熱敏性的兩親性聚氨酯和基于此類材料的能夠注射的水溶液的制作方法
【專利摘要】描述了一種由至少一種兩親性聚氨酯的水溶液組成的能夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物。
【專利說明】熱敏性的兩親性聚氨酯和基于此類材料的能夠注射的水溶 液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、基于兩親性聚氨酯的能夠注射的熱敏性水 溶液。

【背景技術(shù)】
[0002] 在再生和美容醫(yī)學(xué)中，能夠注射的體系是進行最低限度侵入性干預(yù)和獲得用于藥 物的局部和/或控制釋放的體系的理想溶液。最低限度侵入性外科技術(shù)允許減少與傳統(tǒng)干 預(yù)相關(guān)的問題，包括高醫(yī)療費用（持久的干預(yù)、長時間的患者停留）和患者恢復(fù)時間長（康 復(fù)期長、外科手術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險高）。藥物的局部釋放允許將由于藥物本身引起的副作用最 小化。
[0003] 能夠注射的體系的必要要求是在注射時為低粘度液體或凝膠形式。如果此類材料 在生理條件下形成高粘稠的凝膠，則它們是再生和美容醫(yī)學(xué)應(yīng)用和藥物的控制釋放中特別 感興趣的。類似的體系已主要通過體內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)（reticulation)或聚合過程來獲得。然 而，這些方法具有與幾乎不生物相容的單體或成網(wǎng)劑（reticulatingagents)的潛在使用 有關(guān)的限制。此外，部分這些反應(yīng)是放熱的，引起局部溫度升高。
[0004] 此外，已經(jīng)通過使用有機溶劑(Atrigel?)的聚合物溶液的注射獲得具有局部和 控制釋放的目前在售體系。然而，這些溶劑與一些可在這種條件下變性的分子種類（例如 蛋白屬性）的使用不相容。
[0005] 由于在反應(yīng)性工藝中不發(fā)生凝膠化，但是跟隨周圍條件的變化，本發(fā)明的溶 膠-凝膠體系是再生損傷組織（再生醫(yī)學(xué)）和藥物的控制釋放領(lǐng)域中有希望的替代方案。 因此，此類體系是高度生物相容的，并且適合于包封眾多類型的分子。此外，能夠注射的水 凝膠是有希望的用于組織工程的基質(zhì)，因為它們具有比得上天然組織的含水量，確保高效 的物質(zhì)傳遞，適合于容易處理并且可以與生長因子、細胞或藥物一起均勻地添加。水凝膠的 化學(xué)-物理性質(zhì)進一步確保細胞容易且均勻體系集群和組織缺陷的完整充填，而與它們的 形狀和尺寸無關(guān)。此外，原地可注射性和凝膠化使得在與所述細胞直接接觸中進行凝膠形 成：用這種方法，形成沉積，結(jié)果生成網(wǎng)絡(luò)，其可以使所述處理的組織的細胞外基質(zhì)的細胞 和蛋白質(zhì)相互滲透（compenetrate)。凝膠是由至少兩種組分組成的混合物：它們之一（通 常是天然或合成聚合物或它們的混合物）形成浸漬在由另一組分（液體）組成的介質(zhì)中的 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)水凝膠產(chǎn)生凝膠化機理，在組織工程中獲得應(yīng)用的能夠注射的水凝膠 可分為物理或可逆的凝膠和化學(xué)或不可逆的凝膠。特別是，在物理或可逆的凝膠中，通過基 于疏水性相互作用、氫鍵、范德華力或離子相互作用在聚合物鏈之間形成弱的相互作用，發(fā) 生溶液（溶膠）狀態(tài)向凝膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。物理水凝膠顯示體外的可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變；下 部轉(zhuǎn)變，這意味著從溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，緊接著是上部轉(zhuǎn)變，所述凝膠坍塌或收縮， 排出部分或全部之前吸收的溶劑?？赏ㄟ^溫度、離子濃度、溶劑組成或pH的變化來誘導(dǎo)這 些轉(zhuǎn)變。