Фотоотверждаемое производное гликозаминогликана, сшитое производное гликозаминогликана и способы их получения, композиция для медицинского использования, способ предотвращения клеточной и тканевой адгезии

Фотоотверждаемое производное гликозаминогликана, сшитое производное гликозаминогликана и способы их получения, композиция для медицинского использования, способ предотвращения клеточной и тканевой адгезии

Реферат

 

Фотоотверждаемое производное гликозаминогликана, имеющее молекулярный вес 4000-2000000, может быть представлено одной из формул: gag-O-CO-R¹, gag-OCO-R³-NH-CO-R¹, gag-O-CO-R³-O-CO-R¹, gag-CO-O-R³-NH-CO-R¹, gag-CO-NH-R³-O-CO-R¹, gag-CO-NH-R³-NH-CO-R¹, gag-CO-O-R¹, gag-O-CO-R³-CO-O-R¹, gag-CO-O-R³-CO-O-R¹, gag-CO-NH-R³-CO-O-R¹, где gag-O, gag-CO означает гликозаминогликановую часть, a гликозаминогликан выбран из гиаллуроновой кислоты, хондроитина, хондроитинсульфата, дерматансульфата, гепарина, гепарансульфта, кератосульфата, кератополисульфата, коломиновой кислоты, или их производных, R¹ - фотореактивная группа, имеющая хотя бы одну двойную С-С связь, способную образовывать циклобутановое кольцо с помощью фотореакции; R³ -(СН₂)_n-, -(CH₂)_pCHY-, -(СН₂)_m-С₆Н₄-(СН₂)_l-, где l, m, n, p -число от 1 до 10, Y - СООН, NH₂, отличаются высокой степенью безопасности и биосовместимости. 8 с. и 7 з.п.ф-лы, 30 ил., 10 табл.

Изобретение относится к фотоотверждаемым производным гликозаминогликана, каждое из которых получают химическим связыванием фотореактивного соединения с гликозаминогликаном /здесь и далее иногда именуемым для краткости как "GAG"/, и к сшитым гликозаминогликанам, имеющим трехмерную сетчатую структуру, которую получают, подвергая указанные производные фотореакции для димеризации фотореактивного соединения, к способам их получения, и, далее, к удовлетворительным биосовместимым материалам для медицинского использования, которые их содержат.

Фотоотверждаемые смолы, содержащие гидрофобные полимерные системы, которые могут быть фотодимеризованы для сшивки, до сих пор использовались в литографии, в красках и печати, наряду с другими. Напротив, существует лишь немного известных примеров осуществления фотосшивки гидрофильных полимеров.

С другой стороны, были предприняты попытки сшивать GAGи, которые обычно являются гидрофильными полимерами, с помощью альдегидов, эпоксисоединений, дивинилсульфоновых соединений и т.п. для пролонгирования действия GAG in vivo или для получения материалов для медицинского применения в виде пленок или порошков, например, для предотвращения адгезии тканей. Однако, так как GAGи являются макромолекулами, сшитые производные GAG имеют еще более высокий молекулярный вес, и этот факт затрудняет полное удаление непрореагировавших материалов и/или катализаторов из сшитых производных GAG. Так, при введении или имплантации в живые организмы, указанные производные могут часто оказывать вредное воздействие, и поэтому они не пригодны для практического использования. Кроме того, сшитые производные GAG существуют как гели или твердые вещества, и поэтому их трудно формовать после сшивки, и, следовательно, они не подходят для практических целей. Более того, что касается их использования в качестве носителей в препаратах с замедленным или контролируемым высвобождением /JP-A-62-129226/ соответствующий патент США 5128326/; термин "JP-A" в том смысле, как здесь использован, относится к нерассмотренной опубликованной японской патентной заявке/, замедленного высвобождения активных ингредиентов можно достичь только используя преимущество вязкости сшитых GAG производных, и этот недостаток делает их непригодными для практического использования. Таким образом, такие способы и сшитые GAG производные едва ли могут обеспечить контроль за скоростью высвобождения лекарственных препаратов.

Известно также, что фоточувствительные материалы, полученные при этерификации гидроксильных групп полисахаридов, полученных с помощью микроорганизмов или растений, таких как пуллулан, амилоза и маннан, с циннамоильными группами, которые являются фотодимеризуемыми функциональными группами, применимы как адсорбенты, носителя ферментов или носители для хроматографии или для получения PS пластин или фоторезисторов, или для других применений /JP-B-56-14969/ соответствует патенту США 3960685 /причем термин JP-B означает прошедшую экспертизу опубликованную японскую патентную заявку/ JP-A-60-219202/.

Однако указанные выше фоточувствительные материалы имеют проблемы с точки зрения гарантии безопасности, с трудом могут контролировать клеточную адгезию и обладают плохой биосовместимостью в организме человека, и поэтому не годятся для использования в качестве медицинских материалов для непосредственного использования в живых организмах, в частности, в качестве искусственных органов, медицинских изделий, предназначенных для покрытия ран или в хирургии, носителей фармацевтических препаратов, или других материалов, предназначенных для того или иного способа медицинского лечения.

