JPH11319069A - Ultra-high molecular implantation material - Google Patents

Ultra-high molecular implantation material

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JPH11319069A
JPH11319069A JP10127978A JP12797898A JPH11319069A JP H11319069 A JPH11319069 A JP H11319069A JP 10127978 A JP10127978 A JP 10127978A JP 12797898 A JP12797898 A JP 12797898A JP H11319069 A JPH11319069 A JP H11319069A
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supramolecular
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Nobuhiko Yui
伸彦 由井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To impart both of excellent dynamic characteristics and rapid biodegradability by introducing biodegradable groups degraded in an implanted region into both terminals of a water-soluble straight chain high polymer piercing the cavity of a cyclic molecule to provide a molecular structure wherein the cyclic molecule is not dissociated so far as the terminal groups are not degraded. SOLUTION: Polyethylene glycol being a straight chain high polymer or a block copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol pierces the cavity parts of a plurality of cyclic molecules (cyclodextrin). Oligopeptide chains, oligosaccharides or ester groups are introduced into both terminals of the block copolymer as molecular chains (biodegradable groups) degraded in an implanted region in a time-specifical manner. By this constitution, dynamic characteristics necessary for tissue reconstruction can be developed by an ultra- high-molecular structure consisting of cyclic molecules and the straight chain high polymer. After reconstruction, an implantation material can disappears rapidly from the implanted region by the dissociation of ultra-high molecules based on the hydrolysis of the terminal groups.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、整形外科
分野をはじめとして広く埋植用に利用することのでき
る、新しい超分子埋植材料に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel supramolecular implant material which can be widely used for implants in the field of orthopedics and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】従来より、整形外科や口腔外
科領域などで硬組織や軟組織の再建を目的として種々の
生体内分解性高分子が用いられてきている。これら生体
内分解性高分子は、主として、ポリ乳酸やポリ(乳酸−
グリコール酸)共重合体など脂肪族ポリエステルであ
り、その優れた力学特性と非酵素的な加水分解性を制御
することによって、数カ月間にわたって組織を保持する
強度と再建後の分解消失を実現している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various biodegradable polymers have been used in orthopedic and oral surgery fields for the purpose of reconstructing hard and soft tissues. These biodegradable polymers are mainly polylactic acid and poly (lactic acid-
Glycolic acid) is an aliphatic polyester such as a copolymer. By controlling its excellent mechanical properties and non-enzymatic hydrolyzability, it achieves the strength to hold tissue for several months and the degradation and disappearance after reconstruction. I have.

【0003】しかしながら、これら従来の埋植材料の場
合には、埋植器材としての強度を獲得するために疎水性
主鎖からなるポリエステルを成形加工条件によって高結
晶性としており、かえって組織再建後の加水分解性に問
題が生じている。また、通常、ポリエステルの生体内分
解は非酵素的加水分解によっており、材料中への水の侵
入速度とエステル基の加水分解速度とによって決定され
るため、現在使用されている埋植器材では、高結晶性で
あるために水の結晶部位への侵入が制限され、結果的に
は組織再建後に材料が不要となっていても埋植部位から
容易に消失せず、かえって微粒子状となって残存するこ
とによって局所的な炎症反応を惹起している。
However, in the case of these conventional implant materials, a polyester comprising a hydrophobic main chain is made highly crystalline by molding conditions in order to obtain strength as an implant device, and rather, after the tissue reconstruction, There is a problem with hydrolysis. In addition, biodegradation of polyester is usually performed by non-enzymatic hydrolysis, and is determined by the rate of water penetration into the material and the rate of hydrolysis of ester groups. Due to its high crystallinity, water intrusion into crystal sites is limited, and as a result, even if the material is no longer needed after tissue reconstruction, it does not easily disappear from the implant site, but remains in fine particles. This causes a local inflammatory response.

【0004】このように、従来技術では組織再建に必要
な力学特性と再建後の速やかなる分解消失性を兼備した
材料を設計することは事実上不可能であった。そこで、
こうした背景のもとに、優れた力学特性と速やかなる分
解消失性とを兼備した理想的な埋植材料の実現が強く望
まれていた。
As described above, it is practically impossible with the prior art to design a material having both the mechanical properties necessary for tissue reconstruction and the rapid decomposition and disappearance after reconstruction. Therefore,
Against this background, there has been a strong demand for the realization of an ideal implant material having both excellent mechanical properties and rapid decomposition and disappearance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、以上
のとおりの従来の整形外科や口腔外科領域での生体内分
解性高分子の問題点に鑑み、組織再建時の保持固定に必
要な力学特性と、組織再建後の迅速な分解消失特性とを
発揮する、新しい超分子埋植材料を提供するものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of biodegradable polymers in the field of conventional orthopedic surgery and oral surgery, the invention of this application is necessary for holding and fixing during tissue reconstruction. An object of the present invention is to provide a new supramolecular implant material exhibiting mechanical properties and rapid degradation and disappearance after tissue reconstruction.