因為可通過周圍環(huán)境條件的變化誘導(dǎo)它們狀態(tài)的變化，因而顯示該特性的水凝膠 會對刺激作出反應(yīng)。由于通過生理條件誘導(dǎo)所述溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，因而對刺激作出反應(yīng)的 水凝膠定義為聰明的。因此，此類凝膠在某種條件下自發(fā)地形成，而不需要插入通常有毒且 會限制其降解性的成網(wǎng)劑。如上所述，所述轉(zhuǎn)變可通過不同的刺激來誘導(dǎo)；根據(jù)誘導(dǎo)所述 溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變的刺激類型，水凝膠可分為：（i)熱敏性水凝膠；（ii)對pH敏感的水凝膠； (iii)對特定分析物敏感的水凝膠；（iv)基于肽的水凝膠，和（v)基于兩親性聚合物的水凝 膠。
[0006] 如已知的，兩親性（或兩親）聚合物由交替的疏水性和親水性基團組成。這些分 子特征使得，在水性溶劑中，聚合物鏈自發(fā)聚集，產(chǎn)生將親水性基團暴露在外即朝向含水介 質(zhì)和疏水基團向內(nèi)的膠束，使親水性域與外部環(huán)境之間的相互作用最大化，并使疏水性基 團與水之間的相互作用最大化。
[0007] 如已知的，每種聚合物溶液可通過臨界濃度（CGC)來表征，從臨界濃度開始，可 以觀察到溶液狀態(tài)向凝膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，反之亦然。通常，CGC與使用的聚合物的分子量 成反比。一些體系顯示，高于某個溫度，溶劑與凝膠分離；在這種情況下，它是膠體凝縮 (syneresys)。關(guān)于熱敏性水凝膠，在已經(jīng)形成一定濃度（大于CGC)之后，所述聚合物溶液 可通過兩種溫度來表征：
[0008] -LCGT(下臨界凝膠溫度）：接近溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度。對于生物醫(yī)藥應(yīng)用， 該溫度必須優(yōu)選在體溫附近。低于LCGT，存在聚合物溶液，高于LCGT，形成凝膠；
[0009] -UCGT(上臨界凝膠溫度）：反向的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度。
[0010] 在已經(jīng)設(shè)置在某個濃度后，在低于LCGT的溫度下，形成小尺寸的膠束，其在含水 介質(zhì)中自由流動。在這些條件下，所述聚合物鏈的親水性鏈段與水之間的氫鍵占主導(dǎo)地 位。當升高溫度時，疏水性鏈段之間的相互作用增加，氫鍵變得較弱，且膠束尺寸由于聚合 物鏈之間形成的疏水性鍵合而增加。只要水凝膠濃度大于CGC，則施加進一步溫度升高，超 過LCGT，誘導(dǎo)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變：膠束尺寸增大，膠束之間的包裹和聚集程度增大，直到形成 凝膠。進一步溫度升高至高于UCGT意味著膠束結(jié)構(gòu)破壞和回到溶液狀態(tài)。為了獲得適當 生理條件和物理性能下的相轉(zhuǎn)變，可通過改變所述聚合物組成和溶液組成，來進行所述溶 膠-凝膠體系性質(zhì)的調(diào)節(jié)。例如，可以改變使用例如具有不同分子量的大分子的聚合物材 料的疏水性、溶液濃度、所述聚合物的分子量、是否存在添加至所述制劑的添加劑（鹽，如 NaCl)、溶劑的選擇。
[0011] 在用于形成用于生物醫(yī)藥應(yīng)用的水凝膠的聚合物中，已經(jīng)廣泛研宄了天然來源的 聚合物（蛋白質(zhì)、多糖），但是的確顯示出一些問題，其中包括傳播疾病的風(fēng)險和快速降解。
[0012] 還研宄了可生物降解的和不可生物降解的聚氨酯。此類聚氨酯的實例在 US4822827、US5254662、US5900246、US20060051394中公開。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中，由于其優(yōu) 異的機械性能、良好的生物相容性和加工性，可生物降解的聚氨酯是天然聚合物的有效替 代物。
