用于生产包含聚硅氧烷材料的可生物吸收和／或生物活性的制品的无毒聚硅氧烷材料及其生产方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种无毒聚硅氧烷材料和采用一种或多种不同聚硅氧烷材料形成的熟化聚硅氧烷材料。根据本发明专利技术，所述熟化聚硅氧烷材料可例如纺成可生物吸收和／或生物活性的纤维，然后进一步加工成非织造物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种无毒聚硅氧烷材料(PSN材料)，任选地一种优选作为多种不同聚硅氧烷材料(PSN材料)之一形成的熟化聚硅氧烷材料(rPSN材料)。根据本专利技术，该rPSN(r表示熟化)可例如纺成作为PSN材料之一的可生物吸收和/或生物活性纤维，然后进一步加工成作为其它PSN材料的非织造物。本专利技术进一步涉及生产任选熟化的PSN材料、可生物吸收和/或生物活性PSN材料的方法，以及这些材料的用途。目前正在进行多种尝试，以开发在人体医学和医学工程，以及其它
中用于各种应用的可生物吸收材料，所述其它
例如为过滤技术、生物技术或绝缘技术。此外，在这些部门中，特别是对材料的生物活性和毒性方面存在日益增长的需求。可吸收Si-聚合物在现有技术中是已知的。DE 19609551C1描述了可生物降解和可生物吸收的纤维结构。这些纤维可采用溶胶凝胶法通过从纺丝物料中拉制纤维，以及视需要将其干燥得到。所述纺丝物料包含一种或多种部分或完全水解缩合的Si化合物，该化合物由通式SiX4所示的单体通过水解缩合形成。该纤维具有如下缺陷：劣化的初纺纤维在细胞毒性试验中不能显示出良好的结果，和在部分情况下，甚至必须归类为细胞毒素。这种毒性特别地对于在人体医学、医学工程、过滤技术、生物技术或绝缘工业中的应用，特别是在创伤愈合或从体液中过滤细胞的领域中的应用，是完全不期望的。另外，DE 19609551C1的生产纤维方法具有除去溶剂后得到的混合物中包含固体，从而必须实施过滤的缺陷。其它可能有毒的液体Si-聚合物完全不能通过过滤除去。此外，由于固相形成以及强制过滤步骤，损失了大量可纺溶胶。DE 19609551C1中的方法在熟化期间，还允许显著比例的高度缩合Si化合物凝胶相形成。这再次降低了可纺溶胶浆液的比例。本专利技术的一个目的在于提供一种无毒可生物吸收和/或生物活性的材料，包含该材料的材料，以及生产该无毒材料的方法。根据本专利技术，生物活性一方面是指一种或多种材料与组织(如创伤组织)的积极相互作用，另一方面是指具有后续组织分化的积极相互作用，和作为其结果，沿一种或多种材料/(受体)组织间界面的组织包扎或粘连。所述目的通过根据权利要求1的溶胶或胶体溶液实现，根据本专利技术，所述溶胶或胶体溶液也称作PSN材料。该胶体溶液如下获得：(a)在水溶性溶剂的存在下，通过在初始pH为0至≤7下的酸催化，在0℃-80℃温度下经1-192小时，实施一种或多种不同的式(I)所示Si化合物中至多一个基团X的第一次水解-缩合反应(HKR)：SiX4    (I)其中，基团X相同或不同，为羟基、氢、卤素、氨基、烷氧基、酰氧基、烷基羰基和/或烷氧基羰基，其衍生自任选取代的具有1-20个碳原子，优选具有1-10个碳原子的直链、支化或环状基团的烷基，并可由氧或硫原子或氨基插入，(b)对步骤(a)中得到的材料实施第二次HKR，同时在密闭装置中通过蒸发除去溶-->剂，其中材料充分混合，和蒸发在1-1013毫巴真空下并任选地通过连续导入化学惰性夹带气体流(Schleppgasstrom)实施，其中压力、夹带气体流和/或温度中的至少一个工艺参数随时间可变地调节，以及蒸发温度为30-90℃，和实施所述步骤直至粘度为0.5-2Pa·s(在4℃和101/s下)，(c)在密闭装置中冷却该PSN材料数分钟至数小时，和(d)通过第三次HKR将(c)中得到的PSN材料转化成熟化的聚硅氧烷材料(rPSN)。