JP7626404B2 - カルシウム結合基を含むポリオキサゾリンコポリマー - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/02—Polyamines
- C08G73/0233—Polyamines derived from (poly)oxazolines, (poly)oxazines or having pendant acyl groups
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Description
本発明は、ビスホスホナート、シトラート、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、及びこれらの組合せから選択される1個又は複数個のカルシウム結合基を含むポリオキサゾリンコポリマーに関する。
バリア膜は、歯槽骨の再生を可能にするために外科手術で日常的に利用され、一方、様々な固定デバイスは、一般外科及び外傷外科で軟組織と骨(腱断裂)、骨組織と骨(骨折)、又は外来異物(foreign)インプラントと骨組織(メッシュを用いたヘルニア修復)の固定に使用される。現在市販されている分解性のバリア膜及び固定デバイスは、i)分解速度の不十分な制御、ii)不十分な機械的性質、iii)軟組織/骨組織の再建及び感染を決定する生物学的機序の不十分な理解、iv)不十分な臨床管理性及び安定性、並びにv)硬質な非分解性材料への長期依存、に関連する重大な欠点を有する。
a)1つの末端にハイドロキシアパタイト標的化部分を含む水溶性ポリマーを用意するステップと;
b)ステップ(a)からの水溶性ポリマーと、ハイドロキシアパタイト又はリン酸カルシウムで被覆された補綴又は薬物送達デバイス又は表面との結合を促進するのに有効な条件下でそれらを結合させて、ポリマー構造体を形成するステップと;
c)ポリマー構造体を骨含有哺乳動物に投与するステップと
を含む、方法を記載している。ハイドロキシアパタイト標的化部分は、テトラサイクリン、カルセイン、ビスホスホナート、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、及びアミノリン糖酸からなる群から選択することができる。水溶性ポリマーは、ポリ(アルキレングリコール)、ポリ(オキシエチル化ポリオール)、ポリ(オレフィンアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ヒドロキシプロピルメタクリルアミド)、ポリ(α-ヒドロキシ酸)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、並びにこれらのコポリマー及びターポリマーからなる群から選択することができる。
本発明者らは、カルシウムイオンに対して非常に高い親和性を示す新規な生体適合性ポリマーを開発した。本発明のポリマーは、ビスホスホナート、シトラート、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、及びこれらの組合せから選択されるカルシウム結合基を含有する少なくとも4個の非末端オキサゾリン単位を含む、少なくとも20個のオキサゾリン単位を含むポリオキサゾリン(POx)コポリマーである。
したがって、本発明の第1の態様は、ビスホスホナート、シトラート、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、及びこれらの組合せから選択されるカルシウム結合基を含有する少なくとも4個の非末端オキサゾリン単位を含む、少なくとも20個のオキサゾリン単位を含むポリオキサゾリン(POx)コポリマーに関する。
式-[N(Ra)CH2CH2]-の繰返し単位A;及び
式-[N(Rb)CH2CH2]-の繰返し単位B
(式中、
Raは、CO-(CHR1)t-Hであり、
Rbは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-CO-(CHR3)u-CONR4-CO-ccrであり、
R1は、H又は任意選択で置換されているC1~5アルキルを表し;
R2は、任意選択で置換されているC1~5アルキレンを表し;
R3は、H又は任意選択で置換されているC1~5アルキルを表し;
R4は、H又はCH3を表し;
Xは、O、NR11、S、又は+NR11(R12)を表し;
R11及びR12は、H、メチル、又はエチルを表し;
tは、1、2、又は3を表し;
uは、1、2、又は3を表し;
ccrは、カルシウム結合基を表す)
を含む。
-(L)C(Z)(PO3H2)2 (I)
又はその薬学的に許容できる塩
(式中、
Lは、任意選択で置換されているC1~5アルキレンを表し;
Zは、H、OH、Cl、F、又はメチル基を表す)
を表す。
式-[N(Rc)CH2CH2]-の繰返し単位C
(式中、
Rcは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-CO-R5-cbxであり、
R5は、任意選択で置換されているC1~5アルキレンを表し、
cbxは、カルボキシラート含有基を表し;
R1、R2、t、及びXは、本明細書で前述したのと同じ意味を有する)
をさらに含む。
式-[N(Rd)CH2CH2]-の繰返し単位D
(式中、
Rdは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-R6であり;
R6は、H、メチル、又はエチルを表し;
R1、R2、t、及びXは、本明細書で前述したのと同じ意味を有する)
をさらに含む。
式-[N(Re)CH2CH2]-の繰返し単位E
(式中、
Reは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-CO-R5-CO-nhsであり、
nhsは、N-ヒドロキシスクシンイミジル基を表し、
R1、R2、R5、t、及びXは、前述したのと同じ意味を有する)
をさらに含む。
式-[NHCH2CH2]-の繰返し単位F
をさらに含む。
40~97mol%の繰返し単位A
3~50mol%の繰返し単位B
0~40mol%の繰返し単位C
0~50mol%の繰返し単位D
0~10mol%の繰返し単位E
0~10mol%の繰返し単位F。
50~95mol%の繰返し単位A
4~40mol%の繰返し単位B
0.3~35mol%の繰返し単位C
0~45mol%の繰返し単位D
0~8mol%の繰返し単位E
0~8mol%の繰返し単位F。
55~92mol%の繰返し単位A
5~35mol%の繰返し単位B
0.5~32mol%の繰返し単位C
0~30mol%の繰返し単位D
0~5mol%の繰返し単位E
0~5mol%の繰返し単位F。
(a)以下の2-オキサゾリンモノマーA及びBを含む混合物のカチオン開環重合と;
(式中、R1及びtは、請求項1に記載したのと同じ意味を有し、R11は、任意選択で置換されているC1~5アルキルを表す)
(b)中間体ポリオキサゾリンコポリマーのアルキルカルボキシ基のうちの少なくともいくつかのアミド化であって、前記基を次式:H2N-R2-X-H(式中、R2及びXは、本明細書で前述したのと同じ意味を有する)で表されるアミンと反応させることによる、アミド化と;
(c)アミド化された基のうちの少なくともいくつかの官能基化であって、前記基を無水コハク酸と反応させることによる、官能基化と;
(d)官能基化された基のうちの少なくともいくつかの活性化であって、前記基をN-ヒドロキシスクシンイミドと反応させることによる、活性化と;
(e)活性化された基のうちの少なくともいくつかを、カルシウム結合基を含む反応物と反応させることによる、カルシウム捕捉官能性の導入と
を含む方法に関する。
2-エチル-2-オキサゾリン(EtOx)は、Sigma-Aldrichから得た。
2-n-プロピル-2-オキサゾリン(PropOx)は、Hoogenboomらにより記載された通りに合成した(Microwave-assisted synthesis and properties of a series of poly(2-alkyl-2-oxazoline)s、Des.Monomers Polym.(2005)、8、659~671頁)。
2-メトキシカルボニルエチル-2-オキサゾリン(MestOx)は、Boutenらにより記載された通りに合成した(Accelerated living cationic ring-opening polymerization of a methyl ester functionalized 2-oxazoline monomer、Polym.Chem.(2015)、6、514~518頁)。
アセトニトリル及びテトラヒドロフランは、MBraun MB SPS-800溶媒分散システムを使用して、窒素雰囲気下で排出した。
無水ジクロロメタン(DCM)、無水ジエチルエーテル、HPLCグレードのメタノール、及び溶融塩化カルシウムは、Fisher Scientificから得た。
無水N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)は、Acros Organicsから得た。
ダウエックス(Dowex)(登録商標)50WX4 100-200(H)及び無水コハク酸は、Alfa Aesarから得た。
N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、及びアレンドロン酸ナトリウム三水和物(エール)は、Fluorochemから得た。
