專利名稱：線性嵌段聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新的線性嵌段聚合物，該線性嵌段聚合物的制備方法和分級沉淀方法，該線性嵌段聚合物的用途，用于人類和動(dòng)物的植入物，該植入物包括該線性嵌段聚合物，用于促進(jìn)人類和動(dòng)物創(chuàng)傷愈合的材料，該材料包括該線性嵌段聚合物和用于藥物組合物，微膠囊，懸浮液，乳液，它們都包括該線性嵌段聚合物。
背景技術(shù)：
人類或動(dòng)物中的損傷或疾病，受損器官或受損組織有時(shí)必須由一些種類的植入物臨時(shí)或永久替代。對于要具有可接受功能的這樣的植入物，植入物必須首先具有如強(qiáng)度的性能，該性能使植入物能夠代替受損器官或組織的功能，和其次，它必須是生物相容性的。不同的材料，如純鈦和一些種類的塑料材料已經(jīng)顯示為具有可接受的功能且已經(jīng)被較大程度地使用。通常需要的是在植入物在許多情況下應(yīng)當(dāng)是生物相容性的同時(shí)，植入物促進(jìn)受損組織的生長。
在SE，C2，505703中，描述了一種分子量為104道爾頓，優(yōu)選105道爾頓的線性嵌段聚合物，該聚合物包括彼此有一定距離的脲和尿烷基團(tuán)和酯基團(tuán)，使得在它們的水解之后獲得的片段較小而使它們可以從人體分泌。包括脲和尿烷基團(tuán)的該線性嵌段聚合物適于作為人類和動(dòng)物植入物的材料。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種分子量至少為104道爾頓的線性嵌段聚合物，該線性嵌段聚合物由內(nèi)部線性連接的序列組成，該序列可以根據(jù)通式(1)描述
其中1-100％的R1，該1-100％的R1可以相同或不同，包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段 其中Y，它是取代基，是R5-Z，其中R5是(C0-C6)烷基，和每個(gè)Z，該Z可以相同或不同，是保護(hù)的或未保護(hù)的官能團(tuán)如羥基、氨基、羧基、巰基、氰基、或硝基，和每個(gè)R4，該R4可以相同或不同，是(C1-C6)烷基，和當(dāng)不是100％的R1包括根據(jù)以上通式(1a)的鏈段時(shí)，每個(gè)其它R1，該每個(gè)其它R1可以相同或不同，并不包括根據(jù)通式(1a)的鏈段，衍生自脂族或芳族二胺；每個(gè)R2，該R2可以相同或不同，可衍生自二異氰酸酯和不包括或包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)；每個(gè)R3，該R3可以相同或不同，不包括或包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)和可衍生自一種或多種聚酯二醇、聚醚二醇或單二醇(monodiol)，或每個(gè)R3，該R3可以相同或不同，可以根據(jù)通式(1b)描述 其中每個(gè)R6是(C2-C4)烷基，和m是1-6；和n為10-1000，它提供該線性嵌段聚合物至少104道爾頓的分子量。
該線性嵌段聚合物是聚氨酯-脲類，如包含尿烷以及脲基團(tuán)的聚合物鏈。嵌段聚合物中的尿烷和脲基團(tuán)兩者在分子間形成氫鍵，它提供需要將分子保持在一起成為材料的內(nèi)聚力。從脲基團(tuán)，獲得特別強(qiáng)的分子間力，且特別是當(dāng)向幾個(gè)脲基團(tuán)提供合作的可能性時(shí)。由于它們引起材料的內(nèi)聚，包含脲基團(tuán)的嵌段聚合物中的嵌段通常稱為“硬的”，其中內(nèi)聚是包含脲基團(tuán)的嵌段數(shù)目和長度的函數(shù)。在根據(jù)通式(1)的該線性嵌段聚合物中，“硬”嵌段是由R1和鄰近脲基團(tuán)組成的嵌段。相應(yīng)地在嵌段聚合物中提供材料拉伸性和彈性的嵌段通常稱為“軟的”。在根據(jù)通式(1)的該線性嵌段聚合物中，“軟”嵌段是由R3，和同樣可包括在軟嵌段中的鄰近尿烷基團(tuán)組成的嵌段。
當(dāng)R1包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段時(shí)，R1也包括Z，官能團(tuán)，該基團(tuán)適于共價(jià)化學(xué)鍵合，其中該鍵合可以是可逆的或不可逆的。在該線性嵌段聚合物的制備期間，Z可以是保護(hù)的或未保護(hù)的，如果Z可能干擾制備，應(yīng)當(dāng)保護(hù)Z。R5是(C0-C6)烷基，它表示R5沒有，或者稱為鍵，或是含有至多6個(gè)碳原子的烷基。此外，該1-100％的R1包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段表示按所需，可以選擇在該線性嵌段聚合物中Z的數(shù)量。例如，如果需要在根據(jù)本發(fā)明該線性嵌段聚合物中Z的最大數(shù)量，則100％的R1應(yīng)包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段。當(dāng)包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段的R1百分比，即數(shù)量降低時(shí)，在根據(jù)本發(fā)明的該線性嵌段聚合物中的數(shù)量Z也降低。在根據(jù)本發(fā)明的該線性嵌段聚合物中R1不同百分比的例子，該R1包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段，是1、2、5、10、20、40、80和100％。
