полимеры с кристаллизующимися боковыми цепями для медицинского применения

Формула изобретения

1. Рентгеноконтрастный полимер, содержащий

основную цепь,

множество кристаллизующихся боковых цепей, где кристаллизующаяся боковая цепь содержит приблизительно от 20 до 30 атомов углерода; и

множество тяжелых атомов, присоединенных к этому полимеру, тяжелые атомы присутствуют в таком количестве, которое является эффективным для обнаружения рентгеноконтрастности полимера, где, по крайней мере, один тяжелый атом содержит иод или бром;

где основная цепь содержит повторяющееся звено, выбранное из повторяющихся звеньев формул (I), (II), (III), (IV) или (V):



где X¹ и X² каждый независимо выбирают из группы, состоящей из Br и I;

у¹ и у² каждый независимо представляет ноль или целое число из диапазона от 1 до 4;

А¹ выбирают из группы, состоящей из

, , , and ;

R³ выбирают из группы, состоящей из C₁-С₃₀ алкила, С₁-С₃₀ гетероалкила, С₅-С₃₀ арила, С₆ -С₃₀ алкиларила и С₂-С₃₀ гетероарила;

R⁴ выбирают из группы, состоящей из Н, С ₁-С₃₀ алкила, и С₁-С₃₀ гетероалкила;

R¹ представляет собой

or ;

Z представляет собой О или S;

R⁵ и R⁶ каждый независимо выбран из группы, состоящей из -СН=СН-, -CHJ¹-CHJ²-, и -(СН₂ )_а-;

а представляет собой ноль или целое число из диапазона от 1 до 8;

J¹ и J² каждый независимо выбран из группы, состоящей из Br и I; и

Q представляет собой кристаллизующую группу, содержащую приблизительно от 6 до 30 атомов углерода;

,

где R⁷ представляет собой Н или СН ₃; А³ представляет собой химическую группу, имеющую молекулярный вес от 500 или менее; и А³ несет, по крайней мере, один из тяжелых атомов, присоединенных к полимеру;

,

где R⁸ представляет собой Н или СН ₃; L³ представляет эфирную или амидную связь; R⁹ содержит от С₆ до С₃₀ углеводородных групп;

,

где А⁴ представляет собой Н или химическую группу, содержащую от 1 до 30 углеродов, например С₁ -С₃₀ углеводород, А³ представляет собой химическую группу, имеющую молекулярный вес от 500 или менее; и А³ несет, по крайней мере, один из тяжелых атомов, присоединенных к полимеру;

,

где R¹⁰ содержит от С₆ до С₃₀ углеводородных групп, и R¹¹ представляет собой Н или С₁-С₃₀ углеводородную группу.

2. Полимер по п.1, имеющий температуру плавления в диапазоне от 30 до 80°С.

3. Полимер по п.1, который является биосовместимым.

4. Полимер по п.1, который является саморассасывающимся.

5. Полимер по п.1, у которого множество тяжелых атомов содержит атом, имеющий атомное число, по крайней мере, 17.

6. Полимер по п.5, у которого множество тяжелых атомов содержит атом, имеющий атомное число, по крайней мере, 35.

7. Полимер по п.1, у которого множество тяжелых атомов содержит атом, выбранный из группы, состоящей из брома, иода, висмута, золота, платины, тантала, вольфрама и бария.

8. Полимер по п.1, у которого множество тяжелых атомов ковалентно присоединяются к полимеру.

9. Полимер по п.1, у которого множество тяжелых атомов присоединяются к полимеру ионной связью.

10. Полимер по п.1, представляющий собой сополимер, содержащий, по крайней мере, два различных повторяющихся звена.

11. Полимер по п.10, представляющий собой статистический сополимер.

12. Полимер по п.10, представляющий собой блок сополимер.

13. Полимер по п.1, у которого тяжелые атомы присоединяются к полимеру способом, при котором разрушение кристалличности боковых цепей минимально.

14. Полимер по п.1, который содержит повторяющееся звено формулы (I):

,

где X¹ и X² каждый независимо выбирают из группы, состоящей из Br и I;

у¹ и у² каждый независимо представляет ноль или целое число из диапазона от 1 до 4;

А¹ выбирают из группы, состоящей из

, , , and ;

R³ выбирают из группы, состоящей из С₁-С₃₀ алкила, C₁-C₃₀ гетероалкила, С₅-С₃₀ арила, С₆ -С₃₀ алкиларила и С₂-С₃₀ гетероарила;

R⁴ выбирают из группы, состоящей из Н, С ₁-С₃₀ алкила, и С₁-С₃₀ гетероалкила;

R¹ представляет собой

or ;

Z представляет собой О или S;

R⁵ и R⁶ каждый независимо выбран из группы, состоящей из -СН=СН-, -CHJ¹-CHJ²-, и -(СН₂ )_а-;

а представляет собой ноль или целое число из диапазона от 1 до 8;

J¹ и J² каждый независимо выбран из группы, состоящей из Br и I; и

Q представляет собой кристаллизующую группу, содержащую приблизительно от 6 до 30 атомов углерода.

15. Полимер по п.14, где Q содержит приблизительно от 20 до 30 атомов углерода.

16. Полимер по п.14, где R⁵ представляет собой -СН=СН- или -(СН₂)_а-; и R⁶ представляет собой -(СН₂)_а-; и Q представляет собой эфирную группу, содержащую приблизительно от 10 до 30 атомов углерода.

17. Полимер по п.1, который содержит повторяющееся звено формулы (II):

,

где R⁷ представляет собой Н или СН ₃; А³ представляет собой химическую группу, имеющую молекулярный вес от 500 или менее; и А³ несет, по крайней мере, один из тяжелых атомов, присоединенных к полимеру.

18. Полимер по п.17, где А³ содержит металлкарбоксилат или металлсульфонат.

19. Полимер по п.18, где А³ содержит барий.

20. Полимер по п.17, где А³ содержит эфирную или амидную связь.

21. Полимер по п.17, где А³ содержит ароматическую группу, несущую, по крайней мере, один атом галогена, выбранный из группы, состоящей из брома и иода.

22. Полимер по п.17, где А³ содержит химическую группу формулы -L₁-(CH₂ )_n2-L₂-Ar¹, где L₁ и L₂ каждый независимо представляет собой ничто (то есть отсутствуют), группу сложного, простого эфира или амидную группу; n2 представляет собой ноль или целое число из диапазона от 1 до 30; и Ar¹ представляет галогенированную ароматическую группу, содержащую от 2 до 20 атомов углерода.

23. Полимер по п.17, который содержит второе повторяющееся звено, это второе повторяющееся звено содержит, по крайней мере, одну из кристаллизующихся боковых цепей.

24. Полимер по п.23, где второе повторяющееся звено имеет формулу (III):

,

где R⁸ представляет собой Н или СН ₃; L представляет эфирную или амидную связь; R⁹ содержит от С₆ до С₃₀ углеводородных групп.

25. Полимер по п.1, который содержит повторяющееся звено формулы (IV):

,

где А⁴ представляет собой Н или химическую группу, содержащую от 1 до 30 углеродов, например С₁ -С₃₀ углеводород, А³ представляет собой химическую группу, имеющую молекулярный вес от 500 или менее; и А³ несет, по крайней мере, один из тяжелых атомов, присоединенных к полимеру.

26. Полимер по п.25, где А ³ содержит ароматическую группу, несущую, по крайней мере, один атом галогена, выбранный из группы, состоящей из брома и иода.

27. Полимер по п.25, который содержит второе повторяющееся звено, это второе повторяющееся звено содержит, по крайней мере, одну из кристаллизующихся боковых цепей.

28. Полимер по п.27, где второе повторяющееся звено имеет формулу (V):

,

где R¹⁰ содержит от С₆ до С₃₀ углеводородных групп и R¹¹ представляет собой Н или С₁-С₃₀ углеводородную группу.

29. Медицинское устройство, которое содержит полимер по п.1, где устройство представляет собой стент.

30. Медицинское устройство по п.29, которое содержит эффективное количество, по крайней мере, одного терапевтического агента.

31. Медицинское устройство, которое содержит полимерный материал, где этот полимерный материал содержит ренттеноконтрастный полимер, как определено в п.1.

32. Медицинское устройство по п.31, где полимерный материал содержит второй полимер в смеси с рентгеноконтрастным полимером.

33. Медицинское устройство по п.31, где рентгеноконтрастный полимер является саморассасывающимся.

34. Медицинское устройство по п.31, предназначенное для доставки в полость тела млекопитающего.

35. Медицинское устройство по п.34, предназначенное для доставки инъекцией или катетером.

36. Медицинское устройство по п.34, которое содержит эмболотерапевтический продукт, этот эмболотерапевтический продукт содержит, по крайней мере, часть рентгеноконтрастного полимера.

37. Медицинское устройство по п.36, где, по крайней мере, часть рентгеноконтрастного полимера в эмболотерапевтическом продукте принимает, по крайней мере, одну конфигурацию, выбранную из группы, состоящей из стержня, частицы или листа.

38. Медицинское устройство по п.37, где стержень выполнен в форме клубка.

39. Медицинское устройство по п.38, где клубок представляет собой клубок с памятью формы.

40. Медицинское устройство по п.37, где частица выбрана из группы, состоящей из сферической частицы, геометрически неоднородной частицы, пористой частицы, пустотелой частицы, твердой частицы, и частицы, имеющей внешний диаметр приблизительно от 10 до 5000 мкм.

