生物活性聚乙烯共聚物、聚乙烯大分子及其相关方法技术

本公开提供了具有聚(降冰片烯)主链的生物活性聚乙烯共聚物，所述聚(降冰片烯)主链包含一个或多个由通式(I)表示的重复单元和一个或多个由通式(II)表示的重复单元。本公开还提供了聚乙烯大分子、包含所述生物活性聚乙烯共聚物的材料、制备所述生物活性聚乙烯共聚物的方法和制备所述聚乙烯大分子的方法。方法和制备所述聚乙烯大分子的方法。方法和制备所述聚乙烯大分子的方法。方法和制备所述聚乙烯大分子的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物活性聚乙烯共聚物、聚乙烯大分子及其相关方法


[0001]本公开广泛地涉及生物活性聚乙烯共聚物、聚乙烯大分子和包含所述生物活性聚乙烯共聚物的材料。本公开还涉及制备所述生物活性聚乙烯共聚物、所述聚乙烯大分子和所述材料的方法。
[0002]背景
[0003]多年来，对生物的生物学和生理学的更好了解导致人们认识到使用替代材料来提高或取代生物学系统中现有功能的潜力。
[0004]然而，确定一种同时满足机械和生物学要求以在生物学系统中或与生物学系统一起理想地发挥功能的合适材料经常具有挑战性。
[0005]这是因为具有所需生物学特性的生物活性分子(例如胶原、壳聚糖等)经常缺乏有用的生物医学应用所需的机械强度。例如，许多这样的生物活性分子是非常吸湿的并且在吸收水分后以凝胶形式存在，使得它们太弱而不能单独用于承重生物医学应用如可植入装置。
[0006]另一方面，具有优异机械特性的合成材料缺乏被适当地用于需要与生物学系统持续相互作用的应用所需的生物学属性。
[0007]特别令人感兴趣的是聚乙烯(PE)，尽管其生物相容性一般，但它经常被用于生物医学应用。PE是一种常见的塑料，并且由于其性能如惰性、高机械强度、良好的热稳定性、良好/容易的材料可加工性、易于灭菌和低成本，常用于消费者护理和一次性产品(例如尿布和卫生用品)以及医疗器械(例如胆道支架、胃肠道支架、关节成形术植入物和关节植入物，其形式为高密度聚乙烯(HDPE)或交联聚乙烯(XPE))。
[0008]然而，有几个与聚乙烯的使用相关的关键问题。例如，聚乙烯植入物在插入人体时能够引起异物反应(FBR)。这能够导致在植入部位周围引发的炎症和其它类型的不良免疫反应，这需要免疫抑制剂给药来减轻炎症。如果免疫抑制剂给药失败，则可能需要移除植入物并继续给予免疫抑制剂。在基于聚乙烯的胃肠支架和胆道支架中，生物污染也可能是导致支架闭塞和需要重新植入支架的问题。由于与材料的摩擦，皮肤过敏对于基于聚乙烯的产品也很常见。例如，尿布皮炎是婴儿最常见的皮肤病，严重时能够导致溃疡和脓疱形成。对于因失禁和行动不便等原因需要穿尿布的成年人，皮炎也可以导致褥疮，而褥疮经常会导致脓毒病。此外，使用聚乙烯也具有挑战性，因为所述合成聚合物不仅不溶于大多数有机溶剂，而且它本身也是一种相对惰性的聚合物。
[0009]将这些不同的材料组合，希望所得材料能够同时实现所需的生物学和机械性能，也是有挑战性的。这是因为生物活性分子如肽和糖经常与聚乙烯不相容，因为前者是亲水性的，而后者是疏水性的。
[0010]因此，将所述两种不同的材料物理共混在一起经常会导致所述两种互不相容的材料的相分离，使得所获得的整个材料无效。
[0011]它们的亲水性的固有差异同样使得从这些材料化学合成生物活性聚乙烯共聚物极其困难，尤其是当这些材料的分子量相对较高时。这是在尝试将这两种化学上不同类型
的材料化学组合在一起时需要克服的各种复杂的化学障碍(例如由于聚乙烯的惰性导致的低反应性、不希望的副产物化学浸出等)之外的障碍。
[0012]鉴于上述情况，需要解决或至少改善上述问题。特别地，需要提供解决或至少改善上述问题的生物活性聚乙烯共聚物、聚乙烯大分子、包含所述生物活性聚乙烯共聚物的材料和相关方法。
[0013]概述
[0014]在一个方面，本公开提供了具有聚(降冰片烯)主链的生物活性聚乙烯共聚物，所述聚(降冰片烯)主链包含一个或多个由通式(I)表示的重复单元和一个或多个由通式(II)表示的重复单元：
[0015][0016]其中
[0017]R1是任选取代的烷基；
[0018]R2选自单键，任选取代的烷基，任选取代的烯基，任选取代的炔基，任选取代的烷氧基烷基，任选取代的烷基羰基或者任选取代的烷基羰基烷基；
