砜聚合物上的生物活性化合物固定的制作方法

砜聚合物上的生物活性化合物固定
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年2月12日提交的美国临时申请号63/148714以及2021年6月9日提交的欧洲专利申请号21178438.4的优先权，出于所有目的将这些申请的全部内容通过引用并入本文。
3.关于联邦资助的研究或开发的陈述
4.不适用。
技术领域
5.本发明涉及具有离子和/或共价附接的生物活性化合物的改性的paes共聚物(特别是肝素化的paes共聚物)、它们在制备制品中的用途和用于制备制品的方法、聚合物溶液、以及由官能化的侧链paes共聚物制备此类改性的paes共聚物的方法。生物活性制品或结构可以用此类改性的paes共聚物制成。


背景技术：

6.聚(芳基醚砜)(paes)聚合物是一类热塑性聚合物，其特征在于具有高玻璃化转变温度、良好的机械强度和刚度以及出色的耐热性和抗氧化性。凭借其机械、热和其他理想特性，这些聚合物越来越多地用于制造用于广泛多样化的商业应用产品，例如涂料、用于包括医疗市场在内的广泛应用领域的膜，因为它们具有优异的机械特性和热特性，以及出色的水解稳定性。paes是用于描述含有至少一个砜基团(-so
2-)、至少一个醚基团(-o-)和至少一个亚芳基的任何聚合物的通用术语。
7.商业上重要的一组paes包括本文被称为聚砜的聚砜聚合物，简称psu。psu聚合物含有衍生自二羟基单体双酚a(bpa)和二卤素单体(例如4,4'-二氯二苯砜(dcdps))的缩合的重复单元。此类psu聚合物是从美国索尔维特种聚合物有限责任公司(solvay specialty polymers usa,llc)以商标可商购的。此种psu聚合物的重复单元的结构如下所示：
[0008][0009]
psu聚合物具有高玻璃化转变温度(例如，约185℃)，并表现出高的强度和韧性。
[0010]
另一组重要的paes包括聚醚砜聚合物，简称pes。pes聚合物衍生自二羟基单体双酚s(bps)和二卤素单体(例如4,4'-二氯二苯砜(dcdps))的缩合。此类pes聚合物是从美国索尔维特种聚合物有限责任公司以商标可商购的。此种pes聚合物的重复单元的结构如下所示：
[0011][0012]
分别基于bpa和bps的psu和pes聚合物经常用于制备待用于与生物流体(例如血液)接触的膜。
[0013]
各种各样的医疗装置，人造器官，血液纯化设备如血液透析、血液透析滤过、血液滤过、血浆置换和血浆采集器通常配备有pes膜。在透析器膜中使用的合成聚合物中，93％来源自聚芳砜家族，其中22％由pes生产并且71％来自psu。新的超高通量透析器中的膜主要包含psu和pes。
[0014]
当基于pes的血液透析膜与血液接触时，蛋白质往往会吸附在聚合物表面上，并且该蛋白质层导致如血液细胞凝固和血小板粘附等任何不利影响。血液中的血浆蛋白质如白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原在凝血中发挥关键作用，并激发免疫系统针对pes表面。当血液与此种外来表面接触时，可以固有地引发凝血过程。凝血级联在血液与血液透析膜进行接触时从血栓反应开始，其中形成纤维蛋白凝块，并且所得凝块倾向于粘附到膜表面并扰乱血液循环。因此，血液凝固过程限制了对于血液透析pes膜的使用。
[0015]
为了解决血液透析期间在paes聚合物膜上的血液凝固的问题，可以使用以下方法对paes进行改性：(1)本体改性；(2)表面改性；和(3)共混(有时也被认为是本体改性)。将本体改性方法应用于掺杂溶液，从而将整个膜改性。磺化和羧化方法主要报告为用于本体改性。
[0016]
肝素是抑制凝血(导致血栓形成的过程)的天然生成的多糖。由于肝素会中断血液的凝固和凝块，因此其通常在血液透析期间施用以防止血液凝固，即使用“生物相容性”psu或pes血液透析膜也是如此。作为药物，肝素通常通过静脉注射给予。使对于肝素施用的需要免除可以降低透析的成本以及改善患者的结局。事实上，存在来自肝素的副作用，并且一些接受血液透析的患者对肝素过敏或可能对肝素过敏。然而，为了避免肝素施用，(i)暴露于膜表面的血液中不应存在凝块，并且(ii)膜表面上不应存在血小板。
[0017]
wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司)(该文献在此并入本说明书中)披露了官能化的侧链paes共聚物、特别地具有胺官能化的侧链。
[0018]
此类官能化的侧链paes共聚物提供了附接或固定生物活性化合物(例如，具有抗凝血特性)以制备适合用于血液透析的功能性膜结构，同时避免或免除将一种或多种此类生物活性化合物注射到正在进行血液透析的患者的血液中的可能性。
[0019]
因此，本发明旨在通过使用基于改性的paes的膜以减少或免除在血液透析期间使用抗凝血剂的需要来解决以上提及的问题。


技术实现要素：

[0020]
本发明的第一方面涉及一种结合有生物活性化合物的聚(芳基醚砜)(paes)，下文称为“共聚物(p2)”。该共聚物(p2)包含：
[0021]-具有式(m)的重复单元(r
p2
)：
[0022][0023]-具有式(q)的重复单元(r*
p2
)：
[0024][0025]
其中
[0026]-每个r1独立地选自由以下组成的组：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；
[0027]-每个i是独立地选自0至4的整数；
[0028]-t选自由以下组成的组：键、-ch
2-；-o-；-so
2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)
2-；-c(cf3)
2-；-c(＝ccl2)-；-n＝n-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-rac＝cr
b-，其中ra和rb各自彼此独立地是氢或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基、或c6-c18-芳基；-(cf2)
m-，其中m是1至6的整数；最高达6个碳原子的直链或支链的脂族二价基团，优选-(ch2)m’-，其中m'是1至6的整数；及其组合；
[0029]-gq是至少一种选自式(g
q1
)、(g
q2
)、(g
q3
)、(g
q4
)、(g
q5
)或(g
q6
)的式：
[0030][0031]
其中
[0032]-每个k是独立地选自0至4的整数；
[0033]-每个j是独立地选自2至7的整数；
[0034]-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；
[0035]-r2由下式表示：-(ch2)
p-nrcb，其中p选自1至5，其中rc独立地是c1-c6烷基或h，并且其中b表示共价地和/或离子地结合至r2、特别是结合至r2中的氮原子的生物活性化合物(或其衍生物)。
[0036]
适用于本发明的生物活性化合物或其衍生物“b”的非限制性实例包括：
[0037]-抗血栓形成剂或其衍生物，
[0038]-氨基酸，
[0039]-核酸，
[0040]-葡萄糖醛酸残基，
[0041]-透明质酸或其衍生物，
[0042]-蛋白质，像胶原蛋白、角蛋白、酶，
[0043]-金属螯合剂和/或蛋白酶抑制剂如egta和edta；
[0044]-酸性脂质如前列腺素，
[0045]
以及
[0046]-其两种或更多种化合物的任何组合。
[0047]
优选的生物活性化合物或其衍生物“b”选自由抗血栓形成剂或其衍生物如肝素或其盐组成的组。
[0048]
本发明的第二方面涉及一种用于制备共聚物(p2)的方法，该方法包括：使共聚物(p1)与生物活性化合物或其衍生物任选地在偶联剂的存在下、在酸性水性溶剂中接触，以将该生物活性化合物结合至该共聚物(p1)以制备该共聚物(p2)，该酸性水性溶剂优选地具有3至6、或4.2至5、或4.4至4.8的ph。
[0049]
该共聚物(p1)包含：
[0050]-具有如本文所描述的式(m)的重复单元(r
p1
)，和
[0051]-具有式(n)的重复单元(r*
p1
)：
[0052][0053]
其中
[0054]-每个r1、i和t以与对于式(m)相同的方式定义；
[0055]-gn选自由下式(g
n1
)、(g
n2
)、(g
n3
)、(g
n4
)、(g
n5
)和(g
n6
)中的至少一个组成的组：
[0056][0057]
其中
[0058]-每个k是独立地选自0至4的整数；
[0059]-每个j是独立地选自2至7的整数；
[0060]-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；
[0061]-r3由下式表示：-(ch2)
p-nhrc，其中p选自1至5、其中rc独立地为c1-c6烷基或h，优选地由下式表示：-(ch2)
p-nh2，更优选地由下式表示：-(ch2)
2-nh2。
[0062]
本发明的第三方面涉及共聚物(p2)用于制备制品如医疗装置、植入物、膜、涂层、薄膜、纤维、片材以及三维的注射或模制或打印的零件的用途。
[0063]
本发明的第四方面涉及一种包含本文所描述的共聚物(p2)或通过本文所描述的根据第二方面的方法制备的共聚物(p2)的制品。该制品可以选自由以下组成的组：医疗装置、植入物、膜、涂层、熔融加工的薄膜、溶液加工的薄膜、熔融加工的单丝和纤维、溶液加工的单丝、中空纤维和实心纤维、涂层、打印的物体、以及注射和压缩模制的物体。该制品可以是膜或其部分，此种膜选自用于生物加工和医疗过滤的膜(如血液透析膜)、用于食品和饮料加工的膜、用于水净化的膜、用于废水处理的膜和用于涉及水性介质的工业过程分离的膜。该制品可以是医疗装置或植入物。
[0064]
本发明的第五方面涉及一种制备包含本文所描述的共聚物(p2)或通过根据第二方面所描述的方法制备的共聚物(p2)的制品的方法。用于制备包含共聚物(p2)的制品的方法可以包括进行以下方法之一：
[0065]-方法a)：在形成该制品或其部分中使用共聚物(p2)；或
[0066]-方法b)：使共聚物(p1)与生物活性化合物或其衍生物接触以制备共聚物(p2)，同时形成该制品或其部分；或
[0067]-方法c)：使包含共聚物(p1)的预成型制品或其部分与生物活性化合物或其衍生物接触以制备共聚物(p2)，
[0068]
其中聚合物(p1)包含具有式(m)的重复单元(r
p1
)和具有式(n)的重复单元(r*
p1
)，如本文所描述的。
[0069]
该接触步骤可以任选地在偶联剂的存在下、在酸性水性溶剂中进行，以将该生物活性化合物结合至共聚物(p1)以制备共聚物(p2)，该酸性水性溶剂优选具有3至6、或4.2至5、或4.4至4.8的ph。
[0070]
通过参考具体实施方式和实例，将更容易理解和领会本发明的各个方面、优点、以及特征。
附图说明
[0071]
图1展示了根据一个实施例的用于制备固定有肝素的psu共聚物(p2)的反应方案。
[0072]
图2a示出了根据一个实施例，相对于用于形成含有离子附接的肝素psu共聚物(p2)的psu膜的沉淀浴中肝素负载的相对量的甲苯胺蓝染色的强度(b*值)。
[0073]
