(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の構造を有する繰返し単位を含み、ガラス転移点が２℃〜９１℃であるポリアリーレート：
【化１】
0004312384.tif 000010
（ここで、Ｒは、１８個までの炭素原子を含む飽和及び不飽和、置換及び非置換アルキル、アリール及びアルキルアリール基から成る群から選ばれ、
Ｒ1は、（−ＣＨ2−）aであり、
ａは０〜８の数であり、
ｂは、独立して、０〜８の数であり、
Ｒ2は、１８個までの炭素原子を含む直鎖及び分岐アルキル及びアルキルアリール基から成る群から選ばれ、
Ｒ又はＲ2は、少なくとも１つのエーテル結合を含む）。
【請求項２】
Ｒ1が、−ＣＨ2−ＣＨ2−であり、ｂが１であり、Ｒ又はＲ2の少なくとも１つが、少なくとも１つのエーテル結合を含む請求項１に記載のポリアリーレート。
【請求項３】
Ｒ2が、水素、エチル、ブチル、オクチル及びベンジルからなる群から選択され、Ｒが、少なくとも１つのエーテル結合を含む請求項２に記載のポリアリーレート。
【請求項４】
Ｒが、−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−又は−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−である請求項３に記載のポリアリーレート。
【請求項５】
Ｒが、−ＣＨ2−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−及び（−ＣＨ2−）zからなる群から選択され、かつＺが２〜８の整数である請求項３に記載のポリアリーレート。
【請求項６】
Ｒ2が、
−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＨ
である請求項５に記載のポリアリーレート。
【請求項７】
以下の構造で示されるチロシン誘導ジフェノール化合物。
【化２】
0004312384.tif 000011
（式中、Ｒ1は、（−ＣＨ2−）aであり、
ａは、０〜８の値を有し、
ｂは、０〜８の値を独立に有し、そして
Ｒ2は、１８個までの炭素原子を含有する直鎖及び分岐鎖アルキル及びアルキルアリール基からなる群から独立して選択され、
Ｒ2は、少なくとも１つのエーテル結合を含む。）
【請求項８】
Ｒ1が、−ＣＨ2−ＣＨ2−であり、ｂが１である請求項７に記載のジフェノール化合物。
【請求項９】
Ｒ2が、
−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＨ
である請求項８に記載のジフェノール化合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願との相互引照
本発明は、米国特許出願第60/081,502号に基く優先権を主張するものであり、その開示を本発明の参考とする。
政府のライセンス権利
米国政府は、本発明における支払い済みのライセンスを有し、また本件特許権者が、ナショナルインスティチューツオブヘルス(National Institutes of Health)により承認された、認可No.GM-49849によって必要とされる、妥当な期間、他人とライセンス契約することを制限する権利を有する。
【技術分野】
本発明は、コポリマー構造内の少なくとも２個所の異なるかつ独立した可変領域において、該コポリマーの構造に、系統的な変化を導入すると言う設計原理に基く、ポリマーライブラリーの構成に関するものである。本発明の方法は、複雑な要件が、注意深いコポリマー構造の最適化を必要とするような、コポリマーの開発に対して、広く適用できる。
本発明は、また米国特許第5,587,507号に記載されているような、チロシン由来のモノマーの調製、および米国特許第5,216,115号および第5,317,077号に記載されているような、ポリアリーレートの調製並びにその利用にも関連する。上記米国特許を本発明の参考文献とする。
【０００２】
【背景技術】
新規薬物の開発用の主導的な化合物を同定する方法における、大幅な変更に導く組み合わせ法は、LoweによるJCS Reviews, 1995, pp. 309-317に記載されている。製薬工業において通常実施されているように、組み合わせ法は、多数の構造的に関連する化合物(殆ど常に、単一の反応容器内にある)を生成し、次いで選択的なバイオアッセイによる有力な主導的化合物を同定するために利用されている。このような組み合わせ法は、Mischer, ChemTracts-Org. Chem., 1995, 8(1), pp. 19-25に記載されている。この方法は、エンジニアリングポリマーまたは生体物質の設計には、容易に適用することはできない。モノマー混合物から開始し、かつ同一の反応容器内で多数の異なるポリマーを製造すると、ポリマー混合物が得られ、該ポリマー混合物を、個々の化合物に分割することは困難であろう。このような方法は、EP 789,671号に記載されており、触媒活性を持つポリマーの設計において有用であるが、これら方法は、個々の材料の諸特性を最適化する必要がある、ポリマーの設計のためには役立たない。
【０００３】
ポリマーの化学的構造とその諸特性との間の相関は、巨大分子構造が初めて認識された、1930年代初期以来、探索されるようになった。しばしば、物質が、構造的に無関係の物質の「セット」において研究された。例えば、ガラス、鉄、紙、木材およびポリエチレンの引張り強さに関する研究は、与えられた任意の用途に適した強度をもつ物質の同定に導く可能性があるが、該テスト物質の構造における、何等かの系統的な変化が存在しないために、このような研究から、一般的に有用な如何なる結論をも導くことは、不可能である。
【０００４】
幾分不自然さの大きな設計研究が、Ertel等, J. Biomed. Mater. Res., 1994, 28:919-930により例示された。ここでは、4種のポリマーからなる群が検討された。該ポリマーは、同一の骨格構造を持つが、各繰り返し単位において、該ポリマー骨格に結合した、アルキルエステルペンダント鎖の長さにおいて異なっていた。この研究においては、比較的少数のポリマーが比較され、ペンダント鎖長増大が、選択されたポリマーの特性、例えばガラス転移点、化学的分解速度等に及ぼす効果に関して、妥当な結論が導かれた。数百に及ぶこの種の研究が、文献に報告されているものと予測される。この設計研究における主な制限は、僅かに一つの構造上の変更が、検討されたに過ぎないことである。
より一層複雑な設計研究は、2以上の構造的変更の、一連の選択された物質の特性に及ぼす作用を、相互に関連付けることを試みた。例えば、ポリ(アクリル酸)誘導体の分野においては、限られた数の研究が、そのアクリレートペンダント鎖の化学的構造における、同時変化の効果を相互に関連付けることを試みた。このような研究は、文献において公知であるが、組み合わせ合成の一般的なパラダイムは、系統的なかつ規定された構造的特徴を持つコポリマーの組み合わせ合成には、未だ適用されていない。ライブラリー設計のための要件については、この方法は従来技術においては知られていない。
【０００５】
Menger等, J. Org. Chem., 1995, 60:6666-6667は、反応性ペンダント鎖をもつ予備成形したポリマーを、一連の異なる反応試薬を含む反応混合物に暴露した。ランダムなカップリング手順が開始されるので、ペンダント鎖のランダム配列が、既存のポリマー骨格に結合した。本質的に、この方法は、ペンダント鎖配列を持つ追跡不可能な混合物が、殆ど一度に生成されるような方法である。個々の配列を単離できず、また構造的に規定された物質を得ることはできなかった。寧ろ、この混合物全体が、特定の触媒活性につきテストされ、また特定のペンダント鎖配列の何れが、あらゆる観測された触媒活性をもたらすかを、決定することは不可能であった。
多くの異なる工業、医学、および科学的な用途において、注意深く設計されかつ最適化されたポリマー物質を、「特製ポリマー(specialty polymer)」として同定するのに必要なコストおよび時間を考慮すると、(1) 任意の特定の用途に利用できる、候補ポリマー数を増大することができ、かつ(2) 一方ではポリマー構造と、他方では物質の特性および性能とを、相互に関連付ける研究を系統化できる、新たなパラダイムおよび方法の開発に対する大きな需要がある。
【０００６】
【発明の開示】
この要求は、本発明によって満たされる。本発明の重要な一局面は、並行的な様式で多数のポリマーを合成して、得られるライブラリー中に含まれる各ポリマーを、その反応容器内で純粋な形で得ることができるように、モノマー系を使用する。この方法の重大な利点の一つは、一方では得られるポリマーの化学組成における系統的な変化と、他方では広範囲に渡る物理化学的特性および生物学的特性との間の、単純かつ有用な相関関係の確立を容易にする、ポリマーライブラリーが得られることにある。
この方法の実際の有用性は、A-B型、またはA-B-C型等のコポリマーの生成をもたらす化学的な設計に依存する。A-B型ポリマーの例では、2組の反応試薬AmおよびBn、即ちA群のモノマー全てと、B群のモノマー全てとの可能な全ての組み合わせによる共重合は、全体でA×B個の生成物を含むライブラリーを与えるであろう。これらAおよびBモノマーが、計画的な構造的な設計上の特徴を持つ場合には、該生成するライブラリーは、これら特徴の有益な組み合わせを与えるであろう。
【０００７】
系統的に変化する特性を持つ大きなポリマー列の、迅速な開発におけるこの方法の有用性は、この原理を、2種以上のモノマー種から誘導されたポリマーにまで拡張することによって、更に例示することができる。例えば、A-B-Cターポリマー設計を利用して、10Aと10Bおよび10Cとを含む群の共重合は、1000種の異なる組み合わせを与えるであろう。明確化のために、以下の議論を、厳密に交互A-B型のコポリマーに限定するが、ここで論じる原理は、2種を越える異なるモノマー種から誘導される交互ポリマーに対して、容易に拡張できることを理解すべきである。
【０００８】
従って、本発明によれば、今や、一つの構造的な鋳型から誘導される一群のモノマーと、もう一つの群の、異なる構造的鋳型から誘導されたモノマーとを共重合して、該第一群の全構成員と、該第二群の全ての構成員との、好ましくは並行的な(PARALLEL)合成による共重合によって、得られるコポリマーライブラリーの個々の構成員が、重要な最終用途用の特性における、希な系統的かつ規則的な変化を示すような、該コポリマーライブラリーを得ることが可能となった。従って、本発明の一局面によれば、多-次元コポリマー列(アレイ)が得られ、該アレイは、少なくとも2種の独立に変え得るモノマー群から重合された複数のコポリマーを含み、ここで該重合は以下の工程により特徴付けられる:
(a) 変更されない重合性の官能基をもつ、第一の相同的に変更されるモノマー群を選択し、
(b) 該第一のモノマー群の該重合性官能基と反応性であって、コポリマーを形成する、変更されない重合性の官能基をもつ、少なくとも一つの付随的な相同的に変更される、別のモノマー群を選択し、および
(c) 別途、該第一のモノマー群における複数のモノマーと、該付随的モノマー群の各々から選択された複数のモノマーとを反応させて、複数のコポリマーを形成し、
該モノマー群の相同的な変化を選択して、該コポリマーの少なくとも２つの異なる構造上の特徴を独立に変えたことによる、該コポリマーの少なくとも一つの最終用途特性に及ぼす作用を決定する。
【０００９】
これらコポリマーは、縮合型のコポリマーおよびラジカル重合により調製されるコポリマー両者を含む。各モノマー群における該相同的な変更は、好ましくは各群における該モノマーの該重合性官能基の反応性に及ぼすあらゆる作用を最小化するように選択される。
本発明の目的にとって、同族群は、モノマー群の置換基に関連するばかりでなく、不飽和の導入などの該モノマー骨格構造内の変更、付随的なメチレン単位の挿入、メチレン炭素の、窒素または任意の他の適当な原子による置換、メチレン単位の、酸素または硫黄原子もしくは任意の他の適当な原子による置換、メチレン単位の、ケト単位、アミド単位、またはエステル単位等(これらに制限されない)の他の単位による置換をも含むものとして規定される。本発明の目的にとって、水素は、同族置換群の一員として扱われる。
【００１０】
選択された最終用途用特性が、予想された如く系統的な様式で変化する、ポリマーライブラリーを得るためには、該モノマー群AおよびBは、相補的な構造的変化を与えるように工夫される必要がある。検討するための好ましい目標とする最終用途用の諸特性は、ガラス転移点、表面張力、および生細胞との生物学的な相互作用を包含する。このようなポリマーライブラリーの独特の利用性は、2倍となる。本明細書に記載するような方法は、(1) 任意の特定の用途につき評価するのに利用できる候補ポリマーの数を増大し、(2) ポリマー構造、最終用途特性および性能間の相関に関する研究を系統立てるのに利用できる。
【００１１】
従って、本発明のもう一つの局面によれば、コポリマーの少なくとも2つの異なる構造上の特徴を、独立に変えることによる、該コポリマーの最終用途特性に及ぼされる効果を決定する方法が提供され、この方法は以下の諸工程を含む:
(a) 本発明に従って調製した複数のコポリマー各々の、少なくとも1種の最終用途特性を測定する工程、および
(b) 該コポリマー各々につき測定した各最終用途特性における変化を、該コポリマーの重合に使用した該モノマーにおける、該相同的な変化の関数として比較して、該相同的変化と、該コポリマーにおける該最終用途特性の変化との間のあらゆる関連性を決定する工程、
を含み、結果として、特定の最終用途にとって有用な特性を持つ複数のコポリマーの、特定の構成員を同定する。
【００１２】
本発明の方法を利用することによって、予想外のことに、チロシン由来のジフェノール化合物とジカルボン酸との縮合により調製された、該ポリマー骨格または該ポリマー側鎖にエーテル結合を有する、ポリアリーレートコポリマーが、極めて高い疎水性にもかかわらず、良好な細胞成長基質であることを見出した。従って、本発明のもう一つの局面によれば、ポリアリーレートが提供され、これは以下の式Iで示される繰り返し単位を有する:
【００１３】
【化９】
0004312384.tif 000002
【００１４】
ここで、Rは炭素原子数18までの飽和および不飽和、置換および無置換のアルキルおよびアルキルアリール基から選択される。
R1は、-CH=CH-、(-CH2-)a、および-CHN(L1L2)-から選択され、ここでaは0〜8(両端を含む)の範囲の値であり、またL1およびL2は、夫々独立に水素原子、および炭素原子数18までの直鎖および分岐アルキルおよびアルキルアリール基から選択され、但しL1およびL2は両者共に水素原子を表すことはない。
bは、独立に0〜8(両端を含む)の範囲の値であり、
R2は、水素原子、および炭素原子数18までの直鎖および分岐アルキルおよびアルキルアリール基から選択され、
ここで、RおよびR2の少なくとも一方、およびR1が-CHNL1L2である場合には、L1およびL2の少なくとも一方は、少なくとも一つのエーテル結合を含む。
【００１５】
エーテル結合含有側鎖をもつ、本発明のポリアリーレートコポリマーは、ジカルボン酸と、少なくとも一個のエーテル結合をもつ、少なくとも一つの側鎖を有するチロシン由来のジフェノール化合物との縮合生成物である。これらジフェノール化合物は、ジカルボン酸と縮合して、予想外にも良好な細胞生育基質であり、かつきわめて高い疎水性を示す、ポリアリーレートコポリマーを形成するその能力のために、新規でありかつ非自明である。従って、本発明のもう一つの局面によれば、チロシン由来のジフェノール化合物が提供され、これは以下の構造式IIを有する:
【００１６】
【化１０】
0004312384.tif 000003
【００１７】
ここで、R1、R2およびbは、上記式Iに関連して記載したものと同一であるが、R2、および/またはR1が-CHNL1L2である場合における、L1およびL2の少なくとも一方は、少なくとも一つのエーテル結合を含む。
本発明のより完全な理解および多くの他の意図された利点は、好ましい態様および特許請求の範囲の、添付図面を参照しつつ記載される以下の詳しい説明によって、容易に得ることができる。好ましい態様および特許請求の範囲は、本発明の原理および現時点において実施しようとしている最良の態様を記載している。
【００１８】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
本発明の一般的概念及びその生体材料開発における用途は、本願明細書において、前述の米国特許第5,216,115号に開示された、触媒としてp-トルエンスルホン酸-4-(ジメチル-アミノ)-ピリジニウム(DPTS)を用いるカルボジイミドが媒介した直接ポリエステル化においてジフェノール化合物が脂肪族または芳香族ジカルボン酸と反応するような方法に従って、二酸とジフェノールとの縮合によって調製したポリアリーレートコポリマーについて説明する。しかし当業者は、生体材料の調製に加え、その他の最終用途のための他の縮合又は遊離ラジカル重合反応に、この概念が拡大され得ることを理解するであろう。
【００１９】
例えば、重合性官能基がヒドロキシル基又はカルボン酸基であるようなモノマー系に加え、縮合型重合反応における本発明での使用に適した他のモノマー系は、重量性アミノ、エステル、アンヒドロ及びイソシアネート官能基を有するモノマーを含む。重合性官能基は、他のモノマー系の重合性官能基と反応するように活性化されることもある。
【００２０】
第一のモノマー系の重合性官能基がヒドロキシル基又はアミノ基である場合は、追加のモノマー系として使用するのに適したモノマー系は、重合性官能基がカルボン酸、イソシアネート、エステルまたはアンヒドリド基であるようなモノマー系を含む。２種の追加のモノマー系が使用されるような縮合反応について、第二の追加のモノマー系はアルキレンオキシドモノマーを含む。適当なアルキレンオキシドモノマーの例は、エチレンオキシド、ポリエチレンオキシド、イソプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、並びにそれらのブロック及びランダムコポリマーセグメントを含む。
【００２１】
縮合型重合反応は、界面法及び懸濁法の両方を含む。しかし、本発明は更に、イオン重合法を含む遊離ラジカル法によって調製されたコポリマーも含む。
【００２２】
本合成反応は、溶液中又は塊状で、及び触媒が存在する又はしない状態で行うことができる。反応生成物は、更に、化学反応又は架橋により改質され得る。このような合成の特徴は、当業者には周知であり、更なる説明は不要である。
【００２３】
