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EP2120552A1 - Polymer molding compounds containing partially neutralized agents - Google Patents

Polymer molding compounds containing partially neutralized agents

Info

Publication number
EP2120552A1
EP2120552A1 EP08707393A EP08707393A EP2120552A1 EP 2120552 A1 EP2120552 A1 EP 2120552A1 EP 08707393 A EP08707393 A EP 08707393A EP 08707393 A EP08707393 A EP 08707393A EP 2120552 A1 EP2120552 A1 EP 2120552A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
active ingredient
partially neutralized
acid
molding compositions
compositions according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08707393A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf Dujardin
Achim Bertsch
Heinz Pudleiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Innovation GmbH
Original Assignee
Bayer Innovation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer Innovation GmbH filed Critical Bayer Innovation GmbH
Publication of EP2120552A1 publication Critical patent/EP2120552A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/16Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/16Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0058Biocides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • A61L2300/406Antibiotics

Definitions

  • the invention relates to partially unneutralized active ingredients antibacterial, antiprotozoic or antimycotic treated polymer molding compositions, processes for their preparation and their use in moldings, in particular medical articles.
  • the biofilm supports the adhesion of the pathogens and protects them from the attack of certain cells of the immune system.
  • the film forms a for many antibiotics impenetrable
  • central venous catheters account for approximately 90% of all cases of sepsis in intensive care.
  • the use of central venous catheters therefore not only involves a high risk of infection for the patients, but also causes enormously high subsequent therapeutic costs (post-treatment, longer residence times in the clinic).
  • peri- or postoperative measures can only partially solve this problem.
  • a rational strategy for the prevention of polymer-associated infections is the modification of the polymeric materials used. The aim of this modification must be the inhibition of bacterial adhesion or the proliferation of already adhered bacteria, thus avoiding causally foreign body infections. This can be z. B. by incorporation of a suitable chemotherapeutic agent in the polymer matrix (eg., Antibiotics) succeed, provided that the incorporated drug can also diffuse out of the polymer matrix. In this case, the release of the antibiotic may be extended to a longer period of time to prevent bacterial adhesion or proliferation on the polymer for a correspondingly longer period of time.
  • a suitable chemotherapeutic agent eg., Antibiotics
  • microbicides are applied to the surface or a surface layer or introduced into the polymeric material.
  • thermoplastic polyurethanes used in particular for medical applications, the following techniques are described:
  • EP 0 550 875 Bl discloses a process for introducing active substances into the outer layer of medical articles (impregnation). This is the implantable device swollen from polymeric material in a suitable solvent. The polymer matrix is modified so that a pharmaceutical active substance or a combination of active substances can penetrate into the polymeric material of the implant. After removal of the solvent, the active ingredient is entrapped in the polymer matrix. After contact with the physiological medium, the active substance contained in the implantable device is released again by diffusion. The release profile can be adjusted within certain limits by the choice of solvent and by varying the experimental conditions.
  • the coatings consist of a
  • Polymer matrix in particular of polyurethanes, silicones or biodegradable polymers, and an antimicrobial substance, preferably a synergistic combination of a silver salt with chlorhexidine or an antibiotic.
  • EP 927 222 B1 describes the introduction of antithrombic or antibiotically active substances into the reaction mixture for producing a TPU.
  • WO 03/009879 A1 describes medical products with microbicides in the polymer matrix, the surface being modified with biological surface active substances (English, biosurfactants).
  • the active substances can be introduced into the polymer with different techniques.
  • the surface active substances serve to reduce the adhesion of the bacteria on the surface of the molding.
  • No. 5,906,825 describes polymers, including polyurethanes, in which biocides or antimicrobials (specifically described exclusively plant ingredients) are dispersed in such an amount that the growth of microorganisms which come into contact with the polymer is prevented. This can be optimized by the addition of an agent which regulates the migration and / or release of the biocide. Mention is made of natural products such as e.g. Vitamin E. Applications focus on food packaging.
  • Polyurethane polymer matrix distributed antibiotics to deposited by precipitation technique on the surface or introduced by swelling technique near the surface
  • the initially high rate of delivery of the antibiotic is subject to the surface in a surrounding aqueous medium very strong, irreproducible fluctuations.
  • the core of the invention is the effect that the release rate of an antimicrobial agent is reduced by the addition of a more lipophilic substance and thus the delivery is maintained over a longer period of time. It is preferable that the active ingredient is not high
  • Solubility in aqueous media show. It is disclosed that one can lipophilize drugs by covalent or non-covalent modifications such as complex or salt formation.
  • gentamicin salt or base with a lipophilic fatty acid.
  • All of the mentioned methods have in common that equipping the medical work equipment with a pharmacologically active substance requires an additional work step, namely either a pretreatment of the polymer material before processing or an aftertreatment of the moldings produced. This causes additional costs and involves an increased production time. Another problem of the method consists in the use of organic solvents, which can not be completely removed from the material usually.
  • all of the methods mentioned here have in common that the temporally limited long-term effect of the antimicrobial finish of the shaped bodies of polymeric material, in particular of medical devices when used on or in the patient, is optimized. This and the avoidance of the risk of microbial initial infection of the molding itself or of man and animal by the molding are not guaranteed here but at the same time satisfying.
  • the medical devices referred to here are predominantly used intracorporally.
  • catheters penetrate the body surface for the entire time of application and therefore present a particularly high risk of microbial infection, as stated earlier.
  • the risk of initial infection when introducing the medical devices into the body through microbial contamination is not sufficiently reduced by the known antimicrobial equipment.
  • the molding compositions according to the invention or the moldings produced therefrom both at the surface have a high initial concentration of active ingredients, which effectively prevents initial colonization of microorganisms by high drug delivery when wetted with an aqueous medium, as well as a long-lasting ensure adequate release of active ingredient for long-term use.
  • a first subject of the present invention are molding compositions comprising at least one thermoplastically processable polymer, in particular thermoplastic polyurethanes (TPU), copolyesters and polyether block amides, and at least one partially neutralized active ingredient.
  • TPU thermoplastic polyurethanes
  • a second object of the present invention are moldings which contain novel molding materials.
  • the active substances used according to the invention have antibacterial, antiprotozoic or antifungal or fungicidal activity and are therefore counted from their action to the antibiotics, respectively anti-infective agents, as well as antimycotics, respectively fungicides.
  • a partially neutralized drug is either an agent with basic functionality that is partially neutralized with an acid, or an agent with acidic functionality that is partially neutralized with a base.
  • the terms basic or acidic functionality as well as acid and base include the well-known terms in the meaning as proton acceptor and donor according to Brönstedt.
  • partially neutralized active ingredient is understood in particular also to mean those active ingredients which simultaneously have basic and acidic functionalities, such as, for example, betaines and zwitterions with quaternized nitrogen.
  • the acid functionality is partially neutralized in this case with a base and the basic functionality with an acid.
  • Active substances with basic functionality which are suitable according to the invention are organic-chemical aliphatic and cyclic, in particular heterocyclic, compounds which carry, for example, a nitrogen functionality as substituent or in the chain or the ring.
  • active substances such as ⁇ -lactam antibiotics such as penicillins, in particular 6-aminopenicillin esters such as bacampicillin such as cephalosporins, in particular cefotiam, 7-aminocephalosporanic acid esters such as cefpodoxime proxetil and cefetamet-pivoxil, gyrase inhibitor antiinfectives such as derivatized quinolones, in particular derivatized on the carboxylic acid function
  • ⁇ -lactam antibiotics such as penicillins, in particular 6-aminopenicillin esters such as bacampicillin such as cephalosporins, in particular cefotiam, 7-aminocephalosporanic acid esters such as cefpodoxime proxetil and cefetamet-pivoxil
  • gyrase inhibitor antiinfectives such as derivatized quinolones, in particular derivatized on the carboxylic acid function
  • Fluoroquinolonecarboxylic acid derivatives aminoglycoside antibiotics, in particular streptomycin, neomycin, gentamicin, tobramycin, netylmycin, and amikacin, tetracycline antibiotics, in particular docycycline and minocycline, chloramphenicol and derivatives, in particular as succinate monosodium salt, macrolide antibiotics, such as desosamine macrolides, in particular erythromycin, Clarithromycin, roxithromycin, azithromycin, erythromycin, dirithromycin and their esters such as ketolides, lincosamide antibiotics such as lincomycin and clindamycin, oxazolidinone antibiotics, sulfonamide antimicrobials, especially sulfisoxazole, sulfadiazine, sulfamethoxazole, sulfamethoxydiazine, sulfa and sulfadox
  • Active ingredients with acidic functionality which are suitable according to the invention are organic-chemical aliphatic and cyclic, in particular heterocyclic, compounds which are substituted, for example, by one or more carboxyl groups and / or a sulfo group.
  • active substances such as ⁇ -lactam antibiotics such as penicillins, in particular 6-aminopenicillan acids such as, for example, penicillin G, propicillin, amoxicillin, ampicillin, mezlocillin, oxacillin and flucloxacillin, such as clavulanic acid, such as cephalosporins, in particular substituted 7-aminocephalosporanic acids, such as cefazolin, cefuroxime, cefoxitin , Cefotetan, cefotaxime and ceftriaxone, and oxacephems such as latamoxef and flomoxef such as carbapenems, especially imipenem, and monobactams, especially
  • suitable agents with betaine or zwitterion structure are, for example, cephalosporins especially cefotiam and the cefalexin group such as cefaclor, the ceftazidime group such as ceftazidime, cefpirome and cefepime, carbapenems, in particular meropenems, quinolonecarboxylic acids, in particular substituted 6-fluoro-l , 4-dihydro-4-oxo-7- (1-piperazinil) -quinoline-3-carboxylic acids such as, for example, norfloxacin, ciprofloxacin, ofloxacin, Sparfloxacin, grepafloxacin and enrofloxacin, substituted 6-fluoro-l, 4-dihydro-4-oxo-7- (1-pyrrolidine) quinoline-3-carboxylic acids such as clinafloxacin, moxifloxacin and trovafloxacin
  • Very particularly preferred active ingredients are norfloxacin, ciprofloxacin, clinafloxacin, and moxifloxacin.
  • the partially neutralized active compounds can also be used according to the invention as active ingredient combinations, even with structurally or functionally different and / or with non-neutralized active substances from the substance classes used according to the invention in the shaped bodies, provided their effects do not antagonize.
  • Acids which can be used according to the invention are generally all customary inorganic or organic acids or proton donors.
  • Hydrogen chloride is particularly preferably used.
  • Bases which can be used according to the invention are generally all customary inorganic or organic proton acceptors.
  • alkali metal hydrides alkali metal alkoxides, alkali metal, alkaline earth metal, alkali metal, Erdalkalimetallhydrogencarbonate and nitrogen bases such as primary, secondary and tertiary aliphatic, cycloaliphatic and aromatic amines.
  • nitrogen bases such as primary, secondary and tertiary aliphatic, cycloaliphatic and aromatic amines.
  • Preference is given to using sodium hydride, sodium methoxide, - -
  • DABCO diazabicyclooctane
  • DBN diazabicyclononene
  • DBU diazabicycloundecene
  • the active substances with betaine or Zwitterrionen Jardin can according to the invention either with acids or bases, for example, from the o. A. Lists are partially neutralized.
  • the partial neutralization can be done in a wide range of equivalents.
  • 0.01 to 0.95 equivalents of acid are used per equivalent of basic functionality in the active ingredient, or 0.01 to 0.95 equivalents of base per equivalent of acidic functionality in the active ingredient.
  • Preference is given to 0.01 to 0.95, particularly preferably 0.2 to 0.8 equivalents of acid or base per mole of active ingredient.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is used with 0.1 to 0.9 mol of hydrogen chloride per mole of active ingredient neutralized quinolone anti-infective agents, more preferably ciprofloxacin.
  • the neutralization of the active ingredients for use according to the invention in the polymer is carried out by the well-known classical or newer methods of organic chemistry.
  • the partially neutralized active substance only in a second step by mixing the equimolar neutralized with non-neutralized active ingredient.
  • This can be done in homogeneous solution and / or liquid form, but also in solid form, for example, crystalline or amorphous powder form.
  • the partially neutralized active ingredient used must have sufficient (chemical) stability in the polymer matrix.
  • the microbiological activity of the active substance in the - - polymer matrix and under the process conditions of incorporation are not impaired, the active ingredient must therefore be sufficiently stable at the required for the thermoplastic processing of the polymeric material temperatures of 150 to 200 0 C and residence times of 2 to 5 min.
  • the incorporation of the pharmaceutically active substance should not affect the biocompatibility of the polymer surface or other desirable polymer-specific properties of the polymeric material (elasticity, tear resistance, etc.).
  • the active compounds are preferably incorporated in a concentration corresponding to their activity.
  • the proportion of active ingredient (calculated as non-neutralized active ingredient) in the molding composition is preferably in a concentration range of 0.1 to 5.0 wt .-%, particularly preferably 0.5 to 2 wt .-%, based in each case on the molding composition. Very particular preference is given to using 1 to 2% by weight of ciprofloxacin.
  • thermoplastically processable polymers are in particular thermoplastic polyurethanes, polyether block amides and copolyesters, preferably thermoplastic polyurethanes and polyether block amides and particularly preferably thermoplastic polyurethanes.
  • thermoplastically processable polyurethanes which can be used according to the invention are prepared by reacting the polyurethane-forming components
  • Suitable organic diisocyanates (A) are, for example, aliphatic, cycloaliphatic, heterocyclic and aromatic diisocyanates, as described in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pp. 75-136. Preference is given to aliphatic and cycloaliphatic diisocyanates.
  • aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate
  • cycloaliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, 1, 4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl
  • Naphthylene Preferably used are 1 5 6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate isomer mixtures having a 4,4'-diphenylmethane diisocyanate content of> 96 wt .-% and in particular 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 1,5-naphthylene diisocyanate.
  • the diisocyanates mentioned can be used individually or in the form of mixtures with one another.
  • a polyisocyanate for example triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyanate or polyphenyl-polymethylene-polyisocyanates.
  • Component (B) used is linear hydroxyl-terminated polyols having an average molecular weight Mn of from 500 to 10,000, preferably from 500 to 5,000, particularly preferably from 600 to 2,000. For production reasons, these often contain small amounts of branched compounds. Therefore, one often speaks of "substantially linear polyols". Preference is given to polyether diols, polycarbonate diols, sterically hindered polyester diols, hydroxyl-terminated polybutadienes or mixtures of these.
  • polysiloxane diols of the formula (I) can be used alone or in admixture with the abovementioned diols.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 6 C atoms or a phenyl group, m is 1 to 30, preferably 10 to 25 and particularly preferably 15 to 25, and n is 3 to 6,
  • an unsaturated, aliphatic or cycloaliphatic alcohol such as allyl alcohol, butene- (l) -ol or penten- (l) -ol in the presence of a catalyst, for. B. hexachloroplatinic acid.
  • Suitable polyether diols can be prepared by reacting one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical with a starter molecule containing two active hydrogen atoms bonded.
  • alkylene oxides may be mentioned, for example:
  • Ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, epichlorohydrin and 1, 2-butylene oxide and 2,3-butylene oxide Preferably, ethylene oxide, propylene oxide and mixtures of 1, 2-propylene oxide and ethylene oxide are used.
  • the alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures.
  • Suitable starter molecules are, for example: water, amino alcohols, such as N-alkyl-diethanolamines, for example N-methyl-diethanolamine, and diols, such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol , Optionally, mixtures of starter molecules can be used.
  • Suitable polyether diols are also the hydroxyl-containing polymerization of tetrahydrofuran. It is also possible to use trifunctional polyethers in proportions of from 0 to 30% by weight, based on the bifunctional polyethers, but at most in such an amount that a thermoplastically processable product is formed.
  • the substantially linear polyether diols can be used both individually and in the form of mixtures with one another.
  • Suitable sterically hindered polyester diols can be prepared, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, and polyhydric alcohols.
  • Suitable dicarboxylic acids are, for example: aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid, and aromatic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid.
  • the dicarboxylic acids can be used individually or as mixtures, eg. In the form of an amber, glutaric and adipic acid mixture.
  • polyester diols it may optionally be advantageous, instead of the dicarboxylic acids, to use the corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as carbonic acid diesters having 1 to 4 carbon atoms in the alcohol radical, - -
  • Carboxylic anhydrides or carboxylic acid chlorides to use are sterically hindered glycols having 2 to 10, preferably 2 to 6, carbon atoms which have at least one alkyl radical in the beta position relative to the hydroxyl group, such as 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-one propyl-l, 3-propanediol, 2,2-diethyl-l, 3-propanediol, 2-ethyl-l, 3-hexanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 2,2,4-trimethyl- l, 3-pentanediol, or mixtures with ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1,10-decanediol, 1,3-propanediol and dipropylene
  • the polyhydric alcohols may be used alone or optionally mixed with each other.
  • esters of carbonic acid with the diols mentioned in particular those having 3 to 6 carbon atoms, such as 2,2-dimethyl-l, 3-propanediol or 1,6-hexanediol, condensation products of hydroxycarboxylic acids, for example hydroxycaproic acid and polymerization products of lactones, for example optionally substituted caprolactones.
  • polyester diols are preferably used, neopentyl glycol polyadipate 1,6-hexanediol neopentylglykol- polyadipate.
  • the polyester diols can be used individually or in the form of mixtures with one another.
  • chain extenders (C) diols diamines or amino alcohols having a molecular weight of 60 to 500 are used, preferably aliphatic diols having 2 to 14 carbon atoms, such as.
  • ethanediol 1, 6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol and in particular 1,4-butanediol.
  • diesters of terephthalic acid with glycols having 2 to 4 carbon atoms such as.
  • Dimethylethylenediamine and 4,4'-dicyclohexylmethanediamine and aromatic diamines such as. B. 2,4-toluenediamine and 2,6-toluenediamine, 3,5-diethyl-2,4-toluylenediamine and 3,5-diethyl-2,6-toluylenediamine and primary mono-, di-, tri- or tetraalkylsubstitutechnisch 4th , 4'-Diaminodiphenylmethane or amino alcohols such as ethanolamine, 1-aminopropanol, 2-aminopropanol. It is also possible to use mixtures of the abovementioned chain extenders.
  • tri- or higher-functional crosslinkers can be added, for.
  • glycerol trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol. Particular preference is given to using 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, isophoronediamine and mixtures thereof.
  • customary monofunctional compounds can also be used in small amounts, for. B. as chain terminators or demoulding. Examples include alcohols such as octanol and stearyl alcohol or amines such as butylamine and stearylamine.
  • the molar ratios of the constituent components can be varied over a wide range, which can adjust the properties of the product.
  • Molar ratios of polyols to chain extenders of 1: 1 to 1: 12 have proven useful.
  • the molar ratio of diisocyanates and polyols is preferably 1.2: 1 to 30: 1.
  • ratios of 2: 1 to 12: 1 To prepare the TPU, the synthesis components, if appropriate in the presence of catalysts, auxiliaries and additives, can be reacted in amounts such that the equivalence ratio of NCO groups to the sum of the NCO-reactive groups, in particular the hydroxyl or amino groups of the low molecular weight diols / Triols, amines and polyols 0.9: 1 to 1.2: 1, preferably 0.98: 1 to 1, 05: 1, more preferably 1.005: 1 to 1.01: 1.
  • the polyurethanes which can be used according to the invention can be prepared without catalysts; however, in some cases, the use of catalysts may be indicated. In general, the catalysts are used in amounts of up to 100 ppm, based on the total amount of starting materials.
  • Suitable inventive catalysts are known and customary in the prior art tertiary amines, such as. For example, triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N, N'-dimethyl-piperazine, 2- (dimethylaminoethoxy) ethanol, diazabicyclo- (2,2,2) octane and the like and in particular organic metal compounds such as titanic acid esters, iron compounds , Tin compounds, e.g.
  • tin diacetate As tin diacetate, tin dioctoate, tin dilaurate or Zinndialkylsalze aliphatic carboxylic acids. Preferred are dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate; Of these, 1 to 10 ppm are enough to catalyze the reaction.
  • auxiliaries and additives may also be added.
  • lubricants such as fatty acid esters, their metal soaps, fatty acid amides and silicone compounds, antiblocking agents, inhibitors, hydrolysis stabilizers, light, heat and discoloration, flame retardants, dyes, pigments, inorganic or organic fillers and reinforcing agents.
  • Reinforcing agents are, in particular, fibrous reinforcing materials, such as inorganic fibers, which are produced according to the prior art and can also be treated with a sizing agent.