41. Медицинское устройство по п.40, где геометрически неоднородная частица представляет собой чешуйку или щепку.

42. Медицинское устройство по п.34, где полимерный материал имеет температуру плавления в диапазоне от 30 до 80°С.

43. Медицинское устройство по п.42, где полимерный материал становится текучим при температуре выше температуры плавления.

44. Медицинское устройство по п.43, где полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от приблизительно 50 до 500 сП при температуре выше температуры плавления.

45. Медицинское устройство по п.43, где полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от 500 до 5000 сП при температуре выше температуры плавления.

46. Медицинское устройство по п.43, где полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от 5000 до 250000 сП при температуре выше температуры плавления.

47. Медицинское устройство по п.43, где полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от 250000 до 1000000 сП при температуре выше температуры плавления.

48. Медицинское устройство по п.43, где полимерный материал содержит кристаллические участки и некристаллические участки при температуре ниже температуры тела млекопитающего.

49. Медицинское устройство по п.48, где некристаллический участок имеет температуру стеклования выше, чем температура тела.

50. Медицинское устройство по п.48, где некристаллический участок имеет температуру стеклования ниже, чем температура тела.

51. Медицинское устройство по п.43, где полимерный материал приспособлен для образования твердой массы при доставке в полость тела, твердая масса, по крайней мере, частично принимает внутреннюю форму полости тела.

52. Медицинское устройство по п.51, где полимерный материал содержит эксципиент, выбранный из группы, состоящей из фотополимеризуемого материала, активного вещества крови и агента кристаллизации.

53. Медицинское устройство по п.51, где твердая масса сохраняет заготовленную форму.

54. Медицинское устройство по п.53, где заготовленная форма представляет собой клубок.

55. Медицинское устройство по п.31, которое также содержит эффективное количество, по крайней мере, одного терапевтического агента.

56. Медицинское устройство по п.55, где терапевтический агент выбирают из группы, состоящей из хемотерапевтических агентов, нестероидных противовоспалительных агентов, стероидных противовоспалительных агентов и агентов для лечения ран.

57. Медицинское устройство по п.55, где терапевтический агент выбирают для улучшения, по крайней мере, одного биологического ответа.

58. Медицинское устройство по п.57, где биологический ответ, выбирают из группы, состоящей из тромбообразования, приклеивания клетки, пролиферации клетки, притяжения воспалительных клеток, отложения матричных протеинов; и ингибирования тромбообразования, приклеивания клетки, пролиферации клетки, притяжения воспалительных клеток, отложения матричных протеинов.

59. Медицинское устройство по п.55, где, по крайней мере, часть терапевтического агента содержится в полимерном материале.

60. Медицинское устройство по п.59, где, по крайней мере, часть терапевтического агента высвобождается из полимерного материала при нагревании.

61. Медицинское устройство по п.31, которое содержит эффективное количество, по крайней мере, одного агента, улучшающего магнитный резонанс.

62. Способ по крайней мере, частичной закупорки полости тела, включающий введение медицинского устройства в эту полость тела млекопитающего в количестве, которое является эффективным, по крайней мере, для частичной закупорки полости тела, где медицинское устройство содержит полимерный материал и где этот полимерный материал содержит полимер, как определено в п.1.

63. Способ по п.62, где полость тела выбрана из группы, состоящей из трубочек, сосудиков, протоков, каналов, проходов, сосудов, пор, трактов.

64. Способ по п.62, где полимерный материал имеет температуру плавления в диапазоне от 30 до 80°С.

65. Способ по п.64, где введение медицинского устройства в полость тела включает нагревание полимерного материала до температуры выше температуры плавления.

66. Способ по п.65, где введение медицинского устройства в полость тела включает охлаждение полимерного материала до температуры ниже температуры плавления.

67. Способ по п.66, где полость тела представляет собой кровеносный сосуд.

68. Способ по п.67, где кровеносный сосуд представляет собой варикозную вену.

69. Способ по п.67, где введение медицинского устройства в кровеносный сосуд включает перетекание полимерного материала через катетер, шприц, литьевое отверстие или их комбинацию.

70. Способ получения рентгеноконтрастного полимера, как определено в п.1, включающий сополимеризацию первого мономера и второго мономера, первый мономер содержит тяжелый атом, выбранный из группы, состоящей из брома и иода, и второй мономер содержит кристаллизующуюся группу.

71. Способ по п.70, где кристаллизующаяся группа содержит от 6 до 30 атомов углерода.

72. Способ получения рентгеноконтрастного по своей природе полимера с кристаллизующимися боковыми цепями, включающий взаимодействие полимера с кристаллизующимися боковыми цепями, имеющего основную цепь, содержащую повторяющееся звено, выбранное из формул (I), (II), (III), (IV) или (V), как определены в п.1, с реагентом тяжелых металлов в условиях, выбранных для присоединения множества тяжелых атомов к полимеру с кристаллизующимися боковыми цепями.

73. Способ по п.72, где реагент тяжелых металлов содержит бром.

74. Способ по п.72, где реагент тяжелых металлов содержит иод.

Описание изобретения к патенту

Перекрестные ссылки на «родственные» заявки.

Эта заявка имеет приоритет по Предварительной заявке на патент США № 60/586796, поданной 8 июля 2004, которая приводится здесь для ссылки.

Область применения изобретения.

Область техники, к которой относится изобретение.

Это изобретение относится к кристаллизующимся полимерам с боковой цепью, а именно к рентгеноконтрастным по своей природе полимерам с кристаллизующимися боковыми цепями, применяемыми в медицинских целях.

Описание уровня техники.

Полимерные материалы находят широкое применение в различных областях. Например, терапевтическая эмболизация представляет собой селективную закупорку кровеносных сосудов или пораженной сосудистой структуры с лечебной целью. Примеры устройств и реагентов для полимерной эмболотерапии включают эмболические спирали, гелевый пеноматериал, клеи, корпускулярные полимерные эмболические агенты, используемые, например, для сдерживания кровотечения, предотвращения кровопотерь до и во время хирургических процедур, ограничения или блокировки поступления крови к раковым и сосудистым мальформациям, например, при фиброме матки, опухолях (то есть хемоэмболизация), кровоизлияниях (например, во время травмы с кровотечением) и артериовенозных мальформациях, фистулах (например, артериовенозное соустье) и аневризмах.

Полимерные жидкие эмболические агенты включают в себя осаждающие и реагирующие системы. Например, в осаждающих системах полимер может быть растворен в биологически приемлемом растворителе, который рассеивается при сосудистой доставке, оставляя полимер осаждаться на месте. Реагирующие системы включают в себя цианоакрилатные системы, в которых, например, смесь жидких мономерных и/или олигомерных цианоакрилатов вводится в участок сосуда через катетер и полимеризуется на месте. В этой системе полимеризация инициируется содержащейся в крови водой.

