KR102610524B1 - 8-arm 구조 화합물을 포함하는 형상 기억 고분자 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 8-arm 구조 화합물을 포함하는 형상 기억 고분자 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명에 따른 8-arm 구조 화합물은 가교에 의해 형상 기억 특성을 나타내는 온도 기반 형상 기억 고분자로 제조될 수 있고, 단량체 조절을 통해 형상 복원 온도 조절이 가능하여 다양한 산업용 소재로 개발이 가능할 뿐만 아니라, 생체 적합성으로 의료용 소재로의 개발이 가능한 장점이 있다.
Description
본 발명은 8-arm 구조 화합물을 포함하는 형상 기억 고분자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더 상세하게는 가교에 의해 형상 기억 특성을 나타내고 단량체 조절을 통해 형상 복원 온도 조절이 가능한 8-arm 구조 화합물을 포함하는 형상 기억 고분자 및 이의 용도에 관한 것이다.
관상동맥 질환은 동맥경화로 인한 혈관 협착으로 발생하는 심혈관계 질환으로서, 협심증, 심근경색, 허혈성 심질환을 모두 포함한다. 이러한 관상동맥 질환을 치료하기 위한 전략으로서, 생활습관 치료, 약물치료 및 스텐트, 풍선 확장술 등의 중재술이 광범위하게 수행되고 있으며, 혈관 협착이 3 군데 이상 발생하는 심각한 관상동맥 질환에서는 관상동맥 우회술이라는 수술적 치료가 필요하다.
관상동맥 우회술은 좁아진 혈관 뒤쪽으로 우회하는 혈관을 문합시켜 혈류가 공급되지 않고 있던 심근에 혈액을 공급시켜주는 수술법으로, 혈류가 우회하기 위한 혈관 그래프트가 필수적으로 필요하다. 이 때 사용하는 혈관으로서 좌내유동맥(Left internal mammary artery)이 대표적으로 사용되나, 이는 한 가지의 우회로만 만들 수 있어 환자의 다리에서 두렁정맥 (Saphenous vein)을 잘라내어 이식 수술에 사용하게 된다.
그러나 두렁정맥을 이식한 혈관은 그 개통률 성적이 동맥 그래프트를 사용할 때 보다 매우 낮은데, 이는 동맥과 정맥의 물성차로 인하여 혈관 접합부에서 이상 혈류(Disturbed flow)가 발생하고 이로 인하여 내피세포 기능 이상 및 혈관 협착증이 발생하게 되는 부분에서 기인한다. 따라서 혈관 협착을 발생시키는 근본적인 원인인 이상 혈류의 발생을 억제하고 정맥의 동맥화와 협착증을 예방하기 위한 장치가 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1906472호와 제10-2208921호, 대한민국 공개특허 제10-2021-0158356호에는 형상기억 고분자와 이의 제조방법, 의료용 소재로서의 용도가 개시되어 있으나, 이들을 다양한 산업용 소재로 이용하기 위해서는 강도를 추가로 향상시킬 필요가 있었다. 이에, 본 발명자들은 이러한 종래 기술의 문제점에서 착안하여, 강도 특성이 향상되어 의료용 소재 뿐만 아니라 다양한 산업용 소재로도 활용이 가능한 화합물을 개발하고자 예의 노력한 결과, 본 발명에서와 같이 8-arm 구조로 화합물을 합성하는 경우, 가교에 의한 형상기억 특성과 함께 형상기억 온도 조절이 가능한 동시에, 기존의 화합물에 비해 강도-특성이 향상될 수 있으며 이와 같이 강도가 향상된 형상기억고분자를 의료용 소재로 활용하면 관상동맥 우회술 시 혈관 밖에서 감싸는 방식으로 정맥 이식편에서 동맥으로 혈류가 이동할 때 이상혈류를 조절하여 혈관협착을 예방할 수 있는 혈관외벽 지지체의 제작이 가능함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 8-arm 구조를 가지는 신규한 화합물, 이의 제조방법 및 이의 용도를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 제공한다:
화학식 (1)
상기 화학식 (1)에서,
x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
m 및 n은 반복 단위의 몰%를 나타내며,
m+n은 100이고, m은 70 내지 99이다.
본 발명에 있어서, 상기 화합물은 가교에 의해 형상 기억 특성을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화합물은 가교 후 25 내지 58℃온도에서 평균 형상 복원능이 90% 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol), 락톤 단량체(lacton monomer) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 반응시키는 단계를 포함하는, 상기 화합물 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 반응은 개환중합 반응인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반응은 1,5,7-트리아자바이사이클로(4.4.0)데크-5-엔(1,5,7-Triazabicyclo(4.4.0)dec-5-ene), 주석(II)(2-에칠헥사노에이트)(tin(II) (2-ethylhexanoate)), 트리메틸로프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트)(trimethylopropane tris(3-mercaptopropionate)) 및 숙신산 아연(Zinc succinate)으로 구성된 군에서 선택되는 촉매의 존재하에 반응시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 80 내지 160℃에서 반응시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 화합물이 가교된 형상 기억 고분자를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 상기 화합물에 가교 반응을 유도하는 단계를 추가로 포함하는, 형상 기억 고분자 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 가교 반응은 광가교 또는 열가교 반응인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 화합물을 포함하는 의료용 소재를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 의료용 소재는 혈관 이식편의 지지체 또는 혈관 이식편의 결찰기인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 관상동맥우회술 시 두렁정맥을 둘러싸며 결찰되도록 구비되는 혈관 이식편의 지지체인 것을 특징으로 하라 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부위에서 외측으로 갈수록 직경이 넓어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부의의 접선의 각도가 15° 내지 60°인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 화합물을 포함하는 산업용 소재를 제공한다.
