JP2015524864A - 感熱性両親媒性ポリウレタンおよびこのような材料に基づいた注入されることの可能な水溶液 - Google Patents

Abstract

感熱性両親媒性ポリウレタンおよびこのような材料に基づいた注入されることの可能な水溶液。少なくとも１つの両親媒性ポリウレタンの水溶液から構成される、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物が記載される。

Description

本発明は、特に生物医学分野にて使用されるべきであり、両親媒性ポリウレタンに基づいた、注入されることの可能な感熱性水溶液に言及する。

再生医療および審美医療においては、注入されることが可能な系は、低侵襲治療介入を実行するため、および、複数の薬剤の局所的および／または制御された放出用の系を得るための理想的な溶液である。低侵襲外科手術は、従来の治療介入に結び付いた、高い病院費（長く続く治療介入、患者の長期の入院）および患者の長期にわたる治療期間（長いリハビリ期間、術後合併症の高いリスク）の問題を低減することを可能にする。複数の薬剤の局所的な放出により、薬剤自身による副作用を最小限にすることが可能である。

注入されることが可能な系に対する必要な要求は、注入されると、低粘度の液体またはゲル形態であるということである。生理的条件下で非常に粘性の高いゲルを形成するのであれば、そのような材料は、再生医療および審美医療への適用、および複数の薬剤の制御された放出に対して特に興味が持たれている。同様な系は、大抵は、生体内での細網化または重合手法によって取得されてきた。しかしながらこれらの手法には、ほとんど生体適合性の無いモノマまたは細網化剤の使用可能性と結び付いた制限がある。さらに、これらの反応のいくつかは、発熱性であり、局所的な温度上昇を発生させる。

さらに、局所的および制御された放出を有する現在市販されている系は、有機溶媒（Ａｔｒｉｇｅｌ（登録商標））を用いたポリマ溶液の注入を介して得られてきている。しかしながらこれらの溶媒は、そのような条件下では変性し得る、ある種類（例えばタンパク質性）の分子の使用とは適合しない。

本発明のゾルゲル系は、損傷組織を再生する分野（再生医療）および複数の薬剤の制御された放出における有望な代替手段である。何故ならば、ゲル化は反応プロセスによって起きるのではなく、周囲の条件の変化に従って起こるからである。従って、そのような系は非常に生体適合性が高く、多くの種類の分子をカプセル化するのに適している。さらに、注入されることが可能なヒドロゲルはヒト組織工学用の有望な基質である。何故ならば、それらは、自然組織のものと同等な含水量を有し、効果的な物質伝達を保証し、容易に扱えるように適合され、複数の増殖因子、細胞、または薬剤と均一に添加されることができるからである。ヒドロゲルの化学的−物理的性質は、さらに、複数の細胞による容易且つ均一な系のコロニー形成、および、形状やサイズによらない組織欠陥の完全な充填を保証する。さらに、ｉｎ ｓｉｔｕでの注入性およびゲル化は、複数の細胞と直接接触するようにゲルの形成を起こさせる。このように、処置されている組織の細胞外基質の細胞およびタンパク質を補償することができるネットワークの生成の結果、沈着物が形成される。ゲルは少なくとも２つの成分から構成される化合物である。それらのうちの一方（通常は天然または合成ポリマ、あるいはそれらの混合物）は、他方の成分（液体）から構成される媒体中に浸漬された３次元網様体を形成する。ヒト組織工学に適用され、注入されることが可能なヒドロゲルは、それらが受けるゲル化のメカニズムに応じて、物理ゲルまたは可逆ゲル、および、化学ゲルまたは非可逆ゲルに分類されることができる。特に、物理ゲルまたは可逆ゲルにおいては、溶液（ゾル）状態からゲル状態への移行は、疎水性相互作用、水素結合、ファンデルワールス力、またはイオン性相互作用に基づいた、複数のポリマ鎖間に弱い相互作用を形成することによって起きる。物理ヒドロゲルは、ゾル状態からゲル状態への移行を示す下方転移と、それに続いてゲルが崩壊するかまたは収縮して、既に吸収された溶媒の一部または全体を放出する上方転移との、可逆的なゾルゲル転移を生体外で示す。これらの転移は、温度、イオン濃度、溶媒組成、またはｐＨの変化によって誘起され得る。この挙動を示すヒドロゲルは刺激に対して反応性が高い。何故なら、それらの状態の変化が、周囲環境の条件の変動によって誘起され得るからである。刺激に対して反応するヒドロゲルは、ゾルゲル転移が生理的条件によって誘起されるので、スマートと定義される。従って、そのようなゲルは、ある特定の条件下において、細網化剤を挿入する必要無しに、自発的に形成される。細網化剤は、通常は毒性があり、その分解性を制限し得る。上述のように、転移は様々な刺激によって誘起され得る。ゾルゲル転移を誘起する刺激のタイプに応じて、ヒドロゲルは、（ｉ）熱に敏感なヒドロゲル、（ｉｉ）ｐＨに敏感なヒドロゲル、（ｉｉｉ）特定の検体に敏感なヒドロゲル、（ｉｖ）ペプチドに基づいたヒドロゲル、および、（ｖ）両親媒性ポリマに基づいたヒドロゲル、に区別され得る。

