WO2021241399A1 - ブロック共重合体 - Google Patents

ブロック共重合体 Download PDF

Info

Publication number
WO2021241399A1
WO2021241399A1 PCT/JP2021/019200 JP2021019200W WO2021241399A1 WO 2021241399 A1 WO2021241399 A1 WO 2021241399A1 JP 2021019200 W JP2021019200 W JP 2021019200W WO 2021241399 A1 WO2021241399 A1 WO 2021241399A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
block copolymer
segment
elongation
copolymer
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/019200
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
理央 栗本
Original Assignee
帝人株式会社
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 帝人株式会社 filed Critical 帝人株式会社
Priority to JP2022526956A priority Critical patent/JP7319466B2/ja
Publication of WO2021241399A1 publication Critical patent/WO2021241399A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/64Polyesters containing both carboxylic ester groups and carbonate groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/16Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L17/00Materials for surgical sutures or for ligaturing blood vessels ; Materials for prostheses or catheters
    • A61L17/06At least partially resorbable materials
    • A61L17/10At least partially resorbable materials containing macromolecular materials
    • A61L17/12Homopolymers or copolymers of glycolic acid or lactic acid

Definitions

  • Patent Document 1 discloses, as a biodegradable thermoplastic elastomer, a polyurethane elastomer obtained by extending the molecular chain length of a polymerization intermediate composed of an aliphatic ester with an organic diisocyanate. Although the elastomer of Patent Document 1 exhibits the properties of an elastomer, it has a urethane bond in the main chain structure, and there is a concern that a harmful amine compound may be generated after decomposition.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 or R 6 are hydrogen atoms, methyl groups or ethyl groups independently of each other].
  • segment A 90 mol% or more of the repeating unit consists of glycolic acid units.
  • the segment A preferably contains 95 mol% or more, particularly preferably 100 mol% of glycolic acid units.
  • the monomer unit other than the glycolic acid unit include lactic acid units derived from L-lactide, D-lactide or meso-lactide.
  • the segment A is contained in the copolymer in an amount of 5 to 39% by weight, preferably 15 to 39% by weight or 5 to 19% by weight, and more preferably 20 to 37% by weight or 5 to 15% by weight.
  • Glass-transition temperature The glass transition temperature derived from the soft structure segment of the copolymer was measured using a differential scanning calorimeter (DSC-25 (trade name), manufactured by TA Instruments).
  • the weight average molecular weight of the copolymer was measured by size exclusion chromatography (SEC) using HLC-8320 (trade name, manufactured by Tosoh Corporation).
  • SEC size exclusion chromatography
  • HLC-8320 trade name, manufactured by Tosoh Corporation.
  • linear polymethylmethacrylate was used as a standard substance
  • 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol was used as a solvent
  • the flow rate was 0.3 ml. It was determined under the conditions of / min and column temperature: 40 ° C.
  • Comparative Examples 1 and 2 linear polystyrene was used as a standard substance, chloroform was used as a solvent, and the flow rate was 1.0 ml / min and the column temperature was 40 ° C.
  • the weight average molecular weight of the polymer obtained in Example 2 was 155,900.
  • the tin atom content in the obtained copolymer was 0.05 ppm or less, and the metal atom content of titanium, zinc, zirconium, or antimony was less than 20 ppm.
  • the glass transition temperature derived from the soft structure segment in the copolymer was ⁇ 15 ° C.
  • the fracture elongation, Young's modulus, fracture stress and elongation recovery rate are as shown in Table 1.