본 발명에 따른 8-arm 구조 화합물은 가교에 의해 형상 기억 특성을 나타내는 온도 기반 형상 기억 고분자로 제조될 수 있고, 단량체 조절을 통해 형상 복원 온도 조절이 가능하여 강도 특성이 향상되어 다양한 산업용 소재로 개발이 가능할 뿐만 아니라, 생체 적합성으로 의료용 소재로의 개발이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 합성 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 구조 분석을 위한 1H-NMR 결과이다.
도 3는 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 전의 용융 온도(a) 및 결정화 온도(b)를 확인한 DSC 측정 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 후의 용융 온도(a) 및 결정화 온도(b)를 확인한 DSC 측정 그래프이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 후의 기계적 특성을 확인한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 후의 형상 기억 특성을 확인한 결과이다.
도 7a는 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 설계된 단일 유닛 패턴을 나타내고, 도 7b는 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 설계된 디바이스 전체 디자인을 나타낸 것이다.
도 8은 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 유무에 따른 혈류 호전 효과를 나타낸 컴퓨터 모델링 결과이다.
도 9는 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 형태와 길이에 따른 이상 혈류 조절 효과를 나타낸 컴퓨터 모델링 결과이다.
도 10은 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 문합 각도에 따른 컴퓨터 모델링 분석 결과이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 구조 분석을 위한 1H-NMR 결과이다.
도 3는 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 전의 용융 온도(a) 및 결정화 온도(b)를 확인한 DSC 측정 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 후의 용융 온도(a) 및 결정화 온도(b)를 확인한 DSC 측정 그래프이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 후의 기계적 특성을 확인한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 8-arm 형태의 구조를 가지는 화합물의 형상 기억 고분자로의 가교 후의 형상 기억 특성을 확인한 결과이다.
도 7a는 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 설계된 단일 유닛 패턴을 나타내고, 도 7b는 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 설계된 디바이스 전체 디자인을 나타낸 것이다.
도 8은 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 유무에 따른 혈류 호전 효과를 나타낸 컴퓨터 모델링 결과이다.
도 9는 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 형태와 길이에 따른 이상 혈류 조절 효과를 나타낸 컴퓨터 모델링 결과이다.
도 10은 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 문합 각도에 따른 컴퓨터 모델링 분석 결과이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명에서 "형상 기억 고분자(SMP, shape memory polymer)" 란, 특정 조건에서 어떤 물체를 일정한 모양을 가지도록 만들어 놓으면, 그 이후 외부적 충격에 의해 모양이 달라졌다 하더라도 그 물체를 처음과 동일한 조건(온도, 빛, pH, 습도 등)으로 만들어 주면 다시 원래의 모양으로 돌아가는 성질을 가진 고분자를 의미한다.
본 발명에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서는 개시제(예컨대, 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol))와 함께 락톤 단량체(예컨대, 입실론-카프로락톤(ε-CL))과 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)를 반응시키는 경우, 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 기반의 신규한 화합물을 합성할 수 있었고, 가교를 통하여 상기 화합물의 고분자 사슬과 사슬 사이에서 네트워크 형성시키는 경우 우수한 형상 기억 특성이 부여되고, 단량체를 조절하는 경우 형상 복원 온도 조절도 가능하다는 점을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 다음 화학식 (1)로 표시되는 화합물에 관한 것이다:
화학식 (1)
상기 화학식 (1)에서,
x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
m 및 n은 반복 단위의 몰%를 나타내며,
m+n은 100이고, m은 70 내지 99이다.
본 발명 화합물은 이를 구성하는 ε-카프로락톤 단량체와 글리시딜 메타크릴레이트 단량체량에 따라 형상 복원 온도 등을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 (1)에서 x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수이며, 이는 화학식 (1)의 화합물을 합성하는 단계의 개시제의 탄소 수로 조절될 수 있다.
예컨대, 입실론 카프로락톤(ε-CL)을 사용하는 경우 x는 3일 수 있으며, 트리펜타에리쓰리톨(dipentaerythritol)을 사용하는 경우 y는 1일 수 있다. 또한, 입실론 카프로락톤(ε-CL)을 대체하여 α-acetolactone, β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone 등의 단량체를 사용하여 x의 숫자가 조절될 수 있으며 트리펜타에리쓰리톨(dipentaerythritol)를 대체하여 8-arm PEG 등의 개시제를 사용하여 y의 숫자가 조절될 수 있다.
또한, 상기 화학식 (1)에서 m 및 n은 반복 단위의 몰%를 나타내고, m+n는 100이며, x는 70 내지 99, 또는 88 내지 96, 또는 92 내지 96, 또는 94 내지 96 일 수 있다.
