NL194941C - Werkwijze voor het aanbrengen van een fysiologisch actieve verbinding op een substraatoppervlak. - Google Patents

Description

1 194941 , Werkwijze voor het aanbrengen van een fysiologisch actieve verbinding op een substraatoppervlak

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een fysiologisch actieve verbinding op een substraatoppervlak van een polyurethaanmateriaal of een polyamidemateriaal door de 5 fysiologisch actieve verbinding covalent te binden aan het oppervlak via een "spacer”.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit EP-A-294.905 (NL-A-8701337). Bij de bekende werkwijzen wordt het substraatoppervlak onderworpen aan een activering, teneinde dit oppervlak reactief te maken voor het aanbrengen van een polyzuur, bijvoorbeeld een polyzuur met 1000 of meer monomere eenheden.

Aan de zuurgroepen van dit polyzuur worden vervolgens fysiologisch actieve verbindingen gekoppeld.

10 Nadelen van deze methode zijn dat een activering van het substraatoppervlak nodig is, hetgeen tot beschadiging ervan kan leiden en een tamelijk inhomogene verdeling van de aangebrachte fysiologisch actieve verbindingen over het oppervlak.

De uitvinding beoogt deze nadelen te ondervangen en is gekenmerkt, doordat men het substraat laat reageren met een verbinding die twee carbonylchloridegroepen bevat en de vrije carbonylchloridegroep van 15 de verbinding vervolgens laat reageren met de "spacer”.

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 6807269 is de toepassing van verbindingen met twee carbonylchlo-ride groepen bekend voor het activeren van een polyester substraat, teneinde een benzofenon derivaat te koppelen aan het substraat. Hierbij wordt geen gebruik gemaakt van een "spacer”. De verbindingen reageren met de eind-groepen van de polyester, zodat een inhomogene verdeling verkregen wordt. De 20 toepassing van substraten op basis van polyamide of polyurethaan wordt niet gesuggereerd.

Volgens de uitvinding verkrijgt men een zogenaamd geprepareerd oppervlak.

Een voorbeeld voor toepassing van een dergelijk geprepareerd oppervlak komt men tegen bij materialen die verwerkt zijn in medische apparatuur zoals katheters, voor in vivo toepassingen waarbij het materiaaloppervlak bloedcompatibel is gemaakt door een fysiologische verbinding zoals heparine daaraan te 25 immobiliseren zoals beschreven is in bovengenoemde publicaties.

De bij de werkwijze volgens de uitvinding te gebruiken verbinding die twee carbonylchloridegroepen bevat kan een verbinding zijn die naast de carbonylchloridegroepen tevens een of meer al dan niet beschermde andere functionele groepen bevatten. Bij voorkeur bezit de bij de werkwijze volgens de uitvinding te gebruiken verbinding de formule CIOC-R-COCI waarin R een alifatische of aromatische 30 koolwaterstofgroep voorstelt, bij voorkeur een één of meer koolstofatomen bevattende alkylgroep met rechte keten, met meer voorkeur een alkylgroep met rechte keten met 4 of meer koolstofatomen, in het bijzonder een alkylgroep met rechte keten met 8 koolstofatomen, dat wil zeggen sebacoylchloride.

Indien voor de praktijk de tijdsduur van de reactie niet kritisch is, bijvoorbeeld een tijdsduur van ca.

3 uren geen bezwaar is, is toepassen van een katalysator veelal niet noodzakelijk. Wenst men echter 35 kortere reactietijden dan ongeveer 3 uren zoals bij industriële toepassingen vaak het geval is dan kan toepassing van een katalysator voordeel bieden en/of kan men bij hogere temperaturen werken. Een voorbeeld van bij de activeringsreactie te gebruiken katalysator is 4-N,N-dimethylaminopyridine (DMAP). Overigens kan de toepassing van DMAP ook nadelig zijn doordat de toepassing van deze verbinding tijdens de activeringsreactie beschadigingen van het substraatoppervlak in de hand zou kunnen werken.

40 Ook kan men bij de werkwijze volgens de uitvinding in de reactieoplossing een waterstofhalogenide-acceptor opnemen, bijvoorbeeld pyridine of triethylamine, omdat ook daarmee een vlot verloop van de reactie wordt bevorderd.

