一种可注射骨关节润滑材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可注射骨关节润滑材料及其制备方法，该可注射骨关节润滑材料包括纳米晶体纤维素与透明质酸类物质；所述透明质酸类物质为透明质酸或透明质酸的水溶性盐。本发明的可注射骨关节润滑材料易于注射、局部作用时间长、可塑性强、生物相容性好。
【专利说明】一种可注射骨关节润滑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种骨关节润滑材料及其制备方法，特别是涉及一种可注射骨关节润滑材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]骨关节炎表现为关节软骨变性，并在软骨下和关节周围有新骨形成。疼痛在承重时加重，关节软骨磨损和消失，骨质增生而致关节畸形；活动时关节有摩擦音，局部压痛及关节轻度肿胀。
[0003]已有研究证明，关节疾病与滑液黏弹性降低密切相关，外源性透明质酸HA对骨关节炎的治疗作用主要基于对滑液黏弹性的提高。当外源性HA在关节腔中长时间存在时，依靠软骨组织的自身修复作用，使骨关节炎得以痊愈。以往的HA产品由于代谢较快，需要多次注射，多次注射又增加了刺激反应和感染的机会。
[0004]因此，迫切需要一种延长作用时间的骨关节润滑材料，以降低代谢速度，减少注射次数。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的缺陷，本申请的发明人对此进行了深入研究，发现包含纳米晶体纤维素与透明质酸类物质的骨关节润滑材料可以实现上述目的。
[0006]本发明提供一种可注射骨关节润滑材料，该可注射骨关节润滑材料包括纳米晶体纤维素与透明质酸类物质。本发明的透明质酸类物质可以为透明质酸或透明质酸的水溶性盐。
[0007]在本发明中，纳米晶体纤维素与透明质酸类物质的质量比可以为200:1?15:1，优选为100:1?18:1 ;更优选为50:1?20:1。
[0008]在本发明中，所述的纳米晶体纤维素的直径可以为10?lOOnm。优选地，纳米晶体纤维素的直径为30?80nm，更优选为50?60nm。所述的纳米晶体纤维素的长度可以为150?300nm，优选为180?250nm，更优选为200?220nm。所述的纳米晶体纤维素的聚合度为160-180，优选为165-175，更优选为170-173。本发明的纳米晶体纤维的长度和直径通过原子力显微镜测定；纳米晶体纤维的聚合度通过粘度法测定。
[0009]在本发明中，透明质酸类物包括透明质酸或透明质酸的水溶性盐。透明质酸的水溶性盐包括透明质酸钠、透明质酸钾。优选地，所述的透明质酸类物质可以为透明质酸钠。所述的透明质酸钠的相对分子质量约为1.0X 16?2.0X 16Da,优选为1.2X106?1.8 X 16Da,最优选为1.5 X 16?1.6 XlO6Da15采用尺寸排阻色谱法测定透明质酸钠的相对分子质量。
[0010]本发明还提供上述可注射骨关节润滑材料的制备方法，将纳米晶体纤维素、透明质酸类物质在分散介质的存在下进行混合。在本发明中，所述透明质酸类物质为透明质酸或透明质酸的水溶性盐。在本发明中，所述的透明质酸类物质优选为透明质酸钠。
[0011]本发明的制备方法，包括如下具体步骤:
[0012](I)将纳米晶体纤维素、透明质酸类物质分别分散于分散介质中以形成纳米晶体纤维素溶液、透明质酸类物质溶液；
[0013](2)将所述纳米晶体纤维素溶液和所述透明质酸类物质溶液混合均匀以形成混合液；
[0014](3)将所述混合液经过均质机处理得到胶态材料；
[0015](4)将所述胶态材料去除气泡，辐照灭菌。
[0016]在本发明中，纳米晶体纤维素可以通过棉、麻或木材桨板中的植物纤维经酸水解、均质机处理和冷冻干燥制得。均质机处理纳米晶体纤维素的去离子水溶液以提高其分散性。
[0017]根据本发明所述的制备方法，在步骤(I)中，纳米晶体纤维素、透明质酸类物质分别分散于分散介质中以形成纳米晶体纤维素溶液、透明质酸类物质溶液。分散的方式可以为搅拌浆进行搅拌或者均质器进行动态混合等。在本发明中，所述的分散介质可以为去离子水、蒸馏水或水溶液。优选地，所述的分散介质为注射用生理盐水。在纳米晶体纤维素溶液中，纳米晶体纤维素的含量为0.5?10wt%，优选为I?8wt%，更优选为3?4wt%。在透明质酸类物质溶液，透明质酸类物质的含量为0.01?0.lwt%，优选为0.02?0.08wt%，更优选为0.05?0.06wt%o
