CN102573947A - 可生物降解的水凝胶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于聚氨酯或聚氨酯脲的水凝胶，所述水凝胶在聚合物链中包含可水解官能团，涉及制备该水凝胶的方法并且涉及该水凝胶作为粘连阻隔物的用途。

Description

可生物降解的水凝胶
本发明涉及基于聚氨酯或聚氨酯脲的水凝胶，制备该水凝胶的方法和该水凝胶作为粘连阻隔物的用途。
在腹部和骨盆区域中手术后，粘连是最常见的并发症。粘连是在手术后在愈合过程期间通常在头七天内形成的纤维带。它们造成正常情况下彼此分开的组织和器官生长在一起，这可能产生多种并发症例如慢性疼痛、不育或者威胁生命的肠梗阻。近年来已经开发能够减少粘连形成的产品以避免这种并发症。
水凝胶尤其被用作粘连阻隔物。水凝胶是其的链共价连接形成三维网络的含水聚合物。这些网络在保持基本形状的情况下在水中溶胀直到达到平衡体积。主要通过各个聚合物链化学连接，但也可能以物理方式通过聚合物链的各个链段之间的静电、疏水或偶极-偶极相互作用，来形成网络。特别地通过选择用于聚合物合成的单体、交联的类型和交联密度，可以有针对性地调节希望的水凝胶性能。
水凝胶通常基于聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。它们通常与活组织高度相容并且因此通常被建议用作粘连阻隔物。
得自亲水性NCO预聚物的聚氨酯水凝胶是本身已知的。它们用于伤口的医学处理和用作例如创伤敷料。它们具有以控制的方式将特别干燥的伤口保持潮湿的优点，这对于伤口愈合是有利的。
DE 10 2006 050 793描述了基于脂族NCO聚醚预聚物的聚氨酯水凝胶。该水凝胶也用作粘连阻隔物。然而，所述体系在身体内不能或者至少只能非常缓慢地生物分解。分解通常花费多于6个月。然而粘连阻隔物应在几个月内分解，因为它们应当仅仅在伤口愈合过程期间保护器官，使得它们暂时免于生长到一起。
因此由本发明解决的问题是制备在少于6个月时间内生物分解的生物相容的粘连阻隔物，其中没有形成具有任何细胞和组织毒性的分解产物。
该问题通过基于聚氨酯或聚氨酯脲的水凝胶解决，所述水凝胶在聚合物链中具有可水解的官能团，其中该水凝胶能通过以下组分反应获得：
A) 在聚合物链中具有可水解基团的多异氰酸酯预聚物，
B) 水
C) 任选的，具有至少一个叔氨基和至少三个羟基的羟基-氨基化合物，
D) 任选的催化剂，和
E) 任选的助剂和添加剂，
其中所述多异氰酸酯预聚物A)能通过以下组分反应获得：
A1) 多异氰酸酯与
A2) 在聚合物链中具有可水解基团的多元醇，
特征在于所述多元醇A2)是在室温下为液体并且根据DIN 53019在23℃具有200－8000 mPas、优选400－4000 mPas的剪切粘度的聚酯和/或聚醚酯。
用于本发明目的的可水解基团是在人和哺乳动物中的生理条件下，在少于6个月的平均时间期间可***成至少两个相互分离的子基团的基团。
本发明的水凝胶可生物相容，即它们本身和它们的分解产物都不具有任何细胞或组织毒性。另外，它们在少于6个月内生物分解。
根据本发明使用的特定聚醚酯和/或聚酯特点在于它们容易加工。
所述聚醚酯多元醇和/或聚酯可以具有20－140 mg KOH/g，优选20－100 mg KOH/g的羟值和/或0.05－10 mg KOH/g，优选0.1－3 mg KOH/g并且更优选0.15－2.5 mg KOH/g的酸值。
多元醇A2)可以优选具有2－4的平均OH官能度。
优选地，可水解的官能团是酯基、缩醛基和/或碳酸酯基团。
合适的聚酯多元醇的制备描述于例如EP 2 095 832 A1中。
聚醚酯合成也可以使用较高分子量和较低分子量多元醇的混合物。
这种摩尔过量的低分子量多元醇是具有62－299道尔顿的摩尔质量、具有2－12个碳原子和至少2的羟基官能度的多元醇，此外其可以支化或者未支化的并且其的羟基为伯羟基或仲羟基。这些低分子量多元醇也可以具有醚基。典型的代表物是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、环己二醇、二甘醇、三甘醇和更高级同系物、二丙二醇、三丙二醇和更高级同系物、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷以及具有羟基端基的低聚四氢呋喃。当然，也可以使用该组内的混合物。
摩尔过量的较高分子量多元醇是具有300－3000道尔顿摩尔质量的多元醇，其通过环氧化物，优选环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷的开环聚合，并且还通过酸催化的四氢呋喃的开环聚合获得。
作为多元醇A2)还可以使用例如基于酯起始物的聚酯醚多元醇。为了制备它们，可使用用于环氧烷加成到具有泽尔维季洛夫(Zerevitinov)活泼氢原子的基于酯的起始化合物上的双金属氰化物(“DMC催化剂”)。在该情形中不能使用被认为是标准方法的碱催化的环氧烷加成反应，因为其将造成起始化合物水解。
如果根据由泽尔维季洛夫(Zerevitinov)发现的方法，与N、O或S相连的氢与甲基碘化镁反应提供甲烷，则所述氢被称为“泽尔维季洛夫(Zerevitinov)活泼”氢(有时也只为“活泼氢”)。具有泽尔维季洛夫(Zerevitinov)活泼氢的化合物的典型例子是包含羧基、羟基、氨基、亚氨基或硫醇基作为官能团的化合物。
