JP2018500450A - 明確に定義された分解性ポリ（プロピレンフマレート）ポリマー及びその合成のための拡張可能な方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、３Ｄ印刷及び他のポリマーデバイス製造様式に好適であり、また商業的に妥当な量で安価に作製され得る、低分子質量ＰＰＦポリマー（及び関連した方法）を提供する。これらの新規な低分子質量ＰＰＦポリマーは、低分子質量分布（Ｄｍ）、及び多種多様な、特に医療デバイスの３Ｄ印刷用の樹脂中の成分としての潜在的用途を有する。低Ｄｍ ＰＰＦを生成する能力は、ＰＰＦの確実なＧＭＰ生成の新たな可能性を生み出す。この能力は、低コスト合成及び合成の拡張性、明確に定義された質量及び粘度のＰＰＦのブレンド、ならびに、（ａ）３Ｄ印刷可能な樹脂の混合、又は（ｂ）及び３Ｄ印刷中の流動性を達成するための溶媒又は熱への依存性の低減を提供する。これらのＰＰＦポリマーは、非毒性、分解性、及び吸収性であり、生体内に移植される組織スキャフォールド及び医療デバイスにおいて使用され得る。

Description

関連出願の相互参照
（０００１） 本出願は、２０１４年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／０８１２１９号、名称「Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｓｏｒｂａｂｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ａｎｄ ｕｓｅ ｔｈｅｒｅｏｆ ａｓ ａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」、及び２０１５年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／１３９，１９６号、名称「Ｗｅｌｌ−Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｆｕｍａｒａｔｅ） Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｔｈｅｒｅｏｆ」の利益を主張し、これらは両方とも、参照により全体が本明細書に組み込まれる。

共同研究契約の当事者の名称
（０００２） 本出願の主題は、Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｋｒｏｎ及びＴｈｅ Ｏｈｉｏ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙの間の共同研究契約に従って開発された。

（０００３） 本発明の１つ又は複数の実施形態は、新規なポリ（プロピレンフマレート）ポリマー、及びポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法に関する。ある特定の実施形態において、本発明は、明確に定義された生分解性ポリ（プロピレンフマレート）ポリマー、ならびにそれを作製及び機能化するための拡張可能な方法に関する。ある特定の実施形態において、本発明は、様々な再生医療用途における使用のための、明確に定義された生分解性ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーに関する。

（０００４） 三次元（３Ｄ）印刷としても知られる積層造形は、３Ｄ印刷の多くの可能な生物医学用途のうち数例を挙げるだけでも、発病、先天的奇形、老化、口腔、顎顔面及び／又は整形外科的外傷、ならびにがんによる欠損の修復において、外科医が複雑な再建術に取り組む様式に大変革をもたらす可能性を有する。数々の３Ｄ印刷方法が報告されているが、特に光架橋に基づく印刷方法が、医用画像により可視化された欠陥に適合するように設計される固体硬化ポリマースキャフォールドの、確実な高忠実度のレンダリングの可能性を示している。デジタルライト印刷（ＤＬＰ）技術による画像投影の進化により、極めて微細な（＜５０μｍ）特徴と組み合わされた複雑な幾何学的設計を有する組織工学スキャフォールドの３Ｄ印刷が可能となった。

（０００５） この可能性を実現するべく、光化学的架橋技術を含む、知られている３Ｄ印刷技術に適した、コスト効果の高い非毒性の生分解性ポリマーを開発するための取り組みが行われてきた。さらに、これらの３Ｄ印刷された構造は人間の体内に移植されることが考慮されているため、使用されるポリマーは、規制上の審査に耐えなければならない。多くの不活性光架橋性樹脂が存在するが、非毒性、移植可能及び吸収性のものは非常に少ない。この最後のカテゴリーのうち、最も調査されているのは、ポリラクチド、ポリ（ε−カプロラクトン）、及びポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）である。吸収プロファイルに関して、ポリラクチドは、時折、急速なバルク分解を生じて局所的アシドーシス及び炎症をもたらすことが判明している。ポリ（ε−カプロラクトン）は、極めて緩やかに、時には数年にわたり分解し、それにより新組織の必要な再形成又は血管新生を制限することが知られている。ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）は、１つには、制御された薬物放出、ステント、血管、神経移植片、及び軟骨組織工学、特に骨組織工学等に有用であることが期待される、安全で制御可能な分解及び特性を有する材料を有することが望まれているために開発された。２０年以上前の段階成長重合法によるその発明以来、ＰＰＦは、骨格修復用のスキャフォールド材料として、大いなる成功と共に調査されてきた。その後の報告は、合成法及び得られる材料を改善した。

（０００６） ＰＰＦ等の吸収性光架橋性ポリマーの利用可能性を制限している１つの主要な要因は、大型動物モデル及び試験的な人間における臨床試験へと推し進めるために必要な、ＧＭＰグレード材料、すなわちＦＤＡにより実施されている医薬品適正製造基準の要件に適合する材料が存在しないことである。ＰＰＦは、従来、様々な段階成長縮合反応の１つを使用して合成される。現在まで、明確に定義された低分子質量オリゴマーを、広範な３Ｄ印刷用途及び商業化に必要な規模で確実及び再現可能に合成することは不可能であった。特に、ＰＰＦを合成する知られた段階成長法は、高いエネルギー（熱）入力、高真空、長い反応時間を必要とし、また制御されていない分子質量分布、共役付加副反応、及び不要な架橋を伴って、低い変換率（約３５％）をもたらし、これらはすべて、最終生成物の機械的特性及び分解速度に大きく影響する。さらに、これらの方法は、遅く、労働集約的であり、非常に費用を要し、またその結果商業的に実現可能でないことが分かっている。

（０００７） 特に問題なのは、これらの段階成長法に付き物である、分子質量分布の制御の難しさである。２つのバッチが厳密に同じとなることはない。これらのポリマーは、比較的高い分子質量分布（Ｄ_ｍ）（多分散性指数（ＰＤＩ）としても知られる）を有する傾向があり、ポリマーの色及び機械的／粘度特性は、バッチ間で一貫していない。このバッチ間の変動は、吸収時間、吸収の均一性（いくつかの場所ではネクサスとして機能し、他の場所では機能しない長鎖、すなわち不均一な架橋メッシュに起因する）、及び３Ｄ印刷中に溶媒、光開始剤、染料、顔料、又は成分として使用される他の樹脂（例えば、ジエチルフマレート（ＤＥＦ）、生物活性分子）の不均一な架橋組み込み等の、生物学的性能に影響する機械的特性の予測に著しい困難をもたらすことが分かっている。研究者がこれらのポリマーの３Ｄ印刷及びその後の生物学的性能を確実に予測できないことによって、インプラント及び他の医療デバイスにおけるこれらのポリマーの使用に必要な規制上の承認を得ることが非常に難しくなっている。実際に、２０年以上にわたる再生医療におけるその使用の絶え間ない研究及び成功した実験結果にもかかわらず、ＰＰＦは現在まで、いかなるＦＤＡ承認デバイス又は治療の一部となってはいないと考えられる。

（０００８） より最近では、高い分子質量、狭いＤ_ｍ（１．６未満）及び低いエーテル結合（＜１％）を有するＰＰＦは、穏やかな反応条件での連鎖成長メカニズムを使用して成功裏に合成されている。この方法では、マレエート無水物及びエポキシドが、４５℃において、触媒としてのクロムサレンによる開環共重合を介して重合され、次いで、生成されたポリ（プロピレンマレエート）（ＰＰＭ）が室温で１６時間ジエチルアミンを使用して異性化され、ＰＰＦが得られる。このようにして合成されたＰＰＦは、固体であり、４ｋＤａ超のＭＷ、１．６の分子質量分布、及び１％未満のエーテル結合を有し、９９％の変換率であった。従来の合成法と比較して、連鎖成長メカニズムは、より良好な分子特性を有するＰＰＦを提供し、反応はより再現性があり、さらなる機械的、毒性及び分解試験に対する、ならびに製造における大規模生産のための、制御された特性を有するＰＰＦを生成することが可能となる。しかしながら、残念なことに、これらの方法を使用して作製されたＰＰＦポリマーの高い分子量、流動性の欠如、及び残留クロム金属によって、それらは３Ｄ印刷又は再生医療における他の用途において好適ではない。

（０００９） 当技術分野において、３Ｄ印刷及び医療デバイスにおける使用に好適であり、ＧＭＰを使用して安価に商業的に妥当な量で作製され得る、制約された予測可能な材料特性を有する低分子量で流動性の非毒性吸収性ＰＰＦポリマー、ならびにその作製及び使用のための関連した方法が必要とされている。

（００１０） 本発明の１つ又は複数の実施形態は、安価に商業的に妥当な量で作製され得る、３Ｄ印刷に好適な制約された予測可能な材料特性を有する低分子量で非毒性の吸収性ＰＰＦポリマー（ならびにその作製及び使用のための関連した方法）を提供する。

（００１１） 第１の態様において、本発明は、約４５０ダルトンから約３５００ダルトンの数平均分子量（Ｍ_ｎ）、及び１．０から２．０の分子質量分布（Ｄ_ｍ）を有する、３Ｄ印刷における使用のためのポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを提供する。いくつかの実施形態において、本発明は、前記数平均分子量（Ｍ_ｎ）が約７００から約３２００である、本発明の第１の態様のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーに関する。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーは、約−２５℃から約１２℃のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有する、本発明の第１の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーは、約９８０ダルトンから約５９００ダルトンのピーク数平均分子質量を有する、本発明の第１の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００１２） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーは、約０．０２５ｄＬ／ｇから約０．０７８ｄＬ／ｇの固有粘度を有する、本発明の第１の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーは、前記ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーが１％ｗ／ｗ未満のポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー鎖を含有する、本発明の第１の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーは、前記ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーがポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー鎖を含有しない、本発明の第１の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００１３） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーは、下記式を有する、本発明の第１の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

式：

（式中、ｎは、３から３０の整数である）

（００１４） 第２の態様において、本発明は、３Ｄ印刷における使用のためのポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法であって、不活性雰囲気下で、無水マレイン酸及びプロピレンオキシドを好適な溶媒中に溶解するステップと；好適な開始剤を添加するステップと；混合物を、約６０℃から約１２０℃の温度まで、約０．５時間から約１００時間の期間加熱し、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）を生成するステップと；ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを回収及び精製するステップと；ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）を好適な溶媒中に溶解し、触媒を添加するステップと；混合物を、約５℃から約８０℃の温度まで、約５時間から約１００時間の期間加熱し、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを生成するステップとを含む方法を提供する。

（００１５） いくつかの実施形態において、本発明は、無水マレイン酸及びプロピレンオキシドを溶解するために使用される溶媒が、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の本発明の方法の第２の態様のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法に関する。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、無水マレイン酸及びプロピレンオキシドを溶解するために使用される溶媒がトルエンである、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００１６） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、開始剤がマグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）である、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、無水マレイン酸対開始剤又はプロピレンオキシド対開始剤のいずれかのモル比が、約３：１から約４００：１である、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００１７） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、不活性ガス雰囲気下で反応混合物を冷却するステップと；蒸留又は減圧により混合物から揮発性化合物を蒸発させるステップと；クロロホルム又はジクロロメタンを添加するステップと；溶液を水溶液で洗浄し、それによりポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー中間体を含有する有機層及び水層を形成するステップと；この有機層を回収し、ヘキサン等の非極性有機溶媒に注ぎ込み、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを沈殿させるステップと；ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）を回収するステップと；ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを少量の好適な溶媒中に溶解するステップと；溶液を蒸発により濃縮するステップと；濃縮された溶液を真空下で乾燥させて、精製されたポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー中間体を生成するステップとをさらに含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、不活性雰囲気が窒素を含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００１８） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、揮発性化合物が、蒸留又は減圧により混合物から蒸発される、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーが、分液漏斗により回収される、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００１９） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、好適な溶媒が、クロロホルム又はジクロロメタンを含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００２０） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー中間体を溶解するために使用される溶媒が、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、及びそれらの組合せからなる群から選択される、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー中間体を溶解するために使用される溶媒がクロロホルムである、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、触媒がジエチルアミンである、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００２１） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを回収及び精製するステップをさらに含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを回収及び精製するステップが、溶解したポリ（プロピレンフマレート）ポリマー中間体を蒸発により濃縮するステップと；得られた溶液を緩衝水溶液で洗浄して触媒を除去し、それにより有機層及び水層を形成するステップと；有機層を回収するステップと；有機層を蒸発により濃縮するステップと；硫酸ナトリウム又は任意の他の無機乾燥剤、酸性プロトンもしくは分子篩を添加して、残留水を除去するステップと；硫酸ナトリウム又は他の無機乾燥剤もしくは分子篩を濾過除去するステップと；得られた混合物を非極性有機溶媒に注ぎ込み、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを沈殿させるステップと；ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを回収し、それを真空下で乾燥させて、精製されたポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを生成するステップとを含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００２２） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、溶解したポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー中間体が、回転蒸発又は減圧により濃縮される、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、緩衝水溶液がリン酸緩衝生理食塩水を含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００２３） １つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、水で洗浄されたポリマーを含有する有機層が、分液漏斗により回収される、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、水で洗浄されたポリマーを含有する有機層有機層が、回転蒸発又は減圧により濃縮される、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法は、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを沈殿させるために使用される非極性有機溶媒がヘキサンを含む、本発明の第２の態様の上述の実施形態の任意の１つ又は複数を含む。

