交联的不透射线的生物可吸收的聚合物及由其制备的装置制造方法及图纸

技术编号:27754930 阅读:12 留言:0更新日期:2021-03-19 13:52
本申请提供具有用于植入到人或动物体内的所需性能,特别是生物相容性、生物降解性、射线不透性和机械性能的聚合物材料。还公开了制备这样的聚合物材料的方法、包含这样的聚合物材料的组合物或装置以及这样的聚合物材料、组合物和装置的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交联的不透射线的生物可吸收的聚合物及由其制备的装置通过引用优先权申请的并入本申请要求于2018年8月8日提交的美国临时申请号62/715,928和于2018年11月1日提交的美国临时申请号62/754,234的优先权,这些美国临时申请号以其整体内容通过引用并入本文。背景领域本专利技术涉及用于医疗装置,并且特别是用于在人或动物体内植入的医疗装置的方法、材料和装置,以及相关的材料和方法。实施方案涉及提供机械性能如与韧性、回弹性、塌陷可恢复性(压缩可恢复性,crush-recoverability)结合的结构强度以及另外诸如生物降解性和射线不透性的性能的材料。在医疗和治疗实践的许多领域需要具有提供以下性能中的任一种或全部的结构和材料的装置,并且特别是可植入装置:高强度,高回弹性和塌陷可恢复性(在机械变形后回复到原始形状和尺寸的能力)。另外,在体内使用可植入装置经常产生对生物相容性的、可生物降解的和/或不透射线的装置的需求。在采用可植入装置的治疗实践的这些领域中是对影响身体内腔的疾病或病况的干预,所述内腔如动脉、静脉、各种器官导管、胃肠道、泌尿道等。另外,在关节内或周围的治疗需要能够承受与这些独特的身体区域相关的复杂力的装置。例如,采用可植入装置的治疗实践的特定领域包括血管疾病。血管疾病包括动脉和静脉疾病(参见例如Wikipedia投稿者的https://en.wikipedia.org/wiki/Vascular_disease)。一个子类别包括外周动脉疾病(PAD),其与除心脏或大脑以外的循环中的动脉内的流量减少有关。在其他示例中,可植入装置可以用于特征性地经受实质运动的身体区域中的治疗。在这样的区域中,可能需要诸如抗断裂性和塌陷可恢复性之类的性能来防止由于患者的活动所致的对可植入装置结构的损坏或改变。应用可能涉及诸如整形外科和局部药物输送的领域。在现有技术的可植入医疗装置中,通常采用镍钛诺(Nitinol)或者类似的弹性或“形状记忆”金属合金。例如,镍钛诺支架已用于治疗外周血管疾病,如需要植入物以恢复和维持动脉或静脉,特别是经受身体运动的区域中的通畅的情况。镍钛诺的现有用途的另一个方面是用于自膨胀植入结构,如自膨胀支架。然而,镍钛诺的突出限制在于其是不可生物降解的。缺乏生物降解性导致临床局限性,其中包括在镍钛诺支架区域内难以再治疗以及装置可能长期疲劳断裂,从而导致不良的临床结果。可植入装置也已由常规的可生物降解聚合物如PLLA制成,并且已经对某些设计的塌陷可恢复性提出了要求。然而,这样的装置提供非常有限的抗断裂性,或者为了防止断裂而利用本来就弱的材料配方进行设计。另外,这样的常规可生物降解聚合物不是不透射线的,并且临床应用通常需要重金属的标记带以便在荧光透视检查下获得甚至边缘能见度。需要一种材料以及用于在体内植入的相关装置和方法,该材料具有应付在经受张力、压缩、弯曲和其他类似身体挑战的身体部分中的高应力环境的性能,并且其还具有射线不透性和生物降解性。在这些应用中需要承受的机械挑战要求在(a)伸展/收缩、(b)压缩、(c)屈曲、(d)弯曲和(e)扭曲等方面的高支撑架性能。图1使用大腿和膝盖区域为例例示了这样的身体挑战。另外,身体的各个区域常规地或潜在地经受来自冲击或负重的巨大力。在这样的身体区域中对高性能的需求需要具有高回弹性以承受复杂的应力场的装置。这种性能范围可包括塌陷可恢复性-在机械冲击后重新膨胀和恢复的能力。同样,在体内可生物降解的装置有重要的优点,例如,避免由于永久放置而引起的并发症,以及允许以后在植入部位的再次治疗的最大机会。该装置理想地提供结构强度和完整性的初期(例如,大约1-6个月),随后快速降解和消除(例如,在大约6-36个月内)。另外,本专利技术的材料和装置可以是不透射线的,从而允许在递送和部署期间的精确荧光透视可视化。概述如本文所述的,公开的实施方案解决了对于具有高强度、高回弹性和/或塌陷可恢复性的医疗装置和材料的需求,特别是在材料的实施方案允许生物相容性的、可生物降解的和/或不透射线的结构的情况下。在特定的实例中,具有本专利技术的方面的实施方案具有适合在经受高应力环境的挑战性身体环境中使用的性能。实例包括用于在经受身体运动的解剖结构或软组织中使用的植入装置。需要强度和韧性性能的植入装置可应用于诸如整形外科、药物递送的治疗,以及诸如动脉、静脉、导管等的身体内腔的治疗。