[0013] 聚氨醋是使用大分子二醇（macrodiol)、二異氰酸醋和可能的擴鏈劑作為反應(yīng)物 來合成的。反應(yīng)物的選擇使得聚氨酯的特征和性質(zhì)能夠根據(jù)給定應(yīng)用的規(guī)范來調(diào)整。
[0014] 軟鏈段由多元醇組成，通常具有包括在400至5000Da之間的分子量。相反，硬鏈段 由二異氰酸酯和可能的擴鏈劑組成。這些后面的擴鏈劑通常是低分子量的二醇或二胺。擴 鏈劑的準確選擇允許為聚氨醋提供適合的特性：生物降解性、生體擬態(tài)（biomimetism)(插 入對酶降解敏感的氨基酸序列，如Ala-Ala序列，或粘附序列（adhesionsequences)，如肽Arg-Gly-Asp)或插入在官能化所述材料（N-B0C絲氨醇）的第二步中使用的官能團。
[0015] 此外，根據(jù)用于其合成的單體類型，聚氨酯可以是具有水解降解性、酶降解性或氧 化降解性的體內(nèi)主題。可通過在聚合物主鏈內(nèi)插入能夠被水解的鍵來制備可降解的聚氨 酯。用于在聚合物鏈內(nèi)插入能夠被水解的鍵的最通用的方法是提供包含能夠被水解的嵌段 如聚乳酸和聚（e-己內(nèi)酯）的多元醇用作軟鏈段的方法?；蛘?，可以通過硬鏈段、特別是 通過使用能夠被水解的擴鏈劑，在所述聚合物內(nèi)插入能夠被水解的基團。
[0016] 用于生物醫(yī)藥應(yīng)用的聚氨酯的合成通過具有一個或兩個階段的方法來進行；該后 面的階段提供進行預(yù)聚物合成的第一步驟，并且在此期間，過量的二異氰酸酯與所述多元 醇反應(yīng)。所述預(yù)聚物通常具有低分子量和非常粘稠的液體或低熔融固體的外觀。隨后的所 述預(yù)聚物與擴鏈劑的反應(yīng)是所述合成的第二步驟，其允許獲得具有（AB)n型多嵌段結(jié)構(gòu)的 最終聚合物。
[0017] 基于聚氨酯的熱敏性的聚合物溶膠-凝膠組合物不是已知的，其與天然聚合物的 組合也不是已知的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 因此，本發(fā)明的目的是通過提供一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、基于聚氨酯的能 夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物來解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，所述組合物在注入期間 或之后不意味著聚合反應(yīng)或形成網(wǎng)絡(luò)，因此不需要體內(nèi)添加可能過敏或有毒的成網(wǎng)劑或單 體。
[0019] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、基于聚氨酯的能夠注 射的熱敏性溶膠-凝膠組合物，其不會引起局部溫度升高。
[0020] 此外，本發(fā)明的目的是提供一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、基于聚氨酯的能夠注 射的熱敏性溶膠-凝膠組合物，其能夠以最低限度侵入的注射系統(tǒng)注射。
[0021] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的聚氨酯組合物，其可以 容易地包裝成無菌粉末，以允許其隨后在使用時的增溶，由此使得該手術(shù)更快并且沒有手 術(shù)并發(fā)癥。
[0022] 此外，本發(fā)明的目的是提供一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的能夠注射的熱敏性溶 膠-凝膠組合物，其顯示在接近生理溫度的溫度下使溶液凝膠化的能力，以及已證實的聚 氨酯的生物相容性；此類凝膠為組織和器官提供機械支撐，同時允許它們再生。
[0023] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、基于聚氨酯的能夠注 射的熱敏性溶膠-凝膠組合物，其可具有與組織再生相當?shù)慕到鈺r間，并且可用生物活性 分子進行功能化。
[0024] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種添加有一種或多種藥物的聚氨酯溶膠_凝膠組 合物，其能夠以局部和/或控制的方式在體內(nèi)釋放所述藥物。
