(57)【要約】求核基の残基により基本骨格に結合した、求核基を有する活性化合物の残基をも有する、無水マレイン酸誘導体の残基およびビニル系不飽和を有する化合物の残基の基本骨格を含む交互共重合体であり、アルコール、チオールまたはアミン基を有する活性化合物の残基を含むこのような共重合体も含む。プロテアーゼ阻害剤、神経伝達物質薬剤、および他の小分子活性薬剤のような活性種の化学的および生物学的特性が増進され、新規の使用が可能になる。このような重合体を含む固体の医療用インプラントデバイス、ドレッシングもしくは足場または液状の接着剤もしくは医薬組成物を含む人工産物、および創傷の治療または予防の方法を含む、このような重合体の使用方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
求核基を有する活性化合物の残基をも含むことを特徴とする、無水マレイン酸誘導体の残基およびビニル系不飽和を有する化合物の残基を含む交互共重合体。
【請求項２】
アルコール、チオールまたはアミン基を有する活性化合物の残基をも含むことを特徴とする、請求項１に記載の共重合体。
【請求項３】
ポリ(アミド酸)誘導体である、請求項１に記載の重合体。
【請求項４】
ポリ(イミド)誘導体である、請求項１に記載の重合体。
【請求項５】
活性化合物が酵素阻害剤である、請求項１に記載の重合体。
【請求項６】
活性化合物がアニオンまたはカチオンキレート化剤である、請求項１に記載の重合体。
【請求項７】
活性種がタンパク質または多糖類により特異的に認識される部分である、請求項１に記載の重合体。
【請求項８】
活性化合物がプロテアーゼ阻害剤である、請求項５に記載の重合体。
【請求項９】
請求項１に記載の重合体を含む、固体の医療用インプラントデバイス、ドレッシングもしくは足場、または液状の接着剤もしくは医薬組成物。
【請求項１０】
治療上有効量の請求項１に記載の重合体、または請求項９に記載の固体のデバイス、ドレッシングもしくは足場または液状の接着剤もしくは医薬組成物を患者に投与することを含むことを特徴とする、創傷の治療または予防の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正確な分子構造の機能性重合体に関する。これらの構造は系統的に変化され、ペンダント活性部分の周囲の局所的環境をコントロールすることができる。これらの部分は、局所的環境からイオン性もしくは分子性の種を封鎖するか、または生体分子と相互作用することが可能である。
【０００２】
さらに本発明は、そのための前駆体および固体のデバイス、たとえば修復過程の増進もしくは促進された治癒のための医療用インプラントデバイス、ドレッシングまたは足場のような、それからつくられた人工産物にも関する。さらに、該デバイスは非分解性もしくは完全分解性もしくは生体再吸収性であることが可能である。このような人工産物は、接着剤、およびインサイチューまたはエクスサイチューでの創傷環境の管理に適した医薬組成物のような液状の組成物も含む。
【０００３】
より特異的には、本発明は、固体形状、例えばフィルム、繊維および構造物、ならびにインサイチューまたはエクスサイチューでの創傷環境の管理に適したものも含む医薬組成物のような液状の組成物のような、多くの物理的形状に加工しうる機能的重合体材料に関する。
【背景技術】
【０００４】
伝統的な重合体ベースの機能性材料のある種類においては、該材料は化学的機能性付加物が共有的に結合した重合体を含む。この場合、重合体は、単に官能基のアンカーとして作用する。
【０００５】
【化１】
2005503474.tif 000002
【０００６】
このアプローチは、それらの機能的活性のほとんどを維持したまま、材料上に酵素および小分子活性種（しばしば生理的活性分子）を固定化するのに広く用いられている。
このように機能化された材料においては、機能的活性は、材料上に結合した化学官能基の種類および機能化(functionalization)の程度に完全に依存する。材料の根本的な機能は、まず結合する化学官能基を変化させることにより変えることができることも注目される。
【０００７】
しかしながら、複合的機能をもつ分子については、このような構造的および／または機能的変化がいつも可能なわけではなく、たびたび化学的もしくは生理的機能の不活性化または損失となる。これらの制限を克服し、官能基の割合および機能性材料の選択を越えて制御を保持するために、化学的に活性な付加物の構造を変化させることなく材料の機能を制御することが望まれている。本発明は、この技術的問題への解決を提供する。
【０００８】
本発明の目的は、以下の概略図で説明するように、付加された機能性の種の機能の程度および特異性が、すぐ近くの周囲の重合体構造により決定される機能性重合体の製造である。
【０００９】
【化２】
2005503474.tif 000003
【００１０】
この目的を達成するために、我々は、４つの近接した規則的な繰返し部位における置換基の種類を制御することを許容する重合体システムを選択した。
【００１１】
【化３】
2005503474.tif 000004
【００１２】
これらの１つ以上の位置に、化学的機能性付加物が特異的に付加する。
本発明の第一の観点によると、求核基の残基により基本骨格(backbone)に結合した、求核基を有する活性化合物の残基をも含むことを特徴とする、無水マレイン酸誘導体の残基およびビニル系不飽和を有する化合物の残基の基本骨格を含む交互共重合体が提供される。
本発明の共重合体の種類においては、無水マレイン酸誘導体の残基およびビニル系不飽和を有する化合物の残基を含む、アルコール、チオールまたはアミン置換された共重合体が提供される。
それは、求核基の残基により骨格に結合した、アルコール、チオールまたはアミン基を有する活性化合物の残基をも含むことを特徴とする、無水マレイン酸誘導体の残基およびビニル系不飽和を有する化合物の残基を含むこのような共重合体である。これらは、アルコール−、チオール−、イソシアネート−またはアミン−誘導体化された化学的機能性化合物との無水部分における反応の生成物であろう。
本発明の重合体の基本骨格は、無水マレイン酸誘導体(A)とビニル誘導体(B)との、幾何学的に特異的な交互ラジカル共重合により得られる(Trivedi, B.C.、Maleic Anhydride、Plenum Press NY、1982参照)。例えば、無水マレイン酸とエチレンとのよく知られた重合は：
【００１３】
【化４】
2005503474.tif 000005
【００１４】
適切な無水マレイン酸誘導体(A)とビニル誘導体(B)との組み合わせ(以下参照)の選択は、繰返し単位が異なる広い範囲の重合体の生成を許容する。これらは、当業者には明らかであり、決まった手順で製造できるであろう。
【００１５】
【化５】
2005503474.tif 000006
【００１６】
化学的部分a1、a2、b1、b2、b3およびb4は限定されないが、a1およびa2の少なくとも1つは電子求引性種であってよく、b1、b2、b3およびb4の少なくとも1つは電子供与性種であってよく、逆もまた同じである(無水物とアルケンとの間のプレポリマー電荷移動錯体を安定化するように)。
【００１７】
好適な電子求引性種a1およびa2またはb1、b2、b3およびb4は、アルカ(ポリ)アルケニルおよびアリール（C6〜10アリールを含み、好ましくはフェニル）、アルコキシル（C1〜24アルコキシルを含む）、アルキルチオ(C1〜24アルキルチオを含む)、アルカノイルオキシ(C1〜6アルカノイルオキシを含む)、アルコキシカルボニル(C1〜6アルコキシカルボニルを含む)およびアリール(C6〜10アリールを含む)を含む共役基を適切に含み、これらの全ては、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨードおよび適切にはニトロのような任意の電子求引性置換基で任意に置換されていてもよい。
【００１８】
好適な電子供与性種b1、b2、b3およびb4またはa1およびa2は、アルキル(直鎖または分岐鎖構造を有することができるC1〜6アルキルを含む)およびC4〜9シクロアルキルを適切に含む。
好ましくは、a1がプロトンである場合に、a2がプロトン、メチルまたはフェニル置換基である。
b1およびb2がプロトンである場合に、b3およびb4はメチル置換基であることが好ましい。
b1、b2 およびb3がプロトンである場合に、b4はアルキル、アリール、アルコキシル(フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨードおよび適切にはニトロのような任意の電子求引性置換基で任意に置換される)、またはアルカノイルオキシルであることが好ましい。好ましくは、b4が直鎖の脂肪族、フェニル、または直鎖もしくは分岐鎖のアルコキシル(ヒドロキシルまたはアルカノイルオキシルで任意に置換される)またはアルカノイルオキシルである。
【００１９】
無水マレイン酸誘導体(A)は、電子求引性置換基で置換されたものであってもよく、ビニル誘導体(B)は、電子供与性置換基で置換されたものであってもよい。
(A)は：
無水マレイン酸；ならびに
メチルマレイン酸無水物およびジメチルマレイン酸無水物のような、そのアルキル(C1〜6アルキルおよびC4〜9シクロアルキルを含む)置換誘導体；および
フェニルマレイン酸無水物およびジフェニルマレイン酸無水物のような、そのアリール(C6〜10アリールを含む)置換誘導体
から、より好ましく選択される。
【００２０】
(B)は：
エチレン、ブチレン、イソブチレンおよびオクタデセンのようなアルケン(C1〜24アルケンを含む)；
1,2-エタンジオールビニルエーテル、1,3-プロパンジオールビニルエーテル、1,4-ブタンジオールビニルエーテル、1,5-ペンタンジオールビニルエーテルおよびヘキサンジオールビニルエーテルを含むアルカンジオールビニルエーテルのような、ヒドロキシルまたはアルカノイルオキシルのような任意の電子求引性置換基で任意に置換された；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテルおよびアリルエチルエーテルを含むビニルエーテルのような、そのアルコキシル(C1〜24アルコキシルを含む)置換誘導体；およびそのエステル誘導体；
ビニルアセテートのような、そのアルカノイルオキシ(C1〜6アルカノイルオキシを含む)置換誘導体；
スチレンのような、そのアリール(C6〜10アリールを含む)置換誘導体、ならびにメチル、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨードおよびニトロで置換されたもののようなその置換誘導体
から、より好ましく選択される。
【００２１】
例えば1R, 2S, 5R-メントールのような、反応のキラル溶媒またはキラル偏向溶媒の使用は、ラセミまたはアキラル溶媒での重合に比べて、重合体構造にさらなる多様性を許容する(Doiuchi, T.、Minoura, Y. Macromolecules、1978、11、270)。
【００２２】
本発明の重合体は、1％〜100％の間の機能化の割合で、求核基を有する1つまたは複数の化合物と無水部分において反応させた無水マレイン酸由来交互共重合体に基づく誘導体である。本発明の共重合体の種類において、共重合体は、1％〜100％の間の機能化の割合で、アルコール、チオール、イソシアネートまたはアミン化学官能基を有する1つまたは複数の化合物と無水部分において反応させる(Paleos, C. M.、Tsiourvas, D.、Anastassopoulou, J.、Theophanides, T.、Polymer、1992、33、4047；McCormick, C. L.、Chang, Y.、Macromolecules、1994、27、2151)。好ましくは、アミン誘導体化した化学的機能性化合物(R-NH2)である。付加される化学官能基の程度および選択性は、近接の置換基1〜4の性質により決定される：
【００２３】
【化６】
2005503474.tif 000007
【００２４】
よって、本発明の共重合体の種類において、無水マレイン酸誘導体の残基、およびビニル系不飽和を有する化合物の残基、およびアミン基を有する化合物の残基を含む共重合体が提供される。