여기서, 몰%라 함은 m 및 n의 반복 단위의 비율을 의미하는 것으로, 구체적으로, 몰분율(ratio)를 의미할 수 있다. 일 예로, PCL-co-PGMA에서 PCL과 PGMA의 반복 단위의 몰분율을 의미할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화합물은 가교에 의해 형상 기억 특성을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화합물은 가교 후 25 내지 58℃온도, 또는 25 내지 58℃의 임의의 범위, 또는 25 내지 58℃의 임의의 온도, 예컨대, 약 25℃, 약 26℃, 약 27℃, 약 28℃, 약 29℃, 약 30℃, 약 31℃, 약 32℃, 약 33℃, 약 34℃, 약 35℃, 약 36℃, 약 37℃, 약 38℃, 약 39℃, 약 40℃, 약 41℃, 약 42℃, 약 43℃, 약 44℃, 약 45℃, 약 46℃, 약 47℃, 약 48℃, 약 49℃, 약 50℃, 약 51℃, 약 52℃, 약 53℃, 약 54℃, 약 55℃, 약 56℃, 약 57℃ 또는 약 58℃에서 평균 형상 복원능이 90% 이상, 예컨대, 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100%인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 있어서, 형상복원능(%)는 하기 식 (1)로 계산될 수 있다.
----- 식 (1)
본 발명 화합물은 α-acetolactone, β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone 또는 ε-caprolactone 단량체를 글리시딜기를 포함하는 아크릴 단량체(예컨대, 글리시딜 메타크릴레이트) 및 개시제와 함께 반응시켜 제조될 수 있다.
예컨대, 본 발명 화합물은 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol), 카프로락톤(caprolactone) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 개환중합 반응시켜 제조될 수 있다.
이 경우, 촉매를 첨가하거나, 중합 전환율이 거의 없는 초기 반응 시 개시제와 함께 또는 동시에 중합억제제를 첨가하여 온도에 민감한 글리시딜 메타크릴레이트 그룹 간의 반응을 억제시킴으로서 반응성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol), 락톤 단량체(예컨대, 카프로락톤(caprolactone)) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 반응시키는 단계를 포함하는, 상기 화합물 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 반응은 개환중합 반응인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반응은 1,5,7-트리아자바이사이클로(4.4.0)데크-5-엔(1,5,7-Triazabicyclo(4.4.0)dec-5-ene), 주석(II)(2-에칠헥사노에이트)(tin(II) (2-ethylhexanoate)), 트리메틸로프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트)(trimethylopropane tris(3-mercaptopropionate)) 및 숙신산 아연(Zinc succinate)으로 구성된 군에서 선택되는 촉매의 존재 하에 반응시키는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
특히, 두 단량체(CL, GMA)의 동시 개환중합을 유도하기 위한 물질로, 상기 화합물의 합성시간을 단축시킬 수 있는 1,5,7-트리아자바이사이클로(4.4.0)데크-5-엔(1,5,7-Triazabicyclo(4.4.0)dec-5-ene)을 촉매로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 초기 반응 시, 즉, 글리시딜 메타크릴레이트를 투입하기 전 중합 억제제를 투입하여 메타크릴레이트 그룹 간의 반응을 억제시킬 수 있다.
이에 더하여, 중합 억제제는 중합 후반 국부적으로 발생하는 발열 반응의 억제와 미 반응 잔류 라디칼을 제거하여 반응을 종결시키는 역할을 한다.
이와 같이 개시제와 중합 억제제를 락톤 단량체인 카프로락톤(caprolactone) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)와 약 110 ℃에서 약 6 시간 동안 반응시키면 단량체에 있는 고리 구조가 열리며 8개의 팔을 가지는 폴리카프로락톤-폴리글리시딜메타아크릴레이트(8-arm PCL-PGMA) 중합체가 합성되게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 개시제는 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol)인 것을 특징으로 할 수 있으며, 구체적으로 본 발명은 상기 개시제의 초기 첨가에 의해 8개의 팔을 가지는 폴리카프로락톤-폴리글리시딜메타아크릴레이트(8-arm PCL-PGMA) 중합체가 합성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 중합 억제제는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노메틸 에테르(hydroquinone monomethyl ether), 파라-벤조퀴논(p-benzoquinone) 및 페노티아진(phenothiazine)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 바람직하게는 상기 중합 억제제는 하이드로퀴논(hydroquinone) 일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제조방법은 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol), 카프로락톤(caprolactone) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 80 내지 160℃, 바람직하게는 100 내지 130℃, 예컨대, 약 110℃에서 반응시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 경우, 100℃ 미만에서 본 발명 화합물 합성이 진행되는 경우, 촉매반응이 진행되지 않을 수 있으며, 130℃을 초과한 온도에서 본 발명 화합물 합성이 진행되면 반응 중 메타크릴레이트가 반응하여 경화가 되는 문제가 발생할 수 있다.
바람직한 일 양태로서, 본 발명 화합물의 중합 메커니즘은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[반응식 1]
본 발명에 있어서, 상기 가교 반응은 광가교 또는 열가교 반응인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명 화합물은 ε-카프로락톤 단량체와 글리시딜기를 포함하는 아크릴 단량체가 중합된 중합체의 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 화합물은 ε-카프로락톤 단량체(CL; caprolactone)와 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) 단량체를 중합한 중합체[PCL-co-PGMA)]의 구조를 가질 수 있다.
본 발명 화합물에서 ε-카프로락톤 단량체와 글리시딜 메타크릴레이트 단량체는 배열순서는 특별히 제한되지 않고, 교호, 랜덤 또는 블록으로 배열될 수 있다.
또한, 공중합체의 말단에는 히드록시기 등이 결합되어 있을 수 있다. 이와 같이 말단에 히드록시기가 결합되어 있는 공중합체는 말단에 히드록시기가 결합되어 있는 개시제 등을 사용하여 중합함으로써 제조할 수 있다.
