一種用于關節修復的組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于關節修復的組合物及其制備方法。該組合物主要包括活性成分氨基葡萄糖和硫酸軟骨素以及生物可降解材料，其制備方法包括：制備凝膠；加入活性成分氨基葡萄糖和硫酸軟骨素以及其他成分；造粒滅菌。本發明提供的組合物可控降解、長效緩釋，可用于關節炎治療，以及關節軟骨、半月板等損傷修復，屬于生物醫藥技術領域。
【專利說明】
-種用于關節修復的組合物及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種凝膠及其制備方法，特別設及用于關節修復的凝膠，可應用于生 物醫藥技術領域。
【背景技術】
[0002] 關節炎是一種W慢性侵蝕性關節炎為特征的全身性自身免疫病，其病變特點為滑 膜炎，W及由此造成的關節軟骨和骨質破壞，最終導致關節崎形。在我國，關節軟骨退化、關 節疼痛和關節炎的發病率非常高。骨性關節炎(Osteoarthritis 0A)是嚴重影響中老年生 活質量的常病、多發病，W關節軟骨退變為主，伴關節內滑膜及關節周圍軟組織病變為特 征，一般認為與年齡、損傷、肥胖相關，生物酶、自由基等多種因素在其發病中起重要作用。 目前，研究發現氨基葡萄糖和硫酸軟骨素對于預防和治療關節炎、軟骨損傷有非常明顯的 作用。
[0003] 氨基葡萄糖的全稱D-氨基葡萄糖，屬單糖成份，可從蟹郵殼中萃取，是一種親水性 極強的蛋白多糖，分為D-氨基葡萄糖鹽酸鹽和D-氨基葡萄糖硫酸鹽，N-乙酷氨基葡萄糖也 是氨基葡萄糖的一種形式。氨基葡萄糖是形成軟骨細胞的重要營養素之一，也是軟骨基質 和關節液的基本成分，不僅影響著人體骨關節的健康，還對關節軟骨滑膜的代謝平衡有重 要的影響。氨基葡萄糖能為人體大量催生和補充關節滑液，從而不斷潤滑關節軟骨面，減少 磨損，使關節部位靈活自如。
[0004] 硫酸軟骨素是一種黏多糖類物質，是人體內的骨、角膜和血管壁等結締組織的主 要組成部分，廣泛分布于動物組織的細胞外基質和細胞表面，是由交替的葡萄糖醒酸和N- 乙酷半乳糖胺(又稱N-乙酷氨基半乳糖)二糖單位組成，通過一個似糖鏈接區連接到核屯、蛋 白的絲氨酸殘基上。硫酸軟骨素可W刺激結締組織細胞復原再生，促進膠原基礎物質生成， 從而加速軟組織的重建和恢復;可W補充軟骨營養，保持關節潤滑，減緩關節軟骨的磨損， 促進退化軟骨的修復，延緩或逆轉骨關節及軟骨損傷;硫酸軟骨素具有抑制微血管衍生的 因子，還可增加抗體的產生，提高免疫能力，具有消炎和止痛的功效，可W減輕疼痛，改善運 動能力；另外，還可W抑制軟骨降解酶的活性，從而起到預防和治療關節退行性變的作用。
[0005] 目前，W氨基葡萄糖和/或硫酸軟骨素作為治療或預防關節修復的研究很多。在保 健食品領域，專利號CN200910169810.9公開了一種用于關節保健的復合制劑及其制備方 法，專利號CN201110123161.6公開了一種用于增加人體免疫力及增加骨密度的保健食品及 制備方法，專利申請號CN201310723865.6公開了一種由氨基葡萄糖、硫酸軟骨素、巧、酪蛋 白憐酸膚或非醬體抗炎藥制成的組合物在防治骨病中的應用。在醫藥領域，專利申請號 200610057274.X公開了一種鹽酸氨基葡萄糖和硫酸軟骨素組成的藥用組合物，用于治療全 身各個部位的關節炎，專利號CN200710105249.9公開了一種鹽酸氨基葡萄糖、硫酸軟骨素 和憐酸氨巧組成的、防治老年性骨關節病的藥物組合物，專利號CN200810104117.9公開了 一種防治運動勞損引起的慢性損傷及關節、軟組織急性損傷的藥物，專利號 CN2009 10208657.6公開了 一種治療關節炎的膏藥貼片制劑及其制備方法，專利號 CN201310723865.6共來了一種由氨基葡萄糖、硫酸軟骨素、巧、酪蛋白憐酸膚或非醬體抗炎 藥制成的組合物在骨關節病和骨質疏松防治中的應用，專利申請號CN201510099370.X公開 了一種用于緩解和預防關節炎的氨基葡萄糖巧嚼片及其制備方法，專利申請號 CN201510101896.7公開了一種用于緩解和預防關節炎的氨基葡萄糖顆粒劑及其制備方法， 專利申請號CN201510412697.8公開了一種含中藥成分的、保護骨關節組合物，專利申請號 CN201510590211.X公開了一種預防與治療關節疾病的霜劑及其制備方法。
[0006] 雖然運些發明提供的產品對關節修復或治療有很大幫助，但是，運些發明提供的 產品是口服、注射液注射或者涂抹方式給藥，存在一些問題:硫酸軟骨素對酸非常不穩定， 經胃酸硫酸軟骨素已幾乎全部降解，很難達到預防和治療效果；口服和涂抹需要長期的給 藥才能達到預防和治療效果，給患者的生活增加很大不便;我們知道，軟骨可W減少關節間 骨骼摩擦的作用，類似墊片起緩沖的作用，注射液注射不能給關節軟骨提供協助緩沖作用、 也無法達到緩釋效果。
【發明內容】
[0007] 本發明提供的組合物，是W凝膠的形式存在，可W將藥物功效成分直接注射至治 療部位，可W解決現有發明產品給藥方式的缺點，凝膠類似軟骨可W作為關節兩骨之間的 "墊片"其緩沖作用，同時，本發明的組合物具有可控降解、長效緩釋的優點。
[000引本發明提供的組合物，活性成分主要包括氨基葡萄糖和硫酸軟骨素。氨基葡萄糖 可W是硫酸氨基葡萄糖、鹽酸氨基葡萄糖和N-乙酷氨基葡萄糖其中一種或多種組合，優選 鹽酸氨基葡萄糖。每個最小制劑單元中氨基葡萄糖的含量氨基葡萄糖的含量范圍在50mg- SOOOmg，也可 W 是 100mg-4000mg 或者 200mg-3000mg，還可 W 是 300mg-2500mg 或者 500mg- 2000mg，優選600mg-1500mg或者800mg-1200mg，推薦lOOOmg。當然，其他合適的含量范圍，只 要滿足本發明主旨的也是可W的。
[0009] 硫酸軟骨素可W選自陸地動物或/和海洋動物提取的硫酸軟骨素，比如整魚、牛、 豬、雞等動物的軟骨，也可W選自微生物發酵提取的硫酸軟骨素或者體外培養的自體/異體 軟骨中提取的硫酸軟骨素。硫酸軟骨素可W是硫酸軟骨素鋼鹽、硫酸軟骨素巧鹽、硫酸軟骨 素鐘鹽其中一種或多種組合。硫酸軟骨素的含量范圍在50mg-3000mg，也可W是lOOmg- 2500mg 或者 200mg-2000mg，還可 W 是 300mg-1500mg 或者 500mg-1200mg，優選600mg-1000mg。 當然，其他合適的含量范圍，只要滿足本發明主旨的也是可W的。