（００２４） ここで、本発明の特徴及び利点のより完全な理解のために、添付の図と共に本発明の詳細な説明を参照する。

（００２５）シス立体化学（ＰＰＭ中間体）からトランス配置（ＰＰＦポリマー）への定量的変換を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体（下）及びＰＰＦポリマー（上）の^１Ｈ ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）を比較した概略図である。 （００２６）ＰＰＭ中間体からＰＰＦポリマーへの完全な変換を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体及びＰＰＦポリマーの^１３Ｃ ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）を比較した概略図である。 （００２７）本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体及びＰＰＦポリマーの、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）特性決定（−５０℃〜５０℃、１０℃／分）を比較した概略図である。 （００２８）表１中のＰＰＦ試料番号３における質量分布を示す、この試料のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析である。 （００２９）質量分析データに示される分布における個々のピークに対応するＰＰＦ中の反復単位及び可能な末端基化学を示す、表１中のＰＰＦ試料番号３のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析の拡大部分を示す図である。 （００３０）表１中のＰＰＦ試料番号２における質量分布を示す、この試料のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析である。 （００３１）質量分析データに示される分布における個々のピークに対応するＰＰＦ中の反復単位及び可能な末端基化学を示す、表１中のＰＰＦ試料番号２のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析の拡大部分を示す図である。 （００３２）ヒト骨髄由来間葉幹細胞（ＲｏｏｓｔｅｒＢｉｏ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ、ＭＤ）（ｈＭＳＣ）との本発明の一実施形態によるＰＰＦのｉｎ ｖｉｔｒｏ生体適合性を確認するための、細胞毒性実験の結果を示す画像である。図６Ａ及び６Ｂは、ｈＭＳＣ単分子層上のＰＰＦポリマーを示す直接接触アッセイの明視野像（図６Ａ）及び蛍光画像（図６Ｂ）である。図６Ｃ及び６Ｄは、ＰＰＦポリマー材料上で培養されたｈＭＳＣを示す直接接触アッセイの明視野像（図６Ｃ）及び蛍光画像（図６Ｄ）である。図６Ｂ及び６Ｄ中のより明るい領域は、カラー画像において緑色の蛍光を発する領域であることが理解されるべきである。スケールバー＝５００μｍ。 （００３３）経時的な分子質量の準線形増加を示す速度論的プロットである。数平均分子量（Ｍ_ｎ）、及び分子質量分布（Ｄ_ｍ）は、１００：１、２００：１、及び３００：１のモノマー対開始剤のモル比を使用して、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＭ中間体の反応時間の関数として示されている。 （００３４）ＰＰＭ中間体からＰＰＦポリマーへの完全な変換を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体及びＰＰＦポリマーのフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトル（フィルム、ＫＢｒ、ＣＨＣｌ_３、４００ｃｍ^−１〜４０００ｃｍ^−１）を比較した概略図である。シスからトランスへの変換は、Ｃ−Ｈ伸縮において見られる。 （００３５）ＰＰＭ中間体からＰＰＦポリマーへの完全な変換を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体及びＰＰＦポリマーの紫外−可視分光（ＵＶ−Ｖｉｓ）スペクトル（アセトニトリル、１９０ｎｍ〜７００ｎｍ）を比較した概略図である。 （００３６）表１中のＰＰＦ試料番号１のη_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃ対ｃを示すグラフである。 （００３７）表１中のＰＰＦ試料番号２のη_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃ対ｃを示すグラフである。 （００３８）表１中のＰＰＦ試料番号３のη_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃ対ｃを示すグラフである。 （００３９）表１中のＰＰＦ試料番号４のη_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃ対ｃを示すグラフである。 （００４０）表１中のＰＰＦ試料番号５のη_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃ対ｃを示すグラフである。 （００４１）本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された、組織スキャフォールドの画像である。スケールバーは２ｍｍである。 （００４２）１２５μｍのストラット厚、６００μｍの細孔直径、及び９３．５％の空隙率を有するＳｃｈｏｅｎ Ｇｙｒｏｉｄ Ｔｒｉｐｌｙ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｓｕｒｆａｃｅを使用してＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ（商標）ＣＡＤソフトウェアにおいて作成されたＰＰＦスキャフォールドを示す画像である。図１６Ｂは、図１６Ａに示されるＰＰＦスキャフォールドの拡大図である。 （００４３）ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ（商標）コンピュータ支援設計ソフトウェアにおいて作成され、Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）Ｐ３プリンタを使用して３Ｄ印刷されたＰＰＦスキャフォールドの画像である。 （００４４）本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体の正面斜視図（図１７Ａ）、側面図（図１７Ｂ）、及び上面図（図１７Ｃ）を示す、コンピュータ支援製図（ＣＡＤ）画像である。 （００４５）本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体の撮影写真である。 （００４６）本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体のストラット及び細孔構造の概略図である。 （００４７）本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、１４日分解実験の結果を示すグラフである。 （００４８）周波数の関数としての損失弾性率を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、動的機械試験の結果を示すグラフである。 （００４９）周波数の関数としての貯蔵弾性率を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、動的機械試験の結果を示すグラフである。 （００５０）周波数の関数としての複素弾性率を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、動的機械試験の結果を示すグラフである。 （００５１）周波数の関数としてのＴａｎΔを示す、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、動的機械試験の結果を示すグラフである。 （００５２）非分解試料（Ｃ１〜Ｃ５）、７日間分解した試料（Ａ〜Ｅ）、及び１４日間分解した試料（Ｋ〜Ｏ）の歪みの関数としての応力を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、破断までの圧縮試験の結果を示すグラフである。 （００５３）非分解試料、７日間分解した試料、及び１４日間分解した試料の降伏応力を示す、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って作製されたＰＰＦポリマーを使用して３Ｄ印刷プロセスにより作製された３Ｄ物体に対して行われた、破断までの圧縮試験の結果を示す棒グラフである。

（００５４） 本発明の１つ又は複数の実施形態は、３Ｄ印刷に好適であり、安価に商業的に妥当な量で作製され得る、明確に定義された分子質量及び分子質量分布、ならびに予測可能な粘度特性を有する、低分子量で非毒性の吸収性ＰＰＦポリマー（ならびにその作製及び使用のための関連した方法）を提供する。これらのＰＰＦポリマーは、予測可能で確実な機械的性能を提供し、吸収プロファイルはまた、３Ｄ印刷中の材料の十分な流動を確実とするのに必要な溶媒の量を低減し得る。ＭＡＬＤＩ質量分析は、末端基忠実度を正確に示しており、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）は、一連の低分子質量（Ｍ_ｎ＝７００〜３０００Ｄａ）オリゴマーの数平均分子質量分布（＜１．６）を実証している。１つ又は複数の実施形態において、対応する固有粘度は、０．０２８８±０．０００９ｄＬ／ｇから０．０７８０±０．００２２ｄＬ／ｇの範囲である。さらに、標準化されたＩＳＯ１０９９３−５試験では、本発明の実施形態のＰＰＦポリマーから３Ｄ印刷された材料が、Ｌ９２９マウス線維芽細胞及びヒト間葉幹細胞の両方に対して非毒性であることが示された。

（００５５） 第１の態様において、本発明は、低分子質量分布（Ｄ_ｍ）及び多種多様な、特に３Ｄ印刷用の樹脂中の成分としての潜在的用途を有する、新規な低分子量吸収性ＰＰＦポリマーに関する。本発明のＰＰＦポリマーは、毒性ではなく、人間の体内又は他の生体内に移植される組織スキャフォールド及び他の医療デバイスにおいて使用され得る。さらに、ＰＰＦポリマーは、分解性であると共に吸収性である。ポリマーは、治療目的に好適な時間枠内でｉｎ ｖｉｖｏでその成分に分解するという点で、分解性又は生分解性である。本発明の実施形態による特定のＰＰＦポリマーの分解速度は、その分子量、架橋密度、及び従来的に形成された、又は３Ｄ印刷された材料の幾何学的な点（例えば表面積の相対量）に依存する。本発明の実施形態のＰＰＦポリマーはまた、分解産物が体に対する十分な耐容性を有し、治療目的に好適な時間枠内で体により代謝又は排出され得るという点で吸収性である。本発明の実施形態によるＰＰＦポリマーの場合、分解産物は、フマル酸（通常の代謝産物）、及び薬物製剤中の一般的な希釈剤であり、体により排出される１，２−プロパンジオールである。

（００５６） 本発明のＰＰＦポリマーの構造は、プロトン核磁気共鳴分光法（^１Ｈ ＮＭＲ）及び炭素１３核磁気共鳴分光法（^１３Ｃ ＮＭＲ）により確認された（図１及び２を参照されたい）。いくつかの実施形態において、本発明のＰＰＦポリマーは、下記式を有する

式：

（式中、「ｎ」は、３から３０の整数である）。いくつかの実施形態において、ｎは、５から３０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、１５から３０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から２５の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から２０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から１５の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、５から１５の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から１０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から６の整数であってもよい。

（００５７） 本発明の様々な実施形態によるＰＰＦポリマーの分子質量及び質量分布特性は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）により特性決定された。１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマー（ｉ）は、約４５０Ｄａから約３５００Ｄａの数平均分子質量（Ｍ_ｎ）を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約５００Ｄａから約３０００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約７５０Ｄａから約２５００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１０００Ｄａから約２０００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１０００Ｄａから約１５００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約４５０Ｄａから約１０００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１０００Ｄａから約３５００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１５００Ｄａから約３５００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約２０００Ｄａから約３０００ＤａのＭ_ｎを有してもよい。

（００５８） いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約７００ＤａのＭ_ｎ（Ｍ_ｐ：９８０Ｄａ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１２６９ＤａのＭ_ｎ（Ｍ_ｐ：１７１１Ｄａ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１３６２ＤａのＭ_ｎを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１８５６ＤａのＭ_ｎ（Ｍ_ｐ：２５７３Ｄａ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約２３６７ＤａのＭ_ｎ（Ｍ_ｐ：３１９０Ｄａ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約３２００ＤａのＭ_ｎ（Ｍ_ｐ：５９７４Ｄａ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１４９６ＤａのＭ_ｎを有してもよい。

（００５９） 本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約４５０ダルトンから３５００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約９００ダルトンから７０００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１０００ダルトンから１５００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１０００ダルトンから２０００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１０００ダルトンから３０００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約２０００ダルトンから３０００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約２０００ダルトンから４０００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約２０００ダルトンから６０００ダルトンの重量平均分子質量（Ｍ_ｗ）を有する。

（００６０） 上に記載されたように、本発明の実施形態によるＰＰＦポリマーはまた、明確に定義された比較的低い分子質量分布（Ｄ_ｍ）を有し、これは、Ｍ_ｗ対Ｍ_ｎの比として定義され得る。本明細書において使用される場合、分子質量分布に適用される「明確に定義された」という用語は、２．０以下を意味する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．０から約２．０のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．０から約１．８のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．０から約１．６のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．０から約１．４のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．０から約１．２のＤ_ｍを有する。

（００６１） いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．３５のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．５７のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．７８のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．４６のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．６４のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．５０のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．６０のＤ_ｍを有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約１．７０のＤ_ｍを有する。

（００６２） 当業者に理解されるように、本発明のＰＰＦポリマーは、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有する（図３もまた参照されたい）。本発明の実施形態によるポリマーのＴ_ｇは、特に限定されない。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、−３０℃から２０℃であってもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、−２５℃から１２℃であってもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、−１０℃から５℃であってもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、−２５℃であってもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、−１９℃であってもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、−３℃であってもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーのＴ_ｇは、３℃であってもよい。

（００６３） いくつかの実施形態において、ＰＰＦは、７００ＤａのＭ_ｎ、１．６のＤ_ｍ、及び２５℃のＴ_ｇを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦは、１２７０ＤａのＭ_ｎ、１．５のＤ_ｍ、及び３℃のＴ_ｇを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦは、１８６０ＤａのＭ_ｎ、１．６のＤ_ｍ、及び０℃のＴ_ｇを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦは、２４５０ＤａのＭ_ｎ、１．６のＤ_ｍ、及び６℃のＴ_ｇを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＰＰＦは、３２００ＤａのＭ_ｎ、１．７のＤ_ｍ、及び１２℃のＴ_ｇを有してもよい。

（００６４） いくつかの実施形態において、本発明のＰＰＦポリマーは、以下の表１に記載の特徴を有する。

（００６５） 周囲温度において、本発明の実施形態のＰＰＦポリマーは、粘稠性流体であり、固有粘度の点でさらに説明され得る（上記の表１を参照されたい）。固有粘度は、本明細書において、Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ粘度計を使用して３５℃でＴＨＦ中で測定される。

（００６６） いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０２５ｄＬ／ｇから約０．０９０ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０４９ｄＬ／ｇから約０．０７８ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０５２０ｄＬ／ｇから約０．０６３０ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０２８８ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０４９０ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０５２９ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０６２２ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。いくつかの実施形態において、ＰＰＦポリマーは、約０．０７８０ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。

（００６７） マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）質量分析法は、個々の材料及び末端基集団の質量を正確に決定することができる。低分子質量では、ＭＡＬＤＩは、サイズ排除クロマトグラフィーよりも正確に分子質量を決定することができる。図４Ａは、表１中のＰＰＦ試料番号３における質量分布を示す、この試料のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析である。図４Ｂは、質量分析データにおける個々のピークに対応するＰＰＦ中の反復単位及び可能な末端基化学を示す、表１中のＰＰＦ試料番号３のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析の拡大部分である。図４Ｂにおいて見られるように、この試料（表１中のＰＰＦ試料番号３）には３つの群（Ａ、Ｂ、Ｃで標示されている）の可能な末端基が存在する。２つの隣接するピーク間のｍ／ｚ＝１５６は、反復単位の質量を示し、これは無水マレイン酸及びプロピレンオキシドの質量に等しい。支配的な末端基集団は、エトキシ基（Ａ）である。これらの特徴は、ＰＰＦの合成の成功を裏付けている。図５Ａは、表１中のＰＰＦ試料番号２における質量分布を示す、この試料のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析であり、図５Ｂは、質量分析データに示される分布における個々のピークに対応するＰＰＦ中の反復単位及び可能な末端基化学を示す、表１中のＰＰＦ試料番号２のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析の拡大部分である。

（００６８） 上に記載されたように、周囲温度において、本発明の実施形態のＰＰＦポリマーは、粘稠性流体である。しかしながら、これらのポリマーは、既知の機械的特性を有する固体を形成するために、その目的のための当技術分野において知られている任意の好適な方法を使用して架橋されてもよい。本発明の実施形態のＰＰＦポリマーを架橋するための好適な手段は、ラジカル開始光架橋を含むが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、光架橋、ｉｎ ｓｉｔｕ熱架橋、ＦＤＭ（熱溶解積層法）、レーザー焼結、又はバイオプリンティング等の３Ｄ印刷法に加えて、鋳造、電界紡糸、又はＣＮＣ等の従来の製造技術を使用して３Ｄ形状を形成するために架橋されてもよい（以下の実施例１０、１２、及び１３を参照されたい）。これらの架橋ＰＰＦポリマーは、分解性及び吸収性であり、外科用インプラント及び他の移植可能な医療デバイスにおける使用に好適となり得る。本発明の実施形態による架橋ＰＰＦポリマーに対して行われた細胞毒性試験では、これらのポリマーが毒性ではないことが示されている（実施例１６〜２０；図６Ａ〜Ｄを参照されたい）。

（００６９） 別の態様において、本発明は、上述のもの等のＰＰＦポリマーを合成する新規な方法に関する。本発明の新規な方法は、中でも、従来の成形、注入物質としての使用、又は３Ｄ印刷及び移植に好適な大量の低分子量ＰＰＦポリマーの生成を可能にし、既知のＰＰＦポリマーに関する上で特定された問題を有さない。また、本明細書に記載のＰＰＦポリマーを合成する新規な方法は、いくつかの実施形態において、上述のＰＰＦポリマーを合成するために使用され得るが、いくつかの他の実施形態においては、方法は、それよりはるかに大きいＰＰＦポリマーを合成するために使用されてもよい。請求される発明の様々な実施形態の方法は、１０，０００Ｄａと大きいＭ_ｎを有するＰＰＦポリマーを合成するために使用され得ると考えられている。

（００７０） いくつかの実施形態において、この新規な方法は、以下のスキーム１に示される２ステッププロセスを使用してＰＰＦポリマーを合成することに関する。

式中、Ａ及びＥは、１種又は複数種の開始剤（Ａ）又は触媒（Ｅ）であり、Ｂ及びＦは、それぞれ１種又は複数種の溶媒であり、Ｃ及びＧは、それぞれ反応温度であり、Ｄ及びＨは、それぞれ反応時間であり、ｎは、反復する無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド（プロピレンマレエート）単位（ステップＩ）又はプロピレンフマレート単位（ステップＩＩ）の数である。