한편, 글리시딜 메타크릴레이트 단량체에 포함되는 글리시딜기는 가교성 관능기일 수 있으며, 광가교성 관능기 또는 열가교성 관능기일 수 있다. 또한, 상기 공중합체는 가교에 의해 형상 기억 특성을 가질 수 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 화합물이 가교된 형상 기억 고분자에 관한 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 화합물에 가교 반응을 유도하는 단계를 추가로 포함하는, 형상 기억 고분자 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 가교반응을 위한 가교제는 과황산칼륨 (Potassium persulfate), 과황산암모늄 (Ammonium persulfate), 과산화 벤조일 (Benzoyl peroxide), 다이아우릴 퍼옥사이드(Diauryl peroxide), 다이 큐밀 퍼옥사이드 (Dicumyl peroxide), 과산화수소(Hydrogen peroxide), 아조비스이소부티로니트릴 (Azobisisobutuyronitrile), 이르가큐어(Irgacure), 다로큐어(Darocure), LAP(Lithium phenyl-2,4,6-trim ethylbenzoylphosphinate), TPO(Diphenyl(2,4,6-Trimethylbenzoyl)Phosphine), TPO-L(Ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
예컨대, 상기 가교 반응을 개시하는 가교제는 과산화물 가교제(benzoyl peroxide, dicumyl peroxide 등), Irgacure2959, Irgacure784, Irgacure819, Darocur1173 또는 Darocur4265일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 본 발명 화합물은 생체적합성을 가지고, 단량체 조절을 통해 형상 복원 온도 조절이 가능한 온도 감응성 화합물로써 의료용 소재로 활용 가능할 뿐만 아니라, 멀티 구조에 의한 강도 특성이 향상되어 다양한 산업용 소재로 활용 범위가 확장될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 화합물을 포함하는 의료용 소재에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 의료용 소재는 상기 화합물을 가교한 형상 기억 고분자를 이용하여 제조되는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 의료용 소재는 혈관 이식편의 지지체 또는 혈관 이식편의 결찰기인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 관상동맥우회술 시 두렁정맥을 둘러싸며 결찰되도록 구비되는 혈관 이식편의 지지체인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부위에서 외측으로 갈수록 직경이 넓어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부위의 직경이 약 1mm 내지 약 4mm이고, 문합 부위로부터 최외측의 직경이 약 5mm 내지 약 10mm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일 양태로서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부위의 직경이 약 2.5mm 내지 약 3.5mm이고, 문합 부위로부터 최외측의 직경이 약 5mm 내지 약 7mm일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 약 8cm 내지 20cm, 바람직하게는 약 10cm 내지 15cm일 수 있다. 상기 혈관 이식편의 지지체를 약 8cm 이상, 바람직하게는 약 10cm 이상으로 제작함으로써 낮은 전단응력을 갖는 영역이 최소화되는 장점이 있으며, 다만 상기 혈관 이식편의 지지체가 지나치게 길어지는 경우, 혈관 이식에 부적합하다.
본 발명에 있어서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부의의 접선의 각도가 15° 내지 60°인 것을 특징으로 할 수 있다.
진동 전단계수와 시간 평균 전단응력을 고려할 때, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부의의 접선의 각도는 15°이상이 바람직하나, 60°를 초과하는 경우 최대 벽 전단응력이 급격히 증가하는 문제점이 있다.
일 양태로서, 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부의의 접선의 각도가 15° 내지 45°일 수 있다.
바람직하게는 상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부의의 접선의 각도가 약 15°내지 약 40°일 수 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 화합물을 포함하는 산업용 소재에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 산업용 소재는 상기 화합물을 가교한 형상 기억 고분자를 이용하여 제조되는 것일 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예: 8arm
x
%PCL-
y
%PGMA 합성
PCL과 PGMA의 비율을 달리하여, 표 1과 같은 8-arm x%PCL-y%PGMA를 합성하였다.
| 실시예 |
Initiator
(mmol) |
HQ
(mmol) |
CL
(mmol) |
GMA
(mmol) |
TBD
(mmol) |
| 실시예1 (8arm 92%PCL-08%PGMA) |
0.5 | 6.3 | 387 | 63 | 4.5 |
| 실시예2 (8arm 94%PCL-06%PGMA) |
0.5 | 4.5 | 405 | 45 | 4.5 |
| 실시예3 (8arm 96%PCL-04%PGMA) |
0.5 | 2.7 | 423 | 27 | 4.5 |
삼구플라스크에 트리펜타에리쓰리톨 (tripentaerythritol, initiator, Sigma Aldrich)과 하이드로퀴논 (hydroquinone, HQ, inhibitor, Sigma Aldrich)을 넣고 진공 건조 후 50 cc/min의 속도로 질소 퍼징을 하였다. 정제된 입실론-카프로락톤 (ε-caprolactone, CL, monomer, AVENTION)을 넣고 110℃에서 10분동안 교반하였다. 그 후 글리시딜 메타크릴레이트 (glycidyl methacrylate, GMA, monomer, Sigma Aldrich)를 넣고 10분간 교반한 후 아세토나이트릴 (acetonitrile, ACN, Sigma Aldrich)에 녹인 트리아자비시클로덴센 (Triazabicyclodecene, TBD, catalyst, TCI)를 주입하였다. 그 후 6시간동안 110℃에서 반응시켰다. 최종 합성물은 클로로포름 (chloroform, Daejung chemicals & metals CO., LTD.)에 녹인 후 차가운 에틸에테르(ethyl ether, Daejung chemicals & metals CO., LTD.)에 침전하였으며, 필터 후 진공건조 하였다.