  • auxiliaries and additives can be found in the specialist literature, for example JH Saunders, KC Frisch: “High Polymers”, Volume XVI, Polyurethanes, Part 1 and 2, Interscience Publishers 1962 and 1964, R. Gumbleter, H. Müller (Ed.): Paperback of the plastic additives, 3rd edition, Hanser Verlag, Kunststoff 1989, or DE-A 29 01 774.
  • thermoplastically processable polyurethane elastomers is preferably carried out stepwise in the so-called prepolymer process.
  • prepolymer process an isocyanate-containing prepolymer is formed from the polyol and the diisocyanate, which is reacted in a second step with the chain extender.
  • the TPUs can be produced continuously or discontinuously.
  • the best known technical production methods are the belt process and the extruder process.
  • Polyether block amides suitable according to the invention are, for example, those which consist of polymer chains which are built up from recurring units of the formula I.
  • A is the polyamide chain derived from a polyamide having 2 carboxyl end groups by loss of the latter
  • B is the polyoxyalkylene glycol chain derived from a OH-terminated polyoxyalkylene glycol by loss of the latter and n is the number of polymer chain forming units.
  • end groups are preferably OH groups or residues of compounds which terminate the polymerization.
  • the dicarboxylic acid polyamides having the terminal carboxyl groups are obtained in a known manner, e.g. by polycondensation of one or more lactams and / or one or more amino acids, furthermore by polycondensation of a dicarboxylic acid with a diamine, in each case in the presence of an excess of an organic dicarboxylic acid, preferably with terminal carboxyl groups.
  • These carboxylic acids become part of the polyamide chain during the polycondensation and are deposited, in particular, at the end of the polyamide chain, giving a polycarbamide having a polycarboxylic acid.
  • the dicarboxylic acid acts as a chain terminator, which is why it is also used in excess.
  • the polyamide can be obtained starting from lactams and / or amino acids having a hydrocarbon chain consisting of 4-14 C atoms, such as caprolactam, enantholactam, dodecalactam, undecanolactam, decanolactam, 11-amino undecano or 12-aminododecanoic acid.
  • lactams and / or amino acids having a hydrocarbon chain consisting of 4-14 C atoms such as caprolactam, enantholactam, dodecalactam, undecanolactam, decanolactam, 11-amino undecano or 12-aminododecanoic acid.
  • Examples of polyamides formed by polycondensation of a dicarboxylic acid with a diamine include the condensation products of hexamethylenediamine with adipic, azelaic, sebacic, and 1,12-dodecanedioic acid, and the condensation products of nonamethylenediamine
  • those having 4-20 C atoms are suitable, in particular alkanedioic acids such as succinic, adipic, cork -, azelaic, sebacic, undecanedioic or dodecanedioic acid, also cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic acid, such as terephthalic or isophthalic or cyclohexane-l, 4-dicarboxylic acid.
  • the terminal OH-containing polyoxyalkylene glycols are unbranched or branched and have an alkylene radical having at least 2 C atoms.
  • these are polyoxyethylene, polyoxypropylene and polyoxytetramethylene glycol, as well as copolymers thereof.
  • the average molecular weight of these OH group-terminated polyoxyalkylene glycols can be in a wide range, it is advantageously between 100 and 6000, in particular between 200 and 3000.
  • the proportion by weight of the polyoxyalkylene glycol, based on the total weight of the polyoxyalkylene glycol and dicarboxylic acid polyamide used to prepare the PEBA polymer, is 5-85%, preferably 10-50%.
  • PEBA polymers Processes for the synthesis of such PEBA polymers are known from FR-PS 7 418 913, DE-OS 28 02 989, DE-OS 28 37 687, DE-OS 25 23 991, EP-A 095 893, DE-OS 27 12 987 and DE-OS 27 16 004 known.
  • PEBA polymers which, in contrast to those described above, have a statistical structure.
  • At least one organic dicarboxylic acid in a weight ratio of 1: (2 + 3) between 30:70 and 98: 2, wherein in (2 + 3) hydroxyl and carbonyl groups are present in equivalent amounts, in the presence of 2 to 30% by weight of water, based on the polyamide-forming compounds the group 1, under which self-adjusting pressure is heated to temperatures between 23 ° C and 3O 0 C and then further treated after removal of the water with exclusion of oxygen at atmospheric pressure or under reduced pressure at 250 to 28O 0 C.
  • Such preferred suitable PEBA polymers are e.g. described in DE-OS 27 12 987.
  • PEBA polymers are e.g. Atochem, Vestamid from Hüls AG, Grilamid from EMS-Chemie and Kellaflex from DSM are available under the trade names PEBAX.
  • the active substance-containing polyether block amides according to the invention can furthermore contain the additives customary for plastics.
  • Typical additives are, for example, pigments, stabilizers, flow agents, lubricants, mold release agents.
  • Suitable copolyesters are constructed, for example, from a variety of recurring, short chain ester units and long chain ester units joined together by ester linkages, the short chain ester units being about 15-65% by weight of the copolyester and having the formula (I).
  • R is a divalent radical of a dicarboxylic acid having a molecular weight below about 350
  • D is a divalent radical of an organic diol having a molecular weight of less than about 250
  • the long-chain ester units make up about 35-85% by weight of the copolyester and have the formula II
  • R is a divalent radical of a dicarboxylic acid having a molecular weight below about 350;
  • G is a divalent radical of a long chain glycol having an average molecular weight of about 350 to 6,000.
  • the copolyesters which can be used according to the invention can be prepared by polymerizing together a) one or more dicarboxylic acids, b) one or more linear, long-chain glycols and c) one or more low molecular weight diols.
  • the dicarboxylic acids for the preparation of the copolyester are the aromatic acids having 8-16 C-atoms, in particular phenylenedicarboxylic acids, such as phthalic, terephthalic and isophthalic acid.
  • the low molecular weight diols for the reaction to form the short chain ester units of the copolyesters belong to the classes of acyclic, alicyclic and aromatic dihydroxy compounds.
  • the preferred diols have 2-15 C-atoms, such as ethylene, propylene, tetramethylene, isobutylene, pentamethylene, 2,2-dimethyltrimethylene, hexamethylene and deca methylene glycols, dihydroxycyclohexane, cyclohexanedimethanol, resorcinol, hydroquinone and the like
  • Bisphenols for the present purpose include bis (p-hydroxy) diphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) ethane, and bis (p-hydroxyphenyl) propane.
  • the long-chain glycols for preparing the soft segments of the copolyesters preferably have molecular weights of about 600 to 3,000. These include poly (alkylene ether) -glycols in which the alkylene groups have 2-9 carbon atoms.
  • Glycol esters of poly (alkylene oxide) dicarboxylic acids or polyester glycols can also be used as long-chain glycol.
  • the long-chain glycols also include polyformals obtained by reacting formaldehyde with glycols.
  • Polythioether glycols are also suitable.
  • Polybutadiene and polyisoprene glycols, mixed polymers thereof and saturated hydrogenation products of these materials are satisfactory long chain polymeric glycols.
  • the active ingredient-containing copolyesters according to the invention may furthermore contain the additives customary for plastics.
  • Typical additives are, for example, lubricants such as fatty acid esters, their metal soaps, fatty acid amides and silicone compounds, antiblocking agents, inhibitors, hydrolysis stabilizers, light, heat and discoloration, flame retardants, dyes, pigments, inorganic or organic fillers and reinforcing agents.
  • Reinforcing agents are, in particular, fibrous reinforcing materials, such as inorganic fibers, which are produced according to the prior art and can also be treated with a sizing agent.
  • the molding compositions of the invention can be prepared by extruding a melt consisting of the polymer and the active ingredient.
  • the melt may contain 0.01 to 10 wt .-%, preferably 0.1 to 5 wt .-% active ingredient.
  • the mixing of the components can be done by known techniques in any way.
  • the active ingredient can for example be introduced directly into the polymer melt in solid form. It is also possible for an active ingredient-containing masterbatch to be fused directly to the polymer or mixed with the polymer melt already present.
  • the active ingredient may also be applied to the polymer prior to melting of the polymer by known techniques (tumbling, spraying, etc.).
  • the mixing / homogenization can be carried out of the components by known techniques on kneaders or extruders, preferably in single or twin screw extruders in a temperature range between 150 and 200 0 C.
  • the active ingredient and the polymer should therefore have high physicochemical compatibility. With good physicochemical compatibility of active ingredient and polymer, a high diffusion coefficient of the active ingredient in the polymer is achieved.
  • the amount of the release rate of the antibiotically active substance can be regulated in this case by varying the incorporated amount of active ingredient, since then the amount of active substance released is proportional to the concentration in the matrix.
  • the active ingredient-containing granules obtained in this way can be further processed by the known techniques of thermoplastic processing (injection molding, extrusion, etc.).
  • the moldings are free of specks, flexible, do not stick and can be easily sterilized by the usual methods.
  • Shaped bodies produced from the molding compositions according to the invention are preferably medical products such as, for example, central venous catheters (CVC), urotheraphytes, hoses, shunts, cannulas, connectors, plugs or distributor taps, particularly preferred are CVCs.
  • the screw has a degassing zone;
  • the above mixture is conveyed by means of the differential dosing into the cold task housing of the extruder. From the nozzle, the melt is withdrawn and pulled through the cooling trough for cooling. Ln granulator is the strand granulation of the round strand.
  • the drug-free cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK.
  • a white, homogeneous, speck-free melt was obtained which, after cooling in a water / air bath and strand granulation, gave a homogeneous cylindrical granulate.
  • Tecothane TT2085A-B20 in the form of commercially available lens granules with a size of about 2 mm was ground at -40 ° C to a powder, which was then sieved in two fractions.
  • This polymer-active ingredient powder mixture and a further 2,000 g of Tecothane TT2085A-B20 lentil granules were metered separately into the housing 1 of the extruder by means of two differential metering scales.
  • the active ingredient-containing cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK Fa. Brabender.
  • a speck-free white melt was obtained which, after cooling in a water / air bath and strand granulation, gave a cylindrical granulate containing 20% by weight of ciprofloxacin hydrochloride.
  • Tecothane TT2085A-B20 in the form of commercially available lens granules with a size of about 2 mm was ground at -40 ° C to a powder, which was then sieved in two fractions.
  • a 1st fraction with d 50 300 ⁇ m was used for the examples according to the invention.
  • ciprofloxacin was obtained from an external manufacturer.
  • the catheter tubing was used in the Dynamic Model to detect antimicrobial effects of materials and to determine the elution profile of the incorporated drug Example 6 (comparative example)
  • Example 2 From the granules of Example 2, ciprofloxacin hydrochloride-containing three-lumen catheter tubing having an outer diameter of 2 mm was extruded from an external manufacturer. These catheter tubes were sterilized with 25 kGr gamma.
  • extruded samples (2 mm diameter and ca. 17 cm long) were taken and the granules were injection-molded into test pieces (plates) for the agar diffusion test.
  • extruded samples (2 mm diameter and ca. 17 cm long) were taken and the granules were injection-molded into test pieces (plates) for the agar diffusion test.
  • the presented model is intended to demonstrate the antimicrobial effect of materials and to demonstrate the prevention of biofilm formation on the materials and to record the elution profile of the respective active substances from the materials.
  • the experimental apparatus consists of the following components (see also Fig. 4 and Fig. 5):
  • a strand piece of the sample to be examined was introduced and firmly fixed by shrink tubing on both sides.
  • the reaction chamber is positioned in the incubator during the experimental period.
  • the tube system continues to the nutrient medium exchanger.
  • a three-way cock can be pumped out of the circulation nutrient medium at the outlet position, with the second can be supplied at inlet position in the circulation of nutrient medium.
  • the tubing continues to flow across the sample chamber to collect samples for germ counts and add the bacterial suspension, then back to the reaction chamber via the peristaltic pump. 1st method
  • Mueller-Hinton agar plates were used for the culture of germ count determination. For this purpose, Petri dishes of 9 cm diameter were poured with 18 ml Mueller-Hinton agar (Merck KGaA Darmstadt / Lot VMl 32437 339).
  • Bacterial suspension The addition of the test strain Staphylococcus aureus ATTC 29213 to the Dynamic Biofilm Model was carried out as a suspension. From an overnight culture of the test strain on Columbia blood agar, a suspension with the density of McFarland 0.5 in NaCl solution 0.85% was prepared. For the suspension, a "colony pool" of 3 to 4 colonies spotted with the inoculum was used and the suspension was diluted 2 times in the ratio of 1: 100. From this dilution step the model was filled.
  • Each individual model circuit (reaction chamber + tube system) was filled with approximately 16 ml of medium from the reservoir (medium 1.2) connected to it. Thereafter, 100 ⁇ l of the bacterial suspension (1.3) were added to the model circulation via the sample chamber using a pipette. Parallel to this, the plating out of 100 .mu.l of the bacterial suspension for germ counts (1.1) was carried out.
  • the peristaltic pump was set to a speed of 5 / min (revolutions per minute), giving a flow rate of 0.47 ml / min for the tubing used in the experiment.
  • the content of a model cycle was thus exchanged once in the reaction chamber in a good half hour or passed by the catheter.
  • the ciprofloxacin concentration was determined by HPLC and the elution profile was determined (3.1 elution profile).
  • the bacterial concentration was determined in each individual model cycle. From the sample 50 ⁇ l were spread on a test plate with a loop and incubated for 24 hours at 37 ° C. Germ counts were estimated according to growth in the smear or 50 ⁇ l were inoculated onto a test plate with a pipette, spatulated, incubated at 37 ° C for 24 hours and calculated by colony count.
  • the catheter tubes from Examples 5 and 6 were tested to demonstrate the antimicrobial effect and to prevent biofilm formation on the materials and to determine the elution profile of the respective active substances from the catheter tubes.
  • test strain for the dynamic biofilm model used was a Staphylococcus aureus strain ATCC 29213 designated for biofilm formation.
  • the strain was provided by the Hannover Medical School. 3. Evaluation
  • Fig. 1 shows the temporal of the ciprofloxacin hydrochloride-containing catheter tube of Example 6 (comparative example) and the ciprofloxacin (betaine) -containing catheter tube (according to the invention). The eluted amounts were summed up.
  • Table 8 EluABLE amount of active ingredient from the strand samples of Comparative Examples 7 to 11 with daily sampling
  • the medium contains all factors for bacterial growth according to the tissue fluid of the skin.
  • the drug can be slowly released from the catheter into the environment and become antimicrobial there or directly on the catheter.
  • the antimicrobial study was carried out with the aid of the agar diffusion test.
  • a sterile cotton swab is dipped into the suspension. The excess liquid is expressed at the edge of the glass.
  • the swab is used to inoculate the Mueller-Hinton agar plate evenly in three directions at 60 ° each. Thereafter, the material platelets and test slides are placed on the test plate. The test plates were incubated at 37 ° C for 24 hours.
  • the antimicrobial effect of the samples was evaluated by means of inhibition sites.
  • the plates punched out of the injection-molded plates are used.
  • Table 11 Microbiological activity in Agardifusion Test against Staphylococcus aureus ATTC 29213
  • Example 18 Of the catheter tubes of Examples 5 (according to the invention) and 6 (Comparative Example) were each about 1 mm long piece cut in about 1 cm intervals. As described in Example 18 "Agar diffusion test plates were prepared. The catheter tube sections were placed with the cut surfaces on the agar plates. Subsequently, the test mixtures were treated further as in Example 18.
  • FIG. 2 Sections of the catheter tubes from Example 5 (according to the invention)
  • FIG. 3 Sections of the catheter tubes from Example 6 (Comparative Example)
  • the catheter tube according to the invention remains significantly longer protected against Bio Shem Struktur.

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Abstract

The invention relates to polymer molding compounds that are antibacterially, antiprotozoally, or antimycotically equipped with partially neutralized agents, methods for the production thereof, and the use thereof in molded articles, particularly medical articles.

Description

Teilneutralisierte Wirkstoffe enthaltende Polymerformmassen Partially neutralized active ingredients containing polymer molding compositions
Die Erfindung betrifft mit teilneutralisierten Wirkstoffen antibakteriell, antiprotozoisch oder antimykotisch ausgerüstete Polymerformmassen, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung in Formkörpern, insbesondere medizinischen Artikeln.The invention relates to partially unneutralized active ingredients antibacterial, antiprotozoic or antimycotic treated polymer molding compositions, processes for their preparation and their use in moldings, in particular medical articles.
Der Einsatz von polymeren organischen Materialien ist aus dem Leben nicht mehr wegzudenken. Naturgegeben sind Werkstücke aus organischen Werkstoffen unter verschiedenen Bedingungen deren Einsatzes empfänglich für die Besiedelung von Mikroorganismen verschiedenster Art wie beispielsweise Bakterien, Viren oder Pilze. Diese führt zu hygienischen und medizinischen Risiken im Umfeld des Werkstückes sowie auch in der Gebrauchstüchtigkeit des Werkstückes selber, letzteres im Falle von unerwünschtem mikrobiologischen Abbau des Materials.The use of polymeric organic materials has become an indispensable part of life. Of course, workpieces made of organic materials under different conditions whose use is susceptible to the colonization of microorganisms of various kinds such as bacteria, viruses or fungi. This leads to hygienic and medical risks in the environment of the workpiece as well as in the serviceability of the workpiece itself, the latter in the case of unwanted microbiological degradation of the material.
Insbesondere hat der Einsatz von polymeren Materialien für diagnostische und therapeutische Zwecke zu einem signifikanten Technologiesprung in der modernen Medizin geführt. Andererseits hat die häufige Verwendung dieser Materialien in der Medizin zu einem dramatischen Anstieg von sogenannten Fremdkörperinfektionen respektive Polymer assoziierten Infektionen geführt.In particular, the use of polymeric materials for diagnostic and therapeutic purposes has led to a significant technological leap in modern medicine. On the other hand, the frequent use of these materials in medicine has led to a dramatic increase in so-called foreign body infections and / or polymer-associated infections.
Neben traumatischen und thromboembolischen Komplikationen sind Katheter-assoziierte Infektionen bis hin zur Sepsis ein gravierendes Problem beim Einsatz zentralvenöser Katheter in der Intensivmedizin.In addition to traumatic and thromboembolic complications, catheter-associated infections through to sepsis are a serious problem when using central venous catheters in intensive care.
Zahlreiche Studien haben ergeben, dass Koagulase negative Staphylococcen, der transiente Keim Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermis und verschiedene Candida Spezies die Hauptverursacher von Katheter assoziierten Infektionen sind. Diese ubiquitär auf der Haut vorhandenen Mikroorganismen durchdringen bei der Applikation des Katheters die physiologische Hautbarriere und gelangen so in den subkutanen Bereich und letztendlich in die Blutbahn. Die Adhäsion der Bakterien auf der Kunststoffoberfläche wird als essentieller Schritt bei der Pathogenese von Fremdkörperinfektionen betrachtet. Nach der Adhäsion der Hautkeime an der Polymeroberfläche beginnt die metabolisch aktive Proliferation der Bakterien mit der Besiedlung des Polymers. Damit einher geht die Produktion eines Biofilms durch bakterielle Exkretion von extrazellulärer Glykocalix.Numerous studies have shown that coagulase negative staphylococci, the transient germ Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermis, and various Candida species are the major contributors to catheter associated infections. These ubiquitous microorganisms on the skin penetrate the physiological skin barrier during the application of the catheter and thus reach the subcutaneous area and ultimately the bloodstream. The adhesion of bacteria to the plastic surface is considered to be an essential step in the pathogenesis of foreign body infections. After the adhesion of the skin germs to the polymer surface, the metabolically active proliferation of the bacteria begins with the colonization of the polymer. This is accompanied by the production of a biofilm by bacterial excretion of extracellular glycocalix.
Der Biofilm unterstützt die Adhäsion der Erreger und schützt sie vor dem Angriff bestimmter Zellen des Immunsystems. Zudem bildet der Film eine für viele Antibiotika undurchdringlicheThe biofilm supports the adhesion of the pathogens and protects them from the attack of certain cells of the immune system. In addition, the film forms a for many antibiotics impenetrable
Barriere. Nach verstärkter Proliferation der pathogenen Keime an der Polymeroberfläche, kann es - - schließlich zu einer septischen Bakteriämie kommen. Zur Therapie derartiger Infektionen ist eine Entfernung des infizierten Katheters nötig, da eine Chemotherapie mit Antibiotika unphysiologisch hohe Dosen verlangen würde.Barrier. After increased proliferation of pathogenic germs on the polymer surface, it may - - finally come to a septic bacteremia. For the treatment of such infections removal of the infected catheter is necessary because chemotherapy with antibiotics would require unphysiologically high doses.