图2b示出了根据一个实施例，相对于用于形成含有共价附接的肝素psu共聚物(p2)的psu膜的沉淀浴中肝素负载的相对量的甲苯胺蓝染色的强度(b*值)。
[0074]
图3展示了根据一个实施例，相对于用于形成含有离子附接的肝素psu共聚物(p2)的psu膜的沉淀浴中经过的时间的甲苯胺蓝染色的强度(b*值)。
[0075]
图4比较了根据一个实施例，用离子结合的肝素改性的各种psu膜的血液相容性(aptt)测试和甲苯胺蓝染色测试的强度。
[0076]
图5比较了根据几个实施例，具有原位肝素离子结合、非原位肝素离子结合和原位肝素共价结合的各种肝素改性的psu膜的血液相容性(aptt)测试和甲苯胺蓝染色测试的强度。
[0077]
定义
[0078]
在本描述性说明书中，一些术语旨在具有以下含义。
[0079]
如本文所用的，与化合物或结构相关的术语“生物活性”旨在意指此种化合物或结构具有生物活性。“生物活性”化合物可以呈现出治疗潜力；可以引起药理作用；可以调节代谢过程；可以具有有益的生理、行为或免疫作用；可以具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗血栓形成或抗微生物特性；可以引起对受体活性的抑制；可以引起对酶的抑制或诱导，如蛋白酶抑制剂；可以引起对基因表达的诱导和抑制；可以具有金属螯合特性；可以充当吸附剂以从流体中去除一种或多种特定化合物；或者可以在体内具有催化活性。作为实例，带有羰基的生物活性羰基化合物由于其功能性的羰基而可以参与在食品生产过程期间的反应。作为另一个实例，肝素改性的膜作为生物活性结构可以防止血液中和/或膜表面上的凝血和/或可以用于将低密度脂蛋白(ldl胆固醇)从血液中去除。
[0080]
如本文所用的，肝素是高度硫酸化的糖胺聚糖并且由不同程度硫酸化的重复二糖单元组成。这种多糖典型地具有3-30kda的mw，其中平均为约12-15kda，虽然肝素的分级版本也以低-mw形式(例如，约3-7kda的mw)存在，如达肝素、依诺肝素。不希望受此种理论的约束，据说肝素通过激活抗凝血酶来发挥其抗凝血活性。肝素的衍生物优选为盐形式，如肝素的钠盐。
[0081]
术语“溶剂”在本文是以其通常的含义使用的，它表示能够溶解另一种物质(溶质)以形成在分子水平上均匀分散的混合物的物质。在聚合物溶质的情况下，惯例是指在所得的混合物是透明的并且在该体系中没有可见的相分离时聚合物在溶剂中的溶液。发生相分离的点，通常称为“浊点”，被认为是由于形成聚合物聚集体溶液变得浑浊或混浊的那个点。
[0082]
如本文所用的，“bpa”意指双酚a或4,4'-异亚丙基二酚；“bps”意指双酚s或4,4
’‑
二羟基二苯砜；“dcdps”意指4,4
’‑
二氯二苯砜；“dfdps”意指4,4’二氟二苯砜；edc意指n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐；并且nhs意指n-羟基丁二酰亚胺。
[0083]
术语“膜”在本文是以其通常的含义使用的，即它是指离散的、总体上薄的界面，该界面减弱了与它接触的化学物质的渗透。该界面可以是分子均匀的，即，在结构上完全均一(致密膜)，或它可以是化学或物理上非均匀的，例如含有具有有限尺寸的空隙、洞或孔(多孔膜)。膜通常具有外表面和在与化学物质接触的孔内的内表面。
[0084]
重均分子量(mw)和数均分子量(mn)可以通过使用astm d5296用聚苯乙烯标准物校准的凝胶渗透色谱法(gpc)估计。多分散性指数(pdi)特此表示为重均分子量(mw)与数均分子量(mn)的比值。
[0085]
在本说明书中，从一组要素中选择要素还明确描述了：
[0086]-从该组中选择两个或选择若干个要素，
[0087]-从由已经从其中除去一个或多个要素的该组要素组成的要素子组中选择要素。
[0088]
在接下来的本说明书的段落中，即使是关于具体实施例描述的任何描述可适用于本披露的其他实施例并且可与其互换。除非另有说明或明显不兼容，否则如此定义的每个实施例都可以与另一个实施例组合。此外，应当理解的是，本说明书中描述的组合物、产品或制品、方法或用途的要素和/或特征可以以所有可能的方式与该组合物、产品或制品、方法或用途的其他要素和/或特征明确地或隐含地组合，这是在不背离本说明书的范围的情况下。
[0089]
在本说明书中，对于由下限、或上限、或由下限和上限限定的变量的一系列值的描
述还包括其中该变量是对应地在该数值范围内选择的实施例：不包括该下限，或者不包括该上限，或者不包括该下限和该上限。本文通过端点对数值范围的任何列举都包括在所列举范围内包含的所有数字以及该范围的端点和等效物。
[0090]
术语“包括”囊括了“主要由
……
组成”以及还有“由
……
组成”。
[0091]
本文使用的单数“a(一个/种)”或“one(一个/种)”包括复数，除非另外明确地指明。
[0092]
此外，如果在数值之前使用术语“大约(approximately)”、“约(about)”或“大约(ca.)”，那么本传授内容同样包括该具体的数值本身，除非另外明确地指明。如本文所用的，术语“大约”、“约”或“大约”是指从标称值的+-10％的变化，除非另外明确地指明。
[0093]
本文引用的所有专利申请和公开物的披露内容通过引用方式并入本技术，其程度为它们为本文提出的那些提供了示例性、程序的或其他详细补充。如果通过引用方式并入本文的任何专利、专利申请以及公开物的披露内容与本技术的描述相冲突到了可能导致术语不清楚的程度，则本说明应该优先。
具体实施方式
[0094]
共聚物(p2)
[0095]
根据优选实施例的共聚物(p2)包含本文所描述的具有式(m)的重复单元(r
p2
)和具有式(q)的重复单元(r*
p2
)。
[0096]
在优选的实施例中，重复单元(r
p2
)/重复单元(r*
p2
)的摩尔比可以是0.01/100至100/0.01、或1/100至100/1、或1/1至20/1或1/1至15/1、或优选4/1至15/1。
[0097]
在一些实施例中，共聚物(p2)还可以包含具有式(n)的重复单元(r*
p1
)。
[0098]
在一些实施例中，共聚物(p2)还可以包含结合有生物活性化合物的端基、羟基端基、胺端基和/或酸端基，优选结合有生物活性化合物的端基和/或胺端基。
[0099]
本发明的共聚物(p2)可以包含基于共聚物(p2)中的重复单元的总摩尔数至少50mol.％、或至少55mol.％、或至少60mol.％、或至少65mol.％、或至少70mol.％、或至少75mol.％、或至少75mol.％、或至少80mol.％、或至少85mol.％、或至少90mol.％的具有式(m)的重复单元(r
p2
)。
[0100]
在优选的实施例中，共聚物(p2)可以包含基于共聚物(p2)中的重复单元的总摩尔数总共至少50mol.％、或至少60mol.％、或至少70mol.％、或至少80mol.％、或至少90mol.％、或至少95mol.％、或至少99mol.％的重复单元(r
p2
)、(r*
p2
)和任选的(r*
p1
)。
[0101]
共聚物(p2)甚至可以优选地基本上由重复单元(r
p2
)、(r*
p2
)和任选的(r*
p1
)组成。
[0102]
共聚物(p2)可以具有20 000g/mol至200 000g/mol的mw，其中优选的分子量为65 000至85 000g/mol。
[0103]
共聚物(p2)可以具有2至4.5的多分散性指数，其中优选的pdi为2至3.6。
[0104]
共聚物(p2)在用于制备制品或聚合物溶液如膜掺杂溶液之前可以呈粉末、球粒或“软粒料”的形式。
[0105]
共聚物(p2)在用于制备制品或聚合物溶液/浆料之前可以被干燥以去除水分。
[0106]
重复单元(r
p2
)
[0107]
共聚物(p2)中的重复单元(r
p2
)具有式(m)，其中每个r1、i和t之前在上文中已描
述。
[0108]
在一些实施例中，共聚物(p2)是使得重复单元(r
p2
)中的t选自由键、-so
2-、-c(ch3)
2-以及其混合物组成的组。本发明的共聚物(p2)可以例如包含其中t是-c(ch3)
2-的重复单元(r
p2
)以及还有其中t是-so
2-的重复单元(r
p2
)。
[0109]
在一些实施例中，共聚物(p2)是使得每个r1独立地选自由以下组成的组：任选地包含一个或多于一个杂原子的c1-c12部分；磺酸和磺酸盐/酯基团；膦酸和膦酸盐/酯基团；胺和季铵基团。
[0110]
在一些实施例中，共聚物(p2)是使得对于重复单元(r
p2
)的每个r1，i是零。
[0111]
在一些实施例中，共聚物(p2)是生物活性化合物官能化的psu、pes或ppsu共聚物，其中重复单元(r
p2
)具有至少一种选自式(m1)、(m2)或(m3)的式：
[0112][0113][0114][0115]
优选地，选自式(m1)和/或(m2)的式。
[0116]
在优选的实施例中，共聚物(p2)是肝素官能化的psu、pes或ppsu共聚物，其中重复单元(r
p2
)具有至少一种选自式(m1)、(m2)或(m3)的式，优选具有选自式(m1)和/或(m2)的式。
[0117]
重复单元(r*
p2
)
[0118]
共聚物(p2)中的重复单元(r*
p2
)具有式(q)
[0119]
其中
[0120]-每个r1和i以与对于重复单元(r
p2
)相同的方式定义；
[0121]-gq是至少一种选自如前所描述的式(g
q1
)、(g
q2
)、(g
q3
)、(g
q4
)、(g
q5
)或(g
q6
)的式，
[0122]
其中
[0123]-每个k是独立地选自0至4的整数；
[0124]-每个j是独立地选自2至7的整数；
[0125]-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；
[0126]-r2由下式表示：-(ch2)
p-nrcb，其中p选自1至5，其中rc独立地是c1-c6烷基或h，并且其中b表示共价和/或离子结合至r2、优选地结合至r2中的氮原子的生物活性化合物。
[0127]
在一些实施例中，对于重复单元(r*
p2
)的每个r1，i是零。
[0128]
在一些实施例中，在重复单元(r*
p2
)中，k是0并且j是3。
[0129]
在一些实施例中，gq是至少一种选自下式(g’q1
)、(g’q2
)、(g’q3
)、(g’q4
)、(g’q5
)或(g’q6
)的式：
[0130][0131][0132]
其中
[0133]-每个k、j和r2的定义与式(g
q1
)、(g
q2
)、(g
q3
)、(g
q4
)、(g
q5
)或(g
q6
)中的相同。
[0134]
在一些实施例中，r2是-(ch2)
2-nhb。
[0135]
适用于本发明的生物活性化合物或其衍生物“b”的非限制性实例包括：
[0136]-抗血栓形成剂，如肝素或其衍生物(例如，盐)，
[0137]
氨基酸，
[0138]-核酸，如但不限于脱氧核糖核酸(dna)，核糖核酸(rna)例如信使rna(mrna)，葡萄糖醛酸残基，透明质酸或其衍生物，蛋白质像胶原蛋白、角蛋白、酶，如但不限于，
[0139]
〇
乳糖酶；
[0140]
〇
葡聚糖水解酶，例如，α-淀粉酶和异淀粉酶；
[0141]
〇
用于果胶水解的果胶酶；