當(dāng)不是100％的R1包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段時(shí)，其它R1相同或不同，它們并不包括根據(jù)通式(1a)描述的鏈段，可以衍生自脂族或芳族二胺。這些二胺的例子是伯二胺，如乙二胺、1，3-二氨基丙烷、1，3-丙二醇-雙-對氨基苯甲酸酯或乙二醇雙甘氨酸酯二胺。
主要地，R3可衍生自非必要的二醇，條件是二醇并不包含其它基團(tuán)，該基團(tuán)不是羥基，與異氰酸酯反應(yīng)。
該線性嵌段聚合物適于作為人類或動(dòng)物植入物中的材料且包括用于共價(jià)化學(xué)鍵合的仲官能團(tuán)，例如仲羥基、氨基、羧基、和/或噻吩基，其中生物活性物質(zhì)可可逆地或不可逆地共價(jià)鍵合到該線性嵌段聚合物上。此外，該線性嵌段聚合物包括彼此在一定距離的酯基團(tuán)，使得在該酯基團(tuán)的水解之后，獲得的片段小于2000道爾頓，其中該片段可以從人體或動(dòng)物體分泌。優(yōu)選，獲得的片段小于1000道爾頓。
根據(jù)本發(fā)明，公開了包括脲和尿烷基團(tuán)的線性嵌段聚合物，該聚合物適用于植入物，其中該線性嵌段聚合物可在人體或動(dòng)物體中生物降解且具有如下的能力通過結(jié)合的物質(zhì)顯示生物活性。當(dāng)物質(zhì)結(jié)合到該線性嵌段聚合物上時(shí)和/或當(dāng)在人體或動(dòng)物體中水解結(jié)合該物質(zhì)到該線性嵌段聚合物上的可水解共價(jià)鍵合時(shí)，可以顯示生物活性。此外，當(dāng)在人體或動(dòng)物體中水解和降解該線性嵌段聚合物時(shí)，可顯示生物活性。
此外根據(jù)通式(1)的該線性嵌段聚合物已經(jīng)顯示具有非常有用的特征，該特征是它可以沉淀該線性嵌段聚合物和然后再溶解該聚合物。此特征與該線性嵌段聚合物非常相關(guān)，包括干擾尤其“硬”嵌段中的官能團(tuán)。由于許多試劑和基質(zhì)溶于水和乙醇，當(dāng)應(yīng)當(dāng)化學(xué)改性最終嵌段聚合物時(shí)，能夠在乙醇或水中沉淀線性嵌段聚合物是非常有用的特征。因此，通過沉淀可純化化學(xué)改性的嵌段聚合物。線性嵌段聚合物可溶于溶劑例如二甲基甲酰胺、二甲亞砜(DMSO)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)，和具有能夠在乙醇或水中沉淀的特征。此外，可以通過沉淀和溶解該線性嵌段聚合物而改變該線性嵌段聚合物的分子量分布。例如可以由分級沉淀挑選和分離出非所需的分子量。
線性嵌段聚合物的分子量對于線性嵌段聚合物的機(jī)械特征是必須的。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案涉及線性嵌段聚合物，其中R5沒有，或者可稱為鍵，即R5是C0-烷基。
根據(jù)本發(fā)明的仍然進(jìn)一步實(shí)施方案涉及線性嵌段聚合物，其中10-100％的R1，該10-100％的R1可以相同或不同，包括可以根據(jù)以上通式(1a)描述的鏈段。
此外，本發(fā)明涉及實(shí)施方案，其中線性嵌段聚合物，其中100％的R1，該100％的R1可以相同或不同，包括可以根據(jù)以上通式(1a)描述的鏈段。它表示每個(gè)R1，該R1可以相同或不同，在此包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段。
R1包括鏈段，該鏈段可以根據(jù)通式(1a)描述，和因此也包括Z，官能團(tuán)，該基團(tuán)適于共價(jià)化學(xué)鍵合，其中該鍵合可以是可逆的或不可逆的。在該線性嵌段聚合物的制備期間，Z可以是保護(hù)的或未保護(hù)的，如果Z可干擾該制備，應(yīng)當(dāng)保護(hù)Z。
此外，根據(jù)通式(1)的該線性嵌段聚合物已經(jīng)具有非常有用的特征，該特征在于能夠沉淀和再溶解該線性嵌段聚合物。當(dāng)所有的R1包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段時(shí)，主要說明該特征。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案涉及根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物，其中每個(gè)R2，該R2可以相同或不同，可衍生自二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、1-異氰酸根合-4-[(4-異氰酸根合環(huán)己基)甲基]環(huán)己烷(H12MDI)或乙基-2，6-二異氰酸根合己酸酯(LDI)。