Die Häufigkeit von bakteriell induzierten Infektionen bei zentralvenösen Kathetern liegt im Durchschnitt bei ca. 5%. Insgesamt zeichnen zentralvenöse Katheter für ca. 90% aller Sepsisfälle in der Intensivmedizin verantwortlich. Die Verwendung von zentralvenösen Kathetern beinhaltet daher nicht nur ein hohes Infektionsrisiko für die Patienten, sondern verursacht auch enorm hohe therapeutische Folgekosten (Nachbehandlung, verlängerte Verweilzeiten in der Klinik).The incidence of bacterially induced infections in central venous catheters is approximately 5% on average. Overall, central venous catheters account for approximately 90% of all cases of sepsis in intensive care. The use of central venous catheters therefore not only involves a high risk of infection for the patients, but also causes enormously high subsequent therapeutic costs (post-treatment, longer residence times in the clinic).
Durch prä-, peri- oder postoperative Maßnahmen (z. B. hygienische Maßnahmen etc.) kann diese Problematik nur teilweise gelöst werden. Eine rationale Strategie zur Prävention von Polymerassoziierten Infektionen besteht in der Modifizierung der verwendeten polymeren Materialien. Ziel dieser Modifizierung muss die Hemmung der Bakterienadhäsion bzw. der Proliferation bereits adhärierter Bakterien sein, um somit kausal Fremdkörperinfektionen zu vermeiden. Dies kann z. B. durch Inkorporierung eines geeigneten Chemotherapeutikums in die Polymermatrix (z. B. Antibiotika) gelingen, vorausgesetzt, dass der eingearbeitete Wirkstoff auch aus der Polymermatrix hinausdiffundieren kann. In diesem Fall kann die Freisetzung des Antibiotikums auf einen längeren Zeitraum ausgedehnt werden, damit für einen entsprechend längeren Zeitraum die Bakterienadhäsion bzw. Proliferation auf dem Polymer verhindert wird.Pre-, peri- or postoperative measures (eg hygienic measures, etc.) can only partially solve this problem. A rational strategy for the prevention of polymer-associated infections is the modification of the polymeric materials used. The aim of this modification must be the inhibition of bacterial adhesion or the proliferation of already adhered bacteria, thus avoiding causally foreign body infections. This can be z. B. by incorporation of a suitable chemotherapeutic agent in the polymer matrix (eg., Antibiotics) succeed, provided that the incorporated drug can also diffuse out of the polymer matrix. In this case, the release of the antibiotic may be extended to a longer period of time to prevent bacterial adhesion or proliferation on the polymer for a correspondingly longer period of time.
Methoden zur Herstellung antimikrobiell ausgerüsteter Polymere sind bereits bekannt. Hierbei werden die Mikrobizide auf die Oberfläche oder eine Oberflächenschicht aufgebracht oder in den polymeren Werkstoff eingebracht. Für die insbesondere für medizinische Anwendungen verwandten thermoplastischen Polyurethane sind folgende Techniken beschrieben:Methods for producing antimicrobially finished polymers are already known. Here, the microbicides are applied to the surface or a surface layer or introduced into the polymeric material. For the thermoplastic polyurethanes used in particular for medical applications, the following techniques are described:
a) Adsorption auf der Polymeroberfläche (passiv oder via Surfactants) b) Einbringen in eine Polymerbeschichtung, die auf der Oberfläche eines Formkörpers appliziert wird c) Inkorporierung in die bulk-Phase des polymeren Trägermaterials d) Kovalente Bindung an der Polymeroberfäche e) Mischen mit einer Polyurethan bildenden Komponente vor der Reaktion zum fertigen Polymera) adsorption on the polymer surface (passively or via surfactants) b) introduction into a polymer coating which is applied to the surface of a shaped article c) incorporation into the bulk phase of the polymeric support material d) covalent bonding to the polymer surface e) mixing with a Polyurethane-forming component before the reaction to the finished polymer
Aus EP 0 550 875 Bl geht beispielsweise ein Verfahren hervor, Wirkstoffe in die äußere Schicht medizinischer Artikel einzubringen (Imprägnierung). Dabei wird die implantierbare Vorrichtung aus polymerem Material in einem geeigneten Lösungsmittel gequollen. Die Polymermatrix wird dabei so verändert, dass ein pharmazeutischer Wirkstoff bzw. eine Wirkstoffkombination in das polymere Material des Implantats eindringen kann. Nach Entfernen des Lösungsmittels wird der Wirkstoff in der Polymermatrix eingeschlossen. Nach Kontakt mit dem physiologischen Medium wird der in der implantierbaren Vorrichtung enthaltene Wirkstoff durch Diffusion wieder freigesetzt. Das Freisetzungsprofil kann dabei durch die Wahl des Lösungsmittels und durch Variation der experimentellen Bedingungen in gewissen Grenzen eingestellt werden.EP 0 550 875 Bl, for example, discloses a process for introducing active substances into the outer layer of medical articles (impregnation). This is the implantable device swollen from polymeric material in a suitable solvent. The polymer matrix is modified so that a pharmaceutical active substance or a combination of active substances can penetrate into the polymeric material of the implant. After removal of the solvent, the active ingredient is entrapped in the polymer matrix. After contact with the physiological medium, the active substance contained in the implantable device is released again by diffusion. The release profile can be adjusted within certain limits by the choice of solvent and by varying the experimental conditions.
Polymermaterialien für medizinische Anwendungen, die wirkstoffhaltige Beschichtungen aufweisen, werden beispielsweise in US 5,019,096 erwähnt. Beschrieben werden Verfahren zurPolymeric materials for medical applications having active-agent-containing coatings are mentioned, for example, in US Pat. No. 5,019,096. Described are methods for
Herstellung der antimikrobiell wirksamen Beschichtungen sowie Methoden zur Applikation auf die Oberflächen von medizinischen Gerätschaften. Die Beschichtungen bestehen aus einerPreparation of antimicrobial coatings and methods for application to the surfaces of medical equipment. The coatings consist of a
Polymermatrix, insbesondere aus Polyurethanen, Silikonen oder bioabbaubaren Polymeren, und einer antimikrobiell wirksamen Substanz, vorzugsweise einer synergistischen Kombination eines Silbersalzes mit Chlorhexidin oder einem Antibiotikum.Polymer matrix, in particular of polyurethanes, silicones or biodegradable polymers, and an antimicrobial substance, preferably a synergistic combination of a silver salt with chlorhexidine or an antibiotic.
EP 927 222 Bl beschreibt die Einbringung von antithrombisch oder antibiotisch wirksamer Substanzen in die Reaktionsmischung zur Herstellung eines TPUs.EP 927 222 B1 describes the introduction of antithrombic or antibiotically active substances into the reaction mixture for producing a TPU.
WO 03/009879 Al beschreibt Medizinprodukte mit Mikrobiziden in der Polymermatrix, wobei die Oberfläche mit biologischen Oberflächen aktiven Stoffen (engl, biosurfactants) modifiziert ist. Die Wirkstoffe können mit unterschiedlichen Techniken in das Polymer eingebracht werden. Die Oberflächen aktiven Stoffe dienen zur Verringerung der Adhesion der Bakterien auf der Oberfläche des Formkörpers.WO 03/009879 A1 describes medical products with microbicides in the polymer matrix, the surface being modified with biological surface active substances (English, biosurfactants). The active substances can be introduced into the polymer with different techniques. The surface active substances serve to reduce the adhesion of the bacteria on the surface of the molding.
US 5,906,825 beschreibt Polymere, darunter auch Polyurethane, in denen Biozide respektive Antimikrobiotika (konkret beschrieben sind ausschließlich Pflanzeninhaltsstoffe) in solcher Menge dispergiert sind, dass das Wachstum von Mikroorganismen unterbunden wird, die mit dem Polymer in Berührung kommen. Dieses kann durch Zusatz von einem Agens optimiert werden, welches die Wanderung und/oder Freisetzung des Biozids reguliert. Erwähnt werden Naturstoffe wie z.B. Vitamin E. Anwendungsschwerpunkt sind Lebensmittelverpackungen.No. 5,906,825 describes polymers, including polyurethanes, in which biocides or antimicrobials (specifically described exclusively plant ingredients) are dispersed in such an amount that the growth of microorganisms which come into contact with the polymer is prevented. This can be optimized by the addition of an agent which regulates the migration and / or release of the biocide. Mention is made of natural products such as e.g. Vitamin E. Applications focus on food packaging.
In ZbI. Bakt. 284, 390-401 (1996) wird die bessere Langzeitwirkung von in eine Silikon- oderIn ZbI. Bakt. 284, 390-401 (1996), the better long-term effect of in a silicone or
Polyurethan-Polymermatrix verteilte Antibiotika gegenüber auf durch Niederschlagstechnik auf die Oberfläche aufgebrachte oder durch Anschwell-Technik in Oberflächennähe eingebrachtePolyurethane polymer matrix distributed antibiotics to deposited by precipitation technique on the surface or introduced by swelling technique near the surface
Antibiotika beschrieben. Dabei unterliegt die anfanglich hohe Abgaberate des Antibiotikums von der Oberfläche in ein umliegendes wässrigen Medium sehr starken, irreproduzierbaren Schwankungen.Antibiotics described. The initially high rate of delivery of the antibiotic is subject to the surface in a surrounding aqueous medium very strong, irreproducible fluctuations.
US 6,641,831 beschreibt Medizinprodukte mit retardierter pharmakologischer Aktivität, wobei diese durch Einbringung von zwei Substanzen unterschiedlicher Lipophilie gesteuert wird. DerUS 6,641,831 describes medical devices with retarded pharmacological activity, which is controlled by the introduction of two substances of different lipophilicity. Of the
Kern der Erfindung ist der Effekt, dass die Freisetzungsrate eines antimikrobiellen Wirkstoffes durch den Zusatz von einer lipophileren Substanz verringert und die Abgabe somit über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten wird. Bevorzugt sei es, dass der Wirkstoff keine hoheThe core of the invention is the effect that the release rate of an antimicrobial agent is reduced by the addition of a more lipophilic substance and thus the delivery is maintained over a longer period of time. It is preferable that the active ingredient is not high
Löslichkeit in wässrigen Medien aufweise. Es wird offenbart, dass man Wirkstoffe lipophilisieren kann durch kovalente oder nicht-kovalente Modifikationen, wie Komplex- oder Salzbildung.Solubility in aqueous media show. It is disclosed that one can lipophilize drugs by covalent or non-covalent modifications such as complex or salt formation.
Beispielweise könne man Gentamicin-Salz oder Base mit einer lipophilen Fettsäure modifizieren.For example, one could modify gentamicin salt or base with a lipophilic fatty acid.
Allen erwähnten Verfahren ist gemeinsam, dass das Ausrüsten des medizinischen Arbeitsmittels mit einer pharmakologisch wirksamen Substanz einen zusätzlichen Arbeitsschritt erforderlich macht, nämlich entweder eine Vorbehandlung des Polymermaterials vor der Verarbeitung oder eine Nachbehandlung der hergestellten Formkörper. Dies verursacht zusätzliche Kosten und bringt einen erhöhten Zeitaufwand bei der Produktion mit sich. Eine weitere Problematik der Verfahren besteht in der Verwendung von organischen Lösungsmitteln, die meist nicht restlos aus dem Material entfernt werden können. Außerdem ist allen hier erwähnten Verfahren gemeinsam, dass die zeitlich begrenzte Langzeitwirkung der antimikrobiellen Ausrüstung der Formkörper aus polymerem Material, insbesondere von Medizinprodukten beim Einsatz am bzw. im Patienten, optimiert wird. Dieses sowie die Vermeidung der Gefahr einer mikrobiellen Erstinfektion des Formkörpers selber oder von Mensch und Tier durch den Formkörper werden hierbei aber nicht gleichzeitig befriedigend gewährleistet.All of the mentioned methods have in common that equipping the medical work equipment with a pharmacologically active substance requires an additional work step, namely either a pretreatment of the polymer material before processing or an aftertreatment of the moldings produced. This causes additional costs and involves an increased production time. Another problem of the method consists in the use of organic solvents, which can not be completely removed from the material usually. In addition, all of the methods mentioned here have in common that the temporally limited long-term effect of the antimicrobial finish of the shaped bodies of polymeric material, in particular of medical devices when used on or in the patient, is optimized. This and the avoidance of the risk of microbial initial infection of the molding itself or of man and animal by the molding are not guaranteed here but at the same time satisfying.
Die hier gemeinten Medizinprodukte werden überwiegend intracorporal angewandt. Katheter beispielsweise durchdringen die Körperoberfläche für die gesamte Zeit der Anwendung und stellen deshalb ein besonders hohes Risiko für mikrobielle Infektionen dar, wie schon weiter oben dargelegt wurde. Die Gefahr von Erstinfektionen beim Einbringen der Medizinprodukte in den Körper durch mikrobielle Kontamination wird durch die bekannten antimikrobiellen Ausrüstungen noch nicht ausreichend reduziert.The medical devices referred to here are predominantly used intracorporally. For example, catheters penetrate the body surface for the entire time of application and therefore present a particularly high risk of microbial infection, as stated earlier. The risk of initial infection when introducing the medical devices into the body through microbial contamination is not sufficiently reduced by the known antimicrobial equipment.
Es stellt sich damit, ausgehend vom benannten Stand der Technik, die Aufgabe, ein antimikrobiell ausgerüstetes Polymermaterial zur Herstellung von medizinischen Formkörpern für Implantate, insbesondere Katheter, bereit zu stellen, das eine für den Heilungsprozess angemessene Langzeitwirkung bei der Verhinderung der Oberflächenbesiedelung durch Keime zeigt und dabei das Risiko der mikrobiellen Erstinfektion bei Eintrag in das biologische Gewebe durch mikrobiozide Sofortwirkung minimiert, geeignete mechanische Eigenschaften hat und einfach und günstig zu fertigen ist. Überraschend wurde nun gefunden, dass die nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Formmassen beziehungsweise die daraus hergestellten Formkörper sowohl an der Oberfläche eine hohe Anfangskonzentration von Wirkstoffen aufweisen, die bei Benetzung mit einem wässrigen Medium eine initiale Ansiedlung von Mikroorganismen durch eine hohe Wirkstoffabgabe wirksam verhindert, als auch eine langanhaltende weitere Wirkstoffabgabe in ausreichender Höhe für eine Langzeitanwendung gewährleisten.It thus turns out, based on the prior art, the object of providing an antimicrobially finished polymer material for the production of medical moldings for implants, in particular catheters, which is suitable for the healing process Long-term effect in the prevention of surface colonization by germs and thereby minimizes the risk of microbial Erstinfektion on entry into the biological tissue by microbiocidal immediate effect, has suitable mechanical properties and is easy and inexpensive to manufacture. Surprisingly, it has now been found that the molding compositions according to the invention or the moldings produced therefrom both at the surface have a high initial concentration of active ingredients, which effectively prevents initial colonization of microorganisms by high drug delivery when wetted with an aqueous medium, as well as a long-lasting ensure adequate release of active ingredient for long-term use.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demnach Formmassen enthaltend mindestens ein thermoplastisch verarbeitbares Polymer, insbesondere thermoplastische Polyurethane (TPU) Copolyester und Polyetherblockamide, sowie mindestens einen teilneutralisierten Wirkstoff.Accordingly, a first subject of the present invention are molding compositions comprising at least one thermoplastically processable polymer, in particular thermoplastic polyurethanes (TPU), copolyesters and polyether block amides, and at least one partially neutralized active ingredient.
Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Formkörper, welche erfindungsgemäße Formmassen enthalten.A second object of the present invention are moldings which contain novel molding materials.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Wirkstoffe haben antibakterielle, antiprotozoische oder antimykotische respektive fungizide Aktivität und werden deshalb von ihrer Wirkung her zu den Antibiotika, respektive Antiinfektiva, sowie Antimykotika, respektive Fungiziden, gezählt.The active substances used according to the invention have antibacterial, antiprotozoic or antifungal or fungicidal activity and are therefore counted from their action to the antibiotics, respectively anti-infective agents, as well as antimycotics, respectively fungicides.
Im Rahmen dieser Erfindung ist ein teilneutralisierter Wirkstoff entweder ein Wirkstoff mit basischer Funktionalität, die mit einer Säure teilweise neutralisiert ist, oder ein Wirkstoff mit saurer Funktionalität ist, die mit einer Base teilweise neutralisiert ist. Die Begriffe basische oder saure Funktionalität sowie Säure und Base umfassen die allgemein bekannten Begriffe in der Bedeutung als Protonenakzeptor und -donor nach Brönstedt.In the context of this invention, a partially neutralized drug is either an agent with basic functionality that is partially neutralized with an acid, or an agent with acidic functionality that is partially neutralized with a base. The terms basic or acidic functionality as well as acid and base include the well-known terms in the meaning as proton acceptor and donor according to Brönstedt.
Weiterhin werden im Rahmen dieser Erfindung als teilneutralisierter Wirkstoff insbesondere auch solche Wirkstoffe verstanden, die gleichzeitig basische und saure Funktionalitäten besitzen, wie beispielsweise Betaine und Zwitterionen mit quarterniertem Stickstoff. Die saure Funktionalität wird in diesem Fall mit einer Base und die basische Funktionalität mit einer Säure teilweise neutralisiert. Erfindungsgemäß geeignete Wirkstoffe mit basischer Funktionalität sind organisch-chemische aliphatische und cyclische, insbesondere heterocyclische Verbindungen, die beispielsweise eine Stickstofffunktionalität als Substituent oder in der Kette oder dem Ring tragen. Bevorzugt sind Wirkstoffe wie ß-Lactam-Antibiotika wie Penicilline, insbesondere 6-Aminopenicillinsäureester wie Bacampicillin, wie Cephalosporine, insbesondere Cefotiam, 7-Aminocephalosporansäureester wie Cefpodoxim-Proxetil und Cefetamet-Pivoxil, Gyrasehemmer-Antiinfektiva wie derivatisierte Chinolone insbesondere an der Carbonsäurefunktion derivatisierteFurthermore, in the context of this invention, the term partially neutralized active ingredient is understood in particular also to mean those active ingredients which simultaneously have basic and acidic functionalities, such as, for example, betaines and zwitterions with quaternized nitrogen. The acid functionality is partially neutralized in this case with a base and the basic functionality with an acid. Active substances with basic functionality which are suitable according to the invention are organic-chemical aliphatic and cyclic, in particular heterocyclic, compounds which carry, for example, a nitrogen functionality as substituent or in the chain or the ring. Preference is given to active substances such as β-lactam antibiotics such as penicillins, in particular 6-aminopenicillin esters such as bacampicillin such as cephalosporins, in particular cefotiam, 7-aminocephalosporanic acid esters such as cefpodoxime proxetil and cefetamet-pivoxil, gyrase inhibitor antiinfectives such as derivatized quinolones, in particular derivatized on the carboxylic acid function
Fluorchinoloncarbonsäurederivate, Aminoglykosid-Antibiotika wie insbesondere Streptomycin, Neomycin, Gentamicin, Tobramycin, Netylmycin, und Amikacin, Tetracyclin-Antibiotika wie insbesondere Docycyclin und Minocyclin, Chloramphenicol und Derivate, insbesondere als Bernsteinsäureester-mononatriumsalz, Makrolid-Antibiotika wie Desosamin-Makrolide, insbesondere Erythromycin, Clarithromycin, Roxithromycin, Azithromycin, Erythromycyclamin, Dirithromycin und deren Ester, wie Ketolide, Lincosamid-Antibiotika wie insbesondere Lincomycin und Clindamycin, Oxazolidinon-Antibiotika, Sulfonamid-Antimikrobiotika, wie insbesondere Sulfisoxazol, Sulfadiazin, Sulfamethoxazol, Sulfamethoxydiazin, Sulfalen und Sulfadoxin, Diaminopyrimidin-Antimikrobiotika wie insbesondere Trimethoprim, Pyrimethamin, basische Ansamycin-Antibiotika wie insbesondere Rifampicin und Rifabutin, sowie Azol- Antimykotika wie Imidazol-Derivate wie insbesondere Bifonazol, Clotrimazol, Econazol, Miconazol und Isoconazol, und Triazol-Derivate wie insbesondere Itraconazol, und Voriconazol.Fluoroquinolonecarboxylic acid derivatives, aminoglycoside antibiotics, in particular streptomycin, neomycin, gentamicin, tobramycin, netylmycin, and amikacin, tetracycline antibiotics, in particular docycycline and minocycline, chloramphenicol and derivatives, in particular as succinate monosodium salt, macrolide antibiotics, such as desosamine macrolides, in particular erythromycin, Clarithromycin, roxithromycin, azithromycin, erythromycin, dirithromycin and their esters such as ketolides, lincosamide antibiotics such as lincomycin and clindamycin, oxazolidinone antibiotics, sulfonamide antimicrobials, especially sulfisoxazole, sulfadiazine, sulfamethoxazole, sulfamethoxydiazine, sulfa and sulfadoxine, diaminopyrimidine antimicrobials such as in particular trimethoprim, pyrimethamine, basic ansamycin antibiotics such as in particular rifampicin and rifabutin, and azole antifungals such as imidazole derivatives such as in particular bifonazole, clotrimazole, econazole, miconazole and isoconazole, and tri azole derivatives, in particular itraconazole, and voriconazole.
