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Dokumentenidentifikation DE3546811C2 02.09.1993
Titel Divinylsulfon-vernetztes Hyaluronsäuregel und ein Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Biomatrix Inc., Ridgefield, N.J., US
Erfinder Balazs, Endre A., Ft. Lee, N.J., US;
Leshchiner, Adolf, Fairview, N.J., US
Vertreter Zipse, E., Dipl.-Phys., 7570 Baden-Baden; Habersack, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 04.06.1985
DE-Aktenzeichen 3546811
File number of basic patent 35200081
Offenlegungstag 19.06.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.09.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.09.1993
IPC-Hauptklasse C08L 5/08
IPC-Nebenklasse C08K 11/00   C08B 37/08   A61K 9/10   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein vernetztes Hyaluronsäuregel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu seiner Hertellung.

Hyaluronsäure (HA) ist ein allgemein bekanntes, natürlich vorkommendes Polysaccharid, welches alternierend N-Acetyl- d-Glucosamin- und d-Glucuronsäure-Monosaccharideinheiten, die durch β 1->4-Bindungen miteinander verbunden sind, und Di- saccharideinheiten enthält, die mit β 1->3-Glycosidbindungen verbunden sind. Hyaluronsäure kommt gewöhnlich als Natriumsalz vor und hat ein Molekulargewicht allgemein in einem Bereich von 50 000 bis zu 8×10&sup6; und noch darüber.

Die Vernetzung von HA unter Verwendung von 1,2,3,4-Di- epoxybutan in alkalischer Umgebung bei 50°C ist beschrieben worden von T.C. Laurent, K. Hellsing, und B. Gelotte, Acta Chem. Scand. 18 (1984), Nr. 1, 274-5. Das gemäß diesem Verfahren erhaltene Produkt ist ein Gel, welches in Wasser beträchtlich quillt oder anschwillt.

Es ist auch bekannt, daß Divinylsulfon (DVS) zur Vernetzung von Polysacchariden, insbesondere von Cellulose verwendet wird, siehe US 33 57 784.

Die DE-OS 26 27 125 beschreibt die Herstellung von vernetztem Pullalan zur Gewinnung von umweltverträglichen Kunststoffen.

Die DE-OS 26 31 908 beschreibt die gemeinsame Vernetzung von Mucopolysacchariden mit Kollagen unter Verwendung von Aldehyden.

Die DE-OS 23 12 615 beschäftigt sich mit einem Verfahren zum Kuppeln von Verbindungen mit Hydroxyl- und/oder Aminogruppen an Polymere, wobei Divinylsulfon als Kupplungsmittel beschrieben wird.

Schließlich beschreibt die DE-OS 34 34 104 ein Verfahren zur Herstellung einer wasserunlöslichen, biokompatiblen Hyaluronsäure- Zubereitung, bei dem Hyaluronsäure in Form eines Pulvers, eines Films oder eines Gels eingesetzt wird und mit Divinylsulfon als Vernetzungsmittel bei Raumtemperatur in wäßrigem alkalischen Medium bei einem pH-Wert von mehr als 9 vernetzt wird.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, neue wasserunlösliche Gele mit hoher Quellbarkeit zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem vernetzten Hyaluronsäuregel gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Anspruch 5.

Erfindungsgemäß werden stark gequollene, vernetzte Gele aus Hyaluronsäure zur Verfügung gestellt, die mit verschiedenen Substanzen gefüllt sind sowie vernetzte Gele aus Hyaluronsäure, die Substanzen von niedrigem Molekulargewicht in homöopolarer Bindung mit den Makromolekülen enthalten.

Die Erfindung bietet auch verschiedene Rezepturen und Zubereitungen, welche solche HA-Gele enthalten. Schließlich werden mit der Erfindung auch Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte zur Verfügung gestellt.

