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Die Erfindung betrifft die Herstellung langkettiger niedrig schmelzender Dextranester mit einem Schmelzpunkt vorzugsweise im Bereich von 40°C bis 90°C mit Fettsäuren, bevorzugt Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure, welche bioverträglich und mittels einer aufwandgeringen Umsetzung synthetisierbar sind, sowie ihre Verwendung. Derartige Verbindungen sind sehr gut geeignet für biokompatible Schichten, beispielsweise zur Beschichtung von keramischen Materialien und Metallen. Durch den geringen Erweichungspunkt ist eine Beschichtung und Verformung auch in Gegenwart von Proteinen und lebendem Gewebe möglich. Die Erfindung findet demzufolge unter anderem Verwendung zur Oberflächenbeschichtung von medizinischen Implantaten, die unmittelbar vor oder während des operativen Eingriffs noch in ihrer Form und Größe der Beschichtungsoberfläche veränderbar sind, sowie zur Einbettung von biologischem Material, wie Gewebe oder Proteinen.
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Polysaccharide und deren Derivate sind prädestiniert für die Herstellung möglichst bioverträglicher Materialien. Außerdem bilden sie sehr definierte Überstrukturen. Für Anwendungen im biomedizinischen Bereich werden dafür heute vorwiegend Chitosan und Hyaluronsäure eingesetzt (Erich Wintermantel, Suk-Woo Ha: Medizintechnik mit biokompatiblen Werkstoffen und Verfahren, Springer Verlag 2002, S. 196–197;
WO 2004/112857 A1 ). Um derartige Verbindungen als Beschichtungsmaterial zu verwenden, ist meist das Anbringen von Ankergruppen zur kovalenten Anbindung an den Träger nötig. Die wasserlöslichen Substanzen müssen vernetzt werden, um eine entsprechende Festigkeit und Formstabilität zu gewährleisten. Dazu sind Reagenzien erforderlich, die oft selbst toxisch sind, beispielsweise Divinylsulfon, oder welche toxische Nebenprodukte liefern und sich daher für die Anwendungen in der Medizin nicht eignen. Zusätzlich sind die aus Lösungen hergestellten Schichten wenig kompakt und können störende unspezifische Wechselwirkungen mit Proteinen eingehen.
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Dextranderivate sind als Ausgangsstoff für die Generierung bioverträglicher selbststrukturierender Substanzen bekannt (Th. Heinze, T. Liebert, B. Heublein, St. Hornig: Advances in Polymer Science, Polysaccharides II, Ed. D Klemm, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 2006. 199–291; B. Montdargent, D. Letourneur: Toward new biomaterials, Infection Control & Hospital Epidemiology (2000), 21, 405). Biokompatible Schichten auf der Basis von Dextran wurden jedoch vorzugsweise durch layer by layer assembly von anionisch modifizierten Dextranen, wie Dextransulfat (
WO 2001/008718 A1 ,
WO 99/64086 A1 ), mit kationischen Polymeren z. B. auf der Basis von Chitosan erhalten (D-G. Yu, C-H. Jou, W-C. Lin, M-C. Yang: Surface modification of poly(tetramethylene adipate-co-terephthalate) membrane via layer-by-layer assembly of chitosan and dextran sulfate polyelectrolyte multiplayer, Colloids and Surfaces, B: Biointerfaces (2007), 54, 222–229;
WO 96/37241 A1 ).
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Auch das direkte kovalente Anbinden von Dextran an aminogruppenhaltige Oberflächen, die durch ein Ammonikplasma eingeführt werden, ist beschrieben worden (S. P. Massia, M. M. Holecko, G. R. Ehteshami: In vitro assessment of bioactive coatings for neural implant applications, Journal of Biomedical Materials Research A (2003), 68, 177–186; K. Lee, S. Massia, J. He: Biocompatible benzocyclobutene-based intracortical neural implant with surface modification, Journal of Micromechanics and Microengineering (2005), 15, 2149–2155).
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Mit den vorgenannten Verfahren lassen sich zwar bioverträgliche Materialien herstellen, jedoch ist deren Verwendung, beispielsweise bei der Beschichtung von Implantaten, eingeschränkt. Die Materialien lassen sich unter vertretbaren Temperaturen weder verarbeiten noch modifizieren (z. B. Anpassung der beschichteten Implantate währen eines chirurgischen Eingriffs) und werden insbesondere durch nasschemische Verfahren aufgebracht (z. B.