根據(jù)本發(fā)明的仍然進(jìn)一步實(shí)施方案涉及根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物，其中R3可衍生自如下物質(zhì)的一種或多種聚四氫呋喃二醇、聚環(huán)氧乙烷二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚乙二醇己二酸酯二醇、聚二甘醇己二酸酯二醇、甘油單烯丙基醚、三羥甲基丙烷單烯丙基醚、甘油單縮水甘油醚、二羥甲基丙酸甲酯、二羥甲基丙酸溴丁酯、甘油單羧基甲基醚的酯、或三甲基丙烷。
根據(jù)本發(fā)明的甚至進(jìn)一步實(shí)施方案涉及根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物，其中每個(gè)R2包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)和/或每個(gè)R3包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案涉及線性嵌段聚合物，其中每個(gè)Z，該Z可以相同或不同，是羥基、氨基、羧基、巰基、氰基、或硝基。
根據(jù)本發(fā)明的仍然進(jìn)一步實(shí)施方案涉及線性嵌段聚合物，其中該線性嵌段聚合物的分子量至少為5*104道爾頓。
根據(jù)本發(fā)明的甚至進(jìn)一步實(shí)施方案涉及線性嵌段聚合物，其中該線性嵌段聚合物包括生物活性物質(zhì)，其中該生物活性物質(zhì)共價(jià)鍵合到Z上。當(dāng)該物質(zhì)可逆或不可逆地結(jié)合到該線性嵌段聚合物上時(shí)和/或當(dāng)在人體或動(dòng)物體中水解結(jié)合該物質(zhì)到該線性嵌段聚合物上的可水解共價(jià)鍵合時(shí)，可以顯示生物活性。此外，當(dāng)在人體或動(dòng)物體中水解和降解該線性嵌段聚合物時(shí)，可顯示生物活性。因此，由該線性嵌段聚合物，可以獲得該物質(zhì)對特定區(qū)域的局部施加，該物質(zhì)的延長施加。此外，生物活性可包括生長促進(jìn)，抗菌或激素活性。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案涉及線性嵌段聚合物，其中該生物活性物質(zhì)例如可以是生物活性肽，如生長因子或GHK，即，甘氨?；M氨酰基溶素，青霉素如芐青霉素、梭鏈孢素酸或四環(huán)素。
本發(fā)明也涉及根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物的制備方法，其中該方法包括擴(kuò)鏈，其中將約n摩爾根據(jù)通式(2)的二胺 與約n摩爾根據(jù)通式(3)的尿烷二異氰酸酯反應(yīng)， 其中R1，R2和R3如在通式(1)中定義，條件是如果R1包括可干擾制備的R5-Z，則保護(hù)R5-Z。
在以上擴(kuò)鏈中0.95-1.05的-NH2/-NCO摩爾比用于達(dá)到高分子量數(shù)值的根據(jù)通式(1)的該線性嵌段聚合物。此外在以上擴(kuò)鏈中，如果在R1中，R1包括如用于共價(jià)化學(xué)鍵合的官能團(tuán)，即Z，例如保護(hù)或未保護(hù)的官能團(tuán)如羥基、氨基、羧基、巰基、氰基、或硝基，該Z可干擾該方法，應(yīng)當(dāng)保護(hù)Z。當(dāng)保護(hù)官能團(tuán)，Z時(shí)，它可以采用叔丁氧基羰基-、芴基甲氧基羰基-、芐氧基羰基-、叔丁基保持基團(tuán)等保護(hù)。此外，可以通過進(jìn)行在堿性環(huán)境中的制備而保護(hù)羧基。
可以根據(jù)以下反應(yīng)式，通過反應(yīng)二醇與二異氰酸酯制備根據(jù)通式(3)的該尿烷二異氰酸酯。
此外，本發(fā)明涉及根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物的制備方法，其中該方法包括在溶液中該線性嵌段聚合物采用醇，如乙醇或異丙醇的沉淀，或采用水的沉淀。
能夠在乙醇或水中沉淀線性嵌段聚合物是非常有用的特征，如上所述。
仍然進(jìn)一步的實(shí)施方案涉及根據(jù)本發(fā)明制備根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物的方法，其中該方法進(jìn)一步包括例如通過共價(jià)鍵合的伯或仲官能團(tuán)，生物活性物質(zhì)對該線性嵌段聚合物的共價(jià)鍵合。
可以一定的方式選擇共價(jià)鍵合和該生物活性物質(zhì)兩者，使得當(dāng)物質(zhì)可逆地或不可逆地結(jié)合到該線性嵌段聚合物上時(shí)和/或當(dāng)在人體或動(dòng)物體中水解結(jié)合該物質(zhì)到該線性嵌段聚合物上的可水解共價(jià)鍵合時(shí)，可以顯示生物活性。此外，生物活性可包括生長促進(jìn)，抗菌或激素活性，且該生物活性物質(zhì)例如可以是生物活性肽，如生長因子或GHK，即，甘氨?；M氨?；芩兀嗝顾厝缙S青霉素、梭鏈孢素酸或四環(huán)素。
仍然進(jìn)一步的實(shí)施方案涉及根據(jù)本發(fā)明制備根據(jù)通式(1)的該線性嵌段聚合物的方法，其中該共價(jià)鍵合包括對官能團(tuán)的鍵合，該官能團(tuán)用于在該線性嵌段聚合物處的共價(jià)鍵合。