비교예 1: (4-arm 94% PCL - 06% PGMA)
비교예 1은 표 2의 조성으로 중합하였다.
|
HD
(mmol) |
HQ
(mmol) |
ε
-CL
(mmol) |
GMA
(mmol) |
TBD
(mmol) |
|
| 비교예 1 (4-arm 94% PCL - 06% PGMA) |
0.5 | 2.5 | 225 | 25 | 2.5 |
삼구플라스크에 펜타에리쓰리톨(pentaerythritol, initiator, Sigma Aldrich)과 하이드로퀴논(hydroquinone, HQ, inhibitor, Sigma Aldrich)을 넣어 10분간 진공 건조 후 50cc/min의 속도로 질소 퍼징을 하였다. 정제된 입실론-카프로락톤(ε-caprolactone, ε-CL, monomer, AVENTION)을 추가로 첨가하고 110℃에서 10분 동안 교반하였다. 이후 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate, GMA, monomer, Sigma Aldrich)를 넣고 10분간 교반한 후 아세토나이트릴(acetonitrile, ACN, Sigma Aldrich)에 녹인 1,5,7-트리아자바이사이클로(4.4.0)데크-5-엔(1,5,7-Triazabicyclo(4.4.0)dec-5-ene, TBD, catalyst, TCI)를 주입하고 6시간 동안 110℃에서 반응시켰다. 최종 합성물은 클로로포름(chloroform, Daejung chemicals & metals CO., LTD.)에 녹인 후 4℃의 에틸에테르(ethyl ether, Daejung chemicals & metals CO., LTD.)에서 침전시켰으며, 필터 후 진공건조 하였다.
비교예 2: 6arm 94%PCL-06%PGMA 합성
비교예 2는 표 3의 조성으로 중합하였다.
|
Initiator
(mmol) |
HQ
(mmol) |
CL
(mmol) |
GMA
(mmol) |
TBD
(mmol) |
|
| 비교예 2 (6arm 94%PCL-06%PGMA) |
0.5 | 3.5 | 315 | 35 | 3.5 |
삼구플라스크에 다이펜타에리쓰리톨 (dipentaerythritol, initiator, Sigma Aldrich)과 하이드로퀴논 (hydroquinone, HQ, inhibitor, Sigma Aldrich)를 넣고 진공 건조 후 50cc/min의 속도로 질소 퍼징을 하였다. 정제된 입실론-카프로락톤 (ε-caprolactone, CL, monomer, AVENTION)를 넣고 110℃에서 10분동안 교반하였다. 그 후 글리시딜 메타크릴레이트 (glycidyl methacrylate, GMA, monomer, Sigma Aldrich)를 넣고 10분간 교반한 후 아세토나이트릴 (acetonitrile, ACN, Sigma Aldrich)에 녹인 트리아자비시클로덴센 (Triazabicyclodecene, TBD, catalyst, TCI)를 주입하였다. 그 후 6 시간동안 110℃에서 반응시켰다. 최종 합성물은 클로로포름 (chloroform, Daejung chemicals & metals CO., LTD.)에 녹인 후 차가운 에틸에테르 (ethyl ether, Daejung chemicals & metals CO., LTD.)에 침전하였으며, 필터 후 진공건조 하였다.
실험예 1: 화합물 가교
N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP, Sigma Aldrich)에 합성된 고분자 100 w/v%, Irgacure 2959 (photoinitiator, Sigma Aldrich)를 1 w/v% 비율로 넣고 녹였다. 녹인 고분자 용액을 필름형태로 만든 후, UV 램프 (300 - 400 nm/200 s)를 사용하여 가교하였다.
실험예 2: 구조분석 (
1
H-NMR)
구조분석에는 1H-NMR(AVANCE Ⅲ400, Bruker Biospin, USA)를 사용하여 측정하였다. 샘플준비는 고분자와 클로로포름-D(chloroform-D, Sigma Aldrich)를 10 mg/mL의 농도로 하였다.
NMR (Nuclear Magnetic Resonance)로 분자 구조 및 PCL과 PGMA의 비율을 확인한 결과, 도 2에서와 같이, PCL의 경우 δ = 4.10 [m, -OCH2, (E)], 2.41 [m, -CH2, (A)], 1.74 [m, -CH2, (B and D)], 1.45 [m, -CH2, (C)]에서 피크가 나타나며, PGMA의 경우 δ = 6.13 [s, =CH2, (G2)], 5.58 [s, =CH2, (G1)], 1.97 [s, -CH3, (F)]에서 피크가 나타나, 8-arm PCL-PGMA가 합성이 되었다는 것을 확인하였다.
또한, PCL과 PGMA의 면적 값을 식 1에 대입하여 PCL 및 PGMA의 비율을 확인하였다.
실험예 3: 분자량 분석 (GPC)
가교 전 PCL과 PGMA의 비율에 따른 분자량을 분석하였다. 분자량 확인을 위하여 GPC(1260 Infinity Ⅱ를 측정하였다. 샘플은 합성된 고분자와 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran, THF, J.T.Baker)을 5mg/ml의 농도로 하여 시린지 필터로 필터링하고, 용리제 (eluent)는 THF를 사용하였으며, 플로우 속도는 1 mL/min, 컬럼온도는 40℃로 측정하여 제조사 방식에 따라 측정하였다. 스탠다드 커브는 PS (polystyrene, Agilent)를 사용하였다.
