Pcl-peg-pcl三嵌段共聚物在製備醫用防粘連材料中的用途的製作方法

2023-09-19 22:51:40 2

專利名稱：Pcl-peg-pcl三嵌段共聚物在製備醫用防粘連材料中的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫藥用高分子材料領域，具體涉及一種pcl-peg-pcl三嵌段共聚物在製備醫用防粘連材料中的用途。
背景技術：
術後粘連是腹部、婦科以及心臟手術後常見的臨床問題，是導致腸梗阻、不孕、疼 痛等術後併發症的主要原因。如至2004年在美國粘連性腸梗阻已佔腸梗阻的60%，特別 是盆腔手術如婦產科、闌尾切除術、結腸直腸手術等手術的術後粘連腸梗阻的發生率更高。 近年來，在術後容易發生粘連的部位植入隔離材料成為國際上防止術後粘連的一種新的趨 勢。但是，由於術後粘連是外科手術界長期以來未能解決的難題，至今人們都在尋找各種好 的隔離材料預防術後粘連，但目前的技術方案的臨床效果都不盡如人意，難以達到理想的 臨床要求。現在報導使用的防粘連薄膜，防粘連凝膠，防粘連液等材料有各自的優點，但也 都有其不足之處。申請號為200810300757. 7的中國專利申請公開了一種peg-pcl-peg三嵌段共聚 物，其在正常條件下是固體或粘稠液體，可溶於水，具有溫度敏感性。但是peg-pcl-peg合 成方法複雜，需要採用有一定毒性的二異氰酸酯作為偶聯劑，不利於放大生產，且具有一定 的毒性殘留危險。申請號為200810062241. 3的中國專利申請公開了一種醫用防粘連凝膠材料，該 凝膠材料是由泊洛沙姆407、透明質酸或透明質酸鈉、甘油、丙二醇、水等成分製備而成。該 申請中並沒有給出該材料能夠實現其所宣稱的在規定溫度下相轉變的證據，也沒有給出 其能有效防止術後粘連的證明。另由於作為該材料主體成分的泊洛沙姆(Pluronic or Poloxamer, peg-ppg-peg)臨界凝膠濃度較高，凝膠強度較弱，凝膠狀態在體內滯留時間過 短，並且不能生物降解，易在體內累積等缺點，故該材料難以在本領域廣泛應用。目前，可選用的其他醫用防粘連材料要麼需在有機溶劑中溶解，不利於人體安全； 要麼是防粘連效果不好，且價格昂貴，難以製備、運輸和保存。本領域急需開發效果更好，安 全性高，成本更低，製備、保存、運輸和使用更方便的醫用防粘連材料。最好能開發出與牙膏 狀態相似，既具有好的附著和抗粘連效果，安全性好，並且使用方便的防粘連材料。

發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是為醫用防粘連材料提供一種成本更低，效果 更好的新選擇。本發明解決技術問題的技術方案是提供pcl-peg-pcl三嵌段共聚物在製備醫用 防粘連材料中的新用途。另提供以pcl-peg-pcl三嵌段共聚物為主要原料製備得到的醫用 防粘連材料。還提供該醫用防粘連材料的製備方法。其中，上述pcl-peg-pcl三嵌段共聚物的分子量為1500 8000，其中peg鏈段的分子量與PCL鏈段的分子量的比值為0. 2 2. 5。該共聚物能溶解於水形成水溶液，當達到 一定濃度後能形成凝膠。其中，上述PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物分子量為2000 5000，其中PEG鏈段的分 子量與PCL鏈段的分子量的比值為0. 3 2。其中，上述的PCL-PEG-PCL 三嵌段共聚物為 C5qq-Eiqqq-C5c^ C500-E2000-C500,
Cl000_E2000_C1000 ^ C5oo-E154o-C5oo^ C7oo-E1ooo-C7oo^ C8oo-E1ooo-C8oo^ C1OOo-E1OOO-C1OOO ^ C1OOo-E15OO-C1OOo^