实施方案包括潜在可交联的聚合物材料,其可以被预成型为针对所需医疗装置的要求的形状。然后可以通过引发可交联的聚合物材料来交联这样的预成型形状。进行这样的交联反应的一种结果是在该材料内形成足够数量或密度的这些交联,这增强了性能而产生具有预成型形状的坚固的、坚韧的弹性的和/或塌陷可恢复的材料。可以采用任选的后续处理来生产最终的医疗装置。在一个纯说明性的非限制性实例中,具有本专利技术的方面的聚合物材料可以在制造用于恢复和/或保持通畅性或以其他方式治疗身体内腔(如动脉、静脉、各种器官导管、胃肠道内腔等)的支架或其他装置中被采用。实施方案可以具有高回弹性和塌陷可恢复性,并且可以包括这样的聚合物,该聚合物提供在病变部位有效支撑血管所需的强度,接着进行降解和消除,从而尤其是允许对血管区域进行再次治疗。另外,具有本专利技术的方面的聚合物和装置可以是不透射线的,从而允许在部署期间和之后通过荧光透视法进行准确且方便的可视化。另一个说明性实例包括配置用于治疗制剂的受控释放(包括药物和/或生物制剂的局部递送)的植入物。本专利技术的聚合物材料实施方案特别适于靶向这样的区域,在那里身体运动可能对递送植入物施加高应力,从而产生不希望的装置破坏、移动和/或损坏的风险。聚合物材料实施方案的回弹性、强度和塌陷可恢复性允许制备能够抵抗这样的功能损害的递送植入物。这样的靶向植入物递送可以包括:药物或其他物质在选定时间段内的持续释放、以预选的分布曲线释放和/或以多于一种的药物或物质的顺序释放进行释放。聚合物材料实施方案的射线不透性支持这样的植入物的精确的微创放置。在递送功能完成之后,后续的生物降解可以消除残留的材料。本文公开了聚合物材料。本文通过利用一个或多个化学式描述聚合物材料或其组分来对该材料的各种实施方案进行描述。本领域技术人员要理解的是,在整个公开内容中,这样的变量通常是一致地定义的。因此,在特定实施方案的描述在该实施方案的直接上下文内没有明确地定义这样的化学式的特定变量的情况下,本领域技术人员要理解的是,可以应用在本文其他地方定义的该变量的任何描述来定义在该实施方案的上下文中的该变量。聚合物材料包括以下各项中的一种或多种:聚合物,均聚物,共聚物,嵌段共聚物和/或其共混物或混合物;其中生物相容性的聚合物材料任选地是本身不透射线的和/或生物可吸收的;其中该聚合物材料包括至少一种这样的聚合物组分:在初始制备时具有潜在可交联的状态,使得其包含被配置为在经历至少一种交联引发处理时发生反应而使聚合物交联的官能团;其中该聚合物材料包括至少一种这样的聚合物组分:在初本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物材料,所述聚合物材料包括聚合物、均聚物、共聚物、嵌段共聚物和/或它们的共混物或混合物中的一种或多种;其中所述生物相容性聚合物材料任选地是本身不透射线的和/或生物可吸收的;/n其中所述聚合物材料包括:在初始制备时具有潜在可交联的状态的至少一种聚合物组分,以使得所述至少一种聚合物组分包含被配置为在经历至少一种交联引发处理后发生反应而使所述聚合物交联的官能团;/n其中所述聚合物材料包括:在初始制备时在低于37℃的温度具有橡胶状或部分橡胶状态的至少一种聚合物组分;/n其中在经历所述至少一种交联引发处理之前,所述聚合物材料具有允许其在没有引发交联的情况下被形成为选定结构形状的性能;并且/n其中在经历至少一种交联引发处理之后,所述聚合物材料具有交联的状态,使得其在所述材料的聚合物链之间具有足够数量和/或密度的交联以增强材料性能而产生坚固的、坚韧的、有弹性的材料,使得由所述交联的聚合物材料构成的选定形状具有塌陷可恢复性能,从而允许在机械变形后基本上回复到所述选定形状。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180808 US 62/715,928;20181101 US 62/754,2341.一种聚合物材料,所述聚合物材料包括聚合物、均聚物、共聚物、嵌段共聚物和/或它们的共混物或混合物中的一种或多种;其中所述生物相容性聚合物材料任选地是本身不透射线的和/或生物可吸收的;
其中所述聚合物材料包括:在初始制备时具有潜在可交联的状态的至少一种聚合物组分,以使得所述至少一种聚合物组分包含被配置为在经历至少一种交联引发处理后发生反应而使所述聚合物交联的官能团;
其中所述聚合物材料包括:在初始制备时在低于37℃的温度具有橡胶状或部分橡胶状态的至少一种聚合物组分;
其中在经历所述至少一种交联引发处理之前,所述聚合物材料具有允许其在没有引发交联的情况下被形成为选定结构形状的性能;并且
其中在经历至少一种交联引发处理之后,所述聚合物材料具有交联的状态,使得其在所述材料的聚合物链之间具有足够数量和/或密度的交联以增强材料性能而产生坚固的、坚韧的、有弹性的材料,使得由所述交联的聚合物材料构成的选定形状具有塌陷可恢复性能,从而允许在机械变形后基本上回复到所述选定形状。


