モジュール式生体吸収性又は生物医学用生物活性超分子材料
本発明は、（ｉ）少なくとも２個の４Ｈ単位を含むポリマー、及び（ii）生物活性化合物を含む、モジュール式超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関する。前記超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、その特性（機械的特性及び生体吸収性）を調整するための第三の成分として生体吸収性又は生物医学用ポリマーを含んでいてもよい。前記超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、薬剤の放出制御、組織工学用材料、人工器官又はインプラント製造用材料、医療用画像化技術などの生物医学的応用に特に適している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物活性を有する新規超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関するものであり、また、可逆的超分子相互作用を利用して、材料特性、生体吸収性及び／又は生物活性を容易に微調整できる材料を得るために、前記生体吸収性又は生物医学用材料を、超分子及び／又はモジュール式の形態で調製する方法にも関するものである。より具体的には、こうした可逆的超分子相互作用を利用して、外観、機械的強度、弾性、生体吸収性及び生物活性を調整する。本発明の新規材料は、生物医学用コーティング組成物をはじめとする、前記特性により恩恵を受ける各種の生物医学的応用に使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
主として脂肪族ポリエステル類を主成分とした、多種多様な生体吸収性又は生物医学用材料が知られている（Uhrich et al. Chem. Rev. 99, 3181-3198, 1999）。現在の生体吸収性又は生物医学用材料の機械的特性は、一般に１００ｋＤａを超える高分子量、これらのポリマーにおける化学架橋の存在、及び結晶性ドメインの存在と強く関連している。結晶性ドメインは、材料の機械的特性（強度及び弾性）にとっては有益であるが、材料の生分解プロセスに強い影響を与えるものである。というのは、結晶性ドメインの生分解は一般に極めて緩慢であり、結晶性ドメインによって免疫学的応答が引き起こされる場合があるためである。また、所望の材料特性を得るために高分子量のポリマーを求めるということは、通常、高い処理温度が必要となることを示唆するものであり、高い処理温度は、特に生物活性種を用いる場合には、熱分解プロセスが起こりやすくなることから好ましくない。
【０００３】
生物医学的用途のための、ポリマーに共有結合した生物活性種の例もいくつかある。特に、ＲＧＤ配列などのオリゴペプチド系細胞接着プロモーターは、この点でかなりの注目を集めている。生物活性ポリノルボルネンを得るために、ＲＧＤ含有モノマーを共重合することで、ＲＧＤペプチドを合成ポリマーに共有結合させている（Grubbs et al., J. Am. Chem. Soc. 123, 1275, 2001）。残念なことに、この方法では非生体吸収性ポリマーである生物活性ポリノルボルネンが得られるに過ぎず、特定の生体機能性を変化させるには、煩雑な化学的処置を必要とする。結果として、生物活性分子の量及び（組合せの）選択肢が限られることになる。したがって、このアプローチにはポリマー及び生物活性の選択という点で自由度が欠けている。
【０００４】
生物活性ＲＧＤ配列についても、天然に存在する多糖類であるアルギン酸に共有結合させている（Mooney et al., Biomaterials 20, 45, 1999）。結果として得られたヒドロゲル材料により、筋芽細胞の増殖増大が示されている。しかし、生物活性を導入するには特定のカルボジイミドの化学的性質が必要となり、使用できるのはアルギン酸系材料のみとなるため、結果として得られる材料の機械的特性及び生体吸収性又は生物医学的特性が限定される。また、多糖類などの天然源由来のポリマーは、一般にコストがかかり、異なるバッチを比較すると品質が異なる場合がある。合成ポリマーの製造はより制御されているため、一定の品質が確保できることから合成ポリマーが好ましい。
【０００５】
さらに当該技術において周知のものに、医療機器の生体適合性の向上に用いられる生物医学用コーティングがある。例えば、血栓症を低減するためにステントにコーティングしてもよく（例えば、参照により組み込まれる米国特許第６７０２８５０号明細書と比較のこと）、拒絶反応の危険を低減するためにインプラントにコーティングしてもよい。生物医学用コーティングは、制御された方式で放出される生物活性剤をさらに含んでいてもよい。生物活性剤とポリマーコーティング製剤とを混合することにより、かかる生物医学用コーティングを調製してもよい。
【０００６】
生物医学用コーティングのために数種のポリマーに共有結合させた生物活性剤として、ヘパリン誘導体がある。例えば、ポリスチレン及びポリ（エチレングリコール）系においてヘパリンの共重合が行われており（Feijen et al., J. Mater. Sci. Mat. Med. 4, 353, 1997）、又は、国際公開第９８／２３３０７号パンフレットに開示されているように、ヘパリンをポリウレタンに共有結合させている。これらのヘパリン−ポリマー複合体は、生体内に導入する構造物用の抗血栓性コーティングとして使用される。どちらの場合も、その毒性生分解プロフィールで知られる芳香族ジイソシアネートが使用され、コーティング表面で利用可能なヘパリンは比較的少量となり、結果として抗血栓性は低いものになる。
【０００７】
強い細胞接着又は長期に及ぶ生物活性を保証するためには、生物活性分子がポリマー骨格に強く固着していることが好ましいが、生物活性分子がポリマーと混合されているだけでポリマー鎖に共有結合していない材料もある。結果として、生物活性分子はそのような材料から漏出するため、そのような材料の用途が見つかるのは、薬剤送達に応用する場合のみとなる。その例としては、ヒドロゲル及びマイクロカプセルがある。残念なことに、ヒドロゲルでは薬剤送達速度の調整が困難であり、さらに、ヒドロゲル系には一般に材料特性の面で劣るという欠点がある。加えて、ヒドロゲルの構造内にある化学架橋により、ヒドロゲルの生分解挙動が制限される。一方、マイクロカプセルは、高いガラス転移温度又は融解温度をもつポリマーから調製され、それによって、その機械的性能が制限されている。また、マイクロカプセルは、その加工の際に生体不適合性有機溶媒を頻繁に必要とする。
【０００８】
非共有結合している生物活性分子の別の例としては、例えば米国特許第４２２９８３８号明細書に開示されているように、分子中のカルボン酸及びスルホン酸の存在により発生したヘパリンに固有の負の電荷によってカチオン性コーティングにイオン結合したヘパリンがある。しかし、この方法は、イオン結合強度が比較的弱いために生物活性化合物が時の経過とともに表面から溶出することから、やや限定されたものである。
【０００９】
あるいは、疎水性相互作用を用いて、アルキル鎖を有する末端基官能基化ヘパリンにより、ヘパリンをポリマー表面に非共有結合させている（Matsuda et al., Biomacromolecules, 2, 1169, 2001）。しかし、かかる疎水性相互作用はいくぶん弱いものであり、結果として、ヘパリンがポリマー表面から漏出することによる活性の急速な低下がもたらされる。
【００１０】
一般に、「超分子化学」とは、非共有結合性相互作用、配向相互作用、多重（少なくとも２つ）相互作用、協調的相互作用の化学であると理解されている。例えば、「超分子ポリマー」は、異なる分子間の特異的で強力な二次相互作用のため、――例えば、そのレオロジー挙動に関して――ポリマー特性を備えた有機化合物である。これらの非共有結合性超分子相互作用は、結果として得られる材料の特性に大きく貢献している。
【００１１】
水素結合単位を有する（高）分子を含む超分子ポリマーは、分子間のＨ架橋のため、バルク中及び溶液中でポリマー特性を有することができる。Sijbesma et al.（国際公開第９８／１４５０４号パンフレット及びScience 278, 1601, 1997を参照のこと）は、自己相補的な四重水素単位（４Ｈ単位）を用いる場合、分子間の物理的相互作用が非常に強くなるため、材料特性がはるかに優れたポリマーの調製が可能であることを示している。
【００１２】
Folmer, B.J.B. et al., Adv. Mater. 12, 874, 2000において、及びHirschberg et al., Macromolecules 32, 2696, 1999において公開されているように、これまでに数種類のテレケリック（telechelic）ポリマーが４Ｈ単位で修飾されている。しかし、これらのポリマーが含有しているのは、ポリマー鎖の末端に結合した４Ｈ単位のみである。したがって、高分子内の４Ｈ単位の数は末端基の量により２つに限られ、官能性単位は常にポリマーの周縁部に位置している。これにより、結果として得られる材料の機械的特性が制限されている。
【００１３】
国際公開第０２／０３４３１２号パンフレットは、ヘパリンが官能基を介して共有結合しているポリマーを開示している。
【００１４】
国際公開第０２／４６２６０号パンフレットは、末端に導入された４Ｈ結合単位を備え、さらに別の４Ｈ結合単位がグラフトされていてもよいポリウレタン系ポリマーを開示している。開示されたポリマーは、ホットメルト接着剤又はＴＰＵフォームとして使用できる。国際公開第０２／９８３７７号パンフレットは、生理学的に許容可能な媒体中に、少なくとも３つの水素架橋により他の官能基に結合可能な官能基を有するポリマーを有効量含んでいる、ケラチン物質の手入れ用及び／又はトリートメント用及び／又はメークアップ用の化粧品組成物を開示している。国際公開第０２／９８３７７号パンフレットは、国際公開第９８／１４５０４号パンフレットに明示的に言及しており、国際公開第９８／１４５０４号パンフレットで開示されているポリマーの化粧品への使用については、上記書類中で開示されていない、と述べている。国際公開第０２／４６２６０号パンフレット及び国際公開第０２／９８３７７号パンフレットは、Folmer et al.及びHirschberg et al.において記載されたものと同等又は同一の化学作用を利用している。
【００１５】
参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００４／０１６５９８号パンフレットは、グラフトされた四重Ｈ結合単位を有するポリマーを獲得するための化学作用について開示している。例えば、グラフトされた４Ｈ単位を有するポリアクリレート及びポリメタクリレートが、異なる種類の重合法を利用して製造されている。国際公開第２００４／０１６５９８号パンフレットはさらに、これらのポリマーが、パーソナルケア、表面コーティング、画像化技術、並びに、例えば、薬剤の放出制御用材料並びに組織工学用及び錠剤成形用材料、接着用及び封止用組成物、並びに増粘剤及びバインダーなどの生物医学的用途に関連する用途に適していると開示している。
【００１６】
参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００４／０５２９６３号パンフレットは、ポリマー骨格中に４Ｈ単位を含むポリシロキサンを開示している。より正確には、（ａ）ポリマー骨格中に直接組み込まれている４Ｈ単位、又は（ｂ）ポリマー骨格から垂下している４Ｈ単位であって、シリコン−炭素結合により１つのリンカーを介して共有結合している４Ｈ単位を有するポリシロキサンが開示されている。しかし、開示されているポリマーは、生体吸収性ではない。
【００１７】
末端に４Ｈ単位を導入した、低分子量のテレケリックポリカプロラクトンが、Dankers et al.（Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003；PMSE, 88, 52, 2003を参照のこと）によって記載されている。この物質のフィルムについては、線維芽細胞のフィルムへの接着が観察されたことに基づいて、フィルムが生体適合性であることがわかっている。このポリマーの生分解性に関する研究で、生体吸収にとっては好ましくない微結晶の存在が示されている。また、ten Cate et al.（Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003；Polymer Preprints, 2003, 44(1), 618を参照のこと）による論文では、１３０％を超える伸びが不可能であることから、この物質の弾性はいくぶん貧弱なものであることが示されている。
【００１８】
こうしたことから、優秀で調整可能な機械的特性及び／又は調整可能な生体機能性を有する、多目的に使える超分子生体吸収性又は生物医学用材料へのニーズが存在している。また、こうした材料の生分解性挙動を調整できることが望ましい。さらに、それらを容易に調製及び加工できることが望ましい。本発明は、超分子モジュール式のアプローチを導入することにより、こうしたニーズに取り組むものである。かかるアプローチにおいては、異なる原材料（又はモジュール又は成分）を混ぜ合わせて――各モジュールは、その特異的な特徴（すなわち、機械的性能、生体吸収性、生物活性など）に貢献している――、複合的な特徴を示す材料を製造する。このモジュール式アプローチは、通常は容易にできるものではないが、この場合は可能となる。なぜなら、用いられるモジュールの少なくとも１つに四重水素結合単位（４Ｈ単位）が使用される結果、最終材料においてモジュール同士が接触するためである。提示されたアプローチでは、各種モジュールを用いた混合実験を利用して最終材料の特性を微調整できるため、大規模な共有結合型合成が不要となる。また、すべてのモジュールを制御下にて調製でき、これにより、構造が明瞭なものとなり、結果として管理可能な高い品質を有する製品がもたらされる。
【特許文献１】米国特許第６７０２８５０号明細書
【特許文献２】国際公開第９８／２３３０７号パンフレット
【特許文献３】米国特許第４２２９８３８号明細書
【特許文献４】国際公開第９８／１４５０４号パンフレット
【特許文献５】国際公開第０２／０３４３１２号パンフレット
【特許文献６】国際公開第０２／４６２６０号パンフレット
【特許文献７】国際公開第０２／９８３７７号パンフレット
【特許文献８】国際公開第２００４／０１６５９８号パンフレット
【特許文献９】国際公開第２００４／０５２９６３号パンフレット
【非特許文献１】Uhrich et al. Chem. Rev. 99, 3181-3198, 1999
【非特許文献２】Grubbs et al., J. Am. Chem. Soc. 123, 1275, 2001
【非特許文献３】Mooney et al., Biomaterials 20, 45, 1999
【非特許文献４】Feijen et al., J. Mater. Sci. Mat. Med. 4, 353, 1997
【非特許文献５】Matsuda et al., Biomacromolecules, 2, 1169, 2001
【非特許文献６】Sijbesma et al., Science 278, 1601, 1997
【非特許文献７】Folmer, B.J.B. et al., Adv. Mater. 12, 874, 2000
【非特許文献８】Hirschberg et al., Macromolecules 32, 2696, 1999
【非特許文献９】Dankers et al., Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003; PMSE, 88, 52, 2003
【非特許文献１０】ten Cate et al., Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003; Polymer Preprints, 2003, 44(1), 618
【発明の開示】
【００１９】
本発明の課題は、新規超分子生体吸収性又は生物医学用材料、及び、先行技術のものよりも優れた特徴を備える生物医学用材料の入手を目的とする前記材料の調製方法を提供することにある。具体的には、前記超分子生物医学用材料は、超分子コーティング組成物である。
【００２０】
本発明の別の課題は、その特徴（例えば、機械的特性、生体吸収、生物活性など）が容易に微調整されるという付加的な特徴を有する超分子生体吸収性又は生物医学用材料を提供することにある。したがって本発明は、以下の成分を含む超分子生体吸収性又は生物医学用材料：
（ａ）少なくとも２個の４Ｈ単位を含むポリマー；及び
（ｂ）生物活性化合物；
であって、
前記４Ｈ単位が、一般式（１）又は（２）
【００２１】
【化１】
【００２２】
（式中、Ｃ−Ｘｉ及びＣ−Ｙｉ結合は、それぞれ一重又は二重結合を表し、ｎは４又はそれ以上であり、Ｘｉは、それらに結合した対応する一般的形態（２）を含有するＨ架橋形成モノマー単位と水素架橋を形成するドナー又はアクセプタを表し、Ｘｉがドナーを表す場合はＹｉはアクセプタを表し、逆にＸｉがアクセプタを表す場合はＹｉはドナーを表す）で表されることを特徴とする超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関する。これら４Ｈ単位の構造は、参照により明示的に組み込まれる国際公開第９８／１４５０５号パンフレットにおいて、詳しく開示されている。
【００２３】
超分子材料が生体吸収性である場合、成分（ａ）は生体吸収性であることが好ましく、本発明によると、「生体吸収性の（bioresorbable）」及び「生体吸収（bioresorption）」との用語は、当業者であればわかるように、超分子生体吸収性ポリマーの細胞媒介性分解、酵素分解及び／若しくは加水分解、並びに／又は超分子生体吸収性ポリマーの生体組織からの除去などのプロセスを包含するものである。
【００２４】
また、生物活性化合物は、哺乳動物に生物学的又は生化学的な影響を誘導することが可能な、美容上及び／又は医薬上の活性を有する化合物と理解されるべきであるが、細胞及び細胞小器官のような生体系を含むものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
四重水素結合単位（４Ｈ単位）を含む超分子ポリマーを調べてみたところ、驚くべきことに、４Ｈ単位で修飾されていてもよい異なるポリマーを混ぜ合わせることにより、混合物の機械的特性だけではなく、その生分解挙動も改変され改善されることがわかった。また、４Ｈ単位で修飾されていてもよい生物活性化合物をこれらの材料に添加することができる。そのため、所望の生物活性化合物に混合することで、生体吸収性又は生物医学用材料に生物活性又は生化学的活性をもたせることになる。したがって、本発明によると、機械的特性が改善された生物活性又は生化学的活性材料の使用が可能になるとともに、かかる材料の生分解速度及び生物活性を別個に調整することができる。このように、超分子モジュール式のアプローチを用いることによって、新規生物活性、生体吸収性又は生物医学用材料の簡便化された設計方法及び調製方法が導入されるため、本発明は、生物医学用材料の従来の技術水準を超えるものである。
【００２６】
成分（ａ）
したがって、成分（ａ）は、ポリマー鎖に共有結合している少なくとも２個の４Ｈ単位、好ましくは２〜５０個の、より好ましくは３〜５０個の、さらに好ましくは３〜２０個の、最も好ましくは４〜１５個の４Ｈ単位を含むポリマーである。４Ｈ単位の結合位置は、ポリマー鎖の末端でもよく、ポリマー鎖の骨格でも、又はその両方でもよい。本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、例えば、異なる化学的性質のポリマー、異なる分子量のポリマー、及び／又は異なる数の４Ｈ単位をもつポリマーなど、成分（ａ）を２個以上含んでいてもよいのは、明らかである。成分（ａ）が、異なる化学的性質及び／又は異なる分子量の成分から構成されていることも可能である。
【００２７】
成分（ａ）は、生体吸収性ポリマーであることが好ましい。しかし、超分子生物医学用材料が超分子生物医学用コーティング組成物である場合は、成分（ａ）は、生体吸収性ではないほうがより好ましい場合がある。
【００２８】
成分（ａ）は、いかなる種類のポリマーでもよい。すなわち、キトサン、コラーゲン、線維素、又はプロテオグリカンなど、合成物由来のポリマーでも天然物由来のポリマーでもよい。しかし、成分（ａ）は、ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、（水素化）ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリカーボネート、ポリオルソエステル、多糖類、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリビニルピロリドン、及び（好ましくは、部分的にエステル化された）ポリビニルアルコール、又はポリビニルピロリドン／酢酸ビニルコポリマーなどの、これらのポリマーに由来するコポリマーからなる群から選択されることが好ましい。
【００２９】
本発明のより好ましい実施形態によると、成分（ａ）は、ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリシロキサン及びポリオルソエステルからなる群から選択される。さらに好ましくは、成分（ａ）は、ポリエーテル、脂肪族ポリエステル及びポリカーボネートからなる群から選択される。最も好ましくは、成分（ａ）は脂肪族ポリエステルである。
【００３０】
本発明のより好ましい別の実施形態では、成分（ａ）は、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、又は、これらのポリマーのコポリマーからなる群から選択される。
【００３１】
成分（ａ）の数平均分子量Ｍｎは、１００〜１０００００ダルトンの範囲内であることが好ましく、１００〜６００００ダルトンであることがより好ましく、８００〜４００００ダルトンであることがさらに好ましく、２０００〜３５０００ダルトンであることが最も好ましい。
【００３２】
成分（ａ）は、２個のヒドロキシ末端基、第一級アミノ末端基、又はそれらの組合せを有する比較的低分子量のポリマーから調製されることが好ましい。成分（ａ）は、２個のヒドロキシル末端基を有する比較的低分子量のポリマーから調製されることがより好ましい。２個のヒドロキシ末端基を有する比較的低分子量のポリマーの例として、以下のものが挙げられる：
（ｉ）ポリオキシアルキレン構造及びＯＨ末端基を有するポリエーテルジオール；
（ii）ＯＨ末端基を有するポリエステル及びコポリエステル；
（iii）ＯＨ末端基を有するポリカーボネート及びコポリカーボネート；
（iv）ＯＨ末端基を有するポリオルソエステル；
（ｖ）（水素化）ポリオレフィンジオール；及び
（vi）これらの好ましいポリマー（ｉ）〜（ｖ）の組合せを主成分とするポリマー及びコポリマー。
【００３３】
ポリマー（ｉ）の適切な例としては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレン−コ−プロピレン）グリコール（ランダム又はブロック）、ポリテトラメチレングリコールなどの、ポリオキシアルキレン構造及びＯＨ末端基を有するポリエーテルジオール類が挙げられる。ポリマー（ii）の例としては、例えばアジピン酸などのジカルボン酸類、及び１，６−ヘキサンジオール若しくはグリコールなどのジオール類の重縮合によって、又は、例えば乳酸などのヒドロキシ酸類の重縮合によって作られるポリエステル及びコポリエステルがあり；例えばε−カプロラクトン、グリコリド、ラクチド、δ−バレロラクトン、１，４−ジオキサン−２−オン、１，５−ジオキセパン−２−オン、オキセパン−２，７−ジオンなどの開環重合によって作られるポリエステル及びコポリエステルなどがある。ポリマー（iii）の例としては、例えば１，６−ヘキサンジオールを主成分とするポリカーボネート及びコポリカーボネート、例えば、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキセパン−２−オン、１，３−ジオキサノン−２−オン、１，３，８，１０−テトラオキサシクロテトラデカン−２，９−ジオンなどの開環重合によって作られるポリカーボネート及びコポリカーボネートがある。ポリマー（iv）の一例としては、例えば３，９−ジエチレン−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを主成分とするポリオルソエステルがある。ポリマー（ｖ）の例としては、ＯＨ官能基化ポリブタジエン及びＯＨ官能基化ポリ（エチレン−ブチレン）がある。ポリマー（vi）の一例としては、ポリカプロラクトンとポリエチレングリコールのＯＨ官能基化ブロックコポリマーがある。
【００３４】
２個のアミノ末端基を有する比較的低分子量のポリマーの例としては、Jeffamines（登録商標）（Huntsman社が製造及び販売するポリオキシアルキレンアミン）又はその他のポリエーテル、脂肪族ポリアミド若しくはポリシロキサンがある。
【００３５】
かかるポリマーは、２個のヒドロキシル末端基、第一級アミン末端基、又はそれらの組合せを有していること、及びその数平均分子量Ｍｎが５００〜１００００であることが好ましく、７５０〜７０００であることがより好ましい。
【００３６】
本発明の第一の好ましい実施形態によると、超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、成分（ｃ）が存在しない場合（下記参照）、５０．０〜９９．９９重量％の成分（ａ）及び０．０１〜５０．０重量％の成分（ｂ）を含んでいる。より好ましくは、超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、７０．００〜９９．９９重量％の成分（ａ）及び０．０１〜３０．００重量％の成分（ｂ）を含んでいる。最も好ましくは、超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、９０．００〜９９．９５重量％の成分（ａ）及び０．０５〜１０重量％の成分（ｂ）を含んでいる。これらの重量範囲はすべて、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対してのものである。
【００３７】
成分（ａ）は、例えば、線状（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又はポリマー骨格中に結合しているもの、及び／又はポリマー鎖にグラフトされているもの；星形（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が、何らかの形で、好ましくは末端基として、共有結合しているもの；樹状構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は樹状アーム中に結合しているもの；又は、（多官能性）分岐又は超分岐構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は分岐中に結合しているものなど、あらゆる種類の異なる構造を有していてもよい。（コ）ポリマーは、例えばランダム構造、ブロック構造、セグメント構造又はランダムセグメント構造などの微細構造であって、４Ｈ単位が、例えば末端に導入されている、ポリマー鎖に組み込まれている、又は骨格からグラフトされているなど、どのような形であれこのコポリマーに結合しているものなどの、あらゆる種類の微細構造を有していてもよい。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態においては、成分（ａ）は、（部分的に）４Ｈ単位で末端が官能基化された星形ポリマーを含み、又は成分（ａ）は、いくつかの４Ｈ単位がグラフトされた線状ポリマーを含み、又は成分（ａ）は、４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいる。４Ｈ単位数の範囲としては、先に開示したものが好ましい。
【００３９】
成分（ａ）は、４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることがより好ましい。成分（ａ）は、４Ｈ単位がポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることが最も好ましい。
【００４０】
好ましくは２００℃未満、より好ましくは１５０℃未満、最も好ましくは１００℃未満の温度で、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の溶融加工を行えるようにするために、又は、１０重量％を超える、好ましくは１５重量％を超える濃度の溶液から上記材料を加工するために、数平均分子量Ｍｎが比較的少ない、好ましくは１００〜１０００００の範囲内、より好ましくは、１００〜６００００、さらに好ましくは８００〜４００００、最も好ましくは２０００〜３５０００の成分（ａ）を用いることがさらに好ましい。
【００４１】
材料の親水性を高め、それにより超分子生体吸収性又は生物医学用材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、必要に応じ、イオン基又はイオノゲン基を成分（ａ）に組み込んでもよい。イオノゲン基としては、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、２，６−ビス（ヒドロキシメチル）−ピリジン及び２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−プロピオン酸が好ましい。
【００４２】
また、成分（ａ）は、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、１以上の親水性ポリマーブロックをそのポリマー鎖内に含んでいてもよい。こうした親水性ポリマーブロックは、数平均分子量Ｍｎが好ましくは２００〜５００００の、より好ましくは５００〜６０００のポリエチレングリコールポリマーに由来することが好ましい。
【００４３】
特に、成分（ａ）を用いて、本発明の超分子生体吸収性材料の機械的特性を調整することができる。本発明の好ましい実施形態においては、成分（ａ）の破断点伸びは、少なくとも１４０％である。本発明の別の好ましい実施形態においては、成分（ａ）は、Ｅモジュール＞３５ＭＰａである。
【００４４】
成分（ｂ）が有する４Ｈ単位が２個未満の場合に成分（ｂ）との釣り合いをとるために、成分（ａ）は平均して少なくとも３個の４Ｈ単位を含んでいることが好ましい。成分（ｂ）が有する４Ｈ単位は、必要に応じ超分子鎖ストッパーとして作用する。
【００４５】
４Ｈ単位
４Ｈ単位が、Ｘ１．．．Ｘ４及びＹ１．．．Ｙ４という配列で４個のドナー又はアクセプタを含むように、式（１）及び（２）においては、ｎ＝４であることが好ましい。４Ｈ単位は、自己相補的（すなわち、２個の水素結合単位が、ドナー及びアクセプタについて同等の配列を有する）であってもよく、非自己相補的（すなわち、２個の水素結合単位が、ドナー及びアクセプタについて２つの異なる配列を有する）であってもよい。４Ｈ単位は、２個の連続したドナーの後に２個の連続したアクセプタを含んでいることが好ましい。すなわち、Ｘ１及びＸ２がドナーで、Ｘ３及びＸ４がアクセプタであることが好ましい。かかるドナー及びアクセプタは、Ｏ、Ｓ、及びＮ原子であることが好ましい。４Ｈ単位は、参照により明示的に組み込まれる国際公開第９８／１４５０５号パンフレット及び米国特許第６３２００１８号明細書にて、詳しく開示されている。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態によると、４Ｈ単位は、一般式（３）又は（４）、及びその互変異性体を有し
【００４７】
【化２】
【００４８】
［式中、Ｘは、置換基Ｒ８を備えた窒素原子又は炭素原子、好ましくは窒素原子であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ８は、以下の（ａ）〜（ｉ）からなる群から独立して選択される：
（ａ）水素；
（ｂ）Ｃ１〜Ｃ２０アルキル；
（ｃ）Ｃ６〜Ｃ１２アリール；
（ｄ）Ｃ７〜Ｃ１２アルカリル；
（ｅ）Ｃ７〜Ｃ１２アルキルアリール；
（ｆ）式（５）を有するポリエステル基
【００４９】
【化３】
（５）
【００５０】
（式中、Ｒ４及びＹは、水素及びＣ１〜Ｃ６直鎖又は分岐アルキルからなる群から独立して選択され、ｎは、１〜６であり、ｍは、１０〜１００である。）；
（ｇ）式（６）記載の１〜４個のウレイド基で置換されたＣ１〜Ｃ１０アルキル基
Ｒ５−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−
（６）
（式中、Ｒ５は、水素及びＣ１〜Ｃ６直鎖又は分岐アルキルからなる群から選択される。）；
（ｈ）式（７）を有するポリエーテル基
【００５１】
【化４】
（７）
【００５２】
