ES2330694T3 - Tensioactivos que se mimetizan como glicocalix. - Google Patents
Tensioactivos que se mimetizan como glicocalix. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2330694T3 ES2330694T3 ES99921514T ES99921514T ES2330694T3 ES 2330694 T3 ES2330694 T3 ES 2330694T3 ES 99921514 T ES99921514 T ES 99921514T ES 99921514 T ES99921514 T ES 99921514T ES 2330694 T3 ES2330694 T3 ES 2330694T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- side chains
- hydrophobic
- surfactant
- polymer
- linked
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 72
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 72
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 claims abstract description 20
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 claims abstract description 20
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract 3
- -1 poly (vinyl amine Chemical class 0.000 claims description 34
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 11
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 7
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 claims description 6
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 108010039918 Polylysine Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 229920000656 polylysine Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 abstract 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 29
- 229960002086 dextran Drugs 0.000 description 27
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 26
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 17
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 16
- JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N hexanal Chemical compound CCCCCC=O JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N n-ethenylformamide Chemical compound C=CNC=O ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 11
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 11
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 8
- HNYAWMSQSBERBE-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) hexanoate Chemical compound CCCCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O HNYAWMSQSBERBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920002306 Glycocalyx Polymers 0.000 description 7
- 210000004517 glycocalyx Anatomy 0.000 description 7
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 7
- OYFXZONQZDQAMM-UHFFFAOYSA-N n-(1-formamidoethyl)formamide Chemical compound O=CNC(C)NC=O OYFXZONQZDQAMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 6
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 5
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 5
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 4
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 4
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 150000001299 aldehydes Chemical group 0.000 description 4
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 4
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 108091005601 modified peptides Proteins 0.000 description 4
- 230000001453 nonthrombogenic effect Effects 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000002885 thrombogenetic effect Effects 0.000 description 4
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 3
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229960000587 glutaral Drugs 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 3
- 150000002596 lactones Chemical group 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- LRKGVVJOUNKTGG-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O LRKGVVJOUNKTGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTUSVOCDZZRHLC-UHFFFAOYSA-N 1-dodecanoylpyrrolidine-2,5-dione Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)N1C(=O)CCC1=O DTUSVOCDZZRHLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N AIBN Substances N#CC(C)(C)\N=N\C(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N Dicylcohexylcarbodiimide Chemical compound C1CCCCC1N=C=NC1CCCCC1 QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000005189 Embolism Diseases 0.000 description 2
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 2
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 2
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000001435 Thromboembolism Diseases 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 125000001589 carboacyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000003511 endothelial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid group Chemical group C(CCCCC)(=O)O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003104 hexanoyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 210000003606 umbilical vein Anatomy 0.000 description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 2
- AKNNEGZIBPJZJG-MSOLQXFVSA-N (-)-noscapine Chemical compound CN1CCC2=CC=3OCOC=3C(OC)=C2[C@@H]1[C@@H]1C2=CC=C(OC)C(OC)=C2C(=O)O1 AKNNEGZIBPJZJG-MSOLQXFVSA-N 0.000 description 1
- VYMPLPIFKRHAAC-UHFFFAOYSA-N 1,2-ethanedithiol Chemical compound SCCS VYMPLPIFKRHAAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ADFXKUOMJKEIND-UHFFFAOYSA-N 1,3-dicyclohexylurea Chemical compound C1CCCCC1NC(=O)NC1CCCCC1 ADFXKUOMJKEIND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXUWMOHNVHZADV-UHFFFAOYSA-N 1-hexanoylpyrrolidine-2,5-dione Chemical compound CCCCCC(=O)N1C(=O)CCC1=O IXUWMOHNVHZADV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 1
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920004934 Dacron® Polymers 0.000 description 1
- 101100421536 Danio rerio sim1a gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000045 Dermatan sulfate Polymers 0.000 description 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 229920000544 Gore-Tex Polymers 0.000 description 1
- 239000007995 HEPES buffer Substances 0.000 description 1
- 101000655533 Homo sapiens dTDP-D-glucose 4,6-dehydratase Proteins 0.000 description 1
- 206010053317 Hydrophobia Diseases 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 206010037742 Rabies Diseases 0.000 description 1
- 239000002262 Schiff base Substances 0.000 description 1
- 150000004753 Schiff bases Chemical class 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 125000003295 alanine group Chemical group N[C@@H](C)C(=O)* 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 230000007227 biological adhesion Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- BJDCWCLMFKKGEE-CMDXXVQNSA-N chembl252518 Chemical compound C([C@@](OO1)(C)O2)C[C@H]3[C@H](C)CC[C@@H]4[C@@]31[C@@H]2O[C@H](O)[C@@H]4C BJDCWCLMFKKGEE-CMDXXVQNSA-N 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 102100032354 dTDP-D-glucose 4,6-dehydratase Human genes 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- AVJBPWGFOQAPRH-FWMKGIEWSA-L dermatan sulfate Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H](OS([O-])(=O)=O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](C([O-])=O)O1 AVJBPWGFOQAPRH-FWMKGIEWSA-L 0.000 description 1
- 229940051593 dermatan sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229960000633 dextran sulfate Drugs 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N dihydromaleimide Natural products O=C1CCC(=O)N1 KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 238000009615 fourier-transform spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000003840 hydrochlorides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- CMWYAOXYQATXSI-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylformamide;piperidine Chemical compound CN(C)C=O.C1CCNCC1 CMWYAOXYQATXSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014508 negative regulation of coagulation Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000010647 peptide synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001539 phagocyte Anatomy 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012521 purified sample Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 238000006268 reductive amination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920000260 silastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- BEOOHQFXGBMRKU-UHFFFAOYSA-N sodium cyanoborohydride Chemical compound [Na+].[B-]C#N BEOOHQFXGBMRKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229960002317 succinimide Drugs 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001732 thrombotic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- ZGYICYBLPGRURT-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yl)silicon Chemical compound CC(C)[Si](C(C)C)C(C)C ZGYICYBLPGRURT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N trichloro(octadecyl)silane Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBHRWOBHKASWGU-UHFFFAOYSA-M tridodecyl(methyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC SBHRWOBHKASWGU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
-
- 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
- A61L33/00—Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
- A61L33/0005—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L33/0011—Anticoagulant, e.g. heparin, platelet aggregation inhibitor, fibrinolytic agent, other than enzymes, attached to the substrate
- A61L33/0017—Anticoagulant, e.g. heparin, platelet aggregation inhibitor, fibrinolytic agent, other than enzymes, attached to the substrate using a surface active agent
-
- 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
- A61L33/00—Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
- A61L33/06—Use of macromolecular materials
- A61L33/08—Polysaccharides
-
- 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
- A61L33/00—Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
- A61L33/06—Use of macromolecular materials
- A61L33/12—Polypeptides, proteins or derivatives thereof, e.g. degradation products thereof
- A61L33/128—Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L33/122 - A61L33/126
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Hematology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Polyamides (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Polímero tensioactivo de tipo peine, que comprende: a) una columna polimérica de unidades monoméricas repetidas; b) una pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas que comprenden entre 2 y 18 grupos de metileno, estando dicha pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas enlazadas con dicha columna polimérica mediante enlaces de éster, enlaces de amina secundarios, enlaces de amida, o combinaciones de los mismos; y c) una pluralidad de cadenas laterales hidrofílicas enlazadas con dicha columna polimérica mediante enlaces de éster, enlaces de amina secundarios, enlaces de amida, o combinaciones de los mismos, comprendiendo dichas cadenas laterales hidrofílicas un oligopéptido de entre 3 y 30 residuos de aminoácidos, teniendo dicho oligopéptido una secuencia de aminoácido que interactúa con receptores de proteínas en la superficie de las células.
Description
Tensioactivos que se mimetizan como
glicocálix.
La presente invención proporciona polímeros
tensioactivos de tipo peine que son útiles para cambiar las
propiedades superficiales de biomateriales sintéticos,
particularmente biomateriales implantables.
