一種控制藥物滲透速率的膜或基體的製作方法

2023-09-15 06:33:45 2

專利名稱：一種控制藥物滲透速率的膜或基體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制藥物滲透速率(浸透速率)的膜或基體，其中所述膜或基體包括一種基於矽氧烷的彈性體組合物，還涉及一種所述彈性體組合物的製備方法。
技術說明聚矽氧烷，尤其聚(二甲基矽氧烷)(PDMS)，非常適於用作一種控制藥物滲透速率的膜或基體，該藥物為各種各樣的藥物形式，尤其是植入物和IU體系的形式。聚矽氧烷在生理學上是惰性的，並且很多藥物基團能夠穿透聚矽氧烷膜，其也具有所要求的強度性能。
由文獻可知，將聚(環氧乙烷)基團，即PEO基團，加入到一種PDMS聚合物中可以增加藥物的滲透速率。KL Ullman等出版，《緩釋雜誌》(Journal of Controlled Release)10(1989)251～260，描述了由包含PEO和PDMS的嵌段共聚物而製得的膜，以及各種類固醇通過這些膜的穿透力。在該出版物中提到，增加嵌段聚合物中PEO的量往往增大親水性類固醇的穿透力，然而親油性類固醇的穿透力則會降低。該出版物中所描述的嵌段共聚物在其結構和製備方面非常複雜，因此不容易用在更廣泛的工業生產中。
發明目的本發明的目的是提供一種易於製備的彈性體組合物，通過它藥物能夠以所希望的速率遷移，並且它能給予膜所要求的機械性能。
尤其，本發明的目的是提供一種彈性體組合物，通過它可以控制具有荷爾蒙作用的藥物的滲透速率。
本發明還涉及基於矽氧烷的彈性體的製備方法，該基於矽氧烷的彈性體包括聚(環氧烷)基團並且用在控制藥物滲透速率的膜或基體上。該方法的特徵在於，a)一種乙烯基官能化(vinyl-functional)聚合物組分和一種氫基官能化(hydride-functional)組分在催化劑存在下交聯，或b)一種聚合物組分在一種過氧化物催化劑存在下交聯。發明詳述彈性體組合物的總體說明術語「彈性體組合物」可以代表一種單一的彈性體，在該種情況下包含聚(環氧烷)基團的聚矽氧烷單元存在於所述彈性體中。
按照另一實施方案，彈性體組合物可以由相互交纏、一種處於另一種之內的兩種彈性體組成。在這種情況下第一彈性體包括聚(環氧烷)基團，使得聚(環氧烷)基團要麼作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物、要麼作為嵌段物而存在於所述彈性體中，所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚矽氧烷單元上。聚(環氧烷)也可以以所提到的選擇的混合物形式而存在。第二彈性體可以是一種基於矽氧烷的彈性體，適宜地是一種基於聚(二甲基矽氧烷)的彈性體。所述第二彈性體也可能包括聚(環氧烷)基團。這些聚(環氧烷)基團也可以要麼作為聚(二甲基矽氧烷)單元的烷氧基封端的接枝物、要麼作為嵌段物而存在，所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚(二甲基矽氧烷)單元上。在該彈性體中聚(環氧烷)還可以上述選擇的混合物形式而存在。
按照第三個實施方案，彈性體組合物可以是一種包括基於矽氧烷的彈性體的混合物，該基於矽氧烷的彈性體是，例如，由PDMS和至少一種包括聚(環氧烷)基團的直鏈聚矽氧烷共聚物組成。在這種情況下聚(環氧烷)基團要麼作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物、要麼作為嵌段物而存在於所述聚合物中，所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚矽氧烷單元上。當然，聚(環氧烷)基團也可以作為所提到的形式的混合物而存在於聚合物中。在此實施方案中，基於矽氧烷的彈性體也可以包括聚(環氧烷)基團，在該種情況下，這些聚(環氧烷)基團要麼作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物、要麼作為嵌段物而存在於彈性體中，所述嵌段物或接枝物通過矽碳鍵而連接在聚矽氧烷單元上。聚(環氧烷)基團還可以作為所提到形式的混合物而存在。
當然，彈性體組合物還可以由如上的相互交錯、一種處於另一種之內的兩種彈性體和至少一種包括聚(環氧烷)基團的直鏈聚矽氧烷共聚物而組成。
彈性體組合物中適宜的聚(環氧烷)基團是，例如，聚(環氧乙烷)基團(PEO基團)。
彈性體組合物中聚矽氧烷單元優選為具有下式結構的基團，即-(SiR′R″O)qSiR′R″-其中R′和R″-部分游離的基團，其可以相同或不同，並且其為低級烷基，或苯基，(在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的)，或具有下式結構的烷氧基封端的聚(環氧烷)基團， 其中alk是低級烷基基團，適宜地是甲基，R為氫或低級烷基，m為1～30，並且R3為直鏈或支化的C2-C6烷基，-部分為價鍵，由氫或亞烷基基團形成，連接到彈性體中其他聚合物鏈上，和-可能部分為未反應的基團，如氫、乙烯基或乙烯基封端的鏈烯烴，以及-q為1～3000。
在這裡以及本發明的說明書中，術語「低級烷基」通常代表C1-C6烷基基團。
