SE1151240A1 - Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar - Google Patents

Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar Download PDF

Info

Publication number
SE1151240A1
SE1151240A1 SE1151240A SE1151240A SE1151240A1 SE 1151240 A1 SE1151240 A1 SE 1151240A1 SE 1151240 A SE1151240 A SE 1151240A SE 1151240 A SE1151240 A SE 1151240A SE 1151240 A1 SE1151240 A1 SE 1151240A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
polymer
phase
inorganic
water
solution
Prior art date
Application number
SE1151240A
Other languages
English (en)
Inventor
Lisa Mellin
Karin Toerne
Original Assignee
St Jude Medical Systems Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by St Jude Medical Systems Ab filed Critical St Jude Medical Systems Ab
Priority to SE1151240A priority Critical patent/SE1151240A1/sv
Priority to PCT/SE2012/051463 priority patent/WO2013095289A1/en
Priority to US14/366,226 priority patent/US20140350137A1/en
Publication of SE1151240A1 publication Critical patent/SE1151240A1/sv

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/18—Materials at least partially X-ray or laser opaque
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L17/00—Materials for surgical sutures or for ligaturing blood vessels ; Materials for prostheses or catheters
    • A61L17/06—At least partially resorbable materials
    • A61L17/10—At least partially resorbable materials containing macromolecular materials
    • A61L17/12—Homopolymers or copolymers of glycolic acid or lactic acid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/42—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08—Materials for coatings
    • A61L29/085—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/12—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L29/123—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/12—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L29/126—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/145—Hydrogels or hydrocolloids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/18—Materials at least partially X-ray or laser opaque
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04—Macromolecular materials
    • A61L31/06—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/08—Materials for coatings
    • A61L31/10—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/12—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L31/121—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/12—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L31/125—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L31/128—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix containing other specific inorganic fillers not covered by A61L31/126 or A61L31/127
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/145—Hydrogels or hydrocolloids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/0009—Making of catheters or other medical or surgical tubes
    • A61M25/0012—Making of catheters or other medical or surgical tubes with embedded structures, e.g. coils, braids, meshes, strands or radiopaque coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/624—Sol-gel processing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/06—Coatings containing a mixture of two or more compounds

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett radioopakt material och ett förfarande för framställning av detta. Materialet är ett hybridmaterial innefattande två faser, en oorganisk fas innefattande en radioopak substans och en polymerfas.