第一のモノマー系として使用する際に特に好ましいモノマー系は、米国特許第5,587,507号及び第5,670,602号に開示された、チロシン由来のジフェノールモノマーであり、これらの特許は本願明細書に参照として組入れられている。好ましいジフェノールモノマーは、デスアミノチロシル−チロシンエステルであり、これはDTエステルと称されている。本発明の目的に関して、エチルエステルはDTEと称され、ベンジルエステルはDTBnなどと称される。前掲の両特許は、これらのモノマーの調製法を開示している。前述のように、ジフェノールモノマーは、米国特許第5,216,115号に開示されたポリアリーレートの合成に使用することができる。
【００２４】
ポリアリーレートの一般的構造は図３に示している。これらの物質は、二酸成分（「A」モノマー）及びジフェノール（「B」モノマー）からなる厳密に交互のA-B型コポリマーである。二酸は、ポリマー骨格において変動することができ、他方ジフェノールはペンダント鎖を付加(appending)又は変更する部分を含む。ジフェノールは、チロシン−由来のダイマーであるが、これは本発明の縮合反応においては単一のモノマーユニットとして機能し、その結果ジフェノールと二酸の縮合生成物は、第三の同族モノマー系を使用しない限りは、厳密に交互のポリアリーレートコポリマーと考えられる。
【００２５】
モノマーの各セットは、図４に示されたスキームに従って変動される１個の構造鋳型に由来した。これらの化合物のみが、それらの反応基で大まかに確定された反応性を有する二酸及びジフェノールのモノマーセットに含まれる点には注意が必要である。前述の選択基準を基に、合計８種の異なる脂肪族二酸及び14種の異なるジフェノールがモノマーセットへ含まれるものとして確定された。
【００２６】
次に、各反応容器が8x14=112種の異なるモノマー組合せの中の１種を含むような、小さい反応容器のグリッドが、振盪水浴中に配置された。これらの最初の実行可能性試験において、モノマー及び試薬の添加は手動で行われたが、反応容器内の適当なモノマー及び試薬の分注処理は、容易に自動化することができるであろう。
【００２７】
112種のポリアリーレートの全ライブラリーの分子量(Mw)は、50,000〜150,000g／モルであった。ポリマーの多分散性は、1.4〜2.0の範囲であった。これらの値は、ライブラリーに含まれた全てのポリマーが、それらの各材料特性について意味のある比較を成すのに十分な大きさの分子量及び十分に類似した多分散性を有していることを示している。1H-NMRにより、全てのポリマーが、予想された化学構造を有することが確認された。
【００２８】
その後各ポリマーの少なくとも１種の最終用途特性が測定され、かつ測定された各最終用途特性の変動は、同族変動体及びモノマー系の間のいずれかの関係又は関係の欠如、並びに得られたポリマーの最終用途特性の測定された変動を決定するための、モノマー系内での同族変動の機能として比較される。最終用途特性は、同時に、連続して又は空間的に(spatially)選択された方法によって測定することができる。測定法は、ELISA、SAM、クロマトグラフィー法、DSC、TGA、DMA及びTMAを含む。微視的技法も使用することができ、更には押出、溶液流延、圧縮成形、射出成形及びマイクロカプセル化のような処理法も使用することができる。
【００２９】
測定することができる最終用途特性は、典型的には力学的特性、粘弾性特性、形態学的特性、電気特性、光学特性（偏光など）、溶質及び気体の透過性、温度特性（ガラス転移点及び分解特性を含む）、表面張力特性などのような物理特性である。形態学的特性の例は、液晶特性、相分離したミクロドメイン構造形成、短−及び長−距離秩序のポリマー鎖などを含む。電気特性の例は、双極子特性、圧電特性、誘電特性などを含む。
【００３０】
測定することができるその他の最終用途特性は、抗菌活性、血液相溶性、組織相溶性、薬物放出特性、生体との生物学的相関関係、特に組織工学における足場構築に必要な細胞接着及び増殖を補助する能力、in vivoにおける加水分解による分解、タンパク質吸収特性などを含むが、これらに限定されるものではない。更に別の測定することができる最終用途特性は、加工性、放射線安定性、滅菌適性、接着性、疎水性（空気−水の接触角及び他の方法で測定される）、特定の反応条件に対する安定性などを含むが、これらに限定されるものではない。本発明の目的に関して、最終用途特性は、界面又は懸濁重合法の条件下で生じる縮合型反応にとって十分に混和性であるような縮合型重合反応用のモノマーの同定に本発明の方法を使用することとしても定義される。
【００３１】
別の最終用途特性は、水性又は油性の溶液中における、自己集成、凝集（ミセル形成）及び秩序のあるネットワーク（ゲル）形成に関連している。これらの特性は、ポリマーライブラリーの設計において使用されるモノマーの親水性−疎水性のバランスにより制御することができ、かつ溶液のレオロジー試験、動的光散乱法、又は例えば原子間力顕微鏡のような顕微鏡法による自己集成した凝塊の視覚検査において測定される。
【００３２】
重要な力学的最終用途特性は、引張り強さ、ヤング率、降伏強さを含む。重要な温度特性は、ガラス転移点である。その他の重要な最終用途特性は、表面張力、疎水性の測定値としての空気−水接触角、及び生存細胞との生物学的相互作用である。
【００３３】
図１は、112種の各ポリマーについての、ガラス転移点（Tg）を示し、図２は接触角の値を示している。これらのヒストグラムは、Tg及び接触角の値が、どのように広い範囲にわたって増加変動するかを示している。Tg値は、2〜91℃を変動し、ポリマー毎に約1℃の間隔で増加したのに対し、空気−水の接触角は、64〜101°の範囲であり、ポリマー毎に約0.5°の間隔で増加した。
【００３４】
非常に多数のポリマーを含むより詳細な相関関係を築くには２種の有用な方法がある。第一には、ジフェノール反復ユニットのポリマーペンダント鎖を変更する一方で、ポリマー骨格組成を一定に維持することで可能である。例えば、コハク酸から調製されたが、異なるペンダント鎖のアルキルエステルを保有する全てのポリマーがこのようなサブグループとなるであろう。第二に、二酸反復ユニットに由来するポリマー骨格が変動する場合であっても、ペンダント鎖が一定に維持される場合には、ポリマーのサブグループでの検証(look)が可能である。メチルエステルペンダント鎖を有するが異なる二酸を含有するポリマーは全て、このようなサブグループとなるであろう。この方法を用いて、ライブラリー内の選択されたポリマーサブセットをより詳細に相関関係を検証することが開発された。
【００３５】
図5a及び5bは、可変領域（図４の「Y」及び「R」）が脂肪族、酸素非含有部分であるような72種のポリマーサブセット間の構造特性相関を示している。総柔軟性インデックス(total flexibility index)(TFI)は、骨格及びペンダント鎖において改質点に組込まれた炭素原子数と定義される。それらの可変領域に酸素原子を含有するポリマーを除外することで、ペンダント鎖の立体的嵩及びポリマー骨格の易動性／柔軟性に関連した作用を分離することが可能になる。
【００３６】
これらのポリマーのTg値及び接触角値対TFIのプロットを図5aに示した。これらのプロットは、TFIが増大すると、Tg値は指数関数的に減少すること、及びTg値は、図5aに示された式に合致する曲線によりモデル化されることを示した。空気−水接触角は、TFIと直線関係にあった（図5b）。概して、ペンダント鎖又は骨格のいずれかにおけるメチレン基数の変動は、Tg及び接触角の広範かつ予測可能な形式での変更について有効な手段である。
【００３７】
骨格及びペンダント鎖の化学構造によって左右されるTg及び接触角のより詳細な関係は、図6A及び6Bに示し、これらは、ペンダント鎖及び骨格のメチレン基の数が増加するにつれて、各々、Tgがどのように変化するかを説明する２種のプロットである。これらのプロットの各点は、一種の特定のポリマー（分枝したポリマー、芳香族ポリマー、並びに「R」及び「Y」可変領域に酸素を含有するポリマーは除く）を示している。メチレン基がペンダント鎖又は骨格のいずれかに付加されると、Tg値は指数関数的に減少した。指数関数曲線は、交叉することは無く、類似した形は、ペンダント鎖又は骨格のいずれかにおける変更が、同様のTgの変化を生じることを示している。
【００３８】
更にこのポリアリーレートライブラリーの注目すべき点は、選択されたポリマーが、体温に近い又はそれ以下のガラス転移点を有することである。従って、これらのポリマーで製造された用具は、移植した際に、ガラス状態を維持するか、又はゴム状態となると予想されるように設計することができる。
【００３９】
接触角の変化に関するプロットの同様のセットを、図7a及び7bに示した。対照的に、空気−水接触角は、メチレン基がペンダント鎖又は骨格のいずれかに付加されるにつれて、直線的に増加する。更にTg相関関係とは異なり、ペンダント鎖又は骨格における変更は、接触角に異なる変化をもたらす。接触角対ペンダント鎖のグラフに認められた急な曲線勾配は、表面の疎水性が、ペンダント鎖におけるメチレン基数の変動により効果的に影響を受けたことを示唆している。この勾配は、比較的少ないメチレン数の同族体についての改質の方が、比較的多い同族体よりも、より大きい。
【００４０】
従って、メチレン基のペンダント鎖への付加は、セバシン酸ポリマーにおいてよりも、コハク酸ポリマーにおいての方がより大きい相対作用をもたらす。このようなポリマー構造と物理的特性の間の詳細で予測できる相関関係は、本願明細書に記したコンビナトリアル法を使用しない場合には通常得ることができないことは注目に値する。
【００４１】