  • glycolide 2.19% by weight
  • dichloromethane 58.35% by weight
  • acetic acid was added, and then the polymer was recovered by reprecipitation of the mixture in the reaction vessel into ethanol and analyzed.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

本開示は、生分解性であって、ウレタン結合又はウレア結合を有さず、破断伸度及び伸長回復性に優れた、エラストマー特性を発現するブロック共重合体を提供することを目的とする。 本開示は、生分解性セグメントAと生分解性セグメントBとのブロック共重合体であって、前記セグメントAは、繰り返し単位の90モル%以上がグリコール酸単位からなり、共重合体中に5~39重量%含まれ、前記セグメントBは、繰り返し単位の90モル%以上が、化学式(A)で表される単量体単位であり、共重合体中に61~95重量%含まれることを特徴とする。

Description

ブロック共重合体
 本開示は、優れた機械的強度、柔軟性及び伸長回復性を具備した生分解性熱可塑性のブロック共重合体に関する。
 損傷された生体組織や器官の治療を促すため、生体内で分解、吸収される材料で構成されるシート、フィルム、パッチ等の形状の医療用インプラントが用いられる。生体内で分解、吸収される材料で構成される医療用インプラントは、生体内の患部に適用しても一定期間後に分解、吸収されるため治癒後に取り出す必要がなく、患者の負担を大幅に軽減することができる。このような医療用インプラントは、長期に亘って生体内に留置されることになるため、生体組織や器官と同等の力学的な特性や、生体組織や器官に追従するような性質、即ちエラストマーの性質が求められる。そこで、生体組織や器官と同等の力学的特性や追従性を有し、且つ生体内に一定期間留置された後には速やかに分解、吸収される材料の開発が期待されている。
 医学的用途に適するエラストマーの性質を有する材料として、ポリウレタンやシリコーン系の樹脂が多数の医学的用途について受け入れられている。しかしながら、ポリウレタンやシリコーン系のエラストマーは、多数の医学的用途に要求される生体適合性、機械的強度、加工可能性を示すが、このような樹脂は生体内において分解、吸収されない、もしくは、分解速度が非常に遅い、分解時に有害な成分が発生するといった問題がある。
 例えば、特許文献1では、生分解性熱可塑性エラストマーとして、脂肪族エステルから成る重合中間体を有機ジイソシアネートにより分子鎖長を伸長させたポリウレタンエラストマーが開示されている。特許文献1のエラストマーは、エラストマーの性質を示すものの、主鎖構造にウレタン結合が存在しており、分解した後に有害なアミン化合物が発生する懸念がある。
 一方、ウレタン結合又はウレア結合を有さない生分解性熱可塑性重合体に関する研究もなされており、例えば、特許文献2、特許文献3、非特許文献1又は非特許文献2が参照される。具体的には、特許文献2及び特許文献3に開示される生分解性熱可塑性重合体は、いずれも、化学組成において、硬構造セグメントに用いられるグリコール酸が全体の50重量%以上を占めている。また、非特許文献1及び非特許文献2に開示される生分解性熱可塑性エラストマーは、軟構造セグメントにはトリメチレンカーボネートが使用され、硬構造セグメントについては、非特許文献1及び非特許文献2ではラクチドが用いられている。
 しかしながら、これらの文献に記載されたウレタン結合又はウレア結合を有さない生分解性熱可塑性重合体およびエラストマーは、破断伸度が小さかったり、伸長後の速やかな伸長回復性に劣ったりなどの問題があり、破断伸度と伸長回復性とを高度に具備する生分解性熱可塑性エラストマーはいまだ提供されていなかった。
日本国特許公開公報 特開2006-070129号公報 米国特許第5403347号明細書 米国特許第4429080号明細書
Z.Zhang,et.al.Macromol.Chem.Phys.205,867-875(2004) N.Andronova,et.al.Biomacromolecules7,1489-1495(2006)
 このように、ウレタン結合又はウレア結合を有さない生分解性熱可塑性重合体やエラストマーについては、高い破断伸度や伸長後の速やかな伸長回復性を実現できていない点において課題が残っている。
 そこで、本開示は、生分解性であって、ウレタン結合又はウレア結合を有さず、破断伸度及び伸長回復性に優れた、エラストマー特性を発現するブロック共重合体を提供することを目的とする。さらに本開示は、好ましくは、破断伸度及び伸長回復性に加えて、ヤング率が低く、破断応力が高く、ウレタン結合又はウレア結合を有さない、エラストマーの特性を発現するブロック共重合体を提供することを目的とする。
 かかる課題に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果、グリコール酸単位を主として構成する硬構造セグメントと、以下で詳述する化学式(A)で表される単量体単位を主として構成する軟構造セグメントとを、所定の組成比で組み合わせることによって、上記課題を克服したエラストマーの特性を発現するブロック共重合体の開発に至った。即ち、本開示は以下の態様を包含する。
[1]生分解性セグメントAと生分解性セグメントBとのブロック共重合体であって、
前記生分解性セグメントAは、繰り返し単位の90モル%以上がグリコール酸単位からなり、前記ブロック共重合体中に5~39重量%含まれ、
前記生分解性セグメントBは、繰り返し単位の90モル%以上が下記化学式(A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[上記化学式中、R、R、R、R、R又はRは、互いに独立して、水素原子、メチル基又はエチル基である]で表される単量体単位であり、共重合体中に61~95重量%含まれる、ブロック共重合体。
[2]生分解性セグメントBが、重合体中で81~95重量%含まれる、[1]に記載のブロック共重合体。
[3]共重合体がセグメントAを両端部に有する、[1]又は[2]に記載のブロック共重合体。
[4]金属成分を含まない、[1]~[3]のいずれかに記載のブロック共重合体。
