KR20200129589A - Dopamine functionalized polyurethane based polymer for tissue adhesive, method of manufacturing the polymer, and tissue adhesive having the polymer - Google Patents

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KR20200129589A
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전준우
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Abstract

Disclosed is a polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive, comprising a first monomer represented by chemical formula 1 and a second monomer represented by chemical formula 2. Dopamine and the polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive containing the same are not cytotoxic, and thus can be applied to a human body.

Description

기능성 도파민을 함유하는 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 생체조직 접착제{DOPAMINE FUNCTIONALIZED POLYURETHANE BASED POLYMER FOR TISSUE ADHESIVE, METHOD OF MANUFACTURING THE POLYMER, AND TISSUE ADHESIVE HAVING THE POLYMER}Polyurethane-based polymer compound for biotissue adhesive containing functional dopamine, a method for manufacturing the same, and biotissue adhesive containing the same BACKGROUND OF THE INVENTION

본 발명은 손상된 조직 부위나 수술 부위 등을 봉합하거나 피복하기 위해 적용 가능한 폴리우레탄 기반 중합체 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 생체조직 접착제에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane-based polymer compound applicable to suturing or covering damaged tissue areas or surgical sites, a method of manufacturing the same, and a biological tissue adhesive comprising the same.

손상된 조직 부위나 수술 부위 등을 봉합하거나 피복하기 위해, 종래 섬유 봉합사, 금속 스테이플 등이 일반적으로 사용되었다. To suture or cover damaged tissue areas or surgical areas, conventional fibrous sutures, metal staples, and the like have been generally used.

하지만, 이들은 주변 조직 손상, 2차 감염, 흉터 생성과 같은 결정적인 문제점이 있고, 더 나아가 환자에게 금속 스테이플은 치료 이후 제거해야 하는 심리적 부담감이 수반되는 단점을 내재하고 있다. However, these have decisive problems such as damage to surrounding tissues, secondary infection, and scar formation, and furthermore, metal staples are inherently disadvantageous with a psychological burden of removing metal staples after treatment.

최근 섬유 봉합사, 금속 스테이플 등을 대체하기 위해, 폴리시아노아크릴레이트(poly (cyanoacrylate)), 폴레에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리우레탄(polyurethane, PU) 등의 다양한 고분자 물질을 이용한 생체조직 접착제 물질에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. Biotissue adhesive using various polymer materials such as poly (cyanoacrylate), polyethylene glycol (PEG), and polyurethane (polyurethane, PU) to replace recent fiber sutures and metal staples. Much research is being conducted on the material.

특히, 폴리우레탄 고분자 물질이 생체 적합성이 우수하고 물질적 및 화학적으로 안정하여, 생체조직 접착제의 후보 물질로 많은 관심을 받고 있다. 아로마틱 이소시아네이트 말단 프리폴리머(prepolymer)를 포함하는 폴리우레탄은 반응성이 우수하고 경화시간이 짧아서 생체조직 접착제의 일부 특성을 만족시키나, 디아민(diamine)의 형성에 따른 우레탄의 가수분해를 통해 유독성이 있는 물질을 생성하는 문제점이 있다.In particular, polyurethane polymer materials are excellent in biocompatibility and are physically and chemically stable, and thus are attracting much attention as candidate materials for biotissue adhesives. Polyurethane containing an aromatic isocyanate-terminated prepolymer has excellent reactivity and short curing time, which satisfies some of the characteristics of biological tissue adhesives, but toxic substances are removed through hydrolysis of urethane due to the formation of diamine. There is a problem to generate.

본 발명의 일 목적은 도파민이 백본에 그라프팅되어 생체 조직에 대한 접착성, 기계적 강도가 우수하고, 비세포 독성의 특성을 갖는 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive having excellent adhesion to biological tissues, mechanical strength, and non-cytotoxic properties by grafting dopamine onto a backbone.

본 발명의 다른 목적은 상기 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for synthesizing the polyurethane-based polymer compound for the biological tissue adhesive.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리우레탄 기반 중합체 화합물을 포함하는 생체조직 접착제를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a biotissue adhesive comprising the polyurethane-based polymer compound.

본 발명의 실시예에 따른 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물하기 화학식 1의 제1 단량체 및 하기 화학식 2의 제2 단량체를 포함한다. The polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive according to an embodiment of the present invention includes a first monomer of Formula 1 and a second monomer of Formula 2 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1 및 2에 있어서, R1은 탄소수 1 이상 25 이하의 알켄 작용기이고, R2는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이고, R3는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이며, a 및 b는 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이다. In Formulas 1 and 2, R 1 is an alkene functional group having 1 to 25 carbon atoms, R 2 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, R 3 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, and a and b are each It is an integer of 1 or more and 3 or less independently.

일 실시예에 있어서, 상기 R2는 하기 화학식 3-1 내지 3-3으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. In one embodiment, R2 may include any one selected from the group consisting of the following Formulas 3-1 to 3-3.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 3-2][Chemical Formula 3-2]

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식 3-3][Chemical Formula 3-3]

Figure pat00005
Figure pat00005

일 실시예에 있어서, 상기 R3은 화학식 4의 작용기를 포함할 수 있다. In one embodiment, R3 may include a functional group represented by Formula 4.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00006
Figure pat00006

일 실시예에 있어서, 상기 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 하기 화학식 5의 분자 구조를 가질 수 있다. In one embodiment, the polyurethane-based polymer compound may have a molecular structure represented by Formula 5 below.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 5에 있어서, m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이다. In Formula 5, m and n are each independently an integer of 1 or more and 3 or less.

일 실시예에 있어서, 상기 m과 n의 비율은 1:1 내지 1:3 일 수 있다. In one embodiment, the ratio of m and n may be 1:1 to 1:3.

일 실시예에 있어서, 상기 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 약 1500 이상 3000 g/mol 이하의 분자량을 가질 수 있다. In one embodiment, the polyurethane-based polymer compound may have a molecular weight of about 1500 or more and 3000 g/mol or less.

본 발명의 실시예에 따른 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법은 하기 화학식 5의 분자 구조를 갖는 폴리우레탄 기반 중합체 화합물을 합성할 수 있고, 하기 화학식 6의 도파민 기능화된 아지드 화합물(dopamine functionalized azide)을 합성하는 제1 단계; 및 하기 화학식 7의 에틸렌글리콜 화합물, 하기 화학식 8의 디이소시아네트 화합물(diisocyanate), 하기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물(propargyl diol) 및 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물을 혼합하여 반응시키는 제2 단계를 포함한다. The method for synthesizing a polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive according to an embodiment of the present invention can synthesize a polyurethane-based polymer compound having a molecular structure of the following formula (5), and a dopamine-functionalized azide compound ( a first step of synthesizing dopamine functionalized azide); And a second step of mixing and reacting an ethylene glycol compound of Formula 7 below, a diisocyanate compound of Formula 8, a propargyl diol compound of Formula 9, and the dopamine-functionalized azide compound. Include.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00011
Figure pat00011

[화학식 9][Formula 9]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 화학식 5 내지 8에 있어서, R1은 탄소수 1 이상 25 이하의 알켄 작용기이고, R2는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이고, R3는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이고, a 및 b는 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이며, m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이다. In Formulas 5 to 8, R1 is an alkene functional group having 1 to 25 carbon atoms, R2 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, R3 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, and a and b are each Independently, it is an integer of 1 or more and 3 or less, and m and n are each independently an integer of 1 or more and 3 or less.

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 6의 도파민 기능화된 아지드 화합물은 하기 화학식 6-1의 화합물을 포함할 수 있다. In one embodiment, the dopamine-functionalized azide compound of Formula 6 may include the compound of Formula 6-1.

