DE3606440A1 - Thromboresistente polyetherurethanverbindung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Thromboresistente polyetherurethanverbindung und verfahren zu ihrer herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft eine neue segmentierte Polyurethanverbindung, welche eine ausgezeichnete Thromboresistenz bzw. Thrombowiderstandsfähigkeit und günstige dynamische Eigenschaften aufweist, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere eine thromboresistente segmentierte Polyetherurethanverbindung, die in der gleichen Hauptkette ein hydrophobes Polytetramethylenethersegment und ein hydrophiles Polyalkylenethersegment als Polyethersegmente aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der thromboresistenten segmentierten Polyurethanverbindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man isocyanatterminierte Präpolymere für die Bildung der individuellen Polyethersegmente mit einem Kettenextender umsetzt.
Die bekannten thromboresistenten Elastomeren umfassen beispielsweise ein segmentiertes lineares Polyurethan oder Polyurethankautschuk, welche Polytetramethylenether als weiches Segment und Methylen-bis(4-phenyl)-Radikale als hartes Segment enthalten [vgl. Biomer of Ethicon Co., oder Techoflex of Thermo Electron Co., welche in Elastomerics, March, 11-15 (1983), beschrieben werden], die nach einem Verfahren, wie es in der US-PS 3 804 812 beschrieben wird, hergestellt werden, heparinisiertes Polyurethan (US-PS 3 766 104) und ein Block-Copolymeres, in dem Polysiloxan und Polyurethan direkt über Silicium-Stickstoff gebunden sind (US-PS 3 562 352).
Diese bekannten polymeren Materialien erfüllen jedoch nicht die zahlreichen Erfordernisse. Beispielsweise besitzt das bekannte segmentierte Polyurethan eine hohe mechanische Festigkeit, jedoch keine ausreichende Thromboresistenz. Bei dem heparinisierten Polyurethan wird das Heparin innerhalb kurzer Zeit freigesetzt,und nach der Freisetzung des Heparins verschlechtert sich seine Thromboresistenz beachtlich. Unter den bekannten Materialien besitzt das Block-Copolymere aus Polysiloxan und Polyurethan, das direkt über Silicium-Stickstoff gebunden ist, die beste Thromboresistenz, was durch zahlreiche klinische Versuche demonstriert wurde. Da jedoch der Wert der Thromboresistenz abhängig von den Verformungsbedingungen des Copolymeren variiert, ist eine genaue Verfahrenskontrolle erforderlich, um eine Oberfläche, welche mit Blut in Berührung ist, zu erzeugen, welche einen konstanten Wert der ausgezeichneten Thromboresistenz ergibt.
Im Laufe von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die die Anmelderin bezüglich eines neuen Materials mit ausgezeichenten dynamischen Eigenschaften und hoher Thromboresistenz und leichter Verfahrenskontrolle durchgeführt hat, wurde gefunden, daß die Verwendung eines hydrophilen segmentierten Polyurethan enthaltenden PoIyethylenethers, Polypropylenethers, Ethylenoxid/Propylenoxid-Random-Copolymerisats, Polyethylenoxid/Polypropylenoxid-Block-Copolymerisats, usw., als weiches Element eine höhere Thromboresistenz ergibt als ein bekanntes hydrophobes segmentiertes Polyurethan, welches Polytetramethylenether als weiches Segment enthält. Dieses Polyurethan, das einen hydrophilen Polyether als weiches Segment enthält, besitzt jedoch, wie gefunden wurde, eine sehr hohe Klebrigkeit und niedrige mechanische
Festigkeit und ist für praktische Anwendungen nutzlos.
Die Anmelderin hat daraufhin weitere ausgedehnte Untersuchungen durchgeführt, um ein praktisch verwertbares segmentiertes Polyurethan zu entwickeln, welches die vorteilhaften Eigenschaften eines Polyurethans aufweist, das einen hydrophilen Polyether mit ausgezeichneter Thromboresistenz als weiches Segment enthält, und diese Untersuchungen haben zu der vorliegenden Erfindung geführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine segmentierte Polyetherurethanverbindung mit ausgezeichneten dynamischen Eigenschaften und Thromboresistenz und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung zu stellen.