[0142]
〇
用于高果糖玉米糖浆生产的酶；
[0143]
〇
用于果汁脱苦，例如，用于去除柚皮苷(造成即时苦味)和/或柠檬苦素(造成“延迟苦味”)的酶；
[0144]
〇
酯酶；
[0145]
〇
脂肪酶；
[0146]
〇
酰化酶；
[0147]
〇
促进酸解反应、酯合成或酯交换反应、转酯基反应的酶；
[0148]
〇
具有磷脂酶或蛋白酶活性的酶，如胃蛋白酶；
[0149]-金属螯合剂和/或蛋白酶抑制剂，如乙二醇四乙酸(egta)和乙二胺四乙酸(edta)；
[0150]-酸性脂质如前列腺素，或
[0151]-其两种或更多种的任何组合。
[0152]
优选的生物活性化合物或其衍生物“b”选自由抗血栓形成剂或其衍生物如肝素或其盐组成的组。
[0153]
在一些实施例中，共聚物(p2)包含重复单元(r
p2
)和至少两种、或至少三种、或至少四种选自式(g
q1
)、(g
q2
)、(g
q3
)、(g
q4
)、(g
q5
)或(g
q6
)的不同的重复单元(r*
p2
)，其中w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-。
[0154]
重复单元(r*
p1
)
[0155]
共聚物(p2)可以进一步包含具有式(n)的重复单元(r*
p1
)，其中，
[0156]-每个r1和i与对于重复单元(r*
p2
)的相同；
[0157]-gn是至少一种选自由式(g
n1
)、(g
n2
)、(g
n3
)、(g
n4
)、(g
n5
)和(g
n6
)组成的组的式，如先前所描述的，
[0158]
其中
[0159]-每个k是独立地选自0至4的整数；
[0160]-每个j是独立地选自2至7的整数；
[0161]-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；
[0162]-r3由下式表示：-(ch2)
p-nhrc，其中p选自1至5，其中rc独立地为c1-c6烷基或h；优选地由下式表示：-(ch2)
p-nh2；更优选地由下式表示：-(ch2)
2-nh2。
[0163]
在一些实施例中，对于重复单元(r
*p1
)的每个r1，i是零。
[0164]
在一些实施例中，在重复单元(r*
p1
)中，k是0并且j是3。
[0165]
在一些实施例中，r3是：-(ch2)
2-nh2。
[0166]
共聚物(p2)的端基
[0167]
端基是在共聚物链相应末端处的部分。
[0168]
本发明的共聚物(p2)可以任选地包含至少20μeq的胺端基和/或附接有生物活性化合物的端基，例如至少50μeq的这些端基、至少80μeq的这些端基、至少100μeq、至少150μeq或甚至至少200μeq的这些端基。共聚物(p2)可以包含小于800μeq的这些端基，例如小于600μeq。
[0169]
结合至这些端基中的一些的生物活性化合物优选地是在重复单元(r*
p2
)中结合的相同的生物活性化合物“b”。
[0170]
用于制备共聚物(p2)的方法
[0171]
本发明的第二方面涉及一种用于由如本文所描述的官能化的paes共聚物(p1)制备共聚物(p2)的方法。
[0172]
共聚物(p1)包含一些具有侧链胺基团的重复单元。任选地，共聚物(p1)可以进一步包含羟基端基、胺端基和/或酸端基，优选胺端基。
[0173]
在一些实施例中，用于制备共聚物(p2)的方法包括：使共聚物(p1)与生物活性化
合物或其衍生物(例如，盐)任选地在偶联剂的存在下、
[0174]
在酸性水性溶剂中接触，以将该生物活性化合物结合至共聚物(p1)以制备共聚物(p2)。
[0175]
酸性水性溶剂优选地具有3至6、或4.2至5、或4.4至4.8的ph。
[0176]
酸性水性溶剂可以包含具有2.5至5的pka的有机酸，优选地可以包含柠檬酸。
[0177]
偶联剂可以包含至少一种选自由以下组成的组的化合物：edc(n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐)、nhs(n-羟基丁二酰亚胺)、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺甲碘化物、聚合物结合的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺；hoat(1-羟基-7-氮杂苯并三唑)、pybop(苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐)和pyaop((7-氮杂苯并三唑-1-基氧基)三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐)。
[0178]
在一些实施例中，偶联剂可以包含edc和nhs的组合。两者都可从美国西格玛奥德里奇公司(sigma-aldrich)获得。
[0179]
为制备共聚物(p2)使生物活性化合物与共聚物(p1)进行的结合可以是离子的和/或共价的。
[0180]
不希望受此种理论的限制，据信生物活性化合物(如肝素)与重复单元(r*
p1
)的侧链胺基团以及与共聚物(p1)的任选的胺端基的附接/结合的机理可以是：
[0181]-通过存在于生物活性化合物结构中(如肝素的糖胺聚糖结构中)的羧酸基团与胺基团的离子结合，从而在coo基团与nh
3+
基团之间产生离子键，和/或
[0182]-通过使coo-基团与nh
3+
基团共价结合(反应)以产生-n-co-键。
[0183]
接触步骤可以在15℃至60℃、或18℃至40℃、或20℃至37℃的温度下进行。
[0184]
接触步骤可以进行持续10分钟至2小时、或10min至1hr、或10至30分钟、或30至60分钟的合适时间，以将生物活性化合物(或其衍生物)结合至共聚物(p1)。合适的接触时间可以根据酸性水性溶剂中生物活性化合物(或其衍生物)的初始负载而变化。
[0185]
在该方法中，将共聚物(p1)改性为共聚物(p2)，使得生物活性化合物与共聚物(p1)的侧链胺基团和任选的胺端基的结合，使共聚物(p2)具有与固定有生物活性化合物的共聚物(p2)将要接触的生物流体相关联的特定特性的官能化。另一方面，具有侧链胺基团和任选的胺端基的共聚物(p1)不具有此种特性。共聚物(p2)的该特定特性可以包括血液相容性。血液相容性可以例如通过血浆凝固的活化部分凝血活酶时间(aptt)来测量。
[0186]
共聚物(p1)
[0187]
在优选的实施例中，共聚物(p1)包含具有式(m)的重复单元(r
p1
)和具有式(n)的重复单元(r*
p1
)，两种式先前都已描述。
[0188]
胺官能化的paes共聚物(p1)可以选自wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司)中描述的共聚物，该文献通过引用并入本文。
[0189]
由于向胺官能化的paes共聚物(p1)的肝素固定可以用相较于共聚物(p1)的侧链上的-nhrc基团(优选-nh2基团)的可用量的亚化学计量的量的生物活性化合物(或其衍生物)来进行，所得共聚物(p2)可以进一步包含源自该胺官能化的paes共聚物(p1)的具有式(n)的重复单元(r*
p1
)。
[0190]
共聚物(p1)可以任选地包含至少20μeq的胺端基并且可以包含小于800μeq的这些端基。
[0191]
在一些实施例中，共聚物(p1)是胺官能化的psu、pes或ppsu共聚物，其包含具有选自先前描述的式(m1)、(m2)或(m3)的式的重复单元(r
p1
)。
[0192]
在一些实施例中，共聚物(p1)中的重复单元(r
p1
)/重复单元(r*
p1
)的摩尔比通常与共聚物(p2)中的重复单元(r
p2
)/重复单元(r*
p2
)的摩尔比相同。
[0193]
共聚物(p1)可以具有20至200kda、优选65至85kda的mw和2至4.5、优选2至3.6的多分散性指数。
[0194]
共聚物(p1)在用于制备制品或溶液如膜掺杂溶液之前可以呈粉末、球粒或“软粒料”的形式。在此种情况下，共聚物(p2)可以由共聚物(p1)通过在制品形成时(同时)或制品形成之后使共聚物(p1)与生物活性化合物(或其衍生物)接触来制备。
[0195]
共聚物(p1)在用于制备制品或聚合物溶液如膜掺杂溶液之前可以被干燥以去除水分。
[0196]
用于制备共聚物(p1)的方法
[0197]
共聚物(p1)可以通过各种化学方法制备，值得注意地通过自由基-热反应、自由基-uv反应、碱催化反应或亲核催化反应制备。例如，共聚物(p1)可以以与wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司)中所描述的相同的方式由烯丙基/亚乙烯基官能化的paes共聚物(p0)制备。paes共聚物(p0)是用侧链烯丙基/不饱和碳-碳双键官能团官能化的，这些官能团是反应性的并且因此可以用于有效地改性共聚物。
[0198]
共聚物(p0)值得注意地包含与化合物r
3-sh反应的具有2个侧接的烯丙基/亚乙烯基侧链的重复单元(r*
p0
)，其中r3由下式表示：-(ch2)
p-nhrc，其中p选自1至5、其中rc独立地为c1-c6烷基或h，优选地由下式表示：-(ch2)
p-nh2，更优选地由下式表示：-(ch2)
2-nh2。
[0199]
胺化烯丙基/亚乙烯基改性的paes共聚物(p0)以形成共聚物(p1)可以在20℃至90℃、或40℃至80℃、或50℃至70℃的温度下进行。
[0200]
烯丙基/亚乙烯基改性的paes共聚物(p0)更确切地包含：
[0201]-具有式(m)的重复单元(r
p0
)和
[0202]-具有式(p)的重复单元(r*
p0
)：
[0203][0204]-任选地至少20μeq的反应性端基，
[0205]
其中
[0206]-每个r1、i和t以与对于重复单元(r
p2
)相同的方式定义；
[0207]-g
p
选自由下式(gp1)、(gp2)、(gp3)中的至少一个组成的组：
[0208][0209]-每个k是独立地选自0至4的整数，并且w是键、
[0210]-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选
[0211]-c(ch3)
2-。
[0212]
在一些实施例中，共聚物(p0)是使得重复单元(r
p0
)中的t选自由键、-so
2-、-c(ch3)
2-以及其混合物组成的组。共聚物(p0)可以例如包含其中t是-c(ch3)
2-的重复单元(r
p0
)和其中t是-so2的重复单元(r
p0
)。
[0213]
由于烯属不饱和度在共聚物(p0)的重复单元(r
*p0
)的侧链上，因此由共聚物(p0)获得的共聚物(p1)将在其重复单元(r
*p1
)的侧链中含有胺基团，并且由共聚物(p1)获得的共聚物(p2)将在其重复单元(r
*p2
)的侧链中含有生物活性化合物官能化的基团。
[0214]
在一些实施例中，共聚物(p0)是烯丙基/亚乙烯基改性的psu、pes或ppsu共聚物，其中重复单元(r
p0
)具有至少一种选自式(m1)、(m2)或(m3)的式。
[0215]
在一些实施例中，共聚物(p0)中的重复单元(r
p0
)/重复单元(r*
p0
)的摩尔比通常与共聚物(p2)的重复单元(r