（式中、Ｒ６、Ｒ７及びＹは、水素及びＣ１〜Ｃ６直鎖又は分岐アルキルからなる群から独立して選択され、ｏは、１０〜１００である。）；
（ｉ）１〜５０個、好ましくは１〜１０個のアミノ酸の配列からなるオリゴペプチド基。］、
前記４Ｈ単位は、Ｒ１、Ｒ２及び／又はＲ３を介して（Ｒ１、Ｒ２又はＲ３が直接結合を表すように）、（ａ）〜（ｈ）に記載の側鎖を独立して表している他のＲ基と共にポリマー骨格に結合している。
【００５３】
本発明によると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ８は、先に開示した（ａ）〜（ｈ）の基からなる群から独立して選択されることが好ましい。
【００５４】
第一の好ましい実施形態においては、４Ｈ単位が、Ｒ１を介して（Ｒ１が直接結合を構成するように）ポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ２及びＲ３は独立して、先に定義した（ａ）〜（ｉ）の基のいずれかであり、好ましくは（ｂ）の基であり、より好ましくは２−エチルペンチル又はメチルであり、最も好ましくはメチルである。最も好ましくは、４Ｈ単位が、Ｒ１を介してポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ２は先に定義した（ａ）〜（ｈ）の基のいずれかであり、より好ましくは（ｂ）の基であり、さらに好ましくは２−エチルペンチル又はメチルであり、最も好ましくはメチルであり、Ｒ３は水素である。
【００５５】
第二の好ましい実施形態においては、４Ｈ単位が、Ｒ１及びＲ２を介して（Ｒ１及びＲ２が直接結合を構成するように）ポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ３は先に定義した（ａ）〜（ｉ）の基のいずれかであり、好ましくは（ａ）又は（ｂ）の基であり、より好ましくは（ａ）の基である。
【００５６】
第三の好ましい実施形態においては、４Ｈ単位が、Ｒ１及びＲ３を介して（Ｒ１及びＲ３が直接結合を構成するように）ポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ２は先に定義した（ａ）〜（ｉ）の基のいずれかであり、好ましくは（ｂ）の基であり、より好ましくは２−エチルペンチル又はメチルであり、最も好ましくはメチルである。この第三の好ましい実施形態は、第一及び第二の好ましい実施形態よりも好ましい。
【００５７】
当業者にとっては明らかなことだが、先に定義した（ｂ）〜（ｉ）の基は、必要に応じて直鎖状であっても、分岐状であっても、環状であってもよい。
【００５８】
成分（ｂ）
さらに、本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、生物活性化合物を成分（ｂ）として含んでいる。成分（ｂ）は、少なくとも１個から多くとも１０個まで、好ましくは１〜４個、最も好ましくは２〜４個の４Ｈ単位を備えた生物活性化合物からなる群から選択されることが好ましい。これらの４Ｈ単位は、かかる生物活性化合物に共有結合している。
【００５９】
先に開示した通り、成分（ｃ）が存在しない場合（下記参照）、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対する成分（ｂ）の量は０．０１〜５０．００重量％であり、成分（ａ）の量は５０．００〜９９．９９重量％である。本実施形態によると、成分（ａ）の重量範囲は７０．００〜９９．９９重量％であることが好ましく、９０．００〜９９．９５重量％であることがさらに好ましいのに対し、成分（ｂ）の重量範囲は０．０１〜３０重量％であることが好ましく、０．０５〜１０．００重量％であることがさらに好ましい。これらの重量範囲はすべて、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対してのものである。また、成分（ｂ）は、１以上の異なる生物活性化合物を含んでいてもよい。
【００６０】
生物活性化合物は、先に開示したように生物活性を示すものであれば、どのような化合物でもよい。本明細書で使用する「生物活性化合物」は、生物医学的に関連のある化合物を含むものである。そうした化合物はさらに、治療上、診断上、美容上、医薬上、及び予防上の効果を提供し、組織増殖、細胞増殖、細胞分化、細胞シグナリング、細胞ホーミング、タンパク質吸収に作用する又は関与する化合物、すなわち、生物学的作用を引き起こせる可能性、又は１以上の生物学的プロセスにおいて他の何らかの役割を果たせる可能性のある化合物を提供する。そのような化合物としては、抗菌剤（抗細菌剤及び抗真菌剤を含む）、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤、抗血栓剤、抗凝固剤、平滑剤、造影剤（imaging agents）、薬剤、医薬品、ホルモン、免疫原性薬剤、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、（蛍光）染色剤、造影剤（contrast agents）、例えば一本鎖又は二本鎖ＤＮＡ及び一本鎖又は二本鎖ＲＮＡなどの核酸、脂質、リポ多糖類、（多）糖類、ビタミン、並びに一般的なペプチド、ポリペプチド及びタンパク質、生物学的に関連する分子を標的としたビオチン化化合物その他の化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６１】
本発明に記載の成分（ｂ）として使用可能な、非制限的で、好ましく、重要な種の群は、ペプチド、多糖類及びタンパク質によって形成されている。当業者には周知のことであるように、ペプチドには、オリゴペプチド及びポリペプチドに加えて、ジペプチド、トリペプチド及びテトラペプチドも含まれる。
【００６２】
好ましい実施形態においては、成分（ｂ）は、成長因子、抗菌剤、トロンビン阻害剤、又は抗血栓剤を含んでいる。成長因子は、生細胞の成長、増殖及び／又は分化に対して有益な効果を及ぼすタンパク質又はペプチドと定義されている。本発明のより好ましい実施形態によると、超分子生体吸収性材料は、成長因子がポリマーに非共有結合している組織工学用の骨格として有利に用いられる。
【００６３】
成長因子の好適な例としては、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、上皮成長因子（ＥＧＦ）などの上皮成長因子、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）、神経成長因子（ＮＧＦ）、骨由来成長因子（ＢＤＧＦ）などの線維芽細胞成長因子、形質転換成長因子−ベータ１（ＴＧＦ−ベータ１）などの形質転換成長因子、及びヒト成長ホルモン（ｈＧＨ）が挙げられる。
【００６４】
超分子材料が超分子生物医学用材料である場合、別の好ましい実施形態によると、かかる材料は、抗血栓剤がポリマーに非共有結合している生物医学用コーティング組成物として用いられる。好ましい抗血栓剤の例としては、ヘパリン、ヘパリン類似体、ヘパリン複合体、及び硫酸化グリコサミノグリカン部分を含む分子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、抗血栓剤は、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第０２／３４３１２号パンフレットに開示されている、１以上のポリマーに共有結合しているヘパリンであってもよい。好ましい抗血栓剤のクラスは、ヘパリン、ヘパリン類似体、ヘパリン複合体、硫酸化グリコサミノグリカン部分を含む分子、及び国際公開第０２／３４３１２号パンフレットに開示されているヘパリン化ポリマーからなるものである。
【００６５】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料に含まれていると有利な場合があるペプチド又はタンパク質の別の例として、例えば、毒素、ウィルス表面抗原又はウィルスの一部、細菌表面抗原又は細菌の一部、疾患を引き起こす寄生生物の表面抗原又は寄生生物の部分、イムノグロブリン、抗毒素、抗原などの免疫原性ペプチド又は免疫原性タンパク質が挙げられる。
【００６６】
ペプチド、多糖類及びタンパク質の熱不安定性を考慮すると、本発明の方法は、ペプチド、多糖類及びタンパク質をロード（load）した材料の調製に特に有用なものであるが、超分子生体吸収性又は生物医学用材料にペプチド、多糖類及びタンパク質以外の物質をロードすることも可能であることは、明らかである。組み込まれる可能性のあるそのような生物活性剤としては、非ペプチド性薬剤、非多糖類性薬剤及び非タンパク質性薬剤、並びに無機化合物がある。本発明の範囲内において、ポリマー性質を有する薬剤を組み込むことは可能であるが、１５００未満、又は５００未満という比較的少ない分子量の薬剤又はビタミンを組み込むことも可能である。
【００６７】
組み込まれる可能性のある非ペプチド性薬剤、非多糖類性薬剤又は非タンパク質性薬剤の例として、以下のものが挙げられる：抗腫瘍剤、抗生物質又は血液療法剤などの抗菌剤、抗真菌剤、抗ウィルス剤、抗炎症剤、抗痛風薬、中枢性鎮痛剤、局所麻酔剤、中枢性筋肉弛緩剤、ホルモン及びホルモン拮抗薬、ミネラルコルチコステロイド又はグルココルチコステロイドなどのコルチコステロイド、アンドロゲン、エストロゲン、プロゲスチン。
【００６８】
組み込まれる可能性のある無機化合物の例としては、活性酸素捕捉剤、又はアパタイト若しくはヒドロキシアパタイトなどの骨抽出物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
成分（ｂ）をそれ自体として用いること、又は、１以上の４Ｈ単位で化学修飾することができる。この化学修飾は、例えば、スクシンイミドエステル、スルフヒドリル反応性薬剤、アジド、（チオ）イソシアネート、カルボジイミド、アルデヒド、若しくはＣｕ（Ｉ）触媒Huisgen［２＋３］型双極子環化付加反応などを用いた結合方法として、通常の有機合成手順により行うことが可能であり、又は、当業者に周知の通常の固体合成手順により行うことが可能である。また、ペプチド及びタンパク質の場合は、Ｃ末端チオエステルと、Ｎ末端システインを備えた４Ｈ単位とを含むペプチド又はタンパク質を用いたネイティブ化学ライゲーションを利用して、こうした化学修飾を行うことができる。ネイティブ化学ライゲーションは、当業者に周知である。
【００７０】
必要に応じ、インビボで開裂可能な（生）分解性リンカーを介して４Ｈ単位を成分（ｂ）に結合させることができる。そのような方法で、例えば、治療効果を増大させるために、ネイティブ成分（ｂ）を材料から徐々に放出させる。開裂可能なリンカーの例としては、システインプロテアーゼによるペプチドＧｌｙ−Ｐｈｅ−Ｌｅｕ−Ｇｌｙの開裂のように、酵素活性により開裂するエステル又はオリゴペプチドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７１】
また、超分子生体吸収性又は生物医学用材料には、２以上の異なる成分（ｂ）が存在していてもよい。このことは、生物活性が多価相互作用及び／又は相乗的相互作用に基づいている場合、特に有益である。そのような相互作用の例としては、ＲＧＤペプチドとＰＨＳＲＮペプチドの組合せにより有利に媒介される細胞接着が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００７２】
成分（ｃ）
本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、第三の成分（ｃ）も含んでいることが好ましく、かかる第三の成分（ｃ）とは、生体吸収性ポリマーである。
【００７３】
この生体吸収性ポリマーが、１個から多くとも５０個まで、好ましくは１〜３０個、より好ましくは２〜２０個、最も好ましくは４〜２０個の４Ｈ単位を含んでいることが好ましい。これらの４Ｈ単位は、ポリマー鎖に共有結合している。本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、例えば異なる化学的性質及び／又は異なる分子量をもつ、異なる種類の成分（ｃ）を含むことは明らかに可能であり、異なる数の４Ｈ単位を包含することも可能である。また、これらのポリマーが、異なる化学的性質及び／又は異なる分子量をもつ元素から構成されていることも明らかに可能である。
【００７４】
成分（ｃ）は、どのような生体吸収性ポリマーであってもよい。しかし、成分（ｃ）は、ポリエーテル（好ましくは脂肪族）、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアミド（好ましくは脂肪族；例えば、ポリペプチド）、ポリカーボネート（好ましくは脂肪族）、ポリオルソエステル、多糖類、（好ましくは部分的にエステル化された）ポリビニルアルコールからなる群から選択されることが好ましい。成分（ｃ）は、脂肪族ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、脂肪族ポリカーボネート、脂肪族ポリオルソエステル、多糖類、及び部分的にエステル化されたポリビニルアルコールからなる群から選択されることがさらに好ましい。
【００７５】
本発明の別の実施形態においては、成分（ｃ）は、例えば先に開示した好ましいポリマー群の組合せなど、ポリマーの種類のいかなる組合せも含むものである。本発明の好ましい実施形態によると、ポリマー骨格は、例えば、酸化エチレン、酸化プロピレン又はテトラヒドロフランを主成分とする多糖類、ポリエーテル及びコポリエーテル；例えば、アジピン酸、グリコールなどのジオール類、又は乳酸などのヒドロキシ酸類を主成分とする重縮合により作られるポリエステル及びコポリエステル；例えば、ε−カプロラクトン、グリコリド、ラクチド、δ−バレロラクトン、１，４−ジオキサン−２−オン、１，５−ジオキセパン−２−オン、オキセパン−２，７−ジオンを主成分とする開環重合により作られるポリエステル及びコポリエステル；例えば、１，６−ヘキサンジオールポリカーボネートを主成分とするポリカーボネート及びコポリカーボネート；例えば、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキセパン−２−オン、１，３−ジオキサノン−２−オン、１，３，８，１０−テトラオキサシクロテトラデカン−２，９−ジオンを主成分とする開環重合により作られるポリカーボネート及びコポリカーボネート；例えば、３，９−ジエチレン−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを主成分とするポリオルソエステル；これらの好ましいポリマーの組合せを主成分とするポリマー及びコポリマーからなる群から選択される。また、これらの好ましいポリマーの異なる組合せも、成分（ｃ）中に存在可能である。
【００７６】
成分（ｃ）の数平均分子量Ｍｎは、１００〜１０００００ダルトンの範囲内であることが好ましく、１００〜６００００ダルトンであることがより好ましく、８００〜４００００ダルトンであることがさらに好ましく、２０００〜３５０００ダルトンであることが最も好ましい。
【００７７】
成分（ｃ）は、線状（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又はポリマー骨格中に結合しているもの、及び／又はポリマー鎖にグラフトされているもの；星形（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が、何らかの形で、好ましくは末端基として、共有結合しているもの；樹状構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は樹状アーム中に結合しているもの；又は、（多官能性）分岐又は超分岐構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は分岐中に結合しているもの、好ましくは末端基として結合しているものなど、あらゆる種類の異なる構造を有することができる。コポリマーは、例えばランダム構造、ブロック構造、セグメント構造又はランダムセグメント構造などの微細構造であって、４Ｈ単位が、例えば末端に導入されている、ポリマー鎖に組み込まれている、又は骨格からグラフトされているなど、どのような形であれこのコポリマーに結合しているものなどの、あらゆる種類の微細構造を有することができる。
【００７８】
成分（ｃ）は、（部分的に）４Ｈ単位で末端が官能基化された星形ポリマー、いくつかの４Ｈ単位がグラフトされた線状ポリマー、又は４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることが好ましい。成分（ｃ）は、４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることがより好ましい。成分（ｃ）は、４Ｈ単位がポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることが最も好ましい。
【００７９】
成分（ａ）のように、材料の親水性を高め、それにより材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、必要に応じ、イオン基又はイオノゲン基を成分（ｃ）に組み込んでもよい。好ましいイオノゲン基が、成分（ａ）用に開示されている。また、成分（ｃ）は、材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、１以上の親水性ポリマーブロックをそのポリマー鎖内に含んでいてもよい。こうした親水性ポリマーブロックは、数平均分子量Ｍｎが好ましくは２００〜５００００の、より好ましくは５００〜６０００のポリエチレングリコールポリマーに由来することが好ましい。
【００８０】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料の調製方法
本発明は、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の調製方法も提供する。この方法は、主に超分子生体吸収性又は生物医学用材料の機械的強度の成因となる成分（ａ）と、主に超分子生体吸収性又は生物医学用材料の生物活性の成因となる成分（ｂ）とを混ぜ合わせるものである。本発明の好ましい実施形態によると、この方法は、成分（ａ）、成分（ｂ）及び成分（ｃ）を混ぜ合わせるものであって、後者は、主に超分子生体吸収性又は生物医学用材料の生体吸収を改変する及び／又は生体吸収の成因となる。成分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を混ぜ合わせることにより、所望の材料特性を備えた超分子生体吸収性又は生物医学用材料がもたらされる。特に、全成分が４Ｈ単位を含む場合には、それらはすべて、混合物中の異なる成分間の強い物理的相互作用に強力に貢献することになる。それゆえに本発明によると、これら３つの成分（ａ）〜（ｃ）のすべてが少なくとも１個の４Ｈ単位を有していることが特に好ましい。全成分の混合は、従来のプロセス、すなわち、溶液加工若しくは溶融加工、又は両者の組合せにより、行うことができる。
【００８１】
異なる成分の超分子混合という概念は、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の生分解挙動の調整をも可能にするものである。というのは、この挙動は、添加した全成分の分解挙動によって決定するためである。
【００８２】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料の調製及び加工
超分子モジュール式アプローチによると、異なる３つの方法により超分子生体吸収性又は生物医学用材料を入手することができる：方法（ｉ）は、異なる成分（ａ）、（ｂ）及び必要に応じ（ｃ）を互いに混ぜ合わせ、その際に、これらの成分が溶解又は分散している、好ましくは溶解している、１以上の溶媒からなる培地を共に混ぜ合わせるものである。この第一の方法（ｉ）に続いて、当該技術で周知の溶解ポリマー用のプロセスを行うことが好ましい。
【００８３】
第二の方法（ii）は、高温の、好ましくは４０℃〜１５０℃（下記参照）のバルク中で異なる成分（ａ）、（ｂ）及び必要に応じ（ｃ）を互いに混ぜ合わせるものである。この第二の方法（ii）に続いて、当該技術で周知のポリマー用の無溶媒プロセスを行うことが好ましい。
【００８４】
第三の方法（iii）は、方法（ｉ）と方法（ii）とを組み合わせたものである。したがって、方法（iii）は、例えば、先に方法（ｉ）にしたがって成分（ｂ）と成分（ｃ）とを混ぜ合わせ、続いて方法（ii）にしたがって成分（ａ）と、成分（ｂ）と（ｃ）との混合物とを混ぜ合わせるものである。あるいは、方法（iii）は、先に方法（ｉ）にしたがって成分（ａ）と成分（ｂ）とを混ぜ合わせ、続いて方法（ii）にしたがって成分（ｃ）と、成分（ａ）と（ｂ）との混合物とを混ぜ合わせるものである。他の代替案については、当業者であれば明白なことであろう。
【００８５】
本発明の特に好ましい実施形態によると、方法（ｉ）及び（ii）は、成分（ａ）及び／又は（ｃ）のインサイチュでの調製を含むものである。
【００８６】
方法（ｉ）による加工は、異なる成分の溶解度に応じて、有機溶媒又は水性培地から行うことができる。水、アセトン、メチルエチルケトン、ＴＨＦ、ＤＭＳＯ、ＮＭＰ、超臨界ＣＯ２、又はエタノールなどの脂肪族アルコール類などの、生物医学的用途に許容可能な溶媒又は溶媒の混合物を用いることが好ましい。溶媒キャスティング、ディップコーティング、凍結乾燥、析出キャスティング（precipitation casting）、スプレーコーティング、塗装、ロールコーティング、起泡、溶媒紡糸、湿式紡糸、電気紡糸、ミクロ接触印刷、インクジェット印刷、微粒子溶出法、相分離法又は乳化などのプロセスにより、超分子生体吸収性又は生物医学用材料を入手することが好ましい。
【００８７】
超分子材料が生物医学用コーティング組成物の場合、コーティングプロセス用の溶液について所望の粘度が得られるように、溶媒の選択を行うべきであり、好ましくは、極性溶媒を用いてポリマー間の水素結合を減少させるべきである。また、コーティング後の溶媒からの除去を容易にするために、溶媒は沸点が低いことが好ましく、溶媒（又は溶媒混合物）は、限定的な毒性しかもたないことが好ましい。したがって、超分子材料の乾燥がコーティングプロセス後に必要となり、乾燥後は、水又はｐＨ緩衝液を含む水で徹底的に洗浄することが好ましい。
【００８８】
当業者には周知のように、超分子材料をコーティングとしてこの基質に塗布する場合、基質表面を清浄にするには特別な注意を払う必要がある。クロム酸、水酸化ナトリウム水溶液及び発煙硫酸の使用などの液体エッチング技術、又はプラズマエッチング技術により、基質の湿潤性を高めることができる。
【００８９】
方法（ii）による加工は、成分を加工できるほど十分に高い温度ではあるが、異なる成分、特に成分（ｂ）の分解を妨げるほどには高すぎない温度で行われる。加工温度は、４０℃〜１５０℃であることが好ましく、５０℃〜１２０℃であることが最も好ましい。押出、反応押出、マイクロ押出、溶融堆積、モデリング、成形、ラミネート加工、フィルムブローイング、反応射出成形（ＲＩＭ）、紡糸技術、ラピッドプロトタイピング、又はコーティングの熱若しくは光硬化により、超分子生体吸収性又は生物医学用材料を入手することが好ましい。
【００９０】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料中の成分（ａ）の量は、成分（ｃ）が存在しない場合、５０．００〜９９．９９重量％であることが好ましい。この実施形態によると、成分（ａ）の存在量が７０．００〜９９．９９重量％であることがより好ましく、９０．００〜９０．９５重量％であることが最も好ましい。
【００９１】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料中の成分（ｂ）の量は、成分（ｃ）が存在しない場合、０．０１〜５０．００重量％であることが好ましい。この実施形態によると、成分（ｂ）の存在量が０．０１〜３０．００重量％であることがより好ましく、０．０５〜１０．００重量％であることが最も好ましい。
【００９２】
成分（ａ）
本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料に成分（ｃ）が存在する場合、成分（ａ）〜（ｃ）の好ましい重量比は以下の通りである：（ａ）が２０〜５９．９９重量％、（ｂ）が０．０１〜４０．００重量％、及び（ｃ）が０．０１〜４０．００重量％。より好ましくは、成分（ａ）〜（ｃ）の好ましい重量比は、（ａ）が４０．００〜６９．９９重量％、（ｂ）が０．０１〜３０．００重量％、及び（ｃ）が０．０１〜３０．００重量％である。超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関して本明細書に組み入れた重量パーセンテージはすべて、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対してのものである。
【００９３】
凍結乾燥、例えば塩又は糖を用いた微粒子溶出、及び電子紡糸などの当該技術で周知の技法により、本発明の超分子生体吸収性材料から、高度に多孔質の構造を得ることが可能である。高度に多孔質の（相互連結）構造又は不織布は、細胞接着又は増殖にとって有益であり、骨格内での組織の成長を可能にするものである。こうした構造は、例えば、人工器官又はインプラントとして、組織工学に用いる多孔質骨格として使用できる。
【００９４】
必要に応じ、超分子生体吸収性又は生物医学用材料を用いて、ヒドロゲル、すなわち、その内部の液体が水であるゲルを調製することができる。当業者は、製剤中の成分（ａ）及び必要に応じ（ｃ）における親水性及び疎水性成分の比率のバランスを取ることにより、ヒドロゲルを得ることが可能である。ヒドロゲル材料は水分含有量が高く、そのため、組織内の細胞外マトリックスの異なる役割を模倣する可能性がある。結果的に、制御下での薬剤送達、送達マトリックスとして、又はコーティングとしてなど、ヒドロゲルは、生物医学的応用において多く利用されている。
【００９５】
本発明によると、（ａ）、（ｂ）又は必要に応じ（ｃ）以外の付加的原材料、例えば抗酸化剤及びｐＨ緩衝剤といった当該技術で周知の賦形剤などを、材料に添加してもよい。
【００９６】
応用
本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、生物医学的応用に関連した応用に適していることが好ましい。特に超分子生体吸収性材料は、薬剤の放出制御又は医療用画像化技術（例えばＭＲＩ）に有用であるだけではなく、化粧品への応用、並びに除草剤及び害虫駆除などの農業への応用にも有用である。
【００９７】
一方、生物医学用材料は、組織工学用材料、人工器官又はインプラント製造用材料として、特に適している。超分子生物医学用材料は、薬剤の放出制御を行う場合の生物医学用コーティング、抗血栓作用又は抗菌作用を有する生物医学用コーティング、平滑性に優れた生物医学用コーティングに有用であることが、より好ましい。生物医学用コーティングを、人工器官、インプラント、ステント、カテーテル、又はその他の、生体組織と接触する医療器具に塗布することができる。より好ましい別の応用によると、超分子生物医学用材料は、美容整形及び形成手術用の充填材として有用である。
【００９８】
実施例
以下の非限定的実施例により、本発明の好ましい実施形態についてさらに説明する。特に記載のない場合、化学品はAldrich社より入手している。
【実施例１】
【００９９】
実施例１：ＵＰｙ１の調製
１，６−ヘキシルジイソシアネート（６５０ｇ）及びメチルイソシトシン（又は２−アミノ−４−ヒドロキシ−６−メチル−ピリミジン、６５．１ｇ）を、容量２リットルのフラスコ内で懸濁した。混合液を、アルゴン雰囲気下、１００℃にて一晩攪拌した。室温まで冷却した後、攪拌を続けながら、１リットルのペンタンを懸濁液に添加した。生成物を濾過し、ペンタンで数回洗浄して、真空乾燥を行った。白色粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１（１Ｈ）、１１．８（１Ｈ）、１０．１（１Ｈ）、５．８（１Ｈ）、３．３（４Ｈ）、２．１（３Ｈ）、１．６（４Ｈ）、１．４（４Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）。２９３５、２２８１、１６９８、１６６８、１５８２、１５２４、１２５６。
【実施例２】
【０１００】
実施例２：ＵＰｙ２の調製
２−アミノ−４−ヒドロキシ−５−（２−ヒドロキシエチル）−６−メチル−ピリミジン（１２グラム）を、ＩＰＤＩ（１５０ｍＬ）中に懸濁し、アルゴン雰囲気下、９０℃にて一晩攪拌した。透明な溶液となった。かかる溶液を冷却し、ヘキサン中で沈殿させた。固形物を濾過し、別のヘキサン中で攪拌した後、濾過、ヘキサンでの洗浄、及び残渣の乾燥により、生成物を単離した。収率：９８％。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１（１Ｈ）、１１．９（１Ｈ）、１０．２（１Ｈ）、４．８〜４．５（１Ｈ）、４．２（２Ｈ）、４．０〜３．２（３Ｈ）、３．１〜２．９（３Ｈ）、２．７（２Ｈ）、２．３（３Ｈ）、１．９〜１．６（４Ｈ）、１．４〜０．８（２６Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）。２９５４、２２５４、１６９０、１６６４、１６３７、１５９０、１５３２、１４６１、１３６４、１３０７、１２５７、１０３４、７９１。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ、［Ｍ＋］＝６１４、［Ｍ＋Ｎａ＋］＝６３６。
【実施例３】
【０１０１】
実施例３：ＵＰｙ３の調製
メチルイソシトシン（１０ｇ）とカルボジイミダゾール（２０．７ｇ）との混合物を含む無水（dried）ＤＭＳＯ（５０ｍＬ）を加熱し、アルゴン雰囲気下、１００℃にて２時間攪拌した。結果として得られた固形物を濾過し、フィルター中に白色粉末が残るまで、無水（dry）アセトンで洗浄した。その後、かかる粉末に真空乾燥を行い、Ｐ２Ｏ５で保存した。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３１７４、１７０１、１６４４、１６００、１４７９、１３７５、１３２０、１２７６。
【実施例４】
【０１０２】
実施例４：ＵＰｙ４の調製
５ｍＬのクロロホルムに、６−（２−エチルペンチル）イソシトシン（０．４２ｇ）を溶解させた。この透明な溶液に、１，１−カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）（０．７１ｇ）を添加した。反応混合液を室温で３時間攪拌した。混合液全体に対し、塩水での抽出を３回行った。水層を結合させ、クロロホルムで抽出した。結合させたクロロホルム層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過した。残った有機層を減圧下で乾燥させ、収率６６％にて淡黄色の粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．８（１Ｈ）、７．６（１Ｈ）、７．１（１Ｈ）、５．８（１Ｈ）、２．５（１Ｈ）、１．７（４Ｈ）、１．３（４Ｈ）、１．０（３Ｈ）、０．９（３Ｈ）。
【実施例５】
【０１０３】
実施例５：ＵＰｙ５の調製
１５ｍＬのＴＨＦ中で、ＵＰｙ３（０．９ｇ）と１，６−ジアミノヘキサン（０．５４ｇ；１．１等量）を室温で７２時間攪拌した。かかる混合液を、アルゴン下に置いておいた。エタノール（２５ｍＬ）を添加し、懸濁液を３０分間攪拌した。固形物を濾過し、１０ｍＬのエタノールで数回洗浄し、乾燥させた。結果として０．８６ｇの２（６−アミノヘキシルアミノカルボニルアミノ）−６−メチル−４［１Ｈ］ピリミジノンを得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、１滴のＣＨ３ＣＯＯＨを含むＤ２Ｏ）：δ＝５．９（１Ｈ）、３．２（２Ｈ）、２．９（２Ｈ）、２．２（３Ｈ）、１．７−１．２（８Ｈ）。
【実施例６】
【０１０４】
実施例６：ＵＰｙ６の調製
