KR102302778B1 - 항혈전 또는 항균성 고분자 화합물, 이를 제조하는방법, 및 이를 포함하는 의료용 물질 - Google Patents

항혈전 또는 항균성 고분자 화합물, 이를 제조하는방법, 및 이를 포함하는 의료용 물질 Download PDF

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Abstract

일 양상에 따른 고분자 화합물, 이를 포함하는 화학첨가용 조성물, 이를 포함하는 의료용 물질, 및 이를 제조하는 방법을 제공한다. 이에 따르면, 항혈전성 또는 항균성을 갖고, 범용성이 높은 의료용 물질을 제조하는데 이용할 수 있다.

Description

항혈전 또는 항균성 고분자 화합물, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 의료용 물질
항혈전 또는 항균성 고분자 화합물, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 의료용 물질에 관한 것이다.
기존의 혈액과 접촉하는 심혈관계를 포함한 다양한 분야의 의료기기들의 경우, 감염과 혈전 형성을 억제하기 위해 항균성과 항혈전성을 가지는 물질을 코팅하는 기술이 개발되어 왔으나, 표면 코팅의 안전성 저하, 코팅 공정의 어려움, 체내 독성 등의 문제점이 제기되어 왔으며 여전히 해결하지 못하고 있는 상황이다. 따라서, 항혈전성과 함께 항균성을 갖고 범용성이 높은 고분자 화합물, 및 이를 이용한 화학첨가용 조성물의 개발 필요성이 매우 높은 상황이다.
일반적으로 단백질 흡착 현상은 혈액과 접촉하는 의료용 소재의 표면에서 자발적으로 발생한다. 그 결과로, 혈액 내 세포 및 여러 가지 다양한 성분들은 이미 단백질로 흡착된 의료용 소재 표면에 느리게 분산되어 부착한다. 단백질 흡착은 의료용 소재의 기능을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 혈전 형성과 염증과 같은 부작용을 일으킨다. 또한, 단백질 흡착은 환자의 건강상태를 확인하기 위해 삽입된 의료기구 센서의 민감도를 떨어뜨려 진단 효율을 떨어뜨리기도 한다. 따라서, 연구개발의 관점에서 체내에 삽입되는 혈액 접촉형 의료기기의 경우 일차적인 현상인 단백질 흡착을 억제하는 전략이 매우 효과적이라고 할 수 있다.
양쪽이온성 고분자(zwitterionic polymers)는 고분자 사슬을 따라 균일하게 분포된 음이온과 양이온기의 동등한 수를 가지는 고분자로 정의할 수 있다. 이러한 상반되는 전하를 띄는 작용기(독일어로 zwitter)의 조합은 고분자를 초친수성으로 만들기도 하는 반면에 동시에 전체적으로 중성 전하를 유지하도록 한다. 이온기를 함유하는 고분자는 고분자의 가장 중요한 종류 중 하나이다. 이러한 고분자는 단백질과 핵산과 같은 자연적으로 발생하는 생체고분자에서부터 합성 증점제와 비누에 이르기까지 다양하다. 이온성 고분자(ionic polymers)는 고분자 전해질(polyelectrolytes)과 양쪽이온성 고분자로 분류가 될 수 있다. 이온성 고분자는 음이온성 또는 양이온성 작용기를 포함하는 고분자인 반면, 양쪽이온성 고분자는 양이온과 음이온성 작용기를 모두 포함하는 고분자이다. 양쪽이온성 고분자는 이온 교환, 식수의 미량금속 킬레이트화(chelation), 하수 처리, 토양 관리, 제지 강화, 색소 잔류, 샴푸 및 헤어 콘디셔너 포물레이션과 같은 광범위한 응용 분야를 가진다. 양쪽이온성 고분자는 단량체의 펜단트 곁사슬(pendant side chain)에 전하가 위치하거나 폴리에스테르(polyesters), 폴리포스파진(polyphosphazenes) 및 폴리포스포베타인(polyphosphobetain)과 같은 경우는 전하가 고분자 주사슬에 위치할 수도 있다. 공학적 측면에서, 양쪽이온성 고분자는 비특이적 단백질 흡착을 방지하고 세균이나 동물이나 인간의 세포 부착을 최소화하기 위해 널리 이용되고 있는 폴리에틸렌글리콜(PEG)의 대체재로 고려되고 있다. 그러나 PEG 고분자의 경우는 본질적으로 같은 반복 단위를 가지고 있는 반면에 양쪽이온성 고분자는 특정 단량체 화학구조에 따라 고분자의 광범위한 구조 변화가 가능하다.