p2
)/重复单元(r*
p2
)的摩尔比相同。
[0216]
共聚物(p0)可以优选是使得其包含基于共聚物(p0)中重复单元的总摩尔数至少50mol.％、例如至少55mol.％或至少60mol.％的具有式(m)的重复单元(r
p0
)。
[0217]
共聚物(p0)可以优选地包含基于共聚物(p0)中重复单元的总摩尔数总共至少50mol.％、或至少60mol.％、或至少70mol.％、至少80mol.％、或至少90mol.％、或至少95mol.％、或至少99mol.％的重复单元(r
p0
)和(r*
p0
)。
[0218]
共聚物(p0)甚至可以优选地基本上由重复单元(r
p0
)和(r*
p0
)组成。
[0219]
除了烯丙基/亚乙烯基侧链之外，共聚物(p0)还可以进一步包含反应性端基。这些反应性端基可以包含羟基端基、胺端基和/或酸端基，优选胺端基。共聚物(p0)可以任选地包含至少20μeq的这些反应性端基和/或小于800μeq的这些反应性端基。
[0220]
用于制备共聚物(p0)的方法
[0221]
烯丙基/亚乙烯基官能化的共聚物(p0)通常通过至少一种芳香族二羟基单体(a1)与至少一种包含至少两个卤素取代基的芳香族砜单体(a2)和至少一种烯丙基-取代的芳香族二羟基单体(a3)的缩合来制备。
[0222]
制备共聚物(p0)的缩合优选地在以下条件下进行：在溶剂中(优选在环丁砜或nmp中进行)、在碱的存在下、具有优选0.9至1.1，例如0.92至1.08或0.95至1.05的摩尔比(a1)+(a3)/(a2)。将用来制备共聚物(p0)的缩合反应的温度保持在约150℃至约350℃、优选约210℃至约300℃持续约一至15小时。
[0223]
在一些实施例中，单体(a1)包含基于单体(a1)的总重量至少50wt.％的4,4’二羟基联苯(联苯酚)、双酚a和/或双酚s。在一些实施例中，单体(a1)包含基于单体(a1)的总重量至少60wt.％、或至少70wt.％、或至少80wt.％、或至少90wt.％、或至少95wt.％的联苯酚、双酚a、双酚s、或其任何混合物。在一些实施例中，单体(a1)基本上由联苯酚、或双酚a、或双酚s、或其任何混合物组成。
[0224]
在一些实施例中，单体(a2)是包含4,4
’‑
二氯二苯砜(dcdps)或4,4’二氟二苯砜(dfdps)中的至少一种、优选dcdps的4,4-二卤代砜。在一些实施例中，单体(a2)包含基于单体(a2)的总重量至少60wt.％、或至少70wt.％、或至少80wt.％、或至少90wt.％、或至少95wt.％的dcdps、dfdps、或其任何混合物，优选dcdps。在一些实施例中，单体(a2)基本上由dcdps组成。
[0225]
在一些实施例中，单体(a3)包含基于单体(a3)的总重量至少50wt.％的2,2
’‑
二烯丙基双酚a(dabpa)、2,2
’‑
二烯丙基双酚s(dabps)和/或2,2
’‑
二烯丙基双酚(dabp)，优选dabpa和/或dabps，更优选dabpa。在一些实施例中，单体(a3)包含基于单体(a3)的总重量至少60wt.％、或至少70wt.％、或至少80wt.％、或至少90wt.％、或至少95wt.％的二烯丙基双酚、dabpa和/或dabps，优选dabpa和/或dabps，更优选dabpa。在一些实施例中，单体(a3)基本上由dabpa组成。
[0226]
关于用于烯丙基/亚乙烯基官能化的共聚物(p0)制备的缩合条件的更多信息可以在wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司)中找到。
[0227]
包含共聚物(p2)的制品
[0228]
本发明的另一个方面提供了一种包含根据本发明的共聚物(p2)的制品(优选成型制品)。
[0229]
包含共聚物(p2)的制品可以选自由以下组成的组：医疗装置；植入物；膜；涂层；熔融加工的薄膜、单丝和纤维；溶液加工的薄膜(多孔和无孔薄膜，包括溶液浇铸膜和来自溶液纺丝的膜)；溶液加工的单丝；熔融加工的单丝和纤维；中空纤维和实心纤维；涂层；打印的物体，以及注射和压缩模制的物体。
[0230]
可以将共聚物(p2)掺入具有聚合物表面的制品中。制品可以具有聚合物表面，该聚合物表面的至少一部分在其预期应用设置中与生物流体和/或食物产品直接接触。聚合物表面可以是该制品的外表面或内表面。例如，医疗植入物具有旨在与生物流体(如血液、血浆或血清)直接接触的外表面。本领域的普通技术人员将基于制品的预期应用设置知道哪个表面旨在接触生物流体或食物产品。
[0231]
在一些实施例中，制品的表面可以包含共聚物(p2)。例如，共聚物(p2)可以形成此种表面的一部分，或者共聚物(p2)可以形成该制品的全部、或基本上全部。
[0232]
作为另一个实例，制品的表面可以包含布置在下面的基材上的包含共聚物(p2)的涂层或薄膜。在此类实施例中，该下面的基材可以是具有不同于共聚物(p2)的组成的结构部件。
[0233]
在其中该共聚物(p2)在薄膜或涂层中的实施例中，该薄膜或涂层可以具有约25μm至约1mm的平均厚度。
[0234]
在一些实施例中，包含共聚物(p2)的成型制品可以是医疗装置或植入物，植入式心律转复除颤器，人造髋关节，人造膝关节，心脏起搏器，乳房植入物，脊柱融合硬件(包括但不限于人造椎间盘)，子宫内装置，人造膝盖，支架(包括但不限于冠状动脉支架)，支架移植物，旁路移植物，耳管，假体，人造心脏瓣膜，植入式管(包括但不限于导管)，滤膜(包括但不限于血液透析膜)，外科器械(包括但不限于钳子、夹具、牵开器、牵引器、手术刀、手术剪、扩张器、诊视镜、吸入尖端、缝合器、注射针、钻头、光纤仪器)；优选冠状动脉支架、人造心脏瓣膜或心脏起搏器。
[0235]
当旨在用于使制品(例如，支架)表面与生物流体如血液、血浆或血清接触时，共聚物(p2)可以例如以基材(例如，用于支架的管状基材)表面上的共聚物(p2)的涂层的形式包含在此类制品的表面的至少一部分中。可替代地，共聚物(p2)可以形成该制品(例如，支架)的全部或基本上全部。
[0236]
包含共聚物(p2)的成型制品可以是支架。支架通常是插入解剖学血管或导管的内腔中以保持通道开放的管。
[0237]
包含共聚物(p2)的成型制品优选可以是膜或其一部分，选自用于生物加工和医疗过滤的膜(如血液透析膜)、用于食品和饮料加工的膜、用于水净化的膜、用于废水处理的膜以及用于涉及水性介质的工业过程分离的膜。
[0238]
在膜中，根据本发明的共聚物(p2)特别适用于制造旨在与水性介质接触的膜，该水性介质包括生物流体如血液、或食物产品如饮料(例如，果汁、奶)。
[0239]
从建筑的角度来看，可以以扁平结构(例如薄膜或片材)、波纹结构(如波纹片材)、管状结构、或中空纤维的形式提供包含共聚物(p2)的膜；就孔径而言，有利地可以用共聚物(p2)或在将共聚物(p1)改性为共聚物(p2)的同时制造各种膜(无孔和多孔的，包括用于微滤、超滤、纳滤、和反渗透)；孔分布可以是各向同性或各向异性的。
[0240]
包含共聚物(p2)的成型制品可以如上所提及的呈薄膜和片材的形式。这些成型制品作为专门的光学薄膜或片材是特别有用的，和/或适用于包装。
[0241]
此外，包含共聚物(p2)的成型制品可以是三维模制零件，特别是透明或有色零件。
[0242]
在使用的应用中，可以提及保健应用，特别是医疗和牙科应用，其中包含共聚物(p2)的成型制品可以在一次性和可重复使用的仪器和装置中有利地用于代替金属、玻璃和其他传统材料。
[0243]
共聚物(p2)的用途
[0244]
本发明的另一个方面提供了共聚物(p2)用于制备如本文所描述的制品(或其一部分)的用途。
[0245]
该方面可以包括：在形成该制品或其一部分中使用共聚物(p2)。
[0246]
用于制备制品的方法
[0247]
本发明的另一个方面提供了一种用于制备包含共聚物(p2)的制品(或其一部分)
的方法。此种方法可以以不同的方式进行。例如，该方法可以包括进行以下方法之一：
[0248]-方法(a)：在形成该制品或其部分中使用共聚物(p2)；或
[0249]-方法(b)：使共聚物(p1)与生物活性化合物或其衍生物接触以制备共聚物(p2)，同时形成该制品或其部分；或
[0250]-方法(c)：使包含共聚物(p1)的预成型制品或其部分与生物活性化合物或其衍生物接触以制备共聚物(p2)，
[0251]
其中方法(b)或方法(c)中的共聚物(p1)包含具有式(m)的重复单元(r
p1
)和具有式(n)的重复单元(r*
p1
)，如本文所描述的。
[0252]
在一些实施例中，当制品是膜或其一部分时，该方法优选地包括在液相(例如，沉淀浴)中发生的形成膜或其部分的相转化。
[0253]
方法(b)或方法(c)中的接触步骤可以任选地在偶联剂的存在下、在酸性水性溶剂中进行，以将生物活性化合物结合至共聚物(p1)以制备共聚物(p2)，该酸性水性溶剂优选地具有3至6、或4.2至5、或4.4至4.8的ph。
[0254]
在方法(a)的一些实施例中，制品可以由包含共聚物(p2)的溶液形成。
[0255]
在一些实施例中，方法(b)可以称为原位法，而方法(c)可以称为非原位法。
[0256]
在方法(b)的一些实施例中，可以使用共聚物(p1)、生物活性化合物(或其衍生物)和任选的偶联剂在酸性水性溶剂中制备制品，以便在制品正在形成的同时原位制备共聚物(p2)，以使生物活性化合物离子地和/或共价地结合至共聚物(p1)、并且特别是结合至共聚物(p1)的胺侧链和任选的胺端基，以便于原位形成共聚物(p2)。
[0257]
在方法(c)的一些实施例中，该制品(或其部分)可以首先使用共聚物(p1)预成型，并且在预成型为某形状之后，在酸性水性溶剂中放置预成型的制品以与生物活性化合物或其衍生物以及任选的偶联剂接触，以使生物活性化合物离子地和/或共价地结合至共聚物(p1)、并且特别是结合至共聚物(p1)的胺侧链和任选的胺端基，以便于非原位形成共聚物(p2)，特别是在该制品的一个或多个表面上。
[0258]
在用于制备包含共聚物(p2)的制品(或其部分)的方法的又其他实施例中，一种或多种生物活性化合物的固定可以在方法(d)中的两个(连续的)步骤中进行：
[0259]
1/在形成制品之前或同时将至少一种(第一)生物活性化合物固定到共聚物(p1)上以制备共聚物(p2)；以及
[0260]
2/将至少一种(第二)生物活性化合物
‑‑
与步骤1/中使用的生物活性化合物相同或不同
‑‑
固定到现在存在于制品中的共聚物(p2)上以形成共聚物(p2’)。
[0261]
优选地，在这两个固定步骤1/和2/中使用至少一种相同的生物活性化合物。
[0262]
共聚物(p2)与(p2’)之间的差异是结合至共聚物结构的生物活性化合物的量和共聚物结构中剩余的胺基团的量。
[0263]
优选地，方法(d)中的固定步骤1/用相对于共聚物(p1)的胺基团(在侧链和/或端基中)的摩尔量的亚化学计量的摩尔量的该(第一)生物活性化合物来进行，以保留一些“未结合的”或“游离的”胺基团，然后这些“未结合的”或“游离的”胺基团可以充当在固定步骤2/中使用的该(第二)生物活性化合物的结合位点。
[0264]
在方法(d)的一些情况下，可以将固定步骤1/进行为离子结合(第一)生物活性化合物，而固定步骤2则可以进行为共价结合(第二)生物活性化合物(与步骤1/中使用的生物
