JP2005518841A - ポリ(ビニルピロリドン)単位を含むAnBブロックコポリマー、医療用デバイス、及び方法 - Google Patents

ポリ(ビニルピロリドン)単位を含むAnBブロックコポリマー、医療用デバイス、及び方法 Download PDF

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Abstract

ポリ(ビニルピロリドン)単位を有するAブロックと、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、エステル基、又はそれらの組合せを有するBブロックとを含むABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)、ならびに医療用デバイス及び方法。

Description

発明の詳細な説明
関連出願に関する相互参照
本出願は、その全内容を本願明細書に引用したものとする2002年2月27日に出願された米国仮特許出願第60/360,725号に基づいて優先権を主張する。
発明の分野
本発明は、ポリウレタンなどのような他のポリマーと共重合されたポリ(ビニルピロリドン)を含むポリマーに関する。前記材料は、医療用デバイスにおける生体適合性材料として特に有用である。
発明の背景
ブロックコポリマーの化学は広範であり且つ充分に開発されている。ブロックコポリマーを用いて、一つの材料において、異なるポリマーの特性を組合せることができる。例えば、親水特性を有するポリマーは一つのブロックを形成することができ、疎水特性を有するポリマーは別のブロックを形成することができる。而して、一つの材料は、どちらの成分ポリマーも単独では持ち得ない特性の組合せを有することができる。この事実は、医療用デバイスの領域において有意に有用性であることができる。
医療用デバイスを創出するために用いられるポリマーは、それらのバルク特性に基づいて選択されるが;前記医療用デバイスの表面は、バルクポリマーの表面に比べて異なる特性を有していることがしばしば望ましい。例えば、ポリマー表面は、バルクポリマーの適合性に比べて、他のポリマー又は組織、表面エネルギーなどに関して異なるレベルの適合性を有していることが望ましいかもしれない。而して、ブロックコポリマーは、医療用デバイス用途用にポリマー表面を改質するときの有用性について研究する場合に望ましい材料である。
ブロックコポリマーは、人工心臓、心臓血管カテーテル、ペースメーカーリード絶縁材などのような移植可能なデバイスで用いられる重要な医用ポリマーであるポリウレタンの表面を改質するために用いられてきた。前記ブロックコポリマーを用いて、抗微生物性、潤滑性、バリヤー性、及び抗凝血性などを向上させてきた。例えば、米国特許第4,675,361号(Ward,Jr.)では、生体適合性を改良するためのブロックコポリマーが開示されている。また、米国特許第5,302,385号(Khan et al.)では、カテーテル上にコーティングされた抗微生物性を有するポリウレタン−ポリ(ビニルピロリドン)コポリマー発泡体が開示されている。そのポリマーは、明瞭な又は制御可能なブロック構造を有していない高度に枝分かれした又は網状のポリマーである。
医療用デバイスの表面特性を改質するには他のブロックコポリマーが必要である。
発明の概要
本発明は、ブロックコポリマー、詳しくはABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)、更に詳しくは、Aブロック中にポリ(ビニルピロリドン)を含み且つBブロック中にウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せ(例えば、ポリウレタン、ポリ尿素、又はポリウレタン−尿素)を含むA−B−Aブロック(トリブロック)コポリマーに関する。また、本発明は、前記ポリマーを製造する方法も含む。
本発明のブロックコポリマーは、医療用デバイスで用いられる生体適合性材料として特に有用である。ブロックコポリマーのある種の好ましい態様は、潤滑性表面(例えば、ポリマー表面上スリップコーティング)も提供できる。潤滑性表面は、多くの医療用デバイス、特にリードデリバリーカテーテルの内面には望ましい。しかしながら、前記カテーテルの内面上に従来の材料をコーティングすることは難しくコストも掛かる。本発明のブロックコポリマーは、前記デバイスをより容易に製造する機会を提供する。ディップコーティングを行い、その後に溶媒を除去する技術を含む方法を用いて、支持体に対して本発明のブロックコポリマーを施用できる。又は、ブロックコポリマーを、別の熱可塑性ポリマーと共押出して、層状構造を形成させることができる。
一つの態様では、本発明は、Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、且つBブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を提供する。
本発明は、医療用デバイスを提供する。一つの前記デバイスは、Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み且つBブロックがウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を含む表面を含む。「表面」は、コーティングの表面、例えば、ポリマー材料のような別の支持体上にある熱可塑性ABブロックコポリマーの表面であることができる。又は、「表面」は、押出された層の表面、例えば、別のポリマー材料と共押出することができるか若しくは反応性共押出を用いて形成できる熱可塑性ABブロックコポリマーの表面であることができる。
また、本発明は、医療用デバイスの表面を改質する方法も提供する。一つの方法は:Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、且つBブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、エステル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を調製する工程;及び医療用デバイスの表面に前記ABコポリマーを施用する工程を含む。
また、本発明は、熱可塑性ABブロックコポリマーを調製する方法も提供する。一つの方法は、実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)を、ポリ(ビニルピロリドン)の官能基と反応性である官能基を含む官能化されたBブロック前駆体と反応させて、熱可塑性ABブロックコポリマーを形成する工程を含む。別の方法では、ブロックコポリマーは、官能化されたBブロック前駆体のための反応体と一緒に、実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)を用いて、一工程で製造される。
本願明細書中において使用される「有機基」という用語は、炭素原子及び/又は水素原子の代わりに、他の原子(例えば、へテロ原子)又は基(例えば、官能基)を任意に含むヒドロカルビル基(脂肪族及び/又は芳香族)を指している。「脂肪族基」という用語は、飽和又は不飽和の線状(すなわち、直鎖)、環状、又は枝分かれした炭化水素基を意味している。この用語は、例えば、アルキル(例えば、−CH)(又は、鎖中では−CH−のようなアルキレン)、アルケニル(又は鎖中ではアルケニレン)、及びアルキニル(又は鎖中ではアルキニレン)を包含するために用いられる。「アルキル基」という用語は、例えば、メチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、ヘプチル、ドデシル、オクタデシル、アミル、及び2−エチルヘキシルなどを含む飽和した線状又は分枝状炭化水素基を意味している。「アルケニル基」という用語は、ビニル基のような1つ以上の炭素−炭素二重結合を有する不飽和の線状又は分枝状炭化水素基を意味している。「アルキニル基」という用語は、1つ以上の炭素−炭素三重結合を有する不飽和の線状又は分枝状炭化水素基を意味している。「芳香族基」又は「アリール基」は、単環式又は多環式の芳香族炭化水素基を意味している。これらの炭化水素基は、官能基の形態であることができるへテロ原子で置換できる。「へテロ原子」という用語は、炭素以外の元素(例えば、窒素、酸素、硫黄、塩素など)を意味している。
本願明細書中で使用される「1つ」「1つ以上」及び「少なくとも1つ」(“a,”“an,”“one or more, ”及び“at least one”)という用語は、交換可能に用いられる。
本願明細書中で使用される「熱可塑性」ポリマーという用語は、加熱されたときに溶融且つ流動し、また冷却時に実質的に同じ材料を再形成するポリマーである。
本願明細書中で使用される「生体適合性材料」(“biomaterial”又は“biocompatible material”)という用語は、体液及び体組織中において実質的に不溶性であり、且つ身体の中に又は身体上に配置されるように又は体液若しくは体組織を接触させるように設計され作られる材料と規定される。理想的には、生体適合性材料は、身体において望ましくない反応、例えば血液凝固、組織死、腫瘍形成、アレルギー反応、異物反応(拒絶反応)又は炎症反応を誘発せず;意図される目的のために機能するように必要とされる強度、弾性、透過性、及び柔軟性のような物理的性質を有し;容易に精製し、二次加工し、滅菌することができ;且つ身体中に移植されているか又は身体と接触している間、その物理的性質及び機能を実質的に保持したままである。
本願明細書中で使用される「医療用デバイス」という用語は、それらの動作中に、血液又は他の身体組織を接触させる表面を有する製品と規定できる。この用語は、例えば、手術で使用するための体外デバイス、例えば、血液酸素付加装置、血液ポンプ、血液センサー、及び血液を送達するために用いられるチューブなどを含むことができる。前記デバイスは、血液と接触し、次にその血液を患者に戻す。また、前記用語は、移植可能なデバイス、例えば人工血管、ステント、電気刺激用リード、心臓弁、整形外科用デバイス、カテーテル、ガイドワイヤー、シャント、センサー、髄核のための置換デバイス、蝸牛又は中耳のインプラント、及び眼内レンズなどを含むこともできる。
本発明の例示的態様の詳細な説明
本発明は、ポリマー、前記ポリマー(好ましくは、生体適合性材料)を含む医療用デバイス、及び前記ポリマーを製造し使用する方法を提供する。前記ポリマーは、例えば医療用デバイス中又は医療用デバイス上にある支持体の表面を改質するのに適している。前記支持体としては、例えば、ポリマー、例えばポリウレタン、ポリ尿素、ポリ(ウレタン−尿素)、ポリアミド、ポリ(アミド−エーテル)、ポリイミド、コポリマー又はそれらの混合物が挙げられる。
特に関心が持たれている一つの医療用デバイスは、リードデリバリーカテーテルのようなカテーテルである。好ましくは、本発明のポリマーでカテーテルのインナールーメン(inner lumen)を被覆する。
ポリマーは好ましくはABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)であり、更に好ましくはA−B−Aブロックコポリマーである。それぞれ「ブロック」又はセグメントは、ホモポリマー、又はランダム若しくはブロックコポリマーそれ自体であることができる。例えば、Aブロックは、他のモノマーと任意に重合される1つ以上のポリ(ビニルピロリドン)(PVP)単位を含むことができる。Bブロックは、ウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せを含むことができる。好ましくは、Bブロックは、ウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む。更に好ましくは、Bブロックはウレタン基及び/又は尿素基を含む。最も好ましくは、Bブロックはウレタン基を含む。
典型的には、ABブロックコポリマーは、前駆体ポリマー(すなわち、プレポリマー)から調製されるが、他の方法を用いて、同じブロック構造を有するポリマーを作ることができる。特に好ましい態様では、Bブロックは、イソシアネート官能プレポリマー(例えば、ジイソシアネートポリウレタン(OCN−PU−NCO))から調製され、Aブロックは、実質的に一官能価のヒドロキシル末端を有するポリ(ビニルピロリドン)プレポリマー(PVP−OH)から形成される。このAnB配合では、Bブロックは、A及びBのプレポリマー(例えば、PVP−OH及びOCN−PU−NCOプレポリマー)の反応時に形成される官能価を含むと規定される。
例示的概略において、好ましいABブロックコポリマーは、以下のスキーム(スキームI):
Figure 2005518841
(式中、X及びYは第一又は第二アミン基、第一又は第二アミド、カルボン酸基、ヒドロキシル基(例えば、フェノール)、イソシアネート基から成る群より選択される少なくとも1つの反応性官能価を含み、その場合、X及びYは互いに反応性であるように選択され;
Zはウレタン基、尿素基(例えば、アシル尿素)、アミド基、イミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せを含み;
Rは長鎖有機(接続)基であり;且つ
PVP−XはN−ビニルピロリドンと他の任意のモノマーとから形成されるポリマーである)にしたがって形成できるA−B−Aブロックコポリマーである。
個々のA−及びB−ブロックのそれぞれ、ならびに得られるポリマーは、線状又は分枝状であることができるが、得られるポリマーが熱可塑性ではないほど有意に枝分かれはしていない。好ましくは、A−及びB−ブロックは両方とも線状であり、得られるポリマーも線状である。Bブロックは分枝状であることができるので、ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも3である)は、例えば星型ブロックコポリマーでもあることができると考えられる。
