JP2023506210A - 非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン、その製造方法およびそれを含む埋め込み型医療装置 - Google Patents

非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン、その製造方法およびそれを含む埋め込み型医療装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2023506210A
JP2023506210A JP2022535913A JP2022535913A JP2023506210A JP 2023506210 A JP2023506210 A JP 2023506210A JP 2022535913 A JP2022535913 A JP 2022535913A JP 2022535913 A JP2022535913 A JP 2022535913A JP 2023506210 A JP2023506210 A JP 2023506210A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermoplastic polyurethane
group
diisocyanate
amphiphilic
substituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022535913A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7394998B2 (ja
Inventor
シン,ヒョンソ
ヤン,ボナ
カン,ヨンジェ
カン,グンヒ
Original Assignee
アイセンス,インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイセンス,インコーポレーテッド filed Critical アイセンス,インコーポレーテッド
Publication of JP2023506210A publication Critical patent/JP2023506210A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7394998B2 publication Critical patent/JP7394998B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G18/4247Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14503Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1473Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/44Polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/61Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/758Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing two or more cycloaliphatic rings

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本発明は、ポリオール(P)とジイソシアネート(R)とを反応させて重合したプレポリマーに一つ以上の親水性あるいは疎水性官能基(E1またはE2)を含む鎖延長剤(Chain-extender)で構成された両親媒性高分子共重合体と、その製造方法とに関するものである。このような高分子は、熱可塑性ポリウレタン高分子として生体適合性高分子であり、多様な医療用高分子として使用することができ、溶液工程により従来の混合型医療用ポリウレタンよりも製造および構成が容易で工程も単純化できるという利点がある。【選択図】図4

Description

本発明は、熱可塑性ポリウレタンの機能性を付加するための新規な鎖延長剤(Chain extender)と、前記鎖延長剤を含む埋め込み型医療装置に使用できる新規の非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン(Thermoplastic polyurethane、以下、「TPU」ともいう)とに関する。より詳細には、新規な鎖延長剤を含むことによって、従来の混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタンと類似の水吸収(Water uptake)および水透過(Water permeability)の性能を有しながらも、前記従来の混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタンを埋め込み型医療装置用高分子として使用する場合に発生する加工および製造における困難性を解決することができ、同等な性能の製品を効率よく生産および製造することができる、単一高分子形態の非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタンに関する。
熱可塑性ポリウレタン(TPU)は、弾性;透明性;オイル、グリースおよび摩耗に対する耐性をはじめとする多くの特性を有する、ポリウレタンプラスチックの種類である。技術的には、これらは、ハードセグメントとソフトセグメントとで構成された線状セグメントブロック共重合体で構成された、熱可塑性エラストマーである(図1および2参照)。
関連して、従来の医療用TPUは、親水性あるいは疎水性高分子に分けられ、それぞれの用途に応じて使用されている。状況に応じて、両方の性質がすべて必要な場合は、不可避的に、異なる性質を有する2種類以上のTPUを混合して使用している。しかし、大規模の生産のためのコーティング作業および多様な作業環境での混合型TPUの使用は、多くのコストと厳しい条件などにより、実際に適用するには多くの問題を内包している。
したがって、本発明者らは、一つのTPUに、互いに異なる性質(親水性/疎水性)を有する分子および官能基を導入し、単一のTPUの使用だけでも混合型TPUに代わることができ、必要に応じて分子量および特性などが調節可能な高分子を提供することを、開発の主な目的にして鋭意研究した結果、本発明を完成した。
以上のような従来技術の問題を解消するために、本発明は、親水性あるいは疎水性官能基を有する鎖延長剤を含む、両親媒性熱可塑性ポリウレタンを提供することを目的とする。
また、本発明は、前記両親媒性熱可塑性ポリウレタンを製造する方法を提供することを目的とする。
前記のような目的を達成するために、本発明は、親水性または疎水性官能基(EまたはE)を有する鎖延長剤を含む、両親媒性熱可塑性ポリウレタンであって、下記化学式1の構造で表される非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体を提供する。
Figure 2023506210000002
前記式において、
またはEはそれぞれ独立して、置換または非置換された炭素数1~10のアルキル基、置換または非置換された炭素数2~20のエチレンオキシド基、置換または非置換された炭素数1~20のアルコキシ基、置換または非置換された炭素数1~20のシクロアルキル基、置換または非置換された炭素数7~20のアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のヘテロアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のシロキサン基からなる群より選ばれる1種以上であり、EとEとはそれぞれ同一または異なってもよく;
Pはポリオールであり;
Rはジイソシアネートであり;
xは2~50の整数であり;
yは2~100の整数であり;
前記ポリオール(P)の分子量は400g/mol~10,000g/molである。
本発明による前記両親媒性ポリウレタンは、ポリオール(P)とジイソシアネート(R)とのブロック共重合体としての熱可塑性ポリウレタン高分子共重合体である。
本発明による非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタンは、鎖延長剤に親水性または疎水性基を導入することによって、従来の混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体と類似の水吸収および水透過の性能を有しながらも、混合されていない、すなわち、単一型のポリウレタンであって、従来の混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体を埋め込み形態の高分子として使用する場合の加工および製造上の問題を解消できるだけでなく、同等な性能の製品を効率よく生産および製造することができるという点において卓越する。