骨格の分枝は、3-メチルアジピン酸系ポリマーで研究された。ジフェノールペンダント鎖を一定に保ちつつ、かつ二酸骨格を変更することはTgに軽度に影響し、2℃の上昇から5℃の下降まで変動し、全体を通して平均1℃の下降であることが発見された。イソ−及びsec−ブチルエステルに関するペンダント鎖の分枝の研究では、二酸骨格が一定に維持されたとしても、Tgは、直鎖ペンダント鎖ポリマーよりも平均6℃の上昇を生じた（3〜10℃範囲）。ペンダント鎖上又は骨格中のいずれかを問わず分枝は、空気−水接触角によって測定されるような表面の疎水性に関して、ほとんど認識可能な影響をもたない。
【００４２】
図1及び2は、ジフェノールペンダント鎖及び二酸骨格のメチレン基への酸素原子の置換が、ガラス転移点に顕著な影響を及ぼすことを示している。二酸骨格の酸素置換は、Tgを上昇した。グルタル酸系ポリマーとジグリコール酸系ポリマーとを比較すると、二酸骨格中での１個のメチレン基の酸素原子との置換は、各々のTg値において平均8℃（2〜13℃の範囲）上昇をもたらした。
【００４３】
他方で、ジフェノールペンダント鎖における酸素置換は、DTG系ポリマーをDTO系ポリマーと比較した場合、Tgが下降した。酸素置換されたDTG系は、完全に炭化水素であるDTO系ポリマーよりも、平均13℃（11〜15℃の範囲）Tgが低かった。
【００４４】
二酸の骨格又はジフェノールのペンダント鎖のいずれかの酸素置換は、可変領域にメチレン基のみを有する対応するポリマーと比べて、ポリマーの表面疎水性を減少した。ジオキソエタン二酸由来のポリマーは全て、空気−水接触角が、スベリン酸由来の対応するポリマーよりも、平均5°（0〜10°の範囲）低かった。同様に、酸素含有DTGペンダント鎖を伴うポリマーライブラリーは全て、対応するDTOポリマーの接触角よりも平均10°（2〜17°の範囲）低い空気−水接触角を有した。更にポリ（DTDジグリコレート）のような一部のポリマー（空気−水接触角＝97°）は、ポリマー骨格においてメチレン基が酸素原子により置換されるにもかかわらず、非常に疎水性の表面を有した。
【００４５】
前述のポリアリーレートライブラリーは、広い範囲の力学的特性を包含している。定量的には、最硬質のポリアリーレートは、ポリ（D,L-乳酸）に似た力学的特性を有する一方、このライブラリーで最も柔軟なポリマーは、軟質ポリシロキサンの力学的特性に似た特性を有する。Tgを減少するために、ガラス転移点28℃〜78℃で5℃間隔で示されるように選択された11種のポリマーサブセットの力学的特性を表１に示した。この材料のサブセットにおいて、ヤング率は0.28から1.68GPaまで変動し、かつ降伏強さは5.8〜44.8MPaの範囲であった。ポリマー構造と硬度又は降伏強さの間に認められるような増加関係はなかった。しかし、ガラス転移点が35℃以下のこのようなポリマーは、ガラス状からゴム状へのそれらの切迫した転移に関連し、硬度及び引張り強さの劇的な低下を示した。
【００４６】
【表１】
表１.  選択されたポリアリーレートの室温（22℃）での力学的特性
0004312384.tif 000004
【００４７】
このポリマーライブラリーの重要な態様の1つは、物質の性質が全ライブラリーを通してかなり一定していることである。例えば、112種のポリマー全ての分解温度(TGA、オープンパン、窒素雰囲気で測定した)が300℃より高く、全てのポリマーが無定形であり、常用の有機溶媒(塩化メチレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド)に易溶性であった。従って、ライブラリーに含まれるポリマーは全て、ソルベント注型、圧縮成形、及び押出成形によって加工され易いものであり得る。
ポリマー構造と細胞応答間の予想外の系統的相関は、ポリアクリレートライブラリーのユニークな態様であり、直鎖ジフェノールペンダント鎖(メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル及びドデシル)を７種の直鎖二酸主鎖構造と組合わせてもつ42種の試験ポリマーのサブグループから調製された増殖表面上の線維芽細胞増殖の実験において試験管内で認められた。
これらのポリマーは生理的条件下で分解性であるが、浸出性汚染物質又は分解産物の放出は見られず、質量損失は数ヵ月間起きない。線維芽細胞増殖は、組織培養ポリスチレン(TSPS)皿上に典型的に見られるものに近似するもの(ポリ(DTMグルタレート)及びポリ(DTMスクシネート))から増殖が完全にないもの(ポリ(DTDアジペート)及びポリ(DTDスクシネート))までの範囲である。一般に、酸素を含まない二酸に由来する物質上での線維芽細胞の増殖は、接触角と直線的に強く相関する(図７ａ及び図７ｂ)。負の急な勾配の曲線によって示されるように、空気-水接触角が65〜100°に大きくなるにつれて細胞増殖が減少する。これは、疎水性ポリマー表面が線維芽細胞にとって悪い細胞増殖基質であるという一般的な所見と一致する。
【００４８】
線維芽細胞増殖は、絶対接触角測定よりポリマーの化学構造に感受性がある。メチルエステルペンダント鎖(DTM)をもつポリマー系は、接触角が66°〜77°でさえ全てほとんど等価な増殖基質である(平均91％のTCPS増殖; 範囲79〜115％)。同様に、ライブラリーの中には、種々のレベルの細胞増殖を支持する接触角が匹敵するポリマーがいくつかある。例えば、ポリ(DTBセバケート)及びポリ(DTHアジペート)の空気-水接触角は84°であるが、細胞増殖(TCPSに相対する)はそれぞれ58％と16％である。言い換えると、同じ二酸でも異なるペンダント鎖をもつそれぞれのポリマーのサブグループの中では、メチレン基がペンダント鎖に逐次付加されるのにつれて細胞増殖は直線的に減少する。しかしながら、この減少は、表面の絶対接触角測定と直接関係せず、それぞれの回帰曲線の勾配はそれぞれのポリマーサブグループについて異なる。即ち、ポリマー主鎖中の二酸の化学構造は、ペンダント鎖に対する細胞応答をモジュレートする。
酸素が主鎖中に置換されたポリマー(ジグリコレートやジオキサオクタンジオエート系)について、線維芽細胞増殖はペンダント鎖長や表面疎水性にほとんど感受性がなかった。この相関は、図７ａ及び図７ｂに直線のカーブフィットの負の勾配が劇的に小さいことにより示されている。主鎖に酸素含有二酸をもつポリマーは全て、予想外にも、表面疎水性に無関係に一様に良好な線維芽細胞増殖基質である。
【００４９】
細胞応答に対する酸素置換の影響の特に驚くべき例は、ポリ(DTDグルタレート)とポリ(DTDジグリコレート)の直接比較である(図７ａ)。これらの2つのポリマーは、ポリ(DTDグルタレート)の主鎖中の1つのメチレン基をポリ(DTDジグリコレート)では酸素で置き換えた以外は同じ構造をもつ。この小さな構造の変化は、ポリマーの全体の性質に対してほとんど影響せず、2つのポリマーは、それぞれ96°と97°のほとんど同じ空気-水接触角をもつ。けれども、線維芽細胞はポリ(DTDグルタレート)上で有意な程度まで増殖しないが、ポリ(DTDジグリコレート)から調製された同じ表面上ではかなりの細胞増殖が認められる。これは、注意深いポリマー設計が表面疎水性と細胞増殖間の相関を『分離』することを可能にすることを示すので価値のある発見である。
Ertelら, J. Biomed. Mat. Res., 24, 1637-1659(1990)、及びStecleら, J. Biomater. Sci. Polymer Edn. 6(6), 511-532(1994)に、プラズマグロー放電による酸素化学種の取込みが細胞増殖を向上させ得ることが報告された。この方法は、ランダム方式で酸素化学種を取込み、空気-水接触角の対応する減少と関連がある。本発明のポリアクリレートライブラリーにおいては、1つのメチレン基の1つの酸素原子による選択的置換は、ポリマー主鎖中の特定の位置で起こり、基質の細胞増殖特性を顕著に改善させつつ空気-水接触角に対する影響はほとんどない。この発見は、現在の文献には前例がない。
【００５０】
従って、本発明は、式I(式中、R、R1、R2及びbは上記式Iと同じであり、R、R1及びR2の少なくとも1つはエーテル結合を有する。)の構造を有するポリアクリレートコポリマーを含んでいる。R1は、好ましくは-CH2-CH2-であり、bは、好ましくは1である。Rがエーテル結合を有する場合、R2は好ましくは水素又はエチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基又はベンジル基である。
Rがエーテル結合を有する場合、好ましくは-CH2-O-CH2-又は-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-である。R1又はR2がエーテル結合を有する場合、Rは、脂肪族の場合、好ましくは炭素原子4〜12個を有する。芳香族の場合、Rは、好ましくは炭素原子8〜14個を有する。Rは、更に好ましくは、ポリアクリレートを重合するジカルボン酸が重要な天然に存在する代謝物質か又は高度に生物適合性化合物であるように選ばれる。従って、好ましい脂肪族ジカルボン酸としては、クレブスサイクルとして知られる細胞呼吸経路のジカルボン酸中間体が含まれる。これらのジカルボン酸としては、α-ケトグルタル酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸又はオキサル酢酸が含まれる。他の好ましい生物適合性物質としては、セバシン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸又はアゼライン酸が含まれる。好ましい芳香族ジカルボン酸は、特に、テレフタル酸、イソフタル酸又はビス(p-カルボキシフェノキシ)アルカン、例えば、ビス(p-カルボキシフェノキシ)プロパンである。Rは、-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-C(=O)-、-CH=CH-及び(-CH2-)z (zは2〜8の整数である。)より選ばれることが最も好ましい。
【００５１】
R1は、-CHNHL1か又は-CHNL1L2 (式中、少なくとも1つのエーテル結合はL1又はL2のアルキル基にある。)である場合にエーテル結合を含み得る。R1かR2がエーテル結合を有する場合、その部分は、好ましくは-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2OHである。本発明のポリアクリレートコポリマーの重量平均分子量は、約20,000〜400,000、好ましくは約100,000であり、補正せずにポリスチレン標準に相対するGPCで測定した。
R1かR2が少なくとも1つのエーテル結合を有するチロシン誘導ジフェノールモノマーも本発明の範囲内に含まれる。そのモノマーは、式II(式中、R1、R2及びbは上記式IIと同じである。)の構造を有する。R1は、好ましくは-CH2-CH2-であり、その場合、R2はエーテル結合を有し、好ましくは上記-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2OHである。R1が-CHNHL1か又は-CHNL1L2 (式中、L1か又はL2は少なくとも1つのエーテル結合を有する。)である場合には、R2は、好ましくは水素又はエチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基又はベンジル基である。L1又はL2の好ましいエーテル結合含有部分も上記CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2OH-である。
【００５２】
モノマーの選択を決定する上記ポリアクリレートコポリマーの2つの一般的な特徴は、Tg、接触角、機械的性質及び細胞応答を含む個々の性質が広範囲にわたって漸進的に変化しなければならないこと、及び無定形の形態、加水分解不安定性、加工性、及び生物適合性のような性質が広範囲に似ていることであった。この近位の性質可変性の利点は、構造的に類似したポリマーが一般的な方法では関連があるがほかの方法では異なる用途に使用し得ることである。ポリマーを開発するこの方法には、そのライブラリーからの物質が用途について厳密な評価(例えば、FDA)を巧く受けることにより一旦確立すると、他のライブラリー物質が他の用途について速やかに開発することができることから著しい経済的刺激がある。上記のポリアクリレートコポリマーは、分解性物質を必要とする医学的用途に用いるために設計された。例えば、医学的用途には、疎水性(低接触角)である軟質の柔軟な(低Tg)物質が必要であり、他の用途には親水性である相対的に硬質の剛い(高Tg)物質が必要であり、いずれの用途も、全てのライブラリーの中で成形による加工性、生物適合性、分解性、及び無定形形態のような物質を一般的に共有する性質が必要である。
【００５３】
上記のポリアクリレートコポリマーについては、モノマーは、ポリマーの自由体積、バルキネス、可撓性、及び疎水性の漸進的違いを得るように選ばれた。2組のモノマーにおける対応する構造上の変化は、同様に、ポリマーの性質に影響しなかった。従って、モノマーの変性は、ペンダント鎖の変化がポリマー主鎖の同じ変性と同様の影響をポリマーの性質に及ぼさないことから相補的であった。ペンダント鎖と主鎖構造に対する3種類の広範囲の変性は、(1)メチレン基の数を変える単純な同族型な変化、(2)メチレン基を酸素に置換すること、及び(3)枝分かれであった。ペンダント鎖の変性は、一般の合成法によって調製されるチロシン誘導ジフェノールを用いて全て行われ、主鎖の変性は、市販の二酸とヒドロキシフェニルアルキル酸の思慮深い使用によって達成された。
【００５４】
同様な改変はWO 98/36013のポリ（アミドエステル）において有用な結果を与えると期待される。この文献の開示は引用により本発明に含まれるものとする。従って、本発明はまた以下の構造を有するポリ（アミドエステル）を含む。
【００５５】
【化１１】
0004312384.tif 000005
【００５６】
式中R3は-CH=CH-、(-CH2)a、および-CHN(L1L2)から選ばれ、ａは０〜２の値であり、L1およびL2は水素、18個までの炭素原子を有する直鎖および分枝アルキルおよびアルキルアリール基から独立に選ばれるが、L1とL2が両方とも水素であることはない。R5およびR6は各々、水素、18個までの炭素原子を有する直鎖および分枝アルキル基から独立に選ばれ、R4は(-CH2)bであり、ｂは独立に０〜８の値である。R2は18個までの炭素原子を有する直鎖および分枝アルキルおよびアルキルアリール基から選ばれ、Rは18個までの炭素原子を有する飽和および不飽和の置換および未置換アルキル、アリールおよびアルキルアリール基から選ばれる。R、R2、R5、R6の少なくとも一つ、およびR3が-CHNL1L2である場合にはL1またはL2は少なくとも1個のエーテル結合を含む。
R3は好ましくは(-CH2-)a（ａは０）であり、R5およびR6は好ましくは、水素およびメチルから独立に選ばれる。最も好ましくは、R5およびR6の少なくとも一つは水素であり、もう一方は、水素でない場合はメチルである。ｂの値は好ましくは１である。従って、RおよびR2の少なくとも一つは少なくとも1個のエーテル結合を含むことが好ましい。RおよびR2に関する好ましいエーテル種および非エーテル種は本発明のポリアリーレートについて記載したものと同じである。
【００５７】
従って、本発明はまた以下の構造を有する脂肪族−芳香族ジヒドロキシモノマー化合物を含む。
【化１２】
0004312384.tif 000006
【００５８】
式中、R3は-CH=CH-、(-CH2)a、および-CHN(L1L2)から選ばれ、ａは０〜２の値であり、L1およびL2は水素、18個までの炭素原子を有する直鎖および分枝アルキルおよびアルキルアリール基から独立に選ばれるが、L1とL2が両方とも水素であることはなく、R5およびR6は各々、水素、18個までの炭素原子を有する直鎖および分枝アルキル基から独立に選ばれる。R4は(-CH2)bであり、ｂは独立に０〜８の値であり；および、R2は18個までの炭素原子を有する直鎖および分枝アルキルおよびアルキルアリール基から選ばれる。R2、R5、R6の少なくとも一つ、およびR3が-CHNL1L2である場合にはL1またはL2は少なくとも1個のエーテル結合を含む。R2、R3、R4、R5、R6の好ましい種、ａおよびｂは、本発明のポリ（アミドエステル）に関して上述したものと同じである。好ましいジヒドロキシモノマー化合物においては、R2のみがエーテル結合を有する。
【００５９】
基本的な構造−特性相関を確立するために基本的に要求されることは、充分に高い分子量を有する各ポリマーの充分な「量」を調製することである。しかしながら、本方法のためには多くの「数」のポリマーが必要とされるため、本方法を実施するためには先行技術が取り上げていない技術的な要求事項がある。第1に、全体のライブラリーを調製するために同じ重合化条件を使用することができるように、重合化官能性において同等の反応性を有する、簡便に精製されたモノマーが好まれる。第２に、定常的にポリマーライブラリーを構築するために、全体の処理を自動化することもかなり重要である。従って、小スケール反応に適合可能な温和かつ再現可能な重合化条件を使用し、その反応からの単離及び精製手順が各ポリマーについて同一である条件を使用することが必要である。自動化の可能性を高めるために、単離及び精製工程は、個々のポリマーが反応容器から決して取り出されないように設計するべきである。
【００６０】
上述したように、ポリアリーレートコポリマーは医療用途に使用することを意図している。本発明の方法論の基礎的な結果は、より有意義な生物学的相関関係が導かれることである。ポリマー構造と肺線維芽細胞の増殖性応答とのin vitro相関関係が確立された。生体医学ポリマーの細胞応答スクリーニング試験が過去に行なわれてきたが、試験物質の化学構造間に共通の構造的特徴がないために化学構造と細胞応答との間の相関関係を明らかにすることが妨げられていた。ポリアリーレートコポリマーは、ある範囲で共通の特性を共有しつつ体系的な変化を示すため、生物学的応答を試験ポリマーの化学構造についての所定の変化に関連付けることが可能であった。これは小さな分子の薬剤の開発のために製薬工業で広く用いられる研究方法であるが、先行技術は分解性ポリマー生体材料の開発に関してこの問題に取り組んでいない。
【００６１】
伝統的に、生体材料分野は特に医学用途に使用されるポリマーよりも寧ろ一般商品ポリマーの利用性に依存してきた。本発明の方法論の利用性は生体材料開発と関連した先行技術には存在しない。
構造改変の関数として変化する具体的な特性をポリアリーレートコポリマーについて既述してきたが、いくつかの特性は本質的に同じまま維持される。加工性の点においては、すべてのポリマーは共通の有機溶媒に可溶性であり、ガラス上にスピンコーティング可能であった。いくつかの試験ポリマーは溶液流延フィルム、圧縮成型フィルム、押出しロッドおよびリボンとして製造された。全ての112のポリマーはアモルファスのようであった。112のポリマーに与えた構造改変は加水分解不安定部分の変化を含まなかった。この部分の相対的加水分解速度は変化したかもしれないが、速度の差は大きくないと期待される。
水取込試験および予備的な分解試験により、ライブラリーポリマーのいくつかから製造されたフィルム中に同様な量の水が取り込まれていることが示唆され、分解速度に僅かな相違があるのみであった。最後に、試験によりチロシン-由来ポリアリーレートは生体共存性であることが強く示唆される。
【００６２】
本発明の方法論は、従前には可能ではなかった方法で、生体医学用途のためのポリマーの選択を容易とするライブラリーを生成する。例えば、空気−水接触角が70°程度のポリマーはしばしば最適な細胞接着および増殖につながる。このポリマーライブラリーから、70°の接触角を有し広範囲のTgにわたる、身体温度でガラス状またはゴム状のいずれかのポリマーを含む、類似の構造のポリマーを選ぶことが可能である。ポリマーの他のサブグループにおいて、ガラス転移を一定にし、空気−水接触角を広い範囲で変化させることができる。
以下に述べる非限定的な実施例は、本発明のある側面を例示したものである。全ての部およびパーセンテージは特に記載しない限りモルパーセントによるものであり、温度はセルシウス度である。全ての溶媒はHPLC等級である。全ての他の試薬は分析等級であり、購入したままのものを使用した。
【００６３】
実施例
実施例１：モノマーの合成
チロシンアルキルエステルを、Ｎ−メチルピロリジノン−エチルアセテート（１：３、チロシンエステル中の濃度１．５Ｍ）又はアセトニトリル（チロシンエステル中の濃度０．７５Ｍ）のいずれかの溶液中、ＥＤＣＩ（１．０当量）及びＨＯＢｔ（０．１当量）を使用して、再結晶化３−（４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸（又は、ある場合においては、４−ヒドロキシフェニル酢酸）とカップリングした。水性ワークアップ（workup）後、デサミノチロシル−チロシルジオール１を、９９％まで（ＨＰＬＣ）及び９８％（ＤＳＣ）の純度で得た。ほとんどの二酸２は、少なくとも９９％の純度で商業的に入手可能であった。純度の低い二酸２は再結晶化した。
【００６４】
実施例２：ライブラリーポリマーの合成
ＰＴＦＥラインドキャップ（lined cap）を有する風袋２０ｍｌのガラスクロマトグラフィーバイアル中、小規模の重合を行い、完全にワークアップした。二酸２及びデサミノチロシル−チロシルジオール１のそれぞれについての１当量の秤量は、高分子量材料が単離されたことを保証するために必要であった。最初に、二酸をバイアル中で直接秤量して、材料の移動による秤量誤差を最小化した。十分な二酸２を使用して、通常０．２０〜０．２５ｇの範囲で秤量される１当量のデサミノチロシル−チロシルジオール１をバイアルに添加した。次いでジメチルアミノピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート（０．０６〜０．０８ｇ）、メチレンクロライド（４ｍｌ）及びジイソプロピル−カルボジイミド（０．３５ｍｌ）を連続的にバイアルに添加し、きつく蓋をして、パラフィルムで覆った。バイアルを Labline 水浴振盪機（モデル3540）に移し、３０±１℃で３６〜４８時間攪拌（２５０ｒｐｍ）した。ワークアップは、各バイアル反応混合物を１６ｍｌのメタノールで希釈する工程、再びバイアルに蓋をする工程、激しく振盪してポリマー３を沈殿させる工程、及び上清をデカントしてバイアル中にポリマーを残す工程から構成された。次いでポリマーをメチレンクロライド（１〜２ｍｌ）中に溶解し、メタノール（１８ｍｌ）を添加し、激しく浸透してポリマーを再沈殿させ、上清をデカントした。メタノール（５ｍｌ）をバイアルに添加し、最終の濯ぎとしてデカントした。ポリマー３を、周囲温度下、減圧下で１日間乾燥し、次いで減圧下、４５℃で１日間乾燥した。
【００６５】
実施例３：実験室スケール（５〜５０ｇ）でのポリマーの合成
等モル量のデサミノチロシル−チロシルジオール１及び二酸２を、窒素雰囲気下でメチレンクロライド中に溶解し、１リットル１首丸底フラスコ中１．４モル（ジオール中）の濃度にした。この溶液に、ジメチルアミノピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート（４．０当量）を添加し、次いでジイソプロピル−カルボジイミド（２．５当量）をシリンジにより添加したところ、その後反応物はおおむね透明になった。約１時間後、沈殿物が明らかになった。反応物を２４〜３６時間攪拌し、次いで分液漏斗に移し、メタノール（少なくとも１０容量）の攪拌（機械的攪拌）溶液にゆっくりと添加して、ポリマー３を沈殿させた。上清をデカントし、ポリマーを分液漏斗に移し、メチレンクロライド（８〜１０％（ｗ／ｖ））に溶解して、メタノール又はイソプロパノール（１０容量）中へ沈殿させた。上清を再度デカントし、次いでポリマーをメタノール（又はイソプロパノール）中で濯いだ。次いでポリマー３を減圧下、周囲温度で２〜３日間乾燥し、更に、減圧下、４５℃で２日間乾燥した。
【００６６】
分子量の決定
ゲル浸透クロマトグラフィーシステムは、Perkin Elmer pump model 250又はWaters pump model 510、Waters 屈折率検出器及び２つのPL-ゲル GPCカラム（孔径１０5及び１０3Å）又は２つのWaters Styragel 7.8 X 300mm GPC （HR3及びHR4）カラム（ＴＨＦ中、流速１ｍｌ／分で連続操作）から構成されていた。分子量は、Digital Venturis FP model 466パーソナルコンピュータ上で Waters Millenium Chromatography Manager ソフトウェアを使用して、更なる補正なしにポリスチレン標準に対して計算した。注入前に、サンプル（５ｍｌ／ｍｌ）をろ過（ＰＴＦＥ、０．４５ｍｌシリンジフィルター）した。
ポリアリーレートライブラリーについての分子量及び多分散性を表２に示す。
【００６７】
表２
ポリアリーレートライブラリーについての分子量（Ｍｗ＝１０3）及び多分散性
0004312384.tif 000007
【００６８】
熱分析／示唆走査熱量測定（ＤＳＣ）
インジウムで較正した熱分析計 model DSC910（TA Instruments, Delaware）を使用して、ポリマーのガラス転移温度（Ｔg）及びモノマーの絶対純度を決定した。Ｔg測定について、各標本を、１０℃／分の加熱速度を用いた２回の連続的走査に付した。５０℃をこえるＴgの１回目の走査の後、標本を液体窒素により５０℃未満のＴgまでクエンチし、直ちに２回目の走査を行い、ガラス転移に関連する吸熱変化の中間点によってＴgを決定した。Ｔg測定の再現性は、異なる標本及びポリマーのバッチについて１℃以内であった。モノマー純度は、予め乾燥（減圧下、５０℃）したサンプル（２〜３ｍｇ）を、温度が融点の約２０℃未満になるまで１０℃／分の速度で加熱し、次いで温度が融点より約１０℃高くなるまで速度を１℃／分に下げて加熱することにより測定した。
ポリアリーレートライブラリーについてのＴg値を表３に示す。
【００６９】
表３
ポリアリーレートライブラリーについてのＴg値
0004312384.tif 000008
【００７０】
熱分析／熱重量分析（ＴＧＡ）
分解温度（Ｔｄ）は、TGA 951（TA Instruments, Delaware）中、熱重量分析により決定し、質量の１０％減少で報告させた。加熱速度は１０℃／分であり、平均サンプル大きさは３０ｍｇであった。
接触角の測定
空気−水接触角は、プローブとして再蒸留水を使用して Rame-Hart 角度計 モデル 100-00-115で測定した。水は、前記の直径約２．５ｍｍの定着滴（sessile drop）の形成から、小容量で、ポリアリーレートをスピンコート（spin coat）したガラス製カバースリップ（glass cover slip）へ堆積（deposit）させた。結果は少なくとも５回の測定の平均値であった（誤差±１°）。
ポリアリーレートライブラリについての接触角値を表４に示す。
【００７１】
表４
ポリアリーレートライブラリーについての接触角値
0004312384.tif 000009
【００７２】
接触角が決定されたスピンコートガラス製カバースリップの製造
ガラス製カバースリップ（直径１８ｍｍ）を、２５％  ＮａＯＨ（１０分間）、２５％  ＨＣｌ（１０分間）及び２％マイクロデタージェント（Micro detergent）（３０分間）の各溶液中、連続的に２回超音波処理した。各超音波処理後、カバースリップを蒸留脱イオン水で徹底的に濯ぎ、最終の濯ぎの後、無水エタノール（５分間）及びメチレンクロライド（５分間）の各溶液中で連続的に２回超音波処理した。スピンコートに必要とされるときまで、カバースリップをメチレンクロライド中で保存し、ピンセットより又はその縁をラテックス製使い捨て手袋をはめた手により、注意深く取り扱った。各ポリアリーレート溶液は、最初に約２０〜３０ｍｇのポリマーを風袋ガラスバイアルに添加し、十分なメチレンクロライドを添加して２．５％（ｗ／ｖ）溶液を得、次いでこれをろ過（ＰＴＦＥシリンジフィルター、０．４５ｍｍ）することにより製造した。カバースリップをメチレンクロライド溶液から取り出し、スパン乾燥（spun dry）した。ポリマー溶液を添加してガラス表面の完全な適用を提供した。これを２０００ｒｐｍで２０秒間スパンした。手順を２回以上繰り返して滑らかな表面を保証し、次いでカバースリップを個々の使い捨てペトリ皿に置き、接触角の測定の前に、減圧下、周囲温度で乾燥した。
【００７３】
細胞増殖アッセイ用スピンコートガラス製カバーグラス製造
ガラス製カバーグラス（直径15 mm）を、接触角測定に用いたカバーグラスと同様に清浄化した。メチレンクロリド中において最終超音波処理をした後カバーグラスを酢酸エチル中で二回洗浄し次に2.5%(w/v) ポリ(スチレン−シラン)コポリマ−酢酸エチル溶液中にて二回（5分間）超音波処理を行った。このカバーグラスをこの溶液にさらに10分間浸漬し、次に1つのカバーグラスをガラス製ペトリ皿中に高く平らに置き、真空下60℃のオーブン中に2日間入れておいた。周囲温度に冷却した後、カバーグラスを真空オーブンから取り出し、酢酸エチル（2×）及びメタノール（2×）中ですすぎ、次に酢酸エチルでもう一度すすいで、粉状にしたアルミニウムホイル上で30分間風乾した。カバーグラスは次にスピンコートを行うまでガラス製バイアル中に保存した。濾過した（PTFEシリンジフィルター、0.45 mm）2.5%(w/v) ポリアリーレート（polyarylate）−メチレンクロリド溶液を使用して、各ガラス製カバーグラスを二回スピンコートし滑らかな表面を確保した。ポリマー溶液を添加してガラス表面を完全に覆い、次にこれを20秒間2000rpmでスピンした。このカバーグラスをピンセットで扱うか若しくはラテックスディスポーザル手袋を着用した手で端部を扱い、非組織培養処理した24-ウェル細胞培養プレート中の各ウェル中に注意深く置き、次にこれを真空下、必要となるまで周囲温度にて保存した。
【００７４】
細胞増殖アッセイ
予め各ポリマーでスピンコートしたガラス製カバーグラスを非組織培養処理ポリスチレン24-ウェルプレート中に置いた。各ポリマーに対して４つのグラス（ｎ＝４）を各アッセイに用い、組織培養ポリスチレンをコントロール物質として用いた。滴下培養技術（drop culture technique）を用いて、10%加熱不活性化ウシ胎児血清を補充したDMEM培養液中の1×104細胞／cm2を各表面に接種し、1時間インキュベートした。
１時間の付加期間の後、各プレートのウェルをPBSで洗浄し、非接着細胞を除去し、培養液で満たし、インキュベーターに戻した。各表面上に存在する繊維芽細胞数を７日後に市販のMTS比色分析アッセイ（Promega, Madison, WI）で測定した。
前述の実施例は本発明がどのように使用して、化学構造及びTgの相関、繊維芽細胞増殖及び空気-水接触角の測定を行うかを示している。
デスアミノチロシル-チロシンジオールの特性データ（以前に文献には報告されていない）は以下のとおりである。全てのジオールはFig.３の一般構造式のバリエーションである。
【００７５】
L−チロシン−N−{３−(４−ヒドロキシフェニル)−１−オキソプロピル}−メチルエステル, DTM
n=2, R2=CH3-
(C19H21NO5)
分子量 343.39
融点(℃) 123-124
1H-NMR(200MHz, DMSO)δ 9.25(s, 1H, フェノール), 9.16(s, 1H, フェノール), 8.27(d, 1H, アミド), 6.96(m, 4H, アリール), 6.67(d, 4H, アリール), 4.40(q, 1H, a-プロトン), 3.59(s, 3H, -O-CH3), 2.60-2.92(m, 4H, -CH2-), 2.33(t, 2H, -CH2-)
13C-NMR(50MHz, DMSO)δ 172.5, 171.9, 156.2, 155.6, 131.5, 130.2, 129.2, 127.5, 115.2, 54.1, 51.9, 37.3, 36.3, 30.4
元素分析Calcd.: C, 66.46; H, 6.17; N, 4.08. Found: C, 66.39; H, 6.26; N, 3.97.
【００７６】
L−チロシン−N−{３−(４−ヒドロキシフェニル)−１−オキソプロピル}−ドデシルエステル, DTD
n=2, R2=CH3(CH2)11-
C30H43NO5
分子量497.68
融点(℃) 93-94
1H-NMR(200MHz, DMSO)δ 9.23(s, 1H, フェノール), 9.14(s, 1H, フェノール), 8.25(d, 1H, アミド), 6.96(m, 4H, アリール), 6.65(d, 4H, アリール), 4.38(q, 1H, a-プロトン), 3.59(t, 2H, -O-CH2-), 2.60-2.86(m, 4H, -CH2-), 2.32(t, 2H, -CH2-), 1.49(bs, 2H, [O-CH2-]CH2-), 1.24(s, 18H, -CH2-), 0.86(bs, 3H, -CH3)
13C-NMR(50MHz, DMSO)δ 172.0, 171.8, 156.3, 155.7 131.4, 130.2, 129.2, 127.4, 115.2, 64.2, 54.2, 37.3, 36.4, 31.6, 30.5, 29.3, 29.0, 28.9, 28.3, 25.5, 22.4, 14.2
元素分析Calcd.: C, 72.40; H, 8.71; N, 2.82. Found: C, 71.88; H, 8.58; N, 2.71.
【００７７】
L−チロシン−N−{３−(４−ヒドロキシフェニル)−１−オキソプロピル}−イソプロピルエステル, DTiP
n=2, R2=（CH3)2CH-
C21H25NO5
分子量371.44
融点(℃) 79(DSC)
1H-NMR(200MHz, DMSO)δ 9.24(s, 1H, フェノール), 9.15(s, 1H, フェノール), 8.22(d, 1H, アミド), 6.96(m, 4H, アリール), 6.67(d, 4H, アリール), 4.84(quint., 1H, [O-(CH3)2]-H), 4.33(q, 1H, a-プロトン), 2.82(t, 2H, -CH2-), 2.65(t, 2H, -CH2-), 2.33(t, 2H, -CH2-), 1.16(d, 3H, -CH3), 1.06(d, 3H, -CH3)
13C-NMR(50MHz, DMSO)δ 171.8, 171.5, 156.2, 155.7 131.5, 130.3, 129.2, 127.4, 115.2, 68.0, 54.3, 37.3, 36.4, 30.4, 21.8, 21.6
元素分析Calcd.: C, 67.91; H, 6.78; N, 3.77. Found: C, 67.61; H, 7.19; N, 3.54.
【００７８】
L−チロシン−N−{３−(４−ヒドロキシフェニル)−１−オキソプロピル}−イソブチルエステル, DTiB
n=2, R2=（CH3)2CH-CH2-
C22H25NO5
分子量385.46
融点(℃) 104.6(DSC)
1H-NMR(200MHz, DMSO)δ 9.23(s, 1H, フェノール), 9.15(s, 1H, フェノール), 8.26(d, 1H, アミド), 6.98(m, 4H, アリール), 6.65(d, 4H, アリール), 4.38(q, 1H, a-プロトン), 3.78(d, 2H, -O-CH2-), 2.60-2.87(m, 4H, -CH2-), 2.32(t, 2H, -CH2-), 1.81(m, 1H, [(-O-CH2)C(CH3)2-]H), 1.76(d, 6H, -CH3)
13C-NMR(50MHz, DMSO)δ 172.1, 171.8, 156.2, 155.6 131.5, 130.2, 129.2, 127.5, 115.3, 70.3, 54.3, 37.3, 36.4, 30.4, 27.5, 19.0
元素分析Calcd.: C, 68.55; H, 7.06; N, 3.63. Found: C, 68.60; H, 7.21; N, 3.55.
【００７９】
L−チロシン−N−{３−(４−ヒドロキシフェニル)−１−オキソプロピル}−sec−ブチルエステル, DTsB
n=2, R2=CH3CH2CH(CH3)-
C22H27O5
分子量385.46
融点(℃) 121(DSC)
1H-NMR(200MHz, DMSO)δ 9.24(s, 1H, フェノール), 9.15(s, 1H, フェノール), 8.24(d, 1H, アミド), 6.98(m, 4H, アリール), 6.67(d, 4H, アリール), 4.70(m, 1H, -O[(-CH2)C(CH3-)]H), 4.35(q, 1H, a-プロトン), 2.60-2.90(m, 4H, -CH2-), 2.32(t, 2H, -CH2-), 1.45(m, 2H, -CH2-), 1.08(d, 3H, -CH3), 0.80(dt, 3H, -CH3)
13C-NMR(50MHz, DMSO)δ 171.9, 171.8, 156.2, 155.7 131.5, 130.3, 129.3, 127.4, 115.2, 72.5, 72.3, 54.4, 54.3, 37.3, 36.4, 30.4, 28.4, 28.3, 19.4, 19.3, 9.6
元素分析Calcd.: C, 68.55; H, 7.06; N, 3.63. Found: C, 68.35; H, 7.18; N, 3.59.