WO 2004/112857 A1 , Th. Heinze, T. Liebert, B. Heublein, St. Hornig: Advances in Polymer Science, Polysaccharides II, Ed. D Klemm, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 2006. 199–291) Diese Methoden sind auch meist nur zur Oberflächenbeschichtung jeweils eines speziellen Substrates (Werkstoff) und für einen bestimmten Verwendungszweck vorgesehen.
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Die Synthese von langkettigen Carbonsäureestern des Dextrans durch Umsetzung des Polysaccharids mit Fettsäurehalogeniden in Gegenwart von N,N-Dimethylformamid (DMF) oder Pyridin ist bekannt (
JP 48000973 A ; T. Heinze, T. Liebert, A. Koschella: Esterification of Polysaccharides, Springer Verlag 2006). Allerdings führt die Umsetzung verschiedener Polysaccharide mit Säurechloriden meist zu unlöslichen und nicht-schmelzbaren bzw. unter teilweiser Zersetzung schmelzenden Produkten. Dies lässt sich mit Verunreinigungen und Vernetzungserscheinungen erklären. Überdies wird unter Einsatz einer Hilfsbase, wie Pyridin oder Triethylamin, gearbeitet. Die entstehenden Hydrochloride sind schwer aus den Verbindungen zu entfernen. Aus eigenen Erfahrungen zeigen diese Derivate ein cytotoxisches Verhalten und sind somit nicht biokompatibel.
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Dextranfettsäureester wurden für das Beschichten in nicht-medizinischen Anwendungen, wie für die Oberflächenbehandlung von Papier und Garnen, genutzt, um wasserabstoßende Materialien zu generieren. Da die Produkte jedoch nicht schmelzen, muss die Beschichtung in wässrigen oder organischen Medien erfolgen (
US 2,734,006 A ,
US 2,766,143 A ,
US 2,734,828 A ). In älteren Arbeiten wird die Verwendung von Dextranfettsäureestern als Substanz mit hoher Affinität zu Haut und albuminoiden Proteinen beschrieben. Aufgrund der guten Hautverträglichkeit soll die Nutzung als chemischer Handschuh möglich sein, da der gebildete Film nicht mit Wasser entfernt werden kann. Auch in diesem Fall wurde die Synthese der Ester über die Säurechloride durchgeführt und die Verarbeitung aus organischen Medien realisiert (
GB 885,516 B ). Die Oberflächenbeschichtung ist bei diesen Verfahren ebenfalls nicht mehr veränderbar. Erforderliche Lösungsmittel schränken zudem die Bioverträglichkeit ein.
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Unter vergleichbaren Bedingungen sind Dextranpalmitate für die Beschichtung von Liposomen für Controlled-release-Anwendungen (R. J. Mumper, A. S. Hoffman; The Stabilization and Release of Hirudin from Liposomes or Lipid-Assemblies Coated with Hydrophobically Modified Dextran, AAPS PharmSciTech (2000), 1; Vol. 1 [1]), für die Präparation von Micropartikeln (
WO 97/33624 A1 ), als Trägermaterial für Pharmaka (
DE 4136324 ) und als Additive für Kosmetika (
JP 2005200378 A ,
JP 11071228 A ) synthetisiert worden. Die Synthesevariante wurde ebenfalls genutzt, um Mischester mit Phosphatgruppen zu präparieren, die eine cancerostatische Wirkung haben und als Modell für Endotoxine dienen können (
JP 52028583 A ; M. Suzuki, T. Mikami, T. Matsumoto, S. Suzuki: Gelation of Limulus lysate by synthetic dextran derivatives, Microbiology and Immunology (1977), 21, 419–425; M. Suzuki, T. Mikami, M. Kadowaki, T. Matsumoto, S. Suzuki: Dextran Derivatives in Single and Combination Chemotherapy against Transplantable Mouse Ascites and Solid Tumors, Cancer Research (1977), 37, 3448–3454; M. Suzuki, T. Mikami, T. Matsumoto, S. Suzuki: Preparation and Antitumor Activity of O-Palmitoyldextran Phosphates, O-Palmitoyldextrans, and Dextran Phosphate, Carbohydrate Research (1977), 53, 223–229).