[화학식 6-1][Formula 6-1]

Figure pat00013
Figure pat00013

일 실시예에 있어서, 상기 제1 단계는, 하기 반응식 1에 따라 3-브로모-1-프로판올(3-bromo-1-propanol) 및 소듐 아지드를 반응시켜 아지도 프로판올(azido propanol)을 합성하는 단계; 하기 반응식 2에 따라 상기 아지드 프로판올, 글루타르산 무수물(glutaric anhydride) 및 DMAP(dimethylaminopyridine)를 반응시켜 제1 중간화합물(1)을 합성하는 단계; 하기 반응식 3에 따라 상기 제1 중간화합물, NHS(N-hydroxysuccinimide) 및 DCC(N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide)를 반응시켜 제2 중간화합물(2)을 합성하는 단계; 및 하기 반응식 4에 따라 상기 제2 중간화합물, 도파민 염산염(Dopamine hydrochloride) 및 트리에틸아민(Triethylamine)을 반응시켜 상기 화학식 6-1의 화합물을 합성하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first step is synthesized azido propanol by reacting 3-bromo-1-propanol and sodium azide according to Scheme 1 below. Step to do; Synthesizing a first intermediate compound (1) by reacting the azide propanol, glutaric anhydride, and dimethylaminopyridine (DMAP) according to Scheme 2 below; Synthesizing a second intermediate compound (2) by reacting the first intermediate compound, NHS (N-hydroxysuccinimide) and DCC (N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide) according to Scheme 3 below; And synthesizing the compound of Formula 6-1 by reacting the second intermediate compound, Dopamine hydrochloride, and Triethylamine according to Scheme 4 below.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00014
Figure pat00014

[반응식 2][Scheme 2]

Figure pat00015
Figure pat00015

[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00016
Figure pat00016

[반응식 4][Scheme 4]

Figure pat00017
Figure pat00017

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 8의 디이소시아네이트 화합물은 하기 화학식 8-1 내지 8-3의 화합물들로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. In one embodiment, the diisocyanate compound of Formula 8 may include any one selected from the group consisting of compounds of Formulas 8-1 to 8-3 below.

[화학식 8-1][Chemical Formula 8-1]

Figure pat00018
Figure pat00018

[화학식 8-2][Formula 8-2]

Figure pat00019
Figure pat00019

[화학식 8-3][Chemical Formula 8-3]

Figure pat00020
Figure pat00020

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물은, 하기 반응식 5에 따라 수소화 나트륨(Sodium hydride), 디에틸-2-메틸말로네이트(diethyl-2-methylmalonate) 및 프로파길브로마이드(Propargyl bromide)를 반응시켜 제3 중간화합물(3)을 합성하는 단계; 및 하기 반응식 6에 따라 상기 제3 중간화합물 및 리튬 알루미늄 수소화물을 반응시켜 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물을 합성하는 단계를 통해 합성될 수 있다. In one embodiment, the propargyl diol compound of Formula 9 is sodium hydride, diethyl-2-methylmalonate, and propargyl bromide according to Scheme 5 below. ) To synthesize a third intermediate compound (3); And reacting the third intermediate compound and lithium aluminum hydride according to Scheme 6 below to synthesize the propargyl diol compound of Formula 9.

[반응식 5][Scheme 5]

Figure pat00021
Figure pat00021

[반응식 6][Scheme 6]

Figure pat00022
Figure pat00022

일 실시예에 있어서, 상기 제2 단계에 있어서, 상기 에틸렌글리콜 화합물 1 mol을 기준으로, 상기 디이소시아네트 화합물(diisocyanate)은 5 mol 이상 8 mol 이하의 비율로 혼합되고, 상기 프로파길 디올 화합물(propargyl diol)은 3 mol 이상 5 mol 이하의 비율로 혼합되며, 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물은 1 mol 이상 2 mol 이하의 비율로 혼합될 수 있다. In one embodiment, in the second step, based on 1 mol of the ethylene glycol compound, the diisocyanate compound (diisocyanate) is mixed in a ratio of 5 mol or more and 8 mol or less, and the propargyl diol compound ( propargyl diol) is mixed in a ratio of 3 mol or more and 5 mol or less, and the dopamine-functionalized azide compound may be mixed in a ratio of 1 mol or more and 2 mol or less.

본 발명의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물에 따르면, 폴리우레탄 백본에 그라프팅된 도파민의 카테콜 그룹은 수분, 단백질 등을 함유하는 생체 조직에 대해 우수한 반응성을 가지기 때문에, 본 발명의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 생체 조직에 대해 우수한 접착 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 도파민 및 이를 포함하는 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 세포독성이 없으므로 인체에 적용 가능하다. According to the polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive of the present invention, the catechol group of dopamine grafted on the polyurethane backbone has excellent reactivity to biological tissues containing moisture, protein, etc., so that the biological tissue of the present invention Polyurethane-based polymer compounds for adhesives may have excellent adhesion properties to living tissues. In addition, the dopamine and the polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive containing the same is not cytotoxic and thus can be applied to the human body.

도 1 및 도 2는 아지도 프로판올, 중간화합물(1), 중간화합물(2) 및 DFA에 대한 1H NMR 분석 및 FT-IR 분석 결과이다.
도 3은 프로파길 디올에 대한 1H NMR 분석 결과이다.
도 4 및 도 5는 DFA 및 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 세포 생존능을 나타내는 그래프들이다.
도 6a 및 도 6b는 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들에 대한 실험용 쥐 모델의 H&E 염색 이미지들이다.
도 7a 및 도 7b는 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들에 대한 실험용 쥐 모델의 면역 염색 이미지들이다.
1 and 2 are 1H NMR analysis and FT-IR analysis results for azido propanol, intermediate compound (1), intermediate compound (2), and DFA.
3 is a 1H NMR analysis result for propargyl diol.
4 and 5 are graphs showing cell viability of DFA and polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3.
6A and 6B are H&E staining images of an experimental rat model for the polymer compound samples of Examples 1 to 3.
7A and 7B are immunostaining images of an experimental rat model for the polymer compound samples of Examples 1 to 3.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the existence of features, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features or steps It is to be understood that it does not preclude the possibility of addition or presence of, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

본 발명의 실시예에 따른 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 하기 화학식 1의 제1 단량체 및 하기 화학식 2의 제2 단량체를 포함할 수 있다. The polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive according to an embodiment of the present invention may include a first monomer of Formula 1 below and a second monomer of Formula 2 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00023
Figure pat00023

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00024
Figure pat00024

상기 화학식 1 및 2에 있어서, R1은 탄소수 약 1 이상 25 이하의 알켄 작용기일 수 있고, R2는 탄소수 약 5 이상 15 이하의 지방족 작용기일 수 있으며, R3는 탄소수 약 5 이상 15 이하의 지방족 작용기일 수 있다. 그리고 a 및 b는 각각 서로 독립적으로 약 1 이상 3 이하의 정수일 수 있다. In Formulas 1 and 2, R1 may be an alkene functional group having about 1 or more and 25 or less carbon atoms, R2 may be an aliphatic functional group having about 5 or more and 15 or less carbon atoms, and R3 is an aliphatic functional group having about 5 or more and 15 or less carbon atoms. I can. And a and b may each independently be an integer of about 1 or more and 3 or less.

일 실시예에 있어서, 상기 R1은 에틸렌 작용기를 포함할 수 있다. In one embodiment, R1 may include an ethylene functional group.

일 실시예에 있어서, 상기 R2는 하기 화학식 3-1 내지 3-3으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. In one embodiment, R2 may include one selected from the group consisting of the following Formulas 3-1 to 3-3.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure pat00025
Figure pat00025

[화학식 3-2][Chemical Formula 3-2]

Figure pat00026
Figure pat00026

[화학식 3-3][Chemical Formula 3-3]

Figure pat00027
Figure pat00027

일 실시예에 있어서, 상기 R3은 화학식 4의 작용기를 포함할 수 있다. In one embodiment, R3 may include a functional group represented by Formula 4.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00028
Figure pat00028

일 실시예에 있어서, 상기 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 하기 화학식 5의 분자 구조를 가질 수 있다. In one embodiment, the polyurethane-based polymer compound for a bio-tissue adhesive may have a molecular structure represented by Formula 5 below.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00029
Figure pat00029

상기 화학식 5에 있어서, m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수일 수 있고, a 및 b는 각각 서로 독립적으로 약 1 이상 3 이하의 정수일 수 있다. In Formula 5, m and n may each independently be an integer of 1 or more and 3 or less, and a and b may each independently be an integer of about 1 or more and 3 or less.

일 실시예에 있어서, 상기 m과 n의 비율은 약 1:1 내지 1:3일 수 있다. 상기 m과 n의 비율이 1:1 미만인 경우에는 상기 중합체 화합물의 접착능이 감소하는 문제점이 발생할 수 있고, 1:3을 초과하는 경우에는 유연성 등의 기계적 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. In one embodiment, the ratio of m and n may be about 1:1 to 1:3. When the ratio of m and n is less than 1:1, the adhesive ability of the polymer compound may decrease, and when it exceeds 1:3, mechanical properties such as flexibility may decrease.

일 실시예에 있어서, 상기 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 약 1500 이상 3000 g/mol 이하의 분자량을 가질 수 있다. 상기 중합체 화합물의 분자량이 1500 g/mol 미만인 경우에는 상기 중합체의 접착능이 불충분하다는 문제점이 발생할 수 있고, 3000 g/mol을 초과하는 경우에는 상기 접착제의 유연성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. In one embodiment, the polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive may have a molecular weight of about 1500 or more and 3000 g/mol or less. When the molecular weight of the polymer compound is less than 1500 g/mol, there may be a problem that the adhesive ability of the polymer is insufficient, and when it exceeds 3000 g/mol, the flexibility of the adhesive may decrease.