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß Divinylsulfon (DVS) bei Zimmertemperatur, d. h. bei ca. 20°C ohne weiteres mit HA in wäßrigen alkalischen Lösungen umsetzbar ist und dabei vernetzte HA-Gele ergibt. In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck "HA" für Hyaluronsäure und deren Salze, wie Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Kalziumsalze usw. benutzt. Diese Gele quellen in Wasser und wasserhaltigen Substanzen oder Trägern. Das Quellverhältnis hängt von dem Ausmaß der Vernetzung des Gels ab. Es hat sich gezeigt, daß das Ausmaß der Vernetzung durch Ändern verschiedener Faktoren steuerbar ist, zu denen das Molekulargewicht der HA, deren Konzentration im Reaktionsgemisch, die Alkalikonzentration und das Verhältnis von Polymer : DVS gehören. Die Reaktion erfolgt äußerst schnell, und in den meisten Fällen kann in wenigen Minuten ein starkes Gel erhalten werden. Das Quellverhältnis dieser Gele kann je nach den Reaktionsparametern von 20 bis 8000 und weiter reichen.

Es hat sich auch gezeigt, daß das Quellverhältnis vernetzter HA-Gele erheblich höher ist als das Quellverhältnis vernetzter Gele anderer Polysaccharide, die unter den gleichen Reaktionsbedingungen erhalten werden. Das ist wahrscheinlich durch den einmaligen Charakter von HA im Vergleich zu anderen Polysacchariden und deren Wasserlösungen erklärbar. Es hat sich jedenfalls gezeigt, daß ein großes HA-Molekül in Wasser eine sehr flexible, lange, willkürliche Spirale bildet, die ein außerordentlich großes Volumen in der Lösung einnimmt. Das spezifische Volumen eines wasserhaltigen HA-Moleküls in physiologischer Salzlösung ist z. B. ca. 2-6 · 10³ ml/g. Das bedeutet, daß in einer ziemlich schwach konzentrierten Wasserlösung von HA ein sterisches Ausschlußphänomen auftritt, welches nicht nur die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Lösung wesentlich beeinflußt, sondern auch die Umsetzung der HA mit Substanzen von niedrigem Molekulargewicht. Mit anderen Worten, die Art der HA-Lösungen beeinflußt das Ausmaß der Vernetzung und das Verhalten des vernetzten Gels in einer Weise, die keinerlei Ähnlichkeit mit den Geschehnissen bei anderen Polysacchariden hat.

Ferner hat sich erwiesen, daß ohne weiteres nützliche Produkte erhalten werden können, wenn die Vernetzungsreaktion von HA in Gegenwart von Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht erfolgt, die reaktionsfähige Gruppen enthalten, die mit DVS umsetzbar sind. Eine weitere Art von Stoffen gemäß der Erfindung ist ein vernetztes hydrophiles Gel, welches mit verschiedenen wasserunlöslichen Substanzen gefüllt ist, wie Vaseline, Bienenwachs, Kokosnußöl, Lanolin oder Kaolin. In dieser Art von Produkten sind feine Partikel eines Füllstoffs in einem Gelnetz oder einem sogenannten "Polymerkäfig" immobilisiert. Ein solches Produkt kann für die verschiedensten Zwecke sehr nützlich sein, was im einzelnen noch erläutert wird.

In den beigefügten Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der im Beispiel 3 erläuterten experimentellen Daten;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der im Beispiel 4 erläuterten experimentellen Daten.

Nachfolgend sollen die Verfahren näher erläutert werden, mit denen die vorstehend erwähnten Produkte erhalten werden.

Um ein vernetztes HA-Gel zu erhalten, wird eine Probe aus Natriumhyaluronat oder Hyaluronsäure beliebigen Ursprungs in verdünnter, alkalischer Lösung aufgelöst. Das Molekulargewicht von HA kann von 50 000 bis zu 8 · 10&sup6; und noch darüber liegen. Das Molekulargewicht beeinflußt die Reaktion, und zwar ist die Wahrscheinlichkeit, ein vernetztes Gel zu erhalten, um so größer, je höher das Molekulargewicht ist. Die Alkalikonzentration im Reaktionsgemisch kann von 0,005 M bis 0,5 M und höher liegen. Bestimmt wird die Untergrenze durch die Notwendigkeit, einen pH-Wert der Substanz zu erhalten, der nicht unter 9 liegt, und die Obergrenze durch die Hydrolyse von HA in einer alkalischen Lösung. Gewöhnlich führt eine Abnahme der Alkalikonzentration zu Gelen mit höherem Quellverhältnis und zwar wahrscheinlich, weil eine geringe Menge DVS an der Vernetzungsreaktion teilnimmt.