[5]重量平均分子量が4万以上20万以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のブロック共重合体。
[6][1]~[5]のいずれかに記載のブロック共重合体を含む組成物。
[7][1]~[5]のいずれかに記載のブロック共重合体を含む成形体。
[8][1]~[5]のいずれかに記載のブロック共重合体を含む医療用具。
[9][1]~[5]のいずれかに記載のブロック共重合体を含む農林業用資材。
 本開示によれば、生分解性であって、ウレタン結合又はウレア結合を有さない、破断伸度及び伸長回復性に優れたエラストマー材料が提供される。さらに本開示によれば、好ましくは、破断伸度及び伸長回復性に加えて、ヤング率が低く、破断応力が高い、ウレタン結合又はウレア結合を有さないエラストマー材料も提供される。
 また、本開示のブロック共重合体は、破断伸度と伸長回復性とを高度に具備することから、医療用インプラントとして用いたとき、生体組織や器官に近い力学的特性を発現しやすいことが期待される。また同時に、生体内に留置された際に接触する周辺の生体組織や器官等に物理的な刺激を与えにくく、周辺組織の損傷、炎症反応の惹起を抑制することが期待される。また、本開示のブロック共重合体は、組織追従性に優れることから、接触する生体組織や器官の機能を阻害しにくいことが期待される。
 さらに、本開示のブロック共重合体は、ウレタン結合又はウレア結合を有さず、破断伸度と伸長回復性とを高度に具備することから、樹脂廃材から排出されるマイクロプラスチックによる環境汚染の面からも好適であり、汎用樹脂としてのポリウレタン等に代替される材料として、産業用途にも好適に用いることができる。その結果、例えば農林業用資材として好適に用いることができる。
 以下に、本開示を詳細に記載する。
 [ブロック共重合体]
 本開示のブロック共重合体(本明細書中において「本開示の共重合体」ともいう。)は、生分解性セグメントAと生分解性セグメントBとからなる。以下、生分解性セグメントAと生分解性セグメントBをそれぞれセグメントA、セグメントBと称することがある。
 前記セグメントAは、グリコリドをモノマーとして開環重合により得られる1又は2以上のグリコール酸単位から主に構成され、本開示においていわゆる硬構造セグメント(ハードセグメント)と呼ばれる。
 一方、前記セグメントBは、1又は2以上の下記化学式(A)で表される単量体単位から主に構成され、本開示においていわゆる軟構造セグメント(ソフトセグメント)と呼ばれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[上記化学式中、R、R、R、R、R又はRは、互いに独立して、水素原子、メチル基又はエチル基である]。
 上記化学式(A)で表される単量体単位のうち、軟構造セグメントのフレキシブル性確保の観点からは、R、R、R、R、R又はRは全て水素原子であることが好ましいが、これに限定はされない。
 セグメントAは、繰り返し単位の90モル%以上がグリコール酸単位からなる。セグメントAは、好ましくは95モル%以上、特に好ましくは100モル%がグリコール酸単位からなることが好ましい。グリコール酸単位以外の単量体単位としては、例えば、L-ラクチド、D-ラクチド又はメソラクチドに由来する乳酸単位が挙げられる。セグメントAは共重合体中には5~39重量%含まれ、好ましくは15~39重量%あるいは5~19重量%、より好ましくは20~37重量%あるいは5~15重量%含まれる。
 一方、セグメントBは、繰り返し単位の90モル%以上が上記化学式(A)で表される単量体単位からなる。セグメントBは、好ましくは95モル%以上、特に好ましくは100モル%が上記化学式(A)で表される単量体単位からなる。上記化学式(A)で表される単量体単位以外としては、例えば、1,4-ジオキサン-2-オン等の環状カーボネート、又はL-ラクチド、D-ラクチド、メソラクチド、グリコリド、1,4-ジオキセパン-2-オン、1,5-ジオキセパン-2-オン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトン若しくはβ-プロピオラクトン等の環状エステルに由来する単量体単位が挙げられる。セグメントBは、共重合体中には61~95重量%含まれ、好ましくは61~85重量%あるいは81~95重量%、より好ましくは63~75重量%あるいは85~95重量%含まれる。セグメントBの共重合体中での割合が、61重量%未満であると、硬構造セグメントの性質が支配的になり、本開示の共重合体において、十分な破断伸度や伸長回復率が得られにくくなる。また、95重量%を越えると硬構造セグメントの疑似架橋点としての機能が十分に発現されないため、本開示の共重合体において、高い破断伸度や伸長後の速やかな伸長回復性を示すようなエラストマーの性質が確認されにくくなる。なお、セグメントAとセグメントBとは、DSCのガラス転移温度によって区分することができる。低温側のガラス転移温度を示すものがセグメントBに由来し、高温側のガラス転移温度を示すものがセグメントAに由来する。
 本開示の共重合体における、エラストマーの性質を左右する破断伸度や伸長回復率は、疑似架橋点となる硬構造セグメントの相互作用の強さに影響され、硬構造セグメントをグリコール酸にて構成することで、破断伸度や伸長回復率は相対的に改善されることが判明した。これは、以下の理由によるものと推定する。グリコール酸からなる硬構造セグメントの結晶性は、一般的な硬構造に用いられる乳酸からなる硬構造セグメントと比べて非常に大きく、また、グリコール酸からなる硬構造セグメントは、乳酸からなる硬構造セグメントに比べて、本開示における軟構造セグメントとの相溶性が低い。そのため、グリコール酸からなる硬構造セグメントは他のセグメントに対して相分離構造が生じやすくなり、疑似架橋点が強固に形成されるためである。
 本開示の共重合体は、前述の通り、セグメントAとセグメントBとから構成されるが、斯かるブロックの構成要素は、セグメントAを“A”とセグメントBを“B”で表すとすると、AB、ABA、ABAB、ABABA、等のように、互いが順番に配列されていれば限定されない。十分な破断伸度や伸長回復率を所望する場合は、ABAや、ABABA等のように共重合体中、セグメントAを両端部に有する配列とすることが好ましい。なお、セグメントBは、後述する二官能開始剤や多官能開始剤に対してモノマーを添加することで合成することができる。