熱可塑性ポリウレタンの構造を示す模式図である。 熱可塑性ポリウレタンの製造に使用される硬質セグメントであるイソシアネートの具体的な例である、2,4-トルエンジイソシアネート(2,4-TDI)、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(4,4’-MDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキシルメチレンジイソシアネート(HMDI)、リジンジイソシアネート(LDI)、ポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(Polymeric MDI)およびカルボジイミドメチレンジフェニルジイソシアネート(CMDI)を示す図である。 熱可塑性ポリウレタンの製造に使用される軟質セグメントであるポリオールの具体的な例である、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)ポリ(1,6-ヘキサメチレンカーボネート)ジオール(PHMCD)、ポリ(デカメチレンカーボネート)ジオール(PDMCD)、オリゴカーボネートジオール、ポリヘキサメチレン-ペンタメチレンカーボネートジオール(PHMPMCD)ポリラクチド(Polylactide:PLA)、ポリカプロラクトン(Polycaprolactone:PCL)、ポリエチレングリコールアジペート(Polyethyleneglycol adipate:PEGA)ポリジメチルシロキサン(PDMS)を示す図である。 本発明と従来技術との差異点を簡略に示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を詳細に説明する。
前記ポリオール(P)は、開始剤およびモノマー構成単位で製造される高分子量材料であり、ポリウレタン系に結合される場合、そのポリマーの「ソフトセグメント」に該当し、通常は巻かれた形で存在する。好ましい様態で、本発明による両親媒性熱可塑性ポリウレタンのポリオール(P)は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリカーボネート(PC)、ポリエステル、ポリジメチルシロキサン(PDMS)およびこれらの組み合わせ物からなる群より選ばれる1種以上である。
前記ジイソシアネートおよび鎖延長剤は、硬質(ハード)セグメントを構成する。ハードセグメントは、軟質(ソフト)セグメントと共有結合により結合される。好ましい様態で、前記ジイソシアネート(R)は、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4-シクロヘキシルメタンジイソシアネート(CHDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4-または2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)、カルボジイミド-改質されたMDI、ポリメリックMDI、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらの組み合わせ物からなる群より選ばれた1種以上のものであり得る。
本発明の両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体に含まれる鎖延長剤は、両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体に機能性(官能性)を付与するために、親水性または疎水性官能基(E,X=1,2)を有することを特徴とする。このような親水性または疎水性官能基は、上記のとおり、本発明による熱可塑性ポリウレタン共重合体内で同一または異なってもよく、置換または非置換された炭素数1~10のアルキル基、置換または非置換された炭素数2~20のエチレンオキシド基、置換または非置換された炭素数1~20のアルコキシ基、置換または非置換された炭素数7~20のアリール基あるいはアリールオキシ基、置換または非置換された炭素数5~20のヘテロアリール基あるいはヘテロアリールオキシ基、置換または非置換された炭素数5~20のシロキサン基からなる群より選ばれる1種以上であり得る。好ましくは、前記親水性または疎水性官能基は、非置換された炭素数1-10のアルキル基;すなわち、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デカン基のうちの一つで構成されることができ、これに制限されるものではなく、置換または非置換された炭素数2~20のエチレンオキシド基:すなわち、(-OCHCH-)においてnの数1-10であるエチレンオキシド基からなる群より選ばれる1種以上であり得、これに制限されるものではなく、置換または非置換された炭素数1~20のアルコキシ基;すなわち、メトキシ(methoxy)、エトキシ(ethoxy)、プロポキシ基(propoxy)、イソプロポキシ(isopropoxy)、ブトキシ基(butoxy)、tert-ブトキシ(tert-butoxy)、ペンタノキシ基(pentanoxy)、ヘキサノキシ基(hexanoxy)、ヘプタノキシ(heptanoxy)、オクタノキシ(octanoxy)、デカノキシ(decanoxy)、アルキル-デカノキシ(2-hexyl-1-decanoxy、6-ethyl-3-decanoxyなど)、ドデカノキシ(dodecanoxy)、アルキル-ドデカノキシ、ウンデカノキシ(undecanoxy)、アルキル-ウンデカノキシ基、アリルオキシ基(allyloxy)、シクロアルキルオキシ、シクロヘキシルオキシ(cyclohexyloxy)のうちの一つで構成されることができ、これに制限されるものではなく、置換または非置換された炭素数7~20のアリール基あるいはアリールオキシ基;すなわち、フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフタレン基、フェナントレニル基、その他アルキルフェニル基、およびフェニルオキシ基、ベンジルオキシ基、トリルオキシ基、ナフタレンオキシ基、フェナントレンオキシ基、その他アルコキシフェニル基のうちの一つで構成されることができ、これに制限されるものではなく、置換または非置換された炭素数5~20のヘテロアリール基あるいはヘテロアリールオキシ基;すなわち、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニルなどの単環ヘテロアリール、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなどの多環式ヘテロアリールおよびこれらの相応するN-オキシド(例えば、ピリジルN-オキシド、キノリルN-オキシド)、これらの4次塩などを含むが、そのうちの一つで構成されることができ、これに制限されるものではなく、置換または非置換された炭素数5~20のシロキサン基;すなわち、(-(Me)SiO-)においてnの数2-10であるシロキサン基からなる群より選ばれる1種以上であり得、これに制限されるものではない。
具体的な様態で、本発明による両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体は、1,000~3,500,000g/molの重量平均分子量を有することができる。
具体的には、本発明による両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体は、下記化学式2~9からなる群より選ばれる構造で表される。
Figure 2023506210000003
Figure 2023506210000004
Figure 2023506210000005
Figure 2023506210000006
Figure 2023506210000007
Figure 2023506210000008
Figure 2023506210000009
Figure 2023506210000010
前記化学式2~9において、
xおよびyは前記化学式1で定義したとおりであり、
nは10~250の整数であり、
aは10~15の整数である。
また他の一つの様態として、本発明は、下記段階を含む、両親媒性熱可塑性ポリウレタンを製造する方法に関するものである:
(a)ポリオール(P)とジイソシアネート(R)とを反応させてプレポリマーを重合させる段階;
(b)前記段階(a)で構成されたプレポリマーを、親水性または疎水性官能基(EまたはE)を含む鎖延長剤と反応させて、両親媒性熱可塑性ポリウレタンを製造する段階。