メチルイソシトシン（５．２グラム）をイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ、５０ｍＬ）に添加した後、アルゴン雰囲気下、９０℃にて３日間攪拌した。結果として得られた透明な溶液を、ヘプタン中で沈殿させた。白色の粘性物質を回収し、１５０ｍＬのヘプタン中で加熱して、氷上で冷却し、濾過した。白色の残渣について同じ手順をもう１回繰り返し、１単位のＩＰＤＩを有するウレイドピリミジノンからなる白色粉末を得た。この生成物（１０．２２ｇ）をクロロホルム（２０ｍＬ）に溶解させ、その後、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ、３．６ｍＬ）及び１滴のジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）を添加した。混合液を、オイルバス温度６５℃にて４時間攪拌し、その後、冷却して濾過した。濾過物を濃縮して過剰のジエチルエーテル中に滴下した。沈殿物を濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した。真空乾燥を行い、固形生成物を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１（１Ｈ）、１１．７〜１２．０（１Ｈ）、９．８−１０．０（１Ｈ）、６．４（１Ｈ）、６．２（１Ｈ）、５．８（２Ｈ）、５．２（１Ｈ）、４．３（４Ｈ）、４．１〜３．６（１Ｈ）、３．１〜２．９（２Ｈ）、２．１（３Ｈ）、２．０（３Ｈ）、１．８〜１．５（２Ｈ）、１．４〜０．８（１３Ｈ）１．９（３Ｈ）、１．７〜１．２（８Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν３２１２、２９５４、１６９７、１６６０、１５７２、１５２０、１２４２、１１６５。
【実施例７】
【０１０５】
実施例７：４Ｈ単位を備えたポリマーＩ
テレケリックヒドロキシ末端ＰＥＯ−６０００（１０．２０ｇ）を、三つ口フラスコ内において真空中で１２０分間、１２０℃に加熱し、その後、８０℃に冷却した。ＵＰｙ２（１．２５ｇ）及び２滴のジブチル錫ジラウレートを溶解させたトルエン（４０ｍＬ）をポリマー融液に添加し、アルゴン下、８０℃にて、溶液を一晩攪拌した。反応混合液を４０ｍＬのＴＨＦで希釈し、ジエチルエーテル中に沈殿させた。物質は白色（半結晶状）で、弾性及び頑強性がある。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ）：δ４．１、３．６、２．８、２．２、１．８〜１．４、１．２〜０．８。
【実施例８】
【０１０６】
実施例８：４Ｈ単位を備えたポリマーII
分子量が１２５０Ｄのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（２５．９ｇ、真空乾燥）、ＵＰｙ２（１０．９ｇ）及び２滴のジブチル錫ジラウレートを無水酢酸エチル（１３０ｍＬ）に溶解させ、オイルバス温度７０℃にて一晩攪拌した。翌日、酢酸エチル（７０ｍＬ）及びエタノール（５０ｍＬ）を反応混合液に添加し、その後、エタノール中で沈殿させた。沈殿物の乾燥後、ポリマーを単離し、弾性物質を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１２．０、１０．１、４．５〜３．８、３．０、２．６〜２．２、２．０〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝８．８ｋＤ、Ｄ＝２。
【実施例９】
【０１０７】
実施例９：４Ｈ単位を備えたポリマーIII
テレケリックヒドロキシ末端ＰＥＯ−３０００（１２．７８ｇ）を、三つ口フラスコ内において真空中で３０分間、１２０℃に加熱し、続いて、５滴のジブチル錫ジラウレート及びＵＰｙ１（２．５１ｇ）を添加した。その後、この不均一反応混合液をアルゴン雰囲気下において機械式攪拌装置で攪拌し、１４０℃に加熱した。１４０℃で１０分間攪拌した後、透明で均一な粘液を得た。冷却後、この液体を単離して、硬質で脆弱な白色物質を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１１．９、１０．１、５．８、５．０、４．２、３．８〜３．３、３．２、３．１、２．１、１．６〜１．２。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２８８２、１６９８、１６６３、１５８８、１５２７、１４６６、１３４２、１１００、９６２、８４１。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝２．９ｋＤ、Ｄ＝１．２。
【実施例１０】
【０１０８】
実施例１０：４Ｈ単位を備えたポリマーIV
粘度が１００〜１２０ｃＳｔであって、ビス（アミノプロピル）で末端が封鎖されたポリシロキサンＤＭＳ−Ａ２１を、Gelest社より入手した。ＤＭＳ−Ａ２１（１４．７ｇ）を含むテトラヒドロフラン（２００ｍＬ）の溶液に、ＵＰｙ３（１．５ｇ）を添加した。その後、この混合液をオイルバス温度８０℃に加熱し、この温度にて、アルゴン雰囲気下で１６時間攪拌した。反応混合液にクロロホルム（２００ｍＬ）を添加し、その後、反応混合液をシリカで濾過した。透明な濾過液を塩化ナトリウム飽和水溶液で２回洗浄した。有機画分をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、真空乾燥を行い、オフホワイトで透明感のある弾性物質を得た。分子量（Ｍｎ）は５．０ｋｇ／モル；ゲル浸透クロマトグラフィー（ポリスチレン標準）で確認した分子量分布は１．８である。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１１．９、１０．２、５．９、３．３、２．３、１．６、０．６、０．４〜−０．１。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２９６１、１６９８、１６５９、１５８７、１５２７、１２５８、１０１０、７８０。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｗ＝８．１ｋＤ。
【実施例１１】
【０１０９】
実施例１１：４Ｈ単位を備えたポリマーＶ
Kraton Polymers社製のクラトンＬ−２２０３（平均分子量Ｍｎ＝３４００、１０ｇ）を、無水トルエン（１００ｍＬ）中に溶解させた。この混合液に、ＵＰｙ１（１．７５ｇ）及び２滴のジブチル錫ジラウレートを添加し、その後、混濁混合液を、アルゴン雰囲気下にて８０℃で１２時間攪拌した。試料を採取して、１Ｈ−ＮＭＲ（３．６ｐｐｍにて多重線消失（disappearance multiplet））で反応の完全性について調べてみた。粘性反応混合液を、攪拌しながら７０℃に冷却し、０．３ｍＬの水を添加した。反応混合液をさらに１時間攪拌し、続いてメタノール中に沈殿させた（エタノールをより多く添加することにより、反応混合液の粘度を下げることができる）。白色の粘性物質を回収し、真空乾燥を行い、やや黄色味を帯びた透明なゴムを得た。収率：９４％；１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：ｄ１３．１、１１．９、１０．１、５．８、４．９、４．６、４．１、３．８、３．３、３．２、２．２、１．６〜１．１、０．８。
【実施例１２】
【０１１０】
実施例１２：４Ｈ単位を備えたポリマーVI
テレケリックポリ（２−メチル−１，３−アジピン酸プロピレン）（平均分子量Ｍｎ＝２．０ｋＤ、ヒドロキシ末端基、５．５５ｇ）に対し、トルエンで３回ストリッピングを行い、ＵＰｙ２（１．３１ｇ）及び数滴のジブチル錫ジラウレートと共にトルエン（２５ｍＬ）に溶解させた。混合液を８０℃に加熱し、アルゴン雰囲気下で１６時間攪拌した。その後、イソシアネート機能が消失したかどうかについてＦＴ−ＩＲで確認し、クロロホルム／メタノール溶液からエーテル中への沈殿、及び固形物の乾燥によりポリマーを単離した。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１２．０〜１１．８、１０．１〜９．８、５．０〜４．６、４．３〜３．８、３．４〜２．８、２．５〜２．０、１．９〜１．６、１．４〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝１５．５ｋＤ、Ｄ＝１．７。
【実施例１３】
【０１１１】
実施例１３：４Ｈ単位を備えたポリマーVII
平均分子量が２．０ｋＤのテレケリックヒドロキシ末端ポリ（２−メチル−１，３−アジピン酸プロピレン）（２．３９ｇ）と平均分子量が２．０ｋＤのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（２．３９ｇ）との混合物に対し、トルエンで３回ストリッピングを行い、モノマーＵＰｙ２（１．１８ｇ）及び数滴のジブチル錫ジラウレートと共にクロロホルム（２５ｍＬ）に溶解させた。混合液を６０℃で一晩攪拌し、続いて、イソシアネート機能が存在しないことをＦＴ−ＩＲ分光法で確認し、ＵＰｙ３（０．３５ｇ）を添加して、溶液を２０ｍＬのクロロホルムで希釈し、もう一晩還流した。再度、イソシアネート機能が消失したかどうかについてＦＴ−ＩＲで確認し、クロロホルム／メタノール溶液からヘキサン中への沈殿、及び固形物の乾燥によりポリマーを単離した。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．２〜１２．８、１２．１〜１１．８、１０．２〜９．８、５．８、５．２〜４．５、４．４〜３．６、３．４〜２．６、２．６〜２．０、２．０〜０．６。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝１２．２ｋＤ、Ｄ＝２．０。
【実施例１４】
【０１１２】
実施例１４：４Ｈ単位を備えたポリマーVIII
ヒドロキシ末端ポリカプロラクトンジオール（Ｍｎ＝２．１ｋｇ／モル；ジエチレングリコールで開始した開環重合により入手；Acros社より購入）をトルエンに溶解させた後、トルエンを減圧下で除去して水を同時蒸発させた。この手順を２回繰り返した。このプレポリマー（２５．０ｇ；１２．５ｍｍｏｌ）を無水クロロホルム（７５０ｍＬ）に溶解させ、その後、ＵＰｙ１（８．８ｇ）を添加した。ジブチル錫ジラウレートを２滴添加した後、溶液を１６時間還流した。ＯＨ末端基の有無について１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲを行い、反応の完全性を確認した。その後、５グラムのシリカキーゼルゲル６０及び２滴のジブチル錫ジラウレートを添加し、混合液を１６時間還流した。溶液中にＵＰｙ１が存在しないことを、ＩＲで確認した。クロロホルムで混合液を希釈した後、ハイフローを用いた濾過により、シリカを除去した。溶液を減圧下で濃縮した。クロロホルム（５００ｍＬ）を含むヘキサン（４．０Ｌ）中で物質を沈殿させ、濾過した。結果として得られた物質に２４時間の真空乾燥を行い、白色綿毛状の物質として、２４．４ｇの４Ｈ単位含有テレケリックポリカプロラクトンを得た。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１１．９、１０．１、５．９、４．９、４．２、４．１、３．７、３．２、２．３、２．２、１．６、１．５、１．４。ＦＴ−ＩＲ：ν＝２９４１、２８６５、１７２９、１６９９、１６６９、１５８７、１５２７、１４６１、１４１８、１３５９、１２５１、１１６２、１１０５ｃｍ−１。
【実施例１５】
【０１１３】
実施例１５：４Ｈ単位を備えたポリマーIX
平均分子量が１２５０ダルトンのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（１０．９４ｇ）を、三つ口フラスコ内において真空中で３０分間、１２０℃に加熱し、続いて、８滴のジブチル錫ジラウレート及びＵＰｙ１（５．１３ｇ）を添加した。その後、この不均一反応混合液を、アルゴン雰囲気下にて機械式攪拌装置で攪拌し、１４５℃に加熱した。１４５℃で５０分間攪拌した後、均一な粘性ペーストを得た。冷却後、ペーストを単離して硬質白色物質を得た。ＩＲ分光法により、かかる生成物がもはやイソシアネートを含有していないことを確認した。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．２、１１．９、１０．２、５．８、４．９、４．３、４．１、３．７、３．４〜３．１、２．４〜２．２、３．１、１．８〜１．２。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２８８２、１６９８、１６６３、１５８８、１５２７、１４６６、１３４２、１１００、９６２、８４１。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝２．１ｋＤ、Ｄ＝１．４。
【実施例１６】
【０１１４】
実施例１６：４Ｈ単位を備えたポリマーＸ
分子量が２．０ｋＤのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（９．７３ｇ）、ＵＰｙ２（２．５ｇ）及び数滴のジブチル錫ジラウレートをクロロホルム（１００ｍＬ）に溶解させ、オイルバス温度６０℃にて一晩攪拌した。翌日、クロロホルムを蒸発させ、２回目のＵＰｙ２（０．５ｇ）と共にトルエン（１００ｍＬ）及びピリジン（２０ｍＬ）を添加した。かかる混合液を、オイルバス温度１２０℃にてさらに一晩加熱し、ピリジン蒸発、クロロホルム／メタノール（１０：１）からメタノール中への沈殿、及び固形物の乾燥によりポリマー生成物を単離した。その物質を置いておくと、白色（半結晶状）の弾性ポリマーとなる。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１２．０、１０．１、４．５〜３．８、３．０、２．６〜２．２、２．０〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝３８．５ｋＤ、Ｄ＝２．０。
【実施例１７】
【０１１５】
実施例１７：４Ｈ単位を備えたポリマーXI
テレケリックＰＥＯ−１５００（５．８３ｇ）に対し、トルエンで３回ストリッピングを行った後、トルエン（３０ｍＬ）に溶解させた。ＵＰｙ２（２．３９ｇ）を含むトルエン（１４ｍＬ）を数滴のジブチル錫ジラウレートと共に添加し、溶液をアルゴン下で一晩加熱した（オイルバス温度は１２０℃）。ジエチルエーテル中への沈殿によってポリマーを単離した。物質は白色（半結晶状）で、弾性及び強度がある。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ）：δ４．１、３．６、２．８、２．２、１．８〜１．４、１．２〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｗ＝７．０ｋＤ。
【０１１６】
生物活性成分（ｂ）の実施例
【実施例１８】
【０１１７】
実施例１８：ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳ
標準的なＦｍｏｃカップリング化学反応を利用した従来の固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）法により、Wang樹脂上でＧＲＧＤＳペプチドを合成した（Wang樹脂へのＦｍｏｃ−Ｓｅｒ（ｔＢｕ）−ＯＨの負荷量は、０．６３ｍｍｏｌ／ｇであった；Bachem社製）。いずれの場合も、２０％のピペリジンを含むＤＭＦでＦｍｏｃ保護基を脱保護した。（必要に応じて）保護したアミノ酸（３等量；（Ｆｍｏｃ−Ａｓｐ（ＯｔＢｕ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ａｒｇ（Ｐｍｃ）−ＯＨ及びＦｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ；Bachem社製））をＤＭＦに溶解させた。カップリング試薬として、ＤＭＦ中の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（３．６等量）及びジイソプロピルカルボジイミド（３．３等量）を使用した。４Ｈ単位と、保護されたＧＲＧＤＳペプチドの最後のアミノ酸（Ｇｌｙ）の遊離アミンとのカップリングを、ＵＰｙ３（５等量）を含む無水ＤＭＦ（分子ふるい上で無水化）を使用し、固相支持体上で、アルゴン雰囲気下、５０℃にて１６時間行った。これにより、保護されたＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを樹脂上に得た。過剰のＵＰｙ３を酸性水により洗い流した。ペプチドを脱保護し、９５％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）及び５％の水で、固相支持体から切り出した。これを（冷）ジエチルエーテル中に沈殿させ、遠沈を行い、ジエチルエーテルで３回洗浄した。その後、１０〜２０％のアセトニトリルを含む水からペプチドを３回凍結乾燥し、白色綿毛状の粉末を得た。必要に応じて、分取逆相液体クロマトグラフィー（ＲＰＬＣ）を利用してＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを精製した。ＮＭＲ技術、ＩＲ、ＲＰＬＣ、及び質量分析法により、化合物の特徴付けを行った。１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）：δ５．９８（１Ｈ）、４．７８（１Ｈ）、４．４８（１Ｈ）、４．３２（１Ｈ）、３．９８〜３．８４（２Ｈ）、３．１５（２Ｈ）、２．９０〜２．７８（２Ｈ）、２．２３（３Ｈ）、１．８５〜１．６１（４Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、二次元１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹ分光法により確認した。内部標準としてヘキサフルオロリン酸カリウムを用いた１９Ｆ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）により、試料には０．１重量％未満のＴＦＡが含まれることがわかった。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２８０、３１８２、３０７３、２９４８、２５４２、１７０１、１６４２、１５２８、１４１３、１２２４、１１８０、１１３５、１０７６、１０４６。ＲＰＬＣ−ＭＳ：クロマトグラム中に１本のピーク、ｍ／ｚ：計算値、６４１．３ｇ／モル。測定値、［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４２．２ｇ／モル及び［Ｍ＋Ｈ］２＋＝３２１．７ｇ／モル。
【実施例１９】
【０１１８】
実施例１９：ＵＰｙ−ＰＨＳＲＮ
標準的なＦｍｏｃカップリング化学反応を利用した従来の固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）法により、Wang樹脂上でＰＨＳＲＮペプチドを合成した（Wang樹脂へのＦｍｏｃ−Ａｓｎ（Ｔｒｔ）−ＯＨの負荷量は、０．４３ｍｍｏｌ／ｇであった；Bachem社製）。いずれの場合も、２０％のピペリジンを含むＤＭＦでＦｍｏｃ保護基を脱保護した。（必要に応じて）保護したアミノ酸（３等量；（ＰＨＳＲＮ用の、Ｆｍｏｃ−Ａｒｇ（Ｐｍｃ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｓｅｒ（ｔＢｕ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｈｉｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ及びＦｍｏｃ−Ｐｒｏ−ＯＨ；Bachem社製））をＤＭＦに溶解させた。カップリング試薬として、ＤＭＦ中の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（３．６等量）及びジイソプロピルカルボジイミド（３．３等量）を使用した。４Ｈ単位と、保護されたＰＨＳＲＮペプチドの最後のアミノ酸（Ｐｒｏ）の遊離アミンとのカップリングを、ＵＰｙ１（８等量）を含む無水クロロホルム（分子ふるい）を使用し、固相支持体上で、２１℃にて１６時間行った。これにより、保護されたＵＰｙ−ＰＨＳＲＮを樹脂上に得た。過剰のＵＰｙ１を酸性水により洗い流した。ペプチドを脱保護し、９５％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）及び５％の水で、固相支持体から切り出した。これを（冷）ジエチルエーテル中に沈殿させ、遠沈を行い、ジエチルエーテルで３回洗浄した。その後、１０〜２０％のアセトニトリルを含む水からペプチドを３回凍結乾燥し、白色綿毛状の粉末を得た。必要に応じて、分取逆相液体クロマトグラフィー（ＲＰＬＣ）を利用してＵＰｙ−ＰＨＳＲＮを精製した。１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）：δ８．５８（１Ｈ）、７．２７（１Ｈ）、５．９２（１Ｈ）、４．７３（１Ｈ）、４．６６（１Ｈ）、４．３６（１Ｈ）、４．１５（１Ｈ）、３．８６（２Ｈ）、３．４０〜３．０５（２Ｈ）、２．８２〜２．７３（２Ｈ）、２．２１（３Ｈ）、２．１５（１Ｈ）、２．０３〜２．００（３Ｈ）、１．９４〜１．６２（４Ｈ）、１．５４〜１．４６（４Ｈ）、１．３４〜１．２７（８Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、二次元１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹ分光法により確認した。内部標準としてヘキサフルオロリン酸カリウムを用いた１９Ｆ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）により、試料には１重量％未満のＴＦＡが含まれることがわかった。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２６３、２９４３、１６５７、１５４２、１４４１、１３６１、１３１７、１２５２、１２０１、１１３３、１０７８。ＲＰＬＣ−ＭＳ：クロマトグラム中に１本のピーク、ｍ／ｚ：計算値、９０２．４ｇ／モル。測定値、［Ｍ＋Ｈ］＋＝９０３．３ｇ／モル、［Ｍ＋Ｈ］２＋＝４５２．３ｇ／モル及び［Ｍ＋Ｈ］３＋＝３０１．９ｇ／モル。
【実施例２０】
【０１１９】
実施例２０：ＵＰｙ−フルオレセイン
室温にて、ヘキサンジアミン（２．０３ｇ）を含むクロロホルム溶液に、ＵＰｙ４（０．５１ｇ）を添加した。混合液を一晩攪拌した。この混合液に、塩基性水（５ｇのＮａＯＨを含む２０ｍＬの水）を添加し、遠心分離（４３００ｒｐｍで５分間）後、透明な水層が分離し、その後、それを単離した。３ＭのＨＣｌを含む水で、塩基性水層のｐＨを６にした。アミノ官能性４Ｈ単位が単離されて白色沈殿物が形成され、それをクロロホルムで抽出した。クロロホルム層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、蒸発させた。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１３．２５（１Ｈ）、１１．９１（１Ｈ）、１０．２１（１Ｈ）、５．８２（１Ｈ）、３．２７（２Ｈ）、２．６６（２Ｈ）、２．３１（１Ｈ）、１．６９〜１．２８（１６Ｈ）、０．９０（６Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３０６４；２９５６；２８５６；２９２７；２８５６；１９３９；１６６４；１５９４；１５５８；１５２０；１４２８；１２６５；１１７８；１１１７；１０７３；９５０；８４０；８１４；７７３；７５６；７２８；６９７。元素分析：Ｃ６１．３４、Ｈ９．６４；Ｎ１９．８２、計算値（Ｃ６１．５１、Ｈ９．４６、Ｎ１９．９２）。ＲＰＬＣ−ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３５２．２（計算値：３５１．４１）ｇ／モル；［イソシトシン＋Ｈ］＋＝２１０．２（計算値：２０９．２９）ｇ／モル；［ＵＰｙ−Ｃ６−ＵＰｙ＋Ｈ］＋＝５８７．３（計算値：５８６．７８）ｇ／モル。
【０１２０】
フルオレセインイソチオシアネート（１３２ｍｇ）を含む、メタノールとクロロホルムが２：１の混合液に、このアミノ官能性４Ｈ単位（１２３ｍｇ）を添加して、室温で２日間攪拌した。減圧下で、溶媒を除去した。残った橙色沈殿物を、０．２ＭのＮａＯＨ溶液５ｍＬに溶解させた。１ＭのＨＣｌ溶液を１．５ｍＬ添加すると、濁った橙色の沈殿物が生じた。これを遠心分離で単離した。その後、黄色の透明な水層を取り除いた。セファデックスＬＨ２０カラム（ジクロロメタン：メタノール＝１：１）を用いて生成物を精製した。生成物をＴＨＦ：水（１：１）に溶解させ、小型のシリカカラムに流した。その後、凍結乾燥を行った。１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ８．１９（１Ｈ）、７．９１（１Ｈ）、６．８９（１Ｈ）、６．８１（１Ｈ）、６．５８（４Ｈ）、６．４６（２Ｈ）、５．７２（１Ｈ）、３．５１（２Ｈ）、３．１８（２Ｈ）、２．１８（１Ｈ）、１．５７〜１．１０（１６Ｈ）、０．７４（６Ｈ）。ＬＣ−ＭＳ（直接注入）：［Ｍ＋Ｈ］＋＝７４１．２（計算値：７４０．３０）ｇ／モル；［２Ｍ＋Ｈ］＋＝１４８１．１ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝２１０．２ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝３５２．３ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝３９０．３ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝７０７．３ｇ／モル。
【実施例２１】
【０１２１】
実施例２１：ＵＰｙ−ビオチン
Ｎ−（＋）−ビオチニル−３−アミノプロピルアンモニウムトリフルオロ酢酸（１６５ｍｇ、Sigma-Aldrich社より入手）を含むＤＭＦ（１．０ｍＬ）の溶液に、ＵＰｙ４（１２４ｍｇ）及びジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ；１３３ｍｇ）を添加した。混合液を６０℃にて７時間攪拌した。減圧下でＤＭＦを除去し、すべてをクロロホルムに溶解させた。以下の抽出を行った；塩水で３回、１ＭのＨＣｌで３回。結合した有機層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、１．５ｍＬに濃縮した。これを冷アセトン中で沈殿させ、遠心分離にかけた。アセトンを取り除き、生成物を減圧下で４０℃にて２時間乾燥させた。これにより、収率６５％で白色粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．３２（１Ｈ）、１１．８２（１Ｈ）、１０．０７（１Ｈ）、５．９２（１Ｈ）、４．５１（１Ｈ）、４．３６（１Ｈ）、３．３７（４Ｈ）、３．１３（１Ｈ）、２．９０（１Ｈ）、２．７３（１Ｈ）、２．３９（１Ｈ）、２．２３（２Ｈ）、１．８１〜１．１９（１６Ｈ）、０．８９（６Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２１７；３０３８；２９２９；２８６０；１６９９；１６４１；１５８３；１５２６；１４６０；１４３９；１３８１；１３０６；１２５１；１１４５；１０７５；１００９；９５１；８５０；７９６；７６３；７３９；６８６。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ：５３６．１４ｇ／モル（計算値５３５．７１ｇ／モル）、３０１．０７ｇ／モル、３３４．２３ｇ／モル。
【実施例２２】
【０１２２】
実施例２２：ＵＰｙ−Ｇｄ（III）−ＤＴＰＡ複合体
ＵＰｙ４（０．３７６ｇ、１．２４ｍｍｏｌ）を含むジクロロメタン（５ｍＬ）の無色の溶液に、ｔ−ブチル−６−アミノ−２−｛｛ビス｛２−［ビス−（ｔ−ブトキシカルボニルメチル）アミノ］−エチル｝−アミノ｝｝ヘキサノエート（０．７１３ｇ、Anelli, P.L. et al. Bioconjugate Chem. 1999, 10, p. 137, compound 7に記載の通りに得られる化合物）の溶液を、ゆっくりと添加した。かかる溶液を、２０℃で１２時間、激しく攪拌した。黄色味を帯びた溶液を、１ＭのＫＨＳＯ３（水溶液）ｐＨ１．９５（２×１０ｍＬ）で洗浄した。その後、有機層を１ＭのＫ２ＣＯ３（水溶液）ｐＨ１０（３×１０ｍＬ）及び塩水（３×１０ｍＬ）で洗浄した。結合した水層をＤＣＭ（２×１０ｍＬ）で乾燥させ、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させた。反応混合液を減圧下で濃縮し、黄色味を帯びた液体（０．８４ｇ）を得た。ＥｔＯＡｃを用いたカラムクロマトグラフィーで粗生成物（０．７３０ｇ）を精製し、保護されたSupraB含有ＤＴＰＡ類似体を０．５１ｇ得た（Ｒｆ＝０．５（ＥｔＯＡｃ））。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１３．３（１Ｈ）、１１．９（１Ｈ）、１０．２（１Ｈ）、５．８（１Ｈ）、３．５（８Ｈ）、３．３−３．２（３Ｈ）、３．０−２．６（８Ｈ）、２．３（１Ｈ）、２．０−１．２（１４Ｈ）、０．９４（６Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹにより確認した。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２９７５、２９３２、１７２４、１６９８、１６５８、１６４６、１５８６、１５２６、１３６７、１２５３、１２１９、１１４８。ＥＳＩ−ＱＴＯＦ−ＭＳ：ｍ／ｚ［Ｃ５０Ｈ８９Ｎ７Ｏ１２＋Ｈ］＋、計算値９８０．６７Ｄａ、測定値９８０．７１Ｄａ；［Ｃ５０Ｈ８９Ｎ７Ｏ１２＋Ｎａ］＋、計算値１００２．６５Ｄａ、測定値１００２．６５Ｄａ。
【０１２３】
その後、この保護されたＵＰｙ含有ＤＴＰＡ類似体をジクロロメタン（０．３９ｇ）に溶解させ、ＴＦＡ（２ｍＬ）を添加し、続いて、反応混合液を室温で１６時間攪拌した。溶媒の蒸発後、２回目のＴＦＡ（２ｍＬ）及び無水ジクロロメタン（５ｍＬ）を添加して、攪拌を一晩続けた。溶液を真空中で濃縮したところ、脱保護した生成物のＴＦＡ塩が得られ、６０℃での透析（ＭＷＣＯが１００Ｄａの膜）によりそれをさらに精製し、続いて凍結乾燥を行い、白色吸湿性粉末（０．２６６ｇ）としてペンタ酸（penta-acid）を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ、３４８Ｋ）：δ６．２（１Ｈ）、４．１（８Ｈ）、３．６（１Ｈ）、３．４（４Ｈ）、３．３〜３．１（６Ｈ）、２．６（１Ｈ）、２．０〜１．２（１４Ｈ）、０．７９（６Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹにより確認した。−７５．６ｐｐｍにおけるシグナルが存在しないことにより、ＴＦＡが首尾よく除去されたことを、１９Ｆ−ＮＭＲ分光法で確認した。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２１５、２９３３、２５３１、１７００、１６３０、１５５１、１４３１、１３８９、１３３３、１２０２。ＥＳＩ−ＱＴＯＦ−ＭＳ：ｍ／ｚ［Ｃ３０Ｈ４９Ｎ７Ｏ１２＋Ｈ］＋、計算値７００．３５Ｄａ、測定値７００．４０Ｄａ；［Ｃ３０Ｈ４９Ｎ７Ｏ１２＋Ｎａ］＋、計算値７２２．３３Ｄａ、測定値７２２．４０Ｄａ。
【０１２４】
ｐＨ５．８の０．３ｍのクエン酸緩衝液中にペンタ酸（９．１６ｍｇ）が含まれている溶液に、化学量論的量のＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏ（４．９７ｍｇ）を含む脱塩水（３ｍＬ）を添加することにより、所望のＧｄ（III）複合体を調製した。緩衝液を、室温で２時間、激しく攪拌した。水溶液に対して大規模な透析（ＭＷＣＯが１００Ｄａの膜）及び凍結乾燥を行った。結果的にＧｄ（III）複合体を白色吸湿性粉末（１０．７ｍｇ）として得た。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３３８４、２９３２、１６９６、１５７９、１４０７、１１８３、１１３５、１０８３。ＥＳＩ−ＭＳ：ｍ／ｚ［Ｃ３０Ｈ４６Ｎ７Ｏ１２Ｇｄ＋Ｈ］＋、計算値８５５．２５Ｄａ、測定値８５５．２７Ｄａ；［Ｃ３０Ｈ４５Ｎ７Ｏ１２ＮａＧｄ＋Ｈ］＋、計算値８７７．２３Ｄａ、測定値８７７．２７Ｄａ。［Ｃ３０Ｈ４４Ｎ７Ｏ１２Ｎａ２Ｇｄ＋Ｈ］＋、計算値８９９．２２Ｄａ、測定値８９９．２７Ｄａ。ＩＣＰ−ＡＥＳ（Ｇｄ（III）：計算値５０．０μｍ、測定値３３．９μｍ。
【実施例２３】
【０１２５】
実施例２３：ＵＰｙ−システイン
標準的なＦｍｏｃカップリング化学反応を利用した従来の固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）法により、Wang樹脂上でＣＧＧＫＧペプチドを合成した（Wang樹脂へのＦｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨの負荷量は、０．７５ｍｍｏｌ／ｇであった；Bachem社製）。いずれの場合も、２０％のピペリジンを含むＤＭＦでＦｍｏｃ保護基を脱保護した。（必要に応じて）保護したアミノ酸（３等量；（Ｆｍｏｃ−Ｌｙｓ（Ｍｔｔ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ及びＦｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ；Bachem社製））をＤＭＦに溶解させた。カップリング試薬として、ＤＭＦ中の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（３．６等量）及びジイソプロピルカルボジイミド（３．３等量）を使用した。