[0018]根据本发明所述的制备方法，在步骤(2)中，将所述纳米晶体纤维素溶液和所述透明质酸类物质溶液混合均匀以形成混合液。二者的混合比例并没有特别限制，例如，所述纳米晶体纤维素溶液和所述透明质酸类物质溶液的体积比可以为10:1?1:10，优选为5:1?1:5 ;更优选为1:2?2:1。最优选地，将所述纳米晶体纤维素溶液和所述透明质酸类物质溶液等体积(1:1)混合均匀以形成混合液。
[0019]根据本发明所述的制备方法，在步骤(3)中，将所述混合液经过均质机处理得到胶态材料。均质机的作用在于将混合液混合更均匀，以促进纳米晶体纤维素和透明质酸类物质的物理结合，从而形成稳定的胶体材料。本发明采用的均质机是本领域常规使用的那些，这里不再赘述。
[0020]在本发明的步骤(4)中，将胶态材料经过离心机处理去除气泡。本发明的离心机的转速可以为1000?10000r/min，更优选为5000?8000r/min。离心时间可以为10?30min，优选为15?20min。在本发明的步骤(4)中，采用钴-60进行辐照灭菌。钴-60辐照灭菌强度可以为10?30kGy，优选为20?25kGy。照射时间为10?30分钟，优选为15?20分钟。
[0021]本发明的可注射骨关节润滑材料易于注射、局部作用时间长、可塑性强、生物相容性好。此外，本发明采用纳米晶体纤维素与透明质酸类物质结合形成胶态材料，作为可注射骨关节润滑材料，可有效延长润滑材料的作用时间，减缓骨关节之间由于摩擦产生的疼痛
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为向大鼠皮下注射可注射骨关节润滑材料(实施例1)第I周后的植入区观察，(A)为对照组，(B)代表实验组。
[0023]图2为向大鼠皮下注射可注射骨关节润滑材料(实施例1)第3周后的植入区观察，(A)为对照组，(B)代表实验组。
[0024]图3为向大鼠皮下注射可注射骨关节润滑材料(实施例1)第5周后的植入区观察，(A)为对照组，(B)代表实验组。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解为，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解为，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做出的各种改动或修改，这些等价形式仍属于本发明申请所附权利要求书限定的范围。在本发明中，“％”表示重量百分含量“wt%”，“份”表示“重量份”，除非特别声明。
[0026]以下实施例中所使用的原料，说明如下:
[0027]纳米晶体纤维素:长度为200nm，直径为50nm，聚合度为160-180。所用的纳米晶体纤维素NCC为棉、麻和木材桨板中植物纤维经酸水解而制得。具体制备方法如下:
[0028]取500g精制棉短绒浸于25°C、5000mL的55 %硫酸水溶液中，用超声波连续振动2.5h，刮去浮于液面的杂质，马上倒入1000mL蒸馏水中，终止水解反应，用尼龙滤布过滤杂质，静置6h，倾去上层含酸液体，用陶瓷烧结漏斗滤去酸液，加入蒸馏水稀释样品，用
0.05%氢氧化钠水溶液中和至pH = 7，沉出NCC-1，倾去上层液体，移至孔径0.22 μ m醋酸纤维素滤膜中过滤，加入去离子水洗涤至无盐为止，再经丙酮洗涤及脱水，室温真空干燥、粉碎、过筛得到本发明所用的纳米晶体纤维素粉体。
[0029]本发明的纳米晶体纤维的长度和直径通过原子力显微镜测定，测试浓度:0.1% ；测试模式:轻敲模式。本发明的纳米晶体纤维的聚合度通过粘度法测定。
[0030]透明质酸钠(外用级):来自于山东诺华生物工程有限公司，相对分子质量约为
1.5X 16Da0采用尺寸排阻色谱法测定透明质酸钠的相对分子质量。色谱条件为:色谱柱TSK GMPWxl (7.8mmX300mm,13ym);流动相，城区氯化钠11.69g，叠氮化钠0.2g，加入100mL蒸馏水溶解，即为0.2mol/L的氯化钠溶液，0.22 μ m滤膜过滤，待用；流速0.6mL/min，柱温35 °C，进样量500uL。
[0031]注射用生理盐水:氯化钠浓度为0.9%。
[0032]以下实施例中辐照灭菌、超声、离心、真空处理的操作条件如下:
[0033]辐照灭菌条件:钴-60辐照灭菌强度为25kGy，照射时间15min。
[0034]离心条件:离心机的工作容积为0.3L，转速5000r/min，分离因素1400W2r/g，处理时间20min。
[0035]高压均质机的型号为GJZJ-50 ;工作环境:压力20?40MPa。
