离子聚合物组合物制造技术

本公开涉及离子聚合物组合物(包括半互穿和完全互穿的聚合物网络)、制备这种离子聚合物组合物的方法、由这种离子聚合物组合物制成的制品以及制备这种制品和包装这种制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子聚合物组合物相关申请的交叉参考本申请为2019年1月11日提交的标题为“离子聚合物组合物”的美国申请序列号16/246292的部分继续，并要求2018年7月17日提交的和标题为“离子聚合物组合物”的美国申请序列号62/699497的权益。前述申请中每一个的公开特此通过参考以其全部结合。公开领域本公开涉及离子聚合物组合物(包括半互穿和完全互穿的聚合物网络)、制备这种离子聚合物组合物的方法、由这种离子聚合物组合物制成的制品以及制备这种制品和包装这种制品的方法。公开背景完全互穿的聚合物网络(IPN)和半互穿的聚合物网络(“半IPN”)已由多种起始材料产生，并已用于多种应用。IPN和半IPNs可组合制备它们的每种聚合物的有益特性。IPN和半IPN例如在美国专利公开号2009/0008846、美国专利公开号2013/0096691、美国专利公开号2017/0107370、美国专利公开号2012/0045651、美国专利公开号2012/0209396、美国专利公开号2017/0327624、美国专利公开号2013/0131741和WO2017/027590中被描述用于生物医学应用。公开概述为了本申请的目的，“羧酸基团”可指这些基团的非离子化(质子化)和离子化(羧酸根)两者形式。为了本申请的目的，“磺酸基团”可指这些基团的非离子化(质子化)和离子化(磺酸根)两者形式。为了本申请的目的，“互穿聚合物网络”或“IPN”为包含两种或更多种聚合物网络的材料，所述聚合物网络至少部分地在分子规模上交织，但彼此不共价键合，并且除非化学键断裂否则不能分开。“半互穿聚合物网络”或“半IPN”为包含一种或多种聚合物网络和一种或多种线性或分支聚合物的材料，其特征为至少一种网络在分子规模上被至少一些线性或分支大分子穿透。半互穿聚合物网络不同于互穿聚合物网络，因为原则上可将线性或分支聚合物成分与聚合物网络成分分开而不断裂化学键；其为聚合物共混物。“聚合物”为包含大分子的物质，大分子包括均聚物(衍生自一种单体的聚合物)和共聚物(衍生自多于一种单体的聚合物)。“疏水性聚合物”为具有以下两种特性中至少一种的预先形成的聚合物网络：(1)表面水接触角为至少45°，和(2)根据ASTM测试标准D570，在室温下24小时之后表现出吸水率为2.5%或更少。“亲水性聚合物”为表面水接触角小于45°并且根据ASTM测试标准D570，在室温下24小时之后表现出吸水率大于2.5%的聚合物网络。“离子聚合物”定义为包含含有离子型单体(例如具有羧酸根基团、磺酸根基团或两者兼有的单体)、可离子化单体(例如具有质子化羧基、质子化磺酸根基团或两者兼有的单体)或离子型单体和可离子化单体两者的大分子(一般地按重量计至少2%的离子型或可离子化单体(或两者兼有)而不论其性质和位置如何)的聚合物。与热塑性聚合物不同，“热固性聚合物”为一种在加热时不会熔化的聚合物。热固性聚合物在刚制成时“凝固”成给定的形状，并且之后不会流动或熔化，而是在加热时分解，并且通常高度交联和/或共价交联。与热固性聚合物不同，“热塑性聚合物”为一种在加热时会熔化或流动的聚合物。热塑性聚合物通常不共价交联。“相分离”定义为单相系统到多相系统的转化；尤其是将嵌段共聚物的两种不混溶嵌段分离成两相，并可能产生其中发生少量混合的小的中间相。在某些方面，本公开涉及包含羧酸基团和磺酸基团的组合的离子聚合物。在这些方面的某些中，本公开涉及包含未衍生的基团和磺酸衍生的基团的组合的离子聚合物。在某些方面，本公开涉及包含未衍生的羧酸基团和磺酸衍生的基团(包括氨基-磺酸衍生的羧酸基团)的组合的离子聚合物。在某些方面，仅在离子聚合物的表面发现磺酸衍生的基团。