(57)【要約】  本発明は、クリップケミストリーを用いて炭素−水素(Ｃ−Ｈ)結合を含むポリマー基質に特性付与化合物をグラフト化する方法に関する。本発明の方法は基質を特性付与化合物で被覆すること、反応光源をそれに照射することおよびこの操作を少なくとも１回繰り返すことを含む。  本発明はさらに、特に本発明の方法を用いて得られた特性付与化合物でグラフト化した表面修飾ポリマー基質、それを含む医療デバイスおよび前記ポリマー基質の非医療的使用に関する。
2019534078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素−水素(Ｃ−Ｈ)結合を含むポリマー基質に特性付与化合物をグラフト化する方法であって、
ａ)基質を提供すること；
ｂ)基質の少なくとも一部に被覆された特性付与化合物の均一な乾燥層を得るために、および式(Ｉ)
【化１】
2019534078.tif 000063
〔式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は独立して水素もしくはフッ素原子、Ｃ１−Ｃ６アルキル基、ＮＯ２またはＯＨを表し、
ＬはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＲＣ(Ｏ)−(ここで、ＲはＣ１−Ｃ６アルキルまたはトリアゾリルを表す)、好ましくはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−または−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、より好ましくは−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、ＮＨまたは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−を表す〕
の光活性アリールアジド部分を含む前記特性付与化合物で被覆し、基質の少なくとも一部を被覆する特性付与化合物の均一な乾燥層を得て、前記式(Ｉ)のアリールアジド部分を基質の炭素−水素結合と共有結合近接にさせること；
ｃ)基質の炭素−水素結合への挿入反応に供されるナイトレンを形成するのに十分な時間ｔ１(ｔ１は３０分以下である)の間、被覆された基質を反応光源、好ましくはＵＶまたはＩＲ源で照射し、それによりグラフト化ポリマー基質を得ること；
ｄ)場合により得られたグラフト化ポリマー基質を洗浄すること；
ｅ)工程ｂ)、ｃ)および場合によりｄ)を少なくとも１回、好ましくは最大９回、より好ましくは４回繰り返すこと；および
ｆ)場合により工程ｅ)の終了時に得たグラフト化基質を乾燥させること
を含み、前記特性付与化合物が防汚特性、抗菌特性を提供する、またはＭＲＩ蛍光画像化のような医用画像化において基質を放射線不透過性にするまたは可視化するまたは近赤外画像化により可視化するものである、方法。
【請求項２】
ポリマー基質が埋め込み型ポリマー基質である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリマー基質が脂肪族ポリエステルおよびコポリエステル、脂肪族ポリエステルおよびポリエーテルのコポリマー、ポリカーボネート、ポリジオキサノン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシド、ポリ尿素、ポロキサマー、ポロキサミン、シリコーン、ポリカルボキシレート、ポリエーテルエーテルケトン、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルならびにポリアクリレートから選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
特性付与化合物が繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有する親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ａが表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する請求項１で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含み、親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーが防汚特性を付与する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーが少なくとも繰り返し単位ＡおよびＢを含み、ここで
繰り返し単位Ａが請求項１で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含み、
繰り返し単位Ｂが請求項１で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含まない、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
繰り返し単位と繰り返し単位Ｂのモル比(繰り返し単位Ａ／繰り返し単位Ｂ)が０．０１％〜５０％、好ましくは０．１％〜２０％、さらにより好ましくは０．５％〜１０％である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーがポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ((メタ)アクリレートＰＥＧ)、ポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)、２００００ｇ．ｍｏｌ−１未満の分子量を有する直鎖状ポリ(四級アンモニウム)、双性イオン性ポリ(ベタイン)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリリシン、ポリオキサゾリン、ポリオキサジン、ポリサルコシンブロックまたはグラジエントコポリマーまたはポリオキサゾリン−ポリサルコシンブロック−コポリマーまたはポリオキサゾリン−ポリオキサジンコポリマーである、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
特性付与化合物が、
−四級化ポリマーがＣ３−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化された四級化ポリ(ビニルピリジン)、四級化ポリ(ジメチルアミノエチルアクリレート)、直鎖状四級化ポリ(エチレンイミン)、ポリリシン、四級化ポリリシン、四級化ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)のコポリエステル、四級化ポリオキサゾリン−ポリエチレンイミンコポリマー、
−式(ＩＩａ)：
【化２】
2019534078.tif 000064
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級アンモニウム、
−式(ＩＩｂ)：
【化３】
2019534078.tif 000065
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級ホスホニウム、
−式(ＩＩｃ)
【化４】
2019534078.tif 000066
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒは水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級ピリジニウム、
−好ましくはポリアルギニン(例えばオクタアルギニンＡｒｇ８)、オーレインおよびポリミキシンＢから選択され、請求項１で定義される式(Ｉ)の末端基を含む２５個以下のアミノ酸の抗菌性ペプチド
から選択される抗菌剤である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
特性付与化合物が放射線不透過性ヨード造影剤、蛍光化合物または近赤外蛍光化合物であり、ポリマー基質が好ましくは埋め込み型である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
特性付与化合物がＤＯＴＡ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＤＴＰＡ(ジエチレントリアミノペンタ酢酸)、ＤＯ３Ａ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＨＰＤＯ３Ａ(１０−(２−ヒドロキシプロピル)−１，４，７，１０−テトラアザ−シクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＴＲＩＴＡ(１，４，７，１０−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロトリデカン)、ＴＥＴＡ(１，４，８，１１−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン)、ＢＯＰＴＡ(４−カルボキシ−５，８，１１−トリス(カルボキシメチル)−１−フェニル−２−オキサ−５，８，１１−トリアザトリデカン−１３−酸)、ＮＯＴＡ(１，４，７−トリアザシクロノナン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ４４−トリ酢酸)、ＰＣＴＡ(３，６，９，１５−テトラアザビシクロ［９．３．１］ペンタデカ−１(１５)，１１，１３−トリエン−３，６，９−トリ酢酸)、ＤＯＴＭＡ((α、α’、α’’、α’’’)−テトラメチル−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＡＡＺＴＡ(６−アミノ−６−メチルペルヒドロ−１，４−ジアゼピンテトラ酢酸)およびＨＯＰＯ(１−ヒドロキシピリジン−２−オン)のガドリニウム錯体を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
特性付与化合物が
−式(ＩＩＩ)：
【化５】
2019534078.tif 000067
〔式中、
式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、そして
ｍは１、２、３または４を表す〕
のヨウ素化化合物、または
−式
【化６】
2019534078.tif 000068
〔式中、
ｍは１、２、３または４を表す〕
のヨウ素化部分を含むポリマー
である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
特性付与化合物が
−式(Ｖａ)：
【化７】
2019534078.tif 000069
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ５は水素原子、ＣＯＯＨまたはＣ(Ｏ)ＯＣ１−Ｃ６アルキル基から選択される〕
のローダミン誘導体
−式(Ｖｂ)：
【化８】
2019534078.tif 000070
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｐ’は０または１であり、
ｑ’は０または１であり、
ｐ’が０ならば、ＲｋはＨであり、
ｑ’が０ならば、ＲｊはＨであり、
ｐ’が１でありｑ’が１ならば、ＲｊおよびＲｋは双方ともＨであるか、一体となって−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−架橋基を形成し、
ＲｄはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｅはＨであるか、一体となって、ＲｄとＲｅは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
ＲｇはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｆはＨであるか、一体となって、ＲｆとＲｇは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
Ｒｈは、好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３−またはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基であり、
Ｒｉは好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３ＮａまたはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基である〕
のシアニン誘導体、または
−式(Ｖｃ)：
【化９】
2019534078.tif 000071
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ’はＨまたは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨまたは−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯＨ基を表す〕
のフルオレセイン誘導体
である、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
式(ＶＩ)：
【化１０】
2019534078.tif 000072
〔式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は独立して、水素またはフッ素原子、Ｃ１−Ｃ６アルキル基、ＮＯ２またはＯＨを表し、
ＬはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＲＣ(Ｏ)−(式中、ＲはＣ１−Ｃ６アルキルまたはトリアゾリルを表す)、好ましくはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、または−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、さらにより好ましくは−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、ＮＨまたは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−を表す〕
のアリールアミノ部分の窒素原子を介して特性付与化合物でグラフト化された表面修飾ポリマー基質であって、前記特性付与化合物が防汚特性、抗菌特性を提供する、またはＭＲＩ蛍光画像のような医用画像において基質を放射線不透過性にするまたは可視化するまたは近赤外画像により可視化し、ただし前記特性付与化合物がポリマーであるとき、それは繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有するブロックまたはグラジエントコポリマーであり、ここで前記繰り返し単位Ａは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する、上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む、表面修飾ポリマー基質。
【請求項１４】
ポリマー基質が埋め込み型ポリマー基質である、請求項１３に記載の表面修飾基質。
【請求項１５】
ポリマー基質が脂肪族ポリエステルおよびコポリエステル、脂肪族ポリエステルおよびポリエーテルのコポリマー、ポリカーボネート、ポリジオキサノン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシド、ポリ尿素、ポロキサマー、ポロキサミン、シリコーン、ポリカルボキシレート、ポリエーテルエーテルケトン、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルならびにポリアクリレートから選択される、請求項１３または１４に記載の表面修飾基質。
【請求項１６】
特性付与化合物が繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有する親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ａが表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する請求項１２で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアジド部分を含み、親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーが防汚特性を付与する、前記請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の表面修飾基質。
【請求項１７】
親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーが少なくとも繰り返し単位ＡおよびＢを含み、ここで
繰り返し単位Ａが請求項１２で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアジド部分を含み、
繰り返し単位Ｂが請求項１２で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアジド部分を含まない、
請求項１６に記載の表面修飾基質。
【請求項１８】
繰り返し単位と繰り返し単位Ｂのモル比(繰り返し単位Ａ／繰り返し単位Ｂ)が０．０１％〜５０％、好ましくは０．１％〜２０％、さらにより好ましくは０．５％〜１０％のものである、請求項１７に記載の表面修飾基質。
【請求項１９】
親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーがポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ((メタ)アクリレートＰＥＧ)、ポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)、分子量２００００ｇ．ｍｏｌ−１未満の分子量を有する直鎖状ポリ(四級アンモニウム)、双性イオン性ポリ(ベタイン)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリリシン、ポリオキサゾリン、ポリオキサジン、ポリサルコシンブロックまたはグラジエントコポリマーまたはポリオキサゾリン−ポリサルコシンブロック−コポリマーまたはポリオキサゾリン−ポリオキサジンコポリマーである、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の表面修飾基質。
【請求項２０】
特性付与化合物が、
−四級化ポリマーがＣ３−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化された四級化ポリ(ビニルピリジン)、四級化ポリ(ジメチルアミノエチルアクリレート)、直鎖状四級化ポリ(エチレンイミン)、ポリリシン、四級化ポリリシン、四級化ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)のコポリエステル、四級化ポリオキサゾリン−ポリエチレンイミンコポリマー、
−式(ＶＩＩａ)：
【化１１】
2019534078.tif 000073
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは請求項１２で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、そして
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級アンモニウム、
−式(ＶＩＩｂ)：
【化１２】
2019534078.tif 000074