【０１２６】
Ｃｙｓがまだ保護されているときに、４Ｈ単位を樹脂上のＬｙｓに結合させた。９０％のＤＣＭ／５％のＴＦＡ／５％のトリイソプロピルシランからなる混合液中で１５分間、まずＬｙｓを選択的に脱保護した。樹脂をＤＣＭで２回、及び５％のＤＩＰＥＡを補充したＤＣＭで４回洗浄した。Ｌｙｓで結果的に生じた遊離アミンへの４Ｈ単位のカップリングを、振動台の、ＵＰｙ１（８等量）を含む無水クロロホルム（分子ふるい上で無水化）を用いた固相支持体上で、２１℃にて行った。これにより、保護されたＣＧＧＫ（ＵＰｙ）Ｇペプチドを樹脂上に得た。過剰のＵＰｙ１を酸性水により洗い流した。２０％のピペリジンを含むＤＭＦで、Ｃｙｓ上のＦｍｏｃ保護基を除去した。ペプチドを脱保護し、９５％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、２．５％の水及び２．５％のＴｉｓで、固相支持体から切り出した。これを（冷）ジエチルエーテル中に沈殿させ、遠沈を行い、ジエチルエーテルで３回洗浄した。その後、１０〜２０％のアセトニトリルを含む水からペプチドを３回凍結乾燥し、白色綿毛状の粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ及び質量分析法により、化合物の特徴付けを行った。ＲＰＬＣ−ＭＳ：クロマトグラム中に１本のピーク、ｍ／ｚ：計算値７１３．８ｇ／モル。測定値［Ｍ＋Ｈ］＋＝７１４．３ｇ／モル及び不純度（impurity）［Ｍ＋Ｈ］＋＝８２０．３ｇ／モル及び［Ｍ＋Ｈ］２＋＝４１０．８ｇ／モル。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）：δ６．３４（１Ｈ）、４．７９（１Ｈ）、４．７４（１Ｈ）、４．４１（２Ｈ）、４．３２（４Ｈ）、３．６０（２Ｈ）、３．４４（６Ｈ）、２．６２（３Ｈ）、２．３１〜２．０４（２Ｈ）、１．９２〜１．８４〜１．７２（１２Ｈ）。
【実施例２４】
【０１２７】
実施例２４：ＵＰｙ−ヘパリン
ヘパリンナトリウム塩（１．０ｇ、Ｍｎ＝１２０００、活性＝１９５ＩＵ／ｍｇ、ブタ腸粘膜、ドイツ国、Merck Biosciences社より入手）を水に溶解させ、ダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通し、続いて水での透析（分画分子量＝１２０００〜１４０００）及び凍結乾燥を行って、ヘパリン（０．９５ｇ）を得た。２重量％の凍結ヘパリンの溶液を含む、０．０５Ｍの２−モルホリノエタン硫酸緩衝液（ＭＥＳ緩衝液、ｐＨ＝５．６０）に、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド（ＥＤＣ）及びＮ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）を、ＮＨＳ：ＥＤＣ：ヘパリン−ＣＯ２Ｈ＝０．２４：０．４０：１．０というモル比で添加することにより、ヘパリンのカルボン酸基を活性化した。１０分間の前活性化の後、ＵＰｙ５（６４ｍｇ）をＭＥＳ緩衝液（３ｍＬ、ｐＨ＝５．６０）に溶解させ、ＮＨＳ／ＥＤＣ活性化ヘパリン溶液（２５ｍＬ）に添加し、結果として６：１（ＵＰｙ５：ヘパリン）というモル比になった。３時間後、反応混合液をＭＥＳ緩衝液（ｐＨ＝５．６０）で１回透析し、続いて水で大規模な透析を行った後に凍結乾燥を行って、約６個の４Ｈ単位で官能基化したヘパリンを得た。
【実施例２５】
【０１２８】
実施例２５：ＵＰｙ−ヘパリン
ヘパリンナトリウム塩（１．０ｇ、Ｍｎ＝１２０００、活性＝１９５ＩＵ／ｍｇ、ブタ腸粘膜、ドイツ国、Merck Biosciences社より入手）を水に溶解させ、ダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通し、続いて水での透析（分画分子量＝１２０００〜１４０００）及び凍結乾燥を行って、ヘパリン（０．９５ｇ）を得た。ヨウ化物（０．２ｇ）を含む２０％のメタノール水溶液（２５ｍＬ）で、ヘパリンの還元末端を室温で６時間酸化した。４重量％の水酸化カリウムを含むメタノール（５０ｍＬ）に、反応液を添加した。結果として生じた白色沈殿物を濾過し、水に溶解させて透析（分画分子量＝１２０００〜１４０００）した。凍結乾燥後、酸化ヘパリンを得た。その後酸化ヘパリンを水に溶解させ、ダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通し、続いて凍結乾燥を行ってラクトン−ヘパリン（０．７４ｇ）を得た。１０倍モル過剰のＵＰｙ５（４５ｍｇ）をＤＭＦ（２ｍＬ）に溶解させた後、ＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解させたラクトン−ヘパリン（２００ｍｇ）に添加した。反応物を８０℃にて１６時間攪拌した。反応混合液を真空中で濃縮し、続いて水に溶解させた。その後、希釈した反応混合液をダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通した。溶出液を水で大々的に透析し、続いて凍結乾燥を行った。その結果、末端が４Ｈ単位で官能基化されたヘパリンを得た。
【０１２９】
生体吸収性超分子材料の加工に関する実施例
【実施例２６】
【０１３０】
さまざまな技法により、組織工学用に配布可能な数種類の骨格へと実施例１４のポリマーを加工した。ＴＨＦ溶液から溶媒キャスト法により、又は（溶融温度よりも約２０℃高い温度での）圧縮成形によりフィルムを作製した。（９０℃での）溶融紡糸及び（クロロホルム溶液からの）電気紡糸を利用して、繊維及び網を作製した。溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）により、繊維幅を約２２０μｍにまで抑えたグリッドを７５℃直下の温度で製造した。
【実施例２７】
【０１３１】
実施例７のポリマー（４．３ｇ）及び実施例１４のポリマー（１．０ｇ）をＴＨＦ（７０ｍＬ）に溶解させ、続いて、攪拌したポリマー溶液に８２ｍＬの脱イオン水を穏やかに添加することにより、生物活性ヒドロゲルを得た。この混合液に、ローダミンＢ（１００ｍｇ）を添加した。この混合液を、ＴＨＦがすべて除去されるまで回転式蒸発器で濃縮し、橙色の蛍光を示すピンク色の濁ったヒドロゲルを得た。結果として得られたヒドロゲルは弾性を有しており、粘弾性挙動を示した。
【実施例２８】
【０１３２】
（ａ）４モル％の実施例１８のオリゴペプチド、（ｂ）４モル％の実施例１９のオリゴペプチド、及び（ｃ）実施例１８及び１９のオリゴペプチドの両方（各ペプチドにつき４モル％）を、１０〜３０％の水を含むＴＨＦに溶解させて３つの異なるペプチド溶液を作製することにより、生物活性物質を得た。その後、実施例８のポリマーをＴＨＦに溶解させた。ペプチド溶液とポリマー溶液とを混合することにより、生物活性混合物を製造した。結果として得られた混合液を用いてガラス製カバーガラス（直径＝１．５ｃｍ；カバーガラス１枚につき、４モル％のペプチドの場合は１・１０−４ｍｍｏｌのペプチド、及び２．４・１０−３ｍｍｏｌのポリマー）上でドロップキャスティングを行い、オリゴペプチドを負荷した３つの異なるフィルム、２８ａ、２８ｂ、及び２８ｃを得た。ほとんどの時間、わずかな沈殿物が認められた。ガラス製カバーガラス上の混合液を、真空中で２〜３日間、３５〜４０℃にて乾燥させた。これにより、生物活性フィルムを得た。
【実施例２９】
【０１３３】
実施例１４のポリマーに、まずガラス製カバーガラス（直径＝１．５ｃｍ）上でＴＨＦからのドロップキャスティングを行うことにより、生物活性物質を得た。その後、（ａ）実施例１８のオリゴペプチド、（ｂ）実施例１９のオリゴペプチド、及び（ｃ）実施例１８及び１９のオリゴペプチドの両方を、１０〜３０％の水を含むＴＨＦに溶解させることで、３つの異なる溶液を作製した。使用したペプチド濃度は、１モル％、２モル％、４モル％又は８モル％であった。これらの溶液を用いて、乾燥ポリマーフィルム上にてドロップキャスティングを行った。ほとんどの時間、わずかな沈殿物が認められた。一般的には、カバーガラス１枚につき、４モル％のペプチドの場合は１・１０−４ｍｍｏｌのペプチド、及び２．４・１０−３ｍｍｏｌのポリマーが負荷された。ガラス製カバーガラス上の混合物を、真空中で２〜３日間、３５〜４０℃にて乾燥させ、オリゴペプチドを負荷した３つの異なるフィルム、２９ａ、２９ｂ、及び２９ｃを得た。これらはすべて、オリゴペプチドの負荷量が異なっていた。インビトロでの細胞接着及び拡散実験、又は抽出実験での使用に先立って、試料をＵＶ下で少なくとも３時間滅菌した。
【実施例３０】
【０１３４】
以下の方法により、実施例１４のポリマー及び実施例２１のＵＰｙ−ビオチンからなる生物活性材料を作製した。実施例８のポリマー（０．８０ｇ）をＴＨＦ（２ｍＬ）に溶解させた。実施例２１で得た白色粉末（３４ｍｇ）をＴＨＦ溶液に添加し、その後、数分間振盪し、洗浄したガラス製カバーガラス（直径＝１．５〜２．２ｃｍ）上へのスピンコーティング（３５００ｒｐｍ、１５秒間）又はドロップキャスティングを行った。試料を真空中で、室温にて１時間乾燥させた。これにより、ＵＰｙ−ビオチン含有生物活性フィルムを得た。
【実施例３１】
【０１３５】
４Ｈ単位を備えたポリエチレングリコールを実施例９に記載の通りに調製した（１２ｇ）が、１４０℃で１０分間攪拌した後に、混合液を攪拌しながらＬ−アスコルビン酸（０．６６ｇ）をポリマー融液に添加した。１４０℃で５分間攪拌した後、ポリマー融液を型に流し込み、室温に冷却した。結果として生じたアスコルビン酸含有超分子ポリエチレングリコールは、硬質白色物質として得られ、ＨＥＰＥＳ（５０ｍＭ）で緩衝化したｐＨ＝７．２の水の中に浸漬すると、この物質は、ゆっくりとアスコルビン酸を放出した。
【実施例３２】
【０１３６】
分子量が１２５０Ｄのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（３．０４ｇ）及びテレケリックヒドロキシ末端ＰＥＯ−３０００（５．６７ｇ）を、共に三つ口フラスコ内において、真空中で３０分間、１２０℃に加熱し、続いて、５滴のジブチル錫ジラウレート及びＵＰｙ１（２．５４ｇ）を添加した。その後、この不均一反応混合液を、アルゴン雰囲気下にて機械式攪拌装置で攪拌し、１５０℃に加熱した。１５０℃で２０分間攪拌した後、微粉砕した４−アセトアミノフェノール（３０９ｍｇ）を添加し、１４０℃で５分間攪拌を続けた。冷却後、２．７質量％の生物活性４−アセトアミノフェニオールを含む、硬質で半屈曲性の白色物質を得た。ＨＥＰＥＳ（５０ｍＭ）で緩衝化したｐＨ＝７．２の水の中にこの物質を浸漬すると、生物活性化合物がゆっくりと放出されていった。
【０１３７】
生体吸収性超分子材料の生体適合性、生分解性及び生物活性に関する実施例
【実施例３３】
【０１３８】
インビトロでの細胞培養：HamのＦ−１２培地とDulbecco改変Eagle培地を１：１に混合した培地に１０％ウシ胎仔血清（ＦＢＳ）を添加したもので、３Ｔ３マウス線維芽細胞を培養した。加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて、それらを培養した。前記物質上に細胞を播種する前に、ＰＢＳ溶液で細胞を２回洗浄した。その後、トリプシン−ＥＤＴＡ溶液（細胞の処理をトリプシン−ＥＤＴＡで行ったか又はＥＤＴＡ溶液で行ったかには関係なく、α５β１インテグリンが細胞中に含まれていることを、ＦＡＣＳ測定により確認した）で細胞のトリプシン処理を行い、ＰＢＳで洗浄し、トリパンブルー染色後、ノイバウエル血球計算盤で計数した。フィルム上の培養培地（ＦＢＳ含有か又は非含有かについては、表示の通り）に細胞を播種した。細胞の継代数は常に１０〜８０であり、細胞の生存率は常に９７％超であった。
【０１３９】
細胞接着及び細胞拡散実験：ポリスチレン製培養皿の底部、２００μＬの培地（ＦＢＳ含有か又は非含有かについては、表示の通り）中のガラス上の、実施例２９の超分子生物活性材料（２９ａ、２９ｂ及び２９ｃ）を備えたカバーガラス、及び実施例１４のポリマーを備えたカバーガラス上に、３Ｔ３マウス線維芽細胞（５〜１０４個／ｃｍ２）を播種した。それらを室温で５分間インキュベートした後、１ｍＬの培地（ＦＢＳ含有か又は非含有かについては、表示の通り）を添加した。加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２での１〜２日間の培養中に、それらの細胞を光学顕微鏡法により調べてみた。
【０１４０】
異なる生物活性混合物（２９ａ、２９ｂ及び２９ｃ；いずれの場合も、フィルムの調製に先立って４モル％のペプチドをポリマー溶液と混合した）、及び実施例１４のポリマー上で、２日間、吸収した血清タンパク質を介した細胞接着を防止するためにＦＢＳ（ウシ胎仔血清）の非存在下でマウス３Ｔ３線維芽細胞を培養したところ、すべての試料について、すでに３時間後には特異的な接着が認められたが、細胞拡散はほとんど認められなかった。しかし１日後には、混合物２９ｃに播種した細胞について、さらなる細胞拡散及び最高レベルの細胞接着が認められており、このことは、２つのＵＰｙペプチドの相乗効果という可能性を示唆するものである。フィルム２９ａ上では、１日後にはある程度の細胞が接着及び拡散していたが、混合物２９ｃにおけるものほど効率的ではなかった。また、混合物２９ｂでは、１日後の時点で拡散した細胞は、さらに少なかった。これは、ＰＨＳＲＮが相乗作用を引き起こす（synergistic）配列であるという事実によるものではないか、と提起されている。図１に示すように、異なるフィルムに関するこうした知見は、２日後も変わらなかった。
【実施例３４】
【０１４１】
比較研究としての阻害実験：３Ｔ３マウス線維芽細胞（４〜１０５個／ｍＬ、ＦＢＳ非含有培地）を、可溶性ＧＲＧＤＳペプチド（ＦＢＳ非含有培地中に０．３ｍＭ）と共に室温で１５分間インキュベートした。このインキュベーションステップ後、２５０μＬのＦＢＳ非含有培地中の生物活性材料２８ｃ（各ペプチドを４モル％含む）に、細胞（６〜１０４個／ｃｍ２）を播種した。コントロールの場合は、細胞（６〜１０４個／ｃｍ２）をこうした可溶性ＧＲＧＤＳペプチドで前インキュベートしなかった。細胞播種後、室温で５分間細胞をインキュベートした。その後、ＦＢＳ非含有培地を１ｍＬ添加した。加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて１日間培養した後、それらを光学顕微鏡法で調べてみたところ、可溶性ＧＲＧＤＳペプチドで細胞をインキュベートしなかった場合は、フィルム２８ｃ上で１日後に細胞が接着及び拡散していた。しかし、可溶性ＧＲＧＤＳペプチドで細胞をインキュベートした後は、細胞の接着及び拡散は、１日後のフィルム２４ｃ上でほとんど検出できなかった。これは、細胞結合がインテグリン媒介性のものだという可能性を示すものである。
【実施例３５】
【０１４２】
細胞結合強度及び細胞拡散可逆性実験：ＦＢＳ無添加のフィルム２８ｃ（各ペプチドを４モル％含む）、ＦＢＳが存在するフィルム２８ｃ（同じく、各ペプチドを４モル％含む）、及びＦＢＳ（ＰＳ＋ＦＢＳ）が存在するポリスチレン製培養皿の底部という３つの異なる状況で、３Ｔ３マウス線維芽細胞（５〜１０４個／ｃｍ２）を３７℃、５％のＣＯ２にて１日間培養した後、トリプシン実験を行った。それらの細胞を、いずれもトリプシン−ＥＤＴＡ溶液中で室温にて３０秒間及び３０分間インキュベートした。トリプシン−ＥＤＴＡ溶液の除去後、細胞をＰＢＳ溶液で２回洗浄した。洗浄後に残った細胞を、加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて、ＦＢＳ非含有細胞培養培地中で１日間、再度インキュベートした。全プロセスにわたって、細胞をその都度光学顕微鏡法で調べた。
【０１４３】
ＦＢＳ非含有の混合物２８ｃで培養した細胞は、インキュベーションの１日後、ＦＢＳが存在する混合物２８ｃ又はポリスチレン（ＰＳ）製培養皿の底部で培養した細胞と外観が類似していた。こうした結果は、ＦＢＳ中に存在する細胞外マトリックス（ＥＣＭ）タンパク質と同様の方式で、ペプチドが細胞接着及び拡散を促進したことを示すものである。しかし、トリプシン−ＥＤＴＡを用いた細胞結合強度実験では、相違点が認められている。トリプシン−ＥＤＴＡと共に３０秒間インキュベートした後、ＦＢＳ含有混合物２８ｃ上の細胞及びＦＢＳ含有ＰＳ上の細胞は、完全に分離した。これらの細胞をその後プレートから洗い流したところ、浮遊単細胞が多少残った。これに対し、トリプシン−ＥＤＴＡと共に３０分間インキュベートした後でさえ、ＦＢＳが存在しない混合物２８ｃ上の細胞は、依然として接着しており、浮遊細胞はほとんど観察されなかった。トリプシン−ＥＤＴＡを除去し、線維芽細胞を洗浄した後、さらに１日インキュベートした場合には、再び細胞がＦＢＳ非含有の混合物２８ｃ上で拡散できるようになった。このことは、ＵＰｙペプチドが可逆的に作用可能であることを示唆している。こうしたトリプシン実験は、新規超分子材料のアプローチが強力な結合を可能にすること、しかし、その結合機序は、競合的ＥＣＭタンパク質にとって影響を受けやすいものであることを示している。
【実施例３６】
【０１４４】
インビボでの移植：以下の４つの異なる溶液キャストフィルムを調製した：実施例１８のペプチドを４モル％及び実施例１４のポリマーを含む生物活性フィルム（すなわち、実施例３６ａ）、実施例１８のペプチドを４モル％、実施例１９のペプチドを４モル％、及び実施例１４のポリマーを含む生物活性フィルム（すなわち、実施例３６ｂ）、実施例１４のポリマーからなるベア（bare）ポリマーフィルム（すなわち、実施例３６ｃ）、並びに実施例８のポリマーからなるベアポリマーフィルム（すなわち、実施例３６ｄ）。この場合は、カバーガラス上ではなくペトリ皿上で、フィルムのドロップキャスティングを行った。結果として生じたポリマーフィルムは、直径が６ｍｍで、厚さは約０．４ｍｍであった。それらをすべて雄のAlbino Oxford（ＡＯ）ラットにデュプリケートで皮下移植した。移植から２日後、５日後、１０日後、２１日後、及び４２日後に、インプラントを周辺組織ごと取り出して、プラスチック（テクノビット７１００、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を主成分とする低温硬化樹脂、Kulzer Histo-Technik社製）に包埋した。光学顕微鏡法での組織学的検査のため、トルイジンブルーで試料を染色した。
【０１４５】
インビボ移植後に観察された、両超分子材料間の相違点は、著しいものだった。５日目の時点で、実施例１４及び８のポリマーの細胞浸潤は非常におだやかなものであり、小型の線維性被膜が形成され、これらの材料の不活性及び接着性を反映していた。しかし、混合物３６ａ及び３６ｂの場合は、脈管化及びマクロファージの浸潤が観察されており、これはインテグリン結合を介して細胞を動員することができるペプチドの存在によるものではないかと考えられている。他の顕著な相違点として、混合物３６ａ及び３６ｂの場合は、すでに５日後に大型の巨細胞が境界面から材料中に出てきているという事実がある。これは、ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳ及びおそらくＵＰｙ−ＰＨＳＲＮペプチドが、マクロファージのシグナリング及び浸潤だけではなく、それらの巨細胞への融合においても、ある役割を担っている可能性を示している。
【０１４６】
巨細胞は、ベアポリマー中では検出されず、その細胞性応答は、４２日目まではごくわずかなものであった。しかし、生物活性混合物３６ａ及び３６ｂの両方に対する組織性応答は、１０日目以降にさらに活発なものとなり、ポリマーの分解が、周辺組織中に存在する巨細胞の食作用性活性によって示された。境界面の巨細胞は、４２日目までは依然として食作用性活性をまったく示さなかったが、４２日目以降は、進行中の分解が観察された。移植から２１日後における結果を、図２で見ることができる。生物活性混合物とベアポリマーとの間の相違点は、明らかである。実施例８及び１４のベアポリマーも、異なる挙動を示している。４２日後、実施例８のポリマーは分解されており、動物内で再び見つけることはほとんど不可能であった。これは、ほとんど分解されていなかった実施例１４のポリマーとは対照的である。実施例８のポリマーの線維性被膜は、実施例１４のポリマーのものよりもかなり薄いものであった。
【実施例３７】
【０１４７】
インビトロでの分解研究：試料を水で３回すすぎ、４０℃で１．５時間乾燥させた後、質量測定法（試料の乾燥質量をザルトリウス微量天秤で測定した）、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）及びサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって、リパーゼ酵素の存在下の緩衝液における実施例１４のポリマーのフィルムの分解挙動について研究した。
【０１４８】
クロロホルム溶液からのドロップキャスティングによって実施例１４のポリマーのフィルムを作製し、使用に先立って、真空中で３５〜４０℃にて２〜３日間乾燥させた。アジ化ナトリウム（０．０５％）を補充したＰＢＳ溶液で１０００倍に希釈したリパーゼ（Thermomyces lanuginosus由来、Aldrich社製）含有溶液中で、試料を３７℃にて２３日間振盪した。実施例１４のポリマーをThermomyces lanuginosus由来のリパーゼで酵素分解している間に、ゲル浸透クロマトグラフィー法によって、鎖の切断が実証された。１５日後には、すでに９０％の質量放出が認められた。
【実施例３８】
【０１４９】
実施例１８のペプチド、及びＵＰｙ単位をもたないペプチドＧＲＧＤＳの、実施例２９ａのフィルムからの抽出について、ＬＣ−ＭＳ測定で調べてみた。どちらの場合も、ポリマー材料に混合されたペプチドの量は４モル％である。異なる濃度のペプチドを用いた、ペプチドの親イオン（ＭＳ２）の１個のフラグメントの定量により、キャリブレーションを行った。ＩＣＩＳアルゴリズムを用いて、対応するピーク（全イオン数における）の表面積を計算した。抽出実験を以下のように行った：１ｍＬの水の中で、フィルムを３７℃にて５分間インキュベートし、その後、水を除去して、ペプチド濃度を前記ＬＣ−ＭＳ手順（時点：５分）で測定した；別の水１ｍＬをフィルムに添加して、その後、再度フィルムを３７℃にて５分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：１０分）で分析した；別の水１ｍＬをフィルムに添加して、試料を３７℃にて１０分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：２０分）で分析した；別の水１ｍＬ中で３７℃にて２０分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：４０分）で分析した；及び、別の水１ｍＬ中で３７℃にて４０分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：８０分）で分析した。
【０１５０】
これらの抽出実験は、ＵＰｙ部分をもたないＧＲＧＤＳの溶解が、３７℃の水においては極めて急速に進行すること；５分以内に、ほとんどすべてのペプチドが溶解することを示している（表１）。総量が５ｍＬの水中で、３７℃でのインキュベーションを８０分行った後では、ＧＲＧＤＳペプチドの全量（１０５％）が溶解している。４モル％のＧＲＧＤＳを有するフィルムを、１ｍＬの水中で３７℃にて２時間インキュベートした場合も、ＧＲＧＤＳペプチドの全量（１０１％）が溶解している。実施例２９ａのフィルムからの、水を用いたＵＰｙ−ＧＲＧＤＳの抽出は、さらに遅々としたプロセスである。４モル％のＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを含む実施例２９ａのフィルムを、総量が５ｍＬの水中で３７℃で８０分間インキュベートした後では、最終的には７６％のＵＰｙペプチドが溶解している（表１）。しかし、４モル％のＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを有するこのフィルムを、１ｍＬの水中で３７℃にて２時間インキュベートした場合は、６４％のＵＰｙ−ＧＲＧＤＳが溶解している。これは、ペプチドのポリマーに対する調整可能ではあるが動的な結合にとって、ＵＰｙ単位が重要であることを示すものである。
【０１５１】
［表１］ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを有する実施例１４のポリマーのフィルム（フィルム２９ａ）又はＧＲＧＤＳを有する実施例１４のポリマーのフィルムに対する抽出実験：水中でのＧＲＧＤＳペプチドの抽出は、ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳペプチドの抽出よりも、かなり急速なものである。
【表１】
【実施例３９】
【０１５２】
生物活性材料ｍに対する安定性テスト：培地における実施例２９ａ、２９ｂ及び２９ｃの生物活性フィルムの安定性をテストするため、実施例３３の細胞接着及び細胞拡散実験をすべて繰り返したが、今回は、細胞をポリマーに播種する前に、加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて３時間、試料をＦＢＳ非含有培地（１ｍＬ）中でインキュベートした。このインキュベーションステップの後、試料をＰＢＳ溶液で２回洗浄し、加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて１日間、細胞をこれらのフィルム上のＦＢＳ非含有培地中で培養した。細胞を光学顕微鏡法で調べてみた。その結果、以前に認められたものと類似した接着及び拡散パターンが認められた（図面、実施例３３と比較のこと）。
【実施例４０】
【０１５３】
実施例４０：ヘパリン含有超分子ヒドロゲル
アクリルアミド水溶液（１．３ｍＬ；水に対して４０％ｗ／ｖ）とビスアクリルアミド水溶液（０．６ｍＬ；水に対して２％ｗ／ｖ）とを混合した。この混合液を、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン緩衝液（トリス、１．２ｍＬ；０．４Ｍのトリス−ＨＣｌ、ｐＨ８．８）及び水（１．５ｍＬ）で希釈し、続いて、実施例２５の４Ｈ単位官能基化ヘパリン（１２３ｍｇ）を添加した。この混合液を８０℃に加熱し、その後、アクリルアミド（０．２０ｍＬ）に溶解させたＵＰｙ６（４８ｍｇ）を添加した。過硫酸アンモニウム（５０μＬ；最終濃度０．１％）及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ、２．５μＬ；最終濃度０．１％）を添加した後、混合液を重合した。その結果、４Ｈ単位で官能基化された部分を含み、実施例２４の生物活性成分を２重量％含む、１２％のアクリルアミドゲルを得た。
【実施例４１】
【０１５４】
実施例４１：ＵＶ硬化性超分子コーティング
ポリマーXI（２．５ｇ）及びＵＰｙ６（１．５ｇ）を、テトラエチレングリコールジアクリレート（ＴＥＧＤＡ、１．０ｇ）、Irgacure 907ＴＭ（１５０ｍｇ、スイス国、Ciba社より入手）と共に、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ、１０ｇ）に８０℃で溶解させた。その後、ガラス製の基質上に１００μｍのフィルムを機械的に引き延ばし、照射時間０．３秒に相当するベルト速度１０．４ｍ／分にてFusion F600 D-bulb（Ｉ０＝５Ｗ／ｃｍ２）を用いて、窒素雰囲気下でＵＶ硬化させた。すぐれた機械的特性を備えた透明なコーティングを得た。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】図１は、インビトロでの細胞の接着及び拡散を示すものである。ＦＢＳの非存在下で細胞を２日間培養した後の、異なるドロップキャストフィルム（図１ａ：実施例２９ａ、図１ｂ：実施例２９ｂ、図１ｃ：実施例２９ｃ、及び図１ｄ：実施例１４）上での、線維芽細胞（５〜１０４個／ｃｍ２）の接着及び細胞拡散。いずれの場合も、４モル％のペプチドを実施例１４のポリマーと混合した。光学顕微鏡法により、細胞をポリマーフィルム上で視覚化した；スケールバーは、１００μｍを表す。
【図２】図２は、超分子生物活性材料のインビボでの挙動を示すものである：実施例３６ａ（図２ａ）及び３６ｃ（図２ｂ）の溶液キャスト超分子生物活性フィルム、並びに実施例１４（図２ｃ）及び８（図２ｄ）のベアポリマーを、雄のＡＯラットに皮下移植した。移植から２１日後のフィルム及び周辺組織を示す。組織学的検査のため、試料をトルイジンブルーで染色した。拡大倍率は、２００倍である。材料をｍで示す。線維性被膜をｃで示す。血管をｖで示す。境界面から材料中へと出てきている巨細胞を、アスタリスク（＊）で示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物活性を有する新規超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関するものであり、また、可逆的超分子相互作用を利用して、材料特性、生体吸収性及び／又は生物活性を容易に微調整できる材料を得るために、前記生体吸収性又は生物医学用材料を、超分子及び／又はモジュール式の形態で調製する方法にも関するものである。より具体的には、こうした可逆的超分子相互作用を利用して、外観、機械的強度、弾性、生体吸収性及び生物活性を調整する。本発明の新規材料は、生物医学用コーティング組成物をはじめとする、前記特性により恩恵を受ける各種の生物医学的応用に使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
主として脂肪族ポリエステル類を主成分とした、多種多様な生体吸収性又は生物医学用材料が知られている（Uhrich et al. Chem. Rev. 99, 3181-3198, 1999）。現在の生体吸収性又は生物医学用材料の機械的特性は、一般に１００ｋＤａを超える高分子量、これらのポリマーにおける化学架橋の存在、及び結晶性ドメインの存在と強く関連している。結晶性ドメインは、材料の機械的特性（強度及び弾性）にとっては有益であるが、材料の生分解プロセスに強い影響を与えるものである。というのは、結晶性ドメインの生分解は一般に極めて緩慢であり、結晶性ドメインによって免疫学的応答が引き起こされる場合があるためである。また、所望の材料特性を得るために高分子量のポリマーを求めるということは、通常、高い処理温度が必要となることを示唆するものであり、高い処理温度は、特に生物活性種を用いる場合には、熱分解プロセスが起こりやすくなることから好ましくない。
【０００３】
生物医学的用途のための、ポリマーに共有結合した生物活性種の例もいくつかある。特に、ＲＧＤ配列などのオリゴペプチド系細胞接着プロモーターは、この点でかなりの注目を集めている。生物活性ポリノルボルネンを得るために、ＲＧＤ含有モノマーを共重合することで、ＲＧＤペプチドを合成ポリマーに共有結合させている（Grubbs et al., J. Am. Chem. Soc. 123, 1275, 2001）。残念なことに、この方法では非生体吸収性ポリマーである生物活性ポリノルボルネンが得られるに過ぎず、特定の生体機能性を変化させるには、煩雑な化学的処置を必要とする。結果として、生物活性分子の量及び（組合せの）選択肢が限られることになる。したがって、このアプローチにはポリマー及び生物活性の選択という点で自由度が欠けている。
【０００４】
生物活性ＲＧＤ配列についても、天然に存在する多糖類であるアルギン酸に共有結合させている（Mooney et al., Biomaterials 20, 45, 1999）。結果として得られたヒドロゲル材料により、筋芽細胞の増殖増大が示されている。しかし、生物活性を導入するには特定のカルボジイミドの化学的性質が必要となり、使用できるのはアルギン酸系材料のみとなるため、結果として得られる材料の機械的特性及び生体吸収性又は生物医学的特性が限定される。また、多糖類などの天然源由来のポリマーは、一般にコストがかかり、異なるバッチを比較すると品質が異なる場合がある。合成ポリマーの製造はより制御されているため、一定の品質が確保できることから合成ポリマーが好ましい。
【０００５】
さらに当該技術において周知のものに、医療機器の生体適合性の向上に用いられる生物医学用コーティングがある。例えば、血栓症を低減するためにステントにコーティングしてもよく（例えば、参照により組み込まれる米国特許第６７０２８５０号明細書と比較のこと）、拒絶反応の危険を低減するためにインプラントにコーティングしてもよい。生物医学用コーティングは、制御された方式で放出される生物活性剤をさらに含んでいてもよい。生物活性剤とポリマーコーティング製剤とを混合することにより、かかる生物医学用コーティングを調製してもよい。
【０００６】