【００８０】
L-チロシン-N-{3-(4-ヒドロキシフェニル)-1-オキソプロピル}-ベンジルエステル, DTBn
n=2, R2=-CH2C6H5
C25H25NO5
分子量  419.49
融点（℃）  113-115
1H-NMR (200MHz, DMSO)δ9.25 (s, 1H, フェノール), 9.16 (s, 1H, フェノール), 8.31 (d, 1H, アミド), 7.30 (m, 5H, アリール), 6.97 (m, 4H, アリール), 6.65 (d, 4H, アリール), 5.07 (s, 2H, Ph-CH2-), 4.44 (q, 1H, a-プロトン), 2.59-2.89 (m, 4H, -CH2-), 2.32 (t, 2H, -CH2-)
13C-NMR (50MHz, DMSO)δ171.9, 156.3, 155.7, 136.1, 131.5, 130.3, 129.2, 128.6, 128.3, 128.1, 127.3, 115.3, 66.1, 54.3, 37.3, 36.3, 30.4
分析 計算値：C, 71.58; H, 6.01; N, 3.34  実測値：C, 71.14; H, 6.31; N, 3.16
【００８１】
L-チロシン-N-{2-(4-ヒドロキシフェニル)-1-オキソエチル}-エチルエステル, THE
n=1, R2=CH3CH2-
C19H21NO5
分子量  343.39
融点（℃）  124-125
1H-NMR (200MHz, DMSO)δ9.25 (s, 2H, フェノール), 8.37 (d, 1H, アミド), 6.97 (t, 4H, アリール), 6.67 (d, 4H, アリール), 4.35 (q, 1H, a-プロトン), 4.05 (q, 2H, -O-CH2-), 3.31 (s, 2H, Ph-CH2-), 2.86 (m, 2H, -CH2-), 1.12 (t, 3H, -CH3)
13C-NMR (50MHz, DMSO)δ171.9, 170.9, 156.3, 156.0, 130.3, 130.1, 127.4, 126.4, 115.2, 115.1, 60.7, 54.2, 41.3, 36.3, 14.2
分析 計算値：C, 66.46; H, 6.17; N, 4.08  実測値：C, 66.41; H, 6.31; N, 4.03
【００８２】
L-チロシン-N-{2-(4-ヒドロキシフェニル)-1-オキソエチル}-ヘキシルエステル, HTH
n=1, R2=CH3(CH2)5-
C23H29NO5
分子量  399.50
融点（℃）  106-108
1H-NMR (200MHz, CDCL3)δ7.73 (bs, 1H, フェノール), 7.59 (bs, 1H, フェノール), 6.91 (d, 2H, アリール), 6.64 (d, 6H, アリール), 6.07 (d, 1H, アミド), 4.78 (q, 1H, a-プロトン), 4.12 (t, 2H, -O-CH2-), 3.46 (s, 2H, Ph-CH2-), 2.93 (m, 2H, -CH2-), 1.62 (m, 2H, -CH2-), 1.28 (bs, 6H, -CH2-), 0.87 (bs, 3H, -CH3)
13C-NMR (50MHz, CDCl3)δ173.2, 172.6, 156.1, 155.8, 131.2, 130.6, 126.8, 125.6, 116.6, 116.2, 66.7, 53.6, 43.0, 37.1, 31.8, 28.9, 25.9, 22.9, 14.5
分析 計算値：C, 69.15; H, 7.32; N, 3.51  実測値：C, 69.13; H, 7.33; N, 3.44
【００８３】
L-チロシン-N-{2-(4-ヒドロキシフェニル)-1-オキソエチル}-オクチルエステル, HTO
n=1, R2=CH3(CH2)7-
C25H33NO5
分子量  427.55
融点（℃）  59-61
1H-NMR (200MHz, CDCL3)δ7.60 (bs, 2H, フェノール), 6.90 (d, 2H, アリール), 6.67 (d, 6H, アリール), 6.07 (d, 1H, アミド), 4.79 (q, 1H, a-プロトン), 4.14 (t, 2H, -O-CH2-), 3.46 (s, 2H, Ph-CH2-), 2.93 (m, 2H, -CH2-), 1.63 (bs, 2H, -CH2-), 1.26 (s, 10H, -CH2-), 0.86 (bs, 3H, -CH3)
13C-NMR (50MHz, CDCl3)δ173.2, 172.6, 156.1, 155.8, 131.2, 130.6, 126.8, 125.7, 116.6, 116.3, 66.7, 53.6, 43.0, 37.1, 32.2, 29.6, 28.9, 26.3, 23.1, 14.6
分析 計算値：C, 70.23; H, 7.78; N, 3.28  実測値：C, 69.94; H, 7.46; N, 3.16
【００８４】
L-チロシン-N-{3-(4-ヒドロキシフェニル)-1-オキソプロピル}-{2-(2-エトキシエトキシ)エチル}エステル, DTG
n=2, R2=CH3CH2O-CH2CH2O-CH2CH2-
C24H31NO7
分子量  445.53
融点（℃）  周囲温度で油
1H-NMR (200MHz, CDCl3)δ7.62-7.50 (bs, 2H, フェノール), 6.88 (d, 2H, アリール), 6.70 (q, 6H, アリール), 6.34 (d, 1H, アミド), 4.78 (q, 1H, a-プロトン), 4.17 (bs, 2H, -O-CH2-), 3.60 (bs, 6H, -CH2-O-CH2-O-), 3.51 (q, 2H, -O-CH2-メチル), 2.90 (m, 2H, -CH2-), 2.76 (m, 2H, -CH2-), 2.37 (m, 2H, -CH2-), 1.16 (t, 3H, -CH3)
13C-NMR (50MHz, CDCl3)δ173.5, 172.2, 155.8, 155.1, 132.1, 130.8, 129.8, 127.3, 116.0, 70.9, 70.1, 69.2, 67.3, 53.9, 38.7, 37.3, 31.1, 15.5
分析 計算値：C, 64.70; H, 7.01; N, 3.14  実測値：C, 64.88; H, 6.79; N, 3.03
【００８５】
L-チロシン-n-[3-(4-ヒドロキシフェニル)-1-オキソプロピル]-[2-(2-エトキシエトキシ)エチル]エステル, DTG
C24H31NO7
分子量  445.53
融点（℃）  周囲温度で油
1H-NMR (200MHz, CDCl3)δ7.62-7.50 (bs, 2H, フェノール), 6.88 (d, 2H, アリール), 6.70 (q, 6H, アリール), 6.34 (d, 1H, アミド), 4.78 (q, 1H, α-プロトン), 4.17 (bs, 2H, -O-CH2-), 3.60 (bs, 6H, -CH2-O-CH2-CH2-O-), 3.51 (q, 2H, -O-CH2-CH3), 2.90 (m, 2H, -CH2-), 2.76 (m, 2H, -CH2-), 2.37 (m, 2H, -CH2-), 1.16 (t, 3H, -CH3)
13C-NMR (50MHz, CDCl3)δ173.5, 172.2, 155.8, 155.1, 132.1, 130.8, 129.8, 127.3, 116.0, 70.9, 70.1, 69.2, 67.3, 64.9, 53.9, 38.7, 37.3, 31.1, 15.5
13C-NMR (50MHz, DMSO)δ171.9, 156.2, 155.7, 131.5, 130.3, 129.2, 127.4, 115.2, 70.1, 69.4, 68.4, 65.8, 64.0, 54.2, 37.3, 36.3, 30.4, 15.3
分析 計算値：C, 64.707; H, 7.01; N, 3.28  実測値：C, 64.88; H, 6.79; N, 3.03
【００８６】
前述の実施例及び好ましい実施態様の記載は、本発明を制限するというよりはむしろ説明するためのものであると解するべきである。容易に理解されるであろうが、上述した特徴の種々の変更及び組み合せが、本発明から逸脱することなく利用可能である。そのような変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱するとは認められず、また、全てのそのような変更は本発明に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図1は、ポリマーのガラス転移点(Tg)と、ポリマー骨格(y軸)およびペンダント鎖(x軸)の化学的構造との間の相関関係を示した図である。
【図２】  空気-水接触角(表面疎水性の尺度)と、ポリマー骨格(y軸)およびペンダント鎖(x軸)の化学的構造との間の相関関係を示した図である。
【図３】  本発明のポリアリーレートの一般的な構造を示す図である。
【図４】  図4aおよび4bは、本発明のポリアリーレートコポリマーを製造するのに、本発明の方法で使用した、第一および第二の同族モノマー群を示す図である。
【図５】  図5aは、Tgと、該ポリマー骨格およびペンダント鎖の変更点に組み込まれた炭素原子数との相関関係を、全柔軟度インデックス(TFI)で表した図であり、図5bは、空気-水接触角と、該ポリマー骨格およびペンダント鎖の変更点に組み込まれた炭素原子数との相関関係を示した図である。
【図６】  図6aは、Tgと、該ポリマーのペンダント鎖の変更点に組み込まれた炭素原子数との相関関係を表した図であり、図6bは、Tgと、該ポリマー骨格の変更点に組み込まれた炭素原子数との相関関係を表した図である。
【図７】  図7aは、繊維芽細胞の増殖と、ポリ(DTエステルグルタレート)およびポリ(DTエステルグリコレート)に関する表面疎水性との間の相関を示した図であり、図7bは、繊維芽細胞の増殖と、ポリ(DTエステルスベレート)およびポリ(DTエステルジオキサオクタンジオエート)に関する表面疎水性との間の相関を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
0004312384.tif 000019
【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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