GPC 분석 결과, 표 4에서와 같이, 실시예 1, 2, 3의 PCL 비율에 따라 분자량이 큰 차이가 없음을 확인하였으며, 비교예 1, 2와 비교하였을 때도 큰 차이가 없는 것을 확인하였다.
| Samples | Mn ( Da ) | Mw ( Da ) | PDI* |
| 비교예1 (4-arm 94% PCL - 06% PGMA) | 6,918 | 9,864 | 1.43 |
| 비교예2 (6arm94%PCL-06%PGMA) | 7,253 | 10,403 | 1.43 |
| 실시예1 (8arm 92%PCL-08%PGMA) | 7,777 | 10,940 | 1.41 |
| 실시예2 (8arm 94%PCL-06%PGMA) | 6,971 | 9,680 | 1.39 |
| 실시예3 (8arm 96%PCL-04%PGMA) | 8,777 | 13,762 | 1.57 |
*PDI: polydispersity index
실험예 4: 열적 특성 분석 (DSC)
가교 전 및 가교 후, PCL과 PGMA의 비율에 따른 열적 특성을 확인하고자 하였다. 열적 특성 분석은 DSC (DSC214, NETZSCH)를 사용하여 측정하였다. 측정조건은 heating-cooling-heating 모드로 하여 -80℃ 내지 150℃ 온도범위에서 측정하였으며, 승온·냉각 속도는 10℃으로 하였다.
가교 전 열적특성은 도 3a의 용융온도와 도 3b의 결정화 온도로 나타내었다. 가교 전 8-arm PCL-PGMA 중합체는 용융온도 피크가 2개 나타나는데, 이는 PGMA가 랜덤으로 PCL 사이에 위치하여 결정성을 방해하기 때문이다.
한편, 표 5에서와 같이, 실시예 1, 2, 3을 비교하였을 때, PCL 함량이 증가할수록 용융온도 (Tm)와 결정화온도 (Tc) 및 결정화도 (crystallinity)가 증가하는 것을 확인하였다.
| Samples | T m,1 (℃ | T m,2 (℃ | T c (°C) | ΔH m (J/g) | Crystallinity (%) |
| 비교예1 (4arm 94%PCL-06%PGMA) | 44.16 | 49.73 | 19.22 | 65.70 | 47.10 |
| 비교예2 (6arm 94%PCL-06%PGMA) | 42.70 | 49.20 | 14.50 | 62.41 | 44.74 |
| 실시예1 (8arm 92%PCL-08%PGMA) | 38.00 | 45.00 | 11.10 | 50.18 | 35.97 |
| 실시예2 (8arm 94%PCL-06%PGMA) | 45.30 | 50.60 | 18.90 | 65.22 | 46.75 |
| 실시예3 (8arm 96%PCL-04%PGMA) | 48.60 | 52.80 | 21.80 | 69.54 | 49.85 |
PCL에 PGMA가 랜덤으로 위치하면서 PCL의 결정성을 떨어뜨리기 때문에, PGMA 비율이 증가할수록 용융온도와 결정성이 떨어진다. 비교예 1, 2와 실시예 2를 비교하였을 때, 용융온도와 결정성의 큰 차이가 없는 것으로 확인하였다.
가교 후 열적특성은 도 4a의 용융온도와 도 4b의 결정화 온도로 나타내었다. 가교 전과 가교 후의 용융온도를 비교하면, 가교 전에는 피크가 2개로 나타났지만 가교 후 네트워크가 형성되면서 피크가 1개로 나타난다. 또한, 가교됨으로써 네트워크 구조가 형성되기 때문에 결정성이 떨어져 용융온도가 낮아지게 된다.
한편, 표 6에서와 같이, 가교 전과 유사하게 실시예 1, 2, 3을 비교하였을 때, PCL 함량이 증가할수록 용융온도 값과 결정화온도 및 결정화도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
| Sample | T m (℃ | T c (°C) | T cc (°C) | ΔH m (J/g) | Crystallinity (%) |
| 비교예1 (4arm 94%PCL-06%PGMA) | 37.60 | -2.80 | - | 38.73 | 27.76 |
| 비교예2 (6arm 94%PCL-06%PGMA) | 40.30 | 7.40 | - | 47.85 | 34.30 |
| 실시예1 (8arm 92%PCL-08%PGMA) | 25.00 | - | -3.40 | 1.87 | 1.34 |
| 실시예2 (8arm 94%PCL-06%PGMA) | 39.60 | 0.40 | - | 44.95 | 32.22 |
| 실시예3 (8arm 96%PCL-04%PGMA) | 48.00 | 21.00 | - | 59.56 | 42.70 |
실시예 1의 경우 승온할 때 결정화 온도 (Tcc)가 나타나게 되는데 이는 PGMA 함량이 높아지면서 결정성이 떨어져 냉각되면서 결정이 생성되지 않기 때문이다. 비교예 1, 2와 실시예 2를 비교하였을 때, 도 3과 마찬가지로 용융온도와 결정성의 큰 차이가 없는 것으로 확인하였다.
실험예 5: 기계적 특성 분석 (UTM)
5-1. 인장강도
비교예 및 실시예의 가교 후 기계적 물성을 확인하기 인장강도를 측정하였다. 인장강도는 UTM (34SC-1, INSTRON)을 사용하여 측정하였다. 샘플을 필름 형태로 UV 가교하여 W 5 mm X L 5 mm X T 0.4 mm의 크기로 제작하였다. 측정 조건은 상온에서 초기길이 10 mm, 인장속도는 10 mm/min으로 하였다.
