JP2008120888A - Biodegradable copolymer and method for producing the same - Google Patents

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Yuichi Oya
裕一 大矢
Tatsuro Ouchi
辰郎 大内
Yuma Nishimoto
侑真 西本
Yotaro Fujita
陽太郎 藤田
Kazuto Ishihara
和人 石原
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Kansai University
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Kansai University
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biodegradable copolymer which can be adapted to biological flexible tissues and has flexibility, to provide a method for producing the same, to provide a biodegradable copolymer cross-linked product obtained by further imparting an elastic dynamic characteristic (elastic deformation) to the biodegradable copolymer, and to provide a medical treatment material using the biodegradable copolymer and the biodegradable copolymer cross-linked product. <P>SOLUTION: This biodegradable copolymer obtained by copolymerizing ε-caprolactone with a reactive functional group-having cyclic depsipeptide. The biodegradable copolymer cross-linked product obtained by treating the biodegradable copolymer with a cross-linking agent. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体適合性に優れ高い柔軟性を有する生分解性共重合体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a biodegradable copolymer having excellent biocompatibility and high flexibility, and a method for producing the same.

医療技術の革新や多様化に伴って、医療分野における生分解性高分子の重要性はますます高まってきており、分解制御型のドラッグデリバリーデバイスや縫合糸、骨固定材、体内での止血・接着剤、癒着防止膜など、役割を果たした後に生体内で無毒な成分に分解し、代謝・吸収される生体内分解吸収性高分子が望まれる用途が増加している。中でも、近年特に注目を集めているのが組織工学(再生医学)用の材料である。組織工学の一手法であるGTR(guided tissue regeneration)法では、生分解性材料を足場として細胞を培養し、細胞の増殖・組織形成に伴い、足場を提供していた分解性高分子が消失し、正常組織へと置換されることを目指している。(非特許文献1)   With the innovation and diversification of medical technology, the importance of biodegradable polymers in the medical field is increasing, and degradation controlled drug delivery devices, sutures, bone fixation materials, hemostasis Applications such as adhesives and anti-adhesion membranes that require biodegradable absorbable polymers that can be broken down into non-toxic components in vivo and metabolized and absorbed are increasing. Among them, materials for tissue engineering (regenerative medicine) have attracted particular attention in recent years. In the GTR (guided tissue regeneration) method, which is a tissue engineering technique, cells are cultured using a biodegradable material as a scaffold, and the degradable polymer that provided the scaffold disappears as cells grow and form tissues. Aims to be replaced with normal tissue. (Non-Patent Document 1)

このように、一口に医療用生分解性高分子材料といってもその用途は多岐にわたっており、それぞれの用途において要求される物性(生分解速度、力学的特性、生体接着性など)は異なっている。例えば、骨などの硬組織の一時的代替品では、骨組織と同等の力学的特性(硬さや粘り強さ)が要求されるのに対し、臓器などの軟組織と接触して使用される材料では、応力を受けたときに臓器を傷つけない柔軟性が要求される。また、癒着防止膜と組織接着剤とでは、細胞接着性における要求はまったく正反対である。さらに、組織工学用材料では対象とする組織によって異なる細胞増殖速度に見合った分解プロファイルを示すことが要求される。   In this way, medical biodegradable polymer materials can be used for a wide variety of purposes, and the physical properties (biodegradation rate, mechanical properties, bioadhesiveness, etc.) required for each application differ. Yes. For example, temporary substitutes for hard tissues such as bones require the same mechanical properties (hardness and toughness) as bone tissues, whereas materials used in contact with soft tissues such as organs, Flexibility that does not damage the organ when stressed is required. Further, the requirements for cell adhesion are completely opposite between the adhesion-preventing film and the tissue adhesive. Furthermore, the tissue engineering material is required to exhibit a degradation profile suitable for different cell growth rates depending on the target tissue.

さらに、特異的な相互作用による細胞の側からの認識を可能にするためには、細胞親和性リガンドの固定化などの化学修飾が可能であることも重要な要求のひとつである。つまり、生体適合性や安全性に優れるだけでなく、生分解速度や力学的・生化学的特性および化学反応性において、種々異なる要求を満足させる生分解性材料のバリエーションが供給できることが望まれている。   Furthermore, in order to enable recognition from the cell side by specific interaction, it is also an important requirement that chemical modification such as immobilization of a cell affinity ligand is possible. In other words, not only is biocompatibility and safety superior, it is desirable to be able to supply variations in biodegradable materials that satisfy different requirements in terms of biodegradation rate, mechanical and biochemical characteristics, and chemical reactivity. Yes.

一方、これまでに医療用材料としてコラーゲンやゼラチン、フィブリンなど、生体由来の物質が多く使用されてきたが、近年ウシ海綿状脳症(BSE)やクロイツフェルトヤコブ病、エイズや肝炎などの感染症の問題が発生し、天然由来物が必ずしも安全ではないことが明らかとなってきている。医療用材料を提供するメーカーでは、原料によるばらつきがなく品質の管理が容易で、生体由来の危険因子を含まない材料として、合成高分子が理想的であるとする声も高い。これまで医療用材料として最も頻繁に研究・使用されてきた生分解性合成高分子は、ポリ−L−乳酸(PLLA)、ポリ−D−乳酸(PDLA)、ポリ−DL−乳酸(PDLLA)とその共重合体であるポリ乳酸系高分子である。   On the other hand, biological materials such as collagen, gelatin, and fibrin have been used as medical materials so far, but in recent years, infectious diseases such as bovine spongiform encephalopathy (BSE), Creutzfeldt-Jakob disease, AIDS, and hepatitis. Problems have arisen and it has become clear that natural products are not necessarily safe. There are many voices that manufacturers that provide medical materials make synthetic polymers ideal as materials that do not vary depending on the raw materials, are easy to control quality, and do not contain risk factors derived from living organisms. The biodegradable synthetic polymers that have been most frequently studied and used as medical materials so far are poly-L-lactic acid (PLLA), poly-D-lactic acid (PDLA), and poly-DL-lactic acid (PDLLA). The copolymer is a polylactic acid polymer.

ポリ乳酸は、その構成成分である乳酸が体内代謝物質であり、安全性に優れ、生体適合性も比較的高く、高結晶性で力学的強度を高く設定できることから、早くから生分解性医用材料としての利用が検討されてきた。最も一般的なポリ乳酸であるPLLAは、L−ラクチドの開環重合あるいはL−乳酸の直接縮合によって合成され、結晶性が高く高強度が得られることから、骨支持プレートや骨固定ねじとして実用化されている。(非特許文献2)しかし、PLLAは高い結晶性を有するがゆえに、使用目的によっては分解速度が遅すぎることや、固く柔軟性に欠けるため軟組織に対する適合性に乏しいといった難点も有している。   Polylactic acid is a constituent of the body, lactic acid is a metabolite in the body, is highly safe, has relatively high biocompatibility, is highly crystalline, and can be set to high mechanical strength. The use of has been considered. PLLA, the most common polylactic acid, is synthesized by ring-opening polymerization of L-lactide or direct condensation of L-lactic acid, and has high crystallinity and high strength, so it can be used as a bone support plate and bone fixation screw. It has become. (Non-patent Document 2) However, because PLLA has high crystallinity, depending on the purpose of use, the degradation rate is too slow, and since it is hard and lacks flexibility, it has a drawback that it is poor in adaptability to soft tissues.

そこで、例えば、特許文献1には、約20〜35wt%のε−カプロラクトンと約65〜80 wt%のグリコリドに基づくシーケンスからなり且つ少なくとも30,000 psiの引張強度と350,000 psi未満のヤング率を有するポリマー成型体からなる滅菌した手術用製品、及び該ポリマーの製造方法が開示されている。該特許文献1に開示されたグリコリド−カプロラクトン共重合体及び該共重合体から成型された手術用製品は、優れた柔軟性と機械的強度を有するため、モノフィラメントの形態で手術用縫合糸として利用できる利点がある。しかし、それらは加水分解速度が早過ぎ、生体内において速やかに分解する。そのため、治癒期間が長い患部の手術用縫合糸又はその資材としては満足し得るものではない。   Thus, for example, Patent Document 1 discloses a polymer comprising a sequence based on about 20 to 35 wt% ε-caprolactone and about 65 to 80 wt% glycolide and having a tensile strength of at least 30,000 psi and a Young's modulus of less than 350,000 psi. A sterilized surgical product comprising a molded body and a method for producing the polymer are disclosed. Since the glycolide-caprolactone copolymer disclosed in Patent Document 1 and a surgical product molded from the copolymer have excellent flexibility and mechanical strength, they are used as surgical sutures in the form of monofilaments. There are advantages you can do. However, they are hydrolyzed too quickly and degrade rapidly in vivo. Therefore, it is not satisfactory as a surgical suture or material for an affected part having a long healing period.

また、ラクチド−カプロラクトン共重合体として、例えば、特許文献2には、乳酸単位を95〜65 mol%、カプロラクトン単位を5〜35 mol%含有する共重合体から形成される生体分解性の医療用成形物及びその製造法が開示されている。特許文献2に開示された共重合体及び医療用成形物は、柔軟性を有するため、モノフィラメントの形態で手術用縫合糸として利用できる利点がある。しかし、機械的強度が低い上に、生体内における分解速度が遅すぎるため、必要以上に生体内に長く存在するので好ましくない。生体内に長く残る材料は、炎症、発ガンなど多くの2次的な疾患を引き起こすことが既にわかっている。   In addition, as a lactide-caprolactone copolymer, for example, Patent Document 2 discloses a biodegradable medical product formed from a copolymer containing 95 to 65 mol% lactic acid units and 5 to 35 mol% caprolactone units. A molded article and a method for producing the same are disclosed. Since the copolymer and the medical molded article disclosed in Patent Document 2 have flexibility, there is an advantage that they can be used as a surgical suture in the form of a monofilament. However, since the mechanical strength is low and the decomposition rate in the living body is too slow, it is not preferable because it exists longer in the living body than necessary. It has already been found that materials that remain in the body for a long time cause many secondary diseases such as inflammation and carcinogenesis.