この機能化反応の幾何学的特異性は、無水重合体の置換基、1〜4、および／またはアミン置換基、Rによりもたらすことができる。例えば、我々は、フェニルアミンと無水ベンズオキシコハク酸とのモデル反応は、以下に示すアミド酸異性体を特異的に与えることを見出した：
【００２５】
【化７】
2005503474.tif 000008
【００２６】
さらに、このようにして製造されたポリ(アミド酸)機能性重合体は、脱水(化学的または加熱により)により、対応するポリ(イミド)の形態に変換され得る：
【００２７】
【化８】
2005503474.tif 000009
【００２８】
よって、本発明の共重合体の他の種類において、マレイミド誘導体の残基を有することを特徴とする、ビニル系不飽和を有する化合物の残基、およびアミン基を有する化合物の残基を含む共重合体が提供される。
それは、無水部分の両方のカルボキシル性官能基がイソシアネートまたはアミン化学官能基と反応した無水マレイン酸誘導体である。
【００２９】
驚くべきことに、ビニルエーテルベースのこれらのポリ(イミド)の求核性R誘導体、特に4級アミンは、濃く着色した高分子であることが記載された(実施例28〜29およびSimms, J. A.、Corcoran, P. H.、Progress in Organic Coatings、1995、26、217参照)。
さらなる実験により、着色に必須の成分は、末端の化学構造モチーフ：
【００３０】
【化９】
2005503474.tif 000010
【００３１】
であることが明らかにされた。
Rが塩基性でない場合、トリエチルアミンのような求核試薬を適切な溶媒に添加して色を発生することができる(ジメチルホルムアミドも好適な求核試薬である)。着色現象は、ポリ(アミド酸)からポリ(イミド)への変換の有用な指標である。ポリ(イミド)は、酸および塩基感受性であると予想され、例えば1M HClにより対応するポリ(アミド酸)に、迅速に変換されて戻る。
【００３２】
上記の機能化されたポリ(無水物)、ポリ(アミド酸)およびポリ(イミド)は、水または血清もしくは生理食塩水のような他の水ベースの液体に溶解性または不溶性の材料として製造することができる。溶解性の程度および速度は、適切なポリ(無水物)の化学および／または分子量を用いることにより調整することができる。
【００３３】
本発明の共重合体は、例えばラジカルもしくはオキシダント除去、金属イオン封鎖、ペプチドもしくはタンパク質もしくは酵素結合もしくはジスルフィド架橋形成を目的とした原子性、イオン性もしくは分子性の種の封鎖を含む、広い範囲の活性を有する。
【００３４】
共重合体のある種類、アミン誘導化化学的機能性化合物R-NH2と無水部分において反応させたものにおいては、R-NH2が好ましくは化学的または生理的機能性分子であり；より好ましくは、ラジカルもしくはオキシダント除去、金属イオン封鎖、ペプチドもしくはタンパク質もしくは酵素結合もしくはジスルフィド架橋形成を目的とした原子性、イオン性もしくは分子性の種の封鎖をすることができる、化学的機能性分子である。
本発明の共重合体は、しかしながら、望ましくない種のみを封鎖するかまたは結合するものではない。
【００３５】
重合体は、無水マレイン酸誘導体およびビニル誘導体の交互共重合体に機能性化合物を付加し、任意に続いて脱水(化学的または加熱により)して本発明の他の共重合体をつくることにより製造することができる。これらの重合体への活性種(actives)の組み込みは、予期せぬ有利な特性を付与する：例えば活性の増加、寿命の上昇および／または生化学的環境との相互作用の特異性の増加および／または細胞毒性の減少である。これらの結合活性種(conjugated active)の化学的および生物学的特性は、構造変形体を重合体に用いて迅速に変化させることができる。
例えば、プロテアーゼ阻害剤およびその他の小分子活性薬剤の活性は、該重合体により増進される。特に、該重合体は、セリンプロテアーゼ阻害剤の阻害活性を増進させる。
不安定薬剤の寿命は、該重合体により上昇される。特に、該重合体は、ドーパミンのような神経伝達物質薬剤、および4-(2-アミノエチル)-ベンゼン  スルホニル  フルオライド(AEBSF、PefaBloc)のようなセリンプロテアーゼ阻害剤の寿命を上昇させる。
【００３６】
細胞毒性は、本発明の重合体の構造変形体を用いることにより容易に変化させることができる化学的および生物学的特性の1つである。特に、該重合体は、4-(2-アミノエチル)-ベンゼン  スルホニル  フルオライド(AEBSF、PefaBloc)のようなセリンプロテアーゼ阻害剤の細胞毒性を減少させる。
【００３７】
本発明の重合体は、特定の細胞外マトリクス種に結合して、水性の媒質から離散性の複合体を生成するように設計することもできる。このようにして、本発明は、分子レベルでの、重合体上の生体分子の幾何学的に特異的な提示を許容し、生化学的環境との相互作用の特異性の増加に導く。
これらの生体分子は、タンパク質(酵素、抗体または抗体断片を含む)、ペプチド(成長因子またはサイトカインを含む)、デオキシリボ核酸オリゴマーおよび鎖(全長または部分遺伝子を含む)、または多糖類(ヘパリン、ヘパラン硫酸、ラミニン、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸またはヒアルロネートを含む)、または上記の部分のいずれかの融合体、例えばヘパリンおよびペプチド列の融合ペプチドであることができる。
【００３８】
これらの材料の重合体の性質は、他の重合体に見られる物理的性質に、予期される多様性を付与するのに活用することができる。
これらの重合体の分子量は、局在化の利点を活用するのに選択することができる。
例えば、材料の溶解性は、付加された官能基に依存せずに変化させることができ、そして水または血清もしくは生理食塩水のような水ベースの液体に溶解性である求核基を有する活性化合物が、水に不溶性であるか、もしくはその溶解性の程度および割合を適切なポリ(無水物)の化学および／または分子量を用いることにより調整することができる本発明の共重合体に組み込まれるのを許容するように向かわせることができる。
【００３９】
これは、デバイス、好ましくは体の外部での体の管理に適したフィルム、フォーム、コーティング、繊維またはモノリスの形態の医療用デバイス内を含めて、体の内部または外部に別な方法で全身の治療を有利に局在化させることができる。このようなデバイスは、血液および／または体の外部の創傷滲出物のような体液のインサイチューでの精製のための物品を含む。このようなデバイスは、体液のエクスサイチューでの精製のために用いられるコーティングおよび膜を含む限外ろ過人工産物を含む。
【００４０】
これらの重合体の分子量は、例えば生物学的または人工的なバリアの後ろでの局在化による他の方法での局在化の利点を活用するのに、選択することができる。血液脳関門、癌性成長、脈管系およびリンパ系の全ては、分子量および化学的特徴を分離するバリアを提供する。
活性巨大分子は、このような生物学的バリアの内部または外部に局在化する。
透析膜は、高分子量活性種の局在化のための人工的な系を提供する。
これらの膜は、例えば創傷、骨折、外科的切開または他の軟組織損傷(軟骨および靱帯の異常または損傷を含む)の部位におけるか、または背骨の修復での内用もしくは外用の医療的塗布のためのデバイスに組み立てることができる。
【００４１】
これらの材料の重合体の性質は、細胞接着および定向細胞運動のための三次元デバイスの製造をも許容する。これらのデバイスは、耐久性または生物再吸収性とすることができる。我々は、分子レベルでの構造の非接触特異的変化および特異的相互作用のための機能を許容する生物学的に適切な技術を提供する。レーザー加熱は、μmスケールでの表面特性の指定を許容する。例えば、細胞接着を許容するかまたは許容しない領域を指定することができる。さらに、計算または診断学のような応用のために、このようにして分子の回路構成を指定することができる。重合体は、水性の液体で膨潤させたときに、表面または内部で創られた(二次元もしくは三次元の)設計により命じられる最終形状を獲得するデバイスを製造するのに適用できる。例えば、表面デザインはレーザーにより創って化学修飾を創ることができる。水性の液体に浸漬したときに、液体の取り込みによる区別された膨張は、レーザーデザインにより抑えられ、機械的に予測されるコンフォメーションを得る。この技術を発展させて、多くの多様な最終デバイス形状を創ることができる。
【００４２】
求核基を含む活性化合物(その残基が共重合体中に含まれる)が式R-NH2の化合物である場合、これらの重合体中に組み込むための適切なR-NH2活性種は：
アミノグアニジンのような抗菌剤およびアンフォテリシンBのような抗真菌剤を含む抗生物質；ならびに
3-ヒドロキシチラミン(ドーパミン)およびセロトニンのような神経伝達物質
を含む。
これらは、デスフェリオキサミン(DFO)、3-ヒドロキシチラミン(ドーパミン)、2-アミノエタンチオール、2-アミノプロピオニトリル、3-アミノプロピオニトリル、N-(3'-アミノプロピル)-2-ピロリジノン、N-(3-アミノプロピル)-モルフォリン、2-(2-アミノエチル)-ピリジン、1-(3-アミノプロピル)イミダゾール、N-(2-アミノエチル)ピロリジン、2-(2-アミノエチル)-5-ニトロピリジン、N-(3'-アミノプロピル)ピロリジノンのような、遷移金属イオンキレート化剤のような金属イオンキレート化剤および金属イオン封鎖剤；アザ-18-クラウン-6-エーテルおよびアザ-15-クラウン-5-エーテルのようなクラウンエーテルのような、ナトリウム、カリウムまたはカルシウムイオンキレート化剤を含む、アニオンまたはカチオンキレート化剤をも含む。
【００４３】
これらはさらに
凝固カスケード中のタンパク質により特異的に認識される部分；
4-(2-アミノエチル)-ベンゼン  スルホニル  フルオライド(AEBSF、PefaBloc)およびNα-p-トシル-L-リジン  クロロメチル  ケトン(TLCK)およびε-アミノカプロイル-p-クロロベンジルアミドのようなセリンプロテアーゼ阻害剤；システインプロテアーゼ阻害剤；マトリクスメタロプロテアーゼ阻害剤；およびカルボキシル(酸)プロテアーゼ阻害剤のようなプロテアーゼ阻害剤；ならびに
3-ヒドロキシチラミン(ドーパミン)のような抗酸化剤
を含む。
これらは、ヒスタミンまたは1-(3-アミノプロピル)イミダゾールのようなイミダゾール種のような、グリコサミノグリカン(ヘパリン、ヘパラン硫酸、ラミニン、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸またはヒアルロネートを含む)により認識される基を含む官能化合物のような、タンパク質または多糖類により特異的に認識される機能性化合物をも含み、これらは任意にヘパリン、ヘパラン硫酸、ラミニン、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸またはヒアルロネートのようなグリコサミノグリカンと非共有的に結合して生化学的プロセスを調節するように設計された材料を得る。
【００４４】
これらは、
5-(2-アミノエチルアミノ)-1-ナフタレン  スルホン酸  ナトリウム塩のようなフルオロフォア、
N-(4-アミノブチル)-N-エチル-イソルミノールのようなルモフォア；ならびに
N-(4-アミノブチル)-2-ナフタレンスルホンアミドおよびN-(4-アミノブチル)-5-クロロ-1-ナフタレンスルホンアミドのようなカルモジュリンアンタゴニスト；および
N-(4-アミノブチル)-5-クロロ-2-ナフタレンスルホンアミドのようなカルモジュリン/ Ca2+活性ホスホジエステラーゼ阻害剤
を含む。
【００４５】
これらは、
4-アミノブチルホスホン酸のようなGABAB受容体リガンド、
ε-アミノカプロイル-β-D-ガラクトピラノシルアミン糖、
ペプチド(成長因子またはサイトカイン、例えばα-アミノ-γ-ブチロラクトンおよびL-ホモカルノシンのような細菌性サイトカインを含む)；
N-α-カルボベンジルオキシ-L-リジン  4-ニトロフェニル  エステル  塩酸塩(カテプシンBおよびプラスミンにより側鎖が開裂可能)のようなデオキシリボ核酸オリゴマーおよび鎖(全長または部分遺伝子を含む)または犠牲的な材料；ならびに
3-(アミノプロピル)-1-ヒドロキシ-3-イソプロピル-2-オキソ-1-トリアゼン(NOC-5)のようなNOジェネレーター