生物医学用コーティングのために数種のポリマーに共有結合させた生物活性剤として、ヘパリン誘導体がある。例えば、ポリスチレン及びポリ（エチレングリコール）系においてヘパリンの共重合が行われており（Feijen et al., J. Mater. Sci. Mat. Med. 4, 353, 1997）、又は、国際公開第９８／２３３０７号パンフレットに開示されているように、ヘパリンをポリウレタンに共有結合させている。これらのヘパリン−ポリマー複合体は、生体内に導入する構造物用の抗血栓性コーティングとして使用される。どちらの場合も、その毒性生分解プロフィールで知られる芳香族ジイソシアネートが使用され、コーティング表面で利用可能なヘパリンは比較的少量となり、結果として抗血栓性は低いものになる。
【０００７】
強い細胞接着又は長期に及ぶ生物活性を保証するためには、生物活性分子がポリマー骨格に強く固着していることが好ましいが、生物活性分子がポリマーと混合されているだけでポリマー鎖に共有結合していない材料もある。結果として、生物活性分子はそのような材料から漏出するため、そのような材料の用途が見つかるのは、薬剤送達に応用する場合のみとなる。その例としては、ヒドロゲル及びマイクロカプセルがある。残念なことに、ヒドロゲルでは薬剤送達速度の調整が困難であり、さらに、ヒドロゲル系には一般に材料特性の面で劣るという欠点がある。加えて、ヒドロゲルの構造内にある化学架橋により、ヒドロゲルの生分解挙動が制限される。一方、マイクロカプセルは、高いガラス転移温度又は融解温度をもつポリマーから調製され、それによって、その機械的性能が制限されている。また、マイクロカプセルは、その加工の際に生体不適合性有機溶媒を頻繁に必要とする。
【０００８】
非共有結合している生物活性分子の別の例としては、例えば米国特許第４２２９８３８号明細書に開示されているように、分子中のカルボン酸及びスルホン酸の存在により発生したヘパリンに固有の負の電荷によってカチオン性コーティングにイオン結合したヘパリンがある。しかし、この方法は、イオン結合強度が比較的弱いために生物活性化合物が時の経過とともに表面から溶出することから、やや限定されたものである。
【０００９】
あるいは、疎水性相互作用を用いて、アルキル鎖を有する末端基官能基化ヘパリンにより、ヘパリンをポリマー表面に非共有結合させている（Matsuda et al., Biomacromolecules, 2, 1169, 2001）。しかし、かかる疎水性相互作用はいくぶん弱いものであり、結果として、ヘパリンがポリマー表面から漏出することによる活性の急速な低下がもたらされる。
【００１０】
一般に、「超分子化学」とは、非共有結合性相互作用、配向相互作用、多重（少なくとも２つ）相互作用、協調的相互作用の化学であると理解されている。例えば、「超分子ポリマー」は、異なる分子間の特異的で強力な二次相互作用のため、――例えば、そのレオロジー挙動に関して――ポリマー特性を備えた有機化合物である。これらの非共有結合性超分子相互作用は、結果として得られる材料の特性に大きく貢献している。
【００１１】
水素結合単位を有する（高）分子を含む超分子ポリマーは、分子間のＨ架橋のため、バルク中及び溶液中でポリマー特性を有することができる。Sijbesma et al.（国際公開第９８／１４５０４号パンフレット及びScience 278, 1601, 1997を参照のこと）は、自己相補的な四重水素単位（４Ｈ単位）を用いる場合、分子間の物理的相互作用が非常に強くなるため、材料特性がはるかに優れたポリマーの調製が可能であることを示している。
【００１２】
Folmer, B.J.B. et al., Adv. Mater. 12, 874, 2000において、及びHirschberg et al., Macromolecules 32, 2696, 1999において公開されているように、これまでに数種類のテレケリック（telechelic）ポリマーが４Ｈ単位で修飾されている。しかし、これらのポリマーが含有しているのは、ポリマー鎖の末端に結合した４Ｈ単位のみである。したがって、高分子内の４Ｈ単位の数は末端基の量により２つに限られ、官能性単位は常にポリマーの周縁部に位置している。これにより、結果として得られる材料の機械的特性が制限されている。
【００１３】
国際公開第０２／０３４３１２号パンフレットは、ヘパリンが官能基を介して共有結合しているポリマーを開示している。
【００１４】
国際公開第０２／４６２６０号パンフレットは、末端に導入された４Ｈ結合単位を備え、さらに別の４Ｈ結合単位がグラフトされていてもよいポリウレタン系ポリマーを開示している。開示されたポリマーは、ホットメルト接着剤又はＴＰＵフォームとして使用できる。国際公開第０２／９８３７７号パンフレットは、生理学的に許容可能な媒体中に、少なくとも３つの水素架橋により他の官能基に結合可能な官能基を有するポリマーを有効量含んでいる、ケラチン物質の手入れ用及び／又はトリートメント用及び／又はメークアップ用の化粧品組成物を開示している。国際公開第０２／９８３７７号パンフレットは、国際公開第９８／１４５０４号パンフレットに明示的に言及しており、国際公開第９８／１４５０４号パンフレットで開示されているポリマーの化粧品への使用については、上記書類中で開示されていない、と述べている。国際公開第０２／４６２６０号パンフレット及び国際公開第０２／９８３７７号パンフレットは、Folmer et al.及びHirschberg et al.において記載されたものと同等又は同一の化学作用を利用している。
【００１５】
参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００４／０１６５９８号パンフレットは、グラフトされた四重Ｈ結合単位を有するポリマーを獲得するための化学作用について開示している。例えば、グラフトされた４Ｈ単位を有するポリアクリレート及びポリメタクリレートが、異なる種類の重合法を利用して製造されている。国際公開第２００４／０１６５９８号パンフレットはさらに、これらのポリマーが、パーソナルケア、表面コーティング、画像化技術、並びに、例えば、薬剤の放出制御用材料並びに組織工学用及び錠剤成形用材料、接着用及び封止用組成物、並びに増粘剤及びバインダーなどの生物医学的用途に関連する用途に適していると開示している。
【００１６】
参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００４／０５２９６３号パンフレットは、ポリマー骨格中に４Ｈ単位を含むポリシロキサンを開示している。より正確には、（ａ）ポリマー骨格中に直接組み込まれている４Ｈ単位、又は（ｂ）ポリマー骨格から垂下している４Ｈ単位であって、シリコン−炭素結合により１つのリンカーを介して共有結合している４Ｈ単位を有するポリシロキサンが開示されている。しかし、開示されているポリマーは、生体吸収性ではない。
【００１７】
末端に４Ｈ単位を導入した、低分子量のテレケリックポリカプロラクトンが、Dankers et al.（Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003；PMSE, 88, 52, 2003を参照のこと）によって記載されている。この物質のフィルムについては、線維芽細胞のフィルムへの接着が観察されたことに基づいて、フィルムが生体適合性であることがわかっている。このポリマーの生分解性に関する研究で、生体吸収にとっては好ましくない微結晶の存在が示されている。また、ten Cate et al.（Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003；Polymer Preprints, 2003, 44(1), 618を参照のこと）による論文では、１３０％を超える伸びが不可能であることから、この物質の弾性はいくぶん貧弱なものであることが示されている。
【００１８】
こうしたことから、優秀で調整可能な機械的特性及び／又は調整可能な生体機能性を有する、多目的に使える超分子生体吸収性又は生物医学用材料へのニーズが存在している。また、こうした材料の生分解性挙動を調整できることが望ましい。さらに、それらを容易に調製及び加工できることが望ましい。本発明は、超分子モジュール式のアプローチを導入することにより、こうしたニーズに取り組むものである。かかるアプローチにおいては、異なる原材料（又はモジュール又は成分）を混ぜ合わせて――各モジュールは、その特異的な特徴（すなわち、機械的性能、生体吸収性、生物活性など）に貢献している――、複合的な特徴を示す材料を製造する。このモジュール式アプローチは、通常は容易にできるものではないが、この場合は可能となる。なぜなら、用いられるモジュールの少なくとも１つに四重水素結合単位（４Ｈ単位）が使用される結果、最終材料においてモジュール同士が接触するためである。提示されたアプローチでは、各種モジュールを用いた混合実験を利用して最終材料の特性を微調整できるため、大規模な共有結合型合成が不要となる。また、すべてのモジュールを制御下にて調製でき、これにより、構造が明瞭なものとなり、結果として管理可能な高い品質を有する製品がもたらされる。
【特許文献１】米国特許第６７０２８５０号明細書
【特許文献２】国際公開第９８／２３３０７号パンフレット
【特許文献３】米国特許第４２２９８３８号明細書
【特許文献４】国際公開第９８／１４５０４号パンフレット
【特許文献５】国際公開第０２／０３４３１２号パンフレット
【特許文献６】国際公開第０２／４６２６０号パンフレット
【特許文献７】国際公開第０２／９８３７７号パンフレット
【特許文献８】国際公開第２００４／０１６５９８号パンフレット
【特許文献９】国際公開第２００４／０５２９６３号パンフレット
【非特許文献１】Uhrich et al. Chem. Rev. 99, 3181-3198, 1999
【非特許文献２】Grubbs et al., J. Am. Chem. Soc. 123, 1275, 2001
【非特許文献３】Mooney et al., Biomaterials 20, 45, 1999
【非特許文献４】Feijen et al., J. Mater. Sci. Mat. Med. 4, 353, 1997
【非特許文献５】Matsuda et al., Biomacromolecules, 2, 1169, 2001
【非特許文献６】Sijbesma et al., Science 278, 1601, 1997
【非特許文献７】Folmer, B.J.B. et al., Adv. Mater. 12, 874, 2000
【非特許文献８】Hirschberg et al., Macromolecules 32, 2696, 1999
【非特許文献９】Dankers et al., Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003; PMSE, 88, 52, 2003
【非特許文献１０】ten Cate et al., Abstracts of Papers, 225th ACS National Meeting, New Orleans, LA, United States, March 23-27, 2003; Polymer Preprints, 2003, 44(1), 618
【発明の開示】
【００１９】
本発明の課題は、新規超分子生体吸収性又は生物医学用材料、及び、先行技術のものよりも優れた特徴を備える生物医学用材料の入手を目的とする前記材料の調製方法を提供することにある。具体的には、前記超分子生物医学用材料は、超分子コーティング組成物である。
【００２０】
本発明の別の課題は、その特徴（例えば、機械的特性、生体吸収、生物活性など）が容易に微調整されるという付加的な特徴を有する超分子生体吸収性又は生物医学用材料を提供することにある。したがって本発明は、以下の成分を含む超分子生体吸収性又は生物医学用材料：
（ａ）少なくとも２個の４Ｈ単位を含むポリマー；及び
（ｂ）生物活性化合物；
であって、
前記４Ｈ単位が、一般式（１）又は（２）
【００２１】
【化１】
【００２２】
（式中、Ｃ−Ｘｉ及びＣ−Ｙｉ結合は、それぞれ一重又は二重結合を表し、ｎは４又はそれ以上であり、Ｘｉは、それらに結合した対応する一般的形態（２）を含有するＨ架橋形成モノマー単位と水素架橋を形成するドナー又はアクセプタを表し、Ｘｉがドナーを表す場合はＹｉはアクセプタを表し、逆にＸｉがアクセプタを表す場合はＹｉはドナーを表す）で表されることを特徴とする超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関する。これら４Ｈ単位の構造は、参照により明示的に組み込まれる国際公開第９８／１４５０５号パンフレットにおいて、詳しく開示されている。
【００２３】
超分子材料が生体吸収性である場合、成分（ａ）は生体吸収性であることが好ましく、本発明によると、「生体吸収性の（bioresorbable）」及び「生体吸収（bioresorption）」との用語は、当業者であればわかるように、超分子生体吸収性ポリマーの細胞媒介性分解、酵素分解及び／若しくは加水分解、並びに／又は超分子生体吸収性ポリマーの生体組織からの除去などのプロセスを包含するものである。
【００２４】
また、生物活性化合物は、哺乳動物に生物学的又は生化学的な影響を誘導することが可能な、美容上及び／又は医薬上の活性を有する化合物と理解されるべきであるが、細胞及び細胞小器官のような生体系を含むものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
四重水素結合単位（４Ｈ単位）を含む超分子ポリマーを調べてみたところ、驚くべきことに、４Ｈ単位で修飾されていてもよい異なるポリマーを混ぜ合わせることにより、混合物の機械的特性だけではなく、その生分解挙動も改変され改善されることがわかった。また、４Ｈ単位で修飾されていてもよい生物活性化合物をこれらの材料に添加することができる。そのため、所望の生物活性化合物に混合することで、生体吸収性又は生物医学用材料に生物活性又は生化学的活性をもたせることになる。したがって、本発明によると、機械的特性が改善された生物活性又は生化学的活性材料の使用が可能になるとともに、かかる材料の生分解速度及び生物活性を別個に調整することができる。このように、超分子モジュール式のアプローチを用いることによって、新規生物活性、生体吸収性又は生物医学用材料の簡便化された設計方法及び調製方法が導入されるため、本発明は、生物医学用材料の従来の技術水準を超えるものである。
【００２６】
成分（ａ）
したがって、成分（ａ）は、ポリマー鎖に共有結合している少なくとも２個の４Ｈ単位、好ましくは２〜５０個の、より好ましくは３〜５０個の、さらに好ましくは３〜２０個の、最も好ましくは４〜１５個の４Ｈ単位を含むポリマーである。４Ｈ単位の結合位置は、ポリマー鎖の末端でもよく、ポリマー鎖の骨格でも、又はその両方でもよい。本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、例えば、異なる化学的性質のポリマー、異なる分子量のポリマー、及び／又は異なる数の４Ｈ単位をもつポリマーなど、成分（ａ）を２個以上含んでいてもよいのは、明らかである。成分（ａ）が、異なる化学的性質及び／又は異なる分子量の成分から構成されていることも可能である。
【００２７】
成分（ａ）は、生体吸収性ポリマーであることが好ましい。しかし、超分子生物医学用材料が超分子生物医学用コーティング組成物である場合は、成分（ａ）は、生体吸収性ではないほうがより好ましい場合がある。
【００２８】
成分（ａ）は、いかなる種類のポリマーでもよい。すなわち、キトサン、コラーゲン、線維素、又はプロテオグリカンなど、合成物由来のポリマーでも天然物由来のポリマーでもよい。しかし、成分（ａ）は、ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、（水素化）ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリカーボネート、ポリオルソエステル、多糖類、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリビニルピロリドン、及び（好ましくは、部分的にエステル化された）ポリビニルアルコール、又はポリビニルピロリドン／酢酸ビニルコポリマーなどの、これらのポリマーに由来するコポリマーからなる群から選択されることが好ましい。
【００２９】
本発明のより好ましい実施形態によると、成分（ａ）は、ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリシロキサン及びポリオルソエステルからなる群から選択される。さらに好ましくは、成分（ａ）は、ポリエーテル、脂肪族ポリエステル及びポリカーボネートからなる群から選択される。最も好ましくは、成分（ａ）は脂肪族ポリエステルである。
【００３０】
本発明のより好ましい別の実施形態では、成分（ａ）は、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、又は、これらのポリマーのコポリマーからなる群から選択される。
【００３１】
成分（ａ）の数平均分子量Ｍｎは、１００〜１０００００ダルトンの範囲内であることが好ましく、１００〜６００００ダルトンであることがより好ましく、８００〜４００００ダルトンであることがさらに好ましく、２０００〜３５０００ダルトンであることが最も好ましい。
【００３２】
成分（ａ）は、２個のヒドロキシ末端基、第一級アミノ末端基、又はそれらの組合せを有する比較的低分子量のポリマーから調製されることが好ましい。成分（ａ）は、２個のヒドロキシル末端基を有する比較的低分子量のポリマーから調製されることがより好ましい。２個のヒドロキシ末端基を有する比較的低分子量のポリマーの例として、以下のものが挙げられる：
（ｉ）ポリオキシアルキレン構造及びＯＨ末端基を有するポリエーテルジオール；
（ii）ＯＨ末端基を有するポリエステル及びコポリエステル；
（iii）ＯＨ末端基を有するポリカーボネート及びコポリカーボネート；
（iv）ＯＨ末端基を有するポリオルソエステル；
（ｖ）（水素化）ポリオレフィンジオール；及び
（vi）これらの好ましいポリマー（ｉ）〜（ｖ）の組合せを主成分とするポリマー及びコポリマー。
【００３３】
ポリマー（ｉ）の適切な例としては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレン−コ−プロピレン）グリコール（ランダム又はブロック）、ポリテトラメチレングリコールなどの、ポリオキシアルキレン構造及びＯＨ末端基を有するポリエーテルジオール類が挙げられる。ポリマー（ii）の例としては、例えばアジピン酸などのジカルボン酸類、及び１，６−ヘキサンジオール若しくはグリコールなどのジオール類の重縮合によって、又は、例えば乳酸などのヒドロキシ酸類の重縮合によって作られるポリエステル及びコポリエステルがあり；例えばε−カプロラクトン、グリコリド、ラクチド、δ−バレロラクトン、１，４−ジオキサン−２−オン、１，５−ジオキセパン−２−オン、オキセパン−２，７−ジオンなどの開環重合によって作られるポリエステル及びコポリエステルなどがある。ポリマー（iii）の例としては、例えば１，６−ヘキサンジオールを主成分とするポリカーボネート及びコポリカーボネート、例えば、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキセパン−２−オン、１，３−ジオキサノン−２−オン、１，３，８，１０−テトラオキサシクロテトラデカン−２，９−ジオンなどの開環重合によって作られるポリカーボネート及びコポリカーボネートがある。ポリマー（iv）の一例としては、例えば３，９−ジエチレン−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを主成分とするポリオルソエステルがある。ポリマー（ｖ）の例としては、ＯＨ官能基化ポリブタジエン及びＯＨ官能基化ポリ（エチレン−ブチレン）がある。ポリマー（vi）の一例としては、ポリカプロラクトンとポリエチレングリコールのＯＨ官能基化ブロックコポリマーがある。
【００３４】
２個のアミノ末端基を有する比較的低分子量のポリマーの例としては、Jeffamines（登録商標）（Huntsman社が製造及び販売するポリオキシアルキレンアミン）又はその他のポリエーテル、脂肪族ポリアミド若しくはポリシロキサンがある。
【００３５】
かかるポリマーは、２個のヒドロキシル末端基、第一級アミン末端基、又はそれらの組合せを有していること、及びその数平均分子量Ｍｎが５００〜１００００であることが好ましく、７５０〜７０００であることがより好ましい。
【００３６】
本発明の第一の好ましい実施形態によると、超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、成分（ｃ）が存在しない場合（下記参照）、５０．０〜９９．９９重量％の成分（ａ）及び０．０１〜５０．０重量％の成分（ｂ）を含んでいる。より好ましくは、超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、７０．００〜９９．９９重量％の成分（ａ）及び０．０１〜３０．００重量％の成分（ｂ）を含んでいる。最も好ましくは、超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、９０．００〜９９．９５重量％の成分（ａ）及び０．０５〜１０重量％の成分（ｂ）を含んでいる。これらの重量範囲はすべて、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対してのものである。
【００３７】
成分（ａ）は、例えば、線状（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又はポリマー骨格中に結合しているもの、及び／又はポリマー鎖にグラフトされているもの；星形（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が、何らかの形で、好ましくは末端基として、共有結合しているもの；樹状構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は樹状アーム中に結合しているもの；又は、（多官能性）分岐又は超分岐構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は分岐中に結合しているものなど、あらゆる種類の異なる構造を有していてもよい。（コ）ポリマーは、例えばランダム構造、ブロック構造、セグメント構造又はランダムセグメント構造などの微細構造であって、４Ｈ単位が、例えば末端に導入されている、ポリマー鎖に組み込まれている、又は骨格からグラフトされているなど、どのような形であれこのコポリマーに結合しているものなどの、あらゆる種類の微細構造を有していてもよい。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態においては、成分（ａ）は、（部分的に）４Ｈ単位で末端が官能基化された星形ポリマーを含み、又は成分（ａ）は、いくつかの４Ｈ単位がグラフトされた線状ポリマーを含み、又は成分（ａ）は、４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいる。４Ｈ単位数の範囲としては、先に開示したものが好ましい。
【００３９】
成分（ａ）は、４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることがより好ましい。成分（ａ）は、４Ｈ単位がポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることが最も好ましい。
【００４０】
好ましくは２００℃未満、より好ましくは１５０℃未満、最も好ましくは１００℃未満の温度で、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の溶融加工を行えるようにするために、又は、１０重量％を超える、好ましくは１５重量％を超える濃度の溶液から上記材料を加工するために、数平均分子量Ｍｎが比較的少ない、好ましくは１００〜１０００００の範囲内、より好ましくは、１００〜６００００、さらに好ましくは８００〜４００００、最も好ましくは２０００〜３５０００の成分（ａ）を用いることがさらに好ましい。
【００４１】
材料の親水性を高め、それにより超分子生体吸収性又は生物医学用材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、必要に応じ、イオン基又はイオノゲン基を成分（ａ）に組み込んでもよい。イオノゲン基としては、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、２，６−ビス（ヒドロキシメチル）−ピリジン及び２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−プロピオン酸が好ましい。
【００４２】
また、成分（ａ）は、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、１以上の親水性ポリマーブロックをそのポリマー鎖内に含んでいてもよい。こうした親水性ポリマーブロックは、数平均分子量Ｍｎが好ましくは２００〜５００００の、より好ましくは５００〜６０００のポリエチレングリコールポリマーに由来することが好ましい。
【００４３】
特に、成分（ａ）を用いて、本発明の超分子生体吸収性材料の機械的特性を調整することができる。本発明の好ましい実施形態においては、成分（ａ）の破断点伸びは、少なくとも１４０％である。本発明の別の好ましい実施形態においては、成分（ａ）は、Ｅモジュール＞３５ＭＰａである。
【００４４】
成分（ｂ）が有する４Ｈ単位が２個未満の場合に成分（ｂ）との釣り合いをとるために、成分（ａ）は平均して少なくとも３個の４Ｈ単位を含んでいることが好ましい。成分（ｂ）が有する４Ｈ単位は、必要に応じ超分子鎖ストッパーとして作用する。
【００４５】
４Ｈ単位
４Ｈ単位が、Ｘ１．．．Ｘ４及びＹ１．．．Ｙ４という配列で４個のドナー又はアクセプタを含むように、式（１）及び（２）においては、ｎ＝４であることが好ましい。４Ｈ単位は、自己相補的（すなわち、２個の水素結合単位が、ドナー及びアクセプタについて同等の配列を有する）であってもよく、非自己相補的（すなわち、２個の水素結合単位が、ドナー及びアクセプタについて２つの異なる配列を有する）であってもよい。４Ｈ単位は、２個の連続したドナーの後に２個の連続したアクセプタを含んでいることが好ましい。すなわち、Ｘ１及びＸ２がドナーで、Ｘ３及びＸ４がアクセプタであることが好ましい。かかるドナー及びアクセプタは、Ｏ、Ｓ、及びＮ原子であることが好ましい。４Ｈ単位は、参照により明示的に組み込まれる国際公開第９８／１４５０５号パンフレット及び米国特許第６３２００１８号明細書にて、詳しく開示されている。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態によると、４Ｈ単位は、一般式（３）又は（４）、及びその互変異性体を有し
【００４７】
【化２】
【００４８】
［式中、Ｘは、置換基Ｒ８を備えた窒素原子又は炭素原子、好ましくは窒素原子であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ８は、以下の（ａ）〜（ｉ）からなる群から独立して選択される：
（ａ）水素；
（ｂ）Ｃ１〜Ｃ２０アルキル；
（ｃ）Ｃ６〜Ｃ１２アリール；
（ｄ）Ｃ７〜Ｃ１２アルカリル；
（ｅ）Ｃ７〜Ｃ１２アルキルアリール；
（ｆ）式（５）を有するポリエステル基
【００４９】
【化３】
（５）
【００５０】
（式中、Ｒ４及びＹは、水素及びＣ１〜Ｃ６直鎖又は分岐アルキルからなる群から独立して選択され、ｎは、１〜６であり、ｍは、１０〜１００である。）；
（ｇ）式（６）記載の１〜４個のウレイド基で置換されたＣ１〜Ｃ１０アルキル基
Ｒ５−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−
（６）
（式中、Ｒ５は、水素及びＣ１〜Ｃ６直鎖又は分岐アルキルからなる群から選択される。）；
（ｈ）式（７）を有するポリエーテル基
【００５１】
【化４】
（７）
【００５２】
（式中、Ｒ６、Ｒ７及びＹは、水素及びＣ１〜Ｃ６直鎖又は分岐アルキルからなる群から独立して選択され、ｏは、１０〜１００である。）；
（ｉ）１〜５０個、好ましくは１〜１０個のアミノ酸の配列からなるオリゴペプチド基。］、
前記４Ｈ単位は、Ｒ１、Ｒ２及び／又はＲ３を介して（Ｒ１、Ｒ２又はＲ３が直接結合を表すように）、（ａ）〜（ｈ）に記載の側鎖を独立して表している他のＲ基と共にポリマー骨格に結合している。
【００５３】
本発明によると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ８は、先に開示した（ａ）〜（ｈ）の基からなる群から独立して選択されることが好ましい。
【００５４】
第一の好ましい実施形態においては、４Ｈ単位が、Ｒ１を介して（Ｒ１が直接結合を構成するように）ポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ２及びＲ３は独立して、先に定義した（ａ）〜（ｉ）の基のいずれかであり、好ましくは（ｂ）の基であり、より好ましくは２−エチルペンチル又はメチルであり、最も好ましくはメチルである。最も好ましくは、４Ｈ単位が、Ｒ１を介してポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ２は先に定義した（ａ）〜（ｈ）の基のいずれかであり、より好ましくは（ｂ）の基であり、さらに好ましくは２−エチルペンチル又はメチルであり、最も好ましくはメチルであり、Ｒ３は水素である。
【００５５】
第二の好ましい実施形態においては、４Ｈ単位が、Ｒ１及びＲ２を介して（Ｒ１及びＲ２が直接結合を構成するように）ポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ３は先に定義した（ａ）〜（ｉ）の基のいずれかであり、好ましくは（ａ）又は（ｂ）の基であり、より好ましくは（ａ）の基である。
【００５６】
第三の好ましい実施形態においては、４Ｈ単位が、Ｒ１及びＲ３を介して（Ｒ１及びＲ３が直接結合を構成するように）ポリマー骨格に結合している一方で、Ｒ２は先に定義した（ａ）〜（ｉ）の基のいずれかであり、好ましくは（ｂ）の基であり、より好ましくは２−エチルペンチル又はメチルであり、最も好ましくはメチルである。この第三の好ましい実施形態は、第一及び第二の好ましい実施形態よりも好ましい。
【００５７】
当業者にとっては明らかなことだが、先に定義した（ｂ）〜（ｉ）の基は、必要に応じて直鎖状であっても、分岐状であっても、環状であってもよい。
【００５８】
成分（ｂ）
さらに、本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、生物活性化合物を成分（ｂ）として含んでいる。成分（ｂ）は、少なくとも１個から多くとも１０個まで、好ましくは１〜４個、最も好ましくは２〜４個の４Ｈ単位を備えた生物活性化合物からなる群から選択されることが好ましい。これらの４Ｈ単位は、かかる生物活性化合物に共有結合している。
【００５９】
先に開示した通り、成分（ｃ）が存在しない場合（下記参照）、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対する成分（ｂ）の量は０．０１〜５０．００重量％であり、成分（ａ）の量は５０．００〜９９．９９重量％である。本実施形態によると、成分（ａ）の重量範囲は７０．００〜９９．９９重量％であることが好ましく、９０．００〜９９．９５重量％であることがさらに好ましいのに対し、成分（ｂ）の重量範囲は０．０１〜３０重量％であることが好ましく、０．０５〜１０．００重量％であることがさらに好ましい。これらの重量範囲はすべて、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対してのものである。また、成分（ｂ）は、１以上の異なる生物活性化合物を含んでいてもよい。
【００６０】
生物活性化合物は、先に開示したように生物活性を示すものであれば、どのような化合物でもよい。本明細書で使用する「生物活性化合物」は、生物医学的に関連のある化合物を含むものである。そうした化合物はさらに、治療上、診断上、美容上、医薬上、及び予防上の効果を提供し、組織増殖、細胞増殖、細胞分化、細胞シグナリング、細胞ホーミング、タンパク質吸収に作用する又は関与する化合物、すなわち、生物学的作用を引き起こせる可能性、又は１以上の生物学的プロセスにおいて他の何らかの役割を果たせる可能性のある化合物を提供する。そのような化合物としては、抗菌剤（抗細菌剤及び抗真菌剤を含む）、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤、抗血栓剤、抗凝固剤、平滑剤、造影剤（imaging agents）、薬剤、医薬品、ホルモン、免疫原性薬剤、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、（蛍光）染色剤、造影剤（contrast agents）、例えば一本鎖又は二本鎖ＤＮＡ及び一本鎖又は二本鎖ＲＮＡなどの核酸、脂質、リポ多糖類、（多）糖類、ビタミン、並びに一般的なペプチド、ポリペプチド及びタンパク質、生物学的に関連する分子を標的としたビオチン化化合物その他の化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６１】