C1500-E1500-C1500及Ciqqq-E6qq-Ciqqq ；其中E表示PEG，C表示PCL，下標分別表示相應鏈段的分子量。本發明醫用防粘連材料是由PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於水中製成的凝膠。 進一步的，上述醫用防粘連材料是由PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於水中製成溶 膠後再冷藏處理後形成的凝膠。其中，上述凝膠是由分子量為1500 8000，其中PEG鏈段的分子量與PCL鏈段的 分子量的比值為0. 2 2. 5的PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物為主要原料製備而成。其中，上述凝膠是由分子量為2000 5000，其中PEG鏈段的分子量與PCL鏈段的 分子量的比值為0. 3 2的PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物為主要原料製備而成。其中，上述凝膠是由PCL-PEG-PCL 三嵌段共聚物 C5qq-Eiqqq-C5qq、C500-E2000-C500,
Cl000_E2000_C1000 ^ C5oo-E154o-C5oo^ C7oo-E1ooo-C7oo^ C8oo-E1ooo-C8oo^ C1OOo-E1OOO-C1OOO ^ C1OOo-E15OO-C1OOo^
C1500-E1500-C1500及Ciqqq-E6qq-Ciqqq為主要原料製備而成的。其中E表示PEG，C表示PCL，下標 分別表示相應鏈段的分子量。其中，上述的醫用防粘連材料是由將上述PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於水中配 製成5 40wt%的溶液，將該溶液先升溫到50 60°C處理5分鐘後於不高於4°C條件下處 理後得到的水凝膠。一般在不高於4°C條件下處理24小時即可。優選的，上述水凝膠的濃度溶於水的濃度為8 25wt%。上述作為溶劑的水則優 選為生理鹽水的話進一步的，上述醫用防粘連材料還可以在製備的同時裝載抗炎藥物、生長因子、鎮 痛藥物或抗腫瘤藥物等藥物。本發明製備上述的醫用防粘連材料的方法，包括下述步驟a、將PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於生理鹽水中，混合均勻；b、將混合好的水溶液在50 60°C下加熱攪拌，形成半透明狀粘稠液體，冰浴冷卻 至不高於4°C保存至成為凝膠，該凝膠即可作為醫用防粘連材料。具體而言，上述醫用防粘連材料的製備方法為a、準備 PCL-PEG-PCL 共聚物；b、將準備好的PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於生理鹽水中，混合均勻；C、將混合好的材料水溶液在50 60°C下加熱攪拌約5分鐘，形成半透明狀粘稠液 體，冷卻至不高於4°C冷藏大於24小時的凝膠待用。如果要在本發明醫用防粘連材料中添加抗炎藥物、生長因子、鎮痛藥物或抗腫瘤 藥物，則只需在步驟b中將這些藥物與PCL-PEG-PCL共同溶解於生理鹽水中，混合均勻即 可，非常的方便。本發明中提出使用PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物來製備防粘連材料，該PCL-PEG-PCL材料合成方法簡單，從ε -己內酯和PEG出發採用開環聚合反應，一步即可得 到PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物，反應產率高，且生物安全性和相容性更佳。
本發明創造性地使用具有生物相容性好、能快速生物降解、凝膠強度適中、製備凝 膠不需要使用有毒的溶劑的PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物作為醫用防粘連材料。製備簡便、 成本低廉、適合於大規模生產應用，有效克服了各種現有技術各自的缺陷，綜合性能突出， 為需要使用醫用防粘連材料的領域提供了一種新的選擇，具有廣泛的應用前景。


圖1、PCL-PEG_PCL三嵌段共聚物的簡要合成路線示意圖，圖中的X、Y均為正整數。圖2為大鼠腹壁盲腸摩擦實驗。A 模型建立。B 應用水凝膠作為防粘連阻隔劑。 C 術後七天，對照組(生理鹽水組)大鼠盲腸與腹壁間發生粘連。D 水凝膠治療組，盲腸與 腹壁已經修復完好，沒有粘連發生，同時水凝膠已經完全被降解吸收。圖3為大鼠腹壁輸卵管摩擦實驗，未見水凝膠有任何毒副作用，不會影響創傷愈 合。A 模型建立。B 應用水凝膠作為防粘連阻隔劑。C:術後七天，對照組(生理鹽水組) 大鼠輸卵管與腹壁間發生粘連。D 水凝膠治療組，輸卵管與腹壁已經修復完好，沒有粘連發 生，同時水凝膠已經完全被降解吸收。圖4為水凝膠材料的細胞毒性試驗，細胞係為Wish細胞。下面結合附圖通過具體實施方式