금속의 항균 활성과 관련하여 오래전부터 다양하고 폭넓은 연구가 수행되어 왔다. 은(Ag), 수은(Hg) 및 텔루륨(Te)과 같은 특정 금속은 대부분의 세균에 극단적인 독성을 가지며 극히 낮은 농도에서도 항균 효과를 가지는 것으로 알려져 있다. 이러한 금속의 세균 및 효모에 대한 내재적 독성 때문에, 특정 금속들은 고대 시대부터 항균제로 활용되어 왔다. 오늘날, 금속 표면, 코팅, 킬레이트 화합물 및 나노재료 등의 항균성 금속 화합물들이 산업, 농업 및 헬스케어 등의 광범위한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 발전들은 특정 금속이 항균제 내성 바이오필름(biofilm)을 파괴하거나, 다른 항균제와의 항균 활성 시너지 효과, 선택적 대사 작용의 억제 및 다약물 내성 박테리아의 사멸과 같은 혁신적인 발견을 통해 이루어졌다. 그러나 특정 금속들은 체내에 삽입 또는 이식되는 의료기기에 적용하는 경우에 세포 및 조직 독성을 야기하거나 나노물질의 경우는 전신 독성 등의 문제들을 야기하는 것 또한 사실이다. 또한 소재에 함유된 금속의 경우 빠르게 유실되거나 소모되어 그 효과가 만족스럽지 못한 경우가 많다. 따라서, 금속의 체내에 삽입되는 의료용 소재에 적용을 위해서는 장시간 유지되면서 체내 안전성을 가질 수 있는 기술과 소재의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
항혈전성 또는 항균성을 갖는 고분자 화합물을 제공한다.
상기 고분자 화합물을 포함하는 화학첨가용 조성물을 제공한다.
상기 고분자 화합물 또는 화학첨가용 조성물을 포함하는 의료용 물질을 제공한다.
상기 고분자 화합물을 제조하는 방법을 제공한다.
일 양상은 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군으로부터 선택된 2 이상의 반복단위를 포함하는 공중합체를 포함하는 고분자 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019095536732-pct00001
,
[화학식 2]
Figure 112019095536732-pct00002
, 및
[화학식 3]
Figure 112019095536732-pct00003
.
상기 고분자 화합물은 예를 들어 화학식 1의 반복 단위 및 화학식 2의 반복단위를 포함하는 고분자 화합물, 또는 화학식 1의 반복 단위, 화학식 2의 반복단위, 및 화학식 3의 반복단위를 포함하는 고분자 화합물일 수 있다.
상기 R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30, C1 내지 C20, C1 내지 C10, 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기(예, 메틸렌), 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30, C6 내지 C20, C6 내지 C10, 또는 C6 내지 C8의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30, 3 내지 20, 3 내지 10, 또는 3 내지 6의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20, 3 내지 10, 또는 3 내지 6의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 R1은 알킬렌 디페닐기일 수 있다. 예를 들어, R1은 메틸렌 디페닐이다.
상기 화학식 1의 반복단위는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate: MDI), 4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄(diisocyanato dicyclohexylmethane: hydrogenated MDI 또는 HMDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate: HDI), 이소포론 디이소시네이트(isophorone diisocyanate: IPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate: TDI), 및 메틸 이소시아네이트(methyl isocyanate: MIC)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 x는 1 내지 100, 1 내지 80, 1 내지 60, 1 내지 40, 1 내지 20, 1 내지 10, 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다.
상기 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30, C1 내지 C20, C1 내지 C10, 또는 C1 내지 C5의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30, C6 내지 C20, C6 내지 C10, 또는 C6 내지 C8의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30, 3 내지 20, 3 내지 10, 또는 3 내지 6의 시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 상기 R2는 메틸기이다.
상기 R3는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30, C1 내지 C20, C1 내지 C10, 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기일 수 있다. 예를 들어, 상기 R3는 프로필렌기이다.
상기 A는 -CO2, -SO3, -PO3, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 또는 이들의 조합이고, 상기 알킬기는 할로겐 원자로 치환될 수 있다.
상기 M은 금속 원자일 수 있다. 상기 M는 예를 들어 은(Ag), 세륨(Ce), 아연(Zn), 구리(Cu), 수은(Hg), 비소(As), 안티모니(Sb), 주석(Sn), 바륨(Ba), 철(Fe), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 금(Au), 갈륨(Ga), 납(Pb), 및 비스무트(Bi)로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
상기 y는 1 내지 100, 1 내지 80, 1 내지 60, 1 내지 40, 1 내지 20, 1 내지 10, 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다.