上述游離的R′和R″基團適宜為一種低級烷基基團，優選甲基。
術語「聚(環氧烷)基團」意指所述基團包括至少兩個彼此連續相接的烷基醚基團。
按照優選的實施方案，聚(環氧烷)基團以具有下式結構的聚(環氧烷)嵌段物的形式存在於彈性體中，即 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，y為2～6，並且m為1～30。
彈性體組合物適宜包含一種填料，如二氧化矽，以便使膜獲得足夠的強度。
詞語「膜(membrane)」含義與薄膜(film)相同。彈性體組合物製備方法的總體說明按照優選的實施方案，在催化劑存在下，將乙烯基官能化聚合物和氫基官能化矽氧烷組分交聯來製備新型彈性體。
交聯意思是指氫基官能化矽氧烷組分與乙烯基官能化聚合組分中碳碳雙鍵的加成反應。
按照另一實施方案，在過氧化物催化劑的存在下，通過使聚合物交聯而製備彈性體。在這種情況下乙烯基和甲基基團彼此相互反應從而形成碳碳鍵。也可以在兩個甲基基團之間或兩個乙烯基基團之間形成交聯。
為了交聯，如此優選各組分的量，使得氫基(hydrides)和雙鍵的摩爾量之比至少為1。
乙烯基官能化聚合物組分可以是a)一種具有下式結構的乙烯基官能化聚矽氧烷R′-SiR′R″O(SiR′R″O)rSiR′R″R′其中R′和R″相同或不同，可以是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且其中取代基R′和/或R″中一部分已經被乙烯基所取代，以及r為1～27000，或b)一種鏈烯基封端的基於聚矽氧烷的嵌段共聚物，其具有下式T(AB)xAT(Ⅰ)，其中A=-(SiR′R″O)qSiR′R″-，其中R′和R″相同或不同並且是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的；B是一種具有下式結構的聚(環氧烷) 或 以及T是 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，R3和R4相同或不同並且為直鏈或支化的C2-C6亞烷基基團，R1為一種直鏈或支化的C2-C6鏈烯基基團，m為1～30,q為1～3000，以及x為O～100，或c)一種具有下式結構的乙烯基官能化聚矽氧烷共聚物R′-SiR′R″O(SiR′R″O)r(SiR′R″O)pSiR′R″-R′-其中在第一嵌段中R′和R″相同或不同並且是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且其中取代基R′和/或R″中一部分已經被乙烯基所取代，以及r為1～27000，和-其中在第二嵌段中R′是低級烷基、或具有下式結構的烷氧基封端的聚(環氧烷)基團，即 其中alk是低級烷基基團，適宜地是甲基，R為氫或低級烷基基團，R3為直鏈或支化的C2-C6烷基，以及m為1～30，或者R′為苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且R″為低級烷基或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且p為1～5000，或d)具有下式結構的α,ω-二鏈烯基聚(環氧烷) 其中R1和R2是相同或不同的直鏈或支化的C2-C6鏈烯基基團，R為氫或低級烷基，以及m為1～30，或e)上述組分a)-d)中至少兩種組分的共混物。
按照上述說明，如果乙烯基官能化聚矽氧烷共聚物為式R′-SiR′R″O(SiR′R″O)r(SiR′R″O)pSiR′R″-R′，所示，則應當注意該式是一類通式，在式中連續圓括號內的嵌段物彼此之間可以以任意次序聯繫。而且，優選乙烯基和上述烷氧基封端的聚(環氧烷)基團並不是都鍵合在一個並且相同的Si原子上。
氫基官能化組分可以是a)一種氫基官能化矽氧烷，其可以是直鏈的、星形的、支化的或環狀的，或b)一種具有下式結構的氫基封端的基於矽氧烷的嵌段共聚物，T(BA)xBT(Ⅱ)，其中T=H-SiR′R″O(SiR′R″O)qSiR′R″-,A=-SiR′R″O(SiR′R″O)qSiR′R″-，其中R′和R″相同或不同並且是低級烷基或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的；B為具有下式結構的聚(環氧烷) 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，R3和R4相同或不同並且是直鏈或支化的C2-C6烷基基團，m為1～30,q為1～3000，以及x為0～100，或c)上述組分a)和b)的共混物。
按照一實施方案，氫基官能化矽氧烷共聚物可以是直鏈的，在此種情況下它為下式R′-SiR′R″O(SiR′R″O)rSiR′R″R′所示，其中R′和R″相同或不同並且是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且其中取代基R′和/或R″中一部分已經被氫所取代，以及r為1～27000。
乙烯基官能化聚合物組分可以包含一種填料，適宜為二氧化矽。
交聯中所用催化劑適宜為一種貴金屬催化劑，最通常為一種處於醇、二甲苯、二乙烯基矽氧烷或環乙烯基矽氧烷之中的鉑絡合物。特別適宜的催化劑是一種Pt(O)-二乙烯基-四甲基二矽氧烷絡合物。