進一步描述但不限制本發明。
具體實施例方式本發明實施例使用的主要試劑和儀器ε -己內酯(ε -CL, Alfa Aesar 公司，分析純)聚乙二醇(PEG,Mn = 550,750,1000，Aldrich 公司，分析純)辛酸亞錫(Stannous octoate，Sigma 公司，分析純)Varian 400型核磁共振儀(美國Varian公司)200SXV型傅立葉紅外光譜儀(Nicolet公司)實施例一 PCL-PEG-PCL共聚物的合成和驗證1) PCL-PEG-PCL 共聚物的合成本發明PCL-PEG-PCL共聚物的簡要合成路線如圖4所示。根據圖1的合成路線，在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入一定量的聚乙二醇(PEG) 和ε-己內酯(￡-仏)，以辛酸亞錫為催化劑，在120-1801、氮氣保護的條件下反應3-24 小時後得到產物，冷卻至室溫提純，烘乾。t艮上 1 去，了 C5OO-E1OOO-C5OO^ C500~E2000_C500、C1000~E2000_C1000、C500~E1540_C500、 7οο_Ειοοο_〇7οο、C8OO-E1Ooo-C8OO^ C1000~E1000_C1000、C1000~E1500_C1000、C1500~E1500_C1500 及 C1000~E600_C100C) 等系列共聚物(見表1)。表1本專利所合成的PECE共聚物 a根據投料比計算出來的理論值b根據核磁共振氫譜測試結果計算出來的數值；2、PCL-PEG-PCL 共聚物的驗證(1)、本發明PEG-PCL-PEG共聚物的表徵方法用傅立葉紅外光譜儀(FTIR) (200SXV，Nicolet)，採用KBr壓片法對合成的共聚物 進行紅外光譜分析。1H-NMR用核磁共振儀(Varian 400，Varian)測量，在400MHZ下，溶劑 為⑶Cl3,以四甲基矽烷為內標。各種PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物的分子量和PEG與PCL的 嵌段比例根據核磁共振氫譜檢測來確定。根據上述試驗結果可以表明本實施例已經成功
地合成了理論值為 C5OO-E1OOO-C5OO^ C5OO-E2OOO-C5OO^ C1OOO-E2OOO-C1OOO^ C5OO-E154O-C5OO^ C7OO-E1OOO-C7OOΛ
CsOO-E1OOO-C8OO、^ιοοο_Ε10οο—C10oo、Ciooo~E15oo_C1000、C1500-E1500-C1500 及 C10oo—E60o—C1000 的 PCL—PEG—PCL 三嵌段共聚物。實施例二使用PCL-PEG-PCL共聚物製備成醫用防粘連材料使用上述實施例製備的PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物製備成醫用防粘連材料。由於 各PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物製成水凝膠的方法原理相同，條件非常近似，故本發明主要
舉 C8OO-E1OOO-C8OO 為例。本發明醫用防粘連材料的製備過程為先將該C8cici-Eicicici-C8cici共聚物溶於生理鹽水 中，濃度為5-40wt %，優選濃度為8-25wt %，充分攪拌，混合均勻。將混合好的生理鹽水溶 液在50-60°C度下加熱攪拌約5分鐘，形成半透明狀粘稠液體，冷卻至4°C以下待用。使用 方法有兩種一將防粘連水溶膠注入創面周圍，通過溫度的升高，形成水凝膠；二 將防粘 連水溶膠在4°C以下冷藏處理大於24小時，通過結晶作用，使其完成凝膠化而形成水凝膠， 應用時，直接將水凝膠塗抹在腹腔創面上。考慮到使用和保存的方便性，本發明選擇採用第 二種方法，即將防粘連水溶膠在4°C以下冷藏處理大於24小時，通過結晶作用，使其完成凝膠化，應用時，直接將該水凝膠塗抹在手術創面上。