상기 R4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 헤테로아릴렌기 또는 헤테로시클릭기는 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이종 원자를 포함할 수 있다. 상기 R4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30, C1 내지 C20, C1 내지 C10, 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30, C2 내지 C20, C2 내지 C10, 또는 C2 내지 C6의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30, C2 내지 C20, C2 내지 C10, 또는 C2 내지 C6의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30, C6 내지 C20, C6 내지 C10, 또는 C6 내지 C8의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30, C6 내지 C20, C6 내지 C10, 또는 C6 내지 C8의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30, 3 내지 20, 3 내지 10, 또는 3 내지 6의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20, 3 내지 10, 또는 3 내지 6의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 R4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기, 디메틸렌 옥시드, 트리메틸렌 옥시드, 테트라메틸렌 옥시드, 부타디엔, 이소부틸렌, 이소소르비드, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 R4는 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기일 수 있다. 상기 R4는 과불화된(perfluorinated) C1 내지 C30의 알킬렌기일 수 있다. 예를 들어, 상기 R4는 이소소르비드이다.
상기 z는 1 내지 100, 1 내지 80, 1 내지 60, 1 내지 40, 1 내지 20, 1 내지 10, 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다.
상기 고분자 화합물은 하나 이상의 말단에 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 카르복시기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 고분자 화합물은 하나 이상의 말단에 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30, C1 내지 C20, C1 내지 C10, 또는 C1 내지 C5의 알킬기, 시트르산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30의 알킬기는 과불화된(perfluorinated) C1 내지 C30의 알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 화합물은 어느 한 말단 또는 양 말단에 시트르산과 중합된 화합물이다.
상기 고분자 화합물은 금속 복합체일 수 있다. 상기 금속 복합체는 상기 고분자 화합물과 전술한 금속 이온의 복합체일 수 있다.
상기 "치환"은 유기 화합물 중의 하나 이상의 수소 원자를 다른 원자단으로 치환하여 유도체를 형성한 경우 수소 원자 대신에 도입되는 것을 말하고, "치환기"는 도입된 원자단을 말한다.
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 사용되는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 방향족고리기, 시클릭기, 헤테로시클릭기의 "치환"은 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C5의 알킬기(예: CCF3, CHCF2, CH2F, CCl3 등), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 아세트아미노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1 내지 C5의 알킬기, C2 내지 C5의 알케닐기, C2 내지 C5의 알키닐기, C3 내지 C10의 시클로알킬기, C6 내지 C10의 아릴기, C6 내지 C10의 헤테로아릴기, C6 내지 C20의 아릴알킬기, C6 내지 C20의 헤테로아릴알킬기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
다른 양상은 일 양상에 따른 고분자 화합물을 포함하는 화학첨가용 조성물을 제공한다.
상기 화학첨가용 조성물은 의료용 물질의 제조 단계에 첨가하거나 의료용 물질을 코팅, 침지, 또는 도포하기 위한 조성물일 수 있다.
상기 조성물은 흡착 방지(antifouling), 항혈전, 항균, 또는 이들의 조합을 위한 것일 수 있다. 상기 조성물은 단백질의 흡착 방지를 위한 것일 수 있다. 상기 고분자 화합물 또는 이를 포함하는 조성물이 혈액과 접촉할 경우, 상기 고분자 화합물 또는 이를 포함하는 조성물에 혈액 내의 단백질이 부착 또는 흡착되는 것을 저해하고, 혈전이 형성되는 것을 저해할 수 있다. 상기 조성물은 상기 고분자 화합물 또는 이를 포함하는 조성물에 미생물(예, 세균)이 부착 또는 흡착되는 것을 저해하거나 미생물이 사멸되게 할 수 있다.
다른 양상은 일 양상에 따른 고분자 화합물 또는 화학첨가용 조성물을 포함하는 의료용 물질일 수 있다.
상기 의료용 물질은 상기 고분자 화합물 또는 상기 조성물과 조합되거나 이들로 코팅된 것일 수 있다. 상기 고분자 화합물은 예를 들어 폴리비닐 클로라이드와 조합될 수 있다.
상기 의료용 물질은 필름, 튜브, 시트, 스텐트, 카테터, 임플란트, 봉합사, 히드로겔, 또는 이들의 조합일 수 있다.
다른 양상은 치환 또는 비치환된 디에탄올 아민과, 프로판 술톤 또는 부탄 술톤 중 어느 하나를 중합하여 양쪽이온성 디올(diol) 화합물을 생성하는 단계; 및
수득된 양쪽이온성 디올 화합물과 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 중합하여 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체를 생성하는 단계를 포함하는 고분자 화합물을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 방법은 치환 또는 비치환된 디에탄올 아민과, 프로판 술톤 또는 부탄 술톤 중 어느 하나를 중합하여 양쪽이온성 디올 화합물을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 디에탄올 아민은 C1 내지 C20, C1 내지 C10, 또는 C1 내지 C5의 알킬기로 치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 디에탄올 아민은 메틸 디에탄올 아민(methyl diethanol amine: MDEA)이다.