知られているように、両親媒性（amphiphilicまたはamphipatic）ポリマは、交互に並んだ疎水基と親水基とから構成される。これらの分子特性は、水性溶媒中においては、複数のポリマ鎖を自発的に凝集させてミセルを生じさせる。ミセルは、親水基を外側に、すなわち水性媒体に向けて露出させ、且つ、疎水基を内側に向けて、親水性ドメインと外的環境との間の相互作用を最大化させ、疎水基と水との間の相互作用を最大化させる。

知られているように、あらゆるポリマ溶液は、臨界濃度（ＣＧＣ）によって特徴付けられ得る。ここを基点にして、溶液状態からゲル状態への転移、およびその逆の転移を観測することができる。ＣＧＣは通常、使用されるポリマの分子量に反比例する。いくつかの系は、ある特定の温度を越えると、溶媒とゲルとの間の分離を示す。こうした場合、これをシネレシスという。感熱性ヒドロゲルに関していうと、（ＣＧＣよりも大きな）ある特定の濃度を確立した後では、ポリマ溶液は２つの温度によって特徴付けられ得る。
−ＬＣＧＴ（下限臨界ゲル化温度）：ここを越えるとゾルゲル転移が起きる温度である。生物医学的応用に対しては、この温度は、好ましくは体温近辺でなくてはならない。ＬＣＧＴよりも低ければポリマ溶液であり、ＬＣＧＴを越えるとゲルが形成される。
−ＵＣＧＴ（上限臨界ゲル化温度）：逆方向のゲルゾル転移が起きる温度である。

ＬＣＧＴよりも低い温度において、ある特定の濃度を確立した後で、水性媒体中を自由に流れる小さなサイズのミセルが形成される。これらの条件下では、ポリマ鎖の親水性部分と水との間の水素による結合が優勢となる。温度が上昇すると、疎水性部分の間の相互作用が増大し、水素結合が弱くなる。そして、複数のポリマ鎖の間に形成されている疎水性結合によって、ミセルのサイズが増大する。ヒドロゲル濃度がＣＧＣよりも大きいことを仮定すると、さらに温度上昇を適用してＬＣＧＴを越えると、ゾルゲル転移を誘起する。ゲルが形成されるまで、ミセルサイズは大きくなり、ミセル間の詰め込みおよび凝集の度合が増大する。ＵＣＧＴを越えたさらなる温度上昇は、ミセル状構造の破壊と溶液状態への回帰を暗示する。適当な生理的条件および物理的特性の下において相転移を得るために、ポリマ組成および溶液組成の両者に対して影響を与えることによって、ゾルゲル系の特性の調節が実行されることができる。例えば測距器を用いて、異なる分子量、溶液濃度、ポリマの分子量、調合物に添加される添加剤（例えばＮａＣｌのような塩）の存在、溶媒の選択により、ポリマ材料の疎水性に例えば影響を与えることができる。