仍然的實(shí)施方案涉及根據(jù)本發(fā)明用于根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物的分級沉淀方法，其中該方法包括線性嵌段聚合物的沉淀和溶解，如上所述。因此，可以改變該線性嵌段聚合物的分子量分布。例如，可以由所謂的分級沉淀挑選和分離出非所需的分子量。
此外本發(fā)明也涉及線性嵌段聚合物，例如以纖維、膜、模塑體、植入物、管子或開放多孔聚合物材料的形式，作為人類或動(dòng)物植入物中的材料，例如作為腱、韌帶、血管、椎間盤或半月板植入物，在藥物組合物中、在微膠囊中、在懸浮液中、在乳液中，在多孔聚合物材料等中，或作為例如骨頭中填充材料如椎間盤、合成骨替代物，例如用于骨組織、半月板等替代物的顆粒的形式，或作為管子，例如用于血管替代物、用于腱和/或神經(jīng)、或其它生物組織促進(jìn)/再生的引導(dǎo)，或與創(chuàng)傷的治療結(jié)合作為創(chuàng)傷愈合敷料、生長因子等、人造皮膚的載體，或作為例如尤其是，干細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、尤其軟骨細(xì)胞、以及自身性、同種異體性如異體性的基質(zhì)/支架，或作為組織，例如，腱和/或神經(jīng)，或其它生物組織促進(jìn)/再生的基質(zhì)/支架的用途。
理想地，用于組織增生(或生長)/再生的基質(zhì)/支架應(yīng)當(dāng)具有如下特征(i)三維和高度多孔的及用于細(xì)胞生長和營養(yǎng)物和代謝廢物流動(dòng)傳輸?shù)幕ミB孔網(wǎng)絡(luò)，(ii)生物相容的和生物再吸收的及可控降解和再吸收速率以匹配體外和/或體內(nèi)的細(xì)胞/組織向內(nèi)生長，(iii)用于細(xì)胞連接，增生和分化的合適表面化學(xué)和(iv)用于在植入位置匹配那些組織的機(jī)械性能。
多孔聚合物材料例如描述于瑞典專利申請SE，A，0004856-1，它在此全文引入。SE，A，0004856-1尤其描述了開放多孔聚合物材料的制備方法。
進(jìn)一步的實(shí)施方案涉及根據(jù)本發(fā)明的該線性嵌段聚合物作為促進(jìn)人類或動(dòng)物中創(chuàng)傷愈合材料的用途。
本發(fā)明也涉及一種用于人類或動(dòng)物的植入物，該植入物包括根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物。
此外，本發(fā)明涉及一種用于骨頭中填充，創(chuàng)傷愈合促進(jìn)，血管替代物，腱和/或神經(jīng)，或人類或動(dòng)物中其它生物組織的生長/再生引導(dǎo)的材料，該材料包括根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物。
本發(fā)明也涉及一種藥物組合物、微膠囊、懸浮液、乳液、用于組織，例如，腱和/或神經(jīng)、或其它生物組織的生長/再生的基質(zhì)/支架，其包括根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物。
根據(jù)本發(fā)明的仍然進(jìn)一步實(shí)施方案涉及一種多孔聚合物材料，該聚合物材料包括根據(jù)通式(1)的線性嵌段聚合物。該多孔聚合物材料可，例如，是根據(jù)瑞典專利申請SE，A，0004856-1的開放多孔聚合物材料，該聚合物材料含有內(nèi)部連接的孔，即，孔的連續(xù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的該開放多孔聚合物材料時(shí)，其中該Z，即，保護(hù)或未保護(hù)的官能團(tuán)，位于聚合物鏈段中，該鏈段必須考慮為硬和剛性的，同樣顯示聚合物材料中的該Z很好地曝露于在聚合物材料孔中的溶液中的反應(yīng)物，其中Z可用于化學(xué)反應(yīng)。在實(shí)施例中，其中Z是在該開放多孔聚合物材料中含有結(jié)合芐青霉素的羥基，硫分析指示開放多孔聚合物材料中的5％羥基含有鍵合的芐青霉素。此外，通過較小位阻的分子，如甘氨酸的結(jié)合，氨基酸分析顯示獲得了對羥基結(jié)合的增加。也顯示當(dāng)在DMF溶液中達(dá)到結(jié)合、鍵合時(shí)，獲得對羥基結(jié)合或鍵合的5-10倍增加。
實(shí)施例葡萄糖一水合物和芐青霉素從Applichem，Darmstadt，德國獲得且其具有生物等級質(zhì)量。EDC-HCI從Senn Chemicals，Dielsdorf，瑞士獲得。DMF(無水檢查(anhydroscan))從LAB SCAN，都柏林，愛爾蘭獲得和具有HPLC質(zhì)量。MDI從Bayer AG，Leverkusen，德國獲得和聚己內(nèi)酯二醇從Solvey Interox LTD，Warrington，英國獲得。所有其它化學(xué)品從Sigma-Aldrich-Fluka獲得和具有分析試劑質(zhì)量。
在Varian VH300MHz儀器上記錄NMR光譜。在瑞典，Uppsala的Mikro Kemi AB的LECO SC-432硫分析儀上分析硫含量。由瑞典，Uppsala大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)中心的Aminosyraanalyscentralen進(jìn)行氨基酸分析。