Erfindungsgemäß geeignete Wirkstoffe mit saurer Funktionalität sind organisch-chemische aliphatische und cyclische, insbesondere heterocyclische Verbindungen, die beispielsweise durch eine oder mehrere Carboxylgruppen und/oder eine Sulfogruppe substituiert sind. Bevorzugt sind Wirkstoffe wie ß-Lactam-Antibiotika wie Penicilline, insbesondere 6-Aminopenicillansäuren wie beispielsweise Penicillin G, Propicillin, Amoxicillin, Ampicillin, Mezlocillin, Oxacillin und Flucloxacillin, wie Clavulansäure, wie Cephalosporine, insbesondere substituierte 7- Aminocephalosporansäuren wie Cefazolin, Cefuroxim, Cefoxitin, Cefotetan, Cefotaxim und Ceftriaxon, und Oxacepheme wie Latamoxef und Flomoxef, wie Carbapeneme, insbesondere Imipenem, und wie Monobaktame, insbesondere Aztreonam, sowie Gyrasehemmer-Antiinfektiva wie Nalixidinsäure und -derivate, insbesondere Nalixidinsäure selber, wie auch Fusidinsäure.Active ingredients with acidic functionality which are suitable according to the invention are organic-chemical aliphatic and cyclic, in particular heterocyclic, compounds which are substituted, for example, by one or more carboxyl groups and / or a sulfo group. Preference is given to active substances such as β-lactam antibiotics such as penicillins, in particular 6-aminopenicillan acids such as, for example, penicillin G, propicillin, amoxicillin, ampicillin, mezlocillin, oxacillin and flucloxacillin, such as clavulanic acid, such as cephalosporins, in particular substituted 7-aminocephalosporanic acids, such as cefazolin, cefuroxime, cefoxitin , Cefotetan, cefotaxime and ceftriaxone, and oxacephems such as latamoxef and flomoxef such as carbapenems, especially imipenem, and monobactams, especially aztreonam, and gyrase inhibitor anti-infective agents such as nalixidic acid and derivatives, especially nalixidic acid itself, as well as fusidic acid.
Erfindungsgemäß geeignete Wirkstoffe mit Betain- oder Zwitterionen-Struktur sind beispielsweise Cephalosporine insbesondere Cefotiam und die der Cefalexin-Gruppe wie Cefaclor, die der Ceftazidim-Gruppe wie Ceftazidim, Cefpirom und Cefepim, Carbapeneme, insbesondere Meropeneme, Chinoloncarbonsäuren, insbesondere substituierte 6-Fluor-l,4-dihydro-4-oxo-7-(l- piperazinil)-chinolin-3-carbonsäuren wie beispielsweise Norfloxacin, Ciprofloxacin, Ofloxacin, Sparfloxacin, Grepafloxacin und Enrofloxacin, substituierte 6-Fluor-l,4-dihydro-4-oxo-7-(l- pyrrolidin)-chinolin-3-carbonsäuren wie beispielsweise Clinafloxacin, Moxifloxacin und Trovafloxacin, sowie cyclische Peptid-Antibiotika wie Glykopeptide wie insbesondere Vancomycin und Teicoplanin, wie Streptogramine wie insbesondere Pristinamycine.According to the invention suitable agents with betaine or zwitterion structure are, for example, cephalosporins especially cefotiam and the cefalexin group such as cefaclor, the ceftazidime group such as ceftazidime, cefpirome and cefepime, carbapenems, in particular meropenems, quinolonecarboxylic acids, in particular substituted 6-fluoro-l , 4-dihydro-4-oxo-7- (1-piperazinil) -quinoline-3-carboxylic acids such as, for example, norfloxacin, ciprofloxacin, ofloxacin, Sparfloxacin, grepafloxacin and enrofloxacin, substituted 6-fluoro-l, 4-dihydro-4-oxo-7- (1-pyrrolidine) quinoline-3-carboxylic acids such as clinafloxacin, moxifloxacin and trovafloxacin, as well as cyclic peptide antibiotics such as glycopeptides such as in particular vancomycin and teicoplanin, such as streptograms such as in particular pristinamycins.
Ganz besonders bevorzugte Wirkstoffe sind Norfloxacin, Ciprofloxacin, Clinafloxacin, und Moxifloxacin.Very particularly preferred active ingredients are norfloxacin, ciprofloxacin, clinafloxacin, and moxifloxacin.
Die teilneutralisierten Wirkstoffe können erfindungsgemäß auch als Wirkstoffkombinationen, auch mit strukturell oder funktionell anderen und / oder mit nicht neutralisierten Wirkstoffen aus den erfindungsgemäß eingesetzten Substanzklassen in den Formkörpern verwendet werden, sofern sich ihre Wirkungen nicht antagonisieren.The partially neutralized active compounds can also be used according to the invention as active ingredient combinations, even with structurally or functionally different and / or with non-neutralized active substances from the substance classes used according to the invention in the shaped bodies, provided their effects do not antagonize.
Erfindungsgemäß einsetzbare Säuren sind im Allgemeinen alle gebräuchlichen anorganischen oder organischen Säuren beziehungsweise Protonenspender. Beispielsweise verwendet man in Abhängigkeit von der Basizität und Stabilität des teilweise zu neutralisierenden Wirkstoffes sowie, bei medizinischen Anwendungen, der physiologischen Verträglichkeit Mineralsäuren, mono- di-, tri- und po Iy funktionale aliphatische und aromatische Carbonsäuren und Hydroxycarbonsäuren, wobei mehrfunktionale Carbonsäure teilweise mit kurz- und langkettigen Alkoholen, Hydroxycarbonsäuren mit Carbonsäuren verestert sein können, Hydroxycarbonsäuren mit glykosidisch gebundenen Kohlenhydraten, saure Aminosäuren, Sulfonsäuren wie insbesondere aliphatische Perfluorsulfonsäuren und Phenole. Bevorzugt einsetzbar sind Hydrogenchlorid, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Phosphorsäuremono- und -diester, Essigsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Ethylhydrogensuccinat (Bernsteinsäuremonoester), Citronensäure, Acetylsalicylsäure, Glutaminsäure und Perfluorbutansulfonsäure. Besonders bevorzugt eingesetzt wird Hydrogenchlorid.Acids which can be used according to the invention are generally all customary inorganic or organic acids or proton donors. For example, one uses, depending on the basicity and stability of the partially neutralized active ingredient and, in medical applications, the physiological compatibility of mineral acids, mono- di-, tri- and polyfunctional aliphatic and aromatic carboxylic acids and hydroxycarboxylic acids, polyfunctional carboxylic acid partially with short - And long-chain alcohols, hydroxycarboxylic acids may be esterified with carboxylic acids, hydroxycarboxylic acids with glycoside bound carbohydrates, acidic amino acids, sulfonic acids such as in particular aliphatic perfluorosulfonic acids and phenols. Preference is given to using hydrogen chloride, sulfuric acid, phosphoric acid, phosphoric mono- and diesters, acetic acid, stearic acid, palmitic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, malic acid, tartaric acid, ethyl hydrogen succinate (succinic monoester), citric acid, acetylsalicylic acid, glutamic acid and perfluorobutanesulfonic acid. Hydrogen chloride is particularly preferably used.
Erfindungsgemäß einsetzbare Basen sind im Allgemeinen alle gebräuchlichen anorganischen oder organischen Protonenakzeptoren. Beispielsweise verwendet man in Abhängigkeit von der Acidität und Stabilität des teilweise zu neutralisierenden Wirkstoffes sowie, bei medizinischen Anwendungen, der physiologischen Verträglichkeit Alkalimetallhydride, Alkalimetallalkoxide, Alkalimetall-, Erdalkalimetallcarbonate, Alkalimetall-, Erdalkalimetallhydrogencarbonate und Stickstoffbasen wie beispielsweise primäre, sekundäre und tertiäre aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Amine. Bevorzugt einsetzbar sind Natriumhydrid, Natriummethoxid, - -Bases which can be used according to the invention are generally all customary inorganic or organic proton acceptors. For example, depending on the acidity and stability of the partially neutralized active ingredient and, in medical applications, the physiological compatibility of alkali metal hydrides, alkali metal alkoxides, alkali metal, alkaline earth metal, alkali metal, Erdalkalimetallhydrogencarbonate and nitrogen bases such as primary, secondary and tertiary aliphatic, cycloaliphatic and aromatic amines. Preference is given to using sodium hydride, sodium methoxide, - -
Natriumhydroxide, Magnesium hydroxid, Calciumhydroxid, Natrium- und Kaliumcarbonat, Natrium- und Kaliumhydrogencarbonat, Triethylamine, Dibenzylamine, Diisopropylamine, Pyridin, Chinolin, Diazabicyclooctan (DABCO), Diazabicyclononen (DBN) und Diazabicycloundecen (DBU).Sodium hydroxides, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sodium and potassium carbonate, sodium and potassium bicarbonate, triethylamine, dibenzylamine, diisopropylamine, pyridine, quinoline, diazabicyclooctane (DABCO), diazabicyclononene (DBN) and diazabicycloundecene (DBU).
Die Wirkstoffe mit Betain- bzw. Zwitterrionenstruktur können erfindungsgemäß entweder mit Säuren oder Basen beispielsweise aus den o. a. Listen teilweise neutralisiert werden. Die teilweise Neutralisation kann in einem weiten Äquivalenzbereich erfolgen. Beispielsweise setzt man pro Äquivalent basischer Funktionalität im Wirkstoff 0,01 bis 0,95 Äquivalente Säure ein oder pro Äquivalent saurer Funktionalität im Wirkstoff 0,01 bis 0,95 Äquivalente Base ein. Bevorzugt setzt man pro Mol Wirkstoff 0,01 bis 0,95, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,8 Äquivalente Säure beziehungsweise Base ein.The active substances with betaine or Zwitterrionenstruktur can according to the invention either with acids or bases, for example, from the o. A. Lists are partially neutralized. The partial neutralization can be done in a wide range of equivalents. For example, 0.01 to 0.95 equivalents of acid are used per equivalent of basic functionality in the active ingredient, or 0.01 to 0.95 equivalents of base per equivalent of acidic functionality in the active ingredient. Preference is given to 0.01 to 0.95, particularly preferably 0.2 to 0.8 equivalents of acid or base per mole of active ingredient.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung setzt man mit 0,1 bis 0,9 mol Hydrogenchlorid pro Mol Wirkstoff neutralisierte Chinolon-Antiinfektiva, besonders bevorzugt Ciprofloxacin ein.In a particularly preferred embodiment of the invention is used with 0.1 to 0.9 mol of hydrogen chloride per mole of active ingredient neutralized quinolone anti-infective agents, more preferably ciprofloxacin.
Die Durchführung der Neutralisation der Wirkstoffe zum erfindungsgemäßen Einsatz im Polymer erfolgt nach den allgemein bekannten klassischen oder neueren Methoden der Organischen Chemie. So kann man bespielsweise den Wirkstoff in einem geeigneten Lösungsmittel lösen oder suspendieren und dazu die Säure oder Base in reiner oder gelöster Form zugeben. Hiernach kann dann der teilneutralisierte Wirkstoff durch Auskristallisieren oder Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen werden. Es ist aber auch möglich, die Neutralisation mittels eines mit der betreffenden Säure oder Base beladenen Adsorbens wie beispielsweise Kieselgel oder Aluminiumoxid, oder anionischen oder kationischen Ionenaustauschers durchzuführen. Im Allgemeinen führt man dieses analog einer Säulenchromatografϊe durch Lösen des Wirkstoffes in einem geeigneten Lösungsmittel als mobile Phase durch und kontinuierlicher diskontinuierlichem Kontakt mit der mit der Säure oder Base beladenen stationären Phase durch.The neutralization of the active ingredients for use according to the invention in the polymer is carried out by the well-known classical or newer methods of organic chemistry. Thus, for example, it is possible to dissolve or suspend the active ingredient in a suitable solvent and to add the acid or base in pure or dissolved form. After this, the partially neutralized active substance can then be obtained by crystallization or evaporation of the solvent. However, it is also possible to carry out the neutralization by means of an adsorbent loaded with the relevant acid or base, for example silica gel or aluminum oxide, or anionic or cationic ion exchanger. In general, this is carried out analogously to a column chromatograph by dissolving the active ingredient in a suitable solvent as mobile phase and continuous discontinuous contact with the loaded with the acid or base stationary phase.
Hierbei ist es prinzipiell möglich auch erst in einem zweiten Schritt den teilneutralisierten Wirkstoff zu erhalten, in dem der äquimolare neutralisierte mit nicht neutralisierten Wirkstoff gemischt wird. Dabei kann dieses in homogener Lösung und / oder flüssiger Form, aber auch in fester Form, beispielweise kristaliner oder amorpher Pulverform erfolgen.In this case, it is in principle also possible to obtain the partially neutralized active substance only in a second step by mixing the equimolar neutralized with non-neutralized active ingredient. This can be done in homogeneous solution and / or liquid form, but also in solid form, for example, crystalline or amorphous powder form.
Der verwendete teilneutralisierte Wirkstoff muss eine ausreichende (chemische) Stabilität in der Polymermatrix besitzen. Zudem darf die mikrobiologische Aktivität des Wirkstoffs in der - - polymeren Matrix und unter den Verfahrensbedingungen der Einarbeitung nicht beeinträchtigt werden, der Wirkstoff muss also bei den für die thermoplastische Verarbeitung des polymeren Materials erforderlichen Temperaturen von 150 bis 2000C und Verweilzeiten von 2 bis 5 min ausreichend stabil sein.The partially neutralized active ingredient used must have sufficient (chemical) stability in the polymer matrix. In addition, the microbiological activity of the active substance in the - - polymer matrix and under the process conditions of incorporation are not impaired, the active ingredient must therefore be sufficiently stable at the required for the thermoplastic processing of the polymeric material temperatures of 150 to 200 0 C and residence times of 2 to 5 min.
Die Inkorporierung der pharmazeutisch wirksamen Substanz sollte weder die Biokompatibilität der Polymeroberfäche noch andere wünschenswerte polymer-spezifϊsche Eigenschaften des polymeren Materials (Elastizität, Reissfestigkeit etc.) beeinträchtigen.The incorporation of the pharmaceutically active substance should not affect the biocompatibility of the polymer surface or other desirable polymer-specific properties of the polymeric material (elasticity, tear resistance, etc.).
Die Wirkstoffe werden vorzugsweise in einer ihrer Aktivität entsprechenden Konzentration eingearbeitet. Der Anteil Wirkstoff (gerechnet als nicht neutralisierter Wirkstoff) an der Formmasse liegt bevorzugt in einem Konzentrationsbereich von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen jeweils auf die Formmasse. Ganz besonders bevorzugt setzt man 1 bis 2 Gew.-% Ciprofloxacin ein.The active compounds are preferably incorporated in a concentration corresponding to their activity. The proportion of active ingredient (calculated as non-neutralized active ingredient) in the molding composition is preferably in a concentration range of 0.1 to 5.0 wt .-%, particularly preferably 0.5 to 2 wt .-%, based in each case on the molding composition. Very particular preference is given to using 1 to 2% by weight of ciprofloxacin.
Geeignete thermoplastisch verarbeitbare Polymere sind insbesondere thermoplastische Polyurethane, Polyether-Blockamide und Copolyester, bevorzugt thermoplastische Polyurethane und Polyether-Blockamide und besonders bevorzugt thermoplastische Polyurethane.Suitable thermoplastically processable polymers are in particular thermoplastic polyurethanes, polyether block amides and copolyesters, preferably thermoplastic polyurethanes and polyether block amides and particularly preferably thermoplastic polyurethanes.
Die erfindungsgemäss einsetzbaren thermoplastisch verarbeitbaren Polyurethane sind durch Umsetzung der polyurethanbildenden KomponentenThe thermoplastically processable polyurethanes which can be used according to the invention are prepared by reacting the polyurethane-forming components
(A) organisches Diisocyanat,(A) organic diisocyanate,
(B) lineares hydroxylterminiertes Polyol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 10000,(B) linear hydroxyl terminated polyol having a molecular weight of 500 to 10,000,
(C) Kettenverlängerer mit einem Molekulargewicht von 60 bis 500,(C) chain extenders having a molecular weight of 60 to 500,
wobei das Molverhältnis der NCO-Gruppen in (A) zu den gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen in (B) u. (C) 0,9 bis 1 ,2 beträgt, erhältlich.wherein the molar ratio of the NCO groups in (A) to the isocyanate-reactive groups in (B) u. (C) 0.9 to 1.2 is available.
Als organische Diisocyanate (A) kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische, heterocyclische und aromatische Diisocyanate in Betracht, wie sie in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, S. 75-136 beschrieben werden. Bevorzugt sind aliphatische und cycloaliphatische Diisocyanate.Suitable organic diisocyanates (A) are, for example, aliphatic, cycloaliphatic, heterocyclic and aromatic diisocyanates, as described in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pp. 75-136. Preference is given to aliphatic and cycloaliphatic diisocyanates.
Im einzelnen seien beispielhaft genannt: aliphatische Diisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat, cycloaliphatische Diisocyanate, wie Isophorondi isocyanat, 1 ,4-Cyclohexan-diisocyanat, 1-Methyl-Specific examples are: aliphatic diisocyanates, such as hexamethylene diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates, such as isophorone diisocyanate, 1, 4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl
2,4-cyclohexan-diisocyanat und l-Methyl-2,6-cyclohexan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat, 2,4'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat und 2,2'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, aromatische Diisocyanate, wie 2,4-Toluylendiisocyanat, Gemische aus 2,4-Toluylendiisocyanat und 2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, Gemische aus 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat, urethanmodifizierte flüssige 4,4'-Diphenylmethandiisocyanate und 2,4'-Diphenylmethandiisocyanate, 4,4'-Diisocyanatodiphenyl-ethan-(l,2) und 1,5-2,4-cyclohexane diisocyanate and 1-methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate and the corresponding Isomer mixtures, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and 2,2'-dicyclohexylmethane diisocyanate and the corresponding isomer mixtures, aromatic diisocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, mixtures of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate and 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, mixtures of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, urethane-modified liquid 4,4 ' Diphenylmethane diisocyanates and 2,4'-diphenylmethane diisocyanates, 4,4'-diisocyanatodiphenyl-ethane (1,2) and 1,5-diphenylmethane diisocyanates.
Naphthylendiisocyanat. Vorzugsweise verwendet werden 156-Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat- Isomerengemische mit einem 4,4'- Diphenylmethandiisocyanatgehalt von >96 Gew.-% und insbesondere 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 1,5-Naphthylendiisocyanat. Die genannten Diisocyanate können einzeln oder in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen. Sie können auch zusammen mit bis zu 15 Gew.-% (berechnet auf die Gesamtmenge an Diisocyanat) eines Polyisocyanates verwendet werden, beispielsweise Triphenylmethan-4,4',4"- triisocyanat oder Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten.Naphthylene. Preferably used are 1 5 6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate isomer mixtures having a 4,4'-diphenylmethane diisocyanate content of> 96 wt .-% and in particular 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 1,5-naphthylene diisocyanate. The diisocyanates mentioned can be used individually or in the form of mixtures with one another. They may also be used together with up to 15% by weight (calculated on the total amount of diisocyanate) of a polyisocyanate, for example triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyanate or polyphenyl-polymethylene-polyisocyanates.
Als Komponente (B) werden lineare hydroxylterminierte Polyole mit einem mittleren Molekulargewicht Mn von 500 bis 10000, bevorzugt 500 bis 5000, besonders bevorzugt 600 bis 2000 eingesetzt. Produktionsbedingt enthalten diese oft kleine Mengen an verzweigten Verbindungen. Häufig spricht man daher auch von "im wesentlichen linearen Polyolen". Bevorzugt sind Polyether- Diole, Polycarbonat-Diole, sterisch gehinderte Polyesterdiole, hydroxylterminierte Polybutadiene oder Gemische aus diesen.Component (B) used is linear hydroxyl-terminated polyols having an average molecular weight Mn of from 500 to 10,000, preferably from 500 to 5,000, particularly preferably from 600 to 2,000. For production reasons, these often contain small amounts of branched compounds. Therefore, one often speaks of "substantially linear polyols". Preference is given to polyether diols, polycarbonate diols, sterically hindered polyester diols, hydroxyl-terminated polybutadienes or mixtures of these.