Многочисленные технологические применения охватывают использование полимера, который подвергается переходу при изменении температуры. Например, в медицинской области одним из способов введения твердого полимера в конкретный участок тела является его нагревание до текучего состояния, затем его введение в участок, охлаждение и затвердение. Патент США 5469867 раскрывает полимеры с кристаллизующимися боковыми цепями, которые, как указано, являются полезными для закупорки каналов у живых млекопитающих. Такие полимеры, как указано, сконструированы таким образом, что они могут быть расплавлены и они легко текучи при температуре выше температуры тела, но затвердевают при охлаждении до температуры тела.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Один из вариантов осуществления изобретения раскрывает полимер, который содержит основную цепь, множество кристаллизующихся боковых цепей и множество тяжелых атомов, присоединенных к этому полимеру, тяжелые атомы присутствуют в таком количестве, которое является эффективным для обнаружения рентгеноконтрастности полимера. Другой вариант осуществления изобретения раскрывает медицинское устройство, которое содержит такой полимер. Другой вариант осуществления изобретения раскрывает медицинское устройство, которое содержит полимерный материал, полимерный материал в свою очередь содержит биосовместимый по своей природе рентгеноконтрастный полимер с кристаллизующимися боковыми цепями. Другой вариант осуществления раскрывает способ лечения, который включает введение медицинского устройства в полость тела млекопитающего в количестве, эффективном, по крайней мере, для частичной закупорки полости тела, где медицинское устройство содержит полимерный материал, и полимерный материал в свою очередь содержит биосовместимый по своей природе рентгеноконтрастный полимер с кристаллизующимися боковыми цепями. Другой вариант осуществления изобретения раскрывает способ создания рентгеноконтрастного по своей природе полимера с кристаллизующимися боковыми цепями, включающего сополимеризацию первого и второго мономера, первый мономер содержит тяжелый атом и второй мономер содержит кристаллизующую группу. Другой вариант осуществления изобретения раскрывает способ создания рентгеноконтрастного по своей природе полимера с кристаллизующимися боковыми цепями, включающего взаимодействие полимера с кристаллизующимися боковыми цепями с реагентом, содержащим тяжелые металлы в условиях, выбранных для присоединения множества тяжелых атомов к полимеру с кристаллизующимися боковыми цепями. Эти и другие варианты осуществления изобретения описываются более детально ниже.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Вариант осуществления изобретения раскрывает рентгеноконтрастный по своей природе полимер с кристаллизующимися боковыми цепями («IRSCCP»). Такие полимеры IRSCCP могут быть использованы в различных областях, включая медицинскую область. в которой свойственная им рентгеноконтрастность может обеспечить значительные преимущества. Термин «рентгеноконтрастный по своей природе полимер», как используется здесь, относится к полимеру, к которому тяжелые атомы присоединяются ковалентной или ионной связью для более легкого обнаружения полимера с помощью медицинских средств формирования изображений (например, рентгеновскими лучами и/или во время флюороскопии). В этом контексте «тяжелый атом» представляет собой атом, который при присоединении к полимеру позволяет легче обнаружить полимер с помощью средств формирования изображений, по сравнению с полимерами, не содержащими тяжелых атомов. Поскольку многие полимеры содержат атомы с относительно низким атомным числом, такие как водород, углерод, азот, кислород, кремний и сера, в большинстве случаев тяжелые атомы имеют атомное число от 17 и выше. Предпочтительно тяжелые атомы имеют атомное число от 35 и выше и включают бром, иод, висмут, золото, платину, тантал, вольфрам и барий. Полимеры IRSCCP также содержат кристаллизующиеся боковые цепи. Полимеры с кристаллизующимися боковыми цепями (SCC), иногда называемые «гребнеобразные» полимеры, хорошо известны, смотреть, например, N.A.Plate and V.P.Shibaev, J. Polymer Sci.: Macromol. Rev. 8: 117-253 (1974), раскрытие которого приведено здесь для ссылки. Полимеры IRSCCP могут быть SCC полимерами, которые модифицированы введением тяжелых атомов, например связыванием тяжелых атомов с SCC полимером и/или получением полимеров IRSCCP полимеризацией мономеров, которые содержат тяжелые атомы. Полимеры IRSCCP могут иметь различные конфигурации, например гомополимеры, сополимеры (например, статистический сополимер, чередующийся сополимер, блок-сополимер, привитой сополимер), различную регулярность молекулярной структуры (например, статистическая, изотактическая, атактическая, синдиотактическая) и т.д. Полимер IRSCCP может быть смесью или сочетанием двух или более полимеров IRSCCP, каждый из индивидуальных полимеров IRSCCP в смеси или сочетании имеет различную конфигурацию, молекулярный вес, температуру плавления и т.д. Полимерная основа или основная цепь полимера IRSCCP, к которой кристаллизующиеся боковые цепи присоединяются, может иметь различную конфигурацию, например линейную, разветвленную, перекрестную, древовидную, однонитевую, двунитевую и т.д. Предпочтительные полимеры IRSCCP для медицинских целей являются биосовместимыми и/или саморассасывающимися. Тяжелые атомы могут быть присоединены к основной цепи и/или боковой цепи IRSCCP. Кристаллизующиеся боковые цепи полимеров IRSCCP предпочтительно выбирают для кристаллизации один с другим с образованием кристаллических участков и могут включать, например -(СН₂)_n- и/или -((CH ₂)_m-O-)_n группы. Боковые группы предпочтительно являются линейными для облегчения кристаллизации. Для полимеров IRSCCP, которые содержат -(СН₂)_n- группы в кристаллизующихся боковых цепях, n предпочтительно находится в диапазоне приблизительно от 6 до 30, более приблизительно в диапазоне приблизительно от 20 до 30. Для полимеров IRSCCP, которые содержат -((СН₂)_m-O-)_n группы в кристаллизующихся боковых цепях, n предпочтительно находится в диапазоне приблизительно от 6 до 30, m находится в диапазоне приблизительно от 1 до 8.

Более предпочтительно, m и n выбирают так, что ((СН₂)_m-O-) _n группы содержат от приблизительно 6 до 30 атомов углерода, даже более предпочтительно от 20 до 30 атомов углерода. Пространство между боковыми цепями, длина и тип боковой цепи предпочтительно выбирают для получения полимера IRSCCP с желательной температурой плавления. Например, для медицинских целей (например, эмболотерапии) пространство между боковыми цепями, длина и тип боковой цепи предпочтительно выбирают для получения полимера IRSCCP (и/или материала, в который он встраивается) с температурой плавления в диапазоне приблизительно от 30°С до 80°С. По мере того, как пространство между боковыми цепями увеличивается, для боковых цепей тенденция кристаллизоваться снижается. Подобным образом по мере того, как гибкость боковых цепей увеличивается, для боковых цепей тенденция кристаллизоваться снижается. С другой стороны, по мере того, как длина боковых цепей увеличивается, для боковых цепей тенденция кристаллизоваться также увеличивается. Во многих случаях, длина боковых цепей полимера IRSCCP может быть в диапазоне приблизительно от двух до десяти средних расстояний между кристаллизующимися боковыми цепями.

Примеры полимеров IRSCCP включают различные следующие полимеры, которые модифицируют тяжелыми атомами для выявления их рентгеноконтрастности, их выбирают таким образом, чтобы алкильная группа была достаточно длинной (например, приблизительно более 6 атомов углерода) для получения желаемой температуры плавления: поли(1-алкен)ы, поли(алкилакрилат)ы, поли(алкилметакрилат)ы, поли(алкилвинилэфир)ы и поли(алкилстирол)ы. Примеры полимеров IRSCCP также включают различные полимеры, раскрытые в следующих ссылках, которые содержат (или модифицированы, чтобы содержать) кристаллизующиеся боковые цепи и достаточно тяжелые атомы для обнаружения их рентгеноконтрастности: патенты США № 4638045; 4863735; 5198507; 5469867; 5912225 и 6238687; также Заявка на Патент США № 60/601526, поданная 13 августа 2004, все из которых приводятся здесь для ссылки во всей их целостности и конкретно для целей описания полимеров с SCC и способов их получения.

В одном варианте осуществления изобретения боковые цепи выбирают для обеспечения полимеру IRSCCP (или материалу в который он встраивается) регулируемой температуры плавления. В предпочтительном варианте осуществления полимерный эмболотерапевтический продукт содержит полимеры IRSCCP, что позволяет обнаружить эмболотерапевтический продукт с помощью рентгеновских лучей. Боковые цепи полимера IRSCCP могут быть выбраны так, что полимерный эмболотерапевтический продукт имеет температуру плавления выше, чем температура тела млекопитающего, для которого этот продукт предназначен. Такой полимерный эмболотерапевтический продукт может, например, быть нагрет выше температуры плавления, чтобы стать более текучим, упрощая, таким образом, доставку к целевой сосудистой сети, где он охлаждается и затвердевает для закупорки сосуда. Применение полимеров IRSCCP для обеспечения рентгеноконтрастности и регулируемой точки плавления может быть в высокой степени положительно для медицинских целей, но специалист в данной области допускает также дополнительные применения. Таким образом, различные факты, приведенные здесь, касающиеся полимеров IRSCCP могут указывать на преимущества медицинского применения, при этом понятно, что различные технологии за пределами медицинских областей могут также получать выгоду от использования IRSCCP.

Более того, в некоторых вариантах осуществления изобретения представленные полимеры могут быть использованы для развития различных медицинских устройств, например, собранные из готовых устройств опытные устройства, опытные устройства, использующие компьютерные технологии, работающие в режиме реального времени. Дополнительно представленные полимеры могут быть доставлены прямо к частям тела без полостей или пустот. Различные медицинские устройства включают, но не ограничиваются, стенты (устройства для реконструкции просвета органа) и стентовые трансплантанты для применения в сосудах и полостях тела, штифты, зажимы, швы, фиксаторы и пластины для восстановления скелетных или мягких тканей, замены хрящей. Полимеры IRSCCP могут помещаться прямо в ткань тела, например в подкожную и внутримышечную ткань.

Вариантом осуществления изобретения IRSCCP является полимер, содержащий основную цепь, множество кристаллизующихся боковых цепей и множество тяжелых атомов, присоединенных к этому полимеру, тяжелые атомы присутствуют в таком количестве, которое является эффективным для обнаружения рентгеноконтрастности полимера. Полимер, который содержит структурную единицу (повторяющееся звено) формулы (I) является примером такого полимера IRSCCP:

В формуле (I) X¹ и X² каждый независимо выбирают из группы, состоящей из Br и I; у ¹ и у² каждый независимо представляет ноль или целое число из диапазона от 1 до 4 и А¹ выбирают из группы, состоящей из

, , , и ;

R³ выбирают из группы, состоящей из C₁-С₃₀ алкила, C₁-С₃₀ гетероалкила, С₅-С₃₀ арила, С₆ -С₃₀ алкиларила и С₂-С₃₀ гетероарила; R⁴ выбирают из группы, состоящей из Н, C₁ -С₃₀ алкила и C₁-С₃₀ гетероалкила;

R¹ представляет собой

или

R⁵ и R⁶ каждый независимо выбран из группы, состоящей из -СН=СН-, -CHJ¹-CHJ ²- и -(СН₂)_а-; а представляет собой ноль или целое число из диапазона от 1 до 8; J¹ и J² каждый независимо выбран из группы, состоящей из Br и I; Z представляет собой О или S и Q представляет собой кристаллизующую группу, содержащую приблизительно от 6 до 30 атомов углерода, предпочтительно от 20 до 30 атомов углерода. В одном варианте Q представляет собой:

Полимеры формулы (I) могут быть получены модификацией общих способов, описанных в заявке на патент США № 60/601526, поданной 13 августа 2004, выбрав соответствующую длину боковой цепи, пространства между боковыми цепями и содержания галогенов.

