7,4) в концентрации 0,3% масс. и анализировали при помощи ГПХ. Измеренная Mw продукта лиофилизации составляла 975 кДа.
Пример 9: Лиофилизация эмульсий гиалуроновой кислоты, содержащих микрокристаллическое серебро
3 г гиалуроновой кислоты с высокой молекулярной массой (GfN/Contipro 3010, 1,5 МДа) растворяли в 277,5 г дистиллированной воды, нагретой до 80°С, и перемешивали при помощи смесительного устройства Somakon MP-LB (1 л) при 1400 об/мин и атмосферном давлении в течение 15 минут.
Добавлял 4,5 г Sepinov ЕМТ-10 и перемешивали полученную смесь при 1400 об./мин / 200 мкбар еще в течение 15 минут при 80°С. 700 мг микрокристаллического серебра диспергировали в 15 г среднецепочечных триглицеридов (СЦТ), добавляли полученную смесь к раствору полимера и гомогенизировали при 2100 об./мин / 200 мкбар в течение 5 минут.
7,5 мл полученных эмульсий помещали в стеклянные флаконы объемом 10 мл, замораживали образцы при -20°С в течение ночи, помещали в устройство Christ Epsilon 2-10D LSC plus HT и обрабатывали при 10/120°С, как показано на фиг. 3. Все высушенные замораживанием образцы подвергались быстрой регидратации с образованием бесцветного геля.