DE69613144T2

DE69613144T2 - Harnstoff- und urethangruppen enthaltendes lineares blockpolymer, verfahren zur herstellung von linearen blockpolymeren sowie verwendung der blockpolymeren als implantate

Info

Publication number: DE69613144T2
Application number: DE69613144T
Authority: DE
Inventors: Per Flodin
Original assignee: Artimplant Development Artdev AB
Current assignee: Artimplant Development Artdev AB
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: SE505703C2; WO1997022643A1; CA2240061A1; NO982703D0; HUP9901201A3; JP4059524B2; CZ179398A3; EP0866816B1; IL124884A0; IL124884A; AU1154797A; CN1214057A; SI0866816T1; NZ324479A; ATE201704T1; SE9504495L; ES2159769T3; SK79798A3; NO982703L; CN1152899C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lineares Blockpolymer, das Harnstoff und Urethangruppen umfaßt und das ein hohes Molekulargewicht aufweist und das als ein Implantat in lebenden Organismen wie beispielsweise Menschen und Tieren geeignet ist. Die Erfindung umfaßt weiterhin die Verwendung hiervon als ein Implantat, beispielsweise als Implantat in Form von Bändern.
Wenn Verletzungen am Körper eines Menschen oder eines Tieres oder als Ergebnis einer Erkrankung auftreten, muß ein geschädigtes Organ oftmals zeitweise oder dauerhaft durch irgendeine Art von Implantat ersetzt werden. Damit ein derartiges Implantat verwendet werden kann, besteht eine Bedingung in erster Linie darin, daß es solche Eigenschaften wie beispielsweise Festigkeit aufweist, daß es die Funktionen des geschädigten Organes ersetzen kann und zweitens, daß es biokompatibel ist, das heißt, daß der Körper durch das Implantat nicht vergiftet oder auf irgend eine andere Weise geschädigt wird. Es hat sich gezeigt, daß unterschiedliche Materialien, wie beispielsweise Titan und einige Arten von Kunststoffmaterialien, diese Eigenschaften aufweisen und diese werden bereits in großem Umfang angewendet. Andere Materialien sind ebenfalls in diesem Zusammenhang bekannt.
Die Metallimplantate, wie beispielsweise Titan und einige Stahlarten sind durch ihre große Festigkeit gekennzeichnet und sie werden deswegen beispielsweise als Zahnimplantate oder zur Reparatur von Knochenbrüchen beziehungsweise Knochenfrakturen, etc. verwendet. Chirurgisch eingefügte Speicherbehälter für Medikamente, die in kleinen Mengen während einer verlängerten Zeitspanne abgegeben werden sollen, sind vorzugsweise aus Titan hergestellt. Unterschiedliche Rohrformen, die Blutvenen ersetzen können oder durch die Körperflüssigkeit abfließen kann, werden verwendet und diese werden üblicherweise aus thermoplastischen Materialien hergestellt. Sie können sowohl zeitweise als auch dauerhaft verwendet werden. Beispiele hiervon sind in den internationalen Patentanmeldungen WO 92/00338 und WO 92/04390 offenbart.
Einige Implantate, wie beispielsweise Implantate zum Ersetzen oder Stützen eines Bandes bzw. Ligaments, müssen eine bestimmte Zugfestigkeit aufweisen und müssen eine angepaßte Dehnbarkeit aufweisen. Für ein derartiges Implantat ist es zusätzlich notwendig, daß es ebenfalls biokompatibel ist und es ist ebenfalls wünschenswert, daß das Implantat das Wachstum des geschädigten natürlichen Bandes zur selben Zeit unterstützt, wenn das Implantat in vielen Fällen biologisch abbaubar sein sollte, so daß es langsam verschwindet und das wieder entstandene Band seine Funktion wieder aufnimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden die oben beschriebenen Probleme gelöst und es wurde ein Implantat erzeugt, indem ein neues lineares Blockpolymer mit einem Molekulargewicht von zumindest 10&sup4; Dalton verwendet wird, das Harnstoff und Urethan- Gruppen und Estergruppen aufweist und weiterhin primäre -NH&sub2; und /oder -OH Endgruppen einschließt, die beispielsweise mit Monoaminen, wie beispielsweise Butylamin oder Ethanolamin substituiert sein können, aufweist, wobei das Polymer erhältlich ist durch Umsetzen:
a: eines Polyurethan-Vorpolymers mit zwei terminalen NCO-Gruppen, abgeleitet von einem Diisocyanat und einer Diol-Zusammensetzung, die mindestens ein Polyesterdiol aufweist, mit
b: einem aliphatischen oder aromatischen primären Diamin, wahlweise mit Zusatz weiteren Diisocyanats oder eines Isocyanat-terminierten Harnstoff-Vorpolymers