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание фотоотверждаемых гликозаминогликеновых производных и полученных из них сшитых гликозаминогликанов, отличающихся высокой безопасностью и биосовместимостью.

Другой целью настоящего изобретения является создание способа получения фотоотверждаемых производных гликозаминогликана, легко поддающихся формовке, при желании, например, отливкой в растворителе, причем этим способом можно легко исключить непрореагировавшие вещества, способные вызывать вредные побочные воздействия, и способ получения из них сшитых GAG.

Третьей целью настоящего изобретения является создание материалов для применения в медицине, которые основаны на указанных отверждаемых производных GAG или сшитых GAG и могут широко использоваться для различных целей.

Четвертой целью настоящего изобретения является создание неадгезивных материалов, содержащих сшитый гликозаминогликан, которые не прилипают к тканям, но являются биоразлагаемыми в соответствии со скоростью зарастания ран, и механическая прочность которых может быть легко отрегулирована в соответствии с механическими нагрузками в месте их использования, и неадгезивные материалы, содержащие фотоотверждаемое производное гликозаминогликана, превращаемое в сшитый гликозаминогликан при облучении светом in vivo.

Пятой целью настоящего изобретения является создание материалов или препаратов для осуществления контролируемого высвобождения лекарств, которые содержат сшитый гликозаминогликан, и обеспечивают высвобождение лекарств со скоростью, необходимой для этого включенного лекарства, заключенного или вкрапленного в этот материал, и для целей применения данного лекарства, а также в качестве материалов для осуществления контролируемого высвобождения лекарств, который включает фотоотверждаемый гликозаминогликан, и которые могут быть использованы в качестве носителей в материалах или препаратах, указанных выше, или в качестве исходных для них материалов.

Настоящее изобретение обеспечивает фотоотверждаемые производные гликозаминогликана /здесь и далее иногда называемые для краткости "фотоотверждаемые GAG"/, которые содержат гликозаминогликан и фотореактивное соединение с ним связанное, и сшитый гликозаминогликан /здесь и далее иногда для краткости называемый как "сшитый GAG"/, полученный за счет введения указанного фотоотверждения GAG в реакцию сшивки указанного фотореактивного соединения. Указанный фотоотверждаемый GAG можно, предпочтительно, получить, проводя этерификацию гидроксильных или карбоксильных групп гликозаминогликана фотореакционноспособным соединением, активацией карбоксильных групп гликозаминогликана и подвергая активированные карбоксильные группы реакции амидирования с фотореакционноспособным соединением или подвергая карбоксильные группы гликозаминогликана реакции амидирования с фотореакционноспособным соединением в присутствии конденсирующего агента. Сшитый гликозаминогликан можно получить, облучая фотоотверждаемый GAG светом, вызывая тем самым реакцию сшивки фрагментов фотореакционноспособного соединения друг с другом. Материалы на основе указанных сшитых GAG пригодны для использования в медицине. Фотоотверждаемый GAG, который обеспечивает указанный сшитый GAG, может также служить в качестве материала для использования в медицине.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1 представляет ¹H-ЯМР спектр, который используют в примере 1, для количественного определения связанной коричневой кислоты.

Фиг. 2 представляет УФ /видимый спектр, иллюстрирующий уменьшение поглощения на 279 нм за счет экспонирования на свету полученной в примере 1 пленки сшитой гиалуроновой кислоты.

Фиг. 3 графически представляет зависимость контактного угла на степень замещения /DS/ остатков коричной кислоты среди различных пленок сшитой гиалуроновой кислоты.

Фиг. 4 графически изображает зависимость способности набухать от DS остатком коричной кислоты среди различных пленок сшитой гиалуроновой кислоты.

Фиг. 5 представляет собой фотографии клеточной морфологии, которые иллюстрируют различия в адгезии эндотелиальных клеток, как результат различий в DS за счет остатков коричной кислоты среди пленок сшитой гиалуроновой кислоты.

Фиг. 6 графически представляет зависимость степени гелеобразования /%/ при фотоотверждении сложного эфира хондроитинсульфат-коричной кислоты /lot CS-Cin-2/ от его концентрации в его PBS растворе.

Фиг. 7 графически представляет зависимость степени гелеобразования /%/ при гелеобразовании сшитого хондроитинсульфата и способности набухания в зависимости от времени экспонирования свету сложного эфира хондроитинсульфат-коричной кислоты /lot CS-Cin-3/ в PBS.

Фиг. 8 графически представляет зависимость степени желатинирования при гелеобразовании сшитого хондроитинсульфата и способность набухать от DS за счет остатка коричной кислоты.

Фиг. 9 графически представляет зависимость способности набухать от DS пленок сшитого хондроитинсульфата.