2.根据权利要求1所述的聚合物材料,其中所述材料处于潜在可交联的状态,所述材料还没有经历所述至少一种引发处理。


3.根据权利要求1所述的聚合物材料,其中所述材料处于交联的状态,所述材料已经经历了所述至少一种引发处理。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物材料,其中在初始制备时具有橡胶状或部分橡胶状态的所述至少一种聚合物组分包括以下各种中的一种或多种:PCL(聚己内酯),PTMO(聚四氢呋喃),PTMC(聚碳酸亚丙酯),PEG(聚乙二醇),聚二氧杂环己酮,聚乙交酯,聚丙交酯及它们的任意共聚大分子单体。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物材料,其中具有潜在可交联聚合物材料的所述至少一种聚合物组分包括本身不透射线的、生物相容性的、生物可吸收的聚合物,其中所述聚合物包含一个或多个具有以下结构的重复单元:



其中
如果存在相应的重复单元,则按所述聚合物的重量计,“a”、“b”、“c”各自独立地在约1%至约5%、约1%至约10%、约1%至约15%、约1%至约20%、约1%至约25%、约1%至约30%、约1%至约35%、约1%至约40%、约1%至约45%、约1%至约50%、约5%至约10%、约5%至约15%、约5%至约20%、约5%至约25%、约5%至约30%、约5%至约35%、约5%至约40%、约5%至约45%或约5%至约50%的范围内;
所述聚合物是无规或嵌段共聚物;
X1、X2、X3和X4各自独立地是Br或I;
y1、y2、y3和y4各自独立地是0、1、2、3或4;
a、b和c是0至100%的重量百分比并且a+b+c=100%;并且
A1、A2和A1是独立地选自由以下各项组成的组中的连接基团:



条件是如果所述A1、A2或A1与邻近氧原子的连接表明是氧-氧或氧-氮键,则该邻近氧原子不存在;
B是在初始制备时具有橡胶状或部分橡胶状态的所述至少一种聚合物组分;
Rx、Ry、R3各自独立地是H或C1-C6烷基;
R4和R4a各自独立地是C1-C10亚烷基;
R1、R2、R3和R4各自独立地是直链的或支链的、饱和的或不饱和的C1-C12亚烷基、2-15元亚杂烷基或2-15元亚杂烯基,其各自任选地包含1-3个各自独立地选自O、NR和S的杂原子;
R是H或C1-C6烷基;
R1、R2、R3和R4各自任选地包含侧挂Z基团;并且
所述侧挂Z基团任选地包括在所述聚合物被制作成所需形状之后能够通过消除发生反应或通过自由基机制发生反应而使所述聚合物交联的官能团。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚合物材料,其中所述聚合物材料包括包含一个或多个具有以下结构的重复单元的聚合物:



其中:
M是低Tg大分子单体,所述低Tg大分子单体包括PTMC、PTMO、PCL、PEG或它们的任意共聚大分子单体,任选地还包括PLLA、PGA和聚二氧六环中的一种或多种;
Z=O或NH;并且
X是键,或者直链或支链的亚烷基、亚烯基或亚苯基,其各自任选地被一个或多个选自以下各项的取代基取代:烷基,卤素,-OH和-C(O)OH;并且
所述聚合物是无规或嵌段共聚物;
其中所述至少一种交联引发处理包括加热所述潜在可交联的聚合物材料以诱导酯交换。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的聚合物材料,其中所述聚合物材料包括包含一个或多个具有以下结构的重复单元的聚合物:



其中:
M是低Tg大分子单体,所述低Tg大分子单体包括PTMC、PTMO、PCL、PEG或它们的任意共聚大分子单体,任选地还包括PLLA、PGA和聚二氧六环中的一种或多种;并且
Z=O或NH;并且
所述聚合物是无规或嵌段共聚物;
其中所述至少一种交联引发处理包括在自由基引发剂的存在下聚合物的自由基引发的链反应。


8.根据权利要求1所述的聚合物材料,其中所述聚合物材料包括包含一个或多个具有以下结构的重复单元的聚合物:



其中M是低Tg大分子单体,所述低Tg大分子单体包括PTMC、PTMO、PCL、PEG或它们的任意共聚大分子单体,任选地还包括PLLA、PGA和聚二氧六环中的一种或多种;并且
Z=O或NH;并且
其中所述至少一种交联引发处理包括在自由基引发剂的存在下聚合物的自由基引发的链反应。


9.根据权利要求6至8中任一项所述的聚合物材料,其中括号“b”中的部分被根据以下结构的双酚酸的叔丁酯替代:





10.根据权利要求6或7所述的聚合物材料,其中R=H。


11.根据权利要求6或7所述的聚合物材料,其中R是直链或支链烷基。


12.根据权利要求6或7所述的聚合物材料,其中R是CH3或C2H5。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的聚合物材料,其中当交联官能团在本身橡胶状PTMC的侧链中时,所述聚合物材料包括包含一个或多个具有以下结构的重复单元的聚合物:



其中x和y各自独立地是在约1至约50范围内的整数。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的聚合物材料,其中所述聚合物材料包括包含至少两种不同种类的重复单元的聚合物,这样种类的重复单元各自具有不同类型的所述潜在地可交联的官能团;并且
其中一种这样的重复单元是在所述侧挂基团中包括可交联丙烯酰基或甲基丙烯酰基部分的结构性不透射线组分;并且
其中另一种这样的重复单元是在所述侧挂基团中包括可交联丙烯酰基或甲基丙烯酰基部分的本身橡胶状组分。


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【专利技术属性】
技术研发人员:罗伯特·K·舒尔茨卢博夫·卡巴诺夫D·K·布兰多姆杰西卡·艾利欧内斯特·G·巴卢卡杜加达斯·波利卡尔
申请(专利权)人:雷瓦医药有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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