例如描述于US-A 5 470 813、EP-A 700 949、EP-A 743 093、EP-A 761 708、WO 97/40086、WO 98/16310和WO 00/47649中的高活性DMC催化剂的使用使得能够在非常低的催化剂浓度(25 ppm或更低)下制备聚酯醚多元醇，使得不再必须从最终产物中除去催化剂。此外，DMC催化使得能够制备基于环氧丙烷或环氧丙烷/环氧乙烷混合嵌段结构的具有非常高摩尔质量的聚酯醚多元醇。
一般而言，通过将环氧烷以常规方式在不超过使用的反应器***的安全技术压力极限的情况下连续送入反应器，使最初装入高压釜的起始化合物与环氧烷在惰性气氛下在60-180℃，优选在100-170℃的温度在环氧烷加成催化剂的存在下反应。建议在环氧烷计量阶段前有另外的通过导入惰性气体汽提的步骤，以使得任选存在的微量的水或者影响DMC催化的其它低分子量杂质可以从起始介质中除去。
反应通常在10毫巴－10巴的压力范围内进行。环氧烷计量阶段结束后是后反应阶段，在其期间剩余的环氧烷反应完。一旦在反应釜中未能检测到进一步的压降，则该后反应阶段终止。为了完全除去未转化的环氧化物，后反应阶段后面可以是真空步骤或者通过导入惰性气体或者水蒸气的汽提步骤。
合适的环氧烷为例如环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷或2,3-环氧丁烷、氧化苯乙烯、1,2-氧化十二烯和缩水甘油酯衍生物和缩水甘油醚衍生物。优选使用环氧丙烷、环氧乙烷和1,2-环氧丁烷。各种环氧烷可以混合物或者嵌段式(blockweise)计量。具有环氧乙烷末端嵌段的产品例如特征在于升高的伯端基浓度，这赋予体系升高的异氰酸酯反应活性。基于计量的环氧化物的总量，优选的产品使用> 50重量%并且更优选> 60重量%数量的环氧乙烷制备。
包含泽尔维季洛夫(Zerevitinov)活泼氢原子的合适的起始化合物具有2－4的官能度。如EP 2 095 832 A1)中所述，它们类似于聚酯多元醇由羟基或氨基官能的低分子量化合物通过酯化制备。
羟基官能的起始化合物的例子是丙二醇、乙二醇、二甘醇、二丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、己二醇、戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,12-十二烷二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、氢醌、焦儿茶酚、间苯二酚、双酚F、双酚A和1,3,5-三羟基苯。氨基官能的起始化合物的例子是氨、乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、乙二胺、六亚甲基二胺、苯胺、甲苯胺的异构体、二氨基甲苯的异构体和二氨基二苯基甲烷的异构体。此外，作为起始化合物还可以使用得自环羧酸酐和多元醇的开环反应产物。例子是一方面得自邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐并且另一方面得自乙二醇、二甘醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、己二醇、戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,12-十二烷二醇、甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇的开环反应产物。当然也可以使用各种起始化合物的混合物。
起始化合物具有< 400 mg KOH/g，优选< 300 mg KOH/g的OH值。
作为选择，聚醚酯多元醇还可使用DMC催化通过环氧烷和内酯或环状二羧酸酐(例如邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐等)开环共聚到多官能起始化合物上获得。合适的方法与上述用于聚醚酯多元醇的DMC催化制备的那些类似在于，除了环氧烷，简单地共同计量合适的内酯和/或环状二羧酸酐作为另外的单体。在这方面可以参考DE 17 70 548 A、US 5,145,883和US 5,032,671。
合适的聚酯醚多元醇具有5－140 mg KOH/g，优选20－130 mg KOH/g的羟值。
在A2)中任选作为共混组分使用的聚醚多元醇具有100－2000 g/mol，优选100－1000 g/mol并且更优选100－400 g/mol的分子量。它们的聚醚链全部或部分由聚环氧乙烷单元组成。
当在A2)中除了聚酯或聚醚酯之外还使用聚醚多元醇时，基于整个组分A2)，它们的份额应为不超过70重量%，优选不超过50重量%。
优选地，整个组分A2)的可归因于环氧乙烷的质量份额优选为40－95重量%，更优选60－90重量%。
组分A2)优选还具有0.5－5.5，更优选1－3.5的酯基浓度(以摩尔/kg计)。
组分A2)也可以进一步具有碳酸酯结构单元。取决于用于碳酸酯形成的多元醇的类型，获得不同类型的碳酸酯多元醇：当低聚酯多元醇被例如碳酸化时，获得聚酯碳酸酯多元醇。当低聚酯进而包含例如得自低聚乙二醇例如二甘醇的醚基时，则获得聚醚酯碳酸酯多元醇等等。
碳酸化反应本身是本领域技术人员已知的。作为羰基源尤其可考虑碳酸二苯酯、碳酸二甲酯，以及光气或氯碳酸酯。优选碳酸二苯酯(DPC)和碳酸二甲酯，非常特别优选碳酸二苯酯(DPC)。
多异氰酸酯A1)可以优选具有2－2.6并且更优选2－2.4的平均NCO官能度。
