專利名稱：包含高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料、及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料及其制造方法。本申請基于2008年9月8日在日本提出申請的日本特愿2008_2四442號要求優(yōu) 先權(quán)，并在本申請中引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
目前，已有關(guān)于由合成高分子、天然高分子和細(xì)胞生長因子、藥物、磷酸鈣等形成 的復(fù)合材料的報(bào)道，這樣的復(fù)合材料被應(yīng)用于向再生醫(yī)療用支架材料及各種固體基板上的 涂敷。例如，缺血性心臟病是導(dǎo)致心肌梗塞的原因，在對該缺血性心臟病的治療中，使用的 是將由高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物藥物形成的復(fù)合材料涂敷在支架表面而得到的藥 物溶出支架(Drug-elutingStent =DES)。利用該DES，可以使包封在高分子基質(zhì)內(nèi)的藥物等 低分子有機(jī)化合物在生物體內(nèi)溶出，由此抑制再狹窄(例如專利文獻(xiàn)1及2)。但是，根據(jù)報(bào)道，在低分子有機(jī)化合物溶出后，要抑制殘留的高分子基質(zhì)發(fā)生炎癥 反應(yīng)、血栓形成以及支架表面的內(nèi)皮化(例如非專利文獻(xiàn)1及2)。專利文獻(xiàn)1公開了下述內(nèi)容含有作為低分子有機(jī)化合物的藥物且吸收至少 100%以上的水的吸水性高分子可作為DES發(fā)揮效果。特別公開了下述內(nèi)容為了確保生物 體內(nèi)物理強(qiáng)度的穩(wěn)定性，優(yōu)選使用結(jié)構(gòu)中具有聚氧丙烯鏈、聚四氫呋喃鏈等聚醚鏈的聚氨 酯類彈性體、以及以這些聚氨酯類彈性體為主體的高分子基質(zhì)或高分子基質(zhì)狀吸水性高分 子材料(第W012]段第8 10行)。另外，作為在高分子基質(zhì)中搭載藥物的方法，采用的 是使用水溶性藥物并利用高分子基質(zhì)的吸水性的搭載方法(第W013]段第1 3行)。作 為在生物體內(nèi)使用的高分子基質(zhì)，優(yōu)選能釋放藥物、并且在作用后能夠從體內(nèi)消失的高分 子基質(zhì)。專利文獻(xiàn)2公開了下述內(nèi)容提供使用重量盡量小的高分子進(jìn)行涂敷而得到的基 質(zhì)材料，所述高分子基質(zhì)優(yōu)選為乳酸-乙醇酸共聚物，在將作為低分子有機(jī)化合物的藥物 和高分子溶解在氯仿中之后，于室溫下進(jìn)行1小時(shí)真空干燥(第W052]段第1 5行、第
段第9行)。專利文獻(xiàn)3公開了下述內(nèi)容將包含作為低分子有機(jī)化合物的藥物的水或醇溶液 均勻混合于下述PBS溶液中，以使藥物分散于整個(gè)溶液中，所述PBS溶液是包含生物降解性 基質(zhì)形成物質(zhì)以及用于交聯(lián)該生物降解性基質(zhì)形成物質(zhì)的酶的溶液(第W028]段第1 6行)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-89233專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-312987專利文獻(xiàn)3 日本特開2007-277217
非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn) 1 :Xianyan Wang,Xiaohui Zhang, John Castellit, Ira Herman,Nark Iafrati, David L. Kaplan. Biomaterials 2008 ；29 :894-903.非專禾丨J 文獻(xiàn) 2 :Han Hee Cho, Dong-ffook Han, Kazuaki Matsumura, Sadami Tsutsumi, Suong-Hyu Hyon. Biomaterials 2008 ；29 :884-893.