상기 방법은 수득된 양쪽이온성 디올 화합물과 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 중합하여 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 디이소시아네이트 화합물은 예를 들어 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄(HMDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시네이트(IPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 및 메틸 이소시아네이트(MIC)이다.
상기 방법은 양쪽이온성 디올 화합물과 디이소시아네이트 화합물에 가소제를 가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 가소제는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기, 디메틸렌 옥시드, 트리메틸렌 옥시드, 테트라메틸렌 옥시드, 부타디엔, 이소부틸렌, 이소소르비드, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 방법은 수득된 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체를 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30의 알킬(과불화된 알킬기 포함), 시트르산, 또는 이들의 조합으로 캡핑(capping)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 화합물은 하나 이상의 말단에 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 카르복시기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 방법은 수득된 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체와 금속 이온을 혼합하여 양쪽이온성 폴리우레탄 금속 중합체를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따른 고분자 화합물, 이를 포함하는 화학첨가용 조성물, 이를 포함하는 의료용 물질, 및 이를 제조하는 방법에 따르면, 항혈전성 또는 항균성을 갖고, 범용성이 높은 의료용 물질을 제조하는데 이용할 수 있다.
도 1은 양쪽이온성 폴리우레탄 공중합체를 구성하는 구조의 화학식이다.
도 2는 양쪽이온성 디올을 합성하는 반응식의 모식도이다
도 3a는 양쪽이온성 폴리우레탄을 합성하는 반응식의 모식도이다.
도 3b는 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄을 합성하는 반응식의 모식도이다.
도 4a는 양쪽이온성 폴리우레탄의 양 말단에 시트르산을 붙여 항균성을 갖는 고분자 화합물을 합성하는 반응식의 모식도이고, 도 4b는 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄의 양 말단에 시트르산를 붙여 항균성을 갖는 고분자 화합물을 합성하는 반응식의 모식도이다.
도 5는 PVC에 합성된 고분자 화합물을 혼합하여 가공된 필름을 이미지이다.
도 6a는 FTIR을 이용하여 제조된 필름의 구조를 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 6b는 고분자 화합물의 함량에 따른 필름의 물 접촉각을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 6c는 X선 광전자 분광기를 사용하여 제조된 필름의 표면에서 원자 간의 결합에너지를 나타낸 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 고분자 화합물의 함량에 따른 필름에 흡착된 BSA 및 피브리노겐의 양을 나타내는 그래프이다.
도 8은 고분자 화합물의 존재시 증식된 세균을 나타내는 사진이다.
이하 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 항균 또는 항혈전성 고분자 화합물의 제조 및 제조된 고분자 화합물의 물리화학적 특성 분석
1. 양쪽이온성 디올의 합성
3구(3-neck) 둥근 바닥 플라스크에, 30 ㎖의 디메틸포름아미드 무수물(dimethylformamide anhydrous: DMF)(Sigma-Aldrich)을 가하였다.
DMF에 0.06 mol(6.9 ㎖)의 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine: MDEA)(Sigma-Aldrich) 및 0.06 mol(7.3 g)의 1,3-프로판술톤(propanesultone)(Sigma-Aldrich)을 가하고, 약 50℃의 온도에서 약 5시간 동안 질소 가스의 존재 하에 교반하였다. 그 후, 아세톤(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 침전물을 약 4000 rpm의 속도로 약 2분 동안 원심분리한 후, 상등액을 제거하고, 침전물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 양쪽이온성 디올(zwitterionic diol)을 수득하였다.
양쪽이온성 디올을 합성하는 화학 반응을 나타내는 모식도를 도 2에 나타내었다.
2. 폴리우레탄 화합물의 준비
2.1. 양쪽이온성 폴리우레탄의 준비
1.에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 디올을 준비하였다.
3구 둥근 바닥 플라스크에 30 ㎖의 DMF를 가하고, 질소 가스로 충진(purging)하여 수분을 제거하였다. 충진된 플라스크에 0.018 mol(4.36 g)의 양쪽이온성 디올 및 0.027 mol(6.8g)의 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate: MDI)(Sigma-Aldrich)를 가하고, 촉매제로서 58 ㎕의 Tin(II)를 가하였다.
반응물을 약 80℃의 온도에서 약 20 분 동안 질소 가스의 존재 하에서 교반하였다. 그 후, 클로로포름(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 거름종이를 이용하여 침전된 반응물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 양쪽이온성 폴리우레탄(zwitterionic polyurethane: "SPU")을 수득하였다.
양쪽이온성 폴리우레탄(SPU)를 합성하는 화학 반응을 나타내는 모식도를 도 3a에 나타내었다.
2.2. 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄의 준비
1.에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 디올을 준비하였다.