多异氰酸酯A1)可以是单体脂族和/或脂环族二或三异氰酸酯，尤其是1,4-亚丁基二异氰酸酯(BDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异构的双(4,4’-异氰酸根合环己基)甲烷或者它们的任意的异构体含量的混合物、1,4-亚环己基二异氰酸酯、4-异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)，和/或具有C1-C8烷基的2,6-二异氰酸根合己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)，和/或前述多异氰酸酯的混合物。
非常特别优选六亚甲基二异氰酸酯。
多异氰酸酯预聚物A)优选包含少于0.5重量%、更优选少于0.03重量%的单体二和/或三异氰酸酯。这可以例如通过在过量的二和/或三异氰酸酯的存在下制备多异氰酸酯预聚物并且然后使用薄膜蒸馏除去未转化的二和/或三异氰酸酯实现。
此外，优选多异氰酸酯预聚物A)具有2－6，并且优选3－4的NCO官能度。
原则上，预聚物制备也可以使用本身已知的催化剂例如胺或锡化合物，以及稳定剂例如苯甲酰氯、间苯二甲酰氯、磷酸二丁酯或甲苯磺酸甲酯。
在25℃，基于所得的混合物，多异氰酸酯预聚物A)优选具有与水的至少2重量%的混溶性。它们特别优选在25℃与水以任何比例共混，其中形成均匀并且清澈的混合物。
羟基-氨基化合物C)的例子是氨基醇例如三乙醇胺或三丙醇胺或者氨-、二/多元胺-或氨基醇-起始的聚环氧烷，其中例如环氧乙烷、环氧丙烷以及环氧丁烷或氧化苯乙烯可以单独、以混合物或者嵌段结构地使用。
以使得实现凝胶形成的量使用水B)制备水凝胶，所述量在单个情形中在预先试验中用实验确定。基于a)和b)中使用的化合物的重量数量(对应于1重量份)，优选使用2－50重量份、更优选4－19重量份水。
为了制备水凝胶，任选地向水B)混入羟基-氨基化合物C)，其中基于A)和C)的总量，所述羟基-氨基化合物C)以0.1-5重量%、优选0.1-1%的量使用。然后将混合物加入多异氰酸酯预聚物A)并且搅拌直到形成清澈溶液。搅拌通常在室温进行，但也可以在高于室温的温度在23－40℃温度下或者在30－80℃温度进行。此外，温度可以低于室温，例如5－23℃或者-10至+10℃。
具有十字形搅拌棒的磁性搅拌器作为搅拌设备经证实是有利的，但也可以使用快速混合机或者实验室常规的桨式或栅格搅拌机。在个别情况下混合设备的选择取决于例如有待搅拌的量及其粘度。
搅拌也可以在保护气氛中，例如在氮气下操作。通常不在保护气氛下操作。此外，混合可以在常压下进行。但搅拌也可以在些微升高的压力下，例如在1013－1035毫巴或者在减压下例如在800－1013毫巴进行。
为了提高形成的凝胶在组织上的可见性，可以将水凝胶染色。例如亚甲基蓝或食品染料Brilliant Blue FCF适用于此。优选向水B)加入染料。
当然也可以引入药理学活性成分，例如
a) 消炎药，
b) 有和没有消炎效果的镇痛剂，
c) 抗微生物活性物质，
d) 血管扩张剂，
e) 生长因子。
多异氰酸酯预聚物A)具有根据DIN EN ISO 11909，2－10重量%、优选2.5－8重量%的平均NCO含量。
本发明进一步提供制备水凝胶的方法，其中：
i) 使多异氰酸酯与聚合物链中具有可水解基团的多元醇反应形成多异氰酸酯预聚物，和
ii) 水任选地与具有至少一个叔氨基和至少三个羟基的化合物混合，
iii) 将步骤ii)的混合物加入步骤i)的预聚物并且搅拌。
本发明还提供一种能通过该方法得到的水凝胶。
本发明还提供水凝胶作为粘连阻隔物的用途，以及它们作为用于密封、粘合或覆盖细胞组织的涂覆剂的用途，其中细胞组织既可以是人的细胞组织，也可以是动物细胞组织。
当打算使用水凝胶作为粘连阻隔物时，可能有意义的是，将使用的组分A)－C)的一种或多种着色使得该阻隔物更容易看见。
在体内施涂涂料以制得术后粘连阻隔物中，借助于带合适的施涂机的两室分配体系将必要的组分施涂于待保护的器官。一个室包含异氰酸酯预聚物A，第二个室包含水(B)，其任选与羟基氨基化合物C以及D和E混合。当使用药理学活性物质时，将这些配制在含水组分中。水凝胶在器官上形成保护性的聚合物膜。该膜粘附于器官表面而不渗入组织。该膜可以机械除去而不损坏该组织。
实施例
使用的装置和分析方法：
粘度计：MCR 51, Anton Paar, 根据DIN EN ISO 3219/A.3测量
羟值：根据DIN 53240测量
酸值：根据DIN 53402测量。
使用的原料：
聚醚L5050：双官能起始的EO-PO聚醚，Bayer MaterialScience AG，具有约57 mg KOH/g的羟值
聚醚L300：双官能起始的EO聚醚，Bayer MaterialScience AG，具有约190 mg KOH/g的羟值。
Desmophen
VP.PU 41WB01：三官能起始的聚醚，Bayer MaterialScience AG，具有约37 mg KOH/g的羟值
聚醚V657：三官能起始的聚醚，Bayer MaterialScience AG，具有约255 mg KOH/g的羟值
ε-己内酯：Perstorp 。
HDI
(六亚甲基二异氰酸酯)：Bayer MaterialScience AG
苯甲酰氯：Aldrich
己二酸：BASF
季戊四醇：Aldrich
二水合二氯化锡：Aldrich
环氧乙烷：Gerling, Holz & Co
环氧丁烷：Aldrich
环氧丙烷：Chemogas
三羟甲基丙烷：Aldrich
Irganox 1076：Ciba
磷酸二丁酯：Aldrich
碳酸二苯酯：Bayer MaterialScience AG
DMC催化剂：双金属氰化物催化剂，其包含六氰基钴酸锌、叔丁醇和具有1000 g/mol数均分子量的聚丙二醇；描述于EP-A 700 949中。