如此製備由兩種彈性體構成的彈性體組合物，即起始形成第一彈性體，隨後在第一彈性體存在下通過交聯而形成第二彈性體。因而第二彈性體將會滲透第一彈性體。
包括一種彈性體和一種直鏈聚合物的彈性體組合物是通過以下方法而製備的，例如，將一種乙烯基官能化聚合物組分、一種氫基官能化組分和一種不含有乙烯基或氫基基團的聚合物共混。在交聯中，乙烯基官能化聚合物組分和氫基官能化組分形成彈性體，然而，不含有所述官能化基團的聚合物組分不會參與交聯反應，但將會以直鏈的形式存留於彈性體中。
實驗部分以下採用實施例來更詳細地描述本發明。
製備出不同類型(A-J)的彈性體組合物。大多數類型組合物中存在所配製的不同組合物，這些組合物彼此PEO的量有所不同。代表不同組合物的彈性體膜對各種藥物的滲透速率進行測試。
製備的彈性體組合物在下述彈性體組合物A-H中，採用乙烯基和甲矽烷基氫基基團之間的加成反應來進行交聯，即製備一種網狀結構。起交聯劑作用的氫基官能化矽氧烷聚合物包含至少兩個Si-H基團，該Si-H基團能與聚合物中的碳碳雙鍵反應從而產生交聯。由彈性體組合物I和J製得的膜是通過採用過氧化物作為交聯催化劑而製備的，在此種情況下乙烯基或甲基基團反應，形成碳碳鍵。除組合物類型A、D、F和H之外，在所有類型組合物中，存在首先製備的一種原料聚合物共混物，在此種情況下將所有含乙烯基的聚合物和填料，或包含填料的含乙烯基的聚合物混合在一起。所用的填料為二氧化矽。組合物類型A、D、F和H各自僅具有一種含乙烯基的聚合物，因而它們自身就是原料聚合物。將原料聚合物共混物分為部分Ⅰ和Ⅱ。將催化劑加入部分Ⅰ中並將交聯劑和抑制劑加入部分Ⅱ中。交聯之前立即將部分Ⅰ和Ⅱ結合。所得共混物在高於抑制劑分解溫度的溫度下進行交聯並且在此條件下能以所希望的速度發生交聯。
共混物也可以經一步操作直接由組合物而製得，在此種情況下可以按以下順序加料含乙烯基的聚合物，抑制劑，催化劑和交聯劑。
下表描述了不同組合物類型的彈性體膜及其起始組分。
表1組合物類型原料聚合物共混物中含乙交聯劑烯基的聚合物A α,ω-二乙烯基醚聚(環氧 氫基官能化矽氧烷乙烷)-聚(二甲基矽氧烷)多嵌段共聚物(PEO-(-PDMS-PEO)n)B PEO-(PDMS-PEO)n和一種含 氫基官能化矽氧烷填料的矽氧烷聚合物PEO-(PDMS-PEO)n與一種含 α,ω-二(二甲基甲矽烷基氫C 或不含填料的矽氧烷聚合基)-聚(二甲基矽氧烷)-聚物一起或者分開(環氧乙烷)多嵌段共聚物(PDMS-(PEO-PDMS)n)與一種氫基官能化矽氧烷一起或分開D α,ω-二乙烯基醚聚(環氧 氫基官能化矽氧烷乙烷)(PEODIVI)E PEODIVI和一種含或不含 氫基官能化矽氧烷填料的矽氧烷聚合物F 接枝PEO的二甲基矽氧烷-氫基官能化矽氧烷甲基乙烯基矽氧烷共聚物(PDMS-PEO接枝共聚物)G PDMS-PEO接枝共聚物和一種 氫基官能化矽氧烷含或不含填料的矽氧烷聚合物H α,ω-二烯丙基醚聚(環氧 氫基官能化矽氧烷乙烷)-聚(二甲基矽氧烷)多嵌段共聚物(APEO-(-PDMS-APEO)n)I PEO-(PDMS-PEO)n和一種含過氧化物或不含填料的矽氧烷聚合物J PDMS-PEO接枝共聚物與一 過氧化物種含或不含填料的矽氧烷聚合物一起或者分開
-鉑催化劑Silopren U催化劑Pt-D(拜爾股份公司)，其具有處於含乙烯基的基於矽氧烷的基體中的鉑矽氧烷絡合物。鉑的含量為1wt％並且乙烯基的含量為0.5mmol/g。
-交聯劑α,ω-二(三甲基甲矽烷基)二甲基矽氧烷-氫甲基矽氧烷(DMS-HMS)共聚物Silopren U交聯劑730(拜爾股份公司)，其Si-H含量為7.1mmol/g，摩爾質量為2800g/mol並且DMS基團與HMS基團之比為1∶1。
-抑制劑1-乙炔基-1-環己醇(ETCH,Aldrich)，其具有+40℃的分解溫度。
用作起始物質的PEO(-PDMS-PEO)n按以下所述來製備稱量50g摩爾質量為268g/mol的無水α,ω-二乙烯基醚聚(環氧乙烷)(PEODIVI)加入三口燒瓶。另外，稱量129.87gα,ω-二(二甲基甲矽烷基氫基)聚(二甲基矽氧烷)(PDMSDIH,Mn=717g/mol)和30wt％經過蒸餾乾燥的甲苯並加入同一容器中。因為反應中的乙烯基過量(3％)，所以在最終產物中其兩端都存在乙烯基，對隨後的交聯而言這是必需的。在一個磁性攪拌盤上以200rpm的速率攪拌反應溶液，並且為了防止催化劑失活，將乾燥的氧氣直接通入溶液中。將反應溶液加熱到50℃，隨後通過隔膜將催化劑(Pt(O)二乙烯基-四甲基二矽氧烷絡合物)加入到溶液中。由反應物的量來計算鉑的量為30ppm。其後通過紅外(IR)來監控聚合反應直至反應完成(2130cm-1處Si-H峰損失)，這大約需要4小時。聚合之後，升高溫度至60℃且降低壓力至5mbar，保持1小時從而從溶液中蒸餾除去甲苯。
在彈性體的製備中，首先配製兩種共混物，部分Ⅰ和部分Ⅱ。部分Ⅰ包含PEO-(PDMS-PEO)n和鉑催化劑。部分Ⅱ包含PEO-(PDMS-PEO)n、交聯劑和抑制劑。在交聯之前通過立即混合從而將部分Ⅰ和Ⅱ結合起來。