 本開示の共重合体における重量平均分子量は4万以上20万以下が好ましい。4万以下である場合は、十分な破断伸度や伸長回復率が得られにくくなる。また、20万以上であると分子成長末端からの反応性が悪くなり、末端以外、例えば主鎖エステルとの間で反応が起きてしまい、ブロック性が悪くなる可能性がある。言い換えると、よりランダム共重合に近い共重合体となる可能性があるということである。
 本開示の共重合体は、室温環境(20~25℃)や生体内環境(35~40℃)で十分にエラストマーの性質を発現するために、軟構造セグメントのガラス転移温度が10℃以下、好ましくは0℃以下、更に好ましくは-10℃以下になるよう設計することが好ましい。
 本開示の共重合体の製造工程では、後述するように有機触媒を用いることが好ましく、更に重合後に除去可能なアミジン系有機触媒を用いて製造されていることが好ましい。ポリマー樹脂の変色や物性の安定性、生体中での安全性の観点からは、金属成分は含まない方が良い。この観点からは、本開示の共重合体は、医療用具に好適に適用することができる。本開示において「金属成分を含まず」又は「金属成分を含まない」とは、金属触媒由来の金属原子を含まないことを意味する。具体的には、ICP発光分析法でポリマー中の金属原子の検出を試みた場合に、20ppm未満であるときに金属触媒由来の金属原子を含まないと言える。本開示において金属触媒由来の金属原子としては、スズ、チタン、亜鉛、ジルコニウム又はアンチモンが挙げられる。
 [製造方法]
 このような本開示の共重合体は、例えば、以下の方法により製造することができる。まず、反応容器に加えたトルエン、クロロホルム又はジクロロメタン等の適切な極性溶媒に、軟構造セグメントのモノマーを添加する。続いて、二官能開始剤又は多官能開始剤と、有機触媒を不活性ガス雰囲気下にて添加して、溶解又は懸濁させて重合を行うことで、軟構造セグメントを合成する。続いて、合成した軟構造セグメントに対してグリコリドを不活性ガス雰囲気下にて追加添加し、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン等の適切な溶媒中で溶解又は懸濁させて重合を行うことで、軟構造セグメントの末端部に硬構造セグメントが化学的に結合されたブロック共重合体を製造することができる。
 ここで、前記の軟構造セグメントの合成に用いるモノマーとしては、例えば、1,3-ジオキサン-2-オン、4-メチル-1,3-ジオキサン-2-オン、4-ジメチル-1,3-ジオキサン-2-オン、5-メチル-1,3-ジオキサン-2-オン、5-ジメチル-1,3-ジオキサン-2-オン、4,5-メチル-1,3-ジオキサン-2-オン、4-エチル-1,3-ジオキサン-2-オン又は5-エチル-1,3-ジオキサン-2-オン等の環状カーボネートが挙げられる。
 前記二官能開始剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ヘプタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール又は1,16-ヘキサデカンジオールが挙げられる。
 前記多官能開始剤としては、例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、マンニトール又はグルコースが挙げられる。
 前記アミジン系有機触媒としては、例えば、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン又は1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネンが挙げられる。
 斯かる製造方法は、スズ等の金属触媒を用いて開環重合する方法と異なり、アミジン系有機触媒を用いているため、得られる共重合体中に金属成分が含まれない。故に、生体内の安全性の観点からは医療用具に好ましく使用され、また、環境負荷低減の観点からは生分解性材料に好ましく使用される。
 [組成物]
 本開示の共重合体は、組成物に使用する場合、上述するような共重合体を単体として用いてもよいし、組成比や化学構造の異なる共重合体の混合物として用いてもよい。その際、目的に応じてその他の物質を加えた組成物として用いることもできる。その他の物質としては、以下の物質を例示できる。例えば樹脂(ポリマー)としては、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、乳酸とグリコール酸との共重合体、乳酸とカプロラクトンとの共重合体、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシブチレート吉草酸、ポリリンゴ酸、ポリ-α-アミノ酸、ポリオルソエステル、セルロース、コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、桂皮酸、桂皮酸誘導体等の生分解性樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(エチレン-2,6-ナフタレート)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ABS樹脂が挙げられる。樹脂以外の物質としては、金属や金属塩等の無機化合物、酸化防止剤やその他の有機又は無機の添加剤、有機溶媒等が挙げられる。
 [成形品、用途]
 本開示の共重合体は、破断強度及び伸長回復率に優れており、またヤング率が低く、破断応力が高い。その特徴を生かして、フィルム状、シート状、繊維状、テープ状、板状、チューブ状、箱状、その他の三次元形状、発泡体、又は繊維構造体等の任意の形状に加工することができ、様々な成形品に応用することができる。
 斯かる成形品としては、不織布や織編物、フィルム、パッキング、ケース、ボトル、若しくはディスポーザブル包装用材料等の日用品、地表被覆用フィルム若しくはネット、肥料用袋、徐放性農薬材料等の農林業用資材、漁網、釣り糸等の漁業用資材、レジャーバッグ、釣り用品包装材料等のレジャー用品の他、ドラッグデリバリーシステム材料、又は医療用具等が挙げられる。これらのうち、本開示の共重合体は生分解性であることから、環境汚染低減の観点から、農林業用資材に好適に用いることができる。また、本開示の共重合体は、生体吸収性でもあることから、体内に留置される医療用具に好適に用いることができ、斯かる医療用具としては、体内埋込用(インプラント)基材、糸、クリップ、結紮具、ステープル若しくは外科用ガーゼ等の外科用縫合基材、又は組織補綴材、止血材や人工血管、人工硬膜、癒着防止膜、若しくは組織再生用足場材等の組織置換材料等が挙げられる。
