KR101134219B1 - 감압 접착성 히드로겔의 제조 방법 - Google Patents

감압 접착성 히드로겔의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 메타크릴산과 결합된, 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 폴리에테르 잔기를 포함하는 올리고머성 전구체를 제공하고; (B) 2작용성 에틸렌성 불포화 단량체, 3작용성 에틸렌성 불포화 단량체 및 이것들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 에틸렌성 불포화 가교제를 제공하고; (C) 약 3.5 내지 약 9의 pH에서 물에서 올리고머성 전구체와 에틸렌성 불포화 가교제를 자유라디칼 경화시켜 감압 접착성 히드로겔을 제공함을 포함하는, 감압 접착성 히드로겔의 제조 방법을 제공한다.
감압 접착성, 히드로겔, 메타크릴산, 에틸렌성 불포화 가교제, 올리고머성 전구체

Description

감압 접착성 히드로겔의 제조 방법{PROCESS FOR MAKING PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE HYDROGELS}
본 발명은 감압 접착성 히드로겔 물질의 제조 방법 및 이러한 감압 접착성 히드로겔을 사용한 의료용품의 제조 방법에 관한 것이다.
폴리에틸렌 옥사이드(PEO)를 기재로 하는 수-팽창성 감압 접착제가 공지되어 있고, 일반적으로 의료용품을 포함하는 다양한 임의의 제품에서 유용하다. 이러한 물질의 의료용품에서의 용도는 상처 피복재, 상처 충전재, 콘택트렌즈, 인공수정체, 생물학적 조직을 위한 접착제, 접착방지물질, 혈액 정제를 위한 흡착제, 약물의 방출을 위한 기재, 생체용 전극 등을 포함한다. 치과용 재료는 치과용 주형 또는 인상재, 치과용 접착제, 보철, 코팅재, 복합재, 밀봉재 등을 위해 이러한 감압 접착제를 포함할 수도 있다. 본원에서 사용된 "의료" 용도는 치과용 접착제, 보철, 코팅재, 복합재, 밀봉재 등을 포함하는 치과 용도를 포함하는 것이다. 수-팽창성 중합체 겔은 생물학적 조직과 유사한 조성 및 기계적 성질을 갖기 때문에, 이러한 겔은 미래에 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
감압 접착성 물질에서 응집성과 접착성 사이의 요망되는 균형(점착성)을 부여하는 통상적인 방법은 PEO를 예정된 가교밀도로 불규칙적으로 가교시키는 것을 돕도록 고에너지 방사선(예를 들면 자외선)을 사용하는 것이었다. 대안적인 방법은 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 PEO-기재의 전구체를 자유라디칼 경화시킴을 포함한다. 이러한 대안적인 방법은 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 디아민과 디이소시아네이트로부터 다중 축합 반응을 통해 요망되는 수준까지 전구체의 분자량을 구축하고 에틸렌성 불포화 잔기로써 말단-캡핑시키는 과정을 사용한다. 이러한 대안적인 방법은 효과적이긴 하지만, 노력이 많이 들고 시간을 많이 소비할 수 있는 쇄연장반응의 정밀한 조절을 필요로 한다.
전술된 전구체의 제조에서는, 요망되는 분자량을 갖는 PEO 물질을 우선 반응성 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑시킨다. 적합한 말단기는 임의의 다양한 물질을 포함할 수 있다. 최종 접착성 물질이 의료용도에서 사용되는 경우, 메타크릴레이트 말단기가 요망될 수 있다. 메타크릴레이트는 일반적으로 제조가 용이하고 피부 자극을 유발할 가능성이 낮다.
에틸렌 불포화기로써 말단-캡핑된 올리고머성 전구체로부터, 감압 접착성 히드로겔과 같은 접착성 물질을 제공하는 것이 바람직하다. 해당 분야에 이미 제공되어 있는 보다 효율적이고 비용 효과적인 방식으로 전술된 접착성 물질을 제공하는 것도 바람직하다. 전술된 올리고머성 전구체를 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 폴리에테르 잔기로서 제공하고, 전술된 접착성 히드로겔을, 요망된다면, 의료용도에서 사용하기 위해 제공하는 것이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명은 (A) 메타크릴산과 결합된, 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 폴 리에테르 잔기를 포함하는 올리고머성 전구체를 제공하고; (B) 2작용성 에틸렌성 불포화 단량체, 3작용성 에틸렌성 불포화 단량체 및 이것들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 에틸렌성 불포화 가교제를 제공하고; (C) 약 3.5 내지 약 9의 pH에서 물에서 올리고머성 전구체와 에틸렌성 불포화 가교제를 자유라디칼 경화시켜 감압 접착성 히드로겔을 제공함을 포함하는 감압 접착성 히드로겔의 제조 방법을 제공한다.
"겔" 또는 "히드로겔"이란, 입자(예를 들면 중합체 입자)가 연속상 또는 분산상 내에 있고 물이 분산상인, 콜로이드, 분산액 또는 현탁액 등을 포함하는 겔 물질을 의미한다. 겔 또는 히드로겔은 다양한 수화 상태로 존재할 수 있고, 물 또는 수-기재의 유체(예를 들면, 혈액, 혈장 및 세포내액을 포함하는 체액, 또는 생리식염수와 같은 체액과 유사한 유체)와 접촉하면, 전형적으로는 용해되지 않고 팽창될 수 있다.
"메타크릴산과 결합된"이라는 문구는 메타크릴산이 존재함을 지칭한다. 기술된 실시양태의 문맥에서, 메타크릴산은 전형적으로는 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 폴리에테르 잔기로서의 전구체를 제공하는 반응의 부산물로서 올리고머성 전구체와 결합된다. 몇몇 실시양태에서, 예를 들면 폴리에틸렌 글리콜은 메타크릴산 무수물과 반응한다. 메타크릴산 무수물이 반응하여 폴리에테르 상에 에틸렌성 불포화 말단 기를 제공하는 반면, 임의의 미반응 무수물은 가수분해됨으로써, 올리고머성 전구체와 결합된 상태를 유지하는 잔여 농도의 메타크릴산을 제공할 수 있다. 그러나 전술된 상은 예를 들면 올리고머성 전구체에 첨가된 메타크릴산을 포함하기도 한다.
해당 분야의 숙련자라면, 도면의 간단한 설명에 이어, 본 발명의 비-제한적인 실시양태의 설명을 포함하는 본 명세서의 나머지 부분을 숙지함으로써, 본 발명의 상세한 내용을 더욱 잘 이해하게 될 것이다.
본 발명의 실시양태를 기술하는데 있어서, 다양한 도면을 참고한다. 도면에서 유사한 도면부호는 구조를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 친수성 감압 접착제를 함유하는 생체용 전극의 상면도이다.
도 2는 도 1의 생체용 전극의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 친수성 감압 접착제를 함유하는 의료용 포유동물 피부 보호재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 친수성 감압 접착제를 함유하는 약물전달장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 친수성 감압 접착제를 사용하는 생체용 전극의 분해도이다.
본 발명은 폴리에테르 잔기와 에틸렌성 불포화 잔기의 반응 생성물을 포함하는 올리고머성 전구체의 수용액으로부터 유도된 감압 접착성 히드로겔의 제조 방법을 제공한다. 메타크릴산 무수물은 본 발명의 공정에서는 올리고머성 전구체 상에 에틸렌성 불포화기를 제공하는데에 사용된다. 임의의 미반응 무수물은 전형적으로 수천 ppm 이하의 수준에서 올리고머성 전구체와 결합될 수 있는 부산물로서의 메타크릴산을 생성한다. 메타크릴산은 의료용품 등에 사용되기 위한 접착제 배합물에 포함되는 경우 상당한 자극을 줄 수 있다. 더욱이, 메타크릴산의 존재는 접착성 히드로겔의 자유라디칼 중합을 방해할 수 있다. 이러한 산을 반응 생성물로부터 제거하려면, 과거에는, 초고(예를 들면 10 마이크론 Hg) 진공을 사용해야 했으므로, 상당한 비용이 공정에 추가되지만 올리고머성 전구체와 결합된 적어도 다소의 메타크릴산은 여전히 남아있다. 본 발명의 공정은 감압 접착성 히드로겔을 제공하는 올리고머성 전구체의 중합에 대한 메타크릴산의 잠재적으로 유해한 효과를 인식하고 있다. 본 발명은 경화 동안 용액의 pH를 조절함으로써, 수중 메타크릴산의 존재 하에서 올리고머성 전구체를 경화시키는 경화 단계를 포함하는 공정을 제공한다. 본 발명은 의료용품의 제조 공정도 제공한다. 본 발명의 공정은, 자유라디칼 중합에 의해, 물 및 잔여 메타크릴산의 존재 하에서 가교제를 사용하여 올리고머성 전구체를 경화시키는 것을 용이하게 한다. 몇몇 실시양태에서, 중합 반응을 개시하기 위해 자외선광을 사용하여 자유라디칼 중합을 수행한다. 본 발명의 공정에 의해 수득된 히드로겔은, 생체용 전극의 성분으로서 사용될 때, 전기적 신호를 전달/수용하도록 배합될 수 있는 감압 생체용 접착제로서 유용하다. 접착성 히드로겔은 약물 또는 기타 활성 성분을 포유동물 피부에 또는 포유동물 피부를 통해 전달하는 약물전달장치로서 사용될 수도 있다. 접착성 히드로겔은 항균제로써 포유동물 피부 또는 포유동물 피부 개구를 보호하는 피부 보호재의 성분으로서도 유용할 수 있다. 본 발명은 응집성의 감압 접착성 히드로겔을 형성하기에 충분한 양으로 존재하는 본질적으로 비-휘발성인 가소제로써 가소화된 수용성 폴리에테르 유도된 네트워크로부터 제조된 친수성 감압 접착성 히드로겔의 제조 공정을 제공한다. 본 발명의 공정은 중합(또는 경화) 동안의 pH에 대한 놀라운 의존성을 나타낸다.