还需强调的是，根据本专利技术的(无毒、可生物吸收和/或生物活性)PSN或rPSN材料可在不涉及或甚至不得涉及一个或多个过滤步骤的制备工艺情况下生产。这是与由DE 19609551C1获知方法的显著差异。任选地，步骤(d)之后还可实施作为后续步骤(e1)-(e4)之一的第四次HKR，由此可将步骤(d)中得到的rPSN材料用于生产所述PSN材料如纤维(e1)、粉末(e2)、整料(e3)或涂层(e4)中的一种。相应地，这些步骤涉及以下措施：(e1)将所述PSN材料纺成可生物吸收和/或生物活性的纤维；(e2)通过对得到的rPSN材料实施干燥操作，并将干燥的PSN材料粉碎(研磨)成粉末来将步骤(d)得到的材料加工成粉末，其中所述干燥操作特别地为冻干；(e3)将步骤(d)得到的rPSN材料浇注入模具中并干燥；(e4)将步骤(d)得到rPSN材料施涂于待涂覆制品上，或将后者浸入所述rPSN材料中。特别优选地，一种或多种rPSN材料在使用时具有5-7，特别是≥6的pH，以使得其具有(生理学上)可接受的相容性。pH低于5，由于其酸性特征，所述材料是不相容的。由于步骤(b)涉及蒸发直至低水含量，从而在该几乎无水体系中，不能将酸强度定义为明确的pH。相反，在步骤(b)中，应实施任选的缓冲(即，添加适宜的缓冲剂或碱液)或酸强度下降(例如，在硝酸情况下，通过排出/蒸发NO或NO2)，以使得(e)后最终得到的rPSN材料或由其成型的PSN材料在浸水时具有5-7，特别是≥6的pH。为实现该目的，优选在步骤(b)中降低酸强度，或缓冲酸的效果。然而，如果其未在步骤(b)中实施，或未实施至所述优选的水平，其还可在后续步骤(c)或(e)或即将应用所述PSN材料(例如到皮肤或伤口上)之前才实施。然而，根据本专利技术，在步骤(b)中确定合适的酸强度或效果是特别优选的。在步骤(b)、(c)或(e)中或在所述PSN材料浸水期间降低酸的效果可特别地通过Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)以游离碱或盐(如Tris-乙酸盐、Tris-磷酸盐)形式实施。以下更详细地论述上述反应的各步骤。步骤(a)在步骤a)中，使用一种或多种不同的式(I)所示Si化合物的基团X：SiX4    (I)其中，基团X相同或不同，为羟基、氢、卤素、氨基、烷氧基、酰氧基、烷基羰基和/或烷氧基羰基，其衍生自具有1-20个碳原子，优选具有1-10个碳原子的任选取代的直链、支化或环状基团，并可由氧或硫原子或氨基间断。在根据本专利技术的一个优选实施方案中，式(I)中的X为具有1-20个碳原子，优选具有1-10个碳原子的任选取代的直链、支化和/或环状烷氧基。特别优选地，在式(I)中-->的X为任选取代的直链和/或支化C1-C5烷氧基。更加特别优选为取代的，但优选为未取代的，直链和/或支化C2-C3烷氧基，例如乙氧基、正丙氧基和/或异丙氧基。根据本专利技术非常特别优选的是，使用四乙氧基硅烷(TEOS)作为在根据本专利技术的(第一次)HKR中的式(I)的唯一Si-化合物。0至≤7，优选2-3.5的初始pH例如用稀硝酸(如1N，优选采用0.01N的HNO3)调节。然而，原则上，所有适于局部生产NO或NO2的酸性混合物和溶液均是适宜的。这些还可以为例如可在具有分子氧的生理环境中酶促地生成一氧化氮(NO)(通过一氧化氮合酶，NOS)的酸性混合物和溶液，其中所述一氧化氮又迅速被身体转化成NO2，或还可以是在有机硝酸还原酶(Nitratreduktase)的促进下形成NO的有机硝酸盐或硝酸酯(称作NO给体)，例如硝酸乙酯。