Die HA-Konzentration in der Ausgangslösung kann von 1 Gew.-% bis zu 8 Gew.-% und darüber schwanken. Liegt die Konzentration unter der Untergrenze, so kann selbst bei einem niedrigen Verhältnis von HA : DVS kein vernetztes Gel erhalten werden. Ist die Konzentration zu stark, dann wird die Lösung so viskos, daß ihre Handhabung schwierig wird. Die HA-Konzentration beeinflußt das Quellverhalten der Gele ziemlich stark (siehe Fig. 1). Es hat sich gezeigt, daß der Verlauf der Kurve für die Abhängigkeit zwischen dem Quellverhältnis und der HA-Konzentration bei verschiedenen Verhältnissen von HA : DVS im wesentlichen gleich ist, daß aber das Quellverhältnis des vernetzten Gels bei der gleichen HA-Konzentration im Ausgangsgemisch um so niedriger ist, je geringer das genannte Verhältnis ist, d. h. um so mehr DVS im Gemisch enthalten ist.

Es hat sich gezeigt, daß das Verhältnis von HA : DVS im Reaktionsgemisch ein weiterer Parameter ist, der sich auf zweckmäßige Weise zum Steuern des Quellverhältnisses des vernetzten HA-Gels benutzen läßt. Eine Zunahme des Verhältnisses führt zu stark gequollenen, weichen Gelen (Quellverhältnis liegt bei ca. 4000 und darüber), während harte und weniger stark gequollene Gele erhalten werden, wenn man dies Verhältnis absenkt. Insgesamt kann das Gewichtsverhältnis von HA : DVS von 15 : 1 bis 1 : 5 und darunter betragen.

Die Vernetzungsreaktion erfolgt meistens bei Zimmertemperatur, d. h. bei ca. 20°C. Sie kann aber nach Wunsch auch bei niedrigerer oder höherer Temperatur erfolgen. Jedoch ist zu beachten, daß HA in alkalischen Lösungen bei erhöhten Temperaturen verhältnismäßig rasch abgebaut werden kann, und wenn ein solcher Abbau eintritt, kann die Abnahme des Molekulargewichts die Eigenschaften der erhaltenen Gele beeinträchtigen.

Die Vernetzungsreaktion ist ziemlich rasch, und meistens werden in wenigen Minuten starke Gele gebildet, wenn die HA- Konzentration hoch genug und das Verhältnis von HA : DVS gering ist. Selbst bei einer niedrigen HA-Konzentration im Reaktionsgemisch setzt die Gelbildung gewöhnlich 5-10 Minuten nach dem Zusatz von DVS ein. Es hat sich erwiesen, daß in den meisten Fällen eine Stunde ausreicht, bis die Vernetzungsreaktion beendet ist.

Ein weiteres Verfahren der Steuerung des Quellverhältnisses vernetzter HA-Gele sieht den Zusatz eines neutralen Salzes zum Reaktionsgemisch vor. Dabei hat sich gezeigt, daß das Quellverhältnis der in Gegenwart von wasserlöslichen, neutralen Salzen, wie Chloriden, Sulfaten, Phosphaten und Acetaten von Alkalimetallen erhaltenen Gele mit steigender Salzkonzentration abnimmt. Ein Salz kann in Konzentrationen bis zu 20 Gew.-% und darüber benutzt werden, je nach der Art des Salzes und seiner Auswirkung auf die Löslichkeit von HA im Reaktionsgemisch.

Vernetzte Gele von HA, die mit inerten Substanzen gefüllt sind, werden durch Eingeben dieser Substanzen in das Reaktionsgemisch vor dem Zusetzen von DVS erhalten. Diese inerten Substanzen sind vorzugsweise wasserunlösliche Flüssigkeiten oder feste Stoffe. Beispiele für diese Stoffe sind Vaseline und Kaolin. Um ein gefülltes, vernetztes Gel zu erhalten, wird eine unter Berücksichtigung der gewünschten Eigenschaften des Gels ausgewählte Substanz in einer alkalischen Lösung von HA emulgiert oder dispergiert, oder ein Gemisch aus HA und DVS wird dem Gemisch hinzugefügt. Die Menge DVS und die übrigen Parameter für die Reaktion werden in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Gels gewählt. Die relative Menge des Füllstoffs im Gel kann in einem großen Bereich schwanken und liegt von 1 bis 95 Gew.-%, errechnet auf der Grundlage der Gesamtmenge an Polymerisaten und Füllstoff. Vorzugsweise liegt die Menge bei 5 bis 90 Gew.-%.

Vernetzte Gele, die Substanzen von niedrigem Molekulargewicht, wie Medikamente, Farbstoffe und sonstige Stoffe enthalten, welche eine kovalente Bindung mit dem makromolekularen Netz haben, werden vorzugsweise durch Einfügen der genannten Substanzen in eine HA-Lösung vor dem Zusatz von DVS erhalten. Ein Beispiel für eine Substanz der genannten Art ist Karminsäure, ein Stoff, der von der Gesundheitsbehörde der Vereinigten Staaten zur Verwendung in Nahrungsmitteln und Medikamenten erlaubt ist.

Wahrscheinlich ist es das Vorhandensein eines Glucosidanteils des Karminmoleküls, welches an der Vernetzungsreaktion mit DVS teilnimmt. Es sei erwähnt, daß eine große Anzahl von Stoffen benutzt werden kann, um ein modifiziertes, vernetztes Gel dieser Art zu erhalten. Das einzige wesentliche Merkmal dieser Stoffe besteht darin, daß sie chemische Gruppen mit aktiven Wassrstoffatomen enthalten, welche gegenüber DVS umsetzungsfähig sind. Die Menge dieser Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht, die bei der Umsetzung verwendbar ist, hängt von dem gewünschten Gehalt des jeweiligen Stoffes in dem Gel ab. Die Menge kann in einem Bereich von 1 bis 99 Gew.-%, berechnet als Polymerisatgehalt im Gel, vorzugsweise von 5 bis 90 Gew.-% liegen.

Die erfindungsgemäß erhaltenen vernetzten HA-Gele können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden. Es hat sich erwiesen, daß diese stark gequollenen Gele für kosmetische Zubereitungen sehr nützlich sind und als Wasser haltende und Wasser abgebende Bestandteile in diesen Rezepturen betrachtet werden können.

Da von HA bekannt ist, daß es sich um ein biologisch verträgliches Polymerisat in dem Sinne handelt, daß es bei Einführen in den menschlichen Körper keine Unempfindlichkeitsreaktion und kein sonstiges Ansprechen hervorruft, können die vernetzten HA-Gele für verschiedene medizinische Anwendungen benutzt werden. Auch können die vernetzten Gele, modifiziert mit Stoffen von niedrigem Molekulargewicht, als Medikamententräger Verwendung finden. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß Heparin, wenn es in einem vernetzten HA-Gel eingeführt wird, seine antithrombogene Wirkung beibehält.

Es ist auch festgestellt worden, daß vernetzte HA-Gele die Abgabe einer darin dispergierten aber nicht kovalent an die makromolekulare Matrix des Gels gebundene Substanz von niedrigem Molekulargewicht verlangsamen können.