在某些方面，磺酸衍生的基团可从离子聚合物的表面延伸并且进入到离子聚合物的本体中至少10微米、至少50微米、至少100微米、至少250微米、至少500微米、至少1000微米、至少2500微米或至少5000微米、至少10000微米或更多的距离，例如延伸到离子聚合物的本体中0微米-10微米-25微米-50微米-100微米-250微米-500微米-1000微米-2500微米-5000微米-10000微米或更多范围内的距离。在某些方面，离子聚合物的至少1%、至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少50%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%或全部厚度具有磺酸衍生的基团。在某些方面，磺酸衍生的基团从离子聚合物的表面延伸到离子聚合物的本体中，并且以可检测的量存在于多达距离表面至少250微米、至少500微米、至少1000微米、至少2500微米、至少5000微米或至少10000微米或更多，例如以可检测的量存在于距离表面250微米-500微米-1000微米-2500微米-5000微米-10000微米或更多的范围内。在这些方面的某些方面，离子聚合物中磺酸衍生的基团的浓度在多达距离表面至少100微米、至少250微米、至少500微米、至少1000微米、至少2500微米、至少5000微米、至少10000微米或更多处下降至不低于表面处磺酸衍生的基团的浓度的50%。在某些方面，在100微米深度处，离子聚合物中磺酸衍生的基团的浓度可在磺酸衍生的基团的表面浓度的0%-5%-10%-25%-50%-75%-90%-95%-100%的范围内。在某些方面，如本文所述的离子聚合物，包括任何上述离子聚合物，可具有在约2mm-3mm-4mm-5mm-7.5mm-10mm或更多范围内的厚度。在某些方面，本公开涉及包含如本文所述的离子聚合物(包括任何上述离子聚合物)的互穿聚合物网络和半互穿聚合物网络。这种互穿聚合物网络和半互穿聚合物网络可例如具有约2mm-3mm-4mm-5mm-7.5mm-10mm或更多范围内的厚度。在某些方面，本公开涉及形成如本文所述的离子聚合物以及包含如本文所述的离子聚合物的互穿和半互穿聚合物网络的方法。在某些方面，本公开涉及由如本文所述的离子聚合物以及由包含如本文所述的离子聚合物的互穿和半互穿聚合物网络形成的植入物，包括矫形外科植入物。在某些方面，本公开涉及包装的产品，所述产品含有由如本文所述的离子聚合物以及由包含如本文所述的离子聚合物的互穿和半互穿聚合物网络形成的植入物，包括矫形外科植入物。在各种实施方案中，将植入物至少部分地浸入包含水和一种或多种二价金属阳离子的含有二价阳离子的溶液中。含有二价阳离子的溶液可为例如含有在体液比如滑液或血清或脑脊髓液中发现的生理水平的离子的模拟体液。在某些实施方案中，含有二价阳离子的溶液可包含0.1-5mM的总二价金属阳离子。溶液中总二价阳离子的浓度为溶液中所有二价阳离子的组合浓度。(例如，如果一升溶液含有0.5毫摩尔的钙阳离子、0.5毫摩尔的镁阳离子，并且没有其他二价阳离子，则该溶液含有1.0mM的总二价阳离子。)在某些实施方案中，含有二价阳离子的溶液可包含钙离子、镁离子或钙离子和镁离子的组合。例如，含有二价本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矫形外科植入物，其包含含有磺酸衍生的基团的交联离子聚合物，其中所述磺酸衍生的基团存在于所述植入物的表面并从所述表面延伸到所述植入物的本体中至少500微米的距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180717 US 62/699497;20190111 US 16/2462921.一种矫形外科植入物，其包含含有磺酸衍生的基团的交联离子聚合物，其中所述磺酸衍生的基团存在于所述植入物的表面并从所述表面延伸到所述植入物的本体中至少500微米的距离。


