RU2750037C1 - Молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты - Google Patents
Молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750037C1 RU2750037C1 RU2020126561A RU2020126561A RU2750037C1 RU 2750037 C1 RU2750037 C1 RU 2750037C1 RU 2020126561 A RU2020126561 A RU 2020126561A RU 2020126561 A RU2020126561 A RU 2020126561A RU 2750037 C1 RU2750037 C1 RU 2750037C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- side chains
- butyl
- polymethacrylic acid
- macroinitiator
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 28
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 title claims abstract description 18
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 26
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylimidazol-3-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCN1C=C[N+](C)=C1 FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 claims abstract description 6
- YOCIJWAHRAJQFT-UHFFFAOYSA-N 2-bromo-2-methylpropanoyl bromide Chemical compound CC(C)(Br)C(Br)=O YOCIJWAHRAJQFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 4
- SJMYWORNLPSJQO-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC(C)(C)C SJMYWORNLPSJQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- UKODFQOELJFMII-UHFFFAOYSA-N pentamethyldiethylenetriamine Chemical compound CN(C)CCN(C)CCN(C)C UKODFQOELJFMII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M bromocopper(1+) Chemical compound Br[Cu+] ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 abstract description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract description 5
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 abstract description 5
- -1 copper diethylamide bromide Chemical compound 0.000 abstract description 3
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002088 nanocapsule Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021589 Copper(I) bromide Inorganic materials 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 101710141544 Allatotropin-related peptide Proteins 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920013820 alkyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000010560 atom transfer radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M copper(i) bromide Chemical compound Br[Cu] NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 description 2
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 2
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 1
- CUGDYSSBTWBKII-LXGUWJNJSA-N (2r,3r,4r,5s)-6-(dimethylamino)hexane-1,2,3,4,5-pentol Chemical class CN(C)C[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO CUGDYSSBTWBKII-LXGUWJNJSA-N 0.000 description 1
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 1
- 241000167854 Bourreria succulenta Species 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 1
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 238000012404 In vitro experiment Methods 0.000 description 1
- 108010085895 Laminin Proteins 0.000 description 1
- 102000007547 Laminin Human genes 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229920006022 Poly(L-lactide-co-glycolide)-b-poly(ethylene glycol) Polymers 0.000 description 1
- 229920001283 Polyalkylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002732 Polyanhydride Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002385 Sodium hyaluronate Polymers 0.000 description 1
- 108010031318 Vitronectin Proteins 0.000 description 1
- 102100035140 Vitronectin Human genes 0.000 description 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 229940105329 carboxymethylcellulose Drugs 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 description 1
- SURLGNKAQXKNSP-DBLYXWCISA-N chlorin Chemical compound C\1=C/2\N/C(=C\C3=N/C(=C\C=4NC(/C=C\5/C=CC/1=N/5)=CC=4)/C=C3)/CC\2 SURLGNKAQXKNSP-DBLYXWCISA-N 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N hyaluronan Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H](C(O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N 0.000 description 1
- 229940099552 hyaluronan Drugs 0.000 description 1
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 108010082117 matrigel Proteins 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229940079938 nitrocellulose Drugs 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 229920001992 poloxamer 407 Polymers 0.000 description 1
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 1
- 229920001291 polyvinyl halide Polymers 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229940010747 sodium hyaluronate Drugs 0.000 description 1
- YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N sodium;(2s,3s,4s,5r,6r)-6-[(2s,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2-[(2s,3s,4r,5r,6r)-6-[(2r,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2- Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
- C08F251/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу получения молекулярной целлюлозной щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты. Способ включает получение целлюлозного макроинициатора взаимодействием микрокристаллической целлюлозы с 2-бромизобутироилбромидом в среде 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида, взаимодействие полученного макроинициатора с трет-бутилметакрилатом с использованием 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида, бромида меди и пентаметилдиэтилентриамина и получение конечного продукта обработкой сополимера целлюлозы с политрет-бутилметакрилатными боковыми цепями трифторуксусной кислотой в хлористом метилене. Полученное соединение биосовместимо, обладает устойчивостью при хранении при комнатной температуре, спирто- и водорастворимо, а также проявляет полиэлектролитные и амфифильные свойства и может быть использовано для создания оболочек нано- и микрокапсул, применяемых для целевой доставки лекарств, а также в качестве солюбилизирующих наноконтейнеров для гидрофобных соединений, используемых в целях фотодинамической терапии и диагностики. 5 ил.
Description
Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к новым соединениям спирто- и водорастворимых целлюлозных молекулярных щеток с боковыми цепями полиметакриловой кислоты.
Патенты, в которых описано использование целлюлозных материалов в качестве носителей для агентов фотодинамической терапии (ФДТ) и фотодинамической дезинфекции (ФДД), содержат данные об использовании только алкицеллюлоз и карбоксиметиллцеллюлозы и других полисахаридов.