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Die Herstellung leicht schmelzbarer Dextranderivate ist nicht bekannt. Die einzige bisher in der Literatur beschriebene Alternative zur Reaktion mit Halogeniden ist die Umesterung mit Vinylestern der Fettsäuren (
JP 2006265544 ). Der Einsatz von heterocyclischen Kopplungsreagenzien, wie N,N'-Carbonyldiimidazol (CDI), führt zu nicht schmelzbaren Produkten, die wiederum nach dem Auftrag auf ein Substrat in ihrer Form nicht mehr veränderbar sind.
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In der
JP 48 000 973 A wird die Veresterung mit Säurechloriden beschrieben. Aus eigenen Arbeiten ist bekannt, dass dieses Vorgehen nicht zu niedrig schmelzbaren Produkten führt.
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Mit der
DE 4162324 A1 wird das Herstellen eines Trägers (Adsorptionsmittels) für Gallensäure gezeigt. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Synthese von Dextranester mit geringem durchschnittlichen Substitutionsgrad, wobei sich Gallensäure anlagert. Mit dieser Methode werden ebenfalls keine niedrig schmelzenden Eigenschaften der Syntheseprodukte erzielt und auch in der Druckschrift nicht offenbart.
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In der
CH 654 310 A5 ist die Modifizierung einer als Pharmaka nutzbaren komplexen Verbindung durch Umsetzungen an deren Amino und Carboxyfunktionen beschrieben. Die Carboxygruppen gehen dabei eine Bindung, beispielsweise durch Umsetzung mit Alkoholen, ein. Dafür werden aus der Verbindung Anhydride, Chloride oder aktivierte Derivate über Carbodiimide hergestellt. Weder bezüglich der Säure noch der Alkohole oder der zu erzielenden Eigenschaften ergeben sich Hinweise zur Synthese und Verwendung niedrig schmelzender, biokompatibler Dextranfettsäureester.
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Die Herstellung von Celluloseestern über Iminiumchloride der Carbonsäuren ist bekannt (M. A. Hussain, T. Liebert, Th. Heinze: First Report an a New Esterification Method for Cellulose, Polymer News (2004), 29, 14–17). Es werden jedoch keine schmelzbaren Produkte erhalten. Die Anwendung derartiger Verfahren auf andere Polysaccharide, wie Dextran, ist nicht bekannt. Die Verwendung von Polysaccharid-basierten Materialen, wie Dextranfettsäureestern, als schmelzbares Material, insbesondere zur Materialbeschichtung, ist seitens der Fachwelt nicht beschrieben.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, mit möglichst geringem Syntheseaufwand biokompatible Polysaccharid-basierte Materialien bereitzustellen, die bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise unter 90°C, ver- und bearbeitbar sind sowie als Schichten, insbesondere auf Metallen und Keramikflächen, gut haften. Für medizinische Verwendung sollen die Polysaccharid-basierten Materialen beispielsweise als Oberflächenbeschichtung von Implantaten vor oder während eines operativen Eingriffs am Patienten in ihrer Form noch veränderbar sein.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem Dextran oder ein Dextranderivat mit einer Fettsäure verestert und für diese Veresterung durch Iminiumchlorid aktivierte langkettige Fettsäure sowie das Dextran oder eines dessen Derivate zur Reaktion gebracht werden. Das Iminiumchlorid zur Aktivierung der Fettsäure kann vorteilhaft aus Oxalylchlorid und N,N-Dimethylformamid (DMF) synthetisiert werden, wobei ein Überschuss an DMF oder N,N-Dimethylacetamid (DMAc) als Solvent fungiert ( ). Überraschend wurde festgestellt, dass nach dieser Methode synthetisierte Dextranfettsäureester im Gegensatz zu anderen hergestellten Fettsäureestern niedrig schmelzend sind, d. h. im Temperaturbereich von vorzugsweise bis 90°C nach ihrer Herstellung, beispielsweise Schichtgenerierung auf Oberflächen von Substraten, noch be- und verarbeitet werden können. Für medizinische Verwendungen bedeutet das insbesondere, dass diese neuen niedrig schmelzenden Dextranfettsäureester als Oberflächenschicht auf Implantate aufgebracht werden können, welche unmittelbar vor oder sogar während des operativen Eingriffs durch den behandelnden Arzt in diesem Temperaturbereich erstmals noch elastisch verformbar ist und auf diese Weise für den bestimmungsgemäßen Einsatz noch modifiziert, d. h. sowie in Form und Größe angepasst, werden kann.