を含む。
【００４６】
第二の観点においては、本発明は、本明細書に記載のような本発明の機能性材料からつくられた人工産物をも提供する。このような人工産物は、固体の構造デバイス、好ましくは内部もしくは外部の局所的な生物学的環境の管理に好適なフィルム、フォーム、コーティング、繊維またはモノリスのような医療用デバイスである。
このような人工産物は、抗菌および脱塩コーティングを含む、水のインサイチュー精製のための物品をも含む。
このような人工産物は、固体および液状の人工産物をも含む。これらは、通常の局所の手段、例えばドレッシング、バンデージおよび他の創傷被覆物のような医薬送達手段に組み込むことができる。このような人工産物は、インサイチューまたはエクスサイチューでの創傷環境の管理に好適な医薬組成物のような組成物をも含む。
このような組成物は、通常の水性および非水性の希釈剤、賦形剤ならびに媒体を含む、通常の液状医薬送達手段の形態にあることが可能である。
これらは、顆粒および粉末を含む粒子、クリーム、ゲル、軟膏および膏薬、ならびに分散物、乳化物、懸濁物および溶液を含む。
このような組成物は、透析におけるようなエクスサイチューでの創傷環境および／または体液の管理のための医薬組成物をも含む。
【００４７】
第三の観点においては、本発明は、本発明の第一の観点の共重合体または本発明の第二の観点の人工産物の使用方法、特に体の内部もしくは外部での治療または予防方法を提供する。
本発明の第三の観点のある実施形態においては、抗菌および脱塩活性を含む、インサイチューでの水の精製方法が提供される。
他の実施形態においては、治療上有効量の本発明の第一の観点の重合体、または本発明の第二の形態の固体のデバイス、ドレッシングもしくは足場または液状の接着剤もしくは医薬組成物を患者に投与することを含むことを特徴とする、創傷の治療または予防の方法が提供される。
【００４８】
その一つの形態において、本発明の第一の観点の共重合体または本発明の第二の観点の人工産物中の、金属イオンキレート化剤および／または金属イオン封鎖剤、プロテアーゼ阻害剤、抗酸化剤、任意にヘパリンのようなグリコサミノグリカンと組合わせた、グリコサミノグリカン(GAGs)により認識される基を含む機能性化合物、および／またはペプチドもしくはタンパク質もしくは融合ペプチドもしくは酵素バインダーの治療上有効量を投与することを含む、創傷の酸化ストレスの治療または予防方法が提供される。
本発明のある実施形態においては、抗菌および脱塩活性を含む、インサイチューでの水の精製方法が提供される。
本発明のこの観点の他の実施形態においては、体の外部に作用する、治療または予防方法が特に提供される。その例としては、体の外部での体の管理に好適な、フィルム、フォーム、コーティング、繊維またはモノリスの形態の好ましくは医療用デバイスの使用方法を含む。このようなデバイスは、血液および／または体の外部の創傷滲出物のような体液のインサイチューでの精製のための物品を含む。このようなデバイスは、体液のエクスサイチューでの精製のために用いられるコーティングおよび膜を含む限外ろ過人工産物を含む。
【００４９】
本発明を、次の実施例を参照としてさらに説明するが、ここで：
実施例1〜41は、無水マレイン酸誘導体およびビニル誘導体の交互共重合体に機能性化合物を付加することによる、本発明の機能化された共重合体の製造方法を例示する。
実施例42〜44は、実施例1〜41の共重合体のいくつかの活性、および付加されていない機能性化合物と比較した場合の該共重合体の意外な利点を明らかにする。
実施例45〜50は、実施例1〜41の共重合体のいくつかの意外な、有利な使用を示す。
【００５０】
実施例1  無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体のアザ-18-クラウン-6誘導体化
無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体(0.120 g、0.95 mmolユニット)を、DMF (3 ml)に溶解し、100℃に加熱した。この攪拌した溶液に、DMF (3 ml)中のアザ-18-クラウン-6 (0.250 g、0.95 mmol)を滴下した。100℃での加熱を1時間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌をさらに4時間継続した。
反応混合物をトルエン(100 ml)に滴下し、膨張したゲルを析出させ、これを除去し、回転蒸発して乾燥した。このように製造された脆い生成物を空気の非存在下で貯蔵した。収率  0.351 g、95%。
【００５１】
実施例2  無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体のアザ-15-クラウン-5誘導体化
無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体(0.288 g、2.28 mmolユニット)を、DMF (5 ml)に溶解し、100℃に加熱した。この攪拌した溶液に、DMF (3 ml)中のアザ-15-クラウン-5 (0.500 g、2.28 mmol)を滴下した。100℃での加熱を1時間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌をさらに4時間継続した。反応混合物をトルエン(100 ml)に滴下し、膨張したゲルを析出させ、これを除去し、回転蒸発して乾燥した。このように製造された脆い生成物を空気の非存在下で貯蔵した。収率  0.724 g、92%。
【００５２】
実施例3  無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体のデスフェリオキサミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体(0.579 g、3.8 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解した。この攪拌した溶液に、DMF (50 ml)中のデスフェリオキサミン  メシチレート(2.467 g、3.8 mmol)およびトリエチルアミン(0.380 g、3.8 mmol)の溶液を滴下した。攪拌を12時間継続した。反応混合物を1M HCl (500 ml)に注ぎ、黄色の粘弾性の生成物を析出させ、これを除去し、回転蒸発して乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  1.268 g、47%。
【００５３】
実施例4  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のデスフェリオキサミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(0.198 g、1.3 mmolユニット)を、DMF (15 ml)に溶解した。この攪拌した溶液に、DMF (20 ml)中のデスフェリオキサミン  メシチレート(0.833 g、1.3 mmol)およびトリエチルアミン(0.128 g、1.3 mmol)の溶液を滴下した。
攪拌をさらに2時間継続した。反応混合物を1M HCl (500 ml)に注ぎ、白色の粘弾性の生成物を析出させ、これを除去し、回転蒸発して乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  0.399 g、44%。
【００５４】
実施例5  無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体のデスフェリオキサミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体(0.420 g、2.1 mmolユニット)を、DMF (15 ml)に溶解した。この攪拌した溶液に、DMF (20 ml)中のデスフェリオキサミン  メシチレート(1.364 g、2.1 mmol)およびトリエチルアミン(0.210 g、2.1 mmol)の溶液を滴下した。攪拌をさらに2時間継続した。反応混合物を1M HCl (500 ml)に注ぎ、白色の粘弾性の生成物を析出させ、これを除去し、回転蒸発して乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  1.002 g、63%。
【００５５】
実施例6  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(1.462 g、9.4 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に溶解し、100℃に加熱した。DMF (10 ml)中の3-ヒドロキシチラミン(1.775 g、9.4 mmol)およびトリエチルアミン(0.947 g、9.4 mmol)の溶液をゆっくり添加した。100℃での加熱を35分間継続した。反応混合物を室温に冷却させた。反応混合物を1M HCl (700 ml)に注いで生成物を析出させ、これをろ取し、1M HCl (50 ml)で洗浄し、吸引乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。白色の粉末、収率  0.286 g、29%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、ドーパミンの付加を示した。
1H-NMR (270 MHz,d7-DMF, ppm): 7.67 (br, Ar); 7.11 (br, Ar (フェニル)) ; 6.75 (br, Ar (ドーパミン) ) ; 6.54 (br, Ar (ドーパミン); 6.34 (br, 1H, Ar (フェニル)) ; 3.30-2. 60 (br, 3H, CH); 2.61 (br, 4H, CH2 (ドーパミン) ) ; 2.28-1.33 (br, 2H, CH2 (基本骨格))
【００５６】
実施例7  キラル無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体(キラル) (2.06 g、10.0 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、100℃に加熱した。DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミン(1.93 g、10.0 mmol)およびトリエチルアミン(1.03 g、10.0 mmol)の溶液をゆっくり添加した。100℃での加熱を35分間継続した。反応混合物を室温に冷却させた。反応混合物を1M HCl (700 ml)に注いで生成物を析出させ、これをろ取し、1M HCl (50 ml)で洗浄し、吸引乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。白色の粉末、収率  3.590 g、100%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、ドーパミンの付加を示した。
1H-NMR (270 MHz,d7-DMF, ppm): 7.12 (br, Ar (フェニル)) ; 6.75 (br, Ar (ドーパミン) ) ; 6. 48 (br, Ar (ドーパミン); 6.30-5. 50 (br, Ar); 3.30-2. 60 (br, 3H, CH); 2.61 (br, 4H, CH2 (ドーパミン) ) ; 2.28-1. 33 (br, 2H, CH2 (基本骨格) )
【００５７】