生物医学的応用向けのヒドロゲルを作成することにおいて使用されるポリマの中では、天然起源のもの（タンパク質、多糖）が広く研究されてきたが、実際にはいくつかの問題を示す。その中には、病気の伝染のリスクおよび速い劣化がある。

生物分解性および非生物分解性のポリウレタンもまた研究されてきた。そのようなポリウレタンの複数の例は、米国特許第４８２２８２７号明細書、米国特許第５２５４６６２号明細書、米国特許５９００２４６号明細書、米国特許出願公開第２００６００５１３９４号明細書に開示されている。生物医学分野においては、生物分解性のポリウレタンは、それらの優れた機械的特性、良好な生体適合性および処理可能性により、天然高分子に対する有効な代替物である。

ポリウレタンは、マクロジオール、ジイソシアネート、および、場合によっては鎖延長剤を試薬として用いて合成される。試薬の選択により、所与の用途の仕様に応じて、ポリウレタンの特徴や特性を調節することが可能となる。

ソフトセグメントは、通常４００から５０００Ｄａの間に含まれる分子量を有するポリオールによって構成される。これに対してハードセグメントは、ジイソシアネートと場合によっては鎖延長剤とによって構成される。後者は通常、低分子量のジオールまたはジアミンである。鎖延長剤の的確な選択により、生物分解性、擬生物学（Ａｌａ−Ａｌａ配列のように酵素による分解を受け易いアミノ酸配列の挿入、あるいは、例えばペプチドＡｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐのような接着配列）、または、材料（Ｎ−ＢＯＣセリノール）を機能性化するための第２段階において使用されるべき複数の官能基を挿入することにおいて、適切な特性を持ったポリウレタンを提供することが可能となる。

さらにポリウレタンは、それらの合成に使用されるモノマのタイプに従って、加水分解性の分解、酵素による分解、または酸化による分解にとって、生体内の的となり得る。分解可能なポリウレタンは、加水分解されることが可能な複数の結合をポリマ主鎖内に挿入することによって生成することができる。加水分解されることが可能な複数の結合をポリマ鎖内に挿入するために使用される最も一般的な方法は、ポリラクチドおよびポリ（ε−カプロラクトン）のような加水分解されることが可能な複数のブロックを含んだポリオールの、ソフトセグメントとしての使用を提供する方法である。あるいはこれに代わって、ハードセグメントによって、特に加水分解されることの可能な鎖延長剤の使用によって、加水分解されることの可能な複数の基をポリマ内に挿入することもできる。

生物医学的応用向けポリウレタンの合成は、１段階または２段階の処理によって行われる。後者の場合、プレポリマの合成が行われる第１段階を提供し、その間に、過剰なジイソシアネートがポリオールと反応される。プレポリマは、通常、低分子量を有し、非常に粘性の高い液体または低融点の固体の外観を有する。鎖延長剤とのプレポリマの続く反応が合成の第２段階であり、（ＡＢ）ｎタイプのマルチブロック構造を有する最終ポリマを得ることができる。

ポリウレタンに基づいた、感熱性のポリマ性ゾルゲル組成物は知られていないし、天然高分子とのそれらの結合も知られていない。

従って、本発明の目的は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、注入中または注入後に重合反応または細網化を示さず、従って、敏感にさせるまたは毒性を持つ可能性のある細網化剤またはモノマを生体内で添加する必要の無い、ポリウレタンに基づいた、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物を提供することにより、従来技術の上記の問題を解決することである。

本発明の別の目的は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、局所的な温度上昇を発生させることのない、ポリウレタンに基づいた、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物を提供することである。

さらに、本発明の目的は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、低侵襲注入系によって注入されることの可能な、ポリウレタンに基づいた、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、使用に際しての続く可溶化を可能とする滅菌パウダーとして容易にパッケージ化されることができ、これによってこの作用を迅速なものとし、且つ複雑な作用の無いようにさせる、ポリウレタン組成物を提供することである。

さらに本発明の目的は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、ポリウレタンの実証された生体適合性とともに、生理的温度に近い温度において溶液をゲル化する能力を示す、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物を提供することである。そのようなゲルは、組織および臓器に対する機械的サポートを提供し、同時にそれらの再生を可能にする。