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは請求項１２で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級ホスホニウム、
−式(ＶＩＩｃ)
【化１３】
2019534078.tif 000075
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは請求項１２で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒは水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級ピリジニウム、
−好ましくはポリアルギニン(例えばオクタアルギニンＡｒｇ８)、オーレインおよびポリミキシンＢから選択され、上で定義される式(Ｉ)の残基を含む２５個以下のアミノ酸の抗菌性ペプチド
から選択される抗菌剤である、請求項１３または１４に記載の表面修飾基質。
【請求項２１】
特性付与化合物が放射線不透過性ヨード造影剤、蛍光化合物または近赤外蛍光化合物であり、ポリマー基質が好ましくは埋め込み型である、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項２２】
特性付与化合物がＤＯＴＡ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＤＴＰＡ(ジエチレントリアミノペンタ酢酸)、ＤＯ３Ａ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＨＰＤＯ３Ａ(１０−(２−ヒドロキシプロピル)−１，４，７，１０−テトラアザ−シクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＴＲＩＴＡ(１，４，７，１０−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロトリデカン)、ＴＥＴＡ(１，４，８，１１−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン)、ＢＯＰＴＡ(４−カルボキシ−５，８，１１−トリス(カルボキシメチル)−１−フェニル−２−オキサ−５，８，１１−トリアザトリデカン−１３−酸)、ＮＯＴＡ(１，４，７−トリアザシクロノナン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ４４−トリ酢酸)、ＰＣＴＡ(３，６，９，１５−テトラアザビシクロ［９．３．１］ペンタデカ−１(１５)，１１，１３−トリエン−３，６，９−トリ酢酸)、ＤＯＴＭＡ((α、α’、α’’、α’’’)−テトラメチル−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＡＡＺＴＡ(６−アミノ−６−メチルペルヒドロ−１，４−ジアゼピンテトラ酢酸)およびＨＯＰＯ(１−ヒドロキシピリジン−２−オン)のガドリニウム錯体を含む、請求項２１に記載の表面修飾基質。
【請求項２３】
特性付与化合物が
−式(ＶＩＩＩ)：
【化１４】
2019534078.tif 000076
〔式中、
式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは請求項１２で定義されるとおりであり、そして
ｍは１、２、３または４を表す〕
のヨウ素化化合物、または
−式
【化１５】
2019534078.tif 000077
〔式中、
ｍは１、２、３または４を表す〕
のヨウ素化部分を含むポリマー
である、請求項２１に記載の表面修飾基質。
【請求項２４】
特性付与化合物が
−式(Ｘａ)：
【化１６】
2019534078.tif 000078
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは請求項１２で定義されるとおりであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ５は水素原子、ＣＯＯＨまたはＣ(Ｏ)ＯＣ１−Ｃ６アルキル基から選択される〕
のローダミン誘導体
−式(Ｘｂ)：
【化１７】
2019534078.tif 000079
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは請求項１２で定義されるとおりであり、
ｐ’は０または１であり、
ｑ’は０または１であり、
ｐ’が０ならば、ＲｋはＨであり、
ｑ’が０ならば、ＲｊはＨであり、
ｐ’が１でありｑ’が１ならば、ＲｊおよびＲｋは双方ともＨであるか、一体となって−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−架橋基を形成し、
ＲｄはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｅはＨであるか、一体となって、ＲｄとＲｅは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
ＲｇはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｆはＨであるか、一体となって、ＲｆとＲｇは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
Ｒｈは、好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３−またはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基であり、
Ｒｉは好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３ＮａまたはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基である〕
のシアニン誘導体、または
−式(Ｘｃ)：
【化１８】
2019534078.tif 000080
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ’はＨまたは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨまたは−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯＨ基を表す〕
のフルオレセイン誘導体
である、請求項２１に記載の表面修飾基質。
【請求項２５】
請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の埋め込み型表面修飾基質を含む医療デバイス。
【請求項２６】
インプラント、カテーテル、埋め込み型メッシュ(特に、外科用メッシュ)、埋め込み型膜、ステント、ドレーン、血管移植片、埋め込み型ガイドおよび埋め込み型組織として適切である、請求項２５に記載の医療デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特性付与化合物でグラフト化した表面修飾ポリマー基質、それを含む医療デバイスおよびポリマー基質をグラフト化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療デバイスは現代医療の不可欠な一部である。年間約５億個のデバイスが使用される。
【０００３】
近年、多機能にするために表面が修飾された高性能の医療デバイスが開発されている。
【０００４】
例えば、いくつかの医療デバイスは、それらを医用画像化に有用とするために修飾された表面を示す。このような医療デバイスは例えば、出願国際公開第２０１１／００４３３２号および国際公開第２０１３／０８４２０４号に記載されている。しかしながら、国際公開第２０１１／００４３３２号および国際公開第２０１３／０８４２０４号において、医療デバイスは基質に共有結合していないポリマーで被覆されており、そのため望ましくないリーチング現象が起こり得る。
【０００５】
また、インプラントの使用と関連する広範な問題は、依然として細菌感染症である(例えば、重症患者におけるカテーテル誘発性尿路感染症)。実際、全院内感染症の約４５％が埋め込み型デバイスによって引き起こされていると推定される。
【０００６】
インプラント非関連感染症とは対照的に、インプラント表面に付着しているほんのわずかな細菌が、感染症を引き起すのに十分である。表面に付着すると、細菌の代謝および表現型の変化が、それらを一般的に損なわれた免疫応答から保護し、それらを大部分の抗微生物剤に対して耐性にする。さらに、細菌はバイオフィルム  −  タンパク質、多糖類および細胞外ＤＮＡのマトリックス  −  の形成を誘導し、このバイオフィルムはインプラント関連感染症の処置における主要な障害である。感染症を効率的に治癒するために、インプラントは、たいていの場合は摘出されなければならず、患者に対してさらなる苦痛および苦悩をもたらす。これは医学的苦境のみではない：米国単独で、追加入院や処置のための費用は年間３０億ドル以上になると概算される。
【０００７】
無菌環境は感染症のリスクを低く保持するが、多くの汚染が手術に際してなお起こり、病原体がしばしば患者自身により持ち込まれる。従って、最近数十年、新しい生物活性抗細菌表面を作製するための多大な努力がなされている。これらの生物材料の多くは銀または抗微生物剤  −  しばしば表面コーティングに包埋される  −  ならびに殺菌剤として作用し、表面に固定化された正に荷電した四級アンモニウム化合物およびポリカチオンを含む。
【０００８】
細菌を死滅させる生物活性表面に加えて、タンパク質および細菌の付着ならびにその結果のバイオフィルム形成を防止する生理不活性な防汚修飾が研究されている。ポリエチレングリコール(ＰＥＧ)のような防汚特性を有する疎水性ポリマーが一般的にこの戦略のために使用される。表面の高い被覆率は無制限のタンパク質および細菌の付着の防止に重要である。
【０００９】
ポリマーを表面に共有結合させるために、２つの主な方法が使用される。「グラフト導入」  −  表面へのポリマー鎖の結合  −  はポリマーのより良好な制御および特徴付けを可能にし、一方ポリマーが表面上で直接的に合成される「グラフト成長」法はしばしばより高いグラフト密度をもたらすが、その化学的多様性が限られている。
【００１０】
従って、多くの場合生体適合性ポリマー材料製である、柔軟で実施が容易であり、多種多様な化学化合物および埋め込み型デバイスに適合する「グラフト導入」法が開発された。
【００１１】
この点において、クリップケミストリーは多種多様な化学物質に適合し、グラフト化される材料がＣＨ結合を含むことのみを必要し、これは大部分のポリマー材料に当てはまるため、最適な技術として生まれた。
【００１２】
クリップケミストリーはナイトレンラジカルのＣ−Ｈ結合へのラジカル挿入から成り、ここでナイトレンラジカルは好ましくはアリールアジド誘導体(Ａｒ−Ｎ３)の(好ましくはライトを用いた)照射により発生する。照射すると、図１に示すように、アリールアジドは分解してナイトレンラジカル(Ａｒ−Ｎ°)を生じ、これはその後Ｃ−Ｈ結合と反応して基質の表面と化合物の間に共有結合性の炭素−窒素結合を形成する。
【００１３】
例えば、特許出願国際公開第９０／００８８７号、国際公開第９８／２２５４２号、米国特許第６，０９０，９９５号または欧州特許第０３９７１３０号には、疎水性ポリマーと埋め込み型ポリマーデバイスの間に共有結合を形成する直接的および間接的な「グラフト導入」法に基づくクリップケミストリーが開示されている。
【００１４】
同様の方法を用いて、Ferrerら(Langmuir 2010, 26(17). 14129-14134)はポリマー基質(ポリウレタンまたはポリスチレン)の表面に、前記ポリマー基質と少なくとも１つのアリールアジドを含む修飾デキストランポリマーの「クリップ」反応を使用して、デキストランをグラフト化する方法を開示している。しかしながら、Ferrerらの方法は基質の前処理段階、すなわちプラズマ酸化を含む。また、Ｎ３官能基の分布の面からは、Ferrerらのデキストランポリマーは「ランダム」ポリマーである。
【００１５】
大部分の方法は、特に許容できるグラフト化率で効率的なグラフト化を確実にするために、修飾する表面の前官能基化を必要とするため、先行技術の方法は十分なものではない。
【００１６】
従って、ポリマーおよび小分子をポリマー基質にグラフト化するのに効率的で実施が容易であり、その結果新規な多機能性埋め込み型または非埋め込み型ポリマー基質およびデバイスへと効率的に導くクリップケミストリーに基づく直接的な「グラフト導入」法を提供する必要性がなお存在する。さらに、こうして得られた表面修飾基質は長時間安定で、かつその特性を保持しなければならない。すなわち、グラフト化された特性付与化合物は時間と共に分解しないか、または浸出しないことが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
この技術的課題に対処するために、本発明者らは、炭素−水素（Ｃ−Ｈ)結合を含むポリマー基質をアリールアジド部分を含む特性付与化合物でグラフト化するための方法であって、基質を特性付与化合物で被覆し、３０分未満の時間照射し、そしてこの一連の工程を少なくとも１回繰り返すことによる方法を設計した。
【００１８】
実際に、この一連の工程を１回のみの実施は、特性付与化合物の効率的なグラフト化をもたらさない。本発明者らは、当該手順を数回実施する必要があることを観察している。この点において、照射時間の単純な延長は特性付与化合物を含むアリールアジドの分解を増加させるが、グラフト化率を改善しない。短い照射時間でのこの手順の繰り返しのみが、十分に安定なグラフト化基質をもたらす。
【００１９】
先行技術と対比して、本発明の方法は、いかなる前処理もせずポリマー基質上で直接実施し得る。換言すると、ポリマー基質の表面は活性化される必要がない。特に、ポリマー基質の表面は酸化される必要がない。
【００２０】
さらに、特性付与化合物がポリマーのとき、本発明者らは、単純な鎖端アリールアジド含有コポリマーと比較して、アリールアジド部分を含む繰り返し単位に富むブロックまたは領域を有するブロックまたはグラジエントコポリマーで、より信頼性があり、かつ再現性のあるグラフトが得られることを観察している。
【００２１】
従って、第一の態様において、本発明は炭素−水素(Ｃ−Ｈ)結合を含むポリマー基質に特性付与化合物をグラフト化するための方法に関し、前記方法は、
ａ)基質を提供すること；
ｂ)前記基質を、式(Ｉ)
【化１】
2019534078.tif 000003
〔式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は独立して水素もしくはフッ素原子、Ｃ１−Ｃ６アルキル基、ＮＯ２またはＯＨを表し、
ＬはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＲＣ(Ｏ)−(ここで、ＲはＣ１−Ｃ６アルキルまたはトリアゾリルを表す)を表す〕
の光活性アリールアジド部分を含む前記特性付与化合物で被覆し、基質の少なくとも一部を被覆する特性付与化合物の均一な乾燥層を得て、前記式(Ｉ)のアリールアジド部分を基質の炭素−水素結合と共有結合近接にさせること；
ｃ)基質の炭素−水素結合への挿入反応に供されるナイトレンを形成するのに十分な時間ｔ１(ｔ１は３０分以下である)の間、被覆された基質を反応光源で照射し、それによりグラフト化されたポリマー基質を得ること；
ｄ)場合により得られたグラフト化ポリマー基質を洗浄すること；
ｅ)工程ｂ)、ｃ)および場合によりｄ)を少なくとも１回繰り返すこと；および
ｆ)場合により工程ｅ)の終了時に得たグラフト化基質を乾燥させること
を含む。
【００２２】
別の態様において、本発明は本発明の方法により得られる表面修飾ポリマー基質、有利には表面修飾埋め込み型ポリマー基質に関する。
【００２３】
さらに別の態様において、本発明は式(ＶＩ)
【化２】
2019534078.tif 000004
〔式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は独立して水素もしくはフッ素原子、Ｃ１−Ｃ６アルキル基、ＮＯ２またはＯＨを表し、
ＬはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＲＣ(Ｏ)−(ここで、ＲはＣ１−Ｃ６アルキルまたはトリアゾリルを表す)を表す〕
のアリールアミノ部分の窒素原子を介して特性付与化合物でグラフト化された表面修飾埋め込み型ポリマー基質に関し、前記特性付与化合物は防汚特性、抗菌特性を提供するかまたは基質を医用画像化において放射線不透過性にするまたは可視化する。但し、特性付与化合物は繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有するブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ａは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する、上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む。
【００２４】
別の態様において、本発明は、本発明の表面修飾ポリマー(好ましくは埋め込み型)基質を含む医療デバイスに関する。
【００２５】
定義
本明細書で使用される「埋め込み型」ポリマー基質は、患者の身体の内部または表面上に設置されることを意味するポリマー基質として理解される。従って、それは医療使用に適合性を有するべきである。特に、身体に有毒であるべきではなく、埋め込んだ患者の健康に何らかの有害な方法で干渉するべきではない。埋め込み型ポリマー基質はまた、埋め込まれた宿主による拒絶のリスクを最小限にするべきである。
【００２６】
本明細書で使用される「生体適合性」は、埋め込みに適し、目的に応じて、埋め込まれた患者の体内で生物学的統合または分解を受ける基質を適格とする。
【００２７】
本明細書で使用される
【化３】
2019534078.tif 000005
として表される残基Ｒは、結合
【化４】
2019534078.tif 000006
を介して分子の残りに結合する残基Ｒを意味する。
【００２８】
本明細書で使用される
【化５】
2019534078.tif 000007
として表される残基Ｒ-ＮＨは、その残基が垂直な結合
【化６】
2019534078.tif 000008
によりポリマー基質に共有結合していることを示す。水平線は基質の表面を表す。
【００２９】
本明細書で使用される「結合近接」は、特に照射後に試薬間で共有結合の形成を可能にする距離として理解される。
【００３０】
本発明において、ＩＲは赤外線を示す。
【００３１】
本発明において、ＭＲＩは核磁気共鳴画像法を示す。
【００３２】
本明細書で使用される「放射線不透過性」化合物は、Ｘ線画像法、例えばＰＥＴ(ポジトロン断層法)において可視的な化合物である。
【００３３】
本明細書で使用される「防汚」剤は、合成表面への微生物の付着を防止する。特に、防汚剤は細菌の付着を防止し、特にバイオフィルム、特にタンパク質、ポリサッカライドおよび細胞外ＤＮＡならびに細菌を含むマトリックスの形成を防止する。
【００３４】
本明細書で使用される「殺菌剤」は、細菌を死滅させるまたはそれらの生育またはそれらの繁殖する能力を抑制する薬剤として理解される。
【００３５】
本明細書で使用される「間接的グラフト化」法は、初めに、特性付与化合物に結合するためのアンカーとしての役割を果たす低分子量分子をグラフト化することにより官能基化することを必要とする。このような間接的グラフト化法は、例えば、後に特性付与化合物を導入するためのクリップケミストリー反応に供されるアリールアジド部分を含むカップリング化合物の第一グラフト化に関する、特許出願米国特許第２０１０／００２８５５９号に開示されている。
【００３６】