Фиг. 10 графически представляет зависимость контактного угла от DS остатка коричной кислоты в пленках сшитого хондроитинсульфата, полученных в примере 8.

Фиг. 11 графически представляет зависимость процента образования тимидинового димера от времени облучения УФ/ультрафиолетом/ в процессе образования пленки сшитой гиалуроновой кислоты при экспонировании НА-Thym-I УФ лучам в примере 14.

Фиг. 12 графически представляет связь между молярным отношением 1-/2-карбоксиэтил/тимин/ HA и DS в синтезе HA-Thym в примере 16.

Фиг. 13 графически представляет связь между молярным отношением 1-/2-карбоксиэтил/тимин/CS и DS в синтезе CS-Thym в примере 17.

Фиг. 14 графически представляет связь между изменением поглощения на 270 нм тимина и временем облучения при экспонировании свету пленок CS-Thym в примере 18.

Фиг. 15 графически представляет связь между степенью желатинирования /%/ и временем облучения при экспонировании свету тонких пленок CS-Thym в примере 18.

Фиг. 16 графически представляет связь между степенью желатинирования /%/ и временем облучения при экспонировании свету другой тонкой пленки CS-Thym в примере 18.

Фиг. 17 графически представляет связь между способностью набухать и временем облучения при экспонировании свету тонкой пленки HA-Thym в примере 18.

Фиг. 18 графически представляет связь между способностью набухать и DS для тонких пленок HA-Thym до и после экспонирования их свету в примере 18.

Фиг. 19 представляет собой ¹H ЯМР спектр сложного эфира хондроитинсульфат-/7-кумарилокси/уксусной кислоты полученного в примере 20.

Фиг. 20 графически представляет связь между молярным отношением хлорангидридной формы кумарина/хондроитинсульфатных гидроксильных групп /CS - OH/ и DS в образовавшемся сложном эфире.

Фиг. 21 графически изображает связь между изменениями поглощения на 320 нм кумарина и временем облучения при экспонировании свету тонкой пленки сложного эфира хондроитинсульфат-/7-кумарилокси/уксусной кислоты в примере 21.

Фиг. 22 графически изображает связь между способностью набухать и временем облучения при экспонировании свету тонкой пленки сложного эфира хондроитинсульфат/7-кумарилокси/уксусной кислоты в примере 21.

Фиг. 23 графически представляет связь между способностью к набуханию и DS при экспонировании свету тонких пленок сложного эфира хондроитинсульфат-/7-кумарилокси/уксусной кислоты примера 21.

Фиг. 24 графически представляет связь между степенью желатинирования /%/ и временем облучения при экспонировании свету тонкой пленки сложного эфира хондроитинсульфат-/7-кумарилокси/уксусной кислоты в примере 21.

Фиг. 25 графически представляет связь между степенью желатинирования /%/ и концентрацией сложного эфира хондроитинсульфат-/7-кумарилокси/уксусной кислоты в экспонированных свету тонких пленках, содержащих указанный сложный эфир, в примере 21.

Фиг. 26 графически представляет скорость высвобождения лекарственного препарата из сшитой под действием света пленки HA-Thym /DS = 0,7/ с содержанием лекарственного препарата 10% или 50%, как указано в примере 28, в зависимости от времени, причем указанная скорость выражена в единицах изменения поглощения на 269 нм.

Фиг. 27 графически представляет скорость высвобождения лекарственного препарата из пленки HA-Thym, сшитой под действием света /DS = 2,2/, с содержанием лекарства 10% или 50%, как определено в примере 28, в зависимости от времени, причем указанная скорость выражена в единицах изменения поглощения на 269 нм.

Фиг. 28 графически представляет скорость высвобождения лекарства из пленки фотосшитого CS-Thym /DS = 0,8/ с содержанием лекарства 10% или 50%, как указано в примере 28, в зависимости от времени, причем указанная скорость выражается в единицах изменения поглощения на 269 нм.

Фиг. 29 графически представляет скорость высвобождения лекарства из пленки фотосшитого CS-Thym /DS = 1,3/ при содержании лекарства 10% или 50%, как определено в примере 28, в зависимости от времени, причем указанная скорость выражена в единицах изменения поглощения на 269 нм.

Фиг. 30 графически представляет скорость высвобождения лекарства из пленки фотосшитого CS-Thym /DS = 1,8/ с содержанием лекарства 10% или 50%, как указано в примере 28, в зависимости от времени, причем указанная скорость выражена в единицах изменения поглощения на 269 нм.

Термин "материал для использования в медицине" в рамках настоящего изобретения включает, среди других, материалы для изготовления медицинских приспособлений, используемых для диагностических или терапевтических целей, или для искусственных органов /искусственных кровеносных сосудов, искусственного сердца, искусственной кожи и т.д./, материалы, составляющие покрытия для ран, протезы, неадгезивные материалы или приспособления для контролируемого высвобождения лекарств, и искусственные внеклеточные матрицы или искусственные мембраны, которые можно использовать для адгезии и мультипликации эндотелиальных клеток, эпителиальных клеток и клеток гладкой мускулатуры при образовании гибридных искусственных органов.

Фотоотверждаемый GAG настоящего изобретения предпочтительно имеет частичную структуру, представленную одной из формул /1/ - /5/, приводимых далее, и при проведении фотореакции дает сшитый GAG. Под каждой из этих формул приводится соответствующий тип реакции, где gag означает частичную структуру любого гликозаминогликана, R¹ является фотореактивной группой /то есть группой, содержащей по крайней мере виниленовую группу/, а R¹-COOH, R¹-NH₂ и R¹-OH каждый являются фотореактивным соединением.

[A] gag-O-(CO-R¹) [1] gag-OH + R¹-CCOH ---> эфирное связывание ---> [1] [B] gag-CO-(NH-R¹) [2] gag-COOH + R¹-NH₂ ---> амидное связывание ---> [2] [C] gag-CO-(O-R¹) [3] gag-COOH + R¹-OH ---> эфирное связывание ---> [3] [D] gag-O-R^2a-R¹ [4] R^2a является группой, полученной из спейсера, способного реагировать с gag-OH /например, HOOC-R³-COOH, HOOC-R³-NH₂/ и функциональной группой фотореактивного соединения.

[D-1] gag-OH + HOOC-R³-COOH ---> gag-O-CO-R³-COOH [D-1-c] gag-O-CO-R³-COOH + R¹-OH ---> gag-O-CO-R³-CO-O-R¹ = [4a] [D-1-b] gag-O-CO-R³-COOH + R¹-NH₂ ---> gag-O-CO-R³-CO-NH-R¹ = [4b] [D-2] gag-OH + HOOC-R³-NH₂ ---> gag-O-CO-R³-NH₂ [D-2-a] gag-O-CO-R³-NH₂ + R¹-COOH ---> gag-O-CO-R³-NH-CO-R¹ = [4c] [E] gag-CO-R^2bR¹ [5] R^2b является группой, полученной из спейсера, способного реагировать с gag-COOH /например, OH-R³-COOH, OH-R³-OH, HO-R³-NH₂, H₂N-R³-NH₂, H₂N-R³-COOH/ и функциональной группой фотореактивного соединения.

[E-0] [E-0-a] N₂N-R³-NH₂ + R¹-COOH ---> H₂N-R¹-NH-CO-R¹ gag-COOH ^oC H₂N-R³-NH-CO-R¹ [F-1] ---> gag-CO-NH-R³-NH-CO-R¹ = [5-1] [E-0-b] RNH-R³-NH₂ + R¹-COOH ---> RNH-R³-NH-CO-R¹ [F-2] RNH-R³-NH-CO-R¹ [F-2] ^oC H₂N-R³-NH-CO-R¹ gag-COOH ^oC H₂N-R³-NH-CO-R¹ [F-1] или [F-2] ---> gag-CO-NH-R³-NH-CO-R¹ = [5-1] [F-2] gag-COOH ^oC HO-R³-COOH ---> gag-CO-O-R³-COOH [E-1-a] gag-CO-O-R³-COOH ^oC R¹-OH ---> gag-CO-O-R³-CO-O-R¹ = [5a] [E-1-6] gag-CO-O-R³-COOH ^oC R¹-NH₂ ---> gag-CO-O-R³-CO-NH-R¹ = [5c] [E-2] gag-COOH ^oC HO-R³-OH ---> gag-CO-O-R³-OH [E-2-a] gag-CO-O-R³-OH ^oC R¹-COOH = gag-CO-O-R³-O-CO-R¹ = [5c] [E-3] gag-COOH ^oC HO-R³-NH₂ ---> gag-CO-O-R³-NH₂ [E-3-a] gag-CO-O-R³-NH₂ ^oC R¹-COOH ---> gag-CO-O-R³-NH-CO-R¹ = [5d] [E-4] gag-COOH + H₂N-R³-OH ---> gag-CO-NH-R³-OH [E-4-a] gag-CO-NH-R³-OH + R¹-COOH ---> gag-CO-NH-R³-O-CO-R¹ = [5e] [E-5] gag-COOH + H₂N-R³-NH₂ ---> gag-CO-NH-R³-NH₂ [E-5-a] gag-CO-NH-R³-NH₃ + R¹-COOH ---> gag-CO-NH-R¹-NH-CO-R¹ = [5f] [E-6] gag-COOH + H₂N-R¹-COOH ---> gag-CO-NH-R³-COOH [E-6-a] gag-CO-NH-R³-COOH + R¹-OH ---> gag-CO-NH-R³-CO-O-R¹ = [5g] [E-6-b] gag-CO-NH-R³-COOH + R¹-NH₂ ---> gag-CO-NH-R³-CO-NH-R¹ = [5h] R³ имеет предпочтительно одно из следующих значений: R^3a: -/CH₂/_n - /n = 1-10/; R^3b: -/CH₂/_pGHY - /Y является COOH или NH₂; а p = 1-10/; R^3c: -/CH₂/_m - C₆H₄ - /CH₂/_l - /m = 1-10, l = 1-10/.