在要交聯的最終共混物中組合物實施例的配料量如下-原料聚合物PEO-(PDMS-PEO)n94.87wt％-鉑催化劑0.1wt％-交聯劑5.00wt％-抑制劑0.03wt％採用腔室混合器來配製部分Ⅰ。稱量5.489g原料聚合物和0.011g鉑催化劑並加入混合腔。攪拌配料直到共混物均勻一致。
在與部分Ⅱ混合之前先將交聯劑和抑制劑結合。通過下述方法製備交聯劑和抑制劑的混合物，即稱量0.059g ETCH和9.941gSilopren U交聯劑730加入一玻璃容器中並且在+37℃的水浴中攪拌混合物直到ETCH完全溶解於交聯劑中。混合物中抑制劑的量為0.59wt％。
採用腔室混合器來配製部分Ⅱ。通過水循環使腔室混合器的外殼冷卻至低於室溫的某一點，於是摩擦導致的溫度增大不會使溫度升至抑制劑的分解溫度。稱量4.947g PEO-PDMS嵌段共聚物和0.553g交聯劑與抑制劑的混合物並加入混合腔。攪拌配料直到共混物均勻一致。
交聯之前，通過將5克部分Ⅰ和5克部分Ⅱ加入腔室混合器的混合腔中來使部分Ⅰ和Ⅱ立即結合。攪拌配料直至共混物均勻一致。待共混物復原，將其置於真空中以除去氣泡。稱量2g共混物的四批料並使之在熱壓機中連續交聯。
所稱量的共混物置於兩層FEP脫膜(剝離膜)之間，該脫膜位於厚度0.4mm且內徑8cm的圓形金屬模板(form)中央。將共混物和模板以及FEP膜一同放置在熱壓機的壓縮表面之間，該熱壓機表面已經預先加熱至+115℃。將表面壓在一起並且於200bar的壓力下保持5分鐘。解除壓力後將膜於室溫下放置24小時。採用穿孔器將膜切斷成為直徑22mm的圓形測試片。
-催化劑、交聯劑和抑制劑與實施例1相同。
包含填料的矽氧烷聚合物是含有二氧化矽填料且具有Mn=400,000g/mol的摩爾質量的二甲基矽氧烷-乙烯基甲基矽氧烷(DMS-VMS)共聚物。共混物的乙烯基含量為0.011mmol/g。聚合物中混有36wt％的二氧化矽，並且二氧化矽是採用α,ω-二(二甲基羥基甲矽烷基)聚(二甲基矽氧烷)(Mn=520g/mol)對其進行過表面處理的，其存在於共混物中的量為12wt％。
組合物實施例中配料的量如下-PEO(-PDMS-PEO)n32.8wt％-含有二氧化矽填料的DMS-VMS共聚物，60.9wt％-鉑催化劑0.1wt％-交聯劑6.19wt％-抑制劑0.03wt％首先在腔室混合器中製備出原料聚合物共混物。稱量4.2克PEO(-PDMS-PEO)n嵌段共聚物和7.8克含有二氧化矽填料的DMS-VMS共聚物並加入混合腔。攪拌各配料直至共混物均勻一致。
部分Ⅰ如實施例1製備。
除了稱量0.048g的ETCH和9.952g的Silopren U交聯劑730之外，如實施例1所述，在與部分Ⅱ混合之前，將交聯劑和抑制劑結合。共混物中抑制劑的量為0.48wt％。
除了稱量4.816克原料聚合物共混物和0.684克的交聯劑與抑制劑的混合物之外，如實施例1所述製備部分Ⅱ。
如實施例1所述將部分Ⅰ和部分Ⅱ結合。稱量四批2.1g的共混物，並且如實施例1所述，使之在熱壓機中連續交聯。
-含有二氧化矽填料的二甲基矽氧烷-乙烯基甲基矽氧烷(DMS-VMS)共聚物與實施例2相同。
-所用的交聯劑為PDMS-(-PEO-PDMS)n共聚物，其Si-H含量為0.26mmol/g，且其中PEO的量為23.6wt％。
如下述來製備所述交聯劑稱量40g摩爾質量為246.3g/mol的無水α,ω-二乙烯基醚聚(環氧乙烷)(PEODIVI)加入三口燒瓶。另外，稱量129.4gα,ω-二(二甲基甲矽烷基氫基)聚(二甲基矽氧烷)(PDMSDIH,Mn=717g/mol)和30wt％經過蒸餾乾燥的甲苯並加入同一容器中。因為反應中的二甲基甲矽烷基氫基基團過量(10％)，所以在最終產物的兩端都存在二甲基甲矽烷基氫基基團。在一個磁性攪拌盤上以200rpm的速率攪拌反應溶液，並且為了防止催化劑失活，將乾燥的氧氣直接通入溶液中。將反應溶液加熱到50℃，隨後通過隔膜將催化劑(Pt(O)二乙烯基-四甲基矽氧烷絡合物)加入到溶液中。由反應物的量來計算鉑的量為30ppm。其後通過IR來監控聚合反應直至反應完成(1600cm-1處乙烯基峰損失)，這大約需要4小時。聚合之後，升高溫度至65℃且降低壓力至5mbar，保持1小時從而從溶液中蒸餾除去甲苯。
組合物實施例中配料的量如下-PEO(-PDMS-PEO)n1.10wt％-含有二氧化矽填料的DMS-VMS,85.50wt％-鉑催化劑0.10wt％-交聯劑α,ω-二-(二甲基甲矽烷基氫基)PEO-PDMS 13.27wt％-抑制劑0.03wt％首先在腔室混合器中製備出原料聚合物共混物。稱量0.15克α,ω-二乙烯基醚PEO-PDMS嵌段共聚物和11.85克含有二氧化矽填料的DMS-VMS共聚物並加入混合腔。攪拌各配料直至共混物均勻一致。
部分Ⅰ如實施例1製備。除了稱量0.022g的ETCH和以9.978gPDMS-(PEO-PDMS)n嵌段共聚物代替交聯劑730之外，如實施例1所述，在與部分Ⅱ混合之前，將交聯劑和抑制劑結合。共混物中抑制劑的量為0.22wt％。
除了稱量4.04克原料聚合物共混物和1.46克的交聯劑與抑制劑的混合物之外，如實施例1所述製備部分Ⅱ。
如實施例1所述將部分Ⅰ和部分Ⅱ結合。稱量四批2.1g的共混物，並且如實施例1所述，使之在熱壓機中連續交聯。