対照的に、本明細書で使用される「直接的グラフト化」法は、特性付与化合物に共有結合するための固着点としての役割を果たす介在分子なしに、特性付与化合物を基質の表面に直接的にグラフト化する方法をいう。換言すると、直接的グラフト化法により得られる材料において、材料表面と特性付与化合物の間に介在分子は存在しない。本発明において、特性付与化合物はクリップケミストリー反応の結果グラフト化されるため、Ｃ−ＮＨ結合により直接的に基質に結合する。
【００３７】
本明細書で使用される「コポリマー」は、数種の異なる繰り返し単位、すなわち少なくとも２種の繰り返し単位を含むポリマーとして理解される。コポリマーはランダムコポリマー、ブロックコポリマーまたはグラジエントコポリマーであり得る。
【００３８】
本明細書で使用される「ブロックコポリマー」は異なるブロックの配列を含み、各々が１繰り返し単位のみを含むコポリマーとして理解される。ブロックコポリマーは単一の分子であり、その結果各ブロックは共有結合により隣接するブロックに共有結合的に結合する。例えば、繰り返し単位Ａ、ＢおよびＣのブロックコポリマーは以下の構造：
【化７】
2019534078.tif 000009
を有し得る。
【００３９】
本明細書で使用される「グラジエントコポリマー」は、モノマー組成における優勢な一種から優勢な他種への段階的な変化を示すコポリマーとして理解される。これは組成の急な変化を有するブロックコポリマーと対照的である。
【００４０】
本明細書で使用される用語「ポロキサマー」は、ポリオキシエチレン(ポリエチレンオキシド、ＰＯＥとしても知られる)鎖によりいずれかの側でグラフト化された中央ポリオキシプロピレン鎖(ポリプロピレンオキシド、ＰＰＯとも称される)を含む、またはこれから成るトリブロックコポリマーをいう。従って、ポロキサマーはポリ(エチレンオキシド)の２つの親水性鎖に囲まれたポリ(プロピレンオキシド)の中央疎水性鎖を含む(ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯブロックコポリマー)。ポロキサマーは一般に、文字「Ｐ」(ポロキサマーに対して)とその後の３つの数字に従って指定される。１００を乗じた初めの２つはポリオキシプロピレン中心の分子量を与え、１０を乗じた最後の１桁はポリオキシエチレンの含有率を与える。例えば、Ｐ４０７(Ｐｌｕｒｏｎｉｃ(登録商標)Ｆ１２７)は４０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するポリオキシプロピレン中心および７０％のポリオキシエチレン含量を含むポロキサマーである。
【００４１】
本発明において、ＰＥＧはポリエチレングリコールを示す。
【００４２】
本発明において、ＰＣＬはポリカプロラクトンを示す。
【００４３】
本発明において、「(メタ)アクリレート」(または「(メタ)アクリル」)単位はアクリレート(またはアクリル)単位ならびにメタクリレート(またはメタクリル)単位を包含する。特に、メタクリル基はＣＨ２＝Ｃ(Ｒ)Ｃ(Ｏ)Ｏ(ＣＨ２)ｑ−またはＣＨ２＝Ｃ(Ｒ)Ｃ(Ｏ)Ｏ(ＣＨ２)ｑＯ−基であり、ここでＲは一般的にＨまたはＣＨ３を表し、ｑは好ましくは０〜１５、例えば３〜８の整数である。(メタ)アクリル基の好ましい例は、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ(Ｏ)Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ２＝Ｃ(ＣＨ３)−Ｃ(Ｏ)Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ(Ｏ)Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、およびＣＨ２＝Ｃ(ＣＨ３)−Ｃ(Ｏ)Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−である。
【００４４】
本明細書で使用されるビニル基は、末端二重結合を含む基(例えば、(Ｃ２−Ｃ６)アルケニル)である。好ましくは、本発明のビニル基は１つの二重結合のみを含む。一般的に、本発明において、ビニル基は式ＣＨ２＝ＣＨ−(Ｃ１−Ｃ４)アルキル、またはＣＨ２＝Ｃ(ＣＨ３)−(Ｃ１−Ｃ４)アルキルのものである。ビニル基の例はＣＨ２＝ＣＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−およびＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−基、好ましくはＣＨ２＝ＣＨ−である。
【００４５】
本明細書で使用される用語「(Ｃ１−Ｃ６)アルキル」は、限定されないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシルなどを含む直鎖または分岐鎖の一価飽和炭化水素鎖である。
【００４６】
本発明で使用される用語「アリール」は、好ましくは５〜１０個の炭素原子を含む芳香族基をいう。本発明のアリール基は単環式であり得るか、縮合環を含み得る。アリール基の例は、フェニルまたはナフチル基である。有利には、それはフェニル基である。
【００４７】
本発明で使用される用語「ヘテロアリール」は、好ましくはＮ、ＯまたはＳから選択される１〜３個のヘテロ原子を含む５〜１０員芳香族基をいう。本発明のヘテロアリール基単環式であり得るか、縮合環を含み得る。ヘテロアリール基の例は、フラニル、チオフェニル、ピロリル、ピリジニル、インドリルである。
【００４８】
本明細書で使用されるヒュスゲン反応は、三重結合とアジド基の間の１，３−双極子付加である。ヒュスゲン反応は「クリックケミストリー」としても知られており、通常は加熱により得られる。それは銅触媒により触媒され得る。このような反応は当分野で既知であり、当業者はヒュスゲン反応を容易に実施する。
【００４９】
本明細書で使用される「プロパルギル基」は、式ＨＣ≡Ｃ−ＣＨ２−の基として理解される。
【００５０】
本発明で使用される用語「アミノ酸」は、ＤまたはＬ型の天然α−アミノ酸(例えば、アラニン(Ａｌａ)、アルギニン(Ａｒｇ)、アスパラギン(Ａｓｎ)、アスパラギン酸(Ａｓｐ)、システイン(Ｃｙｓ)、グルタミン(Ｇｌｎ)、グルタミン酸(Ｇｌｕ)、グリシン(Ｇｌｙ)、ヒスチジン(Ｈｉｓ)、イソロイシン(Ｉｌｅ)、ロイシン(Ｌｅｕ)、リシン(Ｌｙｓ)、メチオニン(Ｍｅｔ)、フェニルアラニン(Ｐｈｅ)、プロリン(Ｐｒｏ)、セリン(Ｓｅｒ)、スレオニン(Ｔｈｒ)、トリプトファン(Ｔｒｐ)、チロシン(Ｔｙｒ)およびバリン(Ｖａｌ))、ならびに非天然アミノ酸(例えば、β−アラニン、アリルグリシン、ｔｅｒｔ−ロイシン、３−アミノ−アジピン酸、２−アミノ安息香酸、３−アミノ安息香酸、４−アミノ安息香酸、２−アミノブタン酸、４−アミノ−１−カルボキシメチルピペリジン、１−アミノ−１−シクロブタンカルボン酸、４−アミノシクロヘキサン酢酸、１−アミノ−１−シクロヘキサンカルボン酸、(１Ｒ，２Ｒ)−２−アミノシクロヘキサンカルボン酸、(１Ｒ，２Ｓ)−２−アミノシクロヘキサンカルボン酸、(１Ｓ，２Ｒ)−２−アミノシクロヘキサンカルボン酸、(１Ｓ，２Ｓ)−２−アミノシクロヘキサンカルボン酸、３−アミノシクロヘキサンカルボン酸、４−アミノシクロヘキサンカルボン酸、(１Ｒ，２Ｒ)−２−アミノシクロペンタンカルボン酸、(ｌＲ，２Ｓ)−２−アミノシクロペンタンカルボン酸、１−アミノ−１−シクロペンタンカルボン酸、１−アミノ−１−シクロプロパンカルボン酸、４−(２−アミノエトキシ)−安息香酸、３−アミノメチル安息香酸、４−アミノメチル安息香酸、２−アミノブタン酸、４−アミノブタン酸、６−アミノヘキサン酸、１−アミノインダン−１−カルボン酸、４−アミノメチル−フェニル酢酸、４−アミノフェニル酢酸、３−アミノ−２−ナフトエ酸、４−アミノフェニルブタン酸、４−アミノ−５−(３−インドリル)−ペンタン酸、(４Ｒ，５Ｓ)−４−アミノ−５−メチルヘプタン酸、(Ｒ)−４−アミノ−５−メチルヘキサン酸、(Ｒ)−４−アミノ−６−メチルチオヘキサン酸、(Ｓ)−４−アミノ−ペンタン酸、(Ｒ)−４−アミノ−５−フェニルペンタン酸、４−アミノフェニルプロピオン酸、(Ｒ)−４−アミノピメリン酸、(４Ｒ，５Ｒ)−４−アミノ−５−ヒドロキシヘキサン酸、(Ｒ)−４−アミノ−５−ヒドロキシペンタン酸、(Ｒ)−４−アミノ−５−(ｐ−ヒドロキシフェニル)−ペンタン酸、８−アミノオクタン酸、(２Ｓ，４Ｒ)−４−アミノ−ピロリジン−２−カルボン酸、(２Ｓ，４Ｓ)−４−アミノ−ピロリジン−２−カルボン酸、アゼチジン−２−カルボン酸、(２Ｓ，４Ｒ)−４−ベンジル−ピロリジン−２−カルボン酸、(Ｓ)−４，８−ジアミノオクタン酸、ｔｅｒｔ−ブチルグリシン酸、γ−カルボキシグルタミン酸、β−シクロヘキシルアラニン、シトルリン、２，３−ジアミノプロピオン酸、馬尿酸、ホモシクロヘキシルアラニン、モロイシン、ホモフェニルアラニン、４−ヒドロキシプロリン、インドリン−２−カルボン酸、イソニペコチン酸、α−メチル−アラニン、ニペコチン酸、ノルロイシン、ノルバリン、オクタヒドロインドール−２−カルボン酸、オルニチン、ペニシラミン、フェニルグリシン、４−フェニル−ピロリジン−２−カルボン酸、ピペコリン酸、プロ��ルギルグリシン、３−ピリジニルアラニン、４−ピリジニルアラニン、１−ピロリジン−３−カルボン酸、サルコシン、スタチン、テトラヒドロイソキノリン−１−カルボン酸、１，２，３，４−テトラヒドロイソキノリン−３−カルボン酸またはトラネキサム酸)をいう。好ましくは、それは天然または非天然α−アミノ酸であり、好ましくは天然α−アミノ酸である。
【００５１】
本発明で使用される用語「ペプチド」は、ペプチド結合(すなわちアミド官能基)により結合した２〜２５個の上で定義されるアミノ酸(および好ましくは天然α−アミノ酸)を含む鎖をいう。
【００５２】
本発明の目的のために、用語「薬学的に許容される」は医薬組成物の製造に有用なものおよび医薬用途について一般的に安全かつ非毒性のものを示すことを意図する。
【００５３】
本明細書で使用される、薬学的に許容されるアニオンは、特に、塩化物、臭化物、硫酸、硝酸、リン酸のような無機アニオンまたは酢酸、ベンゼンスルホン酸、フマル酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルタミン酸、グリコール酸、ヒドロキシナフトエ酸、２−ヒドロキシエタンスルホン酸、乳酸、マレイン酸、リンゴ酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、ムコン酸、２−ナフタレンスルホン酸、プロピオン酸、コハク酸、ジベンゾイル−Ｌ−酒石酸、酒石酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリメチル酢酸およびトリフルオロ酢酸などのような有機アニオン、好ましくは塩化物、臭化物、リン酸、酢酸、フマル酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルタミン酸、グリコール酸、ヒドロキシナフトエ酸、乳酸、マレイン酸、リンゴ酸、ムコン酸、プロピオン酸、コハク酸および酒石酸、さらに好ましくは塩化物、臭化物から選択される。
【００５４】
本明細書で使用される、薬学的に許容される塩基は、有機または無機であり得る。有機塩基の例は、ジエタノールアミン、エタノールアミン、Ｎ−メチルグルカミン、トリエタノールアミン、トロメタミンなどである。無機塩基の例は、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムを含む。
【００５５】
基質の接触角は当業者に既知の方法に従って測定される。例えば、カメラにより、グラフト化前後の基質表面に沈着させた水滴から接触角を測定し、そうして基質表面の親水性または疎水性特性の変化を定量することを可能とする方法を使用し得る。
【００５６】
詳細な説明
Ｉ．ポリマー基質をグラフト化する方法
本発明は、
ａ)基質を提供すること；
ｂ)前記基質を、式(Ｉ)
【化８】
2019534078.tif 000010
〔式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は独立して水素もしくはフッ素原子、Ｃ１−Ｃ６アルキル基、ＮＯ２またはＯＨを表し、
ＬはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＲＣ(Ｏ)−(ここで、ＲはＣ１−Ｃ６アルキルまたはトリアゾリルを表す)、好ましくはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−または−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、より好ましくは−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、ＮＨまたは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−を表す〕
の光活性アリールアジド部分を含む前記特性付与化合物で被覆し、基質の少なくとも一部を被覆する特性付与化合物の均一な乾燥層を得て、前記式(Ｉ)のアリールアジド部分を基質の炭素−水素結合と共有結合近接させること；
ｃ)基質の炭素−水素結合への挿入反応に供されるナイトレンを形成するのに十分な時間ｔ１(ｔ１は３０分以下である)の間、被覆された基質を反応光源、好ましくはＵＶまたはＩＲ源で照射し、それによりグラフト化ポリマー基質を得ること；
ｄ)場合により得られたグラフト化ポリマー基質を洗浄すること；
ｅ)工程ｂ)、ｃ)および場合によりｄ)を少なくとも１回、有利には２回、好ましくは最大９回、より好ましくは工程ｂ)、ｃ)および場合によりｄ)を４回繰り返すこと；および
ｆ)場合により工程ｅ)の終了時に得たグラフト化基質を乾燥させること
を含む。
【００５７】
好ましくは、Ｌはアジド基(Ｎ３)からパラ位に存在する。従って、好ましくは光活性アリールアジド部分は式(Ｉ’)：
【化９】
2019534078.tif 000011
〔式中、
ＬおよびＸ１〜Ｘ４は上および下で定義されるとおりである〕
のものである。
【００５８】
ある実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４の１つはＯＨまたはＮＯ２であり、他は独立して、ＨおよびＣ１−Ｃ６アルキル基から選択される。好ましくは、本実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４の１つはＯＨまたはＮＯ２であり、他はＨである。
【００５９】
別の実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４はハロゲン原子である。好ましくは、本実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４はフッ素原子である。
【００６０】
別の実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４はＨである。有利には、本実施態様において、Ｌは有利には、ＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−または−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、好ましくは−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、ＮＨまたは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−である。
【００６１】
有利には、本発明の方法は工程ａ)の前に基質のいかなる表面修飾も含まない。特に、本発明の方法は好ましくは、化学的またはプラズマ酸化のような酸化を含まない。
【００６２】
本発明の方法はさらに、得られたグラフト化されたポリマー基質を洗浄する工程ｆ１)を含み得て、これは好ましくは工程ｅ)およびｆ)の間に実施される。
【００６３】
本方法はまた、得られた表面修飾基質を滅菌(例えば高温で加熱することにより)する最終工程ｇ)をさらに含み得る。
【００６４】
特定の実施態様において、本発明の方法は工程ａ)、ｂ)、ｃ)、任意の工程ｄ)、ｅ)および場合によりｆ１)、ｆ)およびｇ)から成る。
【００６５】
Ｉ．１．ポリマー基質
一般的に、ポリマー基質は脂肪族ポリエステルおよびコポリエステル、脂肪族ポリエステルおよびポリエーテルのコポリマー、ポリカーボネート、ポリジオキサノン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシド、ポリ尿素、ポロキサマー、ポロキサミン、シリコーン、ポリカルボキシレートならびにポリエーテルエーテルケトンから選択される。
【００６６】
ポリマー基質はまた、ＡＢＳ(アクリロニトリル  ブタジエンスチレン  スチレン)、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルおよびポリアクリレートから選択され得る。
【００６７】
基質は埋め込み型または非埋め込み型であり得る。実際、本発明の方法の実現可能性は埋め込み型基質に限定されない：上で示すように、特定の基質に本方法を適用可能とするために必要な唯一の特性は、それがクリップケミストリー官能基化に利用可能なＣ−Ｈ結合を含むことである。
【００６８】
特定の実施態様において、ポリマー基質は埋め込み型であり、脂肪族ポリエステルおよびコポリエステル、脂肪族ポリエステルおよびポリエーテルのコポリマー、ポリカーボネート、ポリジオキサノン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシド、ポリ尿素、ポロキサマー、ポロキサミン、シリコーン、ポリカルボキシレートならびにポリエーテルエーテルケトンから選択される。
【００６９】
好ましい脂肪族ポリエステルおよびコポリエステルならびに脂肪族ポリエステルおよびポリエーテルのコポリマーはポリ(乳酸)(ＰＬＡ)、ポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(ＰＬＧＡ)、ＰＬＡ−ポロキサマー−ＰＬＡおよびポリカプロラクトンである。
【００７０】
本発明は特に全ての割合のＰＬＧＡを含む。すなわち本発明のＰＬＧＡにおける乳酸：グリコール酸比は０〜１００、好ましくは５０：５０〜８５：１５、例えば５０：５０、７０：３０、７５：２５、８２：１８〜８５：１５である。
【００７１】
ＰＬＡポリマーにおいて、乳酸は(Ｌ)−乳酸または(Ｄ)−乳酸であり得る。本発明は任意の割合でＰＬＡポリマーを含む。すなわち、(Ｌ)−乳酸：(Ｄ)−乳酸比は０〜１００、好ましくは５０：５０〜９８：２または２：９８〜５０：５０。特に、本発明のＰＬＡは、ＰＬＡ９４、ＰＬＡ１００、ＰＬＡ９８、ＰＬＡ９６、ＰＬＡ７０およびＰＬＡ５０であり得る。
【００７２】
本発明のポリマー基質は特に、Ｒｅｓｏｍｅｒ(登録商標)ポリマー(Ｅｖｏｎｉｋにより市販される)から選択され得る。この場合、それは有利には埋め込み型である。
【００７３】
好ましいポリカプロラクトンは、ポリ(ε−カプロラクトン)である。
【００７４】
好ましい本発明のポリカルボキシレートはポリ(トリメチレンカーボネート)である。
【００７５】
ポロキサマーの例は、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ(登録商標)として市販されるポロキサマーである。
【００７６】
ポロキサミンの例は、Ｔｅｔｒｏｎｉｃ(登録商標)として市販されるポロキサミンまたはLeroyら(例えば、Leroy A., Materials Science and Engineering C (2013), 33(7), 4133-4139 ; Leroy, A. Biomaterials Science : 3, 4, 617-626 (2015) ; Morille, Marieを参照)によりまたはMorilleら(Tran Van-Thanh; Garric, Xavier; et al. Journal Of Controlled Release 170, 1, 99-110, (2013)を参照)により開示されるポリマーである。