本発明の別の目的は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、組織再生と同等な分解時間を有することができ、生物活性分子によって機能的にされることのできる、ポリウレタンに基づいた、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、１または複数の薬剤とともに添加され、生体内で局所的に、および／または制御された様式で薬剤を放出することのできる、ポリウレタンゾルゲル組成物を提供することである。

以下の記載からわかるように、本発明の上述した目的および利点、またその他の目的および利点は、請求項１に請求されるように、特に生物医学分野において使用されるべきであり、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物によって得られる。本発明の好ましい複数の実施形態および重要な複数の変形形態は、従属請求項の主題である。

添付の請求項の全ては、本記載の統合的な一部分であることが意図されている。

添付の請求項からわかるように、本発明の範囲から逸脱することなく、（例えば、形状、サイズ、配置、および等価な機能性を有する部分に関連する）多くの変化および変更が、記載されるものに対して成されることができることが、直ちに明らかになるであろう。

本発明は、非限定的な例として提供される、そのいくつかの好ましい実施形態によって、より詳細に記載されるであろう。

従って、本発明は、特に生物医学分野において使用されるべきであり、モノマ／マクロマとしてポリエーテルおよび脂肪族ジイソシアネートを用いて合成された、少なくとも１つの両親媒性ポリウレタンの水溶液から構成される、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物（すなわち、大気温度において好ましくは溶液中にあり、生理的条件下においてミセル状の凝集によってゲル化するポリマ組成物）について言及する。本発明に従った組成物を構成する複数の材料をどのように選択するかは、注入後に非毒性な材料を有すること、および／または、生体内での分解を常に目的としていることに留意しなくてはならない。

ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、共両親媒性ポリマを作成することにおける親水性ブロックとしてしばしば使用される。ＰＥＧは、温度および分子量の広い範囲内で、水中に混合される完全な能力によって特徴付けられるポリエーテルである。それは、生物医学的応用に対してそれ自身を理想的なものとする、親水性および生体適合性のような、多くの性質を有する材料である。ポリエチレングリコールに基づいたポリウレタンおよびポリウレタン−尿素は、両親媒性の特性を有する。この特性は、これらを、ゾルゲル系を開発するための有効な選択肢とさせる。ゾルゲル系は、生物分解性および注入性の特性を結び付けることにより、それら自身を低侵襲挿入にふさわしいものとし、生理的条件下においてゲル化プロセスを受ける。

以下においてより詳細に記載されるように、本発明に従った組成物は、物理ゲルまたは可逆ゲルのカテゴリーに属し、温度に依存したゲル化プロセスを受ける。従って、外的環境から生理的な環境への移動により決定される温度上昇は、その他のあらゆる化学的または環境的性質の刺激を必要とせずに、ゾル状態からゲル状態への転移を発生させる。

特に、本発明に従った、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物において使用されるポリウレタンは、少なくとも、以下の物を試薬として用いて合成される。
−オリゴマまたはポリマとして、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）から構成される少なくとも１つのブロックを含んだ、少なくとも１つ、最大で２つのマクロジオールの第１の量Ｑ_１。好ましくは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のブロックは、２００から５０００Ｄａの間に含まれる分子量Ｍ_ｎを有する。
−式ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯで表される少なくとも１つのジイソシアネートの第２の量Ｑ_２。ここでＲは、４から２６個の炭素原子を含んだ脂肪族または脂肪族−脂環式基である。

好ましくは、ジイソシアネートは、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ブタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサメチレンジイソシアネート、またはＬ−リジンジイソシアネートから選択される。

好ましくは、重合反応は無水環境中（通常は、窒素Ｎ_２またはアルゴンＡｒのような不活性ガスの雰囲気中）で起きる。

好ましくは、そのような反応混合物は、例えば１，２−ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１，２−ジクロロエタンのような、少なくとも１つの溶媒を含むことができる。複数の試薬および／または反応の間に形成される複数のオリゴマの可溶化を可能とするために、多くの溶媒の使用を提供することができる。合成に使用される試薬および溶媒は、好ましくは、無水のものであるべき、または重合反応の前に無水化されるべきである。反応混合物に対して重量で１％よりも低い割合のそのような分子を得るために、適切な方法によって含水量が低減される。無水化法の複数の例は、モレキュラーシーブ上でのリフローおよび蒸留である。