さらに、今までに開発されてきた材料は、引っ張りや圧縮などの変形を回復する能力が全くないと言ってよいほど伸縮性が低く、この性質を改質することが今日的課題となっている。特に、医療分野では、生体内の組織や臓器と同様の力学的な特性を有する材料の開発が期待されている。生体内の臓器と全く異なる力学的な特性を有する人工材料を埋植すると、生体内で伸縮に対する追従性の違いに起因する生体反応が起こることがわかっている。例えば、人工血管の場合、生体内の血管は血圧によって、血管が伸縮するが、従来の人工血管では、伸縮性が無い材料では、人工血管と血管との間の吻合部で生ずるひずみが2次的な反応を惹起することがわかっており、生分解性材料を用いた血管再生用足場においても血管と同様の伸縮性を有する材料の開発が切望されている。その他の臓器でも同様な現象が起こるために、伸縮性のある性質を有する生分解性の材料の開発が期待されている。   Furthermore, the materials that have been developed so far have such low stretchability that it can be said that they have no ability to recover deformation such as tension and compression, and it has become a challenge today to modify this property. . In particular, in the medical field, development of materials having mechanical properties similar to those of tissues and organs in the living body is expected. It has been found that when an artificial material having a mechanical characteristic completely different from that of an organ in a living body is implanted, a biological reaction due to a difference in followability to expansion and contraction occurs in the living body. For example, in the case of an artificial blood vessel, the blood vessel in the living body expands and contracts due to blood pressure. However, in a conventional artificial blood vessel, a material having no stretchability causes a secondary strain at the anastomosis portion between the artificial blood vessel and the blood vessel. It has been found that a natural reaction is induced, and the development of a material having elasticity similar to that of blood vessels is also eagerly desired in a scaffold for revascularization using a biodegradable material. Since the same phenomenon occurs in other organs, the development of biodegradable materials having stretchable properties is expected.

ところで、PLLAなどのポリ乳酸系高分子の優れた特性を維持あるいは向上させながら、化学修飾による用途の拡張と物性の制御を行う試みがなされている。例えば、非特許文献3〜6には、官能基を有する環状コモノマーとのランダムおよびブロック共重合や、ヒドロキシル基を有する機能分子を開始種として用いた重合反応、グラフト重合といった高分子合成の手法を活用して、様々な分子形態(ランダム、ブロック、グラフト、分岐構造)および化学的性質(反応性官能基、親疎水性)を有する乳酸共重合体の合成がなされている。   By the way, while maintaining or improving the excellent properties of polylactic acid polymers such as PLLA, attempts have been made to expand applications and control physical properties by chemical modification. For example, Non-Patent Documents 3 to 6 include polymer synthesis techniques such as random and block copolymerization with a cyclic comonomer having a functional group, a polymerization reaction using a functional molecule having a hydroxyl group as a starting species, and graft polymerization. Utilizing this, lactic acid copolymers having various molecular forms (random, block, graft, branched structure) and chemical properties (reactive functional groups, hydrophilicity / hydrophobicity) have been synthesized.

具体的には、1)側鎖に反応性官能基を有するデプシペプチド−乳酸・ランダム共重合体(非特許文献7〜10)、2)側鎖に反応性官能基を有するデプシペプチド−乳酸・ブロック共重合体(非特許文献11〜12)、3)櫛型ポリ乳酸(非特許文献13〜14)、4)ハイパーブランチポリ乳酸(非特許文献15)、5)ポリ乳酸グラフト化多糖(非特許文献16〜17)などが合成されている。   Specifically, 1) depsipeptide-lactic acid / random copolymer having a reactive functional group on the side chain (Non-patent Documents 7 to 10), 2) depsipeptide-lactic acid / block copolymer having a reactive functional group on the side chain Polymers (Non-Patent Documents 11 to 12), 3) Comb-shaped polylactic acid (Non-Patent Documents 13 to 14), 4) Hyperbranched polylactic acid (Non-patent Document 15), 5) Polylactic acid grafted polysaccharide (Non-patent Document) 16-17) and the like are synthesized.

このように、様々なポリ乳酸系高分子が開発されてきているが、生体適合性を有し、化学修飾が容易で必要に応じた生分解挙動の制御が可能であり、しかも軟組織に適合できる程度の柔軟性や伸縮性を有する材料はいまだ得られていないのが現状である。   As described above, various polylactic acid-based polymers have been developed. However, they have biocompatibility, can be easily chemically modified, can control biodegradation behavior as needed, and can be adapted to soft tissues. At present, a material having a degree of flexibility and stretchability has not been obtained yet.

例えば、手術用の縫合糸は、体内での毒性がないこと、適度な平滑性を有すること及び結節強力が高いことなどが求められている。これらの性質を付与するために、例えば、ラクチド又はグリコリドの単独重合体又は共重合体等の生体吸収性ポリマーからなる縫合糸をポリカプロラクトン、エチレンオキシド重合体などのフィルム形成性重合体からなる組成物(特許文献3及び4)等で被覆した縫合糸が提案されている。しかしながら、ポリ乳酸とポリカプロラクトンの共重合体の分解期間を例に取ると、ポリ乳酸単独では1年近くかかり、ポリカプロラクトンでは2年以上かかるため、両者の共重合体では生体内で完全に分解するまでに1年以上かかるという問題点があった。それにより、通常創傷が治癒するまでに必要な期間よりも余分に異物が残存するという問題点もあった。さらには、ポリ乳酸もポリカプロラクトンも反応性の官能基を持たないため、両者の共重合体のみでは化学修飾によるポリマー機能の改質が困難であるといった問題点もあった。   For example, surgical sutures are required not to be toxic in the body, to have moderate smoothness, and to have high knot strength. In order to impart these properties, for example, a suture comprising a bioabsorbable polymer such as a lactide or glycolide homopolymer or copolymer is used as a composition comprising a film-forming polymer such as polycaprolactone or ethylene oxide polymer. Sutures covered with (Patent Documents 3 and 4) have been proposed. However, taking the degradation period of a copolymer of polylactic acid and polycaprolactone as an example, polylactic acid alone takes nearly one year and polycaprolactone takes more than two years, so both copolymers are completely degraded in vivo. There was a problem that it took more than one year to do. As a result, there is also a problem that extraneous matter remains longer than the period necessary for normal wound healing. Furthermore, since neither polylactic acid nor polycaprolactone has a reactive functional group, there is a problem that it is difficult to modify the polymer function by chemical modification only with the copolymer of both.

他の例として、組織工学用足場材料としての使用を目的としたポリ(デプシペプチド−ラクチド)を挙げる。非特許文献18及び19では、カルボキシル側鎖やアミノ側鎖のデプシペプチドと乳酸の共重合体が材料として提案されている。これらの極性官能基の効果によって帯電化による細胞の接着性や3次元的な細胞の接着性が検討されている。しかしながら、ポリ乳酸を使用しているため、柔軟性や伸縮性に欠けるという性質も少なからず兼ね備えており、十分な軟組織適合性を獲得するには至っていないという問題点もあった。   Another example is poly (depsipeptide-lactide) intended for use as a scaffold material for tissue engineering. Non-patent documents 18 and 19 propose a copolymer of carboxy side chain or amino side chain depsipeptide and lactic acid as a material. Due to the effects of these polar functional groups, cell adhesion by charging and three-dimensional cell adhesion have been studied. However, since polylactic acid is used, it has a property of lacking flexibility and stretchability, and there is a problem that sufficient soft tissue compatibility has not been achieved.