ジメチルスルホキシド、2-エタノールアミン、メチル-p-トルエンスルホナート(MeOTs)、及びα-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸(CHCA)は、Sigma-Aldrichから得た。
重水、クロロホルム-d、及びジメチルスルホキシド-d6のような重水素化溶媒は、Cambridge Isotope Laboratories及びSigma Aldrichから得た。
18.2MΩ/cmに設定された超高純度ミリQ水は、WaterPro PSポリッシャ(Labconco、カンザスシティ、ミズーリ州)から得た。
透析膜スペクトラ/ポア(Spectra/Por)(登録商標)3(3.5kDカットオフ)は、VWR Internationalから得た。
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)溶液は、2.7mMのKCl、137mMのNaCl、2mMのKH2PO4、及び8mMのNa2HPO4(pH=7.4)を含有させて調製した。
ポリビニルピロリドンK90(PVP)は、Sigma-Aldrichから得た。
ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)、平均Mw約50,000、PDI3~4は、Sigma-Aldrichから得た。
プルロニック(Pluronic)(コリファー(Kolliphor)(登録商標)P188/Lutrol-F68)は、BASFから得た。
ハイドロキシアパタイト(リン酸カルシウム、CaP)は、Merckから得た。
アレンドロナート官能基化ポリ(2-オキサゾリン)を、図1に示すように5ステップで合成した。
(P(EtOx90-Ale10) - P1eの合成)
〔P(EtOx90-MestOx10) P1a〕
一般的な手順に従って、乾燥アセトニトリル(68mL、4M)中におけるトシル酸メチル(0.68mL、4.52mmol)、2-エチル-2-オキサゾリン(41.04mL、406.59mmol)、及び2-メトキシカルボニルエチル-2-オキサゾリン(6.23mL、45.18mmol)の溶液の反応を、2-エタノールアミン(2.72mL、45.18mmol)の添加により停止させて、所望のポリマーP1a(52.12g、4.39mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), CDCl3]: 3.63 (br, 3 H, 5-CH3), 3.65-3.35 (br, 8 H, 1-CH2), 2.70-2.50 (br, 4 H, 4-CH2), 2.50-2.20 (br, 2 H, 2-CH2), 0.95-1.15 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 90:10. SEC: Mn 10.6 kDa, D 1.11. MALDI-TOF: Mn 9.7 kDa. 収率: 97%.
一般的な手順に従って、P1a(43g、4.07mmol)を2-アミノエタノール(8.60mL、142.40mmol)と反応させて、所望のポリマーP1b(38.05g、3.50mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 3.65 (br, 2 H, 7-CH2), 3.75-3.45 (br, 8 H, 1-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 6-CH2), 2.75-2.60 (br, 2 H, 5-CH2), 2.60-2.40 (br, 2 H, 4-CH2), 2.45-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 90:10. MALDI-TOF: Mn 10.2 kDa. 収率: 86%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(27mL、2M)中でP1b(38g、3.50mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(0.86g、7.00mmol)、及び無水コハク酸(4.20g、41.98mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP1c(36.01g、3.03mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.15 (br, 2 H, 7-CH2), 3.70-3.40 (br, 10 H, 1-CH2 + 6-CH2), 2.75-2.60 (br, 6 H, 5-CH2 + 8-CH2), 2.60-2.45 (br, 2 H, 4-CH2), 2.40-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.10-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 90:10. MALDI-TOF: Mn 11.1 kDa. 収率: 87%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(60mL、0.2M)中でP1c(6g、0.51mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(0.64g、5.57mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(0.94mL、6.07mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP1d(5.65g、0.44mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.00-3.90 (br, 2 H, 7-CH2), 3.50-3.10 (br, 10 H, 1-CH2 + 6-CH2), 2.90-2.85 (br, 2 H, 8-CH2), 2.75-2.70 (br, 4 H, 9-CH2), 2.65-2.60 (br, 2 H, 8-CH2), 2.60-2.40 (br, 2 H, 5-CH2), 2.30-2.10 (br, 4 H, 2-CH2 + 4-CH2), 0.85-0.70 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 90:10. SEC: Mn 11.7 kDa, D 1.25. MALDI-TOF: Mn 11.5 kDa. 収率: 87%.
一般的な手順に従って、PBS(32mL、0.5M)中でP1d(5.0g、0.39mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(2.53g、7.79mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(0.45g、3.90mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(0.75g、3.90mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP1e(1.29g、0.09mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.10 (br, 4 H, 7-CH2), 3.75-3.40 (br, 16 H, 1-CH2 + 6-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.45 (br, 16 H, 4-CH2 + 5-CH2 + 8-CH2), 2.45-2.20 (br, 2 H, 2-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 10-CH2 + 11-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.19. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 90:1:9. MALDI-TOF: Mn 12.0 kDa. 収率: 24%.
(P(EtOx80-Ale20) - P2eの合成)
〔P(EtOx80-MestOx20) P2a〕
一般的な手順に従って、乾燥アセトニトリル(43mL、4M)中におけるトシル酸メチル(0.46mL、3.01mmol)、2-エチル-2-オキサゾリン(24.32mL、240.94mmol)、及び2-メトキシカルボニルエチル-2-オキサゾリン(8.31mL、60.24mmol)の溶液の反応を、2-エタノールアミン(1.82mL、30.12mmol)の添加により停止させて、所望のポリマーP2a(36.22g、2.93mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), CDCl3]: 3.65 (br, 3 H, 5-CH3), 3.65-3.35 (br, 8 H, 1-CH2), 2.75-2.50 (br, 4 H, 4-CH2), 2.50-2.20 (br, 2 H, 2-CH2), 0.95-1.15 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 80:20. SEC: Mn 9.6 kDa, D: 1.17. MALDI-TOF: Mn 9.8 kDa. 収率: 97%.