【0006】すなわち、この出願の発明は、まず第1に
は、環状分子の空洞を貫通した水溶性の直鎖状高分子の
両末端には埋植部位で分解する生体内分解性基が導入さ
れており、この末端基が分解しない限り環状分子が脱離
しない分子構造を有していることを特徴とする超分子埋
植材料を提供する。そして、この出願の発明は、前記埋
植材料に関して、第2には、埋植部位において生体内分
解性基は特定時間後に分解する超分子埋植材料を、第3
には、特定時間は、生体組織の再構成後の時間である超
分子埋植材料を、第4には、結晶性、末端基の加水分解
速度、環状分子の脱離速度および鎖当りの貫通量とが制
御されている超分子埋植材料を提供する。
That is, the invention of this application firstly introduces a biodegradable group capable of decomposing at an implant site into both ends of a water-soluble linear polymer penetrating the cavity of a cyclic molecule. And a supramolecular implant material having a molecular structure in which a cyclic molecule is not eliminated unless this terminal group is decomposed. Secondly, the invention of this application relates to the implant material, wherein the biodegradable group at the implant site decomposes after a specific time,
Fourth, the specific time is the time after reconstitution of the biological tissue, and the fourth is the crystallinity, the rate of hydrolysis of end groups, the rate of desorption of cyclic molecules and the penetration per chain. Provided is a supramolecular implant having a controlled amount.

【0007】また、この出願の発明は、前記いずれかの
埋植材料に関し、第5には、直鎖状高分子の末端基が、
オリゴペプチド鎖、オリゴ糖鎖、あるいはエステル基で
ある超分子埋植材料を、第6には、直鎖状高分子の末端
基が適当な反応性化合物によって連結されて高分子量化
されているいずれかの超分子埋植材料を、第7には、環
状分子は、α−、β−、あるいはγ−シクロデキストリ
ンであり、水溶性の直鎖状高分子は、ポリエチレングリ
コールもしくはポリエチレングリコールとポリプロピレ
ングリコールのブロック共重合体で数平均分子量が20
0−5000であるいずれかの超分子埋植材料を提供す
る。
Further, the invention of this application relates to any one of the above-mentioned implanting materials. Fifth, the terminal group of the linear polymer is:
Sixth, a supramolecular embedding material that is an oligopeptide chain, an oligosaccharide chain, or an ester group is used. Seventh, the cyclic molecule is α-, β-, or γ-cyclodextrin, and the water-soluble linear polymer is polyethylene glycol or polyethylene glycol and polypropylene glycol. Block copolymer having a number average molecular weight of 20
Any supramolecular implant material that is between 0-5000 is provided.

【0008】さらにまた、この出願の発明は、第8とし
て、直鎖状高分子の末端基は、繰り返し単位が1−5で
あり、構成アミノ酸としてアラニン、バリン、ロイシ
ン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、フェニルア
ラニン、トリプトファン、アスパラギン酸、グルタミン
酸、グリシン、セリン、スレオニン、チロシン、システ
イン、リシン、アルギニン、ヒシチジンのいずれか単独
もしくは複数からなるオリゴペプチド鎖、繰り返し単位
が1−5であり、構成多糖としてデキストラン、ヒアル
ロン酸、キチン、キトサン、アルギン酸、コンドロイチ
ン硫酸、でんぷんからなるオリゴ糖鎖、あるいはエステ
ル基を有する超分子埋植材料も提供する。
Further, the invention of this application is, in an eighth aspect, that the terminal group of the linear polymer has a repeating unit of 1-5, and the constituent amino acids are alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, proline, Phenylalanine, tryptophan, aspartic acid, glutamic acid, glycine, serine, threonine, tyrosine, cysteine, lysine, arginine, oligopeptide chain consisting of one or more of any of histidine, repeating unit is 1-5, dextran as a constituent polysaccharide, The present invention also provides a supramolecular implant material having an oligosaccharide chain composed of hyaluronic acid, chitin, chitosan, alginic acid, chondroitin sulfate, starch, or an ester group.