Gegenstand der Erfindung ist eine thromboresistente segmentierte Polyetherurethanverbindung, in der das PoIyethersegment aus 99 bis 1 Gew,% von (a) Polytetramethylenethersegment mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 200 bis 5000 und 1 bis 99 Gew.% von (b) einem Polyalkylenethersegment mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 200 bis 5000, worin die Alkylengruppe 2 oder 3 Kohlenstoffatome aufweist, besteht bzw. diese enthält, wobei die Segmente (a) und (b) in der gleichen Hauptkette vorhanden sind.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer thromboresistenten segmentierten Polyetherurethanverbindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 99 bis 1 Gew.% Polytetramethylenetherdiol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 200 bis 5000 und 1 bis 99 Gew.% Polyalkylenetherdiol
mit einem zahlendurchschnittlxchen Molekulargewicht von 200 bis 5000, wobei die Alkylengruppe 2 bis 3 Kohlenstoff atome enthält, mit einer Polyisocyanatverbindung umsetzt, und das entstehende Präpolymere mit einem Kettenextender bzw. Kettenverlängerungsmittel umsetzt.
Bei der vorliegenden Erfindung werden als Polyurethanverbindung sowohl Polyurethan als auch Polyurethanharnstoff verwendet.
Die erfindungsgemäß hergestellte Polyurethanverbindung ist ein segmentiertes Polyurethan oder ein segmentierter Polyurethanharnstoff, welcher ein hydrophobes Polytetramethylenethersegment und ein hydrophiles Polyalkylenethersegment, in dem die Alkylengruppe 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthält, in der gleichen Hauptkette besitzt, und welche mit Vorteil zur Herstellung verschiedener medizinischer Instrumente, die mit Blut in Kontakt sind, als Intra-Aorta-Ballonpumpe und als künstliche Organe, die als Kunstherzen verwendet werden können, wobei man die Thromboresistenz, mechanische Festigkeit und die leichte Verfahrenskontrolle ausnutzen kann, verwendet werden kann.
Beispiele für das Polyalkylenetherdiol, in dem die Alkylengruppe 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthält, welches zur Herstellung des erfindungsgemäßen hydrophilen Polyethersegmentes verwendet wird, sind Polyethylenetherglykol, Polypropylenetherglykol, ein hydroxyterminiertes Random-Copolymeres, welches sich von Ethylenoxid und Propylenoxid ableitet, und ein hydroxyterminiertes Block-Copolymeres, welches (A) Polyethylenoxid-Blöcke und (B) Polypropylenoxid-Blöcke enthält. Die Block-Copolymeren können irgendwelche der AB-, ABA- und BAB-Typen sein.
Der Gehalt an Ethylenoxid in den Random-Copolymeren und Block-Copolymeren liegt normalerweise im Bereich von 10 bis 90 Gew.%, bevorzugt von 30 bis 70 Gew.%. Wenn er unter 10 Gew.% liegt, kann eine ausreichende Thromboresistenz nicht erhalten werden. Wenn er 90 Gew.% überschreitet, ist die mechanische Festigkeit der entstehenden Polyurethanverbindung niedrig.
Diese Polymeren besitzen ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von 200 bis 5000. Wenn es unter 200 liegt, kann eine ausreichende Thromboresistenz nicht erhalten werden. Wenn es 5000 übersteigt, ist die mechanische Festigkeit der entstehenden Polyurethanverbindung niedrig. Das bevorzugte zahlendurchschnittliche Molekulargewicht dieser Polymeren beträgt 500 bis 3000.
Die erfindungsgemäße segmentierte Polyurethanverbindung mit einem hydrophoben Polytetramethylenethersegment und einem hydrophilen Polyethersegment in der gleichen Kette, d.h., ein Polyurethan oder Polyurethanharnstoff, kann hergestellt werden, indem man ein hydrophiles Polytetramethylene therdiol und ein hydrophiles Polyalkylenetherdiol mit einer Polyisocyanatverbindung umsetzt, und das entstehende isocyanatterminierte Präpolymere mit einem Kettenextender umsetzt. Das Präpolymere kann beispielsweise hergestellt werden, indem man ein Gemisch der PoIyetherdiole mit der Polyisocyanatverbindung unter Bildung eines Präpolymeren-Gemisches umsetzt-oder indem man die beiden Polyetherdiole individuell mit den Polyisocyänatverbindungen unter Herstellung von zwei isocyanatterminierten Präpolymeren umsetzt. Das letztere Verfahren ist wegen der Thromboresistenz bevorzugt.