實施例三本發明醫用防粘連材料的防粘連效果實驗本實施例是將水凝膠作為一種防粘連阻隔劑進行應用以考察其放術後粘連的效果具體方法是先將實施例二製備的共聚物溶解於生理鹽水中，配製成15wt%的溶 液，再將該溶膠狀水凝膠在4°C以下冷藏處理大於24小時，通過結晶作用，使水凝膠完成凝 膠化，應用時，直接將凝膠均勻塗抹在腹腔創面創面周圍塗抹。1、腹壁-盲腸摩擦損傷模型將動物麻醉，開腹，將盲腸用幹紗布摩擦，將表麵漿 膜層損傷，同時將相鄰腹壁用解剖刀將漿膜層剝離(小鼠=IXlcm;大鼠2X2cm)。然後在 損傷面應用PCL-PEG-PCL水凝膠(小鼠0. 2ml ；大鼠1ml)塗抹均勻，關腹腔。以下主要通過C8cici-Eicicici-C8cici水凝膠實驗的描述結合圖片說明作為防粘連材料的具 體效果。大鼠腹壁盲腸摩擦實驗結果表明(圖2)術後七天，對照組(生理鹽水組)大鼠 盲腸與腹壁間發生粘連。應用PCL-PEG-PCL(C8cici-Eicicici-C8J水凝膠作為防粘連阻隔劑的水 凝膠治療組，盲腸與腹壁已經修復完好，沒有粘連發生，同時水凝膠已經完全被降解吸收。2、腹壁-輸卵管摩擦損傷模型將動物麻醉，開腹，將右側輸卵管用幹紗布摩擦， 將表麵漿膜層損傷，同時將相鄰腹壁用解剖刀將漿膜層剝離(大鼠2X2cm)，然後在損傷 面應用PCL-PEG-PCL(C8tici-Eicicitl-C8J水凝膠(大鼠1ml)塗抹均勻，關腹腔。大鼠腹壁輸卵管摩擦實驗結果表明(圖3)術後七天，對照組(生理鹽水組)大 鼠輸卵管與腹壁間發生粘連；應用水凝膠作為防粘連阻隔劑的水凝膠治療組，輸卵管與腹 壁已經修復完好，沒有粘連發生，同時PCL-PEG-PCL水凝膠已經完全被降解吸收。未見水凝 膠有任何毒副作用，不會影響創傷癒合。上述的防粘連實驗的效果還優於對照的透明質酸 鈉。同時，對本發明其他凝膠材料的同類實驗也表明具有接近的防粘連效果，結果表 明其防粘連效果良好，未見水凝膠有任何毒副作用，不會影響創傷癒合。其抗粘連效果與 C8OO-E1OOO-C8OO的抗粘連效果相近。只是隨著分子量的提高或PEG/PCL分子量比例下降，其凝 膠強度會提高，且其生物降解速度和吸收時間會減慢，本領域技術人員可以根據手術創面 大小、手術創面癒合時間及手術所需凝膠強度高低等實際需求進行防粘連材料的選擇。實施例四本發明醫用防粘連材料生物相容性試驗生物相容性主要考察了，細胞毒性，溶血試驗，和急毒試驗三個方面內容。同時也 取了應用水凝膠材料的相關部位，進行了切片，免疫組化試驗，觀察其對周圍組織的病理影 響。本發明還用WISH細胞系的存活實驗檢測了本發明醫用防粘連材料的細胞毒性， 結果見圖4，結果表明本發明醫用防粘連材料基本無細胞毒性。上述實驗結果綜合表明，本發明PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於生理鹽水中製得 的醫用防粘連材料無毒無害，是一種防粘連效果好、生物相容性好的醫用防粘連材料。
權利要求
PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物在製備醫用防粘連材料中的用途。
2.根據權利要求1所述的用途，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物的分子量為1500 8000，其中PEG鏈段的分子量與PCL鏈段的分子量的比值為0. 2 2. 5。
3.根據權利要求1所述的用途，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物分子量 為2000 5000，其中PEG鏈段的分子量與PCL鏈段的分子量的比值為0.3 2。
4.根據權利要求3所述的用途，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物為Csoo-E1OOO-C5OO^ C500_E2000_C50C)、C1000_E2000_C1000、C500_E1540_C50C)、C7OO-E1OOO-C7OO^ C800_E1000_C80C)、 ClOOO-E10OO-C10OOΛ C1OOo-E15OO-C1OOO^ C15oo-E15oo-C15oo 及 C1Ooo-E6Oo-C1Ooo ；其中 CPCL 鏈段，E 表示PEG鏈段，下標分別表示相應鏈段的分子量。