聚酯醚预聚物的合成
实施例1
在100℃在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计和回流冷却器的4-升4-颈烧瓶中预先装入762 g (5.6 mol)季戊四醇、2554 g (22.4 mol) ε-己内酯和66 mg (20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使温度升至200℃并且在这些条件下完成反应另外20小时。得到的化合物具有以下性能：
羟值：373 mg KOH/g
酸值：0.5 mg KOH/g
粘度：190 mPas (75℃)。
实施例2
在氮气下向2-升不锈钢压力反应器中预先装入179.3 g得自实施例1的化合物以及0.52 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后将初始进料加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入重量比75/25的环氧乙烷和环氧丁烷。在2h内计量加入618 g环氧乙烷和206 g环氧丁烷后，中断计量加入并且从反应器中取出425.5 g产物。然后在130℃在2h内计量加入另外的694 g环氧乙烷和231 g环氧丁烷。在130℃下45 min的后反应时间后，在真空中在130℃蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
OH值：25.5 mg KOH/g
粘度(25℃)：5780 mPas。
实施例3 (预聚物3)
将276 g HDI和1 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入724 g 得自实施例2的化合物并且后续搅拌1h。然后通过薄膜蒸馏在130℃和0.13毫巴下蒸馏出过量的HDI。得到具有1.54重量%的NCO含量的预聚物1。根据DIN EN ISO 10283测量的剩余单体含量为< 0.03重量% HDI。粘度: 15 600 mPas (23℃)。
实施例4
在100℃在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计和回流冷却器的4-升4-颈烧瓶中预先装入911 g (6.8 mol)1,1,1-三羟甲基丙烷、2326 g (20.4 mol) ε-己内酯和64 mg (20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使温度升至200℃并且在这些条件下完成反应另外20小时。得到的化合物具有以下性能：
羟值：346 mg KOH/g
酸值：0.2 mg KOH/g
粘度：1510 mPas (25℃)，100 mPas (75℃)。
实施例5
在氮气下向2-升不锈钢压力反应器中预先装入175.5 g得自实施例4的化合物以及0.48 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后将初始进料加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入重量比75/25的环氧乙烷和环氧丁烷。在2h内计量加入618 g环氧乙烷和206 g环氧丁烷后，中断计量加入并且从反应器中取出382.5 g产物。然后在130℃在2h内计量加入另外的662 g环氧乙烷和221 g环氧丁烷。在130℃下45 min的后反应时间后，在真空中在130℃蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：25.1 mg KOH/g
粘度(25℃)：3170 mPas。
实施例6 (预聚物6)
将273 g HDI和1 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入727 g 得自实施例5的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有1.7重量%的NCO含量的预聚物6。剩余单体含量(根据DIN EN ISO 10283测量)为< 0.03重量% HDI。粘度: 12 200 mPas (23℃)。
实施例7
在2-升不锈钢压力反应器中预先装入198.2 g三官能聚醚起始化合物(结构: 甘油 ← PO/EO (40/60)；OH值 = 260 mg KOH/g)以及0.12 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后在氮气下加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入环氧乙烷、环氧丙烷和己内酯。最初在2.5h内计量加入561 g环氧乙烷、160 g环氧丙烷和100 g ε-己内酯后，中断己内酯的计量加入并且然后在130℃在0.5h内计量加入另外的140 g环氧乙烷和40 g环氧丙烷。计量加入的单体的重量比因此为：环氧乙烷/环氧丙烷/ε-己内酯 = 70/20/10。在130℃下第二次2 h反应时间后，在真空中在130℃蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：36.6 mg KOH/g
粘度(25℃)：1427 mPas。
实施例8 (预聚物8)