好ましくは、本発明のブロックコポリマーは、1モルあたり少なくとも約1000グラム(g/モル)の重量平均分子量を有し、更に好ましくは、未架橋状態では少なくとも約10,000g/モル、最も好ましくは少なくとも約20,000g/モルの重量平均分子量を有する。好ましくは、本発明のブロックコポリマーは、未架橋状態で約3 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有する。ブロックコポリマーの分子量は、公知の合成技術によって調節できる。典型的には、好ましい態様のために、プレポリマーの分子量によってブロックコポリマーの最終分子量が調節される。
所望ならば、ブロックコポリマーは、表面、特に医療用デバイスの表面に施用した後に、架橋させることができる。架橋は、様々な公知の技術を用いて達成できる。その技術としては例えば電子ビーム(E−ビーム)の使用が挙げられる。別法として、Bブロック中に不飽和を導入し、ブタンジオールジビニルエーテル又はジビニルベンゼンのような化学架橋剤を用いることによって架橋を達成できる。
所望ならば、ブロックコポリマーは、様々な効果を得るために第二のポリマーと混合できる。支持体に対する接着性を向上させるためにこのブロックコポリマーが第二ポリマーとしてコーティングされる支持体の構成ポリマーを用いることは特に望ましい。適当な第二ポリマーとしては、例えば、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリ(ウレタン−尿素)、ポリアミド、ポリ(アミド−エーテル)、ポリイミド、コポリマー又はそれらの混合物が挙げられる。別法として、ポリ(ビニルピロリドン)を第二ポリマーとして用いて、支持体ポリマーの表面特性を更に改質することができる。
好ましくは、ブロックコポリマーは潤滑性(例えば、滑性)である。前記特性は、指で触ることによって、定性的に評価できる。別法として、摩擦係数(COF)は、実施例で説明してあるように、湿潤表面上で測定できる。好ましくは、潤滑性コーティングは、コーティングされていない支持体の摩擦係数に比べて、少なくとも50%未満、更に好ましくは少なくとも80%未満のCOFを有する。又は、更に好ましくは、その上に潤滑性コーティングを有する支持体のCOFは、コーティングされていない支持体の20%以下である。
好ましいAブロック
本発明のABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)のAブロック、好ましくはA−B−AブロックコポリマーのAブロックとしては、ポリ(ビニルピロリドン)(PVP)を含む。少なくとも約400,000g/モル(重量平均分子量)のPVPホモポリマーは一般的に潤滑性であり且つ生体適合性であるので、PVPは特に望ましい。しかしながら、驚くべきことに、より低分子量のPVP含有ブロックも適当な潤滑性を提供することができる。好ましくは、Aブロックを形成するのに用いられるPVPは、少なくとも約1000g/モル、更に好ましくは少なくとも約1500g/モルの重量平均分子量を有する。好ましくは、Aブロックを形成するのに用いられるPVPは、約1 x 10g/モル以下の重量平均分子量、更に好ましくは約500,000g/モル以下、より更に好ましくは約400,000g/モル以下、及び最も好ましくは約200,000g/モル以下の重量平均分子量を有する。
所望ならば、本発明のABブロックコポリマーのAブロックは、N−ビニルピロリドン(すなわち、1−ビニル−2−ピロリドン)と、Bブロックプレポリマー上にあるイソシアネート基又は他の反応性官能基(上記スキームIにおけるY)と非反応性であるモノマーとのコポリマーを含むことができると考えられる。前記モノマーは、(メタ)アクリル酸エステル(すなわち、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリレートとも呼ばれる)、(メタ)アクリルアミド(すなわち、アクリルアミド及びメタクリルアミド)、ブダジエン、エチレン、アルファ−オレフィン、ハロゲン化オレフィン(例えば、テトラフルオロエチレン)、アクリロニトリル、イソプレン、スチレン、塩化ビニル、弗化ビニル、ビニルエステル、塩化ビニリデン、N−ビニルカルバゾ−ル、及びそれらの組合せから成る群より選択される。而して、本願明細書中で使用される“PVP”プレポリマー又は“PVP”ブロックは、N−ビニルピロリドンのポリマー、又はそれらと1種以上の他のモノマーとのコポリマーを含むものと規定される。好ましくは、PVPプレポリマー又はPVPブロックはポリ(ビニルピロリドン)のみを含む。
本発明のABブロックコポリマーのAブロックは、好ましくは、実質的に一官能価のPVPプレポリマーから形成される。そのことは、PVPプレポリマー出発材料は、少量の二官能価PVP又は非官能性PVPを有し得ると考えられるが、前記出発材料は主として一官能価PVPであることを意味している。
好ましくは、官能化されたPVPプレポリマーは、末端にヒドロキシルを有する。実質的に一官能価のヒドロキシル末端PVPが好ましいが、他の官能化されたPVP(例えば、上記スキームIにおけるX基のいずれかであることができると考えられる)を用いて、本発明のABブロックコポリマーのAブロックを形成できると考えられる。好ましくは、PVPプレポリマー(ホモポリマー又はコポリマーであることができる)は、第一又は第二アミン基、カルボン酸基、ならびにヒドロキシル基(例えば、フェノ−ル)、及びそれらの組合せで官能化させることができると考えられる。更に好ましくは、PVPプレポリマーは、ヒドロキシルで官能化される。PVP−Xプレポリマーは、X部分において他の官能価、特にエーテル官能価(例えば、−Xは−C(CH−O−CHC(O)OH又は−C(CH−O−CHCHOH)を含む得ることを理解すべきである。
Aブロックは線状又は分枝状であることができる。好ましくは、Aブロックは線状である。分枝状Aブロックは、例えば、以下の該略図(スキームII):
Figure 2005518841
にしたがって、PVP−OHプレポリマーをクエン酸と反応させて、対応するトリエステルを形成させることにより調製できると考えられる。
好ましいBブロック
Bブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)のBブロック、好ましくはA−B−Aブロックコポリマーは、Aブロック間に存在する長鎖有機接続単位である。Bブロックは、典型的には、特有な表面と適合性であるように、また特有な表面に対して接着するように設計される。例えば、Bブロックは、下に位置するポリマー表面に貫入し、物理的な絡み合いによってブロックコポリマーの接着性を向上させるように設計できる。
典型的には、Bブロックは、ウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せによって官能化させる。好ましくは、Bブロックは、ウレタン基、尿素基(例えば、アシル尿素基)、アミド基、イミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む。更に好ましくは、Bブロックは、ウレタン基及び/又は尿素基を含む。最も好ましくは、Bブロックはウレタン基を含む。Bブロックは、任意に、第三アミン基、シロキサン基、シラン基、オルト−エステル基、ホスホエステル基、チオエーテル基、スルホキシド基、スルホン基、ケトン基、アセタール基、ケタール基、ヘミアセタール基、ヘミケタール基、エポキシ基、及びそれらの組合せを含むことができる。
本願明細書中で使用される「長鎖」という用語は、20個以上の原子(好ましくは、20個以上の炭素原子)を含む有機接続単位(すなわち、Aブロックを接続する)を指している。好ましくは、Bブロックは、約100個以上の原子、更に好ましくは約500個以上の原子、及び最も好ましくは約1000個以上の原子を含み、Aブロックを接続する。好ましくは、鎖中には約1 x 10個以下の原子が存在する。
好ましくは、Bブロックを形成するために用いられる前駆体(好ましくは、プレポリマーである)は、少なくとも2つの反応性基で、更に好ましくは2つのみの反応性基で官能化させる。前記反応性基は好ましくはイソシアネート基である。好ましい材料は実質的に多官能価である(すなわち、PVPプレポリマーと反応性である基で官能化させる)。更に好ましい材料は実質的に二官能価である。すなわち、「実質的に」多官能価又は二官能価とは、前駆体中に存在している一官能価又は非官能性のプレポリマーが少量であるかもしれないことを意味している。
イソシアネート官能価が好ましいが、他の官能化された前駆体を用いて、本発明のABブロックコポリマーのBブロックを形成できると考えられる(すなわち、上記スキームIにおけるY基のいずれかであることができると考えられる)。好ましくは、前駆体は、カルボン酸、ヒドロキシル基、第一又は第二アミド、ならびにイソシアネートで官能化させ得ると考えられる。更に詳しくは、Bブロック前駆体はイソシアネートで官能化させる。
上記の官能化前駆体を官能化PVPプレポリマーと反応させると、得られるABブロックコポリマーには、例えばウレタン基、尿素基(例えば、アシル尿素基)、アミド基、イミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む結合基(本発明にしたがってBブロック中に導入されるスキームIにおけるZ官能価)が生じると考えられる。好ましくは、Zは、ウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む。更に好ましくは、Zはウレタン基及び/又は尿素基を含み、最も好ましくはウレタン基を含む。
本発明にしたがうABブロックコポリマーのBブロックを形成するのに適する前駆体は、好ましくは、ジイソシアネート末端プレポリマーである。前記プレポリマーは、好ましくは、ジイソシアネート化末端ポリウレタン、ポリ尿素、又はポリ(ウレタン−尿素)であり、更に好ましくはジイソシアネート末端ポリウレタンである。これらのポリマーは、硬質で硬直から軟質で柔軟へと変化することができる。
本発明のABブロックコポリマーのBブロックを形成するのに用いられる好ましいポリマーは、ホモポリマー又はコポリマーであることができるが、好ましくは、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、又はセグメント化コポリマー(すなわち、硬質及び軟質両方のドメイン又はセグメントを含む)である。
Bブロックを形成するために用いられる上記ポリマーは、様々な技術を用いて、重合可能な化合物(例えば、モノマー、オリゴマ−、又はポリマー)から調製できる。前記化合物としては、例えばジオール、ジアミン、又はそれらの組合せが挙げられる。
ある種の好ましいポリマーを本願明細書で説明しているが、本発明の医療用デバイスにおける好ましい生体適合性材料のABブロックコポリマーのBブロックを形成するために用いられるポリマーは、ウレタン基、尿素基、又はそれらの組合せを含む広範で様々なポリマーであることができる。前記ポリマーは、イソシアネート含有化合物、例えばポリイソシアネート(好ましくは、ジイソシアネート)と、イソシアネート基、例えばポリオール及び/又はポリアミン(好ましくは、ジオール及び/又はジアミン)と反応性である少なくとも2つの水素原子を有する化合物とから調製される。
典型的には、Bブロックを形成するために用いられる好ましいウレタン含有及び/又は尿素含有のポリマーは、例えばポリエステル、ポリエーテル、及びポリカーボネートポリオールを含むポリイソシアネート及びポリオール及び/又はポリアミドを用いて製造されるが、ポリオールから製造される材料は生体安定性が低いので、ポリオールはあまり好ましくない。ポリオール及びポリアミンは、脂肪族、脂環式、芳香族、ヘテロ環式、又はそれらの組合せであることができる。
Bブロックプレポリマーを調製するのに適するジオールとしては、例えば、POLYMEGという商標で市販されているジオール、及び他のポリエーテル、例えばポリエチレングリコール及びポリプロピレンオキシド、ポリブタジエンジオール、ダイマージオール、例えば((デラウェア州ニューキャッスルにあるUniqemaから)DIMEROLという商標で市販されている)ダイマージオール、ポリエステルベースのジオール、例えば(イリノイ州ノースフィールドにあるStepan Corp.から)STEPANPOLという商標で市販されているポリエステルベースのジオール、CAPA(英国チェルシーのウォリントンにあるSolvayから市販されている)及びTERATE(テキサス州ヒューストンにあるKosaから市販されている)、ポリ(エチレンアジペート)ジオール、ポリ(エチレンスクシネート)ジオール、ポリ(1,4−ブタンジオールアジペート)ジオール、ポリ(カプロラクトン)ジオール、ポリ(ヘキサメチレンフタレート)ジオール、及びポリ(1,6−ヘキサメチレンアジペート)ジオール、ならびにポリカーボネートベースのジオール、例えばポリ(ヘキサメチレンカーボネート)ジオールが挙げられる。
例えば、ポリウレタンの調製で従来から行われているように、他のポリオールを連鎖移動剤として用いてBブロック前駆体を形成することができる。適当な連鎖移動剤としては、例えば、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、9−ヒドロキシメチル オクタデカノール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ビス(メタノール)、シクロヘキサン−1,2−ビス(メタノール)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキシレングリコール、1,2−シクロヘキサンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2,4−ブタントリオール、2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、グリセロール、2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール,ネオペンチルグリコール、及びペンタエリトルトールなどが挙げられる。
Bブロックプレポリマーを製造するのに適するポリアミン(典型的には、ジアミン)としては、エチレンジアミン、1,4−ジアミノブタン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,8−ジアミノオクタン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、トリス(2−アミノエチル)アミン、及びリジンエチルエステルなどが挙げられる。