Die Präpolymer-Bildungsreaktion kann in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Bevorzugt wird sie jedoch in Anwesenheit von Lösungsmitteln, die bei der Herstellung üblicher Polyurethanverbindungen eingesetzt werden, durchgeführt. Bevorzugte Lösungsmittel sind beispielsweise N,N-Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, N-Methylpyrrolidon und Gemische, die diese Lösungsmittel in Hauptanteilen enthalten. Hinsichtlich der Reaktionstemperatur gibt es keine besondere Beschränkung, aber eine Temperatur von 40 bis 1300C ist bevorzugt.
Katalysatoren, die für die Herstellung der üblichen Polyurethanverbindungen verwendet werden, können ebenfalls bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Für die medizinischen Anwendungen sind leicht entfernbare Katalysatoren, wie Triethylendiamin und Diazabicycloundecen, besonders bevorzugt.
Alle Polyisocyanatverbindungen, die in der Vergangenheit für die Herstellung von Polyurethan verwendet wurden, können bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, aber Diisocyanatverbindungen sind besonders bevorzugt. Beispiele sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat, Cyclohexan-l,4-diisocyanat, Isophorondiisocyanat, 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, ein Gemisch von 2,4-Tolylendiisocyanat und 2,6-Tolylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, 4r4'-Diphenylmethandiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat und Naphthalin-ljS-diisocyanat. Diese können einzeln oder im Gemisch verwendet werden.
Zu der entstehenden Präpolymer-Mischungslösung oder zu der Lösung aus den entstehenden zwei Präpolymeren-Lösun-
41 ftiSPECTED
3606A40
gen wird ein Kettenextender zugegeben und damit umgesetzt, wobei die erfindungsgemäße Polyurethanverbindung erhalten wird.
Damit die erfindungsgemäße Polyurethanverbindung eine sehr gute Thromboresistenz und mechanische Festigkeit aufweist, sind die Verhältnisse bzw. Anteile des hydrophoben Polyethers und hydrophilen Polyethers in der gleichen Hauptkette wichtig. In den gesamten Polyethersegmenten sollte der Gehalt an hydrophilem Polyether 1 bis 99 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 80 Gew.%, besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.%, betragen. Wenn er unter 1 Gew.% liegt, ist die Thromboresistenz ungenügend, und wenn er 99 Gew.% übersteigt, verschlechtert sich die mechanische Festigkeit der Polyurethanverbindung so, daß sie für die praktischen Anwendungen ungeeignet ist. Bevorzugt werden daher zwei Präpolymere so vermischt, daß die Anteile der beiden Polyether in der fertigen Polyurethanverbindung innerhalb der oben angegebenen Bereiche liegen, und das Gemisch wird dann mit dem Kettenextender umgesetzt.
Difunktionelle Kettenextender mit aktiven Wasserstoffen sind als Kettenextender, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, geeignet. Beispiele sind aliphatische Diamine, wie Ethylendiamin, Propylendiamin, Butylendiamin und Hexamethylendiamin, alicyclische Diamine, wie Cyclohexandiamin, aromatische Diamine, wie Phenylendiamin, Diphenylmethandiamin und Xylylendiamin, heterocyclische Diamine, wie Piperazin, Hydrazin, Diole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol und Cyclohexandimethanol, Wasser und Ethanolamin.
Damit man eine Thromboresistenz erhält, ist es unerwünscht, daß die segmentierte Polyurethanverbindung stark vernetzt ist. Bevorzugt ist ein im wesentlichen thermoplastisches Elastomeres. Wenn eine trifunktionelle oder höhere Verbindung, wie Trimethylolpropan, Glycerin oder Ν,Ν,Ν',Ν1-Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylendiamin als Kettenextender verwendet wird, sollte ihre Menge so ausgewählt werden, daß sich die Thermoplastizität der entstehenden Polyurethanverbindung nicht verschlechtert.
Die Kettenverlängerungsreaktion wird normalerweise unter Kühlen mit Eis oder Wärme durchgeführt. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanverbindung sind die Mengen an Polyetherdiol, Diisocyanatverbindung und Kettenextender, die verwendet werden, solche, die normalerweise verwendet werden. Normalerweise werden etwa 2 Mol Diisocyanat und etwa 1 Mol Kettenextender pro Mol Polyetherdiol verwendet.