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題以往報(bào)道的由親水性高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物形成的復(fù)合材料存在下述 問題難以以高搭載量將低分子有機(jī)化合物復(fù)合于高分子基質(zhì)內(nèi)，在形成的復(fù)合材料與血 液接觸時(shí)，高分子基質(zhì)成分會形成血栓。解決問題的方法本發(fā)明提供高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其是在高分子基質(zhì)中分 散低分子有機(jī)化合物而形成的復(fù)合材料，其中，所述高分子基質(zhì)由高分子經(jīng)有機(jī)酸衍生物 交聯(lián)而形成。另外，本發(fā)明提供高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料的制造方法，該制 造方法包括在有機(jī)溶劑中進(jìn)行高分子和有機(jī)酸衍生物的交聯(lián)，同時(shí)使低分子有機(jī)化合物 包封于其中，在生成高分子基質(zhì)之后，將有機(jī)溶劑置換為水。優(yōu)選本發(fā)明的復(fù)合材料中涉及的有機(jī)酸衍生物為二元羧酸或三元羧酸的2個(gè)或3 個(gè)羧基被吸電子基團(tuán)修飾而得到的衍生物。優(yōu)選本發(fā)明的復(fù)合材料中含有的低分子有機(jī)化合物為可溶于極性非質(zhì)子性有機(jī) 溶劑的藥物、氨基酸的1種或2種以上的組合，且對水顯示難溶性。此外，優(yōu)選本發(fā)明的復(fù)合材料顯示低分子化合物的緩釋性。此外，優(yōu)選本發(fā)明的復(fù)合材料顯示抗血栓性。發(fā)明的效果本發(fā)明通過在高分子溶液中混合低分子有機(jī)化合物，并利用導(dǎo)入有活化酯基的有 機(jī)酸衍生物來進(jìn)行交聯(lián)，可制備出含有高濃度低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料。另外，通過使 用本發(fā)明的高分子，可提供顯示優(yōu)異生物親和性及抗血栓性的復(fù)合材料。此外，可通過改變 本發(fā)明的高分子的交聯(lián)密度而容易地控制低分子有機(jī)化合物從高分子基質(zhì)中的緩釋速度， 由此，可作為具有優(yōu)異生物親和性的復(fù)合材料而付諸應(yīng)用。


[圖1]凝膠在4°C水中的直徑變化(左起0分鐘，10分鐘，1小時(shí)，3小時(shí)，6小時(shí)， 24小時(shí))[圖2]本實(shí)施例中，從基質(zhì)釋放出的Am80的量[圖3]有機(jī)酸衍生物濃度(5mM)、AmSO包封對于血栓形成的影響[圖4]有機(jī)酸衍生物濃度OOmM)、Am80包封對于血栓形成的影響[圖5]有機(jī)酸衍生物濃度(IOOmM)、Am80包封對于血栓形成的影響[圖6]含有IOOmM的AcTrpNH2而制備的高分子基質(zhì)
[圖7]含有IOOmM的AcTyrNH2而制備的高分子基質(zhì)[圖8]含有IOOmM的FmocIleOH而制備的高分子基質(zhì)[圖9]含有IOOmM的FmocPheOH而制備的高分子基質(zhì)[圖10]含有IOOmM的FmocTrpOH而制備的高分子基質(zhì)[圖11]含有IOOmM的FmocSer(tBu) OH而制備的高分子基質(zhì)[圖12]不含有氨基酸衍生物而制備的高分子基質(zhì)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施方式如下所示，但本發(fā)明并不受下述實(shí)施方式的限制。本發(fā)明中的所述復(fù)合材料，是混合高分子、有機(jī)酸衍生物及藥物等低分子有機(jī)化 合物而形成的復(fù)合材料，是通過高分子和有機(jī)酸衍生物的交聯(lián)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)了分子水平的復(fù) 合化的材料。作為本發(fā)明中使用的高分子，可列舉蛋白質(zhì)、葡糖胺基葡聚糖、殼聚糖、聚氨基 酸、多元醇中的1種或2種以上的組合。作為上述蛋白質(zhì)，可優(yōu)選列舉膠原、去端肽膠原 (atelocollagen)、堿處理膠原、明膠、酸處理明膠、堿處理明膠、角蛋白、血清白蛋白、卵白 蛋白、基因重組白蛋白、血紅蛋白、酪蛋白、球蛋白、血纖蛋白原以及它們的衍生物。進(jìn)一步 優(yōu)選列舉膠原、明膠以及它們的衍生物等。本發(fā)明中使用的高分子優(yōu)選為分子內(nèi)具有氨 基、且適于與有機(jī)酸衍生物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的高分子。