简单的粘合剂凝聚层以及制备和使用方法技术

本文所述的是从简单的粘合剂凝聚层合成粘合剂以及它们的用途。这些粘合剂通过以下来产生：（a）制备一种溶液，该溶液包括（1）一种聚合电解质，其中该聚合电解质包含一种聚阴离子或者聚阳离子，但不包括其组合，该聚合电解质包含至少一个交联基团，以及（2）一种足够量的补合抗衡离子以产生一种简单的粘合剂凝聚层；以及（b）交联该简单的粘合剂凝聚层以产生该粘合剂。这些粘合剂具有众多医疗或者非医疗应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2010年11月12日提交的美国临时申请序列号61/412，834的优先权。本申请通过引用以其全文结合于此。序列表的交叉引用本文所述的蛋白质是以序列标识号(SEQ ID NO)来提及。该SEQ ID NO在数字上对应序列标识号〈400>1、<400>2等。以计算机可读格式(CFR)编写的该序列表，通过引用以其全文结合于此。致谢产生本专利技术的研究是部分由美国海军研究办公室(基金号N000141010108)和美国国立卫生研究院(基金号R01EB006463)资助。美国政府对本专利技术有某些权利。
技术介绍
对于更好的粘合剂的开发总是存在一种需求，特别是暴露在水环境中的粘合剂。例如，可以被施用至受试者的粘合剂具有许多医学应用，如用于在当今社会是一种严重的健康问题的骨折。除了骨折本身之外，还有许多与骨折相关的另外的健康风险。关节内骨折是延伸至关节表面并且使软骨表面破碎的骨损伤。软骨表面的骨折经常导致使人衰弱的创伤后关节炎。目前，不锈钢和钛植入物是固定的主要方法，但是它们的尺寸和放置这些植入物所必须的钻孔时常干扰较小块的骨骼和软骨的精确操作和复位。除了医学应用之外，可以被用于或暴露于水环境中的粘合剂同样可以在非医学领域具有若干有益的应用。例如，一种粘合剂可以被用来通过将珊瑚以及其他材料粘附至已有的礁上以便增强礁的生长发育来帮助恢复海洋生态系统。本文所述的是解决这些需求的粘合剂。专利技术概述本文所述的是从简单的粘合剂凝聚层的粘合剂的合成和它们的用途。这些粘合剂通过以下来产生:Ca)制备一种溶液，该溶液包括(I) 一种聚合电解质，其中该聚合电解质包含一种聚阴离子或者聚阳离子，但不包括其组合，该聚合电解质包含至少一个交联基团，以及(2)—种足够量的补合抗衡离子以产生一种简单的粘合剂凝聚层；以及(b)交联该简单的粘合剂凝聚层以产生该粘合剂。这些粘合剂具有众多医疗或者非医疗应用。本专利技术的优点将部分地在随后的说明中提出，并且从该说明中部分地将是明显的，或可以从以下所述的方面的实施了解到。以下所述优点将通过特别是在所附权利要求书中指出的要素和组合而认识到并获得。应当理解，上述的总体说明和以下详细说明均仅为示例性和解释性的而不是限制性的。附图简要说明结合到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了以下所述的若干方面。附图说明图1-图6示出了由沙堡虫(P.californica)产生的、可用作本专利技术的聚阳离子的若干蛋白质序列以及在本专利技术中有用的的合成聚阳离子和聚阴离子。图7提供了 Pcl至Pc8的氨基酸摩尔％。图8示出了显示在一个标准搭接剪切配置下(450kPa大致为60psi)通过在铝粘附体上的聚膦酸酯(polyphosphodopa)制备的粘合剂的水下粘合强度的图表。图9示出了显示在一个标准搭接剪切配置下(450kPa大致为60psi)通过在铝粘附体上的聚膦酸酯制备的粘合剂的水下粘合强度的图表，在此氧化铁(III)纳米颗粒被用作氧化剂和填充剂。详细说明在披露并且描述本专利技术化合物、组合物、物品、装置和/或方法之前，应当理解，以下描述的方面并不局限于特定化合物、合成方法或用途，因而这些当然可以改变。还应当理解，在此所用的术语仅为了描述具体方面的目的，而并非旨在进行限制。在本说明书和随后的权利要求书中，将参考一些术语，这些术语将定义为具有如下含义:必须注意，如在本说明书以及所附权利要求书中所使用的，除非上下文以其他方式清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数个提及的对象。