本発明に記載の成分（ｂ）として使用可能な、非制限的で、好ましく、重要な種の群は、ペプチド、多糖類及びタンパク質によって形成されている。当業者には周知のことであるように、ペプチドには、オリゴペプチド及びポリペプチドに加えて、ジペプチド、トリペプチド及びテトラペプチドも含まれる。
【００６２】
好ましい実施形態においては、成分（ｂ）は、成長因子、抗菌剤、トロンビン阻害剤、又は抗血栓剤を含んでいる。成長因子は、生細胞の成長、増殖及び／又は分化に対して有益な効果を及ぼすタンパク質又はペプチドと定義されている。本発明のより好ましい実施形態によると、超分子生体吸収性材料は、成長因子がポリマーに非共有結合している組織工学用の骨格として有利に用いられる。
【００６３】
成長因子の好適な例としては、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、上皮成長因子（ＥＧＦ）などの上皮成長因子、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）、神経成長因子（ＮＧＦ）、骨由来成長因子（ＢＤＧＦ）などの線維芽細胞成長因子、形質転換成長因子−ベータ１（ＴＧＦ−ベータ１）などの形質転換成長因子、及びヒト成長ホルモン（ｈＧＨ）が挙げられる。
【００６４】
超分子材料が超分子生物医学用材料である場合、別の好ましい実施形態によると、かかる材料は、抗血栓剤がポリマーに非共有結合している生物医学用コーティング組成物として用いられる。好ましい抗血栓剤の例としては、ヘパリン、ヘパリン類似体、ヘパリン複合体、及び硫酸化グリコサミノグリカン部分を含む分子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、抗血栓剤は、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第０２／３４３１２号パンフレットに開示されている、１以上のポリマーに共有結合しているヘパリンであってもよい。好ましい抗血栓剤のクラスは、ヘパリン、ヘパリン類似体、ヘパリン複合体、硫酸化グリコサミノグリカン部分を含む分子、及び国際公開第０２／３４３１２号パンフレットに開示されているヘパリン化ポリマーからなるものである。
【００６５】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料に含まれていると有利な場合があるペプチド又はタンパク質の別の例として、例えば、毒素、ウィルス表面抗原又はウィルスの一部、細菌表面抗原又は細菌の一部、疾患を引き起こす寄生生物の表面抗原又は寄生生物の部分、イムノグロブリン、抗毒素、抗原などの免疫原性ペプチド又は免疫原性タンパク質が挙げられる。
【００６６】
ペプチド、多糖類及びタンパク質の熱不安定性を考慮すると、本発明の方法は、ペプチド、多糖類及びタンパク質をロード（load）した材料の調製に特に有用なものであるが、超分子生体吸収性又は生物医学用材料にペプチド、多糖類及びタンパク質以外の物質をロードすることも可能であることは、明らかである。組み込まれる可能性のあるそのような生物活性剤としては、非ペプチド性薬剤、非多糖類性薬剤及び非タンパク質性薬剤、並びに無機化合物がある。本発明の範囲内において、ポリマー性質を有する薬剤を組み込むことは可能であるが、１５００未満、又は５００未満という比較的少ない分子量の薬剤又はビタミンを組み込むことも可能である。
【００６７】
組み込まれる可能性のある非ペプチド性薬剤、非多糖類性薬剤又は非タンパク質性薬剤の例として、以下のものが挙げられる：抗腫瘍剤、抗生物質又は血液療法剤などの抗菌剤、抗真菌剤、抗ウィルス剤、抗炎症剤、抗痛風薬、中枢性鎮痛剤、局所麻酔剤、中枢性筋肉弛緩剤、ホルモン及びホルモン拮抗薬、ミネラルコルチコステロイド又はグルココルチコステロイドなどのコルチコステロイド、アンドロゲン、エストロゲン、プロゲスチン。
【００６８】
組み込まれる可能性のある無機化合物の例としては、活性酸素捕捉剤、又はアパタイト若しくはヒドロキシアパタイトなどの骨抽出物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
成分（ｂ）をそれ自体として用いること、又は、１以上の４Ｈ単位で化学修飾することができる。この化学修飾は、例えば、スクシンイミドエステル、スルフヒドリル反応性薬剤、アジド、（チオ）イソシアネート、カルボジイミド、アルデヒド、若しくはＣｕ（Ｉ）触媒Huisgen［２＋３］型双極子環化付加反応などを用いた結合方法として、通常の有機合成手順により行うことが可能であり、又は、当業者に周知の通常の固体合成手順により行うことが可能である。また、ペプチド及びタンパク質の場合は、Ｃ末端チオエステルと、Ｎ末端システインを備えた４Ｈ単位とを含むペプチド又はタンパク質を用いたネイティブ化学ライゲーションを利用して、こうした化学修飾を行うことができる。ネイティブ化学ライゲーションは、当業者に周知である。
【００７０】
必要に応じ、インビボで開裂可能な（生）分解性リンカーを介して４Ｈ単位を成分（ｂ）に結合させることができる。そのような方法で、例えば、治療効果を増大させるために、ネイティブ成分（ｂ）を材料から徐々に放出させる。開裂可能なリンカーの例としては、システインプロテアーゼによるペプチドＧｌｙ−Ｐｈｅ−Ｌｅｕ−Ｇｌｙの開裂のように、酵素活性により開裂するエステル又はオリゴペプチドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７１】
また、超分子生体吸収性又は生物医学用材料には、２以上の異なる成分（ｂ）が存在していてもよい。このことは、生物活性が多価相互作用及び／又は相乗的相互作用に基づいている場合、特に有益である。そのような相互作用の例としては、ＲＧＤペプチドとＰＨＳＲＮペプチドの組合せにより有利に媒介される細胞接着が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００７２】
成分（ｃ）
本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、第三の成分（ｃ）も含んでいることが好ましく、かかる第三の成分（ｃ）とは、生体吸収性ポリマーである。
【００７３】
この生体吸収性ポリマーが、１個から多くとも５０個まで、好ましくは１〜３０個、より好ましくは２〜２０個、最も好ましくは４〜２０個の４Ｈ単位を含んでいることが好ましい。これらの４Ｈ単位は、ポリマー鎖に共有結合している。本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、例えば異なる化学的性質及び／又は異なる分子量をもつ、異なる種類の成分（ｃ）を含むことは明らかに可能であり、異なる数の４Ｈ単位を包含することも可能である。また、これらのポリマーが、異なる化学的性質及び／又は異なる分子量をもつ元素から構成されていることも明らかに可能である。
【００７４】
成分（ｃ）は、どのような生体吸収性ポリマーであってもよい。しかし、成分（ｃ）は、ポリエーテル（好ましくは脂肪族）、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアミド（好ましくは脂肪族；例えば、ポリペプチド）、ポリカーボネート（好ましくは脂肪族）、ポリオルソエステル、多糖類、（好ましくは部分的にエステル化された）ポリビニルアルコールからなる群から選択されることが好ましい。成分（ｃ）は、脂肪族ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、脂肪族ポリカーボネート、脂肪族ポリオルソエステル、多糖類、及び部分的にエステル化されたポリビニルアルコールからなる群から選択されることがさらに好ましい。
【００７５】
本発明の別の実施形態においては、成分（ｃ）は、例えば先に開示した好ましいポリマー群の組合せなど、ポリマーの種類のいかなる組合せも含むものである。本発明の好ましい実施形態によると、ポリマー骨格は、例えば、酸化エチレン、酸化プロピレン又はテトラヒドロフランを主成分とする多糖類、ポリエーテル及びコポリエーテル；例えば、アジピン酸、グリコールなどのジオール類、又は乳酸などのヒドロキシ酸類を主成分とする重縮合により作られるポリエステル及びコポリエステル；例えば、ε−カプロラクトン、グリコリド、ラクチド、δ−バレロラクトン、１，４−ジオキサン−２−オン、１，５−ジオキセパン−２−オン、オキセパン−２，７−ジオンを主成分とする開環重合により作られるポリエステル及びコポリエステル；例えば、１，６−ヘキサンジオールポリカーボネートを主成分とするポリカーボネート及びコポリカーボネート；例えば、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキセパン−２−オン、１，３−ジオキサノン−２−オン、１，３，８，１０−テトラオキサシクロテトラデカン−２，９−ジオンを主成分とする開環重合により作られるポリカーボネート及びコポリカーボネート；例えば、３，９−ジエチレン−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンを主成分とするポリオルソエステル；これらの好ましいポリマーの組合せを主成分とするポリマー及びコポリマーからなる群から選択される。また、これらの好ましいポリマーの異なる組合せも、成分（ｃ）中に存在可能である。
【００７６】
成分（ｃ）の数平均分子量Ｍｎは、１００〜１０００００ダルトンの範囲内であることが好ましく、１００〜６００００ダルトンであることがより好ましく、８００〜４００００ダルトンであることがさらに好ましく、２０００〜３５０００ダルトンであることが最も好ましい。
【００７７】
成分（ｃ）は、線状（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又はポリマー骨格中に結合しているもの、及び／又はポリマー鎖にグラフトされているもの；星形（コ）ポリマーであって、４Ｈ単位が、何らかの形で、好ましくは末端基として、共有結合しているもの；樹状構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は樹状アーム中に結合しているもの；又は、（多官能性）分岐又は超分岐構造であって、４Ｈ単位が末端基として結合しているもの、及び／又は分岐中に結合しているもの、好ましくは末端基として結合しているものなど、あらゆる種類の異なる構造を有することができる。コポリマーは、例えばランダム構造、ブロック構造、セグメント構造又はランダムセグメント構造などの微細構造であって、４Ｈ単位が、例えば末端に導入されている、ポリマー鎖に組み込まれている、又は骨格からグラフトされているなど、どのような形であれこのコポリマーに結合しているものなどの、あらゆる種類の微細構造を有することができる。
【００７８】
成分（ｃ）は、（部分的に）４Ｈ単位で末端が官能基化された星形ポリマー、いくつかの４Ｈ単位がグラフトされた線状ポリマー、又は４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることが好ましい。成分（ｃ）は、４Ｈ単位が末端基として結合している、及びポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることがより好ましい。成分（ｃ）は、４Ｈ単位がポリマー骨格中に結合している線状（コ）ポリマーを含んでいることが最も好ましい。
【００７９】
成分（ａ）のように、材料の親水性を高め、それにより材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、必要に応じ、イオン基又はイオノゲン基を成分（ｃ）に組み込んでもよい。好ましいイオノゲン基が、成分（ａ）用に開示されている。また、成分（ｃ）は、材料の水溶性又は水分膨潤性（すなわちゲル化）を促進するために、１以上の親水性ポリマーブロックをそのポリマー鎖内に含んでいてもよい。こうした親水性ポリマーブロックは、数平均分子量Ｍｎが好ましくは２００〜５００００の、より好ましくは５００〜６０００のポリエチレングリコールポリマーに由来することが好ましい。
【００８０】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料の調製方法
本発明は、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の調製方法も提供する。この方法は、主に超分子生体吸収性又は生物医学用材料の機械的強度の成因となる成分（ａ）と、主に超分子生体吸収性又は生物医学用材料の生物活性の成因となる成分（ｂ）とを混ぜ合わせるものである。本発明の好ましい実施形態によると、この方法は、成分（ａ）、成分（ｂ）及び成分（ｃ）を混ぜ合わせるものであって、後者は、主に超分子生体吸収性又は生物医学用材料の生体吸収を改変する及び／又は生体吸収の成因となる。成分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を混ぜ合わせることにより、所望の材料特性を備えた超分子生体吸収性又は生物医学用材料がもたらされる。特に、全成分が４Ｈ単位を含む場合には、それらはすべて、混合物中の異なる成分間の強い物理的相互作用に強力に貢献することになる。それゆえに本発明によると、これら３つの成分（ａ）〜（ｃ）のすべてが少なくとも１個の４Ｈ単位を有していることが特に好ましい。全成分の混合は、従来のプロセス、すなわち、溶液加工若しくは溶融加工、又は両者の組合せにより、行うことができる。
【００８１】
異なる成分の超分子混合という概念は、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の生分解挙動の調整をも可能にするものである。というのは、この挙動は、添加した全成分の分解挙動によって決定するためである。
【００８２】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料の調製及び加工
超分子モジュール式アプローチによると、異なる３つの方法により超分子生体吸収性又は生物医学用材料を入手することができる：方法（ｉ）は、異なる成分（ａ）、（ｂ）及び必要に応じ（ｃ）を互いに混ぜ合わせ、その際に、これらの成分が溶解又は分散している、好ましくは溶解している、１以上の溶媒からなる培地を共に混ぜ合わせるものである。この第一の方法（ｉ）に続いて、当該技術で周知の溶解ポリマー用のプロセスを行うことが好ましい。
【００８３】
第二の方法（ii）は、高温の、好ましくは４０℃〜１５０℃（下記参照）のバルク中で異なる成分（ａ）、（ｂ）及び必要に応じ（ｃ）を互いに混ぜ合わせるものである。この第二の方法（ii）に続いて、当該技術で周知のポリマー用の無溶媒プロセスを行うことが好ましい。
【００８４】
第三の方法（iii）は、方法（ｉ）と方法（ii）とを組み合わせたものである。したがって、方法（iii）は、例えば、先に方法（ｉ）にしたがって成分（ｂ）と成分（ｃ）とを混ぜ合わせ、続いて方法（ii）にしたがって成分（ａ）と、成分（ｂ）と（ｃ）との混合物とを混ぜ合わせるものである。あるいは、方法（iii）は、先に方法（ｉ）にしたがって成分（ａ）と成分（ｂ）とを混ぜ合わせ、続いて方法（ii）にしたがって成分（ｃ）と、成分（ａ）と（ｂ）との混合物とを混ぜ合わせるものである。他の代替案については、当業者であれば明白なことであろう。
【００８５】
本発明の特に好ましい実施形態によると、方法（ｉ）及び（ii）は、成分（ａ）及び／又は（ｃ）のインサイチュでの調製を含むものである。
【００８６】
方法（ｉ）による加工は、異なる成分の溶解度に応じて、有機溶媒又は水性培地から行うことができる。水、アセトン、メチルエチルケトン、ＴＨＦ、ＤＭＳＯ、ＮＭＰ、超臨界ＣＯ２、又はエタノールなどの脂肪族アルコール類などの、生物医学的用途に許容可能な溶媒又は溶媒の混合物を用いることが好ましい。溶媒キャスティング、ディップコーティング、凍結乾燥、析出キャスティング（precipitation casting）、スプレーコーティング、塗装、ロールコーティング、起泡、溶媒紡糸、湿式紡糸、電気紡糸、ミクロ接触印刷、インクジェット印刷、微粒子溶出法、相分離法又は乳化などのプロセスにより、超分子生体吸収性又は生物医学用材料を入手することが好ましい。
【００８７】
超分子材料が生物医学用コーティング組成物の場合、コーティングプロセス用の溶液について所望の粘度が得られるように、溶媒の選択を行うべきであり、好ましくは、極性溶媒を用いてポリマー間の水素結合を減少させるべきである。また、コーティング後の溶媒からの除去を容易にするために、溶媒は沸点が低いことが好ましく、溶媒（又は溶媒混合物）は、限定的な毒性しかもたないことが好ましい。したがって、超分子材料の乾燥がコーティングプロセス後に必要となり、乾燥後は、水又はｐＨ緩衝液を含む水で徹底的に洗浄することが好ましい。
【００８８】
当業者には周知のように、超分子材料をコーティングとしてこの基質に塗布する場合、基質表面を清浄にするには特別な注意を払う必要がある。クロム酸、水酸化ナトリウム水溶液及び発煙硫酸の使用などの液体エッチング技術、又はプラズマエッチング技術により、基質の湿潤性を高めることができる。
【００８９】
方法（ii）による加工は、成分を加工できるほど十分に高い温度ではあるが、異なる成分、特に成分（ｂ）の分解を妨げるほどには高すぎない温度で行われる。加工温度は、４０℃〜１５０℃であることが好ましく、５０℃〜１２０℃であることが最も好ましい。押出、反応押出、マイクロ押出、溶融堆積、モデリング、成形、ラミネート加工、フィルムブローイング、反応射出成形（ＲＩＭ）、紡糸技術、ラピッドプロトタイピング、又はコーティングの熱若しくは光硬化により、超分子生体吸収性又は生物医学用材料を入手することが好ましい。
【００９０】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料中の成分（ａ）の量は、成分（ｃ）が存在しない場合、５０．００〜９９．９９重量％であることが好ましい。この実施形態によると、成分（ａ）の存在量が７０．００〜９９．９９重量％であることがより好ましく、９０．００〜９０．９５重量％であることが最も好ましい。
【００９１】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料中の成分（ｂ）の量は、成分（ｃ）が存在しない場合、０．０１〜５０．００重量％であることが好ましい。この実施形態によると、成分（ｂ）の存在量が０．０１〜３０．００重量％であることがより好ましく、０．０５〜１０．００重量％であることが最も好ましい。
【００９２】
成分（ａ）
本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料に成分（ｃ）が存在する場合、成分（ａ）〜（ｃ）の好ましい重量比は以下の通りである：（ａ）が２０〜５９．９９重量％、（ｂ）が０．０１〜４０．００重量％、及び（ｃ）が０．０１〜４０．００重量％。より好ましくは、成分（ａ）〜（ｃ）の好ましい重量比は、（ａ）が４０．００〜６９．９９重量％、（ｂ）が０．０１〜３０．００重量％、及び（ｃ）が０．０１〜３０．００重量％である。超分子生体吸収性又は生物医学用材料に関して本明細書に組み入れた重量パーセンテージはすべて、超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対してのものである。
【００９３】
凍結乾燥、例えば塩又は糖を用いた微粒子溶出、及び電子紡糸などの当該技術で周知の技法により、本発明の超分子生体吸収性材料から、高度に多孔質の構造を得ることが可能である。高度に多孔質の（相互連結）構造又は不織布は、細胞接着又は増殖にとって有益であり、骨格内での組織の成長を可能にするものである。こうした構造は、例えば、人工器官又はインプラントとして、組織工学に用いる多孔質骨格として使用できる。
【００９４】
必要に応じ、超分子生体吸収性又は生物医学用材料を用いて、ヒドロゲル、すなわち、その内部の液体が水であるゲルを調製することができる。当業者は、製剤中の成分（ａ）及び必要に応じ（ｃ）における親水性及び疎水性成分の比率のバランスを取ることにより、ヒドロゲルを得ることが可能である。ヒドロゲル材料は水分含有量が高く、そのため、組織内の細胞外マトリックスの異なる役割を模倣する可能性がある。結果的に、制御下での薬剤送達、送達マトリックスとして、又はコーティングとしてなど、ヒドロゲルは、生物医学的応用において多く利用されている。
【００９５】
本発明によると、（ａ）、（ｂ）又は必要に応じ（ｃ）以外の付加的原材料、例えば抗酸化剤及びｐＨ緩衝剤といった当該技術で周知の賦形剤などを、材料に添加してもよい。
【００９６】
応用
本発明の超分子生体吸収性又は生物医学用材料は、生物医学的応用に関連した応用に適していることが好ましい。特に超分子生体吸収性材料は、薬剤の放出制御又は医療用画像化技術（例えばＭＲＩ）に有用であるだけではなく、化粧品への応用、並びに除草剤及び害虫駆除などの農業への応用にも有用である。
【００９７】
一方、生物医学用材料は、組織工学用材料、人工器官又はインプラント製造用材料として、特に適している。超分子生物医学用材料は、薬剤の放出制御を行う場合の生物医学用コーティング、抗血栓作用又は抗菌作用を有する生物医学用コーティング、平滑性に優れた生物医学用コーティングに有用であることが、より好ましい。生物医学用コーティングを、人工器官、インプラント、ステント、カテーテル、又はその他の、生体組織と接触する医療器具に塗布することができる。より好ましい別の応用によると、超分子生物医学用材料は、美容整形及び形成手術用の充填材として有用である。
【００９８】
実施例
以下の非限定的実施例により、本発明の好ましい実施形態についてさらに説明する。特に記載のない場合、化学品はAldrich社より入手している。
【実施例１】
【００９９】
実施例１：ＵＰｙ１の調製
１，６−ヘキシルジイソシアネート（６５０ｇ）及びメチルイソシトシン（又は２−アミノ−４−ヒドロキシ−６−メチル−ピリミジン、６５．１ｇ）を、容量２リットルのフラスコ内で懸濁した。混合液を、アルゴン雰囲気下、１００℃にて一晩攪拌した。室温まで冷却した後、攪拌を続けながら、１リットルのペンタンを懸濁液に添加した。生成物を濾過し、ペンタンで数回洗浄して、真空乾燥を行った。白色粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１（１Ｈ）、１１．８（１Ｈ）、１０．１（１Ｈ）、５．８（１Ｈ）、３．３（４Ｈ）、２．１（３Ｈ）、１．６（４Ｈ）、１．４（４Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）。２９３５、２２８１、１６９８、１６６８、１５８２、１５２４、１２５６。
【実施例２】
【０１００】
実施例２：ＵＰｙ２の調製
２−アミノ−４−ヒドロキシ−５−（２−ヒドロキシエチル）−６−メチル−ピリミジン（１２グラム）を、ＩＰＤＩ（１５０ｍＬ）中に懸濁し、アルゴン雰囲気下、９０℃にて一晩攪拌した。透明な溶液となった。かかる溶液を冷却し、ヘキサン中で沈殿させた。固形物を濾過し、別のヘキサン中で攪拌した後、濾過、ヘキサンでの洗浄、及び残渣の乾燥により、生成物を単離した。収率：９８％。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１（１Ｈ）、１１．９（１Ｈ）、１０．２（１Ｈ）、４．８〜４．５（１Ｈ）、４．２（２Ｈ）、４．０〜３．２（３Ｈ）、３．１〜２．９（３Ｈ）、２．７（２Ｈ）、２．３（３Ｈ）、１．９〜１．６（４Ｈ）、１．４〜０．８（２６Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）。２９５４、２２５４、１６９０、１６６４、１６３７、１５９０、１５３２、１４６１、１３６４、１３０７、１２５７、１０３４、７９１。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ、［Ｍ＋］＝６１４、［Ｍ＋Ｎａ＋］＝６３６。
【実施例３】
【０１０１】
実施例３：ＵＰｙ３の調製
メチルイソシトシン（１０ｇ）とカルボジイミダゾール（２０．７ｇ）との混合物を含む無水（dried）ＤＭＳＯ（５０ｍＬ）を加熱し、アルゴン雰囲気下、１００℃にて２時間攪拌した。結果として得られた固形物を濾過し、フィルター中に白色粉末が残るまで、無水（dry）アセトンで洗浄した。その後、かかる粉末に真空乾燥を行い、Ｐ２Ｏ５で保存した。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３１７４、１７０１、１６４４、１６００、１４７９、１３７５、１３２０、１２７６。
【実施例４】
【０１０２】
実施例４：ＵＰｙ４の調製
５ｍＬのクロロホルムに、６−（２−エチルペンチル）イソシトシン（０．４２ｇ）を溶解させた。この透明な溶液に、１，１−カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）（０．７１ｇ）を添加した。反応混合液を室温で３時間攪拌した。混合液全体に対し、塩水での抽出を３回行った。水層を結合させ、クロロホルムで抽出した。結合させたクロロホルム層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過した。残った有機層を減圧下で乾燥させ、収率６６％にて淡黄色の粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．８（１Ｈ）、７．６（１Ｈ）、７．１（１Ｈ）、５．８（１Ｈ）、２．５（１Ｈ）、１．７（４Ｈ）、１．３（４Ｈ）、１．０（３Ｈ）、０．９（３Ｈ）。
【実施例５】
【０１０３】
実施例５：ＵＰｙ５の調製
１５ｍＬのＴＨＦ中で、ＵＰｙ３（０．９ｇ）と１，６−ジアミノヘキサン（０．５４ｇ；１．１等量）を室温で７２時間攪拌した。かかる混合液を、アルゴン下に置いておいた。エタノール（２５ｍＬ）を添加し、懸濁液を３０分間攪拌した。固形物を濾過し、１０ｍＬのエタノールで数回洗浄し、乾燥させた。結果として０．８６ｇの２（６−アミノヘキシルアミノカルボニルアミノ）−６−メチル−４［１Ｈ］ピリミジノンを得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、１滴のＣＨ３ＣＯＯＨを含むＤ２Ｏ）：δ＝５．９（１Ｈ）、３．２（２Ｈ）、２．９（２Ｈ）、２．２（３Ｈ）、１．７−１．２（８Ｈ）。
【実施例６】
【０１０４】
実施例６：ＵＰｙ６の調製
メチルイソシトシン（５．２グラム）をイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ、５０ｍＬ）に添加した後、アルゴン雰囲気下、９０℃にて３日間攪拌した。結果として得られた透明な溶液を、ヘプタン中で沈殿させた。白色の粘性物質を回収し、１５０ｍＬのヘプタン中で加熱して、氷上で冷却し、濾過した。白色の残渣について同じ手順をもう１回繰り返し、１単位のＩＰＤＩを有するウレイドピリミジノンからなる白色粉末を得た。この生成物（１０．２２ｇ）をクロロホルム（２０ｍＬ）に溶解させ、その後、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ、３．６ｍＬ）及び１滴のジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）を添加した。混合液を、オイルバス温度６５℃にて４時間攪拌し、その後、冷却して濾過した。濾過物を濃縮して過剰のジエチルエーテル中に滴下した。沈殿物を濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した。真空乾燥を行い、固形生成物を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１（１Ｈ）、１１．７〜１２．０（１Ｈ）、９．８−１０．０（１Ｈ）、６．４（１Ｈ）、６．２（１Ｈ）、５．８（２Ｈ）、５．２（１Ｈ）、４．３（４Ｈ）、４．１〜３．６（１Ｈ）、３．１〜２．９（２Ｈ）、２．１（３Ｈ）、２．０（３Ｈ）、１．８〜１．５（２Ｈ）、１．４〜０．８（１３Ｈ）１．９（３Ｈ）、１．７〜１．２（８Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν３２１２、２９５４、１６９７、１６６０、１５７２、１５２０、１２４２、１１６５。
【実施例７】
【０１０５】
実施例７：４Ｈ単位を備えたポリマーＩ
テレケリックヒドロキシ末端ＰＥＯ−６０００（１０．２０ｇ）を、三つ口フラスコ内において真空中で１２０分間、１２０℃に加熱し、その後、８０℃に冷却した。ＵＰｙ２（１．２５ｇ）及び２滴のジブチル錫ジラウレートを溶解させたトルエン（４０ｍＬ）をポリマー融液に添加し、アルゴン下、８０℃にて、溶液を一晩攪拌した。反応混合液を４０ｍＬのＴＨＦで希釈し、ジエチルエーテル中に沈殿させた。物質は白色（半結晶状）で、弾性及び頑強性がある。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ）：δ４．１、３．６、２．８、２．２、１．８〜１．４、１．２〜０．８。
【実施例８】
【０１０６】
実施例８：４Ｈ単位を備えたポリマーII
分子量が１２５０Ｄのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（２５．９ｇ、真空乾燥）、ＵＰｙ２（１０．９ｇ）及び２滴のジブチル錫ジラウレートを無水酢酸エチル（１３０ｍＬ）に溶解させ、オイルバス温度７０℃にて一晩攪拌した。翌日、酢酸エチル（７０ｍＬ）及びエタノール（５０ｍＬ）を反応混合液に添加し、その後、エタノール中で沈殿させた。沈殿物の乾燥後、ポリマーを単離し、弾性物質を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１２．０、１０．１、４．５〜３．８、３．０、２．６〜２．２、２．０〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝８．８ｋＤ、Ｄ＝２。
【実施例９】
【０１０７】
実施例９：４Ｈ単位を備えたポリマーIII
テレケリックヒドロキシ末端ＰＥＯ−３０００（１２．７８ｇ）を、三つ口フラスコ内において真空中で３０分間、１２０℃に加熱し、続いて、５滴のジブチル錫ジラウレート及びＵＰｙ１（２．５１ｇ）を添加した。その後、この不均一反応混合液をアルゴン雰囲気下において機械式攪拌装置で攪拌し、１４０℃に加熱した。１４０℃で１０分間攪拌した後、透明で均一な粘液を得た。冷却後、この液体を単離して、硬質で脆弱な白色物質を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１１．９、１０．１、５．８、５．０、４．２、３．８〜３．３、３．２、３．１、２．１、１．６〜１．２。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２８８２、１６９８、１６６３、１５８８、１５２７、１４６６、１３４２、１１００、９６２、８４１。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝２．９ｋＤ、Ｄ＝１．２。
【実施例１０】
【０１０８】
実施例１０：４Ｈ単位を備えたポリマーIV
粘度が１００〜１２０ｃＳｔであって、ビス（アミノプロピル）で末端が封鎖されたポリシロキサンＤＭＳ−Ａ２１を、Gelest社より入手した。ＤＭＳ−Ａ２１（１４．７ｇ）を含むテトラヒドロフラン（２００ｍＬ）の溶液に、ＵＰｙ３（１．５ｇ）を添加した。その後、この混合液をオイルバス温度８０℃に加熱し、この温度にて、アルゴン雰囲気下で１６時間攪拌した。反応混合液にクロロホルム（２００ｍＬ）を添加し、その後、反応混合液をシリカで濾過した。透明な濾過液を塩化ナトリウム飽和水溶液で２回洗浄した。有機画分をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、真空乾燥を行い、オフホワイトで透明感のある弾性物質を得た。分子量（Ｍｎ）は５．０ｋｇ／モル；ゲル浸透クロマトグラフィー（ポリスチレン標準）で確認した分子量分布は１．８である。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１１．９、１０．２、５．９、３．３、２．３、１．６、０．６、０．４〜−０．１。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２９６１、１６９８、１６５９、１５８７、１５２７、１２５８、１０１０、７８０。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｗ＝８．１ｋＤ。
【実施例１１】
【０１０９】
実施例１１：４Ｈ単位を備えたポリマーＶ