一般的な手順に従って、P2a(34g、3.05mmol)を2-アミノエタノール(12.88mL、213.47mmol)と反応させて、所望のポリマーP2b(31.46g、2.64mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 3.65 (br, 2 H, 7-CH2), 3.75-3.45 (br, 8 H, 1-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 6-CH2), 2.80-2.60 (br, 2 H, 5-CH2), 2.60-2.50 (br, 2 H, 4-CH2), 2.50-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 80:20. MALDI-TOF: Mn 9.9 kDa. 収率: 87%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(38mL、2M)中でP2b(31g、2.64mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(1.29g、10.56mmol)、及び無水コハク酸(6.34g、63.38mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP2c(29.74g、2.18mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.15 (br, 2 H, 7-CH2), 3.70-3.40 (br, 10 H, 1-CH2 + 6-CH2), 2.75-2.55 (br, 6 H, 5-CH2 + 8-CH2), 2.50-2.45 (br, 2 H, 4-CH2), 2.40-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.10-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 80:20. MALDI-TOF: Mn 11.2 kDa. 収率: 83%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(556mL、0.2M)中でP2c(33g、2.40mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(6.08g、52.87mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(8.93mL、57.67mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP2d(35.63g、2.27mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.00-3.90 (br, 2 H, 7-CH2), 3.50-3.10 (br, 10 H, 1-CH2 + 6-CH2), 2.90-2.85 (br, 2 H, 8-CH2), 2.75-2.70 (br, 4 H, 9-CH2), 2.65-2.60 (br, 2 H, 8-CH2), 2.60-2.40 (br, 2 H, 5-CH2), 2.30-2.10 (br, 4 H, 2-CH2 + 4-CH2), 0.85-0.70 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 80:20. SEC: Mn 12.6 kDa, D 1.21. MALDI-TOF: Mn 13.0 kDa. 収率: 95%.
一般的な手順に従って、PBS(155mL、0.5M)中でP2d(15g、0.96mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(12.45g、38.28mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(2.20g、19.14mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(3.67g、19.14mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP2e(5.47g、0.30mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.10 (br, 4 H, 7-CH2), 3.80-3.35 (br, 16 H, 1-CH2 + 6-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.45 (br, 16 H, 4-CH2 + 5-CH2 + 8-CH2), 2.45-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 10-CH2 + 11-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 80:1:19. 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.15. MALDI-TOF: Mn 15.0 kDa. 収率: 31%.
(P(EtOx70-Ale30) - P3eの合成)
〔P(EtOx80-MestOx20) P2a〕
一般的な手順に従って、乾燥アセトニトリル(43mL、4M)中におけるトシル酸メチル(0.46mL、3.01mmol)、2-エチル-2-オキサゾリン(24.32mL、240.94mmol)、及び2-メトキシカルボニルエチル-2-オキサゾリン(8.31mL、60.24mmol)の溶液の反応を、2-エタノールアミン(1.82mL、30.12mmol)の添加により停止させて、所望のポリマーP2a(36.22g、2.93mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), CDCl3]: 3.65 (br, 3 H, 5-CH3), 3.65-3.35 (br, 8 H, 1-CH2), 2.75-2.50 (br, 4 H, 4-CH2), 2.50-2.20 (br, 2 H, 2-CH2), 0.95-1.15 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 80:20. SEC: Mn 9.6 kDa, D: 1.17. MALDI-TOF: Mn 9.8 kDa. 収率: 97%.
一般的な手順に従って、P3a(51g、4.35mmol)を2-アミノエタノール(27.55mL、456.55mmol)と反応させて、所望のポリマーP3b(43.98g、3.49mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 3.66 (br, 2 H, 7-CH2), 3.75-3.45 (br, 8 H, 1-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 6-CH2), 2.75-2.60 (br, 2 H, 5-CH2), 2.60-2.50 (br, 2 H, 4-CH2), 2.45-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 70:30. MALDI-TOF: Mn 11.1 kDa. 収率: 80%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(17mL、2M)中でP3b(10g、0.79mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(0.58g、4.76mmol)、及び無水コハク酸(2.86g、28.54mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP3c(9.85g、0.64mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.15 (br, 2 H, 7-CH2), 3.80-3.45 (br, 10 H, 1-CH2 + 6-CH2), 2.75-2.60 (br, 6 H, 5-CH2 + 8-CH2), 2.60-2.45 (br, 2 H, 4-CH2), 2.40-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.15-1.00 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 70:30. MALDI-TOF: Mn 13.5 kDa. 収率: 81%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(1346mL、0.2M)中でP3c(61g、3.91mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(14.85g、129.00mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(21.79mL、140.72mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP3d(57.06g、mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.00-3.90 (br, 2 H, 7-CH2), 3.50-3.10 (br, 10 H, 1-CH2 + 6-CH2), 2.90-2.85 (br, 2 H, 8-CH2), 2.75-2.70 (br, 4 H, 9-CH2), 2.65-2.60 (br, 2 H, 8-CH2), 2.60-2.40 (br, 2 H, 5-CH2), 2.30-2.10 (br, 4 H, 2-CH2 + 4-CH2), 0.85-0.70 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 70:30. SEC: Mn 15.6 kDa, D 1.25. MALDI-TOF: Mn 16.9 kDa. 収率: 79%.
一般的な手順に従って、PBS(66mL、0.5M)中でP3d(15g、0.81mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(15.80g、48.61mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(2.80g、24.31mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(4.66g、24.31mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP3e(5.81g、0.26mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.10 (br, 4 H, 7-CH2), 3.80-3.30 (br, 16 H, 1-CH2 + 6-CH2), 3.25-3.15 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.45 (br, 16 H, 4-CH2 + 5-CH2 + 8-CH2), 2.45-2.15 (br, 2 H, 2-CH2), 2.15-1.70 (br, 4 H, 10-CH2 + 11-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.25. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 70:2:28. MALDI-TOF: Mn 19.5 kDa. 収率: 32%.
(P(PropOx90-Ale10) - P4eの合成)
〔P(PropOx90-MestOx10) P4a〕
一般的な手順に従って、乾燥アセトニトリル(52mL、4M)中におけるトシル酸メチル(0.57mL、3.76mmol)、n-プロピル-2-オキサゾリン(37.59mL、338.82mmol)、及び2-メトキシカルボニルエチル-2-オキサゾリン(5.19mL、37.65mmol)の溶液の反応を、2-エタノールアミン(2.72mL、37.65mmol)の添加により停止させて、所望のポリマーP4a(42.08g、3.55mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), CDCl3]: 3.65 (br, 3 H, 6-CH3), 3.65-3.35 (br, 8 H, 1-CH2), 2.70-2.50 (br, 4 H, 5-CH2), 2.40-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.70-1.50 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 90:10. SEC: Mn 10.2 kDa, D 1.08. MALDI-TOF: Mn 10.4 kDa. 収率: 94%.