mit der Maßgabe, daß das Molverhältnis NH&sub2;/NCO sich von 0,95 bis 1,05 bewegt.
Erfindungsgemäß sollte das lineare Blockpolymer zumindest genau so viele oder mehr Urea- beziehungsweise Harnstoff-Gruppen wie Urethan-Gnippen aufweisen.
Das erfindungsgemäße lineare Blockpolymer kann in der Kette ebenfalls Gruppen enthalten, die von Diolen abgeleitet sind, ausgewählt aus Polytetramethylenoxid, Polyethylenoxid, Glycerinmonoallylether, Trimethylolpropanmonoallylether, Glycerinmonoglycidylether, Dimethylpropionsäuremethylester, Dimethylolpropionsäurebrombutylester, Estern von Monocarboxymethylethern von Glycerin und Trimethylolpropan und anderen zusätzlichen Gruppen, die die Eigenschaften des Blockpolymers modifizieren.
Erfindungsgemäß ist es geeignet, daß das Polyesterdiol ein Polydiethylenglycoladipatdiol, Polycaprolactondiol oder Polyethylenglykoladipatdiol ist und daß die Isocyanatzuführende Verbindung 4,4'-Diphenylinethandiisocyanat, Toluylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Naphtylendiisocyanat oder andere sind. Das Diol kann auch aus Gemischen von Diolen bestehen.
Erfindungsgemäß ist es geeignet, daß die primären Diamine Ethylendiamin oder 1,3- Diaminopropan oder hydrolysierbare Diamine, beispielsweise 1,3-Propandiol-bis-p- aminobenzoat oder Ethylenglycol-bis-diaminoacetat sind.
Das Molekulargewicht und seine Verteilung können erfindungsgemäß durch das stöchiometrische Verhältnis gesteuert werden, jedoch in erster Linie durch Zugabe geringerer Menge an Monoamin, beispielsweise Butylamin oder Ethanolamin.
Die Erfindung schließt ebenfalls ein, daß in die Kette eingebaute Gruppen durch eine Reaktion mit physiologisch aktiven Substanzen modifiziert werden. Diejenigen Gruppen, die erfindungsgemäß modifiziert sind, sind in geeigneter Weise Glycerinmonoallylether, Trimethylolpropanrnonoallylether, Glycerinmonoglycidylether, Dimethylolpropionsäuremethylester und Dimethylolpropionsäurebrombutylester.
Das erfindungsgemäße lineare Blockpolymer ist als Material in Implantaten bei Menschen und Tieren geeignet.
Wenn das Blockpolymer als ein Implantat verwendet wird, ist dies als ein Implantat für Bänder, Sehnen, Haut oder Knorpel geeignet.
Erfindungsgemäß ist es geeignet, daß, wenn das Polymer als ein Implantat verwendet wird, es die Form von Fasern oder Fäden einnimmt, die geknüpft oder gewebt wurden.
Es ist erfindungsgemäß geeignet, daß das Blockpolymer mittels seiner NH&sub2;- oder OH&supmin; Endgruppen zur kovalenten Bindung von wachstumsfördernden Gruppen verwendet wird. Die OH-Gruppen können beispielsweise durch Verwendung von Ethanolamin als einem Kettenstopper gewonnen werden.
Blockpolymere oder Blockcopolymere werden als Copolymere definiert, in denen die daran teilnehmenden Monomere als Sequenzen oder Blöcke unterschiedlicher Längen vorliegen, die linear miteinander zu Molekülen mit hohem Molekulargewicht verbunden sind (> 10&sup4; Dalton). Das letztere ist für die mechanischen Eigenschaften wichtig und notwendig zur Herstellung von Fasern und Folien beziehungsweise Filmen.
Ein Vorteil von Blockpolymeren ist, daß Eigenschaften, die für mehrere Homopolymere charakteristisch sind, in ein und dasselbe Molekül eingebaut werden können. Auf diese Weise können inkompatible Polymere dazu gebracht werden, in einem Material zusammenzuwirken und offensichtlich nichtkompatible Eigenschaften können kombiniert werden. Somit können reaktive Seitengruppen eingeführt werden. Weiterhin können beispielsweise hydrolysierbare Blöcke eingeführt werden, die nach Hydrolyse Bruchstücke von Polymeren ergeben, die ausreichend klein sind, um vom Körper sezerniert werden.
Ein üblicher Weg, Blockpolymere zu beschreiben ist wie folgt. Das Monomer A bildet den Block A-A-A-A-A..., genannt polyA oder pA und das Monomer B bildet den Block B-B- B-B..., polyB oder pB. Sie werden zu -A-A-A-A-B-B-B- oder pA-pB im Herstellungsverfahren vereinigt. Typische Blockpolymer-Typen sind Diblock, Triblock und Multiblock-Polymere. In der vorliegenden Erfindung ist der Multiblock-Typ der am meisten verwendete. Er wird als pA-pB-pA-pB-pA-pB... bezeichnet, wobei die Block- Typen alternieren. Durch teilweisen Austausch der Block-Typen können Varianten erzeugt werden, die dem Polymer weitere Eigenschaften verleihen. Die Erfindung betrifft die Herstellung derartiger Varianten, bei denen der dritte Bestandteil (und möglicherweise ein vierter) nach dem Zufallsprinzip einen der Blöcke, beispielsweise pB, ersetzt.
Die Erfindung verwendet eine Isocyanat-Chemie, um die Blockpolymere zu synthetisieren, die von der Art der Polyurethan-Urea-Gruppen sein werden. Beide bilden Wasserstoff- Brückenbindungen zwischen den Molekülen, was die kohäsiven Kräfte ergibt, die dazu notwendig sind, die Moleküle in einem Material zusammenzuhalten. Besonders starke intermolekulare Kräfte werden durch die Urea-Gruppen erzielt, insbesondere dann, wenn mehrere Gruppen die Möglichkeit haben, zusammenzuwirken. Aus diesem Grund wachsen die Kohäsionskräfte in starkem Maße an, wenn die Menge der Urea-Blöcke zunimmt.
Die Polyhamstoffblöcke werden deswegen als pA bezeichnet und die anderen werden als pB, pC, etc. bezeichnet. Sie werden üblicherweise bei der Kettenverlängerung gebildet, wenn die Isocyanat-terminierten Harnstoffvorpolymere mit Diaminen gemäß der folgenden Formel
n.OCN-R-NCO + n.NH&sub2;-R'-NH&sub2; → (-CO-NH-R-NH-CO-NH-R'-NH-)-
verbunden werden, bei denen OCN-R-NCO ein Urethandiisocyanat ist, das aus einem Diol und einem Diisocyanat gemäß der Formel
HO-R"-OH + 2 OCN-R'''-NCO → OCN-R'''-NH-CO-O-R"-O-CO-NH-R'''-NCO
gebildet wurde, bei der R pB, pC etc. -Blöcke wie oben beschreiben sind. In der Reaktion ist die Stöchiometrie sehr wichtig. Somit muß n einen derartig großen Wert aufweisen, daß er den Molekulargewichten von zumindest 10&sup4;, vorzugsweise 10&sup5; oder mehr entspricht, wenn zufriedenstellene mechanische Eigenschaften erzielt werden sollen. Um derartige hohe Werte zu erreichen, werden Molverhältnisse von NH&sub2;/-NCO = 0,95-1,05 verwendet. Der Überschuß an -NH&sub2; ergibt Endgruppen mit primärem Amin-Charakter, die dazu verwendet werden können, um biologisch aktive Gruppen an die Polymer-Moleküle anzulagern bzw. anzubinden. Wenn Ethanolamin als ein Ketten-Stopper verwendet wird, werden OH Endgruppen erzielt, die ebenfalls zum Verbinden mit aktiven Mitteln, beispielsweise Wachstumsfaktoren, mit dem Polymer verwendet werden können. Ein Überschuß an Isocyanat-Gruppen liefert Endgruppen, die weiterhin gemäß bekannter Isocyanat-Reaktionen reagieren können.
Wenn bessere mechanische Eigenschaften mittels mehr und/oder längerer Harnstoff- Blöcke erwünscht ist, kann dies beispielsweise durch die folgenden zwei Wege erzielt werden:
1. Während der Kettenverlängerungs-Reaktion wird ein weiteres Diisocyanat und eine entsprechende Menge eines Diamins zugesetzt. Es muß vorsichtig vorgegangen werden, wenn die mittlere Länge der Harnstoff-Blöcke erhöht wird, weil die Bildung eines nicht schmelzbaren Gels sogar bei einer moderaten Zunahme der Länge als Folge eintreten kann.
2. Ein Isocyanat-Gruppen terminiertes Vorpolymer, das Harnstoff-Gruppen enthält, wird während der Kettenverlängerungsreaktion zugesetzt. Das Vorpolymer muß im Reaktionsgemisch gelöst werden, wenn die Reaktion der Kettenverlängerung gestartet wird.
Als Kettenverlängerer werden vorzugsweise primäre Diamine verwendet, die entweder aliphatisch oder aromatisch sein können. Primäre aliphatische Diamine ergeben eine sehr hohe Reaktionsgeschwindigkeit, die inhomogene Reaktionen und daher ein inhomogenes Produkt verursachen können. Die Reaktionsgeschwindigkeit kann durch Verwendung von aromatischen Aminen modifiziert werden, deren Struktur für die Reaktivität sehr signifikant ist, oder durch Zusatz irgend eines Mittels, das mit den Amin- und/oder Isocyanatgruppen zusammenwirkt, wie beispielsweise Aceton, Oxine oder dergleichen. Es liegen konsequenterweise beträchtliche Möglichkeiten vor, die Aktivität zu steuern.
Die Kettenverlängerung kann ebenfalls in Lösungsmitteln eintreten, die die Ausgangsprodukte, jedoch nicht das Polymer lösen. Das Produkt fällt beispielsweise als ein Pulver aus und kann dann durch Filtrieren gewonnen werden.