Bブロックプレポリマーを製造するのに適する混合されたアルコール/アミンとしては、5−アミノ−1−ペンタノール、6−アミノ−1−ヘキサノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−アミノフェネチルアルコール、及びエタノールアミンなどが挙げられる。
ポリウレタン、ポリ尿素、又はポリ(ウレタン−尿素)を調製するのに適する適当なイソシアネート含有化合物は、典型的には、脂肪族、脂環式、芳香族、及びヘテロ環式(又はそれらの組合せ)のポリイソシアネートである。イソシアネート基に加えて、前記イソシアネート含有化合物は、生体適合性材料で典型的に用いられる他の官能基、例えビウレット、尿素、アロファネート、ウレチジンジオン(すなわち、イソシアネートダイマー)、及びイソシアヌレートなどを含むことができる。ポリイソシアネートの適当な例としては、4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(MDI)、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(HMDI)、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,2−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ベンゼン−1,4−ジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トランス−1,4−シクロヘキシレンジイソシアナト、1,4−ジイソシアナトブタン、1,12−ジイソシアナトドデカン、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,5−ジイソシアナト−2−メチルペンタン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、4,4’− メチレンビス(2,6−ジエチルフェニルイソシアネート)、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)、1,3−フェニレンジイソシアネート、ポリ((フェニルイソシアネート)−コ−ホルムアルデヒド)、トリレン−2,4−ジイソシアネート、トリレン−2,6−ジイソシアネート、ダイマージイソシアネート、ならびにDESMODUR RC、DESMODUR RE、DESMODUR RFE、及びDESMODUR RNという商標でBayerから市販されているポリイソシアネートなどが挙げられる。
好ましくは、本発明ポリマーの比較的硬質なセグメント(典型的にはBブロック中に存在する)は、好ましくはその全てが約1000未満の分子量を有する短鎖から中鎖のジイソシアネートと短鎖から中鎖のジオール又はジアミンとから形成される。適当な短鎖から中鎖のジオール、ジアミン、及びジイソシアネートは、直鎖、分枝状、及び環状の脂肪族炭化水素を含むが、芳香族炭化水素を用いることもできる。これらの更に硬質なセグメントにおいて有用なジオール及びジアミンとしては、例えば、既に上で考察した短鎖及び中鎖のジオール又はジアミンの両方が挙げられる。
ブロックコポリマーを調製する方法
本発明のABブロックコポリマーは、縮合重合、例えば複分解重合、又は相補的官能基の反応を含む様々な方法によって製造できる。
好ましくは、本発明の方法は、実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)を、ポリ(ビニルピロリドン)の官能基と反応性である官能基を含む官能化されたBブロック前駆体と反応させる工程を含む。好ましくは、実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)はヒドロキシル末端を有する。好ましくは、前記ポリ(ビニルピロリドン)は、例えばイソプロポキシエタノールのようなヒドロキシル末端を有する連鎖移動剤の存在下で、N−ビニルピロリドンを重合させることによって調製される。好ましくは、官能化されたBブロック前駆体は、ウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む、更に好ましくはウレタン基及び/又は尿素基を含むジイソシアネート末端プレポリマーである。
PVP(プレポリマー)前駆体は、ホモポリマー又は(2種以上のモノマーを含む)コポリマーかどうかにかかわらず、ラジカル重合のような標準的な技術を用いて製造できる。PVP(プレポリマー)前駆体は、官能化された連鎖移動剤の存在下でラジカル重合を用いて官能化させることができる。適当な官能基としては、例えば、カルボン酸基、アミン基、アミド基、及びシラン基が挙げられる。典型的な官能化された連鎖移動剤及び反応条件は以下の実施例で開示する。
Bブロック(プレポリマー)前駆体は標準的な技術を用いて製造できる。例えば、Bブロックプレポリマーは、縮合重合、開環複分解重合、及びラジカル重合を用いて製造できる。例えば、Bブロックウレタン含有プレポリマーは、標準的なポリウレタン合成技術を用いて製造できる。典型的な条件は以下の実施例で開示する。
Bブロックコポリマーを形成するための好ましい条件としては、不活性雰囲気(例えば、窒素又はアルゴン)の使用、約20℃〜約150℃(更に好ましくは約50℃〜約100℃)の温度、約1時間〜約3日(更に好ましくは約1時間〜約24時間)の反応時間が挙げられる。Aブロック及びBブロック(プレポリマー)前駆体は、典型的には、前記条件下で結合して、本発明のABブロックコポリマーを形成する。
別法として、本発明のABブロックコポリマーは一工程で製造できる。典型的には、前記工程は、Bブロック前駆体を製造するための反応体をAブロック前駆体と結合させる工程を含む。その工程は実施例14に例示してある。
本願明細書で説明されるABブロックコポリマーに加えて、本発明の生体適合性材料は様々な添加剤を含むこともできる。前記添加剤としては、酸化防止剤、着色剤、加工潤滑剤、安定剤、イメージングエンハンサ(imaging enhancer)、及び充填剤などが挙げられる。
表面を改質する方法
好ましくは、本発明のブロックコポリマーを用いて、医療用デバイスの表面を改質する。前記の改質は、ABブロックコポリマーを調製し、それに続いて又は同時に、広範で様々な方法のいずれかの方法で医療用デバイスの表面に対して前記ブロックコポリマーを施用する工程を含む。
例えば、ブロックコポリマーは表面に対して溶液から施用できる。前記の施用は、例えばディップコーティング、ロールコーティング、吹付け、インクジェットプリンティング(inkjet printing)、又はそれらの組合せによって実施される。
溶液コーティングのための適当な溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、水、イソプロパノール、エタノール、アセトン、アセトニトリル、ジオキサン、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、又はそれらの組合せが挙げられる。溶液コーティングのための好ましい溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、水、又はそれらの組合せが挙げられる。
コーティング溶液のポリマー含量は、所望のコーティング重量に部分的に左右される。典型的には、コーティング溶液のポリマー含量は、コーティング溶液の総重量を基準として、少なくとも約0.1重量%(wt%)であり、好ましくは少なくとも約1.0wt%である。典型的には、コーティング溶液のポリマー含量は、コーティング溶液の総重量を基準として、約40wt%以下、好ましくは約20wt%以下である。
コーティングのための温度は、好ましくは約25℃であるが、約0℃程度であることができ、またポリマーの融点程度であることができ、又は溶媒の沸点(いずれか低い方)であることができる。コーティングのための時間は、0.1秒程度(例えば、ディップコーティング)であることができるが、短時間でも支持体ポリマーの溶解が起こると考えられる。典型的には、必要とされる時間は約5分以下である。
被覆されたサンプルは高温に曝露できる。典型的には、室温を超えるが、支持体ポリマー又は本発明のブロックコポリマーの融点は下回る任意の温度である。典型的な温度は少なくとも約70℃である。前記高温での曝露時間は、溶媒を除去するのに充分であり、且つ支持体ポリマーに対する本発明のブロックコポリマーの接着を促進させるのに充分である。典型的な時間は少なくとも約18時間である。同時に又は続いて、被覆されたサンプルを減圧(例えば、真空)に曝露して、溶媒の除去を向上させることができると考えられる。
他の態様では、ブロックコポリマーを支持体ポリマーと共に共押出することによって、表面に対してブロックコポリマーを施用できる。典型的な共押出プロセスでは、2つ以上の押出機によって2つ以上のポリマーを共通のダイ中に同時に押出す。これらのポリマーは、多層構造をつくりだすために押出機のヘッドで組み合わされる。例えば、カテーテルを製造することが望まれる場合、共押出で用いられる異なるポリマーを含むサンドイッチ構造を有するチューブを製造できると考えられる。
共押出により、共押出プロセスで用いられる様々なポリマーの特性を組合せることができる。例えば、許容可能な強度特性を有するポリマーと、許容可能な環境抵抗を有するポリマーとを共押出すると、強度及び環境抵抗の両方を有する製品を創出できる。共押出によって創出される多層構造は、環境抵抗を有するポリマーの層の間にサンドイッチされた強力なポリマー(strong polymer)を有する。而して、特性の所望の組合せを有する製品を創出できる。共押出には、特性を組合せる他の方法を超えるある種の利点がある。前記利点としては、費用効果、及び小直径チューブのインナールーメンの表面特性を変える能力が挙げられる。
共押出を成功させるためには、ポリマーは適合性を有していることが望ましい。その適合性により、共押出された層の間に良好な接着が得られ、押出製品の一体性が保証される。この適合性を得る一つの方法は、共押出されるポリマーに、少なくとも1つの共通ブロックを共有させる方法である。例えば、ポリウレタンブロックと所望の表面特性を有するブロックとを含むコポリマーと一緒に、ポリウレタンを共押出することによって、インナールーメンの表面上に異なる特性を有するポリウレタンチューブを創出できる。
共押出条件、例えば温度、圧力、流量は、ポリマーにしたがって変化し、不要な実験を行わずとも当業者が決定できる。それに関しては以下の実施例を参照されたい。
共押出は、1つ以上の層(例えば、支持体ポリマー層潤滑性被覆層)を反応性共押出することも含むことができる。反応性共押出は、典型的には、反応を引き起こすのに有効な条件下で押出機においてプレポリマー(例えば、A−及びB−ブロックプレポリマー)を結合させることを含む。別法として、プレポリマーを形成するための反応体を押出機において結合させることができる。
反応性共押出を行うと、共押出された層の間の界面において、ブロック若しくはグラフト化されたコポリマー、又は架橋されたコポリマー構造をその場で形成させることができる。それにより、2つの層間に絡み合いが提供されて接着が向上する。上記したように、反応性共押出条件は、ポリマーにしたがって変化し、不要な実験を行わずとも当業者が決定できる。それに関しては以下の実施例を参照されたい。
本発明のABコポリマーの層は、意図される目的に必要とされる厚さであることができる。望ましくは、できる限り薄い層を用いて、目的の特性(例えば、潤滑性)を提供する。例えば、滑性を有する1ミクロン程度のコーティング及び0.4mm程度の厚さのコーティングを調製した。
本発明を、様々な特定の及び好ましい態様について説明してきたが、以下の詳細な実施例を参照しつつ更に説明する。しかしながら、実施例及び詳細な説明で示された態様を超える、本発明の基本的主題に基づいた、本発明の精神及び範囲の中に含まれる多くの拡張、変更、及び改良が存在することが理解される。
(実施例)
実施例1:ヒドロキシル末端を有するポリ(N−ビニル−ピロリドン)の合成
材料:モノマーN−ビニル−ピロリドンは、ウィスコンシン州ミルウォーキーにあるAldrich Chemical Co.から購入し、真空蒸留によってNaOH抑制剤を除去した。前記モノマーは、使用前はフリーザーに貯蔵した。無水ジエチルエーテル、2,2−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、及び連鎖移動剤である2−イソプロポキシエタノールを含む全ての他の試薬はAldrich Chemical Co.から入手し、そのままの状態で使用した。
合成:磁気撹拌棒、熱電対、オイルバブラー、及び加熱マントルを備えているオーブン乾燥され窒素でパージされた1000mLの三つ口丸底フラスコにおいて、イソプロポキシエタノール連鎖移動剤451.5g(500ミリリットル(mL))中にN−ビニル−ピロリドンを5.2グラム(g)及びAIBNを0.5g溶解させた。熱でAIBNを活性化させる前に、撹拌しながら約30分間、その反応溶液中に窒素ガスを気泡にして加えた。その反応混合物を80℃までゆっくりと加熱した。加熱時には、窒素スパージ管を前記溶液から引き出して、反応持続時間の間、塔頂空間をパージした。その反応混合物を24時間加熱した。次に、その溶液を、単一口の1000mL丸底フラスコに入れて、回転蒸発させた。その溶液を、イソプロポキシエタノール(300mL)を用いて、反応器から洗い出した。50℃及び18mmHg(2.4kPa)において、残留総体積が約25mLとなるまで、そのイソプロポキシエタノールを蒸発させた。その濃縮された溶液を、冷エーテルを含むウェアリングブレンダー中に注いだ。迅速に撹拌すると、白色沈殿が生成した。その沈殿を、ブフナー漏斗を用いて濾過することによって捕集した。生成物は白色粉末であり、1.62g得られた。収率は31%であった。収率が低いのは、効率の良い手順が確立される前に、複数の沈殿が行われたからであった。得られた白色粉末は、エーテル500mLを含むソックスレー抽出器で精製した。抽出は24時間行った。得られた生成物は、3日間、真空下、50℃で乾燥させ、エーテルを除去した。
GPCによって得られた分子量データは次の通りである:すなわち、数平均分子量(MN)= 5570g/モル、重量平均分子量(MW)= 9420g/モル、多分散性(PDI)= 1.69であった。ジイソシアナートジフェニルメタン(MDI)とポリ(テトラ−メチレンオキシド)(PTMO)とから実施例2に記載のようにして合成されたイソシアネート末端プレポリマーと、PVP−OHとを反応させることによって、ヒドロキシル官能価を確認した。プレポリマーのIRスペクトル中に存在していた2270cm−1におけるイソシアネートのピークは、PVP−OHを加えると消失した。得られた生成物のIRスペクトル中には3266cm−1及び1727cm−1においてウレタン結合に対応する新しいピークが認められた。このデータは、ポリ(ビニルピロリドン)がヒドロキシル末端を有していることを支持している。
実施例2:イソシアネート末端B−ブロックプレポリマーの合成
材料:ポリ(テトラメチレンオキシド)であるQO POLYMEG 1000(PTMO)を、テネシー州メンフィスにあるPenn Specialty Chemicals,Inc.から購入した。そのPTMOを100℃で完全な真空下で乾燥させた。フレーク化されたMONDUR M(MDI)を、イリノイ州ローズマウントにあるBayer Corporationから購入し、使用するまでフリーザーに貯蔵した。無水ジオキサンは、Aldrichから購入し、そのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内において、磁気撹拌棒、熱電対及びガスを膨張させるための空気凝縮器を備えている250mLの三つ口丸底フラスコにPTMOを15.71g(15.43ミリモル)及び無水ジオキサンを80g入れた。その溶液を、撹拌し、73℃で平衡させ、次にその反応器に、MDIを4.32 g(17.21ミリモル)加えた。その反応混合物を93℃まで短時間加熱し、74℃において反応の残りを行った。一晩その反応を行った。粘度は、次の朝には顕著に増していた。
反応はIR分光分析法でモニターした。2270cm−1におけるNCOピークは初めは非常に強く、またPTMOヒドロキシル基に対応する3500cm−1あたりの幅広い吸収が存在した。18時間後には、3500cm−1あたりの吸収は無くなり、ウレタン結合の形成に対応する3300cm−1あたりの幅の広い新しいピークが生じた。2270cm−1における小さなイソシアネートピークはそのまま残っており、プレポリマーがイソシアネート末端を有していることを示している。プレポリマーのイソシアネート基は、GPC分析前に、エタノールで消光させた。GPCにより得られた分子量は:MN = 40,800g/モル、MW = 69,500g/モル、PDI = 1.71であった。
実施例3:PVP−ポリウレタン−PVPブロックコポリマーの合成
材料:ヒドロキシル末端ポリ(N−ビニル−ピロリドン)(PVP−OH)を、実施例1記載のようにして合成した。反応させる前に、PVP−OHを、完全な真空下、50℃で2日間乾燥させた。イソシアネート末端B−ブロックプレポリマーは、実施例2記載のようにして合成した。無水ジオキサン及び無水ジメチルアセトアミド(DMAC)は、購入し、そのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内において、乾燥させた20mLのねじぶた付き反応管中で、1.62gの無水DMAC中にPVP−OHを4g溶かした。次に、ジオキサン中イソシアネート末端B−ブロックプレポリマー20%溶液2.16gを反応管に加えた。その反応混合物を振盪し、窒素雰囲気のグローブボックス内にある60℃のオーブン中に入れ、18時間置いた。反応はIR分光分析法でモニターした。プレポリマースペクトル中に存在していた2270cm−1におけるイソシアネートピークは、PVP−OHを加えると消失した。ウレタン結合に対応する3266cm−1及び1727cm−1おける新しいピークが、生成物のスペクトル中に存在した。回転蒸発によって溶媒を除去した。PVP−PU−PVPトリブロックコポリマーの総収量は0.52gであり、収率は65%であった。
IRによって観察されたスペクトル特性を要約する:すなわち、3266、2945、2858、1727、1685、1538、1424、1371、1287、1225、1113波数(cm−1)であった。GPCデータは:MN = 91,800g/モル、MW = 119,000g/モル、PDI = 1.3であった。過剰なPVP−OHに対応していると考えられる第二ピークが観察された;MN = 5570、MW = 7860。13C NMR(CDCl)によって次のスペクトル特性が観察された:すなわち、δ175、78.5、76.5、75.8、72.4、70.6、68.7、28.1、26.4、24.7、18.3であった。
実施例4:NMP中PVP−ポリウレタン−PVPブロックコポリマーのディップコーティング
材料:実施例3のようにして合成されたトリブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と共に用いた。ミシシッピ川ミッドランドにあるDow Chemicalから入手したPELLETHANE 75Dポリウレタンペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc.Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ1.02mmのシートにした。次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.5cm x 10.2cmのストリップにした。
手順:50mL丸底フラスコにおいて、実施例3のトリブロックコポリマー0.06gをNMP溶媒3.88g中に溶かし、1.5%ポリマー溶液を作った。PELLETHANEサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させた。更に次に、そのサンプルを、水の入ったバイアル中に入れ、振盪台上に20分間置いた。そのサンプルは、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。コーティングは、わずかに不透明であり、色は淡い黄色であった。コーティングは支持体からこすり落とせなかった。
実施例5:イソシアネート末端B−ブロックプレポリマーの合成
材料:QO POLYMEG 1000(PTMO)を、テネシー州メンフィスにあるPenn Specialty Chemicals,Inc.から購入した。そのPTMOを100℃で完全な真空下で乾燥させた。フレーク化されたMONDUR M(MDI)を、Bayer Corporationから購入し、使用するまでフリーザーに貯蔵した。無水ジオキサンはAldrichから購入し、そのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内において、磁気撹拌棒、熱電対及びガスを膨張させるための空気凝縮器を備えている250mLの三つ口丸底フラスコに、PTMOを15.7g(15.43ミリモル)及び無水ジオキサンを80g入れた。その溶液を、撹拌し、70℃で平衡させ、その反応器に、MDIを4.33g(17.21ミリモル)加えた。約75パーツパーミリオン(ppm)のジラウリン酸錫触媒の小滴を加えた。その反応混合物を93℃まで短時間に加熱し、74℃において反応の残りを行った。一晩その反応を行い、翌朝には、粘度は顕著に増していた。
反応はIR分光分析法でモニターした。2270cm−1におけるNCOピークは初めは非常に強く、またPTMOヒドロキシル基に対応する3500cm−1あたりの幅広い吸収が存在した。上記触媒のほとんど添加直後に、3500cm−1あたりの吸収は無くなり、ウレタン結合の形成を示す3300cm−1あたりの幅の広い新しいピークが生じた。2270cm−1における小さなイソシアネートピークはそのまま残っており、プレポリマーがイソシアネート末端を有していることを示している。プレポリマーのイソシアネート基は、GPC分析前に、エタノールで消光させた。GPCにより得られた分子量は:MN = 47,200g/モル、MW = 73,500g/モル、PDI = 1.56であった。13C NMR(CDCl)によって次のスペクトル特性が観察された:すなわち、δ153.9、136.3、136.1、129.4、118.8、70.7、70.6、70.19、40.58、26.5、26.23、25.9であった。
実施例6:ヒドロキシル末端を有するポリ(N−ビニルピロリドン)の合成
材料:モノマーN−ビニル−ピロリドンは、Aldrichから購入し、真空蒸留によってNaOH抑制剤を除去した。前記モノマーは、使用前はフリーザーに貯蔵した。無水ジエチルエーテル、2,2−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、及び連鎖移動剤である2−イソプロポキシエタノールを含む全ての他の試薬はAldrich Chemical Co.から入手したそのままの状態で使用した。
合成:磁気撹拌棒、熱電対、オイルバブラー、加熱マントル、及び500mL添加フラスコ(addition flask)を備えているオーブン乾燥され且つ窒素でパージされた12リットル(L)の三つ口丸底フラスコにおいて、N−ビニルピロリドン800gを、イソプロポキシエタノール連鎖移動剤4558.25g(5.04L)と混合した。撹拌しながら24時間、その反応溶液中に窒素ガスを気泡にして加えた。更なるイソプロポキシエタノール494.19g(547mL)を用いてAIBNを2.902g溶かした。そのAIBN溶液を、添加フラスコ内において1時間パージし、一方、バルク溶液は80℃までゆっくりと加熱した。次に、添加フラスコの活栓を開けて、パージされたAIBN溶液を80℃の反応溶液に加えた。窒素スパージ管を前記溶液から引き出して、反応持続時間の間、塔頂空間をパージした。その反応混合物を24時間加熱した。回転蒸発器を設定し、回転される3L丸底フラスコ中に反応溶液を直接加えた。50℃及び18mmHg(2.4kPa)において、丸底フラスコ中に残留している溶液が1,505.4gになるまで、イソプロポキシエタノールを蒸発させた。その濃縮された溶液を、冷エーテルを含むウェアリングブレンダー中に注いだ。迅速に撹拌すると、白色沈殿が形成した。その沈殿を、ブフナー漏斗を用いて濾過することにより捕集した。生成物は白色粉末であり、その得られた白色粉末は、エーテル500mLを含むソックスレー抽出器で精製した。抽出は72時間行った。得られた生成物は、真空下で3日間50℃で乾燥させた。
GPCによって得られた分子量データは次の通りである:すなわち、MN = 19,200g/モル、MW = 36,400g/モル、PDI = 1.90であった。実施例2で説明してあるようにMDIとPTMOとから作られたイソシアネート末端プレポリマーと、PVP−OHとを反応させることによって、ヒドロキシル官能価を確認した。プレポリマーのIRスペクトル中に存在していた2270cm−1におけるイソシアネートのピークは、PVP−OHを加えると消失した。得られた生成物のIRスペクトル中には3266cm−1及び1727cm−1においてウレタン結合に対応する新しいピークが認められた。このデータは、ポリ(ビニルピロリドン)がヒドロキシル末端を有していることを支持している。
実施例7:PVP−ポリウレタン−PVPブロックコポリマーの合成
材料:ヒドロキシル末端ポリ(N−ビニルピロリドン)(PVP−OH)を、実施例6記載のようにして合成した。反応させる前に、PVP−OHを、完全な真空下、50℃で2日間乾燥させた。イソシアネート末端B−ブロックプレポリマーは、実施例5記載のようにして合成した。無水ジオキサン及び無水ジメチルアセトアミド(DMAC)は、購入し、そのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内で、乾燥させた30ミリリットル(4オンス)のガラスジャー中において、20.1gの無水DMAC中にPVP−OHを5.08g溶かした。次に、ジオキサン溶液中B−ブロックプレポリマー20%溶液25.44gを反応器管に加えた。その反応混合物を振盪し、窒素雰囲気のグローブボックス内にある60℃のオーブン中に入れ18時間置いた。反応はIR分光分析法でモニターした。プレポリマースペクトル中に存在していた2270cm−1におけるイソシアネートピークは、PVP−OHを加えると消失した。ウレタン結合に対応する3266cm−1及び1727cm−1おける新しいピークが、生成物のスペクトル中に存在していた。
実施例8:NMP中におけるPVP−ポリウレタン−PVPブロックコポリマーのディップコーティング
材料:実施例7のようにして合成されたPVP−PU−PVPトリブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と共に用いた。PELLETHANE 75Dペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc. Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ1.02mmのシートにした。次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.5cm x 10.2cmのストリップにした。
手順:250mL丸底フラスコにおいて、PVP−PU−PVPトリブロックコポリマー30.52gをNMP溶媒約100mL中に溶かし、30%ポリマー溶液を作った。PELLETHANEサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させてから、水中ですすいだ。そのサンプルは、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。コーティングは、わずかに不透明であり、色は淡い黄色であった。コーティングは支持体からこすり落とせなかった。
実施例9:NMP中におけるPVP−ポリウレタン−PVPブロックコポリマーのディップコーティング