 以下、本開示を実施例により具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨に合致する限り、他の実施の形態も本開示の範疇に属し得る。
 [破断伸度、ヤング率、破断応力]
 破断伸度、ヤング率及び破断応力は、テンシロンRTE-1210(商品名、エー・アンド・デイ社製)を24±1℃下にて通常試験モードで使用して得られる応力-歪み曲線から算出した。測定試料は、以下の操作により得た。実施例1~4及び比較例3の重合体は1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノールに、比較例1~2の重合体はジクロロメタンに、それぞれ濃度が10重量%以上20重量%以下となるように溶解した。各溶液を水平台上にキャストし、60℃にて、24時間減圧乾燥した後、JIS K 6251の8号形のダンベル状に打ち抜き、測定試料として使用した。測定は、引張速度:200mm/min、初期つかみ間隔:30mmで行い、3点の測定試料の特性値を取得して、破断伸度は中央値から、ヤング率及び破断応力は平均値から算出した。なお、試料厚みは、測定試料をチャック装着する際、厚み計を用いて測定して35μmになっていることを確認し、各種特性値を算出した。
 [伸長回復率]
 伸長回復率は、テンシロンRTE-1210(商品名、エー・アンド・デイ社製)を24±1℃下にてサイクル試験モードで使用して得られる20回目の応力-歪み曲線から下記計算式を用いて伸長回復率を算出し、伸長回復性の指標とした。
 [計算式]
伸長回復率(%)={(伸長伸度(mm))―(20回目のサイクルの復路において応力が初荷重まで戻った際の伸度(mm))}/(伸長伸度(mm))×100
※伸長伸度(mm):15mm(30mm(初期つかみ間隔)×50%伸度)
(なお、応力が初荷重まで戻った際の伸度が0mmであれば、伸長回復率100%となる。)
 測定試料は、以下の操作により得た。実施例1~4及び比較例3の重合体は1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノールに、比較例1~2の重合体はジクロロメタンに、それぞれ濃度が10重量%以上20重量%以下となるように溶解した。各溶液を水平台上にキャストし、60℃にて、24時間減圧乾燥した後、JIS K 6251の8号形のダンベル状に打ち抜き、測定試料として使用した。測定は、引張速度:50mm/min、初期つかみ間隔:30mm、50%伸度で行い、3点の測定試料の特性値を取得して、平均値から算出した。なお、試料厚みは、測定試料をチャック装着する際、厚み計を用いて測定して35μmになっていることを確認し、各種特性値を算出した。この値の高低は、回復特性の指標として使用でき、数値が高いほど回復特性に優れていることを示す。
 [化学組成]
 共重合体の化学構造の繰返し単位は、核磁気共鳴装置(ECA-500(商品名)、日本電子株式会社製)を用いて、重トリフルオロ酢酸溶媒中のH核のNMRスペクトルにて観測される2.0~2.1ppmのピークの積算値及び4.8~5.0ppmのピークの積算値を用いて以下の数式1~2から、又は、重クロロホルム溶媒中のH核のNMRスペクトルにて観測される2.0~2.1ppmのピークの積算値及び5.1~5.2ppmのピークの積算値を用いて以下の数式3~4から、算出した。共重合体の組成がグリコール酸単位(GA)とトリメチレンカーボネート単位(TMC)からなる場合には以下の数式1~2を用いて算出し、共重合体の組成がL-乳酸単位(LLA)とトリメチレンカーボネート単位(TMC)からなる場合には以下の数式3~4を用いて算出した。
 〈数式1〉
TMC組成比[重量%]=[(2.0~2.1ppmのピークの積算値)×102.1)]/{[(2.0~2.1ppmのピークの積算値)×102.1)+(4.8~5.0ppmのピークの積算値)×58.1)]}
 〈数式2〉
GA組成比[重量%]=[(4.8~5.0ppmのピークの積算値)×58.1)]/{[(2.0~2.1ppmのピークの積算値)×102.1)+(4.8~5.0ppmのピークの積算値)×58.1)]}
 〈数式3〉
TMC組成比[重量%]=[(2.0~2.1ppmのピークの積算値)×102.1)×1/2]/{[(2.0~2.1ppmのピークの積算値)×102.1)×1/2+(5.1~5.2ppmのピークの積算値)×72.1)]}
 〈数式4〉
LLA組成比[重量%]=[(5.1~5.2ppmのピークの積算値)×58.1)]/{[(2.0~2.1ppmのピークの積算値)×102.1)×1/2+(5.1~5.2ppmのピークの積算値)×72.1)]}
 [スズ、チタン、亜鉛、ジルコニウム、アンチモンの金属原子含有量]
 共重合体の金属成分の含有量は、発光分光分析装置(ICP-OES-5100(商品名)、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いてICP(誘導結合プラズマ)発光分析法により測定した。
 [ガラス転移温度]
 共重合体の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は示差走査熱量計(DSC-25(商品名)、TAインスツルメンツ社製)を用いて測定した。
 [重量平均分子量]
 共重合体の重量平均分子量は、HLC-8320(商品名、東ソー株式会社製)を用いてサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)にて、測定した。実施例1~4及び比較例3においては、直鎖ポリメチルメタクリレートを標準物質として、溶媒として1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノールを用い、流速:0.3ml/min、カラム温度:40℃の条件で求めた。比較例1~2においては、直鎖ポリスチレンを標準物質として、溶媒としてクロロホルムを用い、流速:1.0ml/min、カラム温度:40℃の条件で求めた。
 [実施例1]
 GA/TMC=5/95の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(9.28重量%、重合反応開始時の重量比率を示す。以下同じ。)をジクロロメタン(61.70重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(0.50重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.01重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.04重量%)を加えて、室温で105分間保持した。その後、ジクロロメタン(27.44重量%)に溶解させたグリコリド(1.03重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で5分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 実施例1で得られた重合体の重量平均分子量は、112800であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-14℃であった。また、破断伸度、ヤング率、破断応力及び伸長回復率は表1の通りであった。
 [実施例2]
 GA/TMC=15/85の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(6.84重量%)をジクロロメタン(45.52重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(0.37重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.01重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.03重量%)を加えて、室温で105分間保持した。その後、ジクロロメタン(45.52重量%)に溶解させたグリコリド(1.71重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で5分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 実施例2で得られた重合体の重量平均分子量は、155900であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-15℃であった。また、破断伸度、ヤング率、破断応力及び伸長回復率は表1の通りであった。
 [実施例3]
 GA/TMC=25/75の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(5.12重量%)をジクロロメタン(34.04重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(0.28重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.01重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.02重量%)を加えて、室温で90分間保持した。その後、ジクロロメタン(58.35重量%)に溶解させたグリコリド(2.19重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で5分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 実施例3で得られた重合体の重量平均分子量は、44600であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-15℃であった。また、破断伸度、ヤング率、破断応力及び伸長回復率は表1の通りであった。
 [実施例4]
 GA/TMC=37/63の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(3.83重量%)をジクロロメタン(25.47重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(0.21重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.01重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.02重量%)を加えて、室温で90分間保持した。その後、ジクロロメタン(67.92重量%)に溶解させたグリコリド(2.55重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で5分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 実施例4で得られた重合体の重量平均分子量は、62100であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-15℃であった。また、破断伸度、ヤング率、破断応力及び伸長回復率は表1の通りであった。
 [比較例1]
 LLA/TMC=16/84の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(22.49重量%)をジクロロメタン(59.83重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(1.82重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.03重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.11重量%)を加えて、室温で15分間保持した。その後、ジクロロメタン(11.22重量%)に溶解させたラクチド(4.50重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で10分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 比較例1で得られた重合体の重量平均分子量は、127200であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-16℃であった。また、破断伸度、ヤング率、破断応力及び伸長回復率は表1の通りであった。
 [比較例2]