【００７７】
ポリカーボネートの例は、ポリ(トリメチレンカーボネート)である。
【００７８】
有利な実施態様において、基質は埋め込み型である。
【００７９】
特定の実施態様において、ポリマー(埋め込み型)基質は分解性ではない。この実施態様において、ポリマー(埋め込み型)基質は、好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ尿素、シリコーンおよびポリエーテルエーテルケトンである。
【００８０】
別の特定の実施態様において、ポリマー基質は分解性である。本実施態様において、基質は有利には、埋め込み型であり、好ましくは脂肪族ポリエステルおよびコポリエステル、脂肪族ポリエステルおよびポリエーテルのコポリマー、例えばポリ(乳酸)(ＰＬＡ)、ポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(ＰＬＧＡ)、ＰＬＡ−ポロキサマー−ＰＬＡおよびポリカプロラクトン(特にポリ(ε−カプロラクトン))であり、これらは各々好ましくは上記のとおりである。このような分解性ポリマーの例は、特にNottelら(特に、Journal of Polymer Science 2010, 48, 5891-5898; Mater. Sci. Eng. C 2013, 33(7), 4133-4139; Biomacrocmolcules 2012, 13, 1544-1553; Acta Biomaterialia 2013, 9, 7709-7718を参照)により記載されている。
【００８１】
Ｉ．２．被覆
本発明の方法の工程ｂ)において、基質を特性付与化合物で被覆して、ポリマー基質の少なくとも一部を被覆する特性付与化合物の均一な乾燥層を得て、該式(Ｉ)のアリールアジド部分をポリマー基質の炭素−水素結合と共有結合近接とする。
【００８２】
均一な被覆を達成するために、多様な被覆技術が使用され得る。特に、ディップコーティング、スプレーコーティングまたはスピンコーティング、好ましくはスプレーコーティングが使用され得る。
【００８３】
適切ならば、特性付与化合物の乾燥層を得るために、その後、被覆された基質を、特に被覆の均一性を保持する条件下で乾燥させる。被覆がディップコーティングにより実施されるとき、乾燥工程が有利に使用される。
【００８４】
有利には、層は１〜５０ｎｍ、より好ましくは１〜２０ｎｍの厚さを有するポリマーから成る。
【００８５】
当業者は、望ましい厚さの、望ましい均一な乾燥層を得るために、被覆工程および場合により乾燥工程の操作条件を適合させる。
【００８６】
特定の実施態様において、特性付与化合物は(埋め込み型)基質の全面に被覆される。特性付与化合物が防汚または抗菌剤であるとき、本実施態様が好ましい。
【００８７】
特定の実施態様において、特性付与化合物は(埋め込み型)基質の表面の一部に被覆される。特性付与化合物が医用画像化に有用であるとき、本実施態様が好ましい。
【００８８】
Ｉ．３．反応光源
本発明において、反応光源は好ましくは、ＵＶ光源である。
【００８９】
好ましくは、反応光源は１〜４００Ｗ、好ましくは４〜２０Ｗ、例えば８Ｗの出力を有する。
【００９０】
反応光源がＵＶ光源であるとき、その波長は好ましくは、１０ｎｍ〜３８０ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ〜３８０ｎｍである。例えば、ＵＶ光源は３６５ｎｍ〜２５４ｎｍ、好ましくは２５４ｎｍの波長を有する。
【００９１】
反応光源は、特にそれがＵＶ光源であるとき、好ましくは照射される(基質の)表面から１〜５０ｃｍの距離、例えば２〜５ｃｍの距離に設置される。当業者は、特に反応光源の出力を考慮して適切な距離を選択する。
【００９２】
好ましくは、反応光源はＵＶ光源である。
【００９３】
Ｉ．４．照射時間ｔ１
上で説明されるとおり、本発明者らは照射時間の延長が特性付与化合物のアリールアジドの分解性を増大させるが、グラフト化率は改善されないことを観察している。
【００９４】
従って、工程ｂ)において、被覆基質は３０分以下、好ましくは２５分以下、より好ましくはまたは２０分以下の時間ｔ１の間照射される。
【００９５】
さらに、ｔ１はナイトレンの形成を可能にするのに十分であるべきである。特に、ｔ１は少なくとも３０秒、好ましくは少なくとも１分である。
【００９６】
最も好ましくは、ｔ１は１分、５分または２０分である。
【００９７】
Ｉ．５．洗浄工程ｄ)
洗浄工程ｄ)は、好ましくは超音波処理により(例えば超音波槽への浸漬により)および／または溶媒、好ましくは水性溶媒またはメタノールのようなアルコールで濯ぐことにより実施される。特定の実施態様において、洗浄は室温での超音波水槽における浸水による超音波処理で、および／または水またはメタノールで濯ぐことにより実施される。
【００９８】
Ｉ．６．繰り返し(工程ｅ)
繰り返し回数は、特に接触角を考慮してまたは得られたグラフト化基質のグラフト化率を考慮して、当業者により決定され得る。
【００９９】
本発明者らは、繰り返し回数は特性付与化合物とポリマー基質の「適合性」によることを観察している。親水性基質は一般的に親水性特性付与化合物との適合性がより高いが、疎水性特性付与化合物とは適合性がより低く、この逆もそうである。
【０１００】
本発明者らは、基質と特性付与化合物の「適合性」が低いほど、繰り返し回数が多くなければならないことを観察している。
【０１０１】
しかしながら、最適な結果は一般的に４回の繰り返しで得られることもまた、観察された。
【０１０２】
Ｉ．７．特性付与化合物
本発明の方法の特性付与化合物は、上の式(Ｉ)のアリールアジド部分を含む。
【０１０３】
一般的に、特性付与化合物は防汚特性、抗菌特性を提供するか、またはＭＲＩ、蛍光画像化または近赤外画像化のような医用画像化において基質を放射線不透過性にするまたは可視化する。
【０１０４】
特性付与化合物は、ポリマーまたは小分子であり得る。
【０１０５】
特定の実施態様において、特性付与化合物はポリマーである。本実施態様において、ポリマーは繰り返し単位Ａを含むコポリマーであり、前記繰り返し単位Ａは上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分を含む。
【０１０６】
コポリマーはポリマー鎖の末端に１つまたは２つのみの繰り返し単位Ａを含み得る。この場合、コポリマーは「鎖端ポリマー」と称される。コポリマーがポリサルコシンまたはポリラクトンコポリマーであるとき、鎖端ポリマーの例が得られる。例えば、この場合、式(Ｉ)のアリールアジド部分を含む繰り返し単位Ａにおいて、ＬはＮＨである。対応する遊離アミンはラクトンモノマーまたは環状無水物との反応の開始剤として作用する。
【０１０７】
あるいは、コポリマーは繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有するブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ａは上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分を含む。
【０１０８】
本実施態様において、ブロックまたはグラジエントコポリマーは少なくとも繰り返し単位ＡおよびＢを含み：
−繰り返し単位Ａは上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分を含み、
−繰り返し単位Ｂは上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分を含まない。
【０１０９】
繰り返し単位ＡとＢは適合性である、すなわち、それらは好ましくは、同一の反応条件下で重合できる重合可能な基を含むモノマーから誘導されると理解される。有利には、繰り返し単位ＡおよびＢは同一の重合可能な基から誘導される。
【０１１０】
例えば、ビニルモノマーから誘導されるとき、Ａは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含むビニルモノマーから誘導される。同様に、Ｂがオキサゾリンモノマーから誘導されるとき、Ａは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含むオキサゾリンモノマーから誘導される。Ｂがサルコシンモノマーから誘導されるとき、Ａは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含むサルコシンモノマーから誘導される。Ｂが(メタ)アクリレートモノマーから誘導されるとき、Ａは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含む(メタ)アクリレートモノマーから誘導される。
【０１１１】
特に、モノマーＡは式Ａ１：
【化１０】
2019534078.tif 000012
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｚは結合または−Ｏ(Ｏ)Ｃ−を表し、
ｒは０〜１０、好ましくは０または２の整数であり、
ＲはＨ、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはアリール基から選択される〕
のものであり得る。
【０１１２】
好ましくは、ＸはＨであり、ｒは０または２であり、ＲはＨまたはＣＨ３から選択される。
【０１１３】
有利には、Ｌは−Ｃ(Ｏ)Ｏ−または−Ｏ(Ｏ)Ｃ−である。好ましくは、Ｌは−Ｏ(Ｏ)Ｃ−であり、Ｚは結合である。
【０１１４】
別の特定の実施態様において、モノマーＡは式Ａ２：
【化１１】
2019534078.tif 000013
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４は上で定義されるとおりであり、
ＲａおよびＲｂはそれぞれ、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはアリール基から選択される〕
のものであり得る。
【０１１５】
好ましくは、ＸはＨであり、ＲａおよびＲｂはＨである。
【０１１６】
特定の実施態様において、反応性末端基を含む第一のホモポリマーまたはブロックコポリマーは、最終ブロックコポリマーの次のブロックを形成するための重合開始剤としての役割を果たす。
【０１１７】
例えば、第一のポリオキサゾリンブロックコポリマーまたはホモポリマー(例えば、上の式Ａ２のモノマーを重合することにより得られるホモポリマー)は以下の式Ｂ１のモノマーの重合のための開始剤としての役割を果たし得て、その結果ポリオキサゾリン−ポリサルコシンブロックコポリマーを導く：
【化１２】
2019534078.tif 000014
〔式中、
ＲはＨまたはＣ１−Ｃ６アルキル基、好ましくは、ＰＥＧブロックを形成するための開始剤としての役割を果たし、その結果ポリオキサゾリン−ＰＥＧブロックコポリマーを導くＣ１−Ｃ６アルキル基を表す〕。
【０１１８】
有利には、繰り返し単位Ａと繰り返し単位Ｂのモル比(繰り返し単位Ａ／繰り返し単位Ｂ)は、０．０１％〜５０％、好ましくは０．１％〜２０％、さらにより好ましくは５％〜１０％である。
【０１１９】
Ｉ．７．ａ．特性付与化合物としての防汚剤および抗菌剤
特定の実施態様において、特性付与化合物は防汚または抗菌特性を提供する。
【０１２０】
本実施態様において、基質は埋め込み型または非埋め込み型であり得る。
【０１２１】
適切な防汚または抗菌ポリマーは、例えばTimofeevaら(Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011, 89, 475-492)、Campocciaら(Biomaterials 2013, 34, 8533-8554)およびKenawyら(Biomacromolecules, 2007, 8(5), 1359-1384)により記載されている。
【０１２２】
特性付与化合物が防汚剤である場合、それは繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有する親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ａは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する、上で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含む。
【０１２３】
特性付与化合物が抗菌剤である場合、それは繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有するカチオン性ブロックまたはグラジエントコポリマーであり得て、前記繰り返し単位Ａは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する、上で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含む。
【０１２４】
特に、親水性またはカチオン性ブロックまたはグラジエントコポリマーは少なくとも繰り返し単位ＡおよびＢを含み、ここで繰り返し単位Ａは上で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含み、繰り返し単位Ｂは上で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含まない。好ましくは、繰り返し単位Ａと繰り返し単位Ｂのモル比(繰り返し単位Ａ／繰り返し単位Ｂ)は、０．０１％〜５０％、好ましくは０．１％〜２０％、さらにより好ましくは５％〜１０％のものである。
【０１２５】
一般的に、上で定義される式(Ｉ)の光活性アリールアジド部分を含む繰り返し単位Ａを含む親水性もしくはカチオン性ブロックまたはグラジエントコポリマーは、
−ポリ(エチレングリコール)、
−ポリ(エチレンオキシド)、
−ポリ((メタ)アクリレートＰＥＧ)、
−ポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)、
−四級化ポリマーがＣ１−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ３−Ｃ１０アルキル、より好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化されている、２００００ｇ．ｍｏｌ−１未満、特に１０００ｇ／ｍｏｌ−１〜２００００ｇ．ｍｏｌ−１未満の分子量を有する直鎖状ポリ(四級アンモニウム)、特に四級化ポリ(Ｎ−(Ｃ１−Ｃ６)アルキル)(メタ)アクリルアミド)または四級化ポリ(Ｎ−(ヒドロキシル(Ｃ１−Ｃ６)アルキル)(メタ)アクリルアミド、特に四級化(ポリジメチルアミノエチルメタクリレート)、
−双性イオン性ポリ(ベタイン)、すなわち側鎖基がリン酸−ベタイン、スルホン酸−ベタインまたはカルボン酸−ベタイン)のようなベタイン型構造を有する両性ポリマー、
−ポリ(ビニルピロリドン)、
−ポリリシン、
−ポリ(−(Ｃ１−Ｃ６)アルキル)オキサゾリン)、特にポリ(メチルオキサゾリン)およびポリ(エチルオキサゾリン)のようなポリオキサゾリン、
ポリサルコシンブロックまたはグラジエントコポリマー、または
ポリオキサゾリン−ポリサルコシンブロックコポリマー
を含む。
【０１２６】
ポリオキサジンおよびポリオキサゾリン−ポリオキサジンコポリマーもまた考慮される。
【０１２７】
好ましくは、親水性(好ましくはブロックまたはグラジエント)コポリマーはポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)、ポリオキサゾリン(特にポリ(メチルオキサゾリン)およびポリ(エチルオキサゾリン))またはポリサルコシンブロックまたはグラジエントコポリマーである。
【０１２８】
例えば、親水性(好ましくはブロックまたはグラジエント)コポリマーは、上で定義される式Ａ１のモノマーと式(Ｂ２)：
【化１３】
2019534078.tif 000015
〔式中、
ｑは１〜１０、好ましくは２〜６の整数、より好ましくは２であり、
ＲはＨまたはＣ１−Ｃ６アルキル、好ましくはＨまたはＣＨ３であり、そして
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立してＨおよびＣ１−Ｃ６アルキルから選択される〕
のモノマーの重合により得られるポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)である。
【０１２９】
例えば、ＲはＨまたはＣＨ３であり、ｑは２であり、Ｒ１およびＲ２はともにＣＨ３である。
【０１３０】
親水性(好ましくはブロックまたはグラジエント)コポリマーはまた、上で定義される式Ａ１のモノマーと式Ｂ３：
【化１４】
2019534078.tif 000016
〔式中、
Ｒａ’、Ｒｂ’およびＲｃ’はそれぞれ、独立してＨ、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはアリール基から選択される〕
のモノマーとの重合により得られるポリオキサゾンであり得る。
【０１３１】
好ましくは、Ｒｃ’はＣ１−Ｃ６アルキルまたはアリール基であり、Ｒａ’およびＲｂ’はそれぞれ、独立してＨおよびＣ１−Ｃ６アルキルから選択される。例えば、Ｒａ’およびＲｂ’はＨであり、Ｒｃ’はメチルである。
【０１３２】
特定の実施態様において、特性付与化合物は窒素原子を介して基質表面に共有結合した抗菌剤である。
【０１３３】
第一の実施態様において、抗菌剤は四級化ポリ(ビニルピリジン)、四級化ポリ(ジメチルアミノエチルアクリレート)、直鎖状四級化ポリ(エチレンイミン)、ポリリシン、四級化ポリリシン、四級化ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)のコポリエステルから選択されるコポリマー(好ましくはカチオン性コポリマー)であり、ここで四級化ポリマーはＣ１−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ３−Ｃ１０アルキル、より好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化される。四級化ポリマーがＣ１−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ３−Ｃ１０アルキル、より好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化された四級化ポリオキサゾリン−ポリエチレンイミンコポリマーのような、一部加水分解されたポリオキサゾリンの四級形態もまた、考慮される。
【０１３４】
四級化ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)のコポリエステルは、特にBlanquer et al. J Pol Sci Part A Pol Chem (2010), 48(24), 5891-5898 and Nottelet et al. Biomacromolecules (2012), 13, 1544-1553に記載され得る。
【０１３５】
第二の実施態様において、抗菌剤は式(ＩＩａ)
【化１５】
2019534078.tif 000017
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級アンモニウムである。
【０１３６】
例えば、ＬはＮＨであり、ＸはＨであり、ｒは０であり、ｑは３であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれメチルであり、Ｂ−は臭素である。
【０１３７】
第三の実施態様において、抗菌剤は式(ＩＩｂ)：
【化１６】
2019534078.tif 000018