In het kader van het vervaardigen van een substraat met biocompatibel oppervlak, in het bijzonder bloedcompatibel oppervlak door op het substraatoppervlak een fysiologisch actieve verbinding te immobilise-45 ren neemt zoals bekend de activiteit van de geïmmobiliseerde fysiologisch actieve verbinding, bijvoorbeeld heparine (HEP), af naarmate de afstand ervan tot het substraatoppervlak afneemt. Vandaar dat in de verbindingsketen waarmee de geïmmobiliseerde fysiologisch actieve verbinding met het substraatoppervlak is verbonden een de afstand van de fysiologische actieve verbinding tot het substraatoppervlak vergrotende "spacer” wordt opgenomen, bijvoorbeeld een polyether met eindstandige functionele groepen zoals 50 eindstandige aminogroepen. Een dergelijke verbinding is in de handel gebracht door TEXACO, onder de naam Jeffamine®. Toepassing van Jeffamine® in concentraties boven een bepaalde waarde kan bij aanwezigheid van DMAP aanleiding geven tot niet-gewenste veranderingen in het substraatoppervlak zoals bij een substraat uit een polyurethan. Bij de in de onderstaande voorbeelden toegepaste poly (esterure-thaan) materialen verdient het bijvoorbeeld aanbeveling een concentratie van 40 mg Jeffamine®/! als 55 bovengrens aan te houden.

Een ander als "spacer” te gebruiken verbinding is een eiwit zoals humaan albumine.

Bij de vervolgreactie na de activering van het substraatoppervlak met een "spacer” met eindstandige 194941 2 aminogroepen zoals Jeffamine® reageert deze met één aminogroep met bijvoorbeeld het halogeenatoom van een resterende carbonylhalogenidegroep van het geactiveerde substraat onder vorming van een amidebinding terwijl de tweede aminogroep overblijft voor de immobilisatie van de fysiologisch actieve verbinding zoals HEP.

5 De koppeling van HEP aan de resterende aminogroep kan plaatsvinden op een wijze die analoog is aan elk van de alternatieve koppelingswijzen van HEP aan albumine ter verkrijging van HEP-albumine conjuga-ten zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage no. 8105656. Een werkwijze omvat het doen reageren van HEP met albumine in een waterig medium in tegenwoordigheid van een amidebinding vormend koppelingsmiddel zoals EDC (N-ethyl-N'-(3-dimethylaminopropyl)carbodiïmide hydrolchloride). De 10 alternatieve bekende manier ter bereiding van het HEP-albumine conjugaat berust op een reductieve amineringreactie tussen HEP en Jeffamine® onder toepassing van natriumcyaanboorhydride.

In het kader van de uitvinding kunnen evenals bij de eerder vermelde uit de Nederlandse octrooiaanvrage no. 8701337 bekende werkwijze als de fysiologisch actieve verbinding in het algemeen worden toegepast een verbinding met anti-stollende werking, met fibrinolytische activiteit, met bloedplaatjesagregatie 15 remmende werking en/of bloedplaatjes-adhesie remmende werking, bij voorkeur heparine, een heparine-verbinding, een prostaglandine, urokinase en/of streptokinase.

Een voordeel dat met de uitvinding wordt bereikt, is dat de reactie onder toepassing van een zuurhaloge-nide weinig tot geen risico biedt dat het substraatoppervlak wordt beschadigd. Dit is onder meer dan van belang wanneer het substraatmateriaal een polyurethanmateriaal is. Het belangrijkste voordeel is echter de 20 eenvoudige werkwijze waarbij men in weinig trappen een substraatoppervlak kan activeren en daarbij een substraat verkrijgt, waarop vervolgens via een spacer de fysiologische actieve verbinding geïmmobiliseerd wordt.

De uitvinding wordt aan de hand van onderstaande voorbeelden nader toegelicht.

25 Voorbeeld 1

Een poiy(esterurethaan) substraat werd geactiveerd met een 0,22 M sebacoylchloride oplossing in diëthylether. De activering werd uitgevoerd bij kamertemperatuur en de activeringstijd bedroeg 3 uur.