活性化合物相同或不同)，反之亦然。
[0265]
而在方法(d)的其他情况下，固定步骤1/可以在用偶联剂形成制品之前或同时进行，以便将(第一)生物活性化合物共价结合至共聚物(p1)上以制备共聚物(p2)，而固定步骤2/则可以在没有偶联剂的情况下在形成制品之后进行，以便将(第二)生物活性化合物(与固定步骤2/中的第一生物活性化合物相同或不同)离子结合到共聚物(p2)上以制备共聚物(p2’)。
[0266]
膜或薄膜(作为制品)
[0267]
在一些实施例中，如上所描述的制备的制品可以是薄膜或膜、或其一部分。
[0268]
制品(优选成型制品)的具体实施例涉及包含共聚物(p2)的膜。该膜可以用于净化水、食物产品、或生物流体如血液。
[0269]
根据本发明，膜典型地是微孔膜，其可以通过其平均孔径和孔隙率(即整个膜中是多孔的分数)来表征。
[0270]
膜可以具有20％至90％的重量孔隙率(％)并且包含孔，其中所述孔的按体积计至少90％具有小于5μm的平均孔径。膜的重量孔隙率定义为孔的体积除以膜的总体积。
[0271]
具有贯穿其厚度的均匀结构的膜通常被称为对称膜；具有贯穿其厚度非均匀分布的孔的膜通常被称为不对称膜。不对称膜的特征在于薄的选择性层(0.1-1μm厚)和高度多孔的厚层(100-200μm厚)，该厚层起支撑物的作用并且对于该膜的分离特征几乎没有影响。
[0272]
膜可以呈平片材的形式或者呈管的形式。
[0273]
膜可以使用多个薄膜形成。
[0274]
管状膜基于其尺寸分类为具有大于3mm的直径的管状膜；具有包括在0.5mm与3mm之间的直径的毛细管膜；和具有小于0.5mm的直径的中空纤维。毛细管膜也称为中空纤维。
[0275]
当要求具有高表面积的致密模件时，中空纤维在应用中是特别有利的。
[0276]
根据本发明的膜可以使用任何常规已知的膜制备方法制造，例如通过溶液浇铸或溶液纺丝法。
[0277]
根据本发明的膜可以通过在液相中发生的相转化法制备，所述方法包括以下步骤：
[0278]
(i)制备包含本文描述的共聚物(p1)或(p2)和极性溶剂的聚合物溶液，
[0279]
(ii)将所述聚合物溶液加工成薄膜；以及
[0280]
(iii)使所述薄膜与非溶剂浴接触。
[0281]
用于制备本文所描述的制品的方法的各种实施例(例如，方法(a)、(b)、(c)、(d))同样适用于制备薄膜或膜。
[0282]
在具体实施例中，该薄膜或膜可以首先使用共聚物(p1)制备，并且在预成型之后，在酸性水性溶剂中放置包含共聚物(p1)的预成型的薄膜或膜以与生物活性化合物(或其衍生物)以及任选的偶联剂接触，以使生物活性化合物离子地和/或共价地结合至共聚物(p1)、并且特别是结合至共聚物(p1)的胺侧链和任选的胺端基，以便于在膜或薄膜上、特别是在膜或薄膜的(内和外)表面上非原位形成共聚物(p2)。
[0283]
在又其他实施例中，一种或多种生物活性化合物在薄膜或膜上的固定可以在如本文关于形成制品的方法所描述的两个连续的固定步骤中进行。
[0284]
膜或薄膜可以进一步包含至少一种不同于本文所描述的共聚物(p2)的聚合物。例
如，该膜或薄膜可以进一步包含至少一种选自由以下组成的组的聚合物：共聚物(p1)、另一种砜聚合物例如聚砜(psu)、聚醚砜(pes)、聚(联苯基醚砜)(ppsu)，聚苯硫醚(pps)，聚(芳基醚酮)(paek)例如聚(醚醚酮)(peek)、聚(醚酮酮)(pekk)、聚(醚酮)(pek)或peek和聚(二苯醚酮)的共聚物(peek-pedek共聚物)，聚丙交酯(pla)，聚醚酰亚胺(pei)，聚碳酸酯(pc)，聚苯醚(ppo)，聚乙烯吡咯烷酮(pvp)和/或聚乙二醇(peg)。
[0285]
在一些实施例中，膜或薄膜可以进一步包含至少另一种不同于共聚物(p2)的砜聚合物，例如，可以包含至少一种选自由以下组成的组的聚合物：共聚物(p1)、psu、pes、ppsu、pc、ppo、pei、pla、pvp和/或peg，所述peg优选具有至少200的分子量。
[0286]
膜或薄膜可以包含基于聚合物的总重量至少1wt.％、或至少2wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、或至少7wt.％、或至少8wt.％的量的本文所描述的共聚物(p2)，和/或可以包含基于聚合物的总重量大于50wt.％、例如大于55wt.％、大于60wt.％、大于65wt.％、大于70wt.％、大于75wt.％、大于80wt.％、大于85wt.％、大于90wt.％、大于92wt.％、或大于95wt.％的量的本文所描述的共聚物(p2)。
[0287]
根据实施例，膜或薄膜可以包含基于聚合物的总重量范围为1至99wt.％、例如2至98wt.％、3至97wt.％或4至96wt.％的量的本文所描述的共聚物(p2)和任选的不同于共聚物(p2)的另一种砜聚合物，例如，共聚物(p1)、psu、pes、ppsu。
[0288]
膜或薄膜可以进一步包含至少一种非聚合物成分，如溶剂、填料、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、阻燃剂、防雾剂、消光剂、颜料、染料和光学增亮剂。
[0289]
us2019/054429a1(美国索尔维特种聚合物公司)中描述了由聚芳基醚砜聚合物形成膜的方法的合适实例，该文献通过引用并入本文。
[0290]
用于制备膜的聚合物溶液(sp)
[0291]
本发明的另一个方面涉及一种用于制备膜的聚合物溶液/浆料(sp)，其包含在极性有机溶剂[溶剂(s
sp
)]中的共聚物(p1)或(p2)。
[0292]
该聚合物溶液/浆料(sp)优选为聚合物溶液。
[0293]
sp可以进一步包含至少一种不同于本文所描述的共聚物(p1)或(p2)的另外的聚合物，例如另一种砜聚合物，例如，psu、pes、ppsu；pps；paek，例如，peek、pekk、pek或peek-pedek共聚物；ppo；pla；pei；pc；pvp；和/或peg。
[0294]
sp可以特别地含有具有至少200的分子量的pvp和/或peg作为成孔剂。
[0295]
sp中的共聚物(p1)和/或共聚物(p2)以及任选的一种或多种另外的聚合物的总浓度可以为基于总sp重量至少8wt.％、或优选至少10wt.％和/或为基于总sp重量至多70wt.％；或至多60wt.％；或至多50wt.％；或至多40wt.％；或至多30wt.％。范围为基于总sp重量在10％wt与25％wt之间、并且更优选在10％wt与22％wt之间的sp中所有聚合物的浓度是特别有利的。
[0296]
sp中的溶剂(s
sp
)的浓度可以为基于总sp重量至少20wt.％、优选至少30wt.％和/或为基于总sp重量至多70wt.％；优选地，至多65wt.％；更优选地，至多60wt.％。
[0297]
sp中的溶剂(s
sp
)可以选自由以下组成的组：1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(dmi)、二甲基亚砜(dmso)、二甲基砜(dmso2)、二苯基砜、二乙基亚砜、二乙基砜、二异丙基砜、四氢噻吩-1,1-二氧化物(通常称为四亚甲基砜或环丁砜)、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、n-丁基吡咯烷酮(nbp)、n-乙基吡咯烷酮(nep)、n,n
′‑
二甲基乙酰胺(dmac)、n,n
′‑
二甲基丙烯脲
(dmpu)、二甲基甲酰胺(dmf)、四氢噻吩-1-一氧化物、及其混合物。优选地sp中的溶剂(s
sp
)是n,n
′‑
二甲基乙酰胺(dmac)，特别适合用于制备膜或薄膜。
[0298]
可以在sp中单独或组合使用的示例性溶剂(s
sp
)描述于专利申请us2019/054429a1(意大利索尔维特种聚合物公司)(特别是第[0057]-[0129]段中描述的溶剂)和wo 2019/048652(美国索尔维特种聚合物公司)中，这些文献通过引用并入本文。
[0299]
sp可以含有另外的组分，如成核剂、填料等。
[0300]
用于生物流体的纯化方法
[0301]
本发明的另外的方面可以涉及一种纯化方法，该方法至少包括通过包含本文所描述的共聚物(p2)的膜或薄膜的过滤步骤。
[0302]
优选地，纯化方法是用于纯化人生物流体，优选地血液产品如全血、血浆、分级的血液组分或其混合物的，该方法在体外回路中进行。用于进行方法的体外回路包括至少一种包括至少一种如上所描述的膜或薄膜的过滤装置(或过滤器)。
[0303]
如本文所预期的，通过体外回路的血液纯化方法包括通过扩散的血液透析(fd)、血液滤过(hf)、血液透析滤过(hdf)和血液浓缩。在hf中，血液通过超滤进行过滤，然而在hdf中，血液通过fd和hf的组合进行过滤。
[0304]
通过体外回路的血液纯化方法典型地借助于血液透析器进行，即设计为实施fd、hf或hfd中任一种的设备。在此类方法中，血液从废物溶质和流体(如尿素、钾、肌酐和尿酸)中滤出，从而提供不含废物溶质和流体的血液。
[0305]
典型地，用于进行血液纯化方法的血液透析器包括膜的中空纤维的圆柱形束，所述束具有两个末端，末端中的每一个固定在所谓的灌注化合物中，该灌注化合物通常是充当将束末端保持在一起的胶的聚合物材料。灌注化合物在本领域中是已知的，并且值得注意地包括聚氨酯。通过施加压力梯度，血液经由血液端口被泵送通过膜的束，并且过滤产品(“透析液”)被泵送通过过滤器周围的空间。
[0306]
实例
[0307]
现在将参考以下实例更详细地描述本发明，这些实例的目的仅是说明性的并且不旨在限制本发明的范围。
[0308]
原材料
[0309]
dcdps(4,4
’‑
二氯二苯砜)，可从索尔维特种聚合物公司获得
[0310]
bpa(双酚a)，可从美国科思创公司(covestro)获得
[0311]
bps(双酚s)，可从日华化学公司(nicca chemical company)获得
[0312]
dabpa(2,2
’‑
二烯丙基双酚)，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0313]
k2co3(碳酸钾)，可从阿曼德产品公司(armand products)获得
[0314]
nahco3(碳酸氢钠)，可从法国索尔维公司(solvay sa)获得
[0315]
nmp(2-甲基吡咯烷酮)，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0316]
半胱胺盐酸盐，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0317]
3-氨基酚，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0318]
advn 2,2
′‑
偶氮双(2,4二甲基戊腈)，可从米勒-斯蒂芬森化学公司(miller-stephenson chemical co.,inc.)获得
[0319]
肝素钠，可从美国博思科技公司(boc sciences)获得
[0320]