實(shí)施例1由采用1，3-二氨基-2-羥基丙烷的預(yù)聚物(PRE M0006)的擴(kuò)鏈制備聚合物“POL 4040”通過以摩爾比2∶1，即，[NCO∶OH＝2∶1]，反應(yīng)二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與聚己內(nèi)酯二醇(PLC 530)制備預(yù)聚物(PRE M0006)。
在聚合物的制備之前，在77℃下干燥玻璃設(shè)備約2小時(shí)。

將DMF中聚合物“POL 4040”的所需最終濃度決定為15.5wt％。
在1升燒瓶中稱重預(yù)聚物(PRE M0006)。
將30.46g預(yù)聚物溶于133.6ml二甲基甲酰胺(DMF)，即，為DMF總量的70％。在氮?dú)猸h(huán)境下攪拌混合物直到獲得透明溶液，該攪拌需要約20分鐘。將2.7g的1，3-二氨基-2-羥基丙烷和0.079g二丁基胺溶于57.3ml的DMF，即溶于剩余量的DMF中。增加溶解預(yù)聚物的攪拌速率和然后立即加入胺/DMF，和觀察到粘度的顯著增加。
在脫氣之后，粘度測量為約19340mPas。進(jìn)行紡絲測試，獲得的纖維對于拉伸較硬。比強(qiáng)度約15.4cN/特。
向剩余的聚合物溶液中加入三氟乙酸酐(TFA-酸酐)以防止凝膠化。在三天之后也采用此聚合物溶液進(jìn)行紡絲測試，這次較容易拉伸纖維。比強(qiáng)度約16.2cN/特。
制備的聚合物“POL 4040”具有0.88mmol仲OH基團(tuán)每克聚合物。
聚合物的分子量由SEC(尺寸排阻色譜)在DMF-LiCl中對PEO-標(biāo)準(zhǔn)物測量和發(fā)現(xiàn)為68500。
實(shí)施例2溶液中芐青霉素對實(shí)施例1的產(chǎn)物，聚合物“POL 4040”的結(jié)合將14.3g實(shí)施例1的產(chǎn)物，聚合物“POL 4040”(相應(yīng)于2mmol OH基團(tuán))與0.74g(2mmol)芐青霉素混合。然后加入0.42g(2.2mmol)水溶性碳二亞胺和催化量的二甲基氨基吡啶。在三天內(nèi)攪拌反應(yīng)混合物，然后加入50ml乙醇。在乙醇加入時(shí)，具有共價(jià)鍵合芐青霉素的聚合物立即沉淀。將沉淀的聚合物采用乙醇，蒸餾水和再次采用乙醇洗滌。將沉淀的聚合物溶于30ml二甲基甲酰胺和再次采用乙醇沉淀。將再次沉淀的聚合物溶于28ml二甲基甲酰胺，然后制備整個(gè)溶液的膜。將膜在真空中在玻璃表面上干燥并放入水浴中以從玻璃表面脫除和再洗滌一次。SEC(尺寸排阻色譜)并不顯示與分子量相關(guān)的顯然差異。
硫的分析得到的是0.027mmol OH基團(tuán)每克聚合物鍵合到芐青霉素上，它相應(yīng)于9mg芐青霉素每克聚合物。因此，2.5％的OH基團(tuán)鍵合到芐青霉素上。
實(shí)施例3芐青霉素對實(shí)施例1的產(chǎn)物，形式為開放多孔聚合物材料的聚合物“POL 4040”，所謂泡沫的結(jié)合根據(jù)瑞典專利申請SE，A，0004856-1制備實(shí)施例1產(chǎn)物的開放多孔聚合物材料，該專利在此全文引入。SE，A，0004856-1尤其描述了開放多孔聚合物材料的制備方法。向0.9g形式為開放多孔聚合物材料(所謂的泡沫，在此OH聚合物泡沫)的實(shí)施例1產(chǎn)物中加入0.73g(約2mmol)芐青霉素，0.42g(2.2mmol)EDC-HCl(水溶性碳二亞胺)，催化量的二甲基氨基吡啶和10ml蒸餾水。加入的所有物質(zhì)進(jìn)入溶液和由開放多孔聚合物材料(OH聚合物泡沫)吸收。保護(hù)反應(yīng)避免光的影響并使反應(yīng)持續(xù)三天，然后在真空中干燥聚合物材料之前，將開放多孔聚合物材料采用水和乙醇洗滌幾次。
硫的分析得到的是0.038mmol的OH基團(tuán)每克形式為開放多孔聚合物材料的聚合物，鍵合到芐青霉素上，它相應(yīng)于12.4mg芐青霉素每克聚合物。
進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)，其中使用約1g形式為開放多孔聚合物材料的實(shí)施例1產(chǎn)物，此試驗(yàn)主要與剛剛以上的試驗(yàn)相同，即，向約1g形式為開放多孔聚合物材料(所謂的泡沫，在此OH聚合物泡沫)的實(shí)施例1產(chǎn)物中加入0.73g(約2mmol)芐青霉素，0.42g(2.2mmol)EDC-HCl(水溶性碳二亞胺)，催化量的二甲基氨基吡啶和10ml蒸餾水。加入的所有物質(zhì)進(jìn)入溶液和由開放多孔聚合物材料(OH聚合物泡沫)吸收。保護(hù)反應(yīng)避免光的影響并使反應(yīng)持續(xù)三天，然后在于燥聚合物材料之前，將開放多孔聚合物材料采用水和乙醇仔細(xì)洗滌幾次。
硫的分析得到的是聚合物材料包含0.146wt％硫，它相應(yīng)于1.46wt％芐青霉素，這與如下情況等同聚合物材料的5％OH基團(tuán)含有鍵合的芐青霉素。
在采用芐青霉素敏感細(xì)菌(藤黃微球菌ATCC 9341)的體外測試中，將從此進(jìn)一步試驗(yàn)的聚合物材料與未處理的聚合物材料，即沒有芐青霉素的聚合物材料比較。從此進(jìn)一步試驗(yàn)的聚合物材料顯示清楚的區(qū)域，沒有細(xì)菌的生長而未處理的聚合物材料并不顯示細(xì)菌的任何效果。