본 발명의 히드로겔 물질은 의료용품에서 사용될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 겔 물질은 흡수성이고, 하부 물질 또는 의학적 상태를 검사해야 할 경우 유리하게는 투명할 수 있다. 상처 피복재와 같은 의료용품의 경우, 투명성은 우선 상처 피복재를 제거할 필요가 없이 상처를 시각적으로 검사하는 것을 허용할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 겔 물질은 흡수성이면서 투명성일 것이다.
본 발명의 공정에 따라 제조된 의료용품, 특히 상처 피복재는 전형적으로, 상처로부터 과량의 배출물을 제거할 수 있고, 습윤한 상처 환경을 유지할 수 있고, 산소, 수증기 및 이산화탄소가 의료용품을 통과할 수 있도록 기체 교환을 허용할 수 있고; 상처를 체온에서 유지하도록 단열되어 있고; 오염 및 감염을 최소화하도록 액체 및 미생물에 불투과성일 수 있고; 육아조직에 손상이 가해지지 않도록 상처에 비-접착성일 수 있다.
본 발명의 공정에 따라 제조된 히드로겔은, 이것이 히드로겔의 구조적 일체성 및 전형적으로 투명성을 유지하면서 중간량 내지 다량의 다양한 유체(예를 들면 체액)와 같은 유체를 흡수할 수 있다는 점에서, 흡수성일 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 히드로겔은, 이것이 전형적으로 실온에서 24 시간 후에 자신의 중량 이상의 등장성 식염수(탈이온수 중 0.9 중량% 염화나트륨)를 흡수할 수 있다는 점에서, "흡수성"이다. 즉, 이 물질은 100 중량% 이상의 흡수도를 갖는다. 더욱 바람직하게는, 겔 물질은 실온에서 24 시간 후에 자신의 중량의 2배 이상(200 중량% 흡수도), 더욱 더 바람직하게는 자신의 중량의 4배 이상(400 중량% 흡수도), 가장 바람직하게는 자신의 중량의 5배 이상(500 중량% 흡수도)의 등장성 식염수를 흡수할 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 겔 물질은 자신의 중량의 8배 이하의 등장성 식염수를 흡수할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 공정에 따라 제조된 히드로겔 물질은 비교적 가요성이다. 가요성은 히드로겔 물질을 포함하는 의료용품이 관절 등과 같은 신체의 구부러질 수 있는 부분에 쉽게 부착되는 것을 허용한다. 비-가요성 물질도 본 발명에 따라 제조될 수 있고, 예를 들면 상처 충전재로서 사용될 수 있다.
본 발명의 공정에 따라 제조된 히드로겔 물질은, 히드로겔이 큰 부작용 없이 신체 조직 및/또는 체액과 접촉할 수 있다는 점에서, 전형적으로 생체적합성이다.
언급된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 히드로겔 물질은 감압 접착성을 갖고, 본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은 전형적으로 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 폴리에테르인 올리고머성 전구체와 가교제의 중합으로부터 초래된 가교된 중합체를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 올리고머성 전구체는, 적합한 가교제와 반응시, -15 ℃ 미만의 유리전이온도를 나타내는 감압 접착성 히드로겔 중합체를 제공하는 폴리에테르 메타크릴레이트이다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은 정균성이고 냄새가 적다. 정균성 및/또는 냄새가 적은 성질은 고유한 것일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 정균제 및 냄세제거제가 히드로겔 물질의 이러한 성질을 향상시키기 위해서 첨가될 수 있다. 이러한 물질은 하기에 보다 상세하게 기술된다.
본 발명에 따라 제조된 히드로겔 물질은 다작용성 폴리(알킬렌 옥사이드) 자유라디칼 중합성 올리고머(예를 들면 올리고머성 전구체)의 중합체를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 다작용성 폴리(알킬렌 옥사이드) 올리고머는 약 6000 이상의 중량평균분자량을 갖는다. 이보다 낮은 분자량을 갖는 올리고머는 바람직하지 못하게도 부서지기 쉬울 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 다작용성 올리고머는 약 8000 이상, 종종 약 12,000 이상의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 물질은 훨씬 더 높은 분자량을 가질 수 있다. 일반적으로, 다작용성 올리고머는 실온에서(예를 들면 액체 상태에서) 유동가능하고 가공가능한 상태의 올리고머를 제공하는 분자량을 가질 것이다. 그러나, 다작용성 올리고머가 희석제 또는 기타 첨가제의 사용에 의해서 및/또는 보다 고온(예를 들면 압출 온도)에서 가공될 수 있는 경우, 실온에서 유동성이 아닌 고분자량 다작용성 올리고머가 사용될 수 있다. 올리고머의 다작용성은 중합시 가교를 초래한다. 전형적으로, 다작용성 폴리(알킬렌 옥사이드) 올리고머의 분자량이 높을수록, 최종 겔 물질 내의 가교들 사이의 거리는 더 커진다(즉 가교밀도는 더 낮아진다). 몇몇 실시양태에서, 가교밀도가 낮을수록, 팽창된 형태에서 응집강도 뿐만 아니라 순응성(즉 탄성)과 인장강도 사이의 바람직한 균형을 갖는 바람직한 기계적 성질이 제공될 것이다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 공정에 따라 제조되는 감압 접착성 히드로겔을 제조하려면, 우선 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 2작용성 폴리에테르 잔기를 자유라디칼의 공급원에 노출시킨다. 적합한 폴리에테르 잔기는 예를 들면 폴리(에틸렌 글리콜)로부터 유도될 수 있지만, 에틸렌성 불포화기는 적어도 부분적으로는, 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트를 포함하는 올리고머성 전구체를 제공하도록, 메타크릴레이트를 포함하는 말단기를 가질 수 있다. 기타 적합한 폴리에테르 잔기는 예를 들면 폴리[에틸렌 글리콜 코-프로필렌 글리콜] 랜덤 공중합체를 포함한다. 본 발명의 공정에서 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트가 다작용성 올리고머인 실시양태에서, 올리고머성 전구체를 예를 들면, 본원에서 전문이 참고로 인용된 미국특허출원 2003/020311에 기술된 바와 같은 공정에 따라 제조할 수 있다. 요약하면, 적합한 올리고머성 전구체를 2,6-디-3차-부틸-4-메틸페놀("BHT")와 같은 산화방지제의 존재하에서 및 물 또는 기타 용매의 부재하에서 폴리에틸렌 글리콜과 메타크릴산 무수물의 반응을 통해 수득할 수 있다. 이러한 반응은 부산물로서 잔여 메타크릴산을 포함하는 수용성 올리고머성 전구체를 초래한다. 산의 적어도 일부를 임의적으로 진공 박리를 사용하여 올리고머성 전구체 반응 생성물로부터 제거할 수 있다. 이어서 수용성 다작용성 올리고머 또는 올리고머성 전구체 및 메타크릴산 부산물을 물 또는 수-기재의 용매에 용해시켜, 추가의 반응물 및 기타 성분이 첨가될 수 있는 올리고머성 전구체 용액을 제공한다. 올리고머성 전구체 용액 내 잔여 메타크릴산 수준은 수 ppm 내지 약 100 ppm 초과 및 수백 또는 수천 ppm 이하일 수 있다.
가교제를 중합체 전구체 용액에 첨가함으로써 반응성 용액을 제공할 수 있다. 가교제는 경화에 적당한 조건에 노출시 중합체의 쇄성장 동안에 가교를 용이하게 한다. 가교제는 수용성이고, 몇몇 실시양태에서는, 2작용성 가교제이다. 몇몇 실시양태에서, 가교제는 3작용성 가교제이다. 2작용성 가교제와 3작용성 가교제의 혼합물이 사용될 수 있다. 적합한 2작용성 가교제는 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 메틸렌 비스(메트)아크릴아미드, 에톡실화 비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트 및 알칸디올 디(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 3작용성 가교제는 에톡실화 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에톡실화 글리세릴 트리(메트)아크릴레이트 및 프로폭실화 글리세릴트리(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 해당 분야의 숙련자라면 기타 가교제를 본 발명의 공정에서 성공적으로 사용할 수 있다는 것을 알 것이다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 공정에서 사용되는 가교제를 우선 물에 용해시켜 미반응 가교제의 용액을 제공할 수 있다. 이어서 가교제의 용액을 올리고머성 전구체의 용액과 합하여, 다작용성 올리고머, 가교제 및 본원에서 기술된 바와 같은 추가의 성분을 포함하는 반응성 용액을 제공할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시양태에서, 우선 가교제의 용액을 형성하지 않고, 가교제를 올리고머성 전구체 용액에 직접 첨가함으로써 물에 용해시켜 반응성 용액을 제공할 수 있다. 본 발명의 공정은 가교제와 올리고머성 전구체를 함께 혼합하여 수성 반응성 용액을 제공하는 상기 방식에만 국한되지는 않는다.