将732.4 g HDI和3.7 g苯甲酰氯预先装入3 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入1532 g 得自实施例7的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有2.47重量%的NCO含量的预聚物8。剩余单体含量(GC)为0.06重量% HDI。
实施例9
在氮气下，在2-升不锈钢压力反应器中预先装入201.4 g三官能聚醚起始化合物(结构: 甘油 ← PO/EO (30/70)；OH值 = 37.0 mg KOH/g)以及0.32 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入环氧乙烷、环氧丙烷、ε-己内酯和甘油。最初在3h内计量加入768 g环氧乙烷、219 g环氧丙烷、137 g ε-己内酯和28 g甘油后，中断ε-己内酯和甘油的计量加入并且然后在130℃在0.5h内计量加入另外的165 g环氧乙烷和33 g环氧丙烷。在130℃下30 min后反应时间后，在真空中在130℃蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：34.5 mg KOH/g
粘度(25℃)：2513 mPas。
实施例10 (预聚物10)
将85.17 g HDI和0.25 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入164.58 g 得自实施例9的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有1.89重量%的NCO含量的预聚物10。剩余单体含量(GC)为<0.03重量% HDI。
实施例11
在100℃在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计和回流冷却器的4-升四颈烧瓶中预先装入1650 g (2.5 mol)聚醚V657、570 g (5 mol) ε-己内酯和45 mg (20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使温度升至200℃并且在这些条件下完成反应另外20小时。得到的化合物具有以下性能：
羟值：191 mg KOH/g
酸值：0.5 mg KOH/g
粘度：430 mPas (25℃)。
实施例12
在100℃在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计和回流冷却器的4-升4-颈烧瓶中预先装入664 g (7 mol)甘油、1596 g (14 mol) ε-己内酯和45 mg (20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使温度升至200℃并且在这些条件下完成反应另外20小时。得到的化合物具有以下性能：
羟值：493 mg KOH/g
酸值：0.2 mg KOH/g
粘度：240 mPas (50℃)，80 mPas (75℃)。
实施例13
在氮气下向20-升不锈钢压力反应器中预先装入1800 g得自实施例11的前体以及0.9 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后将初始进料加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入重量比69/31的环氧乙烷和环氧丙烷。在3h内计量加入5088 g环氧乙烷和2309 g环氧丙烷后，在130℃下60 min的后反应时间后，在真空中蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：37.4 mg KOH/g
粘度(25℃)：1275 mPas。
实施例14
在氮气下向20-升不锈钢压力反应器中预先装入1566 g得自实施例12的前体以及1.0 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)。然后将初始进料加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入重量比69/31的环氧乙烷和环氧丙烷。在3h内计量加入8484 g环氧乙烷和3748 g环氧丙烷后，在130℃下60 min的后反应时间后，在真空中蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：55.2 mg KOH/g
粘度(25℃)：944 mPas。
实施例15
在氮气下向20-升不锈钢压力反应器中预先装入1403 g得自实施例1的前体以及4.8 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后将初始进料加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入环氧乙烷和环氧丙烷。在3h内计量加入9124 g环氧乙烷和2603 g环氧丙烷后，中断计量加入并且在60 min的后反应时间后，从反应器中取出8436 g产物。然后在130℃在3h内计量加入另外的1498 g环氧乙烷和642 g环氧丙烷(以2段计量加入仅出于方法技术原因：由于在起始物与最终产物之间大的OH值差异，因此对于使用的反应器类型而言，将用于一步计量加入的起始物的量过小)。在130℃下60 min的后反应时间后，在真空中蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：24.7 mg KOH/g