（００７１） いくつかの実施形態において、ｎは、３から９０の整数である。いくつかの実施形態において、ｎは、３から３０の整数である。いくつかの実施形態において、ｎは、３から２０の整数である。いくつかの実施形態において、ｎは、３から１０の整数である。いくつかの実施形態において、ｎは、５から３０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、１５から３０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から２５の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から２０の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から１５の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、５から１５の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、ｎは、３から６の整数であってもよい。

（００７２） ステップＩにおいて、無水マレイン酸（ＭＡｎ）（ｉｉ）は、開始剤Ａ及び１種又は複数種の溶媒Ｂの存在下、反応温度Ｃで反応時間Ｄの間プロピレンオキシド（ＰＯ）（ｉｉｉ）と反応し、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド（ポリ（プロピレンマレエート）としても知られる）（ＰＰＭ）中間体（ｉｖ）を形成する。当業者に明らかなように、ＰＰＭは、ＰＰＦ（ｉ）のシス異性体である。ステップＩＩにおいて、ＰＰＭポリマー（ｉｖ）は、触媒Ｅ及び１種又は複数種の溶媒Ｆの存在下、反応温度Ｇで反応時間Ｈの間異性化され、トランス異性体（ＰＰＦ）（ｉ）を形成する。

（００７３） 異性化という用語は、本明細書において、触媒の存在下でシス異性体（ＰＰＭ）（ｉｖ）をトランス異性体（ＰＰＦ）（ｉ）形態に変換する反応を指すように使用される。異性化ステップ（ステップＩＩ）は、ポリマーへのいくつかの他の変化をもたらすが、本発明の実施形態のＰＰＦポリマー（ｉ）の最も一般的な態様、例えば近似的Ｍ_ｎ、Ｄ_ｍ、及びＴ_ｇ範囲は、第１の反応（ステップＩ）において決定されることが明らかなはずである。

（００７４） ここで、上記スキーム１のステップＩに示される実施形態を考えると、反応の出発材料は、ＭＡｎ（ｉｉ）及びＰＯ（ｉｉｉ）である。他の実施形態が可能であるが、ステップＩのＭＡｎ（ｉｉ）及びＰＯ（ｉｉｉ）は、１：１のモル比で反応することが判明している。

（００７５） ステップＩに示される反応は、１種又は複数種の開始剤Ａをさらに必要とする。他の実施形態が可能であるが、Ａは、好ましくは、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）である。マグネシウムエトキシドは、酸化マグネシウムＭｇＯ及びエタノールに分解する利点を有するが、これに関して、これらは一般に非毒性であると考えられる。当業者には明らかなように、モノマー対開始剤のモル比は、反応の性質及び速度論においても重要な役割を果たす。以下の表２は、１００：１、２００：１、及び３００：１のモノマー対開始剤のモル比を使用して、３、６、１２、２４、及び４８時間の反応時間で上記ステップＩの反応に従って作製されたＰＰＭポリマーの、Ｍ_ｎ、Ｍ_ｐ及びＤ_ｍの結果を示す（７．１４ｍｏｌのＭＡｎ／１Ｌのトルエン、８０℃）（図７も参照されたい）。

（００７６） 図７において、ＰＰＭのＭ_ｎは、重合時間が３時間から４８時間に増加すると、準線形的に増加したが、これは連鎖成長メカニズムを裏付けている。複数の反応にわたるＭｎ及びＤｍにおけるわずかな偏差は、この反応の再現性を実証している。全ての重合の分子質量分布は、分割なしで約１．６であったが、これは、連鎖成長法が、Ｄ_ｍが通常２以上である段階成長メカニズムと比較して、分子質量分布に対するより正確な制御を提供することをさらに実証している。さらに、これらの反応のいくつかの収率は６５パーセントに近く、既知の段階成長プロセスにおける低分子質量オリゴマーの収率より著しく高い。

（００７７） いくつかの実施形態において、いずれかのモノマー対開始剤のモル比は、約３：１から４００：１である。いくつかの実施形態において、いずれかのモノマー対開始剤のモル比は、約３：１から３００：１である。いくつかの実施形態において、いずれかのモノマー対開始剤のモル比は、約３：１から２００：１である。いくつかの実施形態において、いずれかのモノマー対開始剤のモル比は、約３：１から１００：１である。いくつかの実施形態において、いずれかのモノマー対開始剤のモル比は、約１０：１から１２４：１である。

（００７８） 上記スキーム１のステップＩに示される反応は、１種又は複数種の溶媒Ｂ中で生じる。１つ又は複数の実施形態において、Ｂは、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、及びそれらの組合せを含むがこれらに限定されない、任意の好適な溶媒であってもよい。どの溶媒が選択されたとしても、過度の困難又は費用なしに除去され得ることが想定される。いくつかの実施形態において、Ｂは、トルエンである。いくつかの実施形態において、モノマー対溶媒のモル比は、約５：１から約１０：１である。いくつかの実施形態において、モノマー対溶媒のモル比は、約６：１から約９：１である。いくつかの実施形態において、モノマー対溶媒のモル比は、約７：１から約８：１である。いくつかの実施形態において、モノマー対溶媒のモル比は、約５：１から約８：１である。いくつかの実施形態において、モノマー対溶媒のモル比は、約７．１４：１である。

（００７９） 本発明のいくつかの実施形態において、モノマー及び選択された溶媒Ｂは、丸底フラスコ等の好適な容器内に入れられ、モノマーは、磁気撹拌器を使用して周囲温度で溶解される。しかしながら、開始剤を不活性化しない限り、当技術分野において知られている任意の方法を使用して溶媒中にモノマーを溶解してもよいことが理解されるべきである。さらに、モノマーは不活性ガス雰囲気中で溶解及び反応させるべきであることが、当業者に理解される。当業者は、必要以上の実験を行うことなく、不活性雰囲気用の不活性ガスを選択することができる。好適な不活性ガスは、窒素、アルゴン、又はヘリウムを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、系は、窒素又はアルゴン雰囲気下で周囲温度まで冷却される。

（００８０） これらの実施形態において、容器は、冷却器に接続されてもよく、次いで混合物は、反応温度Ｃまで加熱される。いくつかの実施形態において、冷却器は、水還流冷却器又は他の従来の冷却システムであってもよい。混合物の温度を反応温度とするために使用される方法は、特に限定されず、シリコーン油浴、水浴、又は電気ジャケットを含み得るが、これらに限定されない。反応温度Ｃは、ステップＩの反応の性質及び速度論において重要な役割を果たし、一般に約６０℃から約１２０℃の範囲内であるが、いくつかの実施形態においては室温で行うこともできることが明らかなはずである（以下の表３及び６を参照されたい）。しかしながら、より低い温度（約５０℃未満）ではランダム重合となり得ることが理解されるべきである。いくつかの実施形態において、Ｃは、約６０℃から約１２０℃であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｃは、約７０℃から約１００℃であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｃは、約７０℃から約９０℃であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｃは、約７５℃から約８０℃であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｃは、約８０℃である。

（００８１） さらに、上記表２及び以下の表４において確認され得るように、反応時間Ｄもまた、ステップＩの反応の性質及び速度論において重要な役割を果たす。一般に、反応時間が長いほど、生成されるＰＰＭのＭ_ｎが大きい。当業者に明らかなように、非常に短い反応時間（０．５時間未満）では、生成されるポリマーが少なく、除去されなければならない大量の未反応モノマーが存在するため、反応は極めて非効率的である。１００時間を超える反応時間では、ポリマーは、磁気撹拌器を使用して撹拌することができないほど粘稠性となり得、重合を制御することがより困難となる。いくつかの実施形態において、Ｄは、０．５時間から１００時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｄは、３時間から７５時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｄは、３時間から５０時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｄは、１２時間から５０時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｄは、４０時間から６０時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｄは、４０時間である。

（００８２） いくつかの実施形態において、Ａは、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）であり、Ｂは、トルエンであり、Ｃは、８０℃であり、Ｄは、２時間であり、生成されたＰＰＭは、１７００ダルトンのＭ_ｎ、１．６４のＤ_ｍ及び５８．９７％の収率を有していた。いくつかの実施形態において、Ａは、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）であり、Ｂは、トルエンであり、Ｃは、８０℃であり、Ｄは、４０時間であり、生成されたＰＰＭは、１１９２ダルトンのＭ_ｎ及び１．４２のＤ_ｍを有していた。いくつかの実施形態において、Ａは、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）であり、Ｂは、トルエンであり、Ｃは、８０℃であり、Ｄは、２時間であり、生成されたＰＰＭは、１２０６ダルトンのＭ_ｎ及び１のＤ_ｍを有していた。いくつかの実施形態において、Ａは、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）であり、Ｂは、トルエンであり、Ｃは、８０℃であり、生成されたＰＰＭポリマーのＤ、Ｍ_ｎ、Ｍ_ｐ、及びＤ_ｍは、全て表２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、Ａは、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）であり、Ｂは、トルエンであり、Ｃは、８０℃であり、生成されたＰＰＭポリマーのＤ、Ｍ_ｎ、及びＤ_ｍは、全て表４に記載される通りである。

（００８３） 反応が完了したら、ＰＰＭ中間体は、その目的のための当技術分野において知られている任意の好適な方法により単離及び精製され得る。好適な方法は、抽出及び濃縮を含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、指定された重合時間が経過したら、系は、不活性雰囲気下、約８０℃から約２０℃の温度に冷却される。系を冷却するための方法は、特に限定されず、氷浴、循環浴、又は周囲空気温度を含んでもよいが、これらに限定されない。同様に、当業者は、必要以上の実験を行うことなく、不活性雰囲気用の不活性ガスを選択することができる。好適な不活性ガスは、窒素、アルゴン、又はヘリウムを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、系は、窒素又はアルゴン雰囲気下で周囲温度まで冷却される。

（００８４） 次に、これらの実施形態において、その目的のための当技術分野において知られている任意の方法を使用して、揮発性化合物が蒸発により除去される。いくつかの実施形態において、揮発性化合物は、蒸留、回転蒸発又は減圧下での蒸発により除去され得る。これらの実施形態のいくつかにおいて、得られたポリマーは、次いでクロロホルム（ＣＨＣｌ_３）又はジクロロメタンＣＨ_２Ｃｌ_２等の有機溶媒で希釈される。いくつかの実施形態において、ポリマーは、クロロホルムで希釈されてもよい。

（００８５） これらの実施形態におけるポリマー溶液は、次いで、水又は水溶液で洗浄される。いくつかの実施形態において、ポリマー溶液は、酸化剤を含有する水又は酸性プロトン溶液で洗浄され、無機化合物が除去される。いくつかの実施形態において、ポリマー溶液は、微量のＨＣｌを含有する水で洗浄される。理解されるべきであるように、ポリマー溶液が水又は水溶液中で洗浄される実施形態において、ポリマー溶液は分離して、ポリマーを含有する有機層及び水溶性不純物を含有する水層を形成する。これらの実施形態において、ポリマーを含有する有機層は、次いで、分液漏斗を含むがこれに限定されない任意の従来の手段により回収され得る。いくつかの実施形態において、ポリマーをクロロホルム又はジクロロメタン等の有機溶媒で希釈し、それを水又は水溶液で洗浄するステップは、反復されてもよいことが留意されるべきである。いくつかの実施形態において、ＰＰＭポリマーは、１回から１０回水で洗浄されてもよい。

（００８６） これらの実施形態のいくつかにおいて、所望の数の洗浄ステップが行われた後、ＰＰＭポリマーを含有する得られた有機層は、次いで、溶液からＰＰＭポリマーを沈殿させるために、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、トルエン、ジエチルエーテル、又はオクタン等の過剰量の非極性有機溶媒に注ぎ込まれる。約４０００ダルトン未満のＭ_ｎを有する実施形態においては、ＰＰＭポリマーは粘稠性流体となり、非極性有機溶媒から分離して再び２つの層を形成することが理解されるべきである。次いで、流体ポリマー層は、分液漏斗を含むがこれに限定されない任意の従来の手段により回収され得る。ポリマーが固体である実施形態においては、ポリマーは、濾過又は遠心分離を含むがこれらに限定されない、固体を単離及び回収するための任意の従来の手段により有機溶媒から除去され得る。

（００８７） これらの実施形態において、得られたポリマーは、ジクロロメタンやクロロホルム等の最小限の量の有機溶媒中に再び溶解され、次いで蒸留又は回転蒸発により濃縮されてもよい。次いで、最後に、これらの実施形態において、全ての揮発性物質を除去するために室温で一晩真空下で生成物を乾燥させることにより、精製されたＰＰＭ中間体を得ることができる。

（００８８） いくつかの実施形態において、スキーム１におけるステップＩの反応は、モル当量の無水マレイン酸及びプロピレンオキシドを、窒素下、周囲温度でトルエン等の好適な溶媒中に溶解することを含んでもよい。磁気撹拌で全てのモノマーをトルエン中に溶解した後、Ｍｇ（ＯＥｔ）_２を、２４モルのモノマー当たり１モルのＭｇ（ＯＥｔ）_２の比で混合物に添加し、水還流冷却器を装備したシリコーン油浴内にフラスコを移動して、８０℃で４０時間の重合を開始させる。４０時間の指定の重合時間が経過した後、次いで系は窒素下で室温まで冷却され、全ての揮発性物質が蒸発により除去される。これらの実施形態において、得られたポリマーは、次いで、無機化合物を除去するために微量のＨＣｌを含有する水で洗浄されたＣＨＣｌ_３で希釈される。次いで、回転蒸発後、有機層がヘキサンに注ぎ込まれ、沈殿したポリマー混合物が最小限の量のＣＨＣｌ_３中に再び溶解され、次いで回転蒸発により濃縮される。次いで、全ての揮発性物質を除去するために、真空下、室温で一晩生成物を乾燥させた後、ＰＰＭ中間体が得られる。

（００８９） 上に記載されたように、スキーム１における第２の反応（ステップＩＩ）は、ステップＩにおいて合成されたＰＰＭをトランス異性体に異性化してＰＰＦを形成することを含む。比較的少量のＰＰＭポリマー鎖がＰＰＦポリマー中に残留していても、ポリマーが架橋する能力に悪影響を及ぼし、それにより３Ｄ印刷及び他の同様の用途に不適切となることが判明している。したがって、ＰＰＭの本質的に全てがＰＰＦに変換されることが重要である。図１は、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体及びＰＰＦポリマーの^１Ｈ ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）を比較した概略図であり、ポリマー中に測定可能なＰＰＭが残っていないことが確認されることを示している。精製ステップにおいて使用された残留溶媒は、より長期の真空下によってさらに除去され得る。図１中のスペクトルは、ＰＰＭがＰＰＦに成功裏に異性化され、Ｃ＝Ｃ結合上のｃｉｓアルケンプロトンの共鳴の場所（δ＝６．２）は、トランス配置におけるプロトンの予測される位置（δ＝６．８）にシフトしていることを示す。