【0009】この出願の発明は、第9として、環状分子
の空洞を貫通した水溶性の直鎖状高分子の両末端には加
水分解する分解性基が導入されており、この末端基が分
解しない限り環状分子が脱離しない分子構造を有してい
ることを特徴とする超分子材料も提供する。この出願の
発明では、従来の生体内分解性高分子材料とは異なり、
力学特性を発揮する構造が超分子集合体の形成によって
いることが特徴である。すなわちこの発明の超分子埋植
材料では、その力学特性を、加水分解性基の繰り返しか
らなる高分子の結晶性によっているのではなく、多数の
環状分子に水溶性の直鎖状高分子が貫通した超分子の結
晶性によって獲得している。従来からの生体内分解性高
分子では、繰り返し単位であるエステル結合が全て加水
分解する必要があったため、高結晶性であることが逆に
加水分解性を困難にしていたが、この発明の超分子埋植
材料では、直鎖状高分子の末端に導入した嵩高い分解性
基が加水分解することによって、貫通していた環状分子
や速やかに脱離して溶解し、埋植部位より消失する。
According to the invention of this application, ninthly, a hydrolyzable decomposable group is introduced into both ends of a water-soluble linear polymer penetrating the cavity of a cyclic molecule, and this terminal group is degraded. There is also provided a supramolecular material characterized by having a molecular structure in which a cyclic molecule is not eliminated unless otherwise. In the invention of this application, unlike the conventional biodegradable polymer material,
It is characterized in that the structure exhibiting mechanical properties depends on the formation of supramolecular aggregates. That is, in the supramolecular embedding material of the present invention, the mechanical properties are not dependent on the crystallinity of the polymer composed of repeating hydrolyzable groups, but the water-soluble linear polymer penetrates a large number of cyclic molecules. Obtained by the supramolecular crystallinity. In conventional biodegradable polymers, it was necessary to hydrolyze all of the ester bonds, which are repeating units, so that high crystallinity made hydrolysis difficult on the contrary. In the molecular implant material, the bulky decomposable group introduced into the terminal of the linear polymer is hydrolyzed, so that the penetrating cyclic molecule or the cyclic molecule is quickly eliminated and dissolved, and disappears from the implant site.

【0010】この発明の超分子埋植材料では、超分子形
成による力学特性の確保と、末端基の加水分解に基づい
た超分子の迅速な解離による消失特性と、2つの異なる
特性をそれぞれ独立に制御することが出来る利点を有し
ている。この発明によって、従来より整形外科や口腔外
科領域など各種組織の再建分野で用いられていた種々の
埋植器材の設計が、根底より変更されることになる。
[0010] In the supramolecular implant material of the present invention, the mechanical properties are secured by the formation of the supramolecules, and the elimination properties by rapid dissociation of the supramolecules based on the hydrolysis of the terminal group, and two different properties are independently obtained. It has the advantage that it can be controlled. According to the present invention, the design of various implantable devices conventionally used in the field of reconstruction of various tissues such as orthopedic surgery and oral surgery is fundamentally changed.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以上のとおりの特徴を有すること
の発明の超分子埋植材料についてさらに説明する。ま
ず、この発明の超分子埋植材料の環状分子は、例えばα
−、β−、あるいはγ−シクロデキストリンやその他類
似の環状構造を持つものの各種のものであってよく、環
状構造のポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテルア
ミン、ポリアミン等のものがある。そして水溶性の直鎖
状高分子としては、たとえばポリエーテル、ポリエステ
ル等であってよく、ポリエチレングリコールもしくはポ
リエチレングリコールとポリプロピレングリコールのブ
ロック共重合体であって、数平均分子量が200−50
00、望ましくは400−2000であるものが適当な
ものの一つとして例示される。高分子末端基としては、
オリゴペプチド鎖、オリゴ糖鎖、あるいはエステル基が
適当なものとして例示され、より具体的には、たとえば
繰り返し単位が1−5であり、構成アミノ酸としてアラ
ニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、
プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、アスパ
ラギン酸、グルタミン酸、グリシン、セリン、スレオニ
ン、チロシン、システイン、リシン、アルギニン、ヒス
チジンのいずれか単独もしくは複数からなるオリゴペプ
チド鎖、繰り返し単位が1−5であり、構成多糖として
デキストラン、ヒアルロン酸、キチン、キトサン、アル
ギン酸、コンドロイチン硫酸、でんぷんからなるオリゴ
糖鎖、あるいはエステル基を有するものが挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The supramolecular implantation material of the invention having the above-mentioned features will be further described. First, the cyclic molecule of the supramolecular implant material of the present invention is, for example, α
-, Β-, or γ-cyclodextrin or other compounds having a similar cyclic structure may be used, such as polyethers, polyesters, polyetheramines, and polyamines having a cyclic structure. The water-soluble linear polymer may be, for example, polyether, polyester, or the like, and is polyethylene glycol or a block copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol, and has a number average molecular weight of 200 to 50.
00, preferably 400-2000 is illustrated as one of the suitable ones. As the polymer terminal group,
Oligopeptide chains, oligosaccharide chains, or ester groups are exemplified as appropriate ones. More specifically, for example, the repeating unit is 1-5, and the constituent amino acids are alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine,
Proline, phenylalanine, tryptophan, aspartic acid, glutamic acid, glycine, serine, threonine, tyrosine, cysteine, lysine, arginine, an oligopeptide chain consisting of any one or a plurality of histidines, the repeating unit is 1-5, and as a constituent polysaccharide Oligosaccharide chains comprising dextran, hyaluronic acid, chitin, chitosan, alginic acid, chondroitin sulfate, starch, or those having an ester group can be mentioned.