Для лечения гнойных ран методом ФДТ в виде гидрогеля предложено средство (Патент на изобретение РФ №2530589), включающее диметилглюкаминовую соль хлорина Е6 и биорастворимый полимер. Биорастворимый полимер, представляющий собой смесь плюроника F127 и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, иммобилизован на наночастицах гидроксиапатита.
В патенте US 20100331819 А1 20101230 (Hossainy, Syed; Davalian, Darkish; Trollsas, Mikael; Stankus, John; Khong, Yuet Mei; Wan, Jinping. Drug delivery system and method of treatment of vascular diseases using photodynamic therapy // U.S. Pat. Appl. Publ. (2010), US 20100331819) описана система доставки лекарственных средств и способ лечения сосудистых заболеваний с использованием ФДТ. В аспекте данного изобретения наночастицы содержат биосовместимый, биоразлагаемый полимер, при этом полимер выбирают из группы, состоящей из декстрана, альгината, целлюлозы, гиалуронана, хитозана, коллагена, эластина, альбумина, желатина, поливинилпирролидона (ПВП), полиэтиленгликоля (ПЭГ), полимолочной кислоты, полигликолевой кислоты, поликапролактона, их сополимеров PLGA, L-PLGA, PLGA-PEG, PCL, полиангидрида, гороха, P(LLA-GA-CL), P(LA-GA-CL), P(LLA-CL) и поли(акриловой кислоты). Биосовместимый, биоразлагаемый полимер дополнительно содержит аминогруппу. Биосовместимый, биоразлагаемый полимер на внешней поверхности наночастицы модифицируют веществом, выбранным из группы, состоящей из фибронектина, коллагена, витронектина, ламинина, матригеля™, хитозана и полиакриловой кислоты. В аспекте настоящего изобретения система доставки лекарственного средства дополнительно содержит гель-носитель, в котором фармацевтическая композиция смешивается с гелем-носителем, который выбирают из группы, состоящей из гиалуроната натрия, гиалуроновой кислоты, карбоксиметилцеллюлозы, альгината натрия, целлюлозы, изкомолекулярного биосовместимого биоразлагаемого полимера, полисахаридов, ПВП и ПЭГ.
В патенте WO 2006133271 А2 20061214 (Hasan, Tayyaba. Compositions and methods relating to target-specific photodynamic therapy // PCT Int. Appl. (2006)), описаны наночастицы, содержащие полимерную оболочку и один или несколько аптамеров, прикрепленных к оболочке, причем полимерная оболочка содержит ядро фотосенсибилизатора. Полимерная оболочка выбрана из группы, состоящей из полиамидов, поликарбонатов, полиалкиленов, полиалкиленгликолей, полиалкилен оксидов, полиалкилен терефталатов, поливинилового спирта, поливиниловых эфиров, поливинилгалогенидов, ПВП, полигликолидов, полисилоксанов, полиуретанов и их сополимеров, алкил целлюлоз, гидроксиалкил целлюлоз, простых эфиров целлюлозы, сложных эфиров целлюлозы, нитро целлюлозы, поли(мет)акрилатов.
Недостаток использования целлюлозных материалов в качестве носителей для агентов ФДТ и ФДД заключается в том, что такие носители не обеспечивают высокую селективность доставки агентов ФДТ в клетки опухоли.
В последнее десятилетие активно развивающимся направлением в полимерной химии является синтез и исследование разветвленных полимерных систем с хорошо определенной структурой, носящих название "полимерных щеток" (polymer brushes). Ярким примером подобных систем являются молекулярные полимерные щетки, представляющие собой привитые сополимеры, состоящие из "скелета" основной цепи и ковалентно присоединенных к нему боковых цепей.
В работах (Yakimansky A.V., Meleshko Т.К., Ilgach D.M., Bauman М.А., Anan'eva T.D., Klapshina L.G., Lermontova S.A., Balalaeva I.V., Douglas W.E. Novel regular polyimide-graft-(polymethacrylic acid) brushes: Synthesis and possible applications as nanocontainers of cyanoporphyrazine agents for photodynamic therapy. J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2013. V. 51. No. 20. P. 4267-4281 и Shilyagina N.Y., Peskova N.N., Lermontova S.A., Brilkina A.A., Vodeneev V.A., Yakimansky A.V., Klapshina L.G., Balalaeva I.V. Effective delivery of porphyrazine photosensitizers to cancer cells by polymer brush nanocontainers. Journal of Biophotonics. 2017. V. 10. No. 9. P. 1189-1197.) разработаны методы получения новых молекулярных щеток с основной полиимидной цепью и боковыми поливиниловыми цепями различной природы при использовании контролируемой ATRP полимеризации, синтезирован ряд высокомолекулярных мультицентровых макроинициаторов с регулируемой степенью функционализации на основе гидроксилсодержащих полиимидов. С помощью ATRP полимеризации ряда виниловых мономеров (метилметакрилата, трет-бутилметакрилата, стирола, н-бутикрилата, трет-бутикрилата) на мультицентровых полиимидных макроинициаторах синтезированы новые привитые сополиимиды с боковыми цепями как гомополимеров, так и блок-сополимеров.