3구 둥근 바닥 플라스크에 30 ㎖의 DMF를 가하고, 질소 가스로 충진하여 수분을 제거하였다. 충진된 플라스크에 0.009 mol(2.18 g)의 양쪽이온성 디올 및 0.009 mol(1.32 g)의 이소소르비드(isosorbide)(Sigma-Aldrich)를 가하여 이소소르비드를 용해시켰다. 반응물에 0.027 mol(6.8g)의 MDI(Sigma-Aldrich)를 가하고, 촉매제로서 58 ㎕의 Tin(II)를 가하였다.
반응물을 약 80℃의 온도에서 약 20 분 동안 질소 가스의 존재 하에서 교반하였다. 그 후, 클로로포름(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 거름종이를 이용하여 침전된 반응물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(zwitterionic isosorbide polyurethane: "SIPU")을 수득하였다.
양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(SIPU)를 합성하는 화학 반응을 나타내는 모식도를 도 3b에 나타내었다.
3. 폴리우레탄의 말단 캡핑
3.1. 시트르산성 양쪽이온성 폴리우레탄의 준비
2.1.에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 폴리우레탄(SPU)을 준비하였다.
3구 둥근 바닥 플라스크에 30 ㎖의 DMF를 가하고, 질소 가스로 충진하여 수분을 제거하였다. 충진된 플라스크에 0.0045 mol(0.75 g)의 시트르산(Sigma-Aldrich)을 가하여 시트르산을 용해시켰다. 반응물에 0.015 mol(1.5 g)의 SPU를 가하고, 반응물을 약 90℃의 온도에서 약 12 시간 동안 교반하였다. 그 후, 클로로포름(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 거름종이를 이용하여 침전된 반응물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 시트르산 말단 양쪽이온성 폴리우레탄(citrate-endcapped zwitterionic polyurethane: "CSPU")을 수득하였다.
시트르산 말단 양쪽이온성 폴리우레탄(CSPU)를 합성하는 화학 반응을 나타내는 모식도를 도 4a에 나타내었다.
3.2. 시트르산성 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄의 준비
2.2.에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(SIPU)을 합성하였다.
3구 둥근 바닥 플라스크에 30 ㎖의 DMF를 가하고, 질소 가스로 충진하여 수분을 제거하였다. 충진된 플라스크에 0.0036 mol(0.6 g)의 시트르산(Sigma-Aldrich)을 가하여 시트르산을 용해시켰다. 반응물에 0.0012 mol(1.5 g)의 SIPU를 가하고, 반응물을 약 90℃의 온도에서 약 12 시간 동안 교반하였다. 그 후, 클로로포름(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 거름종이를 이용하여 침전된 반응물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 시트르산 말단 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(citrate-endcapped zwitterionic isosorbide polyurethane: "CSIPU")을 수득하였다.
시트르산 말단 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(CSIPU)를 합성하는 화학 반응을 나타내는 모식도를 도 4b에 나타내었다.
4. 양쪽이온성 폴리우레탄을 함유하는 필름 및 그의 표면 특성
4.1. 양쪽이온성 폴리우레탄을 함유하는 필름의 준비
첨가제로서, 2.1, 2.2, 3.1, 및 3.2에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 폴리우레탄 화합물들을 합성하였다.
기본 고분자 성분인 폴리염화비닐(polyvinyl chloride: PVC)과 최종 함량 0%(w/w), 3%(w/w), 또는 10%(w/w)의 양쪽이온성 폴리우레탄 화합물을 혼합하였다. 가열 압착기를 사용하여, 혼합물을 약 170℃의 온도에서 약 1분의 유지 시간 및 약 4분의 압착 시간 동안 열을 가하여, 필름을 제조하였다.
필름 제조용 조성물의 조성비를 하기 표 1에 나타내었다.
번 호 명 칭 첨가제 최종 함량(%(w/w))
1 PVC 없음 0
2 SPU3 SPU 3
3 SPU10 SPU 10
4 SIPU3 SIPU 3
5 SIPU10 SIPU 10
6 CSPU3 CSPU 3
7 CSPU10 CSPU 10
8 CSIPU3 CSIPU 3
9 CSIPU10 CSIPU 10
제조된 필름의 이미지를 도 5에 나타내었다.
4.2. 필름의 표면 특성
4.1에서 기재된 바와 같이 양쪽이온성 폴리우레탄을 함유하는 필름을 제조하였다.
