一种注射用复合凝胶及其制备方法和应用与流程

    专利查询2026-09-20  2


    本发明属于生物医用材料,具体涉及一种注射用复合凝胶及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、水凝胶具有与天然细胞外基质(ecm)的相似性,因而表现出生物相容性、生物可降解性和特殊的粘弹性使其成为组织工程的生物材料。其中,可注射水凝胶由于其独特的性能优势已成为生物材料领域的研究热点。与传统水凝胶相比,可注射水凝胶具有良好的流动性。可注射水凝胶能以溶液的形态直接注入伤口,并在原位成型,其卓越的流动性显著提高了水凝胶在生物医学领域的应用功效。

    2、目前市场化的可注射水凝胶,其大多数是透明质酸基水凝胶,且很大的应用范围在于美容领域,用于除皱整形。这种整形技术是利用细菌发酵所培养出来的非动物稳定性透明质酸凝胶,借由透明质酸凝胶以填充物的方式注射进入真皮皱折凹陷,或希望丰润的部位,达到除皱纹与修饰脸部的效果,可以立即除皱和改变容貌。透明质酸凝胶,原来就以胶状形态存在于人体皮肤的真皮组织中,负责储存水分、增加皮肤容积,让皮肤看起来饱满、丰盈、有弹性。但透明质酸凝胶会随着年龄增长而消失,使皮肤失去储水的能力,逐渐变得暗沉、老化,并形成细小的皱纹。

    3、而单纯的透明质酸基水凝胶会存在力学性能差等问题。尽管目前现有技术中有很多通过加入适当的无机颗粒以提高透明质酸基水凝胶会的力学性能,但是在混合的时候并不能使无机颗粒在水凝胶中有效均匀分散,而造成水凝胶的效果美容效果差,与皮肤融合度较低,容易变形和移位,且副作用大,挤出力大,容易引发炎症等问题。


    技术实现思路

    1、为解决现有技术中存在的问题与不足,本发明提供一种注射用复合凝胶及其制备方法和应用,该注射用复合凝胶注射挤出力小,与皮肤融合度较高,不易变形和移位,美容效果高。同时该注射用复合凝胶副作用小,可有效减少注射后引发的炎症,且该注射用复合凝胶降解速度适中,不会出现降解速度与实际衰老速度不一致而导致面部不美观的情况。

    2、根据本发明的第一个方面,提供一种注射用复合凝胶,包括透明质酸凝胶、羟基磷灰石;羟基磷灰石为多孔球形结构或多孔近球形结构;羟基磷灰石的粒径分布如下:小于25μm的体积占比为0~10%,25~30μm的体积占比为10~20%,30~35μm的体积占比为20~30%,35~40μm的体积占比为20~30%,40~45μm的体积占比为10~20%,大于45μm的体积占比为0~10%,各组分占比总和为100%。

    3、本发明所提供的注射用复合凝胶,其采用透明质酸凝胶(ha凝胶,已交联)与羟基磷灰石(hap)搭配使用,其中,所采用的羟基磷灰石是具有特定的粒径分布情况,其一,羟基磷灰石的粒径主要集中在25~45μm尺寸范围内(仅有比较少的部分粒径是小于25μm和大于45μm),这个尺寸是避免巨噬细胞吞噬的最佳尺寸,太小的易被吞噬,而导致显著的效果持续时间减少,并可能增加炎症,太大则会积聚(结节形成)、缺乏横向组织扩散,并可能抑制理想的细胞增殖;其二,羟基磷灰石的粒径分布中,在多个小粒径范围内皆有一定的占比,这使得羟基磷灰石在整个范围内的尺寸分布不会过于集中,有利于提高羟基磷灰石在透明质酸凝胶中的分散稳定性,优化复合凝胶的力学性能,延长复合凝胶显著效果的持续时间。并且使用这样粒径分布的羟基磷灰石与透明质酸凝胶搭配,副作用小,可有效减少注射后引发的炎症,且该注射用复合凝胶降解速度适中,不会出现降解速度与实际衰老速度不一致而导致面部不美观的情况。

    4、目前现有技术中,往往采用的羟基磷灰石,其粒径在某个范围内会过于集中,通常凝胶载体如透明质酸凝胶在1~6个月降解,之后羟基磷灰石开始发挥作用,羟基磷灰石是在巨噬细胞的介导下逐步降解为碎片,释放钙和磷离子。若羟基磷灰石的粒径分布在某个较小的数值范围过于集中,这样可能会导致产品在某一时间点集中降解,对面部平整度产生影响。且本发明所采用的羟基磷灰石为多孔结构,多孔结构的羟基磷灰石更容易被透明质酸凝胶拖住,同时更易注射。因为现有技术中,很多情况下为了避免羟基磷灰石沉积,会使用黏度大的透明质酸凝胶,而黏度大的透明质酸凝胶不易注射。同时,多孔结构的羟基磷灰石,降解时间适中,保持降解速度与实际衰老速度一致,避免因其导致面部不美观的情况。现有技术中所采用的实心结构羟基磷灰石,降解时间长,会容易出现降解速度与实际衰老速度不一致而导致面部不美观的情况,劣化凝胶的使用效果,并且更容易导致炎症的产生等问题。且实心结构的羟基磷灰石不易与成纤维细胞互相作用,而本发明为多孔结构,易与成纤维细胞相互作用,进而促进胶原再生。

    5、优选地,羟基磷灰石的孔隙率为15~95%。保证羟基磷灰石的孔隙率在一定范围内,一方面有利于使羟基磷灰石具有较大的比表面积,使其表面具备一定程度地活性基团,更易被透明质酸凝胶拖住,不易沉积,提高其在透明质酸凝胶中的分散稳定性,促进复合凝胶的作用效果。另一方面,避免孔隙率过高,引起羟基磷灰石本身机械强度下降,在混合过程或使用过程不稳定,劣化羟基磷灰石的持续作用效果。

    6、优选地,羟基磷灰石的孔隙率为60~90%。进一步地,在上述孔隙率范围内的羟基磷灰石,更能兼顾其在透明质酸凝胶中的分散稳定性以及自身的机械强度,使得复合凝胶有更适宜的降解时间,更能长时间保持面部美观,促进复合凝胶的更长效使用。

    7、优选地,透明质酸凝胶在注射用复合凝胶中的质量占比为30~70%;羟基磷灰石在注射用复合凝胶中的质量占比为5~60%。控制透明质酸凝胶以及羟基磷灰石这两者在复合凝胶中的质量占比,可以有效促进这两者的协同作用,使得这两种物质在充分发挥各自优势的同时,能够进一步提高复合凝胶的作用效果,延长复合凝胶的作用时间。且在上述质量占比下,羟基磷灰石在凝胶中的分散稳定性以及促进效果发挥更好,这是因为,若羟基磷灰石过少,不利于提升复合凝胶力学性能以及作用效果,而若羟基磷灰石过多,又容易沉积、聚集,不利于分散稳定性,也不利于提升复合凝胶力学性能以及作用效果。同理,若透明质酸凝胶过少,则不足以拖住羟基磷灰石,导致羟基磷灰石发生沉降;而若透明质酸凝胶过多,复合凝胶整体的机械性能下降,且提升面部效果变差;因此这两种情况也不利于提升复合凝胶力学性能以及作用效果。

    8、优选地,透明质酸凝胶在注射用复合凝胶中的质量占比为40~70%;羟基磷灰石在注射用复合凝胶中的质量占比为10~50%。进一步地,透明质酸凝胶以及羟基磷灰石的质量占比在上述范围内,复合凝胶的机械性能以及作用效果、作用效果时间能得到更好的平衡。

    9、优选地,上述注射用复合凝胶,还包括醇类、麻醉剂;醇类在注射用复合凝胶中的质量占比为0.5~10%;麻醉剂在注射用复合凝胶中的质量占比为0.1~0.5%。

    10、优选地,醇类包括丙三醇、丙二醇中的至少一种。

    11、优选地,麻醉剂包括利多卡因、盐酸利多卡因中的至少一种。

    12、优选地,注射用复合凝胶还包括其他交联或非交联高分子凝胶,其他交联或非交联高分子凝胶在注射用复合凝胶的质量占比为0~20%;其他交联或非交联高分子凝胶包括透明质酸钠、纤维素、葡聚糖、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的至少一种。

    13、除此之外,上述注射用复合凝胶还可以包括一定量的维生素和抗氧化剂;视具体情况加入,不会影响注射用复合凝胶的性能。

    14、根据本发明的第二个方面,提供一种上述注射用复合凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:s1.配置透明质酸钠碱性溶液,分多次加入羟基磷灰石,每次加入量为羟基磷灰石总质量的0.5~20%,加入总量为羟基磷灰石总质量的0.5~70%,随后继续向其中加入交联剂进行反应,得到第一凝胶;s2.将预制凝胶置于第一缓冲液中透析,制粒,得到第二凝胶;s3.向第二凝胶中分多次加入羟基磷灰石混合,每次加入量为羟基磷灰石总质量的0.5~20%,且控制后一次的加入量多于前一次的加入量,直至加入完毕;s4.向s3中所得到的物料中加入醇类、麻醉剂、第二缓冲液,得到注射用复合凝胶。在本发明所提供的注射用复合凝胶的制备方法中,s1中在交联前分多次加入羟基磷灰石,以及结合s3中交联后再分多次加入羟基磷灰石,且保证后一次的加入量多于前一次的加入量,相比于在交联前或者交联后一次加入或多次加入,都更能促进羟基磷灰石在透明质酸凝胶中的充分混合均匀,提高复合凝胶整体的分散稳定性,有效发挥羟基磷灰石与透明质酸凝胶的共同作用,提高复合凝胶的力学性能、作用效果以及作用时间。同时还能保证在较短时间内就能实现羟基磷灰石在透明质酸凝胶中的分散均匀以及分散稳定,提高生产效率。

    15、优选地,在s1中,交联剂包括环氧化物、卤代醇、二乙烯基砜中的至少一种;环氧化物包括1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1-(2,3-环氧丙基)2,3-环氧环己烷、1,2-乙二醇二环氧甘油醚、1,2,7,8-二环氧辛烷中的至少一种。

    16、优选地,s1中交联的反应温度为20~60℃,时间为3~8h。

    17、优选地,在s2中,第一缓冲液包括磷酸钠盐溶液、磷酸钾盐溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氯化钠溶液中的至少一种。

    18、优选地,在s3中,混合过程中,搅拌速度为100~2000rpm,搅拌时长为5~120min。

    19、优选地,在s1中,配置透明质酸钠碱性溶液的具体操作为:取透明质酸钠溶于碱性溶液;碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、季铵碱溶液中的至少一种)。

    20、优选地,在s4中,第二缓冲液包括磷酸钠盐溶液、磷酸钾盐溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氯化钠溶液中的至少一种。

    21、优选地,s4中还可以加入其他交联或非交联高分子凝胶,如透明质酸钠、纤维素、葡聚糖、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。

    22、综上,本发明所提供的注射用复合凝胶,通过严格控制所采用的羟基磷灰石的粒径分布,有效地提高了羟基磷灰石在透明质酸凝胶中的分散稳定性,而更进一步优化复合凝胶的力学性能,并且延长复合凝胶显著效果的持续时间。且注射用复合凝胶注射挤出力小,与皮肤融合度较高,不易变形和移位,美容效果高。同时该注射用复合凝胶副作用小,可有效减少注射后引发的炎症,且该注射用复合凝胶降解速度适中,不会出现降解速度与实际衰老速度不一致而导致面部不美观的情况。


    技术特征:

    1.一种注射用复合凝胶,其特征在于:包括透明质酸凝胶、羟基磷灰石;

    2.如权利要求1所述注射用复合凝胶,其特征在于:所述羟基磷灰石的孔隙率为15~95%。

    3.如权利要求2所述注射用复合凝胶,其特征在于:所述羟基磷灰石的孔隙率为60~90%。

    4.如权利要求1所述注射用复合凝胶,其特征在于:所述透明质酸凝胶在所述注射用复合凝胶中的质量占比为30~70%;

    5.如权利要求4所述注射用复合凝胶,其特征在于:所述透明质酸凝胶在所述注射用复合凝胶中的质量占比为40~70%;

    6.如权利要求1所述注射用复合凝胶,其特征在于:还包括醇类、麻醉剂;

    7.一种如权利要求1~6任一项所述注射用复合凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    8.如权利要求7所述注射用复合凝胶的制备方法,其特征在于:在所述s1中,所述交联剂包括环氧化物、卤代醇、二乙烯基砜中的至少一种;

    9.如权利要求7所述注射用复合凝胶的制备方法,其特征在于:在所述s2中,所述第一缓冲液包括磷酸钠盐溶液、磷酸钾盐溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氯化钠溶液中的至少一种。

    10.如权利要求7所述注射用复合凝胶的制备方法,其特征在于:在所述s3中,混合过程中,搅拌速度为100~2000rpm,搅拌时长为5~120min。


    技术总结
    本发明提供一种注射用复合凝胶及其制备方法和应用,注射用复合凝胶包括透明质酸凝胶、羟基磷灰石;羟基磷灰石为多孔球形结构或多孔近球形结构;羟基磷灰石的粒径分布如下:小于25μm的体积占比为0~10%,25~30μm的体积占比为10~20%,30~35μm的体积占比为20~30%,35~40μm的体积占比为20~30%,40~45μm的体积占比为10~20%,大于45μm的体积占比为0~10%,各组分占比总和为100%。该注射用复合凝胶注射挤出力小,与皮肤融合度较高,不易变形和移位,美容效果高。同时该注射用复合凝胶副作用小,可有效减少注射后引发的炎症,且该注射用复合凝胶降解速度适中,不会出现降解速度与实际衰老速度不一致而导致面部不美观的情况。

    技术研发人员:王谷丰,荆华,姚鹏,吴萌
    受保护的技术使用者:南京汉瑞生物科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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