Die so synthetisierte segmentierte Polyurethanverbindung wird als Lösung oder in getrocknetem Zustand nach der Präzipitierung aus der Lösung, gutem Waschen mit Wasser oder Ethanol und wiederholter Präzipitation zur Entfernung von Verunreinigungen gewonnen.
Medizinische Vorrichtungen, die in Kontakt mit Blut sind, können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polyurethanverbindung in Form einer Lösung gemäß einem Beschichtungsverfahren, einem Eintauchverfahren oder einem Gießverfahren hergestellt werden. Sie können auch hergestellt werden, indem man die Polyurethanverbindung pelletisiert und die Pellets nach an sich bekannten Verformungsverfahren für thermoplastische synthetische Harze, wie durch Extrudieren, Spritzgießen oder Kompressionsverformen,
verformt. Die erfindungsgemäße Polyurethanverbindung ist während der Lagerung entweder in Form von Pellets oder als Lösung sehr stabil, und es findet keine molekulare Desintegration unter dem Einfluß von Feuchtigkeit statt. Sie ist daher sehr leicht zu handhaben und besitzt eine gute Reproduzierbarkeit und ausgezeichnete Eigenschaften als thromboresistentes Elastomeres.
Die gewünschten dynamischen Eigenschaften des thromboresistenten Elastomeren sind im allgemeinen eine Zugfestigkeit von mindestens 100 kg/cm2 und eine Dehnung von 300 bis 500% oder höher. Das erfindungsgemäße Polyurethan-Elastomere besitzt eine Zugfestigkeit von 100 bis 500 kg/cm2 und eine Dehnung von mindestens 500% und besitzt somit ausgezeichnete dynamische Eigenschaften.
Die erfindungsgemäße thromboresistente Polyurethanverbindung kann somit geeigneterweise für Oberflächen, die mit Blut in Berührung sind, in medizinischen Vorrichtungen, die in direktem Kontakt mit Blut sind, verwendet werden. Spezifische Beispiele solcher Vorrichtungen sind Vorrichtungen für die Handhabung und Lagerung von Blut mit einer Oberfläche, die in Kontakt mit Blut ist, wie Blutbeutel bzw. Blutpackungen, Intra-Blutgefäßkatheter und -Kanülen und Vorrichtungen für die extracorporeale Zirkulation des Blutes, wie künstliche Nieren, Kunstherzen und Ballonpumpen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile und Prozentgehalte in diesen Beispielen sind, sofern nicht anders angegeben, durch das Gewicht ausgedrückt.
Beispiel 1
Ein vollständig durch Erhitzen in einem Stickstoffstrom getrockneter Reaktionsbehälter wird mit 30 g (0,03 Mol) hydroxyterminiertem Ethylenoxid/Propylenoxid-Random-Copolymeren (ADEKA POLYETHER PR-1003, ein Warenzeichen für ein Produkt von Asahi Denka Kogyo K.K., mit einem Molekulargewicht von 1000 und einem Ethylenoxidgehalt von 30%) gefüllt. Das Copolymere wird bei 800C bei einem verringerten Druck von weniger als 0,1 mmHG während 2 Stunden dehydratisiert. Die Temperatur wird auf 500C erniedrigt und entwässertes und gereinigtes Dimethylacetamid wird in einer Gewichtsmenge von der 50fachen Gewichtsmenge des Copolymeren zugegeben. Anschließend werden in an sich bekannter Weise 15 g (0,06 Mol) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat zugegeben und das Gemisch wird 2 Stunden unter Bildung eines Präpolymeren (1) gerührt.
Auf gleiche Weise wie oben beschrieben werden 30 g (0,046 Mol) hydroxyterminierter Polytetramethylenether (Molekulargewicht 650) und 23 g (0,092 Mol) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat in entwässertem und gereinigtem Dimethylacetamid in einem getrennten Reaktor unter Bildung
des Präpolymeren (2) umgesetzt.
Die Präpolymer-(1)-Lösung und die Präpolymer(2)-Lösung werden gemischt, so daß das Gewichtsverhältnis der beiden Polyetherdiole 1:1 beträgt. Dann werden 6,8 g (0,076 Mol) 1,4-Butandiol zu dem Gemisch zugegeben und dann wird unter Rühren bei 8O0C während 6 Stunden die Bildung des Polyurethans umgesetzt.
