JP5138215B2 - 3枝分かれ生理活性共重合体 - Google Patents
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Description
大抵の医療用具は、金属、セラミックスまたはポリマー材料で作られている。しかし、これらの材料は、非形状整合性(non-conformal)、疎水性、かつ非平滑性(non-slippery)であり、したがって、使用または手術の間、血栓形成、炎症、または、粘膜に対する損傷を引き起こすことがある。このように、生体適合性の問題は、医療用具、とりわけ、医療用インプラント、の製造業者にとって重大な関心事である。医療用具は、適切かつ安全に機能するように、通常、生体適合性材料の1つ以上の層で被覆されている。これらの医療用具上のコーティングは、場合によっては、治療薬および製剤を送達するために使用することができる。
したがって、本発明は、疎水性ドメインと、親水性ドメインと、生理活性部分と、および、炭素原子2〜10個のアルキル基コア(alkyl core)とを有する3枝分かれ共重合体を提供し、前記疎水性ドメイン、前記親水性ドメイン、および前記生理活性部分が、3個の官能基を介して前記の炭素原子2〜10個のアルキル基コアに別々に結合されており、前記の3個の官能基は、同一であるかまたは相違しており、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール(式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である)から選択される。
Zは、炭素原子2〜10個のアルキル基であり、
X、Y、およびWは、同一であるか、または相違しており、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、
−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール(式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である)から選択される官能基である。
X'およびY'は、同一であるかまたは相違しており、
−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾールから選択される官能基であり、
W'は、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾールから選択される官能基であり、
Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である。W'は、共有結合であることが好ましい。
本発明は、疎水性ドメインと、親水性ドメインと、生理活性部分と、および、炭素原子2〜10個のアルキル基コアとを有する3枝分かれ共重合体を提供する。「3枝分かれ(tri-branched)」は、本発明の共重合体が、「Y」の形状であって、炭素原子2〜10個のアルキル基コアが中央コア(center core)としての機能を果たし、疎水性ドメイン、親水性ドメイン、および生理活性部分が、この中央コアから延びている3本の枝として存在している、「Y」の形状を有することを意味する。すなわち、本発明の3本の枝は、それぞれ、疎水性ドメイン、親水性ドメイン、および生理活性部分である。本明細書および特許請求の範囲で使用される用語「ドメイン(domain)」は、重合モノマー単位のブロックを意味する。疎水性ドメイン、親水性ドメイン、および生理活性部分は、3個の官能基を介して炭素原子2〜10個のアルキル基コアに別々に結合されている。3個の官能基は、独立的に同一であるか、または相違している。本発明に適したこの官能基の例は、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール(式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である)を包含するが、それらに限定されない。本明細書および特許請求の範囲で使用される「(CO)」はカルボニル部分を示し、−(CNR)−はイミン部分を示し、「(SO)」はスルフィニル部分を示し、「(SO2)」はスルホニル部分を示す。3つの官能基の1つ以上が共有結合である場合、疎水性ドメイン、親水性ドメイン、および/または生理活性部分は、それぞれ、1つ以上の共有結合を介してアルキル基コアに直接結合している。
Zは、炭素原子2〜10個のアルキル基であり、
X、YおよびWは、同一であるかまたは相違しており、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール(式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である)からなる群から選択される官能基である。
X'およびY'は、同一であるかまたは相違しており、
−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾールから選択される官能基であり、
W'は、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である。W'は共有結合であることが好ましい。
−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾールから選択される官能基であり、
W'は、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾールから選択される官能基であり、
Rは、水素、または、C1〜C6アルキル基であり、
Vは、RAFT剤の一部分として使用するのに適した有機部分である。Vはフェニル基であることが好ましい。さらに好ましくは、Vはフェニル基であり、かつ、W'は共有結合である。
(1)3枝分かれ共重合体において、
疎水性ドメインと、
親水性ドメインと、
生理活性部分と、
炭素原子2〜10個のアルキル基コアと、
を有し、
前記疎水性ドメイン、前記親水性ドメイン、および前記生理活性部分が、3個の官能基を介して前記炭素原子2〜10個のアルキル基コアに別々に結合されており、
前記3個の官能基は、独立的に同一であるかまたは相違しており、かつ、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択され、
式中、Rは、水素またはC1〜C6アルキル基である、
3枝分かれ共重合体。