好ましくは、そのような反応混合物は、例えば（ジアミノシクロオクタンのような）３級アミン、または、（ジラウリン酸ジブチルすずのような）有機金属化合物といった、少なくとも１つの触媒を含む。

それに加えて、本発明に従った、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物に使用されるポリウレタンの合成用の反応混合物は、２つの水酸基またはアミン系基を含んだ少なくとも１つの鎖延長剤の第３の量Ｑ_３を少なくとも１つ含むことができる。

本発明に従ったポリウレタン組成物の合成用に鎖延長剤として使用されることができるジオールまたはジアミンは、様々な性質を持つことができる。例えば、鎖延長剤は、以下の物の中から選択されてよい。
−例えば、ペプチド接着配列（例えばＡｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ）、切断配列（例えばＡｌａ−Ａｌａ）、または細胞透過性ペプチドのようなアミノ酸配列を含むジオールまたはジアミン、
−（例えば、リジンのエチルエステルのような）アミノ酸誘導体から構成されるジオールまたはジアミン、
−（例えば、Ｎ−ＢＯＣセリノールのような）保護された官能基を含むジオールまたはジアミン、
−（例えば、シクロヘキサンジメタノールのような）環状ジオールまたはジアミン。

好ましくは次の通りである。
−反応混合物中のマクロジオールの重量での割合は、重量（ｗｔ）で２０％から９０％の間に含まれる。
−反応混合物中のジイソシアネートの重量での割合は、重量（ｗｔ）で８０％から１０％の間に含まれる。
−反応混合物中の鎖延長剤の重量での割合は、重量（ｗｔ）で０％から６５％の間の範囲に及ぶ。

本発明に従うと、第１の量Ｑ_１のマクロジオール、第２の量Ｑ_２のジイソシアネート、および第３の量Ｑ_３の鎖延長剤は、好ましくは１：２：１から３：８：５の間の範囲に及ぶことができるモル比Ｑ_１：Ｑ_２：Ｑ_３で、反応混合物中に存在する。

ジイソシアネートのイソシアネート基（−ＮＣＯ）とのマクロジオールの水酸基（−ＯＨ）の反応は、ウレタン基の形成を示す。（イソシアネートで終端された反応生成物を得るためには、２つの試薬の当量間の適切な比率が必要である。）場合によっては重合反応は、溶媒中で、好ましくは前にリストアップした有機溶媒中で実行される。

上記のように、本発明に従って合成されたポリウレタンは、有利にも、水溶液を調製するために使用されることができる。特に、本発明に従ったポリウレタン組成物は、以下のものの中に可溶化されることができる。
−水、
−（例えば、リン酸緩衝液、ＰＢＳのような）食塩水、
−グルコシド溶液（グルコースまたはデキストロース溶液）、
−グルコサリン溶液。

本発明のポリウレタン溶液中に存在するポリウレタンの量Ｑ_４は、重量／体積パーセントで好ましくは１％から９９％の間（より好ましくは１％から５０％の間）に含まれる。

その上、本発明のポリウレタン溶液は、ポリウレタン成分Ｑ_４に加えて、炭水化物および／またはタンパク質（例えば、ヒアルロン酸、ゼラチン、コラーゲン）のような、第５の量Ｑ_５の天然高分子を少なくとも１つ含むことができる。本発明に従うと、第５の量Ｑ_５は、重量／体積パーセントで０％から９９％の間（より好ましくは１％から２０％の間）に含まれる。

その上、本発明に従ったポリウレタン溶液は、少なくとも１つの薬剤または生物活性分子を第６の量Ｑ_６で少なくとも１つ含むことができる。従って、薬剤または生物活性分子は、ミセル状の系内にカプセル化されることができ、且つ、当該組成物をヒトまたは動物の組織または臓器に注入した後で、生体内で徐々に放出されることができる。好ましくは、そのような第６の量Ｑ_６は、重量／体積パーセントで０％から３０％の間（さらに、より好ましくは０％から２０％の間）に含まれる。