5.一種醫用防粘連材料，其特徵在於所述的醫用防粘連材料是由PCL-PEG-PCL三嵌 段共聚物溶於水中製成的凝膠。
6.根據權利要求5所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述醫用防粘連材料是由 PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於水中製成溶膠後再冷藏處理後形成的凝膠。
7.根據權利要求5所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL三嵌段共 聚物分子量為1500 8000，其中PEG鏈段的分子量與PCL鏈段的分子量的比值為0.2 2.5。
8.根據權利要求7所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL共聚物分 子量為2000 5000，其中PEG鏈段的分子量與PCL鏈段的分子量的比值為0. 3 2。
9.根據權利要求5所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述的PCL-PEG-PCL三嵌段共幕物為 C5oo-E1ooo-C5oo λ C5oo-E2ooo-C5oo ^ C1OOo-E2ooo-C1ooo ^ C50o-E154o-C50o λ C7oo-E1ooo-C7oo λ CSOO-E1OOO-C8OO λ Ci000_E!i000_C1000、C1000_E!1500_Ci000、C1500—E1500—C1500 C1OOO-E6OO-C1OOO ； ^ Φ EPEG, C表示PCL，下標分別表示相應鏈段的分子量。
10.根據權利要求5所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL三嵌段共 聚物的濃度為5-40wt%。
11.根據權利要求10所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述PCL-PEG-PCL三嵌段 共聚物的濃度為8-25wt%。
12.根據權利要求5所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述的水為生理鹽水。
13.根據權利要求5 12任一項所述的醫用防粘連材料，其特徵在於所述水凝膠還 裝載有抗炎藥物、生長因子、鎮痛藥物或抗腫瘤藥物。
14.製備權利要求5 12任一項所述的醫用防粘連材料的方法，其特徵在於包括下述 步驟a、將PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物溶於生理鹽水中，混合均勻；b、將混合好的水溶液在50-60°C加熱攪拌，形成半透明狀粘稠液體，冰浴冷卻至不高於 4°C保存至成為凝膠，該凝膠即可作為醫用防粘連材料。
全文摘要
本發明涉及醫藥用高分子材料領域，具體涉及一種三嵌段共聚物在製備醫用防粘連材料中的用途。本發明要解決的技術問題是為本領域使用醫用防粘連材料時提供一種新的選擇。本發明解決技術問題的技術方案是提供聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯(PCL-PEG-PCL)三嵌段共聚物在製備醫用防粘連材料中的用途，其中所述PCL-PEG-PCL共聚物的分子量為1500～8000，其中聚乙二醇(PEG)鏈段的分子量與聚己內酯(PCL)鏈段的分子量的比值為0.2～2.5，上述該共聚物可溶於水形成溶液，達到一定濃度後能形成凝膠。經實驗表明，PCL-PEG-PCL嵌段共聚物水凝膠能有效地防止術後粘連，為本領域提供了一種新的選擇。
文檔編號A61K31/765GK101837006SQ201010138739
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月6日 優先權日2010年4月6日
發明者鞏長暘, 趙霞, 錢志勇, 魏於全 申請人:四川大學