 LLA/TMC=47/53の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(8.12重量%)をジクロロメタン(61.69重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(0.44重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.01重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.04重量%)を加えて、室温で120分間保持した。その後、ジクロロメタン(21.59重量%)に溶解させたラクチド(8.12重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で5分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 比較例2で得られた重合体の重量平均分子量は、132100であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-14℃であった。また、破断伸度、ヤング率、破断応力及び伸長回復率は表1の通りであった。
 [比較例3]
 GA/TMC=67/33の組成のブロック共重合体
 1,3-ジオキサン-2-オン(1.77重量%)をジクロロメタン(11.39重量%)に溶解させ、反応容器に入れた。その後不活性ガス雰囲気下において、THFとトルエンの混合溶媒(0.09重量%)に溶解させた1,16-ヘキサデカンジオール(0.01重量%)、及び1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(0.01重量%)を加えて、室温で90分間保持した。その後、ジクロロメタン(83.60重量%)に溶解させたグリコリド(3.14重量%)を反応容器に追加添加した。その後、室温で5分間保持し、酢酸を加えた後、反応容器内の混合物のエタノールへの再沈殿により重合体を回収し、分析した。
 比較例3で得られた重合体の重量平均分子量は、52500であった。また、得られた共重合体中の錫原子含有量は、0.05ppm以下であり、チタン、亜鉛、ジルコニウム、又はアンチモンの金属原子含有量はいずれも20ppm未満であった。共重合体中の軟構造セグメントに由来するガラス転移温度は、-15℃であった。また、破断伸度、ヤング率及び破断応力は表1の通りであったが、伸長回復率は、その測定条件である50%伸度に満たなかったため測定不能(N/A)であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 上記表1に示した様に本開示の共重合体(実施例1~4)は伸長回復率がすべて25%以上と高く、低ヤング率の物性(170MPa以下)を示し、350%を超える破断伸度を示すなど高伸度物性を示す。本開示の共重合体は、上述したように組成物の主要構成として使用することができ、さらにはその共重合体又は組成物を適切な手法により、成形物を得ることができる。その成形物は医療用具や農林業用資材に好適である、
 2020年5月26日に出願された日本特許出願特願2020-091155の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (9)

  1.  生分解性セグメントAと生分解性セグメントBとのブロック共重合体であって、
    前記生分解性セグメントAは、繰り返し単位の90モル%以上がグリコール酸単位からなり、前記ブロック共重合体中に5~39重量%含まれ、
    前記生分解性セグメントBは、繰り返し単位の90モル%以上が下記化学式(A):
    で表される単量体単位であり、共重合体中に61~95重量%含まれる、ブロック共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [上記化学式中、R、R、R、R、R又はRは、互いに独立して、水素原子、メチル基又はエチル基である]
  2.  生分解性セグメントBが、重合体中で81~95重量%含まれる、請求項1に記載のブロック共重合体。
  3.  共重合体がセグメントAを両端部に有する、請求項1又は2に記載のブロック共重合体。
  4.  金属成分を含まない、請求項1~3のいずれか一項に記載のブロック共重合体。
  5.  重量平均分子量が4万以上20万以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載のブロック共重合体。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載のブロック共重合体を含む組成物。
  7.  請求項1~5のいずれか一項に記載のブロック共重合体を含む成形体。
  8.  請求項1~5のいずれか一項に記載のブロック共重合体を含む医療用具。
  9.  請求項1~5のいずれか一項に記載のブロック共重合体を含む農林業用資材。
PCT/JP2021/019200 2020-05-26 2021-05-20 ブロック共重合体 WO2021241399A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022526956A JP7319466B2 (ja) 2020-05-26 2021-05-20 ブロック共重合体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-091155 2020-05-26
JP2020091155 2020-05-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021241399A1 true WO2021241399A1 (ja) 2021-12-02

Family

ID=78744500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/019200 WO2021241399A1 (ja) 2020-05-26 2021-05-20 ブロック共重合体

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7319466B2 (ja)
WO (1) WO2021241399A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5914855A (ja) * 1982-07-01 1984-01-25 アメリカン・サイアナミド・カンパニ− 合成コポリマ−外科用物品及びその製造法