以下の複数の例は、上記のような本発明のポリウレタン溶液の調製段階に関連するいくつかの典型的な例を含む。

段階１
ここから以降は、例として、２段階の合成プロセスによって得られる、本発明に従ったポリウレタンの合成が記載される。この合成において使用される試薬は次の通り。
−ポリエチレングリコール（Ｍ_ｎ＝１５００ｇ／ｍｏｌ）、
−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、
−シクロヘキサンジメタノール（ＣＤＭ）。

合成プロセスは、以下のステップによって行った。
ａ）溶媒および試薬の無水化：１つのボール型システムおよび２つのソックスレーを使用して、溶媒（１，２−ジクロロエタン、ＤＣＥ）および試薬（マクロジオールおよび鎖延長剤）が、Ｎ_２の不活性雰囲気中において、モレキュラーシーブ上のリフローにより無水化される。この操作は８時間行われる。
ｂ）プレ重合（第１段階）：合成の第１段階は、無水化の最後に行う。８５℃で１５０分間プレ重合反応は行われる。ＤＣＥ中のマクロジオールおよび触媒量の触媒（ジラウリン酸ジブチルすず）の溶液に対して、ジイソシアネート（ジイソシアネートの量は、重量でのマクロジオールの量の２２．４３％に等しい）の添加を提供する。
ｃ）鎖延長剤の添加（第２段階）：合成の第２段階は、大気温度で行い、プレポリマ溶液に対して鎖延長剤の添加を提供する（延長剤の量は、重量でのマクロジオールの量の９．６％に等しい）。延長ステップは、１６時間の期間にわたって続き、その最後において、メタノールの添加によって反応は終了される。
ｄ）沈殿および精製：ポリマの非溶媒（石油エーテル）にポリマ溶液が滴下して加えられる。系の上澄みが移されて、ポリマから溶液が分離される。

ポリマはＤＣＥ中に可溶化され、非溶媒（例えば石油エーテル）の添加により再び沈殿される。この２回目の沈殿の最後に、ポリマの上澄みの移し変え／遠心分離が実行される。その後、溶媒からポリマは分離され、少なくとも１２時間、４０℃の真空オーブン中に放置する。

段階２ａ
ここから以降は、例として、下記の組成を有する、本発明に従った組成物の調製が記載される。
・１０％ｗｔのポリウレタン、
・３％ｗｔのゼラチン（牛皮由来のＢタイプゼラチン）、
・溶媒：ＰＢＳ（系の体積：３ｍｌ）。

ここで使用されるポリウレタンは、その合成が段階１に含まれるものである。

以下の手順に従って組成物が調製される。
−９０ｍｇのゼラチンが、３ｍｌのＰＢＳ中にて熱可溶化される。
−０．３ｇのポリウレタンが、先の溶液に加えられ、可溶化される。

段階２ｂ
ここから以降は、例として、下記の組成を有する、本発明に従った調合物の調製が記載される。
・１０％ｗｔのポリウレタン、
・３％ｗｔのゼラチン（牛皮由来のＢタイプゼラチン）、
・溶媒：ＰＢＳ（系の体積：３ｍｌ）、
・アデノシン（濃度：４ｍｇ／ｍｌ）。

ここで使用されるポリウレタンは、その合成が段階１に含まれるものである。

以下の手順に従って組成物が調製される。
−アセトン（１０％ｗ／ｖ）中においてポリウレタン（０．３ｇ）が可溶化される。薬剤（アデノシン、１２ｍｇ）およびＰＢＳが、体積比ＰＢＳ：アセトン＝１：２０を有する量になるように、先の溶液に加えられる。
−こうして得られた溶液をＰＢＳ体積に対して滴下して加える。
−こうして調製された溶液から、アセトンが除去される。
−ゼラチン（９０ｍｇ）が溶液に加えられる。