2.权利要求1的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团为氨基-磺酸衍生的基团。


3.权利要求2的矫形外科植入物，其中所述植入物包含可测量的量的式(H2N)xR(SO3H)y的氨基磺酸化合物或其盐，其中R为有机部分，x为正整数和y为正整数。


4.权利要求3的矫形外科植入物，其中R为烃部分。


5.权利要求4的矫形外科植入物，其中所述烃部分为烷烃部分、烯烃部分、炔烃部分、芳族部分或具有烷烃、烯烃、炔烃和芳族取代基中两种或更多种的组合的烃部分。


6.权利要求4的矫形外科植入物，其中所述烃部分为C1-C12烃部分。


7.权利要求2的矫形外科植入物，其中所述植入物包含可测量的量的选自牛磺酸和牛磺酸衍生物的氨基磺酸化合物。


8.权利要求1-7的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团为磺酸衍生的羧基基团。


9.权利要求8的矫形外科植入物，其中所述交联的离子聚合物进一步包含未衍生的羧酸基团。


10.权利要求9的矫形外科植入物，其中所述未衍生的羧酸基团对应于以下中的一种或多种：所述离子聚合物内未衍生的丙烯酸聚合的单体、所述离子聚合物内未衍生的甲基丙烯酸聚合的单体、所述离子聚合物内未衍生的巴豆酸聚合的单体、所述离子聚合物内未衍生的亚麻酸聚合的单体、所述离子聚合物内未衍生的马来酸聚合的单体和所述离子聚合物内未衍生的富马酸聚合的单体，和其中所述氨基-磺酸衍生的羧酸基团对应于以下中的一种或多种：所述离子聚合物内氨基-磺酸衍生的丙烯酸聚合的单体、所述离子聚合物内氨基-磺酸衍生的甲基丙烯酸聚合的单体、所述离子聚合物内氨基-磺酸衍生的巴豆酸聚合的单体、所述离子聚合物内氨基-磺酸衍生的亚麻酸聚合的单体、所述离子聚合物内氨基-磺酸衍生的马来酸聚合的单体以及所述离子聚合物内氨基-磺酸衍生的富马酸聚合的单体。


11.权利要求1-10的矫形外科植入物，其中所述植入物包含磺酸衍生的基团浓度的梯度。


12.权利要求1-11的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团延伸到所述植入物的本体中至少1mm的距离。


13.权利要求1-11的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团存在于遍及所述植入物的大于20%的厚度。


14.权利要求1-11的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团存在于遍及所述植入物的大于50%的厚度。


15.权利要求1-11的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团存在于遍及所述植入物的大于75%的厚度。


16.权利要求1-11的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团存在于遍及所述植入物的100%的厚度。


17.权利要求1-11的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团的浓度从所述植入物表面上的位点到所述植入物本体中的至少一个位点降低至少10%。


18.权利要求1-10的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的基团的浓度在所述植入物中的任何两个位点之间变化不多于+/-10%。


19.权利要求9-10的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的羧酸基团的浓度和所述未衍生的羧酸基团的浓度在所述植入物中的任何两个位点之间变化不多于+/-10%。


20.权利要求9-10的矫形外科植入物，其中所述植入物包含磺酸衍生的羧酸基团浓度的梯度和所述未衍生的羧酸基团浓度的梯度。


21.权利要求9-10和20的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的羧酸基团的浓度从所述植入物表面上的位点到所述植入物本体中的至少一个位点降低至少10%，和其中所述未衍生的羧酸基团的浓度从所述植入物表面上的位点到所述植入物本体中的至少一个位点增加至少10%。


22.权利要求9-10和20的矫形外科植入物，其中所述磺酸衍生的羧酸基团与所述未衍生的羧酸基团的摩尔比从所述植入物表面上的位点到所述植入物本体中的至少一个位点降低至少10%。


23.权利要求1-22的矫形外科植入物，其中所述植入物包含互穿或半互穿的聚合物网络，所述网络包含含有第一聚合物的第一聚合物网络和含有所述离子聚合物的第二聚合物网络。


24.权利要求23的矫形外科植入物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·库尔蒂斯，李军，L·库尔蒂斯，
申请(专利权)人：哈雷克斯骨外科公司，
类型：发明
国别省市：美国;US