一方,生分解性と弾性を併せ持つ化合物の合成例としては,非特許文献20にあるグリセリンとセバシン酸の脱水重縮合物が挙げられる。該非特許文献20では,グリセリンとセバシン酸の脱水重縮合物がゴム弾性を示すことと同時にその細胞接着性,組織適合性,生分解性が検討されている。しかしながら,このポリマーの製造には高温・減圧条件下での脱水反応が必要であり,モノマーから直接架橋体を作成するため,架橋度の調節は困難であり,また,架橋体のキャラクタリゼーションや残存モノマーについての情報がほとんど得られていない。60日後の分解率は約17%であり,生分解性に優れているとは言いがたい。
特開昭59-82865号公報 特開昭64−56055号公報 特公平2−12106号公報 特公平5−53137号公報 Langer R,et al:Tissue engineering.Science 1993,260:920−926、Freed LE,et al:J Biomed Mater Res 1993,27:11−23 辻 秀人ら:ポリ乳酸−医療・製剤・環境のために.京都,高分子刊行会,1997,149−160、生分解性フプラスチック研究会編:生分解性プラスチックハンドブック.東京,エヌ.ティー・エス,1995,279−291,666−730. 大矢裕一:生分解性高分子の現状と新展開.人工臓器 1999,28:582−589 大矢裕一,大内辰郎:生分解性バイオマテリアルとしての新しいポリ乳酸系高分子.高分子加工 1999,48:530 大矢裕一:ポリ乳酸をベースとした新規な生分解性高分子の合成とバイオマテリアルとしての応用.高分子論文集 2002,59:484−498 大内辰郎,大矢裕一:新規なポリ乳酸系医用材料.未来材料 2002,2:30−35. Ouchi T,et al:Macromol Chem Rapid Commun 1993,14:825−831 Ouchi T,et al:Macromol Chem Phys 1996,197:1823−1833 Ouchi T,et al:J Polym Sci Part A:Polym Chem 1997,35:377−383 Ouchi T,et al:J Polym Sci Part A:Polym Chem 1998,36:1283−1290. Ouchi T,et al:Designed Monom Polym 2000,3:279−287 Ouchi T,et al:J Polym Sci Part A:Polym Chem 2002,40:1218−1225. Tasaka F,et al:Macromolecules 1999,32:6386−6389 Tasaka F,et al:Macromolecules 2001,34:5494−5500. Tasaka F,et al:Macromol Rapid Commun 2001,22:820−824. Ohya Y,et al:Macromolecules 1998,31:4662−4665 Ohya Y,et al:Macromol Chem Phys 1998,199:2017−2022. Ohya Y,et al:J.Biomed.Mater.Res.,65A,79(2003) Ohya Y,et al:J.Biomat.Sci.Polym.Edu.,15,111(2004) Wang Y,et al:Nature Biotech.20,602(2002)
On the other hand, as a synthesis example of a compound having both biodegradability and elasticity, a dehydrated polycondensate of glycerin and sebacic acid described in Non-Patent Document 20 can be mentioned. In Non-Patent Document 20, the dehydrated polycondensate of glycerin and sebacic acid exhibits rubber elasticity, and at the same time, its cell adhesion, tissue compatibility, and biodegradability are studied. However, the production of this polymer requires a dehydration reaction under high temperature and reduced pressure conditions, and it is difficult to adjust the degree of cross-linking because a cross-linked product is created directly from the monomer. Little information about the monomers is available. The degradation rate after 60 days is about 17%, and it is difficult to say that the biodegradability is excellent.
JP 59-82865 JP-A 64-56055 Japanese Patent Publication No.2-12106 Japanese Patent Publication No. 5-53137 Langer R, et al: Tissue engineering. Science 1993, 260: 920-926, Freed LE, et al: J Biomed Mater Res 1993, 27: 11-23. Hidehito Tsuji et al .: Polylactic acid for medical treatment, pharmaceutical preparation and environment. Kyoto, Kobunshi Shuppankai, 1997, 149-160, edited by Biodegradable Plastics Study Group: Biodegradable Plastics Handbook. Tokyo, N. TS, 1995, 279-291, 666-730. Yuichi Oya: Present status and new development of biodegradable polymers. Artificial organ 1999, 28: 582-589 Yuichi Oya, Goro Ouchi: New polylactic acid polymers as biodegradable biomaterials. Polymer processing 1999, 48: 530 Yuichi Oya: Synthesis of a novel biodegradable polymer based on polylactic acid and its application as a biomaterial. Polymer Papers 2002, 59: 484-498 Ouchi Goro, Oya Yuichi: New polylactic acid-based medical materials. Future materials 2002, 2: 30-35. Ouchi T, et al: Macromol Chem Rapid Commun 1993, 14: 825-831. Ouchi T, et al: Macromol Chem Phys 1996, 197: 1833-1833. Ouchi T, et al: J Polym Sci Part A: Polym Chem 1997, 35: 377-383. Ouchi T, et al: J Poly Sci Part A: Poly Chem 1998, 36: 1283-1290. Ouchi T, et al: Designed Monom Polym 2000, 3: 279-287. Ouchi T, et al: J Polym Sci Part A: Polym Chem 2002, 40: 1218-1225. Tasaka F, et al: Macromolecules 1999, 32: 6386-6389 Tasaka F, et al: Macromolecules 2001, 34: 5494-5500. Tasaka F, et al: Macromol Rapid Commun 2001, 22: 820-824. Ohya Y, et al: Macromolecules 1998, 31: 4662-4665. Ohya Y, et al: Macromol Chem Phys 1998, 199: 2017-2022. Ohya Y, et al: J. MoI. Biomed. Mater. Res. , 65A, 79 (2003) Ohya Y, et al: J. MoI. Biomat. Sci. Polym. Edu. , 15, 111 (2004) Wang Y, et al: Nature Biotech. 20,602 (2002)

本発明は、生体軟組織に適合可能な柔軟性を備えた生分解性共重合体及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、該生分解性共重合体にさらに弾性的な力学的特性(弾性変形)を付与した生分解性共重合体架橋物を提供することを目的とする。さらに、これらの生分解性共重合体及び生分解性共重合体架橋物を用いた医療用材料を提供することをも目的とする。   An object of this invention is to provide the biodegradable copolymer provided with the softness | flexibility adaptable to a biological soft tissue, and its manufacturing method. Another object of the present invention is to provide a crosslinked biodegradable copolymer obtained by further imparting elastic mechanical properties (elastic deformation) to the biodegradable copolymer. Furthermore, it aims at providing the medical material using these biodegradable copolymer and biodegradable copolymer crosslinked material.

本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、アミノ基、カルボキシル基、水酸基等の反応性官能基を有する環状デプシペプチドとε−カプロラクトンとを共重合して得られる生分解性共重合体が、優れた生体適合性及び生分解性はもとより、高い柔軟性を有することを見出した。また、該生分解性共重合体を所定の架橋剤で処理することにより、弾性的な力学的特性が付与された生分解性共重合体架橋物が得られることを見出した。かかる知見に基づきさらにこれを発展させて本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained a biodegradation obtained by copolymerizing a cyclic depsipeptide having a reactive functional group such as an amino group, a carboxyl group, or a hydroxyl group and ε-caprolactone. It was found that the sex copolymer has high flexibility as well as excellent biocompatibility and biodegradability. Moreover, it discovered that the biodegradable copolymer crosslinked material to which the elastic mechanical characteristic was provided is obtained by processing this biodegradable copolymer with a predetermined | prescribed crosslinking agent. Based on this knowledge, this has been further developed to complete the present invention.

即ち、本発明は以下の分解性共重合体及び分解性共重合体架橋物を提供する。   That is, the present invention provides the following degradable copolymer and degradable copolymer cross-linked product.

項1. 反応性官能基を有する環状デプシペプチドとε−カプロラクトンとを共重合して得られる生分解性共重合体。   Item 1. A biodegradable copolymer obtained by copolymerizing a cyclic depsipeptide having a reactive functional group and ε-caprolactone.

項2. 前記反応性官能基がアミノ基である項1に記載の生分解性共重合体。   Item 2. Item 2. The biodegradable copolymer according to Item 1, wherein the reactive functional group is an amino group.

項3. 一般式(A):   Item 3. Formula (A):

Figure 2008120888
Figure 2008120888

(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、nは1〜10の整数を示し、xは2〜100を示し、yは10〜1000を示し、x/(x+y)が0.01〜0.90であり、x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表される項2に記載の生分解性共重合体。
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, n represents an integer of 1 to 10, x represents 2 to 100, y represents 10 to 1000, and x / (x + y) is 0.01. The arrangement of each unit of x and y is not limited to the order of the above arrangement.
Item 3. The biodegradable copolymer according to item 2, represented by:

項4. 前記一般式(A)におけるRが水素原子を示し、nが4を示し、xが5〜50を示し、yが50〜800を示し、x/(x+y)が0.02〜0.30である項3に記載の生分解性共重合体。 Item 4. R 1 in the general formula (A) represents a hydrogen atom, n represents 4, x represents 5 to 50, y represents 50 to 800, and x / (x + y) represents 0.02 to 0.30. Item 4. The biodegradable copolymer according to Item 3, wherein

項5. 数平均分子量(Mn)が1,000〜100,000である項1〜4のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 5. Item 5. The biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 4, wherein the number average molecular weight (Mn) is 1,000 to 100,000.

項6. 数平均分子量に対する重量平均分子量の比(Mw/Mn)が1.0〜5.0である項1〜5のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 6. Item 6. The biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 5, wherein the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw / Mn) is 1.0 to 5.0.

項7. ガラス転移温度が−60〜−10℃である項1〜6のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 7. Item 7. The biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 6, wherein the glass transition temperature is −60 to −10 ° C.

項8. 融点が30〜80℃である項1〜7のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 8. Item 8. The biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 7, which has a melting point of 30 to 80 ° C.

項9. 融解熱量が−70〜0J/gである項1〜8のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 9. Item 9. The biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 8, wherein the heat of fusion is -70 to 0 J / g.

項10. 生分解挙動が、37℃のリン酸緩衝溶液(PBS)中で浸績した場合に、28日で数平均分子量が20〜90%減少する項1〜9のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 10. Item 10. The biodegradable coagulation according to any one of Items 1 to 9, wherein the number average molecular weight decreases by 20 to 90% in 28 days when the biodegradation behavior is immersed in a phosphate buffer solution (PBS) at 37 ° C. Polymer.

項11. 前記生分解性共重合体を試験部位の厚さが0.2〜0.5mm,幅が2.2mm,長さが18mm,試験片全長が40mmのダンベル状に切り抜き、これを引っ張り試験したときの破断強度が5〜20MPa、ヤング率が50〜350MPa、破断時ひずみが100〜600%である項1〜10のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Item 11. When the biodegradable copolymer is cut out into a dumbbell shape having a thickness of 0.2 to 0.5 mm, a width of 2.2 mm, a length of 18 mm, and a total length of 40 mm, and a tensile test is performed. Item 11. The biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 10, wherein the breaking strength is 5 to 20 MPa, the Young's modulus is 50 to 350 MPa, and the strain at break is 100 to 600%.

項12. 項1〜11のいずれかに記載の生分解性共重合体を架橋剤で処理して得られる生分解性共重合体架橋物。   Item 12. Item 12. A crosslinked biodegradable copolymer obtained by treating the biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 11 with a crosslinking agent.

項13. 前記架橋剤がポリイソシアネート類である項12に記載の生分解性共重合体架橋物。   Item 13. Item 13. The biodegradable copolymer crosslinked product according to Item 12, wherein the crosslinking agent is a polyisocyanate.