實(shí)施例4在二甲基甲酰胺中，甘氨酸對實(shí)施例1的產(chǎn)物，即從采用1，3-二氨基-2-羥基丙烷擴(kuò)鏈的預(yù)聚物(2MDI+PCL530)制備的聚合物的結(jié)合向71.5g標(biāo)題聚合物溶液，即實(shí)施例1的產(chǎn)物中，該產(chǎn)物相應(yīng)于10mmol的OH基團(tuán)，加入4.18g(20mmol)芐氧基羰基甘氨酸和8.9g(20mmol)結(jié)合反應(yīng)物苯并三唑-1-基-氧-三-(二甲基氨基)-六氟磷酸磷鎓(BOP)，然后加入3.1g(30mmol)三乙胺。將混合物攪拌兩天，然后將它在220ml無水乙醇中沉淀。將沉淀的聚合物采用3×50ml乙醇洗滌并在將它干燥和在30ml干燥DMF中溶解之前，在乙醇中保持三天。
向新聚合物溶液中加入1.6g甲酸銨，25mmol和然后加入在活性炭上的100mg鈀，Pd/C 10％。為降低粘度，加入10ml的DMF和30ml乙醇。將混合物在45-50℃下加熱5-6小時(shí)。
可以目測觀察氣體產(chǎn)生。過濾出催化劑(Pd/C)并采用100ml乙醇沉淀剩余的聚合物溶液。將沉淀的聚合物采用乙醇和水洗滌，干燥和溶于100ml的DMF。在乙醇中進(jìn)一步沉淀，采用水、乙醇洗滌和溶于DMF之后，將聚合物在水中沉淀，在乙醇中洗滌，干燥和溶于30ml干燥的DMF。由此聚合物溶液制備膜，將膜在真空烘箱中在50℃下干燥。將此膜的樣品進(jìn)行氨基酸分析。膜包含0.44mmol甘氨酸每克聚合物(理論上0.88mmol OH基團(tuán)/克聚合物)，即50％的OH基團(tuán)并不鍵合甘氨酸。
實(shí)施例5在二甲基甲酰胺中，6-氨基己酸對實(shí)施例1的產(chǎn)物，即從采用1，3-二氨基-2-羥基丙烷擴(kuò)鏈的預(yù)聚物(2MDI+PCL530)制備的聚合物的結(jié)合向29g標(biāo)題聚合物溶液，即實(shí)施例1的產(chǎn)物中，它相應(yīng)于4.05mmolOH基團(tuán)，加入2.12g(8mmol)芐氧基羰基保護(hù)的6-氨基己酸(Z-6-Aca-OH)，3.53g(8mmol)結(jié)合反應(yīng)物BOP，和加入1.1g(約11mmol)三乙胺。
將混合物攪拌超過48小時(shí)，然后將它在乙醇中沉淀和采用3×30ml乙醇洗滌。將沉淀的聚合物溶于30ml干燥的DMF。向在DMF中的新聚合物溶液中加入1g(15mmol)甲酸銨和50mg Pd/C，10％，和10ml乙醇。在攪拌下將混合物在約50℃下加熱三天。
以實(shí)施例4類似的方式進(jìn)行反應(yīng)，但使用一半數(shù)量。最后制備膜且在對它進(jìn)行氨基酸分析之前，在50℃下真空干燥。結(jié)果是鍵合0.1mmol氨基己酸每克聚合物(理論上0.8mmol OH基團(tuán)/g)，即11％的OH基團(tuán)。
實(shí)施例6在二甲基甲酰胺中，GHK，甘氨?；M氨?；芩貙?shí)施例1的產(chǎn)物，即從采用1，3-二氨基-2-羥基丙烷擴(kuò)鏈的預(yù)聚物(2MDI+PCL530)制備的聚合物的結(jié)合向35.7g標(biāo)題聚合物溶液，即實(shí)施例1產(chǎn)物中，它相應(yīng)于5mmol OH基團(tuán)/克聚合物溶液，加入0.321g(0.5mmol)叔丁氧基羰基保護(hù)的GHK和225mg(0.5mmol)結(jié)合反應(yīng)物BOP。然后加入相當(dāng)數(shù)量的三乙胺，即50mg。將混合物在室溫下攪拌72小時(shí)，然后將它采用5ml三氟乙酸，TFA處理。將此混合物攪拌到下一天且然后在60ml無水乙醇中沉淀。將沉淀的聚合物采用乙醇，水洗滌，干燥和在干燥DMF中溶解。再重復(fù)此處理一次，然后制備膜，在真空烘箱中干燥和進(jìn)行氨基酸分析。結(jié)果0.037mmol三肽/g聚合物膜。聚合物溶液包含5.64g聚合物。結(jié)合的交換約40％。
實(shí)施例7肝素對實(shí)施例1的產(chǎn)物，形式為開放多孔聚合物材料的聚合物“POL 4040”，所謂泡沫的結(jié)合對于實(shí)施例1產(chǎn)物的開放多孔聚合物材料制備，在此如以上在實(shí)施例3中那樣參考瑞典專利申請SE，A，0004856-1。
向以上制備的大約0.6g開放多孔聚合物材料(聚合物泡沫)中，基于擴(kuò)鏈劑1，3-二氨基-2-羥基丙烷(OH處理0.88mmol仲OH基團(tuán)每克聚合物)，加入0.25g肝素(Mw～5000)，10mg的EDC-HCl(水溶性碳二亞胺)和5mg的4-二甲基氨基吡啶(DMAP)在10ml蒸餾水中的溶液。溶液由開放多孔聚合物材料(聚合物泡沫)吸收并放置72小時(shí)。然后在干燥之前采用水和乙醇仔細(xì)洗滌開放多孔聚合物材料幾次。硫分析得到0.155wt％的硫含量，它相應(yīng)于1.35wt％肝素。
實(shí)施例8生物素對實(shí)施例1的產(chǎn)物，形式為開放多孔聚合物材料的聚合物“POL 4040”，所謂泡沫的結(jié)合對于實(shí)施例1產(chǎn)物的開放多孔聚合物材料制備，在此如以上在實(shí)施例3中那樣參考瑞典專利申請SE，A，004856-1。