Description

15 20 25 30 35 En alternativ väg för att öka radioopaciteten hos organiska polymerer är att inkorporera jod eller jodinnehållande molekyler. Kovalent inbindning av jod till en PCL-sampolymers huvudkedja med substitutionshalt av 25% kan uppnås genom en nukleofil substitutionsreaktion i två steg genom användning av litium diisopropylamid som en katalysator. Högt jodinnehåll kan dock minska den dynamiska Youngs modul från 60 till 13 mPa och påverka den biologiska nedbrytningshastigheten. J oderad PCL kan uppvisa en viktsförlust efter 25 veckor, medan PCL inte uppvisade någon viktförlust efter 60 veckor.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att överkomma nackdelarna med känd teknik och att presentera ett förfarande och ett material som är både radioopakt och har de önskade mekaniska egenskaperna.
I en första aspekt avser föreliggande uppfinning ett sol-gelförfarande för att framställa ett hybridmaterial där materialet innefattar två faser, en första och en andra fas, där den första fasen innefattar en oorganisk förening och den andra fasen en bionedbrytbar polymer, där förfarandet innefattar stegen: -tillhandahålla en första lösning innefattande en oorganisk prekursor (eng. precursor) innefattande åtminstone en metallalkoxidförening som är radioopak, och ett första lösningsmedel, -tillhandahålla en andra lösning innefattande en bionedbrytbar polyeterpolymer och ett andra lösningsmedel blandbart med det första lösningsmedlet, -bilda en blandning genom att blanda den första och den andra lösningen; -föra blandningen i kontakt med flytande vatten eller vatten i ångfas; -låta det flytande vattnet eller vattnet i ångfas reagera med metallalkoxiden för att bilda en sol; -låta det flytande vattnet eller vattnet i ångfas reagera ytterligare med metall- alkoxiden för att bilda en gel; och -avlågsna lösningsmedlen för att bilda ett fast material.
I en andra aspekt avser föreliggande uppfinning ett hybridmaterial erhållet genom ett sol-gelförfarande för framställning av ett hybridmaterial innefattande två faser; en första och en andra fas där den första fasen innefattar en oorganisk förening och den andra fasen innefattar en polymer där förfarandet innefattar stegen att: 10 15 20 25 30 35 -tillhandahålla en första lösning innefattande en oorganisk föregångare innefattande åtminstone en metallalkoxidförening som är radioopak och ett första lösningsmedel; -tillhandahålla en andra lösning innefattande en bionedbrytbar polyeterpolymer och ett andra lösningsmedel blandbart med det första lösningsmedlet; -bilda en blandning genom att blanda den första och den andra lösningen; -föra blandningen i kontakt med flytande vatten eller vatten i ångfas; -låta det flytande vattnet eller vattnet i ångfas reagera med metallalkoxiden för att bilda en sol; -låta det flytande vattnet eller vattnet i ångfas reagera ytterligare med metall- alkoxiden för att bilda en gel; och -avlägsna lösningsmedlen för att bilda ett fast material.
I en tredje aspekt avser föreliggande uppfinning ett hybridmaterial innefattande två faser; en första och en andra fas, där den första fasen innefattar en Oorganisk radioopak förening och den andra fasen innefattar en sam-polymer av en polyeter och en polyester.
I en fiärde aspekt avser föreliggande uppfinning användning av ett hybridmaterial såsom definierats ovan för beläggning av förslutningsanordningar, katetrar, ljusspridande material eller som membran.
Särskilda utföringsformer av föreliggande uppfinning definieras i de beroende kraven som härmed införlivas i beskrivningen.
KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Figur 1 a) typ I-hybrid framställd av dispergerade partiklar i en polymer, b) en typ II-hybrid framställd av in situ-odlade partiklar.
Figur 2. Kemisk struktur av HistodenzTM, använd som en jodinnehållande initiator.
Figur 3. Den kemiska reaktionen för funktionalisering av ändgrupp hos PCL.
Figur 4. SEM-bilder av a) Hyb 1.2 b) Hyb 2.1 c) Hyb 9.1 och d) Hyb 9.2.
Figur 5. FT IR transmittansspektra (eng. transmittance spectra) av a) PCL (heldragen) och Hyb 4.1 (streckad) b) PEG 5 (heldragen) och Hyb 9.2 (streckad).
Figur 6. FTIR transmittansspektra (eng. transmittance Spektra) av a) PCL (heldragen), Hiz3 (fetstreckad) Hiz4 (streckad) och Hiz5 (prickad) och b) Hiz3 10 15 20 25 30 (heldragen) och ändgruppsfunktionaliserad Hiz2 (prickad) Hiz3 (fetprickad) Hiz4 (streckad) och Hiz5 (fetstreckad).
Figur 7 a) suturtråd ytbelagd genom doppning med PCL b) rostfri ståltråd ytbelagd genom doppning med Hyb 1.2.
Figur 8. a) Hyb2.1 (vänster) och Hyb2.2 (höger) -filmer med en tjocklek om 0,2 mm (topp) och 0,1 mm (botten) b) Diskar framställda av joderade polyestrar. Från vänster till höger Hiz3 Hiz4 och Hiz5, topp-proven är ändgruppsfunktionaliserade.
En Pt-tråd och en 0,5 cm tjock bit av Fe finns närvarande som referenser.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Lista över förkortningar CL -Kaprolakton DCC -Dicyklohexylkarbodiimid DLLA -DL-mj ölksyra DMAP - Dimetylaminopyridin DSC -Differentialskanningskalorimetri EDX -Energispridande röntgenspektrometri EGF -Ändgruppsfunktionalisering FTIR -Fouriertransformerad infraröd spektroskopi GA -Glykolsyra ICP-SFMS -Induktivkopplad plasma - Sektorfältsmasspektroskopi IR -Infraröd LA -Mjölksyra PCL -Polykaprolakton PDMS - Polydimethylene siloxane / Polydimetylensiloxan PGA -Polyglykolsyra PLA -Polymjölksyra PTMC -Polytrimetylenkarbonat ROP -Ringöppningspolymerisation SEM -Svepelektronmikroskop TGA -Termisk gravimetrisk analys THF -Tetrahydrofuran TIBA -Trijodbensoesyra 10 15 20 25 30 35 I föreliggande ansökan bör den givna startpunkter för bildning av en sol eller en gel inte ses som exakt eftersom både sol-bildningen och gel-bildningen är kontinuerliga processer. Med andra ord kan sol- och gel-bildningen ske samtidigt.
Syftet med denna uppfinning är att presentera ett förfarande för att bilda ett nytt radioopakt material med en potentiell användning som beläggning för guidningstråd (eng. guide wire), kärl-förslutningsanordningar och andra kirurgiprodukter. Det är föredraget att alla material skall vara biokompatibla och att materialegenskaperna skall bestå, eller åtminstone vara tillfredställande efter sterilisering. I en utföringsform skall materialet också vara bionedbrytbart.