好ましくは、前記両親媒性熱可塑性ポリウレタンは、前記化学式1の構造を有する。したがって、前記ポリオール(P)は、ポリエーテル系(Polyether):すなわち、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)およびポリテトラメチレングリコール(PTMG)からなる群より選ばれる1種以上であり得、また、ポリカーボネート系(Polycarboante):すなわち、ポリ(1,6-ヘキサメチレンカーボネート)ジオール(PHMCD)、ポリ(デカメチレンカーボネート)ジオール(PDMCD)、オリゴカーボネートジオールおよびポリヘキサメチレン-ペンタメチレンカーボネートジオール(PHMPMCD)からなる群より選ばれる1種以上であり得、また、ポリエステル系(Polyester);すなわち、ポリラクチド(Polylactide:PLA)、ポリカプロラクトン(Polycaprolactone:PCL)およびポリエチレングリコールアジペート(Polyethyleneglycol adipate:PEGA)からなる群より選ばれる1種以上であり得、また、シリコン系(Silicone);すなわち、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリアリルシロキサンおよびポリアルキルシロキサン、これらの組み合わせ物からなる群より選ばれる1種以上であり得る。また、前記プレポリマーを構成するポリオール(P)それぞれの平均分子量は、400g/mol~10,000g/molあるいは繰り返し単位nが10~250である(図2)。
また、前記ジイソシアネート(R)は、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4-シクロヘキシルメタンジイソシアネート(CHDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4-または2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)、カルボジイミド-改質されたMDI、ポリメリックMDI、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)およびこれらの組み合わせ物からなる群より選ばれた1種以上であり得る(図3)。
また、前記段階(b)において、プレポリマーは、親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤と反応させる。この際、鎖延長剤は、下記化学式10の構造で表されることが好ましい。
Figure 2023506210000011
前記式において、
またはEはそれぞれ独立して、置換または非置換された炭素数1~10のアルキル基、置換または非置換された炭素数2~20のエチレンオキシド基、置換または非置換された炭素数1~20のアルコキシ基、置換または非置換された炭素数1~20のシクロアルキル基、置換または非置換された炭素数7~20のアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のヘテロアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のシロキサン基からなる群より選ばれる1種以上であり、EとEとはそれぞれ同一または異なってもよい。
例えば、このような鎖延長剤は、下記化学式11~13からなる群より選ばれる1種以上であり得るが、これに制限されるものではない。
Figure 2023506210000012
Figure 2023506210000013
Figure 2023506210000014
好ましい様態で、前記段階(a)において、ポリオール(P)とジイソシアネート(R)との当量比は、ポリオール:ジイソシアネートとして0.5~1:1~5であり得る。また、前記段階(b)において、プレポリマーと親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤との当量比は、プレポリマー:親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤として0.5~1:1~4であり得る。また、前記ポリオールは、両親媒性熱可塑性ポリウレタン全体の全体重量に対して30~97重量%で使用することができる。前記ジイソシアネートは、両親媒性熱可塑性ポリウレタン全体の全体重量に対して2~60重量%で使用することができる。前記親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤は、両親媒性熱可塑性ポリウレタンの全体重量に対して1~20重量%で使用することができる。
前記のような方法によって製造された、本発明による両親媒性熱可塑性ポリウレタンは、親水性または疎水性基を含む鎖延長剤を含むことによって、従来の所望する他の水吸収および水透過の性能を示すために混合して製造した混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタンと比較すると、同等な水準の性能を示しながらも、単一形態である非混合型で使用できることによって、特に医療用として使用される物品または装置、好ましくは埋め込み可能な医療用物品または装置に高分子として使用される場合に問題になり得る加工および製造上の問題を有していないという長所を有する。さらに、鎖延長剤にどの官能基を導入するのかによって、製造される両親媒性熱可塑性ポリウレタンの物性や性能が変わるので、水吸収および/または水透過の性能を容易に導入することができる。ポリオールあるいはジイソシアネートに官能基を導入する方法は、再現性、生産性および精製などの困難性を有するため商用化が難しいことに対して、鎖延長剤の官能基の導入は、合成および精製も比較的容易で大量生産にも有利であるという長所を有する。
また他の様態で、本発明は、前記両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体を含む物品を提供する。このような物品は、本発明による熱可塑性ポリウレタン共重合体を、カレンダリング(calendering)、キャスティング(casting)、コーティング(coating)、コンパウンディング(compounding)、押出(extrusion)、フォーミング(foaming)、ラミネーティング(laminating)、ブロー成形(blowmolding)、圧縮成形(compressionmolding)、射出成形(injectionmolding)、熱成形(thermoforming)、移送成形(transfermolding)、キャスト成形(castmolding)、回転成形(rotationalmolding)、スパン(spun)または溶融接合(melt bonding)、またはこれらの組み合わせによる方法によって製造されることができる。
本発明の物品は、前記両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体とともに、一つ以上の着色剤、抗酸化剤(フェノール樹脂類、ホスファート、チオエステル、および/またはアミンを含む)、オゾン分解防止剤、安定化剤、潤滑剤、抑制剤、加水分解安定化剤、光安定化剤、ベンゾトリアゾールUV吸収剤、熱安定化剤、変色を防止するための安定化剤、染料、顔料、補強剤、またはこれらの任意の組み合わせをさらに含むことができる。
好ましくは、本発明による物品は、医療装置または部品であり、埋め込み可能であるか、または埋め込み可能でないものであり得る。例えば、電気化学的バイオセンサ、心臓ペースメーカーリード、人工臓器、人工心臓、心臓弁膜、人工腱、動脈または静脈、インプラント、医療用バッグ、医療用弁、医療用チューブ、薬物送達デバイス、生体吸水性インプラント、医療用プロトタイプ、医療用モデル、矯正器具、骨、歯科用品および手術ツールからなる群より選ばれる1種以上またはこれらの部品であり得る。より好ましくは、本発明による物品は、持続血糖モニタリングセンサのような電気化学的バイオセンサに用いられる保護膜であり得る。
発明を実施するための形態
以下、本発明を、下記の実施例によって、より詳細に説明する。ただし、下記の実施例は、本発明を例示するだけである。本発明の内容は、下記の実施例によって限定されるものではない。
実施例1:本発明による官能化された両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体の製造
1. 鎖延長剤の合成
1-1. 13-ブロモ-2,5,8,11-テトラオキサトリデカンの合成
Figure 2023506210000015