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級ホスホニウムである。
【０１３８】
第四の実施態様において、抗菌剤は式(ＩＩｃ)
【化１７】
2019534078.tif 000019
〔式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒは水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容されるアニオンを表す〕
の四級ピリジニウムである。
【０１３９】
第五の実施態様において、抗菌剤は２５個以下のアミノ酸(好ましくは２０個以下のアミノ酸)の抗菌性ペプチドであり、好ましくはポリアルギニン(例えばオクタアルギニンＡｒｇ８)、オーレインおよびポリミキシンＢから選択され、上で定義される式(Ｉ)の残基を含む。
【０１４０】
好ましくは、第五の実施態様において、抗菌剤は上で定義される式(Ｉ)に含まれる１つの光活性アリールアジド部分を含むポリアルギニン(例えばオクタアルギニンＡｒｇ８)から選択される。
【０１４１】
Ｉ．７．ｂ．医用画像化に有用な特性付与化合物
特定の実施態様において、特性付与化合物は医用画像化に有用である。特に、特性付与化合物は近赤外蛍光化合物を含む放射線不透過性ヨード造影剤、ランタニドの(特に直鎖状またはマクロ環式ポリアミンとの)錯体または蛍光化合物である。
【０１４２】
本実施態様において、基質は好ましくは埋め込み型である。
【０１４３】
・放射線不透過性化合物
特定の実施態様において、特性付与化合物は放射線不透過性である。
【０１４４】
特定の実施態様において、放射線不透過性化合物は式(ＩＩＩ)：
【化１８】
2019534078.tif 000020
〔式中、
式中、Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、そして
ｍは１、２、３または４を表す〕
のヨウ素化化合物であり得る。
【０１４５】
より具体的には、放射線不透過性化合物は式(ＩＩＩａ)：
【化１９】
2019534078.tif 000021
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりである〕
のヨードベンジル誘導体または式(ＩＩＩｂ)：
【化２０】
2019534078.tif 000022
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりである〕
のトリヨードベンジル誘導体であり得る。
【０１４６】
好ましくは、Ｘ１〜Ｘ４はＨを表す。
【０１４７】
例えば、放射線不透過性化合物は、Ｘ１〜Ｘ４がＨを表し、Ｌが−ＮＨＣ(Ｏ)−または−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−を表す式(ＩＩＩｂ)のトリヨードベンジル誘導体である。
【０１４８】
別の特定の実施態様において、放射線不透過性化合物は、ｍが１、２、３または４を表す式
【化２１】
2019534078.tif 000023
のヨウ素化部分、例えばヨードフェニル部分
【化２２】
2019534078.tif 000024
またはトリヨードフェニル部分
【化２３】
2019534078.tif 000025
含むポリマーである。例えば、ポリマーは上で定義される式Ａ１および式Ｂ４、例えば式４ａまたは式４ｂ：
【化２４】
2019534078.tif 000026
〔式中、
Ｌは上で定義されるとおりであり、特に−Ｃ(Ｏ)Ｏ−または−Ｏ(Ｏ)Ｃ−を表し、
ｍは１、２、３または４を表し、
Ｚは結合または−ＯＣ(Ｏ)−を表し、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数、より好ましくは２であり、そして
ＲはＨまたはＣ１−Ｃ６アルキル基、好ましくはＨまたはＣＨ３である〕
のモノマーのブロックまたはグラジエントコポリマーである。
【０１４９】
好ましくは、ＬおよびＺの少なくとも１つは、モノマー(Ｂ３ａ)および(Ｂ３ｂ)が(メタ)アクリレートモノマーとなるように−ＯＣ(Ｏ)−を表す。
【０１５０】
有利には、Ｌは−Ｃ(Ｏ)Ｏ−を表し、Ｚは−ＯＣ(Ｏ)−を表す。
【０１５１】
好ましくは、Ｌは−Ｃ(Ｏ)Ｏ−を表し、ｑは２であり、ＲはＨまたはＣＨ３であり、Ｚは−ＯＣ(Ｏ)−である。
【０１５２】
Notteletら(RSC Advances 2015, 5, 84125-84133)により記載されるＰＣＬコポリマーに類似するＰＣＬコポリマーもまた、本発明において考慮される。
【０１５３】
・ＭＲＩ
特定の実施態様において、特性付与化合物はＭＲＩ造影剤としての役割を果たす。
【０１５４】
一般的に、特性付与化合物はＤＯＴＡ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＤＴＰＡ(ジエチレントリアミノペンタ酢酸)、ＤＯ３Ａ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＨＰＤＯ３Ａ(１０−(２−ヒドロキシプロピル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＴＲＩＴＡ(１，４，７，１０−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロトリデカン)、ＴＥＴＡ(１，４，８，１１−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン)、ＢＯＰＴＡ(４−カルボキシ−５，８，１１−トリス(カルボキシメチル)−１−フェニル−２−オキサ−５，８，１１−トリアザトリデカン−１３−酸)、ＮＯＴＡ(１，４，７−トリアザシクロノナン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ４４−トリ酢酸)、ＰＣＴＡ(３，６，９，１５−テトラアザビシクロ［９．３．１］ペンタデカ−１(１５)，１１，１３−トリエン−３，６，９−トリ酢酸)、ＤＯＴＭＡ((α、α’、α’’、α’’’)−テトラメチル−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＡＡＺＴＡ(６−アミノ−６−メチルペルヒドロ−１，４−ジアゼピンテトラ酢酸)またはＨＯＰＯ(１−ヒドロキシピリジン−２−オン)、好ましくはＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯ３ＡまたはＰＣＴＡ、さらにより好ましくはＤＴＰＡまたはＤＯＴＡのガドリニウム錯体を含む。
【０１５５】
それは特に、式(ＩＶ)：
【化２５】
2019534078.tif 000027
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数、より好ましくは２であり、そして
特に上に記載のＧｄ錯体ガドリニウムリガンドは、好ましくは遊離塩基としてのまたはガドリニウムと錯体形成したＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯ３ＡまたはＰＣＴＡ、さらにより好ましくはＤＴＰＡまたはＤＯＴＡである〕
のものを含み得る。
【０１５６】
特定の実施態様において、特性付与化合物は式(ＩＶａ)または(ＩＶｂ)：
【化２６】
2019534078.tif 000028
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり
ｑは１〜１０、好ましくは２〜８の整数、より好ましくは２であり、そして
Ｙは結合、−ＣＨ２Ｎ(ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ)ＣＨ２ＣＨ２−基または
【化２７】
2019534078.tif 000029
から選択される〕
のものである。
【０１５７】
式(ＩＶ)および(ＩＶａ)において、好ましくは、ＸはＨであり、Ｌは−ＮＨＣ(Ｏ)−または−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−基である。
【０１５８】
式(ＩＶ)、(ＩＶａ)および(ＩＶｂ)の化合物は、遊離塩基またはガドリニウムとの錯体として使用され得る。後者の場合において、適切な場合、それは好ましくはＮａＯＨまたはメチルグルカミンのような薬学的に許容される塩基との塩として使用される。
【０１５９】
ガドリニウムとの錯体形成は、式(ＩＶ)、(ＩＶａ)および(ＩＶｂ)の化合物のグラフト化前またはグラフト化後に実施される。
【０１６０】
それは上で定義されるモノマーＡ１および以下の式Ｂ５：
【化２８】
2019534078.tif 000030
〔式中、
ｑは１〜１０、好ましくは２〜８の整数、より好ましくは２であり、
ＺはＯまたはＮＲ’であり、
Ｒ’は水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基(好ましくは水素原子)であり、
Ｒは水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基またはアリール基から選択され、そして
「Ｇｄ錯体またはリガンド」、特に上に記載のガドリニウムリガンドは、好ましくは遊離塩基としてのまたはガドリニウムと錯体形成したＤＯＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯ３ＡおよびＰＣＴＡ、さらにより好ましくはＤＯＴＡである。後者の場合において、適切な場合、それは好ましくはＮａＯＨまたはメチルグルカミンのような薬学的に許容される塩基との塩として使用される〕
のモノマーのブロックまたはグラジエントコポリマーであり得る。
【０１６１】
好ましくは、ＲはＨまたはＣＨ３であり、ｑは２である。
【０１６２】
例えば、モノマーＢ５は以下の式Ｂ５ａ、式Ｂ５ｂまたは式Ｂ５ｃ：
【化２９】
2019534078.tif 000031
〔式中、
ｑは１〜１０、好ましくは２〜８の整数、より好ましくは２であり、
ＺおよびＺ’はそれぞれ、独立してＯまたはＮＲ’であり、ここでＲ’は水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基(好ましくは水素原子)であり、
Ｒは水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基またはアリール基から選択され、そして
Ｙは結合、−ＣＨ２Ｎ(ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ)ＣＨ２ＣＨ２−基または
【化３０】
2019534078.tif 000032
から選択される〕
のものである。
【０１６３】
式(Ｂ４ａ)、(Ｂ４ｂ)および(Ｂ４ｃ)の化合物は、好ましくは遊離塩基またはガドリニウムとの錯体として使用され得る。後者の場合において、適切な場合、それらは好ましくはＮａＯＨまたはメチルグルカミンのような薬学的に許容される塩基との塩として使用される。
【０１６４】
好ましくは、ＲはＨまたはＣＨ３であり、ｑは２である。
【０１６５】
ガドリニウムとの錯体形成は、式(Ｂ５)、(Ｂ５ａ)、(Ｂ５ｂ)または(Ｂ５ｃ)の化合物のグラフト化前またはグラフト化後に実施され得る。
【０１６６】
あるいは、特性付与化合物はＰＣＬ、ポリ(メタ)アクリレート、ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)コポリマーのような、特に特許出願国際公開第２０１３０８４２０４Ａ１号および国際公開第２０１１００４３３２号に記載のマクロ分子リガンドのガドリニウム錯体を含む。
【０１６７】
本実施態様において、特性付与化合物は特に、例えば国際公開第２０１１／００４３３２号または国際公開第２０１３／０８４２０４号またはNotteletらによる記事(特に、Biomacrocmolecules 2013, 14, 3626-3634; Biomacrocmolecules 2014, 15, 4351-4362; RSC Adv. 2016, 6, 5754-5760を参照)に記載されるようなプロパルギル残基を含み、上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分をさらに含むコポリマーであり得る。
【０１６８】
例えば、このようなコポリマーは、上で定義される式Ａ１のモノマーと非環式モノマー、例えばプロパルギル(メタ)アクリレートまたはＣ１−Ｃ６アルキル(メタ)アクリレートとプロパルギル(メタ)アクリレートの混合物の重合により得られる。その後プロパルギル残基をヒュスゲン反応によりアジド基を含むガドリニウム錯体またはリガンドと反応させるか、またはチオール−イン反応によりチオール基を含むガドリニウム錯体またはリガンドと反応させ、ＭＲＩにおいて可視的なコポリマーを得る。
【０１６９】
ガドリニウムとの錯体形成は、コポリマーのグラフト化前またはグラフト化後に実施され得る。
【０１７０】
・蛍光およびＩＲ画像
特定の実施態様において、特性付与化合物は蛍光または近赤外画像のための造影剤として有用である。
【０１７１】
第一の実施態様において、特性付与化合物は式(Ｖａ)：
【化３１】
2019534078.tif 000033
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ５は水素原子、ＣＯＯＨまたはＣ(Ｏ)ＯＣ１−Ｃ６アルキル基から選択される〕
のローダミン誘導体である。
【０１７２】
この第一の実施態様において、好ましくは、Ｌは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−であり、ＸはＨである。有利には、Ｒ５はＣＯＯＨである。好ましくは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、エチル(ＣＨ２ＣＨ３)である。
【０１７３】
一般的に、本実施態様において、化合物(Ｖａ)はＢ−との塩であり、ここでＢ−は薬学的に許容されるアニオン、例えばハロゲンアニオン、一般的にＣｌ−またはＢｒ−、好ましくはＣｌ−である。
【０１７４】
第二の実施態様において、特性付与化合物は、式(Ｖｂ)：
【化３２】
2019534078.tif 000034
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｐ’は０または１であり、
ｑ’は０または１であり、
ｐ’が０ならば、ＲｋはＨであり、
ｑ’が０ならば、ＲｊはＨであり、
ｐ’が１でありｑ’が１ならば、ＲｊおよびＲｋは双方ともＨであるか、一体となって−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−架橋基を形成し、
ＲｄはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｅはＨであるか、一体となって、ＲｄとＲｅは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
ＲｇはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｆはＨであるか、一体となって、ＲｆとＲｇは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
Ｒｈは、好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３−またはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基であり、
Ｒｉは好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３ＮａまたはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基である〕
のシアニン誘導体である。
【０１７５】
好ましくは、本実施態様において、一体となって、ＲｄとＲｅは−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基、およびＲｆとＲｇは−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成する。そうであるならば、Ｒｈは有利には、末端炭素上でＳＯ３−基で置換されたＣ４−アルキル基(すなわち、−(ＣＨ２)５−ＳＯ３−基)であり、Ｒｉは有利には、末端炭素上でＳＯ３Ｎａ基で置換されたＣ４−アルキル基(すなわち、−(ＣＨ２)５−ＳＯ３Ｎａ基)である。本実施態様において、ＲｊおよびＲｋは、好ましくは双方ともＨであり、ｐ’およびｑ’は好ましくは双方とも１である。
【０１７６】
一般的に、本実施態様において、化合物(Ｖｂ)はＢ−との塩であり、ここでＢ−は薬学的に許容されるアニオン、例えばハロゲンアニオン、一般的にＣｌ−またはＢｒ−、好ましくはＣｌ−である。
【０１７７】
第三の実施態様において、特性付与化合物は式(Ｖｃ)：
【化３３】
2019534078.tif 000035
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ’はＨまたは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨまたは−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯＨ基を表す〕
のフルオレセイン誘導体である。
【０１７８】
好ましくは、本実施態様において、Ｌは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−であり、ＸはＨである。有利には、Ｒ’はＨである。
【０１７９】
蛍光画像化について、好ましくは上で定義される式(Ｖａ)のローダミン誘導体が使用される。
【０１８０】
近赤外画像について、好ましくは上で定義される式(Ｖｃ)のフルオレセイン誘導体または式(Ｖｂ)のシアニン誘導体が使用される。
【０１８１】
Ｉ．８．その他
本発明の方法は上に記載された特定のおよび好ましい実施態様の全ての組合せを含む。
【０１８２】
ＩＩ．式(Ｉ)のアリールアジド部分を含む中間体
本発明はさらに、上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分を含む中間体に関する。
【０１８３】
特に、本発明は上で定義される式(ＩＩａ)、(ＩＩｂ)、(ＩＩｃ)、(ＩＩＩ)、(ＩＩＩａ)、(ＩＩＩｂ)、(ＩＶ)、(ＩＶａ)、(ＩＶｂ)、(Ｖａ)、(Ｖｂ)および式(Ｖｃ)の化合物に関する。
【０１８４】
特に、本発明は遊離塩基としてのまたはガドリニウム錯体としての式(ＩＶ)、(ＩＶａ)および(ＩＶｂ)の化合物に関する。
【０１８５】
本発明はさらに、上で定義される式Ａ２のモノマーに関する。
【０１８６】
ＩＩＩ．表面修飾ポリマー基質
本発明は表面修飾ポリマー基質、特に、式(ＶＩ)：
【化３４】
2019534078.tif 000036
〔式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は独立して、水素またはフッ素原子、Ｃ１−Ｃ６アルキル基、ＮＯ２またはＯＨを表し、
ＬはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＲＣ(Ｏ)−(ここで、ＲはＣ１−Ｃ６アルキルまたはトリアゾリルを表す)、好ましくはＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、または−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、さらにより好ましくは−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、ＮＨまたは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−を表す〕