-催化劑Gelest SIP 6831.0，二甲苯中的鉑-矽氧烷絡合物，鉑含量為2.25wt％。
-交聯劑和抑制劑與實施例1相同。
組合物實施例中配料的量如下-PEODIVI 52.231wt％-鉑催化劑0.045wt％-交聯劑47.694wt％-抑制劑0.030wt％除了稱量0.0063克抑制劑和9.9937克交聯劑之外，如實施例1首先製備交聯劑和抑制劑的混合物。混合物中抑制劑的量為0.063wt％。
5.2231克PEODIVI和0.0045克鉑催化劑混合於一玻璃容器中。再混入4.772克交聯劑和抑制劑的混合物。
稱量八批0.8克的共混物加入直徑為5cm且底部具有FEP膜的平底鋁模板中。將模板於100mbar的真空度以及+115℃下放置15分鐘。將彈性體截斷從而獲得測試片。
-DMS-VMS共聚物，與實施例2相同。
催化劑、交聯劑和抑制劑與實施例1相同。
組合物實施例中配料的量如下-PEODIVI 11.37wt％-DMS-VMS共聚物64.46wt％-鉑催化劑0.1wt％-交聯劑24.03wt％-抑制劑0.03wt％除了稱量0.0125克抑制劑和9.9875克交聯劑之外，如實施例1首先製備交聯劑和抑制劑的混合物。混合物中抑制劑的量為0.125wt％。
在腔室混合器中將1.138克PEODIVI和6.446克DMS-VMS共聚物混合在一起。加入0.01克鉑催化劑，並且攪拌共混物直至均勻一致。加入2.406克交聯劑和抑制劑的混合物，並且攪拌共混物直至均勻一致。
稱量四批2.1g的共混物，如實施例1所述，使之在熱壓機中連續交聯。
-催化劑、交聯劑和抑制劑與組合物A中所用的相同。
所用的PDMS-PEO接枝共聚物如下來製備稱量600g八甲基環四矽氧烷(D4),9.28g聚(二甲基矽氧烷)-聚(環氧乙烷)接枝共聚物(Gelest,DBE-821，含有80wt％PEO),6.18g二甲基乙烯基甲矽烷基封端的PDMS(端基封閉物，Bayer SiloprenU2)，和3.1g四甲基四乙烯基環四矽氧烷。反應器中充氮氣，將所稱量的化學品注入其中並且開始攪拌。反應器內部的溫度升高至135℃，並將催化劑(矽氧烷醇鉀(potassium siloxanolate),0.9ml,20ppm K+)加入反應溶液中。反應溶液的粘度開始劇烈增長，加入催化劑後1小時，可以通過將反應器加壓至2bar保持15分鐘並藉助二氧化碳來使催化劑失活。其後通過蒸餾(10mbar,30分鐘，135℃)從反應溶液中除去輕質環化合物(13wt％)。產物Mn=190,000g/mol。
組合物實施例中配料的量如下-原料聚合物PDMS-PEO接枝共聚物96.10wt％-鉑催化劑0.5wt％-交聯劑3.06wt％-抑制劑0.34wt％除了稱量1.0g的ETCH和9.0g的Silopren U交聯劑730之外，如實施例1所述，將交聯劑和抑制劑結合。混合物中抑制劑的量為10wt％。
將9.61克PDMS-PEO接枝共聚物和0.05克鉑催化劑混合在一起。加入0.34克交聯劑和抑制劑的混合物並且攪拌共混物直至均勻一致。
稱量四批2.1g的共混物，如實施例1所述，使之在熱壓機中連續交聯。
實施例7由組合物類型G製備的彈性體膜製備彈性體膜所用的配料-PDMS-PEO接枝共聚物與實施例6相同。
-DMS-VMS共聚物與實施例2相同。
-催化劑、交聯劑和抑制劑與實施例1相同。
組合物實施例中配料的量如下-PDMS-PEO接枝共聚物26.75wt％-DMS-VMS共聚物72.31wt％-鉑催化劑0.10wt％-交聯劑0.81wt％-抑制劑0.03wt％除了稱量0.36g的ETCH和9.64g的Silopren U交聯劑730之外，如實施例1所述，將交聯劑和抑制劑結合。混合物中抑制劑的量為3.6wt％。
將2.675克PDMS-PEO接枝共聚物和7.231克含有填料的DMS-VMS共聚物混合在一起。加入0.01克鉑催化劑並且攪拌共混物直至均勻一致。加入0.084克交聯劑和抑制劑的混合物並且攪拌共混物直至均勻一致。
稱量四批2.1g的共混物，如實施例1所述，使之在熱壓機中連續交聯。
-催化劑與實施例4相同。
-抑制劑與實施例1相同。
-交聯劑為包含22.5wt％甲基氫基矽氧烷基團的DMS-HMS共聚物(Gelest)。
所用的APEO-(-PDMS-APEO)n如下製備
稱量無水α,ω-二烯丙基聚(環氧乙烷)(PEODIAL)(其摩爾質量為520g/mol，並通過採用MeiHui,Yang,Laing-Jong,Li和Tsang-Feng,Ho的出版物「聚甲基矽氧烷/聚(乙二醇)單甲醚共聚物的合成和特性」,《膠體和界面化學會志》(J.Ch.Colloid InterfaceSoc.)3(17),1994,19-28中所公開的步驟來製備)和α,ω-二(二甲基甲矽烷基氫基)聚(二甲基矽氧烷)(PDMSDIH,Mn=6000g/mol)並加入三口燒瓶中。PEODIAL的質量為1.38g(Mn=520g/mol,5.28mmol的烯丙基基團)，PDMSDIH的質量為12g(4.8mmol的氫基基團)，烯丙基基團的量比氫基基團的量多10％。因而確保α,ω-二烯丙基封端的最終產物。
另外，稱量45wt％(7.2g)的甲苯並加入反應容器中。在一個磁性攪拌盤上以200rpm的速率攪拌反應混合物，並且為了防止催化劑失活，將乾燥的氧氣冒泡通入混合物中。將反應混合物加熱到60℃。隨後通過隔膜將催化劑(Pt(O)二乙烯基-四甲基二矽氧烷絡合物)小心滴加到反應溶液中。由反應物的量來計算鉑的量為50ppm。聚合反應進行大約6小時，其後通過IR來確認聚合反應的完成(2130cm-1處Si-H峰損失)。為了通過蒸餾除去甲苯，將溫度升至65℃且將壓力降低至5mbar，保持30分鐘。
組合物實施例中配料的量如下-APEO-(-PDMS-APEO)n,94.68wt％-鉑催化劑0.5wt％-交聯劑4.7wt％-抑制劑0.12wt％將3.0克APEO-(-PDMS-APEO)n,0.0158克催化劑，0.0038克抑制劑，和0.1489克交聯劑混合在一起。從混合物中除去空氣氣泡，使混合物於110℃下在熱壓機中交聯15分鐘且於110℃下固化15分鐘。
-含有二氧化矽填料的DMS-VMS共聚物與實施例2相同-過氧化二氯苯甲醯(Perkadox PD50S,Nusil)。
所用PEO-(-PDMS-PEO)n如下製備稱量0.528g摩爾質量為240g/mol的無水α,ω-二乙烯基醚聚(環氧乙烷)(PEODIVI)加入三口燒瓶。稱量10g摩爾質量為6000g/mol的α,ω-二(二甲基甲矽烷基氫基)聚(二甲基甲矽烷基矽氧烷)(PDMSDIH)並加入同一容器中。PDMSDIH包含0.04wt％的氫基基團，因而10g物質中氫基基團的量為4mmol並且PEODIVI乙烯基基團的量為4.4mmol。因為反應中所存在的乙烯基過量(10％)，所以在最終產物中其兩端都得到乙烯基，對隨後的交聯而言這是必需的。另外，為了促進混合併防止反應太劇烈，將通過蒸餾而乾燥的甲苯加入反應混合物中，使得甲苯的比例為30wt％(4.5g)。在一個磁性攪拌盤上以200rpm的速率攪拌反應溶液，將乾燥的氧氣通入溶液中；這防止催化劑轉變成金屬的形式從而防止催化劑失活。將反應溶液加熱到50℃，隨後通過隔膜將催化劑(Pt(O)二乙烯基-四甲基二矽氧烷絡合物)加入到混合物中。由反應物的量來計算鉑的量為50ppm。催化劑滴加加入，由此避免了反應器中出現過熱點。加入催化劑後，反應進行2小時。其後通過IR來確認反應的完成(2130cm-1處Si-H峰損失)。聚合之後，將反應混合物加熱至65℃且通過真空蒸餾(5mbar)用30分鐘除去甲苯。
組合物實施例中配料的量如下-PEO-(-PDMS-PEO)n,4.9wt％-二氧化矽填充的DMS-VMS共聚物，93.9wt％-過氧化二氯苯甲醯(Perkadox PD50S,Nusil),1.2wt％將0.5克PEO-(-PDMS-PEO)n和9.5克含有填料的DMS-VMS共聚物混合在一起。將0.12g過氧化物催化劑與均勻一致的共混物混合，並且使共混物在+115℃的溫度和200bar的壓力下硬化5分鐘，且於+150℃下固化2小時。
-過氧化二氯苯甲醯Perkadox PD50 S,Nusil組合物實施例中配料的量如下-PDMS-PEO接枝共聚物，98.8wt％-過氧化二氯苯甲醯Perkadox PD 50S 1.2wt％。
將10克PDMS-PEO接枝共聚物和0.12克Perkadox PD50 S混合在一起。共混物在+115℃的溫度和200bar的壓力下硬化5分鐘，且於+150℃下固化2小時。
滲透測試在上述組合物類型A-J中，製備出其中PEO基團的量各不相同的各種組合物。測試A～G類型組合物的各種藥物的滲透率。
測試中使用描述於Yie W.Chien的出版物，Transdermalcontrolled Systemic Medications,Marcel dekker Inc.，紐約和Basel 1987,173頁中的化驗儀器。
採用兩隔室的擴散單元於37℃下(並排的擴散單元，Crown玻璃公司)測量藥物流經膜的通量(滲透)。儀器由兩個同軸單元(給體和受體隔室)組成，這兩個同軸單元由彈性體膜分隔開以進行觀察研究。給體和受體隔室均帶有夾套且由外部循環浴自動調溫，而且每一隔室具有一個磁性攪拌器。將藥物溶液和溶劑(不含藥物)加入到給體和受體隔室中。每一預定時間間隔時刻，將樣品從受體隔室取出並且採用同樣體積的溶劑將其置換。滲透穿過膜的藥物的量由HPLC來測量。在所有測量中，膜的厚度(0.4mm)和膜的表面積是恆定的。
在下述測試中，通過採用上述化驗儀器來測量兩種不同藥物穿過0.4mm厚彈性體膜的滲透率。下表所示為PEO基團的濃度(所述組合物中的wt％)對不同藥物透過彈性體的滲透速率的影響，該彈性體由不同類型的組合物製備。該表還列出了與市購的包含二氧化矽填料的交聯二甲基矽氧烷-乙烯基甲基矽氧烷彈性體(Mn大約400,000g/mol)相對比的相對滲透率。
藥物1左旋炔諾孕酮組合物類型PEO濃度wt％相對滲透率對比0 1A28.0 14.5B 3.81.5B 4.12.0B 5.02.3藥物217-β-雌二醇組合物類型PEO濃度wt％相對滲透率對比0 1A11.6 21.3A26.4110B 7.8 13.3B 9.8 24.4C 3.44.6D52.3 90.4E11.47.7F 1.32.4G 0.51.4所進行的滲透測試表明，不管有關藥物是親水性的還是親油性的，對每一組合物類型和每一所測試的藥物而言，膜中PEO的濃度增加則滲透速率也增大。
本發明的彈性體組合物是，例如，非常適於用在植入物以及子宮內和陰道內器件上來控制具有荷爾蒙作用的藥物的滲透速率。
最重要的具有荷爾蒙作用的藥物包括抗孕激素，孕酮，雌二醇和雄激素。
以上本發明的實施方案僅僅是實現本發明構思的例子。本發明的不同實施方案可以在下述權利要求的範圍內變化，對本領域技術人員而言，這一點是很清楚的。
權利要求
1．一種控制藥物滲透率的膜或基體，所述膜或基體包括一種基於矽氧烷的彈性體組合物，該彈性體組合物包括至少一種彈性體和可能的一種非交聯的聚合物，其特徵在於，彈性體組合物包括聚(環氧烷)基團，並且聚(環氧烷)基團作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物，或作為嵌段物，或作為這些形式的混合物存在於彈性體或聚合物中，所述接枝物或嵌段物通過矽-碳鍵連接在聚矽氧烷單元上。
2．權利要求1的膜或基體，其特徵在於，彈性體組合物是一種由包括聚(環氧烷)基團的聚矽氧烷單元構成的彈性體。
3．權利要求1或2的膜或基體，其特徵在於，聚(環氧烷)基團是聚(環氧乙烷)基團(PEO基團)。
4．權利要求2或3的膜或基體，其特徵在於，聚矽氧烷基團為下式-(SiR′R″O)qSiR′R″-其中R′和R″-部分游離的基團，其可以相同或不同，並且其為低級烷基，或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，或具有下式的烷氧基封端的聚(環氧烷)基團， 其中alk是低級烷基基團，適宜地是甲基，R為氫或低級烷基，R3為直鏈或支化的C2-C6烷基，並且m為1～30，-部分為價鍵，由氫或亞烷基基團形成，連接到彈性體中其他聚合物鏈上，和-可能部分為未反應的基團，如氫、乙烯基或乙烯基封端的鏈烯烴，以及-q為1～3000。
5．權利要求4的膜或基體，其特徵在於，游離的R′和R″基團為低級烷基基團，優選甲基。
6．權利要求2或3的膜或基體，其特徵在於，聚(環氧烷)基團以具有下式的聚(環氧烷)嵌段物的形式存在於彈性體中， 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，R3和R4相同或不同且為直鏈或支化的C2-C6烷基基團，並且m為1～30。
7．權利要求1的膜或基體，其特徵在於，彈性體組合物由相互交錯、一種處於另一種之內的兩種彈性體組成，在這種情況下-第一彈性體包括聚(環氧烷)基團，並且聚(環氧烷)基團作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物，或作為嵌段物，或以這些形式的混合物而存在於所述彈性體中，其中所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚矽氧烷單元上，以及-第二彈性體是一種基於矽氧烷的彈性體。
8．權利要求7的膜或基體，其特徵在於，第二彈性體是一種基於聚(二甲基矽氧烷)的彈性體，其可能包括聚(環氧烷)基團。
9．權利要求8的膜或基體，其特徵在於，基於聚(二甲基矽氧烷)第二彈性體的可能的聚(環氧烷)基團以聚(二甲基矽氧烷)單元的烷氧基封端的接枝物形式，或作為嵌段物，或以這些形式的混合物而存在，其中所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚(二甲基矽氧烷)單元上。
10．權利要求1的膜或基體，其特徵在於，彈性體組合物是一種共混物，其包括-一種基於矽氧烷的彈性體，和-一種直鏈聚矽氧烷共聚物，其包括聚(環氧烷)基團，在這種情況下聚(環氧烷)基團作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物，或作為嵌段物，或以這些形式的混合物而存在於所述聚合物中，其中所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚矽氧烷單元上。
11．權利要求10的膜或基體，其特徵在於，聚(環氧烷)基團是聚(環氧乙烷)基團(PEO基團)。
12．權利要求10或11的膜或基體，其特徵在於，聚矽氧烷基團為下式-(SiR′R″O)qSiR′R″-其中R′和R″可以相同或不同且為低級烷基，或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，或具有下式的烷氧基封端的聚(環氧烷)基團， 其中alk是低級烷基基團，適宜地是甲基，R為氫或低級烷基，R3為直鏈或支化的C2-C6烷基，m為1～30,q為1～3000。
13．權利要求12的膜或基體，其特徵在於，游離的R′和R″基團為低級烷基基團，優選甲基。
14．權利要求10或11的膜或基體，其特徵在於，聚(環氧烷)基團以具有下式的聚(環氧烷)嵌段物的形式存在於直鏈聚矽氧烷聚合物中， 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，R3和R4相同或不同且為直鏈或支化的C2-C6烷基基團，並且m為1～30。
15．權利要求10的膜或基體，其特徵在於，基於矽氧烷的彈性體由聚(二甲基矽氧烷)構成。
16．權利要求10-15中任一項的膜或基體，其特徵在於，基於矽氧烷的彈性體包括聚(環氧烷)基團，並且該聚(環氧烷)基團作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物，或作為嵌段物，或以這些形式的混合物而存在於彈性體或聚合物中，其中所述接枝物或嵌段物通過矽碳鍵連接在聚矽氧烷單元上。
17．權利要求1-16中任一項的膜或基體，其特徵在於，它包含一種填料，適宜為二氧化矽。
18．一種製備基於矽氧烷的彈性體的方法，該彈性體包括聚(環氧烷)基團且可用於控制藥物滲透速率的膜或基體，其特徵在於a)一種乙烯基官能化聚合物組分和一種氫基官能化組分在催化劑存在下交聯，或b)一種聚合物組分在一種過氧化物催化劑存在下交聯。
19．權利要求18的方法，其特徵在於，對乙烯基官能化組分和氫基官能化組分的量進行選擇，使得氫基和雙鍵的摩爾量之比至少為1。
20．權利要求18或19的方法，其特徵在於(Ⅰ)乙烯基官能化聚合物組分是a)一種具有下式的乙烯基官能化聚矽氧烷R′-Sir′R″O(SiR′R″O)rSiR′R″R′其中R′和R″相同或不同且為低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且其中取代基R′和/或R″中一部分已經被乙烯基所取代，以及r為1～27000，或b)一種鏈烯基封端的基於聚矽氧烷的嵌段共聚物，其具有下式結構T(AB)xAT (Ⅰ)，其中A=-(SiR′R″O)qSiR′R″-,R′和R″相同或不同並且是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的；B是一種具有下式的聚(環氧烷) 或 和T是 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，R3和R4相同或不同並且為直鏈或支化的C2-C6亞烷基基團，R1為一種直鏈或支化的C2-C6鏈烯基基團，m為1～30,q為1～3000，以及x為0～100，或c)一種具有下式的乙烯基官能化聚矽氧烷共聚物R′-SiR′R″O(SiR′R″O)r(SiR′R″O)pSiR′R″-R′-其中，在第一嵌段中，R′和R″相同或不同並且是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且其中取代基R′和/或R″中一部分已經被乙烯基所取代，以及r為1～27000，和-其中，在第二嵌段中，R′是低級烷基、或具有下式結構的烷氧基封端的聚(環氧烷)基團， 其中alk是低級烷基基團，適宜地是甲基，R3為直鏈或支化的C2-C6烷基，R為氫或低級烷基基團，以及m為1～30，或者R′為苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且R″為低級烷基或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且p為1～5000，或d)具有下式的α,ω-二鏈烯基聚(環氧烷) 其中R為氫或低級烷基，R1和R2是相同或不同的直鏈或支化的C2-C6鏈烯基基團，以及m為1～30，或e)上述組分a)-d)中至少兩種組分的共混物，以及(Ⅱ)氫基官能化組分是a)一種氫基官能化矽氧烷，其可以是直鏈的、星形的、支化的或環狀的，或b)一種具有下式結構的氫基封端的基於矽氧烷的嵌段共聚物，T(BA)xBT(Ⅱ)，其中T=H-SiR′R″O(SiR′R″O)qSiR′R″-,A=-SiR′R″O(SiR′R″O)qSiR′R″-，其中R′和R″相同或不同並且是低級烷基或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的；B為具有下式的聚(環氧烷) 或 其中R為氫、低級烷基或苯基，R1為氫或低級烷基，R3和R4相同或不同並且是直鏈或支化的C2-C6烷基基團，m為1～30,q為1～3000，以及x為0～100，或c)上述組分a)和b)的共混物。
21．權利要求20的方法，其特徵在於，氫基官能化矽氧烷共聚物是直鏈的，並且其為下式R′-SiR′R″O(SiR′R″O)rSiR′R″R′其中R′和R″相同或不同並且是低級烷基、或苯基，在此種情況下所述烷基或苯基基團可以是被取代的或未被取代的，並且其中取代基R′和/或R″中一部分已經被氫所取代，以及r為1～27000。
22．權利要求18-21中任一項的方法，其特徵在於，乙烯基官能化聚合物組分包含一種填料，適宜為二氧化矽。
全文摘要
本發明涉及一種控制藥物滲透率的膜或基體,其中所述膜或基體包括一種基於矽氧烷的彈性體組合物,該彈性體組合物包括至少一種彈性體和可能的一種非交聯的聚合物。彈性體組合物包括聚(環氧烷)基團,並且聚(環氧烷)基團作為聚矽氧烷單元的烷氧基封端的接枝物,或作為嵌段物(所述接枝物或嵌段物通過矽－碳鍵連接在聚矽氧烷單元上),或作為這些形式的混合物存在於彈性體或聚合物中。本發明還涉及用於所述膜或基體的彈性體組合物的製備方法。
文檔編號B01D71/80GK1308653SQ99808138
公開日2001年8月15日 申請日期1999年6月11日 優先權日1998年6月30日
發明者H·朱卡賴寧, T·馬庫拉, J·阿拉-索爾瓦裡, M·勒蒂寧, J·羅霍寧 申請人:萊拉斯股份公司