一般的な手順に従って、P4a(42g、3.55mmol)を2-アミノエタノール(21.43mL、354.99mmol)と反応させて、所望のポリマーP4b(34.49g、2.80mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 3.65 (br, 2 H, 8-CH2), 3.75-3.45 (br, 8 H, 1-CH2), 3.35-3.30 (br, 2 H, 7-CH2), 2.75-2.60 (br, 2 H, 6-CH2), 2.60-2.50 (br, 2 H, 5-CH2), 2.45-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.65-1.50 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 90:10. MALDI-TOF: Mn 10.7 kDa. 収率: 79%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(17mL、2M)中でP4b(28g、2.31mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(0.56g、4.62mmol)、及び無水コハク酸(2.67g、26.7mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP4c(21.20g、1.61mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.10-4.00 (br, 2 H, 8-CH2), 3.60-3.20 (br, 10 H, 1-CH2 + 7-CH2), 2.65-2.50 (br, 6 H, 6-CH2 + 9-CH2), 2.50-2.30 (br, 2 H, 5-CH2), 2.30-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.55-1.40 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 90:10. MALDI-TOF: Mn 11.5 kDa. 収率: 70%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(180mL、0.2M)中でP4c(20g、1.52mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.93g、16.76mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(2.83mL、18.29mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP4d(19.88g、1.41mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.10-4.00 (br, 2 H, 8-CH2), 3.50-3.30 (br, 10 H, 1-CH2 + 7-CH2), 2.95-2.90 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.70 (br, 4 H, 10-CH2), 2.70-2.65 (br, 2 H, 9-CH2), 2.65-2.40 (br, 2 H, 6-CH2), 2.35-2.10 (br, 4 H, 2-CH2 + 5-CH2), 1.60-1.40 (br, 2 H, 3-CH2), 0.90-0.80 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 90:10. SEC: Mn 12.2 kDa, D 1.21. MALDI-TOF: Mn 12.1 kDa. 収率: 93%.
一般的な手順に従って、PBS(87mL、0.5M)中でP4d(15g、1.06mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(6.92g、21.29mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.23g、10.64mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(2.04g、10.64mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP4e(6.57g、0.43mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.15 (br, 4 H, 8-CH2), 3.80-3.30 (br, 16 H, 1-CH2 + 7-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 10-CH2), 2.75-2.45 (br, 16 H, 5-CH2 + 6-CH2 + 9-CH2), 2.45-2.15 (br, 2 H, 2-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 11-CH2 + 12-CH2), 1.65-1.45 (br, 2 H, 3-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 4-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.17. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 90:1:9. MALDI-TOF: Mn 12.2 kDa. 収率: 40%.
(P(PropOx80-Ale20) - P5eの合成)
〔P(PropOx70-MestOx30) P5a〕
一般的な手順に従って、乾燥アセトニトリル(50mL、4M)中におけるトシル酸メチル(0.57mL、3.76mmol)、n-プロピル-2-オキサゾリン(29.24mL、263.53mmol)、及び2-メトキシカルボニルエチル-2-オキサゾリン(15.57mL、112.94mmol)の溶液の反応を、2-エタノールアミン(2.72mL、37.65mmol)の添加により停止させて、所望のポリマーP5a(46.44g、3.62mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), CDCl3]: 3.65 (br, 3 H, 6-CH3), 3.65-3.30 (br, 8 H, 1-CH2), 2.65-2.45 (br, 4 H, 5-CH2), 2.40-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.70-1.50 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.80 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 70:30. SEC: Mn 10.1 kDa, D 1.12. MALDI-TOF: Mn 10.9 kDa. 収率: 96%.
一般的な手順に従って、P5a(46g、3.62mmol)を2-アミノエタノール(22.93mL、379.97mmol)と反応させて、所望のポリマーP5b(37.13g、2.72mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 3.65 (br, 2 H, 8-CH2), 3.75-3.45 (br, 8 H, 1-CH2), 3.35-3.20 (br, 2 H, 7-CH2), 2.70-2.60 (br, 2 H, 6-CH2), 2.60-2.50 (br, 2 H, 5-CH2), 2.40-2.15 (br, 2 H, 2-CH2), 1.65-1.45 (br, 2 H, 3-CH2), 0.9-0.70 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n 70:30. MALDI-TOF: Mn 11.6 kDa. 収率: 75%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(54mL、2M)中でP5b(34g、2.50mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(1.83g、15.01mmol)、及び無水コハク酸(9.01g、90.03mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP5c(39.91g、2.41mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.05-3.85 (br, 2 H, 8-CH2), 3.55-3.10 (br, 10 H, 1-CH2 + 7-CH2), 2.65-2.50 (br, 6 H, 6-CH2 + 9-CH2), 2.50-2.30 (br, 2 H, 5-CH2), 2.30-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.55-1.35 (br, 2 H, 3-CH2), 0.90-0.75 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 70:30. MALDI-TOF: Mn 12.1 kDa. 収率: 96%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(581mL、0.2M)中でP5c(28g、1.69mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(6.41g、55.71mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(9.41mL、60.77mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP5d(26.28g、1.35mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.00-3.90 (br, 2 H, 8-CH2), 3.50-3.10 (br, 10 H, 1-CH2 + 7-CH2), 2.90-2.85 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.70 (br, 4 H, 10-CH2), 2.65-2.60 (br, 2 H, 9-CH2), 2.60-2.40 (br, 2 H, 6-CH2), 2.35-2.10 (br, 4 H, 2-CH2 + 5-CH2), 1.65-1.40 (br, 2 H, 3-CH2), 0.85-0.70 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/o 90:10. SEC: Mn 15.7 kDa, D 1.20. MALDI-TOF: Mn 13.7 kDa. 収率: 80%.
一般的な手順に従って、PBS(99mL、0.5M)中でP5d(8.0g、0.41mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(8.00g、24.62mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.42g、12.31mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(2.36g、12.31mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP5e(2.93g、0.13mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.15 (br, 4 H, 8-CH2), 3.80-3.30 (br, 16 H, 1-CH2 + 7-CH2), 3.20-3.10 (br, 2 H, 10-CH2), 2.75-2.45 (br, 16 H, 5-CH2 + 6-CH2 + 9-CH2), 2.45-2.15 (br, 2 H, 2-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 11-CH2 + 12-CH2), 1.65-1.45 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.85 (br, 3 H, 4-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.15. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 70:3:27. MALDI-TOF: Mn 17.5 kDa. 収率: 31%.