La utilización de biomateriales sintéticos para
sostener, aumentar o reemplazar completamente órganos humanos
enfermos ha aumentado mucho en los últimos treinta años. Los
biomateriales sintéticos se usan en implantes sintéticos tal como
injertos vasculares, válvulas cardíacas, y dispositivos de ayuda
ventricular que tienen aplicaciones cardiovasculares. Los
biomateriales sintéticos también se usan en sistemas extracorpóreos
y un amplio rango de sistemas de tratamiento invasivo y
diagnóstico. Desafortunadamente, los materiales existentes sufren
de problemas bien conocidos asociados con la trombosis inducida en
superficie o la formación de coágulos, tal como oclusión trombótica
y tromboembolia, e infección.
Han habido varios intentos de crear superficies
no trombogénicas en implantes sintéticos, aumentando así la
biocompatibilidad sanguínea de los implantes. Los primeros intentos
incluían el recubrimiento previo de los implantes con proteínas no
implicadas en la trombosis, tal como albúmina, para enmascarar la
superficie trombogénica del implante. Sin embargo, estos implantes
pierden sus propiedades no trombogénicas en un corto periodo de
tiempo. Se han hecho intentos para enmascarar la superficie
trombogénica mediante un recubrimiento de gelatina sobre implantes
tales como dispositivos de ayuda ventricular. Aunque el
recubrimiento de gelatina reduce la formación de trombos, no se
adhería al implante y no evitaba la tromboembolia y la
infección.
Se han realizado intentos para hacer los
implantes no trombogénicos mediante el recubrimiento de la
superficie del implante con óxido de polietileno para enmascarar la
superficie trombogénica del implante. En momentos este tratamiento
redujo la adsorción de proteínas y la trombogénesis. Sin embargo, el
acoplamiento del óxido de polietileno con la superficie del
implante implica procedimientos químicos de inmovilización
complejos. Además, los implantes recubiertos no presentan de manera
consistente resistencia a las proteínas debido a la falta de
control sobre la densidad del óxido de polietileno inmovilizado.
Han habido muchos intentos de preparar
superficies no trombogénicas fijando heparina a los biomateriales.
Sin embargo, cada procedimiento requiere complejos procedimientos de
inmovilización de manera que la superficie del implante se
modifique primero mediante la fijación de una molécula de
acoplamiento antes de que la heparina se pueda fijar. Por ejemplo,
el agente de acoplamiento cargado de manera positiva cloruro de
tridodecilmetilamonio (TDMAC) se recubre sobre un implante, que
proporciona una superficie cargada de manera positiva y permite que
la heparina, que tiene una alta densidad de carga negativa, se fije.
Sin embargo, la heparina se disocia lentamente de la superficie,
para exponer la superficie TDMAC carga positivamente, que es
particularmente trombogénica. Así, el implante recubierto con
heparina TDMAC es exitoso solamente para implantes a corto plazo,
tales como catéteres.
A pesar de estos esfuerzos de investigación
considerables, los biomateriales sintéticos y dispositivos médicos
hechos de estos biomateriales todavía sufren de problemas bien
conocidos asociados con la trombosis inducida superficial e
infecciones. En consecuencia, es deseable tener nuevos materiales
que se puedan usar para recubrir biomateriales y cambiar sus
propiedades superficiales. Los materiales que son útiles para evitar
adhesiones indeseables, tales como proteínas, o promover adhesiones
deseables, tales como células endoteliales, son especialmente
deseables.
Según la presente invención, se proporcionan
nuevos polímeros tensioactivos de tipo peine que son útiles para
cambiar las propiedades superficiales de los biomateriales. Estos
polímeros tensioactivos comprenden una columna polimérica de
unidades monoméricas repetidas acopladas a cadenas laterales que
son: (a) una pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas y (b) una
pluralidad de cadenas laterales hidrofílicas. Las cadenas laterales
hidrofóbicas comprenden un grupo alquilo
(CH_{3}(CH_{2}-)_{n}) que comprende entre 2 y 18 grupos
de metileno. Los grupos alquilo están enlazados con la columna
poliméricas a través de uno o más enlaces de éster, enlaces de
amina secundaria, o preferiblemente enlaces de amida. La cadena
lateral hidrofílica comprende un oligopéptido de entre
aproximadamente 3 y aproximadamente 30 residuos de aminoácidos,
teniendo dicho oligopéptido una secuencia de aminoácidos que
interactúa con receptores de proteínas sobre la superficie de las
células. Puede haber una segunda pluralidad de cadenas laterales
hidrofílicas seleccionadas entre oligosacáridos neutros que,
preferiblemente, tienen un peso molecular promedio menor de 7000; y
oligosacáridos cargados, preferiblemente cargados negativamente que
tienen un peso molecular promedio menor de 10.000. Una secuencia de
aminoácidos preferida que se conoce que interactúa con moléculas
sobre la superficie de las células es arginina (R), glicina (G), y
ácido aspártico (D). Las cadenas laterales hidrofílicas están
enlazadas con la columna polimérica a través de uno o más enlaces
de éster, enlaces de amina secundaria, o preferiblemente, enlaces de
amida. Se ha mostrado que la modificación superficial efectiva de
los biomateriales se puede realizar usando los polímeros
tensioactivos de la presente invención sin ningún requerimiento para
la química del acoplamiento superficial.
La presente invención también proporciona un
procedimiento de promoción de la adhesión de células animales a una
superficie de un biomaterial implantable fijando un polímero
tensioactivo de tipo peine de la presente invención a una
superficie hidrofóbica del mismo.
La figura 1 es una representación esquemática de
la ruta sintética a la poli(vinil amine) y la derivación de
la poli(vinil amina) con (1) dextrano lactona y (2)
(N-hexanoiloxi)succinimida.
La figura 2 muestra imágenes de contraste de
fase que muestran la fijación y el crecimiento de células
endoteliales de vena umbilical humana en superficies recubiertas
con tensioactivo después de 72 horas.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona nuevos
polímeros tensioactivos de tipo peine que imitan el glicocálix. El
glicocálix es la región rica en oligosacáridos en la superficie de
las células. El glicocálix sirve para evitar adhesiones biológicas
indeseables, mientras que las proteínas integradas en el glicocálix
de la membrana de la célula sirven para promover adhesiones
específicas deseables.
Los polímeros tensioactivos de tipo peine de la
presente invención comprenden una cadena polimérica
(preferiblemente flexible) que está enlazada con una pluralidad de
cadenas laterales hidrofóbicas y con una pluralidad de cadenas
laterales hidrofílicas. La columna polimérica es preferiblemente de
conformación flexible. Preferiblemente, la cadena polimérica está
formada a partir de un homopolímero que contiene una pluralidad de
grupos laterales funcionales tales como por ejemplo grupos OH,
grupos COOH o grupos NH_{2}. Aunque menos preferido, la columna
polimérica se puede formar a partir de un copolímero que tiene una
combinación de grupos laterales funcionales. Por ejemplo, el
copolímero puede tener grupos laterales OH y grupos laterales
NH_{2}. Homopolímeros adecuados para formar el polímero
tensioactivo de tipo peine son, a modo de ejemplo, polilisina,
poli(vinil alcohol) o poli (vinil amina). Preferiblemente, la
cadena polimérica está formada a partir de una poli (vinil
amina).
Las cadenas laterales hidrofóbicas comprenden
entre aproximadamente 2 y 18 grupos de metileno, preferiblemente
entre aproximadamente 4 y 12 grupos de metileno, más preferiblemente
entre aproximadamente 4 y 10 grupos de metileno, y están enlazados
con la columna polimérica a través de un enlace de éster, un enlace
de amina secundaria, o preferiblemente, un enlace de amida.
Preferiblemente, las cadenas laterales hidrofóbicas están unidas a
la cadena polimérica mediante la reacción de un alcanoil
(CH_{3}(-CH_{2}-)_{n}CO-) o un alcanal
(CH_{3}(CH_{2}-)_{n}CHO) con el homopolímero de la
cadena usando procedimientos convencionales. Por ejemplo, una
pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas pueden estar enlazadas
con poli(vinil amina) mediante procedimientos estándar que
usan las correspondientes N-alcanoiloxi succinimida
y poli(vinil amina) como reactantes.
Las cadenas laterales hidrofílicas comprenden un
oligopéptido de entre aproximadamente 3 y 30 residuos de
aminoácidos, teniendo dicho oligopéptido una secuencia de aminoácido
que interactúa con receptores de proteínas sobre la superficie de
las células; y combinaciones de las mismas. Las cadenas laterales
hidrofílicas están enlazadas con la columna polimérica a través de
un enlace de éster, un enlace de amina secundario, o preferiblemente
un enlace de amida. También pueden incluir un oligosacárido neutro
que tiene preferiblemente un peso molecular promedio menor de 7000;
y/o un oligosacárido cargado que tiene un peso molecular promedio
menor de 10.000. En una realización preferida, una pluralidad de
oligopéptidos y una pluralidad de oligosacáridos están fijados a la
columna polimérica.
Para formar un recubrimiento con bloques de
adhesión de proteínas de plasma no específicas sobre la superficie
del substrato, el polímero tensioactivo incluye preferiblemente una
pluralidad de cadenas laterales hidrofílicas formadas a partir de
oligosacáridos. Estos polímeros tensioactivos pueden ser no iónicos
o iónicos. Los oligosacáridos adecuados incluyen, pero no están
limitados a, oligosacáridos neutros que tienen un peso molecular
promedio menor de aproximadamente 7000. Ejemplos de estos
oligosacáridos neutros incluyen dextrano, que está compuesto de
residuos de glucosa enlazados \alpha(1\rightarrow6), y
una oligomaltosa, que está compuesta de unos residuos de glucosa
enlazados (1\rightarrow4). Estas cadenas laterales de
oligosacáridos están fijadas a las aminas reactivas de la
poli(vinil amina) mediante procedimientos estándar que
utilizan el polímero y la forma de lactona correspondiente del
oligosacárido como reactantes.
Las cadenas laterales hidrofílicas también
pueden incluir unas formadas a partir de oligosacáridos cargados de
manera que, por ejemplo, los oligosacáridos que se obtienen como,
por ejemplo, los oligosacáridos que se obtienen de la heparina. Los
oligosacáridos de heparina están hidratados y cargados
negativamente, lo que proporciona una fuerza electrostática de
repulsión adicional que también repele las proteínas de plasma y
elementos celulares tales como las plaquetas. El oligosacárido de
heparina contiene la única secuencia de pentasacárido que es
esencial para la actividad anticoagulante de la heparina. El
producto de la heparina de separación deaminativa de la heparina
posee una unidad de 2,5 anhidromanosa terminal. En una realización
preferida, el aldehído terminal de la 2,5 anhidromanosa reacciona
con las aminas de la columna polimérica a través de aminación
reductiva para formar una amina secundaria.
Otros oligosacáridos cargados adecuados para
formar recubrimientos que son no adhesivos para las proteínas de
plasma incluyen sulfato de dermatano, y sulfato de dextrano, que
están hidratados y cargados negativamente y sirven para repulsar
las proteínas y las plaquetas. Preferiblemente, estos oligosacáridos
cargados están enlazados con la columna mediante un enlace de amida
que se forma convirtiendo el extremo de reducción del oligosacárido
en una lactona y a continuación reaccionando selectivamente la
lactona con los grupos de amina funcionales en el homopolímero.
Alternativamente, los oligosacáridos cargados están enlazados con la
columna mediante aminación reductiva, que implica una reacción
entre un grupo amina en el polímero y un aldehído terminal en el
oligosacárido. El enlace resultante es una amina secundaria.
La relación de cadenas laterales hidrofóbicas y
las cadenas de oligosacáridos hidrofílicas en la columna del
polímero está diseñada para conseguir un equilibrio hidrofílico e
hidrofóbico que permita que el tensioactivo se adsorba sobre la
superficie hidrofóbica del biomaterial y, preferiblemente, que
permita que las cadenas laterales hidrofílicas se extiendan desde
la superficie del biomaterial en un medio acuoso circundante. El
equilibrio hidrofílico e hidrofóbico depende de la densidad de las
cadenas laterales hidrofóbicas e hidrofílicas y de la longitud de
las cadenas laterales hidrofóbicas y las cadenas laterales
hidrofílicas. La adhesión del polímero de absorción sobre la
superficie hidrofóbica del biomaterial se mejora mediante el aumento
de la longitud, es decir, el número de grupos de metileno de la
cadena lateral hidrofóbica, aumentando la densidad de las cadenas
laterales hidrofóbicas respecto a las cadenas laterales
hidrofílicas, y/o reduciendo la longitud de las cadenas laterales
hidrofílicas. Así, para un polímero tensioactivo en el que las
cadenas laterales hidrofílicas están formadas a partir de cadenas
laterales de dextrano compuestas de 9 residuos de glucosa y a
partir de cadenas laterales de alcanoil hidrofóbico que comprende 4
grupos de metileno, la relación preferida de cadenas laterales
hidrofílicas y cadenas laterales hidrofóbicas es entre
aproximadamente 2:1 y 1:6, más preferiblemente entre
aproximadamente 1: 1 y 1:5. Si las cadenas laterales hidrofóbicas
comprenden 10 grupos de metileno y las cadenas laterales
hidrofílicas son cadenas laterales de dextrano compuestos de 9
residuos de glucosa, la relación preferida de cadenas laterales
hidrofílicas y cadenas laterales hidrofóbicas es de 3:1 a
aproximadamente 1:5, más preferiblemente entre aproximadamente 2:1 y
1:3.
En aquellos casos donde la relación de las
cadenas laterales de oligosacáridos y las cadenas laterales
hidrofóbicas en el polímero tensioactivo es baja, es decir,
aproximadamente 1:1, puede haber algunos grupos funcionales no
reactivos, tales como por ejemplo grupos amina residuales, que están
disponibles para unirse a proteínas de plasma. Preferiblemente,
estos grupos funcionales no reactivos son bloqueados y tapados
mediante la reacción adicional del polímero tensioactivo resultante
con moléculas orgánicas que son pequeñas respecto a las cadenas
laterales hidrofílicas antes de la aplicación del tensioactivo al
biomaterial. Moléculas orgánicas pequeñas adecuadas son, a modo de
ejemplo, glucosa, maltosa, y acetaldehído.
El polímero tensioactivo incluye una pluralidad
de cadenas laterales de oligopéptidos hidrofílicos capaces de
interactuar con receptores de proteínas específicos en la superficie
de las células animales tales como, por ejemplo, células
endoteliales. Las cadenas laterales de oligopéptidos actúan como
ligandos para unir las células a la superficie del biomaterial. Las
cadenas laterales de oligopéptidos comprenden entre aproximadamente
3 y 30 residuos de aminoácidos. Preferiblemente, el oligopéptido
comprende la secuencia de aminoácido RGD, más preferiblemente TGDS,
más preferiblemente RGDSP. Alternatively, el oligopéptido comprende
una de las siguientes secuencias de aminoácidos: (i) RRAR, (ii)
RRRKRR, (iii) PPRRARVT, o (iv) PPREVVPRPRP. En una realización
preferida, el oligopéptido comprende la secuencia GSSSGRGDSPX, donde
X es alanina u otro residuo de aminoácido hidrofóbico. Los ligandos
de oligopéptido están enlazados con la columna de homopolímero
mediante un enlace de éster, un enlace de amina secundario, o un
enlace de amida.
Los polímeros tensioactivos de tipo peine que
comprenden cadenas laterales hidrofóbicas, cadenas laterales de
oligopéptidos, y cadenas laterales de oligosacáridos que son útiles
para el recubrimiento a modo de glicocálix sobre la superficie de
un biomaterial. Estos recubrimientos a modo de glicocálix evitan la
adhesión de las proteínas de plasma en la superficie recubierta del
biomaterial comparado con la superficie hidrofóbica no recubierta
del biomaterial. Estos recubrimientos promueven la adhesión de
células seleccionadas, particularmente células endoteliales, a la
superficie recubierta del biomaterial.
Los tensioactivos se usan para recubrir una o
más superficies de un biomaterial hidrofóbico, incluyendo un
material hidrofóbico flexible. Estos biomateriales se usan para
hacer dispositivos médicos implantables tales como para válvulas
cardíacas, endoprótesis, injertos vasculares y catéteres.
Preferiblemente, el tensioactivo se usa para recubrir una
superficie que estará en contacto con la sangre u otro fluido
corporal del paciente después de la implantación del dispositivo en
el paciente. El substrato es cualquier material que demuestra
biocompatibilidad y suficiente hidrofobia para unirse al
tensioactivo, tal como, por ejemplo, grafito y polietileno. Otros
biomateriales adecuados incluyen, por ejemplo: poliestireno,
poliésteres, por ejemplo: Dacron®, carbono en carbono pirolítico;
policarbonato; membranas de polímero, por ejemplo, acetato celulosa,
poliacrilonitrilo; polímeros de fluorocarbono, por ejemplo Teflon®,
Impra® y Gortex®; polisulfonas; cloruro de polivinilo; caucho de
silicona por ejemplo, Silastic®; polímeros de silicona;
polipropileno; y poliuretanos. Biomateriales adecuados también
incluyen materiales no poliméricos, tales como, titanio, acero
inoxidable, silicio, vidrio; y mezclas o compuestos de los mismos,
que se han tratado de una manera que hace sus superficies
hidrofóbicas. La selección del biomaterial depende de las
propiedades mecánicas y funcionales requeridas para formar un
dispositivo biomédico implantable.
Los polímeros tensioactivos de tipo peine de la
presente invención, preferiblemente, son solubles en agua y se
aplican fácilmente a la superficie del biomaterial. La aplicación se
consigue sumergiendo el biomaterial en una solución,
preferiblemente una solución acuosa, que comprende el polímero
tensioactivo. El tensioactivo se fija espontáneamente a la
superficie hidrofóbica del biomaterial polimérico para proporcionar
una monocapa que altera las propiedades superficiales de la
superficie hidrofóbica. La monocapa está unida al biomaterial a
través de interacciones hidrofóbicas y puede soportar una tensión de
cizalladura de 75 dinas/cm^{2} tal como se determina usando un
sistema de disco rotativo seguido por análisis superficial
espectroscópico con infrarrojos. Después de la adsorción del
tensioactivo en la superficie hidrofóbica, el tensioactivo se puede
secar con aire y almacenarse en el estado seco.
Los siguientes ejemplos son para propósitos de
ilustración solamente y no están pensados para limitar el alcance
de las reivindicaciones adjuntas.
\vskip1.000000\baselineskip
Los tensioactivos que comprenden una columna de
poli(vinilo) enlazada mediante enlaces de amida con una
pluralidad de cadenas laterales de oligosacáridos neutros y una
pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas se prepararon como
sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
1
Acetaldehído, formamida, ácido fórmico, ácido
hexanoico, N-hidroxi succinimida y
diciclohexilcarbodiimida (DCCI) fueron adquiridos a Aldrich
Chemical Co. y se usaron como se recibieron. Dimetil formamida (DMF)
y dimetil sulfóxido (DMSO) fueron adquiridos a Aldrich Chemical Co.
y se destilaron como nuevos antes de su uso. Resina de intercambio
aniónica fuerte Amberlite IR-400 (Sigma Chemical
Co.) se aclaró con agua destilada.
Se registraron espectros
^{1}H-NMR a temperatura ambiente, usando un
espectrómetro 200 MHz Varian Gemini-200 o un 400
MHz Bruker MSL-400, en partes por millón a partir de
tetrametilsilano (TMS) como estándar interno y
DMSO-d_{6} o D_{2}O como solvente. La
transmisión de espectros IR en el rango de 400-0000
cm^{-1} se registró usando un espectrómetro Digilab FTIR. Los
materiales se molieron con KBr y se prensaron en cuentas bajo una
presión reducida. Para cada muestra, se recogieron 256 exploraciones
con una resolución de 8 cm^{-1}. Se realizó cromatografía de
permeación con gel (GPC) usando una columna
HEMA-BIO100 GPC equipada con un sistema de
suministro de solvente Rainin HPXL y un detector del índice de
refracción DYNAMAX. La columna se calibró con dextranos con una
distribución de peso molecular estrecha. El índice de flujo fue de
1,0 mL/min. con agua destilada como eluyente.
\vskip1.000000\baselineskip
Para obtener una poli(vinil amina)
(PVAm), bien definida y libre de defectos, se utilizó como precursor
poli(N-vinil formamida). Tal como se muestra
en el esquema de la figura 1, la síntesis de PVAm implicó las
siguientes cuatro etapas: (i) síntesis de etilideno bisformamida;
(ii) pirólisis de etilideno bisformamida a N-vinil
formamida y formamida: (iii) polimerización de
N-vinil formamida a
poli(N-vinil formamida) y (iv) hidrólisis de
poli(N-vinil formamida) a PVAm, que se
precipita como una sal PVAm\cdotHCl y a continuación se desala
mediante cromatografía de intercambio de iones. La ruta sintética a
derivados de poli(N-vinil dextrano
aldonamida-co-N-vinil
hexanoamida) (PNVDA-co-PNVH),
también se muestra en la Figura 1. El producto de cada etapa se
confirmó mediante análisis espectroscópico para asegurar un producto
final de PVAm bien definido.
En la primera etapa, se condensó acetaldehído
con formamida bajo condiciones ácidas para generar etilideno
bisformamida, que se purificó mediante recristalización. En la
segunda etapa, etilideno bisformamida se pirolizó a
N-vinil formamida y formamida. Estos dos compuestos
son los dos líquidos a temperatura ambiente, con puntos de
ebullición muy similares, pero la separación no es necesaria. Así,
sin ninguna purificación adicional, la N-vinil
formamida en la mezcla se polimerizó en solución isopropanol
utilizando AIBN como iniciator. La
poli(N-vinil formamida) es soluble en agua
con un peso molecular promedio de -10.000 tal como se determinó
mediante GPC utilizando dextranos como estándares. En la última
etapa, se hidrolizó poli(N-vinil formamida)
a PVAm bajo condiciones básicas, y a continuación se precipitó en
solución concentrada de HCl como PVAm\cdotHCl. La hidrólisis se
realizó bajo condiciones básicas, más que ácidas, para conseguir la
conversión completa. Bajo condiciones ácidas, se formaron cargas
positivas a lo largo de la cadena del polímero durante la
hidrólisis, que continuación limitan análisis adicional de la
formamida restante. Bajo condiciones básicas, no se crearon cargas
durante la hidrólisis, y se puede realizar una conversión completa.
No se observaron picos de amida en el espectro IR del
PVAm\cdotHCl, en su lugar, se produjeron picos muy fuertes de
-NH_{3}^{+}, indicando una conversión completa de la
poli(N-vinil formamida) a PVAm\cdotHCl. Los
detalles de la síntesis fueron como sigue:
i.) Etilideno Bisformamida. A una
solución de 45 g (1,0 mol) de formamida y 50 g de ácido fórmico
calentada a 40ºC con un baño aceite, se añadió contra la gota
acetaldehído (8,8 g, 0,2 mol). La mezcla de reacción se agitó a
85ºC durante cuatro horas. El exceso de formamida y ácido fórmico se
evaporó mediante destilación en vacío con la temperatura del baño
por debajo de 120ºC. El residuo amarillo-marrón se
volvió a fluir en acetona (300 mL) y a continuación se enfrió a
-70ºC para precipita cristales blancos. Los cristales se filtraron
y secaron bajo vacío a 70ºC para dar 15,0 g (65%) de etilideno
bisformamida, que también se purificó mediante recristalización a
partir de una mezcla de isopropanol y hexano. IR (KBr): 3211
cm^{-1} (\upsilon(N-H)), 2900 cm^{-1},
3042 cm^{-1} (\upsilon(C-H) de CH_{3} y
CH), 1689 cm^{-1} (amida I), 1545 cm^{-1} (amida II).
^{1}H-NMR (DMSO-d_{6}, ppm):
1,24-1,31 (3H, -CH_{3}), 5,56-5,59
(1H, CH_{3}-CH-), 7,92-8,15
(2H, a partir de dos -CHO), 8,40-8,64 (2H, a partir
de los -CONH-).
ii.) N-Vinil Formamida.
Una mezcla de 6,96 g (60 mmol) de etilideno bisformamida y 2,0 g de
carbonato de calcio se calentó a 210ºC bajo vacío con un baño de
nitrito de sodio. El producto pirolizado se destinó bajo vacío para
proporcionar 5,80 g (91%) de un líquido ligeramente amarillo que
consistía en una relación molar 1:1 de N-vinil
formamida y formamida. ^{1}H-NMR
(DMSO-D_{6}, ppm): 4,19-4,76 (2H,
CH_{2}=CH-), 6,60-6,94 (1H,
CH_{2}=CH-), 7,23-7,47 (2H, -NH_{2}),
7,84-8,09 (2H, HCO-), 10,02 (1H, -CONH-).
iii.) Poli(N-vinil
formamida). A 2,32 g de la mezcla de relación molar 1:1 de
N-vinil formamida (20 mmol) y formamida (20 mmol),
se añadieron 5 mL de isopropanol. La mezcla de reacción se purgó con
argón y se congeló-descongeló tres veces utilizando nitrógeno
líquido para eliminar el oxígeno. Se añadió a la solución de
reacción 2, 2'-Azobisisobutironitrilo (AIBN, 32 mg,
0,12 mmol), que se volvió fluir durante cuatro horas bajo argón. El
isopropanol se retiró mediante evaporación en vacío rotativa. Los
residuos y disolvió en una pequeña cantidad de agua que se precipitó
en acetona. El precipitado se filtró se secó bajo vacío a 70ºC de
un día al otro para proporcionar 1,3 g (89%) de
poli(N-vinil formamida). La medición GPC
mostró que el peso molecular promedio era de -10.000. IR (KBr):
1677 cm^{-1} (amida I), 1538 cm^{-1} (amida II).
^{1}H-NMR (D_{2}O, ppm): 1,57 (2H, -CH_{2}-),
3,79 (1H, -CH-), 7,90 (1H, HCO-).
iv) Poli(vinil
amina)\cdothidrocloruro (PVAm\cdotHCl). A una
solución acusa de 4 mL de 0,85 g (12 mmol) de
poli(N-vinil formamida), se añadió una
solución acuosa de 4 mL de NaOH (0,72 g, 18 mmol). La mezcla se
agitó a 80ºC durante seis horas bajo nitrógeno. Después de enfriarse
a temperatura ambiente, la solución se hizo ácida con HCl
concentrado, para precipita la sal PVAm\cdotHCl. El precipitado se
lavó con metanol a un pH neutro, y se secó bajo vacío para
proporcionar 0,62 g (65%) PVAm\cdotHCl. IR (KBr) -3420 cm^{-1}
(\upsilon(N-H) de NH_{2}), \sim3000
cm^{-1} (pico de solapado ancho y fuerte de
\upsilon(N-H) de -NH_{3}^{+} y
\upsilon(C-H) de CH_{2} y CH), 1606 y
1512 cm^{-1} ((\delta_{as}(N-H) y
\delta_{s}(N-H) de -NH_{3}^{+}). No
se observaron picos de amida. ^{1}H-NMR (D_{2}O,
ppm): 2,16 (2H, -CH_{2}-), 3,74 (1H, -CH-).
Poli(vinil amina) (PVAm). Se
obtuvo PVAm mediante el paso de la solución acuosa de PVAm\cdotHCl
a través de una fuerte columna de intercambio aniónica (Amberlite
IR-400), seguida por la liofilización del eluato.
IR (KBr): \sim3300 cm^{-1} (u(N-H) de
-NH_{2}), 2870 y 2930 cm^{-1} (u(C-H) de
CH_{2} y CH), 1591 cm^{-1}
(\delta(N-H) de -NH_{2}).
^{1}H-NMR (D_{2}O, ppm): 1,22 (2H, -CH_{2}-),
2,85 (1H, -CH-). ^{1}H-NMR
(DMSO-D_{6}, ppm): 1,18 (-CH_{2}-), 2,92(-CH-),
2,6 (-NH_{2}) (una pequeña cantidad de PVAm se puede disolver en
DMSO-D_{6} a 60ºC), ^{1}H-NMR
(DMSO-D_{6} con una gota de D_{2}O, ppm): 1,20
(2H, -CH_{2}-), 2,88(1H, -CH-).
La PVAm es fácilmente soluble en agua y metanol.
A partir del ^{1}H-NMR de PVAm en D_{2}O, la
integración pico de -CH_{2}-, -CH- se ajustó con la estructura
molecular predicha. El pico de resonancia de protones de -NH_{2}
no se observó para PVAm en D_{2}O, debido al rápido intercambio de
protones entre -NH_{2} y cualquier H_{2}O en D_{2}O. el pico
de resonancia de protones de -NH_{2} (2,6 ppm) se salvó cuando se
utilizó el DMSO-D_{6} secado de manera vigorosa
como solvente. Sin embargo, después de añadir una gota de D_{2}O
en la solución PVAm-DMSO-D_{6}, el
pico desapareció. Los picos de protones de -CH_{2}- and -CH- son
habituales debido a la pobre solubilidad de la PVAm en DMSO. Además,
el pico de protones de la traza H_{2}O se cambia, probablemente
debido interacción entre el H_{2}O y DMSO.
\vskip1.000000\baselineskip
A una solución de 4,64 g (0,04 mol) de ácido
hexanoico y 5,75 g (0,05 mol) de N-hidroxi
succinimida en 100 mL de DMF destilado, se añadieron 10,3 g (0,05
mol) de DCCl. La mezcla se enfrió con un baño de
hielo-agua y se agitó durante cinco horas. El
precipitado de diciclohexil urea (DCU) se retiró mediante
filtración, y el solvente DMF se retiró mediante evaporación
rotativa en vacío. El residuo de aceite amarillo se lavó con agua y
hexano para producir un sólido blanco, que se secó en vacío a 78ºC
para proporcionar 6,34 g (74%) de N-hexanoiloxi
succinimida. IR (KBr): 1816 cm^{-1} (u(C=O) de éster),
1745-1786 cm^{-1} (\upsilon(C=O) de
imida). ^{1}H-NMR (DMSO-d^{6},
ppm): 0,86 (3 H, -CH_{3}), 1,31 (4H,
-(CH_{2})_{2}CH_{3}), 1,62 (2H,
-CH_{2}CH_{2}COO-), 2,64 (2H, -CH_{2}COO-), 2,80 (4H, -
COCH_{2}CH_{2}CO-).