(2)実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体において、
次の構造を有しており、
Zは、炭素原子2〜10個のアルキル基であり、
X、YおよびWは、同一であるかまたは相違しており、かつ、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である、
3枝分かれ共重合体。
(3)実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体において、
前記疎水性ドメインが、少なくとも1種のメタクリル酸アルキル、またはアクリル酸アルキル、の反復のモノマー単位を含んでいる、3枝分かれ共重合体。
(4)実施態様3に記載の3枝分かれ共重合体において、
少なくとも1種のメタクリル酸アルキルの前記反復のモノマー単位が、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、およびメタクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、3枝分かれ共重合体。
(5)実施態様3に記載の3枝分かれ共重合体において、
少なくとも1種のアクリル酸アルキルの前記反復のモノマー単位が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、およびアクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、3枝分かれ共重合体。
前記親水性ドメインが、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルアルコール、エチレングリコール、およびN−ビニルピロリドン、からなる群から選択される、反復のモノマー単位を含んでいる、3枝分かれ共重合体。
(7)実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体において、
前記生理活性部分が、生理活性分子から誘導されており、
前記生理活性分子が、抗血栓形成剤、免疫抑制剤、抗腫瘍薬、抗炎症剤、血管形成阻害薬、タンパク質キナーゼ阻害薬、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、
3枝分かれ共重合体。
(8)実施態様7に記載の3枝分かれ共重合体において、
前記生理活性分子が、ヘパリン、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、3枝分かれ共重合体。
(9)実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体において、
次の構造を有しており、
X'およびY'は、同一であるかまたは相違しており、かつ、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
W'は、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である、
3枝分かれ共重合体。
(10)実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体において、
次の構造を有しており、
nおよびmは、同一であるかまたは相違しており、独立的に10〜2500の整数である、
3枝分かれ共重合体。
(11)実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体において、
約8.30269432 × 10-21g〜約8.30269432 × 10-19g(約5kダルトン〜約500kダルトン)の範囲の調節可能な分子量を有している、3枝分かれ共重合体。
疎水性ドメイン、親水性ドメイン、生理活性部分、および炭素原子2〜10個のアルキル基コア、を有する3枝分かれ共重合体、
を含んでおり、
前記疎水性ドメイン、前記親水性ドメイン、および前記生理活性部分が、3個の官能基を介して前記の炭素原子2〜10個のアルキル基コアに別々に結合されており、
前記3個の官能基が、独立的に同一であるかまたは相違しており、かつ、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択され、
式中、Rは、水素またはC1〜C6アルキル基である、
コーティング組成物。
(13)実施態様12に記載のコーティング組成物において、
前記コーティングが、約1nm〜約10μmの厚さを有している、コーティング組成物。
(14)物品の上にコーティングを有する物品において、
前記コーティングが、疎水性ドメイン、親水性ドメイン、生理活性部分、および炭素原子2〜10個のアルキル基コア、を有する3枝分かれ共重合体を含んでおり、
前記疎水性ドメイン、前記親水性ドメイン、および前記生理活性部分が、3個の官能基を介して前記の炭素原子2〜10個のアルキル基コアに別々に結合されており、
前記3個の官能基が、独立的に同一であるかまたは相違しており、かつ、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択され、
式中、Rは、水素またはC1〜C6アルキル基である、
物品。
(15)実施態様14に記載の物品において、
前記疎水性ドメインが、少なくとも1種のメタクリル酸アルキルまたはアクリル酸アルキル、の反復のモノマー単位を含んでいる、物品。
(16)実施態様15に記載の物品において、
少なくとも1種のメタクリル酸アルキルの前記反復のモノマー単位が、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、およびメタクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、物品。
(17)実施態様15に記載の物品において、
少なくとも1種のアクリル酸アルキルの前記反復のモノマー単位が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、およびアクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、物品。
前記親水性ドメインが、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルアルコール、エチレングリコール、およびN−ビニルピロリドン、からなる群から選択される、反復のモノマー単位を含んでいる、物品。
(19)実施態様14に記載の物品において、
前記生理活性部分が、生理活性分子から誘導されており、