[0025] 如將從下面的描述中可得知的，本發(fā)明的上述和其它目的和優(yōu)點是利用如權(quán)利要 求1所述的特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、能夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物獲得的。本發(fā) 明的優(yōu)選實施方式和非平凡的變型是從屬權(quán)利要求的主題。
[0026] 意圖是全部所附的權(quán)利要求是本說明書的不可分割的部分。
[0027] 如從所附的權(quán)利要求顯而易見的，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可對所描述的 內(nèi)容進行許多的變型和修改（例如涉及具有等效功能性的形狀、尺寸、配置和部件），這將 是立即明顯的。
[0028] 本發(fā)明將通過作為非限制性實施例提供的其一些優(yōu)選實施方式來更詳細地描述。
[0029] 因此，本發(fā)明涉及一種特別用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的、由至少一種兩親性聚氨酯的水 溶液組成的能夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物（即一種聚合物組合物，其優(yōu)選在環(huán)境溫 度下是溶液，和在生理條件下，通過膠束聚集而凝膠化），其通過使用聚醚和脂族二異氰酸 酯作為單體/大分子單體來合成。應(yīng)當指出，如何選擇組成根據(jù)本發(fā)明的組合物的材料將 一直以具有注入后無毒的材料和/或體內(nèi)降解為目標。
[0030] 聚乙二醇（PEG)經(jīng)常用作形成共兩親性聚合物的親水性嵌段。PEG是一種特征在 于在很寬的溫度和分子量范圍內(nèi)完全在水中混合的能力的聚醚。其是具有許多性質(zhì)如親水 性和生物相容性的材料，這些性質(zhì)使得其用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用是理想的。基于聚乙二醇的聚 氨酯和聚氨酯_脲具有兩親性，這使得它們是形成溶膠-凝膠體系的有效選擇，通過組合生 物可降解性和可注射性特性，這些兩親性使得它們最低限度地侵入性引入，并且在生理條 件下經(jīng)歷凝膠化過程。
[0031] 如以下將更詳細地描述的，根據(jù)本發(fā)明的組合物屬于物理或可逆的凝膠種類，并 且經(jīng)歷溫度依賴性的凝膠化過程。因此，從外部環(huán)境轉(zhuǎn)換至生理環(huán)境所確定的溫度升高引 起從溶膠狀態(tài)向凝膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，而不需要化學(xué)或環(huán)境屬性的任何其它刺激。
[0032] 特別是，用于根據(jù)本發(fā)明的能夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物的聚氨酯使用至 少下述物質(zhì)作為反應(yīng)物而合成：
[0033] -第一含量％的至少一種和最多兩種包含至少一個由作為低聚物或聚合物的聚 乙二醇（PEG)組成的嵌段的大分子二醇。優(yōu)選所述聚乙二醇（PEG)嵌段具有包括在200至 5000Da之間的分子量Mn。
[0034] -第二含量Q2的至少一種式OCN-R-NCO的二異氰酸酯，其中R為包含4至26個碳 原子的脂族或脂族-脂環(huán)族基團。
[0035] 優(yōu)選二異氰酸酯選自1，6-六亞甲基二異氰酸酯、1，4- 丁烷二異氰酸酯、1，4-環(huán)六 亞甲基（cicloesamethylene)二異氰酸醋或L-賴氨酸-二異氰酸醋。
[0036] 優(yōu)選所述聚合反應(yīng)在無水環(huán)境（通常在惰性氣體如氮氣N2或氬氣Ar的氣氛中） 中進行。
[0037] 優(yōu)選此類反應(yīng)混合物可包含至少一種溶劑，例如1，2-二氯甲烷、四氫呋喃、 N，N-二甲基-甲酰胺、1，2-二氯乙烷?？梢砸?guī)定使用許多溶劑，以使反應(yīng)物和/或在反應(yīng) 期間形成的低聚物能夠增溶。用于所述合成的反應(yīng)物和溶劑應(yīng)優(yōu)選在所述聚合反應(yīng)之前是 無水的或脫水的；為了獲得相對于所述反應(yīng)混合物低于1重量％的此類分子的百分比，使 用適合的方法降低含水量。脫水（anhydridification)的實例是在分子篩上回流和蒸餾。