이하, 상기 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법의 일 실시예에 대해 설명한다. 다만, 하기 합성 방법은 본 발명의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물 중 일부의 합성 방법으로서, 위에서 설명된 본 발명의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 범위가 하기 합성 방법에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. Hereinafter, an embodiment of a method for synthesizing the polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive will be described. However, the following synthesis method is a method for synthesizing some of the polyurethane-based polymer compounds for biotissue adhesives of the present invention, and the range of the polyurethane-based polymer compounds for biotissue adhesives of the present invention described above is limited by the following synthesis method. It should not be interpreted as.

본 발명의 실시예에 따른 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법은 하기 화학식 6의 도파민 기능화된 아지드 화합물(dopamine functionalized azide)을 합성하는 제1 단계; 하기 화학식 7의 에틸렌글리콜 화합물, 하기 화학식 8의 디이소시아네트 화합물(diisocyanate), 하기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물(propargyl diol) 및 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물을 혼합하여 반응시키는 제2 단계를 포함한다. A method for synthesizing a polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive according to an embodiment of the present invention includes: a first step of synthesizing a dopamine functionalized azide compound of Formula 6; Including a second step of mixing and reacting an ethylene glycol compound of Formula 7 below, a diisocyanate compound of Formula 8, a propargyl diol of Formula 9, and the dopamine-functionalized azide compound do.

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00030
Figure pat00030

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00031
Figure pat00031

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00032
Figure pat00032

[화학식 9][Formula 9]

Figure pat00033
Figure pat00033

상기 화학식 6 내지 8에 있어서, R1, R2 및 R3는 앞에서 설명한 화학식 1 및 2의 R1, R2 및 R3와 동일하므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략한다. In Formulas 6 to 8, since R1, R2, and R3 are the same as R1, R2, and R3 of Formulas 1 and 2 described above, a redundant description thereof will be omitted.

상기 제1 단계에 있어서, 상기 화학식 6의 도파민 기능화된 아지드 화합물은 하기 화학식 6-1의 화합물을 포함할 수 있다. In the first step, the dopamine functionalized azide compound of Formula 6 may include the compound of Formula 6-1.

[화학식 6-1][Formula 6-1]

Figure pat00034
Figure pat00034

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 6-1의 도파민 기능화된 아지드 화합물은 하기 반응식 1에 따라 3-브로모-1-프로판올(3-bromo-1-propanol) 및 소듐 아지드를 반응시켜 아지도 프로판올(azido propanol)을 합성하는 단계; 하기 반응식 2에 따라 상기 아지드 프로판올, 글루타르산 무수물(glutaric anhydride) 및 DMAP(dimethylaminopyridine)를 반응시켜 제1 중간화합물(1)을 합성하는 단계; 하기 반응식 3에 따라 상기 제1 중간화합물, NHS(N-hydroxysuccinimide) 및 DCC(N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide)를 반응시켜 제2 중간화합물(2)을 합성하는 단계; 하기 반응식 4에 따라 상기 제2 중간화합물, 도파민 염산염(Dopamine hydrochloride) 및 트리에틸아민(Triethylamine)을 반응시켜 상기 화학식 6-1의 화합물을 합성하는 단계를 통해 합성될 수 있다. In one embodiment, the dopamine-functionalized azide compound of Formula 6-1 is azido by reacting 3-bromo-1-propanol and sodium azide according to the following Scheme 1 Synthesizing propanol (azido propanol); Synthesizing a first intermediate compound (1) by reacting the azide propanol, glutaric anhydride, and dimethylaminopyridine (DMAP) according to Scheme 2 below; Synthesizing a second intermediate compound (2) by reacting the first intermediate compound, NHS (N-hydroxysuccinimide) and DCC (N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide) according to Scheme 3 below; It can be synthesized by reacting the second intermediate compound, dopamine hydrochloride, and triethylamine according to Scheme 4 below to synthesize the compound of Formula 6-1.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00035
Figure pat00035

[반응식 2][Scheme 2]

Figure pat00036
Figure pat00036

[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00037
Figure pat00037

[반응식 4][Scheme 4]

Figure pat00038
Figure pat00038

상기 제2 단계에 있어서, 상기 화학식 7의 에틸렌글리콜 화합물은 하기 화학식 7-1의 분자 구조를 갖고 평균 분자량이 300 내지 500 g/mol인 폴리에틸렌글리콜 화합물을 포함할 수 있다.In the second step, the ethylene glycol compound of Formula 7 may include a polyethylene glycol compound having a molecular structure of Formula 7-1 and an average molecular weight of 300 to 500 g/mol.

[화학식 7-1][Chemical Formula 7-1]

Figure pat00039
Figure pat00039

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 8의 디이소시아네이트 화합물은 하기 화학식 8-1 내지 8-3의 화합물들 중 하나를 포함할 수 있다. In one embodiment, the diisocyanate compound of Formula 8 may include one of the compounds of Formulas 8-1 to 8-3 below.

[화학식 8-1][Chemical Formula 8-1]

Figure pat00040
Figure pat00040

[화학식 8-2][Formula 8-2]

Figure pat00041
Figure pat00041

[화학식 8-3][Chemical Formula 8-3]

Figure pat00042
Figure pat00042

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물은 하기 반응식 5에 따라 수소화 나트륨(Sodium hydride), 디에틸-2-메틸말로네이트(diethyl-2-methylmalonate) 및 프로파길브로마이드(Propargyl bromide)를 반응시켜 제3 중간화합물(3)을 합성하는 단계; 및 하기 반응식 6에 따라 상기 제3 중간화합물 및 리튬 알루미늄 수소화물을 반응시켜 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물을 합성하는 단계를 통해 합성될 수 있다. In one embodiment, the propargyl diol compound of Formula 9 is sodium hydride, diethyl-2-methylmalonate, and propargyl bromide according to the following Scheme 5. Reacting to synthesize a third intermediate compound (3); And reacting the third intermediate compound and lithium aluminum hydride according to Scheme 6 below to synthesize the propargyl diol compound of Formula 9.

[반응식 5][Scheme 5]

Figure pat00043
Figure pat00043

[반응식 6][Scheme 6]

Figure pat00044
Figure pat00044

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 7의 에틸렌글리콜 화합물 1 mol을 기준으로, 상기 화학식 8의 디이소시아네트 화합물(diisocyanate)은 약 5 mol 이상 혼합될 수 있고, 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물(propargyl diol)은 약 3 mol 이상 혼합될 수 있으며, 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물은 약 1 mol 이상 혼합될 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 7의 에틸렌글리콜 화합물 1 mol을 기준으로, 상기 화학식 8의 디이소시아네트 화합물(diisocyanate)은 약 5 mol 이상 8 mol 이하의 비율로 혼합될 수 있고, 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물(propargyl diol)은 약 3 mol 이상 5 mol 이하의 비율로 혼합될 수 있으며, 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물은 약 1 mol 이상 2 mol 이하의 비율로 혼합될 수 있다. In one embodiment, based on 1 mol of the ethylene glycol compound of Formula 7, the diisocyanate compound of Formula 8 may be mixed with at least about 5 mol, and the propargyl diol compound of Formula 9 (propargyl diol) may be mixed at least about 3 mol, and the dopamine-functionalized azide compound may be mixed at least about 1 mol. For example, based on 1 mol of the ethylene glycol compound of Formula 7, the diisocyanate compound of Formula 8 may be mixed in a ratio of about 5 mol or more and 8 mol or less, and the propargyl of Formula 9 The diol compound (propargyl diol) may be mixed at a ratio of about 3 mol or more and 5 mol or less, and the dopamine-functionalized azide compound may be mixed at a ratio of about 1 mol or more and 2 mol or less.

본 발명의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물에 따르면, 폴리우레탄 백본에 그라프팅된 도파민의 카테콜 그룹은 수분, 단백질 등을 함유하는 생체 조직에 대해 우수한 반응성을 가지기 때문에, 본 발명의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 생체 조직에 대해 우수한 접착 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 도파민 및 이를 포함하는 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물은 세포독성이 없으므로 인체에 적용 가능하다. According to the polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive of the present invention, the catechol group of dopamine grafted on the polyurethane backbone has excellent reactivity to biological tissues containing moisture, protein, etc., so that the biological tissue of the present invention Polyurethane-based polymer compounds for adhesives may have excellent adhesion properties to living tissues. In addition, the dopamine and the polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive containing the same is not cytotoxic and thus can be applied to the human body.