Понятно, что Q и/или R⁴ могут содержать кристаллизующиеся боковые цепи, где каждый из X, J¹ и J² представляет собой тяжелый атом и где у может быть подобран так, что число тяжелых атомов в полимере будет достаточным для обнаружения рентгеноконтрастности полимера. Q и R⁴ может каждый независимо содержать единицы, выбранные из группы, состоящей из -(CH₂)_n1 - и - ((CH₂)_m1-О-)_n1, где m1 и n1 каждый независимо выбран так, что Q и/или R⁴ каждый независимо содержит приблизительно от 1 до 30 атомов углерода, предпочтительно приблизительно от 6 до 30 атомов углерода и еще более предпочтительно приблизительно от 20 до 30 атомов углерода. Более того, Q и R⁴ могут содержать другие функциональные группы, такие как эфирная, амидная, и/или тяжелые атомы, такие как иод и бром. Примеры Q и R⁴, не ограничивающие объем притязаний, включают -C_n1H_2n1+1, -CO₂-C_n1H_2n1+1, -CONH-C _n1H_2n1+1, -(CH₂)_n1-Br, -(CH₂)_n1-I, -CO₂-(СН₂ )_n1-Br, -CO₂-(CH₂)_n1 -I, -CONH-CO₂-(CH₂)_n1-Br и -CONH-CO ₂-(CH₂)_n1-I. В одном варианте осуществления изобретения R⁵ представляет собой -СН=СН- или -(СН ₂)_а-; R⁶ представляет собой -(СН ₂)_а- и Q - это эфирная группа, содержащая от 10 до 30 атомов углерода.

Понятно, что полимер, который содержит структурную единицу (повторяющееся звено) формулы (I) может быть сополимером, например полимер формулы (I), который также содержит повторяющееся - R²-A²- звено, где R² выбирают из группы, состоящей из -(СН₂ )_n2- и -((CH₂)_m2-O-)_n2 , где m₂ и n₂ каждый независимо выбирают так, что R² содержит от 1 до 30 атомов углерода, и где А² определяется таким же образом, как и A ¹ выше. Таким образом, вариант осуществления изобретения раскрывает полимер, содержащий повторяющееся звено формулы (1а):

В формуле (1а), X¹, X ², у¹, у², R¹ и А ¹ определены так, как указано выше для формулы (I); р и q может каждый быть независимо выбран из широкого диапазона для обеспечения полимера, имеющего желаемые свойства, например температуру плавления, рентгеноконтрастность, вязкость, используя обычные эксперименты. В одном варианте осуществления изобретения р и q каждый независимо представляет целое число в диапазоне от 1 до 10,000. Понятно, что звенья формулы (I) и звенья -(R² -A²)- в полимере, содержащем повторяющиеся звенья формулы (Ia), могут быть расположены различным образом, например в форме блок-сополимера, статистического сополимера, чередующегося сополимера и т.д.

Другой вариант осуществления IRSCCP (например, полимера, который содержит основную цепь, множество кристаллизующихся боковых цепей и множество тяжелых атомов, присоединенных к этому полимеру, где тяжелые атомы присутствуют в таком количестве, которое является эффективным для обнаружения рентгеноконтрастности полимера) содержит повторяющиеся звенья формулы (II):

В формуле (II) R⁷ представляет собой Н или СН₃; А³ представляет собой химическую группу, имеющую молекулярный вес от 500 или менее, и А³ несет, по крайней мере, один из тяжелых атомов, присоединенных к полимеру. Примеры А³, не ограничивающие объем притязаний, включают металлкарбоксилаты (например, -CO ₂Cs), металлсульфонаты (например, -SO₄Ba), галогенированные алкильные эфиры (например, -CO₂-(СН₂) _b-Br), галогенированные алкильные амиды (например, -CONH-(CH ₂)_b-Br) и галогенированные ароматические радикалы (например, -С₆Н₄-I), где b представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 4. В одном варианте осуществления изобретения А³ содержит ароматическую группу, несущую, по крайней мере, один атом галогена, выбранный из группы, состоящей из брома и иода. В другом варианте осуществления изобретения А³ содержит химическую группу формулы -L₁ -(CH₂)_n3-L₂-Ar¹, где L₁ и L₂, каждый независимо представляет собой ничто (то есть отсутствуют), группу сложного, простого эфира или амидную группу; n3 представляет собой ноль или целое число из диапазона от 1 до 30 и Ar¹ представляет галогенированную ароматическую группу, содержащую от 2 до 20 атомов углерода. Полимеры IRSCCP. которые содержат повторяющееся звено формулы (II), могут быть образованы полимеризацией соответствующих мономеров или путем постреакции соответствующих полимерных предшественников. Полимеры IRSCCP, которые содержат повторяющееся звено формулы (II), могут быть сополимерами, которые содержат дополнительные повторяющиеся звенья.

Боковые цепи группы А ³ в полимере IRSCCP, содержащем повторяющееся звено формулы (II), могут быть кристаллизующимися и/или полимер IRSCCP, содержащий повторяющееся звено формулы (II), может также содержать второе повторяющееся звено, которое в свою очередь имеет кристаллизующуюся боковую цепь. Примеры подходящих вторых повторяющихся звеньев включают поли(1-алкен)ы, поли(алкилакрилат)ы, поли(алкилметакрилат)ы, поли(алкилвинилэфир)ы и поли(алкилстирол)ы. Алкильные группы вышеупомянутых типичных вторых повторяющихся звеньев предпочтительно содержат более 6 атомов углерода или более предпочтительно от 6 до 30 атомов углерода. Например, в одном варианте осуществления изобретения второе повторяющееся звено имеет формулу (III):

В формуле (III) R⁸ представляет собой Н или СН₃; L³ представляет эфирную или амидную связь; R⁹ содержит от С₆ до С₃₀ углеводородных групп. Полимеры IRSCCP, содержащие повторяющееся звено формулы (II) и второе повторяющееся звено (такое как повторяющееся звено формулы (III)) могут быть образованы сополимеризацией соответствующих мономеров и/или постреакцией соответствующих полимерных предшественников.

Другой вариант полимера IRSCCP (например, полимер, который содержит основную цепь, множество кристаллизующихся боковых цепей и множество тяжелых атомов, присоединенных к этому полимеру, тяжелые атомы присутствуют в таком количестве, которое является эффективным для обнаружения рентгеноконтрастности полимера) содержит повторяющееся звено формулы (IV), где А³ определено выше:

В формуле (IV) А⁴ представляет собой Н или группу, содержащую от 1 до 30 углеродов, например C₁-С₃₀ углеводород. Боковые цепи групп А³ и/или А⁴ в полимере IRSCCP, содержащем повторяющееся звено формулы (IV), могут быть кристаллизующимся и/или полимер IRSCCP, содержащий повторяющее звено формулы (IV), может также включать второе повторяющееся звено, которое в свою очередь имеет кристаллизующуюся боковую цепь. Например, в одном варианте осуществления изобретения второе повторяющееся звено имеет формулу (V), где R¹⁰ содержит от С₆ до С₃₀ углеводородных групп и R¹¹ представляет собой Н или группу, содержащую от 1 до 30 углеродов, например C₁-С₃₀ углеводород:

Полимеры IRSCCP не ограничиваются полимерами, содержащими повторяющиеся звенья формул (I)-(V), а также включают варианты известных полимеров, которые могут быть модифицированы таким образом, что будут содержать кристаллизующиеся боковые цепи и/или достаточное количество тяжелых атомов для обнаружения рентгеноконтрастности полученного полимера. Специалист в данной области понимает, что полимеры IRSCCP могут быть получены различными способами, например использованием общепринятой практики экспериментирования для модификации известных способов получения полимеров с SCC для включения тяжелых атомов в полученные полимеры. Например, рентгеноконтрастные по своей природе варианты полимеров с кристаллизующимися боковьми цепями, описанные в патенте США № 5469867 могут быть получены сополимеризацией соответствующих мономеров с мономерами, которые содержат тяжелые атомы. Патент США № 5469867 приводится здесь для ссылки и, в частности, с целью описания мономеров, полимеров и способов полимеризации. Примеры подходящих мономеров, которые содержат тяжелые атомы, раскрыты в Kruft и другие, «Studies On Radio-opaque Polymeric Biomaterials With Potential Applications To Endovascular Prostheses» (Исследования Рентгеноконтрастных Полимерных Материалов с Потенциальным Применением для Эндососудистого Протезирования), Biomaterials 17 (1996) 1803-1812; и Jayakrishnan и другие, «Synthesis and Polymerization of Some Iodine-Containing Monomers for Biomedical Applications» (Синтез и Полимеризация Некоторых Иодсодержащих Мономеров для Биомедицинских Целей) J. Appl. Polm. Sci., 44 (1992) 743-748. Полимеры IRSCCP могут также быть получены постреакцией, например присоединением тяжелых атомов к полимерам, описанным в патенте США № 5469867. Специфические примеры полимеров, которые могут быть модифицированы тяжелыми атомами для получения полимеров IRSCCP, включают акрилаты, фторакрилаты, метакрилаты и полимеры винилового эфира, описанные в J. Poly. Sci, 10.3347 (1972); J. Poly. Sci. 10:1657 (1972); J. Poly. Sci. 9:3367 (1971); J. Poly. Sci. 9:3349 (1971); J. Poly. Sci. 9:1835 (1971); J.A.C.S. 76:6280 (1954); J. Poly. Sci. 7:3053 (1969); Polymer J. 17:991 (1985), соответствующие акриламиды, замещенные акриламиды, и малеимидные полимеры (J. Poly. Sci.: Poly. Physics Ed. 11:2197 (1980); полиолефины, такие как описаны в J. Poly. Sci.: Macromol. Rev. 8:117-253 (1974) и Macromolecules 13:12 (1980), полиалкильные винилэфиры, полиалкилэтиленоксиды, такие, как описаны в Macromolecules 13:15 (1980), алкилфосфазены, полиаминокислоты, такие, как описаны в Poly. Sci. USSR 21:241, Macromolecules 18:2141, полиизоцианаты, такие как описаны в Macromolecules 12:94 (1979), полиуретаны, полученные взаимодействием амин- или спиртсодержащего мономера с длинноцепочечным алкилизоцианатом, поли(простым)эфиром, поли(сложным)эфиром, полисилоксаном и полисиланом, такие как описаны в Macromolecules 19:611 (1986), и п-алкилстирольные полимеры, такие как описаны в J.A.C.S. 75:3326 (1953) и J. Poly. Sci. 60:19 (1962). Вышеупомянутые полимеры могут быть модифицированы тяжелыми атомами для получения полимеров IRSCCP различными способами. Например, мономеры, несущие тяжелые атомы, могут быть получены иодированием и/или бромированием мономеров, используемых для получения вышеупомянутых полимеров. Эти мономеры, несущие тяжелые атомы, могут затем быть сополимеризованы с немодифицированными мономерами для получения полимеров IRSCCP. Специалист в области техники может определить условия для получения мономеров, несущих тяжелые атомы, и соответствующих полимеров IRSCCP путем обычных экспериментов.