250mL二口丸底フラスコに、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル10.0g(48mmol)と四臭化炭素19.1g(57mmol)とを入れて、アルゴン下で無水ジクロロメタン(100mL)に溶かした後、0℃に冷却する。前記混合物に、トリフェニルホスフィン15.1g(57mmol)を15分間小分けして入れて、2時間の間、常温で攪拌した。反応終結後に、反応混合物を、水(100mL)とジクロロメタン(100mL×3)と共に抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して、溶媒を除去した後に残った残余物をヘキサンで溶かした。ろ液を真空蒸留(0.1torr、110℃)により精製して、透明な無色の液体を得た(12.0g、92%)。
1-2. (5-エチル-2,2-ジメチル-1,3ジオキサン-5-ニル)メタノールの合成
Figure 2023506210000016
1L二口丸底フラスコに、トリメチロールプロパン100g(0.75mol)とアセトン200mLとを入れて、石油エーテル300mLに溶かした。この混合物に、p-トルエンスルホン酸(0.13g、0.75mmol)を入れて50℃で加熱して、21時間の間、攪拌する。反応終結後に常温に冷却して、反応溶媒を減圧濃縮して除去した。フラスコに残っている反応混合物を、真空蒸留(0.1torr、90℃)により精製して、透明な無色の液体を得た(93.0g、72%)。
1-3. 2-エチル-2-(2,5,8,11,14-ペンタオキサペンタデシル)プロパン-1,3-ジオールの合成(CE1)
Figure 2023506210000017
250mL二口丸底フラスコにおいて、前記実施例1-2で製造された(5-エチル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-5-ニル)メタノール5.2g(30mmol)を、アルゴン下で無水テトラヒドロフラン(100mL)に溶かした後、水素化ナトリウム1.5g(38mmol)を加える。この混合物を常温で一時間の間、攪拌した後に、前記実施例1-1で製造された13-ブロモ-2,5,8,11-テトラオキサトリデカン9.7g(38mmol)を入れて、アルゴン下で70℃で加熱して、24時間の間、攪拌した。反応終結後に、反応混合物を常温に冷却して、溶媒であるテトラヒドロフランを減圧濃縮して除去した後に、水(100mL)と酢酸エチル(100mL×3)とともに抽出した。抽出した有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して溶媒を除去した。非精製の黄色液体は、500mL二口丸底フラスコにおいて、触媒量のp-トルエンスルホン酸と蒸留水200mlとを混合して、100℃で加熱して、24時間の間、攪拌した。反応終結後に、反応混合物を常温に冷却して、酢酸エチル(150mL×3)とともに抽出した。有機層を集めて減圧濃縮し、溶媒を除去した後に、酢酸エチルとヘキサンとを展開溶媒として使用してカラムクロマトグラフィーで精製した(ヘキサン:酢酸エチル=2:1(10%メタノール))。最終的に、透明な液体の2-エチル-2-(2,5,8,11,14-ペンタオキサペンタデシル)プロパン-1,3-ジオールを得た(6.5g、67%)。
1-4. 2-ヘキシルデシル-4-メチルベンゾスルホネートの合成
Figure 2023506210000018
1L丸底フラスコに、2-ヘキシル-1-デカノール15.0g(61mmol)を入れて、ジクロロメタン(300mL)に溶かす。この混合物に、p-トルエンスルホニルクロリド23.0g(123mmol)とピリジン7.5mL(93mmol)とを入れた後、24時間の間、常温で攪拌した。反応終結後に、最終反応混合物を、水(40mL)とジクロロメタン(100mL×3)と共に抽出する。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して溶媒を除去する。非精製の反応混合物を、酢酸エチルとヘキサンとを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製した(ヘキサン:酢酸エチル=16:1)。最終的に、無色の液体である2-ヘキシルデシル-4-メチルベンゾスルホネートを得た(21.0g、88%)。
1-5. 5-エチル-5-(((2-ヘキシルデシル)メチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサンの合成
Figure 2023506210000019
250mL二口丸底フラスコにおいて、(5-エチル-2,2-ジメチル-1,3ジオキセン-5-ニル)メタノール1.00g(5.7mmol)をアルゴン下で無水テトラヒドロフラン(25mL)に溶かした後、水素化ナトリウム0.23g(5.8mmol)を加えた。この混合物を常温で一時間の間攪拌した後に、2-ヘキシルデシル4-メチルベンゾスルホネート2.70g(6.8mmol)を入れて、アルゴン下で70℃で加熱して24時間の間、攪拌した。反応終結後に、反応混合物を常温に冷却して、水(30mL)とジクロロメタン(60mL×3)と共に抽出する。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して溶媒を除去した後に、黄色液体の5-エチル-5-(((2-ヘキシルデシル)メチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサンを得て、精製を行わず次の反応に進んだ。
1-6. 2-エチル-2-(((2-ヘキシルデシル)オキシル)メチル)プロペン-1,3-ジオールの合成(CE2)
Figure 2023506210000020
250mL二口丸底フラスコにおいて、5-エチル-5-(((2-ヘキシルデシル)オキシル)メチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン1.0g(2.5mmol)を30mLメタノールに溶かして、p-トルエンスルホン酸を入れて60℃で加熱して2時間の間、攪拌した。反応終結後に、反応混合物を常温に冷却して、水(30mL)とエチルアセテート(50mL×3)とともに抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して溶媒を除去した。非精製の反応物を、酢酸エチルとヘキサンとを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製した(ヘキサン:酢酸エチル=2:1)。最終的に、黄色の液体である2-エチル-2-(((2-ヘキシルデシル)オキシル)メチル)プロペン-1,3-ジオールを得た(1.1g、53%)。
1-7. 1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)ポリジメチルシロキサンの合成
Figure 2023506210000021
70mLカルチャーチューブにおいて、3-(クロロプロパン)-1-チオール1.2g(11mmol)と、末端モノビニルポリ(ジメチルシロキサン)(分子量:~1200g/mol)12g(~10mmol)とDMPA(11mg、0.04mmol)とを、アルゴン雰囲気で15mLの無水テトラヒドロフランに溶かした後、15分間アルゴン脱気(degassing)した。この反応混合物を、UV反応器に入れて2時間の間、315~400nmの光を照射した。反応終了後に、溶媒を減圧して除去した後に残っている開始物質を、真空蒸留により除去した。最終的に、透明なオイルの1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)ポリジメチルシロキサンを得た(13g、95%)。
1-8. 1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサンの合成
Figure 2023506210000022
250mL二口丸底フラスコにおいて、(5-エチル-2,2-ジメチル-1,3ジオキセン-5-ニル)メタノール1.00g(5.7mmol)を、アルゴン下で無水テトラヒドロフラン(25mL)に溶かした後に、水素化ナトリウム0.23g(5.8mmol)を加えた。この混合物を常温で一時間の間、攪拌した後に、1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)ポリジメチルシロキサン8.0g(6.0mmol)を入れて、アルゴン下で70℃で加熱して24時間の間、攪拌した。反応終結後に、反応混合物を常温に冷却して、水(30mL)とジクロロメタン(60mL×3)と共に抽出する。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して溶媒を除去した後に、黄色液体の1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサンを得て、精製を行わず次の反応に進んだ。