(P(EtOx70-OH20-Ale10) - P6eの合成)
〔P(EtOx70-OH20-COOH10) P6c〕
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(9mL、2M)中でP3b(15g、1.19mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(0.29g、2.38mmol)、及び無水コハク酸(1.43g、14.27mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP6c(12.28g、0.90mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.15 (br, 2 H, 9-CH2), 3.80-3.45 (br, 16 H, 1-CH2 + 7-CH2 + 8-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 6-CH2), 2.75-2.60 (br, 8 H, 5-CH2 + 10-CH2), 2.60-2.45 (br, 4 H, 4-CH2), 2.45-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.15-1.00 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:21:9. MALDI-TOF: Mn 12.2 kDa. 収率: 76%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(104mL、0.2M)中でP6c(12g、0.88mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.12g、9.70mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(1.64mL、10.58mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP6d(11.48g、0.79mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.25-4.15 (br, 2 H, 8-CH2), 3.75-3.40 (br, 16 H, 1-CH2 + 6-CH2 + 7-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 5-CH2), 3.10-3.00 (br, 2 H, 9-CH2), 3.00-2.90 (br, 4 H, 10-CH2), 2.90-2.80 (br, 2 H, 9-CH2), 2.65-2.45 (br, 8 H, 4-CH2), 2.45-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.10-1.00 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:21:9. SEC: Mn 12.7 kDa, D 1.25. MALDI-TOF: Mn 12.6 kDa. 収率: 89%.
一般的な手順に従って、PBS(62mL、0.5M)中でP6d(12g、0.83mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(4.88g、15.02mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(0.86g、7.51mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(1.44g、7.51mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP6e(3.41g、0.22mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.10 (br, 4 H, 8-CH2), 3.80-3.40 (br, 22 H, 1-CH2 + 6-CH2 + 7-CH2), 3.40-3.30 (br, 2 H, 5-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 10-CH2), 2.75-2.15 (br, 22 H, 2-CH2 + 4-CH2 + 9-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 11-CH2 + 12-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.15. 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o/p 70:21:1:8. MALDI-TOF: Mn 12.6 kDa. 収率: 26%.
(P(EtOx70-OH10-Ale20) - P7eの合成)
〔P(EtOx70-OH10-COOH20) P7c〕
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(17mL、2M)中でのP3b(15g、1.19mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(0.58g、4.76mmol)、及び無水コハク酸(2.86g、28.54mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP7c(17.33g、1.19mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.15 (br, 2 H, 9-CH2), 3.80-3.45 (br, 16 H, 1-CH2 + 7-CH2 + 8-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 6-CH2), 2.75-2.60 (br, 8 H, 5-CH2 + 10-CH2), 2.60-2.45 (br, 4 H, 4-CH2), 2.40-2.25 (br, 2 H, 2-CH2), 1.15-1.00 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:12:18. MALDI-TOF: Mn 12.5 kDa. 収率: 94%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(190mL、0.2M)中でP7c(12g、0.82mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(2.08g、18.07mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(3.05mL、19.72mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP7d(11.95g、0.72mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.15-4.00 (br, 2 H, 8-CH2), 3.75-3.40 (br, 16 H, 1-CH2 + 6-CH2 + 7-CH2), 3.35-3.25 (br, 2 H, 5-CH2), 3.05-2.95 (br, 2 H, 9-CH2), 2.95-2.85 (br, 4 H, 10-CH2), 2.85-2.70 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.65 (br, 8 H, 4-CH2), 2.40-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.05-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:12:18. SEC: Mn 14.7 kDa, D 1.25. MALDI-TOF: Mn 14.4 kDa. 収率: 88%.
一般的な手順に従って、PBS(108mL、0.5M)中でP7d(12g、0.74mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(8.69g、6.74mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.54g、13.37mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(2.56g、13.37mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP7e(4.15g、0.23mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.10 (br, 4 H, 8-CH2), 3.80-3.40 (br, 22 H, 1-CH2 + 6-CH2 + 7-CH2), 3.40-3.30 (br, 2 H, 5-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 10-CH2), 2.75-2.15 (br, 22 H, 2-CH2 + 4-CH2 + 9-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 11-CH2 + 12-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.25. 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o/p 70:12:2:16. MALDI-TOF: Mn 14.6 kDa. 収率: 30%.
(P(PropOx70-OH20-Ale10) - P8eの合成)
〔P(PropOx70-OH20-COOH10) P8c〕
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(7mL、2M)中でP5b(13g、0.96mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(0.23g、1.91mmol)、及び無水コハク酸(1.15g、11.47mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP8c(11.62g、0.80mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.10-3.90 (br, 2 H, 10-CH2), 3.70-3.20 (br, 16 H, 1-CH2 + 8-CH2 + 9-CH2), 3.15-3.00 (br, 2 H, 7-CH2), 2.75-2.60 (br, 8 H, 6-CH2 + 11-CH2), 2.65-2.40 (br, 4 H, 5-CH2), 2.40-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.60-1.35 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.70 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:20:10. MALDI-TOF: Mn 11.5 kDa. 収率: 79%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(162mL、0.2M)中でP8c(20g、1.37mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.74g、15.08mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(2.55mL、16.45mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP8d(17.41g、1.12mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.15-4.00 (br, 2 H, 9-CH2), 3.55-3.30 (br, 16 H, 1-CH2 + 7-CH2 + 8-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 6-CH2), 3.00-2.90 (br, 2 H, 10-CH2), 2.85-2.75 (br, 4 H, 11-CH2), 2.75-2.65 (br, 2 H, 10-CH2), 2.65-2.45 (br, 8 H, 5-CH2), 2.35-2.05 (br, 2 H, 2-CH2), 1.55-1.30 (br, 2 H, 3-CH2), 0.90-0.70 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:20:10. SEC: Mn 12.2 kDa, D 1.25. MALDI-TOF: Mn 12.1 kDa. 収率: 70%.
一般的な手順に従って、PBS(37mL、0.5M)中でP8d(7.0g、0.45mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(2.93g、9.00mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(0.52g、4.50mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(0.86g、4.50mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP8e(2.71g、0.16mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.10 (br, 4 H, 9-CH2), 3.80-3.40 (br, 22 H, 1-CH2 + 7-CH2 + 8-CH2), 3.40-3.30 (br, 2 H, 6-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 11-CH2), 2.75-2.15 (br, 22 H, 2-CH2 + 5-CH2 + 10-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 12-CH2 + 13-CH2), 1.65-1.45 (br, 2 H, 3-CH2), 1.15-0.85 (br, 3 H, 4-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.20. 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o/p 70:20:1:9. MALDI-TOF: Mn 12.5 kDa. 収率: 36%.