のアリールアミノ部分の窒素原子を介して特性付与化合物でグラフト化された埋め込み型ポリマー基質に関し、前記特性付与化合物は防汚特性、抗菌特性を提供する、またはＭＲＩ蛍光画像のような医用画像化において基質を放射線不透過性にするまたは可視化するまたは近赤外画像化により可視化する。ただし、前記特性付与化合物がポリマーであるとき、それは繰り返し単位Ａに富むブロックまたは領域を有するブロックまたはグラジエントコポリマーであり、ここで前記繰り返し単位Ａは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する、上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む。
【０１８７】
好ましくは、Ｌはアジド基(Ｎ３)のパラ位に存在する。従って、好ましくは、光活性アリールアジド部分は式(ＶＩ’)：
【化３５】
2019534078.tif 000037
〔式中、
ＬおよびＸ１〜Ｘ４は上および下で定義されるとおりである〕
のものである。
【０１８８】
ある実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４の１つはＯＨまたはＮＯ２であり、他は独立して、ＨおよびＣ１−Ｃ６アルキル基から選択される。好ましくは、本実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４の１つはＯＨまたはＮＯ２であり、他はＨである。
【０１８９】
別の実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４はハロゲン原子である。好ましくは、本実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４フッ素原子である。
【０１９０】
別の実施態様において、Ｘ１〜Ｘ４はＨである。有利には、本実施態様において、Ｌは有利には、ＮＨ、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−ＯＣ(Ｏ)−、−ＮＨＣ(Ｏ)ＮＨ−、または−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−、好ましくは−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−、−ＮＨＣ(Ｏ)−、−Ｃ(Ｏ)Ｏ−、ＮＨまたは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−である。
【０１９１】
本発明の表面修飾ポリマー基質は特に、埋め込み型である。このような場合、それは一般的に、生体適合性である。
【０１９２】
ＩＩＩ．１．基質
一般的に、ポリマー(埋め込み型)基質は本発明に関連して上で定義される。
【０１９３】
ＩＩＩ．２．ポリマー性特性付与化合物
本発明の基質の特性付与化合物は、上の式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む。
【０１９４】
特性付与化合物はポリマーまたは小分子であり得る。
【０１９５】
特定の実施態様において、特性付与化合物はポリマーである。本実施態様において、ポリマーは繰り返し単位Ｃを含むコポリマーであり、前記繰り返し単位Ｃは上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む。
【０１９６】
コポリマーは繰り返し単位Ｃに富むブロックまたは領域を有するブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ｃは上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む。
【０１９７】
本実施態様において、ブロックまたはグラジエントコポリマーは少なくとも繰り返し単位ＣおよびＤを含み、ここで：
−繰り返し単位Ｃは上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含み、そして
−繰り返し単位Ｄは上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含まない。
【０１９８】
繰り返し単位ＣおよびＤは適合性である、すなわち、それらは好ましくは同一の条件下で重合できる重合可能な基を含むモノマーに由来すると理解される。有利には、繰り返し単位ＣおよびＤは同一の重合可能な基を含むモノマーに由来する。
【０１９９】
例えば、Ｄはビニルモノマーに由来し、Ｃは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含むビニルモノマーに由来する。同様に、Ｄがオキサゾリンモノマーに由来するとき、Ｃは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含むオキサゾリンモノマーに由来する。Ｄがサルコシンモノマーに由来するとき、Ｃは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含むサルコシンモノマーに由来する。Ｄは(メタ)アクリレートモノマーに由来するとき、Ｃは好ましくは、上で定義される式(Ｉ)のアリールアミノ部分を含む(メタ)アクリレートモノマーに由来する。
【０２００】
特に、モノマーＣは上で定義される式Ａ１のモノマーに由来し得る。
【０２０１】
別の特定の実施態様において、モノマーＣは上で定義される式Ａ２のものであり得る。有利には、繰り返し単位Ｃと繰り返し単位Ｄのモル比(繰り返し単位Ｃ／繰り返し単位Ｄ)は、０．０１％〜５０％、好ましくは０．１％〜２０％、さらにより好ましくは５％〜１０％である。
【０２０２】
ＩＩＩ．２．特性付与化合物としての防汚剤および抗菌剤
特定の実施態様において、特性付与化合物は防汚または抗菌特性を提供する。
【０２０３】
特性付与化合物が防汚剤である場合、それは繰り返し単位Ｃに富むブロックまたは領域を有する親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーであり得て、前記繰り返し単位Ｃは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する上で定義される式(ＶＩ)のアリールアミノ部分を含む。
【０２０４】
特性付与化合物が抗菌剤である場合、それは繰り返し単位Ｃに富むブロックまたは領域を有するカチオン性ブロックまたはグラジエントコポリマーであり、前記繰り返し単位Ｃは表面修飾基質の表面に共有結合した窒素原子を有する上で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアミノ部分を含む。
【０２０５】
特に、親水性またはカチオン性ブロックまたはグラジエントコポリマーは少なくとも繰り返し単位ＣおよびＤを含み、ここで繰り返し単位Ｃは上で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアジド部分を含み、繰り返し単位Ｄは上で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアジド部分を含まない。好ましくは、繰り返し単位Ｃと繰り返し単位Ｄのモル比(繰り返し単位Ｃ／繰り返し単位Ｄ)は、０．０１％〜５０％、好ましくは０．１％〜２０％、さらにより好ましくは５％〜１０％である。
【０２０６】
一般的に、上で定義される式(ＶＩ)の光活性アリールアジド部分を含む繰り返し単位Ｃを含む親水性もしくはカチオン性ブロックまたはグラジエントコポリマーは、
−ポリ(エチレングリコール)、
−ポリ(エチレンオキシド)、
−ポリ((メタ)アクリレートＰＥＧ)、
−ポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)、
−四級化ポリマーがＣ１−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ３−Ｃ１０アルキル、より好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化されている、２００００ｇ．ｍｏｌ−１未満、特に１０００ｇ／ｍｏｌ−１〜２００００ｇ．ｍｏｌ−１の分子量を有する直鎖状ポリ(四級アンモニウム)、特に四級化ポリ(Ｎ−(Ｃ１−Ｃ６)アルキル)(メタ)アクリルアミド)または四級化ポリ(Ｎ−(ヒドロキシル(Ｃ１−Ｃ６)アルキル)(メタ)アクリルアミド、特に四級化(ポリジメチルアミノエチルメタクリレート)、
−双性イオン性ポリ(ベタイン)、すなわち側鎖基がリン酸−ベタイン、スルホン酸−ベタインまたはカルボン酸−ベタイン)のようなベタイン型構造を有する両性ポリマー、
−ポリ(ビニルピロリドン)、
−ポリリシン、
−ポリ(−(Ｃ１−Ｃ６)アルキル)オキサゾリン)、特にポリ(メチルオキサゾリン)およびポリ(エチルオキサゾリン)のようなポリオキサゾリン、
ポリサルコシンブロックまたはグラジエントコポリマー、または
ポリオキサゾリン−ポリサルコシンブロックコポリマー
を含む。
【０２０７】
ポリオキサジンおよびポリオキサゾリン−ポリオキサジンコポリマーもまた考慮される。
【０２０８】
好ましくは、親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーは、ポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)、ポリオキサゾリン(特にポリ(メチルオキサゾリン)およびポリ(エチルオキサゾリン))またはポリサルコシンブロックまたはグラジエントコポリマーである。
【０２０９】
例えば、親水性(好ましくはブロックまたはグラジエント)コポリマーは、上で定義される式Ａ１のモノマーと上で定義される式(Ｂ１)のモノマーの重合により得られるポリ((Ｃ１−Ｃ６)アルキルアミノ(メタ)アクリレート)である。
【０２１０】
親水性ブロックまたはグラジエントコポリマーはまた、上で定義される式Ａ２のモノマーと上で定義される式Ｂ２のモノマーの重合により得られるポリオキサゾリンである。
【０２１１】
特定の実施態様において、特性付与化合物は窒素原子を介して基質表面に共有結合した抗菌剤である。
【０２１２】
第一の実施態様において、抗菌剤は四級化ポリ(ビニルピリジン)、四級化ポリ(ジメチルアミノエチルアクリレート)、直鎖状四級化ポリ(エチレンイミン)、ポリリシン、四級化ポリリシン、四級化ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)のコポリエステルから選択されるコポリマー(好ましくはカチオン性コポリマー)であり、ここで四級化ポリマーはＣ１−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ３−Ｃ１０アルキル、より好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化される。四級化ポリマーがＣ１−Ｃ１５アルキル、好ましくはＣ３−Ｃ１０アルキル、より好ましくはＣ７−Ｃ９アルキルで四級化された四級化ポリオキサゾリン−ポリエチレンイミンコポリマーのような、一部加水分解されたポリオキサゾリンの四級形態もまた、考慮される。
【０２１３】
四級化ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)のコポリエステルは、特にBlanquer et al. J Pol Sci Part A Pol Chem (2010), 48(24), 5891-5898およびNottelet et al. Biomacromolecules (2012), 13, 1544-1553に記載され得る。
【０２１４】
第二の実施態様、抗菌剤は式(ＶＩＩａ)：
【化３６】
2019534078.tif 000038
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して、水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容される塩基を表す〕
の四級アンモニウムである。
【０２１５】
例えば、ＬはＮＨであり、ＸはＨであり、ｒは０であり、ｑは３であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれメチルであり、Ｂ−は臭素である。
【０２１６】
第三の実施態様において、抗菌剤は式(ＶＩＩｂ)：
【化３７】
2019534078.tif 000039
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、
Ｒ３は独立して、水素原子またはＣ１−Ｃ９アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容される塩基を表す〕
のホスホニウムである。
【０２１７】
第四の実施態様において、抗菌剤は式(ＶＩＩｃ)
【化３８】
2019534078.tif 000040
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数であり、
ｒは０〜３０００、好ましくは０〜５００の整数であり、
Ｒは水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、そして
Ｂ−は薬学的に許容される塩基を表す〕
のピリジニウム塩である。
【０２１８】
第五の実施態様において、抗菌剤は２５個以下のアミノ酸(好ましくは２０個以下のアミノ酸)の抗菌性ペプチドであり、好ましくはポリアルギニン(例えばオクタアルギニンＡｒｇ８)、オーレインおよびポリミキシンＢから選択され、上で定義される式(ＶＩ)の残基を含む。
【０２１９】
好ましくは、この第五の実施態様において、抗菌剤は上で定義される式(ＶＩ)の１つの光活性アリールアジド残基部分を含むポリアルギニン(例えばオクタアルギニンＡｒｇ８)から選択される。
【０２２０】
ＩＩＩ．２．ｂ．医用画像化に有用な特性付与化合物
特定の実施態様において、特性付与化合物は医用画像化に有用である。特に、特性付与化合物は放射線不透過性ヨード造影剤、ランタニドの(特に直鎖状またはマクロ環式ポリアミンとの)錯体または近赤外蛍光化合物を含む蛍光化合物である。
【０２２１】
・放射線不透過性化合物
特定の実施態様において、特性付与化合物は放射線不透過性である。
【０２２２】
特定の実施態様において、放射線不透過性化合物は式(ＶＩＩＩ)：
【化３９】
2019534078.tif 000041
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、そして
ｍは１、２、３または４を表す〕
のヨウ素化化合物であり得る。
【０２２３】
より具体的には、放射線不透過性化合物は式(ＶＩＩＩａ)：
【化４０】
2019534078.tif 000042
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりである〕
のヨードベンジル誘導体または式(ＶＩＩＩｂ)：
【化４１】
2019534078.tif 000043
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりである〕
のトリヨードベンジル誘導体であり得る。
【０２２４】
好ましくは、Ｘ１〜Ｘ４はＨを表す。
【０２２５】
例えば、放射線不透過性化合物は、Ｘ１〜Ｘ４がＨを表し、Ｌが−ＮＨＣ(Ｏ)−または−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−を表す式(ＶＩＩＩｂ)のトリヨードベンジル誘導体である。
【０２２６】
別の特定の実施態様において、放射線不透過性化合物は、ｍが１、２、３または４を表す式
【化４２】
2019534078.tif 000044
のヨウ素化部分、例えばヨードフェニル部分
【化４３】
2019534078.tif 000045
またはトリヨードフェニル部分
【化４４】
2019534078.tif 000046
を含むポリマーである。例えば、ポリマーは上で定義される式Ａ１および上で定義される式Ｂ４、例えば式４ａまたは４ｂのモノマーのブロックまたはグラジエントコポリマーである。
【０２２７】
・ＭＲＩ
特定の実施態様において、特性付与化合物はＭＲＩ造影剤としての役割を果たす。
【０２２８】
一般的に、特性付与化合物はＤＯＴＡ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＤＴＰＡ(ジエチレントリアミノペンタ酢酸)、ＤＯ３Ａ(１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＨＰＤＯ３Ａ(１０−(２−ヒドロキシプロピル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリ酢酸)、ＴＲＩＴＡ(１，４，７，１０−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロトリデカン)、ＴＥＴＡ(１，４，８，１１−テトラキス(カルボキシメチル)−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン)、ＢＯＰＴＡ(４−カルボキシ−５，８，１１−トリス(カルボキシメチル)−１−フェニル−２−オキサ−５，８，１１−トリアザトリデカン−１３−酸)、ＮＯＴＡ(１，４，７−トリアザシクロノナン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ４４−トリ酢酸)、ＰＣＴＡ(３，６，９，１５−テトラアザビシクロ［９．３．１］ペンタデカ−１(１５)，１１，１３−トリエン−３，６，９−トリ酢酸)、ＤＯＴＭＡ((α、α’、α’’、α’’’)−テトラメチル−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラ酢酸)、ＡＡＺＴＡ(６−アミノ−６−メチルペルヒドロ−１，４−ジアゼピンテトラ酢酸)またはＨＯＰＯ(１−ヒドロキシピリジン−２−オン)、好ましくはＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯ３ＡまたはＰＣＴＡ、さらにより好ましくはＤＴＰＡまたはＤＯＴＡのガドリニウム錯体を含む。
【０２２９】
それは特に、式(ＩＸ)：
【化４５】
2019534078.tif 000047
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは０〜１０、好ましくは１〜８の整数、より好ましくは２であり、そして
特に上に記載のＧｄ錯体は、好ましくはＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯ３ＡまたはＰＣＴＡ、さらにより好ましくはＤＴＰＡまたはＤＯＴＡとのガドリニウム錯体である〕
のものであり得る。
【０２３０】
特定の実施態様において、特性付与化合物は式(ＩＸａ)または(ＩＸｂ)：
【化４６】
2019534078.tif 000048
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｑは１〜１０、好ましくは２〜８の整数、より好ましくは２であり、そして
Ｙは結合、−ＣＨ２Ｎ(ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ)ＣＨ２ＣＨ２−基、または
【化４７】
2019534078.tif 000049
から選択される〕
のものである。
【０２３１】
式(ＩＸ)および(ＩＸａ)において、好ましくは、ＸはＨであり、Ｌは−ＮＨＣ(Ｏ)−または−Ｃ(Ｏ)ＮＨ−基である。
【０２３２】
適切な場合、式(ＩＸ)、(ＩＸａ)または(ＩＸｂ)の化合物は、好ましくはＮａＯＨまたはメチルグルカミンのような薬学的に許容される塩基との塩として使用される。
【０２３３】