Ett material bestående av två faser, en organisk polymerfas och en oorganisk fas tillhandahåller möjligheten att kombinera och optimera mekaniska, optiska, elektriska eller magnetiska och naturligtvis också radioopaka egenskaper som annars är omöjliga att uppnå. Ett hybridmaterial av ett tungmetall-salt, metallpartiklar eller metall innehållande partiklar eller föreningar och en biokompatibel elastisk polymer kan vara både radioopakt och ha de erfordrade mekaniska egenskaperna. Beroende på typen av interaktion mellan faserna kan oorganiska-organiska hybridmaterial kategoriseras i två grupper. Typ I hybridmaterial har endast svaga Van deer Waal- eller vätebindningar. Typ II har starkare kemiska bindningar som förbinder de två faserna. Det material som erhålls med sol-gel förfarandet enligt föreliggande uppfinning är av typ II.
Typ I-hybrider kan enkelt syntetiseras genom att helt enkelt blanda ett fint pulver av oorganiskt material med en organisk polymer (figur la). Detta kan genomföras antingen med en polymer eller en monomer före polymerisering. Den oorganiska fasen kan vara ren metall, ett keramiskt material, t.eX. bariumsulfat eller zirkoniumdioxid eller en organisk metallförening. Beroende på de två fasernas inkompatibla natur är risken för separation hög och ett läckage av tungmetallsalt ut i kroppen kan vara negativt för patientens hälsa. Den oorganiska fasen kan också försvaga polymerens mekaniska egenskaper, så det finns en gräns för det oorganiska innehållet. Vidare visar dessa hybrider också dålig vidfästning till rostfritt stål när de används som belåggningsmaterial.
Genom användning av sol-gelsyntes är det möjligt att skapa mycket homogena hybrider bestående av två interpenetrerande nätverk i nanostorlek; ett organiskt 10 15 20 25 30 35 och ett oorganiskt (figur lb). Sol-gel-processer används vanligen för syntes av metalloxider där omgivningstemperatur metallalkoxider, prekursorer, hydrolyseras till en sol och sedan kondenseras till en gel.
Hydrolysstegen skapar reaktiva hydroxigrupper: M-OR + H20 -> M-OH + ROH Hydroxigrupperna kan sedan reagera ytterligare genom två mekanismer för att skapa ett oorganiskt nätverk. a) Oxolation, skapandet av en syrebrygga M-oH + M-oX _» M-o-M + HoX (x= H eller R) b) Olation, bildandet av en hydroxobrygga M-oH + oH-M _» M-(oHp-M Den låga framställningstemperaturen tillåter organiska polymerer att införlivas i syntesen. De kan tillsättas som polymerer eller som den motsvarande monomeren under eller efter hydrolys-kondenseringsreaktionen. Den oorganiska fasen kommer att finnas med som kluster i nanometerstorlek, vilkas exakta storlek och struktur bestäms av de olika inblandade kemiska reaktionernas hastigheter.
Hydrolysstegets hastighet bestäms genom prekursorns, metallalkoxidens, reaktivitet. Denna bestäms i sin tur av metallens elektroniska natur och alkoxigruppernas steriska hindrande. Kiselalkoxider är inerta för hydrolys och en katalysator tillsätts vanligen. Övergångsmetallalkoxider är mer reaktiva och inhibitorer såsom starkt komplexbildande ligander (b-diketonater, syraderivat etc.) eller oorganiska syror används för att kontrollera reaktiviteten. En annan strategi är att inte tillsätta vatten som en vätska till hydrolyssteget, men instället härda hybriden genom att använda luftfuktigheten eller att använda Vatten i ångfas.
Genom användning av luftfuktigheten, eller genom att använda vatten i ångfas, kan en långsammare och mer kontrollerad reaktion erhållas. Förfarandet kan följas kontinuerligt och när de önskade egenskaperna har uppnåtts kan förfarandet avslutas.
För syntes av hybridmaterial av klass II, innefattar metallalkoxiden företrädesvis åtminstone två särskilda fuktionaliteter, alkoxylgrupp (R-OM, M=metall, bindningar tillgängliga för hydrolys som leder till bildning av ett oXo-polymernätverk) och metall 10 15 20 25 30 35 till kol-bindningar som är stabila under hydrolysen. För Si, Sn, Hg eller P är C-M- bindningen stabil. För övergångsmetaller är C-M-bindningen vanligen inte tillräckligt stabil och i stället kan bindningen mellan de oorganiska och organiska faserna vara en C-O-M-bindning som är stabil vid hydrolys.
Tack vare att ester-funktionaliteterna i polyestrar interagerar med metalloxiderna är det möjligt att syntetisera hybrider med polyester med eller utan funktionaliserade kedjeändar. De organiska och de oorganiska nätverken förbinds via transesterfieringsreaktioner som bildar interaktioner mellan karboxylgrupperna och metallen.
Tidigare rapporter har beskrivit de dynamiska mekaniska egenskaperna hos hybrider med PCL och tetraetoxisilan (TEOS) -prekursorer. Det upptäcktes att antalet funktionella ändgrupper per polymerkedja inte påverkade lagringsmodulen.
Det oorganiska viktinnehållet och härdningstemperaturen befanns vara de två viktigaste faktorerna som påverkade elasticiteten.
I en utföringsform av föreliggande uppfinning bör materialet vara tillräckligt radioopakt för avbildning, tillräckligt flexibelt för att försluta punkteringen eller följa det belagda substratets rörelse och brytas ned utan bildning av toxiska biprodukter.
Den radioopaka beläggningen bör tillhandahålla tillräcklig synlighet vid röntgen medan den ändå har tillräcklig flexibilitet och vidhäftning till substratet.
Företrädesvis bör visibiliteten vid röntgen vara likvärdig med visibiliteten hos befintliga anordningar synliga vid röntgen.
Polymeren kan vara godtycklig biokompatibel polymer och polymeren kan vara en homopolymer eller sampolymer. Sampolymeren kan vara en slumpartad, alternerande, statisk eller, en ympsampolymer härrörande från två eller flera monomerer. Polymeren kan t.ex. vara en polyester, polyeter, polyamid, polyamin, polyakrylat, polyalkan, polyuretan, polyuretan-urea, polysiloxan, polykarbonat eller sampolymers av dessa. Sampolymerer kan vara, men begränsas inte till, exempelvis polyester-sam-eter, eller polyester-sam-uretan, eller polyeter-sam-polyuretan, eller polyester-sam-polyamid eller polyeter-sam-polyamid, eller polyeter-sam-polyester- sam-polykarbonat. En föredragen sampolymer är en polyeter-polyestersampolymer. 10 15 20 25 30 35 Förhållandet polyester till polyeter bör företrädesvis vara mellan 1:20 till 20: 1, t.ex. 1:15 eller mindre, eller 1: 10 eller mindre, eller 1:5 eller mindre; eller 5:1 eller mer, eller 10:l eller mer, eller 15:1 eller mer.
Polymeren kan också vara en flerarmad polymer, d.v.s. en polymer med 2, 3, 4, 5, 6 eller 7 eller fler armar. Dessa strukturer kan erhållas genom användning av en initiator med 2 eller flera armar.