本発明に従って合成されるポリウレタンが、以下によって特徴付けられた。
−数平均分子量（Ｍ_ｎ）および重量平均分子量（Ｍ_ｗ）を決定するための分子排斥クロマトグラフィ（ＳＥＣ）：こうして合成されたポリマは、１０，０００から２５，０００Ｄａの間に含まれるＭ_ｎを有するものとなる。
−熱特性を測定するための示差走査熱量分析（ＤＳＣ）：この技術の目的は、ポリウレタンの熱転移および結晶化度を探索することである。本発明に従って合成されるポリウレタンは、２５−３０％の範囲の結晶化度を有する。
−化学構造を分析するためのフーリエ変換赤外線分光（ＦＴＩＲ）。詳細には、ＦＴＩＲスペクトルの解析から、ウレタンに由来する複数の特徴的なピークを同定することができ、合成が成功裏に起きたことを裏付ける。特に、１７１０ｃｍ^−１近辺のピークは、ウレタン基に結合された自由なＣ＝Ｏ基の伸縮に特徴的である。約１１００ｃｍ^−１には、例えばＰＥＧのような脂肪族エーテルに特徴的な、ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２基の伸縮が観測され得る。スペクトル上に観測され得るその他の全てのピークは、予測に従った構造を示す。ジイソシアネート基に関連するピークが２２００ｃｍ^−１近辺にさらに検出されなかったことは、そうした基の転換が定量的であったこと、および、その結果、重合プロセスが完全に起きたことを示すものである。
−表面の特性を評価するための静的接触角による表面ぬれ性。本発明に従って合成されるポリウレタンは、４０°から６０°の間の範囲におよぶ接触角の値を示す。従って、本発明に従ったポリウレタンは親水性である。

本発明に従ったポリウレタンゾルゲル組成物が、以下によって特徴付けられた。
−２．５ｍｌの目盛り付き注射器および２０ゲージ針による注入性試験。注入性試験により、本発明のゾルゲル調合物は注射器内に容易に充填されることができ、また、難なく２０ゲージの針を通して流れることができることが示された。
−レオロジー解析：本発明に従ったゾルゲル系に対するレオロジー試験が、（大気温度および生理的条件下における）粘度の観点からこれを特徴付けるため、および、ゾルゲル転移の開始温度を見つけるために、回転レオメータによって実行された。後に続く全ての分析において課されるべき歪みを正しく選択するために、調査されている全ての組成物に対して、最初にひずみ掃引試験が実行された。周波数に応じたゾルゲル系の挙動を特徴付けるために、周波数掃引試験も実行された。特に、これら後者の試験は、本発明に従った組成物が、擬塑性タイプの挙動、すなわち、周波数が増大する場合にそれらの複素粘度η＊が減少することを示した。これはまた、設計された放出系によってゾルゲル組成物を注入することを容易にするために有効に利用されることができる。温度勾配試験は、貯蔵率および損失率Ｇ'およびＧ"と同様に、複素粘度が温度とともに増大することを示した。この挙動は、温度上昇によるゲル化プロセスと整合するものである。大気温度（２５℃）での粘度の値は、０．１５から２．５Ｐａ・ｓの範囲で変動する結果となった。そのような値は、（例えば、インスリン型注射針のような）商用のデバイスを使用することにより、本発明に従った組成物を容易に注入可能にさせる。３７℃での動力学的試験によって、本発明に従った組成物が、考慮された時間間隔の全体に対してゲル相に留まる（Ｇ'＞Ｇ"）こと、および、系が一定の温度に保たれている場合には複素粘度が増大することも示すことが認められた。これは、ゲル化プロセスが温度依存性であるばかりでなく、時間依存性でもあることを実証するものである。

本発明に従った組成物は、再生医療および審美医療の多くの分野に応用されることができる。実際、提案される組成物は、充填剤として、および薬剤、増殖因子および細胞賦形剤のどちらとしても働くことができる。そのような系は、化粧品用（皮膚充填剤）および審美（プロテーゼ）用途のマイクロおよびマクロ充填剤に加えて、例えば、骨、軟骨、心筋などのような、多くの組織を再生することにおいて興味深い。

Claims (22)