이하 본 발명의 실시예 및 실험예에 대해 상술한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, examples and experimental examples of the present invention will be described in detail. However, the following examples are only some embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

DFA(dopamine functionalized azide)의 합성Synthesis of DFA (dopamine functionalized azide)

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00045
Figure pat00045

상기 반응식 1에 따라 아지도 프로판올(azido propanol)을 합성하였다. 구체적으로, 3-브로모-1-프로판올(3-bromo-1-propanol) 3.5mmol 및 소듐 아지드(sodium azide) 6.0 mmol을 테트라부틸암모늄 하이드로겐 설페이트 0.5 mmol과 80℃에서 밤새도록 혼합하였고, 용해 후, 혼합 용액을 에틸에테르(ethyl ether)를 이용하여 3번 추출하였으며, 이어서, MoSO4 상에서 건조하여 아지도 프로판올(azido propanol)을 합성하였다. 잔여 용매는 진공 증발을 통해 제거하였다.Azido propanol was synthesized according to Scheme 1 above. Specifically, 3.5 mmol of 3-bromo-1-propanol and 6.0 mmol of sodium azide were mixed with 0.5 mmol of tetrabutylammonium hydrogen sulfate at 80° C. overnight, After dissolution, the mixed solution was extracted three times using ethyl ether, and then dried over MoSO 4 to synthesize azido propanol. The residual solvent was removed through vacuum evaporation.

[반응식 2][Scheme 2]

Figure pat00046
Figure pat00046

상기 반응식 2에 따라 중간화합물(1)을 합성하였다. 구체적으로, 아지드 프로판올 30 mmol, 글루타르산 무수물(glutaric anhydride) 30 mmol 및 DMAP(dimethylaminopyridine) 0.3 mmol을 상온에서 밤새도록 디클로로메탄 20ml에 용해시켰고, 혼합 용액을 0.5M 염산으로 세척한 후 MgSO4 상에서 건조하여, 반응식 2에 기재된 중간화합물(1)을 합성하였다. 건조 후, 잔여 용매는 진공 증발을 통해 제거하였다.An intermediate compound (1) was synthesized according to Scheme 2 above. Specifically, 30 mmol of azide propanol, 30 mmol of glutaric anhydride, and 0.3 mmol of dimethylaminopyridine (DMAP) were dissolved in 20 ml of dichloromethane overnight at room temperature, and the mixed solution was washed with 0.5M hydrochloric acid and then over MgSO4. After drying, the intermediate compound (1) described in Scheme 2 was synthesized. After drying, the residual solvent was removed through vacuum evaporation.

[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00047
Figure pat00047

상기 반응식 3에 따라 중간화합물 (2)을 합성하였다. 구체적으로, 상기 중간화합물(1) 15 mmol 및 NHS(N-hydroxysuccinimide) 2 mmol을 -5℃에서 디클로로메탄에 용해시켜 혼합 용액을 형성하였고, 이어서 디클로로메탄 20ml에 용해된 DCC 2mmol을 상기 혼합용액에 한 방울씩 첨가한 후 상온에서 밤새도록 반응시켜 상기 반응식 3의 중간화합물(2)를 합성하였다. 반응 후, 최종 용액은 필터링되었고, 잔류 용매는 진공 증발을 통해 제거하였다.Intermediate compound (2) was synthesized according to Scheme 3 above. Specifically, 15 mmol of the intermediate compound (1) and 2 mmol of NHS (N-hydroxysuccinimide) were dissolved in dichloromethane at -5°C to form a mixed solution, and then 2 mmol of DCC dissolved in 20 ml of dichloromethane was added to the mixed solution. After the addition of dropwise, the reaction was carried out overnight at room temperature to synthesize the intermediate compound (2) of Scheme 3. After the reaction, the final solution was filtered and the residual solvent was removed through vacuum evaporation.

[반응식 4][Scheme 4]

Figure pat00048
Figure pat00048

상기 반응식 4에 따라 DFA를 합성하였다. 구체적으로, 도파민 염산염(Dopamine hydrochloride) 및 트리에틸아민(Triethylamine)을 메탄올 20 ml에 용해시켜 도파민 용액을 형성하였다. 중간화합물(2)를 상기 도파민 용액에 한 방울씩 첨가한 후 밤새도록 혼합하였다. 진공 증발을 통해 용매를 제거한 후 잔류물을 디클로로메탄 20 ml에 용해시켰고, 이어서 0.5M 염산으로 세척한 후 MgSO4로 건조하였다. DFA was synthesized according to Scheme 4 above. Specifically, dopamine hydrochloride (Dopamine hydrochloride) and triethylamine (Triethylamine) were dissolved in 20 ml of methanol to form a dopamine solution. Intermediate compound (2) was added dropwise to the dopamine solution and then mixed overnight. After removing the solvent through vacuum evaporation, the residue was dissolved in 20 ml of dichloromethane, washed with 0.5M hydrochloric acid, and dried over MgSO4.

프로파길 디올(propargyl diol)의 합성Synthesis of propargyl diol

[반응식 5][Scheme 5]

Figure pat00049
Figure pat00049

상기 반응식 5에 따라 중간화합물(3)을 합성하였다. 구체적으로, 수소화 나트륨(Sodium hydride) 2.5 mmol을 -10℃에서 THF(Tetrahydrofuran)에 용해시켰고, 여기에 디에틸-2-메틸말로네이트(diethyl-2-methylmalonate) 3.0 mmol을 한 방울씩 첨가한 후 15분 동안 혼합하여 혼합용액을 형성하였다. 상기 혼합용액에 프로파길브로마이드(Propargyl bromide)를 수소화 나트륨과 동일한 몰비율로 한 방울씩 첨가한 후 반응 온도를 상온까지 서서히 상승시켰고, 이어서 3 시간동안 교반하여 중간화합물(3)을 합성하였다. NH4Cl을 이용하여 반응을 ??칭한 후 에틸에테르를 이용하여 추출하였다. MgSO4로 건조한 후 잔류 용매는 진공 증발을 통해 제거하였다. An intermediate compound (3) was synthesized according to Scheme 5 above. Specifically, 2.5 mmol of sodium hydride was dissolved in THF (Tetrahydrofuran) at -10°C, and 3.0 mmol of diethyl-2-methylmalonate was added dropwise thereto. The mixture was mixed for 15 minutes to form a mixed solution. Propargyl bromide was added dropwise at the same molar ratio as sodium hydride to the mixed solution, and the reaction temperature was gradually increased to room temperature, followed by stirring for 3 hours to synthesize an intermediate compound (3). After the reaction was quenched using NH4Cl, extraction was performed using ethyl ether. After drying over MgSO4, the residual solvent was removed through vacuum evaporation.

[반응식 6][Scheme 6]

Figure pat00050
Figure pat00050

상기 반응식 6에 따라 프로파길 디올을 합성하였다. 구체적으로, 중간화합물(3) 2.7 mmol을 디클로로메탄에 용해시키고, 이어서 여기에 디클로로메탄에 용해된 리튬 알루미늄 수소화물 5.3 mmol을 0℃에서 한 방울씩 첨가하여 혼합용액을 형성하였다. 상기 혼합용액을 1시간 동안 교반한 후 여기에 포화된 NH4Cl 용액을 부었다. 에틸에테르를 이용하여 세척한 후, 최종 용액을 MgSO4를 이용하여 건조하였다. Propargyl diol was synthesized according to Scheme 6. Specifically, 2.7 mmol of the intermediate (3) was dissolved in dichloromethane, and then 5.3 mmol of lithium aluminum hydride dissolved in dichloromethane was added dropwise at 0°C to form a mixed solution. After the mixed solution was stirred for 1 hour, a saturated NH4Cl solution was poured thereto. After washing with ethyl ether, the final solution was dried over MgSO4.

폴리우레탄 기반 중합체 화합물 합성Synthesis of polyurethane-based polymer compounds

<실시예 1 내지 3><Examples 1 to 3>

표 1에 기재된 바와 같은 조성으로, 하기 화학식 8-1 내지 8-3의 디이소시아네이트 화합물 각각을 PEG 400(polyethylene glycol 400), 프로파길 디올 및 DFA와 용매 없이 상온에서 혼합 및 반응시켜 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물을 합성하였다. In the composition as shown in Table 1, each of the diisocyanate compounds of the following Formulas 8-1 to 8-3 was mixed and reacted with PEG 400 (polyethylene glycol 400), propargyl diol, and DFA at room temperature without a solvent, and Examples 1 to The polyurethane-based polymer compound of 3 was synthesized.