【0012】高分子末端基は、適当な反応性化合物によ
って連結されて高分子量化されていてもよい。代表的な
構成としては、次のものが例示される。すなわち、直鎖
状高分子であるポリエチレングリコール、あるいはポリ
エチレングリコールとポリプロピレングリコールのブロ
ック共重合体が、複数の環状分子(シクロデキストリ
ン)の空洞部を貫通しており、ポリレチングリコール、
あるいはポリエチレングリコールとポリプロピレングリ
コールのブロック共重合体の両末端に、埋植部位におい
て時間特異的に分解される分子鎖(生体内分解性基)と
してオリゴペプチド鎖、オリゴ糖類、あるいはエステル
基を導入した構造を骨格とした超分子埋植材料である。
The polymer end groups may be linked by a suitable reactive compound to increase the molecular weight. The following are exemplified as typical configurations. That is, polyethylene glycol, which is a linear polymer, or a block copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol penetrates through the cavities of a plurality of cyclic molecules (cyclodextrins).
Alternatively, oligopeptide chains, oligosaccharides, or ester groups are introduced into both ends of a block copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol as molecular chains (biodegradable groups) that are degraded in a time-specific manner at the site of implantation. It is a supramolecular implant material with a structure as a skeleton.

【0013】環状分子であるシクロデキストリンに貫通
した直鎖状高分子であるポリエチレングリコール、ある
いはポリエチレングリコールとポリプロピレングリコー
ルのブロック共重合体からなる超分子構造によって優れ
た力学特性を発揮して埋植部位での組織の再建を行うと
ともに、直鎖状高分子の末端に導入した生体内分解性基
であるオリゴペプチド鎖、オリゴ糖鎖、あるいはエステ
ル基が組織再建後(時限的)に加水分解することによっ
て、シクロデキストリンがポリエチレングリコール、あ
るいはポリエチレングリコールとポリプロピレングリコ
ールのブロック共重合体から一度期に脱離して消失す
る。この実現により、長期間にわたる優れた力学特性と
一定時間後の迅速な消失特性とを有する理想的な埋植器
材の構成が可能となる。
[0013] The supramolecular structure of polyethylene glycol, which is a linear polymer penetrating through cyclodextrin, which is a cyclic molecule, or a block copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol, exerts excellent mechanical properties and exhibits excellent mechanical properties. Tissue reconstruction, and the hydrolysis of oligopeptide chains, oligosaccharide chains or ester groups, which are biodegradable groups introduced at the ends of the linear polymer, after tissue reconstruction (timed) As a result, cyclodextrin is once eliminated from polyethylene glycol or a block copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol and disappears. This realization makes it possible to construct an ideal implantable device having excellent mechanical properties over a long period of time and quick disappearance after a certain period of time.