（００９０） ＰＰＭ及びＰＰＦの化学構造をさらに裏付けるために、ＦＴＩＲ及びＵＶ−ｖｉｓ分光法を使用した。図８は、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＭ中間体及びＰＰＦポリマーのフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトル（フィルム、ＫＢｒ、ＣＨＣｌ_３、４００ｃｍ^−１〜４０００ｃｍ^−１）を比較した概略図であり、ＰＰＦポリマー中に測定可能なＰＰＭが残留していないことが確認される。図８中のＰＰＭスペクトルにおいて、１７１５〜１７４０ｃｍ^−１のピークは、不飽和Ｃ＝Ｏ（エステル）伸縮を表し、ＰＰＭ合成プロセスにおけるエステル結合の形成を実証した。２９８８ｃｍ^−１、１６４２ｃｍ^−１、１１６２ｃｍ^−１、８１４ｃｍ^−１における伸縮は、Ｃ−Ｈ伸縮、Ｃ＝Ｃ（アルケン）伸縮、Ｏ−Ｃ（アルコキシ）伸縮、及びＣ−Ｈ（ｃｉｓアルケン）屈曲（ブロード）パターンを別個に示していた。ＰＰＦのスペクトルにおいて、１７１５〜１７４０ｃｍ^−１のピークは、不飽和Ｃ＝Ｏ（エステル）伸縮ピークを表していた。２９８６ｃｍ^−１、１６４６ｃｍ^−１、１１５６ｃｍ^−１、９８４ｃｍ^−１における伸縮は、それぞれ、Ｃ−Ｈ伸縮、Ｃ＝Ｃ（アルケン）伸縮、Ｏ−Ｃ（アルコキシ）伸縮及びＣ−Ｈ（ｔｒａｎｓアルケン）屈曲パターンであった。実線曲線における９６０〜９９０ｃｍ^−１のＣ−Ｈ（ｔｒａｎｓアルケン）屈曲伸縮の出現は、異性化プロセスを実証していた。これらの特徴的な信号は、ＰＰＭの合成及びＰＰＭからＰＰＦへの異性化の成功を裏付けていた。図８を参照されたい。紫外−可視分光法は、ＰＰＭ中間体及びＰＰＦを明確に示している（アセトニトリル、１９０ｎｍ〜７００ｎｍ）。図９において、破線曲線は、ＰＰＭ中間体のＵＶ−可視スペクトルを示し、実線曲線は、ＰＰＦポリマーのＵＶ−可視スペクトルを示す。確認され得るように、破線曲線は、λ＝１９２ｎｍにおいて強い吸収を有し、これは、ＰＰＭにおけるシス配置Ｃ＝Ｃ結合のπ−π^＊遷移に対応する。ＰＰＦの実線スペクトルにおいて、λ＝２１０ｎｍに強い吸収があり、これはＰＰＦにおけるトランス配置Ｃ＝Ｃ結合のπ−π^＊遷移であった。シフトは、より高いエネルギーのシス配置Ｃ＝Ｃ結合から、より低いエネルギーのトランス配置への変換から生じた。

（００９１） いくつかの実施形態において、ＰＰＭからＰＰＦへの変換率は、約９６質量パーセントから約１００質量パーセントである。いくつかの実施形態において、ＰＰＭからＰＰＦへの変換率は、約９８質量パーセントから約１００質量パーセントである。いくつかの実施形態において、ＰＰＭからＰＰＦへの変換率は、約９９質量パーセントから約１００質量パーセントである。いくつかの実施形態において、本発明のＰＰＦポリマーは、残留ＰＰＭポリマー鎖を含有しない。

（００９２） 上記スキーム１のステップＩＩに示される本発明の実施形態において、ＰＰＭ中間体は、丸底フラスコ等の好適な容器内に入れられ、好適な溶媒Ｆ中に溶解される。１つ又は複数の実施形態において、Ｆは、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、ジエチルエーテル及びそれらの組合せを含むがこれらに限定されない、任意の好適な溶媒であってもよい。どの溶媒が選択されたとしても、過度の困難又は費用なしに除去され得ることが想定される。いくつかの実施形態において、Ｆは、クロロホルムであってもよい。

（００９３） いくつかの実施形態において、ステップＩＩは、不活性雰囲気下で行われる。ここでも、当業者は、必要以上の実験を行うことなく、不活性雰囲気用の不活性ガスを選択することができる。好適な不活性ガスは、窒素、アルゴン、又はヘリウムを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、系は、窒素又はアルゴン雰囲気下で周囲温度まで冷却される。

（００９４） ＰＰＭ中間体が溶解したら、触媒Ｅが添加される。他の実施形態が可能であるが、触媒Ｅは、好ましくはジエチルアミンである。１つ以上の実施形態において、容器は次いで冷却器に接続され、反応温度Ｇまで加熱される。いくつかの実施形態において、冷却器は、水還流冷却器、又はこの目的のために当技術分野において使用される他の従来の冷却システムであってもよい。混合物の温度を反応温度Ｇとするために使用される方法は、特に限定されず、シリコーン油浴、水浴、又は電気ジャケットを含み得るが、これらに限定されない。

（００９５） いくつかの実施形態において、Ｇは、約５℃から約８０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約５℃から約８０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約２０℃から約７０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約２０℃から約６０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約３０℃から約６０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約４０℃から約６０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約５０℃から約６０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約２０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約５５℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約５８℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、約６０℃の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｇは、周囲温度であってもよい反応温度であってもよい。

（００９６） いくつかの実施形態において、Ｈは、約５時間から約１００時間の反応時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｈは、約１５時間から約５０時間の反応時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｈは、約２０時間から約５０時間の反応時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｈは、約２０時間の反応温度であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｈは、約２４時間の反応時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｈは、約４０時間の反応時間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｈは、約４８時間の反応時間であってもよい。

（００９７） 異性化反応が完了したら、ＰＰＦポリマーは、その目的のための当技術分野において知られている任意の好適な方法により単離及び精製され得る。いくつかの実施形態において、反応時間が経過したら、ＰＰＦポリマーを含有する反応混合物は、まず蒸発により濃縮され得る。これらの実施形態のいくつかにおいて、反応混合物は、回転蒸発又は減圧下での蒸発により濃縮されてもよい。これらの実施形態において、濃縮された反応混合物は、次いで、緩衝水溶液で洗浄されて触媒が除去されてもよい。他の実施形態が可能であるが、これらの実施形態において、緩衝水溶液は、約６から約８の範囲内の中性ｐＨに緩衝する。いくつかの実施形態において、濃縮された反応混合物は、リン酸緩衝生理食塩水で洗浄されてもよい。いくつかの実施形態において、濃縮された反応混合物は、約６から約８のｐＨに緩衝するように構成された、０．５モルのリン酸緩衝生理食塩水で洗浄されてもよい。

（００９８） これらの実施形態において、反応混合物は、ＰＰＦポリマーを含有する有機層及び水溶性不純物を含有する水層に分離することが理解されるべきである。次いで、有機層は、分液漏斗を含むがこれに限定されない任意の従来の手段により回収され得る。いくつかの実施形態において、反応混合物を緩衝水溶液で洗浄するステップは、反復されてもよいことが留意されるべきである。いくつかの実施形態において、反応混合物は、１回から１０回緩衝水溶液で洗浄されてもよい。いくつかの実施形態において、反応混合物は、ＢＰＳで３回、次いで飽和ブラインで３回洗浄されてもよい。これらの洗浄ステップが完了したら、溶液は、蒸発により濃縮される。いくつかの実施形態において、ポリマーを含有する有機層は、回転蒸発又は減圧により濃縮されてもよい。これらの実施形態において、次いで無機乾燥剤、酸性プロトン又は分子篩が、濃縮されたポリマー溶液に添加され、いかなる残留水も除去される。いくつかの実施形態において、無機乾燥剤、酸性プロトン又は分子篩は、硫酸ナトリウムを含み得る。次いで、溶液が濾過され、無機乾燥剤、酸性プロトン又は分子篩が除去される。

（００９９） 残留水が除去されたら、溶液は、ヘキサン等の過剰の非極性有機溶媒に添加され、ＰＰＦポリマーが沈殿される。約４０００ダルトン未満のＭ_ｎを有する実施形態においては、ＰＰＦポリマーは粘稠性流体となり、非極性有機溶媒から分離して、再び２つの層を形成することが理解されるべきである。次いで、流体ポリマー層は、分液漏斗を含むがこれに限定されない任意の従来の手段により回収され得る。ポリマーが固体である実施形態においては、ポリマーは、濾過又は遠心分離を含むがこれらに限定されない、固体を単離及び回収するための任意の従来の手段により有機溶媒から除去され得る。

（００１００） 回収された沈殿物は、次いで、全ての残留揮発性化合物を除去するために、真空中で１２時間から２４時間保持される。いくつかの実施形態において、回収された沈殿物は、全ての残留揮発性化合物を除去するために、室温で一晩保持される。

（００１０１） いくつかの実施形態において、スキーム１におけるステップＩＩの反応は、水還流冷却器を装備した丸底フラスコ内でＰＰＭポリマーをＣＨＣｌ_３（１ｍｏｌ／Ｌ）中に溶解した後、ジエチルアミン（０．１当量）等の触媒をＰＰＭ中間体に添加することを含んでもよい。異性化は、窒素雰囲気下、約５５℃で約２０時間行われる。次いで、得られた混合物は、回転蒸発により濃縮され、リン酸緩衝生理食塩水（０．５Ｍ、ｐＨ＝６）で洗浄されて、ジエチルアミンが除去される。次いで、有機層は、分離後に回収され、有機層に硫酸ナトリウムが添加されて、水が除去される。次いで、濃縮された有機層がヘキサン中で数回沈殿されて、不純物が除去される。沈殿物が回収され、真空下で一晩室温で保持されて、全ての揮発性物質が除去され、本発明の１つ又は複数の実施形態によるＰＰＦポリマーが残される。

（００１０２） 低分子量で非毒性の吸収性ＰＰＦポリマー、及び上述のＰＰＦポリマーを作製するための新規な方法は、当技術分野において知られている同等のポリマー及び方法に勝る大幅な改善を示す。上述のＰＰＦポリマーは、当技術分野において知られた様々な段階成長重合法に付き物である、分子質量分布の制御の難しさを克服した。上述の方法を使用して生成された低分子量で非毒性の吸収性ＰＰＦポリマーは、低い多分散性、及びバッチ間で一貫した特性を有する。この一貫性は、細胞毒性試験、材料特性試験、小動物モデル、大型動物モデル及び試験的な人間における臨床試験に必要な、ＦＤＡにより実施されている医薬品適正製造基準（ＧＭＰ）の要件、ならびに／又は該当するＡＳＴＭ及びＩＳＯ標準だけでなくＦＤＡガイドラインに適合するのに十分となり得ると考えられる。

（００１０３） 当業者に明らかなように、使用される流体ポリマー樹脂の粘度、ひいては流動性は、ある特定の３Ｄ印刷法において重要な変数である。一般に、使用されるポリマー樹脂の粘度が高い（すなわち流動性が低い）ほど、光架橋法（例えば、３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ、ＳＣ）ステレオリソグラフィー、又はＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｄａｌｌａｓ、ＴＸ） Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（商標）チップの使用）により３Ｄ物体を印刷するのにより長い時間を要する。いくつかの実施形態において、本発明の実施形態によるポリマーを使用して調製された３Ｄ印刷樹脂の流動性は、樹脂の加熱により、又はＤＥＦ等の非毒性溶媒の添加により増加され得る。実際は、過度の熱はポリマーの自己触媒をもたらす可能性があり、また過度のＤＥＦが使用された場合、得られる部品の材料特性を劇的に低減する可能性があるため、粘度を低減するこれらの方法は制限されている。さらに、Ｍ_ｎ及びＤ_ｍは、予測可能であり、また周知であるため、異なるＭ_ｎを有するバッチをブレンドして、所望の粘度、分解及び／又は他の特徴を得ることができる。溶媒等の低分子量ＰＰＦを使用して、ブレンドされたポリマーの粘度を低減し、またそれにより本発明のＰＰＦポリマーで作製された３Ｄ印刷樹脂の流動性を得ることが可能となり得ると考えられる。

（００１０４） さらに、上述の新規な方法は拡張可能であり、ＰＰＦの段階成長重合の先行技術と比較して、ＰＰＦポリマーを合成するために必要な時間及び費用において、予想外の革新的な改善を構成する。特に、ＰＰＦポリマーを合成する既知の段階成長法は遅く、労働集約的であり、非常に費用を要する。これらの方法を使用すると、可変量のＰＰＦポリマーを生成するために約２週間を要する。このプロセスは、ほぼ持続的な監視を必要とする。このプロセスは、高いエネルギー（熱）入力、高真空、長い反応時間を必要とし、また制御されていない分子質量分布、共役付加副反応、及び不要な架橋を伴って、低い変換率をもたらし、これらはすべて、最終生成物の機械的特性及び分解速度に大きく影響する。先行技術の段階成長重合法を用いて数週間かかっていたものが、本明細書に記載のような本発明の実施形態による方法を用いて、標準的な（安価な）機器で量に依存して３日から７日で達成され得る。標準的な実験室の機器を使用すれば、グラム当たりのコストが劇的に低減される。さらに、これらの方法の拡張性は、時間及び費用の削減を大きく融合させる。本明細書に記載の新規な方法は、ＧＭＰレベルの手順及び機器を使用して、キログラム当たりのコストを大幅に低減すると考えられる。確かに、これらの方法は、活動を商業的に実現可能とし得ると考えられる。

（００１０５） さらに、本発明は、開環法を使用して調製された既知のＰＰＦポリマーの３Ｄ印刷への使用に付き物である問題を克服する。粘稠性でありながら比較的低い分子量を有する本発明の実施形態によるＰＰＦポリマーは、流動性である。

（００１０６） 以下の実施例は、本発明をより十分に例示するために提供されるが、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。さらに、実施例のいくつかは、本発明が機能し得る様式に関する結論を含み得るが、本発明者は、それらの結論に束縛されることを意図せず、それを可能な説明として提示するにすぎない。さらに、過去形の使用により述べられない限り、実施例の提示は、実験もしくは手順が行われた、もしくは行われなかったこと、又は、結果が実際に得られた、もしくは得られなかったことを暗示するものではない。使用される数字（例えば、量、温度）に関して正確性を確保するように努力がなされたが、ある程度の実験誤差及び偏差が存在し得る。別段に指定されない限り、部は、重量部であり、分子量は、重量平均分子量であり、温度は、摂氏温度であり、圧力は、大気圧又は大気圧近傍である。

材料及び方法
（００１０７） 本明細書において別段に記載されない限り、使用された材料は、以下の表５．１に記載されるものである。

（００１０８） 本明細書において別段に記載されない限り、本明細書に記載の分析方法は、以下の表５．２に記載される機器及び条件を使用して行われた。

（００１０９） ^１Ｈ及び^１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルは、Ｖａｒｉａｎ ＮＭＲＳ ３００ＭＨｚ機器で記録した。重水素で置換されたクロロホルム（ＣＤＣｌ_３）を溶媒として使用した。化学シフトδ（ｐｐｍ）は、残留プロトン信号に対して参照された。