실시예 1인 8arm 92%PCL-08%PGMA의 경우, PGMA의 함량이 높아 가교 시 과경화 되어 측정이 불가하였다. 비교예 1, 2와 실시예 2를 비교하였을 때 tensile strain (ε) 값은 큰 차이가 없었으나, 실시예 2는 비교예 1, 2와 비교하여 Young's modulus (E)은 각각 약 44%, 약 20% 및 tensile stress (σ)은 각각 약 72%, 약 54 % 증가되었다 (표 7). 이는 팔의 개수가 많아지면서 사슬의 얽힘이 강해져 나타나는 결과로 예상된다. 또한 PCL 비율이 높아질수록 인장강도가 증가되는데, 이는 실시예 2에 비해 실시예 3이 결정성이 더 높기 때문이다.
| Sample | E (MPa) | σ (MPa) | ε (%) |
| 비교예1 (4arm 94%PCL-06%PGMA) | 69.77 ± 2.16 | 7.38 ± 0.25 | 418.61 ± 7.03 |
| 비교예2 (6arm 94%PCL-06%PGMA) | 83.68 ± 20.90 | 8.26 ± 7.20 | 523.39 ± 103.04 |
| 실시예2 (8arm 94%PCL-06%PGMA) | 100.50 ± 11.27 | 12.73 ± 0.66 | 552.58 ± 28.82 |
| 실시예3 (8arm 96%PCL-04%PGMA) | 156.52 ± 4.64 | 17.94 ± 1.31 | 915.53 ± 33.73 |
5-2. 압축강도
비교예 및 실시예의 가교 후 기계적 물성을 확인하기 압축강도를 측정하였다. 인장강도는 UTM (34SC-1, INSTRON)을 사용하여 측정하였다. 샘플은 UV 가교하여 W 10 mm X L 10 mm X T 2.5 mm의 크기로 제작하였다. 측정 조건은 상온에서 1 mm/min의 속도로 압축하였다.
실시예 1인 8arm 92%PCL-08%PGMA의 경우, PGMA의 함량이 높아 가교 시 과경화 되어 측정이 불가하였다. 비교예1, 비교예2와 실시예를 비교하였을 때, 구조적으로 팔의 수가 늘어날수록 압축 Young's modulus는 증가하는 것을 확인하였으며, 실시예 2와 3을 비교하면 PCL 함량이 높아지면 상대적으로 압축 Young's modulus가 감소함을 확인하였다. (표 8). 이는 팔의 개수가 많아지면서 사슬의 얽힘이 강해져 강도가 증가하는 것으로 판단된다.
| Sample | Compression Young's modulus (MPa) |
| 비교예1 (4-arm 94% PCL - 06% PGMA) | 1332.2 ± 44.0 |
| 비교예2 (6arm 94%PCL-06%PGMA) | 1710.4 ± 146.6 |
| 실시예2 (8arm 94%PCL-06%PGMA) | 1906.1 ± 76.2 |
| 실시예3 (8arm 96%PCL-04%PGMA) | 1401.2 ± 50.6 |
실험예 6: 형상 기억 특성 분석
가교 후 실시예 2의 형상기억특성을 확인하였다. 사슬에 움직임을 주어 변형하기 위해 55℃에서 실시예 2를 늘리거나 접은 후 0℃에서 고정하였다. 이후 용융온도와 가까운 43℃의 열을 가하여 본래의 모양으로 돌아오는지 확인하였다.
그 결과, 도 6에서와 같이, 본 발명에 따른 중합체가 형상기억특성을 가지는 것을 확인하였다.
실험예 7: 컴퓨터 모델링을 통한 관상동맥우회술 디바이스 분석
관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 모델에 대한 혈류학적 효과를 확인하기 위해 컴퓨터 모델링을 시행하였다. 컴퓨터 모델링을 통하여 디바이스 유무에 따른 혈류 변화, 디바이스 형태와 길이에 따른 혈류 변화, 문합 각도에 따른 혈류변화를 분석하였다.
시뮬레이션에는 ANSYS Fluent 20.0 소프트웨어가 사용되었으며, 이 소프트웨어는 유동의 지배 방정식인 나비어―스토크스 편미분방정식(Navier-Stokes Partial Differential Equation, Navier-Stokes PDE)을 대수 방정식인 차수 방정식(Finite Differential Equation, FDE)으로 바꿔 주기 위하여 연속적인 물리공간을 격자를 통하여 이산화하는 유한체적법(Finite volume method, FVM)을 통해 혈류 모사를 가능하게 하였다.
난류모델로서 K-ω SST 난류 모델을 사용하였으며, 혈액의 비뉴턴성 모델을 적용하기 위하여 Carreau-Yasuda model (식 2)을 사용하였다.
……(식 2)
| 약자 | 명칭 | 단위 | 값 |
| Infinite Shear viscosity | Pas | 0.0022 | |
| Zero shear viscosity | Pas | 0.022 | |
| λ | Time constant | s | 8.2 |
| n | Exponent | - | 0.392 |
| a | Transition parameter | - | 0.644 |
| ν | Shear rate | s-1 | Input parameter |
동맥과 정맥의 물성은 초탄성 물질로 가정하여 Mooney-rivlin 2 parameter model을 적용하여 입력하여 주었다 (식 3).