[0036]实施例1
[0037]以注射用生理盐水分别分散纳米晶体纤维素和透明质酸钠。纳米晶体纤维素的生理盐水溶液中的纳米晶体纤维素的含量为1.0wt% ;透明质酸钠的生理盐水溶液中透明质酸钠的含量为0.05wt%。将纳米晶体纤维素的生理盐水溶液、透明质酸钠的生理盐水溶液各20mL，等体积混合，并经高压均质机处理15min，得到稳定胶态材料。利用离心机处理去除终产品中的气泡，并以钴-60对终产品进行辐照灭菌。
[0038]实施例2?8
[0039]除了将纳米晶体纤维素的生理盐水溶液中的纳米晶体纤维素含量调整为2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%和8wt%,其他条件与实施例1相同，得到可注射骨关节润滑材料。
[0040]测试实施例
[0041]将实施例1-8的可注射骨关节润滑材料分别标记为A、B、C、D、E、F、G、H，另有一份生理盐水标记为I。144只wistar大鼠随机分成9组，在9组大鼠背部左右两侧各设计一个圆形注射区，第1-8组随机注射可注射骨关节润滑材料，第9组注射生理盐水，每组所注射的材料也是随机的。分别于第I周、3周、5周处死动物并取标本，进行肉眼及组织学观察。
[0042]测试结果如下:
[0043]炎症反应:在植入区未见明显排异反应，I周时A、B、C、D、E、F、G、H组所有大鼠注射部位的皮肤稍有红肿，无渗出，I组未见明显的炎症反应，3周时所有大鼠注射部位的皮肤均无红肿、渗出等炎症反应，1-5周的材料周围未见明显的纤维包膜形成，
[0044]胶原生成量:1-5周，A、B、C、D、E、F、G、H组大鼠与I组比较P〈0.05差异有统计学意义，A、B、C、D、E、F、G、H组大鼠注射部位的胶原含量随着时间的增加和纳米晶体纤维素的增大而逐渐增多，增加到移动程度后，反而降低，C、D组胶原含量最多。
[0045]上述测试结果表明，含纳米晶体纤维素和透明质酸钠的胶态材料有良好的组织相容性，无毒、无刺激性，吸收慢、并可促进胶原分泌，有望成为一种新型的可注射骨关节润滑材料。
【权利要求】
1.一种可注射骨关节润滑材料，其特征在于，该可注射骨关节润滑材料包括纳米晶体纤维素与透明质酸类物质；所述透明质酸类物质为透明质酸或透明质酸的水溶性盐。
2.根据权利要求1所述的可注射骨关节润滑材料，其特征在于，纳米晶体纤维素与透明质酸类物质的质量比为200:1?15:1。
3.根据权利要求1所述的可注射骨关节润滑材料，其特征在于，所述的纳米晶体纤维素的直径为10?10nm,长度为150?300nm。
4.根据权利要求3所述的可注射骨关节润滑材料，其特征在于，所述的纳米晶体纤维素的聚合度为160-180。
5.根据权利要求1所述的可注射骨关节润滑材料，其特征在于，所述的透明质酸类物质为透明质酸钠。
6.根据权利要求5所述的可注射骨关节润滑材料，其特征在于，所述的透明质酸钠的相对分子质量为1.0 X 16?2.0 X 16Da0
7.根据权利要求1?6任一项所述的可注射骨关节润滑材料的制备方法，其特征在于，将纳米晶体纤维素、透明质酸类物质在分散介质的存在下进行混合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤: (1)将纳米晶体纤维素、透明质酸类物质分别分散于分散介质中以形成纳米晶体纤维素溶液、透明质酸类物质溶液； (2)将所述纳米晶体纤维素溶液和所述透明质酸类物质溶液混合均匀以形成混合液； (3)将所述混合液经过均质机处理得到胶态材料； (4)将所述胶态材料去除气泡，然后辐照灭菌。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:在步骤(I)中，所述纳米晶体纤维素溶液中的纳米晶体纤维素的含量为0.5?10wt%，透明质酸类物质溶液中的透明质酸类物质的含量为0.01?0.lwt% ;在步骤(2)中，将所述纳米晶体纤维素溶液和所述透明质酸类物质溶液等体积混合均匀以形成混合液；在步骤(4)中，将胶态材料经过离心机处理去除气泡，然后以钴-60进行辐照灭菌。
10.根据权利要求7?9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的透明质酸类物质为透明质酸钠；所述的分散介质为注射用生理盐水。
【文档编号】A61L31/04GK104288842SQ201310305955
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】王小营, 蓝海, 黎国康 申请人:中国国旅贸易有限责任公司