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó dextrano lactona (M_{w} = 1600,
M_{w}/M_{n} = 1.16, DP = 9) tal como se describe en Zhang, T.;
Marchant, R. E. Macromolecules 1994, 27(25),
7302-7308, que se incorpora aquí específicamente por
referencia.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó
(PNVDA-co-PNVH) (1:1,06) mediante la
reacción de grupos amino de PVAm con dextrano lactona y
N-hexanoiloxi succinimida simultáneamente con una
relación de alimentación molar de dextrano lactona al
N-hexanoiloxi succinimida de 1:1. Específicamente,
se añadieron 0,54 g (0,4 mmol) de dextrano lactona en 6 mL DMSO a
una solución de 2 mL de metanol que contenía 34,2 mg de PVAm (0,8
mmol grupos amino) y 85,2 mg (0,4 mmol) de
N-hexanoil succinimida. Después de citar durante
cuatro horas a temperatura ambiente, la solución se calentó a 70ºC
con un baño de aceite y se agitó durante dos días. La solución del
producto se concentró mediante destilación en vacío y se precipitó
mediante la adición de acetona. El precipitado se filtró y secó
bajo vacío a 78ºC de un día para el otro para proporcionar 0,53 g
(producción del 81%) del producto en crudo. Éste se purificó
mediante diálisis extensiva contra agua tal como se ha descrito
previamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
2
Se preparó tal como se ha descrito anteriormente
en el ejemplo comparativo 1, excepto que la relación de alimentación
molar de dextrano lactona a N-hexanoiloxi
succinimida era de 1:2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
3
Se preparó
(PNVDA-co-PNVH) (1:5) tal como se
describe anteriormente en el ejemplo comparativo 1, excepto que la
relación de alimentación molar de dextrano lactona a
N-hexanoiloxi succinimida era de 1:4.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
4
Se preparó
(PNVDA-co-PNVL) (1:1,5) tal como se
ha descrito anteriormente en el ejemplo comparativo 1, excepto que
la PVAm reaccionó simultáneamente con dextrano lactona y
N-lauroiloxi succinimida. La relación de
alimentación molar de dextrano lactona a
N-lauroiloxi succinimida y la de 1:2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
5
Se preparó
(PNVDA-co-PNVL) (1:1,06) tal como se
describe anteriormente en el ejemplo comparativo 1, excepto que la
PVAm reaccionó simultáneamente con dextrano lactona y
N-lauroil succinimida. La relación de alimentación
molar de dextrano lactona a N-lauroil succinimida
era de 1:1.
Los polímeros tensioactivos de los ejemplos
comparativos 1-3 se caracterizaron por
espectroscopias de transformada de Fourier infrarroja (FTIR) y
^{1}H-NMR y análisis fundamental para confirmar la
pureza y la estructura. Los resultados fueron los siguientes:
IR: 3310 cm^{-1}
(\upsilon(O-H)), 2930-2874
cm^{-1} (\upsilon(C-H) de CH_{2} y CH),
1643 cm^{-1} (amida 1), 1547 cm^{-1} (amida II),
1149-1032 cm^{-1}
(\upsilon(C-O)).
^{1}H-NMR (DMSO-D_{6}, ppm):
0,85 (-CH_{3} de grupos hexanoilo,
CH_{3}(CH_{2})_{3}CH_{2}CO-),
1,1-1,6 ((CH_{2})_{3} de
CH_{3}(CH_{2})_{3}CH_{2}CO- y
-CH_{2}- de la columna de PVAm), 2,1 (CH_{2} de
CH_{3}(CH_{2})_{3}CH_{2}CO-),
3,0-4,1 (-CH- de la columna de PVAm y todos los CH
y CH_{2} de dextrano excepto los de los enlaces glicosídicos),
4,1-5,3 (todos los OH y CH de dextrano en los
enlaces glicosídicos), 7-8 (-NH- de enlaces de
amida).
Los resultados IR demostraron cualitativamente
la estructura de tipo peine de
PNVDA-co-PNVH. El espectro
^{1}H-NMR de los tensioactivos purificados mostró
picos de protones derivados de los grupos de PVAm, dextrano y
hexanoilo, confirmando la composición esperada para los
tensioactivos.
Las composiciones de los
PNVDA-co-PNVHs preparados a partir
de las tres relaciones de alimentación molar diferentes se
estimaron, basadas en la integración de los protones de los
espectros ^{1}H-NMR. Las composiciones medidas
son, tal como se esperaba, interiores en los valores teóricos
extremos calculados mediante asunción sindiotáctica. Los
tensioactivos de polímero con equilibrios variados
hidrofílicos/hidrofóbicos se designaron como
PNVDA-co-PNVH (1:1),
PNVDA-co-PNVH (1:3,7), y
PNVDA-co-PNVH (1:5).
PNVDA-co-PNVH (1:1) y
PNVDA-co-PNVH (1:3,7) son solubles
en agua, DMF y DMSO, mientras que
PNVDA-co-PNVH (1:5) no es fácilmente
soluble en agua, pero es soluble en DMSO. Sin embargo, el
PNVDA-co-PNVH (1:5) se vuelve
parcialmente soluble en agua con sonicación vigorosa (1,5 h). Se
puede preparar una solución opaca con baja concentración (\sim1
mg/ml).
Se prepararon tensioactivos que comprenden una
columna de poli(vinilo) unida por uniones de amina
secundarias a una pluralidad de cadenas laterales de péptido y una
pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas mediante la reacción
simultánea de PVAm con diferentes relaciones molares de alquil
aldehídos y con péptidos unidos a una molécula espaciadora que
tiene un aldehído reactivo en el extremo libre de la misma. Una
molécula espaciadora adecuada es una molécula dialdehído glutárico
que reacciona con el extremo una de amina libre del péptido y el
grupo amino del polímero. Otras moléculas separadoras adecuadas
incluyen espaciador poli(etileno óxido) (PEO) dialdehído u
otra molécula bifuncional similar. El propio péptido se sintetiza
para tener un grupo extremo carboxil libre o un extremo que está
completo.
La síntesis del polímero tensioactivo
poli(vinil amina) (PVAm) requiere dos etapas: (1) modificar
el péptido para crear un grupo aldehído terminal; y (2)
simultáneamente acoplar el péptido modificado y un alquil aldehído
a la columna del polímero usando una reacción de base Schiff
estándar con reducción a una amina secundaria. En una realización
preferida, el polímero tensioactivo comprende dos tipos diferentes
de cadenas laterales hidrofílicas, siendo uno un péptido y siendo
el otro un oligosacárido. Para dichos polímeros tensioactivos, la
cantidad molar de péptido y sacárido puede ser variada, pero la
cantidad molar total de grupos hidrofílicos debe resultar en una
relación 1:0,5 a 1:2 con hexanal, por razones de solubilidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Todos los solventes (grado de síntesis
N,N-dimetil formamida (DMF), diclorometano, 20%
piperidina/DMF, y DIPEA), resinas, y activador fueron comprados en
Perseptive Biosystems. Los aminoácidos FMOC protegidos se
obtuvieron de AnaSpec. Los fagocitos (fenol,
1,2-etaneditiol, triisopropilsilano),
cianoborohidruro de sodio (NaCNBH_{3}) y hexanal (Aldrich) se
utilizaron como se recibieron. Se suministró agua ultrapura de un
sistema Millipore-RO, con contenido de hidrocarburos
< 5ppb. Se preparó poli(vinil amina) como se describió en
el ejemplo comparativo 1. Todos los otros reactivos se utilizaron
como se recibieron a menos que se estipulara de otra forma.
El péptido inicial se sintetizó con un
sintetizador de péptido de fase sólida (SPPS), utilizando solventes
comunes, resinas de empaquetado y aminoácidos cubiertos. Este
péptido es una molécula de once aminoácidos que tiene la siguiente
secuencia:
El péptido se purificó entonces mediante
cromatografía líquida de alto rendimiento de escala preparatoria
(HPLC y se caracterizó para la composición mediante espectroscopia
de masa y HPLC. Un rendimiento promedio por lote es aproximadamente
de 60-80 mg de producto puro (>98%). El producto
se almacenó entonces en un congelador a -20ºC para minimizar la
absorción de humedad.
En un matraz de fondo pequeño, 25,6 mg (0,256
mmol) glutaraldehído y 3,2 mg (0,0512 mmol) NaCNBH_{3} se
disolvieron en 3 mL de agua ultrapura. Una solución de 50 mg (0,0512
mmol) de péptido puro en 1 mL agua ultrapura se añadió en forma de
gotas. El pH de la solución se ajustó a 6 usando HCl, y el matraz se
selló y se dejó agitar a temperatura ambiente durante 4 horas. El
péptido se purificó del exceso de glutaraldehído mediante diálisis
extensiva contra agua pura utilizando membrana de celulosa
regenerada Spectra Pro 3 con 500 de corte de peso molecular.
Para preparar PVAm(PEP:HEX)(1:1,75), 25,4
mg (0,024 mmol) de péptido modificado se disolvieron en 0,20 mL
agua ultrapura. (El agua debe ser menos del 10% del volumen de
solución final para precipitar la muestra en acetona). Para esta
mezcla, se añadieron 3,6 mg (0,036 mmol) de hexanal y 3,75 mg (0,06
mmol) de NaCNBH_{3} en 2,0 mL etanol. Finalmente, se añadieron
2,565 mg (0,06 mmol) de PVAm en 2 mL etanol al matraz de reacción
en forma de gotas. El pH de la solución se ajustó a 6 usando HCl, y
la solución se agitó durante 24 horas a temperatura ambiente. La
solución se precipitó en 100 mL de acetona y se secó a temperatura
ambiente bajo vacío durante la noche. El producto en crudo se
purificó adicionalmente mediante diálisis contra agua ultrapura
utilizando membranas de celulosa regenerada Spectra Pro 3 con 3500
de peso molecular de corte. La muestra purificada se liofilizó
entonces para obtener el producto tensioactivo final. En general,
polímeros tensioactivos péptidos con relaciones de péptido a
hexanal entre (1:0,5) y (1:2) serían el rango deseable.
\vskip1.000000\baselineskip
Un polímero tensioactivo comprende una
pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas, una pluralidad de
cadenas laterales de oligosacárido, y una pluralidad de cadenas de
péptido se prepararon mediante la reacción del péptido modificado
y, dextrano lactona, y hexanal simultáneamente con el PVAm como se
describió anteriormente en el ejemplo 1. Las relaciones molares del
péptido, dextrano lactona, y hexanal fueron 1:1:3.
\vskip1.000000\baselineskip
Un polímero tensioactivo que comprende cadenas
laterales hidrofóbicas, cadenas laterales de péptido, y cadenas
laterales de oligosacárido se preparó mediante la reacción del
péptido modificado, maltolactona, y hexanal simultáneamente con el
PVAm como se describió anteriormente en el ejemplo 1.
Las relaciones de alimentación molares del
péptido, dextrano lactona, y hexanal fueron 3:1:6.
\vskip1.000000\baselineskip
La pureza de los polímeros tensioactivos
péptidos después de la diálisis se verificó utilizando
espectroscopia IR, que mostró que no había ningún pico de aldehído
residual (a 1740 cm-) presente en el espectro. La relación final
péptido-a-hexanal se determinó
utilizando espectroscopia 'H-NMR. Esto se realizó
tomando las integrales de los picos de protones que corresponden a
cada ligando y calculando el valor final.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polímeros tensioactivos se mostraron activos
en superficie sobre materiales hidrofóbicos, tales como vidrio
derivado de octadeciltriclorosilano (OTS). El tensioactivo se
disolvió primero en una mezcla de agua/acetonitrilo, luego el
vidrio OTS se sumergió en la solución para una absorción de 24
horas. La muestra se extrajo, se secó durante la noche y se tomaron
mediciones de los ángulos de contacto con el agua. Típicamente, el
ángulo de contacto con el agua cayó desde 110 grados a
20-30 grados, indicando la absorción exitosa del
tensioactivo a la superficie. El OTS revestido de tensioactivo se
colocó entonces en una cámara de flujo bajo donde el agua está
fluyendo constantemente sobre la muestra durante 24 horas. Este
procedimiento prueba la estabilidad de la adhesión del tensioactivo
sobre la superficie OTS hidrofóbica. Después de secar la muestra se
tomaron otra vez las mediciones del ángulo de contacto. Típicamente,
el ángulo de contacto del agua aumenta solamente unos 10 grados, a
aproximadamente 30-40 grados, indicando que el
tensioactivo permanece firmemente unido a la superficie
hidrofóbica.
Las superficies con tensioactivos de polímeros
de péptido adsorbidos se muestran que promueven el crecimiento y la
proliferación de células endoteliales. Las células endoteliales de
vena umbilical humana (HUVEQ) en tampón HEPES se añadieron a
contenedores que tienen muestras de OTS recubiertas con el polímero
tensioactivo de los ejemplos 1-3. Se tomaron
imágenes de contraste de fase y microscópicas fluorescentes después
de 3, 24 y 72 horas de tiempo de incubación. Los resultados en 72
horas para las imágenes de contraste de fase se muestran en la
figura 2. Indicar que la OTS recubierta de fibronectina sirve como
control positivo para crecimiento y proliferación de HUVEC. No se
observó ningún crecimiento celular sobre las superficies recubiertas
con el polímero tensioactivo del ejemplo comparativo 2 o
tensioactivos lineales de maltosa, tal como se muestra mediante el
microscopio de contraste de fase. Este resultado sirve como una
demostración que el polímero tensioactivo preparado como los
ejemplos comparativos, con una columna de poli(vinilo)
enlazada mediante enlaces de amida a una pluralidad de cadenas
laterales oligosacáridos neutros y una pluralidad de cadenas
laterales hidrofóbicas, evitan la adhesión de proteínas y células.
Sin embargo, para las superficies recubiertas del péptido
tensioactivo, el crecimiento celular era similar al de la
fibronectina. El crecimiento celular también se cuantificó usando
teñido fluorescente para las fibras de actina y puntos de adhesión
focal en la superficie. Tal como se muestra en la figura 2, con los
polímeros tensioactivos de péptido crecieron células sanas con
largas fibras de tensión de actina y muchos puntos de adhesión
focal. Como la relación entre péptido y dextrano disminuyó, la
viabilidad celular también disminuyó. Estos resultados indican que
los polímeros tensioactivos de péptido tienen una estructura bien
definida, que se adsorben de manera estable en las superficies
hidrofóbicas, y promueven el crecimiento y la proliferación
celular.
\newpage
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bulletZhang, T.; Marchant, R.
E. Macromolecules, 1994, vol. 27 (25),
7302-7308 [0032]
Claims (9)
1. Polímero tensioactivo de tipo peine, que
comprende:
a) una columna polimérica de unidades
monoméricas repetidas;
b) una pluralidad de cadenas laterales
hidrofóbicas que comprenden entre 2 y 18 grupos de metileno, estando
dicha pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas enlazadas con
dicha columna polimérica mediante enlaces de éster, enlaces de
amina secundarios, enlaces de amida, o combinaciones de los mismos;
y
c) una pluralidad de cadenas laterales
hidrofílicas enlazadas con dicha columna polimérica mediante enlaces
de éster, enlaces de amina secundarios, enlaces de amida, o
combinaciones de los mismos, comprendiendo dichas cadenas laterales
hidrofílicas un oligopéptido de entre 3 y 30 residuos de
aminoácidos, teniendo dicho oligopéptido una secuencia de
aminoácido que interactúa con receptores de proteínas en la
superficie de las células.
2. Polímero tensioactivo según la reivindicación
1, en el que dicha columna polimérica es una poli (vinil amina)
derivatizada, o un poli (vinil alcohol) derivatizado o una
polilisina derivatizada.
3. Polímero tensioactivo según la reivindicación
1, en el que dicha columna polimérica está enlazada con dicha
pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas mediante enlaces de
amida;
y en el que dicha columna polimérica está
enlazada con dicha pluralidad de cadenas laterales hidrofílicas
mediante enlaces de amida.