Der Polyurethanharnstoff wird bei den gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, synthetisiert, ausgenommen,
360644Θ
daß 4,6 g (0,076 Mol) Ethylendiamin anstelle von 1,4-Butandiol verwendet wurden.
Nach jeder der obigen Reaktionen wird die Reaktionslösung tropfenweise zu Methanol zugegen, um das Polyurethan oder den Polyurethanharnstoff auszufällen. Das Präzipitat wird mit Methanol dreimal zur Reinigung der Polyurethanverbindung gewaschen und dann bei verringertem Druck getrocknet.
Die entstehende Polyurethanverbindung besitzt ein Molekulargewicht, bestimmt durch GPC unter Verwendung von Tetrahydrofuran als Lösungsmittel, von 29000 bzw. 30000.
Beispiel 2
Auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 werden (a) ein hydroxyterminiertes Ethylenoxid/Propylenoxid-Random-Copolymeres (ADEKA POLYETHER PR-1007, ein Warenzeichen für ein Produkt von Asahi Denka Kogyo K.K., mit einem Molekulargewicht von 1000 und einem Ethylenoxidgehalt von 70%) und (b) ein hydroxyterminierter Polytetramethylenether (Molekulargewicht 650) einzeln mit 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat unter Bildung von Präpolymeren in Lösung umgesetzt.
Diese Präpolymer-Lösungen werden so vermischt, daß das Gewichtsverhältnis des Polymeren (a) zu dem Polymeren (b) 3:2 beträgt. Das Gemisch wird mit 1,4-Butandiol als Kettenextender zur Bildung des Polyurethans umgesetzt. Das Produkt wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wobei man gereinigtes Polyurethan mit einem Molekulargewicht von 32000 erhält.
Polyurethanharnstoff wird ebenfalls auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, synthetisiert.
Beispiel 3
Auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 werden (c) ein hydroxyterminiertes Ethylenoxid/Propylenoxid-Block-Copolymeres (ADEKA POLYETHER CM-164, ein Warenzeichen für ein Produkt von Asahi Denka Kogyo K.K., mit einem Molekulargewicht von 1600 und einem Ethylenoxidgehalt von 40%) und (d) ein hydroxyterminierter Polytetramethylenether (Molekulargewicht 650) einzeln mit 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat unter Bildung von Präpolymeren in Lösung umgesetzt.
Diese Präpolymer-Lösungen werden so gemischt, daß das Gewichtsverhältnis des Polymeren (c) zu dem Polymeren (d) 4:1 beträgt. Das Gemisch wird mit 1,4-Butandiol als Kettenextender unter Synthetisierung des Polyurethans umgesetzt. Das Produkt wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wobei man gereinigtes Polyurethan mit einem Molekulargewicht von 31000 erhält.
Beispiel 4
Auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 wird (e) ein hydroxyterminiterter Polyethylenether (Molekulargewicht 1000) und (f) ein hydroxyterminierter Polytetramethylenether (Molekulargewicht 1500) einzeln mit 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat unter Bildung von Präpolymeren in Lösung umgesetzt.
Diese Präpolymer-Lösungen werden so gemischt, daß das Gewichtsverhältnis des Polymeren (e) zu dem Polymeren (f)
3606AA(S
1:4 beträgt. Das Gemisch wird mit 1,4-Butandiol als Kettenextender unter Synthetisierung von Polyurethan umgesetzt. Die Produkte werden, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wobei man gereinigtes Polyurethan mit einem Molekulargewicht von 40000 erhält.
Beispiel 5
Polyurethan wird auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, synthetisiert, ausgenommen, daß die Präpolymer-Lösungen so gemischt werden, daß das Gewichtsverhältnis von hydrophilem Polyether zu hydrophobem Polyether 1:4 beträgt.
Vergleichsbeispiel 1
Polyurethan wird auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, umgesetzt, indem ein hydroxyterminiertes '■ Ethylenoxid/Propylenoxid-Random-Copolymeres (Molekulargewicht 1000, Ethylenoxidgehalt 70%) mit 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und dann mit 1,4-Butandiol als Kettenextender umgesetzt wird.