所述NO的酶促释放需要硫醇基团(半胱氨酸)。从而，除稀硝酸外，根据本专利技术，作为NOS的底物的可生理学相容的酸(如柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、乙酸或抗坏血酸)和至少一种必本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚硅氧烷（ＰＳＮ）材料，其通过如下方式获得，　　（ａ）在水溶性溶剂的存在下，通过在初始ｐＨ为０至≤７下的酸催化，在０℃－８０℃温度经１－１９２小时，实施一种或多种不同的式（Ⅰ）所示Ｓｉ化合物中至多一个基团Ｘ的第一次水解－缩合反应（ＨＫＲ）：ＳｉＸ↓［４］　（Ⅰ）　　其中，所述基团Ｘ相同或不同，为羟基、氢、卤素、氨基、烷氧基、酰氧基、烷基羰基和／或烷氧基羰基，和衍生自具有１－２０个碳原子、优选具有１－１０个碳原子的任选取代的直链、支化或环状基团的烷基，并可由氧或硫原子或氨基插入，　　（ｂ）实施步骤（ａ）中得到的材料的第二次ＨＫＲ，同时在密闭装置中通过蒸发除去所述溶剂，其中材料充分混合，和在１－１０１３毫巴的真空下并任选地通过连续导入化学惰性的夹带气体流实施蒸发，其中压力、夹带气体流和／或温度中的至少一个工艺参数随时间可变地调节，以及蒸发温度为３０－９０℃，和实施所述步骤直至粘度为０．５－２Ｐａ·ｓ（在４℃和１０ｌ／ｓ），　　（ｃ）在密闭装置中冷却该ＰＳＮ材料数分钟至数小时，和　　（ｄ）通过第三次ＨＫＲ将（ｃ）中得到的ＰＳＮ材料转化成熟化的聚硅氧烷材料（ｒＰＳＮ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-12-19 102007061874.51.聚硅氧烷(PSN)材料，其通过如下方式获得，(a)在水溶性溶剂的存在下，通过在初始pH为0至≤7下的酸催化，在0℃-80℃温度经1-192小时，实施一种或多种不同的式(I)所示Si化合物中至多一个基团X的第一次水解-缩合反应(HKR)：SiX4    (I)其中，所述基团X相同或不同，为羟基、氢、卤素、氨基、烷氧基、酰氧基、烷基羰基和/或烷氧基羰基，和衍生自具有1-20个碳原子、优选具有1-10个碳原子的任选取代的直链、支化或环状基团的烷基，并可由氧或硫原子或氨基插入，(b)实施步骤(a)中得到的材料的第二次HKR，同时在密闭装置中通过蒸发除去所述溶剂，其中材料充分混合，和在1-1013毫巴的真空下并任选地通过连续导入化学惰性的夹带气体流实施蒸发，其中压力、夹带气体流和/或温度中的至少一个工艺参数随时间可变地调节，以及蒸发温度为30-90℃，和实施所述步骤直至粘度为0.5-2Pa·s(在4℃和10l/s)，(c)在密闭装置中冷却该PSN材料数分钟至数小时，和(d)通过第三次HKR将(c)中得到的PSN材料转化成熟化的聚硅氧烷材料(rPSN)。2.根据权利要求1的材料，特征在于在步骤b)中，蒸发在恒定温度和随时间可变的压力下实施。3.根据权利要求1或2的材料，特征在于在步骤b)中，蒸发额外地借助化学惰性夹带气体流实施。4.根据权利要求3的材料，特征在于所述夹带气体流通过适宜地安装在设备的气体空间中的气体分配器以如下方式分配：使得保证夹带气体在液体表面正上方充分交换，但不会以直接对流的方式流向液体表面。5.根据权利要求1-4之一的材料，特征在于所述水溶性溶剂为乙醇或乙醇/水混合物。6.根据权利要求1-5之一的材料，特征在于步骤(a)中，0至≤7的pH用稀硝酸或用(i)生理学...

【专利技术属性】
技术研发人员：W格劳比特，A埃里格，
申请(专利权)人：拜尔创新有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE