部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物的制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】一種治療骨折的藥物，是通過以下步驟來實現的：將海藻酸鈉加入到去離子水中，經10％過氧化氫溶液氧化，乙醇使其析出沉淀。獲得部分氧化海藻酸鈉白色產物，按質量∶質量∶體積＝1∶0.3∶0.25取海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70％的乙醇溶液中，進行羧甲基化反應。反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。也可以經高錳酸鉀溶液氧化，再進行羧甲基化反應的方法制取。所述制備方法得到的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物作為藥劑用于骨折、骨質疏松的治療與預防。
【專利說明】部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物的制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫學臨床用藥，具體說是涉及一種適用于骨折、骨質疏松的治療與預防的藥物。
【背景技術】
[0002]海藻酸是一類由褐藻提取的多糖，是β-D甘露糖醛酸(Μ單元)和a-L-古洛糖醛酸(G單元)的無規嵌段共聚物。由于海藻酸鹽的生物相容性、低毒性和相對低廉的價格，被廣泛地應用于藥物和組織工程領域。但海藻酸鹽本身的降解速率很低，所形成凝膠的降解方式不可控制，降解產物分子量偏高，很難從體內清除，在一定程度上限制了海藻酸鹽水凝膠的應用。為了克服海藻酸鹽水凝膠的上述缺點，本實驗采用過碘酸鈉對海藻酸鈉進行氧化，使海藻酸鈉部分糖醛酸單元的羥基轉變成醛基，改善了海藻酸鈉的降解性能。
[0003]通常研究的海藻酸鹽為海藻酸鈉(Sodium Alginate, SA)。這種氧化一方面有利于改善海藻酸鹽的降解性能，另一方面由于醛基的反應活性相對較高，也可以向海藻酸鹽上偶聯生物活性物質，包括活性蛋白、多肽、特異氨基酸序列等，從而對其本體結構進行適宜修飾，以提高材料與細胞的相互作用。海藻酸鈉經氧化后，糖醛酸單元上鄰二醇結構的C-C單鍵斷裂，生成兩個醛基，從而改變了海藻酸鈉的結構。氧化過程中有一些分子鏈發生了斷裂，使得產物的相對 分子質量降低。同時，所形成的類似于縮醛的結構將使得海藻酸鹽的降解性能得到改善。
【發明內容】
[0004]本發明的目的正是提供一種制備治療和預防骨折的藥物。
[0005]本發明的優點是方法簡單，原料來源廣泛，治療效果好。
[0006]本發明的目的可通過下述技術措施來實現:
本發明的治療和預防骨折的藥物是海藻酸鈉經過氧化氫溶液或高錳酸鉀部分氧化，然后再羧甲基化反應制備而成。其制備方法如下:
[0007]1.海藻酸鈉的氧化降解:將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，控制反應溫度滴加20-30mll0%過氧化氫溶液，調節pH值為4_5，反應溫度50°C，攪拌反應2-3h。將產物用150ml水充分溶解后裝入透析袋(cut off Mw= 14000)中透析3天，每天換水3~4次。然后加入250ml乙醇使其析出沉淀。沉淀物用乙醇或丙酮洗滌，過濾，干燥。最終獲得部分氧化海藻酸鈉白色產物。將以上步驟得到的產物，按質量:質量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時間3h、堿化溫度35°C、堿化時間2h條件下進行反應，反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。用去離子水溶解產物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0008]2.將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，磁力攪拌直至海藻酸鈉溶解完全，稱取1.58g高錳酸鉀置于100ml蒸餾水中攪拌煮沸，待高錳酸鉀充分溶解后，在暗處靜置6天，最后取上部澄清溶液標定，高錳酸鉀溶液的濃度為
0.lmol/L,保存于棕色瓶備用。向海藻酸鈉溶液中滴加0.5ml的濃度20%的硫酸水溶液，將PH值調節為4，充分攪拌溶液。接著精確量取5ml上述高錳酸鉀溶液加入到海藻酸鈉溶液中，室溫避光攪拌反應,待溶液變為無色終止氧化反應。向反應后的溶液中加入0.30g氯化鈉，充分溶解后加入250ml乙醇使其析出沉淀，并減壓抽濾獲得粗產物。將以上步驟得到的產物，按質量:質量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時間3h、堿化溫度35°C、堿化時間2h條件下進行反應。反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。用去離子水溶解產物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0009]為了進一步的驗證本發明成品制劑的療效，我們將上述具體制備方法1-3中制備的藥物進行了相應的動物試驗，現將結果報告如下。
[0010]動物:昆明小鼠30只，體重18_22g，雄性。
[0011 ] 方法:把30只體重20~30g，I~2月齡小白鼠股骨骨制成骨折動物模型，分成治療組A和對照組B兩組。A組每只每天部分氧化羧甲基海藻酸鈉0.1g灌胃，B組每只每天
0.1g葡萄糖灌胃，每組小鼠分別于7\14\28d各處死5只。取小白鼠股骨制病理切片。標本經10%甲醛固定后脫鈣，HE染色。結果兩組差異顯著，A組3-4周即可形成連續性骨痂，臨床愈合，最短14天即可形成連續骨痂。
[0012]結果:
術后7d治療組骨折斷端的髓腔內可見少量紅細胞，明顯纖維組織增生和骨小梁形成；空白對照組骨折斷端的髓腔內可見較多紅細胞，和少量壞死的骨組織，偶見增生的顯微組織。術后14d治療組骨折斷端的髓腔內可見大量的骨小梁融合成片，較多骨基質形成。亦可見少量小血管增生；空白對照組骨折斷端的髓腔內可見較多的骨小梁形成，骨小梁的邊緣處散在骨基質形成，其間可見少量小血管增生。兩組之間有顯著性差異。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1:治療組術后7d治療組骨折斷端的髓腔內可見少量紅細胞，明顯纖維組織增生和骨小梁形成；愈合組織形態(HE，200X)。
[0014]圖2:空白組骨折斷端的髓腔內可見較多紅細胞，和少量壞死的骨組織，偶見增生的顯微組織；愈合組織形態(HE，200X)。
[0015]圖3:治療組術后14d治療組骨折斷端的髓腔內可見大量的骨小梁融合成片，較多骨基質形成，亦可見少量小血管增生；l，4d治療組愈合組織形態(HE，200X)。
[0016]圖4:空白組骨折斷端的髓腔內可見較多的骨小梁形成，骨小梁的邊緣處散在骨基質形成，其間可見少量小血管增生；14d空白組愈合組織形態(HE，200X)。
[0017]圖5:術后21d治療組骨折斷端處可見骨折部分可見板層骨，骨的結構層次不清晰；21d治療組愈合組織形態(HE，200X)。
[0018]圖6:空白組術后21d空白組骨折斷端處可見大片小梁的邊緣有成片的骨基質形成。21d空白組愈合組織形態(HE，200X)。[0019]【具體實施方式】
下面通過實施例進一步描述本發明，但是這些實施例并不是用來以任何力一式限制本發明的范圍。
[0020]實施例1
[0021]將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，控制反應溫度滴加20-30mll0%過氧化氫溶液，調節pH值為4_5，反應溫度50°C，攪拌反應2_3h。將產物用150ml水充分溶解后裝入透析袋(cut off Mw= 14000)中透析3天,每天換水3~4次。然后加入250ml乙醇使其析出沉淀。沉淀物用乙醇或丙酮洗滌，過濾，干燥。最終獲得部分氧化海藻酸鈉白色產物。將以上步驟得到的產物，按質量:質量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時間3h、堿化溫度35°C、堿化時間2h條件下進行反應，反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。用去離子水溶解產物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
[0022]實施例2
[0023]將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，磁力攪拌直至海藻酸鈉溶解完全，稱取1.58g高錳酸鉀置于100ml蒸餾水中攪拌煮沸，待高錳酸鉀充分溶解后，在暗處靜置6天，最后取上部澄清溶液標定，高錳酸鉀溶液的濃度為0.lmol/L,保存于棕色瓶備用。向海藻酸鈉溶液中滴加0.5ml的濃度20%的硫酸水溶液，將pH值調節為4，充分攪拌溶液。接著精確量取5ml上述高錳酸鉀溶液加入到海藻酸鈉溶液中，室溫避光攪拌反應，待溶液變為無色終止氧化反應。向反應后的溶液中加入0.30g氯化鈉，充分溶解后加入250ml乙醇使其析出沉淀，并減壓抽濾獲得粗產物。將以上步驟得到的產物，按質量:質量:體積=I: 0.3: 0.25取部分氧化海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時間3h、堿化溫度35°C、堿化時間2h條件下進行反應。反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。用去離子水溶解產物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
【權利要求】
1.一種治療骨質疏松的藥物，其特征在于它是由海藻酸鈉經部分氧化和羧甲基化制備而成。
2.權利I所述的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物，其特征在于所述方法是通過以下步驟來實現的:將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，經10%過氧化氫溶液氧化，乙醇使其析出沉淀。獲得部分氧化海藻酸鈉白色產物。將以上步驟得到的產物，按質量:質量:體積=I: 0.3: 0.25取海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70%的乙醇溶液中，進行羧甲基化反應。反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。用去離子水溶解產物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
3.權利I所述的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物，其特征在于所述方法是通過以下步驟來實現的:將IOg海藻酸鈉加入到去離子水中，配制3-10% (w/v)的海藻酸鈉溶液，經高錳酸鉀溶液氧化,加乙醇使其析出沉淀,并減壓抽濾獲得粗產物。按質量:質量:體積=1: 0.3: 0.25取海藻酸鈉、氫氧化鈉、一氯乙酸，放入2倍體積的體積分數為70%的乙醇溶液中，在醚化溫度50°C，醚化時間3h、堿化溫度35°C、堿化時間2h條件下進行反應，反應結束后，減壓抽濾獲得粗產物。用去離子水溶解產物，再用乙醇析出、抽濾，如此反復3次后冷凍干燥，最終獲得部分氧化海藻酸鈉羧甲基化生成物，生成物干燥。
4.一種如權利要求1、2、3所述制備方法得到的羧甲基海藻酸鈉，其特征在于該羧甲基海藻酸鈉的分子結構通式為:[C5H5O4 (COONa) (CH2COONa)2Jn0
5.一種如權利要求1所述制備方法得到的部分氧化海藻酸鈉羧甲基化衍生物作為藥劑用于骨折、骨質疏松的治療與預防。
【文檔編號】A61P19/10GK103830266SQ201310142860
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年4月24日 優先權日:2013年4月24日
【發明者】楊亞勤, 孫冰, 韓偉, 張建新, 牛麗丹 申請人:楊亞勤