(P(PropOx70-OH10-Ale20) - P9eの合成)
〔P(PropOx70-OH10-COOH20) P9c〕
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(41mL、2M)中でP5b(38g、2.80mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(1.37g、11.18mmol)、及び無水コハク酸(6.71g、67.08mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP9c(41.10g、2.64mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.10-3.90 (br, 2 H, 10-CH2), 3.70-3.20 (br, 16 H, 1-CH2 + 8-CH2 + 9-CH2), 3.15-3.00 (br, 2 H, 7-CH2), 2.65-2.60 (br, 8 H, 6-CH2 + 11-CH2), 2.65-2.40 (br, 4 H, 5-CH2), 2.40-2.10 (br, 2 H, 2-CH2), 1.60-1.35 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.70 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:10:20. MALDI-TOF: Mn 12.8 kDa. 収率: 94%.
一般的な手順に従って、DCM/ACN(9:1)(608mL、0.2M)中でP9c(41g、2.63mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(6.66g、57.86mmol)、及びN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(9.77mL、63.12mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP9d(38.62g、2.20mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), DMSO-d6]: 4.05-3.90 (br, 2 H, 9-CH2), 3.55-3.30 (br, 16 H, 1-CH2 + 7-CH2 + 8-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 6-CH2), 3.05-2.95 (br, 2 H, 10-CH2), 2.95-2.85 (br, 4 H, 11-CH2), 2.85-2.70 (br, 2 H, 10-CH2), 2.70-2.55 (br, 8 H, 5-CH2), 2.35-2.05 (br, 2 H, 2-CH2), 1.55-1.30 (br, 2 H, 3-CH2), 0.90-0.70 (br, 3 H, 4-CH3). 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o 70:10:20. SEC: Mn 14.9 kDa, D 1.21. MALDI-TOF: Mn 14.4 kDa. 収率: 84%.
一般的な手順に従って、PBS(150mL、0.5M)中でP9d(12.5g、0.62mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(12.05g、37.07mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(2.13g、18.54mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(3.55g、18.54mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP9e(4.82g、0.22mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.10 (br, 4 H, 9-CH2), 3.80-3.40 (br, 22 H, 1-CH2 + 7-CH2 + 8-CH2), 3.35-3.30 (br, 2 H, 6-CH2), 3.25-3.15 (br, 2 H, 11-CH2), 2.75-2.20 (br, 22 H, 2-CH2 + 5-CH2 + 10-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 12-CH2 + 13-CH2), 1.65-1.45 (br, 2 H, 3-CH2), 1.00-0.85 (br, 3 H, 4-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.12. 実験的に決定したコポリマー比: m/n/o/p 70:10:3:17. MALDI-TOF: Mn 17.9 kDa. 収率: 35%.
(P(EtOx70-COOH20-Ale10) - P10eの合成)
一般的な手順に従って、PBS(131mL、0.5M)中でP3d(15g、0.81mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(10.54g、32.41mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.86g、16.20mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(1.86g、16.20mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP10e(5.22g、0.28mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.10 (br, 4 H, 6-CH2), 3.80-3.40 (br, 16 H, 1-CH2 + 5-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 8-CH2), 2.75-2.15 (br, 18 H, 2-CH2 + 4-CH2 + 7-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 9-CH2 + 10-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.18. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 70:17:13. MALDI-TOF: Mn 16.3 kDa. 収率: 34%.
(P(EtOx70-COOH10-Ale20) - P11eの合成)
一般的な手順に従って、PBS(131mL、0.5M)中でP3d(15g、0.81mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(10.54g、32.41mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.86g、16.2mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(3.11g、16.20mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP11e(4.99g、0.24mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.25-4.10 (br, 4 H, 6-CH2), 3.80-3.40 (br, 16 H, 1-CH2 + 5-CH2), 3.25-3.15 (br, 2 H, 8-CH2), 2.75-2.15 (br, 18 H, 2-CH2 + 4-CH2 + 7-CH2), 2.05-1.70 (br, 4 H, 9-CH2 + 10-CH2), 1.15-0.95 (br, 3 H, 3-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.25. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 70:10:20. MALDI-TOF: Mn 16.3 kDa. 収率: 30%.
(P(PropOx70-COOH20-Ale10) - P12eの合成)
一般的な手順に従って、PBS(21mL、0.5M)中でP5d(5.0g、0.26mmol)、アレンドロン酸ナトリウム三水和物(1.67g、5.13mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(0.30g、2.56mmol)、及びN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩(0.49g、2.56mmol)の溶液を反応させて、所望のポリマーP12e(2.17g、0.12mmol)を得た。1H NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 4.30-4.15 (br, 4 H, 7-CH2), 3.80-3.30 (br, 16 H, 1-CH2 + 6-CH2), 3.30-3.20 (br, 2 H, 9-CH2), 2.75-2.15 (br, 18 H, 2-CH2 + 5-CH2 + 8-CH2), 2.05-1.75 (br, 4 H, 10-CH2 + 11-CH2), 1.65-1.45 (br, 2 H, 3-CH3), 1.15-0.95 (br, 3 H, 4-CH3). 31P NMR [400 MHz, δ (ppm), D2O]: 18.00. 実験的に決定したコポリマー比: m/o/p 70:22:8. MALDI-TOF: Mn 14.8 kDa. 収率: 46%.