Als Weichsegmente können allein oder im Gemisch mit den oben genannten Diolen auch Polysiloxan-Diole der Formel (I)As soft segments, polysiloxane diols of the formula (I) can be used alone or in admixture with the abovementioned diols.
HO-(CH2)n-[Si(R1)2-O-]mSi(R1)2-(CH2)n-OH (I)HO- (CH 2 ) n - [Si (R 1 ) 2 -O-] m Si (R 1 ) 2 - (CH 2 ) n -OH (I)
in welcherin which
R1 für eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen oder eine Phenyl-Gruppe steht, m für 1 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 und besonders bevorzugt 15 bis 25 steht, und n für 3 bis 6 steht,R 1 is an alkyl group having 1 to 6 C atoms or a phenyl group, m is 1 to 30, preferably 10 to 25 and particularly preferably 15 to 25, and n is 3 to 6,
eingesetzt werden. Es sind bekannte Produkte und können nach an sich bekannten Synthesemethoden hergestellt werden, beispielsweise durch Umsetzung eines Silans der Formel (II) H-[Si(R1)2^O-]mSi(R1)2-H (II)be used. They are known products and can be prepared by synthesis methods known per se, for example by reacting a silane of the formula (II) H- [Si (R 1 ) 2 ] O-] m Si (R 1 ) 2 -H (II)
in welcher R1 und m die oben angegebenen Bedeutungen haben,in which R 1 and m have the meanings given above,
im Verhältnis 1 : 2 mit einem ungesättigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkohol wie Allylalkohol, Buten-(l)-ol oder Penten-(l)-ol in Gegenwart eines Katalysators, z. B. Hexachloroplatinsäure.in the ratio 1: 2 with an unsaturated, aliphatic or cycloaliphatic alcohol such as allyl alcohol, butene- (l) -ol or penten- (l) -ol in the presence of a catalyst, for. B. hexachloroplatinic acid.
Geeignete Polyether-Diole können dadurch hergestellt werden, dass man ein oder mehrere Alkylenoxide mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest mit einem Startermolekül, das zwei aktive Wasserstoffatome gebunden enthält, umsetzt. Als Alkylenoxide seien beispielsweise genannt:Suitable polyether diols can be prepared by reacting one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical with a starter molecule containing two active hydrogen atoms bonded. As alkylene oxides may be mentioned, for example:
Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, Epichlorhydrin und 1 ,2-Butylenoxid und 2,3-Butylenoxid. Vorzugsweise werden Ethylenoxid, Propylenoxid und Mischungen aus 1 ,2-Propylenoxid und Ethylenoxid eingesetzt. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser, Aminoalkohole, wie N-Alkyl-diethanolamine, beispielsweise N-Methyl-diethanol-amin, und Diole, wie Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1 ,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol. Gegebenenfalls können auch Mischungen von Startermolekülen eingesetzt werden. Geeignete Polyether-Diole sind ferner die hydroxylgruppen-haltigen Polymerisationsprodukte des Tetrahydrofurans. Es können auch trifunktionelle Polyether in Anteilen von 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die bifunktionellen Polyether, eingesetzt werden, jedoch höchstens in solcher Menge, dass ein thermoplastisch verarbeitbares Produkt entsteht. Die im wesentlichen linearen Polyether-Diole können sowohl einzeln als auch in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen.Ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, epichlorohydrin and 1, 2-butylene oxide and 2,3-butylene oxide. Preferably, ethylene oxide, propylene oxide and mixtures of 1, 2-propylene oxide and ethylene oxide are used. The alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures. Suitable starter molecules are, for example: water, amino alcohols, such as N-alkyl-diethanolamines, for example N-methyl-diethanolamine, and diols, such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol , Optionally, mixtures of starter molecules can be used. Suitable polyether diols are also the hydroxyl-containing polymerization of tetrahydrofuran. It is also possible to use trifunctional polyethers in proportions of from 0 to 30% by weight, based on the bifunctional polyethers, but at most in such an amount that a thermoplastically processable product is formed. The substantially linear polyether diols can be used both individually and in the form of mixtures with one another.
Geeignete sterisch gehinderte Polyester-Diole können beispielsweise aus Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, und mehrwertigen Alkoholen hergestellt werden. Als Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betracht: aliphatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure und aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Dicarbonsäuren können einzeln oder als Gemische, z. B. in Form einer Bernstein-, Glutar- und Adipinsäuremischung, verwendet werden. Zur Herstellung der Polyester- Diole kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, anstelle der Dicarbonsäuren die entsprechenden Dicarbonsäurederivate, wie Carbonsäurediester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, - -Suitable sterically hindered polyester diols can be prepared, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, and polyhydric alcohols. Suitable dicarboxylic acids are, for example: aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid, and aromatic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. The dicarboxylic acids can be used individually or as mixtures, eg. In the form of an amber, glutaric and adipic acid mixture. For the preparation of the polyester diols, it may optionally be advantageous, instead of the dicarboxylic acids, to use the corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as carbonic acid diesters having 1 to 4 carbon atoms in the alcohol radical, - -
Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zu verwenden. Beispiele für mehrwertige Alkohole sind sterisch gehinderte Glykole mit 2 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, die in beta -Position zur Hydroxylgruppe mindestens einen Alkylrest tragen, wie 2,2-Dimethyl-l,3- propandiol, 2-Methyl-2- propyl-l,3-propandiol, 2,2-Diethyl-l,3-propandiol, 2-Ethyl-l,3-hexandiol, 2,5-Dimethyl-2,5- hexandiol, 2,2,4-Trimethyl-l,3-pentandiol, oder Gemische mit Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, 1,3-Propandiol und Dipropylenglykol. Je nach den gewünschten Eigenschaften können die mehrwertigen Alkohole allein oder gegebenenfalls in Mischung untereinander verwendet werden. Geeignet sind ferner Ester der Kohlensäure mit den genannten Diolen, insbesondere solchen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol oder 1 ,6-Hexandiol, Kondensationsprodukte von Hydroxycarbonsäuren, beispielsweise Hydroxycapronsäure und Polymerisationsprodukte von Lactonen, beispielsweise gegebenenfalls substituierten Caprolactonen. Als Polyester-Diole werden vorzugsweise verwendet, Neopentylglykol-polyadipate 1,6-Hexandiol-neopentylglykol- polyadipate. Die Polyester-Diole können einzeln oder in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen.Carboxylic anhydrides or carboxylic acid chlorides to use. Examples of polyhydric alcohols are sterically hindered glycols having 2 to 10, preferably 2 to 6, carbon atoms which have at least one alkyl radical in the beta position relative to the hydroxyl group, such as 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-one propyl-l, 3-propanediol, 2,2-diethyl-l, 3-propanediol, 2-ethyl-l, 3-hexanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 2,2,4-trimethyl- l, 3-pentanediol, or mixtures with ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1,10-decanediol, 1,3-propanediol and dipropylene glycol. Depending on the desired properties, the polyhydric alcohols may be used alone or optionally mixed with each other. Also suitable are esters of carbonic acid with the diols mentioned, in particular those having 3 to 6 carbon atoms, such as 2,2-dimethyl-l, 3-propanediol or 1,6-hexanediol, condensation products of hydroxycarboxylic acids, for example hydroxycaproic acid and polymerization products of lactones, for example optionally substituted caprolactones. As polyester diols are preferably used, neopentyl glycol polyadipate 1,6-hexanediol neopentylglykol- polyadipate. The polyester diols can be used individually or in the form of mixtures with one another.
Als Kettenverlängerungsmittel (C) werden Diole, Diamine oder Aminoalkohole mit einem Molekulargewicht von 60 bis 500 eingesetzt, vorzugsweise aliphatische Diole mit 2 bis 14 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ethandiol, 1 ,6-Hexandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol und insbesondere 1,4-Butandiol. Geeignet sind jedoch auch Diester der Terephthalsäure mit Glykolen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Terephthalsäure-bis-ethylenglykol oder Terephthalsäure- bis-l ,4-butandiol, Hydroxyalkylenether des Hydrochinons, wie z. B. l,4-Di(-hydroxyethyl)- hydrochinon, ethoxylierte Bisphenole, (cyclo)aliphatische Diamine, wie z. B. Isophorondiamin, Ethylendiamin, 1 ,2-Propylen-diamin, 1,3-Propylen-diamin, N-Methyl-propylen-l,3-diamin, 1,6- Hexamethylendiamin, 1,4-Diaminocyclohexan, 1,3-Diaminocyclohexan, N,N'-As chain extenders (C) diols, diamines or amino alcohols having a molecular weight of 60 to 500 are used, preferably aliphatic diols having 2 to 14 carbon atoms, such as. As ethanediol, 1, 6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol and in particular 1,4-butanediol. However, also suitable are diesters of terephthalic acid with glycols having 2 to 4 carbon atoms, such as. B. terephthalic acid-bis-ethylene glycol or terephthalic acid bis-l, 4-butanediol, hydroxyalkylene ethers of hydroquinone, such as. B. l, 4-di (hydroxyethyl) - hydroquinone, ethoxylated bisphenols, (cyclo) aliphatic diamines, such as. B. isophoronediamine, ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, N-methyl-propylene-1,3-diamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3- Diaminocyclohexane, N, N'-
Dimethylethylendiamin und 4,4'-Dicyclohexylmethandiamin und aromatische Diamine, wie z. B. 2,4-Toluylendiamin und 2,6-Toluylendiamin, 3,5-Diethyl-2,4-toluylendiamin und 3,5-Diethyl-2,6- toluylendiamin und primäre mono-, di-, tri- oder tetraalkylsubstituierte 4,4'- Diaminodiphenylmethane oder Aminoalkohole wie Ethanolamin, 1-Aminopropanol, 2- Aminopropanol. Es können auch Gemische der oben genannten Kettenverlängerer eingesetzt werden. Daneben können auch kleinere Mengen an tri- oder höherfunktionellen Vernetzern zugesetzt werden, z. B. Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit. Besonders bevorzugt werden 1 ,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Isophorondiamin und deren Gemische eingesetzt. Weiterhin können in geringen Mengen auch übliche monofunktionelle Verbindungen eingesetzt werden, z. B. als Kettenabbrecher oder Entformungshilfen. Beispielhaft genannt seien Alkohole wie Oktanol und Stearylalkohol oder Amine wie Butylamin und Stearylamin.Dimethylethylenediamine and 4,4'-dicyclohexylmethanediamine and aromatic diamines, such as. B. 2,4-toluenediamine and 2,6-toluenediamine, 3,5-diethyl-2,4-toluylenediamine and 3,5-diethyl-2,6-toluylenediamine and primary mono-, di-, tri- or tetraalkylsubstituierte 4th , 4'-Diaminodiphenylmethane or amino alcohols such as ethanolamine, 1-aminopropanol, 2-aminopropanol. It is also possible to use mixtures of the abovementioned chain extenders. In addition, smaller amounts of tri- or higher-functional crosslinkers can be added, for. As glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol. Particular preference is given to using 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, isophoronediamine and mixtures thereof. Furthermore, customary monofunctional compounds can also be used in small amounts, for. B. as chain terminators or demoulding. Examples include alcohols such as octanol and stearyl alcohol or amines such as butylamine and stearylamine.
Die molaren Verhältnisse der Aufbaukomponenten können über einen breiten Bereich variiert werden, wodurch sich die Eigenschaften des Produkts einstellen lassen. Bewährt haben sich molare Verhältnisse von Polyolen zu Kettenverlängerern von 1 : 1 bis 1 : 12. Das Molverhältnis von Diisocyanaten und Polyolen beträgt bevorzugt 1,2 : 1 bis 30 : 1. Besonders bevorzugt sind Verhältnisse von 2 : 1 bis 12 : 1. Zur Herstellung der TPU können die Aufbaukomponenten, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren, Hilfsmitteln und Zusatzstoffen, in solchen Mengen zur Reaktion gebracht werden, dass das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der NCO-reaktiven Gruppen, insbesondere der Hydroxy- oder Aminogruppen der niedermolekularen Diole/Triole, Amine und der Polyole 0,9 : 1 bis 1,2 : 1, vorzugsweise 0,98 : 1 bis 1 ,05 : 1 , besonders bevorzugt 1,005 : 1 bis 1,01 : 1 beträgt.The molar ratios of the constituent components can be varied over a wide range, which can adjust the properties of the product. Molar ratios of polyols to chain extenders of 1: 1 to 1: 12 have proven useful. The molar ratio of diisocyanates and polyols is preferably 1.2: 1 to 30: 1. Particular preference is given to ratios of 2: 1 to 12: 1 To prepare the TPU, the synthesis components, if appropriate in the presence of catalysts, auxiliaries and additives, can be reacted in amounts such that the equivalence ratio of NCO groups to the sum of the NCO-reactive groups, in particular the hydroxyl or amino groups of the low molecular weight diols / Triols, amines and polyols 0.9: 1 to 1.2: 1, preferably 0.98: 1 to 1, 05: 1, more preferably 1.005: 1 to 1.01: 1.
Die erfmdungsgemäss verwendbaren Polyurethane können ohne Katalysatoren hergestellt werden; in manchen Fällen kann der Einsatz von Katalysatoren jedoch angezeigt sein. Im allgemeinen werden die Katalysatoren in Mengen von bis zu 100 ppm, bezogen auf die Gesamtmenge an Edukten, verwendet. Geeignete erfindungsgemässe Katalysatoren sind die nach dem Stand der Technik bekannten und üblichen tertiären Amine, wie z. B. Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N,N'-Dimethyl-piperazin, 2-(Dimethylamino- ethoxy)-ethanol, Diazabicyclo- (2,2,2)-octan und ähnliche sowie insbesondere organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenverbindungen, Zinnverbindungen, z. B. Zinndiacetat, Zinndioctoat, Zinndilaurat oder die Zinndialkylsalze aliphatischer Carbonsäuren. Bevorzugt sind Dibutylzinndiacetat und Dibutylzinndilaurat; von diesen genügen Mengen von 1 bis 10 ppm, um die Reaktion zu katalysieren.The polyurethanes which can be used according to the invention can be prepared without catalysts; however, in some cases, the use of catalysts may be indicated. In general, the catalysts are used in amounts of up to 100 ppm, based on the total amount of starting materials. Suitable inventive catalysts are known and customary in the prior art tertiary amines, such as. For example, triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N, N'-dimethyl-piperazine, 2- (dimethylaminoethoxy) ethanol, diazabicyclo- (2,2,2) octane and the like and in particular organic metal compounds such as titanic acid esters, iron compounds , Tin compounds, e.g. As tin diacetate, tin dioctoate, tin dilaurate or Zinndialkylsalze aliphatic carboxylic acids. Preferred are dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate; Of these, 1 to 10 ppm are enough to catalyze the reaction.
Neben den TPU-Komponenten und den Katalysatoren können auch andere Hilfsmittel und Zusatzstoffe zugesetzt werden. Genannt seien beispielsweise Gleitmittel wie Fettsäureester, deren Metallseifen, Fettsäureamide und Siliconverbindungen, Antiblockmittel, Inhibitoren, Stabilisatoren gegen Hydrolyse, Licht, Hitze und Verfärbung, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Pigmente, anorganische oder organische Füllstoffe und Verstärkungsmittel. Verstärkungsmittel sind insbesondere faserartige Verstärkungsstoffe wie anorganische Fasern, die nach dem Stand der Technik hergestellt werden und auch mit einer Schlichte beaufschlagt sein können. Nähere Angaben über die genannten Hilfs- und Zusatzstoffe sind der Fachliteratur zu entnehmen, beispielsweise J. H. Saunders, K. C. Frisch: "High Polymers", Band XVI, Polyurethane, Teil 1 und 2, Interscience Publishers 1962 bzw. 1964, R. Gächter, H. Müller (Ed.): Taschenbuch der Kunststoff- Additive, 3. Ausgabe, Hanser Verlag, München 1989, oder DE-A 29 01 774.In addition to the TPU components and the catalysts, other auxiliaries and additives may also be added. Examples which may be mentioned are lubricants such as fatty acid esters, their metal soaps, fatty acid amides and silicone compounds, antiblocking agents, inhibitors, hydrolysis stabilizers, light, heat and discoloration, flame retardants, dyes, pigments, inorganic or organic fillers and reinforcing agents. Reinforcing agents are, in particular, fibrous reinforcing materials, such as inorganic fibers, which are produced according to the prior art and can also be treated with a sizing agent. Further details of the abovementioned auxiliaries and additives can be found in the specialist literature, for example JH Saunders, KC Frisch: "High Polymers", Volume XVI, Polyurethanes, Part 1 and 2, Interscience Publishers 1962 and 1964, R. Gächter, H. Müller (Ed.): Paperback of the plastic additives, 3rd edition, Hanser Verlag, Munich 1989, or DE-A 29 01 774.
Der Aufbau der thermoplastisch verarbeitbaren Polyurethanelastomeren erfolgt bevorzugt schrittweise im sogenannten Prepolymerverfahren. Beim Prepolymerverfahren wird aus dem Polyol und dem Diisocyanat ein isocyanathaltiges Prepolymer gebildet, das in einem zweiten Schritt mit dem Kettenverlängerer umgesetzt wird. Die TPU können kontinuierlich oder diskontinuierlich hergestellt werden. Die bekanntesten technischen Herstellverfahren sind das Bandverfahren und das Extruderverfahren.The structure of the thermoplastically processable polyurethane elastomers is preferably carried out stepwise in the so-called prepolymer process. In the prepolymer process, an isocyanate-containing prepolymer is formed from the polyol and the diisocyanate, which is reacted in a second step with the chain extender. The TPUs can be produced continuously or discontinuously. The best known technical production methods are the belt process and the extruder process.
Erfindungsgemäß geeignete Polyether-Blockamide sind beispielsweise solche, die aus Polymerketten bestehen, die aus wiederkehrenden Einheiten entsprechend der Formel I aufgebaut sind.Polyether block amides suitable according to the invention are, for example, those which consist of polymer chains which are built up from recurring units of the formula I.
in welcher in which
A die von einem Polyamid mit 2 Carboxylendgruppen durch Verlust der letzteren abgeleitete Polyamidkette ist und B die von einem Polyoxyalkylenglycol mit endständigen OH-Gruppen durch Verlust der letzteren abgeleitete Polyoxyalkylenglycolkette ist und n die Zahl der die Polymerkette bildenden Einheiten ist. Als Endgruppen stehen dabei bevorzugt OH-Gruppen oder Reste von Verbindungen die die Polymerisation abbrechen.A is the polyamide chain derived from a polyamide having 2 carboxyl end groups by loss of the latter, and B is the polyoxyalkylene glycol chain derived from a OH-terminated polyoxyalkylene glycol by loss of the latter and n is the number of polymer chain forming units. As end groups are preferably OH groups or residues of compounds which terminate the polymerization.
Die Dicarbonsäurepolyamide mit den endständigen Carboxylgruppen werden auf bekannte Weise erhalten, so z.B. durch Polykondensation eines oder mehrerer Lactame oder/und einer oder mehrerer Aminosäure, ferner durch Polykondensation einer Dicarbonsäure mit einem Diamin, jeweils in Gegenwart eines Überschusses einer organischen Dicarbonsäure, vorzugsweise mit endständigen Carboxylgruppen. Diese Carbonsäuren werden während der Polykondensation Bestandteil der Polyamidkette und lagern sich insbesondere an den Ende derselben an, wodurch man ein μ- -dicarbonsaures Polyamid erhält. Ferner wirkt die Dicarbonsäure als Kettenabbruchmittel, weshalb sie auch im Überschuß eingesetzt wird.The dicarboxylic acid polyamides having the terminal carboxyl groups are obtained in a known manner, e.g. by polycondensation of one or more lactams and / or one or more amino acids, furthermore by polycondensation of a dicarboxylic acid with a diamine, in each case in the presence of an excess of an organic dicarboxylic acid, preferably with terminal carboxyl groups. These carboxylic acids become part of the polyamide chain during the polycondensation and are deposited, in particular, at the end of the polyamide chain, giving a polycarbamide having a polycarboxylic acid. Furthermore, the dicarboxylic acid acts as a chain terminator, which is why it is also used in excess.