（００１１０） ＰＰＦ試料の化学構造を、Ｂｒｕｋｅｒ Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ ＩＩＩマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型（ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ／ＴｏＦ）質量分析計によりさらに分析した。試料は、１０ｍｇ／ｍＬの最終濃度でＣＨＣｌ_３中に溶解した。マトリックスとしてのｔｒａｎｓ−２−［３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−メチル−２−プロペニリデン）マロノニトリル（ＤＣＴＢ）及び塩としてのＮａＴＦＡを１０：１で使用して、サンドイッチ法を用いた。絶対分子質量特性決定のために、末端基を同定した。

（００１１１） ＣＨＣｌ_３溶液から臭化カリウム（ＫＢｒ）ディスク上にキャストしたフィルム試料に対して、Ｅｘｃａｌｉｂｕｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＦＴＳ３０００及びＦＴＳ４０００シリーズ）により４００ｃｍ^−１から４０００ｃｍ^−１の波数範囲でＦＴＩＲスペクトルを記録した。各ポリマーの分子質量及び分子質量分布を、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）により決定した。狭い分子質量分布のポリスチレン標準（Ｍ_ｗ（ｇ／ｍｏｌ）：５８０；１２８０；３１８０；４９１０；１０４４０；２１，８１０；５１，１５０；９６，０００；２３０，９００）を用い、Ｗａｔｅｒｓ ２４１４ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ Ｄｅｔｅｃｔｏｒを有するＶｉｓｃｏｔｅｋ ＧＰＣｍａｘ ＶＥ ２０１１ ＧＰＣ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｓａｍｐｌｅ Ｍｏｄｕｌｅで、３５℃におけるＴＨＦ中でのＳＥＣ分析を行った。ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を得るために、ＴＡ Ｑ２０００示差走査熱量計を使用して、−１００℃から１００℃で１０℃／分の走査速度で、ＰＰＦの熱特性をＤＳＣにより特性決定した。

実施例１‐１
ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）の代表的合成
（００１１２） ５００ｍＬの丸底フラスコ内で、無水マレイン酸（ＭＡｎ）７０．０６ｇ（７１４ｍｍｏｌ）及びプロピレンオキシド（ＰＯ）５０．０ｍＬ（７１４ｍｍｏｌ）を、１００ｍＬのトルエン中に、窒素雰囲気下で室温で溶解した。持続的な磁気撹拌により、モノマーの全てがトルエン中に溶解した後、２７２．３４ｍｇ（２．３８ｍｍｏｌ、ＭＡｎ／Ｍｇ（ＯＥｔ）_２のモル比＝３００：１）のＭｇ（ＯＥｔ）_２を混合物に添加し、還流冷却器を装備したシリコーン油浴内にフラスコを移動し、８０℃で重合を開始させた。重合を進行させ、決められた時点（３時間、６時間、１８時間、２４時間及び４８時間）でアリコートを採取した。ＭＡｎ／Ｍｇ（ＯＥｔ）_２＝２００：１、１００：１のモル比を取り入れた同様の試験もまた行った。指定された重合時間の後、系を窒素下で周囲温度まで冷却し、減圧条件に供して揮発性材料を除去した。残渣を、無機Ｍｇ（ＯＥｔ）_２化合物を除去するために微量の塩酸（ＨＣｌ）を含有する水で洗浄したクロロホルム（ＣＨＣｌ_３）で希釈した。回転蒸発後に有機層をヘキサンに注ぎ込み、沈殿したポリマー混合物を、最小限の量のＣＨＣｌ_３中に再び溶解した。次いで、残渣を回転蒸発により濃縮した。真空下で一晩周囲温度で生成物を乾燥させ、全ての揮発性物質を除去した後、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）が得られ、次いで、^１Ｈ ＮＭＲ特性決定後の各時点で、分子質量及び質量分布特性をサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）により特性決定した。^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，クロロホルム−ｄ δ ｐｐｍ １．１３〜１．４１（ｄ，３Ｈ，ＯＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）、４．０４〜４．３６（ｍ，２Ｈ，ＯＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）、５．２３〜５．３０（ｍ，１Ｈ，ＯＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）、６．２４〜６．４２（ｍ，２Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ（シス配置））図１を参照されたい。

実施例１‐２
ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）の異性化のための一般手順
（００１１３） 水還流冷却器を装備した丸底フラスコ内でポリマーをＣＨＣｌ_３中に溶解した後、ジエチルアミン（０．１５当量）をポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）に添加し、窒素雰囲気下、５５℃で２４時間の異性化を開始させた。次いで、混合物を、回転蒸発により濃縮し、リン酸緩衝生理食塩水（０．５Ｍ、ｐＨ＝６）で洗浄して、ジエチルアミンを除去した。次いで、有機層をヘキサン中で数回沈殿させ、不純物を除去した。沈殿物を回収し、真空下、室温で一晩保持し、全ての揮発性物質を除去した。次いで、特性決定のために^１ＨＮＭＲを使用した。^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，クロロホルム−ｄ）δ ｐｐｍ １．１１〜１．４３（ｄ，３Ｈ，ＯＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）、４．０９〜４．３９（ｍ，２Ｈ，ＯＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）、５．２１〜５．３５（ｍ，１Ｈ，ＯＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）、６．８３〜６．９１（ｍ，２Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ（トランス配置））。

大量バッチ合成（Ｍ_ｎ＝１．５ｋＤａ）
１．ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）の合成
（００１１４） ２Ｌの丸底フラスコ内で、無水マレイン酸（２８５６ｍｍｏｌ）及びプロピレンオキシド（２８５６ｍｍｏｌ）を、窒素下、周囲温度でトルエン（４００ｍＬ）中に溶解した。磁気撹拌で全てのモノマーをトルエン中に溶解した後、Ｍｇ（ＯＥｔ）_２（１１９ｍｍｏｌ；ＭＡｎ：Ｍｇ（ＯＥｔ）_２のモル比＝２４：１）を混合物に添加し、水還流冷却器を装備したシリコーン油浴内にフラスコを移動して、８０℃で４０時間の重合を開始させた。指定された重合時間の後、系を窒素下で室温まで冷却し、蒸発させて全ての揮発性物質を除去し、次いで、無機化合物を除去するために微量のＨＣｌを含有する水で洗浄されたＣＨＣｌ_３で希釈した。回転蒸発後、有機層をヘキサンに注ぎ込み、沈殿したポリマー混合物を最小限の量のＣＨＣｌ_３中に再び溶解し、次いでこれを回転蒸発により濃縮した。真空下で一晩室温で生成物を乾燥させ、全ての揮発性物質を除去した後、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）（ＰＰＭ）が得られ、次いで、^１Ｈ ＮＭＲ特性決定及び^１３Ｃ ＮＭＲ特性決定後、分子質量及び質量分布特性をＳＥＣにより特性決定した（ＳＥＣ：Ｍ_ｎ １２００Ｄａ；^１Ｈ ＮＭＲは図１を参照されたい；^１３Ｃ ＮＭＲは図２中に示されている）。^１３Ｃ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，クロロホルム−ｄ）δ（ｐｐｍ）：１６４．６４、１６４．６３、１６４．３５；１３０．４２、１２９．９２、１２９．７８、１２９．２５；６９．１５；６６．３７；１６．１９。

２．ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）の異性化
（００１１５） 水還流冷却器を装備した丸底フラスコ内でポリマーをＣＨＣｌ_３（１ｍｏｌ／Ｌ）中に溶解した後、ジエチルアミン（０．１５当量）をポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）に添加し、窒素雰囲気下、５５℃で２０時間の異性化を開始させた。次いで、混合物を、回転蒸発により濃縮し、リン酸緩衝生理食塩水（０．５Ｍ、ｐＨ＝６）で洗浄して、ジエチルアミンを除去した。有機層を分離後に回収し、有機層に硫酸ナトリウムを添加して水を除去した。次いで、濃縮された有機層をヘキサン中で数回沈殿させ、不純物を除去した。沈殿物を回収し、真空中室温で一晩保持し、全ての揮発性物質を除去し、次いで、^１Ｈ−ＮＭＲ特性決定後に、分子質量及び質量分布特性を特性決定した。表１（ＰＰＦ試料番号２、Ｍ_ｎ １２７０Ｄａ、Ｄ_ｍ １．５）及び図１を参照されたい。

５つのＭ_ｎレベルにおけるＰＰＦポリマーの大量バッチ合成
（Ｍ_ｎ＝０．７ｋＤａ、１．２７ｋＤａ、１．８６ｋＤａ、２．４５ｋＤａ、及び３．１６ｋＤａ）
（００１１６） 以下の表６に記載の重合パラメータを使用して、実施例２において上述の大量バッチＰＰＦ手順を使用して０．７ｋＤａ、１．２７ｋＤａ、１．８６ｋＤａ、２．４５ｋＤａ、及び３．１６ｋＤａのＭ_ｎを有するＰＰＦポリマーを合成した。

ＰＰＦ Ｎｏ．１においては、反応は周囲温度で自発的に開始し、約８６℃の温度に達したことが留意されるべきである。熱は加えられなかった。

（００１１７） ^１Ｈ ＮＭＲ、^１３Ｃ ＮＭＲ、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型、ＦＴＩＲ及びＵＶ−Ｖｉｓスペクトルにおける各特性ピーク又はバンドの位置及び相対強度を使用して、生成物の化学構造を証明した。Ｖａｒｉａｎ ＮＭＲＳ ３００ＭＨｚ機器を用いて、核磁気共鳴（ＮＭＲ）プロトンスペクトル及び核磁気共鳴（ＮＭＲ）炭素スペクトルを記録した。重水素で置換されたクロロホルム（ＣＤＣｌ_３）を溶媒として使用した。化学シフトδ（ｐｐｍ）は、残留プロトン信号に対して参照された。ＰＰＦ試料の化学構造を、Ｂｒｕｋｅｒ Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ ＩＩＩ ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ／ＴｏＦ質量分析計によりさらに分析した。試料は、１０ｍｇ／ｍＬの最終濃度でＣＨＣｌ_３中に溶解した。マトリックスとしてのｔｒａｎｓ−２−［３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−メチル−２−プロペニリデン）マロノニトリル（ＤＣＴＢ）及び塩としてのＮａＴＦＡを１０：１で使用して、サンドイッチ法を用いた。ＣＨＣｌ_３溶液から臭化カリウム（ＫＢｒ）ディスク上にキャストしたフィルム試料に対して、Ｅｘｃａｌｉｂｕｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＦＴＳ３０００及びＦＴＳ４０００シリーズ）により４００ｃｍ^−１から４０００ｃｍ^−１の波数範囲でＦＴＩＲスペクトルを記録した。ＨＰ Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ８４５３ ＵＶ−Ｖｉｓ機器を使用して、１９０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲で、アセトニトリル中のポリマーの希釈溶液によりＵＶ−可視スペクトルを得た。

（００１１８） 各ポリマーの分子質量及び分子質量分布を、ＳＥＣにより決定した。狭い分子質量分布のポリスチレン標準（Ｍ_ｗ（ｇ／ｍｏｌ）：５８０、１２８０、３１８０、４９１０、１０４４０、２１８１０、５１１５０、９６０００、２３０９００）を用い、Ｗａｔｅｒｓ ２４１４ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ Ｄｅｔｅｃｔｏｒを有するＶｉｓｃｏｔｅｋ ＧＰＣｍａｘ ＶＥ ２０１１ ＧＰＣ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｓａｍｐｌｅ Ｍｏｄｕｌｅで、３５℃におけるＴＨＦ中でのＳＥＣ分析を行った。

（００１１９） ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を得るために、ＴＡ Ｑ２０００示差走査熱量計を使用して、−１００℃から１００℃で１０℃／分の走査速度で、ＰＰＦの熱特性をＤＳＣにより特性決定した。以下の実施例４に記載の手順を使用して、５つの分子質量レベルでのＰＰＦ試料の固有粘度を、Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ粘度計によりＴＨＦ中で３５℃で試験した。上記表１を参照されたい。（図３もまた参照されたい）。

ＰＰＦポリマーの固有粘度測定のための一般手順
（００１２０） 別段に指定されない限り、実施例３において合成されたＰＰＦ試料の固有粘度は、Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ粘度計を使用して、ＴＨＦ中で３５℃で測定した。各ＰＰＦ試料（Ｍ_ｎ：０．７ｋＤａ、１．２７ｋＤａ、１．８６ｋＤａ、２．４５ｋＤａ、及び３．１６ｋＤａ）を秤量し、メスフラスコ（１０ｍＬ）内でＴＨＦ中に希釈した。新たに蒸留したＴＨＦを、０．４５μｍフィルタでメスフラスコに１０ｍＬの標線まで添加し、封止した。毛細管粘度計を純ＴＨＦで清浄化した。恒温水浴を、３５℃の温度を維持するように加熱した。毛細管粘度計を、恒温浴内で少なくとも１５分間事前に平衡化し、熱平衡を確立した。注射器を使用して、毛細管粘度計の上部ボールの１／３超まで液体を充填し、次いで液体を下方に流動させた。ストップウォッチを使用して、液体が毛細管粘度計の第１の線を通過する時間を記録し、液体が毛細管粘度計の第２の線を通過したら、記録を終了した。この期間の時間を記録した。流動時間は、少なくとも５回記録した。毛細管粘度計を、ＰＰＦ及びＴＨＦで調製された５．０ｍＬの溶液でフィルタにより再充填した。毛細管粘度計を、恒温浴内に戻した。上述のように、少なくとも３回流動時間を測定し、記録した。次いで、５．０ｍＬ、３．０ｍＬ及びさらに１．８ｍＬ又は２．０ｍＬ（結果に依存する）の純ＴＨＦ溶媒を、それぞれフィルタを使用して毛細管粘度計内に添加し、対応する流動時間をそれぞれ少なくとも３回測定及び記録した。各ＰＰＦポリマーに対する計算及び実験の詳細は、実施例５〜９に記される。

ＰＰＦポリマー（Ｍ_ｎ＝７００Ｄａ）の固有粘度
実験
（００１２１） 材料及び機器。恒温浴、Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ毛細管粘度計（Ｃａｎｎｏｎ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ、ＰＡ、１６８０４、００１６、ＵＳＡ、５０ Ｌ７９）、ストップウォッチ（精度：０．０１秒）、ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）試料、純ＴＨＦ溶媒、化学天秤、メスフラスコ（１０ｍＬ）、フィルタ（０．４５μｍ）。

（００１２２） 調製。各ＰＰＦ試料を秤量し、メスフラスコ（１０ｍＬ）内でＴＨＦ中に希釈した。純ＴＨＦをフィルタによりメスフラスコに１０ｍＬの標線まで添加し、次いで栓をした。