Der Funktionsbereich der vernetzten Hyaluronsäure bildet einen Molekularkäfig. In diesem Käfig können hydrophile oder hydrophobe Moleküle verschiedener pharmakologischer oder biologischer Wirksamkeit dispergiert sein. Damit bildet der Käfig ein Depot für solche Stoffe von unterschiedlicher Molekülgröße. Die im Funktionsbereich des Molekularkäfigs enthaltenen Substanzen werden durch Diffusion an die Umgebung abgegeben. Der Abgabeprozeß wird durch Faktoren, wie die Ausschlußvolumenwirkung und Porengröße des Molekularkäfigs und durch die molekulare Wechselwirkung zwischen dem polymeren Netz und dem darin enthaltenen Stoff gesteuert. So bildet der Molekularkäfig ein Depot für die gesteuerte Abgabe von Medikamenten oder sonstigen Stoffen an die Haut oder sonstige Gewebe.

Die vernetzten HA-Gele haben noch eine weitere Eigenschaft, die sie potentiell sehr nützlich macht als Medikamententräger. Das Quellverhältnis der Gele in Wasser hängt im wesentlichen von der Salzkonzentration in der Umgebung ab und nimmt bei zunehmender Salzkonzentration um ein mehrfaches ab. Das bedeutet, daß ein in Wasser gequollenes Gel beim Einführen in den Körper aufgrund des normalen Salzgehaltes der Körperflüssigkeiten und Körpergewebe sich stark zusammenzieht und dadurch seinen Inhalt, z. B. ein eingebautes Medikament in das Körpergewebe abgibt.

Die mit verschiedenen Stoffen gefüllten, vernetzten Gele können auch in kosmetischen Zubereitungen benutzt werden. So bietet ein Gel, in welches Vaseline eingegeben ist, alle Vorteile der Verwendung von Vaseline in kosmetischen Zubereitungen ohne das unangenehme schmierige Gefühl, welches man normalerweise bei Mitteln hat, die Vaseline enthalten.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand einiger Beispiele näher erläutert. In diesen Beispielen sind alle Teile nach Gewicht angegeben, sofern nicht anderes gesagt ist.

Beispiel 1

Dies Beispiel zeigt die Auswirkung unterschiedlicher HA- Molekulargewichte auf die Vernetzungsreaktion.

Es wurden 0,3410 g eines aus Hahnenkämmen erhaltenen Natriumhyaluronats (Grundviskosität in 0,15 M Lösung NaCl [η] 3850, Molekulargewicht ca. 2,5 · 10&sup6;) mit 8,1840 g einer 0,2 M NaOH-Lösung gemischt, um nach 30minütigem Rühren eine 4 Gew.-%-Lösung zu erhalten. In diese Lösung wurden 0,0721 g DVS hineingerührt. Das Gewichtsverhältnis HA : DVS betrug ca. 4,7. In ca. 15 Minuten bildete sich ein starkes Gel, welches man eine Stunde ruhen ließ und dann in einen Liter destillierten Wassers füllte. Das Gel wurde über Nacht zum Quellen in Wasser gelassen und dann durch kräftiges Rühren in Wasser in kleine Teilchen aufgebrochen. Die Gelteilchen wurden abgefiltert und mehrmals mit Wasser gespült. Dabei wurden farblose, wasserklare Partikel erhalten. Um das Quellverhältnis des Gels zu bestimmen, wurde eine ca. 1 g wiegende Probe in einem Glasfilter 2 Stunden bei 3000 U/Min. zentrifugiert. Danach wurden die auf dem Filter verbliebenen Partikel mit 2 ml einer 1 N H&sub2;SO&sub4;-Lösung 3 Stunden bei 95-98°C hydrolysiert. Die erhaltene klare Lösung wurde nach dem Abkühlen mit 2 ml einer 1 N NaOH-Lösung neutralisiert und der Glucuronsäuregehalt nach dem Carbazolverfahren bestimmt (ein automatisiertes Verfahren zur Bestimmung von Hexuronsäuren, Analytical Biochemistry, 2, 517-558 (1965)). Der HA-Gehalt im Ausgangsgel wurde berechnet und das Quellverhältnis als 100/[HA]% ausgedrückt, wobei [HA]% ein Prozent HA im gequollenen Gel ist.

Das Quellverhältnis des erhaltenen Gels in Wasser betrug 820.