[0038] 優(yōu)選此類反應(yīng)混合物包含至少一種催化劑，例如叔胺（如二氨基環(huán)辛烷 (diaminocyclooctane))或有機金屬化合物（如二丁基錫二月桂酸醋）。
[0039] 此外，用于合成用于根據(jù)本發(fā)明的能夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物的聚氨酯 的反應(yīng)混合物可包含至少一種第三含量％的至少一種包含兩個羥基或氨基的擴鏈劑。
[0040] 可用作用于根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯組合物的合成的擴鏈劑的二醇或二胺可具有各 種性質(zhì)；例如，所述擴鏈劑可選自：
[0041] -包含氨基酸序列的二醇或二胺，所述氨基酸序列例如肽粘附序列（例如 Arg-Gly-Asp)、剪切序列（例如Ala-Ala)或細胞滲透肽；
[0042]-由氨基酸衍生物（例如，賴氨酸的乙基酯）組成的二醇或二胺；
[0043] -包含保護性官能團的二醇或二胺（例如，N-BOC絲氨醇）；
[0044]-環(huán)狀二醇或二胺（例如，環(huán)己烷二甲醇）。
[0045]優(yōu)選：
[0046] -所述反應(yīng)混合物中的大分子二醇的重量百分比包括在20重量（wt) %至90重 量％之間；
[0047]-所述反應(yīng)混合物中的二異氰酸醋的重量百分比包括在80重量（wt) %至10重 量％之間；
[0048] -所述反應(yīng)混合物中的擴鏈劑的重量百分比在0重量（wt) %至65重量％之間。
[0049] 所述第一含量％的大分子二醇、第二含量Q2的二異氰酸酯和第三含量03的擴鏈劑 以摩爾比％:Q2:Q3存在于根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)混合物中，所述摩爾比Qi:Q2:03可優(yōu)選為1:2:1 至 3:8:5〇
[0050] 所述大分子二醇的羥基（-OH)與所述二異氰酸酯的異氰酸酯基（-NCO)的反應(yīng)意 味著形成氨基甲酸酯基團（所述兩種反應(yīng)物當量之間的適合比例是獲得異氰酸酯封端的 反應(yīng)產(chǎn)物所必需的）。所述聚合反應(yīng)盡可能在溶劑、優(yōu)選在之前列舉的有機溶劑中進行。
[0051] 有利地，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的合成的聚氨酯可用于制備水溶液：特別是，根據(jù) 本發(fā)明的聚氨酯組合物可在下述物質(zhì)中溶解：
[0052]-水；
[0053] -鹽溶液（例如，磷酸鹽緩沖液，PBS);
[0054]-葡萄糖苷溶液（葡萄糖或右旋糖溶液）；
[0055]-葡萄糖-鹽溶液。
[0056] 存在于本發(fā)明的聚氨酯溶液中的聚氨酯的含量Q4優(yōu)選包括在1 %至99% (重量 //體積）之間（更優(yōu)選在1%至50%之間）。
[0057] 此外，除所述聚氨酯組分Q4之外，本發(fā)明的聚氨酯溶液可包含至少一種第五含量 Q5的天然聚合物，例如碳水化合物和/或蛋白質(zhì)（例如，透明質(zhì)酸（ialuronicacid)、明膠、 膠原蛋白）。根據(jù)本發(fā)明，所述第五含量95包括在〇%至99%之間（更優(yōu)選在1%至20% 之間）（重量/體積）。
[0058] 此外，根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯溶液可包含至少一種第六含量Q6的至少一種藥物或生 物活性分子，其因而可包封在膠束體系中，并在將所述組合物注射到人或動物組織或器官 之后，在體內(nèi)逐漸釋放。優(yōu)選這種第六含量Q6包括在〇%至30% (重量/體積）之間（更 優(yōu)選在〇%至20%之間）。

【具體實施方式】
[0059] 下述實施例包括與如上所述的本發(fā)明的聚氨酯溶液的制備階段相關(guān)的一些典型 實例。
[0060] 階段 1