（００１２３） 測定。まず、毛細管粘度計を純ＴＨＦで濯ぎ、次いで純ＴＨＦをフィルタにより適切なレベルまで充填した。恒温水浴を、３５℃の温度を維持するように加熱した。毛細管粘度計を、恒温浴内で少なくとも１５分間保持し、熱平衡を確立した。注射器を使用して、毛細管粘度計の上部ボールの１／３超まで液体を充填し、次いで液体を下方に流動させた。ストップウォッチを使用して、液体が毛細管粘度計の第１の線を超えて流動する時間を記録し、液体が毛細管粘度計の第２の線を通過したら、記録を終了した。この期間の時間を記録した。流動時間は、少なくとも５回測定し、０．２秒以下のΔｔを３回得た。次いで、毛細管粘度計内のＴＨＦを注ぎ出した。毛細管粘度計を、ＰＰＦ及びＴＨＦで調製された５ｍＬの溶液でフィルタにより再充填した。毛細管粘度計を、恒温浴内に戻した。上記手順のように、少なくとも３回流動時間を測定し、記録した。次いで、５ｍＬ、３ｍＬ及びさらに１．８ｍＬ（結果に依存する）の純ＴＨＦ溶媒を、それぞれフィルタにより毛細管粘度計内に添加し、上記手順のように、対応する流動時間をそれぞれ少なくとも３回測定及び記録した。

結果及び考察
（００１２４） 流動時間。実験において、異なる濃度（ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２、ｃ_３、及びｃ_４）を有する溶液の流動時間が得られた。流動時間の平均値及び誤差を計算した。７００ＤａのＰＰＦの代表的データを、表７に示す。

（００１２５） 実験から得られたデータに基づき、以下の式を用いて一連の量を計算した。

（式１）

（式２）
η_ｓｐ＝η_ｒ−１ （２）

（式３）

（式４）

式中、η_ｒは、相対粘度であり、η_ｓｐは、比粘度であり、η_ｉｎｈは、固有粘度であり、η_ｒｅｄは、低減された比粘度であり、η_ｉは、溶液の粘度であり、η_０は、溶媒の粘度であり、ｔ_ｉは、溶液の流動時間であり、ｔ_０は、溶媒の流動時間であり、ｃは、溶液の濃度である。結果を表８に示す。

（００１２６） 次いで、Ｈｕｇｇｉｎｓの式及びＫｒａｅｍｅｒの式（式中、［η］は、固有粘度であり、ｋ’、ｋ”は、定数である）により、固有粘度（［η］）を得ることができる。
Ｈｕｇｇｉｎｓの式：
（式５）
η_ｓｐ／ｃ＝［η］＋ｋ’［η］^２ｃ （５）
Ｋｒａｅｍｅｒの式：
（式６）
ｌｎ（η_ｒ）／ｃ＝［η］＋ｋ”［η］^２ｃ （６）
η_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃは共に、図１０に示されるように、ｏｒｉｇｉｎ ８．０によりｃに対してプロットされた（以下の表９も参照されたい）。図１０のη_ｓｐ／ｃ対ｃのフィッティングされた線に関して、ｏｒｉｇｉｎ ８．０により直線フィッティングが得られた。

（００１２７） 図１０によれば、低減された粘度と濃度との間の関係は、η_ｓｐ／ｃ＝０．００２５３＋０．００００１４９ｃである。式５と比較して、以下を得ることができる。
［η］＝０．００２５３Ｌ／ｇ
σ_［η］＝０．０００１３４Ｌ／ｇ
［η］_ｌ＝（０．００２５３±０．０００１３４）Ｌ／ｇ
同様に、固有粘度と濃度との間の関係は、ｌｎη_ｒ／ｃ＝０．００３２２＋０．０００００２５ｃであり、式６と比較すると、以下が得られる。
［η］_２＝（０．００３２２±０．０００１２）Ｌ／ｇ
［η］の平均が、最終結果として処理される。

［η］＝０．００２９±０．０００１Ｌ／ｇ

（００１２８） 誤差分析。誤差は、多くの側面から生じ得る。（１）溶液の濃度が正確ではない可能性がある；（２）流動時間が目による誤差に起因して正確ではない可能性がある；（３）粘度計における温度が、恒温浴の温度と等しくない可能性がある。

ＰＰＦポリマー（Ｍ_ｎ＝１２７０Ｄａ）の固有粘度
実験
（００１２９） この実施例において使用された材料及び機器、ならびに調製は、上記実施例４及び５に記載のものと同じであった。

（００１３０） 測定。まず、毛細管粘度計を純ＴＨＦで濯ぎ、次いで純ＴＨＦをフィルタにより適切なレベルまで充填した。恒温浴を、３５℃の温度を維持するように加熱した。毛細管粘度計を、恒温浴内で少なくとも１５分間保持し、熱平衡を確立した。注射器を使用して、毛細管粘度計の上部ボールの１／３超まで液体を充填し、次いで液体を下方に流動させた。ストップウォッチを使用して、液体が毛細管粘度計の第１の線を超えて流動する時間を記録し、液体が毛細管粘度計の第２の線を通過したら、記録を終了した。この期間の時間を記録した。流動時間は、少なくとも５回測定し、０．２秒以下のΔｔを３回得た。次いで、毛細管粘度計内のＴＨＦを注ぎ出した。毛細管粘度計を、ＰＰＦ及びＴＨＦで調製された５ｍＬの溶液でフィルタにより再充填した。毛細管粘度計を、恒温浴内に戻した。上記手順のように、少なくとも３回流動時間を測定し、記録した。次いで、５ｍＬ、３ｍＬ及びさらに２ｍＬ（結果に依存する）の純ＴＨＦ溶媒を、それぞれフィルタにより毛細管粘度計内に添加し、上記手順のように、対応する流動時間をそれぞれ少なくとも３回測定及び記録した。

結果及び考察
（００１３１） 流動時間。実験において、異なる濃度（ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２、ｃ_３、及びｃ_４）を有する溶液の流動時間が得られた。流動時間の平均値及び誤差を計算した。１２７０ＤａのＰＰＦの代表的データを、表１０に示す。

（００１３２） 実験から得られたデータに基づき、以下の式を用いて一連の量を計算した。

（式１）

（式２）
η_ｓｐ＝η_ｒ−１ （２）

（式３）

（式４）

式中、η_ｒは、相対粘度であり、η_ｓｐは、比粘度であり、η_ｉｎｈは、固有粘度であり、η_ｒｅｄは、低減された比粘度であり、η_ｉは、溶液の粘度であり、η_０は、溶媒の粘度であり、ｔ_ｉは、溶液の流動時間であり、ｔ_０は、溶媒の流動時間であり、ｃは、溶液の濃度である。結果を表１１に示す。

（００１３３） 次いで、Ｈｕｇｇｉｎｓの式及びＫｒａｅｍｅｒの式（式中、［η］は、固有粘度であり、ｋ’、ｋ”は、定数である）により、固有粘度（［η］）を得ることができる。
Ｈｕｇｇｉｎｓの式：
（式５）
η_ｓｐ／ｃ＝［η］＋ｋ’［η］^２ｃ （５）
Ｋｒａｅｍｅｒの式：
（式６）
ｌｎ（η_ｒ）／ｃ＝［η］＋ｋ”［η］^２ｃ （６）
η_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃは共に、図１１に示されるように、ｏｒｉｇｉｎ ８．０によりｃに対してプロットされた（以下の表１２も参照されたい）。図１１のη_ｓｐ／ｃ対ｃのフィッティングされた線に関して、ｏｒｉｇｉｎ ８．０により直線フィッティングが得られた。

（００１３４） 図１１によれば、低減された粘度と濃度との間の関係は、η_ｓｐ／ｃ＝０．００４９８＋０．００００００９５７ｃである。式５と比較して、以下を得ることができる。
［η］＝０．００４９８Ｌ／ｇ
σ_［η］＝０．０００００１５９Ｌ／ｇ
［η］_ｌ＝（０．００４９８±０．０００００１５９）Ｌ／ｇ

（００１３５） 同様に、固有粘度と濃度との間の関係は、ｌｎη_ｒ／ｃ＝０．００４８２＋０．００００１８３ｃであり、式６と比較すると、以下が得られる。
［η］_２＝（０．００４８２±０．００００１１７）Ｌ／ｇ

（００１３６） ［η］の平均が、最終結果として処理される。

［η］＝０．００４９０±０．００００１Ｌ／ｇ

ＰＰＦポリマー（Ｍ_ｎ＝１８６０Ｄａ）の固有粘度
実験
（００１３７） この実施例において使用された材料及び機器、ならびに調製は、上記実施例４に記載のものと同じであった。

（００１３８） 測定。まず、毛細管粘度計を純ＴＨＦで濯ぎ、次いで純ＴＨＦをフィルタにより適切なレベルまで充填した。恒温浴を、３５℃の温度を維持するように加熱した。毛細管粘度計を、恒温浴内で少なくとも１５分間保持し、熱平衡を確立した。注射器を使用して、毛細管粘度計の上部ボールの１／３超まで液体を充填し、次いで液体を下方に流動させた。ストップウォッチを使用して、液体が毛細管粘度計の第１の線を超えて流動する時間を記録し、液体が毛細管粘度計の第２の線を通過したら、記録を終了した。この期間の時間を記録した。流動時間は、少なくとも５回測定し、０．２秒以下のΔｔを３回得た。次いで、毛細管粘度計内のＴＨＦを注ぎ出した。毛細管粘度計を、ＰＰＦ及びＴＨＦで調製された５ｍＬの溶液でフィルタにより再充填した。毛細管粘度計を、恒温浴内に戻した。上記手順のように、少なくとも３回流動時間を測定し、記録した。次いで、５ｍＬ、３ｍＬ及びさらに２ｍＬ（結果に依存する）の純ＴＨＦ溶媒を、それぞれフィルタにより毛細管粘度計内に添加し、上記手順のように、対応する流動時間をそれぞれ少なくとも３回測定及び記録した。

結果及び考察
（００１３９） 流動時間。実験において、異なる濃度（ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２、ｃ_３、及びｃ_４）を有する溶液の流動時間が得られた。流動時間の平均値及び誤差を計算した。１８６０ＤａのＰＰＦの代表的データを、表１３に示す。

（００１４０） 実験から得られたデータに基づき、以下の式を用いて一連の量を計算した。

（式１）

（式２）
η_ｓｐ＝η_ｒ−１ （２）

（式３）

（式４）

式中、η_ｒは、相対粘度であり、η_ｓｐは、比粘度であり、η_ｉｎｈは、固有粘度であり、η_ｒｅｄは、低減された比粘度であり、η_ｉは、溶液の粘度であり、η_０は、溶媒の粘度であり、ｔ_ｉは、溶液の流動時間であり、ｔ_０は、溶媒の流動時間であり、ｃは、溶液の濃度である。結果を表１４に示す。

（００１４１） 次いで、Ｈｕｇｇｉｎｓの式及びＫｒａｅｍｅｒの式（式中、［η］は、固有粘度であり、ｋ’、ｋ”は、定数である）により、固有粘度（［η］）を得ることができる。
Ｈｕｇｇｉｎｓの式：
（式５）
η_ｓｐ／ｃ＝［η］＋ｋ’［η］^２ｃ （５）
Ｋｒａｅｍｅｒの式：
（式６）
ｌｎ（η_ｒ）／ｃ＝［η］＋ｋ”［η］^２ｃ （６）
η_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃは共に、図１２に示されるように、ｏｒｉｇｉｎ ８．０によりｃに対してプロットされた（以下の表１５も参照されたい）。図１２のη_ｓｐ／ｃ対ｃのフィッティングされた線に関して、ｏｒｉｇｉｎ ８．０により直線フィッティングが得られた。

（００１４２） 図１２によれば、低減された粘度と濃度との間の関係は、η_ｓｐ／ｃ＝０．００４８７＋０．００００４７６ｃである。式５と比較して、以下を得ることができる。
［η］＝０．００４８７Ｌ／ｇ ［η］＝０．００４８７Ｌ／ｇ
σ_［η］＝０．０００２４Ｌ／ｇ σ_［η］＝０．０００２４Ｌ／ｇ
［η］_ｌ＝（０．００４８７±０．０００２４）Ｌ／ｇ ［η］_ｌ＝（０．００４８７±０．０００２４）Ｌ／ｇ

（００１４３） 同様に、固有粘度と濃度との間の関係は、ｌｎηｒ／ｃ＝０．００５７１＋０．０００００９２１ｃであり、式６と比較すると、以下が得られる。
［η］_２＝（０．００５７１±０．０００１０９）Ｌ／ｇ ［η］_２＝（０．００５７１±０．０００１０９）Ｌ／ｇ

（００１４４） ［η］の平均が、最終結果として処理される。

［η］＝０．００５２９±０．０００１３Ｌ／ｇ

ＰＰＦポリマー（Ｍ_ｎ＝＝２４５０Ｄａ）の固有粘度
実験

（００１４５） この実施例において使用された材料及び機器、ならびに調製は、上記実施例４に記載のものと同じであった。

（００１４６） 測定。まず、毛細管粘度計を純ＴＨＦで濯ぎ、次いで純ＴＨＦをフィルタにより適切なレベルまで充填した。恒温浴を、３５℃の温度を維持するように加熱した。毛細管粘度計を、恒温浴内で少なくとも１５分間保持し、熱平衡を確立した。注射器を使用して、毛細管粘度計の上部ボールの１／３超まで液体を充填し、次いで液体を下方に流動させた。ストップウォッチを使用して、液体が毛細管粘度計の第１の線を超えて流動する時間を記録し、液体が毛細管粘度計の第２の線を通過したら、記録を終了した。この期間の時間を記録した。流動時間は、少なくとも５回測定し、０．２秒以下のΔｔを３回得た。次いで、毛細管粘度計内のＴＨＦを注ぎ出した。毛細管粘度計を、ＰＰＦ及びＴＨＦで調製された５ｍＬの溶液でフィルタにより再充填した。毛細管粘度計を、恒温浴内に戻した。上記手順のように、少なくとも３回流動時間を測定し、記録した。次いで、５ｍＬ、３ｍＬ及びさらに２ｍＬ（結果に依存する）の純ＴＨＦ溶媒を、それぞれフィルタにより毛細管粘度計内に添加し、上記手順のように、対応する流動時間をそれぞれ少なくとも３回測定及び記録した。

結果及び考察
（００１４７） 流動時間。実験において、異なる濃度（ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２、ｃ_３、ｃ_４）を有する溶液の流動時間が得られた。流動時間の平均値及び誤差を計算した。２４５０ＤａのＰＰＦの代表的データを、表１６に示す。

（００１４８） 実験から得られたデータに基づき、以下の式を用いて一連の量を計算した。

（式１）

（式２）
η_ｓｐ＝η_ｒ−１ （２）

（式３）

（式４）

式中、η_ｒは、相対粘度であり、η_ｓｐは、比粘度であり、η_ｉｎｈは、固有粘度であり、η_ｒｅｄは、低減された比粘度であり、η_ｉは、溶液の粘度であり、η_０は、溶媒の粘度であり、ｔ_ｉは、溶液の流動時間であり、ｔ_０は、溶媒の流動時間であり、ｃは、溶液の濃度である。結果を表１７に示す。