준비된 필름의 표면의 구조적 특성을 확인하기 위해 푸리에 변환 적외 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy: FTIR)을 이용하였다. FT/IR-4100(Jasco Analytical Instruments, USA)를 사용하여 필름에 적외선을 조사하고, 파수(wavenumber)에 대한 투과율(transmittance)의 그래프를 도 6a 나타내었다. 도 6a에 나타난 바와 같이, 카르보닐기는 파수 1730cm-1에서 피크로 나타나고 C-N 기는 파수 1528cm-1에서 피크로 나타나므로, 폴리우레탄 화합물에서 우레탄 결합이 있음을 확인하였다. 또한, 술포베타인(sulfobetain)의 SO3 -는 파수 1730cm-1에서 피크로 나타나고, 사차 아민은 960cm-1에서 피크로 나타나므로, 제조된 필름이 양쪽이온성 작용기를 함유한다는 것을 확인하였다.
또한, 필름의 물 접촉각(Water contact angle)을 측정하여 필름의 친수성을 측정하였다. 제조된 필름을 건조 조건 또는 약 1일 동안 수화시킨 조건으로 준비하였다. 준비된 필름을 물 접촉각 측정기 OCA40(Dataphysics, Germany)에 적재하고, 필름 표면에 3 ㎖의 증류수를 떨어뜨려 물 접촉각을 측정하였다. 5회 반복 실험을 수행하여 물 접촉각의 평균 값을 산출하였다. 시료에 따른 산출된 물 접촉각의 그래프를 도 6b에 나타내었다. 도 6b에 나타난 바와 같이, 첨가제의 함량이 증가할수록 물 접촉각이 감소하였다. 따라서, 첨가제의 함량이 증가할 수록 제조된 필름의 친수성이 증가함을 확인하였다. 또한, 건조된 필름과 수화시킨 필름의 물 접촉각을 비교하면, 수화시킨 필름의 물 접촉각이 더욱 크게 감소하였다. 따라서, 필름을 수화시킨 조건에서 첨가제의 함량이 증가할수록 필름의 친수성이 증가함을 확인하였다. 이것은 기능성을 갖는 양쪽이온성 작용기가 필름의 표면에 많이 존재한다는 것을 나타낸다.
아울러, X선 광전자 분광법(x-ray photoelectron spectroscopy: XPS)으로 제조된 필름의 표면 특성을 확인하였다. PHI 5000 VersaProbe(Physical Electronics, USA)에 필름을 적재하고, 제조된 필름의 표면 특성, 구조 분석, 및 표면에서 원자 간의 결합 에너지(eV)를 측정하였다. 측정된 결합 에너지(eV)에 대한 피크 강도(c/s)의 그래프를 도 6c에 나타내었다. 도 6c에 나타난 바와 같이, S2p(황 원자의 2p오비탈)는 166 eV의 피크를 나타내고 N1s(질소 원자의 1s 오비탈)는 402 eV의 피크를 가지므로, 기능성을 갖는 양쪽이온성 작용기가 필름의 표면에 많이 존재한다는 것을 확인하였다. 또한, 건조된 필름과 수화된 필름의 피크 강도를 비교한 결과, 수화된 필름의 피크 강도가 더 높았다. 따라서, 양쪽이온성 작용기가 건조 필름에 비해 수화시킨 필름의 표면에 더 많은 존재하고, 양쪽이온성 작용기가 수화 조건에서 필름의 표면을 노출되어 더욱 친수성을 띤다는 것을 확인하였다.
건조 상태와 수화 상태에서 필름의 피크 강도를 비교한 결과, 수화시킨 필름의 표면이 더 많은 양쪽이온성 작용기를 표출하였다. 이는 수화 조건에서 표면으로 양쪽이온성 부분이 노출되어 더 많이 친수성을 보인다는 것을 확인할 수 있다.
5. 양쪽이온성 폴리우레탄/금속 복합체의 형성
5.1. 양쪽이온성 폴리우레탄/금속 복합체의 형성
2.1에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 폴리우레탄(SPU)을 준비하였다.
호일로 감싸 빛을 차단한 둥근 플라스크에 50 ㎖의 증류수를 가하였다. 그 플라스크에 0.0075 mol의 AgNO3(Sigma-Aldrich), 0.0075 mol의 ZnSO4(Sigma-Aldrich), 0.0075 mol의 CuSO4(Sigma-Aldrich), 및 0.0075 mol의 Ce(NH4)2(NO3)6(Sigma-Aldrich)를 가하여 용해시켰다. 반응물에 0.0025 mol의 SPU를 가하고, 실온에서 약 2 시간 동안 교반하였다.
그 후, 아세톤(Sigma-Aldrich) 용액이 들어있는 비커에 반응물을 넣고 침전시켰다. 원심분리기를 사용해서 4000 rpm, 2분 동안 실행하였다. 상등액을 제거하고 가라앉은 침전물을 가지고 3회 반복하여 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공상태에서 하루 동안 건조시켜 최종 산물을 가루형태로 수득하였다.
그 후, 아세톤(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 침전물을 약 4000 rpm의 속도로 약 2분 동안 원심분리한 후, 상등액을 제거하고, 침전물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 양쪽이온성 폴리우레탄 금속 복합체를 수득하였다.