項14. 前記架橋剤が、脂肪族ポリイソシアネート類及び/又は脂環族ポリイソシアネート類である項12に記載の生分解性共重合体架橋物。   Item 14. Item 13. The biodegradable copolymer crosslinked product according to Item 12, wherein the crosslinking agent is an aliphatic polyisocyanate and / or an alicyclic polyisocyanate.

項15. 項1〜11のいずれかに記載の生分解性共重合体を含む医療用材料。   Item 15. Item 12. A medical material comprising the biodegradable copolymer according to any one of Items 1 to 11.

項16. 項12〜14のいずれかに記載の生分解性共重合体架橋物を含む医療用材料。   Item 16. Item 15. A medical material comprising the biodegradable copolymer crosslinked product according to any one of Items 12 to 14.

項17. 一般式(A):   Item 17. Formula (A):

Figure 2008120888
Figure 2008120888

(式中、Rは水素原子又はメチル基、nは1〜10の整数を示し、xは2〜100を示し、yは10〜1000を示し、x/(x+y)が0.01〜0.90であり、x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表される生分解性共重合体の製造方法であって、一般式(3):
(Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, n is an integer of 1 to 10, x is 2 to 100, y is 10 to 1000, and x / (x + y) is 0.01 to 0. .90, and the arrangement of each unit of x and y is not limited to the order of the arrangement described above.)
A biodegradable copolymer represented by the general formula (3):

Figure 2008120888
Figure 2008120888

(式中、Zはベンジルオキシカルボニル基を示し、R、n、x及びyは前記に同じ。)
で表される化合物を、脱ベンジルオキシカルボニル剤と反応させることを特徴とする製造方法。
(In the formula, Z represents a benzyloxycarbonyl group, and R 1 , n, x and y are the same as above.)
A process for reacting a compound represented by the formula with a debenzyloxycarbonyl agent.

本発明の生分解性共重合体は、アミノ酸成分に由来する反応性官能基を有する環状デプシペプチドとε-カプロラクトンを特定の組成比で共重合させることによって得られる。これにより、従来生分解速度の遅かったポリカプロラクトンの分解速度を改善することができると共に、ポリデプシペプチドにはない高い柔軟性が付与される。この柔軟性を生かして、組織再生用足場材料などの医療用素材としても有用である。   The biodegradable copolymer of the present invention can be obtained by copolymerizing a cyclic depsipeptide having a reactive functional group derived from an amino acid component and ε-caprolactone at a specific composition ratio. As a result, the degradation rate of polycaprolactone, which has conventionally been slow in biodegradation, can be improved, and high flexibility that is not found in polydepsipeptides is imparted. Taking advantage of this flexibility, it is also useful as a medical material such as a tissue regeneration scaffold.

また、該生分解性共重合体には反応性官能基が導入されているため化学修飾が可能となり、架橋処理することにより弾性に富む架橋体を得ることができる。該架橋体は、特に弾性が要求される組織再生用足場材料などの医療用素材として用いられる。   In addition, since a reactive functional group is introduced into the biodegradable copolymer, it can be chemically modified, and a crosslinked product rich in elasticity can be obtained by crosslinking treatment. The crosslinked body is used as a medical material such as a tissue regeneration scaffold material that is particularly required to have elasticity.

さらに、環状デプシペプチドとε-カプロラクトンを特定の組成比で共重合させることにより、分解速度を容易に調節することが可能となる。   Furthermore, the degradation rate can be easily adjusted by copolymerizing cyclic depsipeptide and ε-caprolactone at a specific composition ratio.

1.生分解性共重合体
本発明の生分解性共重合体は、アミノ基、カルボキシル基、水酸基等の反応性官能基を有する環状デプシペプチドとε−カプロラクトンとを共重合して得られる。
1. Biodegradable copolymer The biodegradable copolymer of the present invention is obtained by copolymerizing a cyclic depsipeptide having a reactive functional group such as an amino group, a carboxyl group, or a hydroxyl group with ε-caprolactone.

デプシペプチドとは、総称的に、α−アミノ酸とα−ヒドロキシ酸の共重合体を意味する。α−アミノ酸としては側鎖に反応性官能基を有するものであり、該反応性官能基としては、カルボキシル基、アミノ基、水酸基、チオール基などが挙げられ、特にアミノ基が好ましい。ポリデプシペプチドとしては、該α−アミノ酸とα−ヒドロキシ酸(例えば、乳酸、グリコール酸等)とのランダムおよびブロック共重合体や、該α−アミノ酸とα−ヒドロキシ酸(例えば、乳酸、グリコール酸等)との交互共重合体等が挙げられる。   Depsipeptide generically means a copolymer of α-amino acid and α-hydroxy acid. The α-amino acid has a reactive functional group in the side chain, and examples of the reactive functional group include a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, and a thiol group, and an amino group is particularly preferable. Polydepsipeptides include random and block copolymers of the α-amino acid and α-hydroxy acid (eg, lactic acid, glycolic acid, etc.), and the α-amino acid and α-hydroxy acid (eg, lactic acid, glycolic acid, etc.). ) And an alternating copolymer.

具体的には、一般式(A):   Specifically, the general formula (A):

Figure 2008120888
Figure 2008120888

(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、nは1〜10の整数を示し、xは2〜100を示し、yは10〜1,000を示し、x/(x+y)が0.01〜0.90であり、x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)で表される生分解性共重合体が挙げられる。 (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, n represents an integer of 1 to 10, x represents 2 to 100, y represents 10 to 1,000, and x / (x + y) is 0. And the arrangement of each unit of x and y is not limited to the order of the arrangement.).

は水素原子又はメチル基を示すが、好ましくは水素原子である。なお、Rがメチル基の場合、メチル基が結合する炭素原子は不斉炭素となり得る。本発明の共重合体においては、該不斉炭素の立体配置は(R)体、(S)体或いはそれらの混合物のいずれであってもよい。 R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom. When R 1 is a methyl group, the carbon atom to which the methyl group is bonded can be an asymmetric carbon. In the copolymer of the present invention, the configuration of the asymmetric carbon may be (R) isomer, (S) isomer, or a mixture thereof.

nは1〜10の整数を示すが、好ましくは1〜5の整数、より好ましくは4である。   Although n shows the integer of 1-10, Preferably it is an integer of 1-5, More preferably, it is 4.

一般式(A)において、x及びyは共重合体中の各ユニットの平均個数を表し、HNMR及びGPCから求められる。例えば、一般式(A)においてn=4の共重合体では、環状デプシペプチド単位の側鎖部分に起因するNMRピークδ(ppm):2.95-3.17 (2H,-CH2CH2CH2 CH 2 NH2)と,カプロラクトン単位に起因するNMRピークδ(ppm):2.25-2.34 (2H,-COCH 2 CH2CH2CH2CH2OH)の面積比より主鎖中の各重合度割合を算出し,この値とGPCで得られた主鎖の分子量から各x,yが求められる。 In general formula (A), x and y represent the average number of each unit in the copolymer, and are determined from 1 HNMR and GPC. For example, in the copolymer of n = 4 in the general formula (A), NMR peak δ (ppm) due to the side chain portion of the cyclic depsipeptide unit: 2.95-3.17 (2H, -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) and NMR peak δ (ppm) due to caprolactone unit: 2.25-2.34 (2H, -CO CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH) Then, x and y are obtained from this value and the molecular weight of the main chain obtained by GPC.

また、上記したようにx及びyの各ユニットの配列はランダムでもブロックでもよい。   Further, as described above, the arrangement of each unit of x and y may be random or block.

xは2〜100であり、好ましくは5〜50であり、より好ましくは10〜30である。   x is 2 to 100, preferably 5 to 50, and more preferably 10 to 30.

yは10〜1,000であり、好ましくは50〜800であり、より好ましくは100〜500である。   y is 10 to 1,000, preferably 50 to 800, and more preferably 100 to 500.

x/(x+y)は0.01〜0.90、好ましくは0.02〜0.30、より好ましくは0.04〜0.20である。xがこの範囲にあることにより、本発明の共重合体に生分解性及び組織適合性が付与されると共に、柔軟性が付与される。   x / (x + y) is 0.01-0.90, preferably 0.02-0.30, more preferably 0.04-0.20. When x is in this range, biodegradability and tissue compatibility are imparted to the copolymer of the present invention, and flexibility is imparted.

本発明の共重合体の数平均分子量(Mn)は1,000〜100,000、好ましくは5,000〜100,000、より好ましくは10,000〜50,000であり、重量平均分子量(Mw)は1,000〜300,000、好ましくは5,000〜300,000、より好ましくは10,000〜150,000である。また、分子量分布の指標である数平均分子量に対する重量平均分子量の比(Mw/Mn)が1.0〜5.0、好ましくは、1.0〜4.0、より好ましくは1.0〜3.8である。数平均分子量及び重量平均分子量は、例えばGPC(溶媒:ジメチルホルムアミド)等の公知の方法を用いて測定できる。   The copolymer of the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 1,000 to 100,000, preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, and a weight average molecular weight (Mw). ) Is 1,000 to 300,000, preferably 5,000 to 300,000, more preferably 10,000 to 150,000. Further, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight, which is an index of molecular weight distribution, is 1.0 to 5.0, preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3. .8. The number average molecular weight and the weight average molecular weight can be measured using a known method such as GPC (solvent: dimethylformamide).

本発明の共重合体のガラス転移温度は−60〜−10℃、好ましくは−50〜−30℃である。融点は30〜80℃、好ましくは30〜50℃である。融解熱量は−70〜0J/g、好ましくは−55〜0J/gである。   The glass transition temperature of the copolymer of the present invention is −60 to −10 ° C., preferably −50 to −30 ° C. The melting point is 30 to 80 ° C, preferably 30 to 50 ° C. The heat of fusion is -70 to 0 J / g, preferably -55 to 0 J / g.