В другом варианте осуществления полимер IRSCCP получают взаимодействием полимера с кристаллизующимися боковыми цепями с реагентом, содержащим тяжелые металлы в условиях, подходящих для присоединения множества тяжелых атомов к полимеру с кристаллизующимися боковыми цепями. Например, полимер с кристаллизующимися боковыми цепями может быть подвержен воздействию реагентов, содержащих бром и/или иод. Примеры реагентов тяжелых металлов включают пары брома, пары иода, раствор брома, раствор иода. Полимер с кристаллизующимися боковыми цепями может быть обработан реагентом тяжелых металлов, например, воздействием или перемешиванием твердого полимера с реагентом тяжелых металлов и/или растворением или диспергированием полимера в растворе и смешиванием с реагентом тяжелых металлов. Другие способы могут быть также использованы.

Полимеры IRSCCP могут содержать различные количества тяжелых атомов и кристаллизующихся боковых цепей, в зависимости от свойств, желаемых для этого полимера. Предпочтительно процент (соотношение) кристаллизующихся боковых цепей является достаточным для снижения или предотвращения кристаллизации основных цепей. Во многих случаях процент кристаллизующихся боковых цепей в полимерах IRSCCP находится в диапазоне приблизительно от 20% до 80% по весу, основываясь на общем весе полимера, и в некоторых случаях может быть в диапазоне приблизительно от 35% до 65%, тот же базис. Длина кристаллизующихся боковых цепей полимера IRSCCP предпочтительно находится в диапазоне приблизительно от двух до десяти средних расстояний между кристаллизующимися боковыми цепями. Полимеры IRSCCP могут содержать кристаллические участки (например, образованные кристаллизацией боковых цепей ниже точки плавления полимера) и некристаллические участки (например, стекловидные или эластомерные участки, образованные некристаллизующимися частями полимера IRSCCP). В одном варианте осуществления некристаллический участок имеет температуру стеклования выше чем температура тела млекопитающего, например выше чем приблизительно 37°С; в другом варианте осуществления некристаллический участок имеет температуру стеклования ниже, чем температура тела млекопитающего, например, ниже чем приблизительно 37°С. Количество тяжелых атомов в конкретном полимере IRSCCP может быть выбрано на основании желательной степени рентгеноконтрастности. Например, для медицинских целей полимер IRSCCP предпочтительно содержит от 1% до 90% тяжелых атомов, более предпочтительно от 20% до 50% тяжелых атомов, по весу на основе общего веса полимера IRSCCP. В некоторых случаях полимер IRSCCP вводится в какой-нибудь полимерный материал и/или включается в медицинское устройство, как описано ниже. В таких случаях количество тяжелых атомов в полимере IRSCCP может быть отрегулировано для обеспечения полученного полимерного материала и/или медицинского устройства с желательной степенью рентгеноконтрастности.

Неразборчивое включение тяжелых атомов в полимеры с кристаллизующимися боковыми цепями часто разрушает или иным образом предотвращает кристаллизующиеся боковые цепи от кристаллизации, в частности, когда уровень введенных тяжелых металлов высок, боковые цепи являются относительно короткими, относительно гибкими, и/или расстояние между боковыми цепями относительно большое. Предпочтительно тяжелые атомы присоединяются к полимеру IRSCCP способом, который минимизирует или устраняет разрушение кристалличности боковых цепей. Например, в одном варианте, по крайней мере, приблизительно 50%, предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 80%, тяжелых атомов присоединяются к основной цепи полимера IRSCCP. В другом варианте осуществления, по крайней мере, приблизительно 50%, предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 80%, тяжелых атомов присоединяются к концам боковых цепей полимера IRSCCP, например, к концам кристаллизующихся боковых цепей и/или к не кристаллизующимся боковым цепям. В другом варианте осуществления, по крайней мере, приблизительно 50%, предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 80%, тяжелых атомов присоединяются или к основной, или к боковой цепи (кристаллизующейся или некристаллизующейся) полимера IRSCCP. В другом варианте осуществления полимер IRSCCP представляет собой блок-сополимер, который имеет кристаллический блок и аморфный блок, и, по крайней мере, приблизительно 50%, предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 80%, тяжелых атомов присоединяются к аморфному блоку.

Молекулярный вес полимера IRSCCP может быть выбран с точки зрения запланированного использования полимера. Например, в некоторых медицинских целях, например, для применения в эмболотерапии, желательно для полимера IRSCCP быть текучим при температуре выше точки плавления полимера и образовывать твердое вещество при температуре ниже точки плавления полимера. Вязкость расплавленного полимера IRSCCP обычно возрастает с увеличением молекулярного веса полимера, и таким образом молекулярный вес конкретного полимера IRSCCP предпочтительно выбирают для обеспечения желаемой вязкости расплавленного полимера. Например, подходящий молекулярный вес для полимеров IRSCCP, используемых в эмболотерапевтических продуктах, может быть в диапазоне от 2000 до 250000, предпочтительно от 5000 до 150000. Молекулярные веса являются средней величиной, определенной с помощью эксклюзионной хроматографии высокого давления, используя детектирование рассеяния света.

В некоторых случаях может быть желательным смешивать или сочетать полимер IRSCCP со вторым материалом (например, вторым полимером) с образованием полимерного материала, который может быть использован по запланированному назначению. Например, один вариант осуществления обеспечивает полимерный материал, который содержит полимер IRSCCP и второй полимер. Предпочтительно второй полимер является биосовместимым и/или саморассасывающимся. Примеры второго полимера, подходящего для смешения или сочетания с образованием полимерного материала, включают нерентгеноконтрастные по своей природе полимеры, раскрытые в патенте США № 5469867, и рентгеноконтрастные полимеры в заявке на патент США № 60/601526, поданной 13 августа 2004 года, оба из которых приведены здесь для ссылки. В зависимости от запланированного применения относительные количества полимера IRSCCP и второго полимера в полимерном материале могут изменяться в широком диапазоне. Например, в одном варианте осуществления полимерный материал содержит приблизительно от 1% до 100% полимера IRSCCP и вплоть до 99% второго полимера по весу от общего. Поскольку полимерный материал может состоять только из полимера IRSCCP, понятно, что термин «полимерный материал», как используется здесь, включает полимер IRSCCP. Как отмечено выше, понятно, что сам полимер IRSCCP может быть смесью или сочетанием двух или более индивидуальных полимеров IRSCCP, каждый имеет, например, различный молекулярный вес, конфигурации и/или точки плавления.

Полимерному материалу, который содержит полимер IRSCCP, можно придать различные конфигурации или заготовленные формы, например стержень, частица или лист. Стержень может быть линейным, витым, пустотелым, сильно вытянутым (например, струна или жила), и может иметь различное поперечное сечение, например, в значительной степени круглое, эллиптическое, треугольное, прямоугольное, несимметричное и т.д. Частица может быть сферической частицей, геометрически неоднородной частицей (например, чешуйка или щепка), пористой частицей, пустотелой частицей, твердой частицей и т.д. Частица предпочтительно имеет внешний диаметр приблизительно от 10 до 5000 микрон.