반응성 용액 내 올리고머성 전구체의 양은 전형적으로 반응성 용액의 약 4 내지 60 중량%일 것이다. 몇몇 실시양태에서, 반응성 용액 내 올리고머성 전구체의 양은 반응성 용액의 약 15 내지 25 중량%일 것이다. 가교제는 전형적으로 약 0.5 내지 약 20 %의 농도로 존재한다.
비-휘발성 극성 가소제가 전형적으로 중합 전 반응성 용액 내에 약 96 내지 20 중량%의 양으로 존재한다. 몇몇 실시양태에서, 비-휘발성 극성 가소제는 중합 전 반응성 용액 내에 약 50 내지 40 중량%의 양으로 존재한다. 가소제는 상온 및 포유동물의 체온에서 중합체성 네트워크의 폴리에테르 잔기의 결정화를 최소화하고, 중합체성 네트워크의 순응성을 증가시켜 포유동물 신체 및 기타 곡면에 대한 감압 접착성 및 맞춤성을 제공하고, 감압 접착제의 점착성 또는 "썸 어필(thumb appeal)"을 개선시킨다. 가소제는 개시제, 전해질 및 약리학적 활성 성분을 포함하는 기타 첨가제를 용해시키는 용매로서 작용할 수도 있다. 가소제는 본질적으로 비-휘발성인데, 왜냐하면 다작용성 올리고머를 위한 가소제로서 물만을 사용하면 급속히 수분을 손실하기 쉬운 낮은 내지 중간의 점착성을 갖는 물질이 종종 생성되기 때문이다. 몇몇 실시양태에서, 비-휘발성 극성 가소제는 물과 올리고머성 전구체 둘 다와 혼화성인 히드록시-함유 가소제를 포함하는데, 이러한 가소제는 알콜, 알콜 혼합물, 및 물과 알콜의 혼합물 중에서 선택된 것을 포함하며, 따라서 알콜과 물과 올리고머성 전구체의 혼합물은 미경화 상태에서 액체이고 일단 중합되고 나면 감압 점착성을 나타낸다. 전형적으로, 알콜은 낮은 휘발성을 가져야 하며, 올리고머성 전구체의 후속 중합을 크게 방해하지 말아야 한다.
적합한 알콜의 비-제한적 예는 예를 들면 글리세린, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 소르비톨, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올 및 트리메틸올 프로판을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 적합한 알콜은 하기 화학식 I에 의해 나타내어지는 에틸렌 글리콜 및 유도체를 포함한다.
MO(CH2CH2O)mH
상기 식에서, M은 수소 또는 C1 내지 C6 알킬이고; m은 약 1 내지 약 25의 정수이다.
극성 가소제로서 사용되기에 적합한 물질은 예를 들면 300의 (중량평균)분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜, 예를 들면 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼즈(Dow Chemicals)에서 "카르보왁스(Carbowax) PEG 300"이라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 것을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 비-휘발성 극성 가소제는 300 또는 400의 (중량평균)분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 혼합물이다.
최종 히드로겔이 예를 들면 생체용 전극에서 전도성 접착제로서 사용되는 용도에서, 반응성 용액은 이온전도성 전해질도 포함할 것이다. 전해질의 비-제한적 예는 이온전도도를 제공하기 위해 접착제에 용해된 이온성 염을 포함하고, 감압 접착성 히드로겔의 이온전도도를 향상시키기 위해 아세트산마그네슘, 황산마그네슘, 아세트산나트륨, 염화나트륨, 염화리튬, 과염소산리튬, 시트르산나트륨, 염화칼륨 및 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 대안적으로는, 황산염 및 글루콘산염과 같은 제 2 철염과 제 1 철염의 혼합물과 같은 산화환원쌍이 첨가될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 히드로겔 내에 존재하는 이러한 이온성 염의 양은 히드로겔의 약 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 2 내지 5 중량%로 비교적 적다. 산화환원쌍이 사용될 때, 생체용 전극은 과부하 포텐셜로부터 회복할 수 있다. 미국특허 제 4,846,185 호(Carim)는 총합이 접착제의 중량을 기준으로 약 20 % 이하인 산화환원쌍을 개시한다.
올리고머성 전구체를 자유라디칼의 공급원에 노출시킴으로써, 가소제의 존재 하에서 올리고머성 전구체의 무용매 제자리 중합 또는 경화를 수행한다. 해당 분야의 숙련자들이 알고 있는 바와 같이, 열적, 산화환원적 또는 광화학적 수단을 사용하거나 물질을 화학방사선의 공급원에 노출시킴으로써 자유라디칼을 생성할 수 있다. 반응성 용액의 경화는, 중합체쇄를 가교제와 반응시킴과 동시에 또는 그 전에, 다작용성 올리고머를 쇄성장시켜, 가교된 히드로겔을 제공함을 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 자유라디칼을 생성하기에 적합한 조건에 반응성 용액을 노출시켜, 요망되는 중합체의 쇄성장을 개시함으로써, 경화를 수행한다. 가시광 또는 자외선광을 사용하여 경화를 개시할 때, 이러한 경화를 수행하기에 적합한 광원은 중간압 수은 램프 및 저강도 "흑색광" 형광등을 포함한다. 자외선 경화에 적합한 장치는 본원의 실시예에 기술된 바와 같은 장치를 포함한다. 반응성 용액 내에 개시제가 존재하지 않을 경우에는, 전자빔 조사 또는 코발트 60 감마 공급원과 같은 화학방사선에 노출시킴으로써 자유라디칼을 생성할 수도 있다. 올리고머성 전구체의 다작용성으로 인해, 에틸렌성 불포화 잔기의 중합시 가교가 일어난다. 전형적으로, 올리고머성 전구체의 분자량이 높을수록, 경화된 중합체 내의 가교들 사이의 거리는 커진다(즉 가교밀도는 낮아진다). 이러한 보다 낮은 가교밀도는 전 형적으로 보다 바람직한 기계적 성질을 갖는 히드로겔을 제공한다. 즉 본 발명에 따라 제조된 접착성 히드로겔은 팽창된 상태에서 응집강도 뿐만 아니라 순응성(즉 탄성)과 인장강도의 균형도 갖는다.
자유라디칼 중합의 경우, 적합한 개시제 물질을 전형적으로는 수성 반응성 용액에 첨가하여 중합 반응을 개시하여, 본 발명에 따르는 가교된 히드로겔을 형성한다. 전형적으로, 본 발명의 공정에서 사용되는 개시제는 자외선과 같은 방사선에 노출시 자유라디칼을 생성하는 것이다. 적합한 개시제는 벤조인 에테르, 벤조페논(예를 들면 4-(2-히드록시에톡시)벤조페논 및 이것의 유도체), 아실 포스핀 옥사이드, 아세토페논 유도체, 캄포르퀴논, 이르가큐어(IRGACURE) 및 다로큐르(DAROCUR)의 상표명으로서 입수가능한 광개시제(미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼 코포레이션(Ciba Speciality Chemical Corp.)), 예를 들면 1-히드록시 시클로헥실 페닐 케톤(이르가큐어 184), 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온(이르가큐어 651), 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드(이르가큐어 819), 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(이르가큐어 2959), 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄온(이르가큐어 369), 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온(이르가큐어 907) 및 2-히드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온(다로큐르 1173) 뿐만 아니라 반응성 친핵성 기를 갖는 임의의 광개시제를 포함한다. 이러한 개시제들 중 둘 이상의 조합도 사용될 수 있다. 개시제는 일반적으로 반응성 용액의 약 0.05 내지 약 5 중량%의 농도로 존재한다.
열개시를 사용하는 실시양태에서, 적합한 열개시제는 아조 화합물, 과산화물 및 과황산염을 포함할 수 있고, 후자의 두 화합물군이 아스코르브산 또는 중아황산염 화합물 또는 임의적으로는 철 또는 구리와 같은 촉매량의 전이금속염과의 조합으로 사용될 때, 라디칼의 산화환원 생성은 상온보다 낮은 온도에서도 일어날 수 있다.
다양한 기타 물질 및 첨가제가, 결과물인 감압 접착성 히드로겔의 성질을 변경시키기 위해, 반응성 용액에 혼입될 수도 있다. 비-제한적 예는 낮은 수준의 공중합성 비닐 단량체 및 비-작용화 상용성 중합체를 포함한다. 낮은 수준의 공중합성 비닐 단량체, 특히 올리고머성 전구체/가소제 혼합물에 혼화성인 것들은 중합 속도를 가속화시킬 수 있다. 바람직한 공중합성 단량체는 아크릴산 및 메타크릴산 및 이것의 암모늄 및 알칼리금속염, N-비닐 피롤리돈, 아크릴아미드, 2-아크릴아미도-2-메틸 프로판 술폰산 및 이것의 암모늄 및 알칼리금속염, 히드록실에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 아크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트 및 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트를 포함한다. 공중합성 비닐 단량체가 사용되는 경우, 이것의 양은 결과물인 감압 접착성 히드로겔의 총중량의 약 2 내지 약 15 중량%를 차지한다.