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Für die Synthese eignen sich vorzugsweise langkettige Fettsäurereste, beispielsweise der Laurin, Myristin-, Palmitin- und Stearinsäure. Diese Methode führt zu reinen Derivaten. Als Ausgangspolysaccharid eignen sich vorteilhaft Dextrane mit Molekularmassen im Bereich von 6000 g/mol bis 2 000 000 g/mol, die unterschiedliche Verzweigungsmuster aufweisen können und von verschiedenen Bakterien, wie Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum, Leuconostoc spp. oder Streptococcus, stammen.
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Die auf diese Weise synthetisierten Dextranfettsäureester können ohne Löseprozesse, insbesondere in organischen Medien, wie Aceton oder halogenierten Kohlenwasserstoffen, verarbeitet werden und sind somit ohne störende bzw. biologisch unverträgliche Begleiterscheinungen oder Nebenprodukte biokompatibel. Des Weiteren zeigen diese Dextranfettsäureester eine gute und beständige Haftung auf unterschiedlichen Materialien, wie Metall-, und Keramikflächen, und eignen sich deshalb sehr gut für die genannten Oberflächenbeschichtungen.
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Die vorgeschlagene Synthese beinhaltet in einem ersten Schritt (vgl. ) vor der Veresterung zunächst die Aktivierung der Fettsäure, beispielsweise die Umsetzung von Carbonsäure zu Carbonsäureiminiumchlorid. Das Iminiumchlorid kann durch einfache Umsetzung von N,N-Dimethylformamid (DMF) mit Oxalylchlorid bei –20°C erhalten werden, wobei ein Überschuss an DMF als Solvent fingiert. Das so generierte Intermediat wird durch Reaktion mit der Carbonsäure, vorzugsweise Laurin, Myristin-, Palmitin- oder Stearinsäure, in das reaktive Säurederivat überführt. Die Umsetzung mit Dextran (Veresterung) wird durch Vereinigung einer Lösung von Dextran, beispielsweise in DMF/LiCl, mit dem in situ dargestellten Säureiminiumchlorid initiiert. Die Reaktion ist innerhalb von 5 Stunden bei 60°C beendet. Der Funktionalisierungsgrad (degree of substitution, DS) kann durch die eingesetzte Menge an Reagenz pro Polymergrundeinheit kontrolliert werden (vgl. Tab. 1). Auf diesem Weg sind Dextranester mit DS-Werten im gesamten DS-Bereich (0 bis 3) zugänglich. Bei einem molaren Verhältnis Dextran-Grundeinheit: Säureiminiumchlorid von 1:5 wird eine vollständige Funktionalisierung des Polymers erhalten. Die hohe Reinheit der Derivate wurde mit FTIR und NMR-Spektroskopie, wie in und exemplarisch für ein Dextranpalmitat mit einem DS von 1,7 gezeigt, belegt. Im FTIR-Spektrum sind nur die Signale für das Polysaccharid bei 1050–1410 cm–1 v(C-O-C) und bei 3450 cm–1 v(O-H) sowie für den Ester bei 1746 cm–1 v(C=O) und bei 2920 cm–1 und 2850 cm–1 v(C-H) zu finden. Dies zeigt, dass neben der Veresterung weder eine zusätzliche Funktionalisierung am Polymerrückgrat noch die Bildung von in der Struktur verbleibenden, niedermolekularen Nebenprodukten auftritt. Entsprechend sind in einem 1H-NMR Spektrum nur Signale für die Protonen der Anhydroglucoseeinheit des Dextrans im Bereich von 3,2 ppm bis 5,6 ppm und Signale für die Esterfunktion im Bereich von 0,8 ppm bis 2,6 ppm zu determinieren. Gleiches gilt für die aufgenommenen 13C-NMR Spektren der verschiedenen Dextranester. So werden im 13C-NMR Spektrum beispielsweise eines Dextranpalmitats (DS 2,7, ) nur Signale für die Kohlenstoffe des substituierten Dextrangerüstes (96 ppm für C-1 in Nachbarschaft zu substituierter Position 2, 66–74 ppm für die Kohlenstoffe C-2 bis C-6) und für die Estereinheit (13–33 ppm für die Alkyl-Kohlenstoffe, 174 ppm für den Carbonyl-Kohlenstoff) erhalten.