（００１４９） 次いで、Ｈｕｇｇｉｎｓの式及びＫｒａｅｍｅｒの式（式中、［η］は、固有粘度であり、ｋ’、ｋ”は、定数である）により、固有粘度（［η］）を得ることができる。
Ｈｕｇｇｉｎｓの式：
（式５）
η_ｓｐ／ｃ＝［η］＋ｋ’［η］^２ｃ （５）
Ｋｒａｅｍｅｒの式：
（式６）
ｌｎ（η_ｒ）／ｃ＝［η］＋ｋ”［η］^２ｃ （６）
η_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃは共に、図１３に示されるように、ｏｒｉｇｉｎ ８．０によりｃに対してプロットされた（以下の表１８も参照されたい）。図１３のη_ｓｐ／ｃ対ｃのフィッティングされた線に関して、ｏｒｉｇｉｎ ８．０により直線フィッティングが得られた。

（００１５０） 図１３によれば、低減された粘度と濃度との間の関係は、η_ｓｐ／ｃ＝０．００６１１＋０．００００５５３ｃである。式５と比較して、以下を得ることができる。
［η］＝０．００６１１Ｌ／ｇ
σ_［η］＝０．００００２８２Ｌ／ｇ
［η］_ｌ＝（０．００６１１±０．００００２８２）Ｌ／ｇ

（００１５１） 同様に、固有粘度と濃度との間の関係は、ｌｎη_ｒ／ｃ＝０．００６３３＋０．００００２０５ｃであり、式６と比較すると、以下が得られる。
［η］_２＝（０．００６３３±０．００００７２）Ｌ／ｇ

（００１５２） ［η］の平均が、最終結果として処理される。

［η］＝０．００６２２±０．００００６Ｌ／ｇ

ＰＰＦポリマー（Ｍ_ｎ＝３１６０Ｄａ）の固有粘度
実験
（００１５３） この実施例において使用された材料及び機器、ならびに調製は、上記実施例４に記載のものと同じであった。

（００１５４） 測定。まず、毛細管粘度計を純ＴＨＦで濯ぎ、次いで純ＴＨＦをフィルタにより適切なレベルまで充填した。恒温浴を、３５℃の温度を維持するように加熱した。毛細管粘度計を、恒温浴内で少なくとも１５分間保持し、熱平衡を確立した。注射器を使用して、毛細管粘度計の上部ボールの１／３超まで液体を充填し、次いで液体を下方に流動させた。ストップウォッチを使用して、液体が毛細管粘度計の第１の線を超えて流動する時間を記録し、液体が毛細管粘度計の第２の線を通過したら、記録を終了した。この期間の時間を記録した。流動時間は、少なくとも５回測定し、０．２秒以下のΔｔを３回得た。次いで、毛細管粘度計内のＴＨＦを注ぎ出した。毛細管粘度計を、ＰＰＦ及びＴＨＦで調製された５ｍＬの溶液でフィルタにより再充填した。毛細管粘度計を、恒温浴内に戻した。上記手順のように、少なくとも３回流動時間を測定し、記録した。次いで、５ｍＬ、３ｍＬ及びさらに２ｍＬ（結果に依存する）の純ＴＨＦ溶媒を、それぞれフィルタにより毛細管粘度計内に添加し、上記手順のように、対応する流動時間をそれぞれ少なくとも３回測定及び記録した。

結果及び考察
（００１５５） 流動時間。実験において、異なる濃度（ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２、ｃ_３、ｃ_４）を有する溶液の流動時間が得られた。流動時間の平均値及び誤差を計算した。３１６０ＤａのＰＰＦの代表的データを、表１９に示す。

（００１５６） 実験から得られたデータに基づき、以下の式を用いて一連の量を計算した。

（式１）

（式２）
η_ｓｐ＝η_ｒ−１ （２）

（式３）

（式４）

式中、η_ｒは、相対粘度であり、η_ｓｐは、比粘度であり、η_ｉｎｈは、固有粘度であり、η_ｒｅｄは、低減された比粘度であり、η_ｉは、溶液の粘度であり、η_０は、溶媒の粘度であり、ｔ_ｉは、溶液の流動時間であり、ｔ_０は、溶媒の流動時間であり、ｃは、溶液の濃度である。結果を表２０に示す。

（００１５７） 次いで、Ｈｕｇｇｉｎｓの式及びＫｒａｅｍｅｒの式（式中、［η］は、固有粘度であり、ｋ’、ｋ”は、定数である）により、固有粘度（［η］）を得ることができる。
Ｈｕｇｇｉｎｓの式：
（式５）
η_ｓｐ／ｃ＝［η］＋ｋ’［η］^２ｃ （５）
Ｋｒａｅｍｅｒの式：
（式６）
ｌｎ（η_ｒ）／ｃ＝［η］＋ｋ”［η］^２ｃ （６）
η_ｓｐ／ｃ及びｌｎ（η_ｒ）／ｃは共に、図１４に示されるように、ｏｒｉｇｉｎ ８．０によりｃに対してプロットされた（以下の表２１も参照されたい）。図１４のη_ｓｐ／ｃ対ｃのフィッティングされた線に関して、ｏｒｉｇｉｎ ８．０により直線フィッティングが得られた。

（００１５８） 図１４によれば、低減された粘度と濃度との間の関係は、η_ｓｐ／ｃ＝０．００７２２＋０．００００７２８ｃである。式５と比較して、以下を得ることができる。
［η］＝０．００７２２Ｌ／ｇ
σ_［η］＝０．０００４１Ｌ／ｇ
［η］_ｌ＝（０．００７２２±０．０００４）Ｌ／ｇ

（００１５９） 同様に、固有粘度と濃度との間の関係は、ｌｎη_ｒ／ｃ＝０．００８３７＋０．０００００５４３ｃであり、式６と比較すると、以下が得られる。
［η］_２＝（０．００８３７±０．０００１３６）Ｌ／ｇ

（００１６０） ［η］の平均が、最終結果として処理される。

［η］＝０．００７８０±０．０００２２Ｌ／ｇ

印刷樹脂配合物
（００１６１） １４９６Ｄａの分子質量（Ｍ_ｎ）を有するポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）を、印刷試験に使用した。ポリマーの粘度を低減するために、ジエチルフマレート（ＤＥＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を、ＰＰＦに１：３の質量比で添加した。熱と共に、ＤＥＦを溶媒として使用して、光開始剤及びオキシベンゾンを溶解してから、３：１のＰＰＦ対ＤＥＦの質量比の樹脂に添加した。ドラフト内でこの混合物を撹拌し、２００°Ｆで加熱した。次いで、光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９及びＩｒｇａｃｕｒｅ ７８４（ＢＡＳＦ、Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、ならびにオキシベンゾン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加することにより、３：１のＰＰＦ：ＤＥＦ混合物から光架橋に好適な樹脂を形成し、追加のＤＥＦを添加して、１：１のＰＰＦ：ＤＥＦの質量比を達成した。最終樹脂配合物は、１：１のＰＰＦ対ＤＥＦの質量比を有し、ＰＰＦ及びＤＥＦの重量当たり、３％のＩｒｇａｃｕｒｅ ８１９、０．４％のＩｒｇａｃｕｒｅ ７８４、及び０．７％のオキシベンゾンを含有していた。

ポリ（プロピレンフマレート）硬化試験
（００１６２） ＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３ Ｍｉｎｉ Ｍｕｌｔｉ Ｌｅｎｓ（Ｄｅａｒｂｏｒｎ、ＭＩ）を使用して、ＰＰＦ樹脂に対する硬化試験を行った。硬化試験は、３Ｄスキャフォールドを成功裏に印刷するＰＰＦの可能性を測定するために行った。３０秒、６０秒、及び９０秒の露光時間で重複試験（ｎ＝４）を行った。露光時間は、３Ｄスキャフォールドの１層を印刷するのに要する時間に関連する。硬化試験を開始する前に、材料厚ゲージ（ＭＴＧ）（Ｃｈｅｃｋｌｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｔｉｃ、Ｃｅｄａｒｈｕｒｓｔ、ＮＹ）を使用して、２つの顕微鏡スライドの厚さを測定した。３５０ｍＷ ｄｍ^−２の標的放射照度の正方形のＵＶマスクを生成するように、Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３を較正した。較正中、１つのガラススライドの厚さを考慮した。均質性を確保するために、以前に言及した樹脂をドラフト内で２００°Ｆ近くまで加熱及び撹拌した。硬化試験を開始するために、ピペットを使用して、較正に使用された顕微鏡スライドの中心に５〜７滴の樹脂を滴下した。適切な試験時間を反映させるために、Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３上で露光時間を調節した。ＵＶ光の正方形マスクの上のＰｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３の較正プレート上にスライドを設置し、硬化試験を開始した。硬化試験の完了後、スライドをプリンタから外した。樹脂を含有するスライドの上部を拭くことができるように、スライドを裏返した。これは、スライドからいかなる過剰の液体樹脂も除去されること、また硬化した正方形の樹脂のみが残留することを確実とするために行った。別のスライド、すなわち試験前に測定されたスライドを、硬化した材料を含有するスライドの上に設置した。ＭＴＧを使用して、このスライドのスタックを測定した。間に硬化した材料を有する２つのスライドの厚さを、間に材料を有さずに互いにスタックされた２つのスライドの厚さと比較した。これらの２つの測定値の間の差を取って、硬化した材料の厚さを得た。このプロセスを、各硬化試験に対して繰り返した（ｎ＝４）。

３Ｄ光化学印刷（３５０μｍ細孔サイズ）
（００１６３） ３Ｄスキャフォールドの印刷を開始するために、３５０ｍＷ ｄｍ^−２の公称放射照度のＵＶマスクを生成するようにＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３ ３Ｄプリンタを較正した。スキャフォールド構成を選択し、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓソフトウェア（Ｄａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｃｏｒｐ．、Ｗａｌｔｈａｍ、ＭＡ）を使用して以前に作成された設計ファイルを得た。選択されたスキャフォールド構成は、３５０μｍの正方形の細孔及び底部に支持部を有する螺旋スリーブ設計であった（図１５を参照されたい）。５０ｍＬの樹脂を、Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３ ３Ｄプリンタのベースプレートに注ぎ込んだ。ビルドファイルは、Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｕｉｔｅ ２．６（ＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ、Ｄｅａｒｂｏｒｎ、ＭＩ）を使用して、コンピュータからプリンタに送信された。Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ（商標）３Ｄプリンタは、７５ｍｍ焦点距離レンズを使用して操作した。これにより、ＸＹ平面での４２μｍのネイティブ解像度が可能であった。ＸＹ平面における２１μｍのネイティブ解像度を可能にする解像度強化モジュール（ＥＲＭ）は、この試験には使用しなかった。印刷ジョブは、４時間１１分で完了した。スキャフォールドが終了したら、付随したスキャフォールドを含有するビルドプレートをプリンタから取り外した。スキャフォールドを、まず７０％アセトンで洗浄して、スキャフォールドの細孔内からいかなる未硬化樹脂も除去した。次いで、スキャフォールドを７０％のＥｔＯＨで軽く濯ぎ、続いてｄＨ_２Ｏで濯いだ。圧縮空気を使用して、スキャフォールドを優しく乾燥させた。次いで、剃刀の刃を使用してスキャフォールドをビルドプレートから取り外した（プラスチックカード又はスクレーパもまた使用され得る）。スキャフォールドを顕微鏡スライド上に立てて設置し、さらに８時間ＵＶチャンバ内に入れて、さらなる架橋を完了させた。

３Ｄ光化学印刷
（００１６４） 開環法により合成された吸収性ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）が３Ｄプリントされ得ることを保証するために、我々は、ＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ（Ｄｅａｒｂｏｒｎ、ＭＩ）Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ Ｐ３光架橋ベースデバイスにおける３Ｄ印刷試験に、１４９６Ｄａの分子質量を有する材料を試験した。ポリマーの粘度を低減するために、ジエチルフマレート（ＤＥＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を、ＰＰＦに１：３の質量比で添加した。次いで、ドラフト内でこの混合物を撹拌し、２００°Ｆで加熱した。次いで、光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９及びＩｒｇａｃｕｒｅ ７８４（ＢＡＳＦ、Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、ならびにオキシベンゾン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加することにより、１：３のＤＥＦ：ＰＰＦ混合物から光架橋に好適な樹脂を形成し、追加のＤＥＦを添加して、最終樹脂組成を１：１のＤＥＦ：ＰＰＦ、３％のＩｒｇａｃｕｒｅ ８１９、０．４％のＩｒｇａｃｕｒｅ ７８４、及び０．７％のオキシベンゾンとした。熱と共に、ＤＥＦを溶媒として使用して、光開始剤及びオキシベンゾンを溶解してから、３：１のＰＰＦ：ＤＥＦの樹脂に添加した。

（００１６５） １２５μｍのストラット厚、６００μｍの細孔直径、及び９３．５％の空隙率を有する、Ｓｃｈｏｅｎジャイロイド三次元周期極小曲面細孔構成を使用した、多孔質円筒スキャフォールドＣＡＤファイルを、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ（Ｄａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ、Ｗａｌｔｈａｍ、ＭＡ）において作成した。ＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ（Ｄｅａｒｂｏｒｎ、ＭＩ） Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ Ｐ３ ３Ｄプリンタ（図１６Ａ〜Ｃを参照されたい）を使用して、前述のＰＰＦ含有樹脂を用いてＣＡＤファイルを３Ｄ印刷した。スキャフォールドの形態計測分析は行わなかった（それらの比較は現在進行中である）が、３Ｄ印刷精度は、段階成長法により合成されたＰＰＦを使用したスキャフォールドと同一であることが、カリパスを用いた手早い検査で判明した。

スキャフォールド画像化
（００１６６） Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｅ（Ｃｅｎｔｅｒ Ｖａｌｌｅｙ、ＰＡ）を使用して、スキャフォールドを画像化し、スキャフォールドの特徴及び個々に湾曲した層をさらに詳細に描写した（図１５を参照されたい）。

ＰＰＦの薄いフィルム
（００１６７） 薄いフィルムを形成するために使用する前に、均質性を確保するために上記実施例３の樹脂を加熱した。薄いフィルムを形成するために、ホールピペットを使用して、スライドガラスの中央に、縦方向に５〜７滴の樹脂を滴下した。第２のスライドガラスをゆっくりと第１のスライドの上に置き、樹脂が２つのスライドの間に均一に広がる間気泡が形成されないことを確実にした。スライドを、ＵＶチャンバ（３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ、ＳＣ）内に３０分間設置した。この時点の後、スライドを取り外し、剃刀の刃を使用して、部分的に架橋したＰＰＦ樹脂の薄いフィルムをスライドから剥がした。フィルムを、各縁に沿って１ｃｍとなるように正方形に切り出した。切り出した正方形を２つのスライドの間に挟んで湾曲を防止し、ＵＶチャンバ内に７．５時間戻して、さらなる架橋を完了させた。

洗浄／滅菌
（００１６８） 直接接触アッセイを開始する前に、薄いフィルムを洗浄及び滅菌した。洗浄プロトコルは、生成中に導入された表面残屑を除去するための、ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水（ＤＰＢＳ）（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）中で１５分の洗浄から開始した。これに続いて、７０％のアセトン中で３０分、２０分、及び１０分の３回の別個の洗浄を行った。アセトン洗浄の合間に、フィルムをＤＰＢＳ中に含浸し、フィルムから過剰のアセトンを除去し、完全に乾燥するのを防止した。このプロトコルは、それぞれＤＰＢＳ中で１５分のさらに２回の洗浄を完了することにより終了する。薄いフィルムに洗浄プロトコルが２回行われるように、この全プロセスを繰り返した。洗浄後、３７℃、５％ＣＯ_２のインキュベータ内で、薄いフィルムをＤＰＢＳ中に７２時間含浸させた。