それは上で定義されるモノマーＡ１および上で定義されるモノマー(Ｂ５)、(Ｂ５ａ)、(Ｂ５ｂ)および(Ｂ５ｃ)のブロックまたはグラジエントコポリマーであり得て、ここで特に上に記載の「Ｇｄ錯体またはＧｄリガンド」は、好ましくはＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ、ＮＯＴＡ、ＤＯ３ＡまたはＰＣＴＡ、さらにより好ましくはＤＴＰＡまたはＤＯＴＡとのガドリニウム錯体である。適切な場合、それは好ましくはＮａＯＨまたはメチルグルカミンのような薬学的に許容される塩基との塩として使用される。
【０２３４】
あるいは、特性付与化合物はＰＣＬ、ポリ(メタ)アクリレート、ポリ(５−アミノ−δ−バレロラクトン)コポリマーのような、特に特許出願国際公開第２０１３０８４２０４Ａ１号および国際公開第２０１１００４３３２号に記載のマクロ分子リガンドのガドリニウム錯体を含む。
【０２３５】
本実施態様において、特性付与化合物は特に、例えば国際公開第２０１１／００４３３２号または国際公開第２０１３／０８４２０４号に記載されるようなプロパルギル残基を含み、上で定義される式(Ｉ)のアリールアジド部分をさらに含むコポリマーであり得る。
【０２３６】
・蛍光およびＩＲ画像
特定の実施態様において、特性付与化合物は蛍光または近赤外画像化のための造影剤として有用である。
【０２３７】
第一の実施態様において、特性付与化合物は式(Ｘａ)：
【化４８】
2019534078.tif 000050
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、独立して水素原子またはＣ１−Ｃ６アルキル基から選択され、そして
Ｒ５は水素原子、ＣＯＯＨまたはＣ(Ｏ)ＯＣ１−Ｃ６アルキル基から選択される〕
のローダミン誘導体である。
【０２３８】
この第一の実施態様において、好ましくは、Ｌは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−であり、ＸはＨである。有利には、Ｒ５はＣＯＯＨである。好ましくは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、エチル(ＣＨ２ＣＨ３)である。
【０２３９】
一般的に、本実施態様において、化合物(Ｘａ)はＢ−との塩であり、ここでＢ−は薬学的に許容されるアニオン、例えばハロゲンアニオン、一般的にＣｌ−またはＢｒ−、好ましくはＣｌ−である。
【０２４０】
第二の実施態様において、特性付与化合物は、式(Ｘｂ)：
【化４９】
2019534078.tif 000051
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
ｐ’は０または１であり、
ｑ’は０または１であり、
ｐ’が０ならば、ＲｋはＨであり、
ｑ’が０ならば、ＲｊはＨであり、
ｐ’が１でありｑ’が１ならば、ＲｊおよびＲｋは双方ともＨであるか、一体となって−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−架橋基を形成し、
ＲｄはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、
ＲｅはＨであるか、一体となって、ＲｄとＲｅは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
ＲｇはＨおよびＳＯ３Ｎａから選択され、ＲｆはＨであるか、一体となって、ＲｆとＲｇは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成し、
Ｒｈは、好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３−またはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基であり、
Ｒｉ好ましくは末端炭素原子上で場合によりＳＯ３ＮａまたはＣＯＯＨ基で置換されていてよい(Ｃ１−Ｃ６)アルキル基である〕
のシアニン誘導体である。
【０２４１】
好ましくは、本実施態様において、一体となって、ＲｄとＲｅは−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基、およびＲｆとＲｇは−ＣＨＣＨＣＨ−架橋基を形成する。そうであるならば、Ｒｈは有利には、末端炭素上でＳＯ３−基で置換されたＣ４−アルキル基(すなわち、−(ＣＨ２)５−ＳＯ３−基)であり、Ｒｉは有利には、末端炭素上でＳＯ３Ｎａ基で置換されたＣ４−アルキル基(すなわち、−(ＣＨ２)５−ＳＯ３Ｎａ基)である。本実施態様において、ＲｊおよびＲｋは、好ましくは双方ともＨであり、ｐ’およびｑ’は好ましくは双方とも１である。
【０２４２】
一般的に、本実施態様において、化合物(Ｘｂ)はＢ−との塩であり、ここでＢ−は薬学的に許容されるアニオン、例えばハロゲンアニオン、一般的にＣｌ−またはＢｒ−、好ましくはＣｌ−である。
【０２４３】
第三の実施態様において、特性付与化合物は式(Ｘｃ)：
【化５０】
2019534078.tif 000052
〔式中、
Ｘ１〜Ｘ４およびＬは上で定義されるとおりであり、
Ｒ’はＨ、または−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨまたは−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯＨ基を表す〕
のフルオレセイン誘導体である。
【０２４４】
好ましくは、本実施態様において、Ｌは−ＮＨＣ(Ｓ)ＮＨ−であり、ＸはＨである。有利には、Ｒ’はＨである。
【０２４５】
蛍光画像化のために、好ましくは上で定義される式(Ｘａ)のローダミン誘導体が使用される。
【０２４６】
近赤外画像化のために、好ましくは上で定義される式(Ｘｃ)のフルオレセイン誘導体または式(Ｘｂ)のシアニン誘導体が使用される。
【０２４７】
ＩＩＩ．３．本発明の方法により得られるグラフト化基質
本発明の表面修飾ポリマー(埋め込み型)基質は、本発明の方法により得ることができる。
【０２４８】
ＩＩＩ．４．その他
本発明は、本発明の基質に関して記載される特定のおよび好ましい実施態様を包含する。
【０２４９】
ＩＶ．医療デバイス
本発明はさらに、本発明の表面修飾された埋め込み型基質を含む医療デバイスに関する。
【０２５０】
特に、本発明の医療デバイスはインプラント(特に、軟組織についての埋め込み型維持デバイス)、カテーテル、埋め込み型メッシュ(特に、外科用メッシュ)、埋め込み型膜、ステント、ドレーン、血管移植片、埋め込み型ガイドおよび埋め込み型組織(例えば、靱帯補綴)として適切である。
【０２５１】
本発明の医療デバイスは、特にそれらが医用画像化における放射線不透過性化合物または可視的な化合物を含む表面修飾基質を含むとき、特に興味深い。実際、軟組織用の埋め込み型支持装置の場合、これまで不可能であった非侵襲性医用画像化技術のおかげで、医療装置の生体組込みおよび安定性を追うことが可能である。実際、埋め込み型支持デバイスは、いくつかの場合においてエコー検査によってさえも目に見えない。
【０２５２】
さらに、参照番号を医療機器に含めることが可能であり、これは非侵襲的な医用画像化技術により判読可能であり、それ故に、必要ならば、(ＣＥ番号、バッチ番号などを通じて)容易に識別できる。
【０２５３】
さらに、ガドリニウム錯体でグラフト化した表面修飾基質を含む本発明の医療デバイスは、デバイスの良好なコントラストが付いた画像を得るための通常の造影剤注入より、必要とするガドリニウムが１００００以上少ないことは注目に値する。
【０２５４】
Ｖ．本発明の表面修飾ポリマー基質の非医療的使用
本発明はさらに、本発明の表面修飾ポリマー基質の非治療的、またはより一般的には非医療的使用に関する。
【０２５５】
特に、防汚および／または抗菌化合物を有するグラフト化基質は、多様な技術分野で適用される。例えば、このような基質は、特に、乗用車(オートバイ、トラック、すなわち自動車産業におけるものを含む)、電車、船のような乗り物のための、ミスト防止または防曇特性を有する材料の製造に有用である。それらは建設産業または織物産業においてもまた有用であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０２５６】
【図１】クリップケミストリーを用いた本発明のグラフト化法を示すスキーム。アリールアジドおよびアリール−アミノ部分に付された星印は、グラフト化前または後の本発明の特性付与化合物を表す。
【図２】ＡおよびＢ：ＵＶ照射後のＧｄ−ＤＴＰＡ−ｂｉＮ３の多様なポリマー表面への結合の可能な方法。Ｃ：Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ｂｉＮ３でＵＶ処理した後のＰＰメッシュのＭＲＩによる視認性。
【図３】Ａ：多様なポリマー表面へのＧｄ−ＤＯＴＡ−Ｎ３結合のスキーム。Ｂ：官能基化に使用される典型的なＰＰ−メッシュ。Ｃ：Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ｂｉＮ３でＵＶ処理した後のＰＰメッシュの検出。Ｄ：ラットにおけるインビボの官能基化Ｇｄ−ＤＯＴＡ−Ｎ３の視認性。Ｆ：ラットにおける未処理および処理ＰＰメッシュ処置の位置。Ｇ：ラットにおけるＰＰメッシュを埋め込んだ側の画像。
【図４】Ａ：ＵＶ照射後のポリマー表面に結合したクリップ修飾ローダミンＢのスキーム。ＢおよびＣ：クリップ修飾ローダミンＢで処理したＰＬＡ(Ｂ)および未処理ＰＬＡ(Ｃ)の蛍光画像。Ｄ：光学顕微鏡で視認されたＰＬＡ表面。
【図５】Ａ：クリップ修飾ポリサルコシンスペーサーによる多様なポリマー表面へ結合したＧｄ−ＤＴＰＡのスキーム。Ｂ：ポリサルコシンから開始し、ω−Ｇｄ−ＤＴＰＡで終了する修飾された４−アジドアニリンのＰＬＣホイルのＭＲＩによる視認性。
【図６】左：クリップ部分によりポリマー表面に共有結合したポリサルコシンのスキーム。右：未処理(対照)のおよびポリサルコシン修飾したＰＬＡおよびＰＰ表面の防汚性。
【図７】Ａ：クリップを含むポリ(２−オキサゾリン)を用いてＵＶ官能基化した後の、ＰＰおよびＰＬＡ上のバイオフィルム形成の減少。Ｂ：ポリ(２−オキサゾリン)処理後のＰＬＡ表面の接触角の減少。Ｃ：ポリマー基質上への(２−メチル−２−オキサゾリン)−ｂ−ポリ(２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリン)ブロックコポリマーの結合の代表的なスキーム。
【図８】上：クリップを含むポリ(２−オキサゾリン)コポリマースペーサーにより多様なポリマー表面に結合したローダミンＢのスキーム。下：Ｈ２Ｏ中１００℃で１５時間処理前および処理後のポリ(２−オキサゾリン)コポリマーで修飾した多様なポリマー表面の蛍光画像。
【図９】Ａ：基質修飾フィルムの代表的なスキーム。Ｂ：ＤＴＰＡアリール−アミド部分でグラフト化した多様なポリエステル基質(左から右へ：ＰＣＬ、ＰＬＡおよびＰＬＧＡ)のＭＲＩ画像(７Ｔ、反転させたスピンエコーシーケンス、Ｔ１＝１３００ミリ秒)。Ｃ：ｔ＝０の時点およびＰＢＳ媒体(ｐＨ＝７．４)中３７℃で２か月インキュベート後の、ＤＴＰＡアリールアミド部分でグラフト化した多様なポリエステル基質のＭＲＩ画像(７Ｔ、反転させたスピンエコーシーケンス、Ｔ１＝１３００ミリ秒)。
【図１０】Ａ：基質修飾フィルムの代表的なスキーム。Ｂ：直接接触による細胞毒性アッセイ(左)およびＬ９２９マウス線維芽細胞(ｎ＝５)についての細胞増殖アッセイ(右)による、ＤＯＴＡアリールアミド部分でグラフト化した基質の生体適合性評価。Ｃ：ＤＯＴＡアリール−アミド部分でグラフト化した基質の炎症性応答の組織学的評価。埋入したラット(ｎ＝４)における筋肉、筋肉組織、脂肪組織、メッシュ、炎症、線維症を有する組織学的切片(ＨＥＳ、ｘ５)(上段)および炎症の等級付け(下段)。
【図１１】未処理のおよびＰＯｘ修飾されたポリマー表面のＸＰＳ全スペクトル。ＰＰＰサンプルについてピーク評価を例示的に示す。ＰＯｘ修飾表面のスペクトルはより良好な視認性のためにｙ軸に沿って３０ｘ１０３カウント／秒毎にオフセットされる。
【図１２】未処理の(すなわち、修飾していない)ＰＳ(上段)および(Ａ)ランダムコポリマーおよび(Ｂ)グラジエントコポリマーを用いてＰｏｘ処理した(すなわち、実施例６に記載のポリマーで修飾した)ＰＳ(下段)についてのクリスタルバイオレットで染色したスタフィロコッカス・エピデルミディス(S.epidermidis)のバイオフィルム形成。
【実施例】
【０２５７】
本発明は以下の実施例により説明され、これらは決して本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。
【０２５８】
１．Ｇｄ−ジエチレントリアミンペンタ酢酸(Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ｂｉＮ３)錯体で修飾された４−アジドアニリンを用いた官能基化
クリップ合成：アルゴン雰囲気下、２．２当量の４−アジドアニリン塩酸塩を無水ＤＭＦおよび２．２当量のＴＥＡに溶解した。１当量のジエチレントリアミンペンタ酢酸二無水物を透明な溶液に添加し、反応混合物を５０℃で２時間加熱し、暗所およびアルゴン雰囲気下で、室温で一晩撹拌した。溶媒を高真空下で除去し、残渣をＭｅＯＨ／ＥｔＯＨ中で懸濁し、冷ジエチルエーテル／クロロホルム(５０／５０；ｖ／ｖ)で沈殿させた。さらに２回繰り返し沈殿させ、Ｈ２Ｏに溶解し、凍結乾燥させ、黄色粉末としてＤＴＰＡ−ｂｉＮ３を得た。
【０２５９】
１当量のＤＴＰＡ−ｂｉＮ３および１０当量のピリジンをＨ２Ｏに溶解し、４０℃で３０分間振盪した。２当量のＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏを添加し、反応混合物を４０℃で一晩撹拌した。沈殿した生成物をＨ２Ｏに溶解し、遊離のＧｄを除去するためにＣｈｅｌｅｘ  １００で処理した。ＭＴＢテストによりさらなる遊離のＧｄが検出されなくなるまで、処理を繰り返した。
【化５１】
2019534078.tif 000053
【０２６０】
表面官能基化：
清浄なポリマー(例えばＰＬＡ、ＰＬＡ−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ−ＰＬＡ、ＰＬＧＡ，ＰＣＬ、ＰＰ)表面(フィルム、メッシュ、圧縮ペレット)を脱気したメタノール中、１〜５ｇ／Ｌのクリップで被覆し、２５４ｎｍで５〜３０分照射した。その後、表面をＨ２ＯおよびＥｔＯＨで濯いだ。
【０２６１】
ＭＲＩ画像
材料。Ｂｒｕｋｅｒ  ７Ｔ  ＢＩＯＳＰＥＣ  ７０／２０、「ミニイメージング」配置(グラジエント  ＢＧＡ１２  ６７５ｍｔ／ｍ、共鳴器「バードケージ」３５ｍｍ)。一連のマーカーグラジエントエコーシーケンス後、１３００ミリ秒の反転時間を有するスピン３Ｄエコーシーケンスを得た(ＦＯＶ  ３＊３＊１ｃｍ  マトリックス  １２８＊１２８＊４８、ＴＲ＝３０００ミリ秒、ＴＥ＝８ミリ秒(ＴＥｅｆｆ＝１６)、ＲＦ＝８、０：５１の収集時間)。
【０２６２】
ＴＲ／ＴＥ  １１０／３ミリ秒および７５°、３０°および１５°の角度を有するＭＧＥ３Ｄシーケンスを得た。
【０２６３】
ポリマー基質へのナイトレンの結合についての仮説を図２および９Ａに示し、ＭＲＩ測定による視認性(図２Ｃおよび９Ｂ)を示す。
【０２６４】
上に記載されるＤＴＰＡ−Ｎ３で表面がグラフト化されたＰＣＬ、ＰＬＡおよびＰＬＧＡフィルム(基質)のＭＲＩ画像を図９Ｂに示す。これらの画像は反転(７Ｔ、Ｔ１＝１３００ミリ秒)を有するスピンエコーシーケンスに表面修飾基質を供した後に得られた。
【０２６５】
食塩水リン酸緩衝液(ｐＨ  ７．４、３７℃)中２か月後ＰＰ修飾メッシュについてのＭＲＩ視認性の安定性を図９Ｃに示す。糸のような形状を有する表面修飾基質もまた安定性について試験することに成功した：３７℃でＰＢＳ媒体(ｐＨ＝７．４)中２か月後に得られた画像は画像劣化を一切示さなかった(図９Ｃを参照)。
【０２６６】
２．Ｇｄ−２−(４，７，１０−トリ酢酸)−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１−イル)ペンタン二酸で修飾された４−アジドアニリン、(Ｇｄ−ＤＯＴＡ−Ｎ３)錯体を用いた官能基化
クリップ合成：真空シュレンクフラスコで、１当量の４−アジドアニリン塩酸塩を無水ＤＭＦに溶解した。１．２当量のＴＥＡおよび１．２当量のＤＯＴＡ−ＧＡ無水物(２，２’，２’’−(１０−(２，６−ジオキソテトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−３−イル)−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリイル)トリ酢酸)を添加した。反応混合物を４５℃で３時間撹拌し、一晩撹拌を継続した。溶媒を高真空および温和な加熱下で除去した。残渣をＭｅＯＨ／ＣＨＣｌ３(２／１；ｖ／ｖ)に溶解し、ジエチルエーテル中で沈殿させた。続いて沈殿を遠心分離し、乾燥させ、Ｈ２Ｏに溶解し、凍結乾燥させ、黄褐色粉末としてＤＯＴＡ−Ｎ３を得た。
【０２６７】
１当量のＤＯＴＡ−Ｎ３および１０当量のピリジン(またはＮａＯＨ)をＨ２Ｏ(ｐＨ約６．５)に溶解した。２当量のＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏを添加し、反応混合物を４０〜６０℃で２〜１５時間撹拌した。溶液をさらなるＨ２Ｏで希釈し、遊離のＧｄを除去するためにＣｈｅｌｅｘ  １００で処理した。ＭＴＢテストによりさらなる遊離のＧｄが検出されなくなるまで、処理を繰り返した。
【化５２】
2019534078.tif 000054
【０２６８】
表面官能基化：
室温から８０℃に加熱した清浄なポリマー(例えばＰＬＡ、ＰＬＡ−Ｐｌｕｒｏｎｉｃ−ＰＬＡ、ＰＬＧＡ、ＰＣＬ、ＰＰ、ＰＥＥＫ、ＰＵ)表面(フィルム、メッシュ、ペレット)を脱気したメタノール中の１〜２０ｇ／Ｌのクリップで被覆し(例えば、噴霧により)、空気乾燥させ、２５４ｎｍで５〜１０分照射した。その後、表面をＨ２ＯおよびＥｔＯＨで濯いだ。表面被覆率を増加させるために、照射を場合により最大５回繰り返した。超音波槽で２０分間、Ｈ２Ｏ中で最後に精製した。
【０２６９】
ラットへの埋入および画像化
対照(未処理)および表面修飾外科用メッシュ(１ｃｍｘ２ｃｍ)を７０％エタノールを用いて消毒し、ＵＶ照射により滅菌する。
【０２７０】
４匹の雌性ラットに１つの対照および１つの外科用メッシュを埋入する(ラット１匹あたり２つのメッシュ)。補綴を背筋部位に埋入する。対照を左部位に埋入し、表面修飾メッシュはを右部位に埋入する。
【０２７１】
その後、９Ｔでスピンエコーおよびグラジエントエコーシーケンスを用いて埋入したラットのＭＲＩ測定を実施し、３０〜４０分データを収集した。実験はモンペリエ大学のＢｉｏＮａｎｏＮＭＲＩ小動物ＭＲＩプラットフォームで実施した。
【０２７２】
このようにして得た表面修飾基質の構造を示すスキームを図３(Ａ)に示す。図３はまた、表面が上記(Ｂ)で修飾された外科用メッシュおよびＭＲＩにおけるその視認性を示す(Ｂ)。本発明の表面修飾メッシュをマウスに埋入し(Ｇ)、埋入された本発明の外科用メッシュのインビボでのＭＲＩにおける視認性を示す(Ｄ、Ｆ)。
【０２７３】
修飾基質の生体適合性(ＭＲＩ)
ａ)直接接触法による細胞毒性アッセイ
２４ウェルプレートに、１ウェルあたり１，７．１０４細胞のＬ９２９細胞(Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ)を播種し、適切な雰囲気下で一晩付着させた。ウェル表面の約１／１０を覆うために、ガドリニウム錯体を含むおよび含まないポリマーＰＬＡおよびＰＰを切り取った(ＩＳＯ１０９９３−５に記載のとおり)。汚染除去を実現した：第一工程で７０％のエタノールで洗浄し、続いて１０％ＰＢＳ−ペニシリン／ストレプトマイシンで３回洗浄し、その後ＰＢＳのみで洗浄した。
【０２７４】