5.2. 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄의 금속 복합체 형성
2.2에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(SIPU)을 제조하였다.
호일로 감싸 빛을 차단한 둥근 플라스크에 50 ㎖의 증류수를 가하였다. 그 플라스크에 0.0075 mol의 AgNO3(Sigma-Aldrich), 0.0075 mol의 ZnSO4(Sigma-Aldrich), 0.0075 mol의 CuSO4(Sigma-Aldrich), 및 0.0075 mol의 Ce(NH4)2(NO3)6(Sigma-Aldrich)를 가하여 용해시켰다. 반응물에 0.0025 mol의 SIPU를 가하고, 실온에서 약 2 시간 동안 교반하였다.
그 후, 아세톤(Sigma-Aldrich) 용액이 들어있는 비커에 반응물을 넣고 침전시켰다. 원심분리기를 사용해서 4000 rpm, 2분 동안 실행하였다. 상등액을 제거하고 가라앉은 침전물을 가지고 3회 반복하여 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공상태에서 하루 동안 건조시켜 최종 산물을 가루 형태로 수득하였다.
그 후, 아세톤(Sigma-Aldrich) 용액에 반응물을 가하고 침전시켰다. 침전물을 약 4000 rpm의 속도로 약 2분 동안 원심분리한 후, 상등액을 제거하고, 침전물을 수득하였다. 이러한 과정을 3회 반복하여 반응물을 침전 및 세척하였다. 침전물을 진공에서 하루 동안 건조시켜 가루 형태의 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄/금속 복합체를 수득하였다.
6. 양쪽이온성 폴리우레탄의 특성 확인
6.1. 양쪽이온성 폴리우레탄 필름의 항혈전 효과
4.1에 기재된 바와 같이 필름을 준비하고, 준비된 필름을 1 cm x 1 cm의 크기로 잘라 시료를 준비하였다.
준비된 필름을 24-웰(well) 플레이트의 각 웰에 가하였다. 필름을 인산염 완충 염수(phosphate-buffered saline: PBS)에 침지하고, 약 37℃의 온도에서 약 2 시간 동안 유지하였다. PBS를 제거하고, 각 웰에 1 ㎎/㎖의 소 혈청 알부민(bovine serum albumin: BSA)(Sigma-Aldrich) 또는 0.1 ㎎/㎖의 피브리노겐(Fibrinogen, Sigma-Aldrich)을 1 ㎖씩 가하였다. 플레이트를 약 30 rpm의 속도로 교반하면서 약 1시간 동안 유지하였다. 그 후, BSA 또는 피브리노겐 용액을 제거하고 필름을 PBS으로 4 내지 5회 반복하여 세척하였다. 각 웰에 1 ㎖의 2 w% 소듐 도데실 술페이트(sodium dodecyl sulfate: SDS) 용액을 가하고, 실온에서 약 30 rpm의 속도로 약 1시간 동안 교반하였다. 그 후, 마이크로 BCA 용액과 SDS 반응물을 1:1 비율로 혼합하고, 96-웰 플레이트에서 약 37℃의 온도에서 약 30 rpm의 속도로 교반하면서 약 2시간 동안 유지하였다. UV 검출기를 사용하여 562 nm의 파장에서 반응물의 흡광도를 측정하였고, 측정된 흡광도로부터 단백질을 정량하였다. 필름에 흠착된 단백질의 양을 도 7a 및 도 7b에 나타내었다(도 7a: BSA, 도 7b: 피브리노겐).
도 7a 및 도 7b에 나타난 바와 같이, 필름에 흡착된 단백질의 양은 양쪽이온성 폴리우레탄 함량이 낮은 필름에 비해 양쪽이온성 폴리우레탄의 함량이 높은 필름에서 감소하였다. 따라서, 양쪽이온성 폴리우레탄의 함량이 높은 필름은 단백질의 흡착 억제 효과가 있고, 이에 의해 흡착 방지(antifouling) 효과뿐만 아니라, 항혈전 효과가 있음을 확인하였다.
6.2. 양쪽이온성 폴리우레탄의 항균 효과
5.1 및 5.2에 기재된 바와 같이 양쪽이온성 폴리우레탄/금속 복합체를 제조하였다.
그람 양성균인 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus, ATCC 14458), 스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis, ATCC 12228)와 그람 음성균인 대장균(Escherichia coli, ATCC 11775), 슈도모나수 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa, ATCC 9027)를 준비하였다. 각 세균 별로 염류 용액에서 균액을 만들고 한천 고체 배지에 각 세균을 도말하였다. 그 후, 세균이 도말된 고체 배지에 양쪽이온성 폴리우레탄/금속 복합체를 약수저로 올리고 약 18시간 동안37℃에서 배양하였다.