【0014】超分子による結晶性、末端基の加水分解速
度、環状分子の脱離速度および鎖当りの貫通量とを制御
することによって、治療に有効な力学特性を発揮する時
間と分解消失する時期、およびその速度を制御すること
ができる。環状分子と直鎖状高分子とからなる超分子構
造によって、組織再建に必要な力学特性を発揮すること
が可能である。再建後には、末端基の加水分解に基づい
た超分子の解離によって埋植部位から速やかに消失させ
ることができる。これによって、整形外科や口腔外科領
域での組織再建において数カ月単位での使用に対して有
効性(力学特性)・安全性(超分子の解離)の高い治療
が可能となるものと期待される。
Controlling the crystallinity by the supramolecule, the rate of hydrolysis of the terminal groups, the rate of desorption of the cyclic molecule and the amount of penetration per chain, the time during which the therapeutically effective mechanical properties are exhibited and the time at which the degradation disappears , And its speed can be controlled. A supramolecular structure composed of a cyclic molecule and a linear polymer can exert the mechanical properties required for tissue reconstruction. After reconstruction, it can be quickly cleared from the implantation site by dissociation of the supramolecule based on hydrolysis of the terminal groups. This is expected to enable treatment with high efficacy (mechanical properties) and safety (dissociation of supramolecules) for use every several months in tissue reconstruction in the field of orthopedic surgery and oral surgery.

【0015】そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく
この発明について説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0016】[0016]

【実施例】(実施例1)ポリロタキサンの合成 次式に従って、以下の手順によりポリロタキサンを合成
した。
EXAMPLES (Example 1) Synthesis of polyrotaxane According to the following formula, polyrotaxane was synthesized by the following procedure.

【0017】[0017]