Ett exempel på en polyeter kan vara en polyetylenglykol och exempel på polyestrar kan vara polyestrar baserade på mjölksyra, glykolsyra eller kaprolakton. För att mjukgöra eller sänka glastransitionstemperaturen hos en bionedbrytbar polyester kan trimetylenkarbonat tillsättas till sampolymeren. Molekylviktsförhållande mellan polyetern och polyestern eller polykarbonat kan vara mellan 1:100 till 1:5, t.ex. 1:100 eller mer, eller 1:50 eller mer, eller 1:30 eller mer, eller 1:20 eller mer, eller 1:10 eller mer, eller 1:5 eller mindre.
Mängden glykolsyra är företrädesvis 0-40 vikt%, t.ex. 5 vikt% eller mer, eller 10 vikt% eller mer, eller 20 vikt% eller mer av polyesterinnehållet. Mängden mjölksyra (L-mjölksyra eller D,L-mjölksyra) är företrädesvis 0-50 vikt%, t.ex. 5 vikt% eller mer, eller 10 vikt% eller mer, eller 20 vikt% eller mer, men mindre än 50 vikt%, eller mindre än 40 vikt% av polyesterinnehållet. Mängden kaprolakton är företrädesvis 0-50 vikt%, t.ex. 5 vikt% eller mer, eller 10 vikt% eller mer, eller 20 vikt% eller mer, men mindre än 50 vikt%, eller mindre än 40 vikt% av polyesterinnehållet. Mängden trimetylenkarbonat är mellan 0 och 100%, t.ex. 5 vikt% eller mer, eller 20 vikt% eller mer, eller 40 vikt% eller mer, men mindre än 100 vikt%, eller mindre än 80 vikt%, eller mindre än 60 vikt%.
Alkoxiderna hos den oorganiska prekursorn enligt föreliggande uppfinning kan vara, men begränsas inte till, Cl-Cgo linjära eller grenade alkoxider, t.ex. metoxider, etoxider, propoxider, isopropoxider, butoxider, isobutoxider, pentoxider och isopentoxider. Företrädesvis innefattar den organiska föreningen i det radioopaka materialet en metall vald från guld, bismut, platina, tantal och titan, och helst tantal eller titan.
Viktförhållandet metallalkoxid/oorganisk prekursor till polymer i förfarandet bör vara mellan 0,0001:1 till 100:l; t.ex. 0,0001:1 eller mer, 0,0005:1 eller mer, 0,00l:l 10 15 20 25 30 eller mer, 0,005: 1, 0,01:1 eller mer, eller 0,05:1 eller mer, eller 0,1:1 eller mer; eller 0,511 eller mer, eller 1:1 eller mer, eller 5:1 eller mer, eller 1021 eller mer, eller 25:l eller mer, eller 5011 eller mer, eller 75:1 eller mer. I en utföringsform, bör viktförhållandet metallalkoxid till polymer företrädesvis vara inom 0,0001:1 till 0,521 t.eX. 0,0001:1 eller mer, eller mer än 0,0005:1 eller mer än 0,001:1, eller mer än 0,005:1, men mindre än 0,521, eller mindre än 0,1:1 eller mindre än 0,01:1.
I en föredragen utföringsform bör viktförhållandet för metalloxid vara mellan 30 vikt% och 95 vikt%, t.eX. 40 vikt% eller mer, eller 50 vikt% eller mer, eller 65 vikt% eller mer eller 75 vikt% eller mer, eller 95 vikt% eller mindre, eller 85 vikt% eller mindre materialets totala vikt.
För att kunna optimera de mekaniska egenskaperna och radioopaciteten, kan polymermaterialet också innehålla en radioopak substans. Genom att introducera en radioopak substans till polymermaterialet kan den erfordrade mängden radioopakt material i den oorganiska fasen varieras eller minimeras. Denna strategi kan begränsa all läckage av tungmetallsalter, då dessa kan vara olämpliga eller till och med toxiska i några tillämpningar, från den oorganiska fasen utan att förlora hybridmaterialets radioopacitet. Denna radioopaka substans kan vara jod, brom eller godtycklig annan halogen eller guld, bismut, platina, tantal och titan eller metallorganiska funktionaliteter därav eller kombinationer därav. Antal radioopaka substanser per kedja kan varieras för att optimera de radioopaka egenskaperna och de mekaniska egenskaperna.
Den radioopaka substansen kan introduceras med hjälp av en initiator innefattande nämnda substans eller genom funktionalisering av ändgrupperna eller sidogrupper. I en utföringsform är den opaka substansen företrädesvis belägen vid ändgrupperna. I en ytterligare utföringsform är den radioopaka substansen belägen i initiatorn och vid ändgrupperna.
Polymerens molekylvikt bör vara mer än 1000g/ mol, företrädesvis mer än 5000 g/mol, företrädesvis mer än 10000 g/mol, företrädesvis mer än 30000 g/mol, företrädesvis mer än 50000 g/mol. 10 15 20 25 30 35 10 Det radioopaka innehållet i polymeren bör företrädesvis vara mer än 0,5 vikt%, eller mer än 5 vikt%, eller mer än 10 vikt%, eller mer än 15 vikt%, eller mer än 25 vikt%, eller mer än 35 vikt%.
En föredragen utföringsform innefattar en PEG-sam-polyesterpolymer med en molekylvikt om åtminstone 20000 g/ mol och med ett radioopakt substansinnehåll om åtminstone 5 vikt%. I denna utföringsform har polyestern erhållits från mjölksyra, kaprolakton och glykolsyra och den oorganiska fasen innefattande tantaloxid eller titanoxid finns närvarande i en mängd om 30 vikt% till 90 vikt%. I en annan utföringsform innefattar den oorganiska fasen TagOg.
I en annan föredragen utföringsform har PEG-sam-polyestern ett molekylviktsförhållande mellan PEG och polyester om 1:100 till 1:5 varvid polyestern är erhållen från glykolsyra, DL-mjölksyra och kaprolakton och den oorganiska fasen innefattar tantaloxid eller titanoxid om 30 till 90 vikt%.
I en annan föredragen utföringsform innefattar polyesterdelen av PEG-sam- polyestern 30-40 vikt% av vardera glykolsyra, DL-mjölksyra och kaprolakton och den oorganiska fasen innefattar tantaloxid eller titanoxid om 30 till 90 vikt%.
I en annan föredragen utföringsform innefattar polymerfasen en PEG-sam- polytrimetylenkarbonatpolymer och den oorganiska fasen innefattar tantaloxid eller titanoxid om 30 till 90 vikt%.
I en utföringsform är den oorganiska prekursorns koncentration i den första lösningen mellan 0,1 och 30 vikt%; d.v.s. 0,1 vikt% eller mer, eller 0,5 vikt% eller mer, eller 0,8 vikt% eller mer, eller 1 vikt% eller mer, eller 5 vikt% eller mer, eller 8 vikt% eller mer, eller 30 vikt% eller mindre, eller 20 vikt% eller mindre eller 15 vikt% eller mindre. I en föredragen utföringsform bör den oorganiska prekursorns koncentration vara inom 0,8-15 vikt%.
I en utföringsform är den bionedbrytbara polyeterpolymerens koncentration i den andra lösningen mellan 5 och 45 vikt%; d.v.s. 5 vikt% eller mer, eller 10 vikt% eller mer, eller 15 vikt% eller mer, eller 45 vikt% eller mindre, eller 40 vikt% eller mindre, eller 30 vikt% eller mindre. I en föredragen utföringsform bör polymerens koncentration vara inom 15-30 vikt%. 10 15 20 25 30 35 ll I en utföringsform är den oorganiska prekursorns koncentration i den första lösningen 0,5-15 vikt% och bionedbrytbara polyeterpolymerens koncentration i den andra lösningen är 15-30 vikt%. De lösningsmedel som används enligt föreliggande uppfinning (första och andra lösning) bör vara åtminstone delvis blandbara med varandra, i en föredragen utföringsform är lösningsmedlen desamma i båda lösningarna. Lösningsmedlet bör vara vattenfritt, d.v.s. fritt från vatten eller åtminstone 98% fritt från vatten eller företrädesvis 299,5%, och kan vara NMP, DMSO, THF, kloroform eller diklormetan.