[0061] 在下文中，舉例來說，描述根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯的合成，所述聚氨酯通過兩步合成 方法獲得。用于該合成的反應(yīng)物為：
[0062] -聚乙二醇（Mn= 1500g/mol);
[0063] -1，6_六亞甲基二異氰酸酯（HDI);
[0064] -環(huán)己烷二甲醇（CDM)。
[0065] 所述合成方法通過下述步驟進行：
[0066]a)溶劑和反應(yīng)物的脫水：使用球形體系和兩個索氏萃取器，在N2惰性氣氛中，通 過在分子篩上回流，使溶劑（1，2-二氯乙烷-DCE-)和反應(yīng)物（大分子二醇和擴鏈劑）脫水。 所述操作進行8小時；
[0067] b)預(yù)聚合（第一步驟）：在所述脫水結(jié)束后，進行所述合成的第一步驟。在85°C下 進行所述預(yù)聚合反應(yīng)150分鐘，規(guī)定將二異氰酸酯添加至大分子二醇在DCE的溶液中（二 異氰酸酯的含量等于22. 43%的大分子二醇的重量），并且添加催化量的催化劑（二丁基錫 一?月桂fe醋）；
[0068]c)添加擴鏈劑（第二步驟）：所述合成的第二步驟在環(huán)境溫度下進行，并規(guī)定將擴 鏈劑添加至所述預(yù)聚合物溶液（擴鏈劑的含量等于9. 6%的大分子二醇的重量）。所述擴 鏈步驟持續(xù)16小時，在其結(jié)束時，通過添加甲醇結(jié)束所述反應(yīng)；
[0069] d)沉淀和純化：將所述聚合物溶液滴加至所述聚合物的非溶劑（石油醚），傾析所 述體系，并將所述溶液與所述聚合物分離。
[0070] 將所述聚合物溶解在DCE中，通過添加非溶劑（例如石油醚）再次沉淀。在該第 二次沉淀結(jié)束時，進行所述聚合物的傾析/離心。然后，將所述聚合物與所述溶劑分離，并 置于40°C的真空爐中至少12小時。
[0071] 階段2a
[0072] 在下文中，舉例來說，描述具有下述組成的根據(jù)本發(fā)明的組合物的制備：
[0073]*10wt%聚氨酯；
[0074] ?3wt%明膠（來自牛皮的B型明膠）；
[0075] ?溶劑：PBS(體系體積：3ml)。
[0076] 在這里使用的聚氨酯是在階段1中合成的聚氨酯。
[0077] 按照下述方案制備所述組合物：
[0078]-將90mg明膠加熱溶解在3mlPBS中
[0079]-將0.3g聚氨酯添加至上述溶液，并溶解。
[0080] 階段 2b
[0081] 在下文中，舉例來說，描述具有下述組成的根據(jù)本發(fā)明的制劑的制備：
[0082]*10wt%聚氨酯；
[0083] ?3wt%明膠（來自牛皮的B型明膠）；
[0084] ?溶劑：PBS(體系體積：3ml);
[0085] ?腺苷（濃度：4mg/ml)。
[0086] 在這里使用的聚氨酯是在階段1中合成的聚氨酯。
[0087] 按照下述方案制備所述組合物：
[0088]-將聚氨酯（0? 3g)溶于丙酮（10%w/v)中；將藥物（腺苷，12mg)和PBS以使PBS: 丙酮的體積比=1:20的量添加至上述溶液；
[0089]-將由此獲得的溶液滴加至所述PBS體積中；
[0090]-將丙酮從由此制備的溶液中除去；
[0091] -將明膠（90mg)添加至所述溶液。
[0092] 根據(jù)本發(fā)明合成的聚氨酯已通過下述進行表征：
[0093]-測定數(shù)均分子量（Mn)和重均分子量（Mw)的分子排阻色譜（SEC):由此合成的聚 合物具有包括在10. 〇〇〇至25.OOODa之間的Mn;
[0094]-測量熱性質(zhì)的差示掃描量熱分析（DSC):該技術(shù)的目的是確定聚氨酯的熱轉(zhuǎn)變 和結(jié)晶度。根據(jù)本發(fā)明合成的聚氨酯具有25-30%的結(jié)晶度；
[0095] -分析化學(xué)結(jié)構(gòu)的傅里葉變換紅外光譜（FTIR)。詳細地，根據(jù)所述FTIR譜的分析， 已經(jīng)可以鑒定氨基甲酸酯基的特征峰，這證實成功地進行了所述合成。特別是，1710CHT1附 近的峰是連接至氨基甲酸酯基的游離C= 0基團伸展的特征。在llOOcnT1附近，可觀察到 CH2-〇-CH2基團的伸展，其是脂族醚例如PEG的特征。在譜圖上可觀察到的所有其它峰按照 預(yù)測指出結(jié)構(gòu)。沒有進一步檢測到在2200CHT1附近的與二異氰酸酯基相關(guān)的峰，表明此類 基團的轉(zhuǎn)變已經(jīng)定量，因而所述聚合方法進行完全；