R³ имеет предпочтительно одно из следующих значений: R^3a: -/CH₂/_n - /n = 1-10/; R^3b: -/CH₂/_pGHY - /Y является COOH или NH₂, а p = 1 - 10/; R^3c: /CH₂/_m-C₆H₄-/CH₂/_n - /m = 1-10, l = 1-10/.

Хотя в вышеприведенных примерах был использован только один спейсер, можно использовать множество спейсеров.

Вышеуказанные фотореактивные соединения /F - 1/ или /F - 2/ можно использовать вместо R¹ - NH₂ при получении продукта формул /4b/, /5b/ или /5h/.

В принципе, R¹, который является фотореактивной группой, может быть любой группой, при условии, что он способен по крайней мере димеризоваться внутримолекулярно и/или межмолекулярно при экспонировании свету при образовании циклобутанового кольца.

В каждой из вышеуказанных формул -COOH может принимать форму реакционноспособного производного /например, галида, ангидрида карбоновой кислоты, активного сложного эфира/, способного реагировать с гидроксильной или аминогруппой.

В качестве частично предпочтительных примеров R¹-CO-, которые имеют место в формулах /1/, /4c/, /5c/ - /5f/ и т.д., можно указать группы следующих формул: где R⁴ и R⁵ могут быть одинаковы или различны, и каждый является атомом водорода, или низшим алкилом, или низшей алкилокси, или нитрогруппой, или аминогруппой; где R⁶ является водородом, или атомом галоида, или низшим алкилом, или галоид-низшийалкил-группой, R⁷ является водородом, или атомом галоида, или циано, карбоксилом, низшим алкоксикарбонилом, низшим алкилом или группой галоид-низший алкил, а R⁸ является низшей алкиленовой группой; где R⁹, R¹⁰ и R¹¹ могут быть одинаковы или различны, и каждый независимо является атомом водорода или группой низшего алкила, а R¹² является группой низшего алкилена.

Группы указанных выше формул /6/ - /8/ являются наиболее предпочтительными при R^1a-CO- /причем R^1a является фотореактивной группой/ в R^1a-CO-NH-R³-NH в соответствии с формулой /2/, и как R¹-CO- в формуле /5-l/, и R^3a или R^3b предпочтительны в качестве R³. Если R³ является R^3b, в качестве Y предпочтительно COOH.

В качестве предпочтительных примеров R¹-O-, встречающихся в формулах /3/, /4a/, /5a/, /5g/ и так далее, можно указать остатки следующих формул: где R¹³ является водородом, или атомом галоида, или низшим алкилом, или группой галоид-низший алкил, R¹⁴ является водородом, или атомом галоида, или циано, карбоксилом, низшим алкоксикарбонилом, низшим алкилом или группой галоид-низшего алкила, а R¹⁵ является группой низшего алкилена; где R¹⁶ и R¹⁷ могут быть одинаковы или различны, и каждый является атомом водорода, или низшим алкилом, или низшей алкокси-, или нитро-, или аминогруппой.

Группы, представленные формулами выше, например, можно также использовать в качестве элементов, составляющих R¹: Фотоотверждаемый GAG по способу настоящего изобретения способен к межмолекулярной димерилизации при экспонировании свету, в результате чего фотореактивные группы /то есть группы, содержащие по крайней мере винильную группу/, содержащиеся в молекулах фотореактивного соединения, образуют парами циклобутановые кольца в соответствии с приведенным далее уравнением, давая соответствующие сшитые GAG составляющие двух- или трехмерную сетчатую структуру с нужной степенью сшивки. В процесс фотоотверждения может быть также включена внутримолекулярная димеризации Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением биосовместимые фотосшитые GAG с нужной степенью сшивки, и, следовательно, с нужными физическими свойствами /например, свойство механического удержания структуры, свойство удерживать воду, гидрофильность, смазывающие свойства, скорость высвобождения лекарств/ и с нужными биологическими свойствами /например, клеточная адгезия, способность к биоразложению - абсорбации, физиологическая активность/, которые соответствуют их целевому использованию, можно получить за счет выбора или регулирования фотореактивного соединения и GAG /например, химическую структуру, молекулярный вес и т.д./ и содержания фотореактивного соединения /степень замещения /DS/ фотореактивным соединением/, наряду с другими.