[0010] 本發明組合物的載體選擇生物可降解材料，可W是下列材料中的一種或多種組 合:聚簇甲基纖維素、徑丙基甲基纖維素、簇甲基纖維素、乙基徑乙基纖維素、徑烷基纖維 素、烷基纖維素、聚乙締化咯燒酬、聚乳酸、微晶纖維素、聚乙締醇、聚乙二醇、聚丙締酷胺類 聚合物、聚二甲基硅氧烷、硫酸軟骨素、聚乳酸-徑基乙酸、糊精、聚氯乙締、殼聚糖、透明質 酸、膠原蛋白、明膠，W及它們的衍生物。本發明組合物的載體可W是交聯衍生物一種或多 種組合，也可W是交聯衍生物與自由凝膠的混合物。
[0011] 大家知道，生物可降解材料的降解速率往往與分子量大小有關，分子量越大往往 降解越慢、緩釋效果越好，分子量越小降解越快、緩釋效果越差。生物可降解材料可選擇在 光、熱、高能福射、機械力、超聲波和交聯劑等作用下形成大分子量的交聯衍生物。透明質 酸、膠原蛋白、明膠是最普遍的生物可降解材料。本發明推薦選擇平均分子量在〇.2MDa- 4. OMDa的透明質酸，也可W是ο. 4-3. OMDa的透明質酸或者ο. 5-2. OMDa的透明質酸，還可W 是0.6-1.5MDa的透明質酸或者0.8-1. OMDa的透明質酸。透明質酸、膠原蛋白、明膠可通過交 聯劑1,4-下二醇縮水甘油酸、乙二醇二縮水甘油酸、1-乙基-3-(3-二甲氨基-丙基)-碳二亞 胺、二乙締基諷、京尼平、聚乙二醇、1,3-二環氧下燒、N-徑基班巧酷亞胺、1，2,7,8-二環氧 辛燒的一種或幾種來實現。
[0012] 組合物的顆粒往往也與推擠力、柔軟度有關，粒徑大的凝膠注射時阻力大、推擠力 大、柔軟度低，粒徑小的注射時阻力小、推擠力小、柔軟度高。但是粒徑大的凝膠降解周期較 長，粒徑小的則降解周期較短。對于關節軟骨修復而言，凝膠注射至關節腔內，除了作為載 體長期緩釋藥物外，另外一個很重要的作用是輔助關節軟骨，起到潤滑關節、"墊片"緩沖的 作用，而運些作用與顆粒大小密切相關。因此，本發明的組合物粒徑范圍是1-1500μπι，可W 是 5-1200μπι 或者 50-1000μπι，也可 W 是 100-800μπι 或者 200-600μπι，優選300-500皿。
[0013] 本發明組合物的凝膠中除了氨基葡萄糖和硫酸軟骨素，含有一些穩定劑或/和潤 滑劑。由于組合物使用前必須滅菌，滅菌方式可W是濕熱滅菌、福照、環氧乙燒滅菌或者其 他滅菌方式。高溫濕熱滅菌是最常見的滅菌方式，但其可加快可降解材料的降解速率，減弱 了長效緩釋的效果。本發明凝膠中的保護劑提高了組合物的熱穩定性，水溶性維生素及其 衍生物可W作為熱穩定劑，比如水溶性維生素 Β和硫辛酸，維生素 C糖巧（ascorbyl-2- glucoside)、維生素 C憐酸醋鹽，維生素 E衍生物TPGS等等。組合物中也含有潤滑成分，比如 聚乙二醇400、甘油Ξ醋、二甲基諷等等。除此之外，組合物的凝膠中還含有抗炎、消炎、麻醉 鎮痛、活化血液微循環、改善細胞生長微環境等成分，添加量為臨床使用濃度范圍的0.1倍 至20倍之間。非醬體抗炎消炎成分比如:阿司匹林、對乙酷氨基酪、嗎I噪美辛、糞普生、糞普 酬、雙氯芬酸、布洛芬、尼美舒利、羅非昔布、塞來昔布等等。麻醉鎮痛成分比如:利多卡因、 布比卡因、辛可卡因、依替卡因、甲贓卡因、奧昔卡因、丙胺卡因、羅贓卡因、徑考酬、甲卡因、 阿替卡因、左布比卡因、可卡因、丙美卡因、下卡因、苯佐卡因、布大卡因、氯普魯卡因、拉羅 卡因，奧布卡因、普魯卡因、丙氧卡因、Ξ卡因等等。活化血循環成分比如:右旋糖酢，氯化格 雷，前列地爾，雙喀達莫，尼莫地平，膜激膚原酶等等。改善細胞生長微環境成分比如：人類 生長素、骨形態發生蛋白（BMP)、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、轉化生長因子-iHTGF- β)、表皮生長因子化GF)、化2+、1邑2+、]\^2+^62+等等。
[0014] -種用于關節修復組合物的制備方法，步驟包括：
[0015] 將生物可降解材料制備成凝膠，將生物可降解材料溶解于水中形成凝膠。生物可 降解材料可W是下列材料中的一種或多種組合:聚簇甲基纖維素、徑丙基甲基纖維素、簇甲 基纖維素、乙基徑乙基纖維素、徑烷基纖維素、烷基纖維素、聚乙締化咯燒酬、聚乳酸、微晶 纖維素、聚乙締醇、聚乙二醇、聚丙締酷胺類聚合物、聚二甲基硅氧烷、硫酸軟骨素、聚乳酸- 徑基乙酸、糊精、聚氯乙締、殼聚糖、透明質酸、膠原蛋白、明膠，可W通過紫外、交聯劑來交 聯生物可降解材料來形成降解周期更長的衍生物；
[0016] 向凝膠中加入氨基葡萄糖和硫酸軟骨素，向凝膠中添加一定量的氨基葡萄糖和硫 酸軟骨素，然后攬拌均勻；
[0017] 均勻后造粒，最后滅菌，滅菌方式可W是濕熱滅菌、福照滅菌、環氧乙燒滅菌其中 一種或多種組合。
[0018] 凝膠中除了加入氨基葡萄糖和硫酸軟骨素，還添加一些穩定劑、潤滑劑。因為組合 物使用前必須滅菌，滅菌方式可w是濕熱滅菌、福照、環氧乙燒滅菌或者其他滅菌方式。高 溫濕熱滅菌是最常見的滅菌方式，但其可加快可降解材料的降解速率，減弱了長效緩釋的 效果。本發明是通過凝膠中添加保護劑來提高其熱為定性，水溶性維生素及其衍生物可W 作為熱穩定劑，比如水溶性維生素 B和硫辛酸，維生素 C糖巧(ascorb5d-2-glucoside)、維生 素擁溝酸醋鹽，維生素 E衍生物TPGS等等。凝膠中也可W添加潤滑劑，比如聚乙二醇400、甘油 Ξ醋、二甲基諷等等，W增加注射時的推擠力。除此之外，凝膠中還可W添加一定量的其它 功效成分，抗炎、消炎、麻醉鎮痛、活化血液微循環、改善細胞生長微環境等成分，添加量為 臨床使用濃度范圍的0.1倍至20倍之間。非醬體抗炎成分比如:阿司匹林、對乙酷氨基酪、嗎I 噪美辛、糞普生、糞普酬、雙氯芬酸、布洛芬、尼美舒利、羅非昔布、塞來昔布等等。麻醉鎮痛 成分比如：利多卡因、布比卡因、辛可卡因、依替卡因、甲贓卡因、徑考酬、奧昔卡因、丙胺卡 因、羅贓卡因、甲卡因、阿替卡因、左布比卡因、可卡因、丙美卡因、下卡因、苯佐卡因、布大卡 因、氯普魯卡因、拉羅卡因、奧布卡因、普魯卡因、丙氧卡因、Ξ卡因等等。活化血循環成分比 如:右旋糖酢、氯化格雷、前列地爾、雙喀達莫、尼莫地平、膜激膚原酶等等。改善細胞生長微 環境成分比如:人類生長素、骨形態發生蛋白（BMP)、堿性成纖維細胞生長因子(bFG巧、轉化 生長因子-e(TGF-e)、表皮生長因子化GF)、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe 2+等等。
[0019] 本發明提供的組合物，可W用于骨關節疾病的預防與治療，關節軟骨、半月板的加 強與損傷修復。 實施例
[0020] 實施例一:組合物的性能對比
[0021] 在本實驗中，對比了幾種組合物性能，活性成分是鹽酸氨基葡萄糖和整魚硫酸軟 骨素，透明質酸平均分子量l.OMDa，不含其它功效成分，具體參數見表1。
[0022] 表1.