【化1】 Embedded image

【0018】(1)PEG末端へのエステル結合の導入 PEG(分子量3300、33g、10mmol)をト
ルエン220mlに溶解し、無水コハク酸(20g、2
00mmol)を加えて150℃で5時間還流した。溶
液を濃縮しエーテルに投入して沈殿を得た。塩化メチレ
ンに溶解し、不溶物を遠心分離により除去した。上澄み
を濃縮し、エーテルに投入して白色沈殿を得た。収量2
7.5g。 (2)PEG末端のスクシンイミド化 カルボキシル基化PEG(20g、5.7mmol)を
塩化メチレン/ジオキサン(1:1)混合溶媒350m
lに氷冷下で溶解し、N−ヒドロキシスクシンイミド
(17.1g、148.2mmol)を加えた。ここに
同じ混合溶媒50mlに溶解したN,N′−ジシクロヘ
キシルカルボジイミド(23.5g、114mmol)
を加え、室温で24時間攪拌した。反応後ろ過してウレ
アを除去し、ろ液を一晩冷所にて静置した。再度ろ過し
て濃縮し、エーテルに投入することで白色沈殿を得た。
収量18.25g。 (3)PEG末端へのアミノ基の導入 スクシンイミド化PEG(10g、2.7mmol)を
塩化メチレン50mlに溶解し、塩化メチレン75ml
に溶解したエチレンジアミン(0.4ml、6mmo
l)に30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した。反
応後エーテルに投入して沈殿を得た。収量9.44g。 (4)擬ポリロタキサンの調製 α−CD(23.95g、24.6mmol)を水15
5mlに溶解し飽和水溶液を調製した。ここに水10m
lに溶解したアミノ化PEG2gを滴下し、10分攪拌
した。さらに超音波を10分間照射し、室温で一晩静置
した。生じた沈殿は遠心分離により回収し、水で洗浄し
た後減圧乾燥した。収量9.75g。 (5)ポリロタキサンの合成 Z−L−Phe−OSu(3.97g、10mmol)
をDMSO(6ml)に溶解し、擬ポリロタキサン(平
均CD貫通数35)(3.76g、0.1mmol)を
加え室温で攪拌した。不均一状態の反応溶液を均一に保
つため、24時間後DMSOを1ml加え、さらに24
時間後にもDMSOを1ml加え合計96時間反応を行
った。反応後エーテルに投入し、白色の粗生成物を得
た。粗生成物はアセトンおよび水で洗浄して精製した。
収量0.933g。ポリロタキサンの熱重量測定(TGA)および示差走査
熱量測定(DSC) 前記の合成において得られたポリロタキサンのTGA、
DSC測定を20℃〜320℃の範囲で測定した。試料
2mg、昇温速度2℃/minで行った。DSC測定は
窒素気流下で行った。
(1) Introduction of an ester bond to the end of PEG PEG (molecular weight: 3300, 33 g, 10 mmol) was dissolved in 220 ml of toluene, and succinic anhydride (20 g, 2 g
(00 mmol) and refluxed at 150 ° C. for 5 hours. The solution was concentrated and poured into ether to obtain a precipitate. It was dissolved in methylene chloride, and insolubles were removed by centrifugation. The supernatant was concentrated and poured into ether to obtain a white precipitate. Yield 2
7.5 g. (2) Succinimidation of PEG terminal Carboxyl-functionalized PEG (20 g, 5.7 mmol) was mixed with methylene chloride / dioxane (1: 1) mixed solvent 350 m
was dissolved in 1 under ice-cooling, and N-hydroxysuccinimide (17.1 g, 148.2 mmol) was added. Here, N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (23.5 g, 114 mmol) dissolved in 50 ml of the same mixed solvent
Was added and stirred at room temperature for 24 hours. After the reaction, urea was removed by filtration, and the filtrate was allowed to stand in a cool place overnight. The solution was filtered again, concentrated, and poured into ether to obtain a white precipitate.
Yield 18.25g. (3) Introduction of amino group to PEG terminal Succinimidated PEG (10 g, 2.7 mmol) was dissolved in 50 ml of methylene chloride, and 75 ml of methylene chloride was dissolved.
Ethylenediamine dissolved in water (0.4ml, 6mmo
1) was added dropwise over 30 minutes and stirred at room temperature for 1 hour. After the reaction, the mixture was poured into ether to obtain a precipitate. Yield 9.44 g. (4) Preparation of pseudopolyrotaxane α-CD (23.95 g, 24.6 mmol) was added to water 15
It was dissolved in 5 ml to prepare a saturated aqueous solution. Here 10m of water
Then, 2 g of aminated PEG dissolved in 1 l was dropped and stirred for 10 minutes. Further, ultrasonic waves were irradiated for 10 minutes, and the mixture was allowed to stand at room temperature overnight. The resulting precipitate was collected by centrifugation, washed with water, and dried under reduced pressure. Yield 9.75g. (5) Synthesis of polyrotaxane ZL-Phe-OSu (3.97 g, 10 mmol)
Was dissolved in DMSO (6 ml), pseudopolyrotaxane (average CD penetration number: 35) (3.76 g, 0.1 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature. After 24 hours, 1 ml of DMSO was added to keep the reaction solution in a heterogeneous state uniform.
One hour later, 1 ml of DMSO was added, and the reaction was carried out for a total of 96 hours. After the reaction, the mixture was poured into ether to obtain a white crude product. The crude product was purified by washing with acetone and water.
Yield 0.933 g. Thermogravimetry (TGA) and differential scanning of polyrotaxanes
Calorimetry (DSC) TGA of the polyrotaxane obtained in the above synthesis,
DSC measurements were taken in the range 20 ° C to 320 ° C. The test was performed at a temperature of 2 ° C./min with a sample of 2 mg. The DSC measurement was performed under a nitrogen stream.