本発明の共重合体の生分解挙動として、37℃のリン酸緩衝水溶液(PBS)中で浸積した場合に、28日における数平均分子量の減少割合が20〜90%、好ましくは60〜90%である。なお、数平均分子量の測定はGPCを用いる。   As the biodegradation behavior of the copolymer of the present invention, when it is immersed in a phosphate buffered water solution (PBS) at 37 ° C., the decrease rate of the number average molecular weight in 28 days is 20 to 90%, preferably 60 to 90. %. The number average molecular weight is measured using GPC.

本発明の共重合体の試験部位の厚さが0.2〜0.5mm,幅が2.2mm,長さが18mm,試験片全長が40mmのダンベル状に切り抜き、これを引っ張り試験したときの破断強度は5〜20MPa、好ましくは5〜10MPaであり、ヤング率は50〜350MPa、好ましくは50〜100MPaであり、破断時ひずみは100〜600%、好ましくは300〜600%である。   When the thickness of the test site of the copolymer of the present invention is 0.2 to 0.5 mm, the width is 2.2 mm, the length is 18 mm, and the test piece is 40 mm in length, cut into a dumbbell shape, and this is subjected to a tensile test. The breaking strength is 5 to 20 MPa, preferably 5 to 10 MPa, the Young's modulus is 50 to 350 MPa, preferably 50 to 100 MPa, and the strain at break is 100 to 600%, preferably 300 to 600%.

本発明の生分解性共重合体は、例えば、次のようにして製造することができる。   The biodegradable copolymer of the present invention can be produced, for example, as follows.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

(式中、Zはベンジルオキシカルボニル基を示し、R、n、x及びyは前記に同じ。)
上記(1)で表される化合物は、例えば、T. Ouchi, et. al., Macromol. Chem. Phys. 197, 1823-1833 (1996)等に準じて製造することができ、また上記(2)で表されるカプロラクトンは市販されている。
(In the formula, Z represents a benzyloxycarbonyl group, and R 1 , n, x and y are the same as above.)
The compound represented by the above (1) can be produced according to, for example, T. Ouchi, et. Al., Macromol. Chem. Phys. 197, 1823-1833 (1996), etc. ) Is represented by a commercially available product.

上記(1)及び(2)で表される化合物を触媒(スズ 2-エチルヘキサノエート等)を用いて開環重合させて上記(3)で表される化合物とし、これを脱ベンジルオキシカルボニル剤(例えば、HBr/酢酸等)により、フリーのアミノ基に変換して上記(A)で表される生分解性共重合体を得ることができる。本反応の各ステップは慣用の方法を用いて実施することができる。   The compound represented by the above (1) and (2) is subjected to ring-opening polymerization using a catalyst (such as tin 2-ethylhexanoate) to obtain the compound represented by the above (3), which is debenzyloxycarbonyl The biodegradable copolymer represented by the above (A) can be obtained by conversion to a free amino group by an agent (for example, HBr / acetic acid or the like). Each step of this reaction can be carried out using a conventional method.

2.生分解性共重合体架橋物
更に、上記の生分解性共重合体を架橋剤で処理することにより、弾性を有する生分解性共重合体架橋物を製造することができる。
2. Cross-linked biodegradable copolymer Furthermore, a cross-linked biodegradable copolymer having elasticity can be produced by treating the biodegradable copolymer with a crosslinking agent.

生分解性共重合体の反応性官能基がアミノ基の場合は、架橋剤としてポリイソシアネート類、ポリカルボン酸活性エステル類等が例示される。   When the reactive functional group of the biodegradable copolymer is an amino group, examples of the crosslinking agent include polyisocyanates and polycarboxylic acid active esters.

ポリイソシアネート類としては、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the polyisocyanates include aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート[トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ジイソシアナトヘキサン(ヘキサメチレンジイソシアネート,HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプトロエートなど]、ポリイソシアネート[リジンエステルトリイソシアネート、1,4,8−トリイソシアネートオクタン、1,6,11−トリイソシアネートウンデカン、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−トリイソシアネートヘキサン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアネートメチルオクタンなど]が例示できる。   Examples of the aliphatic polyisocyanate include diisocyanate [trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6-diisocyanatohexane (hexamethylene diisocyanate, HDI), pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2- Butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanate methyl captroate etc.], polyisocyanate [ Lysine ester triisocyanate, 1,4,8-triisocyanate octane, 1,6,11-triisocyanate undecane, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate DOO methyl octane, 1,3,6-triisocyanate hexane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanate-5-isocyanatomethyl octane] can be exemplified.

脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート[1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチル−シクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート,IPDI)、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−又は1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンなど]、ポリイソシアネート[1,3,5−トリイソシアネートシクロヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,6−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)−ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタンなど]が例示できる。これらのポリイソシアネートは単独で又は二種以上組合せて使用できる。   Examples of the alicyclic polyisocyanate include diisocyanate [1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl. Cyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methyl-2,4-cyclohexanediisocyanate, methyl-2,6-cyclohexanediisocyanate, 1,3- or 1,4-bis (isocyanate) Methyl) cyclohexane etc.], polyisocyanate [1,3,5-triisocyanatecyclohexane, 1,3,5-trimethylisocyanatecyclohexane, 2- (3-isocyanate) (Lopyl) -2,5-di (isocyanatomethyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 2- (3-isocyanatopropyl) -2,6-di (isocyanatomethyl) -bicyclo (2.2.1) Heptane, 3- (3-isocyanatopropyl) -2,5-di (isocyanatomethyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 5- (2-isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-3- (3- Isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 6- (2-isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 5- ( 2-Isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) -he Tan, 6- (2-isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanate propyl) - bicyclo (2.2.1) heptane, etc.] can be exemplified. These polyisocyanates can be used alone or in combination of two or more.

ポリカルボン酸活性エステル類としては、分子内に下記式:   As the polycarboxylic acid active esters, the following formula is represented in the molecule:

Figure 2008120888
Figure 2008120888

で表される活性エステルを少なくとも2以上有する化合物が例示される。 The compound which has at least 2 or more active ester represented by these is illustrated.

具体的には、下記式で表されるN-ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)で両末端が活性化されたジカルボキシオリゴおよびポリエチレングリコール等が例示される。   Specific examples include dicarboxy oligos and polyethylene glycols whose both ends are activated with N-hydroxysuccinimide (NHS) represented by the following formula.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

(式中、pは1-5の整数、qは1〜1000の整数を示す。)
架橋反応は、生分解性共重合体と架橋剤を溶媒中で反応させることにより進行する。架橋剤と生分解性共重合体との割合は、生分解性共重合体中のアミノ基1当量に対して、架橋剤の活性部位(例えば、ポリイソシアネートのイソシアネート基)が0.5〜1.5当量、好ましくは1.0〜1.2当量の範囲となるようにすればよい。
(In the formula, p represents an integer of 1-5, and q represents an integer of 1-1000.)
The crosslinking reaction proceeds by reacting the biodegradable copolymer and the crosslinking agent in a solvent. The ratio of the crosslinking agent to the biodegradable copolymer is such that the active site of the crosslinking agent (for example, isocyanate group of polyisocyanate) is 0.5 to 1 with respect to 1 equivalent of amino group in the biodegradable copolymer. 0.5 equivalent, preferably 1.0-1.2 equivalent.

反応溶媒としては、例えば、DMF、DMSO、クロロホルム等が用いられる。反応温度は通常室温であり、反応時間は通常12〜48h程度である。   As the reaction solvent, for example, DMF, DMSO, chloroform and the like are used. The reaction temperature is usually room temperature, and the reaction time is usually about 12 to 48 hours.

反応終了後、サンプルを溶媒(例えばメタノール、クロロホルム等)で洗浄した後、乾燥して架橋物を得る。   After completion of the reaction, the sample is washed with a solvent (for example, methanol, chloroform, etc.) and then dried to obtain a crosslinked product.

本発明の架橋体のガラス転移温度は−50〜−20℃、好ましくは−45〜−30℃である。また融点は30〜50℃であればよいが、融点を示さないものが好ましい。融解熱量は−50〜0J/g、好ましくは−10〜0J/gである。   The glass transition temperature of the crosslinked product of the present invention is −50 to −20 ° C., preferably −45 to −30 ° C. Moreover, although melting | fusing point should just be 30-50 degreeC, what does not show melting | fusing point is preferable. The heat of fusion is -50 to 0 J / g, preferably -10 to 0 J / g.

本発明の架橋体の生分解挙動として、37℃のリン酸緩衝溶液(PBS)中で浸漬した場合に、28日における試験片重量の減少割合が10〜60%、好ましくは30〜50%である。   As the biodegradation behavior of the crosslinked product of the present invention, when immersed in a phosphate buffer solution (PBS) at 37 ° C., the decrease rate of the test piece weight on the 28th is 10 to 60%, preferably 30 to 50%. is there.

本発明の架橋体の試験部位の厚さが0.2〜0.5mm,幅が2.2mm,長さが18mm,試験片全長が40mmのダンベル状に切り抜き、それを引っ張り試験したときの破断強度は1〜30MPa、好ましくは1〜12MPaであり、ヤング率は1〜150MPa、好ましくは1〜5MPaであり、破断時ひずみは100〜1000%、好ましくは250〜800%である。   The test piece of the cross-linked body of the present invention was cut into a dumbbell shape having a thickness of 0.2 to 0.5 mm, a width of 2.2 mm, a length of 18 mm, and a total length of 40 mm, and fractured when subjected to a tensile test. The strength is 1 to 30 MPa, preferably 1 to 12 MPa, the Young's modulus is 1 to 150 MPa, preferably 1 to 5 MPa, and the strain at break is 100 to 1000%, preferably 250 to 800%.

3.用途
本発明の生分解性共重合体は生分解性及び柔軟性を有しており、共重合組成を制御することで生分解速度の調節ができる。また、本発明の生分解性共重合体架橋物は生分解性、伸縮性、柔軟性及び弾性を有している。
3. Applications The biodegradable copolymer of the present invention has biodegradability and flexibility, and the biodegradation rate can be adjusted by controlling the copolymer composition. The crosslinked biodegradable copolymer of the present invention has biodegradability, stretchability, flexibility and elasticity.

本発明によって得られる素材は、フィルム状、糸状、スポンジ状に成型加工でき、柔軟性や弾性を有する生分解性材料の開発が可能となる。特に、架橋体ではゴム弾性を有する生分解性材料の開発が可能となる。これらは例えば、医療材料および医療製品、電化製品、家具に代表される一般的な造形物、プラスチックボトル、惣菜用容器に代表される一般的な飲食業界に関わる容器などとして応用できる。   The material obtained by the present invention can be molded into a film, thread, or sponge, and a biodegradable material having flexibility and elasticity can be developed. In particular, a biodegradable material having rubber elasticity can be developed for the crosslinked body. These can be applied as, for example, medical materials and medical products, electrical appliances, general shaped articles typified by furniture, plastic bottles, containers for general food and drink industries typified by prepared food containers, and the like.

本発明の素材は、医療用素材(材料)として好適に用いることができる。例えば、軟組織や、血管や筋肉(心筋、骨格筋、平滑筋等)などの弾性が要求される組織に対して高い力学的適合性を示すため、このような組織の再生に用いる生体内留置物として有用である。例えば、生分解性埋込材料、組織再生用足場材料、可動部位周辺の創傷被覆等が挙げられる。   The material of the present invention can be suitably used as a medical material (material). For example, in vivo indwelling materials used for regeneration of soft tissues and tissues that require elasticity such as blood vessels and muscles (myocardium, skeletal muscle, smooth muscle, etc.) are highly mechanically compatible. Useful as. For example, biodegradable implant materials, tissue regeneration scaffold materials, wound coverings around movable sites, and the like.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

なお、下記において「G」はグリコール酸を、「K」はリジンを、「CL」はε−カプロラクトンを、「r」はランダムを示す。
[実施例1]
ポリ(ε-カプロラクトン−デプシペプチド)・ランダム共重合体の合成
(1)100 mlのナス型フラスコに1000 mg(3.12 mmol)のcyclo[Glc-Lys(Z)]を入れ、液体窒素を用いて凍結乾燥を行った。115℃のオイルバスにてcyclo[Glc-Lys(Z)]をいったん融解し、続いて6,778 mg(59.4 mmol)のε-カプロラクトンと、25.3 mg (62.5 μmol、M/I=1,000)の2-エチルヘキサン酸スズを加え、脱気及びアルゴン置換を20セット程繰り返した後に、6時間重合反応を行なった。ここでは、シクロデプシペプチドcyclo[Glc-Lys(Z)]導入率15 mol%を想定している。
In the following, “G” represents glycolic acid, “K” represents lysine, “CL” represents ε-caprolactone, and “r” represents random.
[Example 1]
Synthesis of poly (ε-caprolactone-depsipeptide) random copolymer (1) Place 1000 mg (3.12 mmol) of cyclo [Glc-Lys (Z)] in a 100 ml eggplant-shaped flask and freeze it using liquid nitrogen Drying was performed. In a 115 ° C oil bath, cyclo [Glc-Lys (Z)] is once melted, followed by 6,778 mg (59.4 mmol) of ε-caprolactone and 25.3 mg (62.5 μmol, M / I = 1,000) of 2- After adding ethyl ethylhexanoate and repeating deaeration and argon substitution for about 20 sets, a polymerization reaction was performed for 6 hours. Here, a cyclodepsipeptide cyclo [Glc-Lys (Z)] introduction rate of 15 mol% is assumed.

所定時間後、反応混合物を少量のクロロホルムに溶解し、大量のジエチルエーテル/メタノール混合溶媒(9/1)中に沈殿させた。沈殿物を回収し、24時間減圧乾燥させて7,250 mgの白色固体[PGK(Z)-r-CL]を得た。   After a predetermined time, the reaction mixture was dissolved in a small amount of chloroform and precipitated in a large amount of diethyl ether / methanol mixed solvent (9/1). The precipitate was collected and dried under reduced pressure for 24 hours to obtain 7,250 mg of a white solid [PGK (Z) -r-CL].

化合物[PGK(Z)-r-CL](Before deprotection)の1H NMR (CDCl3)を図1に示す。
(2)上記(1)で得た2,000 mgの化合物[PGK(Z)-r-CL]を5 mlのトリフルオロ酢酸に溶解させ、氷冷下で2.20 ml(保護基に対して3当量)の25 %-HBr/CH3COOHを加えて1時間撹拌した。反応混合液を冷ジエチルエーテル中で沈殿させ、回収した沈殿物を24時間減圧乾燥し、褐色固体を得た。得られたポリマーを5 mlのクロロホルムに溶解させた後、1.22 ml(保護基に対し3当量)のトリエチルアミンで脱塩し、冷ジエチルエーテル/メタノール混合溶媒(9/1)中に沈殿させた。沈殿物を回収し、24時間減圧乾燥させて1,530 mgの白色固体 [PGK-r-CL] を得た。化合物[PGK-r-CL](After deprotection)の1H NMR (CDCl3)を図1に示す。
FIG. 1 shows 1 H NMR (CDCl 3 ) of the compound [PGK (Z) -r-CL] (Before deprotection).
(2) 2,000 mg of the compound [PGK (Z) -r-CL] obtained in (1) above is dissolved in 5 ml of trifluoroacetic acid, and 2.20 ml (3 equivalents to the protecting group) under ice-cooling. Of 25% -HBr / CH 3 COOH was added and stirred for 1 hour. The reaction mixture was precipitated in cold diethyl ether, and the collected precipitate was dried under reduced pressure for 24 hours to obtain a brown solid. The obtained polymer was dissolved in 5 ml of chloroform, desalted with 1.22 ml (3 equivalents to the protecting group) of triethylamine, and precipitated in a cold diethyl ether / methanol mixed solvent (9/1). The precipitate was collected and dried under reduced pressure for 24 hours to obtain 1,530 mg of a white solid [PGK-r-CL]. FIG. 1 shows 1 H NMR (CDCl 3 ) of the compound [PGK-r-CL] (After deprotection).

図1より、x=19、y=408であった。   From FIG. 1, it was x = 19 and y = 408.

1H NMR (CDCl3)、δ(ppm); 1.38 (2H,-COCH2CH2CH 2CH2CH2OH)、1.57-1.72 (4H, -COCH2CH 2CH2CH 2CH2OH)、1.78-1.92 (6H,-CH 2CH 2CH 2CH2NH2)、2.25-2.34 (2H,-COCH 2CH2CH2CH2CH2OH)、2.95-3.17 (2H,-CH2CH2CH2CH 2NH2)、3.95-4.07 (2H,-COCH2CH2CH2CH2CH 2OH)、4.08-4.16 (1H,-COCH(CH2)3NHCOCH2O−)、4.48-4.75 (2H,-COCH(CH2)3NHCOCH 2O-)。 1 H NMR (CDCl 3 ), δ (ppm); 1.38 (2H, -COCH 2 CH 2 C H 2 CH 2 CH 2 OH), 1.57-1.72 (4H, -COCH 2 C H 2 CH 2 C H 2 CH 2 OH), 1.78-1.92 (6H, -C H 2 C H 2 C H 2 CH 2 NH 2 ), 2.25-2.34 (2H, -COC H 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH), 2.95-3.17 (2H, -CH 2 CH 2 CH 2 C H 2 NH 2 ), 3.95-4.07 (2H, -COCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C H 2 OH), 4.08-4.16 (1H, -COC H (CH 2 ) 3 NHCOCH 2 O-), 4.48-4.75 (2H, -COCH (CH 2 ) 3 NHCOC H 2 O-).

Figure 2008120888
Figure 2008120888

[実施例2〜4]
シクロデプシペプチドcyclo[Glc-Lys(Z)]導入率を10, 15, 20 mol%と変化すること以外は実施例1と同様に反応させてそれぞれ共重合体を得た。その場合の(x,y)の値はそれぞれ,(21,230),(29,177),(21,127)であった。
[Examples 2 to 4]
Copolymers were obtained by reacting in the same manner as in Example 1 except that the cyclodepsipeptide cyclo [Glc-Lys (Z)] introduction rate was changed to 10, 15, and 20 mol%. In this case, the values of (x, y) were (21,230), (29,177), and (21,127), respectively.

[比較例1]
シクロデプシペプチドcyclo[Glc-Lys(Z)]導入率を0 mol%とすること以外は実施例1と同様に反応させてポリカプロラクトン(PCL)を得た。
[Comparative Example 1]
Polycaprolactone (PCL) was obtained by reacting in the same manner as in Example 1 except that the cyclodepsipeptide cyclo [Glc-Lys (Z)] introduction rate was 0 mol%.

[試験例1]
分子量測定
実施例1〜4の共重合体(PGK-r-CL)及び比較例1のPCLの数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)をゲルろ過クロマトグラフィー(TOSOH製、Tosoh GPC-8020 series system)により測定した。その結果を表1に示す。ポリマー3mgをDMF0.5mlに溶かし,これを0.2μm孔のフィルターに通すことでゴミ等の固体を除去し,その後装置にシリンジを用いて打ち込んだ。
[Test Example 1]
Molecular weight measurement The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the copolymer (PGK-r-CL) of Examples 1 to 4 and PCL of Comparative Example 1 were subjected to gel filtration chromatography (TOSOH, Tosoh GPC). -8020 series system). The results are shown in Table 1. 3 mg of the polymer was dissolved in 0.5 ml of DMF, and this was passed through a 0.2 μm pore filter to remove solids such as dust, and then it was driven into the apparatus using a syringe.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

[試験例2]
熱分析試験(DSC)
実施例1〜4の共重合体[PGK-r-CL]及び比較例1のPCLの熱分析を次のようにして行った。ポリマー5mgを秤量してアルミパンに入れ,これをDSC装置に設置して測定を行った。測定温度範囲−100〜100℃,昇温速度10℃/min,冷却は液体窒素を用いた
融解熱量:ΔH(J/g)は、融点ピークの面積より算出した。また、結晶化度:Xc(mol%)は、式:Xc=ΔH/ΔHtheo.×100 (ΔHtheo.=142[J/g])により求めた。
[Test Example 2]
Thermal analysis test (DSC)
Thermal analysis of the copolymer [PGK-r-CL] of Examples 1 to 4 and PCL of Comparative Example 1 was performed as follows. 5 mg of polymer was weighed and placed in an aluminum pan, which was placed in a DSC apparatus and measured. Measurement temperature range: −100 to 100 ° C., heating rate: 10 ° C./min, cooling uses liquid nitrogen. Heat of fusion: ΔH (J / g) was calculated from the area of the melting point peak. The crystallinity: Xc (mol%) was determined by the formula: Xc = ΔH / ΔHtheo. × 100 (ΔHtheo. = 142 [J / g]).

その結果を表2及び図2に示す。   The results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

この結果よりCyclodepsipeptide ユニットの導入率が増えるとガラス転移点および融点が低下し,融解熱量が減少し,結晶化度が低下することが分かった   From this result, it was found that as the introduction rate of cyclodepsipeptide unit increased, the glass transition point and melting point decreased, the heat of fusion decreased, and the crystallinity decreased.

[試験例3]
PGK-r-CL及びPCLの生分解性試験
PGK-r-CL及びPCLから調製したキャストフィルムを20mm×5mmに切り抜き,重量を測定し,これらのフィルムの小片をあらかじめ37℃に調製したPBS(pH=7.4, I=0.14)中に浸漬した。所定時間後(1,2,4,7,14,28日)にフィルムを取り出し,超純水で洗浄して凍結乾燥を行い,その後フィルムの重量を測定し重量減少率を算出した。また,このフィルムを溶解し,GPCにより分子量減少率(溶媒:DMF)を測定し,生分解挙動を確認した。
[Test Example 3]
Biodegradability test of PGK-r-CL and PCL
A cast film prepared from PGK-r-CL and PCL was cut out to 20mm x 5mm, weighed, and a small piece of these films was immersed in PBS (pH = 7.4, I = 0.14) prepared in advance at 37 ° C. . After a predetermined time (1, 2, 4, 7, 14, 28 days), the film was taken out, washed with ultrapure water and freeze-dried, and then the weight of the film was measured to calculate the weight reduction rate. The film was dissolved and the molecular weight reduction rate (solvent: DMF) was measured by GPC to confirm the biodegradation behavior.

これより,デプシペプチド導入率を上げると生分解性速度が早くなることが確認できた。これは,主鎖中に存在する親水性で生分解速度の速いデプシペプチド部分の割合が大きくなったことと,先に示している結晶化度の減少にも起因しており,これら双方の要因によるものであると考えられる。結果を図3に示す。   From this, it was confirmed that the biodegradability rate was increased when the depsipeptide introduction rate was increased. This is due to an increase in the proportion of hydrophilic and fast biodegradable depsipeptide moieties in the main chain and the decrease in crystallinity shown above. It is thought to be a thing. The results are shown in FIG.

[試験例4]
PGK-r-CL及びPCLの引っ張り試験
実施例1及び2で得られた共重合体の引張試験を行った。具体的には、PGK-r-CLフィルム及びPCLフィルムを試験部位の厚さが0.2〜0.5mm,幅が2.2mm,長さが18mm,試験片全長が40mmのダンベル状に切り抜き、5 mm/minで引っ張り試験を行った。
[Test Example 4]
Tensile test of PGK-r-CL and PCL The tensile test of the copolymer obtained in Examples 1 and 2 was performed. Specifically, PGK-r-CL film and PCL film are cut out in a dumbbell shape with a test site thickness of 0.2 to 0.5 mm, a width of 2.2 mm, a length of 18 mm, and a test piece length of 40 mm. The tensile test was conducted at 5 mm / min.

その結果を表3及び図4に示す。   The results are shown in Table 3 and FIG.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

これによれば、分子鎖中にデプシペプチドを導入しても,PCLの柔軟性は失われておらず,むしろ変形しやすくなっていることが分かる。   According to this, even if a depsipeptide is introduced into the molecular chain, the flexibility of PCL is not lost, but it is rather easy to deform.

[実施例5]
ポリ(ε-カプロラクトン−デプシペプチド)・ランダム共重合体を用いた架橋体の調製
架橋反応は主鎖中に含まれている全アミノ基を反応させるように架橋剤の仕込み量を調整した。PGKCL(GK/CL=4/96)の場合、まず300 mgのPGKCLを20 wt%となるように脱水DMFに溶解した後、16.0μlのヘキサメチレンジイソシアナート(アミノ基に対して0.5当量)を加え、30分間超音波照射した後、常温で架橋反応を進行させた。DMFからクロロホルム、そしてメタノールに溶媒を置換した後に、48時間減圧乾燥させることで架橋体を得た。架橋体の模式図を図5に示す。
[Example 5]
Preparation of cross- linked product using poly (ε-caprolactone-depsipeptide) / random copolymer In the cross- linking reaction, the amount of the cross-linking agent was adjusted so that all amino groups contained in the main chain were reacted. In the case of PGKCL (GK / CL = 4/96), first, 300 mg of PGKCL was dissolved in dehydrated DMF so as to be 20 wt%, and then 16.0 μl of hexamethylene diisocyanate (0.5 equivalent to the amino group) After irradiating with ultrasonic waves for 30 minutes, the crosslinking reaction was allowed to proceed at room temperature. After substituting the solvent from DMF to chloroform and methanol, a crosslinked product was obtained by drying under reduced pressure for 48 hours. A schematic diagram of the crosslinked product is shown in FIG.

[実施例6及び7]
実施例2及び3で得られたPGKCL(GK/CL=9/91)及びPGKCL(GK/CL=14/86)について、実施例5と同様に反応させてそれぞれ共重合体架橋体(実施例6及び7)を得た。
[Examples 6 and 7]
The PGKCL (GK / CL = 9/91) and PGKCL (GK / CL = 14/86) obtained in Examples 2 and 3 were reacted in the same manner as in Example 5 to obtain copolymer crosslinked products (Examples). 6 and 7) were obtained.

[試験例5]
熱分析試験(DSC)
実施例5〜7の架橋体について、上記試験例2と同様にして熱分析試験を行った。その結果を表4に示す。また、各サンプルの外観を示す写真を図6に示す。
[Test Example 5]
Thermal analysis test (DSC)
About the crosslinked body of Examples 5-7, it carried out similarly to the said Test example 2, and conducted the thermal analysis test. The results are shown in Table 4. Moreover, the photograph which shows the external appearance of each sample is shown in FIG.

融解熱量:ΔH(J/g)及び結晶化度:Xc(mol%)は、試験例2と同様にして求めた。   The heat of fusion: ΔH (J / g) and the crystallinity: Xc (mol%) were determined in the same manner as in Test Example 2.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

これによれば,架橋前のポリマー(表2の実施例1,2,3)と比較して,ガラス転移点にはあまり変化は無いが,融点はやや低下し,融解熱は大幅に低下することが分かった。特にデプシペプチドユニットの導入率の高い実施例7においては,融点が消失し非結晶性を示すことが分かった。   According to this, compared with the polymer before cross-linking (Examples 1, 2 and 3 in Table 2), the glass transition point is not much changed, but the melting point is slightly lowered and the heat of fusion is greatly reduced. I understood that. In particular, in Example 7 where the introduction rate of depsipeptide units was high, it was found that the melting point disappeared and non-crystallinity was exhibited.

[試験例6]
引っ張り試験
実施例5〜7で得られた架橋体について、以下のように引っ張り試験を行った。
[Test Example 6]
Tensile test About the crosslinked body obtained in Examples 5-7, the tensile test was done as follows.

500mgのpoly{(Glc-Lys)-random-CL}を5 mlのDMFに溶解し、テフロン(登録商標)シャーレにキャストした。そこに16μlのヘキサメチレンジイソシアナートを加え、24時間室温で架橋反応を進行させた。DMFからクロロホルム、そしてメタノールに溶媒を置換した後に、48時間減圧乾燥させることで、厚さが250μmの架橋体フィルムを得た。   500 mg of poly {(Glc-Lys) -random-CL} was dissolved in 5 ml of DMF and cast into a Teflon (registered trademark) petri dish. 16 μl of hexamethylene diisocyanate was added thereto, and the crosslinking reaction was allowed to proceed at room temperature for 24 hours. After substituting the solvent from DMF to chloroform and methanol, it was dried under reduced pressure for 48 hours to obtain a crosslinked film having a thickness of 250 μm.

調製した架橋体フィルムを試験部位の厚さが0.2〜0.5mm,幅が2.2mm,長さが18mm,試験片全長が40mmのダンベル型に切り抜き、1mm/minで引っ張り試験を行った。   The prepared crosslinked film was cut into a dumbbell shape having a thickness of 0.2 to 0.5 mm, a width of 2.2 mm, a length of 18 mm, and a total length of 40 mm, and a tensile test was performed at 1 mm / min. It was.

その結果を表5および図7の応力−歪み曲線に示す。実施例6および7の架橋体フィルムは降伏点がなく、弾性変形を示した。またその破断伸びは255〜711%を示し、ヤング率は2-5MPaと低いことから、柔軟で粘り強いフィルムであることが示された。   The results are shown in Table 5 and the stress-strain curve in FIG. The crosslinked films of Examples 6 and 7 had no yield point and exhibited elastic deformation. The elongation at break was 255-711% and the Young's modulus was as low as 2-5 MPa, indicating that the film was flexible and tenacious.