Конфигурация полимерного материала может зависеть от различных факторов, таких как запланированное применение, деформации при перевозке, при обработке и т.д. Например, один из вариантов осуществления обеспечивает медицинское устройство, которое содержит полимерный материал. Полимерный материал может содержать полимер IRSCCP. Различные варианты медицинских устройств описываются более детально ниже. Понятно, что медицинское устройство может состоять только из полимерного материала, который в свою очередь состоит только из полимера IRSCCP. Например, в одном варианте медицинское устройство предназначено для доставки (например, путем инъекции, катетера, физического введения, заливки, распыления и/или разбрызгивания) в полость тела млекопитающего. Таким устройством может быть, например, эмболотерапевтический продукт, образованный первоначально из полимерного материала, который содержит полимер IRSCCP. Таким образом, понятно, что некоторые описания, приведенные ниже в отношении медицинских устройств, также применимы к полимерным материалам и к полимерам IRSCCP, по меньшей мере, если не указано иное. Подобным образом, описания в отношении полимерных материалов и полимеров IRSCCP также применимы и к медицинским устройствам, по меньшей мере, если не указано обратное. Медицинское устройство, которое содержит полимерный материал, может содержать один или более дополнительных компонентов, например пластификатор, наполнитель, агент для кристаллизации, консервант, стабилизатор, светочувствительный агент, и т.д. в зависимости от целей применения. Например, в одном варианте осуществления изобретения медицинское устройство содержит эффективное количество, по крайней мере, одного терапевтического агента и/или агента, улучшающего магнитный резонанс. Примеры предпочтительных терапевтических агентов, не ограничивающие объем притязаний, включают хемотерапевтические агенты, нестероидные противовоспалительные агенты и стероидные противовоспалительные агенты, агенты для лечения ран. Терапевтические агенты могут быть введены совместно с полимерным материалом. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, по крайней мере, часть терапевтических агентов содержится в оболочке на поверхности медицинского устройства. Примеры предпочтительных хемотерапевтических агентов, не ограничивающие объем притязаний, включают таксаны, таксинины, таксолы, паклитаксель, доксорубицин, цис-платин, адриамицин и блеомицин. Примеры предпочтительных нестероидных противовоспалительных агентов, не ограничивающие объем притязаний, включают аспирин, дексаметазон, ибупрофен, напроксен и ингибиторы Сох-2 (например, Рофекскоксиб, Целекоксиб и Вальдекоксиб). Примеры предпочтительных стероидных противовоспалительных агентов, не ограничивающие объем притязаний, включают дексаметазон, беклометазон, гидрокортизон и пренизон. Смеси, содержащие один или более терапевтических агентов, могут быть использованы. Примеры предпочтительных агентов, улучшающих магнитный резонанс, не ограничивающие объем притязаний, включают соли гадолиния, такие как карбонат гадолиния, оксид гадолиния, хлорид гадолиния и их смеси.

Агенты кристаллизации являются материалами, которые в присутствии полимера делают кристаллизацию полимера более термодинамически благоприятной. Например, агент кристаллизации может ускорять кристаллизацию полимера при данной температуре и/или индуцировать кристаллизацию (например, из переохлажденного полимера) при более высокой температуре, чем в отсутствие агента кристаллизации. Примеры предпочтительных агентов кристаллизации, не ограничивающие объем притязаний, включают аналоги полимеров IRSCCP с низким молекулярным весом с более высоким пиком температуры кристаллизации, чем блочный полимер будет кристаллизоваться, карбоксилаты (такие как бензоаты натрия), неорганические соли (такие как сульфат бария) и различные зернистые материалы с сильно развитой поверхностью.

Количества дополнительных компонентов, присутствующих в медицинском устройстве, предпочтительно выбирают эффективными для выбранных целей. Например, терапевтический агент предпочтительно присутствует в медицинском устройстве в количестве, которое является эффективным для улучшения желаемого терапевтического эффекта у пациента, которому вводят или имплантируют медицинское устройство. Такие количества могут быть определены экспериментальным путем. В некоторых вариантах желаемый терапевтический эффект - это биологический ответ. В одном варианте осуществления изобретения терапевтический агент в медицинском устройстве выбирают для улучшения, по крайней мере, одного биологического ответа, предпочтительно биологического ответа, выбранного из группы, включающей тромбообразование, приклеивание клетки, пролиферация клетки, притяжение воспалительных клеток, отложение матричных протеинов, ингибирование тромбообразования, приклеивания клетки, пролиферации клетки, притяжения воспалительных клеток, отложения матричных протеинов. Количество агента, улучшающего магнитный резонанс в медицинском устройстве, является предпочтительно количеством, эффективным для упрощения радиологического изображения, и может быть определено обычным экспериментальным путем. Вязкость и/или температура плавления медицинского устройств, которое содержит полимер IRSCCP, обычно зависит от относительных количеств полимера IRSCCP и других компонентов, если какие-нибудь присутствуют в медицинском устройстве. Вязкость и/или температуру плавления медицинского устройства (или полимерного материала в медицинском устройстве) можно регулировать, изменяя количество полимера IRSCCP в медицинском устройстве и выбором полимера IRSCCP, который обеспечивает медицинское устройство желаемой вязкостью и/или температурой плавления. Таким образом, например, для обеспечения полимерного материала, который имеет температуру плавления 40°С, желательно выбрать полимер IRSCCP, который имеет отчасти более высокую температуру плавления, например около 45°С, для введения в полимерный материал, для уравновешивания присутствия второго полимера или другого компонента, который имеет тенденцию к снижению температуры плавления полимера IRSCCP, когда они находятся в смеси. В одном варианте осуществления изобретения медицинское устройство содержит полимерный материал, который имеет температуру плавления в диапазоне приблизительно от 30°С до 80°С.

Полимерный материал медицинского устройства предпочтительно является текучим при температуре выше температуры плавления. Вязкость полимерного материала при температуре выше температуры плавления может изменяться в широких пределах, в зависимости от факторов, таких как запланированное применение. Например, для эмболотерапевтических продуктов полимерный материал предпочтительно имеет вязкость выше температуры плавления, которая позволяет доставить устройство к целевой сосудистой сети с помощью обычного средства, такого как инъекция через шприц и/или вливанием через катетер. В таких случаях желаемая вязкость часто зависит от диаметра иглы шприца или катетера, например, более низкая вязкость предпочтительнее при более маленьких диаметрах. С другой стороны, если вязкость слишком низкая, полимерный материал может мигрировать из целевой сосудистой сети до охлаждения и затвердения. В одном варианте осуществления изобретения полимерный материал медицинского устройства имеет вязкость в диапазоне от 50 до 500 сП (сантипуаз) при температуре выше температуры плавления. В другом варианте осуществления изобретения полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от 500 до 5000 сП при температуре выше температуры плавления. В другом варианте осуществления изобретения полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от 5000 до 250000 сП при температуре выше температуры плавления. В другом варианте осуществления изобретения полимерный материал имеет вязкость в диапазоне от 250000 до 1000000 сП при температуре выше температуры плавления.

В другом варианте полимерный материал предназначен для образования твердой массы для доставки в полости тела. Твердая масса может полностью или частично подходить по форме внутреннему размеру полости тела. Например, полимерный материал может иметь конфигурацию с содержанием такого количества полимера IRSCCP, которое обеспечивает полимерный материал с температурой плавления выше 40°С. Полимерный материал может иметь конфигурацию для доставки в полость тела, например, полимерный материал может быть в форме стержня, который нагревают до расплавленного состояния для облегчения текучести. Затем расплавленный полимерный материал может быть доставлен в полость тела перетеканием через устройство доставки в расплавленном состоянии. При прибытии в полость тела расплавленный полимерный материал может, по крайней мере, повторять внутреннюю форму полости тела, затем охлаждается и образует твердую массу. В качестве другого примера полимерный материал может быть в форме маленьких частиц, суспендированных в относительно низковязком биосовместимом жидком носителе, таком как вода или физиологический раствор. Полимерный материал может перетекать через устройство доставки к целевой полости тела. Маленькие частицы полимерного материала могут быть нагреты до доставки, во время доставки и/или в целевой полости, таким образом, вызывая текучесть и повторение внутренней формы полости тела полимерным материалом. При охлаждении полимерный материал может образовывать твердую массу, которая продолжает повторять внутреннюю форму полости тела. Понятно, что полимерный материал различных конфигураций и форм перед нагреванием может изменяться в зависимости от его способности повторять форму полости тела в нагретом состоянии и таким образом по этой причине может быть выбран для разработки лечения. Также понятно, что нет необходимости полностью расплавлять полимерный материал для улучшения доставки. Например, полимерный материал может образовывать конкретную форму, такую как клубок, затем имплантироваться в целевую полость тела, в то же время сохраняя заготовленную форму. Полимерный материал (например, клубок) может быть нагрет до/или во время имплантации для различных целей, например для того, чтобы сложить клубок более упруго, вследствие чего он будет легче доставляться и/или для улучшения способности клубка лучше повторять форму полости, в которую он будет имплантироваться. Полимерный материал может также быть извлечен из полости тела в текучем состоянии.

Вариант осуществления изобретения обеспечивает полимерный материал с памятью формы, который содержит полимер IRSCCP. Например, IRSCCP может иметь конфигурацию первой формы, такой как форма клубка, созданную стандартным термопластичным процессом и перекрестно сшитую для фиксации памяти первой формы. Образованный клубок полимера IRSCCP может быть нагрет для расплавления полимера IRSCCP, позволяя ему иметь другую конфигурацию второй формы, такой как форма стержня. Перекрестное сшивание ограничивает или предотвращает термопластичную текучесть, пока полимер IRSCCP находится в расплавленном состоянии. Пока полимер IRSCCP находится во второй форме, он может быть охлажден до температуры, при которой полимер IRSCCP перекристаллизуется. Перекристаллизация полимера IRSCCP ограничивает или предотвращает вторую форму (например, форму стержня) от возвращения к первой форме (например, форме клубка). При повторном нагревании до температуры выше температуры плавления полимера IRSCCP, вторая форма возвращается к первой форме, например стержень возвращается в состояние его памяти с формой клубка. Перекрестное сшивание полимера IRSCCP может быть осуществлено различными способами, известными специалисту в данной области.