[화학식 8-1][Chemical Formula 8-1]

Figure pat00051
Figure pat00051

[화학식 8-2][Formula 8-2]

Figure pat00052
Figure pat00052

[화학식 8-3][Chemical Formula 8-3]

Figure pat00053
Figure pat00053

<비교예 1 내지 3><Comparative Examples 1 to 3>

표 1에 기재된 바와 같은 조성으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-3의 디이소시아네이트 화합물 각각을 PEG 400(polyethylene glycol 400)와 용매 없이 상온에서 혼합 및 반응시켜 비교예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물을 합성하였다. In the composition as described in Table 1, each of the diisocyanate compounds of Formulas 3-1 to 3-3 below was mixed and reacted with PEG 400 (polyethylene glycol 400) at room temperature without a solvent, and the polyurethane-based polymers of Comparative Examples 1 to 3 The compound was synthesized.

<비교예1>
PU_HDI
[mol]
<Comparative Example 1>
PU_HDI
[mol]
<비교예 2>
PU_H12MDI
[mol]
<Comparative Example 2>
PU_H12MDI
[mol]
<비교예3>
PU_IPDI
[mol]
<Comparative Example 3>
PU_IPDI
[mol]
<실시예1>
PU_HDI
(Dopamine)
[mol]
<Example 1>
PU_HDI
(Dopamine)
[mol]
<실시예2>
PU_H12MDI
(Dopamine)
[mol]
<Example 2>
PU_H12MDI
(Dopamine)
[mol]
<실시예3>
PU_IPDI
(Dopamine)
[mol]
<Example 3>
PU_IPDI
(Dopamine)
[mol]
PEG 400PEG 400 1One 1One 1One 1One 1One 1One Propargyl diolPropargyl diol >3>3 >3>3 >3>3 >3>3 >3>3 >3>3 DFADFA -- -- -- 1One 1One 1One HDIHDI >5>5 -- -- >5>5 -- -- H12MDIH12MDI -- >5>5 -- -- >5>5 -- IPDIIPDI -- -- >5>5 -- -- >5>5

특성평가Characteristic evaluation

<실험예 1><Experimental Example 1>

도 1 및 도 2는 아지도 프로판올, 중간화합물(1), 중간화합물(2) 및 DFA에 대한 1H NMR 분석 및 FT-IR 분석의 결과들이다. 1 and 2 are results of 1H NMR analysis and FT-IR analysis for azido propanol, intermediate compound (1), intermediate compound (2), and DFA.

도 1 및 도 2를 참조하면, 아지도 그룹은 할로겐 치환 반응에 의해 브로모-프로판올 상에서 아지드화 나트륨(sodium azide)을 사용하여 형성되었다. 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 아지도 프로판올에서 아지도 그룹에 인접하게 위치하는 수소는 3.57 ppm(1)에서 나타났다. 이러한 결과는 할로겐 치환 반응이 DFA 합성에 대한 출발 물질로서 아지도 그룹 형성을 유도하는 것을 나타낸다. 1 and 2, an azido group was formed using sodium azide on bromo-propanol by a halogen substitution reaction. As shown in (A) of FIG. 6, in azido propanol, hydrogen located adjacent to the azido group appeared at 3.57 ppm (1). These results indicate that the halogen substitution reaction induces the formation of azido groups as starting materials for DFA synthesis.

이지도 프로판올의 준비 후, 아지도 프로판올의 히드록시 그룹은 에스터화 반응(esterification)에 의해 개환된 글루타르산 무수화물과 반응하여 펜던트 그룹으로서 카르복실 그룹을 형성하였다. 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 에스터화 반응에 의해 형성된 카르복실 그룹들은 2.35 ppm(4), 4.10 ppm(3) 및 5.25 ppm(5)에서 각각 나타났다. 그리고 이전 단계에서 형성된 아지도 그룹은 유지되었고 3.32 ppm(1)에서 나타났다. 도 2의 (A)의 데이터로부터, 대표적인 공유 결합 흡수들의 경우, 히드록시 결합에 대해서는 2962.6 cm-1에서 나타났고, 아지드 그룹에 대해서는 2100.0 cm-1에서 나타났고, 에스터 그룹에서 대해서는 1731.0과 1713.5 cm-1에서 나타났으며, 카르복실 그룹에서 대해서는 1690.1 cm-1에서 나타났다. After preparation of easydopropanol, the hydroxy group of azidopropanol reacted with the ring-opened glutaric anhydride by esterification to form a carboxyl group as a pendant group. As shown in (B) of Figure 1, the carboxyl groups formed by the esterification reaction appeared at 2.35 ppm (4), 4.10 ppm (3) and 5.25 ppm (5), respectively. And the azido group formed in the previous step was maintained and appeared at 3.32 ppm(1). From the data of Figure 2 (A), in the case of representative covalent bond absorptions, the hydroxy bond was at 2962.6 cm-1, the azide group was at 2100.0 cm-1, and the ester group was at 1731.0 and 1713.5. It appeared at cm-1, and at 1690.1 cm-1 for the carboxyl group.

도파민의 아민 그룹과 중간화합물(1)의 카르복실 그룹 사이의 반응을 위해, NHS-DCC 커플링 반응이 유도되었다. 도 1의 (C)로부터, NHS 부분은 2.59 ppm(5) 및 2.74 ppm(6)에서 나타났고, 아지도 그룹은 3.29 ppm(1)에서 나타났다. 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 중간화합물(2)의 대표적인 화학 결합인 아지도 결합, 지방족 에스터 결합, 고리화합물 케톤 결합, 고리 화합물 아민 결합은 2089.5 cm-1, 1816.3 & 1786.1 cm-1, 1730.6 & 1688.1 cm-1 및 1451.7 & 1432.6 cm-1에서 각각 나타났다. For the reaction between the amine group of dopamine and the carboxyl group of intermediate (1), the NHS-DCC coupling reaction was induced. From (C) of FIG. 1, the NHS portion appeared at 2.59 ppm (5) and 2.74 ppm (6), and the azido group appeared at 3.29 ppm (1). As shown in (B) of Figure 2, the azido bond, an aliphatic ester bond, a cyclic compound ketone bond, and a cyclic compound amine bond, which are representative chemical bonds of the intermediate compound (2), are 2089.5 cm-1, 1816.3 & 1786.1 cm- 1, 1730.6 & 1688.1 cm-1 and 1451.7 & 1432.6 cm-1, respectively.

도파민의 펜던트 자리에 위치하는 중간화합물(2)의 아민 그룹은 NHS-DCC 커플링 엔드 스테이지와 함께 쉽게 활성화되었다. 도 1의 (D)에 도시된 바와 같이, 벤젠 고리 양성자(proton)들은 6ppm(4) 부근에서 나타났다. 그리고, 아지도 그룹의 양성자는 여전히 3.19 ppm(1)에서 나타났다. 도 2의 (C)에 도시된 바와 같이, 도파민의 카테콜 그룹 내에 위치한 아지도 결합 및 히드록시 그룹 피크는 2101.6 cm-1 및 3182.7 cm-1에서 나타났다. 또한, 원소 분석으로부터, 각 합성 화합물의 이론 조성 범위 및 실험 조성 범위는 표 2에 기재된 바와 같이 서로 유사하였다. 이러한 결과는 모든 화학적 반응은 앞에서 설명한 반응식 1 내지 4에 따라 일어남을 나타낸다. The amine group of the intermediate compound (2) located at the pendant site of dopamine was easily activated with the NHS-DCC coupling end stage. As shown in (D) of Figure 1, benzene ring protons (protons) appeared in the vicinity of 6ppm (4). And, the protons of the azido group were still present at 3.19 ppm(1). As shown in Figure 2 (C), azido binding and hydroxy group peaks located in the catechol group of dopamine appeared at 2101.6 cm-1 and 3182.7 cm-1. In addition, from the elemental analysis, the theoretical composition range and the experimental composition range of each synthetic compound were similar to each other as shown in Table 2. These results indicate that all chemical reactions take place according to Schemes 1 to 4 described above.

Theoretical compositionTheoretical composition Experimental compositionExperimental composition CC HH OO NN CC HH OO NN 중간화합물(1)Intermediate compound (1) 44.6544.65 6.046.04 29.7629.76 19.5319.53 42.4242.42 5.2725.272 35.75835.758 16.2216.22 중간화합물(2)Intermediate compound (2) 47.8547.85 5.525.52 29.4429.44 17.1717.17 44.7144.71 5.3855.385 35.25535.255 14.6514.65 DFADFA 55.5855.58 7.357.35 21.7921.79 15.2515.25 47.6647.66 7.3297.329 31.27131.271 13.7413.74

도 3은 프로파길 디올에 대한 1H NMR 분석 결과이다. 3 is a 1H NMR analysis result for propargyl diol.