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Im Gegensatz zu Polysaccharidfettsäureestern, die über die Fettsäurechloride synthetisiert werden, zeigen die mittels des Iminiumchlorids hergestellten Derivate des Dextrans ein überraschend gut ausgeprägtes thermoplastisches Verhalten. So schmelzen die Ester mit DS-Werten größer als 1,0 bei Temperaturen kleiner als 90°C und ergeben klare, farblose, viskose Flüssigkeiten (Viskosität im Bereich von 60–70 Pa·s). Während des Schmelzprozesses wird keine Zersetzung der Ester beobachtet, wie es bei anderen Polysaccharidestern der Fall ist. Sowohl der Grad der Funktionalisierung als auch die Länge der eingeführten Säurereste ist nutzbar, um den Schmelzpunkt der erhaltenen Produkte zu kontrollieren (Tab. 1). So steigt der Schmelzpunkt mit zunehmender Kettenlänge des eingeführten Fettsäurerestes, mit steigendem Funktionalisierungsgrad und mit wachsender Kettenlänge des Polysaccharids. Auf diesem Wege sind Derivate erhältlich, die Schmelzpunkte im Bereich 40°C bis 90°C zeigen. Die erhaltenen klaren Schmelzen bilden beim Abkühlen stabile Schichten auf Keramiken und Metall. Sie haften sehr fest auf den Trägern auch auf glatten Materialien, wie Glimmer oder Titan. Bei einem Adhäsionstest wurde auf den Schichten Klebstreifen aufgebracht. Durch deren Abziehen lassen sich die Ester nicht von den angeführten Trägern lösen. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Beschichtung aus Schmelzen nicht nur planare Träger, sondern insbesondere auch Röhren und andere für die besagten Implantate geeignete Geometrien gut haftend und beständig umhüllt werden können. Die Beschichtung ist beispielsweise durch Aufschmelzen des Dextranfettsäureesters auf die Trägeroberfläche möglich. Sehr homogene Beschichtungen mit definierten Schichtdicken werden auf Planaren Flächen durch das Ausstreichen mit einer Rakel erhalten. AFM Messungen belegen eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit von kleiner 7 nm. Bei diesen Messungen waren keine Poren oder Stufen nachweisbar. Komplexere Geometrien können vorteilhaft mittels Tauchen in eine Schmelze oder durch Erwärmung des zu beschichtenden Teiles mit dem fein verteilten Dextranfettsäureester umhüllt werden. Ein zweites Aufschmelzen im Wasserbad oder einem inerten Nichtlöser liefert gleichmäßig verteilte Schichten ohne Risse und ebenfalls mit geringer Oberflächenrauhigkeit.
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Beschichtungen mit den erfindungsgemäß synthetisierten Dextranfettsäureestern zeigen keine Neigung zur unspezifischen Proteinabsorption, was sich unter anderem mit der hohen Hydrophilie, aber auch mit der geringen Oberflächenrauhigkeit erklären lässt. So waren an Dextranfettsäureestern, die 24 h bei Raumtemperatur mit einer Protein-Lösung, bestehend aus dem kompletten Zell-Lysat der Brustkrebszelllinie MCF-7, behandelt wurden, nach Waschen der Probe, Färbung mit Coomassie Brilliant Blue R 250 und Entfärbung keine Proteine nachweisbar. Lediglich an Bruchkanten lassen sich Eiweiße detektieren. Dieser Befund belegt den Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Proteinanbindung. Die geringe Neigung zur Proteinanlagerung verifiziert die Eignung der Dextranfettsäureester zur Beschichtung von medizinischen Implantaten, wie Stents, die in Kontakt mit Blut kommen. Auf diese Weise lässt sich mit den erfindungsgemäß hergestellten Dextranfettsäureestern die Neigung zu Thrombosen wirksam vermindern.
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Die Bioverträglichkeit der so erhaltenen modifizierten Oberflächen wurde durch das Aufwachsen unterschiedlicher Zelltypen nachgewiesen. Hierfür wurden mit Dextranlauraten, -myristaten, -palmitaten und -stearaten beschichtete Träger mit Zellen über 2 bis 3 Tage inkubiert. Es zeigten sowohl humane Fibroblasten, Blut-Hirnschranke-Zellen (HBMEC) als auch Knochenvorläuferzellen (C2Cl2) ein ungehindertes Wachstum auf solchen Dextranfettsäureester-Oberflächen. Sowohl die Zellzahlen als auch die Zellformen belegen im Vergleich mit Kontrollproben, dass die Dextranfettsäureesterschichten die untersuchten Zellen in keiner Weise beeinträchtigten.
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Ein großer Vorteil ist, dass die vorgeschlagenen Dextranfettsäureester mit genau definierten Schmelzpunkten synthetisierbar sind. So ist es möglich, schmelzbare Verbindungen zu erhalten, die in einem definierten Temperaturbereich verarbeitet werden können, in weklchem Proteine nicht denaturieren und auch Gewebeteile keinen Schaden nehmen. Dadurch kann eine Einlagerung von Proteinen oder anderem biologischen Material ermöglicht werden, ohne dass diese sensiblen Systeme denaturieren. Auf diesem Weg sind neuartige controlled release Systeme zugänglich.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne den Schutzanspruch auf diese zu beschränken. Es zeigen:
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Tab. 1: Übersicht über Synthesebeispiele für die Herstellung niedrig-schmelzender Dextranfettsäureester
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: Formelschema für die Synthese von niedrigschmelzendem Dextranstearat über das Iminiumchlorid der Carbonsäure
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: FTIR-Spektrum eines Dextranpalmitats (DS = 1,7)
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: 1H-NMR-Spektrum eines Dextranpalmitats (DS = 1,7; in CDCl3)
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: 13C-NMR-Spektrum eines Dextranpalmitats (DS = 2,7; in CDCl3)
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Ausführungsbeispiel 1:
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Herstellung einer Dextranlösung:
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In einem 250 ml Rundkolben mit Magnetrührer und Rückflusskühler werden Dextran 6000 (1,0 g = 6,17 mmol), LiCl (1,0 g) und DMAc (30 ml) auf 100°C erwärmt und solange gerührt, bis nach ca. 30 min. eine Lösung vorliegt. Anschließend wird auf Raumtemperatur abgekühlt.
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Ausführungsbeispiel 2:
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In einem Kolben mit Magnetrührer, Innenthermometer, Blasenzähler, Gasableitungsrohr und Tropftrichter werden 30 ml N,N-Dimethylformamid (DMF) vorgelegt und mit einer Methanol-Trockeneis-Mischung auf –20°C eingekühlt. Nach Erreichen dieser Temperatur gibt man unter Kühlung vorsichtig 1,56 ml (18,52 mmol) Oxalylchlorid zu. Dabei kommt es zu einer stürmischen Gasentwicklung und dem Ausfallen eines weißen Niederschlages. Diese Reaktionsmischung wird 15 min bei –20°C gerührt und danach mit 3,71 g Laurinsäure (18,52 mmol) versetzt. Nach weiteren 20 min Rühren unter Kühlung lässt man die Temperatur auf 0°C steigen. Es entsteht eine klare Lösung. Diese Lösung wird mittels Trichter zum gelösten Dextran (Ausführungsbeispiel 1) gegeben und 16 h bei 60°C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird in etwa 600 ml Methanol gefällt. Das ausgefallene Rohprodukt wird abgesaugt und dreimal mit Methanol (50 ml) gewaschen. Die Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur unter Vakuum. Das Dextranlaurat hat einen DS 1,3, ist löslich in CHCl3, THF, Toluol, Diethylether sowie Aceton und schmilzt im Bereich von 60°C–68°C.
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Ausführungsbeispiel 3:
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In einem Kolben mit Magnetrührer, Innenthermometer, Blasenzähler, Gasableitungsrohr und Tropftrichter werden 30 ml DMF vorgelegt und mit einer Methanol-Trockeneis-Mischung auf –20°C eingekühlt. Nach Erreichen dieser Temperatur gibt man unter Kühlung vorsichtig 2,6 ml (30,86 mmol) Oxalylchlorid zu. Dabei kommt es zu einer stürmischen Gasentwicklung und dem Ausfallen eines weißen Niederschlages. Diese Reaktionsmischung wird 15 min bei –20°C gerührt und danach mit 7,05 g Myristinsäure (30,86 mmol) versetzt. Nach weiteren 20 min Rühren unter Kühlung lässt man die Temperatur auf 0°C steigen. Es entsteht eine klare Lösung. Diese Lösung wird mittels Trichter zum gelösten Dextran (Ausführungsbeispiel 1) gegeben und 16 h bei 60°C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird in etwa 600 ml Methanol gefällt. Das ausgefallene Rohprodukt wird abgesaugt und dreimal mit Methanol (50 ml) gewaschen. Die Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur unter Vakuum. Das erhaltene Dextranmyristat hat einen DS (NMR) von 3,0, ist löslich in CHCl3, THF, Toluol sowie Diethylether und schmilzt im Bereich 40°–43°C.
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Ausführungsbeispiel 4:
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In einem Kolben mit Magnetrührer, Innenthermometer, Blasenzähler, Gasableitungsrohr und Tropftrichter werden 30 ml DMF vorgelegt und mit einer Methanol-Trockeneis-Mischung auf –20°C eingekühlt. Nach Erreichen dieser Temperatur gibt man unter Kühlung vorsichtig 1,56 ml (18,52 mmol) Oxalylchlorid zu. Dabei kommt es zu einer stürmischen Gasentwicklung und dem Ausfallen eines weißen Niederschlages. Diese Reaktionsmischung wird 15 min bei –20°C gerührt und danach mit 4,74 g (18,52 mmol) Palmitinsäure versetzt. Nach weiteren 20 min Rühren unter Kühlung lässt man die Temperatur auf 0°C steigen. Es entsteht eine klare Lösung. Diese Lösung wird mittels Trichter zum gelösten Dextran (Ausführungsbeispiel 1) gegeben und 16 h bei 60°C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird in etwa 300 ml Ethanol gefällt. Das ausgefallene Rohprodukt wird abgesaugt und dreimal mit Ethanol (30 ml) gewaschen. Die Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur unter Vakuum. Das erhaltene Dextranpalmitat hat einen DS von 1,7, ist löslich in CHCl3, THF sowie Diethylether und schmilzt bei 53°C.
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Ausführungsbeispiel 5:
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In einem Kolben mit Magnetrührer, Innenthermometer, Blasenzähler, Gasableitungsrohr und Tropftrichter werden 30 ml DMF vorgelegt und mit einer Methanol-Trockeneis-Mischung auf –20°C eingekühlt. Nach Erreichen dieser Temperatur gibt man unter Kühlung vorsichtig 1,56 ml (18,52 mmol) Oxalylchlorid zu. Dabei kommt es zu einer stürmischen Gasentwicklung und dem Ausfallen eines weißen Niederschlages. Diese Reaktionsmischung wird 15 min bei –20°C gerührt und danach mit 5,27 g (18,52 mmol) Stearinsäure versetzt. Nach weiteren 20 min Rühren unter Kühlung lässt man die Temperatur auf 0°C steigen. Es entsteht eine klare Lösung. Diese Lösung wird mittels Trichter zum gelösten Dextran (Ausführungsbeispiel 1) gegeben und 16 h bei 60°C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird in etwa 300 ml Ethanol gefällt. Das ausgefallene Rohprodukt wird abgesaugt und dreimal mit Ethanol (30 ml) gewaschen. Die Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur unter Vakuum. Das erhaltene Dextranstearat hat einen DS (NMR) von 1,6, ist löslich in CHCl3, THF sowie Diethylether und schmilzt im Bereich 70°C–72°C.
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Ausführungsbeispiel 6:
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Beschichtung durch Aufschmelzen des Dextranfettsäureesters direkt auf eine Trägeroberfläche:
Es werden 15 mg Dextranpalmitat (DS 2,7) pro 1 cm2 vorsichtig auf 60°C erwärmt. Es ist eine Behandlungszeit von wenigstens 20 min zu gewährleisten um blasenfreie Schichten zu erhalten. Für sehr dünne Schichten wird eine entsprechende Platte auf eine Spinncoater-Einrichtung gespannt und bei 3000 Umdrehungen für 3 min im Heißluftstrom (maximal 80°C) behandelt. Die so erhaltene Schicht löst sich auch nach drei Tagen in Wasser, Ethanol oder dem Kultivierungsmedium nicht vom Träger.