Die Polyharnstoffblöcke pA werden oftmals als "hart" bezeichnet, weil sie für die Kohäsion bzw. den Zusammenhalt der Materialien verantwortlich sind, was eine Funktion des Gehalts und deren Länge ist. Dementsprechend werden die pB oftmals als "weiche" Blöcke bezeichnet, weil sie den Materialien die Dehnbarkeit und Elastizität verleihen. Bei bekannten Materialien, die in großem Maßstab erzeugt werden, bestehen sie aus Polytetramethylenoxiddiol. Weitere Beispiele sind Polyethylenoxiddiol, Polycaprolactondiol, Polyethylenglycoladipatdiol etc. Alle von diesen weisen Hydroxylendgruppen auf und werden zu Vorpolymeren umgewandelt durch eine Reaktion mit Diisocyanaten gemäß der Formel:
2 · OCN-R-NCO + HO-R'OH → OCN-R-NHCO-O-R'-O-CO-NH-R-NCO.
In der Formel sind zwei Mol Diisocyanat pro Mol Diol dargestellt. Dies ergibt das kürzest mögliche Vorpolymer. Wenn längere Vorpolymere erwünscht sind, wird weniger als zwei Mol Diisocyanat pro Mol Diol gemäß bekannter Verhältnisse aus der Polymer-Chemie verwendet. Bei der Reaktion werden Urethan-Gruppen gebildet. Sie kann bei einer erhöhten Temperatur (60-80ºC) oder bei niedrigeren Temperaturen in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt werden. Zu hohe Temperaturen (> 90ºC) sollten vermieden werden, um unerwünschte Nebenreaktionen zu minimieren, beispielsweise die Di- oder Trimerisierung von Isocyanat.
Die in der Erfindung verwendeten Isocyanate müssen bifunktionell sein, so daß die gebildeten Polymere linear sind und Fasern und Folien bilden können. Der Gehalt an bifunktionellen Molekülen sollte vorzugsweise größer als 99% sein. Wenn die Verunreinigungen aus Mitteln bestehen, die nicht an der Reaktion teilnehmen, kann ein etwas geringerer Gehalt an Isocyanat toleriert werden. Wenn Monoisocyanate vorliegen, bringen sie einen Kettenabbruch bei der Molekülbildung mit sich. Wenn Isocyanate mit drei oder mehr Isocyanatgruppen vorliegen, werden verzweigte Moleküle oder über Kreuz gebundene Polymere gebildet, die nicht zu Fasern gesponnen werden können oder aus denen keine Folien gebildet werden können. Unter den verwendbaren Isocyanaten seien Toluylendiisocyanat (TDI), Diphenylmethan-4,4'-.diisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Tetramethylendiisocyanat, Naphthylendiisocyanat und andere erwähnt.
Bei einem demjenigen, der oben beschrieben wurde, entsprechenden Weg, können Vorpolymere für weitere funktionelle Blöcke (pC, pD, etc.) erzeugt werden. Prinzipiell kann jedes Diol verwendet werden, das keine weiteren Gruppen als Hydroxylgruppen enthält, die mit Isocyanat reagieren. Beispiele hiervon sind Glycerinmonoallylether, Trimethylolpropanmonoallylether, Glycerinmonoglycidylether, Dimethylolpropionsäuremethylester, Dimethylolpropionsäurebrombutylester, Ester von Monocarboxymethylethern von Glycerin, Trimethylolpropan und viele andere. Diese weisen entweder auf, oder können durch bekannte Verfahren umgewandelt werden zu, Epoxygruppen, die wiederum nach der Kettenverlängerung auf einer Vielzahl von Wegen zur Reaktion gebracht werden können, um die Bindung an biologisch aktive Gruppen wie beispielsweise wachstumsfördernde Peptide zu erleichtern.
Die Kettenverlängerungsreaktion wird in geeigneter Weise in einer Lösung durchgeführt, um die Reaktionsgeschwindigkeit, die Viskosität und die Neigung zu Gelbildung zu verringern. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid oder ein ähnliches polares Lösungsmittel kann als Lösungsmittel verwendet werden. Die erzielte Lösung kann direkt oder nach einer Modifikation als ein Zusatzstoff zum Faser-Spinnen verwendet werden.
Alternativ kann, wie oben erwähnt, die Kettenverlängerung in einem Mittel durchgeführt werden, das die Ausgangsprodukte löst, in dem jedoch das Polymer unlöslich ist. In diesem Fall wird das Produkt vor dem Spinnen in einem Lösungsmittel gelöst, was in derselben Weise wie oben beschrieben durchgeführt wird.
Das Spinnen kann entweder als Trockenspinnen oder als Naßspinnen gemäß bekannter Verfahren durchgeführt werden. Das letztere Verfahren schließt ein, daß der Zusatzstoff über die Spinndüse in Wasser eingeführt wird. In Verbindung mit der Koagulation kann das Faserbündel bis zum erwünschten Dehnungsgrad gedehnt werden, wonach der Faden aufgewunden wird, während er gleichzeitig gedreht wird.
In einer analogen Weise kann eine Folie erzeugt werden, indem sie auf Walzen gegossen, koaguliert, gedehnt und aufgewickelt wird. Die gedehnte Folie kann danach in faserartige Streifen geschnitten werden.