【0019】その結果を次の表1に示した。The results are shown in Table 1 below.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】TGAおよびDSCの結果、擬ポリロタキ
サン、ポリロタキサンともに融点は見られず、300℃
近い分解温度のみが観測された。
As a result of TGA and DSC, neither pseudo-polyrotaxane nor polyrotaxane had a melting point,
Only close decomposition temperatures were observed.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明の環状分子と直鎖状高分子とか
らなる超分子構造によって、組織再建に必要な力学特性
を発揮することが可能である。再建後には、末端基の加
水分解に基づいた超分子の解離によって埋植部位から速
やかに消失させることが出来る。これによって、整形外
科や口腔外科領域での組織再建において数カ月単位での
使用に対して有効性(力学特性)・安全性(超分子の解
離)の高い治療が可能となるものと期待される。
According to the supramolecular structure of the present invention comprising a cyclic molecule and a linear polymer, it is possible to exhibit the mechanical properties required for tissue reconstruction. After reconstruction, it can be rapidly eliminated from the implant site by dissociation of the supramolecule based on hydrolysis of the terminal groups. This is expected to enable treatment with high efficacy (mechanical properties) and safety (dissociation of supramolecules) for use every several months in tissue reconstruction in the field of orthopedic surgery and oral surgery.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 環状分子の空洞を貫通した水溶性の直鎖
状高分子の両末端には埋植部位で分解する生体内分解性
基が導入されており、この末端基が分解しない限り環状
分子が脱離しない分子構造を有していることを特徴とす
る超分子埋植材料。
1. A biodegradable group capable of decomposing at an implantation site is introduced into both ends of a water-soluble linear polymer penetrating a cavity of a cyclic molecule. A supramolecular implantable material having a molecular structure from which molecules are not eliminated.
【請求項2】 埋植部位において生体内分解性基は特定
時間後に分解する請求項1の超分子埋植材料。
2. The supramolecular implantable material according to claim 1, wherein the biodegradable group at the implant site is decomposed after a specific time.
【請求項3】 特定時間は、生体組織の再構成後の時間
である請求項2の超分子埋植材料。
3. The supramolecular implantation material according to claim 2, wherein the specific time is a time after reconstitution of the living tissue.
【請求項4】 結晶性、末端基の加水分解速度、環状分
子の脱離速度および鎖当りの貫通量とが制御されている
請求項1ないし3のいずれかの超分子埋植材料。
4. The supramolecular implantation material according to claim 1, wherein the crystallinity, the rate of hydrolysis of the terminal group, the rate of desorption of the cyclic molecule, and the amount of penetration per chain are controlled.
【請求項5】 直鎖状高分子の末端基が、オリゴペプチ
ド鎖、オリゴ糖鎖、あるいはエステル基である請求項1
ないし4の超分子埋植材料。
5. The terminal group of the linear polymer is an oligopeptide chain, an oligosaccharide chain, or an ester group.
Or 4 supramolecular implant materials.
【請求項6】 直鎖状高分子の末端基が適当な反応性化
合物によって連結されて高分子量化されている請求項1
ないし5のいずれかの超分子埋植材料。
6. The linear polymer has a terminal group linked by an appropriate reactive compound to have a high molecular weight.
5. The supramolecular implant material according to any one of the above-mentioned items 5 to 5.
【請求項7】 環状分子は、α−、β−、あるいはγ−
シクロデキストリンであり、水溶性の直鎖状高分子は、
ポリエチレングリコールもしくはポリエチレングリコー
ルとポリプロピレングリコールのブロック共重合体で数
平均分子量が200−5000である請求項1ないし6
のいずれかの超分子埋植材料。
7. The cyclic molecule may be α-, β-, or γ-
Cyclodextrin, a water-soluble linear polymer,
7. A block copolymer of polyethylene glycol or polyethylene glycol and polypropylene glycol having a number average molecular weight of 200-5000.
Any of the supramolecular implanted materials.
【請求項8】 直鎖状高分子の末端基は、繰り返し単位
が1−5であり、構成アミノ酸としてアラニン、バリ
ン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、
フェニルアラニン、トリプトファン、アスパラギン酸、
グルタミン酸、グリシン、セリン、スレオニン、チロシ
ン、システイン、リシン、アルギニン、ヒスチジンのい
ずれか単独もしくは複数からなるオリゴペプチド鎖、繰
り返し単位が1−5であり、構成多糖としてデキストラ
ン、ヒアルロン酸、キチン、キトサン、アルギン酸、コ
ンドロイチン硫酸、でんぷんからなるオリゴ糖鎖、ある
いはエステル基を有する請求項1ないし7のいずれかの
超分子埋植材料。
8. The terminal group of the linear polymer has a repeating unit of 1-5, and the constituent amino acids are alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, proline,
Phenylalanine, tryptophan, aspartic acid,
Glutamic acid, glycine, serine, threonine, tyrosine, cysteine, lysine, arginine, an oligopeptide chain consisting of any one or a plurality of histidines, the repeating unit is 1-5, and dextran, hyaluronic acid, chitin, chitosan as a constituent polysaccharide, The supramolecular implantation material according to any one of claims 1 to 7, which has an oligosaccharide chain composed of alginic acid, chondroitin sulfate, and starch, or an ester group.
【請求項9】 環状分子の空洞を貫通した水溶性の直鎖
状高分子の両末端には加水分解する分解性基が導入され
ており、この末端基が分解しない限り環状分子が脱離し
ない分子構造を有していることを特徴とする超分子材
料。
9. A hydrolyzable decomposable group is introduced into both ends of a water-soluble linear polymer penetrating the cavity of a cyclic molecule, and the cyclic molecule is not desorbed unless this terminal group is decomposed. A supramolecular material characterized by having a molecular structure.
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