세균의 존(zone) 형성 억제 정도를 육안으로 관찰하고, 그 이미지를 도 8에 나타내었다. 도 8에 나타난 바와 같이, 시트르산 말단 양쪽이온성 폴리우레탄(CSPU)과 시트르산 말단 양쪽이온성 이소소르비드 폴리우레탄(CSIPU)에서 세균의 존 형성이 관찰되었다. 따라서, CSPU 및 CSIPU는 미생물의 증식을 억제하거나 살균하여 항균 효과가 있는 것으로 확인되었다.

Claims (22)

  1. 화학식 1 및 2의 반복단위를 포함하는 공중합체를 포함하는 고분자 화합물로서, 상기 고분자 화합물은 하나 이상의 말단에 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C20의 알킬기, 카르복시기, 또는 이들의 조합을 포함하고 금속 복합체인 고분자 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112021042974508-pct00020

    화학식 1 중, R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합이고,
    x는 1 내지 100의 정수이다.
    [화학식 2]
    Figure 112021042974508-pct00021

    화학식 2 중, R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합이고,
    R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합이고,
    A는 -CO2, -SO3, -PO3, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 또는 이들의 조합이고, 상기 알킬기는 할로겐 원자로 치환될 수 있고,
    M은 금속 원자이고,
    y는 1 내지 100의 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합인 것인 고분자 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 반복단위는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate: MDI), 4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄(diisocyanato dicyclohexylmethane: hydrogenated MDI 또는 HMDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate: HDI), 이소포론 디이소시네이트(isophorone diisocyanate: IPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate: TDI), 및 메틸 이소시아네이트(methyl isocyanate: MIC)로 이루어진 군으로부터 선택된 이소시아네이트 화합물로부터 유래하는 구조를 갖는 것인 고분자 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 또는 이들의 조합인 것인 고분자 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 R3는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌인 것인 고분자 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 M은 은(Ag), 세륨(Ce), 아연(Zn), 구리(Cu), 수은(Hg), 비소(As), 안티모니(Sb), 주석(Sn), 바륨(Ba), 철(Fe), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 금(Au), 갈륨(Ga), 납(Pb), 및 비스무트(Bi)로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 고분자 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 공중합체는 화학식 3의 반복단위를 포함하는 것인 고분자 화합물:
    [화학식 3]
    Figure 112021502343622-pct00022
    ,
    상기 R4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클릭기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합이고,
    상기 헤테로아릴렌기 또는 헤테로시클릭기는 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이종 원자를 포함하는 것이고,
    z는 1 내지 100의 정수인 것인 고분자 화합물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 R4는 하기 화학식 4로 기재되는 것인 고분자 화합물:
    [화학식 4]
    Figure 112020117915471-pct00023
    .
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자 화합물은 하나 이상의 말단에 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C20의 알킬기, -O-C(COOH)((CH2)COOH)2, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 고분자 화합물.
  10. 청구항 1의 고분자 화합물을 포함하는 화학첨가용 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 조성물은 흡착 방지(antifouling), 항혈전, 항균, 또는 이들의 조합을 위한 조성물.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 조성물은 단백질의 흡착 방지를 위한 것인 조성물.
  13. 청구항 1의 고분자 화합물 또는 청구항 10의 화학첨가용 조성물을 포함하는 의료용 물질.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 의료용 물질은 상기 고분자 화합물 또는 상기 조성물과 조합되거나 이들로 코팅된 것인 의료용 물질.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 의료용 물질은 필름, 튜브, 시트, 스텐트, 카테터, 임플란트, 봉합사, 또는 히드로겔인 것인 의료용 물질.
  16. 치환 또는 비치환된 디에탄올 아민과, 프로판 술톤 또는 부탄 술톤 중 어느 하나를 중합하여 양쪽이온성 디올(diol) 화합물을 생성하는 단계;
    수득된 양쪽이온성 디올 화합물과 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 중합하여 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체를 생성하는 단계;
    상기 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체를 할로겐 원자로 치환된 C1 내지 C30의 알칸 화합물, 카르복시산, 또는 이들의 조합으로 캡핑(capping)하는 단계; 및
    상기 양쪽이온성 폴리우레탄 중합체와 금속 이온을 혼합하여 양쪽이온성 폴리우레탄 금속 중합체를 생성하는 단계를 포함하는,
    청구항 1의 고분자 화합물을 제조하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 방법은 양쪽이온성 디올 화합물과 디이소시아네이트 화합물에 가소제를 가하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 가소제는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알칸 화합물, 디메틸렌 옥시드, 트리메틸렌 옥시드, 테트라메틸렌 옥시드, 부타디엔, 이소부틸렌, 이소소르비드, 또는 이들의 조합인 것인 방법.
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