edc(n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐)，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0321]
nhs(n-羟基丁二酰亚胺)，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0322]
柠檬酸，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0323]
nahpo4，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0324]
甲苯胺蓝，可从美国西格玛奥德里奇公司获得
[0325]
测试方法
[0326]
gpc-分子量(mn，mw)
[0327]
通过凝胶渗透色谱法(gpc)使用二氯甲烷作为流动相测量分子量(mn，mw)。使用两个来自安捷伦科技公司(agilent technologies)的带有保护柱的5μ混合d柱进行分离。使用254nm的紫外检测器获得色谱图。选择1.5ml/min的流速和20μl的在流动相中的0.2w/v％溶液的注射体积。用12种窄分子量聚苯乙烯标准物(峰分子量范围：371,000至580g/mol)进行校准。
[0328]
热重分析(tga)
[0329]
使用ta仪器公司(ta instrument)的tga q500进行tga实验。通过将样品在氮气下以10℃/min的加热速率从20℃加热至800℃获得tga测量值。
[0330]1h nmr
[0331]
使用400mhz bruker光谱仪用tce或dmso作为氘化溶剂测量1h nmr光谱。所有的光谱均参照溶剂中的残余质子。
[0332]
dsc
[0333]
使用dsc确定玻璃化转变温度(tg)和熔点(tm)(如果存在)。使用ta仪器公司的q100进行dsc实验。通过将样品以20℃/min的加热和冷却速率在25℃与320℃之间加热、冷却、再加热并且然后再冷却来记录dsc曲线。所有dsc测量值都是在氮气吹扫下取得的。除非另外指出，否则使用第二加热曲线提供报告的tg和tm值。
[0334]
胺含量估计
[0335]
将0.2g至0.3g的聚合物样品搅拌溶解于55ml的二氯甲烷中。添加15ml的冰乙酸。然后将该样品使用具有metrohm solvotrode电极的metrohm titrando 809滴定仪用在乙酸中的0.1n高氯酸进行电位滴定。高氯酸滴定剂与样品中的碱性基团反应，并且当所有的碱被中和时，在电位曲线中产生终点。在测试样品之前，对两个空白样品和一个对照样品进行测试。每个样品重复进行两次测试。对于大于100μeq/g的碱浓度值，仅在重复分析符合在5％以内时报告结果，或者对于小于100μeq/g的值，仅在重复分析在10μeq/g以内时报告结果。
[0336]
碱浓度的计算：
[0337]
[样品碱，μeq/g]＝(n高氯酸)
×
(v高氯酸-v空白样品)
×
1000/w样品
[0338]
·
n高氯酸＝高氯酸的摩尔数(n)
[0339]
·
v高氯酸＝高氯酸的体积(ml)
[0340]
·
v空白样品＝空白样品的体积(ml)
[0341]
·
w样品＝样品的重量(g)
[0342]
由达到与样品滴定终点电位相同的mv电极电位所需的滴定剂体积确定空白值。
[0343]
实例1
[0344]
i.烯丙基/亚乙烯基改性的psu共聚物(p0-a)的制备
[0345]
烯丙基/亚乙烯基改性的psu共聚物(p0-a)根据wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司)中描述的方案1来制备，该文献通过引用并入本文。
[0346]
共聚在配备有顶置式搅拌器、氮气入口和顶置式蒸馏装置的玻璃反应器容器(2l)中发生。首先将单体4,4
’‑
二氯二苯砜(201.01g)、双酚a(145.42)和2,2
’‑
二烯丙基双酚a(19.9g)添加到容器中，随后添加碳酸钾(105.45g)和nmp(464g)。使用1℃/min的加热斜坡将所得反应混合物从室温加热至190℃。通过停止加热来终止反应。将反应混合物过滤，在甲醇中凝固并且在110℃下干燥。
[0347]
共聚物呈外消旋体产物的形式。由于聚合期间碱的存在和高温，在聚合期间2,2
’‑
二烯丙基双酚单体以这样的方式外消旋，使得双键的位置沿侧链变化。如wo 2020/187684a1中描述的方案1中所示，这导致形成彼此不同的分子，因为双键可能在侧链末端处或在侧链末端之前的一个碳处。
[0348]
烯丙基/亚乙烯基改性的psu共聚物(p0-a)的表征
[0349]
gpc：mn＝29321g/mol；mw＝144711g/mol；pdi＝4.94
[0350]1h nmr：通过在6.1-6.4ppm处多重峰的出现证实了不饱和基团的存在，这表明聚合物中掺有2,2
’‑
二烯丙基bpa单体。
[0351]
ii.胺官能化的psu共聚物(p1-a)的制备
[0352]
胺官能化的psu共聚物(p1-a)根据wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司，该文献通过引用并入本文)中描述的方案7来制备，除了反应混合物含有advn(而不是aibn)并且反应在50℃(而不是70℃)下在nmp中进行。
[0353]
胺官能化在配备有顶置式搅拌器、氮气入口的玻璃反应器容器(1l)中发生。在室温下，将烯丙基/亚乙烯基改性的psu共聚物(p0-a)(122.3g)、半胱胺盐酸盐(56g)溶解于nmp(877g)中。用n2吹扫反应混合物至少45分钟，然后将该反应加热至50℃，并添加advn(2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈))(12.35g)。使反应进行12小时，然后停止加热。然后使反应混合物在3000ml添加有50g k2co3的水中凝固。然后将凝固的聚合物用水(3000ml)洗涤、用甲醇(3000ml)洗涤两次并且然后在110℃下干燥。
[0354]
胺官能化的psu共聚物(p1-a)的表征
[0355]
gpc：mn＝7368g/mol，mw＝30406g/mol，pdi＝4.13
[0356]
胺基团：381ueq/g
[0357]1h nmr：通过在6.1-6.4ppm处多重峰的消失证实了不饱和基团的转化，这表明聚合物中掺有侧链氨基。
[0358]
iv.肝素官能化的psu共聚物(p2-a)的制备
[0359]
肝素官能化的psu共聚物(p2-a)可以根据图1中展示的方案来制备。在该方案中，psu共聚物(p1)用具有式(m1)的重复单元(r
p1
)和具有式(n)的重复单元(r*
p1
)展示，其中gn＝g
n6
(k＝0，j＝2)并且r3＝-(ch2)
2-nh2。
[0360]
实例2
[0361]
v.烯丙基/亚乙烯基改性的pes共聚物(p0-b)的制备
[0362]
烯丙基/亚乙烯基改性的pes共聚物(p0-b)根据wo 2020/187684a1(美国索尔维特
种聚合物公司)中描述的方案3来制备，除了该反应在210℃(而不是190℃)下在环丁砜(而不是nmp)中进行。
[0363]
共聚在配备有顶置式搅拌器、氮气入口和顶置式蒸馏装置的玻璃反应器容器(2l)中发生。首先将单体4,4
’‑
二氯二苯砜(145g)、双酚s(113.8g)和2,2
’‑
二烯丙基双酚(13.87g)添加到容器中，随后添加碳酸钾(71.17g)和环丁砜(431g)。使用1℃/min的加热斜坡将反应混合物从室温加热至210℃。通过停止加热来终止反应。将反应混合物过滤，在甲醇中凝固并且在110℃下干燥。
[0364]
共聚物呈外消旋体产物的形式。由于聚合期间碱的存在和高温，在聚合期间2,2
’‑
二烯丙基双酚单体以这样的方式外消旋，使得双键的位置沿侧链变化。如在方案3中，这导致形成彼此不同的分子，因为双键可能在侧链末端处或在侧链末端之前的一个碳处。
[0365]
烯丙基/亚乙烯基改性的pes共聚物(p0-b)的表征
[0366]
gpc：mn＝19720g/mol；mw＝60788g/mol；pdi＝3.08
[0367]
dsc：135℃
[0368]
tga：430℃
[0369]1h nmr：通过在6.1-6.4ppm处多重峰的出现证实了不饱和基团的存在，这表明聚合物中掺有2,2
’‑
二烯丙基bpa单体。
[0370]
vi.胺官能化的pes共聚物(p1-b)的制备
[0371]
胺官能化的psu共聚物(p1-b)根据wo 2020/187684a1(美国索尔维特种聚合物公司)中描述的方案7由烯丙基/亚乙烯基改性的pes共聚物(p0-b)来制备，除了反应混合物含有advn(而不是aibn)并且反应在50℃(而不是70℃)下在nmp中进行。
[0372]
胺官能化在配备有顶置式搅拌器、氮气入口的玻璃反应器容器(1l)中发生。用n2吹扫烯丙基/亚乙烯基改性的pes共聚物(p0-b)反应溶液(200g)、半胱胺盐酸盐(6.64g)至少45分钟，然后将该反应加热至50℃，并添加advn(4.81g)。使反应进行12小时，然后停止加热。然后使反应混合物在3000ml添加有50g k2co3的水中凝固。然后将凝固的聚合物用水(3000ml)洗涤、用甲醇(3000ml)洗涤两次并且然后在110℃下干燥。
[0373]
胺官能化的pes共聚物(p1-b)的表征
[0374]
gpc：mn＝3876g/mol；mw＝11855g/mol；pdi＝3.06
[0375]
胺基团：381ueq/g
[0376]
vii.肝素官能化的pes共聚物(p2-b)的制备
[0377]
肝素官能化的pes共聚物(p2-b)可以类似于图1中展示的方案由胺官能化的psu共聚物(p1-b)来制备。
[0378]
实例3
[0379]
通过原位法(b)的膜的浇铸/肝素化
[0380]
使用相转化实验计划通过所谓的原位“方法(b)”在肝素钠盐存在下由胺官能化的psu共聚物(p1-a)的样品浇铸一系列包含肝素官能化的psu共聚物的膜。
[0381]
含肝素的溶液的制备
[0382]
制备含肝素的溶液并且其含有：
[0383]-n,n二甲基乙酰胺(dmac)；
[0384]-含有na2hpo4和柠檬酸的ph 4.6的缓冲储备溶液；
[0385]-肝素盐储备溶液(在299.55g去离子水中含有0.45g肝素钠盐)；
[0386]-水；
[0387]-任选的偶联剂储备溶液(在299.82g水中含有0.09g edc和0.09g nhs)。
[0388]
相转化实验计划的条件在表1中提供。
[0389][0390]
为了将肝素盐共价结合到胺官能化的psu共聚物(p1-a)，使用呈储备溶液形式的偶联剂(edc+nhs)，而对于离子结合，省略偶联剂。
[0391]
对于缓冲液、肝素盐和偶联剂使用储备溶液，轻松地允许了对缓冲液、肝素和偶联剂含量的影响的研究。可以改变缓冲液、肝素和偶联剂的量(重量)，并且然后可以调节水量以使所有所制备的膜均实现恒定的沉淀浴体积。
[0392]
聚合物掺杂溶液
[0393]
将根据实例1中提供的程序制备的胺官能化的psu共聚物(p1-a)作为基材使用，以通过离子键或共价键来附接肝素。
[0394]