Figure 2008120888
Figure 2008120888

また、架橋体フィルムは引っ張りや、捻るなどの応力を加えた後も、ほぼ元通りの形状に回復する(形状回復率91.6%)ことから、この架橋体フィルムは広範囲で伸縮可能な力学特性を有することが示された。その挙動を図8に示す。得られる架橋体にエラストマーとしての機能(弾性変形)が発現することがわかった。   In addition, the crosslinked film recovers to its original shape even after stress such as pulling and twisting (shape recovery rate 91.6%), so this crosslinked film has a wide range of elastic properties. It was shown to have. The behavior is shown in FIG. It was found that the obtained crosslinked product exhibited a function (elastic deformation) as an elastomer.

[試験例7]
架橋体の生分解性試験
cross-linked PGKCL (14/86)をフィルム状に調製し,このフィルムを20mm×5mmに切り抜き,重量を測定し,これらのフィルムの小片をあらかじめ37℃に調製したPBS(pH=7.4, I=0.14)中に浸漬した。所定時間後(1,2,4,7,14,28,42日)にフィルムを取り出し,超純水で洗浄して凍結乾燥を行い,その後フィルムの重量を測定し重量減少率を算出した。結果を図9に示す。
[Test Example 7]
Cross-linked biodegradability test
Cross-linked PGKCL (14/86) was prepared in the form of a film, this film was cut out to 20mm x 5mm, weighed, and small pieces of these films were prepared in PBS (pH = 7.4, I = 0.14). After a predetermined time (1, 2, 4, 7, 14, 28, 42 days), the film was taken out, washed with ultrapure water and freeze-dried, and then the weight of the film was measured to calculate the weight reduction rate. The results are shown in FIG.

同様にして、未架橋のPGKCL(14/86)フィルム及びポリカプロラクトン(PCL)フィルムについても試験を行った。その結果を図9に示す。   Similarly, an uncrosslinked PGKCL (14/86) film and a polycaprolactone (PCL) film were also tested. The result is shown in FIG.

図9より架橋体では,未架橋のポリマーよりも分解速度が遅いことが解ったが,これは架橋による影響であり,水溶性低分子オリゴマーとしての溶出が阻害されているためである事が分かった。   From FIG. 9, it was found that the crosslinked product had a slower degradation rate than the uncrosslinked polymer, but this was due to the influence of crosslinking, and it was found that elution as a water-soluble low-molecular oligomer was inhibited. It was.

化合物[PGK(Z)-r-CL]及び化合物[PGK-r-CL]の1H NMR (CDCl3)を示す。 1 H NMR (CDCl 3 ) of compound [PGK (Z) -r-CL] and compound [PGK-r-CL] are shown. 実施例1〜4の共重合体[PGK-r-CL]及び比較例1のPCLの熱分析試験の結果を示す。The result of the thermal analysis test of the copolymer [PGK-r-CL] of Examples 1-4 and PCL of the comparative example 1 is shown. PGK-r-CL及びPCLの生分解性試験の結果を示す。The result of the biodegradability test of PGK-r-CL and PCL is shown. PGK-r-CL及びPCLの引っ張り試験の結果を示す。The result of the tensile test of PGK-r-CL and PCL is shown. 実施例5の架橋体の模式図を示す。The schematic diagram of the crosslinked body of Example 5 is shown. 実施例5〜7の架橋体の外観写真を示す。The external appearance photograph of the crosslinked body of Examples 5-7 is shown. 架橋体の引っ張り試験の結果を示す。The result of the tensile test of a crosslinked body is shown. 架橋体フィルムが伸縮可能な力学特性を有することを示す写真である。It is a photograph which shows that a crosslinked body film has the mechanical characteristic which can be expanded-contracted. 架橋体フィルム、未架橋体フィルム及びPCLフィルムの生分解性試験の結果を示す。The result of the biodegradability test of a crosslinked body film, an uncrosslinked body film, and a PCL film is shown.

Claims (17)

反応性官能基を有する環状デプシペプチドとε−カプロラクトンとを共重合して得られる生分解性共重合体。   A biodegradable copolymer obtained by copolymerizing a cyclic depsipeptide having a reactive functional group and ε-caprolactone. 前記反応性官能基がアミノ基である請求項1に記載の生分解性共重合体。   The biodegradable copolymer according to claim 1, wherein the reactive functional group is an amino group. 一般式(A):
Figure 2008120888
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、nは1〜10の整数を示し、xは2〜100を示し、yは10〜1000を示し、x/(x+y)が0.01〜0.90であり、x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表される請求項2に記載の生分解性共重合体。
Formula (A):
Figure 2008120888
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, n represents an integer of 1 to 10, x represents 2 to 100, y represents 10 to 1000, and x / (x + y) is 0.01. The arrangement of each unit of x and y is not limited to the order of the above arrangement.
The biodegradable copolymer of Claim 2 represented by these.
前記一般式(A)におけるRが水素原子を示し、nが4を示し、xが5〜50を示し、yが50〜800を示し、x/(x+y)が0.02〜0.30である請求項3に記載の生分解性共重合体。 R 1 in the general formula (A) represents a hydrogen atom, n represents 4, x represents 5 to 50, y represents 50 to 800, and x / (x + y) represents 0.02 to 0.30. The biodegradable copolymer according to claim 3, wherein 数平均分子量(Mn)が1,000〜100,000である請求項1〜4のいずれかに記載の生分解性共重合体。   The biodegradable copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the number average molecular weight (Mn) is 1,000 to 100,000. 数平均分子量に対する重量平均分子量の比(Mw/Mn)が1.0〜5.0である請求項1〜5のいずれかに記載の生分解性共重合体。   The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is 1.0 to 5.0, The biodegradable copolymer according to any one of claims 1 to 5. ガラス転移温度が−60〜−10℃である請求項1〜6のいずれかに記載の生分解性共重合体。   The biodegradable copolymer according to any one of claims 1 to 6, which has a glass transition temperature of -60 to -10 ° C. 融点が30〜80℃である請求項1〜7のいずれかに記載の生分解性共重合体。   Melting | fusing point is 30-80 degreeC, The biodegradable copolymer in any one of Claims 1-7. 融解熱量が−70〜0J/gである請求項1〜8のいずれかに記載の生分解性共重合体。   The biodegradable copolymer according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat of fusion is -70 to 0 J / g. 生分解挙動が、37℃のリン酸緩衝溶液(PBS)中で浸績した場合に、28日で数平均分子量が20〜90%減少する請求項1〜9のいずれかに記載の生分解性共重合体。   The biodegradability according to any one of claims 1 to 9, wherein when the biodegradation behavior is immersed in a phosphate buffer solution (PBS) at 37 ° C, the number average molecular weight decreases by 20 to 90% in 28 days. Copolymer. 前記生分解性共重合体を試験部位の厚さが0.2〜0.5mm,幅が2.2mm,長さが18mm,試験片全長が40mmのダンベル状に切り抜き、これを引っ張り試験したときの破断強度が5〜20MPa、ヤング率が50〜350MPa、破断時ひずみが100〜600%である請求項1〜10のいずれかに記載の生分解性共重合体。   When the biodegradable copolymer is cut out into a dumbbell shape having a thickness of 0.2 to 0.5 mm, a width of 2.2 mm, a length of 18 mm, and a total length of 40 mm, and a tensile test is performed. The biodegradable copolymer according to any one of claims 1 to 10, which has a breaking strength of 5 to 20 MPa, a Young's modulus of 50 to 350 MPa, and a strain at break of 100 to 600%. 請求項1〜11のいずれかに記載の生分解性共重合体を架橋剤で処理して得られる生分解性共重合体架橋物。   A crosslinked biodegradable copolymer obtained by treating the biodegradable copolymer according to any one of claims 1 to 11 with a crosslinking agent. 前記架橋剤がポリイソシアネート類である請求項12に記載の生分解性共重合体架橋物。   The biodegradable copolymer crosslinked product according to claim 12, wherein the crosslinking agent is a polyisocyanate. 前記架橋剤が、脂肪族ポリイソシアネート類及び/又は脂環族ポリイソシアネート類である請求項12に記載の生分解性共重合体架橋物。   The biodegradable copolymer crosslinked product according to claim 12, wherein the crosslinking agent is an aliphatic polyisocyanate and / or an alicyclic polyisocyanate. 請求項1〜11のいずれかに記載の生分解性共重合体を含む医療用材料。   The medical material containing the biodegradable copolymer in any one of Claims 1-11. 請求項12〜14のいずれかに記載の生分解性共重合体架橋物を含む医療用材料。   The medical material containing the biodegradable copolymer crosslinked material in any one of Claims 12-14. 一般式(A):
Figure 2008120888
(式中、Rは水素原子又はメチル基、nは1〜10の整数を示し、xは2〜100を示し、yは10〜1000を示し、x/(x+y)が0.01〜0.90であり、x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表される生分解性共重合体の製造方法であって、一般式(3):
Figure 2008120888
(式中、Zはベンジルオキシカルボニル基を示し、R、n、x及びyは前記に同じ。)
で表される化合物を、脱ベンジルオキシカルボニル剤と反応させることを特徴とする製造方法。
Formula (A):
Figure 2008120888
(Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, n is an integer of 1 to 10, x is 2 to 100, y is 10 to 1000, and x / (x + y) is 0.01 to 0. .90, and the arrangement of each unit of x and y is not limited to the order of the arrangement described above.)
A biodegradable copolymer represented by the general formula (3):
Figure 2008120888
(In the formula, Z represents a benzyloxycarbonyl group, and R 1 , n, x and y are the same as above.)
A process for reacting a compound represented by the formula with a debenzyloxycarbonyl agent.
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