För att bättre kontrollera hydrolysen kan en syra tillsättas till en av lösningarna. I en utföringsform tillsätts syran till den första lösningen, i en annan utföringsform tillsätts syran till den andra lösningen. I ytterligare en utföringsform tillsätts syran till den bildade blandningen mellan den första och den andra lösningen. Icke- begränsande exempel på syror som kan användas är saltsyra, svavelsyra, fosforsyra eller ättiksyra eller blandningar därav.
När vatten tillsätts för att bilda en gel, är den föredragna mängden vatten åtminstone en vattenmolekyl per alkoxidgrupp, t.eX. fyra vattenmolekyler per titanisopropoxid och fem vattenmolekyler per tantaletoxid. Företrädesvis bör vattnet tillsättas i överskott.
Materialet enligt föreliggande uppfinning kan appliceras på olika material som beläggning. Figur 7b beskriver rostfritt stål ytbelagd genom doppning med hybridmaterialet enligt uppfinningen. Materialet skulle också kunna användas som ljusspridande material i t.eX. optisk coherenstomografi (eng. optical coherence tomography), OCT.
EXAMPEL Material s-kaprolakton, (CL) erhölls från TCI, DL-mjölksyra, (DL_LA) och Trimetylenkarbonat (TMC) erhölls från Boehringer-Ingelheim.
Propandiol, tenn(II) etylhexanoat och Poly(etylenglykol) MW lOOO, Histodenz (5-(N- 2,3-Dihydroxipropylacetamid)-2,4,6-trijod-N,NÜ-bis(2,3 dihydroxipropyl)isoftalamid), PDMS viskositet 750 cSt, Titanisopropoxid, Tantaletoxid, Dimetylaminopyridin (DMAP), Dicyklohexylkarbodiimid (DCC), 10 15 20 25 30 35 12 Trijodobensoesyra (TIBA) och Na2HPO4 erhölls från Sigma-Aldrich Co. KH2PO4 erhölls från Merck KGaA.
Polymerisationsreaktioner Olika polyestrar syntetiserades genom användning av ringöppningspolymerisation, ROP. Tenn(II)etylhexanoat användes som katalysator i alla polymeriseringsreaktioner.
Ett annat set av sampolymerer initierade från PEG syntetiserades också. I detta fall ersatte PEG, MW= 1000, propandiol som initiator. Katalysatorn och reaktionsbetingelserna var desamma.
Allmänt förfarande för ringöppningspolymerisation av polyestrar Både homopolymerer och slumpvisa sampolymerer tillverkades med målmolekylvikten (MW) 20000 g/ mol. Förfarandet följde standardförfarande för ROP.
Allmänt förfarande fór syntes av jodinnehållande polyestrar För att införliva jod i polymerens huvudkedja (eng. back bone) användes en icke- jonisk, vattenlöslig initiator innehållande jod och och hydroxylgrupper som kan agera som startpunkter för polymerisering. Ett exempel på en kommersiellt tillgänglig icke-jonisk, vattenlösligt kontrastmedel är HistodenzTM, figur 2.
HistodenzTM innehåller tre jodgrupper och sex hydroxylgrupper. Polyestrar med olika molekylvikter syntetiserades enligt tabell 1 med användning av HistodenzTM som initiator. Vanligen användes en katalysator med högre mol% för att öka polymeriseringshastigheten. För övrigt var reaktionsbetingelserna desamma som för standard ROP-förfarandet. Ändgruppsfunktionalisering av joderade polyestrar För att ytterligare öka jodinnehållet hos polyestrarna initierade från HistodenzTM kopplades TIBA till hydroxylkedjeändarna (figur 3). I ett typfall upplöstes 1-2 g polyester och 8 mol% (per mol ändgrupp) DMAP i torr THF i två separata behållare.
DMAP tillsattes till polymeren under kväveflöde och kyldes i ett isbad. På samma sätt tillsattes DMAP 166 mol% TIBA, och 210 mol% DCC. Reaktionen fortsatte vid ~10°C under ca 6 timmar och sedan vid rumstemperatur över natt. Biprodukten, dicyklohexylurea, fälldes ut som ett vitt pulver under reaktionen. Efter slutförande filtrerades det av. THF-lösningsmedlet avdunstades och polymerprodukten löstes 15 20 25 30 13 upp i kloroform och fälldes ut i metanol. Analys av de resulterande polymerernas jodinnehåll utvärderades med ICP-SFMS.
Tabell 1. Målmolekylvikt och monomerförhållanden för polymeriserade joderade polyestrar Polymer Målmolekylvikt (g / mol) Monomer-mol förhållande % CL DL-LA TMC GA Hizl 3000 100 Hiz2 5000 100 Hiz3 9500 100 10 Hiz4 38000 100 Hiz5 75000 100 Hizö l 0000 100 Hiz7 l 0000 33 33 33 Hiz8 l 0000 33 33 33 Hiz9 1 0000 33 33 33 Syntes av organiska-oorganiska hybridmaterial Hybridmaterial med TiOg eller Ta2O5 som den oorganiska fasen och PDMS eller de tidigare beskrivna polyestrarna, användes som den organiska fasen. En mer detaljerad presentation kan ses i tabell 6.
Sol-gel-förfarande för hybridsyntes enligt uppfinningen Detta är ett icke-begränsande exempel på uppfinningen.
Alla glasvaror rengjordes och torkades vid 100 °C före användning. Ett gram av en av polymererna beskrivna ovan löstes upp i 4 till 5 ml torr kloroform eller THF i en rundkolv (första lösning). Under kväveatmosfär löstes l-2 gram titanisopropoxid eller tantaletoxid upp med två gånger så mycket lösningsmedel (andra lösningen).
Valfritt tillsattes, 20 mol% 37% HCl för att kontrollera hydrolysen av metallalkoxiden. Den första lösningen tillsattes sedan långsamt under omrörning till den andra lösningen. Den slutliga blandningen hälldes på ett Teflon-ark i en Petri-skål av glas och täcktes med ett glaslock. Metallalkoxiden reagerade över natt med fuktigheten i luften och bildade en sol och gelade till en gel, och torkade till en fast film. Valfritt, för att avlägsna eventuellt kvarvarande lösningsmedel och för att ytterligare härda filmen värmebehandlades den under 2 timmar i lOO°C i en omgivande atmosfär. 10 15 14 Beläggning av metaltrådar och suturtrådar Både metalltrådar och en polymjölksyra-baserad nedbrytbar suturtråd ytbelagdes genom doppning med hybridmaterial och polyestrar. Tantalremsor, 30 um tjock, punktsvetsades på rostfria ståltrådar. Både trådar täckta med tantal och utan ytbelagdes genom doppning i den slutliga hybridlösningen som beskrivits ovan.
Resultat Syntetiserade polyestrar Utseendet och de mekaniska egenskaperna hos polyestrar syntetiserade från propandiol och PEG sammanfattas i tabell 2 nedan. Polymerer framställda från PEG var mer elastiska än motsvarande propanediolpolymer. Den vita färgen på några polymerer indikerar en högre grad av kristallisering år de transparanta.
Tabell 2. Egenskaper hos de syntetiserade polyestrar Monomer (mol.
Polymer Initiator Utseende Mekanik förhållande %) CL DLLA TMC GA Prop.
PDl lOO vitt pulver hård bräcklig díol Prop.
PD2 díol lOO vit mjuk bräcklig Prop.
PD3 díol lOO transparent mycket elastisk Prop.