細胞培養
（００１６９） マウス線維芽細胞、Ｌ９２９細胞株（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を、直接接触アッセイの標準を概説したＩＳＯ標準１０９９３−５に従うｉｎ ｖｉｔｒｏ細胞毒性分析に使用した。製造者により概説されるように、１０％ウマ血清（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）及び１％ペニシリン−ストレプトマイシン（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）を含有する最小必須培地（ＭＥＭ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を用いて、Ｌ９２９細胞を培養した。２４ウェルポリスチレン細胞培養プレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｃｏｒｎｉｎｇ、ＮＹ）にウェル当たり７５，０００細胞で細胞を播種した。直接接触アッセイを開始する前に、細胞をカバースリップ上で約８０％の密集度まで成長させた。カバースリップは、染色後に除去し、蛍光顕微鏡下での検査のために顕微鏡スライドに載せることができるように使用した。

細胞毒性アッセイ
（００１７０） 上記実施例１７の細胞培養物を使用して、ＩＳＯ標準１０９９３−５に従い、直接接触試験を行った。２４時間、４８時間及び７２時間で細胞毒性を評価した。試験を開始するために、細胞を含有するウェルから培地を吸引した。次いで、ＰＰＦの薄いフィルムを、各ウェル内の細胞単層の上に置いた。次いで、ウェルを被覆するのに十分であるが、薄いフィルムが細胞単層の上に浮上しないようにしながら、約１５０μＬの培地を再び各ウェルに添加した。次いで、細胞及び薄いフィルムを、３７℃及び５％ ＣＯ_２で、２４時間、４８時間又は７２時間インキュベートした。その後、蛍光顕微鏡法により材料の細胞毒性を評価し、後述のように分析した（実施例１９及び２０を参照されたい）。蛍光下において死滅細胞が赤色で示され、生存細胞が緑色で示される生存／死滅溶液により、細胞をインキュベートした。画像化を行い、緑色＝生存細胞及び赤色＝死滅細胞である画像において結果を定性的に評価した。これらの評価から、試験したＰＰＦポリマーが毒性ではないことが決定された。

顕微鏡法。
（００１７１） Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｅ（Ｃｅｎｔｅｒ Ｖａｌｌｅｙ、ＰＡ）を使用して、スキャフォールドを画像化し、スキャフォールドの特徴及び個々に硬化した層をさらに詳細に描写した（図１５を参照されたい）。上に記載されたように、生存／死滅染色を行って、ＰＰＦの細胞毒性を評価した。細胞毒性キット（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）を使用して、２μΜのカルセインＡＭ及び４μΜのエチジウムホモ二量体−１（ＥｔｈＤ−１）を含む溶液をＤＰＢＳ中で調製した。薄いフィルム、及び対照として機能するものを含有するウェルを、１５０μＬの生存／死滅溶液により、室温で３０分間、暗所条件下でインキュベートした。前述のように培養され、次いで生存／死滅溶液中でのインキュベーションの前に７０％メタノールで３０分間インキュベートされた細胞を、陽性細胞毒性対照として使用した。陰性非細胞毒性対照として、生存／死滅染色の前に細胞をポリスチレン培養プレート上で標準条件で培養し、他の処理は行わなかった。生存／死滅溶液によるインキュベーション後、以下の実施例２０に記載のように、１２．８ＭＰデジタルカメラ（Ｏｌｙｍｐｕｓ、Ｃｅｎｔｅｒ Ｖａｌｌｅｙ、ＰＡ）を装備したＯｌｙｍｐｕｓ ＣＫＸ４１蛍光顕微鏡を用いて画像を撮影した。

蛍光画像化
（００１７２） カバースリップ上で生存／死滅染色を行って、実施例１７の細胞培養物に対するＰＰＦの細胞毒性を評価した。細胞毒性キット（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）を使用して、２μΜのカルセインＡＭ及び４μΜのエチジウムホモ二量体−１（ＥｔｈＤ−１）を含む溶液をＤＰＢＳ中で調製した。付着した細胞を有するカバースリップを、生存／死滅溶液により、室温で３０分間、暗所条件下でインキュベートした。７０％メタノール中で３０分間インキュベートされた細胞を、陽性細胞毒性対照として使用した。陰性非細胞毒性対照として、細胞をＨＤＰＥ培養プレート上で標準条件で培養した。生存／死滅溶液でのインキュベーション後、カバースリップをウェルプレートから取り外し、画像化のために顕微鏡スライド上に載せた。画像は、落射蛍光キット（Ｎｉｋｏｎ、千代田、東京）及び５．０ＭＰ ＣＣＤデジタルカメラ（Ａｍｓｃｏｐｅ、Ｉｒｖｉｎｅ、ＣＡ）を装備した倒立Ｄｉａｐｈｏｔ−ＴＭＤ顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ、千代田、東京、東京）で撮影した。生存細胞が緑色の蛍光を発し、死滅細胞が赤色の蛍光を発する画像から、結果を定性的に評価した。これらの評価から、試験したＰＰＦポリマーが毒性ではないことが決定された。

３Ｄ印刷された多孔質ＰＰＦスキャフォールドの分解
（００１７３） 本発明の一実施形態によるＰＰＦポリマーを使用して、上記実施例１２に記載の手順を用いて多孔質３Ｄスキャフォールドを印刷した。ＰＰＦポリマーは、１２６０ダルトンの数平均分子量Ｍ_ｎ及び１．５のＤ_ｍを有し、上記実施例１〜３に記載のように合成された。図１７Ａ〜Ｅに示される多孔質３Ｄスキャフォールドを生成するために使用された樹脂は、ＰＰＦポリマー対ＤＥＦの１：１の質量比を有する溶液を使用して作製され、光開始剤としての３０．０ｍｇ／ｇ（ＤＥＦ＋ＰＰＦ）のＩｒｇａｃｕｒｅ−８１９（ＢＡＰＯ）（ＢＡＳＦ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、光開始剤としての４．０ｍｇ／ｇ（ＤＥＦ＋ＰＰＦ）のＩ−７８４（ＢＡＳＦ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、及び光吸収色素としての７．０ｍｇ／ｇ（ＤＥＦ＋ＰＰＦ）の２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（オキシベンゾン又はＨＭＢとしても知られる）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．、Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を含有していた。３Ｄ印刷されたスキャフォールドは、Ｓｃｈｏｅｎジャイロイド多孔質構造を有する、略円筒形状であった（図１７Ａ〜Ｄを参照されたい）。それらは、８８．２％の空隙率であり、約２００μｍのストラット直径及び約７００μｍの細孔直径を有する。図１７Ｅを参照されたい。３Ｄ印刷されたスキャフォールドは、約５ｍｍの高さ、及び約１０ｍｍの直径を有しており、硬化時の収縮は、Ｘ−Ｙ＝１７．１６±０．２６％；Ｚ＝１３．９６±０．３２％（収縮後の実際のサイズ：ｈ＝４．３０±０．０２；φ＝８．２８±０．０３）であった。５つの３Ｄ印刷されたスキャフォールドを秤量し、次いで、０．１ＭのＮａＯＨ（１３．０ｐＨ）溶液中に、静的条件下、３７℃で７日間含浸した（ｎ＝５）。第２のセットの５つの３Ｄ印刷されたスキャフォールド（Ｋ〜Ｏ）を秤量し、次いで、０．１ＭのＮａＯＨ（１３．０ｐＨ）溶液中に、静的条件下、３７℃で１４日間含浸した。処理された試料（Ａ〜Ｅ）及び（Ｋ〜Ｏ）を秤量し、分解速度を決定し、図１８にプロットした。５つの他の非分解試料（Ｃ_１〜Ｃ_５）を、対照として使用した。

動的機械分析
（００１７４） 試料Ｃ_１〜Ｃ_５（対照：非分解）、Ａ〜Ｅ（処理後）、及び（Ｋ〜Ｏ）（上記実施例２１に記載）を乾燥させ、４５０Ｎロードセルを装備したＢＯＳＥ ＥｌｅｃｔｒｏＦｏｒｃｅ ３２３０機器を使用して、その動的機械特性（損失弾性率、貯蔵弾性率、ＴａｎΔ）を分析した。結果を図１９〜２２に報告する。

破断までの圧縮
（００１７５） 次いで、同じＢＯＳＥ ＥｌｅｃｔｒｏＦｏｒｃｅ ３２３０機器及び４５０Ｎロードセルを使用して、１．０％／秒の歪み速度で試料Ｃ_１〜Ｃ_５（対照：非分解）及びＡ〜Ｅ（処理後）（上記実施例２１に記載）を破断まで圧縮し、その応力及び歪み特性を分析した。平均ヤング率は、２６ＭＰａと推定された。対照試料（Ｃ_１〜Ｃ_５）の降伏応力（σ_ｙ）は、１．２７±０．０６ＭＰａであった。７日間処理された試料（Ａ〜Ｅ）の場合、σ_ｙは、０．６９±０．０４Ｍｐａであり、１４日間処理された試料（Ｋ〜Ｏ）の場合、σ_ｙは、０．５１±０．１２であった。結果を図２３及び２４に示す。

（００１７６） 上記を踏まえて、本発明は、いくつかの様式において構造的及び機能的に改善されたＰＰＦポリマー（及びＰＰＦポリマーを作製する関連した方法）を提供することにより、当技術を大幅に前進させることが理解されるべきである。本明細書において本発明の特定の実施形態が詳細に開示されたが、本発明はこれに限定されないこと、又は、そのために本明細書における本発明の変形例が当業者によって容易に理解されることが理解されるべきである。本発明の範囲は、以下に続く特許請求の範囲から理解されるものとする。

Claims (30)

1. 約４５０ダルトンから約３５００ダルトンの数平均分子量（Ｍ_ｎ）及び１．０から２．０の分子質量分布（Ｄ_ｍ）を有する、３Ｄ印刷における使用のためのポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
2. 前記数平均分子量（Ｍ_ｎ）が、約７００ダルトンから約３２００ダルトンである、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
3. 約−２５℃から約１２℃のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有する、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
4. 約９８０ダルトンから約５９００ダルトンのピーク数平均分子量を有する、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
5. 約０．０２５ｄＬ／ｇから約０．０７８ｄＬ／ｇの固有粘度を有する、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
6. １％ｗ／ｗ未満のポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー鎖を含有する、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
7. ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマー鎖を含有しない、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
8. 下記式を有する、請求項１に記載のポリ（プロピレンフマレート）ポリマー。
   式：
   

   

   （式中、ｎは、３から３０の整数である）
9. ３Ｄ印刷における使用のためのポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを作製するための方法であって、
   Ａ．不活性雰囲気下で、無水マレイン酸及びプロピレンオキシドを好適な溶媒中に溶解するステップと；
   Ｂ．好適な開始剤を、ステップＡの溶液に添加するステップと；
   Ｃ．ステップＢの混合物を、約６０℃から約１２０℃の温度まで、約０．５時間から約１００時間の期間加熱して、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを生成するステップと；
   Ｄ．ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを回収及び精製するステップと；
   Ｅ．ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）を好適な溶媒中に溶解し、触媒を添加するステップと；
   Ｆ．ステップＥの混合物を、約５℃から約８０℃の温度まで、約５時間から約１００時間の期間加熱して、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを生成するステップと
   を含む方法。
10. ステップＡの溶媒が、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
11. ステップＡの溶媒が、トルエンである、請求項９に記載の方法。
12. ステップＢの開始剤が、マグネシウムエトキシド（Ｍｇ（ＯＥｔ）_２）である、請求項９に記載の方法。
13. ステップＡの無水マレイン酸対ステップＢの開始剤又はステップＡのプロピレンオキシド対ステップＢの開始剤のいずれかのモル比が、約３：１から約４００：１である、請求項９に記載の方法。
14. ステップＤが、
    Ｇ．不活性雰囲気下でステップＣの混合物を冷却するステップと；
    Ｈ．ステップＧの混合物から揮発性化合物を蒸発させるステップと；
    Ｉ．クロロホルム又はジクロロメタンを、ステップＨの混合物に添加するステップと；
    Ｊ．ステップＩの溶液を水溶液で洗浄し、それにより有機層及び水層を形成するステップと；
    Ｋ．ステップＪの有機層を回収し、それを非極性有機溶媒に添加して、ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを沈殿させるステップと；
    Ｌ．ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを回収するステップと；
    Ｍ．ポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを少量の好適な溶媒中に溶解し、蒸発により溶液を濃縮するステップと；
    Ｎ．ステップＭの濃縮された溶液を真空下で乾燥させて、精製されたポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーを生成するステップと
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
15. 不活性雰囲気が、窒素を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 揮発性化合物が、蒸留又は減圧によりステップＧの混合物から蒸発される、請求項１４に記載の方法。
17. ステップＬのポリ（無水マレイン酸−ｃｏ−プロピレンオキシド）ポリマーが、分液漏斗により回収される、請求項１４に記載の方法。
18. ステップＭの好適な溶媒が、クロロホルム又はジクロロメタンを含む、請求項１４に記載の方法。
19. ステップＥの溶媒が、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
20. ステップＥの溶媒が、クロロホルムである、請求項９に記載の方法。
21. ステップＥの触媒が、ジエチルアミンである、請求項９に記載の方法。
22. ステップＣが、周囲温度で行われる、請求項９に記載の方法。
23. ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを回収及び精製するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
24. Ｏ．ステップＦの混合物を蒸発により濃縮するステップと；
    Ｐ．ステップＯの混合物を緩衝水溶液で洗浄して触媒を除去し、それにより有機層及び水層を形成するステップと；
    Ｑ．有機層を回収するステップと；
    Ｒ．有機層を蒸発により濃縮するステップと；
    Ｓ．無機乾燥剤、酸性プロトン又は分子篩を添加して、残留水を除去するステップと；
    Ｔ．ステップＳの混合物を濾過して、無機乾燥剤、酸性プロトン又は分子篩を除去するステップと；
    Ｕ．ステップＴの混合物を非極性有機溶媒中に添加して、ポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを沈殿させるステップと；
    Ｖ．ステップＵのポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを回収するステップと；
    Ｗ．ステップＶのポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを真空下で乾燥させて、精製されたポリ（プロピレンフマレート）ポリマーを生成するステップと
    を含む、請求項２３に記載の方法。
25. ステップＯの混合物が、回転蒸発又は減圧により濃縮される、請求項２４に記載の方法。
26. ステップＰの緩衝水溶液が、リン酸緩衝生理食塩水を含む、請求項２４に記載の方法。
27. ステップＱの有機層が、分液漏斗により回収される、請求項２４に記載の方法。
28. ステップＲの有機層が、蒸留、回転蒸発又は減圧により濃縮される、請求項２４に記載の方法。
29. ステップＲの混合物に硫酸ナトリウムが添加されて、残留水が除去される、請求項２４に記載の方法。
30. ステップＵの非極性有機溶媒が、ヘキサンを含む、請求項２４に記載の方法。

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