実施例8  無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体(2.00 g、9.89 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、100℃に加熱した。DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミンHCl (1.88 g、9.89 mmol)およびトリエチルアミン(1.00 g、9.89 mmol)の溶液をゆっくり添加した。100℃での加熱を1時間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌を2時間継続した。反応混合物を1M HCl (500 ml)に注いで生成物を析出させ、これをろ取し、1M HCl (50 ml)で洗浄し、吸引乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。白色の粉末、収率  3.085 g、80%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、3-ヒドロキシチラミンの付加を示した。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 7.12 (br, 4H, Ar (フェニル)) ; 6.74 (br, 2H, Ar (3-ヒドロキシチラミン) ) ; 6.54 (br, 1 H, Ar (3-ヒドロキシチラミン); 6.34 (br, 1 H, Ar (フェニル)) ; 3.30-2. 60 (br, 3H, CH); 2.61 (br, 4H, CH2 (3-ヒドロキシチラミン) ) ; 2.28-1. 33 (br, 2H, CH2 (基本骨格))
【００５８】
実施例9  無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体(2.00 g、10.0 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、100℃に加熱し、この時点で溶液はピンクに変化し始めた。DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミンHCl (1.91 g、10 mmol)およびトリエチルアミン(1.01 g、10 mmol)の溶液をゆっくり添加した。この添加の間中、溶液の色は非常に濃い紫になった。100℃での加熱を45分間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌を2時間継続した。反応混合物を1M HCl (600 ml)に注いで生成物を析出させ、これをろ取し、1M HCl (50 ml)で洗浄し、吸引乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.698 g、76%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、3-ヒドロキシチラミンの付加を示した。
IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1 : 3319; 2958,2934,2873 ; 1703; 1648; 1604; 1523; 1444; 1363; 1283; 1196; 1114。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF ppm): 6.74 (br, 2H, Ar); 6.53 (br,1H, Ar); 4.96 (br, 1H, NH); 3.38(br, 5H, CHO-,CH2O-, CH); 2.67 (br, 4H, CH2 (3-ヒドロキシチラミン) ); 2.00 (br, 2H, CH2 (基本骨格) ); 1.51 (br, 2H, CH2 (ブチル鎖) ); 1.33 (br, 2H, CH2 (ブチル鎖) ); 0.87 (br, 3H, CH3)
1H-NMR積分は、重合体が3-ヒドロキシチラミンで95〜100％機能化されたことを示した。
【００５９】
実施例10  無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体(2.00 g、13.0 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、100℃に加熱した。DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミンHCl (2.46 g、13 mmol)およびトリエチルアミン(1.31 g、13 mmol)の溶液をゆっくり添加した。100℃での加熱を1時間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌を2時間継続した。反応混合物を1M HCl (1000 ml)に注いで生成物を析出させ、これをろ取し、1M HCl (50 ml)で洗浄し、吸引乾燥し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。
収率  2.698 g、60%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、3-ヒドロキシチラミンの付加を示した。
IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1 : 3270; 2968; 1708; 1585 ; 1528; 1447; 1373; 1284; 1248; 1197; 1116; 1056。
1H-NMR (270 MHz,d7-DMF, ppm): 9.13 (br,1H, OH); 6.75 (br, 2H, Ar); 6.55 (br, 1H, Ar); 3.44 (br, 2H, CH); 2.74 (br, 2H, CH2 (3-ヒドロキシチラミン) ); 1.96 (br, 2H, CH2 (3-ヒドロキシチラミン) ) ; 1.33 (br, 2H, CH2 (基本骨格) ); 1.08 (br, 6H,CH3)
【００６０】
実施例11  無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体(2.00 g、16.0 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、100℃に加熱した。DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミンHCl (3.01 g、16 mmol)およびトリエチルアミン(1.60 g、16 mmol)の溶液をゆっくり添加した。100℃での加熱を1時間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌を2時間継続した。反応混合物をトルエン(600 ml)に注いで生成物を析出させ、これを減圧下に蒸発乾燥し、1M HCl (〜300 ml)で洗浄し、真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.591 g、52%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、3-ヒドロキシチラミンの付加を示した。
1H-NMR (270 MHz, d6-ピリジン, ppm): 9.25 (br,1H, OH); 8.29 (br, 2H); 7.89 (br, 2H); 7.22 (br, 2H, Ar); 6.75 (br, 1H, Ar); 3.74 (br, 2H, CH); 3.00 (br, 4H, CH2 (3-ヒドロキシチラミン) ) ; 2.23 (br, 4H, CH2 (基本骨格))
【００６１】
実施例12  無水マレイン酸−交互−n-オクタデシルビニルエーテル共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−オクタデシルビニルエーテル共重合体(2.00 g、5.07 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、重合体が溶解/融解するまで100℃に加熱した。トリエチルアミン(1.31 g、13 mmol)をゆっくり添加し、溶液が紫に変化した。DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミンHCl (2.46 g、13 mmol)の溶液をゆっくり添加した。100℃での加熱を1時間継続した。反応混合物を室温に冷却させ、攪拌を2時間継続した。
反応混合物を1M HCl (700 ml)に注いで生成物を析出させ、これをろ取し、1M HCl (50 ml)およびアセトン(50 ml)で洗浄し、吸引乾燥した。生成物を強い加熱とともに減圧下にさらに蒸発乾燥し、その後真空乾燥器中で一晩保存した。収率  0.389 g、13%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、3-ヒドロキシチラミンの付加を示した。
IR(キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1: 3339; 2926,2852 ; 1775; 1697; 1650; 1606; 1526; 1446; 1358; 1284; 1196; 1112。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 6.74 (br, 2H, Ar); 6.52 (br,1H, Ar); 3.80-2. 5 (br, 9H, CH, CH2 (基本骨格) ); 1.31 (br, 34H, CH2 (アルキル鎖) ); 0.91 (br, 3H,CH3)
【００６２】
実施例13  無水マレイン酸−交互−オクタデセン共重合体の3-ヒドロキシチラミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−オクタデセン共重合体(2.00 g、5.71 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に溶解し、100℃に加熱した。トリエチルアミン(0.577 g、5.71 mmol)を添加し、DMF (20 ml)中の3-ヒドロキシチラミンHCl (1.08 g、5.71 mmol)の溶液を添加した。混合物を100℃で30分間加熱し、次いで室温に冷却した。混合物を1M HCl (2×800 ml)に注いで生成物を析出させた。生成物をろ取し、1M HClで洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.045 g、66%。NaIO4試験は生成物を茶色に変化させ、3-ヒドロキシチラミンの付加を示した。
IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1 : 3300; 2923,2852 ; 1776; 1710; 1605; 1527; 1454; 1360; 1283 ; 1196; 1114。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 6.74 (br, 2H, Ar); 6.56 (br, 1 H, Ar); 3.41 (br, 2H, CH); 2.71 (br, 7H, CH2, CH (オクタデセン) ) ; 1.29 (br, 30H, CH2 (オクタデセン) ) ; 0.89 (br, 3H, CH3 (オクタデセン))
【００６３】
実施例14  無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド誘導体化
無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体(0.643 g、2.09 mmolユニット)を、DMF (25 ml)に室温で溶解した。
DMF (10 ml)中の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド(0.500 g、2.09 mmol)およびトリエチルアミン(0.211 g、2.09 mmol)の溶液を滴下した。溶液を室温で90分間攪拌した。混合物を0.5M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  1.062 g、100%。＜0℃で保存。IR(キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1 : アミド; 1705,1593。
1H-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 8.00 (br, 2H, Ar); 7.60 (br, 2H, Ar); 3.70 (br, 2H, CH); 2.70 (br, 2H, CH2); 2.60 (br, 4H, CH2 (AEBSF) ) ; 1.00 (br, 6H,CH3). 19F-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 66.21 (br)。 元素分析: C 52.33%, H 6.00%, N 4.53%, F4.19% (周囲温度トランジット)
【００６４】
実施例15  無水マレイン酸−交互−オクタデセン共重合体の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド誘導体化
無水マレイン酸−交互−オクタデセン共重合体(0.713 g、2.09 mmolユニット)を、DMF (25 ml)に室温で溶解した。DMF (10 ml)中の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド(0.500 g、2.09 mmol)およびトリエチルアミン(0.211 g、2.09 mmol)の溶液を滴下した。溶液を室温で90分間攪拌した。混合物を0.5M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  0.863 g、75%。＜0℃で保存。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1: アミド; 1705, 1593。
1H-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 8.00 (br, 2H, Ar); 7.65 (br, 2H, Ar); 3.70 (br, 2H, CH); 3.00 (br, 2H, CH2); 1.30 (br, 30H, CH2); 0.90 (br, 3H, CH3)。
19F-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 66.33 (br)
【００６５】
実施例16  無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド誘導体化
無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体(0.326 g、2.09 mmolユニット)を、DMF (25 ml)に室温で溶解した。DMF (10 ml)中の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド(0.500 g、2.09 mmol)およびトリエチルアミン(0.211 g、2.09 mmol)の溶液を滴下した。溶液を室温で90分間攪拌した。
混合物を0.5M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  0.374 g、50%。＜0℃で保存。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1720, 1655。
1H-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 8.00 (br, 2H, Ar); 7.60 (br, 2H, Ar); 5.00-2.00 (多重配座性, 15H); 1.70 (br, 3H, CH3)。
19F-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 66.18 (br)
【００６６】
実施例17  無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド誘導体化
無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体(0.422 g、2.09 mmolユニット)を、DMF (25 ml)に室温で溶解した。DMF (10 ml)中の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド(0.500 g、2.09 mmol)およびトリエチルアミン(0.211 g、2.09 mmol)の溶液を滴下した。溶液を室温で90分間攪拌した。混合物を0.5M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  0.775 g、92%。＜0℃で保存。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1705, 1593。
1H-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 8.00 (br, 2H, Ar); 7.60 (br, 2H, Ar); 7.10 (br, 5H, Ar); 3.70-1.5 (多重配座性, 9H)。
19F-NMR (270 MHz, d6-アセトン, ppm): 66.19 (br)
【００６７】
実施例18  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(1.070 g、6.9 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に室温で溶解した。DMF (15 ml)中の4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド(1.642 g、6.9 mmol)およびトリエチルアミン(0.693 g、6.9 mmol)の溶液を滴下した。溶液を室温で90分間攪拌した。混合物を0.5M HCl (1600 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  0.863 g、75%。＜0℃で保存。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1705, 1593。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.15 (br, 2H, Ar); 7.75 (br, 2H, Ar); 4.00-3.00 (多重配座性, 9H); 2.00 (br, 3H, CH3)。 19F-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 66.89 (br)
【００６８】
実施例19  無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体のヒスタミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−エチレン共重合体(1.636 g、13 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (15 ml)中のヒスタミン(1.441 g、13 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を1時間放置し、その時間中にゲル化が起こった。ゲルを回転蒸発して乾燥し、均一な白色粉末を製造した。収率  3.08 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1548。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.50 (1H, Ar); 7.15 (1H, Ar); 3.40 (br, 2H, CH); 2.70 (br, 2H, CH2); 2.35 (br, 2H, CH2); 1.35 (br, 4H, CH2)
【００６９】
実施例20  無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体のヒスタミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体(2.000 g、13 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (15 ml)中のヒスタミン(1.441 g、13 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を1時間放置した。溶液を回転蒸発してゲル相を経過して乾燥し、均一な白色粉末を製造した。収率  3.44 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1652, 1556。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.50 (1H, Ar); 7.15 (1H, Ar); 3.40 (br, 2H, CH); 2.90-1.20 (多重配座性, 6H, CH2); 1.00-0.60 (多重配座性, 6H, CH3)
【００７０】
実施例21  無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体のヒスタミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体(2.623 g、13 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (15 ml)中のヒスタミン(1.441 g、13 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。
溶液を1時間放置し、その時間中にゲル化が起こった。ゲルを回転蒸発して乾燥し、均一な白色粉末を製造した。収率  4.06 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1652, 1556。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.30 (br, 1H, Ar); 7.15 (br, 1H, Ar); 6.85 (br, 5H, Ar); 3.50-1.00 (多重配座性, 9H)
【００７１】
実施例22  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のヒスタミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(2.026 g、13 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (15 ml)中のヒスタミン(1.441 g、13 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を1時間放置し、その時間中にゲル化が起こった。ゲルを回転蒸発して乾燥し、均一な白色粉末を製造した。収率  3.47 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1553。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.50 (1H, Ar); 7.25 (1H, Ar); 4.00-2.50 (多重配座性, 8H); 1.75 (br, 3H, CH3)
【００７２】
実施例23  無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体のヒスタミン誘導体化
無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体(2.571 g、13 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (15 ml)中のヒスタミン(1.441 g、13 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を1時間放置した。ゲルを回転蒸発してゲル相を経過して乾燥し、均一な白色粉末を製造した。収率  4.01 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1697, 1557.
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.55 (1H, Ar); 7.25 (1H, Ar); 4.30-1.00 (多重配座性, 14H); 0.70 (br, 3H, CH3)
【００７３】
実施例24  無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体の2-アミノエタンチオール誘導体化
無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体(4.011 g、26 mmolユニット)を、DMF (70 ml)に100℃で溶解した。ホウ化水素ナトリウム(1.000 g、26 mmol)を添加した。DMF (10 ml)中の2-アミノエタンチオールHCl (3.020 g、26 mmol)の加熱した溶液を滴下し、その後DMF (5 ml)中のトリエチルアミン(2.663 g、26 mmol)の溶液を滴下した。溶液を100℃で1時間攪拌し、その後周囲温度でさらに4時間攪拌した。得られた粘性溶液を1M HCl (500 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  4.717 g、78%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1736, 1655
【００７４】
実施例25  無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体の2-アミノエタンチオール誘導体化
無水マレイン酸−交互−スチレン共重合体(2.580 g、13 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に100℃で溶解した。ホウ化水素ナトリウム(0.510 g、13 mmol)を添加した。DMF (5 ml)中の2-アミノエタンチオールHCl (1.460 g、13 mmol)の加熱した溶液を滴下し、その後DMF (5 ml)中のトリエチルアミン(1.300 g、13 mmol)の溶液を滴下した。溶液を100℃で1時間攪拌し、その後周囲温度でさらに4時間攪拌した。得られた粘性溶液を1M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  3.510 g、85%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1725, 1658
【００７５】
実施例26  メチルマレイン酸無水物−交互−スチレン共重合体の2-アミノエタンチオール誘導体化
メチルマレイン酸無水物−交互−スチレン共重合体(2.682 g、12 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に100℃で溶解した。ホウ化水素ナトリウム(0.480 g、12 mmol)を添加した。DMF (5 ml)中の2-アミノエタンチオールHCl (1.380 g、12 mmol)の加熱した溶液を滴下し、その後DMF (5 ml)中のトリエチルアミン(1.230 g、12 mmol)の溶液を滴下した。
溶液を100℃で1時間攪拌し、その後周囲温度でさらに4時間攪拌した。得られた粘性溶液を1M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.500 g、62%。IR (キャ
ストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1702, 1658
【００７６】
実施例27  フェニルマレイン酸無水物−交互−スチレン共重合体の2-アミノエタンチオール誘導体化
フェニルマレイン酸無水物−交互−スチレン共重合体(2.367 g、9 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に100℃で溶解した。ホウ化水素ナトリウム(0.340 g、9 mmol)を添加した。DMF (5 ml)中の2-アミノエタンチオールHCl (0.974 g、9 mmol)の加熱した溶液を滴下し、その後DMF (5 ml)中のトリエチルアミン(0.871 g、9 mmol)の溶液を滴下した。溶液を100℃で1時間攪拌し、その後周囲温度でさらに4時間攪拌した。得られた粘性溶液を1M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.794 g、93%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1706, 1656
【００７７】
実施例28  無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体の2-アミノエタンチオール誘導体化
無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体(2.500 g、12 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に100℃で溶解した。ホウ化水素ナトリウム(0.500 g、12 mmol)を添加した。DMF (5 ml)中の2-アミノエタンチオールHCl (1.450 g、12 mmol)の加熱した溶液を滴下し、その後DMF (5 ml)中のトリエチルアミン(1.280 g、12 mmol)の溶液を滴下した。溶液を100℃で1時間攪拌し、その後周囲温度でさらに4時間攪拌した。得られた粘性溶液を1M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.310 g、66%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1704, 1658
【００７８】
実施例29  メチルマレイン酸無水物−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体の2-アミノエタンチオール誘導体化
メチルマレイン酸無水物−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体(2.540 g、12 mmolユニット)を、DMF (50 ml)に100℃で溶解した。ホウ化水素ナトリウム(0.500 g、12 mmol)を添加した。DMF (5 ml)中の2-アミノエタンチオールHCl (1.356 g、12 mmol)の加熱した溶液を滴下し、その後DMF (5 ml)中のトリエチルアミン(1.209 g、12 mmol)の溶液を滴下した。溶液を100℃で1時間攪拌し、その後周囲温度でさらに4時間攪拌した。得られた粘性溶液を1M HCl (250 ml)に注いで白色の生成物を析出させた。生成物をろ取し、蒸留水で洗浄し、吸引乾燥し、さらに真空乾燥器中で一晩乾燥した。収率  2.190 g、63%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1723, 1654
【００７９】
実施例30  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の2-(2-アミノエチル)-ピリジン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(0.201 g、1.3 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (5 ml)中の2-(2-アミノエチル)-ピリジン(0.152 g、1.3 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を4時間攪拌したままにした。溶液を回転蒸発により乾燥して、均一な粉末を製造した。収率  0.353 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1553.
1H-NMR (270 MHz, D2O, ppm): 8.60 (1H, Ar); 8.30 (1H, Ar); 7.70 (1H, Ar); 4.00-2.50 (多重配座性, 9H); 1.75 (br, 3H, CH3)
【００８０】
実施例31  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の1-(3-アミノプロピル)イミダゾール誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(2.000 g、12.8 mmolユニット)を、DMF (100 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (5 ml)中の1-(3-アミノプロピル)イミダゾール(1.603 g、12.8 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を4時間攪拌したままにした。溶液を回転蒸発により乾燥して、均一な粉末を製造した。収率  3.603 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1553.
1H-NMR (270 MHz, D2O, ppm): 8.70 (1H, Ar); 7.50 (1H, Ar); 7.45 (1H, Ar); 4.00-2.50 (多重配座性, 11H); 1.50 (br, 3H, CH3)
【００８１】
実施例32  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のN-(2-アミノエチル)ピロリジン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(0.980 g、6.3 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (5 ml)中のN-(2-アミノエチル)ピロリジン(0.717 g、6.3 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を4時間攪拌したままにした。
溶液を回転蒸発により乾燥して、均一な粉末を製造した。収率  1.697 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1553
【００８２】
実施例33  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の2-(2-アミノエチル)-5-ニトロピリジン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(1.004 g、6.4 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (5 ml)中の2-(2-アミノエチル)-5-ニトロピリジン(1.171 g、6.4 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を4時間攪拌したままにした。溶液を回転蒸発により乾燥して、均一な粉末を製造した。収率  2.175 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1553。
1H-NMR (270 MHz, d7-DMF, ppm): 8.80 (1H, Ar); 8.00 (1H, Ar); 6.65 (1H, Ar); 4.00-2.50 (多重配座性, 9H); 1.90 (br, 3H, CH3)。
【００８３】
実施例34  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のN-(3'-アミノプロピル)ピロリジノン誘導体化
無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体(2.000 g、12.8 mmolユニット)を、DMF (60 ml)に周囲温度で溶解した。DMF (5 ml)中のN-(3'-アミノプロピル)ピロリジノン(1.821 g、12.8 mmol)の溶液を周囲温度で滴下した。溶液を4時間攪拌したままにした。溶液を回転蒸発により乾燥して、均一な粉末を製造した。収率  3.821 g、100%。IR (キャストフィルム、KBrディスク)/cm-1:  アミド; 1650, 1553。
【００８４】
実施例35  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のヒスタミン誘導体(実施例22)の縮合
実施例22で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。得られた青色の粉末を貯蔵のために乾燥させた。IR  (KBrディスク)/cm-1:  イミド; 1769, 1691。UV-可視 λmax 620 nm。
【００８５】
実施例36  無水マレイン酸−交互−n-ブチルビニルエーテル共重合体のヒスタミン誘導体(実施例23)の縮合
実施例23で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。得られた紫色の粉末を貯蔵のために乾燥させた。イミド; 1769, 1691。UV-可視 λmax 620 nm。
【００８６】
実施例37  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の2-(2-アミノエチル)-ピリジン誘導体(実施例30)の縮合
実施例30で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。得られた青色の粉末を貯蔵のために乾燥させた。IR  (KBrディスク)/cm-1:  イミド; 1769, 1691。UV-可視 λmax 568 nm。
【００８７】
実施例38  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の1-(3-アミノプロピル)イミダゾール誘導体(実施例31)の縮合
実施例31で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。得られた青色の粉末を貯蔵のために乾燥させた。IR  (KBrディスク)/cm-1:  イミド; 1769, 1691。UV-可視 λmax 586 nm。
【００８８】
実施例39  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のN-(2-アミノエチル)ピロリジン誘導体(実施例32)の縮合
実施例32で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。
得られた青色の粉末を貯蔵のために乾燥させた。IR  (KBrディスク)/cm-1:  イミド; 1769, 1691。UV-可視 λmax 576 nm。
【００８９】
実施例40  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体の2-(2-アミノエチル)-5-ニトロピリジン誘導体(実施例33)の縮合
実施例33で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。得られた粉末を貯蔵のために乾燥させた。IR  (KBrディスク)/cm-1:  イミド; 1769, 1691。
【００９０】
実施例41  無水マレイン酸−交互−メチルビニルエーテル共重合体のN-(3'-アミノプロピル)ピロリジノン誘導体(実施例34)の縮合
実施例34で製造した重合体を、高真空下に210℃に加熱した。水蒸気が放出されるのが見られた。得られた青色の粉末を貯蔵のために乾燥させた。IR  (KBrディスク)/cm-1:  イミド; 1769, 1691。UV-可視 λmax 572 nm。
【００９１】
機能性共重合体の活性
実施例1〜41は、無水マレイン酸の交互共重合体に新規の機能を付加するための種々の方法を提供する。無水マレイン酸の交互共重合体への付加が活性種にもたらす予期せぬ利益を、以下に例示する：
【００９２】
実施例42
実施例14で製造した重合体は、セリンプロテアーゼ阻害剤(4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオライド−AEBSF)と無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体との結合体(conjugate)である。AEBSFおよび結合体の阻害作用を、セリンプロテアーゼであるトリプシン、トロンビンおよびエラスターゼに対して、ユニットあたりのユニットベースで評価した(図1参照)。図1に示す実験データから、IC50値を得た。
【００９３】
【化１０】
2005503474.tif 000011
【００９４】
【表１】
2005503474.tif 000012
【００９５】
実施例14は、エラスターゼの阻害においてAEBSFより280倍、より効果的である。
実施例14は、トリプシンの阻害においてAEBSFより10倍、より効果的である。
実施例14は、トロンビンの阻害においてAEBSFより500倍、より効果的である。
AEBSFのような化学的に活性な阻害剤の溶液の寿命は、その高い反応性のために非常に短くなり得る。実施例14およびAEBSFの溶液安定性(0.2M TRIS、20℃)を、熟成時間とともにそれぞれのトリプシン阻害活性を分析することにより比較した、図2参照。8時間の間に、AEBSFの阻害能力は0に向かって指数関数的に落ちた。同じ期間で、実施例14の阻害能力は5％落ちただけであった。
【００９６】
プロテアーゼ阻害剤の高い化学反応性は、インビトロとおそらくインビボの両方での毒性の問題を示す。AEBSFおよび実施例14の細胞毒性を、48時間のインキュベーション時間でヒツジ半月板軟骨細胞P3の培養についてインビトロで評価した。DNA濃度は、ピコグリーンアッセイを用いて得た。このアッセイの結果を図3に示す。AEBSFは、8μg/mlの濃度で、媒体だけの場合から有意な毒性の逸脱を示し始める。
実施例14は、250μg/mlの濃度で、媒体だけの場合から有意な毒性逸脱を示し始める。このアッセイでは、実施例14はAEBSFより30倍、より毒性が低い。
【００９７】
プロテアーゼ阻害剤は、標的プロテアーゼと特異的基質とだけを含む溶液からタンパク質溶解性の活性を除去するその能力により、通常、評価される(上記および図1参照)。実施例14の適性をより現実的な環境で評価するために、エラスターゼ阻害アッセイを過剰熱不活化ウシ胎児血清(HIFCS)中で行った。アッセイの結果を図4に示す。エラスターゼのポジティブコントロールの活性は、HIFCSの非存在下のものの20％に低下し、実施例14のIC50はこれらの条件下で65.7 nmol/mlに上昇する。
結論として、実施例14はいくつかの重要な点でAEBSFより性能が優れている：活性の増加、寿命の上昇および細胞毒性の低下である。結合された阻害剤の物理的、化学的および生物学的特性は、実施例15〜18のような構造変形体を用いることで迅速に変化させることができる。
【００９８】
実施例43
実施例10で製造した重合体は、神経伝達物質3-ヒドロキシチラミン(ドーパミン)と無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体との結合体である。ドーパミンの構造は、優れた抗酸化および金属イオン封鎖活性を示すカテコール部分を含む。残念ながら、ドーパミンは水性媒質中で非常に迅速に自己酸化をおこし、これが多くの使用の可能性を打ち消している。
【００９９】
【化１１】
2005503474.tif 000013
【０１００】
ドーパミンの水溶液寿命を、0.2M TRIS (pH 8)中で8.6 mMの濃度において実施例6、実施例10および実施例11と比較した。得られた酸化の過程は、UV−可視スペクトロメトリーにより記録した、図5参照。自己酸化の速度は、ドーパミンに比べて実施例6、10および11で24倍遅くなった。
【０１０１】
重合体骨格の構造の違いは、溶解性のような物理化学的特性の直接の選択を許容する。これを実証するために、実施例6、10および11を、種々の濃度の第一鉄の溶液中の析出閾値について比較した。これらの全ての重合体に存在するカテコール部分が犠牲的な還元剤として作用し、鉄の第一鉄の状態を維持し、第二鉄への変換を妨げた。8.65 mMの重合体溶液(0.2 mM TRIS、pH 8中で作製) 100μlを、塩化鉄(II)溶液(蒸留水中で作製) 1 mlに添加した。溶液を30分間放置し、非常に濃く着色した紫の複合体の析出を調査した。析出に必要な最小の第一鉄の濃度を以下に記録する：
【０１０２】
【表２】
2005503474.tif 000014
【０１０３】
カテコール部分は、トリス(カテコール)ヘキサデンテート複合体中に第二鉄イオンを封鎖することもできる。この能力が重合体結合体中で打ち消されていないことを確かめるために、実施例6、10および11のUV−可視滴定を第一鉄イオンを用いて行った。各実施例の0.865 mM溶液(0.2 mM TRIS、pH 8中で作製) 1 mlに、2.84 mMの塩化第一鉄(蒸留水中で作製)の20μlアリコートを100μlまで添加した。各増加について、495 nmでUV−可視吸光度を記録した。この実験での最終モル比は、鉄イオンあたり3カテコールであった。図6にUV−可視の結果を示す。鉄封鎖は、試験した濃度範囲において、全ての実施例について直線であった。
【０１０４】
実施例44  実施例20へのヘパリン複合体化
実施例19〜23で製造した重合体は、ヒスタミン  無水マレイン酸交互共重合体の結合体である。ヒスタミンは、イミダゾール付加物の特異的な提示のための前駆体として用いた。イミダゾール基は、ヘパリンを含むいくつかのグリコサミノグリカン(GAGs)により特異的に認識される。GAGは、それ自身がアンチトロンビンのような酵素を含む、莫大な範囲の機能性生体分子により特異的に認識される。GAG認識は、これらの生体分子の活性を調節する。よって、実施例19〜23をGAGの足場として用いることにより、生化学的プロセスを調節するように設計されたハイブリッド材料を製造することができる。
このために、0.5M HCl (5 ml)中の実施例22 (100 mg、433 mmolユニット)の溶液を、0.5M HCl (5 ml)中のヘパリン (250 mg、433 mmolユニット)の溶液中に滴下した。すぐに複合体化が起こり、弾性の塊の形成を起こし、溶媒から相分離した。塊は分離でき、変形することができた、図7参照。
【０１０５】
この複合体化を調べるために、高分子蛍光レポーティング部分(無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体に結合した5-(2-アミノエチルアミノ)-1-ナフタレン  スルホン酸、ナトリウム塩)をヘパリンの代わりに用いた。この場合、実施例22の添加は、発光波長がシフトした(緑から青)、相分離した複合体を形成させた、図8参照。
この複合体のさらなる合理的な合成は、その後の溶媒除去により、中性pHにおいて達成することができた。複合体は、脱水によりポリ(アミド酸)からポリ(イミド)にさらに変換することにより水不溶性にすることができた(実施例35参照)。