PD4 díol 50 50 vit mjuk vaxig Prop.
PD5 díol 33 33 33 transparent mjuk elastisk Prop.
PD6 (1101 33 33 33 opak mjuk vaxig PEGl PEG lOO vitt pulver hård slitstark PEG2 PEG lOO transparent hård bräcklig PEG3 PEG lOO transparent mjuk elastisk PEG4 PEG 33 33 33 vit mjuk spröd PEG5 PEG 33 33 33 transparent mjuk elastisk Prop. diol= propandiol 10 15 Tabell 3. Egenskaper hos syntetiserade joderade polyestrar efter EGF.
Polymer Efter funktíonalisering Utseende Mekanik Jod vikt% kal* J od vikt% exp** A H Hiz 2 brun mjuk svag 45,78 - - Hiz 3 ljusbrun hård bräcklig 25,76 17,5 43 Hiz 4 ljusbrun hård bräcklig 6,86 6,69 50 Hiz 5 vit mjuk svag 3,5 4,06 47 Hiz 6 ljusbrun mjuk svag 24,5 - - Hiz 7 ljusbrun mjuk elastisk 24,5 18,2 - Hiz 8 ljusbrun mjuk elastisk 24,5 - - Hiz 9 ljusbrun mjuk seg 24,5 - - Joderade polyestrar Några egenskaper hos polyestrar initierade av HistodenzTM presenteras i tabell 2.
Tabell 3 visar samma polymerer efter EGF. J oden orsakar en gul/ brun färg, vars intensitet ökar med mängden jod. HistodenzTM har sex potentiella initieringslägen och producerar således flerarmade polymerer. De flerarmade strukturerna medför något mer flexibla mekaniska egenskaper än den analoga linjära polymeren. EGF ökade denna skillnad ytterligare. Det är troligt att den skrymmande TIBA- ändgruppsmolekylen hindrar kristallisering och därför ändrar de mekaniska egenskaperna. Ytterligare bevis på detta ges genom DSC-mätningarna.
Tabell 4. Egenskaper hos syntetiserade joderade polyestrar Polymer Före funktíonalisering Utseende Mekanik Jod vikt% kal* J od vikt% exp** AH Hizl gul mjuk 9,97 - - Hiz2 ljusgul hård bräcklig 6,54 - 57 Hiz3 vit hård bräcklig 3,68 3,23 6 l Hiz4 vit hård bräcklig 0,98 0,93 58 Hiz5 vit mjuk svag 0,5 0,53 55 Hiz6 gul mycket mjuk 3,5 - - Hiz7 vit mjuk elastisk 3,5 2,73 - Hiz8 ljusgul mjuk klibbig 3,5 - - Hiz9 vit mjuk seg 3,5 - - 16 Hybridmaterial Kluster av nanometerstorlek är för små för att sprida synligt ljus, därför var nanokomposithybriderna vanligen transparenta. PEG-blocksampolymerhybriderna hade emellertid en vit färg. Detta kan vara en indikation på att den hydrofila PEG och metalloxiden bildar större kluster.
Effekten av den oorganiska fasen på de mekaniska egenskaperna hos polymererna var skadlig. De flesta hybriderna var hårda och bräckliga. De enda polymerer som gav mjuka flexibla hybrider var PDMS, PEG 3 och PEG 5. PDMS-hybriderna var flexibla men inte särskilt varaktiga när de utsattes för belastning. PEG-hybriderna var mer sega och hade mer gummiartade egenskaper, se tabell 5.
Tabell 5. Egenskaper hos de syntetiserade hybridmaterialen Hybrid Förhållande* omg' org' Lösnings' Tillsatser Färg Mekanik Prek. Prek. medel Hyb 1.1 25 transp. mjuk flexibel Hyb 1.2 so TíOQ vi: mjuk flexibel Hyb 1.3 75 vi: mjuk flexibel PDMS . .
Hyb 2.1 25 transp. mjuk flexïbel Hyb 2.2 so Taustorns transp. mjuk flexibel Hyb 23 75 THF HCl Vit mjuk flexibel Hyb 3.1 25 transp.” hård bräcklig Hyb 3.2 50 TiOg transp. hård bräcklig Hyb 3.3 75 PD l transp.” hård bräcklig Hyb 4.1 25 transp.” hård bräcklig Hyb 4.2 50 Ta(EtOH)5 transp.” hård bräcklig Hyb 4.3 75 transp.” hård bräcklig Hyb 5 50 PD 4 vit hård bräcklig Hyb 6.1 25 vit mjuk bräcklig PD 5 Hyb 6.2 50 transp. hård bräcklig Hyb 7 50 Ta(EtOH)5 PEG 3 CHCls vit mjuk elastisk Hyb 8 50 PEG 4 Hcl vit hård bräcklig Hyb 9.1 25 vit mjuk elastisk PEG 5 Hyb 9.2 50 vit mjuk elastisk *Molförhållande oorganisk till organisk prekursor 10 15 20 25 30 17 **Dessa hybrider var transparenta till en början med ändrades till vita efter det att de hade lagrats vid rumstemperatur under ett par veckor.
Transp. = transparent SEM-bilder SEM-bilderna av Hyb 1.2 och 2.1 (figur 4a och 4b) visade en slät homogen yta med undantag av ett fåtal adsorberade främmande partiklar. Hyb 9.1 och 9.2 Visade emellertid omfattande fasseparation (figur 4c och 4d). EDX-analys visade förhöjt metallinnehåll i Hyb 9.1 och 9.2 jämfört med de teoretiska värden understödda av TGA-resultaten. Hyb 9.1 hade ett ytmetallinnehåll om 20 vikt% jämfört med det teoretiska värdet om 13 vikt%. De ljusa områdenai Hyb 9.2 hade 57 vikt% metallinnehåll och de mörka områdena 37 vikt%. Det är möjligt att polymerens hydrofila PEG-områden drar till sig mer metalloxid som bildar de vita områdena.
FTIR-spektra Hybridmaterial Esterpolymerernas spektra (figur 5a) dominerades av två områden med toppar.
Först observerades vid 2950-2850 cm-l toppar från C-H sträckningen av kolvätekedjan. Vid lägre vågantal tillskrevs de skarpa banden mellan 1036 och 1600 cm_1 till -CHQ- deformering. De högsta topparna av spektrat vid 1721 cm-1 kom från karbonylerna (>C=O). Det är dessa bindningar som interagerar med de oorganiska oxiderna, och beroende på den elektrondonerande naturen hos metallerna uppträdde nya toppar alldeles under 1721 cm-l. Hyb 4.1 hade en ytterligare topp vid 1532 cm-l vilken i litteraturen tillskrivits till en tvåtandad överbryggningsstruktur (eng. bidentate bridging structure).
PEG-sam-polyester tantaloxidhybrider visade två skuldror på karbonyltoppen vid 1652 och 1580 cm-l (figur 5b). Dessa skuldror indikerar monodentat- och bidentat- kelatinteraktioner mellan den oorganiska och organiska fasen. PEG-hybridspektrat hade också en bred topp vid 3500-1700 cm-1. En möjlighet är att dessa hybrider absorberar mer vatten än deras organiska prekursorer beroende på den oorganiska fasen. Efter det att hybriderna torkats i vakuum under 3 dagar var emellertid toppen oförändrad. 10 15 20 18 Joderade polyestrar Jämfört med polyesterarna initierade av propandiol visade de HistodenzTM-initierade polyestrarna ytterligare toppar beroende på C-N-sträckningen vid 1627 och 1545 cm>1 (figur 6a). Efter EGF med TIBA uppträdde toppar beroende på aromatisk C-C- sträckning vid 1545 och 1521 cm-l (figur 6b) och vid 3000-3100 cm-l beroende på aromatisk C-H-sträckning (spektrum ej visat). Intensiteten hos dessa toppar blev starkare med ökande HistodenzTM och TIBA-innehåll, t.eX. lägre molekylvikt.
Röntgensynlighet Hybrider Graden av röntgen-opacitet hos hybridfilmer motsvarade den mängd och sort oorganiskt innehåll oavsett vilken sorts polymer som användes. Hybrider som hade en titanoXid oorganisk fas absorberade mindre strålning än tantaloxidhybriderna (figur 8a och b).
Joderade polyestrar Dessa polymerer hade en lägre röntgenabsorption före EGF (figur 8b, längst ned).
Endast polymeren med mycket låg molekylvikt hade någon visibilitet. Efter det att jodinnehållet ökats genom EGF ökade även visibiliteten (figur 8b topp).