Вариант осуществления изобретения обеспечивает способ лечения, который включает введение медицинского устройства, как описано выше (например, медицинское устройство содержит полимер IRSCCP), в полость тела млекопитающего в количестве, эффективном, по крайней мере, для закупорки полости тела. Такой способ может быть использован для закупорки любой полости тела, включающей, например, различные полости тела, которые могут, как правило, именоваться как трубочки, сосудики, протоки, каналы, проходы, сосуды, поры, тракт. В предпочтительном варианте осуществления изобретения медицинское устройство представляет собой эмболотерапевтический продукт. В другом варианте осуществления изобретения полость тела включает сосудистую сеть, например артериовенозная мальформация или кровеносные сосуды, такие как варикозные вены. Медицинское устройство может быть введено в полость тела различными способами, включая инъекцию, катетер или хирургическую имплантацию. Для конкретной полости тела медицинское устройство предпочтительно выбирают так, что полимерный материал имеет температуру плавления, которая является достаточно высокой для того, чтобы полимер образовывал бы твердую массу при нормальной температуре полости тела, и достаточно низкой для того, чтобы размягченный или расплавленный полимерный материал мог повторять форму с размером полости тела с небольшим или не термальным повреждением у млекопитающего, которому вводят устройство. Введение такого полимерного материала в полость тела может включать нагревание полимерного материала до температуры выше температуры плавления и/или его охлаждения до температуры ниже температуры плавления.

Различные типы устройств доставки могут быть использованы для введения медицинских устройств в полости тела, например пластиковые трубочки, катетеры, остроконечная канюля, коническая канюля и различные типы шприцов и шприцов для подкожных инъекций, которые хорошо известны и доступны специалистам медицинских специальностей. Вариант осуществления изобретения обеспечивает медицинский аппарат, который содержит полимерный материал и устройство доставки, где полимерный материал представляет собой полимер IRSCCP и где полимерный материал и устройство доставки совместно предназначены для облегчения доставки полимерного материала в полость тела с помощью устройства доставки. Полимерный материал предпочтительно содержится внутри устройства доставки в количестве, которое может изменяться в зависимости от конкретной полости тела, необходимой для закупорки, и количества и типа заполнения. Специалисты в области техники хорошо осведомлены о размере заполняемой полости, на основании размеров пациента, общих знаний из анатомии, использовании диагностических способов, таких как рентгеновские лучи и отображение магнитного резонанса. Специалисты в области техники способны определить количество полимерного материала для включения в устройство для доставки. Обычно некоторый избыток полимерного материала необходимо включить в устройство доставки для обеспечения некоторого предела погрешности. В одном варианте осуществления изобретения медицинский аппарат содержит эмболотерапевтический продукт и трубочку, где эмболотерапевтический продукт содержит полимер IRSCCP, как описано здесь, и где трубочка предназначена для облегчения перетекания эмболотерапевтического продукта в полость тела. Например, трубочка может содержать иголку, канюлю, шприц и/или катетер и может быть снабжена нагревательным элементом для нагревания эмболотерапевтического продукта до температуры выше температуры плавления, например до температуры в диапазоне от 30°С до 80°С. Полимерный материал может быть включен в устройство доставки в твердой форме или нагревается отдельно и вводится в устройство доставки в текучей форме. В одном варианте осуществления изобретения медицинский аппарат может быть предварительно заполнен полимерным материалом, присутствующим в устройстве доставки, и может затем быть нагрет для того, чтобы сделать полимерный материал текучим. Нагревание может применяться как от внешнего источника, такого как воздух, вода или масляная баня или электрический нагреватель, где и устройство доставки и полимерный материал могут быть нагреты. Нагревание может также быть применено от внутреннего источника, например использование маленького электрического элемента сопротивления на конце катетера через который тонкий стержень твердого полимерного материала проходит, или использование маленького луча лазера, направленного на тонкий кончик стержня полимерного материала, выходящий из конца катетера.

Устройство доставки может быть снабжено литьевым отверстием, которое предпочтительно относительно мало по диаметру так, что оно не будет серьезно повреждать ткань вокруг заполняемой полости тела, но достаточно большое для того, чтобы полимерный материал мог легко литься из отверстия. Например, при применении, которое включает закупорку канала тела, размер отверстия обычно соотносится с внутренним диаметром канала, с которым его соединяют. Например, игла 24 размера обычно подходит для отверстия поры, которая ведет к канальцу. 2 мм катетер обычно подходит для введения полимерного материала в фаллопиевы трубы. 1/4 дюймовая канюля предпочтительна для введения полимерного материала во внутреннюю полость взрослой плечевой кости. При доставке в расплавленном состоянии предпочтительно выбирают полимерный материал с вязкостью, которая облегчает прохождение полимерного материала через литьевое отверстие. Обычно относительно низкая вязкость предпочтительна для отверстий меньшего диаметра.

Понятно, что устройство доставки может включать литьевое отверстие с одним или более каналами доставки. Полимерный материал может быть распределен по многочисленным каналам последовательно или одновременно. Этот прием может улучшить уплотнение и/или стабилизацию полимерного материала, который охлаждается, и позволяет осуществить доставку большего количества полимерного материала через большую площадь поверхности. Эти различные конфигурации и композиции могут быть одновременно доставлены при использовании различных каналов доставки.

Например, в одном варианте осуществления два или более полимерных материала (каждый содержит IRSCCP) могут быть доставлены последовательно в полость тела. В эмболотерапевтическом варианте первый полимерный материал доставляется к сосудистой сетевой структуре. Первый полимерный материал может иметь первую конфигурацию, такую как клубок. Клубок может быть сформирован заранее, например клубок с памятью формы, как описано выше, который доставляется в форме стержня (образует клубок при доставке) или может быть клубок, который образуется во время доставки экструдированием полимерного материала через каналы доставки устройства, имеющего соответствующую конфигурацию фильеры. Первый полимерный материал предпочтительно доставляется при температуре выше температуры плавления, например выше, чем температура плавления первого полимера IRSCCP в первом полимерном материале.

Клубок может быть относительно открытой структурой, которая частично заполняет сосудистую структуру, снижая поток крови без ее полной остановки. Хотя такая частичная закупорка может быть подходящей в некоторых случаях, в других случаях дальнейшая закупорка может быть желательной. Такая дальнейшая закупорка может быть осуществлена доставкой второго полимера к сосудистой структуре в реальном приближении к первому полимерному материалу. Второй полимерный материал предпочтительно доставляется при температуре более высокой, чем его температура плавления, например, выше, чем температура плавления второго полимера IRSCCP во втором полимерном материале. Второй полимерный материал предпочтительно имеет более низкую вязкость, чем первый полимерный материал, так что он может, по крайней мере, частично заполнять пустоты или щели в первом полимерном материале и/или между первым полимерным материалом и внутренней частью сосудистой структуры. Таким образом, например, второй полимерный материал может иметь консистенцию пасты при температуре выше температуры плавления во время доставки, позволяя ему заполнять пустые пространства клубка первого полимерного материала.

Один или более дополнительных полимерных материалов могут быть доставлены к участку в непосредственной близости от первого и второго полимерного материала. Например, первый и второй полимерный материал может только частично закупоривать сосудистую структуру, хотя обычно в большей степени, чем один первый полимер. В таком случае может быть желательным доставлять третий полимерный материал для обеспечения дальнейшей закупорки. Третий полимерный материал предпочтительно доставляется при температуре более высокой, чем его температура плавления, например, выше, чем температура плавления третьего полимера IRSCCP в третьем полимерном материале. Третий полимерный материал предпочтительно имеет более низкую вязкость, чем первый полимерный материал, и предпочтительнее более низкую вязкость, чем второй полимерный материал, так что он может, по крайней мере, частично заполнять пустоты или щели в полимерной массе, образованной первым и вторым полимерным материалом и/или между массой и внутренней частью сосудистой структуры.

Специалист в данной области легко оценит многочисленные разновидности вариантов осуществления, описанных выше, которые могут быть осуществлены на практике. Например, единственный полимерный материал может быть доставлен несколькими порциями или в различных формах, например в виде клубка при первой доставке и в виде пасты при второй доставке или в виде пасты как при первой, так и при второй доставке. Два или более полимерных материала могут быть доставлены одновременно, например первый полимерный материал в форме клубка может быть покрыт или смешан со вторым полимерным материалом в виде пасты или в жидкой форме с образованием композита, который содержит оба полимера, и полученный композит может затем быть доставлен в полость тела. Различные полости тела могут являться целью доставки, и/или порядок, в котором различные полимерные материалы и формы доставляются, могут быть изменены. Доставка полимерного материала, содержащего полимер IRSCCP, может быть объединена последовательно или одновременно с доставкой различного материала, например металлическим эмболическим клубком. Таким образом, например, полимерный материал может быть доставлен в полость тела и металлический эмболический клубок может быть доставлен в полость тела в контакте с полимерным материалом. Различные периоды времени могут проходить между доставками, например, полимерный материал клубка может быть доставлен для обеспечения частичной закупорки полости тела, и паста второго полимерного материала может быть доставлена к участку в непосредственной близости к клубку спустя минуты, часы, дни, недели, месяцы и годы.