비-작용화 상용성 중합체의 첨가는, 중합 전 올리고머성 전구체의 점도를 향상시켜, 예를 들면 결과물인 친수성 감압 접착성 히드로겔의 패턴 코팅을 위해 보다 우수한 코팅성을 부여할 수 있다. 적합한 중합체는, 중간 분자량 및 고분자량 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(아크릴산), 폴리(N-비닐 피롤리돈), 폴리(비닐 알콜) 및 폴리(아크릴아미드)를 포함하는, 반응성 용액에서 친수성이고 상용성인 것을 포함한다. 임의적으로는, 본 발명에 따라 제조된 히드로겔 물질은, 겔 물질의 투명도를 감소시킬 수 있기 때문에 반드시 바람직한 것은 아니지만, 전형적으로는 입자 형태의, 히드로콜로이드를 포함할 수 있다. 히드로콜로이드의 예는 천연 검, 예를 들면 식물 추출물(아라비아 검, 가티, 카라야 및 트라가칸쓰), 식물종자 검(구아, 로커스트빈 및 아카시아), 해조 추출물(아가, 알긴, 알긴산염 및 카라게닌), 곡물 검(전분 및 변성 전분), 발효 또는 미생물 검(덱스트란 및 잔탄 검), 변성 셀룰로스(히드록시메틸셀룰로스, 미세정질 셀룰로스 및 카르복시메틸셀룰로스), 펙틴, 젤라틴, 카제인 및 합성 검(폴리비닐피롤리돈, 저-메톡실 펙틴, 프로필렌글리콜 알긴산염, 카르복시메틸 로커스트빈 검 및 카르복시메틸 구아 검) 및 유사한 수-팽창성 또는 수화성 히드로콜로이드를 포함하지만 여기에만 국한되는 것은 아니다. 히드로콜로이드라는 용어는 수화 상태에 상관없이 사용된다. 본 발명에 따라 제조된 히드로겔 물질은 이러한 물질을 투명하게 하는 양의 히드로콜로이드를 포함할 수 있다(바람직하게는, 총 투광율은 ASTM D1003-00에 따르면 84% 초과임). 전형적으로, 히드로콜로이드가 존재하는 경우, 히드로콜로이드의 양은 히드로겔 물질의 총중량을 기준으로 약 5 중량% 미만이다.
적합한 과산화물 소거제가 폴리에틸렌 글리콜의 산화로부터 형성된 과산화물을 소거하기 위해 반응성 용액에 첨가될 수 있다. 적합한 소거제는 예를 들면 티오디프로피온산 및 이것의 지방산 에스테르를 포함한다.
놀랍게도 중합 동안에 반응성 용액의 pH를 조절하면, 전술된 메타크릴산 부 산물의 존재 하에서 조차도, 적합한 감압 접착성 히드로겔을 용이하게 생성할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이와 대조적으로, 메타크릴산의 존재 하에서 반응성 용액의 pH를 유지하지 못하면, 전형적으로 중합 반응의 실패가 초래될 것이다. 해당 분야에서는 에스테르 결합의 가수분해를 방지하기 위해서 메타크릴레이트 용액을 5 미만의 산성 pH에서 보관할 것이 일반적으로 권고되지만, 반응성 용액의 pH를 특정 범위 내에서 유지하면, 메타크릴산 불순물의 존재 하에서 올리고머성 전구체와 가교제의 경화가 용이해진다는 것이 발견되었다. 적합한 산, 염기 또는 완충제를 사용하여, 반응성 용액의 pH를 조절할 수 있다. 중합 또는 경화를 개시하기 전에, 필요하다면, 반응성 용액의 pH를 조절할 수 있다. 본 발명은 반응성 용액을 중합 동안에 요망되는 pH 범위로 유지함을 포함한다. 전형적으로, 반응성 용액의 pH를 약 3.5 이상 내지 약 9 이하의 pH로 유지한다. 몇몇 실시양태에서, 반응성 용액의 pH를 약 5 이상 내지 약 9 이하로 유지한다. 또다른 실시양태에서, 반응성 용액의 pH를 약 6 이상 내지 약 8 이하로 유지한다.
본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은 고-수증기 투과성 상처 또는 화상 피복재, 경피 약물 전달에서 사용되는 접착제, 예를 들면 제지 산업에서 스플라이싱 용도에서 재펄프화가능한 접착성 히드로겔, 및 생체용 전극 용도에서의 전도성 접착성 겔과 같은 용도를 포함하는 다양한 용도에서 유용하다. 마지막 용도에서, 예를 들면 비-전도성 저알레르기성 감압 접착제가 전극 구성물 내 전도성 접착제에 인접하는 경우, 히드로겔에 대해서 높은 수준의 감압 접착 점착성은 요구되지 않을 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은 사용시 일반적으로는 접착성 보다 더 높은 응집성을 달성하기에 충분한 응집강도를 가지므로 피부로부터 말끔하게 제거될 수 있다. 그러나, 접착성 히드로겔은 높은 압력차를 견딜 것이 요구되는 친수성 콘택트렌즈 또는 멤브레인과 같은 몇몇 용도에서는 추가의 내부 일체성 또는 지지체를 필요로 할 수 있다. 히드로겔이 접착성 시트로서 사용되는 경우, 취급의 용이함 및 치수 안정성을 위해 히드로겔을 함침 지지체와 함께 경화시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은, 예를 들면 국소 또는 경피 약물전달시스템의 형태로서, 약물을 포유동물의 피부에 또는 포유동물의 피부를 통해 전달하는데 사용될 수도 있다. 약물 또는 기타 활성 성분을 중합 후 히드로겔 접착제와 배합할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은 피복재, 상처 봉합재, 테이프 등과 같은, 치료용 포유동물 피부 보호재에서 사용될 수도 있다. 포유동물 피부 보호재의 경우, 생물학적 활성 물질은, 생물학적 활성 물질에 나쁜 영향이 미쳐지지 않게, 중합 전에 반응성 용액에 첨가될 수 있다. 이러한 기타 생물학적 활성 물질의 비-제한적 예는 감염 위험을 최소화하거나 포유동물 환자의 피부 또는 피부 개구에서의 감염을 치료하기 위해 세균의 수준을 감소시키기 위한 다양한 항균제를 포함한다. 다양한 항균제가 본원에서 전문이 참고로 인용된 미국특허 제 4,310,509 호에 개시되어 있다. 기타 항균제의 비-제한적 예는 파라클로로메탁실레놀, 트리클로산, 클로르헥시딘 및 이것의 염, 예를 들면 클로르헥시딘 아세테이 트 및 클로르헥시딘 글루코네이트, 요오딘, 요오도포르, 폴리-N-비닐 피롤리돈-요오도포르, 산화은, 은 및 이것의 염, 항생제(예를 들면 네오마이신, 바시트라신 및 폴리믹신 B)를 포함한다. 항균제는 총 접착성 히드로겔의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 10 %의 농도로 접착성 히드로겔 내에 포함될 수 있다.
기타 생체적합성 및/또는 치료용 물질, 예를 들면 민감한 포유동물 피부 조직과 사용되기에 적합한 비-자극성 pH를 갖는 제품을 제공하거나 항균 활성을 달리 최대화하기 위해 최종 히드로겔 접착제의 pH를 완충시키는 화합물을 첨가하여, 적합한 감압 접착성 히드로겔을 제공할 수 있다. 또한, 약물 또는 기타 활성 성분이 국소 또는 경피 전달을 필요로 하는 경우, 침투 촉진제 또는 부형제를 히드로겔 접착제에 첨가할 수 있다.
전해질을 함유하는, 본 발명의 공정에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔을 사용하는 생체용 전극은 진단 및 치료 목적에 유용하다. 생체용 전극은, 가장 기본적인 형태에서는, 포유동물 피부와 접촉하는 전도성 매체, 및 전도성 매체와 전기적 진단용, 치료용 또는 전기수술용 장치 사이에서 상호작용하는 전기적 소통 수단을 포함한다.
본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔을, 적합한 방식으로 제품에 혼입시킴으로써, 본원에서 언급된 다양한 제품 내에 포함시킬 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 예를 들면, 중합된 히드로겔을 적합한 배킹, 박리지 또는 기타 표면 상에 라미네이팅시킨 후에, 필요하다면, 라미네이팅된 히드로겔을 적당한 치수로 절단(예를 들면 다이 절단)할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, (중합 전의) 반응성 용액을 제품 또는 제품의 일부 내에 넣고, 히드로겔 생성에서의 중합 단계가 제품 제조에서의 한 단계이도록 제자리 중합시킬 수 있다. 해당 분야의 숙련자라면, 본원에 기술된 바와 같은 제품 내에 감압 접착성 히드로겔을 혼입시키는 기타 방법을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 실시양태는 감압 접착성 히드로겔을 제품 내에 혼입시키는 단계를 포함한다. 전술된 단계는, 예를 들면 히드로겔을 라미네이팅시킨 후 임의적으로 다이 절단함으로써, 감압 접착성 히드로겔을 제품 또는 제품의 일부에 첨가함을 포함할 수 있다. 전술된 단계는, 반응성 용액을 제품 또는 제품의 일부에 첨가한 후 반응성 용액을 제자리 중합시켜 히드로겔을 생성함을 포함할 수 있다. 또한, 전술된 단계는 반응성 용액을 제자리 중합시켜 이렇게 제조된 히드로겔을 포함하는 제품을 제조함을 포함하는, 제품 또는 제품의 일부 상에서 또는 내에서 감압 접착성 히드로겔을 제조하는 전체 공정을 수행함을 포함할 수 있다.