【０１０６】
使用
以下の実施例は、本発明の材料の使用を説明する。
実施例45  製造された選択的細胞組織足場へのレーザープリンティング
実施例22と35、実施例23と36、実施例30と37、実施例31と38、実施例32と39、実施例33と40ならびに実施例34と41との物理化学的属性は、アミド酸ユニットからイミドユニットへの変換に依存して著しく多様である：
【０１０７】
【化１２】
2005503474.tif 000015
【０１０８】
例えば、実施例22の水への溶解は迅速であるが、実施例30は水に不溶である。重合体について全体としてのアミド酸からイミドへの変換の程度は、介在する溶解性範囲において材料を定義する。よって、材料の溶解性は、付加された官能基に依存せずに変化させることができる。
【０１０９】
アミド酸およびイミド変形体の特異な水溶解性または水和特性は、細胞接着を許容するかまたは妨げるようにすることができる。
例えば、イミド(実施例35および36)は細胞接着への良好な足場を提供するが、アミド酸(実施例22および23)は細胞接着を妨げる、図9参照。これらの観察結果は、デバイスの全体または表面での細胞接着の領域を指定するための新規の方法の開発に我々を導いた。
実施例23 (15 mg)の直径6 mmのディスクを、2トンの圧力下で磨きステンレス鋼(Graseby Specac)の間に冷却圧縮成形した。
ディスクを、アミド酸のイミドへの変換反応に充分な熱(200〜210℃)を与えながら、垂直レーザー源により指定位置において加熱した。好適なレーザー源は、2％パワーで運転し、0.17 sマーキング時間で200 mm/sでトラッキングする25 W CO2レーザーである。このようにして製造された設計は、レーザービームの空間分解能のみによって最小サイズに限定される、図10参照。よって、この方法により、個別の細胞の位置を指定することが可能である。このようにして製造されたディスクをヒト皮膚線維芽細胞の懸濁液にさらすことにより、指定領域のみに細胞が接着した、図10参照。
これは、材料の表面に特異的分子構造変化をもたらす迅速な方法である。この方法は、プラズマ処理、自己集合単層、またはリソグラフ技術に比べた場合に、特に有利な点を提供する。
【０１１０】
実施例46  透析ボタン
生化学的に活性な種の重合体結合体は、局所環境から活性種を隔離しながら、局所治療をもたらす魅力的な手段を提供する。これは、適切な分子量カットオフ(MWCO)の透析膜の後ろに重合体結合体を保持することにより達成される。MWCOは、保持するために重合体結合体の重量よりも低く、膜を通しての潅流を許容するために相互作用する種よりも高くなければならない。
生物学的使用の好適なシステムは、可能なかぎり最大の分子量の重合体結合体、およびこれにできる限り近いがまだ結合体の移動を排除するMWCOの膜に当てはまる。このようにして、イオン、ペプチド、およびタンパク質を含む生体分子の大多数は、膜を介して容易にあちこち通過できる。重合体結合体は、よってその標的と自由に相互作用する。
【０１１１】
これを実証するために、1％の3-ヒドロキシチラミンの代わりに5-(2-アミノエチルアミノ)-1-ナフタレン  スルホン酸、ナトリウム塩を用いて、実施例10の製造を繰り返して、蛍光結合体(493 nm発光)を製造した、図11参照。この材料を10 mg/mlの濃度で0.2M TRIS pH 8に溶解した。この溶液の100μlを、7000 MWCOの透析膜(Snakeskin、Perbio、Rockford、U.S.A)による透析ボタン(Hampton Research、Laguna Niguel、U.S.A)の内部に入れた、図11。
このようにして調製したボタンを、過ヨウ素酸ナトリウム溶液(5 ml、94 mM)中に直立でおいた。
ボタンは、28分までの種々の時間、25℃において攪拌せずに透析することを許容した。この時間後、透析ボタンの画像を撮った、図12。7000 MWCOの透析膜を通しての過ヨウ素酸塩の潅流は、28分以内に重合体結合体のカテコール部分の完全酸化を達成した。
これは、静的環境であってもボタンが作用することを実証した。
この種類の透析デバイスは、インサイチューでの透析のために、局所的に、例えば傷に用いるか、または局所的治療、例えば骨粗しょう症の骨もしくは骨折もしくは軟組織損傷に近接して埋め込むことができる。
【０１１２】
実施例47  保護クリーム
実施例18を、次のように皮膚の局所的塗布のためのクリームに処方した：
ニコムルス 41 (2.5%)、ジメチコン(1.5%)、クロダモールGTCC (2.0%)およびセピゲル305 (3.5%)を混合し、75℃に加熱した。これに75℃に加熱した水(40%)を添加した。混合物を35℃に冷却した。これに予備混合した実施例18(1.4％)、ポリオールプレポリマー2 (2%)、水(41.9%)、クオタニウム15 (0.2%)、およびチノケアGL (5%)を添加した。取り扱い特性を調節するために、酸化亜鉛を30％含量まで添加することができる。
得られた生成物は、重大な皮膚への浸透なしに有害なプロテアーゼ活性(例えば尿または糞便からの)を中和するために局所的に塗布することができる。
【０１１３】
実施例48  還元ゲル
実施例24〜29で製造された重合体は、2-アミノエタンチオールと無水マレイン酸交互共重合体の結合体である。このようなシステムは、ジスルフィド架橋還元支持体として以前に製造されている(T. Otsu、A. Aoki、R. Nakatani、Makromol. Chem.、1970、134、331)。我々は、局所的、例えば創傷、および内部的、例えばアテローム性動脈硬化での使用の治療上の利益のために、グルタチオンダイマー(GS-SG)をグルタチオンモノマー(GSH)に還元する能力を持つゲル材料を提供することを目的とした。
実施例26 (242 mg、0.7 mmolユニット)を、蒸留水(10 ml)中の水酸化ナトリウム(29mg、0.7 mmol) 等モル溶液中に浸漬することにより、対応するナトリウムに変換した。得られたゲルを分離し、蒸留水で繰返し洗浄した(5×10ml)。ゲルの秤量したサンプルを試験のためにトランスウェルインサートに移した。ヒト皮膚線維芽細胞を、10％ウシ胎児血清(800μl)を含むDMEM中の60000細胞で播種した。
【０１１４】
次いでゲル含有のトランスウェルを各ウェルに置き、各ウェルに過酸化水素(300μl、5.866 mmol dm-3)のアリコートを添加した。この容量の過酸化水素は、全くの細胞死となることが知られていた。プレートを24時間インキュベートした。ウェルをリン酸緩衝生理食塩水で洗浄し、200μlの蒸留水を細胞に添加した。細胞を凍結し、DNA含量を標準ピコグリーンアッセイにより測定した。得られたDNA濃度は、以下の表にした：
【０１１５】
【表３】
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【０１１６】
実施例24のナトリウム塩なしでは、線維芽細胞の15％は過酸化水素の存在下で24時間後に生存可能であった。これに比べて、200 mgを超える量のゲルの添加は、同じ期間の間、100％の細胞が生存可能となった。
実施例49  組織培養の足場
組織培養工学での使用のための高多孔性三次元構築物の製造は、特別な技術を要する(例えば、発泡剤または臨界超過CO2の使用)。これらの特別な化学物質および工程の必要なく構築物を製造することができれば、有利であろう。ポリ(アミド酸)誘導体(実施例1〜29のような)からポリ(イミド)誘導体(実施例35〜41のような)への水の放出を伴う変換は、この要件を満たす手段を提供する。例えば、粉末の実施例22 (100 mg)をPTFEチューブ(6 mm径)中におき、210℃に加熱した。凝縮反応中に放出された水は発泡剤として作用し、結果は実施例35の高多孔性のプラグであった、図13。このようにして製造した足場には、200万細胞(200μl)の密度のヒト皮膚線維芽細胞を播種し、6日間インキュベートした。細胞を播種した材料は、生死細胞染色の共焦顕微鏡により視覚化した、図14。
【０１１７】
実施例50  自己成形デバイス
実施例45に記載の技術は、水性の液体で膨潤させた場合に表面または内部で創られた(二次元または三次元の)設計により命じられる最終形状をとるデバイスに用いることができる。実例として、実施例22の6 mm径のディスクをレーザーにより加熱(実施例45参照)して、各々平坦な表面上に平行な線を創る(図15)。平行線の組を、ディスクの向かい合わせの面上で互いに垂直になるように配置した。水性の液体中に浸漬したときにレーザー設計により膨張を抑え、機械的に予測される「サドル」が得られた(図15)。この技術は、多くの多様な最終デバイス形状を創るのに発展させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図1は、実施例14(左上)およびAEBSF(右上)によるトリプシン(上)の阻害；実施例14(左中)およびAEBSF(右中)によるエラスターゼ(中)の阻害；実施例14(左下)およびAEBSF(右下)によるトロンビン(下)の阻害である。
【図２】図2は、熟成させた阻害剤溶液(0.2M TRIS pH 8、20℃)によるトリプシンの阻害である。
【図３】図3は、48時間インキュベーション時間後のヒツジ半月板軟骨細胞P3の培養におけるAEBSFおよび実施例14の細胞毒性プロフィールである。
【図４】図4は、過剰熱不活化ウシ胎児血清の存在下での実施例14によるエラスターゼの阻害である。
【図５】図5は、実施例6、実施例10、実施例11およびドーパミン(0.2M TRIS pH 8、25℃)の酸化分解である。
【図６】図6は、実施例6、実施例10および実施例11 (0.2M TRIS pH 8、25℃)による鉄イオンの複合体化である。
【図７】図7は、実施例22とヘパリンの等モル複合体の画像である。
【図８】図8は、実施例22と5-(2-アミノエチルアミノ)-1-ナフタレン  スルホン酸、ナトリウム塩誘導体化無水マレイン酸−交互−イソブチレン共重合体との等モル複合体の画像である。
【図９】図9は、2時間のインキュベーション後の実施例23(左上)、実施例31(右上)および実施例30(下)へのヒト皮膚線維芽細胞の接着である。
【図１０】図10は、実施例23のディスクの表面でのレーザー指定パターニング(左)およびそれに続く指定領域へのヒト皮膚線維芽細胞の接着(右)である。
【図１１】図11は、透析ボタン組立品(左)およびUV光照射(365 nm)下でのボタンの実験群からの蛍光発光(493 nm) (右)である。
【図１２】図12は、完全な透析時間推移の画像である。重合体接合体(0.2M TRIS pH 8中に10 mg/ml) 100μlを含む各ボタンは、25℃において過ヨウ素酸ナトリウム溶液(5 ml、94 mM)中に浸漬させた。
【図１３】図13は、実施例22の凝縮により製造した実施例30の多孔性(上)および実施例30を成形することにより得られたねじ頭(下)の画像である。
【図１４】図14は、6日間のインキュベーション後の細胞を播種した足場(ヒト皮膚線維芽細胞)の画像である。
【図１５】図15は、レーザーパターン化した(左)、およびダルベッコ変法イーグル培地中で膨潤させた(右)、実施例22の6 mm径の平坦円形ディスクから創った自己成形デバイス形状である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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