前記生理活性分子が、抗血栓形成剤、免疫抑制剤、抗腫瘍薬、抗炎症剤、血管形成阻害薬、タンパク質キナーゼ阻害薬、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、
物品。
(20)実施態様19に記載の物品において、
前記生理活性分子が、ヘパリン、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、物品。
(21)実施態様14に記載の物品において、
実施態様1に記載の3枝分かれ共重合体が、約8.30269432 × 10-21g〜約8.30269432 × 10-19g(約5kダルトン〜約500kダルトン)の範囲の調節可能な分子量を有している、物品。
(22)実施態様14に記載の物品において、
前記コーティングが、約1nm〜約10μmの厚さを有している、物品。
(23)実施態様14に記載の物品において、
医療用具、または医療用具の部品である、物品。
Claims (18)
- 3枝分かれ共重合体において、
次の構造を有しており、
Zは、炭素原子2〜10個のアルキル基であり、
X、YおよびWは、同一であるかまたは相違しており、かつ、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基であり、
前記疎水性ドメインが、少なくとも1種のメタクリル酸アルキルまたはアクリル酸アルキルの反復モノマー単位を含んでおり、
前記親水性ドメインが、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルアルコール、エチレングリコール、およびN−ビニルピロリドン、からなる群から選択される反復モノマー単位を含んでおり、
前記生理活性部分が、生理活性分子である、
3枝分かれ共重合体。 - 請求項1に記載の3枝分かれ共重合体において、
少なくとも1種のメタクリル酸アルキルの前記反復モノマー単位が、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、およびメタクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、3枝分かれ共重合体。 - 請求項1に記載の3枝分かれ共重合体において、
少なくとも1種のアクリル酸アルキルの前記反復モノマー単位が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、およびアクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、3枝分かれ共重合体。 - 請求項1に記載の3枝分かれ共重合体において、
前記生理活性分子が、抗血栓形成剤、免疫抑制剤、抗腫瘍薬、抗炎症剤、血管形成阻害薬、タンパク質キナーゼ阻害薬、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、
3枝分かれ共重合体。 - 請求項4に記載の3枝分かれ共重合体において、
前記生理活性分子が、ヘパリン、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、3枝分かれ共重合体。 - 請求項1に記載の3枝分かれ共重合体において、
次の構造を有しており、
X’およびY’は、同一であるかまたは相違しており、かつ、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
W’は、共有結合、−(CO)−、−(CNR)−、−(SO)−、−(SO2)−、−O(CO)−、−(CO)O−、−NH(CO)−、−(CO)NH−、−O(SO2)−、−(SO2)O−、−O(SO)−、−(SO)O−、−NH(SO2)−、−(SO2)NH−、−NH(SO)−、−(SO)NH−、およびトリアゾール、から選択される官能基であり、
式中、Rは、水素、またはC1〜C6アルキル基である、
3枝分かれ共重合体。 - 請求項1に記載の3枝分かれ共重合体において、
8.30269432 × 10-21g〜8.30269432 × 10-19g(5kダルトン〜500kダルトン)の範囲の調節可能な分子量を有している、3枝分かれ共重合体。 - 物品の1つの表面の少なくとも一部分に施用するためのコーティング組成物において、
請求項1に記載の3枝分かれ共重合体を含んでいる、
コーティング組成物。 - 請求項9に記載のコーティング組成物において、
前記コーティングが、1nm〜10μmの厚さを有している、コーティング組成物。 - 物品の上にコーティングを有する物品において、
前記コーティングが、請求項1に記載の3枝分かれ共重合体を含んでいる、
物品。 - 請求項11に記載の物品において、
少なくとも1種のメタクリル酸アルキルの前記反復モノマー単位が、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、およびメタクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、物品。 - 請求項11に記載の物品において、
少なくとも1種のアクリル酸アルキルの前記反復モノマー単位が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、およびアクリル酸ドデシル、からなる群から選択される、物品。 - 請求項11に記載の物品において、
前記生理活性分子が、抗血栓形成剤、免疫抑制剤、抗腫瘍薬、抗炎症剤、血管形成阻害薬、タンパク質キナーゼ阻害薬、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、
物品。 - 請求項14に記載の物品において、
前記生理活性分子が、ヘパリン、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、DNA、RNA、siRNA、リボザイム、多糖類、オリゴ糖類、脂質、リポタンパク質、およびプロテオグリカン、からなる群から選択される、物品。 - 請求項11に記載の物品において、
前記3枝分かれ共重合体が、8.30269432 × 10-21g〜8.30269432 × 10-19g(5kダルトン〜500kダルトン)の範囲の調節可能な分子量を有している、物品。 - 請求項11に記載の物品において、
前記コーティングが、1nm〜10μmの厚さを有している、物品。 - 請求項11に記載の物品において、
医療用具、または医療用具の部品である、物品。
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