因此，例如，提及“一种药物载体”包括两种或更多种这类载体的混合物等。“可任选的”或“可任选地”是指随后描述的事件或情况可以发生或不发生，并且该描述包括事件或情况发生的实例以及事件或情况不发生的实例。例如，短语“可任选地取代的低级烷基”是指该低级烷基可为取代或未取代的，并且该描述包括未取代的低级烷基和其中存在取代的低级烷基两者。在此范围可以表述为从“大约” 一个具体值和/或至“大约”另一个具体值。当表述这样一个范围时，另一个方面包括从一个具体值和/或至其他具体值。类似地，当值表述为近似值时，通过使用先行词“约” ，应当理解，该具体值形成另一个方面。还应当理解，每个范围的端值在与其他端值相关和独立于其他端值的情况下均为重要的。本说明书和最后的权利要求书中所提及的在组合物或物品中的具体元素或组分的重量份，表示该元素或组分与该重量份表述用于其中的组合物或物品中的任何其他元素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量份的组分X与5重量份的组分Y的化合物中，X和Y以2:5的重量比存在，并且不管化合物中是否还含有其他组分都以该比率存在。组分的重量百分比，除非另外相反的指出，均是基于包含该组分的配制品或组合物的总重量。贯穿本专利技术使用的变量如R1、R2> R3> R4、R5> R13-R22> R30> R40> R41、A、X、Z、d、m、η、ο、S、t、U、V、W以及X,除非相反的指出，均是如上述定义的相同的变量。如在此所用的术语“烷基”为具有I至25个碳原子的支链或非支链的饱和烃基，如甲基、乙基、正丙基(n-propyl)、异丙基、正丁基(n-butyl)、异丁基(isobutyl)、叔丁基(t-butyl)、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。长链烷基的实例包括但不限于棕榈酸基。“低级烷基”为含有一至六个碳原子的烷基。如在此所用的术语“烷基”为任意碳基的芳香族基团，包括但不限于苯、萘等。术语“芳香族”也包括“杂芳基团”，其被定义为具有至少一个杂原子结合在该芳香族基团的环中的芳香族基团。杂环原子的实例包括但不限于氮、氧、硫以及磷。芳基可以是取代的或未取代的。芳基可以被包括但不限于以下的一个或多个基团取代:烷基、炔基、烯基、芳基、卤素、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸或烷氧基。本文所述的化合物中的任何一种可为药学上可接受的盐。在一个方面，药学上可接受的盐通过用适当量的药学上可接受的碱处理游离酸来制备。代表性的药学上可接受的碱为氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化亚铁、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铝、氢氧化铁、异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、2-二甲基氨基乙醇、2- 二乙基氨基乙醇、赖氨酸、精氨酸、组氨酸等。在一个方面，该反应在从约O摄氏度至约100摄氏度的温度(例如在室温)仅在水中或在水与惰性的可与水混溶的有机溶剂的组合中进行。在适用的某些方面，选择本文所述化合物与所用碱的摩尔比以提供任何具体盐所需的比率。为了制备例如游离酸起始材料的铵盐，可使用大约一当量的药学上可接受的碱处理该起始材料从而获得一种中性盐。在另一个方面，如果该化合物具有一个碱性基团，则可用诸如HC1、HBr或H2SO4之类的酸将其质子化以产生阳离子盐。在一个方面，这种化合物与酸或碱的反应在从约O摄氏度至约100摄氏度的温度(例如在室温)仅在水中或在水与惰性的可与水混溶的有机溶剂的组合中进行。在适用的某些方面，选择本文所述化合物与所用碱的摩尔比以提供任何具体盐所需的比率。为了制备例如游离酸起始材料的铵盐，可使用大约一当量的药学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.12 US 61/412,8341.