[0019]R3选自H，任选取代的烷基，任选取代的烯基或者任选取代的炔基；
[0020]L是亚杂烷基；
[0021]X包含选自下组的生物活性的结构部分：蛋白质，肽，糖，治疗/药物分子和它们的衍生物；
[0022]Y包含聚乙烯或者其部分；并且
[0023]Z1和Z2各自独立地选自CR
a
R
b
，O，NR
c
，SiR
a
R
b
，PR
a
或者S，其中R
a
、R
b
和R
c
各自独立地选自下组：H，任选取代的烷基，任选取代的烯基和任选取代的炔基。
[0024]在一个实施方案中，Y由通式(III)表示：
[0025][0026]其中
[0027]A任选地作为NR
c
存在，其中R
c
独立地选自H，任选取代的烷基，任选取代的烯基或者任选取代的炔基；
[0028]B作为具有至少一个在环中的N杂原子的5元或者6元杂环任选地存在；
[0029]R5选自任选取代的烷基，任选取代的烯基，任选取代的炔基，任选取代的烷氧基烷基，任选取代的烷基羰基或者任选取代的烷基羰基烷基；
[0030]T是选自氢和甲基的末端基团；和
[0031]n为10
‑
350。
[0032]在一个实施方案中，n为20
‑
250。
[0033]在一个实施方案中，B存在且由以下结构表示：
[0034][0035]其中
[0036]R
6a
，R
6b
，R
6c
和R
6d
各自独立地选自下组：C，CR
a
，CR
a
R
b
，N，NR
c
，O或者S，其中R
a
、R
b
和R
c
各自独立地选自下组：H，任选取代的烷基，任选取代的烯基和任选取代的炔基；和
[0037]R
7a
、R
7b
和R
7c
作为＝O，＝S，
–
F，
–
Cl，
–
Br，
–
I，＝CR
a
R
b
，
–
CR
a
R
b
R
c
，
–
OH，
–
SH，
–
NH2或者＝NR
c
任选地存在。
[0038]在一个实施方案中，Y选自以下通式(IIIa)、(IIIb)或者(IIIc)：
[0039][0040]其中
[0041]R5选自下组：C1‑
C
20
烷基，C2‑
C
20
烯基，C2‑
C
20
炔基，C1‑
C
20<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.具有聚(降冰片烯)主链的生物活性聚乙烯共聚物，所述聚(降冰片烯)主链包含一个或多个由通式(I)表示的重复单元和一个或多个由通式(II)表示的重复单元：其中R1是任选取代的烷基；R2选自单键，任选取代的烷基，任选取代的烯基，任选取代的炔基，任选取代的烷氧基烷基，任选取代的烷基羰基或者任选取代的烷基羰基烷基；R3选自H，任选取代的烷基，任选取代的烯基或者任选取代的炔基；L是亚杂烷基；X包含选自下组的生物活性结构部分：蛋白质，肽，糖，治疗/药物分子和它们的衍生物；Y包含聚乙烯或者其部分；和Z1和Z2各自独立地选自CR
a
R
b
，O，NR
c
，SiR
a
R
b
，PR
a
或者S，其中R
a
、R
b
和R
c
各自独立地选自下组：H，任选取代的烷基，任选取代的烯基和任选取代的炔基。2.权利要求1所述的共聚物，其中Y由通式(III)表示：其中A任选地作为NR
c
存在，其中R
c
独立地选自H，任选取代的烷基，任选取代的烯基或者任选取代的炔基；B任选地作为具有至少一个在环中的N杂原子的5元或者6元杂环存在；R5选自任选取代的烷基，任选取代的烯基，任选取代的炔基，任选取代的烷氧基烷基，任选取代的烷基羰基或者任选取代的烷基羰基烷基；T是选自氢和甲基的末端基团；和n为10
‑
350。3.权利要求2所述的共聚物，其中n为20
‑
250。4.权利要求2或者3所述的共聚物，其中B存在且由以下结构表示：
其中R
6a
、R
6b
、R
6c
和R
6d
各自独立地选自下组：C，CR
a
，CR
a
R
b
，N，NR
c
，O或者S，其中R
a
、R
b
和R
c
各自独立地选自下组：H，任选取代的烷基，任选取代的烯基和任选取代的炔基；和R
7a
、R
7b
和R
7c
任选地作为＝O，＝S，
–
F，
–
Cl，
–
Br，
–
I，＝CR
a
R
b
，
–
CR
a
R
b
R
c
，
–
OH，
–
SH，
–
NH2或者＝NR