Das beschriebene Beispiel wurde wiederholt, außer daß die HA-Lösung in Alkali 24 Stunden bei Zimmertemperatur gehalten wurde. Das führte zu einer HA-Hydrolyse. Die Grundviskosität [η] des Polymerisats war 1064, und das entsprach einem Molekulargewicht von ca. 0,5 · 10&sup6;. Mit diesem Polymerisat konnte bei dem vorstehenden Verhältnis von HA : DVS kein vernetztes Gel erhalten werden.

Das Beispiel mit der abgebauten Hyaluronsäure wurde wiederholt, wobei jedoch das Verhältnis von HA : DVS ca. 2 war. Dabei wurde ein vernetztes Gel erhalten, dessen Quellverhältnis in Wasser 2910 war.

Beispiel 2

Dies Beispiel zeigt die Auswirkung der Alkalikonzentration auf die Vernetzung von HA. Eine Probe HA mit einem Molekulargewicht von ca. 3 · 10&sup6; wurde in einer berechneten Menge einer 0,2 M NaOH-Lösung aufgelöst, um eine 4% viskose Lösung zu erhalten, der DVS in solcher Menge hinzugefügt wurde, daß sich ein Verhältnis von HA : DVS von ca. 5 : 1 ergab. Die Vernetzung und Behandlung des Gels wurde wie beim vorstehenden Beispiel durchgeführt. Das Quellverhältnis des Gels in Wasser war 990.

Das Beispiel wurde wiederholt, wobei jedoch die Alkalikonzentration 0,01 M war. Das erhaltene Gel hatte ein Quellverhältnis in Wasser von 3640. Eine Abnahme der Alkalikonzentration im Reaktionsgemisch führt also zu einem Gel mit wesentlich verstärkter Quellung in Wasser.

Beispiel 3

Dies Beispiel zeigt die Auswirkung einer unterschiedlichen HA-Konzentration im Ausgangsgemisch auf das Quellverhalten des resultierenden Gels.

Es wurden acht Lösungen Natriumhyaluronat in 0,2 M Natriumhydroxidlösung zubereitet, deren HA-Konzentration 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 5,5, 8,0 bzw. 10,0 Gew.-% betrug. Jeder Lösung wurde eine berechnete Menge DVS hinzugefügt, so daß sich ein Gewichtsverhältnis von HA : DVS von ca. 1 (molares Verhältnis ca. 0,33) ergab. Wie bei den vorstehenden Beispielen wurden vernetzte Gele erhalten und entsprechend behandelt. Für jede Probe wurde das Quellverhältnis bestimmt und gegenüber der Ausgangskonzentration an HA aufgetragen. Die Ergebnisse gehen aus Fig. 1 hervor.

Beispiel 4

Dies Beispiel zeigt die Auswirkung eines unterschiedlichen Verhältnisses von HA : DVS auf das Quellverhalten des resultierenden Gels.

Es wurden sechs Lösungen Natriumhyaluronat in 0,2 M Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 4,0 Gew.-% zubereitet. Jeder Lösung wurde eine berechnete Menge DVS hinzugefügt, um folgende Verhältnisse von HA : DVS zu erhalten: 0,2, 0,3, 0,5 1,0, 1,5 bzw. 2,0 Mol/Mol. Vernetzte Gele wurden wie bei den vorstehenden Beispielen erhalten und behandelt. Für jede Probe wurde das Quellverhältnis bestimmt und gegenüber dem Verhältnis von HA : DVS im Reaktionsgemisch aufgetragen. Die Ergebnisse gehen aus Fig. 2 hervor.

Beispiel 5

Dies Beispiel zeigt die Auswirkung von Natriumchlorid im Reaktionsgemisch auf das Quellverhältnis des vernetzten Gels.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurden zwei Proben des vernetzten HA-Gels zubereitet. Die Natriumhyaluronat- Konzentration in 0,2 M Natriumhydroxid betrug 4 Gew.-%. Das Verhältnis von HA : DVS war ca. 5 : 1 und die Reaktionszeit 1 Stunde. Dem zweiten Reaktionsgemisch wurde Natriumchlorid in einer solchen Menge hinzugefügt, daß sich eine 1,0 molare Salzkonzentration ergab. Das Quellverhältnis des ersten Gels betrug 2380, während das in Gegenwart von Salz erhaltene Gel ein Quellverhältnis in Wasser von 650 hatte.