Kraton Polymers社製のクラトンＬ−２２０３（平均分子量Ｍｎ＝３４００、１０ｇ）を、無水トルエン（１００ｍＬ）中に溶解させた。この混合液に、ＵＰｙ１（１．７５ｇ）及び２滴のジブチル錫ジラウレートを添加し、その後、混濁混合液を、アルゴン雰囲気下にて８０℃で１２時間攪拌した。試料を採取して、１Ｈ−ＮＭＲ（３．６ｐｐｍにて多重線消失（disappearance multiplet））で反応の完全性について調べてみた。粘性反応混合液を、攪拌しながら７０℃に冷却し、０．３ｍＬの水を添加した。反応混合液をさらに１時間攪拌し、続いてメタノール中に沈殿させた（エタノールをより多く添加することにより、反応混合液の粘度を下げることができる）。白色の粘性物質を回収し、真空乾燥を行い、やや黄色味を帯びた透明なゴムを得た。収率：９４％；１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：ｄ１３．１、１１．９、１０．１、５．８、４．９、４．６、４．１、３．８、３．３、３．２、２．２、１．６〜１．１、０．８。
【実施例１２】
【０１１０】
実施例１２：４Ｈ単位を備えたポリマーVI
テレケリックポリ（２−メチル−１，３−アジピン酸プロピレン）（平均分子量Ｍｎ＝２．０ｋＤ、ヒドロキシ末端基、５．５５ｇ）に対し、トルエンで３回ストリッピングを行い、ＵＰｙ２（１．３１ｇ）及び数滴のジブチル錫ジラウレートと共にトルエン（２５ｍＬ）に溶解させた。混合液を８０℃に加熱し、アルゴン雰囲気下で１６時間攪拌した。その後、イソシアネート機能が消失したかどうかについてＦＴ−ＩＲで確認し、クロロホルム／メタノール溶液からエーテル中への沈殿、及び固形物の乾燥によりポリマーを単離した。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１２．０〜１１．８、１０．１〜９．８、５．０〜４．６、４．３〜３．８、３．４〜２．８、２．５〜２．０、１．９〜１．６、１．４〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝１５．５ｋＤ、Ｄ＝１．７。
【実施例１３】
【０１１１】
実施例１３：４Ｈ単位を備えたポリマーVII
平均分子量が２．０ｋＤのテレケリックヒドロキシ末端ポリ（２−メチル−１，３−アジピン酸プロピレン）（２．３９ｇ）と平均分子量が２．０ｋＤのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（２．３９ｇ）との混合物に対し、トルエンで３回ストリッピングを行い、モノマーＵＰｙ２（１．１８ｇ）及び数滴のジブチル錫ジラウレートと共にクロロホルム（２５ｍＬ）に溶解させた。混合液を６０℃で一晩攪拌し、続いて、イソシアネート機能が存在しないことをＦＴ−ＩＲ分光法で確認し、ＵＰｙ３（０．３５ｇ）を添加して、溶液を２０ｍＬのクロロホルムで希釈し、もう一晩還流した。再度、イソシアネート機能が消失したかどうかについてＦＴ−ＩＲで確認し、クロロホルム／メタノール溶液からヘキサン中への沈殿、及び固形物の乾燥によりポリマーを単離した。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．２〜１２．８、１２．１〜１１．８、１０．２〜９．８、５．８、５．２〜４．５、４．４〜３．６、３．４〜２．６、２．６〜２．０、２．０〜０．６。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝１２．２ｋＤ、Ｄ＝２．０。
【実施例１４】
【０１１２】
実施例１４：４Ｈ単位を備えたポリマーVIII
ヒドロキシ末端ポリカプロラクトンジオール（Ｍｎ＝２．１ｋｇ／モル；ジエチレングリコールで開始した開環重合により入手；Acros社より購入）をトルエンに溶解させた後、トルエンを減圧下で除去して水を同時蒸発させた。この手順を２回繰り返した。このプレポリマー（２５．０ｇ；１２．５ｍｍｏｌ）を無水クロロホルム（７５０ｍＬ）に溶解させ、その後、ＵＰｙ１（８．８ｇ）を添加した。ジブチル錫ジラウレートを２滴添加した後、溶液を１６時間還流した。ＯＨ末端基の有無について１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲを行い、反応の完全性を確認した。その後、５グラムのシリカキーゼルゲル６０及び２滴のジブチル錫ジラウレートを添加し、混合液を１６時間還流した。溶液中にＵＰｙ１が存在しないことを、ＩＲで確認した。クロロホルムで混合液を希釈した後、ハイフローを用いた濾過により、シリカを除去した。溶液を減圧下で濃縮した。クロロホルム（５００ｍＬ）を含むヘキサン（４．０Ｌ）中で物質を沈殿させ、濾過した。結果として得られた物質に２４時間の真空乾燥を行い、白色綿毛状の物質として、２４．４ｇの４Ｈ単位含有テレケリックポリカプロラクトンを得た。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１１．９、１０．１、５．９、４．９、４．２、４．１、３．７、３．２、２．３、２．２、１．６、１．５、１．４。ＦＴ−ＩＲ：ν＝２９４１、２８６５、１７２９、１６９９、１６６９、１５８７、１５２７、１４６１、１４１８、１３５９、１２５１、１１６２、１１０５ｃｍ−１。
【実施例１５】
【０１１３】
実施例１５：４Ｈ単位を備えたポリマーIX
平均分子量が１２５０ダルトンのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（１０．９４ｇ）を、三つ口フラスコ内において真空中で３０分間、１２０℃に加熱し、続いて、８滴のジブチル錫ジラウレート及びＵＰｙ１（５．１３ｇ）を添加した。その後、この不均一反応混合液を、アルゴン雰囲気下にて機械式攪拌装置で攪拌し、１４５℃に加熱した。１４５℃で５０分間攪拌した後、均一な粘性ペーストを得た。冷却後、ペーストを単離して硬質白色物質を得た。ＩＲ分光法により、かかる生成物がもはやイソシアネートを含有していないことを確認した。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．２、１１．９、１０．２、５．８、４．９、４．３、４．１、３．７、３．４〜３．１、２．４〜２．２、３．１、１．８〜１．２。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２８８２、１６９８、１６６３、１５８８、１５２７、１４６６、１３４２、１１００、９６２、８４１。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝２．１ｋＤ、Ｄ＝１．４。
【実施例１６】
【０１１４】
実施例１６：４Ｈ単位を備えたポリマーＸ
分子量が２．０ｋＤのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（９．７３ｇ）、ＵＰｙ２（２．５ｇ）及び数滴のジブチル錫ジラウレートをクロロホルム（１００ｍＬ）に溶解させ、オイルバス温度６０℃にて一晩攪拌した。翌日、クロロホルムを蒸発させ、２回目のＵＰｙ２（０．５ｇ）と共にトルエン（１００ｍＬ）及びピリジン（２０ｍＬ）を添加した。かかる混合液を、オイルバス温度１２０℃にてさらに一晩加熱し、ピリジン蒸発、クロロホルム／メタノール（１０：１）からメタノール中への沈殿、及び固形物の乾燥によりポリマー生成物を単離した。その物質を置いておくと、白色（半結晶状）の弾性ポリマーとなる。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．１、１２．０、１０．１、４．５〜３．８、３．０、２．６〜２．２、２．０〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｎ＝３８．５ｋＤ、Ｄ＝２．０。
【実施例１７】
【０１１５】
実施例１７：４Ｈ単位を備えたポリマーXI
テレケリックＰＥＯ−１５００（５．８３ｇ）に対し、トルエンで３回ストリッピングを行った後、トルエン（３０ｍＬ）に溶解させた。ＵＰｙ２（２．３９ｇ）を含むトルエン（１４ｍＬ）を数滴のジブチル錫ジラウレートと共に添加し、溶液をアルゴン下で一晩加熱した（オイルバス温度は１２０℃）。ジエチルエーテル中への沈殿によってポリマーを単離した。物質は白色（半結晶状）で、弾性及び強度がある。１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ）：δ４．１、３．６、２．８、２．２、１．８〜１．４、１．２〜０．８。ＳＥＣ（ＴＨＦ、ＰＳ標準）：Ｍｗ＝７．０ｋＤ。
【０１１６】
生物活性成分（ｂ）の実施例
【実施例１８】
【０１１７】
実施例１８：ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳ
標準的なＦｍｏｃカップリング化学反応を利用した従来の固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）法により、Wang樹脂上でＧＲＧＤＳペプチドを合成した（Wang樹脂へのＦｍｏｃ−Ｓｅｒ（ｔＢｕ）−ＯＨの負荷量は、０．６３ｍｍｏｌ／ｇであった；Bachem社製）。いずれの場合も、２０％のピペリジンを含むＤＭＦでＦｍｏｃ保護基を脱保護した。（必要に応じて）保護したアミノ酸（３等量；（Ｆｍｏｃ−Ａｓｐ（ＯｔＢｕ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ａｒｇ（Ｐｍｃ）−ＯＨ及びＦｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ；Bachem社製））をＤＭＦに溶解させた。カップリング試薬として、ＤＭＦ中の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（３．６等量）及びジイソプロピルカルボジイミド（３．３等量）を使用した。４Ｈ単位と、保護されたＧＲＧＤＳペプチドの最後のアミノ酸（Ｇｌｙ）の遊離アミンとのカップリングを、ＵＰｙ３（５等量）を含む無水ＤＭＦ（分子ふるい上で無水化）を使用し、固相支持体上で、アルゴン雰囲気下、５０℃にて１６時間行った。これにより、保護されたＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを樹脂上に得た。過剰のＵＰｙ３を酸性水により洗い流した。ペプチドを脱保護し、９５％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）及び５％の水で、固相支持体から切り出した。これを（冷）ジエチルエーテル中に沈殿させ、遠沈を行い、ジエチルエーテルで３回洗浄した。その後、１０〜２０％のアセトニトリルを含む水からペプチドを３回凍結乾燥し、白色綿毛状の粉末を得た。必要に応じて、分取逆相液体クロマトグラフィー（ＲＰＬＣ）を利用してＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを精製した。ＮＭＲ技術、ＩＲ、ＲＰＬＣ、及び質量分析法により、化合物の特徴付けを行った。１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）：δ５．９８（１Ｈ）、４．７８（１Ｈ）、４．４８（１Ｈ）、４．３２（１Ｈ）、３．９８〜３．８４（２Ｈ）、３．１５（２Ｈ）、２．９０〜２．７８（２Ｈ）、２．２３（３Ｈ）、１．８５〜１．６１（４Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、二次元１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹ分光法により確認した。内部標準としてヘキサフルオロリン酸カリウムを用いた１９Ｆ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）により、試料には０．１重量％未満のＴＦＡが含まれることがわかった。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２８０、３１８２、３０７３、２９４８、２５４２、１７０１、１６４２、１５２８、１４１３、１２２４、１１８０、１１３５、１０７６、１０４６。ＲＰＬＣ−ＭＳ：クロマトグラム中に１本のピーク、ｍ／ｚ：計算値、６４１．３ｇ／モル。測定値、［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４２．２ｇ／モル及び［Ｍ＋Ｈ］２＋＝３２１．７ｇ／モル。
【実施例１９】
【０１１８】
実施例１９：ＵＰｙ−ＰＨＳＲＮ
標準的なＦｍｏｃカップリング化学反応を利用した従来の固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）法により、Wang樹脂上でＰＨＳＲＮペプチドを合成した（Wang樹脂へのＦｍｏｃ−Ａｓｎ（Ｔｒｔ）−ＯＨの負荷量は、０．４３ｍｍｏｌ／ｇであった；Bachem社製）。いずれの場合も、２０％のピペリジンを含むＤＭＦでＦｍｏｃ保護基を脱保護した。（必要に応じて）保護したアミノ酸（３等量；（ＰＨＳＲＮ用の、Ｆｍｏｃ−Ａｒｇ（Ｐｍｃ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｓｅｒ（ｔＢｕ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｈｉｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ及びＦｍｏｃ−Ｐｒｏ−ＯＨ；Bachem社製））をＤＭＦに溶解させた。カップリング試薬として、ＤＭＦ中の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（３．６等量）及びジイソプロピルカルボジイミド（３．３等量）を使用した。４Ｈ単位と、保護されたＰＨＳＲＮペプチドの最後のアミノ酸（Ｐｒｏ）の遊離アミンとのカップリングを、ＵＰｙ１（８等量）を含む無水クロロホルム（分子ふるい）を使用し、固相支持体上で、２１℃にて１６時間行った。これにより、保護されたＵＰｙ−ＰＨＳＲＮを樹脂上に得た。過剰のＵＰｙ１を酸性水により洗い流した。ペプチドを脱保護し、９５％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）及び５％の水で、固相支持体から切り出した。これを（冷）ジエチルエーテル中に沈殿させ、遠沈を行い、ジエチルエーテルで３回洗浄した。その後、１０〜２０％のアセトニトリルを含む水からペプチドを３回凍結乾燥し、白色綿毛状の粉末を得た。必要に応じて、分取逆相液体クロマトグラフィー（ＲＰＬＣ）を利用してＵＰｙ−ＰＨＳＲＮを精製した。１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）：δ８．５８（１Ｈ）、７．２７（１Ｈ）、５．９２（１Ｈ）、４．７３（１Ｈ）、４．６６（１Ｈ）、４．３６（１Ｈ）、４．１５（１Ｈ）、３．８６（２Ｈ）、３．４０〜３．０５（２Ｈ）、２．８２〜２．７３（２Ｈ）、２．２１（３Ｈ）、２．１５（１Ｈ）、２．０３〜２．００（３Ｈ）、１．９４〜１．６２（４Ｈ）、１．５４〜１．４６（４Ｈ）、１．３４〜１．２７（８Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、二次元１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹ分光法により確認した。内部標準としてヘキサフルオロリン酸カリウムを用いた１９Ｆ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）により、試料には１重量％未満のＴＦＡが含まれることがわかった。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２６３、２９４３、１６５７、１５４２、１４４１、１３６１、１３１７、１２５２、１２０１、１１３３、１０７８。ＲＰＬＣ−ＭＳ：クロマトグラム中に１本のピーク、ｍ／ｚ：計算値、９０２．４ｇ／モル。測定値、［Ｍ＋Ｈ］＋＝９０３．３ｇ／モル、［Ｍ＋Ｈ］２＋＝４５２．３ｇ／モル及び［Ｍ＋Ｈ］３＋＝３０１．９ｇ／モル。
【実施例２０】
【０１１９】
実施例２０：ＵＰｙ−フルオレセイン
室温にて、ヘキサンジアミン（２．０３ｇ）を含むクロロホルム溶液に、ＵＰｙ４（０．５１ｇ）を添加した。混合液を一晩攪拌した。この混合液に、塩基性水（５ｇのＮａＯＨを含む２０ｍＬの水）を添加し、遠心分離（４３００ｒｐｍで５分間）後、透明な水層が分離し、その後、それを単離した。３ＭのＨＣｌを含む水で、塩基性水層のｐＨを６にした。アミノ官能性４Ｈ単位が単離されて白色沈殿物が形成され、それをクロロホルムで抽出した。クロロホルム層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、蒸発させた。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１３．２５（１Ｈ）、１１．９１（１Ｈ）、１０．２１（１Ｈ）、５．８２（１Ｈ）、３．２７（２Ｈ）、２．６６（２Ｈ）、２．３１（１Ｈ）、１．６９〜１．２８（１６Ｈ）、０．９０（６Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３０６４；２９５６；２８５６；２９２７；２８５６；１９３９；１６６４；１５９４；１５５８；１５２０；１４２８；１２６５；１１７８；１１１７；１０７３；９５０；８４０；８１４；７７３；７５６；７２８；６９７。元素分析：Ｃ６１．３４、Ｈ９．６４；Ｎ１９．８２、計算値（Ｃ６１．５１、Ｈ９．４６、Ｎ１９．９２）。ＲＰＬＣ−ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３５２．２（計算値：３５１．４１）ｇ／モル；［イソシトシン＋Ｈ］＋＝２１０．２（計算値：２０９．２９）ｇ／モル；［ＵＰｙ−Ｃ６−ＵＰｙ＋Ｈ］＋＝５８７．３（計算値：５８６．７８）ｇ／モル。
【０１２０】
フルオレセインイソチオシアネート（１３２ｍｇ）を含む、メタノールとクロロホルムが２：１の混合液に、このアミノ官能性４Ｈ単位（１２３ｍｇ）を添加して、室温で２日間攪拌した。減圧下で、溶媒を除去した。残った橙色沈殿物を、０．２ＭのＮａＯＨ溶液５ｍＬに溶解させた。１ＭのＨＣｌ溶液を１．５ｍＬ添加すると、濁った橙色の沈殿物が生じた。これを遠心分離で単離した。その後、黄色の透明な水層を取り除いた。セファデックスＬＨ２０カラム（ジクロロメタン：メタノール＝１：１）を用いて生成物を精製した。生成物をＴＨＦ：水（１：１）に溶解させ、小型のシリカカラムに流した。その後、凍結乾燥を行った。１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ８．１９（１Ｈ）、７．９１（１Ｈ）、６．８９（１Ｈ）、６．８１（１Ｈ）、６．５８（４Ｈ）、６．４６（２Ｈ）、５．７２（１Ｈ）、３．５１（２Ｈ）、３．１８（２Ｈ）、２．１８（１Ｈ）、１．５７〜１．１０（１６Ｈ）、０．７４（６Ｈ）。ＬＣ−ＭＳ（直接注入）：［Ｍ＋Ｈ］＋＝７４１．２（計算値：７４０．３０）ｇ／モル；［２Ｍ＋Ｈ］＋＝１４８１．１ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝２１０．２ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝３５２．３ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝３９０．３ｇ／モル；［Ｍフラグメント＋Ｈ］＋＝７０７．３ｇ／モル。
【実施例２１】
【０１２１】
実施例２１：ＵＰｙ−ビオチン
Ｎ−（＋）−ビオチニル−３−アミノプロピルアンモニウムトリフルオロ酢酸（１６５ｍｇ、Sigma-Aldrich社より入手）を含むＤＭＦ（１．０ｍＬ）の溶液に、ＵＰｙ４（１２４ｍｇ）及びジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ；１３３ｍｇ）を添加した。混合液を６０℃にて７時間攪拌した。減圧下でＤＭＦを除去し、すべてをクロロホルムに溶解させた。以下の抽出を行った；塩水で３回、１ＭのＨＣｌで３回。結合した有機層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、１．５ｍＬに濃縮した。これを冷アセトン中で沈殿させ、遠心分離にかけた。アセトンを取り除き、生成物を減圧下で４０℃にて２時間乾燥させた。これにより、収率６５％で白色粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ１３．３２（１Ｈ）、１１．８２（１Ｈ）、１０．０７（１Ｈ）、５．９２（１Ｈ）、４．５１（１Ｈ）、４．３６（１Ｈ）、３．３７（４Ｈ）、３．１３（１Ｈ）、２．９０（１Ｈ）、２．７３（１Ｈ）、２．３９（１Ｈ）、２．２３（２Ｈ）、１．８１〜１．１９（１６Ｈ）、０．８９（６Ｈ）。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２１７；３０３８；２９２９；２８６０；１６９９；１６４１；１５８３；１５２６；１４６０；１４３９；１３８１；１３０６；１２５１；１１４５；１０７５；１００９；９５１；８５０；７９６；７６３；７３９；６８６。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ：５３６．１４ｇ／モル（計算値５３５．７１ｇ／モル）、３０１．０７ｇ／モル、３３４．２３ｇ／モル。
【実施例２２】
【０１２２】
実施例２２：ＵＰｙ−Ｇｄ（III）−ＤＴＰＡ複合体
ＵＰｙ４（０．３７６ｇ、１．２４ｍｍｏｌ）を含むジクロロメタン（５ｍＬ）の無色の溶液に、ｔ−ブチル−６−アミノ−２−｛｛ビス｛２−［ビス−（ｔ−ブトキシカルボニルメチル）アミノ］−エチル｝−アミノ｝｝ヘキサノエート（０．７１３ｇ、Anelli, P.L. et al. Bioconjugate Chem. 1999, 10, p. 137, compound 7に記載の通りに得られる化合物）の溶液を、ゆっくりと添加した。かかる溶液を、２０℃で１２時間、激しく攪拌した。黄色味を帯びた溶液を、１ＭのＫＨＳＯ３（水溶液）ｐＨ１．９５（２×１０ｍＬ）で洗浄した。その後、有機層を１ＭのＫ２ＣＯ３（水溶液）ｐＨ１０（３×１０ｍＬ）及び塩水（３×１０ｍＬ）で洗浄した。結合した水層をＤＣＭ（２×１０ｍＬ）で乾燥させ、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させた。反応混合液を減圧下で濃縮し、黄色味を帯びた液体（０．８４ｇ）を得た。ＥｔＯＡｃを用いたカラムクロマトグラフィーで粗生成物（０．７３０ｇ）を精製し、保護されたSupraB含有ＤＴＰＡ類似体を０．５１ｇ得た（Ｒｆ＝０．５（ＥｔＯＡｃ））。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１３．３（１Ｈ）、１１．９（１Ｈ）、１０．２（１Ｈ）、５．８（１Ｈ）、３．５（８Ｈ）、３．３−３．２（３Ｈ）、３．０−２．６（８Ｈ）、２．３（１Ｈ）、２．０−１．２（１４Ｈ）、０．９４（６Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹにより確認した。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）２９７５、２９３２、１７２４、１６９８、１６５８、１６４６、１５８６、１５２６、１３６７、１２５３、１２１９、１１４８。ＥＳＩ−ＱＴＯＦ−ＭＳ：ｍ／ｚ［Ｃ５０Ｈ８９Ｎ７Ｏ１２＋Ｈ］＋、計算値９８０．６７Ｄａ、測定値９８０．７１Ｄａ；［Ｃ５０Ｈ８９Ｎ７Ｏ１２＋Ｎａ］＋、計算値１００２．６５Ｄａ、測定値１００２．６５Ｄａ。
【０１２３】
その後、この保護されたＵＰｙ含有ＤＴＰＡ類似体をジクロロメタン（０．３９ｇ）に溶解させ、ＴＦＡ（２ｍＬ）を添加し、続いて、反応混合液を室温で１６時間攪拌した。溶媒の蒸発後、２回目のＴＦＡ（２ｍＬ）及び無水ジクロロメタン（５ｍＬ）を添加して、攪拌を一晩続けた。溶液を真空中で濃縮したところ、脱保護した生成物のＴＦＡ塩が得られ、６０℃での透析（ＭＷＣＯが１００Ｄａの膜）によりそれをさらに精製し、続いて凍結乾燥を行い、白色吸湿性粉末（０．２６６ｇ）としてペンタ酸（penta-acid）を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ、３４８Ｋ）：δ６．２（１Ｈ）、４．１（８Ｈ）、３．６（１Ｈ）、３．４（４Ｈ）、３．３〜３．１（６Ｈ）、２．６（１Ｈ）、２．０〜１．２（１４Ｈ）、０．７９（６Ｈ）。１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルのアサインメントを、１Ｈ，１Ｈ−ＣＯＳＹにより確認した。−７５．６ｐｐｍにおけるシグナルが存在しないことにより、ＴＦＡが首尾よく除去されたことを、１９Ｆ−ＮＭＲ分光法で確認した。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３２１５、２９３３、２５３１、１７００、１６３０、１５５１、１４３１、１３８９、１３３３、１２０２。ＥＳＩ−ＱＴＯＦ−ＭＳ：ｍ／ｚ［Ｃ３０Ｈ４９Ｎ７Ｏ１２＋Ｈ］＋、計算値７００．３５Ｄａ、測定値７００．４０Ｄａ；［Ｃ３０Ｈ４９Ｎ７Ｏ１２＋Ｎａ］＋、計算値７２２．３３Ｄａ、測定値７２２．４０Ｄａ。
【０１２４】
ｐＨ５．８の０．３ｍのクエン酸緩衝液中にペンタ酸（９．１６ｍｇ）が含まれている溶液に、化学量論的量のＧｄＣｌ３・６Ｈ２Ｏ（４．９７ｍｇ）を含む脱塩水（３ｍＬ）を添加することにより、所望のＧｄ（III）複合体を調製した。緩衝液を、室温で２時間、激しく攪拌した。水溶液に対して大規模な透析（ＭＷＣＯが１００Ｄａの膜）及び凍結乾燥を行った。結果的にＧｄ（III）複合体を白色吸湿性粉末（１０．７ｍｇ）として得た。ＦＴ−ＩＲ（ニート）：ν（ｃｍ−１）３３８４、２９３２、１６９６、１５７９、１４０７、１１８３、１１３５、１０８３。ＥＳＩ−ＭＳ：ｍ／ｚ［Ｃ３０Ｈ４６Ｎ７Ｏ１２Ｇｄ＋Ｈ］＋、計算値８５５．２５Ｄａ、測定値８５５．２７Ｄａ；［Ｃ３０Ｈ４５Ｎ７Ｏ１２ＮａＧｄ＋Ｈ］＋、計算値８７７．２３Ｄａ、測定値８７７．２７Ｄａ。［Ｃ３０Ｈ４４Ｎ７Ｏ１２Ｎａ２Ｇｄ＋Ｈ］＋、計算値８９９．２２Ｄａ、測定値８９９．２７Ｄａ。ＩＣＰ−ＡＥＳ（Ｇｄ（III）：計算値５０．０μｍ、測定値３３．９μｍ。
【実施例２３】
【０１２５】
実施例２３：ＵＰｙ−システイン
標準的なＦｍｏｃカップリング化学反応を利用した従来の固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）法により、Wang樹脂上でＣＧＧＫＧペプチドを合成した（Wang樹脂へのＦｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨの負荷量は、０．７５ｍｍｏｌ／ｇであった；Bachem社製）。いずれの場合も、２０％のピペリジンを含むＤＭＦでＦｍｏｃ保護基を脱保護した。（必要に応じて）保護したアミノ酸（３等量；（Ｆｍｏｃ−Ｌｙｓ（Ｍｔｔ）−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ、Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ−ＯＨ及びＦｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ；Bachem社製））をＤＭＦに溶解させた。カップリング試薬として、ＤＭＦ中の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（３．６等量）及びジイソプロピルカルボジイミド（３．３等量）を使用した。
【０１２６】
Ｃｙｓがまだ保護されているときに、４Ｈ単位を樹脂上のＬｙｓに結合させた。９０％のＤＣＭ／５％のＴＦＡ／５％のトリイソプロピルシランからなる混合液中で１５分間、まずＬｙｓを選択的に脱保護した。樹脂をＤＣＭで２回、及び５％のＤＩＰＥＡを補充したＤＣＭで４回洗浄した。Ｌｙｓで結果的に生じた遊離アミンへの４Ｈ単位のカップリングを、振動台の、ＵＰｙ１（８等量）を含む無水クロロホルム（分子ふるい上で無水化）を用いた固相支持体上で、２１℃にて行った。これにより、保護されたＣＧＧＫ（ＵＰｙ）Ｇペプチドを樹脂上に得た。過剰のＵＰｙ１を酸性水により洗い流した。２０％のピペリジンを含むＤＭＦで、Ｃｙｓ上のＦｍｏｃ保護基を除去した。ペプチドを脱保護し、９５％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、２．５％の水及び２．５％のＴｉｓで、固相支持体から切り出した。これを（冷）ジエチルエーテル中に沈殿させ、遠沈を行い、ジエチルエーテルで３回洗浄した。その後、１０〜２０％のアセトニトリルを含む水からペプチドを３回凍結乾燥し、白色綿毛状の粉末を得た。１Ｈ−ＮＭＲ及び質量分析法により、化合物の特徴付けを行った。ＲＰＬＣ−ＭＳ：クロマトグラム中に１本のピーク、ｍ／ｚ：計算値７１３．８ｇ／モル。測定値［Ｍ＋Ｈ］＋＝７１４．３ｇ／モル及び不純度（impurity）［Ｍ＋Ｈ］＋＝８２０．３ｇ／モル及び［Ｍ＋Ｈ］２＋＝４１０．８ｇ／モル。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、Ｄ２Ｏ／ＡＣＮ−ｄ３）：δ６．３４（１Ｈ）、４．７９（１Ｈ）、４．７４（１Ｈ）、４．４１（２Ｈ）、４．３２（４Ｈ）、３．６０（２Ｈ）、３．４４（６Ｈ）、２．６２（３Ｈ）、２．３１〜２．０４（２Ｈ）、１．９２〜１．８４〜１．７２（１２Ｈ）。
【実施例２４】
【０１２７】
実施例２４：ＵＰｙ−ヘパリン
ヘパリンナトリウム塩（１．０ｇ、Ｍｎ＝１２０００、活性＝１９５ＩＵ／ｍｇ、ブタ腸粘膜、ドイツ国、Merck Biosciences社より入手）を水に溶解させ、ダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通し、続いて水での透析（分画分子量＝１２０００〜１４０００）及び凍結乾燥を行って、ヘパリン（０．９５ｇ）を得た。２重量％の凍結ヘパリンの溶液を含む、０．０５Ｍの２−モルホリノエタン硫酸緩衝液（ＭＥＳ緩衝液、ｐＨ＝５．６０）に、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド（ＥＤＣ）及びＮ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）を、ＮＨＳ：ＥＤＣ：ヘパリン−ＣＯ２Ｈ＝０．２４：０．４０：１．０というモル比で添加することにより、ヘパリンのカルボン酸基を活性化した。１０分間の前活性化の後、ＵＰｙ５（６４ｍｇ）をＭＥＳ緩衝液（３ｍＬ、ｐＨ＝５．６０）に溶解させ、ＮＨＳ／ＥＤＣ活性化ヘパリン溶液（２５ｍＬ）に添加し、結果として６：１（ＵＰｙ５：ヘパリン）というモル比になった。３時間後、反応混合液をＭＥＳ緩衝液（ｐＨ＝５．６０）で１回透析し、続いて水で大規模な透析を行った後に凍結乾燥を行って、約６個の４Ｈ単位で官能基化したヘパリンを得た。
【実施例２５】
【０１２８】
実施例２５：ＵＰｙ−ヘパリン
ヘパリンナトリウム塩（１．０ｇ、Ｍｎ＝１２０００、活性＝１９５ＩＵ／ｍｇ、ブタ腸粘膜、ドイツ国、Merck Biosciences社より入手）を水に溶解させ、ダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通し、続いて水での透析（分画分子量＝１２０００〜１４０００）及び凍結乾燥を行って、ヘパリン（０．９５ｇ）を得た。ヨウ化物（０．２ｇ）を含む２０％のメタノール水溶液（２５ｍＬ）で、ヘパリンの還元末端を室温で６時間酸化した。４重量％の水酸化カリウムを含むメタノール（５０ｍＬ）に、反応液を添加した。結果として生じた白色沈殿物を濾過し、水に溶解させて透析（分画分子量＝１２０００〜１４０００）した。凍結乾燥後、酸化ヘパリンを得た。その後酸化ヘパリンを水に溶解させ、ダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通し、続いて凍結乾燥を行ってラクトン−ヘパリン（０．７４ｇ）を得た。１０倍モル過剰のＵＰｙ５（４５ｍｇ）をＤＭＦ（２ｍＬ）に溶解させた後、ＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解させたラクトン−ヘパリン（２００ｍｇ）に添加した。反応物を８０℃にて１６時間攪拌した。反応混合液を真空中で濃縮し、続いて水に溶解させた。その後、希釈した反応混合液をダウエックス５０Ｘ８（Ｈ＋）カラムに通した。溶出液を水で大々的に透析し、続いて凍結乾燥を行った。その結果、末端が４Ｈ単位で官能基化されたヘパリンを得た。
【０１２９】
生体吸収性超分子材料の加工に関する実施例
【実施例２６】
【０１３０】
さまざまな技法により、組織工学用に配布可能な数種類の骨格へと実施例１４のポリマーを加工した。ＴＨＦ溶液から溶媒キャスト法により、又は（溶融温度よりも約２０℃高い温度での）圧縮成形によりフィルムを作製した。（９０℃での）溶融紡糸及び（クロロホルム溶液からの）電気紡糸を利用して、繊維及び網を作製した。溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）により、繊維幅を約２２０μｍにまで抑えたグリッドを７５℃直下の温度で製造した。