Das Polyamid kann erhalten werden, ausgehend von Lactamen und/oder Aminosäuren mit einer Kohlenwasserstoffkette bestehend aus 4-14 C-Atomen, wie z.B. von Caprolactam, Oenantholactam, Dodekalactam, Undekanolactam, Dekanolactam, 11 -Amino-undekano oder 12- Aminododekansäure. AIs Beispiele für Polyamide, wie sie durch Polykondensation einer Dicarbonsäure mit einem Diamin entstehen, können genannt werden die Kondensationsprodukte aus Hexamethylendiamin mit Adipin-, Azelain-, Sebacin-, und 1,12-Dodecandisäure, sowie die Kondensationsprodukte aus Nonamethylendiamin und Adipinsäure.The polyamide can be obtained starting from lactams and / or amino acids having a hydrocarbon chain consisting of 4-14 C atoms, such as caprolactam, enantholactam, dodecalactam, undecanolactam, decanolactam, 11-amino undecano or 12-aminododecanoic acid. Examples of polyamides formed by polycondensation of a dicarboxylic acid with a diamine include the condensation products of hexamethylenediamine with adipic, azelaic, sebacic, and 1,12-dodecanedioic acid, and the condensation products of nonamethylenediamine and adipic acid.
Bei den zur Synthese des Polyamids, das heißt, einerseits zur Fixierung jeweils einer Carboxylgruppe an jedem Ende der Polyamidkette und andererseits als Kettenabbruchmittel verwendeten Dicarbonsäure kommen solche mit 4-20 C-Atomen in Frage, insbesondere Alkandisäuren, wie Bernstein-, Adipin-, Kork-, Azelain-, Sebacin-, Undekandi- oder Dodekandisäure, ferner cycloaliphatische oder aromatische Dicarbonsäure, wie Terephthal- oder Isphthal- oder Cyclohexan-l,4-dicarbonsäure.In the case of the dicarboxylic acid used for the synthesis of the polyamide, that is, on the one hand for fixing in each case one carboxyl group at each end of the polyamide chain and on the other hand as chain terminating agents, those having 4-20 C atoms are suitable, in particular alkanedioic acids such as succinic, adipic, cork -, azelaic, sebacic, undecanedioic or dodecanedioic acid, also cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic acid, such as terephthalic or isophthalic or cyclohexane-l, 4-dicarboxylic acid.
Die endständigen OH-Gruppen aufweisenden Polyoxyalkylenglycole sind unverzweigt oder verzweigt und weisen einen Alkylenrest mit mindestens 2 C-Atomen auf. Insbesondere sind dies Polyoxyethylen-, Polyoxypropylen- und Polyoxytetramethylenglycol, sowie Copolymerisate davon.The terminal OH-containing polyoxyalkylene glycols are unbranched or branched and have an alkylene radical having at least 2 C atoms. In particular, these are polyoxyethylene, polyoxypropylene and polyoxytetramethylene glycol, as well as copolymers thereof.
Das Durchschnittsmolekulargewicht dieser OH-Gruppen-terminierten Polyoxyalkylenglycole kann sich in einem großen Bereich bewegen, vorteilhaft liegt es zwischen 100 und 6000, insbesondere zwischen 200 und 3000.The average molecular weight of these OH group-terminated polyoxyalkylene glycols can be in a wide range, it is advantageously between 100 and 6000, in particular between 200 and 3000.
Der Gewichtsanteil des Polyoxyalkylenglycols, bezogen auf das Gesamtgewicht des zur Herstellung des PEBA-Po Iy meren verwendeten Polyoxyalkylenglycols und Dicarbon- säurepolyamids beträgt 5-85 % vorzugsweise 10-50 %.The proportion by weight of the polyoxyalkylene glycol, based on the total weight of the polyoxyalkylene glycol and dicarboxylic acid polyamide used to prepare the PEBA polymer, is 5-85%, preferably 10-50%.
Verfahren zur Synthese derartiger PEBA-Polymerer sind aus FR-PS 7 418 913, DE-OS 28 02 989, DE-OS 28 37 687, DE-OS 25 23 991, EP-A 095 893, DE-OS 27 12 987 beziehungsweise DE- OS 27 16 004 bekannt.Processes for the synthesis of such PEBA polymers are known from FR-PS 7 418 913, DE-OS 28 02 989, DE-OS 28 37 687, DE-OS 25 23 991, EP-A 095 893, DE-OS 27 12 987 and DE-OS 27 16 004 known.
Erfindungsgemäß bevorzugt geeignet sind solche PEBA-Polymere, die im Gegensatz zu den vorher beschriebenen, statistisch aufgebaut sind. Zur Herstellung dieser Polymere wird ein Gemisch aus 1. einer oder mehrerer polyamidbildender Verbindungen aus der Gruppe der Aminocarbonsäuren beziehungsweise Lactame mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen, 2. einem α,ω -Dihydroxy-Polyoxyalkylenglycol, 3. mindestens einer organischen Dicarbonsäure in einem Gewichtsverhältnis von l:(2+3) zwischen 30:70 und 98:2, wobei in (2+3) Hydroxyl- und Carbonylgruppen in äquivalenten Mengen vorliegen, in Gegenwart von 2 bis 30 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die polyamidbildenden Verbindungen der Gruppe 1, unter dem sich einstellenden Eigendruck auf Temperaturen zwischen 23°C und 3O0C erhitzt und anschließend nach Entfernen des Wassers unter Ausschluß von Sauerstoff bei Normaldruck oder unter vermindertem Druck bei 250 bis 28O0C weiterbehandelt werden.Preferably suitable according to the invention are those PEBA polymers which, in contrast to those described above, have a statistical structure. To prepare these polymers, a mixture of 1. one or more polyamide-forming compounds from the group of aminocarboxylic acids or lactams having at least 10 carbon atoms, 2. an α, ω-dihydroxy-polyoxyalkylene glycol, 3. at least one organic dicarboxylic acid in a weight ratio of 1: (2 + 3) between 30:70 and 98: 2, wherein in (2 + 3) hydroxyl and carbonyl groups are present in equivalent amounts, in the presence of 2 to 30% by weight of water, based on the polyamide-forming compounds the group 1, under which self-adjusting pressure is heated to temperatures between 23 ° C and 3O 0 C and then further treated after removal of the water with exclusion of oxygen at atmospheric pressure or under reduced pressure at 250 to 28O 0 C.
Solche bevorzugt geeignete PEBA-Polymere sind z.B. in DE-OS 27 12 987 beschrieben.Such preferred suitable PEBA polymers are e.g. described in DE-OS 27 12 987.
Geeignete und bevorzugt geeignete PEBA-Polymere sind z.B. unter den Handelsnamen PEBAX der Fa. Atochem, Vestamid der Fa. Hüls AG, Grilamid der Fa. EMS-Chemie und Kellaflex der Fa. DSM erhältlich.Suitable and preferably suitable PEBA polymers are e.g. Atochem, Vestamid from Hüls AG, Grilamid from EMS-Chemie and Kellaflex from DSM are available under the trade names PEBAX.
Die erfindungsgemäßen wirkstoffhaltigen Polyetherblockamide können weiterhin die für Kunststoffe üblichen Additive enthalten. Übliche Additive sind beispielsweise Pigmente, Stabilisatoren, Fließmittel, Gleitmittel, Entformungsmittel.The active substance-containing polyether block amides according to the invention can furthermore contain the additives customary for plastics. Typical additives are, for example, pigments, stabilizers, flow agents, lubricants, mold release agents.
Geeignete Copolyester (segmentierte Polyesterelastomere) sind beispielsweise aus einer Vielzahl wiederkehrender, kurzkettiger Estereinheiten und langkettiger Estereinheiten, die durch Esterbindungen vereinigt sind, aufgebaut, wobei die kurzkettigen Estereinheiten etwa 15-65 Gew.- % des Copolyesters ausmachen und die Formel (I) haben.Suitable copolyesters (segmented polyester elastomers) are constructed, for example, from a variety of recurring, short chain ester units and long chain ester units joined together by ester linkages, the short chain ester units being about 15-65% by weight of the copolyester and having the formula (I).
in welcher R für einen zweiwertigen Rest einer Dicarbonsäure steht, der ein Molekulargewicht von unter etwa 350 hat, D für einen zweiwertigen Rest eines organischen Diols steht, der ein Molekulargewicht von unter etwa 250 hat; die langkettigen Estereinheiten machen etwa 35-85 Gew.-% des Copolyesters aus und haben die Formel II wherein R is a divalent radical of a dicarboxylic acid having a molecular weight below about 350, D is a divalent radical of an organic diol having a molecular weight of less than about 250; the long-chain ester units make up about 35-85% by weight of the copolyester and have the formula II
in welcher in which
R für einen zweiwertigen Rest einer Dicarbonsäure steht, der ein Molekulargewicht von unter etwa 350 hat, G für einen zweiwertigen Rest eines langkettigen Glykols steht, das ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 350 bis 6000 hat. Die erfindungsgemäß verwendbaren Copolyester sind herstellbar, indem man miteinander a) eine oder mehrere Dicarbonsäuren, b) ein oder mehrere lineare, langkettige Glykole und c) ein oder mehrere niedermolekulare Diole polymerisiert.R is a divalent radical of a dicarboxylic acid having a molecular weight below about 350; G is a divalent radical of a long chain glycol having an average molecular weight of about 350 to 6,000. The copolyesters which can be used according to the invention can be prepared by polymerizing together a) one or more dicarboxylic acids, b) one or more linear, long-chain glycols and c) one or more low molecular weight diols.
Die Dicarbonsäuren für die Herstellung des Copolyesters sind die aromatischen Säuren mit 8-16 C-Atomen, insbesondere Phenylendicarbonsäuren, wie Phthal-, Terephthal- und Isophthalsäure.The dicarboxylic acids for the preparation of the copolyester are the aromatic acids having 8-16 C-atoms, in particular phenylenedicarboxylic acids, such as phthalic, terephthalic and isophthalic acid.
Die niedermolekularen Diole für die Umsetzung zur Bildung der kurzkettigen Estereinheiten der Copolyester gehören den Klassen der acyclischen, alicyclischen und aromatischen Dihydroxy- Verbindungen an. Die bevorzugten Diole haben 2-15 C-Atome, wie Ethylen-, Propylen-, Tetramethylen-, Isobutylen-, Pentamethylen-, 2,2-Dimethyltrimethylen-, Hexamethylen- und Deca- methylenglykole, Dihydroxycyclohexan, Cyclohexandimethanol, Resorcin, Hydrochinon und dergleichen. Zu den Bisphenolen für den vorliegenden Zweck gehören Bis-(p-hydroxy)-diphenyl, Bis-(p-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(p-hydroxyphenyl)-ethan und Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan. Die langkettigen Glycole zur Herstellung der weichen Segmente der Copolyester haben vorzugsweise Molekulargewichte von etwa 600 bis 3000. Zu ihnen gehören Poly-(alkylenether)- glycole, bei denen die Alkylengruppen 2-9 Kohlenstoffatome aufweisen.The low molecular weight diols for the reaction to form the short chain ester units of the copolyesters belong to the classes of acyclic, alicyclic and aromatic dihydroxy compounds. The preferred diols have 2-15 C-atoms, such as ethylene, propylene, tetramethylene, isobutylene, pentamethylene, 2,2-dimethyltrimethylene, hexamethylene and deca methylene glycols, dihydroxycyclohexane, cyclohexanedimethanol, resorcinol, hydroquinone and the like , Bisphenols for the present purpose include bis (p-hydroxy) diphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) ethane, and bis (p-hydroxyphenyl) propane. The long-chain glycols for preparing the soft segments of the copolyesters preferably have molecular weights of about 600 to 3,000. These include poly (alkylene ether) -glycols in which the alkylene groups have 2-9 carbon atoms.
Auch Glycolester von Poly-(alkylenoxid)-dicarbonsäuren oder Polyesterglycole können als langkettiges Glycol Verwendung finden.Glycol esters of poly (alkylene oxide) dicarboxylic acids or polyester glycols can also be used as long-chain glycol.
Zu den langkettigen Glycolen gehören auch Polyformale, die durch Umsetzung von Formaldehyd mit Glycolen erhalten werden. Auch Polythioetherglycole sind geeignet. Polybutadien- und Polyisoprenglycole, Mischpolymere derselben und gesättigte Hydrierungsprodukte dieser Materialien stellen zufriedenstellende langkettige polymere Glycole dar.The long-chain glycols also include polyformals obtained by reacting formaldehyde with glycols. Polythioether glycols are also suitable. Polybutadiene and polyisoprene glycols, mixed polymers thereof and saturated hydrogenation products of these materials are satisfactory long chain polymeric glycols.
Verfahren zur Synthese derartiger Copolyester sind aus DE-OS 2 239 271, DE-OS 2 213 128, DE- OS 2 449 343 und US-A 3 023 192 bekannt.Processes for the synthesis of such copolyesters are known from DE-OS 2 239 271, DE-OS 2 213 128, DE-OS 2 449 343 and US Pat. No. 3,023,192.
Die erfindungsgemäßen wirkstoffhaltigen Copolyester können weiterhin die für Kunststoffe üblichen Additive enthalten. Übliche Additive sind beispielsweise Gleitmittel wie Fettsäureester, deren Metallseifen, Fettsäureamide und Siliconverbindungen, Antiblockmittel, Inhibitoren, Stabilisatoren gegen Hydrolyse, Licht, Hitze und Verfärbung, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Pigmente, anorganische oder organische Füllstoffe und Verstärkungsmittel. Verstärkungsmittel sind insbesondere faserartige Verstärkungsstoffe wie anorganische Fasern, die nach dem Stand der Technik hergestellt werden und auch mit einer Schlichte beaufschlagt sein können. Nähere Angaben über die genannten Hilfs- und Zusatzstoffe sind der Fachliteratur zu entnehmen, beispielsweise J.H. Saunders, K.C. Frisch: "High Polymers", Band XVI, Polyurethane, Teil 1 und 2, Interscience Publishers 1962 bzw. 1964, R.Gächter, H.Müller (Ed.): Taschenbuch der Kunststoff-Additive, 3. Ausgabe, Hanser Verlag, München 1989, oder DE-A 29 01 774.The active ingredient-containing copolyesters according to the invention may furthermore contain the additives customary for plastics. Typical additives are, for example, lubricants such as fatty acid esters, their metal soaps, fatty acid amides and silicone compounds, antiblocking agents, inhibitors, hydrolysis stabilizers, light, heat and discoloration, flame retardants, dyes, pigments, inorganic or organic fillers and reinforcing agents. Reinforcing agents are, in particular, fibrous reinforcing materials, such as inorganic fibers, which are produced according to the prior art and can also be treated with a sizing agent. Details The technical references on the abovementioned excipients and additives can be found, for example, JH Saunders, KC Frisch: "High Polymers", Volume XVI, Polyurethanes, Parts 1 and 2, Interscience Publishers 1962 and 1964, R.Gächter, H.Müller ( Ed.): Paperback of the plastic additives, 3rd edition, Hanser Verlag, Munich 1989, or DE-A 29 01 774.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können durch Extrudieren einer Schmelze bestehend aus dem Polymer und Wirkstoff hergestellt werden. Die Schmelze kann 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% Wirkstoff enthalten. Das Vermischen der Komponenten kann nach bekannten Techniken in jeglicher Weise erfolgen. Der Wirkstoff kann beispielsweise direkt in fester Form in die Polymerschmelze eingebracht werden. Es kann auch ein wirkstoffhaltiger Masterbatch direkt mit dem Polymer verschmolzen werden oder mit der bereits vorliegenden Polymerschmelze gemischt werden. Der Wirkstoff kann auch vor dem Schmelzen des Polymers mittels bekannter Techniken (durch Tumbeln, Besprühen etc.) auf das Polymer aufgebracht werden.The molding compositions of the invention can be prepared by extruding a melt consisting of the polymer and the active ingredient. The melt may contain 0.01 to 10 wt .-%, preferably 0.1 to 5 wt .-% active ingredient. The mixing of the components can be done by known techniques in any way. The active ingredient can for example be introduced directly into the polymer melt in solid form. It is also possible for an active ingredient-containing masterbatch to be fused directly to the polymer or mixed with the polymer melt already present. The active ingredient may also be applied to the polymer prior to melting of the polymer by known techniques (tumbling, spraying, etc.).
Im übrigen kann die Vermischung/Homogenisierung der Komponenten nach bekannten Techniken über Kneter oder Schneckenmaschinen erfolgen, vorzugsweise in Ein- oder Doppelschneckenextrudern in einem Temperaturbereich zwischen 150 und 2000C.Incidentally, the mixing / homogenization can be carried out of the components by known techniques on kneaders or extruders, preferably in single or twin screw extruders in a temperature range between 150 and 200 0 C.
Durch das Vermischen der Komponenten während des Extrusionsprozesses, wird eine homogene, molekulardisperse Verteilung des Wirkstoffs in der Polymermatrix erzielt, ohne dass zusätzliche Arbeitsschritte erforderlich wären.By mixing the components during the extrusion process, a homogeneous, molecularly disperse distribution of the active ingredient in the polymer matrix is achieved without requiring additional operations.
Untersuchungen haben ergeben, daß eine homogene Verteilung des Wirkstoffs in der Polymermatrix notwendig ist, um die Wirkstoffdiffusion als einstellbaren Freisetzungsmechanismus nutzen zu können. Der Wirkstoff und das Polymer sollten daher eine hohe physiko-chemische Kompatibilität besitzen. Bei guter physikalisch-chemischer Kompatibilität von Wirkstoff und Polymer wird ein hoher Diffusionskoeffizient des Wirkstoffs im Polymer erzielt. Die Höhe der Abgaberate der antibiotisch wirksamen Substanz kann in diesem Fall durch Variation der eingearbeiteten Wirkstoffmenge reguliert werden, da dann die freigesetzte Menge Wirkstoff der Konzentration in der Matrix proportional ist.Investigations have shown that a homogeneous distribution of the active ingredient in the polymer matrix is necessary in order to be able to use the active ingredient diffusion as an adjustable release mechanism. The active ingredient and the polymer should therefore have high physicochemical compatibility. With good physicochemical compatibility of active ingredient and polymer, a high diffusion coefficient of the active ingredient in the polymer is achieved. The amount of the release rate of the antibiotically active substance can be regulated in this case by varying the incorporated amount of active ingredient, since then the amount of active substance released is proportional to the concentration in the matrix.
Das auf diese Weise erhaltene wirkstoffhaltige Granulat kann durch die bekannten Techniken der Thermoplastverarbeitung (Spritzguss, Extrusion etc.) weiterverarbeitet werden. Die Formkörper sind stippenfrei, flexibel, kleben nicht und können problemlos nach den gängigen Verfahren sterilisiert werden. Aus den erfindungsgemäßen Formmassen hergestellte Formkörper sind bevorzugt Medizinprodukte wie beispielsweise zentralvenöse Katheter (CVC), Urokathether, Schläuche, Shunts, Kanülen, Konnektoren, Stopfen oder Verteilerhähne, besonders bevorzugt sind CVCs.The active ingredient-containing granules obtained in this way can be further processed by the known techniques of thermoplastic processing (injection molding, extrusion, etc.). The moldings are free of specks, flexible, do not stick and can be easily sterilized by the usual methods. Shaped bodies produced from the molding compositions according to the invention are preferably medical products such as, for example, central venous catheters (CVC), urotheraphytes, hoses, shunts, cannulas, connectors, plugs or distributor taps, particularly preferred are CVCs.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung illustrieren ohne sie jedoch beschränken zu wollen. The following examples are intended to illustrate the invention without, however, limiting it.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
4.950 g Linsen-Granulat des handelsüblichen aromatischen Polyetherurethans Pellethane 2363-80AE, gefüllt mit 20 Gew.-% Bariumsulfat, der Shore-Härte 85 A (Fa. Dow Chemical, Midland MI) wurden 24 Stunden bei 80°C getrocknet und anschließend mit 50 g Ciprofloxacin (Betain) auf einem Rhönrad-Mischer intensiv miteinander gemischt.4,950 g of lens granules of the commercial aromatic polyether polyurethane Pellethane 2363-80AE, filled with 20 wt .-% barium sulfate, the Shore hardness 85 A (Dow Chemical, Midland MI) were dried for 24 hours at 80 ° C and then with 50 g Ciprofloxacin (betaine) mixed thoroughly on a Rhönrad mixer.