材料:実施例7のようにして合成されたPVP−PU−PVPトリブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と共に用いた。GRILAMID(サウスカロライナ州サムターにあるEMS−GRIVORYから市販されているNylon 11)ペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc.Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ1.02mmのシートにした。更に次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.5cm x 10.2cmのストリップにした。
手順:250mL丸底フラスコにおいて、PVP−PU−PVPトリブロックコポリマー30.52gをNMP溶媒約100mL中に溶かし、30%ポリマー溶液を作った。GRILAMIDサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させてから、水中ですすいだ。そのサンプルは、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。コーティングは、わずかに不透明であり、色は淡い黄色であった。コーティングは支持体からこすり落とせなかった。
実施例10:イソシアネート末端B−ブロックプレポリマーの合成
材料:QO POLYMEG 1000(PTMO)を、Penn Specialty Chemicals,Inc.から購入した。そのPTMOを完全な真空下で100℃で乾燥させた。フレーク化されたMONDUR M(MDI)は、Bayer Corp.から購入し、使用するまでフリーザーに貯蔵した。無水ジオキサンは、Aldrichから購入し、そのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内において、磁気撹拌棒、熱電対及びガスを膨張させるための空気凝縮器を備えている2リットル三つ口丸底フラスコにPTMOを156.75 g(153.6ミリモル)及び無水ジオキサンを800.04g入れた。その溶液を、撹拌し、78℃で平衡させ、次にその反応器に、MDIを43.25g(171.7ミリモル)加えた。ジラウリン酸錫触媒の小滴を加えた。その反応混合物を82℃で18時間加熱した。次の朝には粘度が顕著に増していた。
反応はIR分光分析法でモニターした。2270cm−1におけるNCOピークは初めは非常に強く、またPTMOヒドロキシル基に対応する3500cm−1あたりの幅広い吸収が存在した。反応が完了すると、3500cm−1あたりの吸収は無くなり、ウレタン結合の形成を示唆する3300cm−1あたりの幅の広い新しいピークが生じた。2270cm−1における小さなイソシアネートピークはそのまま残っており、プレポリマーがイソシアネート末端を有していることを示している。
実施例11:PVP−ポリウレタン−PVPブロックコポリマーの合成
材料:ヒドロキシル末端ポリ(N−ビニルピロリドン)(PVP−OH)を、実施例6記載のようにして合成した。反応させる前に、PVP−OHを、完全な真空下、50℃で2日間乾燥させた。イソシアネート末端B−ブロックプレポリマーは、実施例10記載のようにして合成した。無水ジオキサン及び無水ジメチルアセトアミド(DMAC)は、購入し、そのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内において、乾燥させた3リットル三つ口丸底フラスコ中で、794.79gの無水DMAC中にPVP−OHを198.87g溶かした。次に、PVP−OHが溶解するまで、そのフラスコを、窒素雰囲気のグローブボックス内にある60℃のオーブン中に置いた。実施例10で合成された全てプレポリマーのバッチを、DMAC中PVP−OHを含む三つ口丸底フラスコへと移した。その反応混合物を、磁気撹拌し、加熱マントルで加熱した。また温度調節器は18時間65℃に設定した。反応はIR分光分析法でモニターした。プレポリマースペクトル中に存在していた2270cm−1におけるイソシアネートピークは、PVP−OHを加えると消失した。ウレタン結合に対応する3266cm−1及び1727cm−1おける新しいピークが、生成物のスペクトル中に認められた。
冷エーテル及びウェアリングブレンダーを用いて、ブロックコポリマーを沈殿させた。まず最初に、ポリマー溶液を前記ブレンダー中に注いだ。次に、すばやく撹拌しながら、そのポリマー溶液に冷エーテルをゆっくりと加えた。濁った懸濁液が生じたら、更にエーテルを迅速に加えてポリマーを沈殿させる。エーテル対ポリマー溶液の体積基準の最終比は4:1であった。ブロックコポリマーは、濾紙を通り抜ける程度に充分に小さい極小粒子を形成した。その懸濁液を5〜10分間静置し、前記粒子を凝集させた。それにより、大きなメッシュでポリマーを濾過することができた。通常の濾紙は直ぐに目詰まりしてしまうので、メッシュを用いた。親水性及び疎水性の両方であるので、ポリマーは多量の溶媒をなお保持していた。得られたポリマーは、メッシュから、MYLARフィルムで裏付けされたパン中にこすり落とした。そのパンを、冷却トラップを備えている真空オーブン中に置いて、溶媒を更に除去した。オーブンの温度は、50℃に設定し、完全な真空にした。完全な真空を施用したら、得られる圧力が52mmHg(完全真空を超える一平方インチあたり(psi)1.0ポンド、6.93kPa)となるように窒素を投入して、溶媒の除去を助けるためにチャンバー内にいくらかの流れを創出した。18時間後、ポリマーは半硬質シートであった。そのポリマーシートを、メッシュバッグ中に置き、液体窒素中に沈め、次に、木槌で砕いて、粉砕機に適合する程度に充分に小さい小片にした。そのポリマーを粉砕して小さなペレットにし、再び、MYLARフィルムで裏付けされたパン中に戻し、そのパンを、残留溶媒を除去するために真空オーブンに入れた。オーブン温度を60℃に上昇させ、52mm(Hg(1psi)、6.93kPa)窒素で72時間パージしながら真空下でポリマーを乾燥させた。最終ブロックコポリマー生成物の収量は230gであり、収率は57.7%であった。
13C NMR(CDCl)によって次のスペクトル特性が観察された:すなわち、δ175.3、153.9、136.1、129.4、118.9、70.6、70.19、64.9、44.9、43.6、42.0、40.5、31.5、26.5、26.2、25.8、18.3である。プロトンNMR(CDCl)によって次のスペクトル特性が観察された:すなわち、δ7.0、4.1、3.3、3.1、2.6、2.2、2.0、1.64、1.5、1.3である。
実施例12:クエン酸トリエステルの合成
250mL三つ口丸底フラスコに磁気撹拌棒及び熱電対を取り付けた。ディーンスタークトラップを真中の口に取り付け、そのトラップに凝縮器を接続する。その組み立てたガラス器具を、撹拌プレート(stirplate)上の加熱マントル中に配置し、フラスコにクエン酸を192ミリグラム(0.01モル)入れ、続いて、ヒドロキシ末端PVPを3当量(0.03 モル)、パラ−トルエンスルホン酸を10ミリグラム、及びトルエンを100ミリリットル入れた。その反応混合物を磁気撹拌し、50℃まで加熱した。濃硫酸10滴を加え、その反応混合物を還流させた。トラップに水が捕集されなくなったら、フラスコの内容物を室温まで冷却した。得られた生成物は、真空濾過によって捕集した。
実施例13:クエン酸トリエステルをベースとするブロックコポリマーの合成
実施例12のようにして合成したトリエステル10gを、磁気撹拌棒と、バブラーに接続された窒素入口とを備えている乾燥させた250mL三つ口丸底フラスコ中に入れた。窒素流を流し始め、無水テトラヒドロフラン100mLを加えた。撹拌を開始し、トリエステルが溶解したら、そのテトラヒドロフラン溶液を、カニューレを介して、化学量論量のイソシアネート末端プレポリマー(上記実施例のようにPOLYMEG及びMDIを用いて作った)を含む撹拌されているフラスコに移した。その混合物を60℃まで加熱し、2270センチメートルの逆数(cm−1)においてイソシアネートの吸収が消失することにより示される反応の完了まで、撹拌し続けた。溶媒は回転蒸発器を用いて除去した。
実施例14:PVP−PU−PVPブロックコポリマーの一段合成
材料:実施例6のようにして合成したヒドロキシル末端ポリ(N−ビニルピロリドンを、真空下、50℃で乾燥させた後で用いた。QO POLYMEG 1000(PTMO)は、Penn Specialty Chemicals,Inc.から購入した。PTMOは、完全な真空下、100℃で乾燥させた。フレーク化MONDUR M(MDI)は、Bayer Corporationから購入し、使用するまでフリーザーに貯蔵した。無水ジオキサンは、Aldrichから購入し、そのまま用いた。
合成:磁気撹拌棒及び熱電対を備えている250mLの乾燥させた丸底フラスコにおいて、無水ジオキサンを20.12g及び無水DMACを20.12gと共に、ヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)を5.03g及びPOLYMEG 1000を3.96g混合した。最初のIR走査を行った後、ジラウリン酸錫触媒を少量滴下した。その溶液を70℃まで加熱した後、MDIを1.29 g加えた。溶液の色が無色から薄い黄色へと変化した。数分後、その溶液はより濃い黄色になった。反応が進むと、溶液の粘度は著しく増加した。反応の進行は、IR分光分析法でモニターした。18時間反応させると、IRスペクトルにはもはやNCOピークは存在していなかったが、ヒドロキシルのピークはそのままであった。その溶液に更にMDIを0.23g加えて、24時間反応させた。IRスペクトルには、ヒドロキシルのピークが変わらず認められたが、NCOのピークは消失した。その溶液を室温まで冷却し、冷エーテル約800mL中に沈殿させた。ポリマーは黄白色の顆粒を形成した。その顆粒を50℃の真空オーブン中に置いて、残留溶媒を除去した。ポリマーは総量で8.58g得られた。収率は81.6%であった。
GPCデータは:MN = 24,800g/モル、MW = 64,700g/モル、PDI = 2.61であった。その分子量結果は、二段法で作られたブロックコポリマーに良く一致している。
13C NMR(CDCl)によって次のスペクトル特性が観察された:すなわち、δ175.3、153.9、136.1、129.4、118.9、70.6、70.19、64.9、44.9、43.6、42.0、40.5、31.5、26.5、26.2、25.8、18.3であった。プロトンNMR(CDCl)によって次のスペクトル特性が観察された:すなわち、δ7.0、4.1、3.3〜3.8(広い)、3.1(広い)、2.2、2.0(広い)、1.72、1.64、1.5、1.3であった。NMRスペクトルは、二段法合成経路で作られたブロックコポリマーのNMRスペクトルと良く一致している。
実施例15:一段法によって合成されたPVP−PU−PVPブロックコポリマーのディップコーティング
材料:実施例14のようにして一段法によって合成されたPVP−PU−PVPトリブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と共に用いた。PELLETHANE 75Dペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc.Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ0.1cm(0.04インチ)のシートにした。次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.54cm(1インチ) x 10.2cm(4インチ)のストリップにした。
手順:ガラスジャーにおいて、PVP−PU−PVPトリブロックコポリマー1.31gを、NMP溶媒約5.2g中に溶かして、20%固体溶液を作った。PELLETHANEサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させてから、水ですすいだ。コーティングは不透明な白色に変わった。被覆された領域は、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。スリップコーティングは支持体からこすり落とせなかった。
実施例16:1−ビニル−2−ピロリドンとアクリル酸メチルとのヒドロキシ末端コポリマーの合成
1−ビニル−2−ピロリドン(実施例1記載のように精製した)5g及びアクリル酸メチル1g(水酸化カルシウムから真空蒸留した)を、撹拌棒、スパージ管、熱電対、及びゴム製の隔壁を備えている1リットル三つ口フラスコ中に入れた。次に、2−イソプロポキシエタノールを500mL加えた。そのフラスコを撹拌プレート上にある加熱マントル中に配置し、内容物を磁気撹拌した。その反応混合物に60分間窒素を散布した。散布している間、その反応混合物を80℃に加熱した。その間に、隔壁で蓋をしたバイアルにおいて2−イソプロポキシエタノール10mL中にAIBNを500g溶かし、その溶液も散布した(窒素のラインに取り付けられた皮下注射針を、隔壁を通して溶液中へ入れることによって行った。また追加の注射針を、隔壁を通して上記溶液中へそのチップとともに入れることによって行った。)。散布が完了し、大きなフラスコが指示温度に達したら、スパージ管を溶液のメニスカスよりも上に引き上げ、バイアルの内容物を、両頭針を用いて、窒素圧下で、フラスコへと移した。その内容物を80℃で24時間撹拌した。2−イソプロポキシエタノールを、回転蒸発で除去すると、体積約25mLの濃縮溶液が残った。次に、そのポリマーを実施例1記載のようにして単離した。
実施例17:カルボン酸で官能化された連鎖移動剤の合成
無水2−プロパノール(Aldrich)500gを、磁気撹拌棒、添加漏斗、バブラーに接続された窒素入口、及び熱電対を備えている乾燥2L三つ口丸底フラスコに入れた。ナトリウム500gを加え、1時間撹拌した。アクリロニトリル(442g、1当量)を滴下して加えた。その反応混合物を一晩撹拌した。次に、生成物をクロロホルムに加え、希釈水性HCl、飽和水性重炭酸ナトリウム、及び脱イオン水で順々に洗浄した。次に、クロロホルム溶液を、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。回転蒸発器を用いてクロロホルムを除去し、粗生成物を蒸留した。生成した2−シアノエトキシ−2−プロパンの一部を、HClで酸性化させた乾燥メタノール中に溶かし、その溶液を4時間還流した。過剰のメタノールを、回転蒸発器を用いて真空下で除去し、粗エステルを真空下で蒸留した。このエステルは、連鎖移動剤として用いることができ、又は加水分解させて所望の2−カルボキシエトキシ−2−プロパンを生成させることができる。
実施例18:アミンで官能化された連鎖移動剤の合成
水素化リチウムアルミニウム(ジグライム中0.5M、Aldrich)と共に70℃で一晩加熱することによって、上記実施例で調製した2−シアノエトキシ−2−プロパンの一部を還元した。得られた溶液を室温まで冷却し、氷上に注いだ。その混合物を、クロロホルムで3回抽出した。そのクロロホルム溶液を蒸留水で洗浄し、次に、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒は、回転蒸発器で除去し、粗生成物を真空下で蒸留した。
実施例19:アミドで官能化された連鎖移動剤の合成
濃塩酸(HCl)中で50℃で一時間加熱することによって、上記実施例で調製した2−シアノエトキシ−2−プロパンの一部を対応するアミドへと転化させた。次に、その混合物を大量の氷水の中に注意深く注ぎ、クロロホルムで抽出した。そのクロロホルム溶液を、飽和水性重炭酸ナトリウムで、次に脱イオン水で二度洗浄した。クロロホルムは回転蒸発器で除去した。
実施例20:シランで官能化された連鎖移動剤の合成
イソプロピルビニルエーテル(Journal of the American Chemical Society,volume 75,pp.2678−82(1953)で報告されているAdelmanの方法で調製した)500gを、磁気撹拌棒、凝縮器、熱電対、及び添加漏斗を備えてい5リットル三つ口丸底フラスコ中に入れた。そのフラスコに、1mlの白金ヒドロシリル化触媒溶液(ペンシルベニア州ブリストルにあるUnited Chemicals)を加えた。トリエトキシシラン(955g、1当量)を添加漏斗に加えた。フラスコの内容物を50℃に加熱した。加熱マントルを停止し、穏やかな還流が維持される速度でトリエトキシシランを加えた。添加し終わったら、反応混合物を一晩撹拌した。アミンで官能化されたイオン交換樹脂(AMBERLITE IRC−718)を用いて白金触媒を除去し、得られた生成物を、天然アルミナを含むカラムに通した。真空下で粗2−(トリエトキシシリル)エトキシ−2−プロパンを蒸留した。
実施例21:セグメント化ポリウレタンブロックを有するPVP−PU−PVPの合成
材料:QO POLYMEG 1000(PTMO)は、Penn Specialty Chemicals,Inc.から購入した。そのPTMOは100℃で完全な真空下で乾燥させた。フレーク化されたMONDUR M(MDI)は、Bayer Corporationから購入し、使用するまでフリーザーに貯蔵した。ブタンジオール(BDO)は、Aldrichから購入し、完全真空下、60℃で乾燥させた。無水ジオキサンもAldrichから購入し、こちらはそのまま用いた。
合成:窒素雰囲気のグローブボックス内において、磁気撹拌棒、熱電対及びガスを膨張させるための空気凝縮器を備えている500mL三つ口丸底フラスコに、BDOを0.70g、PTMOを7.86g及び無水ジオキサンを51.50g入れた。その溶液を、撹拌し、78℃で平衡させ、次にその反応器に、MDIを4.34 g及びジラウリン酸錫触媒を一滴加えた。その反応混合物を72℃で18時間加熱した。
反応はIR分光分析法でモニターした。2270cm−1におけるNCOピークは初めは非常に強く、またPTMOヒドロキシル基に対応する3500cm−1あたりの幅広い吸収が存在した。反応が完了すると、3500cm−1あたりの吸収は無くなり、ウレタン結合の形成を示す3300cm−1あたりの幅の広い新しいピークが生じた。2270cm−1における大きなイソシアネートピークはそのまま残っており、プレポリマーがイソシアネート末端を有していることを示している。このプレポリマーの分子量は、ポリスチレン標準を基準として、GPCによって測定した。MN = 5900g/モル、MW = 11,100g/モル、及びPDIは1.88であった。
65.86gのヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)(PVP−OH)及び259.10gの無水DMACを、大きなガラス容器中で混合し、60℃のオーブン中に置いて、PVP−OHを溶液にするのを助けた。PTMO/BDOプレポリマーを乾燥1リットル三つ口フラスコに入れた。PVP−OH/DMAC溶液を、1リットル丸底フラスコに加え、また500mL丸底フラスコから洗い出すためにも用いた。反応はIRによってモニターし、イソシアネートピークは2時間以内に消失した。ポリマーは、総量2.5リットルの冷エーテル中に沈殿させた。ブフナー漏斗で黄白色の沈殿を濾過し、MYLARが裏付けされているパン中に置いて、一晩、真空下60℃で乾燥させた。収量は48.79gであり、収率は60.8%であった。このブロックコポリマーの分子量は、ポリスチレン標準を基準として、GPCによって測定した。MN = 16,300g/モル、MW = 34,500g/モル、及びPDIは2.12であった。
実施例22:セグメント化ポリウレタンブロックを有するPVP−PU−PVPブロックコポリマーを用いるディップコーティング
材料:実施例21において合成された、セグメント化ポリウレタンを有するPVP−PU−PVPトリブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と共に用いた。PELLETHANE 75D(ミシシッピ川ミッドランドにあるDow Chemicalによって市販されているセグメント化ポリウレタン)ペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc.Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ0.1cm(0.04インチ)のシートにした。次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.54cm(1インチ)x 10.2cm(4インチ)ストリップにした。
手順:ガラスジャーにおいて、セグメント化トリブロックコポリマー0.47gを、NMP溶媒1.8g中に溶かして、20%固体溶液を作った。PELLETHANEサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させた。そのサンプルを水ですすいだ。被覆された領域は、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。コーティングのいくらかはこすり落とせたが、ベース層はそのままであり、滑性であった。
実施例23:イソシアナトテレケリックポリアミドの合成
乾燥2リットル丸底三つ口フラスコに、熱電対、添加漏斗、及び凝縮器を取り付ける。バブラーに接続された窒素入口を凝縮器の頂部上に配置し、窒素でフラスコをパージした。無水DMACを1リットル及びジイソシアナトヘキサン50gをフラスコに加えた。更にそのフラスコにジブチルジラウリン酸錫を10滴加えた。フラスコの内容物を撹拌しながら70℃に加熱した。1,12−ドデカン二酸60gを最少量のDMAC中に溶かし、得られた溶液を添加漏斗に移した。その添加漏斗の内容物を滴下して加え、反応を一晩撹拌した。反応生成物は、以下で説明してあるように単離せずに用いた。
実施例24:PVP−ポリアミド−PVPブロックコポリマーの合成
実施例23のようにして合成したイソシアナトテレケリックポリアミドの溶液に対して、ヒドロキシ末端PVPの2当量を加えた。反応の進行は、約2270cm−1におけるIRのイソシアネートバンドの消失を観察することによってモニターした。得られたポリマー溶液は、単離せずにポリマーコーティングとして用いることができる。
実施例25:イソシアナトテレケリックポリ(アミド−エーテル)の合成
実施例23で作ったイソシアナトテレケリックポリアミドの溶液に対して、POLYMEG(分子量1000g/モル)を18g加えた。その反応混合物を、70℃で更に2時間撹拌し、以下の実施例で直接用いた。
実施例26:PVP−ポリ(アミドエーテル)−PVPブロックコポリマーの合成
実施例25のようにして合成したイソシアナトテレケリックポリ(アミド−エーテル)の溶液に対して、ヒドロキシ末端PVPの2当量を加えた。反応の進行は、約2270cm−1におけるIRのイソシアネートバンドの消失を観察することによってモニターした。得られたポリマー溶液は、単離せずにポリマーコーティングとして用いることができる。
実施例27:PVP−ポリ(アミド−エーテル)−PVPブロックコポリマーの別法による合成
乾燥三つ口1リットル丸底フラスコに加熱マントル、撹拌棒、凝縮器、及び熱電対を取り付けた。バブラーに接続された窒素入口を凝縮器上に配置した。無水ジオキサン500ミリリットルをフラスコに加え、続いて、ビス(カルボキシメトキシ)ポリエチレングリコール(Aldrich)を60g及びジラウリン酸ジブチル錫を1滴加えた。フラスコの内容物を磁気撹拌して50℃に加熱し、次にフラスコにMDIを27.53g加えた。その混合物を還流し、18時間撹拌してから、ヒドロキシ末端PVPを192g加えた。次に、混合物を24時間撹拌した。冷エーテル中にポリマーを沈殿させ、50℃の真空オーブン中で乾燥させた。
実施例28:イミド基を含むイソシアナトテレケリックブロックの合成及びA−B−Aブロックコポリマー中への導入
乾燥三つ口3リットル丸底フラスコに、加熱マントル、撹拌棒、ディーンスタークトラップを有する凝縮器、及び熱電対を取り付けた。バブラーに接続された窒素入口を凝縮器上に配置した。2リットルの無水m−クレゾールをフラスコに加え、続いて、1,8−ジアミノオクタンを218g、ピロメリット酸無水物を48g、及びイソキノリンを500mgを加えた。その反応を撹拌し、8時間加熱して還流した。冷却され撹拌されている大量過剰のメタノール中に注ぐことによって生成物を沈殿させ、次に真空濾過した。追加の冷メタノールで生成物を洗浄し、次に真空下で乾燥させた。この生成物10gを、加熱マントル、撹拌棒、凝縮器、及び熱電対を備えている乾燥三つ口1リットルフラスコ中に入れた。次に、そのフラスコに無水N,N−ジメチルアセトアミドを500ミリリットルを入れ、続いて、ジラウリン酸ジブチル錫を1滴及び分子量19,200g/モルのヒドロキシ末端PVPを19.2g入れた。その混合物を撹拌しながら50℃に加熱し、MDIを17.8g加えた。その反応混合物を50℃で一晩撹拌した。その溶液は、単離することによってポリマーコーティングとして用いることができる。前記ポリマーは、溶液を大量過剰の冷却され撹拌されているメタノール中に注ぐことによって単離した。生成物は、濾過し、追加の冷メタノールで洗浄し、真空下で乾燥させた。
実施例29:PVP−ポリ尿素−PVPブロックコポリマーの合成
乾燥三つ口1リットル丸底フラスコに、加熱マントル、撹拌棒、凝縮器、及び熱電対を取り付けた。そのフラスコに、ジオキサンを500ミリリットル、ジラウリン酸ジブチル錫を1滴、及びビス(3−アミノプロピル)末端ポリテトラヒドロフラン(Aldrich)を20g入れた。
フラスコの内容物を50℃に加熱し、MDIを17.5g加えた。4時間後、その反応混合物に対してヒドロキシ末端PVPを19.2g加え、50℃で一晩撹拌し続けた。得られたポリマー溶液は、単離せずにポリマーコーティングとして用いることができる。
実施例30:PVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーの合成
材料:実施例6のようにして合成したヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)(PVP−OH)を用いた。DMAC(無水物)及びトリレン−2,4−ジイソシアネート末端ポリ(エチレンアジペート)(MN 約2700g/モル)は、Aldrichから購入し、そのまま用いた。
手順:磁気撹拌棒、熱電対及び凝縮器を備えている乾燥500mL三つ口丸底フラスコにおいて、無水DMACを108.05g及びトリレン−2,4−ジイソシアネート末端ポリ(エチレンアジペート)を1.38g混合し、70℃に加熱した。NCOピークがIRで確認できなくなるまで、PVP−OHを約5gのバッチで加えた。総量でPVP−OHを9.95g加えた。その溶液を18時間加熱した。次に、その反応溶液の半量を用いて、冷エーテル1.5リットル(L)中にポリマーを沈殿させた。もう一方の半量は反応溶液の状態に保った。沈殿は白色粉末であったが、数分以内に黄色で粘着性へと変化した。それを真空下に置いて48時間乾燥させた。ポリマーは、0.5Lの冷エーテル中へと再沈殿させ、得られた沈殿は再び真空下に戻して乾燥させた。PVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーを総量で5.22g単離した。
実施例31:PVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーを用いるディップコーティング
材料:実施例30のようにして合成されたPVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と一緒に用いた。PELLETHANE 75D(ミシシッピ川ミッドランドにあるDow Chemicalによって市販されているセグメント化ポリウレタン)ペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc.Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ0.1cm(0.04インチ)のシートにした。次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.54cm(1インチ) x 10.2cm(4インチ)のストリップにした。
手順:ガラスジャーにおいて、PVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマー0.389gを、NMP溶媒1.54g中に溶かして、20%固体溶液を作った。PELLETHANEサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させてから、水ですすいだ。コーティングは不透明な白色に変わった。被覆された領域は、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。
実施例32:ポリエステルセグメントにおいてBDOを含むPVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーの合成
材料:実施例6のようにして合成したヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)(PVP−OH)を用いた。DMAC(無水物)及びトリレン−2,4−ジイソシアネート末端ポリ(エチレンアジペート)(MN 約2700g/モル)は、Aldrichから購入し、そのまま用いた。ブタンジオール(1,4)(BDO)もAldrichから購入し、真空下、60℃で乾燥させた。
手順:磁気撹拌棒、熱電対及び凝縮器を備えている乾燥500mL三つ口丸底フラスコにおいて、無水DMACを132.02g、BDOを0.35g、及びトリレン−2,4−ジイソシアネート末端ポリ(エチレンアジペート)を10.04g混合し、70℃に加熱した。20分後に測定したIRでは、全てのヒドロキシル基が反応したことを示しており、NCOピークは残っていた。次に、PVP−OHを総量で6.03g加え、その溶液を70℃で18時間加熱した。IRには、NCOピークは残っておらず、過剰のヒドロキシルと関連のある小さなピークが認められた。次に、ポリマーを、冷エーテルを含むブレンダー中に沈殿させた。沈殿には、総量で1.5リットルのエーテルを用いた。ポリマーは、BDOを含んでいないPVP−ポリエステル−PVP合成で形成された粉末とは異なり繊維質であった。それは、より高分子量であることの指標であることができると考えられる。その生成物を、48時間、乾燥するまで50℃において真空下に置いた。BDO含有PVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーを総量で12.46g単離した。その収率は76%である。
実施例33:BDOを用いて合成されたPVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーを用いるディップコーティング
材料:実施例32のようにして合成された、BDOを含むPVP−ポリエステル−PVPブロックコポリマーを、Aldrichから入手したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)と共に用いた。PELLETHANE 75D(ミシシッピ川ミッドランドにあるDow Chemicalによって市販されているセグメント化ポリウレタン)ペレットを、完全な真空下、80℃で18時間乾燥させた。次に、そのペレットを、230℃において、Carver,Inc.Press,Model#2699を用いてプレスして厚さ0.1cm(0.04インチ)のシートにした。次に、そのPELLETHANE 75Dシートを切って、ディップコーティング試験用の2.54cm(1インチ)x 10.2cm(4インチ)ストリップにした。
手順:ガラスジャーにおいて、ブロックコポリマー0.459gを、NMP溶媒1.84g中に溶かして、20%固体溶液を作った。PELLETHANEサンプルを、ポリマー/NMP溶液中に約15秒間浸漬した。次に、そのサンプルを、70℃のオーブン中につるして18時間乾燥させた。そのサンプルを水ですすぐと、コーティングは不透明な白色に変わった。被覆された領域は、指での感覚では、未被覆の支持体に比べて、滑性であった。
実施例34:PVP−PU−PVPブロックコポリマーコーティングを有するポリマーの潤滑性
Imass Slip/Peel Tester Model SP−2000を用いて、ブロックコポリマーコーティングの潤滑性に関する量的データを得た。未被覆のGRILAMID(Nylon 11)シート及びブロックコポリマーで被覆したGRILAMID(Nylon 11)シートに関して摩擦係数(COF)を測定した。NMP中20%ブロックコポリマー溶液中にサンプルを浸漬し、続いて、70℃のオーブン中にサンプルを18時間ぶら下げることによって、GRILAMID(サウスカロライナ州サムターにあるEMS−GRIVORYから市販されている)シートに対して、(初期COF測定後に)コーティングを施用した。
ASTM法D−1894を、摩擦係数測定のための指針として用いた。摩擦係数は、法線力(そりの重量)と引張力との比である。引張力とは、表面と表面との間の相対運動を開始且つ保つのに必要とされる力である。GRILAMID表面を、200gのそりに付着されているPEBAX材料(ミネソタ州ブルーミングプレーリーにあるATOFINAから市販されているポリアミドエーテルコポリマー)に対して試験した。GRILAMID表面は、そり試験中を通して脱イオン水で湿潤させておいた。前記機器は次のパラメーター:すなわち、セル5kg、そり200g(付着されたPEBAXを入れると208.6g)、遅延2秒、距離31mm(1.22インチ)、10秒平均化、速度152mm/分(6インチ/分)にしたがって設定した。被覆されたGRILAMIDシートに関して5回のそり試験を行い、未被覆シートに関しては4回行った。試験結果の平均を以下の表に示した。
静ピーク(static peak)は、遅延時間中に得られる最大COFと規定する。動ピーク(kinetic peak)は、平均化時間中に得られる最大COFであり、記録された谷は、平均化時間中に測定された最低COFを示している。記録された平均は、10秒の平均化時間中に測定されたCOFの平均であり、二乗平均値(RMS)は、平均値からの偏差を示している。
Figure 2005518841
ブロックコポリマーコーティングにより、平均COFは、未被覆支持体に比べて、50%超だけ低下した。
実施例35:インナールーメンの表面上にPVP−PU−PVPコポリマーコーティングを有する同時押出チューブの調製
潤滑性コポリマーを、PELLETHANE 55D(PL55D)ポリウレタンペレット(Dow Chemical Co.から入手した)と一緒に共押出してチューブ形態にした。そのPELLETHANEペレットは、供給域、溶融域、及びポンピング域において249℃(480°F),257℃(495°F),及び254℃(490°F)にそれぞれ設定された温度を有する一軸スクリュー押出機(長さと直径の比(L/D)24及び長さ(L)0.381m(15インチ))で押出した。スクリューは42回転/分(rpm)で運転し、圧力低下は21MPa〜26MPa(3000〜3700psi)であった。実施例11記載のようにして調製されたPVP−PU−PVPコポリマーを、供給域、溶融域、及びポンピング域において204℃(400°F),210℃(410°F),及び210℃(410°F)にそれぞれ設定された温度を有する同じ一軸スクリュー押出機から押出した。この押出機の供給量を調整して適当なコーティング厚を確実に得た。2つの押出機からの押出物は、221〜232℃(430〜450°F)に加熱され且つ2つの押出機を接続したチューブ共押出ダイにおいて、一緒に合流させた。ダイは、PVP−PU−PVP層がルーメンの内層を創出し、PELLETHANEポリマーがチューブのルーメンの外層を創出するように設定した。2つの材料は、ダイを通過する10秒オーダーの間に、接触し且つ溶接された。2つの押出機の供給量(rpm)を調整し且つダイのジオメトリーを適当に設定することによって、PVP−PU−PVP内層及びPELLETHANE外層の厚さを約25.4マイクロメートル(μm)(0.001インチ)及び102μm(0.004インチ)にそれぞれ制御し、またチューブの内径(ID)及び外径(OD)を約1.83ミリメートル(mm)(0.072インチ)及び2.08mm(0.082インチ)にそれぞれ制御した。共押出されたチューブは、ダイから出ると同時に、水タンクを通過させることによって急冷した。而して、PVP−PU−PVP層をスリーブするPELLETHANE層を有するチューブが創出された。
実施例36:PELLETHANE 75D(PL75D)フィルムに対する潤滑性ポリ(ビニルピロリドン)−ポリ(アクリル酸)ランダムコポリマー(VA)の反応性積層による潤滑性コーティングの調製
支持体に対して潤滑性材料を強く確実に接着させるための別の手順は、反応性加工を含む。それを行うためには、支持体と化学的に反応できる潤滑性ポリマーを選択することが好ましい。潤滑性分子と支持体分子の両方から構成されているコポリマーは、加工中にその場で形成される。そのポリマーは、潤滑性コーティングと支持体の双方の面と自動的に絡み合うので、潤滑性コーティングと支持体との間の界面にしっかりととどまる。本実施例では、反応性潤滑性材料は、Aldrich Chemical Co.から入手される96kg/モルのポリ(ビニルピロリドン)−ポリ(アクリル酸)コポリマーであった。加工温度を低下させるために、Aldrich Chemical Co.から入手される低分子量(10kg/モル)PVPを、乾燥粉末をブレンドすることによって、10:90の重量比でコポリマーと混合した。コポリマーのカルボン酸基は、PELLETHANEのウレタン基又はヒドロキシル基と結合し、グラフトコポリマーを形成すると考えられる。その混合物のフィルム及びDow Chemical Co.から入手したPELLETHANE PL75Dのフィルムを、230℃(446°F)で5〜10分間ホットプレスして調製した。その2つのフィルムを、5〜10分間230℃(446°F)で一緒に積層した。そのラミネートのポリ(ビニルピロリドン)−ポリ(アクリル酸)側は、湿潤していると潤滑性であり、それは2週間継続した。
実施例37:インナールーメンの表面上にポリ(ビニルピロリドン)・ポリ(アクリル酸)ランダムコポリマー潤滑性コーティングを有する反応性同時押出されたチューブの調製
潤滑性ポリ(ビニルピロリドン)・ポリ(アクリル酸)コポリマー(実施例36に記載したように10:90の重量比で、低分子量(10kg/モル)PVPと共に混合した)を、PELLETHANEと一緒に共押出してチューブ形態にした。そのPELLETHANEペレットを、実施例35に記載のように、一軸スクリュー押出機で押出した。実施例36記載のようにして調製されたポリマー混合物を、供給域、溶融域、及びポンピング域において204℃(400°F),207℃(405°F)及び216℃(420°F)にそれぞれ設定された温度を有する同じ一軸スクリュー押出機から押出した。この押出機の供給量を調整して、適当なコーティング厚を確実に得た。2つの押出機からの押出物は、221〜232℃(430〜450°F)に加熱され且つ2つの押出機を接続したチューブ同時押出ダイにおいて、一緒に合流させた。ダイは、ポリ(ビニルピロリドン)・ポリ(アクリル酸)層がルーメンの内層を創出し、PELLETHANEポリマーがチューブのルーメンの外層を創出するように設定した。2つの材料は、ダイを通過する10秒オーダーの間に、接触し且つ溶接された。2つの押出機の供給量(一分間あたりの回転数、rpm)を調整し且つダイのジオメトリーを適当に設定することによって、ポリ(ビニルピロリドン)・ポリ(アクリル酸)内層及びPELLETHANE外層の厚さを約25.4μm及び102μmにそれぞれ制御し、またチューブのID及びODを約1.83mm及び2.08mmにそれぞれ制御した。共押出されたチューブは、ダイから出ると同時に、水タンクを通過させることによって急冷した。而して、ポリ(ビニルピロリドン)・ポリ(アクリル酸)層をスリーブするPELLETHANE層を有するチューブを創出した。
実施例38:同時押出チューブの潤滑性試験
Imass Slip/Peel Tester Model SP−2000を用いて、実施例11のPVP−PU−PVPブロックコポリマーと共押出されたPELLETHANEチューブのインナールーメンの潤滑性に関する量的データを得た。
ASTM法D−1894を、摩擦係数測定のための指針として用いた。実施例35の共押出されたチューブのインナールーメンの中を、小直径のPELLETHANEチューブを引張る実験を計画した。一片のテープを用いて、共押出されたチューブを動かないように保持し、且つチューブを平らに保つことによって抵抗を提供した。各試行において、より小直径のPELLETHANEチューブを、滑り試験機に接続し、共押出されたチューブの中を31mm(1.22インチ)引張った。そり試験を通して、チューブは脱イオン水で湿潤状態に保った。機器は次のパラメーター:すなわち、セル5kg、そり200g、遅延2秒、距離31mm(1.22インチ)、10秒平均化、速度152mm/分(6インチ/分)にしたがって設定した。共押出されたチューブに関してそり試験を4回行った。試験結果を平均し、以下の表に示した。コポリマーを押出機に入れる前に押出されたPELLETHANEチューブのサンプルに関して同じ実験を行った。未被覆チューブでは、より小直径のPELLETHANEチューブは全く滑らなかった。その代わりに、より小直径のPELLETHANEチューブは、引張られたときに引伸ばされ、COF測定は出来なかった。
静ピークは、遅延時間中に得られる最大COFと規定する。動ピークは、平均化時間中に得られる最大COFであり、記録された谷は、平均化時間中に測定された最低COFを示している。記録された平均は、10秒の平均化時間中に測定されたCOFの平均であり、二乗平均値(RMS)は、平均値からの偏差を示している。
Figure 2005518841
上記データは、PELLETHANEをPVP−PU−PVPブロックコポリマーと同時押出すると、通常のPELLETHANEチューブに比べて、インナールーメンのCOFが実質的に低下したことを示している。
本願明細書に引用された全ての特許、特許文書、及び刊行物の完全な開示を、個々に引用したかのように本願明細書に完全に引用したものとする。上記の詳細な説明及び実施例は、本発明を明確に理解させることのみを目的として記載したのであり、上記の詳細な説明及び実施例によって本発明が不必要に限定されると理解すべきではない。本発明は、図示され且つ説明された厳密な詳細に限定されず、故に、当業者には明らかな変更は、クレームによって規定される本発明の範囲に含まれる。

Claims (70)