【実施例２７】
【０１３１】
実施例７のポリマー（４．３ｇ）及び実施例１４のポリマー（１．０ｇ）をＴＨＦ（７０ｍＬ）に溶解させ、続いて、攪拌したポリマー溶液に８２ｍＬの脱イオン水を穏やかに添加することにより、生物活性ヒドロゲルを得た。この混合液に、ローダミンＢ（１００ｍｇ）を添加した。この混合液を、ＴＨＦがすべて除去されるまで回転式蒸発器で濃縮し、橙色の蛍光を示すピンク色の濁ったヒドロゲルを得た。結果として得られたヒドロゲルは弾性を有しており、粘弾性挙動を示した。
【実施例２８】
【０１３２】
（ａ）４モル％の実施例１８のオリゴペプチド、（ｂ）４モル％の実施例１９のオリゴペプチド、及び（ｃ）実施例１８及び１９のオリゴペプチドの両方（各ペプチドにつき４モル％）を、１０〜３０％の水を含むＴＨＦに溶解させて３つの異なるペプチド溶液を作製することにより、生物活性物質を得た。その後、実施例８のポリマーをＴＨＦに溶解させた。ペプチド溶液とポリマー溶液とを混合することにより、生物活性混合物を製造した。結果として得られた混合液を用いてガラス製カバーガラス（直径＝１．５ｃｍ；カバーガラス１枚につき、４モル％のペプチドの場合は１・１０−４ｍｍｏｌのペプチド、及び２．４・１０−３ｍｍｏｌのポリマー）上でドロップキャスティングを行い、オリゴペプチドを負荷した３つの異なるフィルム、２８ａ、２８ｂ、及び２８ｃを得た。ほとんどの時間、わずかな沈殿物が認められた。ガラス製カバーガラス上の混合液を、真空中で２〜３日間、３５〜４０℃にて乾燥させた。これにより、生物活性フィルムを得た。
【実施例２９】
【０１３３】
実施例１４のポリマーに、まずガラス製カバーガラス（直径＝１．５ｃｍ）上でＴＨＦからのドロップキャスティングを行うことにより、生物活性物質を得た。その後、（ａ）実施例１８のオリゴペプチド、（ｂ）実施例１９のオリゴペプチド、及び（ｃ）実施例１８及び１９のオリゴペプチドの両方を、１０〜３０％の水を含むＴＨＦに溶解させることで、３つの異なる溶液を作製した。使用したペプチド濃度は、１モル％、２モル％、４モル％又は８モル％であった。これらの溶液を用いて、乾燥ポリマーフィルム上にてドロップキャスティングを行った。ほとんどの時間、わずかな沈殿物が認められた。一般的には、カバーガラス１枚につき、４モル％のペプチドの場合は１・１０−４ｍｍｏｌのペプチド、及び２．４・１０−３ｍｍｏｌのポリマーが負荷された。ガラス製カバーガラス上の混合物を、真空中で２〜３日間、３５〜４０℃にて乾燥させ、オリゴペプチドを負荷した３つの異なるフィルム、２９ａ、２９ｂ、及び２９ｃを得た。これらはすべて、オリゴペプチドの負荷量が異なっていた。インビトロでの細胞接着及び拡散実験、又は抽出実験での使用に先立って、試料をＵＶ下で少なくとも３時間滅菌した。
【実施例３０】
【０１３４】
以下の方法により、実施例１４のポリマー及び実施例２１のＵＰｙ−ビオチンからなる生物活性材料を作製した。実施例８のポリマー（０．８０ｇ）をＴＨＦ（２ｍＬ）に溶解させた。実施例２１で得た白色粉末（３４ｍｇ）をＴＨＦ溶液に添加し、その後、数分間振盪し、洗浄したガラス製カバーガラス（直径＝１．５〜２．２ｃｍ）上へのスピンコーティング（３５００ｒｐｍ、１５秒間）又はドロップキャスティングを行った。試料を真空中で、室温にて１時間乾燥させた。これにより、ＵＰｙ−ビオチン含有生物活性フィルムを得た。
【実施例３１】
【０１３５】
４Ｈ単位を備えたポリエチレングリコールを実施例９に記載の通りに調製した（１２ｇ）が、１４０℃で１０分間攪拌した後に、混合液を攪拌しながらＬ−アスコルビン酸（０．６６ｇ）をポリマー融液に添加した。１４０℃で５分間攪拌した後、ポリマー融液を型に流し込み、室温に冷却した。結果として生じたアスコルビン酸含有超分子ポリエチレングリコールは、硬質白色物質として得られ、ＨＥＰＥＳ（５０ｍＭ）で緩衝化したｐＨ＝７．２の水の中に浸漬すると、この物質は、ゆっくりとアスコルビン酸を放出した。
【実施例３２】
【０１３６】
分子量が１２５０Ｄのテレケリックヒドロキシ末端ポリカプロラクトン（３．０４ｇ）及びテレケリックヒドロキシ末端ＰＥＯ−３０００（５．６７ｇ）を、共に三つ口フラスコ内において、真空中で３０分間、１２０℃に加熱し、続いて、５滴のジブチル錫ジラウレート及びＵＰｙ１（２．５４ｇ）を添加した。その後、この不均一反応混合液を、アルゴン雰囲気下にて機械式攪拌装置で攪拌し、１５０℃に加熱した。１５０℃で２０分間攪拌した後、微粉砕した４−アセトアミノフェノール（３０９ｍｇ）を添加し、１４０℃で５分間攪拌を続けた。冷却後、２．７質量％の生物活性４−アセトアミノフェニオールを含む、硬質で半屈曲性の白色物質を得た。ＨＥＰＥＳ（５０ｍＭ）で緩衝化したｐＨ＝７．２の水の中にこの物質を浸漬すると、生物活性化合物がゆっくりと放出されていった。
【０１３７】
生体吸収性超分子材料の生体適合性、生分解性及び生物活性に関する実施例
【実施例３３】
【０１３８】
インビトロでの細胞培養：HamのＦ−１２培地とDulbecco改変Eagle培地を１：１に混合した培地に１０％ウシ胎仔血清（ＦＢＳ）を添加したもので、３Ｔ３マウス線維芽細胞を培養した。加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて、それらを培養した。前記物質上に細胞を播種する前に、ＰＢＳ溶液で細胞を２回洗浄した。その後、トリプシン−ＥＤＴＡ溶液（細胞の処理をトリプシン−ＥＤＴＡで行ったか又はＥＤＴＡ溶液で行ったかには関係なく、α５β１インテグリンが細胞中に含まれていることを、ＦＡＣＳ測定により確認した）で細胞のトリプシン処理を行い、ＰＢＳで洗浄し、トリパンブルー染色後、ノイバウエル血球計算盤で計数した。フィルム上の培養培地（ＦＢＳ含有か又は非含有かについては、表示の通り）に細胞を播種した。細胞の継代数は常に１０〜８０であり、細胞の生存率は常に９７％超であった。
【０１３９】
細胞接着及び細胞拡散実験：ポリスチレン製培養皿の底部、２００μＬの培地（ＦＢＳ含有か又は非含有かについては、表示の通り）中のガラス上の、実施例２９の超分子生物活性材料（２９ａ、２９ｂ及び２９ｃ）を備えたカバーガラス、及び実施例１４のポリマーを備えたカバーガラス上に、３Ｔ３マウス線維芽細胞（５〜１０４個／ｃｍ２）を播種した。それらを室温で５分間インキュベートした後、１ｍＬの培地（ＦＢＳ含有か又は非含有かについては、表示の通り）を添加した。加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２での１〜２日間の培養中に、それらの細胞を光学顕微鏡法により調べてみた。
【０１４０】
異なる生物活性混合物（２９ａ、２９ｂ及び２９ｃ；いずれの場合も、フィルムの調製に先立って４モル％のペプチドをポリマー溶液と混合した）、及び実施例１４のポリマー上で、２日間、吸収した血清タンパク質を介した細胞接着を防止するためにＦＢＳ（ウシ胎仔血清）の非存在下でマウス３Ｔ３線維芽細胞を培養したところ、すべての試料について、すでに３時間後には特異的な接着が認められたが、細胞拡散はほとんど認められなかった。しかし１日後には、混合物２９ｃに播種した細胞について、さらなる細胞拡散及び最高レベルの細胞接着が認められており、このことは、２つのＵＰｙペプチドの相乗効果という可能性を示唆するものである。フィルム２９ａ上では、１日後にはある程度の細胞が接着及び拡散していたが、混合物２９ｃにおけるものほど効率的ではなかった。また、混合物２９ｂでは、１日後の時点で拡散した細胞は、さらに少なかった。これは、ＰＨＳＲＮが相乗作用を引き起こす（synergistic）配列であるという事実によるものではないか、と提起されている。図１に示すように、異なるフィルムに関するこうした知見は、２日後も変わらなかった。
【実施例３４】
【０１４１】
比較研究としての阻害実験：３Ｔ３マウス線維芽細胞（４〜１０５個／ｍＬ、ＦＢＳ非含有培地）を、可溶性ＧＲＧＤＳペプチド（ＦＢＳ非含有培地中に０．３ｍＭ）と共に室温で１５分間インキュベートした。このインキュベーションステップ後、２５０μＬのＦＢＳ非含有培地中の生物活性材料２８ｃ（各ペプチドを４モル％含む）に、細胞（６〜１０４個／ｃｍ２）を播種した。コントロールの場合は、細胞（６〜１０４個／ｃｍ２）をこうした可溶性ＧＲＧＤＳペプチドで前インキュベートしなかった。細胞播種後、室温で５分間細胞をインキュベートした。その後、ＦＢＳ非含有培地を１ｍＬ添加した。加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて１日間培養した後、それらを光学顕微鏡法で調べてみたところ、可溶性ＧＲＧＤＳペプチドで細胞をインキュベートしなかった場合は、フィルム２８ｃ上で１日後に細胞が接着及び拡散していた。しかし、可溶性ＧＲＧＤＳペプチドで細胞をインキュベートした後は、細胞の接着及び拡散は、１日後のフィルム２４ｃ上でほとんど検出できなかった。これは、細胞結合がインテグリン媒介性のものだという可能性を示すものである。
【実施例３５】
【０１４２】
細胞結合強度及び細胞拡散可逆性実験：ＦＢＳ無添加のフィルム２８ｃ（各ペプチドを４モル％含む）、ＦＢＳが存在するフィルム２８ｃ（同じく、各ペプチドを４モル％含む）、及びＦＢＳ（ＰＳ＋ＦＢＳ）が存在するポリスチレン製培養皿の底部という３つの異なる状況で、３Ｔ３マウス線維芽細胞（５〜１０４個／ｃｍ２）を３７℃、５％のＣＯ２にて１日間培養した後、トリプシン実験を行った。それらの細胞を、いずれもトリプシン−ＥＤＴＡ溶液中で室温にて３０秒間及び３０分間インキュベートした。トリプシン−ＥＤＴＡ溶液の除去後、細胞をＰＢＳ溶液で２回洗浄した。洗浄後に残った細胞を、加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて、ＦＢＳ非含有細胞培養培地中で１日間、再度インキュベートした。全プロセスにわたって、細胞をその都度光学顕微鏡法で調べた。
【０１４３】
ＦＢＳ非含有の混合物２８ｃで培養した細胞は、インキュベーションの１日後、ＦＢＳが存在する混合物２８ｃ又はポリスチレン（ＰＳ）製培養皿の底部で培養した細胞と外観が類似していた。こうした結果は、ＦＢＳ中に存在する細胞外マトリックス（ＥＣＭ）タンパク質と同様の方式で、ペプチドが細胞接着及び拡散を促進したことを示すものである。しかし、トリプシン−ＥＤＴＡを用いた細胞結合強度実験では、相違点が認められている。トリプシン−ＥＤＴＡと共に３０秒間インキュベートした後、ＦＢＳ含有混合物２８ｃ上の細胞及びＦＢＳ含有ＰＳ上の細胞は、完全に分離した。これらの細胞をその後プレートから洗い流したところ、浮遊単細胞が多少残った。これに対し、トリプシン−ＥＤＴＡと共に３０分間インキュベートした後でさえ、ＦＢＳが存在しない混合物２８ｃ上の細胞は、依然として接着しており、浮遊細胞はほとんど観察されなかった。トリプシン−ＥＤＴＡを除去し、線維芽細胞を洗浄した後、さらに１日インキュベートした場合には、再び細胞がＦＢＳ非含有の混合物２８ｃ上で拡散できるようになった。このことは、ＵＰｙペプチドが可逆的に作用可能であることを示唆している。こうしたトリプシン実験は、新規超分子材料のアプローチが強力な結合を可能にすること、しかし、その結合機序は、競合的ＥＣＭタンパク質にとって影響を受けやすいものであることを示している。
【実施例３６】
【０１４４】
インビボでの移植：以下の４つの異なる溶液キャストフィルムを調製した：実施例１８のペプチドを４モル％及び実施例１４のポリマーを含む生物活性フィルム（すなわち、実施例３６ａ）、実施例１８のペプチドを４モル％、実施例１９のペプチドを４モル％、及び実施例１４のポリマーを含む生物活性フィルム（すなわち、実施例３６ｂ）、実施例１４のポリマーからなるベア（bare）ポリマーフィルム（すなわち、実施例３６ｃ）、並びに実施例８のポリマーからなるベアポリマーフィルム（すなわち、実施例３６ｄ）。この場合は、カバーガラス上ではなくペトリ皿上で、フィルムのドロップキャスティングを行った。結果として生じたポリマーフィルムは、直径が６ｍｍで、厚さは約０．４ｍｍであった。それらをすべて雄のAlbino Oxford（ＡＯ）ラットにデュプリケートで皮下移植した。移植から２日後、５日後、１０日後、２１日後、及び４２日後に、インプラントを周辺組織ごと取り出して、プラスチック（テクノビット７１００、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を主成分とする低温硬化樹脂、Kulzer Histo-Technik社製）に包埋した。光学顕微鏡法での組織学的検査のため、トルイジンブルーで試料を染色した。
【０１４５】
インビボ移植後に観察された、両超分子材料間の相違点は、著しいものだった。５日目の時点で、実施例１４及び８のポリマーの細胞浸潤は非常におだやかなものであり、小型の線維性被膜が形成され、これらの材料の不活性及び接着性を反映していた。しかし、混合物３６ａ及び３６ｂの場合は、脈管化及びマクロファージの浸潤が観察されており、これはインテグリン結合を介して細胞を動員することができるペプチドの存在によるものではないかと考えられている。他の顕著な相違点として、混合物３６ａ及び３６ｂの場合は、すでに５日後に大型の巨細胞が境界面から材料中に出てきているという事実がある。これは、ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳ及びおそらくＵＰｙ−ＰＨＳＲＮペプチドが、マクロファージのシグナリング及び浸潤だけではなく、それらの巨細胞への融合においても、ある役割を担っている可能性を示している。
【０１４６】
巨細胞は、ベアポリマー中では検出されず、その細胞性応答は、４２日目まではごくわずかなものであった。しかし、生物活性混合物３６ａ及び３６ｂの両方に対する組織性応答は、１０日目以降にさらに活発なものとなり、ポリマーの分解が、周辺組織中に存在する巨細胞の食作用性活性によって示された。境界面の巨細胞は、４２日目までは依然として食作用性活性をまったく示さなかったが、４２日目以降は、進行中の分解が観察された。移植から２１日後における結果を、図２で見ることができる。生物活性混合物とベアポリマーとの間の相違点は、明らかである。実施例８及び１４のベアポリマーも、異なる挙動を示している。４２日後、実施例８のポリマーは分解されており、動物内で再び見つけることはほとんど不可能であった。これは、ほとんど分解されていなかった実施例１４のポリマーとは対照的である。実施例８のポリマーの線維性被膜は、実施例１４のポリマーのものよりもかなり薄いものであった。
【実施例３７】
【０１４７】
インビトロでの分解研究：試料を水で３回すすぎ、４０℃で１．５時間乾燥させた後、質量測定法（試料の乾燥質量をザルトリウス微量天秤で測定した）、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）及びサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって、リパーゼ酵素の存在下の緩衝液における実施例１４のポリマーのフィルムの分解挙動について研究した。
【０１４８】
クロロホルム溶液からのドロップキャスティングによって実施例１４のポリマーのフィルムを作製し、使用に先立って、真空中で３５〜４０℃にて２〜３日間乾燥させた。アジ化ナトリウム（０．０５％）を補充したＰＢＳ溶液で１０００倍に希釈したリパーゼ（Thermomyces lanuginosus由来、Aldrich社製）含有溶液中で、試料を３７℃にて２３日間振盪した。実施例１４のポリマーをThermomyces lanuginosus由来のリパーゼで酵素分解している間に、ゲル浸透クロマトグラフィー法によって、鎖の切断が実証された。１５日後には、すでに９０％の質量放出が認められた。
【実施例３８】
【０１４９】
実施例１８のペプチド、及びＵＰｙ単位をもたないペプチドＧＲＧＤＳの、実施例２９ａのフィルムからの抽出について、ＬＣ−ＭＳ測定で調べてみた。どちらの場合も、ポリマー材料に混合されたペプチドの量は４モル％である。異なる濃度のペプチドを用いた、ペプチドの親イオン（ＭＳ２）の１個のフラグメントの定量により、キャリブレーションを行った。ＩＣＩＳアルゴリズムを用いて、対応するピーク（全イオン数における）の表面積を計算した。抽出実験を以下のように行った：１ｍＬの水の中で、フィルムを３７℃にて５分間インキュベートし、その後、水を除去して、ペプチド濃度を前記ＬＣ−ＭＳ手順（時点：５分）で測定した；別の水１ｍＬをフィルムに添加して、その後、再度フィルムを３７℃にて５分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：１０分）で分析した；別の水１ｍＬをフィルムに添加して、試料を３７℃にて１０分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：２０分）で分析した；別の水１ｍＬ中で３７℃にて２０分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：４０分）で分析した；及び、別の水１ｍＬ中で３７℃にて４０分間インキュベートし、続いて水を除去してＬＣ−ＭＳ法（時点：８０分）で分析した。
【０１５０】
これらの抽出実験は、ＵＰｙ部分をもたないＧＲＧＤＳの溶解が、３７℃の水においては極めて急速に進行すること；５分以内に、ほとんどすべてのペプチドが溶解することを示している（表１）。総量が５ｍＬの水中で、３７℃でのインキュベーションを８０分行った後では、ＧＲＧＤＳペプチドの全量（１０５％）が溶解している。４モル％のＧＲＧＤＳを有するフィルムを、１ｍＬの水中で３７℃にて２時間インキュベートした場合も、ＧＲＧＤＳペプチドの全量（１０１％）が溶解している。実施例２９ａのフィルムからの、水を用いたＵＰｙ−ＧＲＧＤＳの抽出は、さらに遅々としたプロセスである。４モル％のＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを含む実施例２９ａのフィルムを、総量が５ｍＬの水中で３７℃で８０分間インキュベートした後では、最終的には７６％のＵＰｙペプチドが溶解している（表１）。しかし、４モル％のＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを有するこのフィルムを、１ｍＬの水中で３７℃にて２時間インキュベートした場合は、６４％のＵＰｙ−ＧＲＧＤＳが溶解している。これは、ペプチドのポリマーに対する調整可能ではあるが動的な結合にとって、ＵＰｙ単位が重要であることを示すものである。
【０１５１】
［表１］ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳを有する実施例１４のポリマーのフィルム（フィルム２９ａ）又はＧＲＧＤＳを有する実施例１４のポリマーのフィルムに対する抽出実験：水中でのＧＲＧＤＳペプチドの抽出は、ＵＰｙ−ＧＲＧＤＳペプチドの抽出よりも、かなり急速なものである。
【表１】
【実施例３９】
【０１５２】
生物活性材料ｍに対する安定性テスト：培地における実施例２９ａ、２９ｂ及び２９ｃの生物活性フィルムの安定性をテストするため、実施例３３の細胞接着及び細胞拡散実験をすべて繰り返したが、今回は、細胞をポリマーに播種する前に、加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて３時間、試料をＦＢＳ非含有培地（１ｍＬ）中でインキュベートした。このインキュベーションステップの後、試料をＰＢＳ溶液で２回洗浄し、加湿したインキュベーター内で、３７℃、５％のＣＯ２にて１日間、細胞をこれらのフィルム上のＦＢＳ非含有培地中で培養した。細胞を光学顕微鏡法で調べてみた。その結果、以前に認められたものと類似した接着及び拡散パターンが認められた（図面、実施例３３と比較のこと）。
【実施例４０】
【０１５３】
実施例４０：ヘパリン含有超分子ヒドロゲル
アクリルアミド水溶液（１．３ｍＬ；水に対して４０％ｗ／ｖ）とビスアクリルアミド水溶液（０．６ｍＬ；水に対して２％ｗ／ｖ）とを混合した。この混合液を、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン緩衝液（トリス、１．２ｍＬ；０．４Ｍのトリス−ＨＣｌ、ｐＨ８．８）及び水（１．５ｍＬ）で希釈し、続いて、実施例２５の４Ｈ単位官能基化ヘパリン（１２３ｍｇ）を添加した。この混合液を８０℃に加熱し、その後、アクリルアミド（０．２０ｍＬ）に溶解させたＵＰｙ６（４８ｍｇ）を添加した。過硫酸アンモニウム（５０μＬ；最終濃度０．１％）及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ、２．５μＬ；最終濃度０．１％）を添加した後、混合液を重合した。その結果、４Ｈ単位で官能基化された部分を含み、実施例２４の生物活性成分を２重量％含む、１２％のアクリルアミドゲルを得た。
【実施例４１】
【０１５４】
実施例４１：ＵＶ硬化性超分子コーティング
ポリマーXI（２．５ｇ）及びＵＰｙ６（１．５ｇ）を、テトラエチレングリコールジアクリレート（ＴＥＧＤＡ、１．０ｇ）、Irgacure 907ＴＭ（１５０ｍｇ、スイス国、Ciba社より入手）と共に、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ、１０ｇ）に８０℃で溶解させた。その後、ガラス製の基質上に１００μｍのフィルムを機械的に引き延ばし、照射時間０．３秒に相当するベルト速度１０．４ｍ／分にてFusion F600 D-bulb（Ｉ０＝５Ｗ／ｃｍ２）を用いて、窒素雰囲気下でＵＶ硬化させた。すぐれた機械的特性を備えた透明なコーティングを得た。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】図１は、インビトロでの細胞の接着及び拡散を示すものである。ＦＢＳの非存在下で細胞を２日間培養した後の、異なるドロップキャストフィルム（図１ａ：実施例２９ａ、図１ｂ：実施例２９ｂ、図１ｃ：実施例２９ｃ、及び図１ｄ：実施例１４）上での、線維芽細胞（５〜１０４個／ｃｍ２）の接着及び細胞拡散。いずれの場合も、４モル％のペプチドを実施例１４のポリマーと混合した。光学顕微鏡法により、細胞をポリマーフィルム上で視覚化した；スケールバーは、１００μｍを表す。
【図２】図２は、超分子生物活性材料のインビボでの挙動を示すものである：実施例３６ａ（図２ａ）及び３６ｃ（図２ｂ）の溶液キャスト超分子生物活性フィルム、並びに実施例１４（図２ｃ）及び８（図２ｄ）のベアポリマーを、雄のＡＯラットに皮下移植した。移植から２１日後のフィルム及び周辺組織を示す。組織学的検査のため、試料をトルイジンブルーで染色した。拡大倍率は、２００倍である。材料をｍで示す。線維性被膜をｃで示す。血管をｖで示す。境界面から材料中へと出てきている巨細胞を、アスタリスク（＊）で示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の成分を含む超分子生体吸収性又は生物医学用材料：
（ａ）少なくとも２個の４Ｈ単位を含むポリマーであり、前記超分子材料が生体吸収性の場合は生体吸収性であるポリマー；及び
（ｂ）生物活性化合物；
であって、
前記４Ｈ単位が、一般式（１）又は（２）
【化１】
［式中、Ｃ−Ｘｉ及びＣ−Ｙｉ結合は、それぞれ一重又は二重結合を表し、ｎは４又はそれ以上であり、Ｘｉは、それらに結合した対応する一般的形態（２）を含有するＨ架橋形成モノマー単位と水素架橋を形成するドナー又はアクセプタを表し、Ｘｉがドナーを表す場合はＹｉはアクセプタを表し、逆にＸｉがアクセプタを表す場合はＹｉはドナーを表す。］で表されることを特徴とする超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項２】
成分（ａ）が、３〜５０個の４Ｈ単位を含むことを特徴とする請求項１記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項３】
成分（ａ）のＭｎが、１００〜１００．０００であることを特徴とする請求項１又は２記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項４】
成分（ａ）が、２個の末端ヒドロキシ基又は２個の末端第一級アミノ基を有するポリマーに由来することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項５】
２個の末端ヒドロキシ基又は２個の末端第一級アミノ基を有するポリマーのＭｎが、５００〜１００００であることを特徴とする請求項４記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項６】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、第三の成分（ｃ）を含み、該第三の成分（ｃ）が、生体吸収性又は生物医学用ポリマーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項７】
（ｃ）が、１〜５０個の４Ｈ単位を含むことを特徴とする請求項６記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項８】
成分（ｂ）が、１〜４個の４Ｈ単位を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項９】
成分（ｂ）が、抗菌剤、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤、抗血栓剤、ホルモン、免疫原性薬剤、成長因子、（蛍光）染色剤、造影剤、核酸、脂質、リポ多糖類、（多）糖類、ビタミン、ペプチド、オリゴペプチド及びタンパク質からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項１０】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、該超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対して５０．００〜９９．９９重量％の成分（ａ）及び０．０１〜５０．００重量％の成分（ｂ）を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項１１】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、該超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対して２０．００〜５９．９９重量％の成分（ａ）、０．０１〜４０．０重量％の成分（ｂ）及び０．０１〜４０．００重量％の成分（ｃ）を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか記載の超分子生物医学用材料の、インプラント及び生物医学用コーティング組成物における使用、並びに薬剤の放出制御を目的とした使用。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか記載の超分子生物医学用材料を含む、生物医学用コーティング組成物。
【請求項１】
以下の成分を含む超分子生体吸収性又は生物医学用材料：
（ａ）少なくとも２個の４Ｈ単位を含むポリマーであり、前記超分子材料が生体吸収性の場合は生体吸収性であるポリマー；及び
（ｂ）生物活性化合物；
であって、
前記４Ｈ単位が、一般式（１）又は（２）
【化１】
［式中、Ｃ−Ｘｉ及びＣ−Ｙｉ結合は、それぞれ一重又は二重結合を表し、ｎは４又はそれ以上であり、Ｘｉは、それらに結合した対応する一般的形態（２）を含有するＨ架橋形成モノマー単位と水素架橋を形成するドナー又はアクセプタを表し、Ｘｉがドナーを表す場合はＹｉはアクセプタを表し、逆にＸｉがアクセプタを表す場合はＹｉはドナーを表す。］で表されることを特徴とする超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項２】
成分（ａ）が、３〜５０個の４Ｈ単位を含むことを特徴とする請求項１記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項３】
成分（ａ）のＭｎが、１００〜１００．０００であることを特徴とする請求項１又は２記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項４】
成分（ａ）が、２個の末端ヒドロキシ基又は２個の末端第一級アミノ基を有するポリマーに由来することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項５】
２個の末端ヒドロキシ基又は２個の末端第一級アミノ基を有するポリマーのＭｎが、５００〜１００００であることを特徴とする請求項４記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項６】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、第三の成分（ｃ）を含み、該第三の成分（ｃ）が、生体吸収性又は生物医学用ポリマーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項７】
（ｃ）が、１〜５０個の４Ｈ単位を含むことを特徴とする請求項６記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項８】
成分（ｂ）が、１〜４個の４Ｈ単位を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項９】
成分（ｂ）が、抗菌剤、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤、抗血栓剤、ホルモン、免疫原性薬剤、成長因子、（蛍光）染色剤、造影剤、核酸、脂質、リポ多糖類、（多）糖類、ビタミン、ペプチド、オリゴペプチド及びタンパク質からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項１０】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、該超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対して５０．００〜９９．９９重量％の成分（ａ）及び０．０１〜５０．００重量％の成分（ｂ）を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項１１】
超分子生体吸収性又は生物医学用材料が、該超分子生体吸収性又は生物医学用材料の総重量に対して２０．００〜５９．９９重量％の成分（ａ）、０．０１〜４０．０重量％の成分（ｂ）及び０．０１〜４０．００重量％の成分（ｃ）を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか記載の超分子生体吸収性又は生物医学用材料。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか記載の超分子生物医学用材料の、インプラント及び生物医学用コーティング組成物における使用、並びに薬剤の放出制御を目的とした使用。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか記載の超分子生物医学用材料を含む、生物医学用コーティング組成物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００８−５３９８５９（Ｐ２００８−５３９８５９Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０９９５８（Ｐ２００８−５０９９５８）
【出願日】平成１８年５月３日（２００６．５．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２００６／０５０１０７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１８４６１
【国際公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（５０５２１８０９６）スープラポリックス ビー．ブイ． (5)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月３日（２００６．５．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２００６／０５０１０７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１８４６１
【国際公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（５０５２１８０９６）スープラポリックス ビー．ブイ． (5)
【Ｆターム（参考）】
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