Термин "степень замещения /DS/", как здесь используется, определяется как число молей фотореактивного соединения или групп, связанных с каждым повторяющимся дисахаридным фрагментом /каждый фрагмент содержит уроновую кислоту и гексозамин/ GAG. Так, например, гиалуроновая кислота содержит четыре гидроксильные группы /замещаемые гидроксильные группы/ на каждый дисахаридный фрагмент, что при модификации фотореактивным соединением или группой по всем гидроксильным группам дает DS = 4, тогда как три гидроксильные группы на дисахаридный фрагмент хондроитинсульфата, после его модификации фотореактивным соединением или группой, дают DS = 3.

Термин "гликозаминогликан" или "GAG" в том смысле, как здесь использован, включает коломиновую кислоту, гиалуроновую кислоту /HA/, хондроитин, хондроитинсульфат /CS/, теихуроновую кислоту, дерматансульфат, гепарин, гепаринсульфат, кератосульфат, кератансульфат, кератополисульфат, хитин, хитозан и их производные /ацилпроизводные, полисульфаты, продукты десульфатации, продукты деацилирования и т. д. /. Термин "низший" означает, что рассматриваемая углеродная цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и состоит из 1 - 6 атомов углерода. Термин "атом галоида" включает хлор, бром, фтор и иод, а термин "галоид" используют для указания на то, что один или более из атомов водорода был замещен такими атомами галоидов.

В сочетаниях формулы /6/ с формулами /1/, /4c/, /5-1/, /5c/, /5f/ и т.д. R¹CO- является, например, остатком, полученным из замещенной или незамещенной коричной кислоты или его реакционноспособного производного. В качестве замещенного остатка коричной кислоты можно упомянуть остатки, которые содержат один или два низших алкила, низшую алкокси-, нитро- или аминогруппу в любом положении бензольного кольца. Однако R¹CO-, полученный из коричной кислоты, является наиболее предпочтительным.

В сочетаниях формулы /7/ с формулами /1/, /4c/, /5-1/, /5c/ - /5f/ и т. д. R¹CO- является, например, остатком, полученным из урацильного производного, содержащего карбоксиалкильную группу в качестве заместителя в положении 1 или его реакционноспособного производного, с водородом, или атомом галоида, или низшим алкилом, или группой галоид-низшего алкила, представленного R⁶, в положении 5 пиримидинового кольца, водородом, или атомом галоида, или циано, карбоксил, низшего алкоксикарбонила, низшего алкила или группы галоид-низший алкил, представленным R⁷ в положении 6, и низшей алкиленовой группой R⁸, полученной из карбоксиалкильной группы, и образующий сложноэфирную связь с гидроксильной группой oao в положении 1. В частности, предпочтительным является R¹CO-, полученный из 1-/2-карбоксиэтил/тимина.

В сочетаниях формулы /8/ с формулами /1/, /4c/, /5-1/, /5c/ - /5f/ и т. д. R¹CO- является, например, остатком, полученным из 7-карбоксиалкоксил-замещенного производного кумарина или его реакционноспособного производного, причем в положениях 5, 6 и 8 кумаринового кольца каждый независимо имеет атом водорода или низшую алкильную группу, представленную R⁹, R¹⁰ и R¹¹ соответственно, с низшей алкиленовой группы, и образующим сложноэфирную связь с гидроксильной группой oao в положении 7. Наиболее предпочтительной R¹CO-группой является группа, полученная из 7-кумарилоксиуксусной кислоты.

В сочетаниях формулы /10/ с формулами /3/, /4a/, /5a/, /5g/ и т.д. R¹O- является остатком, полученным из 1-гидроксиалкил-замещенного урацильного производного или его реакционноспособного производного, с водородом, или атомом галоида, или низшим алкилом, или группой галоид-низший алкил, представленной R¹³ в положении 5 пиримидинового кольца, водородом, или атомом галоида, или циано, карбоксилом, низшим алкоксикарбонилом, низшим алкилом или группой галоид-низшего алкила, представленных R¹⁴, в положении 6, и низшей алкиленовой группой R¹⁵, полученной из гидроксиалкильной группы, и образующим сложноэфирную связь, с карбоксильной группой oao в положении 1.

В сочетаниях формулы /11/ с формулами /3/, /4a/, /5a/, /5g/ и т.д. R¹O- является, например, остатком, полученным из замещенного или незамещенного коричного спирта или его реакционноспособного производного. Остатком замещенного коричного спирта является, например, один или два низших алкила, низших алкокси-, нитро- или аминогрупп в любом положении бензольного кольца.

Исходные соединения GAG GAG не ограничены ни происхождением, ни молекулярным весом. GAG выбирают в соответствии с предполагаемым применением и используют либо отдельно, либо в форме смесей двух или более из них. Хотя GAG природного происхождения, полученные как экстракты органов животных, продукты ферментации и т.д., обычно используют GAG химически или ферментативно синтезированные, или GAG синтезированные полусинтетическими способами могут также быть использованы продукты, полученные из них за счет модификации функциональных групп.

GAG можно повергнуть взаимодействию с фотореактивным соединением как оно есть, но обычно его используют в виде соли щелочного металла, такого как натрий, калий и т.д., щелочноземельного металла, такого как магний, кальций и т.д., третичного амина, такого как три-н-бутиламин, триэтиламин, пиридин и т.д. и т.п.

Если фотореактивное соединение, подлежащее связыванию с GAG, не растворимо в воде, это фотореактивное соединение вводят в органический растворитель, содержащий GAG для проведения реакции.

Органический растворитель, содержащий GAG, получают, например, обрабатывая водный раствор натриевой соли GAG катионнобменником до получения карбоксильного радикала или сульфатного радикала, добавляя к этому смешиваемый с водой органический растворитель /например, диметилформамид /ДМФ/, диметилсульфоксид /ДМСО/, гексаметилфосфорамид /ГМФА/, пиридин или т.п./ и третичный амин /например, три-н-бутиламин/ до получения соли амина GAG и удаляя воду перегонкой.

Если фотореактивное соединение является растворимым в воде, реакцию можно вести, добавляя фотореактивное соединение к водному раствору GAG /например, в виде натриевой соли/.

Фотореактивные соединения Фотореактивные соединения, из которых образуют связи с такими группами, как -OH, -COOH или -NH₂GAG или спейсера, связанного или способного связываться с GAG, как было указано ранее, имеют такие группы, как -OH, -COOH или -NH₂.

/1/ Если -COOH является функциональной группой: Фотореактивные соединения связаны с GAG или со спейсерными группами при образовании сложного эфира в соответствии с формулами /1/, /4c/, /5-1/, /5c/, /5d/, /5e/ и /5f/ и включают соединения с химическими структурами, в которых OH или галоид, например, связан с группами формул /6/ - /8/, а именно замещенной или незамещенной коричными кислотами, 1-карбоксиалкилзамещенными урацилами и 7-карбоксиалкилзамещенными кумаринами /7-кумарилоксикарбоновыми кислотами/ и их реакционноспособными производными. В качестве реакционноспособных производных можно указать галоидангидриды /например, хлорангидрид и т.д./ и ангидриды кислот.

Галоидангидриды вышеуказанных 7-кумарилоксикарбоновых кислот можно получить, конденсируя соответствующий, необязательно замещенный, 7-гидроксикумарин со сложным эфиром галоидкарбоновой кислоты в присутствии щелочи и гидролизуя полученный сложный эфир 7-кумарилоксикарбоновой кислоты до получения 7-кумарилоксикарбоновой кислоты или конденсируя соответствующий необязательно замещенный 7-гидроксикумарин с галоидкарбоновой кислотой до получения 7-кумарилкарбоновой кислоты и затем осуществляя взаимодействие полученной таким образом 7-кумарилоксикарбоновой кислоты соответствующей формуле /8/, которая может необязательно иметь заместитель или заместители, с тионилгалидом /см., например, JP-A-3-48674/.

/2/ Если -NH₂ является функциональной группой: Фотореактивные соединения формулы /G/, приведенные ниже, можно получить при взаимодействии вышеуказанных замещенных или незамещенных коричных кислот, 1-карбоксиалкилзамещенных урацилов или 7-карбоксиалкоксил-замещенных кумаринов /7-кумарилоксикарбоновых кислот/, или их реакционноспособных производных с соединением формулы /Х-1/, или соединением /Х-2/, полученным из него путем защиты одной из аминогрупп такой аминозащитной группой, как трет.-бутоксикарбонил или бензилоксикарбонил, с последующим удалением защиты при необходимости.

H₂N-R³-NH₂ /x-1/ RNH-R³-NH₂ /x-2/ H₂N-R³-NH-CO-R¹ /F-1/ RNH-R³-NH-CO-R' /F-2/ /3/ Если -OH является функциональной группой: Реакционноспособные производные, соответствующие формуле /9/, можно использовать в качестве фотореактивных соединений. Так, например, соединения циклических эфиров между положениями 1 и 2 пиримидинового кольца могут быть использованы. Специфическими примерами являются 1,2-O-этаноурацил, 1,2-O-этанотимин, 1,2-O-этано-5-хлорурацил, 1,2-O-этано-5-трихлорметилурацил, 1,2-O-этано-6-цианоурацил, 1,2-O-этано-6-хлорметилурацил и 1,2-O-этано-6-трихлорметилурацил.

Можно также указать замещенные или незамещенные коричные спирты, соответствующие формуле /10/.

/4/ Предпочтительные фотореактивные соединения Хотя подлежащие использованию фотореактивные соединения следует выбирать среди указанных выше в соответствии с предполагаемым применением, предпочтительными с медицинской точки зрения являются фотореактивные соединения, полученные из соединений, оказывающих наименее возможный вредный эффект, даже если в сшитых GAG остаются в непрореагировавшей форме, например, коричная кислота, тимин и кумарин.