…… (식 3)
| 동맥 | Pas | 0.0022 |
| 정맥 | Pas | 0.022 |
모델링의 분석은 이상 혈류의 유무를 나타내는 혈류역학 인자(Hemodynamic descriptor)로서 벽전단응력(Wall Shear Stress, WSS), 시간평균벽전단응력(Time Average Wall Shear Stress, TAWSS), 진동 전단 지수(Oscillatory Shear Index, OSI)를 설정하였으며, WSS > 50 Pa, TAWSS <１ Pa, OSI > 0.1 이상인 부분을 이상 혈류 발생부로 가정하고 각각의 모델에서 비교하였다. 모델링에 사용된 혈류역학 인자는 표 11에 나타내었다.
| Wall Shear Stress (WSS) | |
| Time-Averaged WSS (TAWSS) | |
| Oscillatory Shear Index (OSI) |
본 발명에서 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체는 이식되는 정맥 부분을 감싸는 구조로 제작되었으며, 패턴마다의 간격인 Strut spacing의 경우 문합부 이후 3번의 패턴에서 1.8mm 로 좁은 간격으로 배치하였으며, 이후에는 2.4mm 간격으로 배치하였다. 또한 정맥에서 동맥부로 진입함에 따라 혈관의 직경이 6mm에서 3mm로 점진적으로 좁아질 수 있도록 설계하는 Diffuser 모델을 사용하였으며, 디바이스의 길이는 3cm에서 10cm까지 다양하게 조절하였다.
관상동맥우회술에서 정맥 이식편을 따라 동맥혈이 유입되게 되며, 이 때 동맥 압으로 인하여 정맥의 팽창이 일어나게 된다. 모델링을 통하여 관상동맥의 심장 수축 및 이완에 따른 맥동 환경을 가해준 뒤 혈류 모델링을 수행하였을 때, 이상 혈류를 나타내는 Low TAWSS area, 최대 OSI, 최대 WSS 값이 모두 호전되었음을 통해 관상동맥우회술 디바이스를 삽입할 시, 정맥의 급격한 팽창이 조절됨을 확인하였다(도 8).
컴퓨터 모델링을 통해 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 최적의 형태 및 길이를 확인하였다. 관상동맥우회술용 혈관 이식편 지지체의 형태를 6mm에서 3mm로 점진적으로 좁아지는 디퓨저 모델을 적용함에 따라 원통형 모델과 대비하여 급격히 이상 혈류가 감소하였음을 확인하였으며, 10cm 이상으로 디바이스를 길게 제작한 경우 낮은 전단응력을 갖는 영역이 최소화되었음을 확인하였다(도 9).
이 후 동맥과 정맥의 최적의 문합 각도를 확인하기 위해 컴퓨터 모델링을 하였다. 최대 벽 전단응력은 60° 각도에서 133.92 Pa로 급격히 증가하였으며, 30° 미만에선 최대 전단응력이 큰 차이를 나타나지 않았다. 진동 전단계수 결과는 15°, 30° 각도에서 가장 낮은 값을 보였지만, 시간 평균 전단응력이 15° 문합 각도에서 높아지는 경향성이 확인되었다. 따라서 30° 문합 각도가 가장 좋은 혈류를 유도하는 것으로 확인하였다(도 10).
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (16)
- 다음 화학식 (1)로 표시되는 화합물:
화학식 (1)
상기 화학식 (1)에서,
x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
m 및 n은 반복 단위의 몰%를 나타내며,
m+n은 100이고, m은 70 내지 99이다.
- 제1항에 있어서,
상기 화합물은 가교에 의해 형상 기억 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 화합물은 가교 후 25 내지 58℃ 온도에서 평균 형상 복원능이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 트리펜타에리쓰리톨(tripentaerythritol), 락톤 단량체(lactone monomer) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 반응시키는 단계를 포함하는, 제1항의 화합물 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 반응은 개환중합 반응인 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 반응은
1,5,7-트리아자바이사이클로(4.4.0)데크-5-엔(1,5,7-Triazabicyclo(4.4.0)dec-5-ene), 주석(II)(2-에칠헥사노에이트)(tin(II) (2-ethylhexanoate)), 트리메틸로프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트)(trimethylopropane tris(3-mercaptopropionate)) 및 숙신산 아연(Zinc succinate)으로 구성된 군에서 선택되는 촉매의 존재하에 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제4항에 있어서, 80 내지 160℃에서 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제1항의 화합물이 가교된 형상 기억 고분자.
- 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 제1항의 화합물에 가교 반응을 유도하는 단계를 추가로 포함하는, 형상 기억 고분자 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 가교 반응은 광가교 또는 열가교 반응인 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 의료용 소재.
- 제11항에 있어서,
상기 의료용 소재는 혈관 이식편의 지지체 또는 혈관 이식편의 결찰기인 것을 특징으로 하는 의료용 소재.
- 제12항에 있어서,
상기 혈관 이식편의 지지체는 관상동맥우회술 시 두렁정맥을 둘러싸며 결찰되도록 구비되는 혈관 이식편의 지지체인 것을 특징으로 하는 의료용 소재.
- 제13항에 있어서,
상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부위에서 외측으로 갈수록 직경이 넓어지는 것을 특징으로 하는 의료용 소재.
- 제14항에 있어서,
상기 혈관 이식편의 지지체는 동맥과 정맥의 문합 부의의 접선의 각도가 15° 내지 60°인 것을 특징으로 하는 의료용 소재.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 산업용 소재.
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