도 3을 참조하면, 앞의 2단계 반응들 후, 프로파길 그룹 및 반대측 알킬 그룹 내에 위치하는 대표적인 양성자들은 3.88 ppm(1) 및 2.43 ppm(2)에서 각각 나타났다. Referring to FIG. 3, after the previous two-step reactions, representative protons located in the propargyl group and the opposite side alkyl group appeared at 3.88 ppm (1) and 2.43 ppm (2), respectively.

폴리우레탄 기반 중합체 화합물들의 기계적 특성Mechanical properties of polyurethane-based polymer compounds

표 3은 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들의 분자량 측정결과를 나타낸다. Table 3 shows the molecular weight measurement results of the polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3.

<폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 분자량><Molecular weight of polyurethane-based polymer compound> 분자량(g/mol)Molecular weight (g/mol) 실시예 1Example 1 1897.71897.7 실시예 2Example 2 2566.42566.4 실시예 3Example 3 2420.82420.8

표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들은 생체 조직 접착제로 적용 가능한 분자량을 가지고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Table 3, it can be seen that the polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3 have a molecular weight applicable as a biological tissue adhesive.

표 4 및 표 5는 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들의 T-Peel 테스트 및 전단 테스트의 결과를 나타낸다. Tables 4 and 5 show the results of the T-Peel test and shear test of the polyurethane-based polymer compounds of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 3.

<폴리우레탄 기반 중합체 화합물들의 T-Peel 강도><T-Peel Strength of Polyurethane-Based Polymer Compounds> Max Load (N)Max Load (N) T-Peel strength (N/mm)T-Peel strength (N/mm) 비교예 1Comparative Example 1 2.3032.303 0.9210.921 비교예 2Comparative Example 2 2.2352.235 0.8940.894 비교예 3Comparative Example 3 2.2842.284 0.9130.913 실시예 1Example 1 6.3116.311 2.5242.524 실시예 2Example 2 6.2276.227 2.4912.491 실시예 3Example 3 5.5235.523 2.2092.209

<폴리우레탄 기반 중합체 화합물들의 전단 강도><Shear strength of polyurethane-based polymer compounds> Max Load (N)Max Load (N) Shear strength (Mpa)Shear strength (Mpa) 비교예 1Comparative Example 1 4.6844.684 1.8741.874 비교예 2Comparative Example 2 3.8293.829 1.5321.532 비교예 3Comparative Example 3 3.2463.246 1.2991.299 실시예 1Example 1 12.16912.169 4.8684.868 실시예 2Example 2 8.2508.250 3.3003.300 실시예 3Example 3 7.0447.044 2.8182.818

표 4 및 표 5를 참조하면, 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들은 비교예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들보다 현저하게 향상된 T-Peel 강도 및 전단 강도 특성을 가짐을 확인할 수 있다. Referring to Tables 4 and 5, it can be seen that the polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3 have significantly improved T-Peel strength and shear strength properties than the polyurethane-based polymer compounds of Comparative Examples 1 to 3. have.

이러한 결과로부터, 도파민의 카테콜 그룹과 수분, 단백질 등을 함유하는 생체 조직 사이의 양호한 반응성 때문에, 도파민은 접착 특성을 향상시키는데 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있다. From these results, it can be seen that because of the good reactivity between the catechol group of dopamine and the biological tissue containing moisture, protein, etc., dopamine plays an important role in improving adhesion properties.

표 6은 비교예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들, DFA 및 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들에 대해 측정된 컨택 각도(contact angle)를 나타낸다. Table 6 shows the contact angles measured for the polyurethane-based polymer compounds of Comparative Examples 1 to 3, DFA, and the polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3.

<폴리우레탄 기반 중합체 화합물들 및 도파민의 컨택 각도><Contact angle of polyurethane-based polymer compounds and dopamine> Contact angle (°)Contact angle (°) 비교예 1Comparative Example 1 77.877.8 비교예 2Comparative Example 2 82.382.3 비교예 3Comparative Example 3 81.181.1 DFADFA 51.951.9 실시예 1Example 1 65.265.2 실시예 2Example 2 68.668.6 실시예 3Example 3 69.969.9

표 6을 참조하면, DFA는 카테콜 그룹 때문에 가장 높은 친수성 특성을 가지는 것으로 나타났다. DFA가 그라프팅된 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들은 DAF에 그라프팅되지 않은 비교예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물들보다 더욱 친수성을 띄는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 실시예 1 내지 3의 화합물들에는 DFA가 적절하게 그라프팅되었을 뿐만 아니라 그라프팅된 DFA가 생체 조직 표면에 있는 물 또는 아민 분자와 반응하여 접착 특성을 향상시킬 수 있음을 나타낸다. Referring to Table 6, DFA was found to have the highest hydrophilic properties due to the catechol group. It was found that the polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3 grafted with DFA were more hydrophilic than the polyurethane-based polymer compounds of Comparative Examples 1 to 3 not grafted to DAF. These results indicate that not only DFA was appropriately grafted to the compounds of Examples 1 to 3, but also that the grafted DFA reacted with water or amine molecules on the surface of living tissue to improve adhesion properties.

특히, 실시예 2 및 3의 화합물보다 실시예 1의 화합물이 보다 더 친수성을 띄는 것으로 나타났고, 이로 인해 표 4 및 5에 기재된 바와 같이 실시예 1의 화합물은 실시예 2 및 3의 화합물보다 더 작은 분자량을 가짐(표 3 참조)에도 불구하고 더 높은 T-Peel 강도 및 전단 강도 특성을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 HDI가 어떠한 입체 장애 및 우레아 화학적 반응(urea chemical reaction)과 같은 부반응(side reaction) 없이 PEG와 적절하게 반응하였음을 나타낸다. In particular, it was found that the compound of Example 1 has more hydrophilicity than the compounds of Examples 2 and 3, and for this reason, the compound of Example 1 is more than the compounds of Examples 2 and 3 as shown in Tables 4 and 5. Despite having a small molecular weight (see Table 3), it was found to have higher T-Peel strength and shear strength properties. These results indicate that HDI properly reacted with PEG without any steric hindrance and side reactions such as urea chemical reaction.

생체 내 세포독성 테스트 결과In vivo cytotoxicity test results

도 4 및 도 5는 DFA 및 실시예 1 내지 3의 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 세포 생존능을 나타내는 그래프들이다. 4 and 5 are graphs showing cell viability of DFA and polyurethane-based polymer compounds of Examples 1 to 3.

도 4 및 도 5을 참조하면, MTT-어세이로부터, MTT 테트라졸륨(tetrazolium)(노란색)의 MTT 포르마잔(formazan)(보라색)으로의 변화에 의해 야기된 생체 세포의 미토콘드리아 감소가 평가되어 세포독성에 대한 유효한 평가 기구 중에 하나로서 세포 생존능(cell viability)을 확인하였다. 570nm에서의 UV-vis 흡수 변화가 MTT 포르마잔 감소에 직접적으로 비례한다. 도 4에 도시된 바와 같이, DFA는 그들의 추출양이 전체 배지 부피(total media volume)의 1%에서부터 50%까지 증가되었음에도 불구하고 적당한 세포 생존능 레벨(80% 이상의 세포 생존능)을 나타내었다. 이러한 결과로부터, 생체 조직 접착제로서 폴리우레탄 백본에 그라프팅된 DFA는 ISO 10993-5에 따라 비세포독성(non-cytotoxic) 레벨을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물들은 추출량이 1~50%로 증가하였음에도, 비 세포독성 레벨로 간주되는 80% 이상의 세포 생존능을 보여줬다. MTT 어세이 결과로부터, DFA 및 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물들 각각은 어떠한 세포독성 효과 없이 생체 조직 접착제로 적용될 수 있음을 알 수 있다. ALP-어세이에서, 세포 활성화도를 확인하기 위해 생체 세포막으로부터 유도된 포스파타아제(phosphatase)의 변화가 ALP-어세이 키트를 사용하여 측정되었다. 4 and 5, from the MTT-assay, mitochondrial reduction in living cells caused by the change of MTT tetrazolium (yellow) to MTT formazan (purple) was evaluated. As one of the effective evaluation tools for toxicity, cell viability was confirmed. The change in UV-vis absorption at 570 nm is directly proportional to the MTT formazan reduction. As shown in FIG. 4, DFAs exhibited an appropriate cell viability level (cell viability of 80% or more) despite their extraction amount increased from 1% to 50% of the total media volume. From these results, it can be seen that DFA grafted onto the polyurethane backbone as a biological tissue adhesive exhibits a non-cytotoxic level according to ISO 10993-5. In addition, the polymer compounds of Examples 1 to 3 showed a cell viability of 80% or more, which is regarded as a non-cytotoxic level, even though the extract amount was increased to 1 to 50%. From the MTT assay results, it can be seen that DFA and each of the polymer compounds of Examples 1 to 3 can be applied as a biological tissue adhesive without any cytotoxic effect. In the ALP-assay, changes in phosphatase derived from living cell membranes were measured using the ALP-assay kit to confirm the degree of cell activation.