粘度(25℃)：4403 mPas。
实施例16
在氮气下向20-升不锈钢压力反应器中预先装入1436 g得自实施例4的前体以及4.8 g DMC催化剂(根据EP-A 700 949制备)，然后将初始进料加热至130℃。在用氮气在0.1巴下汽提1h后，在130℃开始计量加入环氧乙烷和环氧丙烷。在3h内计量加入9310 g环氧乙烷和2553 g环氧丙烷后，中断计量加入并且在60 min的后反应时间后，从反应器中取出9506 g产物。然后在130℃在3h内计量加入另外的1338 g环氧乙烷和577 g环氧丙烷(以2段计量加入仅出于技术原因：由于在起始物与最终产物之间大的OH值差异，因此对于使用的反应器类型而言，将用于一步计量加入的起始物的量过小)。在130℃下60 min的后反应时间后，在真空中蒸馏出易挥发性成分30 min并且随后使反应混合物冷却至室温。
产物性能:
羟值：24.5 mg KOH/g
粘度(25℃)：3806 mPas。
实施例17, 预聚物17
将359 g HDI和1 g苯甲酰氯预先装入2 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入641 g 得自实施例13的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有2.27重量%的NCO含量和4570 mPas(23℃)粘度的预聚物17。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例18, 预聚物18
将453 g HDI和1 g苯甲酰氯预先装入2 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入547 g 得自实施例14的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有3.32重量%的NCO含量和3430 mPas(23℃)粘度的预聚物18。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例19, 预聚物19
将270 g HDI和1 g苯甲酰氯预先装入2 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入730 g 得自实施例15的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有1.66重量%的NCO含量和20200 mPas(23℃)粘度的预聚物19。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例20, 预聚物20
将360 g HDI和1 g苯甲酰氯预先装入2 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入640 g 得自实施例16的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.1托下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有2.3重量%的NCO含量和5960 mPas(23℃)粘度的预聚物20。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例21
在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计、40cm填充柱、柱头、下降式强烈冷却器以及隔膜真空泵的4-升四颈烧瓶中称入1152 g (1.95 mol)聚醚L300、1535 g (0.34 mol) Desmophen VP.PU 41WB01、98 g (0.73 mol) 1,1,1-三羟甲基丙烷和285 g (1.95 mol)己二酸，在常压压下将初始进料加热至200℃，其中蒸馏出水。在4小时后在氮气覆盖下加入60 mg (对应于20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使压力降低至最终的15毫巴并且在这些条件下完成反应另外48小时。产物具有以下性能：
羟值：57 mg KOH/g
酸值：1.1 mg KOH/g
粘度：4580 mPas (25℃)，1310 mPas (50℃)，570 mPas (75℃)。
实施例22, 预聚物22
将101.43 g HDI和0.28 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入148.29 g 得自实施例21的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有3.37重量%的NCO含量的预聚物22。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例23
在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计、40cm填充柱、柱头、下降式强烈冷却器以及隔膜真空泵的4-升四颈烧瓶中称入1078 g (1.82 mol)聚醚L300、1533 g (0.34 mol) Desmophen VP.PU 41WB01、146 g (1.09 mol) 1,1,1-三羟甲基丙烷、155 g (1.06 mol)己二酸和1.55 g(0.77 mol)癸二酸，在常压下将初始进料加热至200℃，其中蒸馏出水。在4小时后在氮气覆盖下加入60 mg (对应于20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使压力降低至最终的15毫巴并且在这些条件下完成反应另外48小时。在冷却至80℃后，搅拌加入300 mg(100 ppm)磷酸二丁酯。产物具有以下性能：