作為葡糖胺基葡聚糖，可優(yōu)選列舉硫酸 軟骨素、硫酸皮膚素、透明質(zhì)酸、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質(zhì)素以及它們的衍生物。對于混合溶液中的高分子的濃度并無特殊限制，其用量通常為3 30wt%、優(yōu)選 為7. 5 15wt%、更優(yōu)選為10 15wt%、最優(yōu)選為15wt%。高分子的濃度在7. 5wt%以下 時(shí)，有機(jī)酸衍生物濃度達(dá)到20mM以上，無法形成高分子基質(zhì)。即，無法保持具有高交聯(lián)密度 的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。作為用于獲得本發(fā)明的復(fù)合材料的有機(jī)酸衍生物，優(yōu)選為下述有機(jī)酸衍生物中的 1種或2種以上的組合，所述有機(jī)酸衍生物是羧酸的至少2個(gè)羧基被N-羥基琥珀酰亞胺、 N-羥基磺基琥珀酰亞胺或它們的衍生物修飾而得到的衍生物，所述羧酸選自下組中的1種 或2種以上檸檬酸、蘋果酸、草酰乙酸、酒石酸、順式烏頭酸、2-酮戊二酸及其衍生物。作為適用于獲得本發(fā)明的復(fù)合材料的有機(jī)酸衍生物濃度，在高分子濃度為15wt% 的情況下，有機(jī)酸衍生物濃度通常為1 100mM、優(yōu)選為5 100mM、更優(yōu)選為5 80mM、最 優(yōu)選為20mM。有機(jī)酸衍生物濃度在5mM以下時(shí)，高分子與有機(jī)酸衍生物的交聯(lián)點(diǎn)少，無法 保持高分子基質(zhì)結(jié)構(gòu)。此外，有機(jī)酸衍生物濃度為IOOmM以上時(shí)，會形成由高分子與有機(jī)酸 鍵合而成的結(jié)構(gòu)，這樣一來，會導(dǎo)致交聯(lián)點(diǎn)減少、無法保持結(jié)構(gòu)。此外，就反應(yīng)時(shí)間而言，在 25°C的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選在M小時(shí)以內(nèi)。例如，相對于反應(yīng)溶液總體，添加有20mM有機(jī)酸衍生 物的情況下，室溫下高分子基質(zhì)的形成時(shí)間為10 20分鐘。本發(fā)明中的低分子化合物優(yōu)選為難溶于水的藥物、氨基酸以及它們的衍生物中的 1種或2種以上的組合。作為用于制備本發(fā)明的復(fù)合材料的反應(yīng)溶劑，可使用極性非質(zhì)子溶劑，作為該類 溶劑的一例，可使用N，N_二甲亞砜(DMSO)。對于除去在由高分子和有機(jī)酸衍生物形成高分 子基質(zhì)時(shí)生成的反應(yīng)產(chǎn)物(N-羥基琥珀酰亞胺)及未反應(yīng)物來說，可通過將高分子基質(zhì)浸漬于純水中而進(jìn)行置換除去。另外，在將高分子基質(zhì)中含有的有機(jī)溶劑置換為純水時(shí)，為了 抑制已包封的低分子有機(jī)化合物的溶解及高分子的水解，優(yōu)選在0 10°C以下進(jìn)行置換。對于配制混合溶液時(shí)具體混合方法并無特殊限制，優(yōu)選使用例如小型混合器之類 的攪拌裝置等進(jìn)行充分均勻的混合。以下，結(jié)合實(shí)施例、針對每種高分子基質(zhì)對本發(fā)明進(jìn)行更為具體的說明，但本發(fā)明 完全不受這些實(shí)施例的限定。實(shí)施例11-1未包封低分子有機(jī)化合物的高分子基質(zhì)的制備表1所示的各基質(zhì)的通用制法如下所述。如表1所示，改變有機(jī)酸衍生物(TriSuccinimidyl Citrate (三琥珀酰亞胺基檸 檬酸酯)TSC)的濃度，在室溫下進(jìn)行了高分子基質(zhì)的制備。向高分子(600mg)加入含有 10%乳酸的DMSO(4. OOmL)，制備了 15W/v%的溶液。接著，將有機(jī)酸衍生物添加到含有10% 乳酸的DMSO溶液中，進(jìn)行混合，使有機(jī)酸衍生物的最終濃度達(dá)到20mM，由此制備了有機(jī)酸 衍生物溶液。以4 1的比例混合高分子溶液和有機(jī)酸衍生物溶液，并立即用筆形混頻器
進(jìn)行30秒鐘攪拌，然后，利用離心分離機(jī)進(jìn)行30秒鐘脫泡，得到了用 于包封藥物的高分子。有機(jī)酸衍生物(TSC)在IOOmM的濃度以內(nèi)時(shí)，在指定時(shí)間內(nèi)形成了 高分子基質(zhì)。[表 1]
1-2未包封低分子有機(jī)化合物的高分子基質(zhì)的穩(wěn)定性在4°C或37°C下，將上述制作的高分子基質(zhì)浸漬于純水中(5mL)，對高分子基質(zhì)的 經(jīng)時(shí)變化進(jìn)行了觀察。表2示出了表1的實(shí)施例1(基質(zhì)1 7)中所示的高分子基質(zhì)在1 個(gè)月后的狀態(tài)。各高分子基質(zhì)分別吸收了水而溶脹，高分子基質(zhì)的大小和重量隨時(shí)間發(fā)生 了變化。然后，觀察到了高分子基質(zhì)的收縮，確認(rèn)到高分子基質(zhì)因水解反應(yīng)而消失。[表 2]