(アレンドロナート官能基化ポリ(2-オキサゾリン)の特性評価)
ポリマー中の様々な置換の修飾度合いを1H NMRによって判定した。さらに、アレンドロナート部分の存在も31P NMRで判定した。NMRスペクトルは、Varian Inova400(400MHz)又はBruker Avance III(400MHz)分光計において指示溶媒中25℃で記録した。1H NMRデータは、化学シフト(標準としてテトラメチルシランに対して百万分率(ppm)で示される)、多重度(br=幅広線)、積分、及び帰属として報告される。数平均分子量(Mn)は、Bruker Microflex LRFマトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型質量分析(MALDI-TOF MS)システムで記録した。質量スペクトルはすべて、陽イオンモードで得た。α-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸(CHCA)を、テトラヒドロフラン(10mg/mL)におけるマトリックスとして使用した。ポリマー試料をTHF:メタノール(1:1(体積/体積))(10mg/mL)に溶解し、マトリックス10μL及びポリマー試料1μLを混合することによって、分析物溶液を調製した。乾燥小滴法を使用して、試料を供給した。サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)は、島津製作所の自動HPLCシステムにより、50℃において、PLgel 5μm MIXED-Dカラムを用いて、溶離液として50mMのLiClを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(DMA)を使用して、流速0.6mL/分で行った。多分散指数値(PDI)は、ポリ(メチルメタクリラート)(PMMA)標準に対して計算した。
(等温滴定熱量測定(ITC))
等温滴定熱量測定を使用して、合成したPOx-Aleポリマーと、水に溶解したカルシウムカチオンとの間の親和性を評価した。ITC実験は、全自動Microcal Auto-iTC200で行った。曲線近似は、one set of sites結合モデル(結合サイトが1種類の場合のモデル)を使用して、Origin 6.0により行った。一般に、ポリマー中に存在するアレンドロナートの単位あたり0.36mMを、20℃において4mMのCaCl2を含むミリQ水で滴定した。ポリマーはすべて、同じバッチのカルシウムで滴定した。各ITC滴定は、19回の注入で構成された。測定はすべて、トリプリケートで行った。
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(カルシウム架橋POx-Aleゲルの調製)
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中に異なるポリマー濃度(10、20、及び30重量%)で含まれる等量のPOx-Aleと、ミリQ水中にCaCl2を含むいくつかの溶液(1、10、20、40重量%)とを混合し、全容量を200μLにして、ゲルを調製した。混合物をボルテックスで15秒間激しく撹拌して、均質なゲルを得た。
等量のアレンドロナート官能基化ポリマーと、最終ポリマー濃度が10、20、及び30重量%で、Ca2+濃度が1~40重量%の間のCa2+溶液とを混合して、粘稠溶液又は自己修復性ハイドロゲルを得た。一般に、ポリマーとカルシウム濃度の両方を上げると、より強いゲルが形成された。
ゲルのレオロジー特性は、AR2000アドバンストレオメーター(TA instruments)を使用して、平鋼板形状(直径8mm)及び調整ギャップ距離500μmで25℃にて評価した。周波数掃引は、1%の一定ひずみで角周波数を0.1から10Hzまで変化させることによって行った。貯蔵弾性率、損失弾性率、及びtan(Δ)は、1%ひずみ及び1Hzで時間掃引測定を実行することにより決定した。ゲルの自己修復能力は、以下のように、ゲル破壊後の回復率G’を測定する3つの連続した破損-回復試験を実行して評価した:最初に、1%ひずみ及び1Hzで10分間の時間掃引を実施して、粘弾性域を決定した。次いで、ひずみを1から1000%まで3分間かけて徐々に増加させて、ネットワークを確実に破壊した。その後、ひずみを10分間かけて初期値に戻し、次の式1を使用して回復率を計算した:
式中、G’iは、1回目の時間掃引中のG’値の平均であり、G’rは、2回目の時間掃引時のG’の平均である。測定はすべて、トリプリケートで行った。
形成された架橋の安定性と可逆性の両方を研究するために、ゲルをEDTA(100mM、pH6)に浸し、それらを48時間監視した。
(骨及びミネラル付着性スラリーの調製)
出発材料(50mg)としてのゼラチン又はセルロースを、1:1の重量比でPOx-Aleと混合した。配合物のいくつかには、10重量%のカルシウムイオン(CaCl2)、リン酸カルシウム粒子(CaP)、ポリビニルピロリドン(PVP)、又はプルロニック(登録商標)(ルトロール(Lutrol)(登録商標)F-68、BASF製)を補充した。続いて、ミリQ水0.15mLを添加して、スラリーを形成した。
ゼラチン粉末(ジェリータ(Gelita)SPON(登録商標))
繊維状ゼラチン担体(ジェリータTuft-it(登録商標))
セルロース粉末(ジェリータ-CEL-CA(登録商標))
スラリーの付着性を、リン酸カルシウムで被覆されたチタン(Ti)プレート(CaP-Ti)及び皮質骨に対してin vitroで評価した。結果の概要を表3に示す。付着性は、次のようにスコア化した:
3-非常に強い付着性
2-強い付着性
1-弱い付着性
0-付着性なし
(骨及びミネラル付着性パッチの作製)
市販の止血パッチ(2.5×2.5cm、60~65mg)を、POx-Aleの青色染色水溶液(パッチ/ポリマーの重量比が1:1では1mLあたりPOx-Aleが30mg、又はパッチ/ポリマーの重量比が1:0.5では1mLあたりPOx-Aleが15mg)に浸すことによって、その止血パッチにPOxベースのポリマーを含浸させた。含浸溶液のいくつかには、10重量%の塩化カルシウム(CaCl2)、アレンドロナート、又はプルロニック(登録商標)(ルトロール(登録商標)F-68、BASF製)を補充した。含浸後、パッチを凍結乾燥した。対照として非含浸パッチを使用した。
ゼラチンフォーム(ジェリータラピッド(Rapid)(登録商標)、Gelita Medical、独国)
繊維状セルロース担体(サージセル(SURGICEL)(登録商標)スノー(SNoW)(商標)、Ethicon、米国)
含浸パッチの付着特性を、リン酸カルシウムで被覆されたTiプレート(CaP-Ti)及び皮質骨に対してinvitroで評価した。結果の概要を表4に示す。付着性は、次のようにスコア化した:
3-非常に強い付着性
2-強い付着性
1-弱い付着性
0-付着性なし
等温滴定熱量測定(実施例14を参照)を使用して、水中に溶解したカルシウムカチオンと以下のものとの間の親和性を評価した:
P(EtOx80-Ale20)
アレンドロン酸一ナトリウム三水和物
P(EtOx70-COOH30)
P(EtOx70-OH30)
P(EtOx)=非官能基化ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)、Mw50kDa、Labshop製、オランダ国
(骨及びミネラル付着性パッチの作製)
付着性パッチは、付着性ポリマー(P(EtOx70-Ale30)及びP(EtOx70-OH10-Ale20))を5×7cm2の市販の繊維状ゼラチン担体(ジェリータTUFT-IT(登録商標)、独国)に乾式堆積させることによって作製した。アレンドロナートを含まない対照パッチは、P(EtOx)を同じ繊維状ゼラチン担体に乾式堆積させることによって作製した。最初に、ポリマーを30Hzで10分間ボールミル粉砕し、続いて、63μm未満のふるい分けによって微粉末に処理した。