Для вариантов, в которых полимерный материал доставляется в расплавленном состоянии, только полимерный материал может быть включен в устройство доставки и нагрет до текучего состояния, литьевое отверстие устройства доставки (например, такое как тонкий кончик иглы, катетер и/или тонкоструйное сопло) может быть введено в отверстие канала (или через стенку полости) для закупорки, и полимер может быть распределен через литьевое отверстие в полость тела. Предпочтительно инъекция продолжается до тех пор, пока желаемая степень закупорки (например, блокировки каналов) не будет достигнута. В некоторых случаях может быть желательным закупоривать только часть полости. После чего литьевое отверстие устройства доставки может быть извлечено.

После того как полимерный материал доставлен, способ продолжается без участия оператора. Например, в случае эмболотерапии, сердечно-сосудистая система млекопитающего обычно приводит к эффекту охлаждения окружающих тканей, которые будут охлаждены введенным полимерным материалом. Полимерный материал обычно выбирают так, что он остывает и затвердевает после потери только небольшого количества энергии, то есть становится твердым после снижения температуры всего на несколько градусов по Цельсию. Обычно охлаждение занимает несколько секунд или минут, хотя существуют случаи, когда желательно, чтобы охлаждение происходило более медленно, например в случае, когда кость вправлена после доставки. После того как охлаждение имело место, полимер предпочтительно затвердевает в полости, повторяя форму полости, и канал, по крайней мере, частично заполнен или блокирован. Полимерный материал может оставаться в полости долгий промежуток времени. Для предпочтительных медицинских устройств получают биосовместимый, не иммуногенный материал с малым воздействием или вообще без воздействия. В некоторых вариантах осуществления, полимер является саморассасывающимся и, таким образом, его количество может уменьшаться за время, за которое окружающая ткань может заполнять предварительно закупоренный участок.

Эффективная закупорка полости может быть также улучшена через использование материала IRSCCP и различных экципиентов. Например, материал IRSCCP может быть доставлен с (1) фотополимеризующимся материалом, который перекрестно сшивают при использовании света; (2) активным веществом, которое стимулирует свертывание крови, такое как коллаген или тромбин, и/или (3) агент кристаллизации.

В одном варианте осуществления изобретения полимерный материал может быть легко удален так, что вновь обеспечивает полость, которая функционирует нормальным образом. Например, может быть желательным удалить полимерный материал из выводящих сосудов или фаллопиевых труб для восстановления фертильности. Полимерный материал может быть удален различными способами. Например, полимерный материал может быть удален простым механическим извлечением. В некоторых случаях устройства, такие как хирургический пинцет и/или катетер с различными присоединительными штырьками, присоединенными к нему, могут быть введены в канал и использоваться для присоединения полимерного материала и его выталкивания из полости или его проталкивания во вторую полость так, что первая полость больше не является закупоренной и полимерный материал не вызывает никаких повреждений. Альтернативно устройство, такое как нагревательный элемент, может быть приведено в контакт с затвердевшим полимерным материалом. При нагревании полимерного материала с этим элементом, температура материала растет выше температуры плавления, так что материал становится текучим. В случае канала (такого как проток или вена), нагревание может быть продолжено до тех пор, пока текучий полимерный материал не вытечет из канала и канал вновь будет открыт для обеспечения нормальной функции. При некоторых обстоятельствах жидкая пробка (закупоривающая масса) может быть вытянута, отсосана и вытеснена из канала, например отсасывание мягким вакуумом или применением мягкого давления, создаваемого воздухом или потоком физиологического раствора и/или механическим нарушением наряду с поглощением и аспирацией. Предпочтительным способом удаления затвердевшего полимерного материала из канала или другой полости является введение в канал липофильного материала, такого как масло природного происхождения или эфир жирной кислоты, в область, окружающую затвердевший полимерный материал. Предпочтительно липофильный материал выбирают как имеющий тенденцию к диффузии в полимерном материале, таким образом, снижая температуру плавления. Липофильный материал предпочтительно добавляют в количестве, которое является эффективным для снижения температуры плавления полимерного материала ниже температуры тела до такой степени, что полимер становится текучим. Как только полимер становится текучим, натуральное механическое движение, которое происходит в каналах живого существа, будет вытеснять полимер из канала, таким образом, восстанавливая нормальное функционирование канала.

ПРИМЕР 1

В полимерную колбу, снабженную термометром, мешалкой и обратным холодильником, добавляют 500 грамм (г) октаметилциклотетрасилоксана, 250 г октафенилциклотетрасилоксана и 250 г окта(иодфенил)циклотетрасилоксана, мономера, содержащего тяжелые атомы. Колба и ее содержимое были нагреты до 150°С и 0.11 г комплекса гидроксида калия с изопропанолом (нейтральный эквивалент=193.5) было добавлено (соотношение Si:K приблизительно 4470:1). Раствор перемешивался приблизительно 30 минут. Как только раствор становится слишком вязким для эффективного перемешивания (вследствие образования полимера), полимер нагревается приблизительно до 165°С в течение от 3 до 4 часов, затем охлаждается до комнатной температуры. Полученный полимер представляет собой полимер IRSCCP, содержащий повторяющиеся звенья формулы (IV), где А³ и А⁴ представляют собой иодированные фенильные группы, повторяющиеся звенья формулы (V), где R ¹⁰ и R¹¹ являются фенильными группами, и диметилсилоксановые повторяющиеся звенья.

ПРИМЕР 2

В полимерную колбу, снабженную термометром, мешалкой и обратным холодильником, с 250 г ксилола, перемешиваемого при температуре приблизительно 135°С, был добавлен за период времени свыше 3 часов раствор 20 г 4-иодстирола, 60 г докосанилакрилата и 11 г ди-трет-бутилпероксида. После того как добавление было завершено, смесь продолжала перемешиваться в течение приблизительно 3 часов для достижения полного превращения, затем была охлаждена до комнатной температуры. Полученный полимер представляет собой полимер IRSCCP, содержащий повторяющееся звено формулы (II), где R⁷ и R⁸ представляют собой Н, А³ представляет собой С₆Н₄-I, и повторяющиеся звенья формулы (III), где L³ представляет собой эфирную связь и R ⁹ содержит С₂₂ углеводородную группу.

ПРИМЕР 3

В 500 мл двугорлую круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой и резиновой перегородкой, 30 г мономера формулы (VI) (12DT-докосанил) и 240 мл метиленхлорида было добавлено. Твердые вещества растворяются при перемешивании. Приблизительно 4.34 г трифосгена, растворенного в 30 мл метиленхлорида, помещают в герметичный шприц и добавляют в реакционную колбу через шприц-насос при постоянной скорости за период от 2 до 3 часов. Полученный вязкий раствор полимера разбавляют добавлением приблизительно 150 мл тетрагидрофурана и 10 мл воды. Полимер выделяют осаждением раствора полимера в изопропаноле, фильтрованием полученного осадка и высушивание его под вакуумом. Полученный полимер представляет собой полимер IRSCCP, содержащий повторяющееся звено формулы (I), где X¹ представляет собой I, у ¹ равно 2, у² равно нулю, А¹ представляет собой -(С=O)-, R⁵ представляет собой -СН₂ СН₂-, R⁶ представляет собой -CH₂ -, Q представляет собой кристаллизующуюся эфирную группу, содержащую 23 атома углерода.

ПРИМЕР 4

Эмболизация осуществляется следующим образом: полимер IRSCCP, полученный, как описано в примере 3, вводят в эмболическое медицинское устройство в форме стержня и загружают в нагретый катетер. Медицинский специалист переносит катетер в артериовенозное соустье (AVF) для эмболизации. Базисная ангиограмма осуществляется при флюороскопии для лучшего определения участка для эмболизации. Стержень полимерного IRSCCP эмболического агента проталкивается через катетер к целевому участку. Локальное нагревание в катетере расплавляет полимер IRSCCP, позволяя ему перетекать через катетер к целевому участку в жидкой форме, чтобы принимать форму соустья AVF и эмболизировать (закупорить) ткань. Полимер IRSCCP остывает и кристаллизуется на целевом участке. Подача полимера IRSCCP продолжается до тех пор, пока кровоток в целевой области не прекратится. Прекращение кровотока подтверждают введением контрастного вещества и визуализацией через флуороскопию. Полимер IRSCCP виден при флюороскопии. Катетер охлаждают для прекращения потока ненужного полимера IRSCCP. Катетер извлекают.

ПРИМЕР 5

Эмболизацию осуществляют, как описано в примере 4, только используют полимер IRSCCP с более высокой вязкостью и полимер доставляют к артерии для лечения аневризма. Эмболизация выполнена.

ПРИМЕР 6

Эмболизацию травмированной кровоточащей артерии осуществляют, как описано в примере 4, только до доставки полимер вводят в форму клубка и перекрестно сшивают под воздействием излучения, таким образом формируя клубок с памятью. При нагревании клубок с памятью размягчается и образует гибкий стержень, который доставляют к артерии через катетер. При доставке гибкий стержень охлаждается и принимает форму клубка в артерии, таким образом снижая кровоток.

Специалисту в данной области понятно, что различные допущения, добавления и модификации могут быть выполнены по отношению к материалам и способам, описанным выше без увеличения объема притязаний по изобретению, и все такие модификации и изменения считаются попадающими в объем притязаний по изобретению, определенный прилагаемой формулой изобретения.