В практике настоящего изобретения фотоотверждаемые GAG могут содержать одно или более из фотореактивных соединений, связанных с одной и той же GAG молекулой, или с множеством различных GAG молекул. Это применимо к вышеприведенным формулам /1/ - /3/. Поэтому следует отметить, что сшитые GAG настоящего изобретения включают, в рамках их значений, продукты, полученные при фотосшивке таких фотоотверждаемых GAG.

Реакции введения фотореактивных групп /1/ Реакция этерификации с gag-OH Соответствующую соль третичного амина /например, соль три-н-бутиламина, соль триэтиламина, соль пиридина и т.д./ GAG растворяют в соответствующем растворителе /например, ДМФ, пиридине, ДМСО, ГМФА и т.д./ и гидроксильные группы GAG подвергают реакции этерификации замещенной или незамещенной коричной кислотой с частичной структурой формулы /6/ в количестве от 0,5 до 5 моль на моль гидроксильных групп GAG или ее реакционноспособным производным, например галоидангидридом, в присутствии основного катализатора /например, безводного пиридина, и т.д./ или с R¹COOH с частичной структурой формулы /7/ или /8/, или их реакционноспособным производным в присутствии основного катализатора /например, 2-хлор-1-метилпиридиний иодида, пиридина и т.д./ при температуре от 0 до 100^oC, предпочтительно от 70 до 90^oC в течение от нескольких десятков минут до нескольких десятков часов и предпочтительно от 1 до 10 часов, до получения фотоотверждаемого GAG настоящего изобретения.

Степень замещения /DS/ в каждом фотоотверждаемом GAG можно регулировать при желании, изменяя условия реакции. Так, например, значение DS можно повысить, увеличивая молярное отношение R¹COOH или его реакционноспособного производного относительно исходного GAG и/или увеличивая время реакции.

После реакции к реакционной смеси добавляют этанол, насыщенный ацетатом натрия, этанол или метанол и полученный осадок собирают фильтрованием, промывают этанолом или метанолом, а затем сушат при пониженном давлении, в результате чего получают целевой продукт в виде белого порошка.

Реакцию получения соединения формул /5c/ или /5e/ можно вести практически таким же способом, как указано выше.

Некоторые конкретные примеры получаемых таким образом фотоотверждаемых GAG, в которых каждый дисахаридный фрагмент замещен одной молекулой фотореактивного соединения, представлены далее структурными формулами фрагментов. Структурные различия, составляющих целое фрагментов, например, фрагментов, отличающихся числом связанных с ними фотореактивных групп, и/или положений, по которым идет связывание, могут встречаться в одной и той же молекуле.

1/ Фотоотверждаемый GAG /HA-Cin/, полученный при введении коричной кислоты в гиалуроновую кислоту 2/ Фотоотверждаемый GAG /HA-Thym/, полученный при введении 1-/2-карбоксиэтил/тимина в гиалуроновую кислоту 3/ Фотоотверждаемый GAG, полученный при введении 7-кумарилоксиуксусной кислоты в хондроитинсульфат /2/ Амидирование с помощью gag-COOH /в частности, когда фотореактивное соединение связано со спейсерной группой/; например, формула /5-1/ /2-1/: Если R³ = R^3a Если соединение формулы /X-1/ или /X-2/ является алкилендиамином /например, этилендиамином/, соответствующую соль третичного амина /например, соль три-н-бутиламина, соль триэтиламина, соль пиридина и т.д./ GAG растворяют в соответствующем растворителе /например, ДМФ, пиридине, ДМСО, ГМФА и т. д. /, как указано в способе /1/, затем добавляют гидроксисоединение /например, N-гидроксисукцинимид, N-гидроксифталимид и т.д./ в количестве, слегка превышающем число молей по отношению к числу карбоксильных групп в GAG, и конденсирующий агент /например, дициклогексилкарбодиимид, 1-этил-3-/диметиламинопропил/карбодиимид и т.д./, и реакцию ведут при температуре от 0 до 50^oC в течение от 1 до 20 час до получения модифицированного GAG активированного по его карбоксильным группам. Затем осуществляют реакцию амидирования при температуре от 0 до 50^oC в течение от 30 мин до 20 часов между модифицированным таким образом GAG и аминогруппой соединения формулы /F-1/ или /F-2/ до получения фотоотверждаемого GAG.

Фотоотверждаемые GAG можно также получить, используя водный раствор GAG и осуществляя реакцию амидирования между соединением формулы /F-1/ или /F-2/ и карбоксильными группами GAG при температуре от 0 до 50^oC в течение от 1 до 20 часов в присутствии конденсирующего агента /например, такого растворимого в воде карбодиимида, как 1-этил-3-/диметиламинопропил/карбодиимид/.

/2-2/: Если R³ = R^3b /Y = COOH/: Если соединение формулы /X-1/ или /X-2/ является, например, основной аминокислотой /например, L-лизином/, GAG используют в форме водного раствора и проводят реакц