도 5에 도시된 바와 같이, 그들의 농도가 전체 배치 부피의 50%까지 증가되었음에도 불구하고, 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 각각은 유사한 세포 활성화도를 나타내었다. 또한, DFA와 시예 1 내지 3의 중합체 화합물 사이의 세포 활성화도 거동은 20%까지에 대해서는 유사한 값을 나타내었다. 이러한 결과로부터, DFA는 세포 거동의 방해 없이 접착 특성을 향상시킬 수 있는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 DFA 및 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물들은 비 독성 레벨이고 생체 내 세포독성 분석 데이터로부터 ISO 표준에 따른 세포 활성화도에 대한 적절한 외관을 가짐을 나타낸다. As shown in FIG. 5, although their concentration was increased to 50% of the total batch volume, each of the polymer compounds of Examples 1 to 3 showed similar cellular activation. In addition, cell activation behavior between DFA and the polymer compounds of Examples 1 to 3 showed similar values for up to 20%. From these results, it is judged that DFA can improve adhesion properties without interfering with cell behavior. These results indicate that the DFA and the polymer compounds of Examples 1 to 3 are at non-toxic levels and have an appropriate appearance for the degree of cell activation according to ISO standards from in vivo cytotoxicity assay data.

폴리우레탄 접착제의 단기 염증을 평가하기 위한 생체 내 동물 연구In vivo animal study to evaluate short-term inflammation of polyurethane adhesives

도 6a 및 도 6b는 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들에 대한 실험용 쥐 모델의 H&E 염색 이미지들이다. 6A and 6B are H&E staining images of an experimental rat model for the polymer compound samples of Examples 1 to 3.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 실험용 쥐(SD-rat)에 대한 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들의 삽입 수술 후 초기 단계에서부터 최종 단계까지, 3주 동안 실험용 쥐의 주입 부위로부터 어떠한 종양(tumors) 및 농양(abscess)도 육안에 의해 발견되지 않았다. 주입 부위로부터의 생체 조직 샘플링이 매주 기 설정된 시간 간격에 따라 수행되었다. H&E 염색 이미지들에서, 헤마톡실린(hematoxylin)은 세포핵(nucleus)과 같은 내부 세포의 (-) 하전된 영역을 착색하였으나, 에오신(eosin)은 단백질 및 콜라겐과 같은 (+) 하전된 세포 영역을 착색하였다. 주입된 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들과 외부 이물질의 반응에 의해 생성되어 생체 조직을 둘러싸는 대식세포들(macrophages)은 H&E 염색(H&E staining)을 통해 검붉은 색(blackish red color)으로 염색되었다. 도 6a 및 도 6b의 이미지들을 참조하면, 앞에서 언급된 외부 이물 반응 때문에, 수술 후 1주 동안 이식된 부위의 모든 생체 검사(biopsy)에서 대식세포들이 생성되었다. 그러나 초기 단계에서 생성된 대식세포들은 1주부터 3주까지 시간이 흐름에 따라 급격하게 사라졌다. 또한, 실험용 쥐의 주입 부위 주변의 모든 바이오 검사 샘플 조직들은 3주 동안 잘 회복된 것으로 나타났다. 다양한 종류의 이소시아네이트를 함유하는 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물의 바이오 검사 조직들에 있어서, 생성된 대식세포들의 양은 최종 단계(3주)에서 급격히 감소하였다. 이러한 결과들로부터, 만성 염증(chronic inflammation)은 3주의 이식 기간 동안 관찰되지 않았고, 다양한 종류의 강화성분은 인체 내에 주입되었을 때 생체 비반응 거동을 나타내었다. 따라서, 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 연질 생체조직 수술에서 의학적 접착제로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 생성된 대식세포의 구체적인 수를 분석하기 위해 면역 염색(immune staining)이 수행되었다. 대식세포의 존재의 조직학적 분석에서, 대식세포와 같은 특정 세포를 식별하는 항체를 이용한 CD-68 염색은 강력한 방법이다. 6A and 6B, any tumor from the injection site of the experimental rat for 3 weeks from the initial stage to the final stage after the insertion of the polymer compound samples of Examples 1 to 3 for the experimental rat (SD-rat) tumors) and abscesses were not detected by the naked eye. The biological tissue sampling from the injection site was performed every week according to a preset time interval. In the H&E staining images, hematoxylin stained (-) charged regions of inner cells such as nucleus, whereas eosin stained (+) charged cell regions such as proteins and collagen. Colored. Macrophages surrounding living tissues produced by the reaction of the injected polymer compound samples of Examples 1 to 3 with foreign substances were colored blackish red through H&E staining. Dyed. Referring to the images of FIGS. 6A and 6B, due to the external foreign body reaction mentioned above, macrophages were generated in all biopsies of the implanted site for 1 week after surgery. However, macrophages produced in the early stages disappeared rapidly over time from 1 to 3 weeks. In addition, it was found that all the biotest sample tissues around the injection site of the experimental mice recovered well for 3 weeks. In the biotest tissues of the polymer compounds of Examples 1 to 3 containing various types of isocyanates, the amount of macrophages produced decreased sharply in the final stage (3 weeks). From these results, no chronic inflammation was observed during the 3 week transplant period, and various types of fortifying ingredients showed non-reactive behavior when injected into the human body. Therefore, it is judged that the polymer compound of Examples 1 to 3 can be applied as a medical adhesive in the surgery of soft biological tissues. In addition, immunostaining was performed to analyze the specific number of generated macrophages. In histological analysis of the presence of macrophages, CD-68 staining with antibodies that identify specific cells such as macrophages is a powerful method.

도 7a 및 도 7b는 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들에 대한 실험용 쥐 모델의 면역 염색 이미지들이다. 7A and 7B are immunostaining images of an experimental rat model for the polymer compound samples of Examples 1 to 3.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 대식세포들은 면역 염색에 의해 붉은 갈색(reddish brown color)으로 착색되었고, H&E 염색 결과와 비교하여 명백히 관찰되었다. 3주후, 대식세포의 수는 감소되었고, 이는 도 6a 및 도 6b의 데이터와 부합한다. 외부 이물 반응 때문에 대식세포의 수는 1주 동안에는 증가하였다. 그러나 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들 각각에 대해 관찰된 바와 같이, 3주 후 대식세포는 거의 완전히 사라졌다. 이러한 결과는 급성 염증(acute inflammation)은 주입 후 초기 단계를 넘어 실시예 1 내지 3의 중합체 화합물 샘플들의 존재에 의해 생성되지 않음을 나타낸다. Referring to FIGS. 7A and 7B, macrophages were colored reddish brown color by immunostaining, and were clearly observed compared to the H&E staining results. After 3 weeks, the number of macrophages decreased, which is consistent with the data in FIGS. 6A and 6B. The number of macrophages increased during 1 week due to external foreign body reaction. However, as observed for each of the polymer compound samples of Examples 1 to 3, the macrophages almost completely disappeared after 3 weeks. These results indicate that acute inflammation is not produced by the presence of the polymer compound samples of Examples 1 to 3 beyond the initial stage after injection.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

없음none

Claims (13)

하기 화학식 1의 제1 단량체 및 하기 화학식 2의 제2 단량체를 포함하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물:
[화학식 1]
Figure pat00054

[화학식 2]
Figure pat00055

상기 화학식 1 및 2에 있어서, R1은 탄소수 1 이상 25 이하의 알켄 작용기이고, R2는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이고, R3는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이며, a 및 b는 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이다.
A polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive comprising a first monomer of Formula 1 and a second monomer of Formula 2 below:
[Formula 1]
Figure pat00054

[Formula 2]
Figure pat00055

In Formulas 1 and 2, R 1 is an alkene functional group having 1 to 25 carbon atoms, R 2 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, R 3 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, and a and b are each It is an integer of 1 or more and 3 or less independently.
제1항에 있어서,
상기 R2는 하기 화학식 3-1 내지 3-3으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물:
[화학식 3-1]
Figure pat00056

[화학식 3-2]
Figure pat00057

[화학식 3-3]
Figure pat00058
The method of claim 1,
The R2 is a polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive, characterized in that it comprises any one selected from the group consisting of the following formulas 3-1 to 3-3:
[Formula 3-1]
Figure pat00056