이제 다양한 도면을 보자면, 도 1 및 도 2는 일회용 진단용 심전도(ECG) 전극 또는 경피전기신경자극(TENS) 전극일 수 있는 생체용 전극(10)을 보여준다. 전극(10)은 박리지(12) 상에 놓여지고, 생체적합성 및 전도성 감압 접착성 히드로겔 영역(14)을 추가로 포함한다. 본원에서 기술된 바와 같이, 중합 후, 감압 접착성 히드로겔은 박리지(12) 상에 라미네이팅된 후 필요에 따라 절단(예를 들면 다이 절단)된다. 감압 접착성 히드로겔 영역(14)은 보호용 박리지(12)의 제거시 환자의 포유동물 피부와 접촉하기에 적합하다. 전극(10)은 감압 접착성 히드로겔 영역(14)과 접촉하는 전도성 계면을 갖는 전도체 부재(18) 및 전기적 장치(도시되지 않음)와 기계적 및 전기적 접촉하기 위한 영역(14) 너머로 연장되는 탭 부분(20)을 포함하는 전기적 소통 수단(16)을 포함한다. 전기적 소통 수단(16)은 적어도 감압 접착성 히드로겔 영역(14)과 접촉하는 면(22) 상에 코팅된 전도성 층(26)을 포함한다.
몇몇 실시양태에서, ECG 전도체 부재(16)는 두께가 약 0.05 내지 0.2 밀리미터인 폴리에스테르 필름과 같은 물질의 스트립을 포함하고, 두께가 약 2.5 내지 12 마이크로미터, 전형적으로는 약 5 마이크로미터인 은/염화은의 코팅(26)을 면(22) 상에 갖는다. 적합한 폴리에스테르 필름은 미국 매사추세츠주 왈탐 소재의 에르콘 인코포레이티드(Ercon, Inc.)에서 "R-300" 잉크라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 은/염화은 잉크로써 코팅된, 미국 버지니아주 호프웰 소재의 아이씨아이 아메리카즈(ICI Americas)에서 "멜리넥스(Mellinex)" 505-300, 329 또는 339 필름이라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 것을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, TENS 전도체 부재(16)는 부직포(20)로써 제조될 수 있㈃ . 포(20)에 적합한 물질은, 면(22) 상에, 미국 미시간주 포트 휴론 소재의 아체슨 콜로이즈 캄파니(Acheson Colloids Company)에서 "SS24363" 잉크라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 탄소 잉크층(26)을 갖는, 미국 뉴욕주 트로이 소재의 리달 인코포레이티드(Lydall, Inc.)에서 "마니웹(Manniweb)" 포라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능한 것과 같은 폴리에스테르/셀룰로스 섬유를 포함한다.
본 발명에 따라 제조된 친수성 감압 접착성 히드로겔을 전도성 접착제 영역으로서 사용할 수 있는 생체용 전극의 비-제한적 예는, 본원에서 전문이 참고로 인용된, 미국특허 제 4,527,087 호, 제 4,539,996 호, 제 4,554,924 호, 제 4,848,353 호(이상 모두 Engel), 제 4,846,185 호(Carim), 제 4,771,713 호(Roberts), 제 4,715,382 호(Strand), 제 5,012,810 호(Strand 등), 제 5,133,356 호(Bryan 등), 및 제 5,215,087 호(Anderson 등)에 개시된 바와 같은 전극을 포함한다.
본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은 감압 접착성을 갖는 겔로서도 특징지워질 수 있기 때문에, 접착제는 스냅-아일렛(snap-eyelet) 전기소통 수단을 갖는 통상적인 겔 전해질 생체용 전극에서 겔화 접촉물로서 사용될 수도 있다. 이러한 생체용 전극에 관한 내용은 본원에서 전문이 참고로 인용된 미국특허 제 3,805,769 호(Sessions), 제 3,845,757 호(Weyer) 및 제 4,640,289 호(Craighead)에 수록되어 있다. 이러한 생체용 전극의 비-제한적 예는, 도 5에 도시된 전극(50)의 분해도에 의해 대표되는 스냅형 모니터링 전극을 포함하는, (쓰리엠 캄파니(3M Company)에서 "레드 도트(Red Dot)"라는 상표명으로서 판매되는 것을 포함하여) 수많은 회사에 의해 판매되는 것을 포함한다.
도 5를 보자면, 금속 스터드(51)(예를 들면 미국 코넥티컷주 토마스톤 소재의 아일렛츠 포 인더스트리(Eyelets for Industry)와 같은 회사에서 상업적으로 입수가능한 스테인레스강 아일렛 304호)가 중합체성 배킹(53)(예를 들면 미국 일리노이주 웨스트 시카고 소재의 프라임 그래픽스(Prime Graphics)에서 상업적으로 입수가능한 인쇄된 백색 폴리에틸렌의 전방 라벨 스톡) 내의 개구를 통해 금속-도금된 플라스틱 아일렛(52)(미국 매사추세츠주 피츠버그 소재의 마이크론 프로덕츠(Micron Products)에서 상업적으로 입수가능한 은-도금되고 염소화된 ABS 플라스틱 아일렛)과 연결되어 있다. 중합체성 배킹의 내부 표면은 접착제(예를 들면 페놀-경화된 스모크 크레이프(smoke crepe) 천연 고무-기재의 접착제)로써 코팅되어 있다. 본 발명에 따라 제조된 다량의 감압 접착성 히드로겔(55)이 적재된, 목재 펄프 스크림(54)(예를 들면 미국 위스콘신주 그린베이 소재의 제임스 리버 코포레이션(James River Corporation)에서 상업적으로 입수가능한 "에어텍스(Airtex) 399" 스크림)이, 아일렛(52)과 도금된 표면 상에서 접촉한다. 스크림(54) 및 접착성 히드로겔(55)은 0.16 ㎝ 두께의 코팅된 폴리에틸렌 발포체(56)의 공동 내에 위치한다. 히드로겔(55)을 공동 내에 위치시키기에 적합한 방법은 다량의 반응성 용액을 공동 내에 넣고 용액을 제자리 중합시킴을 포함한다. 폴리에틸렌 발포체(56)는, 공중합체 고체의 약 35 내지 40 중량%의 양으로 존재하는, 헤르큘레스 코포레이션(Hercules Corporation)에서 상업적으로 입수가능한 "포랄(Foral) AX" 또는 "포랄 85" 로진과 같은 "포랄"이라는 상표명의 콜로포니산 로진으로써 점착성화된, 12 그레인(grain)의 91:9 이소옥틸 아크릴레이트:N-비닐-2-피롤리돈 공중합체 감압 접착제 또는 18 그레인의 94:6 이소옥틸 아크릴레이트:아크릴산 공중합체로써 코팅될 수 있다. 감압 접착제는 탭이 달린 항진균성 박리지(57)(예를 들면 미국 일리노이주 시카고 소재의 에이치 피 스미쓰 캄파니(H.P.Smith Company)에서 상업적으로 입수가능한 "칼곤(Calgon) TK-100"이라는 상표명의 살균제로써 처리된, 동일한 회사에서 입수가능한 "폴리슬릭(Polyslik) S-8004"라는 상표명의 83 파운드의 표백된 박리지)에 의해 덮인다.
스크림(54) 및 접착제(55)는, 접착테이프(예를 들면 "쓰리엠"이라는 상표명 의 "타입(Type) 2185" 테이프)의 이중 스트립(59)에 의해 제자리에 고정되는, 캡(58)(예를 들면 미국 일리노이주 시카고 소재의 웨이스 캄파니(Weiss Company)에서 상업적으로 입수가능한 0.25 ㎜ "PETG" 폴리에스테르 필름)에 의해 보호된다. 수많은 회사에 의해 판매되는 생체용 전극, 및 이러한 전극에서 사용되는 성분들은, 본 발명에 따라 제조된 친수성 감압 접착성 히드로겔을 포함하는 스냅형 모니터링 생체용 전극으로서 유용한 대안적 물질의 조합을 제공한다. 대안적으로, 이러한 전극은 미국특허 제 4,640,289 호(Craighead)에 기술된 장치를 사용하여 제조될 수 있다.
몇몇 예에서, 전기적 소통 수단은 미국특허 제 4,848,353 호에 명시된 바와 같은 생체용 전극의 주변으로부터 연장되는 전기전도성 탭일 수 있거나, 미국특허 제 5,012,810 호에 명시된 바와 같은, 절연 배킹 부재 내의 슬릿(slit) 또는 시임(seam)을 통해 연장되는 전도체 부재일 수 있다. 그렇지 않다면, 전기적 소통 수단은 미국특허 제 4,640,289 호 및 제 4,846,185 호에 개시된 바와 같은 아일렛 또는 기타 스냅형 커넥터일 수 있다. 또한, 전기적 소통 수단은 미국특허 제 4,771,783 호에 명시된 바와 같은 납 와이어일 수 있다. 사용된 전기적 소통 수단의 유형과는 상관없이, 전해질을 함유하는, 본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔은, 진단용, 치료용 또는 전기수술용의 생체용 전극 상에 전도성 접착제 영역으로서 존재할 수 있다.
임의적으로는 항균 및 기타 생물학적 활성 성분을 함유하는, 본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔을 사용하는 의료용 피부 보호재는, 바람직하게는 감 염 가능성에 반해, 포유동물 피부 또는 포유동물 피부 개구를 치료하기에 유용하다.
도 3을 보자면, 배킹 물질(32) 및 배킹 물질(32) 상에 위치한 본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔의 층(34)을 갖는 의료용 피부 보호재(30)의 단면도가 도시되어 있다. 감압 접착성 히드로겔의 층(34)은 사용 전까지 박리지(36)에 의해 보호된다. 바람직하게는, 물질을 히드로겔로 중합시키기 전에 항균제(38)를 반응성 용액에 첨가함으로써, 항균제(38)를 층(34) 내에 함유시킨다. 히드로겔을 배킹에 라미네이팅시키고 임의적으로 필요에 따라 히드로겔 및/또는 배킹을 다이 절단함으로써, 감압 접착성 히드로겔의 층(34)을 배킹 물질(32) 상에 위치시킬 수 있다. 또다른 실시양태에서, 히드로겔을 배킹 물질(32) 상에 위치시키기 전에, 우선 히드로겔을 박리지(36) 상에 라미네이팅시킬 수 있다.
사용을 위해, 박리지(36)를 제거하고, 감압 접착성 히드로겔의 층(34)을 의료용 테이프, 상처 피복재, 일반적 의약품 용도의 붕대, 또는 수분 흡수성을 갖는 기타 의료장치의 일부로서 환자의 피부에 부착시킬 수 있다.
접착성 히드로겔층(34)을, 의료용 테이프, 피복재, 붕대 등에 사용되는 높은 수증기투과속도를 갖는 임의의 여러 배킹 물질 중에서 선택된 배킹 물질(32)의 층 상에 코팅시킬 수 있다. 적합한 배킹 물질은 참고로 인용된 미국특허 제 3,645,835 호 및 제 4,595,001 호에 개시된 것을 포함한다. 압출가능한 중합체로서 상업적으로 입수가능한 다양한 필름의 기타 예는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이 아이 듀폰 드 네모아즈 앤드 캄파니(E.I.DuPont de Nemours and Company)에 서 입수가능한 "하이트렐(Hytrel) 4056" 및 "하이트렐(Hytrel) 3548"이라는 상표명의 폴리에스테르 탄성중합체, 미국 오하이오주 클리브랜드 소재의 비 에프 굿리치(B.F.Goodrich)에서 입수가능한 "에스탄(Estane)"이라는 상표명의 폴리우레탄, 또는 미국 매사추세츠주 맬덴 소재의 케이 제이 퀸 앤드 캄파니(K.J.Quinn & Co.)에서 입수가능한 "큐-탄(Q-thane)"이라는 상표명의 폴리우레탄을 포함한다.
적합한 배킹 물질의 층(32)과 조합된 접착성 히드로겔의 층(34)은 피복재로서 사용될 수 있다.
본원에서 참고로 인용된, 동시계류중인 공동-양도된 미국특허출원 제 07/905,490 호에 기술된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 친수성 감압 접착성 히드로겔은, 의료용도에서 유용한 2상 복합재를 형성하도록, 연속 감압 접착성 매트릭스에 분산된 개별적인 겔 입자로서 사용될 수 있다.
라미네이팅 방법 및 핫 라미네이팅 방법은 일반적으로 배킹 물질층(32)에 반해 접착성 히드로겔의 층(34)에 각각 압력, 또는 열 및 압력을 가함을 포함한다. 핫 라미네이팅을 위한 온도는 약 50 내지 약 250 ℃이고, 라미네이팅 및 핫 라미네이팅 둘 다에 가해진 압력은 0.1 내지 약 50 ㎏/㎠이다.
임의적으로 국소용, 경피용 또는 이온삼투적 치료용 성분 및 부형제, 용매, 또는 침투촉진제를 함유하는, 본 발명의 친수성 감압 접착제를 사용하는 약물전달장치는 약물 또는 기타 활성 성분을 포유동물 피부에 또는 포유동물 피부를 통해 전달하는데 유용하다.
도 4는 배킹층(42), 여기에 라미네이팅되고 박리지(46)에 의해 보호되는 본 발명에 따라 제조된 감압 접착성 히드로겔을 함유하는 층(44)을 갖는 경피용 또는 국소용 약물전달장치(40)의 단면도를 보여준다. 약물 또는 기타 치료제를 함유하는 기타 층이 층(42)과 층(44) 사이에 존재할 수 있다. 그렇지 않다면, 도 4에 도시된 바와 같이, 약물 및 기타 치료제(48)가 접착성 히드로겔층(44) 내에 분산되어 있다.
배킹층(42)은 약물전달장치를 위해 유용한 임의의 적합한 물질일 수 있다. 이러한 배킹 물질의 비-제한적 예는 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌-알루미늄-폴리에틸렌 복합재, 및 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 캄파니(3M)에서 상업적으로 입수가능한 "스카치팩(ScotchPak)"이라는 상표의 배킹이다.
박리지(46)는 해당 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 적합한 물질일 수 있다. 상업적으로 입수가능한 적합한 박리지의 비-제한적 예는 에이치 피 스미쓰 캄파니에서 상업적으로 입수가능한 실리콘화 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 및 쓰리엠 캄파니에서 "스카치팩"이라는 상표명의 박리지로서 상업적으로 입수가능한 플루오로중합체 코팅된 폴리에스테르 필름을 포함한다.
치료제(48)는 환자의 피부에 국소적으로 또는 환자의 피부를 통해 경피적으로 또는 이온삼투적으로 전달되는 것으로 승인된 임의의 치료 활성 물질일 수 있다. 경피용 전달 장치에서 유용한 치료제의 비-제한적 예는 국소용 또는 경피용 용도에서 사용되는 임의의 활성 약물 또는 이러한 약물의 염, 또는 상처 치유를 촉진시키는데 사용되는 성장인자이다. 약물 또는 약리학적 활성 성분으로서 동정된 기타 치료제는 미국특허 제 4,849,224 호 및 제 4,855,294 호 및 PCT 특허 공개 WO 89/07951에 개시되어 있다.
부형제 또는 침투촉진제가 해당 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 적합한 침투촉진제의 비-제한적 예는 에탄올, 메틸 라우레이트, 올레산, 이소프로필 미리스테이트 및 글리세롤 모노라우레이트를 포함한다. 해당 분야의 숙련자에게 공지된 기타 침투촉진제는 미국특허 제 4,849,224 호, 제 4,855,294 호 및 PCT 특허공개 WO 89/07951에 개시되어 있다.
하기 일반적 방법을 사용하여 도 4에 도시된 약물전달장치(40)를 제조할 수 있다. 치료제(48) 및 요망되는 임의적 부형제를 적합한 용매에 용해시키고, 접착제를 제조하기 전 또는 접착제의 제조 동안에 가소제와 혼합하거나, 또는 본원에서 기술된 반응성 용액과 직접 혼합함으로써, 용액을 제조한다. 중합 후, 그 결과의 적재된 접착성 히드로겔을 배킹층(42) 상에 라미네이팅시킨다. 박리지(46)를 적재된 접착제층(44)을 덮도록 부착시킨다. 필요에 따라 다이 절단을 수행한다.
본 발명은 하기 비-제한적 실시예에 의해 추가로 예시되는데, 달리 언급이 없는 한 모든 부는 중량 기준이다.
시험방법
기체크로마토그래피 분석
내부 표준 기체크로마토그래피 시험 방법을 사용하여 잔여 메타크릴산 및 메타크릴산 무수물 분석을 수행한다. 0.01 %(W/W) 메타크릴산 및 0.001 %(W/W) 메타 크릴산 무수물을 함유하는 혼합된 표준물을, 0.001 %(W/W)의 2-에틸헥실 아크릴레이트의 내부 표준물이 첨가된 안정화 테트라히드로푸란(THF)에서 제조하였다. 샘플을 0.001 %(W/W) 2-에틸헥실 아크릴레이트 내부 표준물이 첨가된 안정화 THF에 용해시키고 10%(W/W)로 희석시켰다. Rtx-1701, 30 m, 0.32 ㎜ ID, 0.5 ㎛ df 모세관 GC 칼럼(14% 시아노-프로필-페닐-86% 디메틸 폴리실록산)을 사용하여 분리를 수행하였다. 헬륨을 운반체 기체로서 사용하였다. 하기 칼럼 유속 프로그램을 사용하였다: 15분 동안 3.6 ㎖/min에 이어 2분 동안 3 ㎖/min에서 최종적으로 9.6 ㎖/min의 유속으로 램핑(ramp) 및 1분 동안 유지. 하기 오븐 온도 프로그램을 사용하였다: 0분 동안 50 ℃에 이어 10 ℃/min에서 200 ℃로 램핑하고 0분 동안 유지한 후 30 ℃/min에서 270 ℃로 램핑하고 0.67 분동안 유지. 초기에 퍼지 밸브를 끈 후 1분 후에 밸브를 키면서 비분할 주입(splitless injection) 모드에서 기체크로마토그래피를 조작하였다. 주입 포트를 170 ℃에서 조작하고, 불꽃 이온화 검출기(FID)를 290 ℃에서 유지하였다. 표준물 및 샘플에 대해 3㎕의 주입 부피를 사용하였다.