  1. 該Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、及び該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エステル基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を含む表面を含む医療用デバイス。
  2. 該ABブロックが、A−B−Aブロックコポリマーである請求項1記載の医療用デバイス。
  3. 該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、又はそれらの組合せを含む長鎖接続単位である請求項2記載の医療用デバイス。
  4. 該Bブロックが、ウレタン基を含む長鎖接続単位である請求項3記載の医療用デバイス。
  5. 該Aブロックが、N−ビニルピロリドンと、イソシアネート基と非反応性のモノマーとのコポリマーを含む請求項2記載の医療用デバイス。
  6. イソシアネート基と非反応性の該モノマーが、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド、ブダジエン、エチレン、アルファ−オレフィン、ハロゲン化オレフィン、アクリロニトリル、イソプレン、スチレン、塩化ビニル、弗化ビニル、ビニルエステル、塩化ビニリデン、N−ビニルカルバゾ−ル、及びそれらの組合せから成る群より選択される請求項5記載の医療用デバイス。
  7. 該Aブロックが、少なくとも約1000g/モルの重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項2記載の医療用デバイス。
  8. 該Aブロックが、約1 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項7記載の医療用デバイス。
  9. 該Aブロックが、約400,000g/モル以下の重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項8記載の医療用デバイス。
  10. 該Aブロックが、実質的に一官能価のヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項2記載の医療用デバイス。
  11. 該Bブロックが、該鎖中に約100個以上の原子を有する請求項2記載の医療用デバイス。
  12. 該Bブロックが、該鎖中に約1 x 10個以下の原子を有する請求項2記載の医療用デバイス。
  13. 該Bブロックが、ジイソシアネート末端プレポリマーから形成される請求項2記載の医療用デバイス。
  14. 該Bブロックが、第三アミン基、シロキサン基、シラン基、オールト−エステル基、ホスホエステル基、チオエーテル基、スルホキシド基、スルホン基、ケトン基、アセタール基、ケタール基、ヘミアセタール基、ヘミケタール基、エポキシ基、又はそれらの組合せを更に含む請求項2記載の医療用デバイス。
  15. 該ブロックコポリマーが、未架橋状態で、約3 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有する請求項2記載の医療用デバイス。
  16. 該ブロックコポリマーが架橋される請求項2記載の医療用デバイス。
  17. 該ブロックコポリマーが、支持体上のコーティングの形態である請求項2記載の医療用デバイス。
  18. 該コーティングが、該支持体と共押出される請求項17記載の医療用デバイス。
  19. カテーテルの形態である請求項2記載の医療用デバイス。
  20. 該カテーテルが、リードデリバリーカテーテルの形態である請求項19記載の医療用デバイス。
  21. 該ブロックコポリマーが、潤滑性である請求項2記載の医療用デバイス。
  22. 該ブロックコポリマーで被覆された支持体が、該未被覆支持体の摩擦係数を少なくとも50%下回る摩擦係数を有する請求項21記載の医療用デバイス。
  23. 該ブロックコポリマーが、生体適合性である請求項2記載の医療用デバイス。
  24. 該表面が、熱可塑性A−B−Aブロックコポリマーと第二ポリマーとの混合物を含む請求項2記載の医療用デバイス。
  25. 該第二ポリマーが、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリ(ウレタン−尿素)、ポリアミド、ポリ(アミド−エーテル)、ポリイミド、それらのコポリマー又は混合物である請求項24記載の医療用デバイス。
  26. 該Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、及び該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、エステル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を調製する工程;及び
    該ABコポリマーを、該医療用デバイスの該表面に施用する工程
    を含む、医療用デバイスの表面を改質する方法。
  27. 該ABブロックコポリマーが、A−B−Aブロックコポリマーである請求項26記載の方法。
  28. 該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、又はそれらの組合せを含む長鎖接続単位である請求項27記載の方法。
  29. 該Bブロックが、ウレタン基を含む長鎖接続単位である請求項27記載の方法。
  30. 該Aブロックが、N−ビニルピロリドンと、イソシアネート基と非反応性であるモノマーとのコポリマーを含む請求項27記載の方法。
  31. イソシアネート基と非反応性の該モノマーが、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド、ブダジエン、エチレン、アルファ−オレフィン、ハロゲン化オレフィン、アクリロニトリル、イソプレン、スチレン、塩化ビニル、弗化ビニル、ビニルエステル、塩化ビニリデン、N−ビニルカルバゾール、及びそれらの組合せから成る群より選択される請求項30記載の方法。
  32. 該Aブロックが、少なくとも約1000g/モルの重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項27記載の方法。
  33. 該Aブロックが、約1 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項27記載の方法。
  34. 該Aブロックが、実質的に一官能価のヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項27記載の方法。
  35. 該Bブロックが、該鎖中に約100個以上の原子を有する請求項27記載の方法。
  36. 該Bブロックが、該鎖中に約1 x 10個以下の原子を有する請求項27記載の方法。
  37. 該Bブロックが、ジイソシアネート末端プレポリマーから形成される請求項27記載の方法。
  38. 該Bブロックが、第三アミン基、シロキサン基、シラン基、オールト−エステル基、ホスホエステル基、チオエーテル基、スルホキシド基、スルホン基、ケトン基、アセタール基、ケタール基、ヘミアセタール基、ヘミケタール基、エポキシ基、又はそれらの組合せを更に含む請求項27記載の方法。
  39. 該ブロックコポリマーが、未架橋状態で、約3 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有する請求項27記載の方法。
  40. 該ブロックコポリマーが架橋される請求項27記載の方法。
  41. 該医療用デバイスの表面に該ブロックコポリマーを施用する工程が、該ブロックコポリマーを溶液から施用する工程を含む請求項27記載の方法。
  42. 該医療用デバイスの該表面に該ブロックコポリマーを施用する工程が、該ブロックコポリマーを、ディップコーティング、ロールコーティング、吹付け、インクジェットプリンティング、又はそれらの組合せによって施用する工程を含む請求項41記載の方法。
  43. 該医療用デバイスの該表面に該ブロックコポリマーを溶液から施用する工程が、該ブロックコポリマーと支持体ポリマーとを共押出する工程を含む請求項27記載の方法。
  44. 同時押出する工程が、該ブロックコポリマーを反応性共押出する工程を含む請求項43記載の方法。
  45. 該医療用デバイスの該表面に該ブロックコポリマーを施用する工程が、該ブロックコポリマーと第二ポリマーとの混合物を施用する工程を含む請求項27記載の方法。
  46. 該第二ポリマーが、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリ(ウレタン−尿素)、ポリアミド、ポリ(アミド−エーテル)、ポリイミド、それらのコポリマー又は混合物である請求項45記載の方法。
  47. 該Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、及び該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)。
  48. 該ABブロックコポリマーが、A−B−Aブロックコポリマーである請求項47記載のブロックコポリマー。
  49. 該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、又はそれらの組合せを含む長鎖接続単位である請求項48記載のブロックコポリマー。
  50. 該Bブロックが、ウレタン基を含む長鎖接続単位である請求項48記載のブロックコポリマー。
  51. 該Aブロックが、N−ビニルピロリドンと、イソシアネート基と非反応性のモノマーとのコポリマーを含む請求項48記載のブロックコポリマー。
  52. 該Aブロックが、少なくとも約1000g/モルの重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項48記載のブロックコポリマー。
  53. 該Aブロックが、約1 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有するポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項48記載のブロックコポリマー。
  54. 該Aブロックが、実質的に一官能価のヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)から形成される請求項48記載のブロックコポリマー。
  55. 該Bブロックが、該鎖中に約100個以上の原子を有する請求項48記載のブロックコポリマー。
  56. 該Bブロックが、該鎖中に約1 x 10個以下の原子を有する請求項48記載のブロックコポリマー。
  57. 該Bブロックが、ジイソシアネート末端プレポリマーから形成される請求項48記載のブロックコポリマー。
  58. 該Bブロックが、第三アミン基、シロキサン基、シラン基、オールト−エステル基、ホスホエステル基、チオエーテル基、スルホキシド基、スルホン基、ケトン基、アセタール基、ケタール基、ヘミアセタール基、ヘミケタール基、エポキシ基、又はそれらの組合せを更に含む請求項48記載のブロックコポリマー。
  59. 該ブロックコポリマーが、未架橋状態で、約3 x 10g/モル以下の重量平均分子量を有する請求項48記載のブロックコポリマー。
  60. 該ブロックコポリマーが架橋される請求項48記載のブロックコポリマー。
  61. 該ブロックコポリマーが、支持体上のコーティングの形態である請求項48記載のブロックコポリマー。
  62. 実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)を、該ポリ(ビニルピロリドン)の該官能基と反応性である官能基を含む官能化されたBブロック前駆体と反応させて、熱可塑性ABブロックコポリマーを形成する工程を含む該熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を調製する方法であって、該Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、及び該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である前記方法。
  63. 該ABブロックコポリマーが、A−B−Aブロックコポリマーである請求項62記載の方法。
  64. 該実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)が、ヒドロキシル末端を有する請求項62記載の方法。
  65. 該一官能価ヒドロキシル末端ポリ(ビニルピロリドン)が、ヒドロキシル末端連鎖移動剤の存在下でN−ビニルピロリドンを重合させることによって調製される請求項64記載の方法。
  66. 該ヒドロキシル末端連鎖移動剤が、イソプロポキシエタノールである請求項62記載の方法。
  67. 該官能化されたBブロック前駆体が、ウレタン基、尿素基、アミド基、イミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含むジイソシアネート末端プレポリマーである請求項62記載の方法。
  68. 該官能化されたBブロック前駆体が、ウレタン基、尿素基、又はそれらの組合せを含むジイソシアネート末端プレポリマーである請求項67記載の方法。
  69. 該反応工程が、該実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)と該官能化されたB−ブロック前駆体とを反応性共押出する工程を含む請求項62記載の方法。
  70. 実質的に一官能価のポリ(ビニルピロリドン)を、官能化されたB−ブロック前駆体反応体と反応させて、熱可塑性ABブロックコポリマーを形成する工程を含む該熱可塑性ABブロックコポリマー(式中、nは少なくとも2である)を調製する方法であって、該Aブロックがポリ(ビニルピロリドン)単位を含み、及び該Bブロックが、ウレタン基、尿素基、イミド基、アミド基、エーテル基、又はそれらの組合せを含む長鎖有機接続単位である前記方法。
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