一种通过以下方法产生的粘合剂，包括 Ca)制备一种溶液，该溶液包括(I) 一种聚合电解质，其中该聚合电解质包含一种聚阴离子或者聚阳离子，但不包括其组合，该聚合电解质包含至少一个交联基团，以及(2)—种足够量的补合抗衡离子以产生一种简单的粘合剂凝聚层；以及(b)交联该简单的粘合剂凝聚层以产生该粘合剂。2.如权利要求1所述的粘合剂，其中该聚合电解质是一种聚阳离子。3.如权利要求2所述的粘合剂，其中该聚阳离子包括静电缔合的嵌段共聚物，其中这些嵌段共聚物包括交替的聚阳离子嵌段和聚阴离子嵌段，并且该聚阳离子在该简单的粘合剂凝聚层形成的pH处具有一种净正电荷。4.如权利要求2所述的粘合剂，其中该聚阳离子包括一种多糖、蛋白质、合成聚胺或合成多肽。5.如权利要求4所述的粘合剂，其中该蛋白质包括一种重组蛋白质或遗传改性的蛋白质。6.如权利要求2所述的粘合剂，其中该聚阳离子包括一种胺改性的天然聚合物。7.>如权利要求2所述的粘合剂，其中该聚阳离子包括一种胺改性的蛋白质。8.如权利要求7所述的粘合剂，其中该胺改性的天然聚合物包括用一个或多个烷基氨基基团、杂芳基基团，或经一个或多个氨基取代的芳香族基团进行了改性的明胶或者胶原。9.>如权利要求2所述的凝聚层，其中该聚阳离子包括用乙二胺进行了改性的明胶。10.如权利要求2所述的凝聚层，其中该聚阳离子具有一个大于7的pi值。11.如权利要求1所述的粘合剂，其中该聚合电解质是一种聚阴离子。12.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包括静电缔合的嵌段共聚物，其中这些嵌段共聚物包括交替的聚阳离子嵌段和聚阴离子嵌段，并且该聚阳离子在该简单的粘合剂凝聚层形成的PH处具有一种净负电荷。13.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包括一种多糖、蛋白质或合成多肽。14.如权利要求12所述的粘合剂，其中该多糖包括一种透明质酸盐、阿拉伯树胶、藻酸盐、硫酸软骨素、皮肤素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、或其任意组合。15.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包含一个或多个硫酸根、磺酸根、羧酸根、硼酸根(borate )、硼化根(boronate )、膦酸根或磷酸根基团或其任意组合。16.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包括一种聚磷酸盐化合物。17.如权利要求16所述的粘合剂，其中该聚磷酸盐化合物包括一种天然化合物、化学改性的天然化合物或者合成的类似物。18.如权利要求17所述的粘合剂，其中该天然化合物包括DNA、一种环状聚膦酸盐或蛋白质。19.如权利要求17所述的粘合剂，其中该化学改性的天然化合物包括一种磷酸化蛋白或多糖。20.权利要求16所述的粘合剂，其中该聚磷酸盐化合物包括从该聚合物主链侧向伸出的至少一个磷酸根基团和/或结合到该聚合物主链中的至少一个磷酸根基团。21.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包括一种含有一个或多个侧磷酸根基团的聚丙烯酸酯。22.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包括一种聚合物，该聚合物包含至少一个包含化学式X的片段23.如权利要求22所述的粘合剂，其中Z包括硫酸根、磺酸根、羧酸根、硼酸根(borate)、硼化根(boronate)、经取代或未经取代的磷酸根，或膦酸根基团。24.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子包括一种聚合物，该聚合物包含至少一个包含化学式II的片段25.如权利要求24所述的粘合剂，其中是R4为甲基、R4tl为氢，η为2。26.如权利要求11所述的粘合剂，其中该聚阴离子化合物包括10摩尔％至90摩尔％的磷酸根基团。27.