점착성값
접착성 조성물을 경화 직후 최초 점착성에 대해 평가하였다. 이러한 시험에서, 엄지 손가락으로 강한 압력을 샘플에 가하고, 엄지 손가락을 떼었다. 점착성을 정성적으로 평가하고 표 1에 따라 1 내지 6의 값을 할당하였다. 이러한 등급에서, 2, 3 및 4의 점착성값은 점착성을 갖기에 충분한 순응성과 응집강도를 갖기에 충분한 일체성 사이의 바람직한 균형을 갖는 접착제를 나타낸다. 그러나, 허용불 가능한 값은 1, 5 및 6이다. 이러한 값은 (1) 본질적으로 점착성을 갖지 않는 조성물, (5) 응집강도가 부족하고 접착제 전이(adhesive transfer)를 나타내는 조성물, 및 (6) 경화 사이클 후 액체 형태를 보유하는 미경화 조성물을 나타낸다.
점착성값 응집성 접착성
1(점착성 없음) 높은 응집성 비-접착성
2(허용가능한 점착성) 중간 응집성 약한 접착성
3(최상의 점착성) 중간 응집성 중간 접착성
4(허용가능한 점착성) 중간 응집성 높은 접착성
5(잔여물 전이) 약한 응집성 높은 접착성
6(미경화) 비-응집성 높은 접착성
실시예 1A
일반적으로, 미국특허출원 20030203011에 설명된 절차를 사용하여, 12000의 공칭 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 메타크릴레이트로써 말단-캡핑하여, 올리고머성 전구체로서 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트("DMPEG")를 제공하였다. 구체적으로는, 폴리글리콜(Polyglykol) 12000 S(0.0365 몰, 독일 겐도르프 소재의 클라리안트 게엠베하(Clariant GmbH)에서 입수됨) 500 g을 100℃에서 무수 질소 대기 중에서 용융시켰다. 이러한 용융된 물질에 2,6-디-3차-부틸-4-메틸페놀(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈(Aldrich Chemicals)에서 입수된 "BHT") 0.23 g 및 메타크릴산 무수물(0.091 몰, 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수) 14.08 g을 첨가하였다. 그 결과의 혼합물을 100℃에서 무수 공기 대기 중에서 6시간 동안 방치한 후 65 ℃로 냉각시켰다. 이어서 그 결과의 물질을, 내부 응축기가 장착된 0.04 ㎡ 유리 롤드(rolled) 필름 증발기를 사용하여, 진공 박리시켜, 과량의 메타크릴산 무수물 및 부산물 메타크릴산을 대부분 제거하였다. 재킷을 100 ℃에서 설정하고, 응축기를 15 ℃에서 설정하고, 회전날개를 175 rpm에서 설정하고, 진공을 약 6 마이크론 Hg에서 설정하였다.
반응에서 사용된 PEG의 미반응 -OH 작용기를 모니터링함으로써 반응의 완결 여부를 결정하였다. 잔여 -OH 기를 페닐이소시아네이트로써 유도체화하였다. 유도체를, 크기배제칼럼(조르디(Jordi) 100A) 상에서 HPLC를 사용함으로써 분리하고, 230 ㎚에서 UV 흡수도를 측정함으로써 결정하였다. 분석 결과, 캡핑 반응이 97% 완결되었음을 알았다. DMPEG의 잔여 메타크릴산 무수물 및 메타크릴산 수준을 GC로 결정하였더니 각각 122 ppm 및 1904 ppm이었다.
DMPEG 10g을 DI수 45g에 용해시켰다. 이러한 용액에 염화칼륨(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수됨) 4g, 폴리에틸렌 글리콜 300(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼즈에서 입수됨) 35 g, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(가교제)(미국 팬실바니아주 웨스트체스터 소재의 사르토머 케미칼즈(Sartomer Chemicals)에서 SR 415로서 입수됨) 1.7 g 및 2-히드록시-1-[4-(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온(미국 뉴욕주 호손 소재의 시바-가이기 코포레이션(Ciba-Geigy Corporation)에서 이르가큐어(IRGACURE) 2959라는 상표명으로서 입수가능함) 0.2 g을 첨가하였다. 반응성 용액의 pH를 5.0에서 측정하였다. 118 W/㎝(300 W/인치) H 전구가 장착된, 퓨전 유브이 인코포레이티드(Fusion UV Inc.)에서 입수된 퓨전 300 시스템을 사용하여, 깊이가 1.5 ㎜(60 mil)인 폴리에틸렌 발포체 웰 내에서 반응성 용액을 자외선 경화시켰다. 총 에너지를 550 mJ/㎠에서 유지하였다.
실시예 1B 및 비교실시예 A
비교실시예 A를 아세트산을 사용하여 3.5의 pH로 조절하고, 실시예 1B를 수산화나트륨을 사용하여 7.5의 pH로 조절한다는 것만 제외하고는(아세트산과 수산화나트륨은 둘 다 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수된 것임) 실시예 1A에 기술된 바와 같이 추가의 반응성 용액 로트 2개를 제조하였다. 퓨전 300 시스템 유브이 램프에서 웰 내에서 비교실시예 A 및 실시예 1B를 자외선 경화시켰다. 점착성값 및 잔여 메타크릴산 수준이 표 2에 명시되어 있다.
실시예 번호 배합물의 pH 메타크릴산(ppm) 점착성값
1A 5.0 95.2 4
비교실시예 A 3.5 95.2 5
1B 7.5 95.2 3
비교실시예 B 내지 E 및 실시예 2A 내지 2D
반응성 용액을 실시예 1A에 기술된 바와 같이 배합하였다. 비교실시예 B 내지 E를 반응성 용액으로부터 제조하였고, 산 농도가 각각 225, 350, 600 및 850 ppm이 되도록, 순수한 메타크릴산(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈로부터 입수됨)을 첨가함으로써, 메타크릴산 농도를 조절하였다. 순수한 메타크릴산을 첨가한 후에 pH 값을 측정하였고, 실시예 1A에 기술된 바와 같이 배합물을 경화 조건에 적용시켰다. 비교실시예 B 내지 E가 경화에 실패한 것을 확인하고 점착성값을 할당한 후, 수산화나트륨을 사용하여 비교실시예 B 내지 E의 미경화 반응성 용액을 중성 pH로 pH 조절한 후 다시 경화 조건에 적용시켰다. 그 결과의 히드로겔 물질을 실시예 2A 내지 2D로 표시하였다. 실시예 2A 내지 2D 및 비교실시예 B 내지 E를 위한 점착성값이 표 3에 명시되어 있다.
실시예 번호 배합물의 pH 메타크릴산(ppm) 점착성값
비교실시예 B 4.7 225 6
비교실시예 C 3.7 350 6
비교실시예 D 3.5 600 6
비교실시예 E 3.2 850 6
2A - 중성 pH 7 225 3
2B - 중성 pH 6.6 350 3
2C - 중성 pH 7.2 600 3
2D - 중성 pH 7.6 850 3
실시예 3A 내지 3H
실시예 1A에 요약된 절차와 동일하게 반응성 용액을 배합하였다. 실시예 3A 내지 3D를 전구체로부터 제조하고, 순수한 아크릴산(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수됨)을 첨가함으로써 산 농도를 조절하였다. 메타크릴산의 수준을 95 ppm에서 유지하면서, 아크릴산 농도를 실시예 3A 내지 3D에서 각각 125, 250, 500 및 750 ppm으로 조절하였다. 첨가 후 pH 값을 측정하고, 배합물을 실시예 1A에서와 같이 경화시켰다. 3E 내지 3H의 4가지의 추가의 반응성 용액을, 이러한 용액을 수산화나트륨을 사용하여 중성 pH로 pH를 조절하고 경화시킨다는 것만 제외하고는, 동일한 방식으로 제조하였다. 실시예 3A 내지 3H를 위한 점착성값이 표 4에 명시되어 있다.
실시예 번호 pH 아크릴산(ppm) 메타크릴산(ppm) 점착성
3A - 낮은 pH 4.4 125 95 4
3B - 낮은 pH 4.3 250 95 4
3C - 낮은 pH 4.0 500 95 4
3D - 낮은 pH 3.5 750 95 4
3E - 중성 pH 6.7 125 95 3
3F - 중성 pH 6.5 250 95 3
3G - 중성 pH 7.7 500 95 3
3H - 중성 pH 6.4 750 95 3
실시예 3I 및 3J 및 비교실시예 F 및 G
실시예 1A에 요약된 절차와 동일하게 반응성 용액을 배합하였다. 비교실시예 F 및 G를 전구체로부터 제조하고, 순수한 아크릴산(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수됨)을 첨가함으로써 산 농도를 조절하였다. 비교실시예 F와 비교실시예 G 둘 다에서 메타크릴산의 수준을 300 ppm로 조절하면서, 아크릴산 농도를 비교실시예 F에서 750 ppm으로 조절하고 비교실시예 G에서 2500 ppm으로 조절하였다. 첨가 후 pH 값을 측정하고, 배합물을 실시예 1A에서와 같이 경화시켰다. 2가지의 추가의 반응성 용액인 실시예 3I 및 실시예 3J를, 동일한 방법으로, 실시예 3I의 경우 아크릴산 함량이 750 ppm이고 실시예 3J의 경우 아크릴산 함량이 2500 ppm이 되도록, 제조하였다. 메타크릴산의 수준을 실시예 3I와 실시예 3J 둘 다에서 300 ppm으로 조절하였다. 3I 및 3J의 반응성 용액을 수산화나트륨을 사용하여 중성 pH로 pH 조절하고 경화시켰다. 비교실시예 F 및 G 및 실시예 3I 및 3J를 위한 점착성값이 표 5에 명시되어 있다.