[0023]
[0024]
[0025] 實施例二:組合物的性能對比
[0026] 在本實驗中，對比了幾種組合物性能，氨基葡萄糖是硫酸氨基葡萄糖，硫酸軟骨素 來源于豬，透明質酸平均分子量0.2MDa，具體性能參數見表2。
[0027] 表2.
[002引
[0029] 實施例Ξ:組合物的性能對比
[0030] 在本實驗中，對比了幾種組合物性能，氨基葡萄糖是Ν-乙酷氨基葡萄糖，硫酸軟骨 素來源于雞，生物可降解材料是膠原蛋白、明膠、透明質酸（平均分子量1.2MDa)及其衍生 物，其他性能參數見表3。
[0031] 表3.
[0032]
[0033] 實施例四：制備組合物
[0034] 向100ml生理鹽水中添加10.0 g平均分子量4.0M化的透明質酸形成凝膠，分成4等 份。然后向其中一份凝膠中添加200mg鹽酸氨基葡萄糖和lOOmg微生物發酵硫酸軟骨素，混 勻后均質，接著環氧乙燒滅菌。本方法制備的微結構體的性能參數見表4。
[0035] 表4.
[0036]
[0037] 實施例五:制備組合物
[0038] 向實施例四制備的另一份凝膠中添加3000mg硫酸氨基葡萄糖和2000mg整魚硫酸 軟骨素，混勻后均質，接著環氧乙燒滅菌。本方法制備的微結構體的性能參數見表5。
[0039] 表5.
[0040]
[0041 ] 實施例六:制備組合物
[0042]向實施例四制備的凝膠剩余的其中一份添加 lOOOmg鹽酸氨基葡萄糖和800mg豬來 源的硫酸軟骨素，再添加30mg利多卡因、0.05mgBMP和50mg甘油Ξ脂，混勻后均質，接著C〇60 福照滅菌。本方法制備的微結構體的性能參數見表6。
[0043] 表6.
[0044]
[0046] 實施例屯:制備組合物
[0047] 向實施例四制備的最后一份凝膠添加 O.lmg 1,4-下二醇縮水甘油酸，在堿性條件 室溫靜置4小時，然后用水中和，然后向凝膠加入800mg鹽酸氨基葡萄糖和lOOOmg整魚硫酸 軟骨素，再添加 lOOmg右旋糖酢、O.lmg徑考酬W及50mg聚乙二醇，混勻后均質，接著環氧乙 燒滅菌。本方法制備的微結構體的性能參數見表7。
[004引 表7.
[0049]
[0050] 實施例八:制備組合物
[0051 ]向200ml水中添加10 .地膠原蛋白和5.1 g平均分子量1.0M化的透明質酸，形成凝 膠，分成四等份。向其中一份加入再3.Og聚乳酸，攬拌均勻。然后向凝膠加入1200mg鹽酸氨 基葡萄糖和1500mg整魚硫酸軟骨素，混勻后均質，接著環氧乙燒滅菌。本方法制備的微結構 體的性能參數見表8。
[0化2] 表8.
[0化3]
[0054] 實施例九：制備組合物
[0055] 向實施例八制備的另一份凝膠中添加2000mg硫酸氨基葡萄糖和1500mg異體軟骨 體外培養的硫酸軟骨素提取物，混勻后均質，接著環氧乙燒滅菌。本方法制備的微結構體的 性能參數見表9。
[0056] 表9.
[0化7]
[005引實施例十:制備組合物
[0059] 向實施例八制備的剩余一份凝膠最后一份添加0.3mg N-徑基班巧酷亞胺、0.2mg 乙二醇二縮水甘油酸，37°C中性條件靜置24小時，然后向凝膠加入ISOOmg N-乙酷氨基葡萄 糖和1200mg雞來源的硫酸軟骨素，再添加800mg可卡因、20mg硫酸亞鐵W及300mg尼美舒利， 混勻后均質，接著環氧乙燒滅菌。本方法制備的微結構體的性能參數見表10。
[0060] 表 10.
[0061]
[0062] 實施例^^一:制備組合物
[0063] 向實施例八制備的最后一份凝膠添加0.5g簇甲基纖維素鋼和0.2g微晶纖維素，混 勻，然后再加入2500mg鹽酸氨基葡萄糖和2000mg整魚硫酸軟骨素，再添加2500mg田屯、 150mg VC糖巧W及25mg甘油Ξ醋，混勻后均質，接著12rC、15min濕熱滅菌。本方法制備的 微結構體的性能參數見表11。
[0064] 表11.
[00 化]
[0066] 實施例十二:組合物的降解性能
[0067] 在本實驗中，對比了實施例四到實施例^^一的組合物的體外降解性能，試驗方法 如下：
[006引取各樣品1.0ml裝入1ml離屯、管，離屯、甩平管內液面，然后向各管內加入20μ1透明 質酸酶溶液和5 0 μ 1膠原酶溶液，使透明質酸酶和膠原酶的作用濃度分別是3 01U / m 1和 0.5πικ/πι1。^不加酶、其他操作保持一致的樣品為對照品。37°C恒溫6小時。反應后將各管倒 立，將液態樣品用紙吸收，測定殘留在管底部的樣品重量。將各試樣的試驗品W及對照品的 樣品重量測定結果W理論殘留樣品百分率（％)的計算，具體數據見表12。
[0069]表12.
[0070] _
[0071] 從表12的結果可w看出，交聯的組合物降解較慢，說明緩釋效果更好，福照后降解 速率最快，加熱降解的降解速率次之，環氧乙燒滅菌方式的降解速率最小。
【主權項】
1. 一種用于關節修復的組合物，其活性成分主要包括氨基葡萄糖和硫酸軟骨素，其特 征在于，生物可降解材料凝膠作為活性成分的載體。2. 根據權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述載體選自下列材料中的一種或多種 組合:聚羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羥烷基纖維 素、烷基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、微晶纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺類 聚合物、聚二甲基硅氧烷、硫酸軟骨素、聚乳酸-羥基乙酸、糊精、聚氯乙烯、殼聚糖、透明質 酸、膠原蛋白、明膠，以及它們衍生物。3. 根據權利要求2所述的組合物，其特征在于，所述的氨基葡萄糖是硫酸氨基葡萄糖、 鹽酸氨基葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖其中一種或多種組合。4. 根據權利要求3所述的組合物，其特征在于，所述的硫酸軟骨素選自動物、微生物發 酵、體外自體/異體培養的軟骨其中一種或多種組合。5. 根據權利要求4所述的組合物，其特征在于，氨基葡萄糖的含量在200mg-3000mg，硫 酸軟骨素的含量l〇〇mg-2000mg。6. 根據權利要求1-5任一項所述的組合物，其特征在于，組合物的粒徑范圍是5-500μπι。7. 根據權利要求6所述的組合物，其特征在于，該組合物用于注射治療關節炎，以及關 節軟骨、半月板的損傷修復。8. -種用于關節修復組合物的制備方法，步驟包括： 將生物可降解材料制備成凝膠； 向凝膠中加入氨基葡萄糖和硫酸軟骨素； 均勻后造粒，最后滅菌。9. 根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，還包括向凝膠中加入穩定劑、潤滑劑、 抗炎消炎、麻醉鎮痛、活化血液微循環、改善細胞生長微環境其中一種或多種組合的步驟。10. 根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述生物可降解材料主要由下述材 料中的一種或多種組成：聚羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基羥乙基 纖維素、羥烷基纖維素、烷基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、微晶纖維素、聚乙烯醇、聚乙 二醇、聚丙烯酰胺類聚合物、聚二甲基硅氧烷、硫酸軟骨素、聚乳酸-羥基乙酸、糊精、聚氯乙 烯、殼聚糖、透明質酸、膠原蛋白、明膠，以及它們衍生物。
【文檔編號】A61K47/36GK105920031SQ201610255813
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】李媚
【申請人】李媚