Tijdens activering werd voortdurend geschud. Na activering werd het substraat gespoeld met diëthylether en overgebracht in een diëthyletheroplossing welke 40 mg.ml-1 diamino getermineerd poly(ethyleenoxide) 30 bevatte. Het aantal gemiddelde moleculair gewicht van dit poly(ethyleenoxide) (Jeffamine®) bedroeg ± 1000 D. Na 3 uur reactie bij kamertemperatuur, onder voortdurend schudden, werd het substraat gespoeld met achtereenvolgens diëthylether, water, 4 M NaCI in water en wederom water, waarna het aantal aminogroepen per oppervlakte-eenheid werd bepaald. Deze bedroeg 9,7 ± 2,1 10-3 pmol.cm-2. Voor controleoppervlakken werd een aantal aminogroepen van 3,0 ± 0,6 pmol.cm-2 en 0,3 ± 0,0 pmol.cm-2 35 bepaald voor respectievelijk een oppervlak dat niet werd geactiveerd maar wel werd geïncubeerd met de Jeffamine® oplossing en een oppervlak dat onder dezelfde condities werd geactiveerd maar vervolgens in diëthylether zonder Jeffamine® werd geïncubeerd.

Voorbeeld 2 40 Een poly(esterurethaan) substraat werd geactiveerd onder dezelfde condities als in voorbeeld 1. Na activering en spoelen met diëthylether werd het substraat overgebracht in een waterige oplossing die 20 mg.ml-1 14C-gemerkt albumine bevatte. Na 3 uur reactie bij kamertemperatuur werd het oppervlak gespoeld met achtereenvolgens water, 4 M NaCI in water en wederom water, waarna de hoeveelheid geïmmobiliseerd albumine werd bepaald. Deze bedroeg 5,9 ± 0,7 pg.cm-2. Voor een controle-oppervlak dat 45 niet werd geactiveerd maar wel werd geïncubeerd in de 14C-gemerkt albumine oplossing bedroeg de hoeveelheid fysisch geadsorbeerd albumine 2,0 ± 0,1 pg.cm-2.

Voorbeeld 3

Een poly(esterurethaan) substraat werd gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur geactiveerd in pure 50 sebacoylchloride. Na activering werd het substraat gedipt in droge diëthylether om niet-gereageerd sebacoylchloride te verwijderen. Vervolgens werd het substraat overgebracht in een waterige oplossing die 20 mg/cm3 14C- gemerkt albumine bevatte. Na 3 uur reactie bij kamertemperatuur werd het substraat gespoeld met achtereenvolgens water, 4 M NaCI in water en wederom water. De hoeveelheid geïmmobiliseerd albumine bedroeg 2,0 ±0.1 pg/cm2. Op controle oppervlakken die dezelfde behandeling hadden 55 ondergaan met uitzondering van de activeringstrafo bedroeg de hoeveelheid geïmmobiliseerd albumine 0,6 ±0,1 pg/cm2.

Claims (8)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een fysiologisch actieve verbinding op een substraatoppervlak van een polyurethaanmateriaal of een polyamidemateriaal door de fysiologisch actieve verbinding covalent te 5 binden aan het oppervlak via een "spacer”, met het kenmerk, dat men het substraat laat reageren met een verbinding die twee carbonylchloridegroepen bevat en de vrije carbonylchloridegroep van de verbinding vervolgens laat reageren met de "spacer”.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de "spacer" een polyether met eindstandige functionele groepen of een eiwit is.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de verbinding polyethyleenoxide (PEO) met eindstandige carbonylchloridegroepen is.

3 194941

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de verbinding de formule CIOC-R-COCI heeft, waarin R een alifatische of aromatische koolwaterstofgroep voorstelt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat R een één of meer koolstofatomen bevattende 15 alkylgroep met rechte keten voorstelt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat R een alkylgroep met rechte keten met 4 of meer koolstofatomen voorstelt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat R een alkylgroep met rechte keten met 8 koolstofatomen voorstelt.

8. Werkwijze volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat de fysiologisch actieve verbinding heparine is.