4. Polímero tensioactivo según la reivindicación
1, en el que dicha columna polimérica está enlazada con dicha
pluralidad de cadenas laterales hidrofóbicas mediante enlaces de
amina secundarios; y
en el que dicha columna polimérica está enlazada
con una pluralidad de dichas cadenas laterales de oligopéptidos
mediante enlaces de amina secundarios.
5. Polímero tensioactivo según la reivindicación
1, que también comprende una segunda pluralidad de cadenas
laterales hidrofílicas seleccionadas entre cadenas laterales de
oligosacáridos neutros que tienen un peso molecular promedio menor
de 7.000, cadenas de oligosacáridos cargadas que tienen un peso
molecular promedio menor de 10.000, y combinaciones de las
mismas.
6. Polímero tensioactivo según la reivindicación
1, en el que dichas cadenas laterales de oligopéptidos comprenden
una secuencia de aminoácidos seleccionada entre el grupo que
consiste en: RGD, RRAR, RRRKRR, PPRRARVT, y PPREVVPRPRP.
7. Polímero tensioactivo según la reivindicación
1, en el que la relación entre las cadenas laterales hidrofílicas y
las cadenas laterales hidrofóbicas es entre 3:1 y 1:6.
8. Procedimiento para promover la adhesión de
células animales a una superficie de biomaterial hidrofóbico que
comprende proporcionar un polímero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 y fijarlo a la superficie de dicho
material.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, que
es para hacer dicho material hidrofóbico más susceptible a la
fijación de células endoteliales, en el que en dicho polímero
tensioactivo de tipo peine,
(a) dicha pluralidad de cadenas laterales
hidrofóbicas están enlazadas con dicha columna polimérica mediante
enlaces de amina secundarios, enlaces de amida; o combinaciones de
los mismos; y
(b) dicha pluralidad de cadenas laterales
hidrofílicas están enlazadas con dicha columna polimérica mediante
enlaces de amina secundarios, y dicho oligopéptido tiene una
secuencia de aminoácidos que interactúa con receptores de proteínas
sobre la superficie de las células endoteliales.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US8354498P | 1998-04-29 | 1998-04-29 | |
US83544P | 1998-04-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2330694T3 true ES2330694T3 (es) | 2009-12-14 |
Family
ID=22179018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES99921514T Expired - Lifetime ES2330694T3 (es) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | Tensioactivos que se mimetizan como glicocalix. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1086149B1 (es) |
AT (1) | ATE437900T1 (es) |
DE (1) | DE69941186D1 (es) |
ES (1) | ES2330694T3 (es) |
WO (1) | WO1999055742A1 (es) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10029027A1 (de) * | 2000-06-13 | 2001-12-20 | Basf Ag | Verwendung alkoxilierter Polyvinylamine zur Modifizierung von Oberflächen |
WO2005027991A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-03-31 | Cambridge University Technical Services Ltd | Orthopaedic devices |
PT2178929E (pt) * | 2007-08-02 | 2012-03-16 | Hercules Inc | Polímeros modificados contendo vinilamina como aditivos na produção de papel |
JP2021006069A (ja) * | 2017-08-15 | 2021-01-21 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | 物品 |
US20100316787A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Greatbatch Ltd. | Biomimetic Coating Method |
JP5688791B2 (ja) * | 2010-05-11 | 2015-03-25 | グレイトバッチ リミテッドGreatbatch Ltd. | コーティングのための表面修飾 |
US9395468B2 (en) | 2012-08-27 | 2016-07-19 | Ocular Dynamics, Llc | Contact lens with a hydrophilic layer |
EP3988992A1 (en) | 2013-11-15 | 2022-04-27 | Tangible Science, Inc. | Contact lens with a hydrophilic layer |
WO2015156251A1 (ja) * | 2014-04-08 | 2015-10-15 | 三菱レイヨン株式会社 | ビニルアミン単位含有重合体の製造方法、および重合生成物 |
US10525170B2 (en) | 2014-12-09 | 2020-01-07 | Tangible Science, Llc | Medical device coating with a biocompatible layer |
CN109912438A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 青岛科技大学 | 一种n-乙烯基甲酰胺的合成方法 |
CN112047854B (zh) * | 2020-10-20 | 2021-07-02 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种n-乙烯基烷基酰胺的制备方法 |
WO2023182185A1 (ja) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | メスキュージェナシス株式会社 | ジンジパインに対して親和性及び/又は阻害能を有するペプチド及びその使用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5914182A (en) * | 1996-06-03 | 1999-06-22 | Gore Hybrid Technologies, Inc. | Materials and methods for the immobilization of bioactive species onto polymeric substrates |
-
1999
- 1999-04-29 DE DE69941186T patent/DE69941186D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-29 AT AT99921514T patent/ATE437900T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-04-29 ES ES99921514T patent/ES2330694T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-29 WO PCT/US1999/009258 patent/WO1999055742A1/en active Application Filing
- 1999-04-29 EP EP99921514A patent/EP1086149B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69941186D1 (de) | 2009-09-10 |
EP1086149A1 (en) | 2001-03-28 |
WO1999055742A1 (en) | 1999-11-04 |
EP1086149A4 (en) | 2002-10-30 |
EP1086149B1 (en) | 2009-07-29 |
ATE437900T1 (de) | 2009-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6759388B1 (en) | Surfactants that mimic the glycocalyx | |
ES2330694T3 (es) | Tensioactivos que se mimetizan como glicocalix. | |
US9125969B2 (en) | Methods of making and using surfactant polymers | |
ES2215200T3 (es) | Copolimeros de un policarbonato a base de tirosina y de poli(oxido de alquileno). | |
Altankov et al. | Modulating the biocompatibility of polymer surfaces with poly (ethylene glycol): effect of fibronectin | |
EP1403304B1 (en) | Crosslinked elastin and processes for its production | |
US6338904B1 (en) | Polymer coatings grafted with polyethylene oxide chains containing covalently bonded bio-active agents | |
ES2373200T3 (es) | Composiciones de pol�?meros reticulados y métodos para su uso. | |
AU724043B2 (en) | Bonding bio-active materials to substrate surfaces of medical devices via hydrophilic spacers | |
EP0494216B1 (en) | Surfaces having desirable cell adhesive effects | |
US10098984B2 (en) | Method for grafting polymers on metallic substrates | |
JPH07103B2 (ja) | ガス透過性耐血栓形成性被覆剤および製造方法 | |
US20080292664A1 (en) | Hydrogels and Hyaluronic Acid and Alpha, Beta-Polyaspartyl-Hydrazide and Their Biomedical and Pharmaceutical Uses | |
US5606012A (en) | Polyetheramidoamine hydrogels as heparinizable materials | |
JP5119442B2 (ja) | ゲル及び該ゲルからなる医療用材料 | |
KR100924430B1 (ko) | 온도 민감성 졸-젤 전이 pp-plx-pp 블록 공중합체및 이의 제조 방법 | |
Anderson et al. | Extracellular Matrix‐Like Surfactant Polymers Containing Arginine‐Glycine‐Aspartic Acid (RGD) Peptides | |
US20090275730A1 (en) | Temperature responsive depsipeptide polymer | |
ES2241641T3 (es) | Nuevos sistemas polimericos biocompatibles portadores de triflusal o htb. | |
JPH09103481A (ja) | 生体適合性に優れた表面を有する医療用具およびその製造方法 | |
JP3584597B2 (ja) | ポリスルホン重合体およびその製造方法 | |
JPH0343424A (ja) | 血液適合性医療用材料 | |
JPH0349293B2 (es) | ||
Hoven et al. | Immobilization of RGD Peptides on surface of Tyrosine-Derived Polycarbonate to enhance cell adhesion and proliferation | |
Marchisio et al. | BIOMEDICAL APPLICATIONS OF POLY (AMIDO-AMINES) |