Compoundierung Zur Compoundierung dieser Mischung wurde auf einem Extruder der Fa. Brabender durchgeführt, der wie folgt aufgebaut ist:Compounding For the compounding of this mixture, it was carried out on an extruder from Brabender, which is constructed as follows:
- einem 4-Zonen Extruder mit einer Doppel-Schnecke von jeweils 20 mm Durchmesser (D) und einer Länge von 25xD. Die Schnecke weist eine Entgasungszone auf;- A 4-zone extruder with a double screw of 20 mm diameter (D) and a length of 25xD. The screw has a degassing zone;
- einer Einloch-Rundstrangdüse mit 3,2 mm Durchmesser; - einer 2,5 m langen mit Wasser gefüllten Kühlwanne mit ca. 20°C Temperautr- a one-hole round rod nozzle with 3.2 mm diameter; - A 2.5 m long water-filled cooling trough with about 20 ° C Temperautr
- einer Differential-Dosierwaage- A differential dosing scale
- einer Abzugseinrichtung mit Stranggranulation;- a withdrawal device with strand granulation;
Die obige Mischung wird mittels der Differential-Dosierwaage in das kalte Aufgabegehäuse des Extruders gefördert. Von der Düse wird die Schmelze abgezogen und zur Kühlung durch die Kühlwanne gezogen. Ln Granulator erfolgt die Strangranulation des Rundstranges.The above mixture is conveyed by means of the differential dosing into the cold task housing of the extruder. From the nozzle, the melt is withdrawn and pulled through the cooling trough for cooling. Ln granulator is the strand granulation of the round strand.
Verfahrensparameter:Process parameters:
Tabelle 1 : Compoundier-BedingungenTable 1: Compounding conditions
Das wirkstofffreie Zylindergranulat wurde auf einem Zweiwellenextruder ZSK extrudiert. Es wurde eine weiße, homogene, stippenfreie Schmelze erhalten, die nach Abkühlung im Wasser/Luftbad und Stranggranulation ein homogenes Zylindergranulat ergab.The drug-free cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK. A white, homogeneous, speck-free melt was obtained which, after cooling in a water / air bath and strand granulation, gave a homogeneous cylindrical granulate.
Spritzgießeninjection molding
Es wurde eine Arburg 270S-500-60 mit einem Schneckdurchmesser von 18 mm verwendet. Nach Trocknung wurde das Granulat zu Prüfkörpern (Platten 60 x 60 x 2mm) spritzgegossen. Dazu wurden folgende Parameter gewählt:An Arburg 270S-500-60 with a screw diameter of 18 mm was used. After drying, the granules were injection-molded into test specimens (plates 60 × 60 × 2 mm). For this the following parameters were chosen:
Tabelle 2: Spritzgieß-BedingungenTable 2: Injection molding conditions
Für mikrobiologische in vitro Untersuchungen wurden aus den Platten Plättchen mit 5 mmFor microbiological in vitro investigations, platelets of 5 mm
Durchmesser ausgestanzt. Diese Plättchen wurden mit 25 kGr Gamma sterilisert.Punched out diameter. These platelets were sterilized with 25 kGr gamma.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)
4.950 g Linsen-Granulat des handelsüblichen aromatischen Polyetherurethans Pellethane 2363-80AE, gefüllt mit 20 Gew.-% Bariumsulfat, :der Shore-Härte 85 A (Fa. Dow Chemical, Midland MI) wurden 24 Stunden bei 80°C getrocknet und anschließend mit 50 g Ciprofloxacin-Hydrochlorid auf einem Rhönrad-Mischer intensiv miteinander gemischt. Analog zum Material aus Beispiel 1 wurde das wirkstoffhaltige Zylindergranulat auf einem Zweiwellenextruder ZSK extrudiert. Es wurde eine weiße, stippenfreie Schmelze erhalten, die nach Abkühlung im Wasser/Luftbad und Stranggranulation ein homogenes Zylindergranulat ergab. Für mikrobiologische in vitro Untersuchungen wurden aus den Platten Plättchen mit 5 mm Durchmesser ausgestanzt. Diese Plättchen wurden mit 25 kGr Gamma sterilisert.4,950 g of lens granules of the commercial aromatic polyether polyurethane Pellethane 2363-80AE filled with 20 wt .-% barium sulfate, the Shore hardness 85 A (Dow Chemical, Midland MI) were dried for 24 hours at 80 ° C and then with 50 g of ciprofloxacin hydrochloride are mixed thoroughly on a Rhönrad mixer. Analogously to the material from Example 1, the active ingredient-containing cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK. A white, speck-free melt was obtained which, after cooling in a water / air bath and strand granulation, gave a homogeneous cylindrical granulate. For in vitro microbiological examinations, platelets of 5 mm diameter were punched out of the plates. These platelets were sterilized with 25 kGr gamma.
Beispiel 3Example 3
Herstellung des Masterbatches für die Compoundierung der Muster der Beispiele 7 bis 11Preparation of the masterbatch for compounding the samples of Examples 7 to 11
Tecothane TT2085A-B20 in Lieferform von handelsüblichem Linsengranulat mit einer Größe von ca. 2 mm wurde bei -40°C zu einem Pulver vermählen, das anschließend in zwei Fraktionen gesiebt wurde. Eine 1. Fraktion mit d50 = 300 μm wurde für die erfindungsgemäßen Beispiele verwendet. 1.000 g Ciprofloxacin-Hydrochlorid (d50 = 9,13 μm) wurden in einem Intensivmischer mit 2.000 g wirkstofffreies Tecothane TT2085A-B20-Pulver (d50 = 300 μm) vermischt. Diese Polymer-Wirkstoff-Pulvermischung und weitere 2.000 g Tecothane TT2085A-B20-Linsen- Granulat wurden separat mittels zweier Differential-Dosierwaagen in Gehäuse 1 des Extruders dosiert. Wie in Beispiel 1 wurde das wirkstoffhaltige Zylindergranulat auf einem Zweiwellenextruder ZSK der Fa. Brabender extrudiert. Es wurde eine stippenfreie weiße Schmelze erhalten, die nach Abkühlung im Wasser/Luftbad und Stranggranulation ein Zylindergranulat mit 20 Gew.-% Ciprofloxacin Hydrochlorid ergab.Tecothane TT2085A-B20 in the form of commercially available lens granules with a size of about 2 mm was ground at -40 ° C to a powder, which was then sieved in two fractions. A 1st fraction with d 50 = 300 μm was used for the examples according to the invention. 1,000 g of ciprofloxacin hydrochloride (d 50 = 9.13 μm) were mixed in an intensive mixer with 2,000 g of drug-free Tecothane TT2085A-B20 powder (d 50 = 300 μm). This polymer-active ingredient powder mixture and a further 2,000 g of Tecothane TT2085A-B20 lentil granules were metered separately into the housing 1 of the extruder by means of two differential metering scales. As in Example 1, the active ingredient-containing cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK Fa. Brabender. A speck-free white melt was obtained which, after cooling in a water / air bath and strand granulation, gave a cylindrical granulate containing 20% by weight of ciprofloxacin hydrochloride.
Beispiel 4Example 4
Herstellung des Masterbatches für die Compoundierung der Muster der Beispiele 12 bis 16Preparation of the masterbatch for compounding the samples of Examples 12 to 16
Tecothane TT2085A-B20 in Lieferform von handelsüblichem Linsengranulat mit einer Größe von ca. 2 mm wurde bei -40°C zu einem Pulver vermählen, das anschließend in zwei Fraktionen gesiebt wurde. Eine 1. Fraktion mit d50 = 300 μm wurde für die erfindungsgemäßen Beispiele verwendet.Tecothane TT2085A-B20 in the form of commercially available lens granules with a size of about 2 mm was ground at -40 ° C to a powder, which was then sieved in two fractions. A 1st fraction with d 50 = 300 μm was used for the examples according to the invention.
1.000 g Ciprofloxacin (Betain) (d5o = 5,77 μm) wurden in einem Intensivmischer mit 2.000 g wirkstofffreies Tecothane TT2085A-B20-Pulver (d50 = 300 μm) vermischt. Diese Polymer- Wirkstoff-Pulvermischung und weitere 2.000 g Tecothane TT2085A-B20-Linsen- Granulat wurden separat mittels zweier Differential-Dosierwaagen in Gehäuse 1 des Extruders dosiert. Wie in Beispiel 1 wurde das wirkstoffhaltige Zylindergranulat auf einem Zwei wellenextruder ZSK der Fa. Brabender extrudiert. Es wurde eine stippenfreie weiße Schmelze erhalten, die nach Abkühlung im Wasser/Luftbad und Stranggranulation ein Zylindergranulat mit 20 Gew.-% Ciprofloxacin (Betain) ergab.1,000 g of ciprofloxacin (betaine) (d 5 o = 5.77 microns) were mixed in an intensive mixer with 2,000 g of drug-free Tecothane TT2085A-B20 powder (d 50 = 300 microns). This polymer-active ingredient powder mixture and a further 2,000 g of Tecothane TT2085A-B20 lentil granules were metered separately into housing 1 of the extruder by means of two differential metering scales. As in Example 1, the active ingredient-containing cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK from Brabender. A speck-free white melt was obtained which, after cooling in a water / air bath and strand granulation, gave a cylindrical granulate containing 20% by weight of ciprofloxacin (betaine).
Beispiel 5Example 5
Aus dem Granulat des Beispiels 1 wurden bei einem externen Hersteller Ciprofloxacin-From the granules of Example 1, ciprofloxacin was obtained from an external manufacturer.
(Betain)-haltige drei-lumige Katheter-Schläuche mit einem Außendurchmesser von 2 mm extrudiert. Diese Katheterschläuche wurden mit 25 kGr Gamma sterilisert.(Betain) -containing three-lumen catheter tubing extruded with an outer diameter of 2 mm. These catheter tubes were sterilized with 25 kGr gamma.
Die Katheter- Schläuche wurden im Dynamischen Modell zum Nachweis antimikrobieller Wirkung von Werkstoffen und für die Bestimmung des Elutionsprofils des eingearbeiteten Wirkstoffs eingesetzt Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)The catheter tubing was used in the Dynamic Model to detect antimicrobial effects of materials and to determine the elution profile of the incorporated drug Example 6 (comparative example)
Aus dem Granulat des Beispiels 2 wurden bei einem externen Hersteller Ciprofloxacin- Hydrochlorid-haltige drei-lumige Katheter-Schläuche mit einem Außendurchmesser von 2 mm extrudiert. Diese Katheterschläuche wurden mit 25 kGr Gamma sterilisert.From the granules of Example 2, ciprofloxacin hydrochloride-containing three-lumen catheter tubing having an outer diameter of 2 mm was extruded from an external manufacturer. These catheter tubes were sterilized with 25 kGr gamma.
Die Katheter-Schläuche wurden im Dynamischen Modell zum Nachweis antimikrobieller Wirkung von Werkstoffen und für die Bestimmung des Elutionsprofils des eingearbeiteten Wirkstoffs d eingesetztThe catheter tubing was used in the Dynamic Model to detect antimicrobial effects of materials and to determine the elution profile of the incorporated drug d
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)Example 7 (comparative example)
12,5 g Masterbatch-Granulat aus Beispiel 3 wurde in einem Intensivmischer mit 987,5 g wirkstofffreiem Tecothane TT2085A-B20-Granulat vermischt. Das wirkstoffhaltige Zylindergranulat wurde auf einem Zweiwellenextruder ZSK der Fa. Brabender extrudiert. Es wurde eine homogene weiße Schmelze erhalten, die nach Abkühlung im Wasser/Luftbad und Stranggranulation ein leicht fließendes Zylindergranulat mit 0,25 Gew.-% Ciprofloxacin-Hydrochlorid ergab.12.5 g of masterbatch granules from Example 3 were mixed in an intensive mixer with 987.5 g of drug-free Tecothane TT2085A-B20 granules. The active ingredient-containing cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK from Brabender. A homogeneous white melt was obtained which, after cooling in the water / air bath and strand granulation, gave a readily flowing cylindrical granulate with 0.25% by weight of ciprofloxacin hydrochloride.
Für die Bestimmung des Elutionsprofils des eingearbeiteten Wirkstoffs im Dynamisches Modell zum Nachweis antimikrobieller Wirkung von Werkstoffen wurden Strangproben (2 mm Durchmesser und ca. 17 cm lang) genommen und für den Agar-Diffusionstest das Granulat zu Prüfkörpern (Platten) spritzgegossen.For the determination of the elution profile of the incorporated active substance in the dynamic model for the detection of antimicrobial effects of materials, extruded samples (2 mm diameter and ca. 17 cm long) were taken and the granules were injection-molded into test pieces (plates) for the agar diffusion test.
Für mikrobiologische in vitro Untersuchungen wurden aus den Platten Plättchen mit 5 mm Durchmesser ausgestanzt. Diese Plättchen wurden mit 25 kGr Gamma sterilisert. Analog zum Beispiel 7 wurden die folgenden Granulate erhalten:For in vitro microbiological examinations, platelets of 5 mm diameter were punched out of the plates. These platelets were sterilized with 25 kGr gamma. Analogously to Example 7, the following granules were obtained:
Tabelle 3: Zusammensetzung der Vergleichsbeispiele 8 bis 11Table 3: Composition of Comparative Examples 8 to 11
Beispiel 12Example 12
12,5 g Masterbatch-Granulat aus Beispiel 4 wurde in einem Intensivmischer mit 987,5 g wirkstofffreiem Tecothane TT2085A-B20-Granulat vermischt. Das wirkstoffhaltige Zylindergranulat wurde auf einem Zweiwellenextruder ZSK der Fa. Brabender extrudiert. Es wurde eine homogene weiße Schmelze erhalten, die nach Abkühlung im Wasser/Luftbad und Stranggranulation ein leicht fließendes Zylindergranulat mit 0,25 Gew.-% Ciprofloxacin (Betain) ergab.12.5 g of masterbatch granules from Example 4 were mixed in an intensive mixer with 987.5 g of drug-free Tecothane TT2085A-B20 granules. The active ingredient-containing cylindrical granules were extruded on a twin-screw extruder ZSK from Brabender. A homogeneous white melt was obtained which, after cooling in the water / air bath and strand granulation, gave a readily flowing cylindrical granulate with 0.25% by weight of ciprofloxacin (betaine).
Für die Bestimmung des Elutionsprofils des eingearbeiteten Wirkstoffs im Dynamisches Modell zum Nachweis antimikrobieller Wirkung von Werkstoffen wurden Strangproben (2 mm Durchmesser und ca. 17 cm lang) genommen und für den Agar-Diffusionstest das Granulat zu Prüfkörpern (Platten) spritzgegossen.For the determination of the elution profile of the incorporated active substance in the dynamic model for the detection of antimicrobial effects of materials, extruded samples (2 mm diameter and ca. 17 cm long) were taken and the granules were injection-molded into test pieces (plates) for the agar diffusion test.
Für mikrobiologische in vitro Untersuchungen wurden aus den Platten Plättchen mit 5 mm Durchmesser ausgestanzt. Diese Plättchen wurden mit 25 kGr Gamma sterilisert. Analog zum Beispiel 12 wurden die folgenden Granulate erhalten:For in vitro microbiological examinations, platelets of 5 mm diameter were punched out of the plates. These platelets were sterilized with 25 kGr gamma. Analogously to Example 12, the following granules were obtained:
Tabelle 4: Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Beispiele 13 bis 16Table 4: Composition of Examples 13 to 16 according to the invention
Beispiel 17Example 17
Zur Überprüfung der Wirksamkeit wurde der folgende Versuchsaufbau gewählt: Dynamisches Modell zum Nachweis antimikrobieller Wirkung von WerkstoffenTo test the effectiveness, the following experimental set-up was chosen: Dynamic model for the detection of antimicrobial effects of materials
Mit dem vorgestellten Modell soll der Nachweis der antimikrobiellen Wirkung von Werkstoffen geführt und die Verhinderung der Biofilmbildung auf den Werkstoffen nachgewiesen werden sowie das Elutionsprofϊl der jeweiligen Wirkstoffe aus den Werkstoffen aufgenommen werden. Die Versuchsapparatur besteht aus folgenden Komponenten (vgl. auch Fig 4 und Fig. 5):The presented model is intended to demonstrate the antimicrobial effect of materials and to demonstrate the prevention of biofilm formation on the materials and to record the elution profile of the respective active substances from the materials. The experimental apparatus consists of the following components (see also Fig. 4 and Fig. 5):
In eine Reaktionskammer wurde ein Strangstück der zu untersuchenden Probe eingebracht und mittels Schrumpfschlauch an beiden Seiten fest fixiert. Die Reaktionskammer ist während der Versuchszeit im Brutschrank positioniert.In a reaction chamber, a strand piece of the sample to be examined was introduced and firmly fixed by shrink tubing on both sides. The reaction chamber is positioned in the incubator during the experimental period.
Das Schlauchsystem führt weiter zum Nährmedien-Austauscher. Mit einem Dreiwegehahn kann bei Auslaufstellung aus dem Kreislauf Nährmedium abgepumpt, mit dem zweiten kann bei Einlaufstellung in den Kreislauf Nährmedium zugeführt werden.The tube system continues to the nutrient medium exchanger. With a three-way cock can be pumped out of the circulation nutrient medium at the outlet position, with the second can be supplied at inlet position in the circulation of nutrient medium.
Das Schlauchsystem fuhrt weiter über die Probenkammer, zur Entnahme von Proben zur Keimzahlbestimmung und Zugabe der Bakteriensuspension, und anschließend über die Schlauchpumpe zurück zur Reaktionskammer. 1. MethodeThe tubing continues to flow across the sample chamber to collect samples for germ counts and add the bacterial suspension, then back to the reaction chamber via the peristaltic pump. 1st method
Die Untersuchungen zur Langzeitwirkung der antimikrobiellen Aktivität von MusterprobenInvestigations on the long-term effect of antimicrobial activity of samples
(Strangproben) und Kathetern erfolgte mit Hilfe des Dynamischen-Biofilm-Modells.(Strangproben) and catheters was carried out using the dynamic biofilm model.
1.1. Testplatten1.1. test panels
Für die Kulturansätze zur Keimzahlbestimmung wurden Mueller-Hinton-Agarplatten verwendet. Dazu wurden Petrischalen von 9 cm Durchmesser mit 18 ml Mueller-Hinton- Agar (Merck KGaA Darmstadt / Lot VMl 32437 339) gegossen.Mueller-Hinton agar plates were used for the culture of germ count determination. For this purpose, Petri dishes of 9 cm diameter were poured with 18 ml Mueller-Hinton agar (Merck KGaA Darmstadt / Lot VMl 32437 339).
1.2. Medium1.2. medium
Als Medium für das Dynamischen Biofilm Modell wurde Mueller-Hinton Bouillon ( Merck KgaA Darmstadt / Lot VM205593 347 ) eingesetzt.Mueller-Hinton Broth (Merck KgaA Darmstadt / Lot VM205593 347) was used as the medium for the Dynamic Biofilm Model.
1.3. Bakteriensuspension Die Zugabe des Teststamms Staphylococcus aureus ATTC 29213 in das Dynamische Biofilm Modell erfolgte als Suspension. Aus einer Übernachtkultur vom Teststamm auf Columbia-Blut-Agar wurde eine Suspension mit der Dichte von McFarland 0.5 in NaCl- Lsg. 0.85% hergestellt. Für die Suspension wurde ein „Kolonie-Pool" aus 3 bis 4 mit der Impföse angetupften Kolonien verwendet. Die Suspension wurde 2x im Verhältnis von 1 : 100 verdünnt. Aus dieser Verdünnungsstufe wurde das Modell befüllt.1.3. Bacterial suspension The addition of the test strain Staphylococcus aureus ATTC 29213 to the Dynamic Biofilm Model was carried out as a suspension. From an overnight culture of the test strain on Columbia blood agar, a suspension with the density of McFarland 0.5 in NaCl solution 0.85% was prepared. For the suspension, a "colony pool" of 3 to 4 colonies spotted with the inoculum was used and the suspension was diluted 2 times in the ratio of 1: 100. From this dilution step the model was filled.
2.1. Testansatz2.1. assay
Jeder einzelne Modellkreislauf (Reaktionskammer + Schlauchsystem) wurde aus dem mit ihm verbundenem Vorratskolben (Medium 1.2) mit ca. 16 ml Medium befüllt. Danach wurden über die Probenkammer dem Modellkreislauf mit einer Pipette 100 μl der Bakteriensuspension (1.3) zugegeben. Parallel dazu erfolgte das Ausplattieren von 100 μl der Bakteriensuspension zur Keimzahlbestimmung (1.1).Each individual model circuit (reaction chamber + tube system) was filled with approximately 16 ml of medium from the reservoir (medium 1.2) connected to it. Thereafter, 100 μl of the bacterial suspension (1.3) were added to the model circulation via the sample chamber using a pipette. Parallel to this, the plating out of 100 .mu.l of the bacterial suspension for germ counts (1.1) was carried out.
Im Durchschnitt waren nach jeder Zugabe der Bakteriensuspension Keimzahlen von mindestens 200 CPU/ml im Modellkreislauf vorhanden.On average, bacterial counts of at least 200 CPU / ml were present in the model cycle after each addition of the bacterial suspension.
Die Schlauchpumpe wurde auf eine Geschwindigkeit von 5 /min (Umläufe pro min.) eingestellt, was bei dem im Versuch verwendeten Schlauch, eine Fördermenge von 0,47 ml/min, ergibt. Der Inhalt eines Modellkreislaufes wurde damit in der Reaktionskammer in einer guten halben Stunde einmal ausgetauscht bzw. am Katheter vorbeigeführt.The peristaltic pump was set to a speed of 5 / min (revolutions per minute), giving a flow rate of 0.47 ml / min for the tubing used in the experiment. The content of a model cycle was thus exchanged once in the reaction chamber in a good half hour or passed by the catheter.
Aus dem Modellkreislauf wurden erstmals nach 24 Stunden, dann täglich oder in variierenden Abständen jeweils 4 ml (25 % der Gesamtflüssigkeit) entnommen und durch neues Medium ersetzt.For the first time after 24 hours, then daily or at varying intervals, 4 ml (25% of the total liquid) were taken from the model cycle and replaced with new medium.
In dem entnommenen Medium wurde die Ciprofloxacin-Konzentration mittels HPLC bestimmt und das zeitliche Elutionsprofil ermittelt (3.1 Elutionsprofil).In the removed medium, the ciprofloxacin concentration was determined by HPLC and the elution profile was determined (3.1 elution profile).
In den entnommenen Proben wurde die Bakterienkonzentration in jedem einzelnen Modellkreislauf ermittelt. Aus der Probe wurden mit einer Impföse 50 μl auf eine Testplatte ausgestrichen und 24 Stunden bei 37°C bebrütet. Die Keimzahlen wurden entsprechend dem Wachstum im Ausstrich geschätzt oder es wurden 50 μl mit einer Pipette auf eine Testplatte geimpft, verspatelt, 24 Stunden bei 37°C bebrütet und durch Koloniezählung berechnet.In the samples taken, the bacterial concentration was determined in each individual model cycle. From the sample 50 μl were spread on a test plate with a loop and incubated for 24 hours at 37 ° C. Germ counts were estimated according to growth in the smear or 50 μl were inoculated onto a test plate with a pipette, spatulated, incubated at 37 ° C for 24 hours and calculated by colony count.
Zusätzlich zum Medienaustausch wurden täglich oder in variierenden Abständen über die Probenkammer dem Modellkreislauf mit einer Pipette 100 μl der Bakteriensuspension zugegeben. Die Keimzahlen der zugegebenen Bakteriensuspension variierte zwischen 1800 und 15.000 Bakterien pro ml. Auf die Zugabe einer konstanten, immer gleichen Bakterienmenge wurde bewusst verzichtet, da im praktischen Einsatz auch von unterschiedlich vielen Erregern, die Kontakt mit dem Katheter haben könnten, ausgegangen werden muss. 2. MaterialIn addition to the media exchange, 100 μl of the bacterial suspension was added to the model cycle with a pipette daily or at varying intervals across the sample chamber. The germ counts of the added bacterial suspension varied between 1800 and 15,000 bacteria per ml. The addition of a constant, always the same amount of bacteria was deliberately omitted, since in practical use also different numbers of pathogens that could have contact with the catheter, must be assumed. 2. Material
2.1. Werkstoffproben2.1. Material samples
Getestet wurden die Katheter- Schläuchen aus den Beispielen 5 und 6 zum Nachweis der antimikrobiellen Wirkung und die Verhinderung der Biofilmbildung auf den Werkstoffen sowie zur Bestimmung des Elutionsprofils der jeweiligen Wirkstoffe aus den Katheter- Schäuchen.The catheter tubes from Examples 5 and 6 were tested to demonstrate the antimicrobial effect and to prevent biofilm formation on the materials and to determine the elution profile of the respective active substances from the catheter tubes.
Tabelle 5: Im dynamischen Modell eingesetzte Katheter-SchläucheTable 5: Catheter tubing used in the dynamic model
Getestet wurden die Strangproben aus den unten genannten Beispielen zur Bestimmung des Elutionsprofils der jeweiligen WirkstoffeThe strand samples from the examples below were tested to determine the elution profile of the respective active ingredients
Tabelle 6: Im dynamischen Modell eingesetzte Strangproben 2.2. TeststämmeTable 6: Strand samples used in the dynamic model 2.2. test strains
Als Teststamm für das Dynamische Biofilm Modell wurde ein für die Biofilmbildung ausgewiesener Staphylococcus aureus Stamm ATCC 29213 verwendet. Der Stamm wurde von der Medizinischen Hochschule Hannover zur Verfügung gestellt. 3. AuswertungThe test strain for the dynamic biofilm model used was a Staphylococcus aureus strain ATCC 29213 designated for biofilm formation. The strain was provided by the Hannover Medical School. 3. Evaluation
3.1 Elutionsprofϊl Tabelle 7: Eluierte Wirkstoffinenge aus den Katheter-Schläuchen bei täglicher Probennahme3.1 elution profile Table 7: Eluted Wirkstoffseinge from the catheter tubes with daily sampling
Fig. 1 zeigt das zeitliche des Ciprofloxacin-Hydrochlorid-haltigen Katheter-Schlauches aus Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel) und des Ciprofloxacin (Betain)-haltigen Katheter- Schlauches (erfindungsgemäß). Die eluierten Mengen wurden aufsummiert.Fig. 1 shows the temporal of the ciprofloxacin hydrochloride-containing catheter tube of Example 6 (comparative example) and the ciprofloxacin (betaine) -containing catheter tube (according to the invention). The eluted amounts were summed up.
Tabelle 8: Eluierte Wirkstoffmenge aus den Strangproben der Vergleichsbeispiel 7 bis 11 bei täglicher Probennahme Table 8: Eluierte amount of active ingredient from the strand samples of Comparative Examples 7 to 11 with daily sampling
Tabelle 9: Eluierte Wirkstoffmenge aus den Strangproben der Vergleichsbeispiel 12 bis 16 bei täglicher Probennahme 3.2 BiofilmbildungTable 9: Eluierte amount of active ingredient from the strand samples of Comparative Examples 12 to 16 with daily sampling 3.2 Biofilm formation
Getestet wurden nur die Katheter-Schläuche aus den Beispielen 5 und 6 zum Nachweis der antimikrobiellen Wirkung und die Verhinderung der Biofilmbildung auf den Werkstoffen.Only the catheter tubes from Examples 5 and 6 were tested to demonstrate the antimicrobial effect and to prevent biofilm formation on the materials.
Tabelle 10: Keimzahl auf den Katheter-Schläuchen Es wurde bei den Ciprofloxacin-Hydrochlorid-haltigen Katheterschläuchen der Vergleichsprobe als auch bei dem erfindungsgemäßen Ciprofloxacin Betain-haltigen Katheter- Schläuchen deutlich reduzierte bzw. keine Bakterienbesiedlung nachgewiesen. 3.3 Ergebnisdiskussion Das Dynamische Biofilm Modell ermöglicht den Nachweis der Biofilmbildung oder den Nachweis der Verhinderung der Biofilmbildung durch die antimikrobielle Wirkung eines Werkstoffes bzw. eines fertigen Katheters.Table 10: Germ number on the catheter tubing Significantly reduced or no bacterial colonization was detected in the ciprofloxacin hydrochloride-containing catheter tubes of the comparative sample and in the ciprofloxacin betaine-containing catheter tubes according to the invention. 3.3 Discussion of Results The Dynamic Biofilm Model provides evidence of biofilm formation or evidence of prevention of biofilm formation by the antimicrobial effect of a material or a finished catheter.
Mit der Versuchsanordnung kann sich die natürliche Situation des Katheters in der Haut angenähert werden.With the experimental design, the natural situation of the catheter in the skin can be approximated.
Folgende Faktoren können annäherungsweise simuliert werden:The following factors can be approximately simulated:
• Das Medium enthält alle Faktoren für ein Bakterienwachstum entsprechend der Gewebsflüssigkeit der Haut.• The medium contains all factors for bacterial growth according to the tissue fluid of the skin.
• Der Wirkstoff kann langsam aus dem Katheter in die Umgebung abgegeben werden und dort oder direkt am Katheter antimikrobiell wirksam werden.• The drug can be slowly released from the catheter into the environment and become antimicrobial there or directly on the catheter.
Es wurde bei den Ciprofloxacin-Hydrochlorid-haltigen Katheterschläuchen der Vergleichsprobe als auch bei dem erfindungsgemäßen Ciprofloxacin Betain-haltigen Katheter- Schläuchen deutlich reduzierte bzw. keine Bakterienbesiedlung nachgewiesen. Das zeitliche Elutionsprofil der Katheter-Schläuche zeigt einen deutlich niedrigen Verlauf für den Ciprofloxacin Betain-haltigen Katheter-Schlauch, d.h. über die Zeit eluiert dieser Schlauch deutlich weniger Wirkstoff als der Ciprofloxacin-Hydrochlorid-haltige Katheter- Schlauch. Die Biofilm-Untersuchungen belegen aber überraschenderweise, dass trotz der deutlich niedrigeren Elution eine Besiedlung der Katheter-Schlauch-Oberflläche nicht nachweisbar ist.Significantly reduced or no bacterial colonization was detected in the ciprofloxacin hydrochloride-containing catheter tubes of the comparative sample and in the ciprofloxacin betaine-containing catheter tubes according to the invention. The temporal elution profile of the catheter tubes shows a markedly low profile for the ciprofloxacin betaine-containing catheter tube, i. Over time, this tube elutes significantly less drug than the ciprofloxacin hydrochloride-containing catheter tube. However, the biofilm studies surprisingly prove that colonization of the catheter tube surface is not detectable despite the significantly lower elution.
Bei den Strangproben wird ebenfalls deutlich, dass zum eine Anhängigkeit der Elution von der Wirkstoff-Konzentration im Werkstoff vorhanden ist (je höher der Gehalt, desto höher die Elution), aber dass die erfindungsgemäßen Proben deutlich weniger Wirkstoff eluieren als die Vergleichsmuster. Daraus ergibt, dass die erfindungsgemäßen Proben bei gleichem Wirkstoff-Gehalt durch ihre niedrigere Elutionrate deutlich länger die Katheter-Schlauch-Oberfläche vor Bakterienbesiedlung, d.h. Biofilmbildung, schützen können.In the extrudates it is also clear that the dependence of the elution on the active substance concentration in the material is present (the higher the content, the higher the elution), but that the samples according to the invention elute significantly less active substance than the comparison samples. It follows that the samples of the invention with the same active ingredient content due to their lower elution rate significantly longer the catheter tube surface from bacterial colonization, ie biofilm formation, can protect.
Beispiel 18Example 18
Agardiffusionstestagar diffusion test
1. Methode1st method
Die Untersuchung zur antimikrobiellen Wirkung erfolgte mit Hilfe des Agardiffusionstestes.The antimicrobial study was carried out with the aid of the agar diffusion test.
1.1. Testplatten1.1. test panels
Petrischalen von 9 cm Durchmesser wurden mit 18 ml Mueller-Hinton-Agar nach NCCLS (Merck KGaA Darmstadt / Lot ZC217935 430) gegossen.Petri dishes 9 cm in diameter were cast with 18 ml of Mueller-Hinton agar according to NCCLS (Merck KGaA Darmstadt / Lot ZC217935 430).
1.2. Bakteriensuspension1.2. bacterial suspension
Aus einer Übernachtkultur vom Teststamm Staphylococcus aureus ATTC 29213 auf Columbia-Blut-Agar wurde eine Suspension mit der Dichte von McFarland 0.5 in NaCl- Lsg. 0.85% hergestellt. Für die Suspension wurde ein „Kolonie-Pool" aus 3 bis 4 mit der Impföse angetupften Kolonien verwendet.From an overnight culture of the test strain Staphylococcus aureus ATTC 29213 on Columbia blood agar a suspension with the density of McFarland 0.5 in NaCl solution 0.85% was prepared. For the suspension, a "colony pool" of 3 to 4 colonies spotted with the inoculum was used.
1.3. Testansatz1.3. assay
In die Suspension wird ein steriler Wattetupfer getaucht. Der Flüssigkeits-Überschuss wird am Glasrand ausgedrückt. Mit dem Tupfer wird die Mueller-Hinton Agarplatte in drei Richtungen im Winkel von jeweils 60° gleichmäßig beimpft. Danach werden Werkstoffplättchen und Testplättchen auf die Testplatte aufgelegt. Die Testplatten wurden bei 37° C für 24 Stunden bebrütet.A sterile cotton swab is dipped into the suspension. The excess liquid is expressed at the edge of the glass. The swab is used to inoculate the Mueller-Hinton agar plate evenly in three directions at 60 ° each. Thereafter, the material platelets and test slides are placed on the test plate. The test plates were incubated at 37 ° C for 24 hours.
Die antimikrobielle Wirkung der Proben wurde an Hand von Hemmhöfen beurteilt. Es werden die aus den spritzgegossenen Platten ausgestanzten Plättchen eingesetzt. The antimicrobial effect of the samples was evaluated by means of inhibition sites. The plates punched out of the injection-molded plates are used.
Tabelle 11: Mikrobiologische Wirksamkeit im Agardifusionstest gegen Staphylococcus aureus ATTC 29213Table 11: Microbiological activity in Agardifusion Test against Staphylococcus aureus ATTC 29213
Die Proben aus den erfindungsgemäßen Beispielen 12 bis 14 haben kleinere Hemmhöfe als die Vergleichsproben aus den Beispielen 7 bis 9. Beim Vergleich der Werkstoffproben untereinander kann mittels der Hemmhöfe eine Aussage über die Intensität bzw. Quantität der freigesetzten Wirkstoffe gemacht werden. Die Ergebnisse der Elutionsprofile werden hiermit bestätigt. Beispiel 19The samples from Examples 12 to 14 according to the invention have smaller Hemmhöfe than the comparative samples from Examples 7 to 9. When comparing the material samples with each other can be made by means of Hemmhöfe a statement about the intensity or quantity of the released active ingredients. The results of the elution profiles are hereby confirmed. Example 19
Von den Katheter-Schläuchen aus den Beispielen 5 (erfindungsgemäß) und 6 (Vergleichsbeispiel) wurden in ca. 1 cm Abständen jeweils ca. 1 mm langes Stück abgeschnitten. Wie in Beispiel 18 „Agardiffusionstest beschrieben, wurden Testplatten vorbereitet. Die Katheter-Schlauch-Abschnitte wurden mit den Schnittflächen auf die Agarplatten aufgesetzt. Anschließend wurde der Testansätze wie in Beispiel 18 weiter behandelt.Of the catheter tubes of Examples 5 (according to the invention) and 6 (Comparative Example) were each about 1 mm long piece cut in about 1 cm intervals. As described in Example 18 "Agar diffusion test plates were prepared. The catheter tube sections were placed with the cut surfaces on the agar plates. Subsequently, the test mixtures were treated further as in Example 18.
Fig 2 und 3 zeigen jeweils Agar-Platten, bewachsen mit Staphylococcus aureas ATTC 29213. Um die aufgelegten Katheter- Schlauch- Abschnitte hat sich ein Hemmhof gebildet. Fig.2 : Abschnitte der Katheter-Schläuche aus Beispiel 5 (erfindungsgemäß), Fig. 3: Abschnitte der Katheter-Schläuche aus Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel) Im Agar-Diffusionstest wird erkennbar, dass alle Kather-Schläuche einen Hemmhof ergeben und eine antibakterielle Wirksamkeit zeigen. Bei gleicher Konzentration wird beim erfindungsgemäßen Katheter-Schlauch aus Beispiel 5 weniger Wirkstoff eluiert als beim Katheter-Schlauch aus Beispiel 6. Damit bleibt der erfindungsgemäße Katheter- Schlauch deutlich länger gegen Biofümbildung geschützt. Bei beiden Schläuchen wird weiterhin durch den gleichen Hemmhofdurchmesser aller Proben auf einer Platte deutlich, dass über die Gesamtlänge der Katheter-Schläuche der Wirkstoff homogen verteilt ist. Figures 2 and 3 each show agar plates overgrown with Staphylococcus aureas ATTC 29213. Around the deployed catheter tube sections has formed a Hemmhof. FIG. 2: Sections of the catheter tubes from Example 5 (according to the invention), FIG. 3: Sections of the catheter tubes from Example 6 (Comparative Example) In the agar diffusion test, it can be seen that all Kather tubes result in a zone of inhibition and have antibacterial activity demonstrate. At the same concentration less active ingredient is eluted in the inventive catheter tube of Example 5 than in the catheter tube of Example 6. Thus, the catheter tube according to the invention remains significantly longer protected against Biofümbildung. In both tubes, it is also clear from the same Hemmhofdurchmesser all samples on a plate, that over the entire length of the catheter tubes, the drug is homogeneously distributed.

Claims

Patentansprüche claims
1. Formmassen enthaltend mindestens ein thermoplastisch verarbeitbares Polymer sowie mindestens einen teilneutralisierten Wirkstoff mit antibakterieller, antiprotozoischer oder antimykotischer Aktivität.1. molding compositions comprising at least one thermoplastically processable polymer and at least one partially neutralized active ingredient having antibacterial, antiprotozoal or antimycotic activity.
2. Formmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der teilneutralisierte Wirkstoff ein Wirkstoff mit basischer Funktionalität ist und diese basische Funktionalität mit einer Säure teilweise neutralisiert ist.2. Molding compositions according to claim 1, characterized in that the partially neutralized active ingredient is an active substance with basic functionality and this basic functionality is partially neutralized with an acid.
3. Formmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der teilneutralisierte Wirkstoff ein Wirkstoff mit saurer Funktionalität ist und diese saure Funktionalität mit einer Base teilweise neutralisiert ist.3. Molding compositions according to claim 1, characterized in that the partially neutralized active ingredient is an active ingredient with acidic functionality and this acidic functionality is partially neutralized with a base.
4. Formmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der teilweise neutralisierte Wirkstoff ein solcher mit Betain- oder Zwitterionen-Struktur ist und teilweise mit einer Base oder Säure neutralisiert ist.4. Molding compositions according to claim 1, characterized in that the partially neutralized active ingredient is one with betaine or zwitterion structure and is partially neutralized with a base or acid.
5. Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Äquivalent basischer Funktionalität im Wirkstoff mit 0,01 bis 0,95 Äquivalenten Säure beziehungsweise ein Äquivalent saurer Funktionalität im Wirkstoff mit 0,01 bis 0,95 Äquivalenten Base teilweise neutralisiert ist.5. Molding compositions according to one of claims 1 to 4, characterized in that one equivalent of basic functionality in the active ingredient with 0.01 to 0.95 equivalents of acid or an equivalent of acidic functionality in the active ingredient partially neutralized with 0.01 to 0.95 equivalents of base is.
6. Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastisch verarbeitbare Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Polyurethanen, Polyether-Blockamiden und Copolyestern.6. Molding compositions according to one of claims 1 to 5, characterized in that the thermoplastically processable polymer is selected from the group consisting of thermoplastic polyurethanes, polyether block amides and copolyesters.
7. Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff Ciprofloxacin ist.7. Molding compositions according to one of claims 1 to 6, characterized in that the active ingredient is ciprofloxacin.
8. Formmassen gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der teilweise neutralisierte Wirkstoff mit Hydrogenchlorid teilweise neutralisiertes Ciprofloxacin ist.8. Molding compositions according to claim 7, characterized in that the partially neutralized active substance with hydrogen chloride is partially neutralized ciprofloxacin.
9. Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der teilneutralisierte Wirkstoff (als nicht neutralisierter Wirkstoff) in einem Konzentrationsbereich von 0,5 bis 2,0 Gew.-% bezogen auf die Formmasse eingesetzt wird. - -9. Molding compositions according to one of claims 1 to 8, characterized in that the partially neutralized active substance (as non-neutralized active ingredient) is used in a concentration range of 0.5 to 2.0 wt .-% based on the molding composition. - -
10. Verwendung von Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Medizinprodukten.10. Use of molding compositions according to any one of claims 1 to 9 for the production of moldings, in particular medical devices.
1 1. Medizinprodukte, insbesondere zentralvenöse Katheter, Urokathether, Schläuche, Shunts, Kanülen, Konnektoren, Stopfen oder Verteilerhähne enthaltend eine Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9. 1 1. Medical devices, in particular central venous catheters, urotheraphy, hoses, shunts, cannulas, connectors, plugs or distributor taps containing a molding compositions according to any one of claims 1 to 9.
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