如权利要求1所述的粘合剂，其中该交联基团包括一种亲电子基团。28.如权利要求1所述的粘合剂，其中该交联基团包含至少一个能够经历氧化的二羟基芳香族基团，其中该二羟基芳香族基团共价地附接至该聚阴离子。29.如权利要求1所述的粘合剂，其中该交联基团包括一种可光化交联的基团。30.如权利要求29所述的粘合剂，其中该可光化交联的基团包括一种烯属基团。31.如权利要求30所述的粘合剂，其中该烯属基团包括一种丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基基团、乙烯基基团、乙烯基酯基团或苯乙稀基基团。32.如权利要求1所述的粘合剂，其中该聚合电解质包括一种聚阳离子，并且该补合抗衡离子包括至少一种多价金属阳离子。33.如权利要求32所述的粘合剂，其中该多价阳离子包括一种或多种二价阳离子或者一种或多种过渡金属离子或稀土金属。34.如权利要求32所述的粘合剂，其中该多价阳离子包括Ca+2和/或Mg+2。35.如权利要求1所述的粘合剂，其中该粘合剂进一步包括一种或多种生物活性剂或造影剂。36.如权利要求1所述的粘合剂，其中该粘合剂进一步包括一种可聚合单体、非水溶性填充剂、或其组合。37.如权利要求36所述的粘合剂，其中该单体包括一种含有至少一个烯属基团的可聚合烯属单体。38.如权利要求36所述的粘合剂，其中该单体包括两个烯属基团。39.如权利要求38所述的粘合剂，其中该烯属基团包括一种丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基基团、乙烯基基团、乙烯基酯基团或苯乙稀基基团。40.如权利要求36所述的粘合剂，其中该单体为一种二丙烯酸酯化合物或二甲基丙烯酸酯化合物。41.如权利要求36所述的粘合剂，其中该单体为聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。42.如权利要求36所述的粘合剂，其中该单体在聚合后产生一种可生物降解的内部网络。43.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包括一种金属氧化物、陶瓷颗粒或非水溶性无机盐。44.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包括纳米二氧化硅或微硅粉。45.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包括羟磷灰石或经取代的羟磷灰石。46.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包括一种纳米磷酸钙粒。47.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包括α磷酸三钙、β磷酸三钙、非晶形磷酸三钙、或其任意组合。48.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包含能够与该聚阳离子、聚阴离子和/或该可聚合烯属单体上的可交联基团反应的一个或多个可聚合烯属基团。49.如权利要求36所述的粘合剂，其中该填充剂包含能够与该聚阳离子、聚阴离子和/或该可聚合烯属单体上的可交联基团反应的一个或多个亲核基团。50.如权利要求36所述的粘合剂，其中该凝聚层进一步包含一种聚合引发剂以及可任选地一种共引发剂。51.如权利要求50所述的粘合剂，其中该聚合引发剂包括(I)一种或多种自由基引发齐U、热引发剂或光敏引发剂，或者(2)两种或更多种自由基引发剂、热引发剂或光敏引发剂。52.如权利要求50所述的粘合剂，其中该光敏引发剂以及可任选地一种共引发剂是共价地附接至该聚阳离子和/或聚阴离子。53.如权利要求50所述的粘合剂，其中该光敏引发剂包括一种水溶性引发剂，该水溶性引发剂包括核黄素、曙红、曙红I或玫瑰红。54.如权利要求1所述的粘合剂，其中该交联步骤在一种氧化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉塞尔·J·斯图尔特，
申请(专利权)人：犹他大学研究基金会，
类型：
国别省市：