1-9. 1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)-2-エチルプロパン-1,3-ジオールの合成(CE3)
Figure 2023506210000023
500mL二口丸底フラスコに、非精製の1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン9.5gと触媒量のp-トルエンスルホン酸とを入れて、蒸留水500mlと混合して、90℃で24時間の間、攪拌した。反応終結後に、反応混合物を常温に冷却して、酢酸エチル(100mL×3)とともに抽出した。有機層を集めて硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して溶媒を除去した。非精製の反応物を、酢酸エチルとヘキサンとを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製した(ヘキサン:酢酸エチル=2:1)。最終的に、粘性の黄色オイルの1-ブチル-5-(2-((3クロロプロピル)チオ)エチル)-2-エチルプロパン-1,3-ジオールを得た(8.0g、2steps yield 90%)。
2. ポリオールおよびジイソシアネートで構成されるプレポリマーの製造、並びに、官能化された鎖延長剤を用いたポリウレタン共重合体の合成
実施例1で製造された鎖延長剤を、下記のような方法で反応させて、本発明による両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体を製造した。
2-1. ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンの合成
2-1-1. PEG-PU-CE1の合成
下記反応式1により、PEG-PU-CE1を合成した。
Figure 2023506210000024
(前記反応式において、EはEまたはEであり、nは10~250の整数のいずれか一つであり、x、yは前記化学式1で定義したとおりである)
反応前のポリエチレングリコールは、真空オーブンで70℃で24時間の間、乾燥後に使用した。その他に、他の液状の試薬は、4Å分子ふるい(4ÅMolecular sieve)を用いて水分を除去した後に使用した。1L二重ジャケット反応槽にオーバーヘッドスターラー、冷却器、ガス流入管およびゴムセプタムを設置して、ポリエチレングリコール(M=1,000g/mol)10.0g(10mmol)と20mLの無水テトラヒドロフランとを入れて、15分間アルゴン脱気(degassing)した。前記反応槽に、触媒であるジブチルスズジラウレート(dibutyltin dilaurate)0.6gとシクロヘキシルメチレンジイソシアネート5.2g(20mmol)とを、ガスタイトシリンジ(gas tight syringe)を用いて順次入れて、80℃で3時間の間、加熱した。反応後に、合成されたポリウレタンプレポリマー(pre-polymer)のNCO(%)含有量を、逆滴定法を用いて確認した。1L二重ジャケット反応槽にオーバーヘッドスターラー、冷却器、ガス流入管およびゴムセプタムを設置して、前記製造されたプレポリマーを入れた後に、合成された鎖延長剤CE1(10mmol)を、シリンジポンプを用いてゆっくり加えて、80℃で12時間の間、加熱する。反応終結後に、合成された高い粘度のポリウレタンをTHFに溶かした後、ジエチルエーテルが入ったビーカーにゆっくり落として沈殿させた。沈殿した白色固体を、真空オーブンに入れて常温で24時間の間、乾燥した。最終的に、下記のような白色固体の両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体PEG-PU-CE1を製造した(15g)。
Figure 2023506210000025
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-1-2. PEG-PU-CE2の合成
前記2-1-1の合成法と同様の方法により、PEG-PU-CE2を製造した。
Figure 2023506210000026
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-1-3. PEG-PU-CE3合成
前記2-1-1の合成法と同様の方法により、PEG-PU-CE3を製造した。
Figure 2023506210000027
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-2. ポリカーボネート系熱可塑性ポリウレタンの合成
2-2-1. PC-PU-CE1の合成
下記反応式2により、PC-PU-CE1を合成した。
Figure 2023506210000028
(前記式において、EはEまたはEであり、nは10~250の整数であり、x、yは前記化学式1で定義したとおりである)
反応前のポリヘキサメチレンカーボネートは、真空オーブンで70℃で24時間の間、乾燥後に使用した。その他に、他の液状の試薬は、4Å分子ふるい(4ÅMolecular sieve)を用いて水分を除去した後に使用した。1L二重ジャケット反応槽にオーバーヘッドスターラー、冷却器、ガス流入管およびゴムセプタムを設置して、ポリヘキサメチレンカーボネート(M=2,000g/mol)20.0g(10mmol)と40mLの無水テトラヒドロフランとを入れて、15分間アルゴン脱気(degassing)する。前記反応槽に、触媒であるジブチルスズジラウレート(dibutyltin dilaurate)0.6gとシクロヘキシルメチレンジイソシアネート5.2g(20mmol)とを、ガスタイトシリンジ(gas tight syringe)を用いて順次入れて、80℃で3時間の間、加熱した。反応後に、合成されたポリウレタンプレポリマー(pre-polymer)のNCO(%)含有量を、逆滴定法を用いて確認する。1L二重ジャケット反応槽にオーバーヘッドスターラー、冷却器、ガス流入管およびゴムセプタムを設置して、前記製造されたプレポリマーを入れた後に、合成された鎖延長剤CE1(10mmol)を、シリンジポンプを用いてゆっくり加えて、80で12時間の間、加熱した。反応終結後に、合成された高い粘度のポリウレタンをTHFに溶かした後、ジエチルエーテルが入ったビーカーにゆっくり落として沈殿させた。沈殿した白色固体を、真空オーブンに入れて常温で24時間の間、乾燥する。最終的に、下記のような白色固体の両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体PC-PU-CE1を製造した(23g)。
Figure 2023506210000029
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-2-2. PC-PU-CE2の合成
前記2-2-1の合成法と同様の方法により、PC-PU-CE2を製造した。
Figure 2023506210000030
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-2-3 PC-PU-CE3合成
前記2-2-1の合成法と同様の方法により、PC-PU-CE3を製造した。
Figure 2023506210000031
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-3. ポリジメチルシロキサン系熱可塑性ポリウレタンの合成
2-3-1. PDMS-PU-CE1の合成
下記反応式3により、PDMS-PU-CE1を合成した
Figure 2023506210000032
(前記式において、EはEまたはEであり、nは10~250の整数であり、x、yは前記化学式1で定義したとおりである)
反応前のポリジメチルシロキサンは、真空オーブンで70℃で24時間の間、乾燥後に使用した。その他に、他の液状の試薬は、4Å分子ふるい(4ÅMolecular sieve)を用いて水分を除去した後に使用した。1L二重ジャケット反応槽にオーバーヘッドスターラー、冷却器、ガス流入管およびゴムセプタムを設置して、ポリジメチルシロキサン(M=900g/mol)9.0g(10mmol)と10mLの無水テトラヒドロフランとを入れて、15分間アルゴン脱気(degassing)する。前記反応槽に、触媒であるジブチルスズジラウレート(dibutyltin dilaurate)0.6gとシクロヘキシルメチレンジイソシアネート5.2g(20mmol)とを、ガスタイトシリンジ(gas tight syringe)を用いて順次入れて、80℃で3時間の間、加熱した。反応後に、合成されたポリウレタンプレポリマー(pre-polymer)のNCO(%)含有量を、逆滴定法を用いて確認した。1L二重ジャケット反応槽にオーバーヘッドスターラー、冷却器、ガス流入管およびゴムセプタムを設置して、前記製造されたプレポリマーを入れた後に、合成された鎖延長剤CE1(10mmol)を、シリンジポンプを用いてゆっくり加えて、80℃で12時間の間、加熱した。反応終結後に、合成された高い粘度のポリウレタンをTHFに溶かした後、ジエチルエーテルが入ったビーカーにゆっくり落として沈殿させた。沈殿した白色固体を、真空オーブンに入れて常温で24時間の間、乾燥した。最終的に、下記のような白色固体の両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体PDMS-PU-CE1を製造した(12g)。
Figure 2023506210000033
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)
2-3-2. PDMS-PU-CE2の合成
前記2-3-1の合成法と同様の方法により、PDMS-PU-CE2を製造した。
Figure 2023506210000034
(前記式において、nは10~250の整数であり、xおよびyは前記化学式1で定義したとおりである)

Claims (22)

  1. 下記化学式1で表される、親水性または疎水性官能基(EまたはE)を有する鎖延長剤を含む、両親媒性熱可塑性ポリウレタン:
    Figure 2023506210000035
    前記式において、
    またはEはそれぞれ独立して、置換または非置換された炭素数1~10のアルキル基、置換または非置換された炭素数2~20のエチレンオキシド基、置換または非置換された炭素数1~20のアルコキシ基、置換または非置換された炭素数1~20のシクロアルキル基、置換または非置換された炭素数7~20のアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のヘテロアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のシロキサン基からなる群より選ばれる1種であり、EとEとはそれぞれ同一または異なってもよく;
    Pはポリオールであり;
    Rはジイソシアネートであり;
    xは2~50の整数であり;
    yは2~100の整数であり;
    前記ポリオール(P)の分子量は400g/mol~10,000g/molである。
  2. 前記両親媒性熱可塑性ポリウレタンは、ポリオール(P)とジイソシアネート(R)とのブロック共重合体としての熱可塑性ポリウレタン高分子である、請求項1に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタン。
  3. 前記ポリオール(P)は、ポリエーテル系(Polyether)、ポリカーボネート系(Polycarboante)、ポリエステル系(Polyester)およびシリコン系(Silicone)からなる群より選ばれる1種以上のポリオールである、請求項1に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタン。
  4. 前記ポリエーテル系(Polyether)のポリオールは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)およびポリテトラメチレングリコール(PTMG)からなる群より選ばれる1種以上であり、ポリカーボネート系(Polycarboante)のポリオールは、ポリ(1,6-ヘキサメチレンカーボネート)ジオール(PHMCD)、ポリ(デカメチレンカーボネート)ジオール(PDMCD)、オリゴカーボネートジオールおよびポリヘキサメチレン-ペンタメチレンカーボネートジオール(PHMPMCD)からなる群より選ばれる1種以上であり、ポリエステル系(Polyester)のポリオールはポリラクチド(Polylactide:PLA)、ポリカプロラクトン(Polycaprolactone:PCL)およびポリエチレングリコールアジペート(Polyethyleneglycol adipate:PEGA)からなる群より選ばれる1種以上であり、シリコン系(Silicone)としてポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリアリルシロキサンおよびポリアルキルシロキサン、これらの組み合わせ物からなる群より選ばれる1種以上である、請求項3に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタン。
  5. 前記ポリオール(P)それぞれの平均分子量は、400g/mol~10,000g/molである、請求項1に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタン。
  6. 前記ジイソシアネート(R)は、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4-シクロヘキシルメタンジイソシアネート(CHDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4-または2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)、カルボジイミド-改質されたMDI、ポリメリックMDI、およびヘキサメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれた1種以上である、請求項1に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタン。
  7. 前記両親媒性熱可塑性ポリウレタン共重合体は、下記化学式2~9からなる群より選ばれる構造で表される、請求項1に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタン:
    Figure 2023506210000036
    Figure 2023506210000037
    Figure 2023506210000038
    Figure 2023506210000039
    Figure 2023506210000040
    Figure 2023506210000041
    Figure 2023506210000042
    Figure 2023506210000043
    前記化学式2~9において、
    xおよびyは前記化学式1で定義したとおりであり、
    nは10~250の整数であり、
    aは10~15の整数である。
  8. (a)ポリオール(P)とジイソシアネート(R)とを反応させてプレポリマーを重合させる段階;
    (b)前記段階(a)で構成されたプレポリマーを親水性または疎水性官能基(EまたはE)を含む鎖延長剤と反応させて請求項1による両親媒性熱可塑性ポリウレタンを製造する方法。
  9. 前記ポリオール(P)は、ポリエーテル系(Polyether)、ポリカーボネート系(Polycarboante)、ポリエステル系(Polyester)およびシリコン系(Silicone)からなる群より選ばれる1種以上のポリオールである、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  10. 前記プレポリマー中のポリオール(P)それぞれの平均分子量は、400g/mol~10,000g/molである、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  11. 前記ジイソシアネート(R)は、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4-シクロヘキシルメタンジイソシアネート(CHDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4-または2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)、カルボジイミド-改質されたMDI、ポリメリックMDI、およびヘキサメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれた1種以上である、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  12. 前記鎖延長剤は下記化学式10の構造で表される、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法:
    Figure 2023506210000044
    前記式において、
    またはEはそれぞれ独立して、置換または非置換された炭素数1~10のアルキル基、置換または非置換された炭素数2~20のエチレンオキシド基、置換または非置換された炭素数1~20のアルコキシ基、置換または非置換された炭素数1~20のシクロアルキル基、置換または非置換された炭素数7~20のアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のヘテロアリール基、置換または非置換された炭素数5~20のシロキサン基からなる群より選ばれる1種以上であり、EとEとはそれぞれ同一または異なってもよい。
  13. 前記化学式10の鎖延長剤は、下記化学式11~13からなる群より選ばれる1種以上である、請求項12に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法:
    Figure 2023506210000045
    Figure 2023506210000046
    Figure 2023506210000047
  14. 前記段階(a)においてポリオール(P)とジイソシアネート(R)との当量比は、ポリオール:ジイソシアネートとして0.5~1:1~5である、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  15. 前記段階(b)においてプレポリマーと親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤との当量比は、プレポリマー:親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤として0.5~1:1~4である、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  16. 前記ポリオール(P)は、両親媒性熱可塑性ポリウレタンの全体重量に対して30~97重量%で使用される、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  17. 前記ジイソシアネートは、両親媒性熱可塑性ポリウレタンの全体重量に対して2~60重量%で使用される、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  18. 前記親水性または疎水性官能基を含む鎖延長剤は、両親媒性熱可塑性ポリウレタンの全体重量に対して1~20重量%で使用される、請求項8に記載の両親媒性熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  19. 請求項1による両親媒性熱可塑性ポリウレタンを含む、物品。
  20. 前記物品は医療用物品または装置である、請求項19に記載の物品。
  21. 前記医療用物品は埋め込み可能なものである、請求項19に記載の物品。
  22. 前記埋め込み可能な医療用物品は電気化学的センサである、請求項21に記載の物品。
JP2022535913A 2019-12-13 2020-11-26 非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン、その製造方法およびそれを含む埋め込み型医療装置 Active JP7394998B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190167208A KR102509426B1 (ko) 2019-12-13 2019-12-13 비혼합형 양친매성 열가소성 폴리우레탄, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 삽입형 의료장치
KR10-2019-0167208 2019-12-13
PCT/KR2020/016996 WO2021118124A1 (ko) 2019-12-13 2020-11-26 비혼합형 양친매성 열가소성 폴리우레탄, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 삽입형 의료장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023506210A true JP2023506210A (ja) 2023-02-15
JP7394998B2 JP7394998B2 (ja) 2023-12-08

Family

ID=76330096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022535913A Active JP7394998B2 (ja) 2019-12-13 2020-11-26 非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン、その製造方法およびそれを含む埋め込み型医療装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220298291A1 (ja)
EP (1) EP4074744A4 (ja)
JP (1) JP7394998B2 (ja)
KR (1) KR102509426B1 (ja)
CN (1) CN114787219A (ja)
WO (1) WO2021118124A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11045142B1 (en) 2017-04-29 2021-06-29 Biolinq, Inc. Heterogeneous integration of silicon-fabricated solid microneedle sensors and CMOS circuitry
EP4048152B1 (en) 2020-07-29 2023-12-20 Biolinq Incorporated Continuous analyte monitoring system with microneedle array
JP7341583B6 (ja) 2021-05-08 2023-09-29 バイオリンク インコーポレイテッド 微小針アレイベースの持続的分析物監視デバイスのための障害検出
CN115340660B (zh) * 2022-07-26 2023-10-10 华南理工大学 一种亲水-疏水链段结构低聚物及其制备方法与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5152496A (en) * 1974-09-06 1976-05-10 Basf Ag Netsukasoseino danseihoriuretannoseiho
JP2000119359A (ja) * 1999-11-15 2000-04-25 Toyobo Co Ltd 水系分散体およびこれを用いた水系塗料用樹脂組成物
JP2002531609A (ja) * 1998-12-02 2002-09-24 クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー 熱可塑性ポリウレタン組成物を製造するための方法およびその方法によって製造された組成物
JP2011524431A (ja) * 2008-05-28 2011-09-01 バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト 親水性ポリウレタン被膜
JP2017075851A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 生体センサ、および生体センサから生体内の被験物質の濃度を測定する方法、持続血糖測定(cgm)システム
CN110144033A (zh) * 2019-04-25 2019-08-20 合肥国轩高科动力能源有限公司 水性聚氨酯粘结剂的制备方法及包括该粘结剂的锂离子电池正极浆料

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5322063A (en) * 1991-10-04 1994-06-21 Eli Lilly And Company Hydrophilic polyurethane membranes for electrochemical glucose sensors
CN101018599A (zh) * 2004-08-16 2007-08-15 诺和诺德公司 用于生物传感器的多相生物相容性半透膜
FR2935546B1 (fr) * 2008-09-02 2010-09-17 Arkema France Materiau composite d'electrode, electrode de batterie constituee dudit materiau et batterie au lithium comprenant une telle electrode.
CN102432992B (zh) * 2011-08-21 2013-07-10 山东天庆科技发展有限公司 非离子水性聚氨酯乳液及制备方法
CN102942664A (zh) * 2012-11-28 2013-02-27 安徽大学 一种端羟基超支化聚氨酯的制备方法
BR112015018472B1 (pt) * 2013-02-04 2020-12-22 Lubrizol Advanced Materials, Inc composição de poliuretano termoplástica, e, processo descontínuo para produzir uma composição
CN103724574B (zh) * 2013-12-06 2016-01-20 四川达威科技股份有限公司 一种皮革涂饰用非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法
AU2016250695B2 (en) * 2015-04-24 2021-04-22 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Surface modified polymer compositions
CN109475661A (zh) * 2015-06-08 2019-03-15 奥特克国际公开有限公司 基于硅-聚碳酸酯二醇的聚氨酯溶液的制备方法
US10266657B2 (en) * 2015-10-29 2019-04-23 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Polyurethane/urea compositions
KR101939978B1 (ko) * 2017-03-29 2019-01-18 주식회사 빅스 텍스타일 스킨 코팅용 친수성 수분산 폴리우레탄 수지 및 이를 이용한 친수성 필름의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5152496A (en) * 1974-09-06 1976-05-10 Basf Ag Netsukasoseino danseihoriuretannoseiho
JP2002531609A (ja) * 1998-12-02 2002-09-24 クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー 熱可塑性ポリウレタン組成物を製造するための方法およびその方法によって製造された組成物
JP2000119359A (ja) * 1999-11-15 2000-04-25 Toyobo Co Ltd 水系分散体およびこれを用いた水系塗料用樹脂組成物
JP2011524431A (ja) * 2008-05-28 2011-09-01 バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト 親水性ポリウレタン被膜
JP2017075851A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 生体センサ、および生体センサから生体内の被験物質の濃度を測定する方法、持続血糖測定(cgm)システム
CN110144033A (zh) * 2019-04-25 2019-08-20 合肥国轩高科动力能源有限公司 水性聚氨酯粘结剂的制备方法及包括该粘结剂的锂离子电池正极浆料

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020402311A1 (en) 2022-06-30
US20220298291A1 (en) 2022-09-22
EP4074744A4 (en) 2023-01-11
CN114787219A (zh) 2022-07-22
KR20210075761A (ko) 2021-06-23
WO2021118124A1 (ko) 2021-06-17
JP7394998B2 (ja) 2023-12-08
EP4074744A1 (en) 2022-10-19
KR102509426B1 (ko) 2023-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7394998B2 (ja) 非混合型両親媒性熱可塑性ポリウレタン、その製造方法およびそれを含む埋め込み型医療装置
JP3999739B2 (ja) オルガノポリシロキサン/ポリ尿素/ポリウレタン−ブロックコポリマーを含む組成物
EP1687378B1 (en) Preparation of supramolecular polymers containing quadruple hydrogen bonding units in the polymer backbone
JP2005002340A (ja) オルガノポリシロキサン/ポリ尿素/ポリウレタン−ブロック共重合体の製造法およびその使用
TWI694094B (zh) 聚碳酸酯樹脂
CN107722251A (zh) 聚碳酸酯二元醇以及使用聚碳酸酯二元醇而得到的聚氨酯
CN102365308A (zh) 聚异丁烯基聚氨酯
JP2006521420A (ja) オルガノポリシロキサン/ポリ尿素/ポリウレタン−ブロックコポリマー
CN106414550A (zh) 聚碳酸酯二醇的制造方法和聚碳酸酯二醇以及使用该聚碳酸酯二醇的聚氨酯
CN110099943A (zh) 聚碳酸酯多元醇和聚氨酯
EP0559828B1 (en) Hard segment size control in polyurethane formation
KR102553303B1 (ko) 관능화된 열가소성 폴리우레탄, 이의 제조방법 및 이를 이용한 의료용 고기능성 복합재료의 제조 방법 및 이를 포함하는 의료장치
CN104927015A (zh) 有机硅修饰的脂肪族聚氨酯生物材料及其制备方法
JP5386142B2 (ja) ポリウレタンエラストマーおよび成形品
AU2020402311B2 (en) Non-mixed amphiphilic thermoplastic polyurethane, method for producing same, and implantable medical device including same
CN101802045A (zh) 聚氨酯和聚脲、及其制造方法
EP3303447B1 (en) Synthesis of polycarbonate siloxane diols
JP4058676B2 (ja) 機能性ポリウレタンおよび/又はポリウレタンウレアおよびその製造方法
JPH0241325A (ja) ポリウレタン−ポリシロキサンブロック共重合体
Tang Effect of microdomain structures on the enzyme induced hydrolytic degradation of polycarbonate-urethanes
JPH03296517A (ja) 医用ポリウレタンおよびその製造方法
JP2003082054A (ja) 安全性に優れたポリマー
JPH0248009B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220729

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231020

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231102

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7394998

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150