실시예 번호 pH 아크릴산(ppm) 메타크릴산(ppm) 점착성
비교실시예 F 3.4 750 300 5
비교실시예 G 3.2 2500 300 5
3I 7.1 750 300 3
3J 7.5 2500 300 3
실시예 4 및 비교실시예 H
실시예 4를 하기 방식으로 제조하였다. 일반적으로, 16000의 공칭 분자량을 갖는 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜(75/25)의 수용성 랜덤 공중합체를 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)에서 입수하고, 이것을 미국특허출원 2003/0203011에 기술된 바와 같이 메타크릴산 무수물로써 캡핑시켰다. 구체적으로는, UCON-75H-90000(0.030 몰, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 입수됨) 480 g, 2,6-디-3차-부틸-4-메틸페놀(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수된 BHT) 0.25 g, 메타크릴산 무수물(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈로부터 입수됨) 16.3 g(0.106 몰) 및 메타크릴산 (미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수됨) 2 g(0.023 몰)을 합하고, 총 48 시간 동안 90/10 질소/산소의 대기 중에서 가열하였다. 그 동안 12시간 마다 추가의 BHT 0.12 g을 첨가하였다. 반응이 끝날 때, 약 5 mmHg의 진공을 반응 용기에 끌어들이고 공기를 1시간 동안 혼합물에 퍼징시켜, 미반응 메타크릴산 무수물 대부분을 제거하였다. 마지막으로, 물 1g을 첨가하고, 혼합물을 65℃에서 3시간 동안 교반하였다.
잔여 메타크릴산은 1.4 %(w/w)의 폴리글리콜 디메타크릴레이트인 것으로 결정되었다. 폴리글리콜 디메타크릴레이트 10 g을 DI수 45 g에 용해시킴으로써, 폴리글리콜 디메타크릴레이트를 올리고머성 전구체 용액 내로 배합하였다. 이러한 용액에 염화칼륨(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수됨) 4 g, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 350(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼즈에서 입수됨) 26 g, 프로필렌 글리콜(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼즈에서 입수됨) 10 g, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(미국 팬실바니아주 웨스트체스터 소재의 사르토머 케미칼즈에서 SR 415라는 상표명으로서 입수됨) 4g, 및 2-히드록시-1-[4-(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온(미국 뉴욕주 호손 소재의 시바-가이기 코포레이션에서 이르가큐어 2959라는 상표명으로서 입수됨) 0.2 g을 첨가하였다. 용액의 pH를 수산화나트륨을 사용하여 7.0으로 조절하였다. 이어서 118 W/㎝(300 W/인치) H 전구가 장착된, 퓨전 유브이 인코포레이티드에서 입수된 퓨전 300 시스템을 사용하여, 깊이가 1.5 ㎜(60 mil)인 폴리에틸렌 발포체 웰 내에서 실시예 4를 자외선 경화시켰다. 총 에너지를 550 mJ/㎠에서 유지하였다. 동일한 전구체 용액인 비교실시예 H를, 이것의 pH를 아세트산으로써 3.5로 조절한다는 것만 제외하고는 실시예 4와 동일한 방식으로 제조하였다. 비교실시예 H를 실시예 4와 동일한 경화 조건에 노출시켰지만 비교실시예 H는 경화에 실패하였다. 실시예 4 및 비교실시예 H를 위한 점착성값이 표 6에 명시되어 있다.
실시예 번호 배합물의 pH 메타크릴산(ppm) 점착성
4 7 1400 3
비교실시예 H 3.5 1400 6
실시예 5A 및 5B 및 비교실시예 I 및 J
일반적으로, 폴리에테르 디아크릴아미드를 함유하는 올리고머성 전구체 용액을, 칸트너(Kantner) 등에게 양도된 미국특허 제 5489624 호에 요약된 절차에 따라 합성하였다. 구체적으로는, 소정량의 2,000 MW의 폴리(에틸렌 옥사이드)디아민(미국 텍사스주 휴스톤 소재의 텍사코 케미칼 캄파니(Texaco Chemical Company)에서 "제파민(Jeffamine) ED-2001"이라는 상표명으로서 입수가능함)을 55℃ 오븐에서 4시간 동안 방치함으로써 용융시켰다. 폴리(에틸렌 옥사이드)디아민 200 g을 탈이온수 74.4 g과 300 MW 폴리에틸렌 글리콜(PEG 300) 74.4 g의 혼합물에 용해시키고 실온으로 냉각시켰다. 그 결과의 용액을 1ℓ들이 유리 용기에 채우고, 실온에서 수조에 넣고 오버헤드 기계적 교반 패들을 상기 용액에 침지시켰다. 온도를 45 ℃ 미만으로 유지하기 위해서, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)(미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 캄파니에서 입수가능함) 16.68 g을 수분에 걸쳐 여러번 나누어 첨가하였다. 용액이 만족스럽게 교반되지 않을 정도로 지나치게 점성이 될 때까지 교반을 10분 동안 계속하였다. 혼합 패들을 꺼내고, 2-비닐-4,4-디메틸-2-옥사졸린-5-온(VDM)(미국 뉴저지주 프린스톤 소재의 S.N.P.E에서 입수가능함) 6.96 g을 용액에 첨가하고 혼합하여 균질한 혼합물을 얻고, 이어서 이것에 마개를 덮고 실온에서 암실에 밤새 두었다.
그 결과의 쇄연장되고 작용화된 폴리(에틸렌 글리콜) 올리고머성 전구체의 대략적인 분자량은 8000이고, 디아민과 디이소시아네트가 높은 순도를 갖고 이 반응이 부반응 없이 완결된다는 가정 하에 기본 원칙을 근거로 계산되었다. 그 결과의 60 % 고체 함량의 용액을 동량의 1/1 PEG 300/물로써 30 % 고체 함량이 되게 희석시키고, 0.5 중량%의 2-히드록시-1-[4-(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온 광개시제를 첨가하였다. 용액의 pH를 8.5에서 측정하였다.
실시예 5A 및 5B 및 비교실시예 I 및 J를 제조하기 위해, 용액을 우선 동일한 2 개의 분취량으로 나누었다. 제 1 분취량을 아세트산을 사용하여 pH 4.5로 조절하였다. 이어서 제 1 분취량을 2개 초과의 분취량으로 나누고, 이것을 비교실시예 I 및 실시예 5A라고 하였다. 이어서 실시예 5A에 메타크릴산을 250 ppm의 최종 농도로 첨가하였다. 이어서 8.5의 pH를 갖는 원래 용액의 제 2 분취량을 2개 초과의 분취량으로 나누고, 이것을 비교실시예 J 및 실시예 5B라고 하였다. 이어서 실시예 5B에 메타크릴산을 250 ppm의 최종 농도로 첨가하였다. pH 조절되거나 메타크릴산이 첨가되지 않은 비교실시예 J를 대조물로서 사용하였다. 118 W/㎝(300 W/인치) H 전구가 장착된, 퓨전 유브이 인코포레이티드에서 입수된 퓨전 300 시스템을 사용하여, 깊이가 1.5 ㎜(60 mil)인 폴리에틸렌 발포체 웰 내에서 실시예 5A 및 5B 및 비교실시예 I 및 J를 자외선 경화시켰다. 총 에너지를 550 mJ/㎠에서 유지하였다. 경화 후 점착성값이 표 7에 명시되어 있다.
실시예 번호 배합물의 pH 메타크릴산(ppm) 점착성
비교실시예 I 4.5 0 2
5A 4.5 250 6
5B 8.5 250 2
비교실시예 J 8.5 0 2
본 발명의 실시양태가 기술되었지만, 본 발명의 개념 및 범주에서 벗어나지 않게 본원에서 기술된 실시양태의 다양한 양태를 변경 및 개조할 수 있다는 것을 알 것이다.

Claims (19)

  1. (A) 메타크릴산과 결합된, 에틸렌성 불포화기로써 말단-캡핑된 폴리에테르 잔기를 포함하는 올리고머성 전구체를 제공하고; (B) 2작용성 에틸렌성 불포화 단량체, 3작용성 에틸렌성 불포화 단량체 및 이것들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 에틸렌성 불포화 가교제를 제공하고; (C) 약 3.5 내지 약 9의 pH에서 물에서 메타크릴산의 존재 하에서 올리고머성 전구체와 에틸렌성 불포화 가교제를 자유라디칼 경화시켜 감압 접착성 히드로겔을 제공함을 포함하는 감압 접착성 히드로겔의 제조 방법.
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