c
存在。5.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中Y选自以下通式(IIIa)、(IIIb)或者(IIIc)：其中R5选自下组：C1‑
C
20
烷基，C2‑
C
20
烯基，C2‑
C
20
炔基，C1‑
C
20
烷氧基，C1‑
C
20
烷氧基烷基，C2‑
C
20
烷基羰基和C3‑
C
20
烷基羰基烷基；R
6a
和R
6d
各自独立地选自下组：C，CR
a
，CR
a
R
b
，N，NR
c
，O或者S，其中R
a
、R
b
和R
c
各自独立地选自下组：H，任选取代的烷基，任选取代的烯基和任选取代的炔基；R
7a
任选地作为＝O，＝S，
–
F，
–
Cl，
–
Br，
–
I，＝CR
a
R
b
，
–
CR
a
R
b
R
c
，
–
OH，
–
SH，
–
NH2或者＝NR
c
存在；T是选自氢和甲基的末端基团；和n为10
‑
350。6.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中Y选自以下通式(IIId)、(IIIe)或者(IIIf)：
其中R5选自下组：C1‑
C
20
烷基，C2‑
C
20
烯基，C2‑
C
20
炔基，C1‑
C
20
烷氧基，C1‑
C
20
烷氧基烷基，C2‑
C
20
烷基羰基和C3‑
C
20
烷基羰基烷基；T是选自氢和甲基的末端基团；和n为10
‑
350。7.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中由通式(I)表示的重复单元的量为1
‑
100摩尔％，相对于所述共聚物计。8.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中通式(I)的分子量与通式(II)的分子量相差不超过通式(II)的分子量的30％。9.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中L是具有20个碳原子
‑
300个碳原子的亚杂烷基。10.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中L是聚乙二醇(PEG)。11.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中L是具有介于500和7,000之间的数均分子量的聚乙二醇(PEG)。12.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中R1是C1‑
C4烷基，并且R2选自C1‑
C
20
烷基，C2‑
C
20
烯基，C2‑
C
20
炔基，C1‑
C
20
烷氧基，C1‑
C
20
烷氧基烷基，C2‑
C
20
烷基羰基或者C3‑
C
20
烷基羰基烷基。13.前述权利要求中任一项所述的共聚物，其中R1是直链或支化的C1‑
C4烷基取代基，独立地选自甲基，乙基，正丙基，2
‑
丙基，异丙基，正丁基，异丁基，仲丁基或者叔丁基，并且R2是直链或支化的C1‑
C
20
烷基取代基，独立地选自甲基，乙基，正丙基，2
‑
丙基，异丙基，正丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，己基，戊基，1,2
‑
二甲基丙基，1,1
‑
二甲基丙基，戊基，异戊基，己基，4
‑
甲基戊基，1
‑
甲基戊基，2
‑
甲基戊基，3
‑
甲基戊基，2,2
‑
二甲基丁基，3,3
‑
二甲基丁基，1,2
‑
二甲基丁基，1,3
‑
二甲基丁基，1,2,2
‑
三甲基丙基，1,1,2
‑
三甲基丙基，2
‑
乙基戊基，3
‑
乙基戊基，庚基，1
‑
甲基己基，2,2
‑
二甲基戊基，3,3
‑
二甲基戊基，4,4
‑
二甲基戊基，1,2
‑
二甲基戊基，1,3
‑
二甲基戊基，1,4
‑
二甲基戊基，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珮丽，槇尾晴之，郭佳怡，朴恩珠，张祐瑱，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：