将聚合物溶液(dmac中的10％w/w psu共聚物(p1-a))在浇铸膜之前通过2.7微米玻璃纤维过滤器来过滤。滤液应是澄清、明亮的溶液，没有微粒污染的迹象。与原始聚合物溶液一样，滤液可能是有色的。
[0395]
沉淀浴
[0396]
使用淡水(fresh)沉淀浴(去离子水中的5％w/w dmac(最终浓度))用于各膜的形成。
[0397]
掺杂溶液的浇铸
[0398]
在室温下，使用带有玻璃板(10
”×6”×
1/4”)的6mil拉杆手工浇铸膜。将玻璃板储存在去离子水中，并在浇铸薄膜之前使其半干。典型地，浇铸大约3g(目标范围：2.75-3.25g)的掺杂聚合物溶液；这导致了聚合物溶液的使用率》90％，即》90％的聚合物溶液是呈膜的形式，而其余部分被浪费(粘在拉杆上)。
[0399]
多孔膜的形成和洗涤
[0400]
在浸没浇铸膜1-2小时内制备沉淀浴(500g的在去离子水中5％w/w dmac作为沉淀介质)。使用干净的聚丙烯储存盒(标称1加仑容量，13
”×8”×
5”)作为沉淀浴容器。
[0401]
将在其表面上铺展有浇铸掺杂聚合物溶液(3g)(浇铸薄膜)的玻璃板通过使该玻璃板以尽可能浅的角度小心地滑入沉淀浴中来立即浸没在含有肝素的500-g沉淀浴(参见
表1)中。
[0402]
典型地将浇铸膜在沉淀浴中保持1小时。较短的浸没时间(大概为大约5分钟)不会导致肝素的任何显著附接。如实例6中所示，合适的浸没时间根据沉淀浴中初始肝素负载而变化；浸没时间可以从10至60min、或从10至30min、或从30至60min变化。
[0403]
浸泡1-小时之后，将玻璃板和膜从沉淀浴中取出。然后将膜在轻柔流动的去离子水下洗涤1分钟。然后将膜浸没在1kg的淡水浴中1小时。1小时之后，将该膜用轻柔流动的去离子水洗涤1分钟，并且然后使其在环境温度下风干。
[0404]
实例4
[0405]
对于通过离子或共价键结合至胺官能化的共聚物(p1)的肝素的比较
[0406]
(使用甲苯胺蓝染色测试)
[0407]
肝素固定在多孔膜形成期间通过原位“方法(b)”进行。使肝素钠盐与胺官能化的psu共聚物(p1-a)在有或没有偶联剂(含有edc和nhs)的情况下、在ph 4.6的酸性水中接触，以在形成膜的同时形成具有离子或共价附接的肝素的共聚物(p2-a)。
[0408]
胺官能化的psu共聚物(p1-a)源自用以下三种单体形成的烯丙基/亚乙烯基改性的psu共聚物(p0-a)：dcdps、dabpa和bpa(如实例1中所描述的)，其中dabpa摩尔数占dcdps摩尔数的9mol％，而bpa摩尔数占dcdps摩尔数的91mol％。
[0409]
通过原位法(b)通过在沉淀浴(没有偶联剂)中使胺官能化的psu共聚物(p1-a)与4种不同负载的肝素盐接触来形成四种膜，以实现离子附接的肝素psu共聚物(p2-a)。
[0410]
四种其他膜通过原位法(b)在沉淀浴(有edc和nhs作为偶联剂)中用4种不同负载的肝素盐形成，以实现共价附接的肝素psu共聚物(p2-a)。
[0411]
用于测量共聚物(p2)上的肝素固定的方法
[0412]
干燥膜的染色
[0413]
使具有膜的玻璃板或膜(如果已分离)在大约100g的甲苯胺蓝溶液中浸没1分钟。如果膜与玻璃板分离，那么必须仔细注意膜侧面，哪一侧是膜的玻璃侧以及哪一侧是膜所谓的空气侧。如果使用浅托盘，那么应轻轻摇动托盘以确保甲苯胺溶液在膜表面上移动。然后将膜在轻柔流动的去离子水下洗涤1分钟，然后在环境温度下风干。
[0414]
膜的蓝染色表明存在肝素。对于已肝素化、从而含有肝素官能化的共聚物(p2)的已从玻璃板上分离的psu膜，观察到仅膜的空气侧被染色，即，没有肝素附接到膜的玻璃侧。
[0415]
干燥膜上肝素附接的测量
[0416]
评估膜表面上的肝素水平的技术通过测量固体样品(如平片材膜)的甲苯胺蓝吸收(染色)来测量膜表面上存在的肝素的含量。
[0417]
可以制作膜表面的数字图像，并且可以裁剪图像以隔离染色膜的代表性区域。然后通过分色来分析图像。分色是使图像中颜色分离的过程。该过程可以通过k-均值聚类算法来进行。k-均值聚类旨在将“n”个数据点划分为“k”个聚类(不相交的子集)，其中每个数据点属于具有最接近均值的聚类，作为聚类的原型。“k”仅仅是指最终输出中所需的聚类的数量。“数据点”是颜色，并且距离函数是两种颜色“差异程度”的某种度量。k-均值聚类算法将这些颜色集中到给定数量的集合中，并且然后计算每个集合的均值颜色。例如，rgb图像(有时称为真彩色图像)存储为m
×n×
3数据数组，该数组定义每个单独像素(数据点)的红色、绿色和蓝色分量。在线分色工具可以在http://mkweb.bcgsc.ca/colorsummarizer/和
https://www.dcode.fr/image-pixel-reader找到。
[0418]
通过k-均值聚类算法进行的这种分色生成表格数据，该数据提供作为平均值的b*颜色值，可用于例如确定与肝素附接相关的蓝色染色。也就是说，对于分析来说，存在的肝素越多，则络合的甲苯胺蓝就越多，从而导致越多的蓝色染色。虽然该技术可能无法提供膜上实际肝素负载的定量评估，但是它允许在形成已肝素化的不同psu膜时对各种肝素负载进行相对比较。
[0419]
结果
[0420]
在对于具有离子附接的肝素的psu共聚物(p2)的膜的图2a和对于具有共价附接的肝素psu共聚物(p2)的膜的图2b中，报告了对于每种形成的膜相对于沉淀浴中肝素负载的相对量(例如，1、0.5、0.2和0.1)的甲苯胺蓝染色强度(-b*值)。在这种情况下，最高肝素负载1500ppm用相对量1表示，而最低肝素负载150ppm用相对量0.1表示。应当注意的是，附接的肝素的相对量(如通过肝素-甲苯胺络合物的b*值测量的)是沉淀浴中肝素的相对量的函数。
[0421]
基于甲苯胺蓝染色实验方案，肝素在胺官能化的psu共聚物(p1)上的离子附接相较于其共价附接导致了沉淀浴中肝素的更有效的使用。
[0422]
此外，对于胺官能化的psu共聚物(p1)中给定且相同量的胺侧链含量，相较于共价结合，通过离子结合实现了更高的肝素附接水平。
[0423]
实例5
[0424]
原位法(b)期间肝素在沉淀浴中浸没时间的影响
[0425]
通过原位法(b)在沉淀浴中使用两种不同的初始肝素含量(150ppm、1500ppm)进行肝素固定，同时形成各种膜。
[0426]
在ph 4.6的酸性水中在没有偶联剂的情况下使肝素钠盐溶液与胺官能化的psu共聚物(p1)接触，以形成具有离子附接的肝素的共聚物(p2)，同时形成膜。
[0427]
胺官能化的psu共聚物(p1)源自用以下三种单体形成的烯丙基/亚乙烯基改性的psu共聚物(p0)：dcdps、dabpa和bpa(如实例1中所描述的)，其中dabpa摩尔数占dcdps摩尔数的9mol％，而bpa摩尔数占dcdps摩尔数的91mol％。
[0428]
在图4中报告了由离子附接的肝素psu共聚物(p2)产生的膜相对于在沉淀浴中经过的时间(最高达60min)的甲苯胺蓝染色的强度(b*值)。
[0429]
观察到对于沉淀浴中较高的初始肝素负载(1500ppm)，有效肝素附接的时间相当快，大概为10分钟。
[0430]
另一方面，关于沉淀浴中较低的初始肝素负载(150ppm)，肝素附接的速率看起来较慢，随着时间推移稳步增加并在约30分钟开始趋于平稳，并达到用较高肝素负载时约两倍的肝素附接水平，如图4中的-b*颜色值所示。
[0431]
实例6
[0432]
固定有肝素的psu膜的血液相容性(aptt)
[0433]
针对五种固定有肝素的psu(p2)膜(样品5-9)和三种基准psu膜(样品2-4)进行了血液相容性(aptt)测量。基准psu膜试样由典型psu(样品2)、烯丙基改性的psu＝共聚物p0-a(样品3)和胺官能化的psu＝共聚物p1-a(样品4)制成。所有膜样品都使用含有5％ dmac水溶液的沉淀浴制成。样品5-8通过所谓的原位工艺(“方法(b)”)制备，并且样品9通过所谓的
非原位工艺(“方法(c)”)制备。肝素在固定有肝素的psu样品5-7和9中是离子结合的，而在固定有肝素的psu样品8中肝素使用偶联剂(eds+nhs)共价结合。用于固定的含肝素浴具有不同的初始肝素负载：样品5、8和9为1500ppm，样品6为500ppm并且样品7为150ppm。
[0434]
血液凝固测试(测定活化部分凝血活酶时间“aptt”)
[0435]
血液相容性(aptt)测量了血浆的凝固(凝块)时间。典型地，引用与膜试样接触之前和之后的aptt按％计的差异。对照样品是不与试样接触的血液。活化部分凝血活酶时间(aptt)测试在与多孔平片材膜接触之后进行。
[0436]
测试程序如下：
[0437]-将人新鲜全血放入具有柠檬酸钠的小瓶中(每个膜样品一个小瓶)；
[0438]-接触通过以下来进行：将膜浸没在具有全血的小瓶中以达到6cm2/ml的表面/体积比，并在37℃
±
1℃的温度下在动态条件(轨道搅拌器)下培育30分钟；
[0439]-然后将该血液在3000g下离心20分钟以获得上清血浆；
[0440]-测量该上清血浆的aptt。
[0441]
最后将测试血浆与胶体活化剂(硅酸镁铝)混合，随后添加氯化钙(浓度为0.025mol/l的溶液)并测量凝块时间。
[0442]
结果
[0443]
表2中报告了对照样品1、五种固定有肝素的psu膜(样品5-9)和三种基准psu膜(样品2-4)的血液相容性(aptt)测试的以秒表示的凝血时间。表2中还报告了五种固定有肝素的psu膜(样品5-9)的甲苯胺蓝染色强度值。对照样品是指针对来自未与任何膜接触的血液的血浆测量的凝块时间。
[0444]
表2
[0445][0446]
(1)
有偶联剂
[0447]
观察到在固定有肝素的psu膜(样品5-9)与对照psu膜(样品2-4)之间存在血液相容性(aptt)非常大的差异。换句话说，相较于与基准psu膜(样品2-4)接触的血浆，从与用肝素改性的膜(样品5-9)接触的血液中提取的血浆凝固得慢得多。此外，相较于其中血浆不与任何膜接触的对照样品1，只有固定有肝素的膜(样品5-9)显示出凝血时间显著增加。
[0448]
实例7
[0449]
固定有肝素的psu(p2)膜的血液相容性(aptt)相对于甲苯胺蓝染色强度的比较
[0450]
图3中对于用离子结合的肝素改性的psu膜(样品5-7)的血液相容性(aptt)测试和甲苯胺蓝染色测试的强度进行了比较。
[0451]
如图3中所示，样品5-7含有降低的固定的肝素的水平，如通过用甲苯胺蓝染色测定的。与甲苯胺蓝染色测试相对应，血液凝块时间(通过aptt)随着固定的肝素的水平增加而增加。
[0452]
实例8
[0453]
通过原位法(b)或非原位法(c)的与胺官能化的共聚物(p1)的肝素结合的比较
[0454]
肝素固定在多孔膜形成期间通过原位法(b)进行，也就是说，使肝素钠盐与胺官能化的psu共聚物(p1)接触，以在形成膜的同时形成具有离子或共价附接的肝素的共聚物(p2)。
[0455]
为了比较，通过非原位法(c)向预成型的胺官能化的psu多孔膜(洗涤后立即)进行肝素的固定。使若干种预成型的多孔膜与不同含量的肝素钠盐接触并允许其在水浴中浸泡1小时，以形成具有离子或共价附接的肝素的共聚物(p2)。将经浸泡的多孔膜洗涤并且然后风干。
[0456]
图5中针对原位肝素离子结合、非原位肝素离子结合和原位肝素共价结合比较了血液相容性(aptt)测试和甲苯胺蓝染色测试的强度。