Vergleichsbeispiel 2
Polyurethan wird auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, synthetisiert,indem man einen hydroxyterminierten Polytetramethylenether (Molekulargewicht 650) mit 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und dann mit 1,4-Butandiol als Kettenextender umsetzt.
Beispiel 6
Jede der neun Polyurethanverbindungen, hergestellt gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2, werden in einem 2:1-, ausgedrückt durch das Gewicht, Gemisch aus Tetrahydrofuran und Dioxan oder Ν,Ν-Dimethylacetamid in einer Konzentration von 10 Gew.% gelöst. Die Lösung wird auf eine Glasplatte unter Bildung eines Films gegossen. Der Film ist farblos und transparent und besitzt, wie durch Beobachtung mit einem Abtast-Elektronenmikroskop festgestellt wurde, eine sehr glatte Oberfläche.
Ein Wassertröpfchen wurde auf den Film getropft, und der Kontaktwinkel, der sich zwischen der Filmoberfläche und dem Wassertröpfchen bildet, wird mit einem Kontaktwinke1-meter des Goniometer-Typs gemessen.
Bei der Messung der Thromboresistenz wird die obige Polymerlösung zweimal auf die Innenwand eines Reagenzglases aufgetragen, und das Lösungsmittel wird vollständig verdampft. Unter Verwendung des entstehenden in der Innenseite beschichteten Reagenzglases (Innendurchmesser 10 mm, Länge 100 mm) wird die Blutkoagulationszeit gemäß dem Lee White-Verfahren gemessen.
Die obige Polymerlösung wird auf Polyestergarne (Nr. 2-0) aufgetragen und dann wird getrocknet, indem das Lösungsmittel vollständig verdampft wird. Die Garne werden jeweils in einem Ausmaß von etwa 10 cm in ein Gefäß der jugularen Vene und das Gefäß einer femoralen Vene eines Hundes, der 5 bis 15 kg wiegt, durch eine Injektionsspritze eingesteckt. Ein Ende von jedem Garn wird fixiert, und das Garn wird stehengelassen (periphere
3606441
Veneneinsatzmethode). Einen Tag später wird dem Hund Heparin intravenös injiziert, und der Hund wurde bis zum Sterben ausgeblutet. Die Gefäße werden geöffnet und der Thrombus, der an den eingesetzten Garnen haftet, wird beobachtet.
Der obige Film wird von der Glasplatte entnommen und in eine rechteckige Form geschnitten. Die Festigkeitseigenschaften der rechteckigen Probe werden mit einer Dehngeschwindigkeit von 200 mm/min gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.
ΤΑΒΚΤ,Τ,Ε Ι
\ Polyurethanverbindung Hydropho
bes Segment		 Art
(*1)		 Blut-
koagu-
lations-
zeit
(min)		 Zustand der
Thrombus-Ad
häsion bei dem
peripheren Ve
neneinsatzver
fahren		 Kontakt
winkel
(*2)		 Zug
festig
keit
(kg/cm2)		 Dehnung
(%)
Beisp. 1 Anteile der Polyether-
segmente (%)		 50 U 105 keine Adhäsion 52,7±2,1 530 500
Beisp. 2 Hydrophi
les Segment		 40 UU 100 ditto 40,5-1,3 600 450
Beisp. 3 50 20 ü 110 ditto 500 550
Beisp. 4 60 80 UU 110 ditto 47,5^1,3 540 550
Beisp. 5 80 80 U 110 ditto 60,3-3,0 400 600
Vergleichs-
beisp. 1		 20 - U 105 ditto 58,4^2,3 560 500
Vergleichs-
beisp. 2		 20 100 ü 110 ditto 30,0^4,2 500 500
Kontrolle 100 Reagenzglas (*3) LI 70 Adhäsion in
kleiner Menge		 64,7-3,1 80 300
- 56 Adhäsion in
großer Menge		 - 530 500
9-13 - - -
Bemerkung: (*1): U bedeutet Polyurethan; UU bedeutet Polyurethanharnstoff
(*2): Ein durchschnittlicher Wert von vier Messungen für jede Probe
(*3): Nicht mit der Polyurethanverbindung beschichtet
Beispiel 7
Die Innenoberfläche einer sackartigen Blutpumpe aus Polyvinylchlorid wird mit dem Polyurethan oder dem Polyurethanharnstoff, hergestellt gemäß den Beispielen 1, 2 oder 3, beschichtet. Das Beschichten erfolgt, indem man die Polyurethanverbindung in einem 2:1-Gemisch aus Tetrahydrofuran und Dioxan löst, die Lösung in die Blutpumpe füllt und sie unmittelbar entfernt, indem man die Pumpe neigt und dann die Pumpe in Luft trocknet.
Diese Blutpumpe wird als linkes ventrikulares Hilfselement einer Ziege verwendet. Das Schlagvolumen der Blutpumpe beträgt 40 ml. Das Pumpen erfolgt während 7 Tagen, während die Entnahmegeschwindigkeit 80 Zyklen/min und die Menge bei der Entnahme 2 l/min betrug . Die Pumpe wurde dann durch eine neue ausgetauscht.
Der Status der Adhäsion des Thrombus an der verwendeten Blutpumpe wurde geprüft. Man stellte fest, daß keine Adhäsion des Thrombus an der Innenoberfläche der Blutpumpen beobachtet wurde, die mit den Polyurethanverbindungen beschichtet waren, welche gemäß den Beispielen 1, 2 und 3 hergestellt wurden.
Die Oberfläche der Blutpumpen war vollständig glatt, wenn man sie mit einem Abtast-Elektronenmikroskop beobachtet, und man beobachtete keine Rißbildung, bedingt durch Ermüdung des Polyurethans. Man beobachtete ebenfalls kein Abschälen der Polyurethanschicht auf der Innenseite der Blutpumpe.

Claims (11)

3606A4Q 5421 AW/eg Thromboresistente Polyetherurethanverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung PATENTANSPRÜCHE
1. Thromboresistente segmentierte Polyetherurethanver- \ bindung, dadurch gekennzeichnet , daß das ** Polyethersegment aus 99 bis 1 Gew.% von (a) einem Polytetramethylenethersegment mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 200 bis 5000 und 1 bis 99 Gew.% von
(b) einem Polyalkylenethersegment mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 200 bis 5000, worin die Alkylengruppe 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthält, besteht, und daß die Segmente (a) und (b) in der gleichen Hauptkette vorhanden sind.
2. Segmentierte Polyetherurethanverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Polyalkylenethersegment (b) mindestens ein Polymeres ist, ausgewählt aus der Gruppe Polyethylenether, PoIypropylenether, Ethylenoxid/Propylenoxid-Random-Copölymeres und Polyethylenoxid/Polypropylenoxid-Block-Copolymeres.
3. Segmentierte Polyetherurethanverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es ein segmentiertes Polyurethan ist.
4. Segmentierte Polyetherurethanverbidnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es ein segmentierter Polyurethanharnstoff ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer thromboresistenten segmentierten Polyetherurethanverbindung, dadurch gekennzeichnet , daß man 99 bis 1 Gew.% Polytetramethylenetherdiol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 200 bis 5000 und 1 bis 99 Gew.% Polyalkylenetherdiol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 200 bis 5000, worin die Alkylengruppe 2 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, mit einer Polyisocyanatverbindung umsetzt und das entstehende Präpolymere mit einem Kettenextender umsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Polyalkylenetherdiol mindestens ein Diol ist, ausgewählt aus der Gruppe, welche Polyethylenetherglycol, Polypropylenetherglycol, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer-Diol und Polyethylenoxid/ Polypropylenoxid-Block-Copolymer-Diol, enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e kennzeichnet , daß die Polyisocyanatverbindung eine Diisocyanatverbindung ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Kettenextender ein Diol oder ein Diamin mit niedrigem Molekulargewicht ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gemisch aus einem Präpolymeren, welches sich von Polytetramethylenetherdiol und einer Polyisocyanatverbindung ableitet, und einem Präpolymeren, welches sich von einem Polyalkylenetherdiol und einer Polyisocyanatverbindung ableitet, mit dem Kettenextender umgesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Präpolymere, welches sich von der Polyisocyanatverbindung ableitet, und ein Gemisch aus Polytetramethylenetherdiol und Polyalkylenetherdiol mit dem Kettenextender umgesetzt werden.
11. Medizinische Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Oberfläche aufweist, wel- * ehe mit Blut in Kontakt ist, und aus der Polyetherure- -f thanverbindung nach Anspruch 1 hergestellt worden ist.
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