ブタの肋骨を入手し、丸のこ盤を使用して約2.5×0.7×1.2cm3の長方形片に分割した。各骨片を、皮質骨の平坦面が露出するまで、カーボンペーパー(P500)を使用して150rpmで研磨(Struers TegraPol 35、米国)した。その後、試料をさらに使用するまで-20℃で凍結保存した。
市販の純チタンプレート(2.5×0.1×2.5cm3、グレード2)を最初にグリットブラストして、1.5μmの平均粗さRaを得た。その後、これらの基材を、ミリQ水、続いて、イソプロパノールで20分間超音波洗浄した。次に、基材を回転ホルダに置き、アルゴンプラズマで10分間エッチングした後、高周波マグネトロンスパッタリングシステム(Edwards ESM 100)を使用して、400Wの電力及び5×10-3mbarのアルゴン圧力で、ハイドロキシアパタイトの薄い付着性被覆物を12時間物理蒸着した。堆積後、ハイドロキシアパタイトで被覆されたプレートを、炉内にて650℃で2時間、1.5℃/分の加熱及び冷却速度で加熱処理することによって結晶化し、1μmのアパタイト性リン酸カルシウム被覆物を得た。
引張試験は、100Nのロードセルを装備した引張ベンチ(LS5、Lloyd Instruments、英国)を使用して行った。測定はすべて、セクスチュプリケート(n=6)で行った。パッチを1.5×2.5cm2(長さ×高さ)の片に切断した。パッチの各端を引張グリップに固定し、続いて、パッチを、1mm/分のクロスヘッド変位速度で破損するまで乾燥状態で試験した。引張力は変位の関数として記録され、引張力対パッチの伸びは自動取得された。引張強度は、試料が破損する前の最大荷重を試料の断面積で割った値として計算した。パッチの引張弾性率は、応力-ひずみ曲線の初期直線部分の平均勾配として計算した。
重ね剪断付着性試験は、100Nのロードセルを装備した引張ベンチ(LS5、Lloyd Instruments、英国)を使用して行った。測定はすべて、セクスチュプリケート(n=6)で行った。アパタイトで被覆された基材への付着性を測定するために、パッチを1.5×2.5cm2の片に切断した。骨試料が小さかったことから、骨への付着性試験のためにパッチを1.5×1.0cm2の片に切断した。被覆されていないチタン及び脱灰骨の試験片を対照モデル面として使用した。
1cm2のパッチを骨試験片に5分間付着させた。次に、それらを水200mLに浸し、150rpmで撹拌し、24時間監視して、それらの付着及び膨潤を評価した。実験はトリプリケートで行った。
3=高膨潤
2=中膨潤
1=低膨潤
-=どのパッチも付着なし
+/-=不十分な付着
+=良好な付着
++=3個のパッチすべてで優れた付着
Claims (13)
- カルシウム結合基を含有する少なくとも4個の非末端オキサゾリン単位を含む、少なくとも20個のオキサゾリン単位を含むポリオキサゾリンコポリマーであって、
前記ポリオキサゾリンコポリマーは、
式-[N(R a )CH 2 CH 2 ]-の繰返し単位A;及び
式-[N(R b )CH 2 CH 2 ]-の繰返し単位B
(式中、
R a は、CO-(CHR 1 ) t -Hであり、
R b は、CO-(CHR 1 ) t -CONH-R 2 -X-CO-(CHR 3 ) u -CONR 4 -CO-ccrであり、
R 1 は、Hを表すか、又は、任意選択で置換されているC 1~5 アルキルを表し;
R 2 は、任意選択で置換されているC 1~5 アルキレンを表し;
R 3 は、Hを表すか、又は、任意選択で置換されているC 1~5 アルキルを表し;
R 4 は、H又はCH 3 を表し;
Xは、O、NR 11 、S、又は + NR 11 (R 12 )を表し;
R 11 及びR 12 は、H、メチル、又はエチルを表し;
tは、1、2、又は3を表し;
uは、1、2、又は3を表し;
ccrは、前記カルシウム結合基を表す)
を含み、
前記カルシウム結合基が、ビスホスホナートである、ポリオキサゾリンコポリマー。 - 前記カルシウム結合基を含有する前記オキサゾリン単位が、POxコポリマーに含有されるモノマー単位の3~50%に相当する、請求項1に記載のポリオキサゾリンコポリマー。
- 式-[N(Rc)CH2CH2]-の繰返し単位C
(式中、
Rcは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-CO-R5-cbxであり、
R5は、任意選択で置換されているC1~5アルキレンを表し、
cbxは、カルボキシラート含有基を表し、
R1、R2、t、及びXは、請求項1に記載したのと同じ意味を有する)
をさらに含む、請求項1に記載のポリオキサゾリンコポリマー。 - cbxが、COOH又はCOO-M+を表し、ここで、Mが、一価金属カチオン又はNH4 +を表す、請求項3に記載のポリオキサゾリンコポリマー。
- 式-[N(Rd)CH2CH2]-の繰返し単位D
(式中、
Rdは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-R6であり;
R6は、H、メチル、又はエチルを表し、
R1、R2、t、及びXは、請求項1及び3に記載したのと同じ意味を有する)
をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマー。 - 式-[N(Re)CH2CH2]-の繰返し単位E
(式中、
Reは、CO-(CHR1)t-CONH-R2-X-CO-R5-CO-nhsであり、
nhsは、N-ヒドロキシスクシンイミジル基を表し、
R1、R2、R5、t、及びXは、請求項1及び3に記載したのと同じ意味を有する)
をさらに含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマー。 - 式-[NHCH2CH2]-の繰返し単位F
をさらに含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマー。 - R1がHを表す、請求項1~7のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマー。
- XがOを表す、請求項1~8のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマー。
- 前記コポリマーにおける繰返し単位A、B、C、D、及びEの総数が、60~200個の範囲である、請求項1~9のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマー。
- 医療用製品に骨付着性を付与するための請求項1~10のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマーの使用。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマーを含有する生体適合性医療用製品。
- (a)以下の2-オキサゾリンモノマーA及びBを含む混合物のカチオン開環重合と;
(b)中間体ポリオキサゾリンコポリマーのアルキルカルボキシ基のうちの少なくともいくつかのアミド化であって、前記アルキルカルボキシ基を次式:H2N-R2-X-H(式中、R2及びXは、請求項1に記載したのと同じ意味を有する)で表されるアミンと反応させることによる、アミド化と;
(c)アミド化された前記基のうちの少なくともいくつかの官能基化であって、アミド化された前記基を無水コハク酸と反応させることによる、官能基化と;
(d)官能基化された前記基のうちの少なくともいくつかの活性化であって、官能基化された前記基をN-ヒドロキシスクシンイミドと反応させることによる、活性化と;
(e)活性化された前記基のうちの少なくともいくつかを、前記カルシウム結合基を含む反応物と反応させることによる、カルシウム捕捉官能性の導入と
を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載のポリオキサゾリンコポリマーを調製する方法。
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