[0096]-通過靜止接觸角測定表面潤濕性，以評價表面性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明合成的聚氨酯顯 示40°C至60°C的接觸角值。因此，根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯是親水性的。
[0097] 根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯溶膠-凝膠組合物已通過下述進行表征：
[0098]-通過2. 5ml標度的注射器和20號的針的可注射性測試?？勺⑸湫詼y試表明本發(fā) 明的溶膠-凝膠制劑能夠容易地裝載到注射器內(nèi)，并毫無困難地通過20號針流動；
[0099]-流變學(xué)分析：通過轉(zhuǎn)動流變儀進行根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠體系的流變學(xué)測試， 以從粘度觀點（在環(huán)境溫度和生理條件下）表征它們，并確定所述溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變起始溫 度。為了準確地選擇在全部隨后分析中施加的變形，首先在待研宄的所有組合物上進行應(yīng) 變掃描測試。還進行頻率掃描測試，以表征所述溶膠-凝膠體系隨頻率變化的性能。特別 是，這些后面的測試表明，根據(jù)本發(fā)明的組合物具有假塑性型性能，即當頻率增加時，它們 的復(fù)數(shù)粘度n*降低，這也能夠被利用，以通過設(shè)計的釋放系統(tǒng)促進注射所述溶膠-凝膠組 合物。所述溫度斜坡測試表明，所述復(fù)數(shù)粘度以及儲存和損耗模量G'和G"隨溫度而增加； 該性能與由于溫度升高而進行的凝膠化過程相符。環(huán)境溫度（25°c)下的粘度值在0. 15至 2. 5Pa*s范圍內(nèi)變化；上述值使得根據(jù)本發(fā)明的組合物容易通過使用商用設(shè)備（例如，胰島 素型針）而注射。37°C下的動力學(xué)測試能夠表明，根據(jù)本發(fā)明的組合物在所考慮的整個時 間間隔內(nèi)保持凝膠相（G' >G〃），并且當所述體系保持恒溫時，所述復(fù)數(shù)粘度也增加，說明所 述凝膠化過程不僅是溫度依賴性的，而且是時間依賴性的。
[0100] 根據(jù)本發(fā)明的組合物能夠在再生和美容醫(yī)學(xué)的許多領(lǐng)域中獲得應(yīng)用。實際上，所 提出的組合物可以用作填充劑以及藥物、生長因子和細胞載體。除微填充劑和大填充劑之 夕卜，此類體系在再生用于美容（真皮填充劑）和美容（修復(fù)）應(yīng)用的許多組織如骨、軟骨、 心肌方面是令人感興趣的。
【權(quán)利要求】
1. 由至少一種兩親性聚氨酯的水溶液組成的能夠注射的熱敏性溶膠-凝膠組合物，其 特征在于，所述兩親性聚氨酯適合于通過包含至少下述物質(zhì)的聚合反應(yīng)混合物來合成： -第一含量（Qi)的至少一種和最多兩種包含至少一個由低聚物或聚合物形式的聚乙二 醇（PEG)組成的嵌段的大分子二醇； -第二含量（Q2)的至少一種式OCN-R-NCO的二異氰酸酯，其中R為包含4至26個碳原 子的脂族基團。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述反應(yīng)混合物包含至少一種溶劑。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求的組合物，其特征在于，所述溶劑選自1，2-二氯甲烷、四氫呋喃、 N, N-二甲基甲酰胺、1，2-二氯乙燒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述反應(yīng)混合物包含至少一種催化劑。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求的組合物，其特征在于，所述催化劑選自叔胺或有機金屬化合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述第一含量（QD的大分子二醇包括在所 述反應(yīng)混合物的20重量（wt) %至90重量％之間，和所述第二含量（Q2)的二異氰酸酯包括 在所述反應(yīng)混合物的80重量（wt) %至10重量％之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述聚乙二醇（PEG)嵌段的分子量具有包括 在200至5000Da之間的Mn。