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt ein mit Kaolin gefülltes, vernetztes HA-Gel.

0,2700 g trockenes Natriumhyaluronat wurde in einer ausreichenden Menge einer 0,2 N Natriumhydroxidlösung aufgelöst, um eine Lösung von 4 Gew.-% des Polymerisats zu erhalten. In diese Lösung wurden 0,5400 g Kaolin eingerührt. Der Suspension wurden 0,0540 g DVS hinzugefügt und das Reaktionsgemisch 1 Stunde bei Zimmertemperatur stehengelassen. Das erhaltene Gel ließ man dann in einem großen Volumen Wasser quellen. Das stark gequollene Gel wurde dadurch in kleine Partikel aufgebrochen, daß es durch eine Spritze mit einer Nadel hindurchgedrückt wurde. Die Partikel wurden ausgiebig mit Wasser gespült. Dadurch wurden milchigweiße, stark gequollene Teilchen erhalten. Die Konzentration von Feststoffen im Gel betrug 0,064 Gew.-%.

Beispiel 7

Dies Beispiel zeigt ein vernetztes HA-Gel, welches Karminsäure in kovalenter Bindung an das makromolekulare Netz enthält.

In 5,0 ml einer 0,2 M Natriumhydroxidlösung wurden 0,20 g trockenes Natriumhyaluronat und 0,04 g Karminsäure aufgelöst, um eine Polymerisatlösung von ca. 4 Gew.-% zu erhalten. Der Lösung wurden 0,40 g DVS hinzugefügt (das Verhältnis von Polymerisat : DVS war 1 : 2), und dann ließ man die Mischung 1 Stunde bei Zimmertemperatur stehen. Das erhaltene Gel wurde so weiterverarbeitet wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben.

Es wurden transparente Gelteilchen in roter Farbe erhalten, und die Farbe verschwand nicht nach ausgiebigem Spülen mit Wasser. Das gemäß der Gewichtsmethode bestimmte Quellverhältnis im Wasser betrug 115.

Beispiel 8

Dies Beispiel zeigt die Auswirkung der Salzkonzentration in Wasser auf das Quellverhalten eines vernetzten HA-Gels.

Wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben, wurde bei Zimmertemperatur während 1 Stunde ein vernetztes HA-Gel erhalten, dessen HA-Konzentration in 0,2 M NaOH 4 Gew.-% betrug und bei dem das Verhältnis von HA : DVS 5 : 1 war. Die Gelteilchen wurden in Wasser und wäßrige Natriumchloridlösungen unterschiedlicher Konzentrationen gegeben und dann die Quellverhältnisse bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt:

NaCl-Konzentration, M Quellverhältnis Wasser 990 0,05 413 0,15 384 0,50 219 1,00 176

Beispiel 9

Dies Beispiel zeigt ein Produkt, welches für kosmetische Zubereitungen geeignete, vernetzte HA-Gelpartikel enthält.

Ein vernetztes HA-Gel wurde wie im Beispiel 1 beschrieben unter folgenden Reaktionsbedingungen zubereitet: HA-Konzentration 3,0 Gew.-%, Natriumhydroxidkonzentration 0,2 M, Verhältnis HA : DVS ca. 3 : 1, Zimmertemperatur, eine Stunde. Das Gel ließ man über Nacht in einem großen Volumen Wasser quellen, um es dann dadurch in kleine Partikel aufzubrechen, daß man es durch eine Spritze mit einer Nadel der Größe (gauge (1 gauge=0,254 µm) 18S und anschließend durch eine Spritze mit einer Nadel der Größe (gauge (1 gauge=0,254 µm) 25S preßte. Die Partikel wurden mit Wasser gründlich gespült. Es wurden optisch klare, farblose Teilchen erhalten und das Quellverhältnis des Gels war 1980. Die HA-Konzentration der gefilterten Gelpartikel betrug 0,025 Gew.-%. Diese Teilchen wurden in Gemischen mit einem Polyethylenoxid von hohem Molekulargewicht (Polyox (Wz) Coagulant, Union Carbide) und löslichem Natriumhyaluronat (Hyalderm (Wz), Biomatrix, Inc.) folgender Zusammenhang benutzt:



All diese Zubereitungen hatten das Erscheinen homogener viskoser Flüssigkeiten, obwohl sie aufgrund der Natur ihrer Bestandteile heterogen waren. Beim Auftragen auf die Haut fühlten sie sich sehr weich und seidenartig an.

Beispiel 10

Dies Beispiel zeigt die langsame Freigabe einer in einer Matrix aus vernetzter Hyaluronsäure dispergierten Substanz von niedrigem Molekulargewicht.

Bei diesem Versuch wurde ein radioaktiv markierter Stoff, nämlich Hydroxytryptaminbinoxolat, 5-[1,2-³H(N)] - benutzt. 5 µl einer 40 µM Lösung dieser Substanz wurden mit 5 µl vernetzter HA-Gelpartikel (HA-Konzentration mit Gel: 0,131%) bzw. Wasser gemischt. Die Mischungen wurden in Dialyseröhrchen gefüllt und 24 Stunden lang gegen 0,15 M NaCl-Lösung dialysiert. Für das Gemisch des markierten Stoffs und des vernetzten Gels blieben 54% der Ausgangsmenge des markierten Stoffs in dem Dialyseröhrchen, während für die Wasserlösung nur 10% verblieben. Dies zeigt, daß das vernetzte Gel von Hyaluronsäure die Freigabe des niedermolekularen Stoffs um einen Faktor von mehr als 5 verlangsamt.


Anspruch[de]
  1. 1. Divinylsulfon-vernetztes Hyaluronsäuregel gekennzeichnet durch einen Gehalt einer Füllsubstanz in Gestalt entweder
    1. a) einer in dem gemischten Gel verteilten inerten wasserunlöslichen Substanz, oder
    2. b) einer kovalent an das makromolare Netz des Gels gebundenen niedermolekularen Substanz,
  2. wobei die Konzentration der inerten wasserunlöslichen Substanz, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers und der inerten wasserunlöslichen Substanz, 1 bis 95 Gew.-% beträgt, und die Konzentration der niedermolekularen Substanz, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers, 1 bis 95 Gew.-% beträgt.
  3. 2. Gel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inerte wasserunlösliche Substanz Vaseline, Bienenwachs, Kokosnußöl, Lanolin oder Kaolin ist.
  4. 3. Gel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedermolekulare Substanz eine Karminsäure ist.
  5. 4. Abgabesystem für eine Substanz mit biologischer oder pharmakologischer Wirkung, enthaltend einen Molekularkäfig aus einem vernetzten Gel aus Hyaluronsäure gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem ein Stoff von biologischer oder pharmakologischer Wirkung dispergiert enthalten ist, der auf gesteuerte Weise aus demselben herausdiffundierbar ist.
  6. 5. Verfahren zur Herstellung des Gels nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung, enthaltend
    1. a) Natriumhyaluronat mit einem Molekulargewicht von 50 000 bis 8 · 10&sup6;, und wahlweise
    2. b) eine inerte wasserunlösliche Substanz, oder
    3. c) eine niedermolekulare Substanz, die eine gegenüber Divinylsulfon reaktive funktionelle Gruppe aufweist
  7. in an sich bekannter Weise bei einem pH-Wert von mindestens 9 und bei Raumtemperatur eine Vernetzungsreaktion mit Divinylsulfon unterwirft, wobei das Gewichtsverhältnis Natriumhyaluronat : Divinylsulfon 15 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
  8. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man der wäßrigen Lösung ein Alkalimetallchlorid, -sulfat, -phosphat oder -acetat bis zu einer Konzentration von 20 Gew.-% zusetzt.






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