權(quán)利要求
1.高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其是在高分子基質(zhì)中分散低分子有機(jī) 化合物而形成的復(fù)合材料，其中，所述高分子基質(zhì)由高分子經(jīng)有機(jī)酸衍生物交聯(lián)而形成。
2.權(quán)利要求1所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其中，有機(jī)酸衍生 物是二元羧酸或三元羧酸的2個(gè)或3個(gè)羧基被吸電子基團(tuán)修飾而得到的衍生物。
3.權(quán)利要求1或2所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其中，有機(jī)酸 衍生物是下述有機(jī)酸衍生物中的1種或2種以上的組合，所述有機(jī)酸衍生物是羧酸的至少2 個(gè)羧基被N-羥基琥珀酰亞胺、N-羥基磺基琥珀酰亞胺或它們的衍生物修飾而得到的，所述 羧酸選自下組中的1種或2種以上檸檬酸、蘋果酸、草酰乙酸、酒石酸、順式烏頭酸、2-酮 戊二酸以及它們的衍生物。
4.權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其中， 所述高分子為蛋白質(zhì)、葡糖胺基葡聚糖、殼聚糖、聚氨基酸、多元醇中的1種或2種以上的組合。
5.權(quán)利要求4所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其中，葡糖胺基葡 聚糖為選自硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、透明質(zhì)酸、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質(zhì)素以及它們 的衍生物中的1種或2種以上。
6.權(quán)利要求4所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其中，蛋白質(zhì)為選 自膠原、去端肽膠原、堿處理膠原、明膠、酸處理明膠、堿處理明膠、角蛋白、血清白蛋白、卵 白蛋白、基因重組白蛋白、血紅蛋白、酪蛋白及球蛋白、血纖蛋白原以及它們的衍生物中的1 種或2種以上的組合。
7.權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，其中， 低分子有機(jī)化合物是可溶于極性非質(zhì)子性有機(jī)溶劑的藥物、氨基酸以及它們的衍生物中的 1種或2種以上的組合。
8.權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，所述 復(fù)合材料顯示出低分子有機(jī)化合物的緩釋性。
9.權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料，所述 復(fù)合材料顯示出抗血栓性。
10.權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物的復(fù)合材料的制 造方法，該方法包括在有機(jī)溶劑中進(jìn)行高分子和有機(jī)酸衍生物的交聯(lián)，同時(shí)使低分子有機(jī)化合物包封于其中，在生成高分子基質(zhì)之后，將有機(jī)溶劑置換為水，從而獲得復(fù)合材料。
全文摘要
以往報(bào)道的由親水性高分子基質(zhì)和低分子有機(jī)化合物形成的復(fù)合材料存在下述問題難以以高搭載量將低分子有機(jī)化合物復(fù)合于高分子基質(zhì)內(nèi)，在形成的復(fù)合材料與血液接觸時(shí)，高分子基質(zhì)成分會形成血栓。在本發(fā)明中，使用有機(jī)酸衍生物作為交聯(lián)劑，在有機(jī)溶劑中進(jìn)行高分子和有機(jī)酸衍生物的交聯(lián)，同時(shí)使低分子有機(jī)化合物包封于其中，并在生成高分子基質(zhì)之后，將有機(jī)溶劑置換為水，由此使低分子有機(jī)化合物在高分子基質(zhì)內(nèi)析出、復(fù)合化，從而獲得具有抗血栓性且低分子有機(jī)化合物含量高的復(fù)合材料。
文檔編號C08L5/00GK102143767SQ200980134329
公開日2011年8月3日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者田口哲志, 高柳真里子 申請人:獨(dú)立行政法人物質(zhì).材料研究機(jī)構(gòu)