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述二異氰酸酯選自1，6-六亞甲基二異氰 酸酯、1，4- 丁烷二異氰酸酯或1，4-環(huán)六亞甲基二異氰酸酯、L-賴氨酸-二異氰酸酯。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，其是物理或可逆的凝膠。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述反應(yīng)混合物包含至少一種第三含量 (Q3)的至少一種包含兩個羥基或氨基的擴鏈劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其特征在于，所述擴鏈劑選自包含氨基酸序列的二醇 或二胺、由氨基酸衍生物組成的二醇或二胺、包含保護性官能團的二醇或二胺、環(huán)狀二醇或 二胺。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其特征在于，所述反應(yīng)混合物中的所述第三含量（Q3) 的擴鏈劑的重量百分比包括在〇%至65%之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其特征在于，所述第一含量（QD的大分子二醇、所述第 二含量（Q2)的二異氰酸酯和所述第三含量（Q3)的擴鏈劑以摩爾比Q1:Q 2:Q3存在于所述混 合物中，所述摩爾比％:02:03可以為1:2:1至3:8:5。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述聚合物溶解在其中的液相為蒸餾水、 鹽溶液、葡萄糖苷溶液或葡萄糖-鹽溶液。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，所述可注射的制劑包含至少一種第六含量 (Q6)的至少一種藥物或生物活性分子。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的組合物，其特征在于，所述第六含量（Q6)包括在所述溶液的0% 至30 %重量/體積之間，更優(yōu)選在0 %至20 %之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項的組合物用于組織再生和美容附加修復(fù)醫(yī)學(xué)中的用 途。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求的用途，所述組合物用作填充劑、或用作藥物、生長因子或細胞 的載體。
19. 包含至少一種根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項的組合物的聚氨酯溶液，其特征在于，其 包含包括在所述溶液的1 %至99%重量/體積之間、更優(yōu)選在1 %至50%之間的第四含量 (Q4)的聚氨酯。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求的溶液，其特征在于，其包含第五含量（Q5)的至少一種天然聚合 物和/或碳水化合物和/或蛋白質(zhì)。
21. 根據(jù)前述權(quán)利要求的溶液，其特征在于，所述天然聚合物和/或碳水化合物和/或 蛋白質(zhì)選自透明質(zhì)酸、明膠、膠原蛋白。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20的溶液，其特征在于，所述第五含量（Q5)包括在所述溶液的0% 至99 %重量/體積之間，更優(yōu)選在1 %至20 %之間。
【文檔編號】C08G18/48GK104507994SQ201380038838
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】G·恰爾代利, S·薩爾托里, M·博菲托, P·塞拉菲尼 申請人:格爾蒂斯有限公司