向以上制備的大約0.5g聚合物泡沫中，基于擴(kuò)鏈劑1，3-二氨基-2-羥基丙烷(OH處理，0.99mmol仲OH基團(tuán)每克聚合物)，加入0.24g生物素(1mmol)，0.23g的EDC-HCl(1.2mmol)和0.26g的N，N-二異丙基乙胺(2mmol)在5ml蒸餾水中的溶液。溶液由泡沫吸收并放置24小時(shí)。然后將泡沫(開放多孔聚合物材料)采用水和乙醇仔細(xì)洗滌幾次，然后使泡沫干燥。硫分析硫含量是0.06wt％，它相應(yīng)于0.45wt％生物素。通過與蛋白質(zhì)抗生物素蛋白形成配合物，隨后由氨基酸分析而進(jìn)一步確認(rèn)生物素的存在。
實(shí)施例9通過分別采用芐青霉素(芐基PC)和慶大霉素的聚合物膜的中試測試，用于決定在采用結(jié)合芐青霉素的聚合物膜處抗菌效果的體外概念測試以相應(yīng)于實(shí)施例2的方式制備含有結(jié)合芐青霉素(PC G)的聚合物膜，其中聚合物膜包含7mg芐青霉素/g聚合物膜。
制備含有水溶性慶大霉素的聚合物膜，其中聚合物膜包含0.12g慶大霉素/g聚合物膜。
制備沒有抗生素的聚合物膜作為對照樣。
將聚合物膜放置在帶有細(xì)菌的基材上，細(xì)菌對各個(gè)抗生素敏感。將兩個(gè)板(血板和血漿板)用于每個(gè)膜。
使用兩種不同的細(xì)菌種藤黃微球菌ATCC 9341和凝固酶陰性葡萄球菌g+(板標(biāo)記的CK)CCUG(Gothenburg的受控培養(yǎng))6388。
在孵化24小時(shí)之后，將所有的板拍照。對于用于對照樣的板(僅為聚合物膜)沒有觀察到對細(xì)菌的效果，但所有的測試，即以上分別含有芐青霉素(芐基PC)和慶大霉素的聚合物膜，顯示沒有細(xì)菌生長的清楚區(qū)域(不同的程度)。
權(quán)利要求
1.一種分子量至少為104道爾頓的線性嵌段聚合物，該線性嵌段聚合物由內(nèi)部線性連接的序列組成，該序列可以根據(jù)通式(1)描述 其中1-100％的R1，該1-100％的R1可以相同或不同，包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段 其中Y，它是取代基，是R5-Z，其中R5是(C0-C6)烷基，和每個(gè)Z，該Z可以相同或不同，是保護(hù)的或未保護(hù)的官能團(tuán)如羥基、氨基、羧基、巰基、氰基、或硝基，和每個(gè)R4，該R4可以相同或不同，是(C1-C6)烷基，和當(dāng)不是100％的R1包括根據(jù)以上通式(1a)的鏈段時(shí)，每個(gè)其它R1，該其它R1可以相同或不同，并不包括根據(jù)通式(1a)的鏈段，衍生自脂族或芳族二胺；每個(gè)R2，該R2可以相同或不同，可衍生自二異氰酸酯且不包括或包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)；每個(gè)R3，該R3可以相同或不同，不包括或包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)且可衍生自一種或多種聚酯二醇、聚醚二醇或單二醇，或每個(gè)R3，該R3可以相同或不同，可以根據(jù)通式(1b)描述 其中每個(gè)R6是(C2-C4)烷基，和m是1-6；和n為10-1000，它提供該線性嵌段聚合物至少104道爾頓的分子量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的線性嵌段聚合物，其中R5沒有，或者可稱為鍵，即R5是C0-烷基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的線性嵌段聚合物，其中10-100％的R1，該10-100％的R1可以相同或不同，包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中每個(gè)R1，該R1可以相同或不同，包括可以根據(jù)通式(1a)描述的鏈段。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中每個(gè)R2，該R2可以相同或不同，可衍生自二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、1-異氰酸根合-4-[(4-異氰酸根合環(huán)己基)甲基]環(huán)己烷(H12MDI)或乙基-2，6-二異氰酸根合己酸酯(LDI)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中R3可衍生自如下物質(zhì)的一種或多種聚四氫呋喃二醇、聚環(huán)氧乙烷二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚乙二醇己二酸酯二醇、聚二甘醇己二酸酯二醇、甘油單烯丙基醚、三羥甲基丙烷單烯丙基醚、甘油單縮水甘油醚、二羥甲基丙酸甲酯、二羥甲基丙酸溴丁酯、甘油單羧基甲基醚的酯、或三甲基丙烷。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中每個(gè)R2包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)和/或每個(gè)R3包括一個(gè)或多個(gè)酯基團(tuán)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中每個(gè)Z，該Z可以相同或不同，是羥基、氨基、羧基、巰基、氰基、或硝基。