1. 少なくとも１つの両親媒性ポリウレタンの水溶液から構成され、注入されることの可能な感熱性ゾルゲル組成物であって、前記両親媒性ポリウレタンは、
   オリゴマまたはポリマ形態のポリエチレングリコールから構成されるブロックを少なくとも１つ含んだ、少なくとも１つおよび最大２つのマクロジオールの第１の量と、
   式ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯを有し、Ｒが４から２６個の炭素原子を含む脂肪族基を表す、少なくとも１つのジイソシアネートの第２の量と、
   を少なくとも含む重合反応混合物によって合成される、感熱性ゾルゲル組成物。
2. 前記反応混合物は少なくとも１つの溶媒を含む、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
3. 前記溶媒は、１，２−ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１，２−ジクロロエタンの中から選択される、請求項２に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
4. 前記反応混合物は、少なくとも１つの触媒を含む、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
5. 前記触媒は、３級アミンまたは有機金属化合物の中から選択される、請求項４に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
6. マクロジオールの前記第１の量は、重量で前記反応混合物の２０％から９０％の間に含まれ、ジイソシアネートの前記第２の量は、重量で前記反応混合物の８０％から１０％の間に含まれる、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
7. ポリエチレングリコールの前記ブロックの分子量は、２００から５０００Ｄａの間に含まれるＭ_ｎを有する、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
8. 前記ジイソシアネートは、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ブタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサメチレンジイソシアネート、または、Ｌ−リジンジイソシアネートから選択される、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
9. 物理ゲルまたは可逆ゲルである、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
10. 前記反応混合物は、２つの水酸基またはアミン系基を含んだ少なくとも１つの鎖延長剤の第３の量を少なくとも１つ含む、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
11. 前記鎖延長剤は、アミノ酸配列を含むジオールまたはジアミン、アミノ酸誘導体から構成されるジオールまたはジアミン、保護された官能基を含むジオールまたはジアミン、および環状ジオールまたは環状ジアミンの中から選択される、請求項１０に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
12. 前記反応混合物における鎖延長剤の前記第３の量の重量での割合は、０％から６５％の間に含まれる、請求項１０に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
13. マクロジオールの前記第１の量（Ｑ_１）、ジイソシアネートの前記第２の量（Ｑ_２）、および、鎖延長剤の前記第３の量（Ｑ_３）は、１：２：１から３：８：５の間の範囲に及ぶことができるモル比Ｑ_１：Ｑ_２：Ｑ_３で前記反応混合物中に存在する、請求項１０に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
14. 前記ポリマが可溶化される液相は、蒸留水、または食塩水、またはグルコース溶液、またはグルコサリン溶液である、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
15. 前記感熱性ゾルゲル組成物は、少なくとも１つの薬剤または１つの生物活性分子の第６の量を少なくとも１つ含む、請求項１に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
16. 前記第６の量は、重量／体積パーセントで、前記溶液の０％から３０％の間、より好ましくは０％から２０％の間に含まれる、請求項１５に記載の感熱性ゾルゲル組成物。
17. 組織再生用、および、審美医療および人工装具医療における、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の感熱性ゾルゲル組成物の使用。
18. 充填剤として、あるいは、複数の薬剤、増殖因子、または細胞の賦形剤としての、請求項１７に記載の前記感熱性ゾルゲル組成物の使用。
19. 重量／体積パーセントで、前記溶液の１％から９９％の間、より好ましくは１％から５０％の間に含まれるポリウレタンの第４の量を含む、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の感熱性ゾルゲル組成物を少なくとも１つ含むポリウレタン溶液。
20. 天然高分子、炭水化物、およびタンパク質の少なくとも１つを第５の量含む、請求項１９に記載のポリウレタン溶液。
21. 天然高分子、炭水化物、およびタンパク質の前記少なくとも１つは、ヒアルロン酸、ゼラチン、コラーゲンの中から選択される、請求項２０に記載のポリウレタン溶液。
22. 前記第５の量は、重量／体積パーセントで、前記溶液の０％から９９％の間、より好ましくは１％から２０％の間に含まれる、請求項２０に記載のポリウレタン溶液。