細胞増殖培地を入れ替え、汚染除去したポリマーフィルムを上に置いた。３７℃、５％  ＣＯ２で４８時間インキュベート後、ポリマーを除去し、製造者の指示に従ってＰｒｅｓｔｏｂｌｕｅ(登録商標)細胞生存率アッセイ(Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ａ１３２６１)を用いて細胞生存率を評価した。簡潔に言うと、１０％のＰｒｅｓｔｏｂｌｕｅ(登録商標)を増殖培地に添加し、４５分間のインキュベート後に５９０ｎｍでの蛍光を測定した。ポリマーフィルムを添加していないウェルを対照(ｎ＝４)として使用する。
【０２７５】
ｂ)細胞増殖アッセイ
２４ウェルプレートの表面を覆うために、ガドリニウム錯体を含むおよび含まないポリマーＰＬＡおよびＰＰを切った(１．９ｃｍ２)。ポリマーディスクを７０％のエタノールに浸した紙で拭い、その後１０％ＰＢＳ−ペニシリン／ストレプトマイシンで３回濯ぎ、その後ＰＢＳのみで濯いだ。
【０２７６】
未処理の２４ウェルプレートに、１ウェルあたり２．１０５細胞のＬ９２９細胞(Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ)を、リングにより支持されるポリマー上(中心)に播種し、細胞を付着させるために適切な雰囲気下で約２時間インキュベートした。付着していない細胞をＰＢＳで洗浄後、新しい増殖培地を添加した。製造者の指示に従って、２４時間、４８時間および１２０時間でのＰｒｅｓｔｏｂｌｕｅ(登録商標)細胞生存率アッセイ(Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ａ１３２６１)を用いて細胞生存率を評価した。ポリマーフィルムを添加していないウェルを対照(ｎ＝５)として使用する。
【０２７７】
図１０Ｂに要約した上のインビトロ生体適合性試験の結果は、本発明の方法が非毒性の材料をもたらすことを示す。
【０２７８】
炎症性応答の組織学的評価
メッシュを４匹のラットの背筋組織に埋入した。各ラットに、修飾(ガドリニウム錯体)メッシュを埋入し、他方の側に非修飾メッシュを埋入した。インプラント検体を埋入から１か月後に回収し、１０％  ホルマリンで固定し、パラフィン包埋し、薄切りし、ヘマトキシリン・エオジン染色法ＨＥＳ(ＲＨＥＭプラットフォーム、Ｍｏｎｔｐｅｌｌｉｅｒ)で染色した。ＲＨＥＭ技術施設の専門の病理学者により、病変強度(ｉ)および拡散(ｄ)がグレード化された。病変強度を炎症性領域の存在に応じて、ｉ０(病変なし)〜ｉ４(重度)までグレード化した。病変拡散をｄ０(病変なし)〜ｄ２(末梢分布)までグレード化した。１匹の対照ラット(メッシュ埋入なし)と結果を比較した。
【０２７９】
図１０Ｃに要約したこのインビトロ生体適合性試験の結果は、修飾メッシュ(黒色四角で示す結果)について観察される炎症は、材料の表面修飾によるものではなく、外科手術によるものであることを示す：炎症性応答の強度ならびにその拡散は、非修飾(すなわち、そのままの)メッシュ(点で描いた四角により表される結果を参照)で観察されるもの以下であった。
【０２８０】
３．４−アジドアニリン修飾ローダミンＢを用いた官能基化
クリップ合成：１．２当量のローダミンＢイソチオシアネートを無水ＤＭＦに溶解した。２当量のＤＩＰＥＡおよび１当量の４−アジドアニリン塩酸塩を添加し、反応混合物を４０℃で少なくとも３日間撹拌した。粗生成物をＳｅｐｈａｄｅｘ  ＬＨ２０  カラム(溶離剤としてＭｅＯＨ)により精製した。
【化５３】
2019534078.tif 000055
【０２８１】
表面官能基化：清浄なポリマー(例えばＰＬＡ、ＰＰ)表面(例えばフィルム、圧縮ペレット)を脱気したメタノール中、１〜２０ｇ／Ｌのクリップで被覆し、２５４ｎｍで１〜２０分照射した。その後、表面をＨ２ＯおよびＥｔＯＨで濯いだ。
【０２８２】
蛍光測定
材料．ライカ製蛍光顕微鏡、２０ｘ拡大、緑色励起波長(５５５ｎｍ)。
【０２８３】
このようにして得られた表面修飾ＰＬＡ基質の構造を示すスキームを図４(Ａ)に示す。図４はまた、蛍光表面修飾ＰＬＡ基質蛍光画像および光学顕微鏡画像を示す。
【０２８４】
４．４−アジドアニリンで開始され、ω−Ｇｄ−ＤＴＰＡで停止されるポリサルコシンでの官能基化
クリップ合成：
サルコシン−Ｎ−カルボキシ無水物。初めに、１当量のサルコシンを新たに粉砕し、高真空下で１．５時間乾燥させた。その後その粉末を無水ＴＨＦに溶解し、１．３当量のリモネン、２当量のジホスゲンをアルゴンの定流下でゆっくりと添加した。反応混合物を６５℃で２時間加熱した。室温まで冷却した後、反応混合物をさらに３時間、アルゴンを用いて、２０％  ＮａＯＨ水溶液を満たした２つの気体洗浄ボトルへ流し入れた。次に、黄色固体が残るまで真空下で溶媒を除去し、固体を乾燥ＴＨＦに溶解した。２０ｍＬの石油エーテルを添加後、氷浴で冷却しながら懸濁液を３０分間激しく撹拌した。沈殿を４時間、冷却下で析出させた。アルゴン雰囲気下、透明な上清をシリンジを用いて注意深く除去した。石油エーテルを用いてこの操作をもう一度繰り返し、冷凍庫(−２０℃)で一晩沈殿を形成させた。高真空下で固体を乾燥させた後、生成物をアルゴン雰囲気下で昇華させ(９５℃、＜１０−２ミリバール)、サルコシン−ＮＣＡの白色粉末を得た。
【化５４】
2019534078.tif 000056
【０２８５】
４−アジドアニリンで開始されるポリサルコシン。４−アジド−アニリン塩酸塩、ＴＥＡおよび乾燥ベンゾニトリルを用いて開始剤のストック溶液を調製した。適切な量の開始剤のストック溶液を、乾燥ベンゾニトリルに溶解したサルコシン−ＮＣＡ(濃度約１０ｍｇ／ｍＬ)に添加した。重合の程度により、反応混合物を室温で１２時間〜７日間撹拌した。ポリマーを冷ジエチルエーテル(ポリマー溶液の体積の１０〜２０倍液)中で２回沈殿させた。溶媒の除去および乾燥後、ポリマーをＨ２Ｏに再溶解し、凍結乾燥させた。白色〜淡黄色の粉末を得た。
【化５５】
2019534078.tif 000057
【０２８６】
４−アジドアニリンで開始され、ω−Ｇｄ−ＤＴＰＡで停止されるポリサルコシン。１当量のポリサルコシンを無水ＤＭＡｃに溶解した。２当量の活性化形態のＤＴＰＡ(例えば無水物、チオールエステル)(およびチオールエステルとともに５当量のＡｇＯＴｆ)を添加し、室温で一晩撹拌した。溶媒の除去後、残渣をＣＨＣｌ３に溶解し、冷ジエチルエーテル中で沈殿させた。Ｓｅｐｈａｄｅｘ  ＬＨ２０  カラム(ＭｅＯＨを溶離剤として)により、最終精製した。
【０２８７】
１当量のポリマーおよび１０当量のピリジンをＨ２Ｏに溶解し、４０℃で２時間撹拌した。２当量のＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏを添加し、反応混合物を４０℃で一晩振盪した。沈殿した生成物をＨ２Ｏに溶解し、遊離のＧｄを除去するためにＣｈｅｌｅｘ  １００で処理した。ＭＴＢテストによりさらなる遊離のＧｄが検出されなくなるまで、この処理を繰り返した。
【化５６】
2019534078.tif 000058
【０２８８】
表面官能基化：
清浄なポリマー(例えばＰＬＡ、ＰＣＬ、ＰＰ、ＰＬＧＡ)表面(フィルム、メッシュ)を脱気したメタノール中、１〜２０ｇ／Ｌのポリマークリップで被覆し、２５４ｎｍで５〜１０分照射した。その後、表面をＨ２ＯおよびＥｔＯＨで濯いだ。
【０２８９】
材料。Ｂｒｕｋｅｒ  ７Ｔ  ＢＩＯＳＰＥＣ  ７０／２０、「ミニイメージング」配置(グラジエント  ＢＧＡ１２  ６７５ｍｔ／ｍ、共鳴器「バードケージ」３５ｍｍ)。一連のマーカーグラジエントエコーシーケンス後、１３００ミリ秒の反転時間を有するスピン３Ｄエコーシーケンスを得た(ＦＯＶ  ３＊３＊１ｃｍ  マトリックス  １２８＊１２８＊４８、ＴＲ＝３０００ミリ秒、ＴＥ＝８ミリ秒(ＴＥｅｆｆ＝１６)、ＲＦ＝８、０：５１の収集時間)。
【０２９０】
ＴＲ／ＴＥ  １１０／３ミリ秒および７５°、３０°および１５°の角度を有するＭＧＥ３Ｄシーケンスを得た。
【０２９１】
このようにして得られた表面修飾基質の構造を示すスキームを図５(Ａ)に示す。図５はまた、このような本発明の表面修飾ＰＣＬ基質のＭＲＩ画像を示す。
【０２９２】
５．４−アジドアニリンで開始されるポリサルコシンを用いた官能基化
クリップ合成：
サルコシン−Ｎ−カルボキシ無水物。第４章に記載。
４−アジドアニリンで開始されるポリサルコシン。第４章に記載。
【０２９３】
表面官能基化：ポリマーを脱気したメタノールに溶解し、０．１〜５０ｇ／Ｌの濃度(一般に、重合度が高いほど濃度を高くするべきである)の濃度とした。ポリ乳酸(ＰＬＡ)およびポリプロピレン(ＰＰ)表面は、メタノール中で１５〜３０分、超音波槽で洗浄した。高真空でさらに１５分乾燥させた後、表面を６０℃に加熱した。エアブラシを用いて、加温した表面にポリマー溶液を噴霧した。その後、２５４ｎｍで１〜３０分間、表面を照射した。照射後、表面をメタノールまたはエタノールで５〜１０分間洗浄した。この手順を最大５回繰り返すことで、最終結果が改善された。最後に、超音波槽でエタノールを用いて表面を洗浄(基質が超音波処理に不安定でない限り、表面を全体的に洗浄した)、真空下で乾燥させた。
【０２９４】
抗付着効果
スタフィロコッカス・エピデルミディス(Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ)ＡＴＣＣ４９４６１および大腸菌(Ｅ．ｃｏｌｉ)ＣＦＴ０７３株をこれらの試験に使用した。
【０２９５】
細菌付着試験は、Ｂａｌａｓｚら(Biomaterials 25 (11) (2004) 2139-2151)の技術を適用して実施した。培地中で０．０５のＯＤ６００(６００ｎｍでの光学密度)に希釈した細菌株を含むウェルに、プレートを浸漬した。１時間後、プレートをウェルから出し、無菌水で３回、激しく洗浄し、その後中性媒体(ＡＰまたはＰＢＳ)に浸漬する。２４時間の時点で、無菌食塩水でボルテックスおよび超音波処理した後に、プレートに付着した細菌を回収する。連続希釈し、ミューラー・ヒントン寒天培地で培養することにより、細菌を定量した。プレートの各表面をミューラー・ヒントン寒天培地に１５回移すことにより、大部分の付着細菌を分離させる。３７℃で一晩インキュベート後、細菌計数を行った。全ての培養した細菌を添加することにより、全体的な付着細菌集団を得る。結果をＣＦＵ(コロニー形成単位)として表す。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析(Ｖｉｔｅｋ−ＭＳ、ＢｉｏＭｅｒｉｅｕｘ)を用いて、細菌同一性の確認を実施する。
【０２９６】
このようにして得られた表面修飾基質の構造を示すスキームを図６(Ａ)に示す。図６はこのような本発明の表面修飾ＰＬＡおよびＰＰ基質のスタフィロコッカス・エピデルミディス(Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ)についての防汚効果を示す。
【０２９７】
６．ポリ(２−メチル−２−オキサゾリン)−コ−ポリ(２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリン)コポリマーを用いた官能基化
クリップ合成：
２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリン。１当量の４−アジド安息香酸を高真空下で乾燥させた。その後、５当量の塩化チオニルおよび乾燥ＴＨＦを添加した。アルゴン雰囲気下、反応混合物を７０℃で３時間撹拌した。減圧下で溶媒を除去し、粗生成物をシクロヘキサン中で結晶化させた。上清の除去および乾燥後、４−アジド−ベンゾイルクロライドを淡褐色の結晶として得た。
【化５７】
2019534078.tif 000059
【０２９８】
１当量の４−アジド−ベンゾイルクロライドをクロロホルムに溶解した。１．１当量の２−ブロモエチルアミン臭化水素酸塩および水酸化カリウムをＨ２Ｏに溶解し、氷浴で冷却した。冷却した水溶液に有機溶液を添加し、冷却しながら１５分間撹拌し、さらに室温で１５分間撹拌した。相を分離し、有機相をＨ２Ｏで洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させ、ろ過した。溶媒を除去し、Ｎ−(２−ブロモエチルアミン)−４−アジドベンズアミドを黄色固体として得た。
【化５８】
2019534078.tif 000060
【０２９９】
最後に、１当量のＮ−(２−ブロモエチルアミン)−４−アジドベンズアミドおよび１．１当量の水酸化カリウムを無水メタノールに溶解し、アルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。溶媒を除去した後、残渣をジクロロメタンに溶解し、Ｈ２Ｏで洗浄(３ｘ)した。その後、有機相をＭｇＳＯ４で処理し、ろ過し、乾燥させた。２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリンを得た。
【化５９】
2019534078.tif 000061
【０３００】
ポリ(２−オキサゾリン)。ブロックコポリマーについて、十分な量の２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリン(ｎ当量)を減圧したフラスコに添加し、さらに高真空下で乾燥させた。開始剤のメチルトリフレート(ＭｅＯＴｆ、１当量)および乾燥アセトニトリル(ＡＣＮ、最終モノマー濃度＜３Ｍ)もまた、不活性条件下で添加した。グラジエントコポリマーについて、第一ブロックの２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリンを少量の２−メチル−２−オキサゾリン(ＭｅＯｘ)とコポリマー化して、ポリマー内に官能基を拡散させた。その後反応混合物を８０℃で３〜７時間(ブロック長による)撹拌した。次に、アルゴン気流下、ＭｅＯｘを反応混合物に添加した。重合の設定度に応じて、８０℃で１〜７日間、重合を実施した。３当量の１−ＢＯＣ−ピペラジンを添加して４０℃で５時間撹拌し、反応を終了させた。その後、炭酸カリウムを添加し、混合物を室温で一晩撹拌した。遠心分離およびろ過後、溶媒を除去し、残渣をクロロホルムおよびメタノール(１／２、ｖ／ｖ)に溶解し、冷ジエチルエーテル(ポリマー溶液の体積の１０〜２０倍)中で沈殿させた。２回目の沈殿後、ポリマーを乾燥させ、Ｈ２Ｏに溶解し、凍結乾燥させた。白色から暗黄色粉末を得た。
【化６０】
2019534078.tif 000062
【０３０１】
モノマーが重合中に全て存在する同様の方法により、ランダムコポリマーを得た。
【０３０２】
表面官能基化：第５章に記載のとおりである。結果を図１１に示す。
【０３０３】
防汚効果：バイオフィルム形成
スタフィロコッカス・エピデルミディス(Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ)ＡＴＣＣ４９４６１および大腸菌(Ｅ．ｃｏｌｉ)ＣＦＴ０７３株をこれらの試験に使用した。
【０３０４】
クリスタルバイオレットを用いた定量：
培地中でＯＤ６００＝０．０５に希釈した細菌株を含むウェルに、プレートを浸漬すうｒ。３７℃で７２時間インキュベート後、プレートをウェルから除き、無菌水で３回、徹底的に濯ぐ。
【０３０５】
バイオフィルムに含まれる細菌を染色するために、プレートを０．１％クリスタルバイオレット中に１０分間放置した。その後、過剰の染料を除去するために無菌水で３回洗浄した。細菌を２５０μｌのＤＭＳＯを用いて沈殿させる。分光光度計を用いて得られた溶液をアッセイし、ＯＤ６００を測定した。
【０３０６】
このようにして得られた表面修飾基質の構造を示すスキームを図７(Ｃ)に示す。図７(Ａ)は非グラフト化対照と比較したこのような本発明の表面修飾ＰＬＡおよびＰＰ基質に対するバイオフィルム形成の減少を示す。
【０３０７】
接触角
プログレッシブスキャンＣＣＤカメラ(Ｄａｔａｐｈｙｓｉｃｓ  ＯＣＡＨ２００)により接触角を測定し、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを用いて解析した。図７(Ｂ)は、未処理(非グラフト化)ＰＬＡ基質と比較したこのような表面修飾ＰＬＡ基質の接触角の減少を示す(Ｂ)。
【０３０８】
水中細菌バイオフィルムの定量化のためのクリスタルバイオレットアッセイ
材料：
−ポリマー被覆した６ウェルプレート
−Tryptic Soy Broth(TSB, Becton-Dickinson)
−０．１％クリスタルバイオレット水溶液(Carl Roth)
−１ｘＰＢＳ
−Ｈ２Ｏ
−３３％酢酸(Ｃａｒｌ  Ｒｏｔｈ)
−光度計および単回使用キュベット
株：スタフィロコッカス・エピデルミディス(Staphylococcus epidermidis) RP62a
【０３０９】
細菌バイオフィルムの設置。細菌を、２ｍｌのＴＳＢを添加した１３ｍｌの培養チューブ内で、３７℃、２２０ｒｐｍで振盪しながら一晩増殖させた。培養物の吸収を６００ｎｍ(ＯＤ６００ｎｍ)で測定し、ＴＳＢ中ＯＤ６００ｎｍ＝０．０５で２０ｍｌ(１００ｍｌフラスコ内)のプレ培養を開始した。プレ培養物を３７℃、２２０ｒｐｍで振盪しながら４〜６時間インキュベートし、培養物を指数増殖期に付した。ＯＤ６００ｎｍを測定し、培養物をＯＤ６００ｎｍ＝０．０５までＴＢＳ中で希釈した。各ウェルを４ｍｌの細菌溶液で満たした。プレートを３７℃で２４時間インキュベートし、水中バイオフィルムを形成させた。
【０３１０】
バイオフィルムの染色および定量化。マルチウェルプレートを倒置して培地を廃棄した。その後ウェルをＰＢＳで穏やかに３回洗浄し、結合していない細胞を除去した。プレートを６５℃で３０分間(蓋なしで)加熱することにより、バイオフィルムを固定した。バイオフィルムを染色するために、１ｍｌの０．１％クリスタルバイオレットをウェルに添加し、３分間インキュベートした。染料を廃棄し、水中に染料が見られなくなるまでウェルを洗浄(少なくとも３回)した。
【０３１１】
結果。得られた結果を図１２に示す。グラジエントコポリマーはバイオフィルムの形成をより効率的に阻害すると考えられる。
【０３１２】
７．ローダミンＢで停止するポリ(２−メチル−２−オキサゾリン)−コ−ポリ(２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリン)コポリマーの官能基化
クリップ合成：
２−(４−アジドフェニル)−オキサゾリン。第６章に記載のとおりである。
ポリ(２−オキサゾリン)。第６章に記載のとおりである。
【０３１３】
ローダミンで停止するポリ(２−オキサゾリン)。１．２当量のローダミンＢイソチオシアネートを無水ＤＭＦに溶解した。１当量のＤＩＰＥＡおよび１当量のポリ(２−オキサゾリン)を添加し、反応混合物を４０℃で少なくとも３日間振盪した。粗製の生成物をＳｅｐｈａｄｅｘ  ＬＨ２０  カラム(溶離剤としてＭｅＯＨ)により精製した。
【０３１４】
表面官能基化：第５章に記載のとおりである。
【０３１５】
蛍光測定
材料。ライカ蛍光顕微鏡、２０ｘ拡大、緑色励起波長(５５５ｎｍ)。
【０３１６】
このようにして得られた表面修飾基質の想定される構造を示すスキームを図８(Ａ)に示す。図８はまた、このようにして得られた多様な表面修飾基質の、Ｈ２Ｏ中１００℃で加熱前および加熱後の蛍光画像を示す。これらの結果は本発明の表面修飾基質の安定性を示す。
【図１】
2019534078.tif 000081
【図２】
2019534078.tif 000082
【図３】
2019534078.tif 000083
【図４】
2019534078.tif 000084
【図５】
2019534078.tif 000085
【図６】
2019534078.tif 000086
【図７】
2019534078.tif 000087
【図８】
2019534078.tif 000088
【図９】
2019534078.tif 000089
【図１０】
2019534078.tif 000090
【図１１】
2019534078.tif 000091
【図１２】
2019534078.tif 000092
【国際調査報告】
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