[Chemical Formula 3-2]
Figure pat00057

[Chemical Formula 3-3]
Figure pat00058
제1항에 있어서,
상기 R3은 화학식 4의 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물:
[화학식 4]
Figure pat00059
The method of claim 1,
The R3 is a polyurethane-based polymer compound for biotissue adhesive, characterized in that it contains the functional group of Formula 4:
[Formula 4]
Figure pat00059
제1항에 있어서,
하기 화학식 5의 분자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물:
[화학식 5]
Figure pat00060

상기 화학식 5에 있어서, m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이다.
The method of claim 1,
Polyurethane-based polymer compound for biotissue adhesive, characterized in that it has a molecular structure of the following formula (5):
[Formula 5]
Figure pat00060

In Formula 5, m and n are each independently an integer of 1 or more and 3 or less.
제4항에 있어서,
상기 m과 n의 비율은 1:1 내지 1:3 인 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물.
The method of claim 4,
The ratio of m and n is 1:1 to 1:3, characterized in that, a polyurethane-based polymer compound for biotissue adhesive.
제4항에 있어서,
1500 이상 3000 g/mol 이하의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물.
The method of claim 4,
A polyurethane-based polymer compound for biotissue adhesive, characterized in that it has a molecular weight of 1500 or more and 3000 g/mol or less.
하기 화학식 5의 분자 구조를 갖는 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법에 있어서,
하기 화학식 6의 도파민 기능화된 아지드 화합물(dopamine functionalized azide)을 합성하는 제1 단계; 및
하기 화학식 7의 에틸렌글리콜 화합물, 하기 화학식 8의 디이소시아네트 화합물(diisocyanate), 하기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물(propargyl diol) 및 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물을 혼합하여 반응시키는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법:
[화학식 5]
Figure pat00061

[화학식 6]
Figure pat00062

[화학식 7]
Figure pat00063

[화학식 8]
Figure pat00064

[화학식 9]
Figure pat00065

상기 화학식 5 내지 8에 있어서, R1은 탄소수 1 이상 25 이하의 알켄 작용기이고, R2는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이고, R3는 탄소수 5 이상 15 이하의 지방족 작용기이고, a 및 b는 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이며, m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1 이상 3 이하의 정수이다.
In the synthesis method of a polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive having a molecular structure of the following formula (5),
A first step of synthesizing a dopamine functionalized azide compound of Formula 6; And
Including a second step of mixing and reacting an ethylene glycol compound of Formula 7 below, a diisocyanate compound of Formula 8, a propargyl diol of Formula 9, and the dopamine-functionalized azide compound A method for synthesizing a polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive, characterized in that:
[Formula 5]
Figure pat00061

[Formula 6]
Figure pat00062

[Formula 7]
Figure pat00063

[Formula 8]
Figure pat00064

[Formula 9]
Figure pat00065

In Formulas 5 to 8, R1 is an alkene functional group having 1 to 25 carbon atoms, R2 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, R3 is an aliphatic functional group having 5 or more and 15 or less carbon atoms, and a and b are each Independently, it is an integer of 1 or more and 3 or less, and m and n are each independently an integer of 1 or more and 3 or less.
제7항에 있어서,
상기 화학식 6의 도파민 기능화된 아지드 화합물은 하기 화학식 6-1의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법:
[화학식 6-1]
Figure pat00066
The method of claim 7,
The dopamine-functionalized azide compound of Formula 6 is a method for synthesizing a polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive, characterized in that it comprises a compound of Formula 6-1:
[Formula 6-1]
Figure pat00066
제7항에 있어서,
상기 제1 단계는,
하기 반응식 1에 따라 3-브로모-1-프로판올(3-bromo-1-propanol) 및 소듐 아지드를 반응시켜 아지도 프로판올(azido propanol)을 합성하는 단계;
하기 반응식 2에 따라 상기 아지드 프로판올, 글루타르산 무수물(glutaric anhydride) 및 DMAP(dimethylaminopyridine)를 반응시켜 제1 중간화합물(1)을 합성하는 단계;
하기 반응식 3에 따라 상기 제1 중간화합물, NHS(N-hydroxysuccinimide) 및 DCC(N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide)를 반응시켜 제2 중간화합물(2)을 합성하는 단계; 및
하기 반응식 4에 따라 상기 제2 중간화합물, 도파민 염산염(Dopamine hydrochloride) 및 트리에틸아민(Triethylamine)을 반응시켜 상기 화학식 6-1의 화합물을 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법:
[반응식 1]
Figure pat00067

[반응식 2]
Figure pat00068

[반응식 3]
Figure pat00069

[반응식 4]
Figure pat00070
The method of claim 7,
The first step,
Synthesizing azido propanol by reacting 3-bromo-1-propanol and sodium azide according to Scheme 1 below;
Synthesizing a first intermediate compound (1) by reacting the azide propanol, glutaric anhydride, and dimethylaminopyridine (DMAP) according to Scheme 2 below;
Synthesizing a second intermediate compound (2) by reacting the first intermediate compound, NHS (N-hydroxysuccinimide) and DCC (N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide) according to Scheme 3 below; And
It characterized in that it comprises the step of synthesizing the compound of Formula 6-1 by reacting the second intermediate compound, dopamine hydrochloride and triethylamine according to the following Scheme 4, for biological tissue adhesive Synthesis method of polyurethane-based polymer compound:
[Scheme 1]
Figure pat00067

[Scheme 2]
Figure pat00068

[Scheme 3]
Figure pat00069

[Scheme 4]
Figure pat00070
제7항에 있어서,
상기 화학식 8의 디이소시아네이트 화합물은 하기 화학식 8-1 내지 8-3의 화합물들로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법:
[화학식 8-1]
Figure pat00071

[화학식 8-2]
Figure pat00072

[화학식 8-3]
Figure pat00073
The method of claim 7,
The diisocyanate compound of Formula 8 is a method for synthesizing a polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive, characterized in that it contains any one selected from the group consisting of compounds of Formulas 8-1 to 8-3:
[Chemical Formula 8-1]
Figure pat00071

[Formula 8-2]
Figure pat00072

[Chemical Formula 8-3]
Figure pat00073
제7항에 있어서,
상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물은,
하기 반응식 5에 따라 수소화 나트륨(Sodium hydride), 디에틸-2-메틸말로네이트(diethyl-2-methylmalonate) 및 프로파길브로마이드(Propargyl bromide)를 반응시켜 제3 중간화합물(3)을 합성하는 단계; 및
하기 반응식 6에 따라 상기 제3 중간화합물 및 리튬 알루미늄 수소화물을 반응시켜 상기 화학식 9의 프로파길 디올 화합물을 합성하는 단계를 통해 합성되는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법:
[반응식 5]
Figure pat00074

[반응식 6]
Figure pat00075
The method of claim 7,
The propargyl diol compound of Formula 9,
Synthesizing a third intermediate compound (3) by reacting sodium hydride, diethyl-2-methylmalonate, and propargyl bromide according to Scheme 5 below; And
Synthesis of a polyurethane-based polymer compound for biotissue adhesive, characterized in that it is synthesized through the step of synthesizing the propargyl diol compound of Formula 9 by reacting the third intermediate compound and lithium aluminum hydride according to Scheme 6 below. Way:
[Scheme 5]
Figure pat00074

[Scheme 6]
Figure pat00075
제7항에 있어서,
상기 제2 단계에 있어서,
상기 에틸렌글리콜 화합물 1 mol을 기준으로, 상기 디이소시아네트 화합물(diisocyanate)은 5 mol 이상 8 mol 이하의 비율로 혼합되고, 상기 프로파길 디올 화합물(propargyl diol)은 3 mol 이상 5 mol 이하의 비율로 혼합되며, 상기 도파민 기능화된 아지드 화합물은 1 mol 이상 2 mol 이하의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물의 합성 방법.
The method of claim 7,
In the second step,
Based on 1 mol of the ethylene glycol compound, the diisocyanate compound (diisocyanate) is mixed in a ratio of 5 mol or more and 8 mol or less, and the propargyl diol compound is mixed in a ratio of 3 mol or more and 5 mol or less. Mixed, wherein the dopamine-functionalized azide compound is mixed in a ratio of 1 mol or more and 2 mol or less, wherein the method for synthesizing a polyurethane-based polymer compound for a biological tissue adhesive.
제1항 내지 제6항 중 선택된 어느 한 항의 생체조직 접착제용 폴리우레탄 기반 중합체 화합물을 포함하는, 생체조직 접착제.
A biotissue adhesive comprising a polyurethane-based polymer compound for a biotissue adhesive according to any one of claims 1 to 6.
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