BEISPIEL 1

Polydiethylenglycoladipatdiol mit einem Molekulargewicht von 560 wurde 16 Stunden lang im Vakuum getrocknet. In einem Dreihalskolben mit Thermometer und Rührgerät wurden 90,78 g kristallines 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) geschmolzen, wonach 99,86 g Polydiethylenglycoladipatdiol mit einem Molekulargewicht von 560 tropfenweise während des Erhitzens zugesetzt wurden. Die Reaktionstemperatur wurde durch Abkühlen zwischen 80 und 90ºC gehalten. Die Reaktion wurde nach vier Stunden beendet. Der Gehalt an Isocyanat wurde titrimetrisch bestimmt und betrug 1,22.
Das erzielte Vorpolymer (22,81 g) wurde in Dimethylformamid in einer Konzentration von 20% gelöst. Es wurde unter Verwendung eines geringen Überschusses an Ethylendiamin (1,05 g) bei Raumtemperatur und möglichst effektivem Rühren kettenverlängert. Diese Reaktion war nach einigen Minuten abgeschlossen, nachdem die Zugabe abgeschlossen war.
Die Folie wurde durch Ausbreiten der Lösung auf einer Glasplatte und Abdampfen des Lösungsmittels in einem Exsikkatorschrank erzeugt. Die gewonnene Folie war biegsam und mechanisch fest, sogar in einer feuchten Atmosphäre.
Die Lösung wurde durch Extrusion durch eine Spinndüse mit 50 Öffnungen mit einem Durchmesser von 80 um in einem Wasserbad naßgesponnen. Das gewonnene Faserbündel (der Faden) wurde fünf Mal in einem nachfolgenden Wasserbad gedehnt und auf eine Spule aufgewickelt. Nach Spülen in Wasser für zwei Tage und Trocknen wurde die Festigkeit in einem Dehnungsmessgerät als 1,6 N gemessen und die Bruchdehnung betrug 70%. Aus den Fasern wurden Bänder gewebt und chirurgisch in Kaninchenknie eingesetzt.

