[发明专利]交联多糖及相关方法

说明书

本申请公开了形成交联多糖的方法，其中将一种或多种多糖溶解在溶液中，凝胶化，改性以具有期望的浓度，然后进行辐照。凝胶的辐照使存在的多糖交联。本申请所公开的技术可以应用于各种多糖，包括但不限于琼脂糖和/或透明质酸。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月21日提交的编号为62/783,630的美国临时申请号的权益，其内容通过引用并入本文。

背景技术

交联是通过共价键或离子键将两个或多个聚合物链化学连接在一起的过程。聚合物的各种机械性能可以通过交联来改变。例如，将材料交联至低交联密度可降低聚合物熔体的粘度，而交联至中等交联密度可将粘性聚合物转变为具有弹性体性能和潜在高强度的材料。在某些情况下，很高的交联密度会导致材料变硬或呈玻璃状。已知许多交联技术，包括依赖热、压力、pH变化或辐射来引发交联步骤的过程。

发明内容

本公开涉及交联多糖的方法以及所得的交联的组合物。特别地，本公开描述了辐照胶凝状态的多糖，特别是琼脂糖，以达到期望的交联水平的方法。

如本文所用，术语“多糖”是指具有通式C_x(H₂O)_y的聚合碳水化合物，例如淀粉(starch)、糊精(dextrin)、纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose)、聚葡萄糖(polydextrose)、菊粉(inulin)、β-葡聚糖(beta-glucan)、果胶(pectin)、洋车前子壳粘液(psyllium husk mucilage)、甘露聚糖(mannan)、β-甘露聚糖(beta-mannan)、角豆树(carob)、胡芦巴(fenugreek)、瓜耳胶(guar)、塔拉胶(tara gum)、葡甘露聚糖(glucomannan)、阿拉伯树胶(gum acacia)、刺梧桐胶(karaya)、黄蓍胶(tragacanth)、阿糖基木聚糖(arabinoxylan)、结冷胶(gellan)、黄原胶(xanthan)、藻酸盐(alginate)、琼脂糖(agarose)、角叉菜胶(carrageenan)、琼脂(agar)、透明质酸(hyaluronic acid)、几丁质(chitin)和壳聚糖(chitosan)。本文详细描述了其中使用多糖琼脂糖的许多示例性实施方式。然而，本公开不旨在如此限制。具体地，尽管示例中使用了琼脂糖，但是可替代地或另外地使用其他任何合适类型的多糖。例如，其中使用透明质酸的实施方式也是令人感兴趣的，并在本文中进行了详细描述。

尽管先前为了交联已经将辐照技术应用于一些多糖，但是这种类型的交联过程(如先前进行的)具有许多缺点。特别是在水中的低浓度下，大多数多糖将由于辐照作用而降解。如果多糖在干燥状态(即，水浓度小于5％)下辐照，也会发生降解。因此，在特定的浓度范围内，多糖的交联仅发生极少的降解或没有降解。低于或高于这种多糖浓度，会发生降解并且可能非常显著。多糖的降解可以采取多种形式，包括多糖的一个或多个糖苷键的断裂。如下文更充分阐述的，本文描述了促进多糖(特别是琼脂糖，以及其他多糖，例如透明质酸)的竞争性交联的技术。

先前通过辐照交联多糖的尝试通常涉及在糊状状态下辐照多糖。如本文所用，术语“糊状”是指水浓度低于90重量％和/或体积％的多糖。与具有某种有序结构的胶凝多糖相反，糊状多糖不一定具有有序结构，并且可以始终表现出不均匀的机械性能。如本文更充分地解释，与辐照糊状多糖相反，通过辐射照射有序凝胶状态的多糖可以产生独特的交联结构。

重要的是要注意，就本发明人的知识而言，琼脂糖以前没有通过辐照技术交联。没有尝试本公开的技术有几个原因。首先，难以获得促进交联而不降解所需的琼脂糖的特定浓度范围。此外，对于具有在通过辐照交联的有用范围内的琼脂糖浓度的琼脂糖凝胶，先前的使用是有限的。因此，所公开的组合物和技术被认为是新的，并且以前不容易实现。此外，本公开描述了所述经辐照和交联的琼脂糖材料的新的有益用途，这先前是未知的。