JP2008508073A (ja) * 2004-08-02 2008-03-21 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 生体吸収性自己拡張型腔内器具
CN107698747A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 山东省药学科学院 一种用于长效缓释制剂的微嵌段聚合物及其制备方法和用途
JP2018525203A (ja) * 2015-08-18 2018-09-06 コーメディクス・インコーポレーテッド 抗菌性縫合糸を含む抗菌性創傷閉鎖材料、及びそれを用いた創傷閉鎖法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5914855A (ja) * 1982-07-01 1984-01-25 アメリカン・サイアナミド・カンパニ− 合成コポリマ−外科用物品及びその製造法
JP2008508073A (ja) * 2004-08-02 2008-03-21 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 生体吸収性自己拡張型腔内器具
JP2018525203A (ja) * 2015-08-18 2018-09-06 コーメディクス・インコーポレーテッド 抗菌性縫合糸を含む抗菌性創傷閉鎖材料、及びそれを用いた創傷閉鎖法
CN107698747A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 山东省药学科学院 一种用于长效缓释制剂的微嵌段聚合物及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021241399A1 (ja) 2021-12-02
JP7319466B2 (ja) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2435797C2 (ru) Резорбируемые блоксополимеры простых и сложных полиэфиров и их применение для изготовления медицинских имплантатов
JP3161729B2 (ja) ラクチドとε−カプロラクトンとの共重合体から医療に応用できる物品を製造する方法
JP3739501B2 (ja) 吸収され、生物学的に適合し得るセグメントコポリマー及びその製造方法
DE69730889T2 (de) Resorbierbare Copolymere und Mischungen von 6,6-Dialkyl-1,4-dioxepan-2-on und seinem cyclischen Dimeren
JPH0363974B2 (ja)
JP2003000695A (ja) 放射線滅菌可能な医用材料及びその用途
JPH03157422A (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
EP0672699A2 (en) Copolymers of 1,4-dioxepan-2-one and 1,5,8,12-tetraoxacyclotetradecane-7-14-dione
US7754233B2 (en) Method of preventing post-operative surgical adhesion
EP1642921A1 (en) Tertiary block copolymer, process for producing the same and biocompatible material
CN106279644B (zh) 一种生物降解高分子可吸收止血海绵及其制备方法
JP2008222768A (ja) 分岐型生分解性ポリエステル及びその製造方法
JP7319466B2 (ja) ブロック共重合体
CN109970954A (zh) 可控生物降解共聚物材料及其制备方法及其应用
JP2008120887A (ja) 柔軟性生分解性ポリマー
EP1516006B1 (en) Block copolymers for surgical articles
JP7484167B2 (ja) 医療用成形体、医療機器、神経再生誘導チューブ
EP4239026A1 (en) Polymer composition and molded article
Zhou et al. Preparation and biocompatibility of poly (L-lactide-co-glycolide) scaffold materials for nerve conduits
Mai et al. Synthesis of PLLA. I. Direct melt polycondensation of L-lactic acid
Bagheri et al. Synthesis and characterization of biodegradable random copolymers of L-lactide, glycolide and trimethylene carbonate
Wu Triblock copolymers of PLLA-PEG-PLLA for nerve guidance channel scaffolds via 3D printing
Rasal Surface and bulk modification of poly (lactic acid)
Kılıç RESEARCH TOPIC PROPOSAL
JP2008120888A (ja) 生分解性共重合体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21812482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022526956

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21812482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1