[0457]
血液相容性测试表明，对于通过甲苯胺蓝染色测试中相同-b*颜色值测定的相同肝素负载，当在含有胺官能化的共聚物(p1)的预成型膜上通过非原位法(c)固定肝素时，附接的肝素的aptt功效/活性更高。虽然不愿意受任何理论的限制，但是据信的是，肝素在共聚物(p2)中可能采用的附接方式影响了肝素在膜表面上的构象，并且因此也影响了肝素区域的可用性，这些肝素区域与各种血液组分相互作用，引起一连串最终导致血液凝块的化学过程。
[0458]
还显示的是，对于原位法(b)，相较于共价结合，以离子结合的肝素附接水平大大提高。
[0459]
虽然已显示出并描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员可在不背离本发明的精神或传授内容的情况下对其进行修改。本文所描述的这些实施例只是示例性的且是非限制性的。系统及方法的多种变化及修改是可能的并且是在本发明的范围之内。因此，保护范围并不受以上提出的说明书所限制，而是仅受跟随的权利要求所限制，该范围包括权利要求的主题的所有等效物。每一项权利要求都作为本发明的实施例结合到本说明书之中。因此，权利要求是进一步的说明并且是对本发明的优选实施例的附加。

技术特征：
1.一种共聚物(p2)，其包含：-具有式(m)的重复单元(r
p2
)：-具有式(q)的重复单元(r*
p2
)：其中-每个r1独立地选自由以下组成的组：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；-每个i是独立地选自0至4的整数；-t选自由以下组成的组：键、-ch
2-；-o-；-so
2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)
2-；-c(cf3)
2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r
a
c＝cr
b-，其中r
a
和r
b
各自彼此独立地是氢或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基、或c6-c18-芳基；-(cf2)
m-，其中m是1至6的整数；最高达6个碳原子的直链或支链的脂族二价基团，优选-(ch2)
m
’-，其中m'是1至6的整数；及其组合；-g
q
选自由下式(g
q1
)、(g
q2
)、(g
q3
)、(g
q4
)、(g
q5
)、或(g
q6
)中的至少一个组成的组：
其中-每个k是独立地选自0至4的整数；-每个j是独立地选自2至7的整数；-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；-r2由下式表示：-(ch2)
p-nr
c
b，其中p是选自1至5的整数，其中rc独立地是c1-c6烷基或h，并且其中b表示共价和/或离子结合至r2、优选地结合至r2中的氮原子的生物活性化合物；并且b选自由以下组成的组：-抗血栓形成剂或其衍生物，-氨基酸，-核酸，-葡萄糖醛酸残基，-透明质酸或其衍生物，-蛋白质，像胶原蛋白、角蛋白、酶，-金属螯合剂和/或蛋白酶抑制剂如egta和edta；-酸性脂质如前列腺素，以及-其两种或更多种化合物的任何组合。2.如权利要求1所述的共聚物(p2)，其中，重复单元(r
p2
)中的t选自由键、-so
2-和-c(ch3)
2-组成的组。3.如权利要求1至2中任一项所述的共聚物(p2)，其中，对于重复单元(r
p2
)和重复单元
(r*
p2
)的每个r1，i是零。4.如权利要求1至3中任一项所述的共聚物(p2)，其中，在重复单元(r*
p2
)中，k是0并且j是3。5.如权利要求1至4中任一项所述的共聚物(p2)，其中，重复单元(r
p2
)/重复单元(r*
p2
)的摩尔比在0.01/100至100/0.01之间、或从1/100至100/1、或从1/1至20/1、或从1/1至15/1、或优选从4/1至15/1变化。6.如权利要求1至5中任一项所述的共聚物(p2)，其中，重复单元(r
p2
)具有根据式(m1)、(m2)或(m3)的式：7.如权利要求1至6中任一项所述的共聚物(p2)，其中，这些式(g
q1
)、(g
q2
)、(g
q3
)、(g
q4
)、(g
q5
)、(g
q6
)中的至少一个中的r2是：-(ch2)
2-nhb。8.如权利要求1至7中任一项所述的共聚物(p2)，其包含基于该共聚物(p2)中的重复单元的总摩尔数总共至少50mol.％的重复单元(r
p2
)和(r*
p2
)。9.如权利要求1至8中任一项所述的共聚物(p2)，其进一步包含-具有式(n)的重复单元(r*
p1
)：其中-每个r1和每个i与这些重复单元(r*
p2
)中的相同；-g
n
是至少一种选自由下式(g
n1
)、(g
n2
)、(g
n3
)、(g
n4
)、(g
n5
)和(g
n6
)组成的组的式：
其中-每个k是独立地选自0至4的整数；-每个j是独立地选自2至7的整数；-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；-r3由下式表示：-(ch2)
p-nhr
c
，其中p选自1至5、其中rc独立地为c1-c6烷基或h，优选地由下式表示：-(ch2)
p-nh2，更优选地由下式表示：-(ch2)
2-nh2。10.如权利要求1至9中任一项所述的共聚物(p2)，其中，r2中的b是选自由抗血栓形成剂或其衍生物如肝素或其盐组成的组的生物活性化合物。11.一种用于制备如权利要求1至10中任一项所述的共聚物(p2)的方法，该方法包括：-使共聚物(p1)与生物活性化合物或其衍生物任选地在偶联剂的存在下、在酸性水性溶剂中接触，以将该生物活性化合物结合至该共聚物(p1)以制备该共聚物(p2)，该酸性水性溶剂优选地具有3至6、或4.2至5、或4.4至4.8的ph，所述聚合物(p1)包含：-具有与这些重复单元(r
p2
)中的相同的所述式(m)的重复单元(r
p1
)，以及-具有式(n)的重复单元(r*
p1
)：
其中-每个r1和每个i与这些重复单元(r*
p2
)中的相同；并且-g
n
是至少一种选自由下式(g
n1
)、(g
n2
)、(g
n3
)、(g
n4
)、(g
n5
)和(g
n6
)组成的组的式：其中-每个k是独立地选自0至4的整数；-每个j是独立地选自2至7的整数；并且-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；-r3由下式表示：-(ch2)
p-nhr
c
，其中p选自1至5、其中r
c
独立地为c1-c6烷基或h，优选地由下式表示：-(ch2)
p-nh2，更优选地由下式表示：-(ch2)
2-nh2。12.如权利要求11所述的方法，其中，该偶联剂用于该方法中以将该生物活性化合物共价结合至该共聚物(p1)，并且其中该偶联剂包含至少一种选自由以下组成的组的化合物：n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐(edc)、n-羟基丁二酰亚胺(nhs)、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺甲碘化物、聚合物结合的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、hoat(1-羟基-7-氮杂苯并三唑)、pybop(苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐)、以及pyaop((7-氮杂苯并三唑-1-基氧基)三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐)。13.如权利要求1至10中任一项所述的共聚物(p2)在制备制品中的用途，该制品选自由以下组成的组：医疗装置、植入物、膜、涂层、熔融加工的薄膜、溶液加工的薄膜、熔融加工的单丝和纤维、溶液加工的单丝、中空纤维和实心纤维、涂层、打印的物体、以及注射和压缩模制的物体，优选选自以下的膜：用于生物加工和医疗过滤的膜(如血液透析膜)、用于食品和饮料加工的膜、用于水净化的膜、用于废水处理的膜和用于涉及水性介质的工业过程分离
的膜。14.一种用于制备包含如权利要求1至10中任一项所述的共聚物(p2)的制品的方法，该方法包括：进行以下方法之一：-方法a)：在形成该制品或其部分中使用该共聚物(p2)，该形成优选地通过液相中发生的相转化；或-方法b)：使共聚物(p1)与生物活性化合物或其衍生物接触以制备该共聚物(p2)，同时形成该制品或其部分；或-方法c)：使包含共聚物(p1)的预成型的制品或其部分与生物活性化合物或其衍生物接触以制备该共聚物(p2)；其中所述方法(b)或(c)中的接触步骤任选地在偶联剂的存在下、在酸性水性溶剂中进行，以将该生物活性化合物结合至该共聚物(p1)以制备该共聚物(p2)，该酸性水性溶剂优选地具有3至6、或4.2至5、或4.4至4.8的ph，并且其中该聚合物(p1)包含：-具有所述式(m)的重复单元(r
p1
)，以及-具有式(n)的重复单元(r*
p1
)：其中-t与这些重复单元(r
p2
)中的相同；-每个r1和每个i与这些重复单元(r*
p2
)中的相同；并且-g
n
是至少一种选自由下式(g
n1
)、(g
n2
)、(g
n3
)、(g
n4
)、(g
n5
)和(g
n6
)组成的组的式：
其中-每个k是独立地选自0至4的整数；-每个j是独立地选自2至7的整数；-w是键、-c(ch3)
2-或-so
2-，优选-c(ch3)
2-或-so
2-，更优选-c(ch3)
2-；-r3由下式表示：-(ch2)
p-nhr
c
，其中p选自1至5、其中r
c
独立地为c1-c6烷基或h，优选地由下式表示：-(ch2)
p-nh2，更优选地由下式表示：-(ch2)
2-nh2。15.一种制品，其包含如权利要求1至10中任一项所述的共聚物(p2)或通过如权利要求14所述的方法制备，该制品选自由以下组成的组：医疗装置、植入物、膜、涂层、熔融加工的薄膜、溶液加工的薄膜、熔融加工的单丝和纤维、溶液加工的单丝、中空纤维和实心纤维、涂层、打印的物体、以及注射和压缩模制的物体，优选选自以下的膜：用于生物加工和医疗过滤的膜(如血液透析膜)、用于食品和饮料加工的膜、用于水净化的膜、用于废水处理的膜和用于涉及水性介质的工业过程分离的膜。

技术总结
本发明涉及一种具有离子和/或共价附接的一种或多种生物活性化合物的PAES共聚物(P2)、包含(P2)的制品、制备(P2)的方法、以及用于制备制品如包含(P2)的膜的方法。官能化的侧链PAES共聚物(P1)允许将生物活性化合物固定在共聚物的官能化的侧链上，以制备生物活性制品。特别地，可以将抗血栓形成剂如肝素固定以形成适合用于血液透析的生物活性膜结构，从而避免或免除向正在进行血液透析的患者注射此种抗血栓形成剂。优选的实施例包括肝素化的PAES共聚物和包含它们的膜。PAES共聚物和包含它们的膜。


技术研发人员：K
受保护的技术使用者：索尔维特殊聚合物美国有限责任公司
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2023/10/11