羟值：76 mg KOH/g
酸值：0.9 mg KOH/g
粘度：2710 mPas (25℃)，790 mPas (50℃)，350 mPas (75℃)。
实施例24, 预聚物24
将132.96 g HDI和0.25 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入116.79 g 得自实施例23的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有4.27%的NCO含量的预聚物24。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例25
在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计、40cm填充柱、柱头、下降式强烈冷却器以及隔膜真空泵的4-升四颈烧瓶中称入1894 g (0.95 mol)聚醚L5050、341 g (0.58 mol)聚醚L300、248 g (1.24 mol)聚乙二醇300、213 g (2.32 mol)甘油、403 g (2.76 mol)己二酸和883 g (7.75 mol) ε-己内酯，在常压下将初始进料加热至200℃，其中蒸馏出水。在4小时后在氮气覆盖下加入60 mg (20 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使压力降低至最终的15毫巴并且在这些条件下完成反应另外48小时。冷却至80℃，搅拌加入300 mg(100 ppm)磷酸二丁酯。产物具有以下性能：
羟值：92 mg KOH/g
酸值：0.3 mg KOH/g
粘度：2470 mPas (25℃)，640 mPas (50℃)，260 mPas (75℃)。
实施例26, 预聚物26
将173.46 g HDI和0.3 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入126.24 g 得自实施例25的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有4.71重量%的NCO含量的预聚物26。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例27
向装有加热套、机械搅拌器、内温度计、40cm填充柱、可加热的蒸馏桥、可加热的下降式强烈冷却器以及隔膜真空泵和油泵的10-升四颈烧瓶中称入375 g (2.50 mol)三甘醇、4663 g (1.03 mol)聚醚VP.PU 41WB01、385 g (3.38 mol) ε-己内酯和75 mg***，并且将初始进料在200℃在氮气下搅拌20小时。在冷却至150℃后，加入530 g (2.65 mol)聚乙二醇200、355 g (2.65 mol) 1,1,1-三羟甲基丙烷、1103 g (5.15 mol)碳酸二苯酯和75 mg***。随后在180℃在氮气下在常压下搅拌1小时、冷却至120℃、压力降低至15毫巴并且用45℃的热水加热桥和冷却器，其中蒸馏出苯酚。在10小时内使温度增至200℃，其中蒸馏出871 g苯酚。借助油泵使压力降至1毫巴并且在2小时内完成反应，其中另外蒸馏出107 g苯酚。在冷却至80℃后，搅拌加入640 mg(100 ppm)磷酸二丁酯。产物具有以下性能：
羟值：89 mg KOH/g
酸值：0.2 mg KOH/g
粘度：2690 mPas (25℃)，740 mPas (50℃)，310 mPas (75℃)
游离酚：0.02重量%  (GC)。
实施例28, 预聚物28
将142.58 g HDI和0.25 g苯甲酰氯预先装入1 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入107.16 g 得自实施例27的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.1托下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有4.92重量%的NCO含量的预聚物28。剩余单体含量为<0.03重量% HDI。
实施例29
在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计、40cm填充柱、柱头、下降式强烈冷却器以及隔膜真空泵的2-升四颈烧瓶中称入141.7 g (1.2 mol)琥珀酸、720 g (1.2 mol)聚乙二醇 600和25.4 g (0.27 mol)甘油，在常压下将初始进料加热至200℃，其中蒸馏出水。在4小时后在氮气覆盖下加入89 mg (100 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使压力降低至最终的15毫巴并且在这些条件下完成反应另外48小时。在冷却至80℃后，搅拌加入300 mg(100 ppm)磷酸二丁酯。产物具有以下性能：
羟值：46 mg KOH/g
酸值：0.6 mg KOH/g。
实施例30, 预聚物30