Claims (17)

19 PATENTKRAV
1. Ett sol-gel-förfarande för att framställa ett hybridmaterial innefattande två faser; en första och en andra fas, där den första fasen innefattar en oorganisk radioopak förening och den andra fasen innefattar en bionedbrytbar sam-polymer, där förfarandet innefattar stegen: -tillhandahålla en första lösning innefattande en oorganisk prekursor innefattande åtminstone en metallalkoxidförening som är radioopak, och ett första lösningsmedel, -tillhandahålla en andra lösning innefattande en bionedbrytbar sam-polymer av en polyeter och en polyester med 2, 3, 4, 5, 6 eller 7 eller fler armar och som har en molekylvikt om åtminstone 5000 g/mol och innefattar mer än 5 viktprocent av radioopak substans, och ett andra lösningsmedel blandbart med det första lösningsmedlet, -bilda en blandning genom att blanda den första och den andra lösningen; -föra blandningen i kontakt med flytande vatten eller vatten i ångfas; -låta det flytande vattnet eller vattnet i ångfas reagera med metallalkoxiden för att bilda en sol; -låta det flytande vattnet eller vattnet i ångfas reagera ytterligare med metall- alkoxíden för att bilda en gel; och -avlägsna lösningsmedlen för att bilda ett fast material.
2. Förfarandet enligt krav 1 där sampolymeren är en PEG-sam-polyesterpolymer.
3. Förfarandet enligt krav 1 eller 2 där polyestern är baserad på mjölksyra, glukolsyra, kaprolakton och/ eller trimetylenkarbonat.
4. Förfarandet enligt något av kraven l eller 2 där den oorganiska prekursorn innefattar tantalalkoxid, titanalkoxid, guldalkoxid eller vismutalkoxid.
5. Förfarandet enligt något av de föregående kraven där viktsförhållandet oorganisk prekursor till polymer är åtminstone 1:1, eller företrädesvis 5:1, eller ännu mer föredraget 10: 1.
6. Förfarandet enligt av föregående krav där den radioopaka substansen innefattande i sam-polymeren är jod, brom eller någon annan halogen eller guld, 20 vismut, platina, tantal eller titan eller metallorganisk funktionalitet därav eller kombination därav.
7. Förfarande enligt krav 6 där den radioopaka substansen är jod, som är inkorporerad i polymerens huvudkedja genom initiering av ringöppningspolymerisation genom en initiering innefattande jod och hydroxylgrupper, och eventuellt ytterligare genom ändgruppsfunktionalisering av den joderade polyestern med trijodbensosyra.
8. Förfarandet enligt krav 1 där koncentrationen av oorganisk prekursor i den första lösningen är 0,8-15 vikt% och koncentrationen av den bionedbrytbara polyeterpolymeren i den andra lösningen är 15-30 vikt%.
9. Förfarandet enligt något av föregående krav där viktsförhållandet av metalloXid är mellan 30 viktprocent och 95 viktprocent av den totala vikten hos materalet.
10. Förfarandet enligt något av de föregående kraven där en syra tillsätts till den första eller andra lösningen eller till blandningen av den första och den andra lösningen.
11. l l. Ett hybridmaterial erhållet genom ett sol-gelförfarande för framställning av ett hybridmaterial innefattande två faser enligt något av föregående krav.
12. Ett hybridmaterial innefattande två faser, en första och en andra fas där den första fasen innefattar en oorganisk radioopak förening vald från tantaloxid, titanoxid, vismutoxid eller guldoxid, den oorganiska radioopaka substansen av den första fasen innefattar mellan 30 viktprocent och 95 viktprocent av den totala vikten av hybridmaterialet, och där den andra fasen innefattar en bionedbrytbar sampolymer av en polyeter och en polyester med 2, 3, 4, 5, 6 eller 7 eller fler armar och som har en molekylvikt om åtminstone 5000 g/ mol och innefattar mer än 5 viktprocent av en radioopak substans.
13. Hybridmaterialet enligt krav 12 där polyestern härrör från mjölksyra, glukolsyra, kaprolakton och/ eller trimetylenkarbonat.
14. Hybridmaterialet enligt krav 12 eller 13 där den radioopaka substansen innefattande i sam-polymeren är jod, brom eller någon annan halogen eller guld, 21 vismut, platina, tantal eller titan eller metallorganisk funktionalitet därav eller kombination därav.
15. Materialet enligt något av kraven 12-14 där materialet innefattar en PEG-sam- polyesterpolymer som har en molekylvikt om åtminstone 20000 g/ och den oorganiska fasen innefattande tantaloxid eller titanoxid är närvarande i ett molförhållande om 25:1 till 75:1 till polymeren.
16. Materialet enligt något av kraven 12-15 där materialet innefattar en PEG-sam- polyester i vilken polyesterdelen innefattar 33 vikt% av var och en av glykolsyra, DL-mjölksyra och kaprolakton och den oorganiska fasen innefattar tantaloxid eller titanoxid om 60 till 90 vikt%.
17. Användning av ett hybridmaterial enligt kraven 11 till 16 för beläggning av förslutningsanordningar, katetrar, ljusspridande material eller som ett membran.
SE1151240A 2011-12-21 2011-12-21 Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar SE1151240A1 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1151240A SE1151240A1 (sv) 2011-12-21 2011-12-21 Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar
PCT/SE2012/051463 WO2013095289A1 (en) 2011-12-21 2012-12-20 Biocompatible x-ray opaque polymers for medical device
US14/366,226 US20140350137A1 (en) 2011-12-21 2012-12-20 Biocompatible x-ray opaque polymers for medical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1151240A SE1151240A1 (sv) 2011-12-21 2011-12-21 Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE1151240A1 true SE1151240A1 (sv) 2013-06-22