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中該線性嵌段聚合物的分子量至少為5*104道爾頓。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中該線性嵌段聚合物包括生物活性物質(zhì)，其中該生物活性物質(zhì)共價(jià)鍵合到Z上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，其中該生物活性物質(zhì)例如可以是生物活性肽，如生長因子或GHK，即，甘氨?；M氨?；芩?，青霉素如芐青霉素、梭鏈孢素酸或四環(huán)素。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物的制備方法，其中該方法包括擴(kuò)鏈，其中將約n摩爾根據(jù)通式(2)的二胺 與約n摩爾根據(jù)通式(3)的尿烷二異氰酸酯反應(yīng)， 其中R1，R2和R3如在通式(1)中定義，條件是如果R1包括可干擾制備的R5-Z，則保護(hù)R5-Z。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的制備方法或用于制備權(quán)利要求1的線性嵌段聚合物的方法，其中該方法包括采用醇，如乙醇或異丙醇的沉淀，或采用水的沉淀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制備方法，其中該方法進(jìn)一步包括例如通過共價(jià)鍵合的伯或仲官能團(tuán)，生物活性物質(zhì)對該線性嵌段聚合物的共價(jià)鍵合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的制備方法，其中該共價(jià)鍵合包括對官能團(tuán)的鍵合，該官能團(tuán)用于在該線性嵌段聚合物處的共價(jià)鍵合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物的分級沉淀方法，其中該方法包括線性嵌段聚合物的沉淀和溶解且因此可以改變該線性嵌段聚合物的分子量分布。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，例如以纖維、膜、模塑體、植入物、管子或開放多孔聚合物材料的形式，作為人類或動(dòng)物植入物中的材料，例如作為腱、韌帶、血管、椎間盤或半月板植入物的用途。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，在藥物組合物中、在微膠囊中、在懸浮液中、在乳液中，在多孔聚合物材料等中，或作為例如骨頭中填充材料如椎間盤、合成骨替代物，例如用于骨組織、半月板等替代物的顆粒的形式，或作為管子，例如用于血管替代物、用于腱和/或神經(jīng)、或其它生物組織促進(jìn)/再生的引導(dǎo)，或與創(chuàng)傷的治療結(jié)合作為創(chuàng)傷愈合敷料、生長因子等、人造皮膚的載體，或作為例如尤其是，干細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、尤其軟骨細(xì)胞、以及自身性、同種異體性如異體性的基質(zhì)/支架，或作為組織，例如，腱和/或神經(jīng)，或其它生物組織促進(jìn)/再生的基質(zhì)/支架的用途。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物，作為促進(jìn)人類或動(dòng)物中創(chuàng)傷愈合材料的用途。
20.一種用于人類或動(dòng)物的植入物，該植入物包括根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物。
21.一種用于骨頭中填充，創(chuàng)傷愈合促進(jìn)，血管替代物，腱和/或神經(jīng)，或人類或動(dòng)物中其它生物組織的生長/再生引導(dǎo)的材料，該材料包括根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物。
22.一種藥物組合物、微膠囊、懸浮液、乳液、用于組織，例如，腱和/或神經(jīng)的生長/再生的基質(zhì)/支架，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物。
23.一種多孔聚合物材料，該聚合物材料包括根據(jù)權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)的線性嵌段聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分子量至少為10
文檔編號C08G18/10GK1518567SQ01822301
公開日2004年8月4日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者C－J·奧雷爾, P·弗洛丁, C-J 奧雷爾, 宥 申請人:阿蒂姆普朗特有限公司