将252 g HDI和0.62 g苯甲酰氯预先装入2 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入365.2 g 得自实施例29的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有3.1重量%的NCO含量的预聚物30。剩余单体含量为0.09重量% HDI，粘度为22400 mPas（25℃）。
实施例31
在氮气覆盖下向装有加热套、机械搅拌器、内温度计、40cm填充柱、柱头、下降式强烈冷却器以及隔膜真空泵的2-升四颈烧瓶中称入175.4 g (1.4 mol)己二酸、720 g (0.6 mol)聚乙二醇600和34.8 g (0.12 mol)三羟甲基丙烷，在常压下将初始进料加热至200℃，其中蒸馏出水。在4小时后在氮气覆盖下加入90 mg (100 ppm)二水合二氯化锡。在1小时内使压力降低至最终的15毫巴并且在这些条件下完成反应另外48小时。在冷却至80℃后，搅拌加入300 mg(100 ppm)磷酸二丁酯。产物具有以下性能：
羟值：43 mg KOH/g
酸值：0.2 mg KOH/g。
实施例32, 预聚物32
将400 g HDI和1.02 g苯甲酰氯预先装入2 l 四颈烧瓶。在2 h内，在80℃加入621.3 g 得自实施例31的前体并且后续搅拌1h。然后通过在130℃和0.13毫巴下薄膜蒸馏来蒸馏出过量的HDI。得到具有2.99重量%的NCO含量的预聚物32。剩余单体含量为<0.03重量% HDI，粘度为28000 mPas（25℃）。
水凝胶的制备
为了制备水凝胶，在每一情况下用具有十字形搅拌棒的磁性搅拌器将1 g合适的预聚物与8 g水和0.06 g三乙醇胺的混合物搅拌1 min。测量形成固体凝胶的时间(加工时间)。
预聚物 加工时间 [min]
3 4
6 9
8 4
10 6
17 4
18 8
19 3
20 10
22 5
24 5
26 7
28 3
30 4
32 9。
实施例33, 水凝胶的生物分解
使相应的水凝胶在管(直径0.5 cm，长度2 cm)中固化。使得到的重2.7 g的试样各自在60℃在150 转每分的振荡培养器中在10 ml缓冲液(pH 7.4, Aldrich P-5368)中溶胀48 h。随后，用完全去离子的水冲洗样品并且轻拍干燥。记录样品的重量作为起始重量。使样品进一步在60℃或37℃在振荡培养器中在相同条件下在10 ml缓冲液(pH 7.4, Aldrich P-5368)中振荡。每星期一次地测量样品的重量。当其完全溶解而不留下沉淀时，水凝胶被视为已分解。
样品在以下时间后完全分解：
得自30的凝胶: 7天(60℃)，14天(37℃)
得自20的凝胶: 35天(60℃)
得自18的凝胶: 42天(60℃)
得自32的凝胶: 7天(60℃)，14天(37℃)。

Claims (9)

1.基于聚氨酯或聚氨酯脲的水凝胶，其在聚合物链中具有可水解的官能团，其中该水凝胶能通过以下组分反应获得：
A) 在聚合物链中具有可水解基团的多异氰酸酯预聚物，
B) 水
C) 任选的，具有至少一个叔氨基和至少三个羟基的羟基-氨基化合物，
D) 任选的催化剂，和
E) 任选的助剂和添加剂，
其中所述多异氰酸酯预聚物A)能通过以下组分反应获得：
A1) 多异氰酸酯与
A2) 在聚合物链中具有可水解基团的多元醇，
特征在于所述多元醇A2)是在室温下为液体并且根据DIN 53019在23℃具有200－8000 mPas、优选400－4000 mPas的剪切粘度的聚酯和/或聚醚酯。
2.权利要求1所述的水凝胶，特征在于所述可水解的官能团是酯基、缩醛基和/或碳酸酯基团。
3.权利要求1或2所述的水凝胶，特征在于所述聚醚酯和/或聚酯具有20－140 mg KOH/g，优选20－100 mg KOH/g的羟值和/或0.05－10 mg KOH/g，优选0.1－3 mg KOH/g并且特别优选0.15－2.5 mg KOH/g的酸值。
4.权利要求1－3任一项所述的水凝胶，特征在于所述多异氰酸酯A1)是单体脂族和/或脂环族二或三异氰酸酯，尤其是1,4-亚丁基二异氰酸酯(BDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异构的双(4,4’-异氰酸根合环己基)甲烷或者它们的任意异构体含量的混合物、1,4-亚环己基二异氰酸酯、4-异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)，和/或具有C1-C8烷基的2,6-二异氰酸根合己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)，和/或前述多异氰酸酯的混合物。
5.权利要求1－4任一项所述的水凝胶，特征在于所述多异氰酸酯预聚物A)包含少于0.5重量%，特别优选少于0.03重量%的单体二和/或三异氰酸酯。
6.权利要求1－5任一项所述的水凝胶，特征在于所述多异氰酸酯预聚物A)具有2－6，优选3－4的NCO官能度。
7.权利要求1－6任一项所述的水凝胶，特征在于所述羟基-氨基化合物C)是三官能氨基醇起始的聚环氧烷。
8.权利要求1－7任一项所述的水凝胶用作粘连阻隔物。
9.制备权利要求1－8任一项所述的水凝胶的方法，其中：
i) 使多异氰酸酯与聚合物链中具有可水解基团的多元醇反应形成多异氰酸酯预聚物，和
ii) 任选地使水与具有至少一个叔氨基和至少三个羟基的化合物混合，
iii) 将步骤ii)的混合物加入步骤i)的预聚物并且搅拌。
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