Family

ID=48668976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1151240A SE1151240A1 (sv) 2011-12-21 2011-12-21 Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140350137A1 (sv)
SE (1) SE1151240A1 (sv)
WO (1) WO2013095289A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11840797B1 (en) 2014-11-26 2023-12-12 Microban Products Company Textile formulation and product with odor control
CN117178006A (zh) * 2021-04-21 2023-12-05 旭化成株式会社 聚碳酸酯二醇组合物
CN116496475B (zh) * 2023-06-26 2023-09-22 海杰亚（北京）医疗器械有限公司 用于栓塞微球的可降解交联剂、可降解栓塞微球及其制备方法和药物组合物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054139A (en) * 1975-11-20 1977-10-18 Crossley Kent B Oligodynamic catheter
US5620461A (en) 1989-05-29 1997-04-15 Muijs Van De Moer; Wouter M. Sealing device
NL8901350A (nl) 1989-05-29 1990-12-17 Wouter Matthijs Muijs Van De M Afsluitsamenstel.
SE506135C2 (sv) 1990-07-11 1997-11-17 Radi Medical Systems Sensor- och ledarkonstruktion
US5282827A (en) 1991-11-08 1994-02-01 Kensey Nash Corporation Hemostatic puncture closure system and method of use
US5531759A (en) 1994-04-29 1996-07-02 Kensey Nash Corporation System for closing a percutaneous puncture formed by a trocar to prevent tissue at the puncture from herniating
SE9600333D0 (sv) 1995-06-22 1996-01-30 Radi Medical Systems Sensor arrangement
US6486214B1 (en) * 1997-09-10 2002-11-26 Rutgers, The State University Of New Jersey Polyanhydride linkers for production of drug polymers and drug polymer compositions produced thereby
EP1309354A2 (en) * 2000-07-27 2003-05-14 Rutgers, The State University Therapeutic polyesters and polyamides
US6508828B1 (en) 2000-11-03 2003-01-21 Radi Medical Systems Ab Sealing device and wound closure device
US7790141B2 (en) * 2003-08-11 2010-09-07 Pathak Holdings, Llc Radio-opaque compounds, compositions containing same and methods of their synthesis and use
US7914809B2 (en) * 2005-08-26 2011-03-29 Boston Scientific Scimed, Inc. Lubricious composites for medical devices
KR20090024242A (ko) * 2006-06-06 2009-03-06 루트거스, 더 스테이트 유니버시티 오브 뉴 저지 아이오딘화 중합체
US8507639B2 (en) * 2006-09-11 2013-08-13 Boston Scientific Scimed, Inc. Radiopaque amide polymers and medical devices formed thereof
ITRM20070245A1 (it) * 2007-04-30 2008-11-01 Alma Mater Studiorum Uni Di Bologna Ibrido organico inorganico radioopaco che comprende un ossdo inorganico e un polimero

Also Published As

Publication number Publication date
US20140350137A1 (en) 2014-11-27
WO2013095289A1 (en) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10329448B2 (en) Method of making coated articles
JP2644971B2 (ja) 医療用生分解性コポリマー
JP2986509B2 (ja) 変性ポリエステル樹脂組成物、その製造方法、およびその用途
EP3608346B1 (en) Photo-cross-linkable shape-memory polymer and preparation method therefor
US6197320B1 (en) Absorbable E-caprolactone polymers and medical devices
US6699940B2 (en) Cyanoacrylate-capped heterochain polymers and tissue adhesives and sealants therefrom
JP3054451B2 (ja) 加水分解性樹脂組成物
CN105542141B (zh) 一种侧链含双碘功能基团的生物可降解共聚物及其应用
JP2004526566A (ja) 被覆されたナノ粒子の製造法
SE1151240A1 (sv) Biokompatibla röntgenopaka polymerer för medicinska anordningar
CA2831414C (en) Biodegradable particle, vascular embolization material and method for producing biodegradable particles
KR20200107271A (ko) 형상기억 고분자, 이의 제조방법 및 용도
CN101367921A (zh) 一种丙交酯开环合成聚乳酸的方法
US5773563A (en) Absorbable ε-caprolactone polymers
CN108530642B (zh) 可生物降解的三嵌段杂臂星形双亲性高分子材料及其制备方法
CN101633730B (zh) 一种聚磷酸酯-聚乳酸三嵌段共聚物及其应用
Dahlan et al. Modulating carboxymethylcellulose-based hydrogels with superior mechanical and rheological properties for future biomedical applications
Veerabagu et al. A facile synthesis of itaconic acid based biodegradable co-polyesters: an in-vitro anticancer evaluation and controlled drug delivery system
EP2832380B1 (en) Biodegradable material and method for producing biodegradable material
Nie et al. Synthesis of copolymers using dendronized polyethylene glycol and assay of their blood compatibility and antibacterial adhesion activity
KR101815780B1 (ko) 온도 및 피에이치 민감성 하이드로겔 및 그의 제조방법
KR101622546B1 (ko) 펜타블록 코폴리머 및 이의 제조방법
EP1670846B1 (en) 1-vinylpyrrolidin-2-one/ ester copolymers
KR100524541B1 (ko) 고체 기질 또는 입자 표면에 체내 분해성폴리(1，5­디옥세판­2­온)을 코팅하는 방법
KR100821464B1 (ko) 마이크로입자의 생분해성 고분자 코팅 방법

Legal Events

Date Code Title Description
NAV Patent application has lapsed