BEISPIEL 2

102,2 g mies Polycaprolactondiols mit einem Molekulargewicht von 2000 wurden tropfenweise zu 17,19 g Hexamethylendiisocyanat bei einer Temperatur von 80-90ºC während drei Stunden zugesetzt. 42,1 g des Produktes, das eine Isocyanatzahl von 0,78 aufwies, wurden zu einer 25%igen Lösung in Dimethylformamid gelöst. Die Lösung wurde auf 0ºC abgekühlt und unter heftigem Rühren mit 0,96 g Ethylendiamin und 0,03 9 g Ethanolamin zur Reaktion gebracht. Die Reaktion erfolgte praktisch ohne Verzögerung.
Nach Verdünnung mit Dimethylformamid auf eine Konzentration von 15% und nach Zusatz von 12 g LiCl wurde eine klare beziehungsweise reine Lösung gewonnen, die in Wasser durch eine Düse mit 50 Öffnungen mit einem Durchmesser von 80 um naß gesponnen, sechs Mal gedehnt und auf eine Spule aufgewickelt wurde. Nach Spülen in Wasser hatte der Faden eine Bruchfestigkeit von 1,18 N und eine Bruchdehnung von 80%.

BEISPIEL 3

118 g trockenes beziehungsweise wasserfreies Polycaprolacton mit einem Molekulargewicht von 530 wurde tropfenweise zu 11,32 g Diphenylmethandiisocyanat (MDI) zugesetzt, während die Temperatur während zwei Stunden bei 70-80ºC gehalten wurde. Von dem gebildeten Vorpolymer (Isocyanatzahl 1,98) wurden 16,13 g in Dimethylsulfoxid (DMSO) zu einer 15%igen Lösung gelöst und 0,95 g Ethylendiamin und 0,04 g Ethanolamin, die in DMSO gelöst waren, wurden bei 20ºC zugesetzt. Die Lösung, die schnell hoch viskos wurde, wurde für eine Stunde gerührt, wonach sie auf demselben Weg wie in Beispiel 1 naßgesponnen wurde. Der erzielte Faden wies eine Bruchfestigkeit beziehungsweise Bruch- bzw. Reißfestigkeit von 1,1 N auf und die Bruch- bzw. Reißdehnung betrug 22%. Der Faden wies die Textzahl 7 auf.

BEISPIEL 4

98,78 g wasserfreies Polycaprolacton mit einem Molekulargewicht von 1250 wurden tropfenweise zu 39,51 g MDI während drei Stunden bei einer aufrecht erhaltenen Temperatur von 70-80ºC tropfenweise zugesetzt. Aus dem Vorpolymer, das eine Isocyanatzahl von 1, 2 aufwies, wurden 30,48 g in Aceton gelöst und 1,13 g Ethylendiamin wurden unter heftigem Rühren bei 20ºC zugesetzt. Ein weißes, pulverförmiges Produkt wurde gebildet, das in DMF + LiCl gelöst und zu einem Faden naßgesponnen werden konnte. Die Reißspannung betrug 2,18 N und die Reißdehnung 175%.

BEISPIEL 5

Ein Vorpolymer wurde aus 47,58 g Poly(1,4-Butandioladipät) mit einem Molekulargewicht von 600 und aus 90,2 g MDI durch tropfenweises Zusetzen des wasserfreien Polyesters zum geschmolzenen Isocyanat für 2 Stunden bei einer aufrechterhaltenen Temperatur von 70-80ºC erzeugt. Die Isocyanatzahl für das vollendete Vorpolymer betrug 1,61.
29,78 g wurden aus dem Vorpolymer entnommen und zu einer 30%igen Lösung in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöst. 7,72 g 1,3-Propandiol-bis-p-aminobenzoat wurden zugesetzt und die Kettenverlängerung wurde bei 100ºC während 22 Stunden unter Rühren durchgeführt. Eine klare Lösung wurde gewonnen, die gemäß des in Beispiel 1 vorgegebenen Verfahrens gesponnen werden konnten. Der Faden wurde vier Mal gedehnt. Die Reißspannung betrugen 0,8 N und die Reißdehnung 200%.

BEISPIEL 6

Aus einem Vorpolymer von Diethylenglycoladipat mit einem Molekulargewicht von 375 und aus MDI wurden 17,02 mit 6,12 g eines zweiten Vorpolymers gemischt, das durch 3- Allyloxy-1-2-propandiol und MDI (Molverhältnis 1-2) durch Auflösen in DMSO hergestellt wurde. Die Isocyanatzahl wurde als 2,52 M-mol/g gemessen. Die Kettenverlängerung wurde bei Raumtemperatur mit 2,17 g 1-2 Diaminopropan durchgeführt, das 0,07 g Ethanolamin enthielt, gelöst in einem Gemisch von 3,5 g Aceton und 30 g DMSO. Eine hochviskose Lösung wurde erzielt, die mit 15% Feststoffen verdünnt werden mußte, um ein Spinnen möglich zu machen. Die Lösung wurde durch eine Düse mit 60 Löchern (Durchmesser 80 mm) bei einer Temperatur von 80ºC in Wasser naßgesponnen. Der Faden wurde sechs Mal in Wasser bei 80ºC gedehnt. Der gewonnenen Faden wies einen Titer von 3 Tex und eine spezifische Reißspannung von 0,17 N/Tex auf.

BEISPIEL 7

Aus dem Vorpolymer von Beispiel 3 wurden 22 g im Vakuum bei 100ºC entwässert. 6,5 g 1,3-Propandiol-bis-p-aminobenzoat wurden in einer Heizkammer bei 140ºC geschmolzen und mit dem warmen Vorpolymer gemischt. Das Gemisch wurde in eine zylindrische Form gegossen, die 18 Stunden lang in einer Heizkammer bei 100ºC gehalten wurde. Der gebildete zylindrische Körper war gelb und wies eine Härte von 72 auf der Shore D-Skala auf.

BEISPIEL 8

Ein Vorpolymer wurde aus Polycaprolacton erzeugt, das ein Molekulargewicht von 530 und Dicyclohexylmetandiisocyanat (H12 MDI) in einem molaren Verhältnis von 1-2 hergestellt. Aus diesem Vorpolymer wurden 27 g in 122,4 g DMF gelöst und 1,9 g 1,3- Diaminopropan gelöst in 41 g DMF wurden bei Raumtemperatur zugesetzt. Nachdem die Reaktion abgeschlossen war, wurde die Lösung wie in Beispiel 1 naßgesponnen und fünf Mal gedehnt. Die spezifische Reißdehnung betrug 0,20 N/Tex.

BEISPIEL 9

Das Polymer in Beispiel 6 wurde mit einem Überschuß (verglichen mit den Allyl- Doppelbindungen im Polymer) von Mercaptoethanol mit Azo-bis-isobutyronitril als Katalysator zur Reaktion gebracht. Hierdurch wurde ein Addukt gebildet, das aus der Polymerkette hervorstehende Hydroxylgruppen aufwies. Nach Fällung in Wasser und Waschen mit Wasser und DMSO wurde das Polymer im DMSO gelöst und mit dem Peptid Glycyl-histidyl-lysin (GHK) unter Einfluß von Dicyclohexylcarbodiimid zur Reaktion gebracht. Nachdem die Reaktion abgeschlossen war, wurde eine Folie gegossen, die mit destilliertem Wasser gewaschen, mit einer Lösung aus Kupfer(II)sulfat in Wasser in Berührung gebracht und in destilliertem Wasser gewaschen wurde, bis die Kupferionen nicht mehr im Wasser nachgewiesen werden konnten. Das Gewebswachstum von Chondrozyten auf einem Film, der auf diese Weise produziert wurde, zeigte eine stark verbesserte Wachstumsrate, im Vergleich zu einem nicht behandelten Kontrollfilm.
Die erfindungsgemäßen Polymere können in einer biologischen Umgebung fragmentiert werden und sie können an wachstumsfördernde Gruppen gebunden werden. Sie sind film- und faserbildend und sie weisen mechanische Eigenschaften auf, die für die Herstellung von gewebten und gedrehten Bändern, die als Bänder-Prothesen brauchbar sind, ausreichend sind.
Wie oben festgestellt können die Polymere gemäß der vorliegenden Erfindung als vorübergehende Implantate verwendet werden. Diese werden in einer chirurgisch üblichen Art und Weise mit dem geschädigten Körperteil, beispielsweise dem Band, verbunden, wonach der geschädigte Körperteil wachsen und unter dem Schutz und mit der Unterstützung des Implantats heilen kann. Nachdem das Heilen abgeschlossen ist, kann dieses entfernt werden oder es kann während des Heilens fragmentiert und aus dem Körper ausgeschieden werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorher erwähnten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in unterschiedlichen Wegen im Umfang der nachfolgenden Ansprüche variiert werden.

Claims

1. Lineares Blockpolymer mit einem Molekulargewicht von mindestens 104 Dalton, das Harnstoff und Urethan-Gruppen und Ester-Gruppen und weiterhin primäre -NH&sub2; und/oder -OH&supmin; Endgruppen, die beispielsweise mit Monoaminen, wie Butylamin oder Ethanolamin substituiert sein können, aufweist, wobei das Polymer erhältlich ist durch Umsetzen:

a) eines Polyurethan-Vorpolymers mit zwei terminalen -NCO-Gruppen, abgeleitet von einem Diisocyanat und einer Diol-Zusammensetzung, die mindestens ein Polyesterdiol aufweist, mit

b) einem aliphatischen oder aromatischen primären Diamin, wahlweise mit Zusatz weiteren Diisocyanats oder eines Isocyanat-terminierten Harnstoff- Vorpolymers

mit der Maßgabe, dass das Molverhältnis NH&sub2;/NCO von 0,95 bis 1,05 reicht.

2. Lineares Blockpolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Harnstoffgruppen gleich oder größer ist als die Anzahl der Urethan-Gruppen.

3. Lineares Blockpolymer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kette außerdem Gruppen enthält, die von Diolen abgeleitet sind, ausgewählt aus Polytetramethylenoxid, Polyethylenoxid, Glycerinmonoallylether,

Trimethylolpropanmonoallylether, Glycerinmonoglycidylether, Dimethylolpropionsäuremethylester, Dimethylolpropionsäurebrombutylester, Estern von Monocarboxymethylethern von Glycerin und Trimethylolpropan und anderen zusätzlichen Gruppen, die die Eigenschaften des Blockpolymers modifizieren, und

dass das Diisocyanat ausgewählt ist aus Toluylen-, Diprienylmethan-, Hexamethylen-, Tetramethylen- und Naphthylen-Diiosocyanat.

4. Lineares Blockpolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterdiol Polycaprolactondiol, Polydiethylenglycoladipatdiol oder Polyethylenglycoladipatdiol ist.

5. Lineares Blockpolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primären Diamine Ethylendiamin oder hydrolysierbare Diamine, beispielsweise DMAB oder Ethylenglycol-bis-glycinesterdiamin, sind.

6. Lineares Blockpolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Molekulargewicht und dessen Verteilung durch Stöchiometrie oder durch Zugabe geringer Mengen an Monoamin, beispielsweise Butylamin oder Ethanolamin, geregelt wird.

7. Lineares Blockpolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kette eingebaute Gruppen durch Umsetzung mit physiologisch aktiven Substanzen modifiziert sind.

8. Lineares Blockpolymer nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Gruppen aus Glycerinmonoallylether, Trimethylolpropanmonoallylether, Glycerinmonoallylether, Dimethylolpropionsäuremethylester oder

Dimethylolpropionsäurebrombutylester bestehen.

9. Verwendung des lineares Blockpolymers nach einem der Ansprüche 1-8 als Material in Implantaten in Menschen oder Tieren.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockpolymer ein Teil ist oder insgesamt ein Implantat für Bänder, Sehnen, Haut oder Knorpel ist.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockpolymer in Form von Fasern oder Fäden vorliegt und gestrickt, geknüpft oder gewebt ist.

12. Verwendung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass die NH&sub2;- oder OH&supmin;Endgruppen des Blockpolymers zur kovalenten Bindung wachstumsfördernder Gruppen verwendet wenden.