Полученные полиимидные щетки, растворимые в спирте и воде, с боковыми цепями полиметакриловой кислоты могут использоваться в качестве наноконтейнеров для порфиразиновых агентов фотодинамической терапии рака и для создания нанокомпозитных мультислойных прочных оболочек полых микро- и нанокапсул для различных приложений.
В данных работах было показано, что молекулярные щетки с основной полиимидной цепью и боковыми цепями полиметакриловой кислоты обеспечивают высокую эффективность и селективность доставки агентов фотодинамической терапии, таких как цианопорфиразины в клетки различных опухолей, что было показано экспериментами in vivo и in vitro.
Задачей предлагаемого изобретения является создание нового соединения - целлюлозной щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты полностью биосовместимого, следовательно, легко выводимого из организма, обладающего устойчивостью при хранении в условиях комнатной температуры, спирто- и водорастворимостью, проявляющие полиэлектролитные и амфифильные свойства.
Указанная задача решается предлагаемым изобретением - синтез целлюлозной щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты осуществляемый методом контролируемой радикальной полимеризации в среде ионной жидкости: бутилметилимидозолий хлорид.
Данная работа выполнена при поддержке гранта Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых (контракт 14.W03.31.0022).
Предлагаемые в настоящей заявке молекулярные щетки с основной целлюлозной цепью и боковыми цепями полиметакриловой кислоты обладают всеми достоинствами полиимидных щеток, но в отличие от последних, являются полностью биосовместимыми. В патентной литературе не описано применение молекулярных щеток с основной целлюлозной цепью и боковыми цепями полиметакриловой кислоты в качестве носителей для агентов фотодинамической терапии.
Способ получения молекулярной целлюлозной щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты, включающий получение целлюлозного макроинициатора путем взаимодействия микрокристаллической целлюлозы с 2-бромизобутироилбромидом в среде 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида, взаимодействие полученного макроинициатора с трет-бутилметакрилатом с использованием 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида, бромида меди и пентаметилдиэтилентриамина, а также получение конечного продукта путем обработки сополимера целлюлозы с политрет-бутилметакрилатными боковыми цепями в хлористом метилене трифторуксусной кислотой и получают соединение общей структурной формулы:
представляющее собой порошок белого цвета, обладающего устойчивостью при хранении в условиях комнатной температуры, спирто- и водорастворимостью и реакционной способностью карбоксильных групп.
В качестве исходных компонентов используют коммерческие реактивы: микрокристаллическую целлюлозу (Aldrich) размером частиц 50 мкм, 2-бром-изобутироилбромид BiBB (Aldrich), ионную жидкость 1-Бутил-3-метилимидазолий хлорид (BMIMCl) (Aldrich), растворитель N,N-диметилформамид (ДМФА), бромид меди (I) (CuBr) (Aldrich), пентаметилдиэтилентриамин (PMDETA) (Aldrich), mpem-бутилметакрилат (ТБМА) в качестве мономера (98%, Aldrich) перед использованием дважды перегоняют в вакууме, ортофосфорную кислоту (99%, Aldrich), для кислотного гидролиза, хлористый метилен (ХЧ, Вектон), тетрагидрофуран (ТГФ) (ХЧ, Вектон), этиловый спирт, метиловый спирт (Вектон), гидроксид калия (Вектон).
Способ получения целлюлозной щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты включает в себя следующие стадии:
Получение целлюлозного макроинициатора.
Синтез целлюлозного макроинициатора осуществляли по следующей схеме
Для получения макроинициатора: 0.40 г микрокристаллической целлюлозы растворяют в 10 г 1-Бутил-3-метилимидазолий хлориде при 80°С, после растворения смесь охлаждают и добавляют 0,5 г N,N-диметилформамида. С целью удаления кислорода из реакционной смеси проводят три цикла: замораживание-вакуумирование-размораживание (продолжительность вакуумирования составляет 5-15 мин), затем раствор охлаждают до 0°С на ледяной бане и в аргоновой среде медленно при постоянном перемешивании в реакционную колбу вносят 5 мл бромангидрида (2-бром-изобутироилбромида). Реакционную смесь выдерживают 12-24 часа при комнатной температуре. Полимерный продукт реакции высаживают в избыток деионизованной воды, осадок полимера отфильтровывают на фильтре Шотта и многократно промывают дистиллированной водой. Высушивают в вакууме при 40°С до постоянной массы.
Получение целлюлозной молекулярной щетки с привитыми поли трет-бутилметакрилатными цепями.
Синтез привитых сополимеров целлюлоза-прив-ПТБМА с помощью метода контролируемой радикальной полимеризации осуществляют по схеме:
В колбу Шленка объемом 25 мл, снабженную магнитным перемешивающим элементом (мешальником), помещают навеску макроинициатора 0,035 г. Колбу герметично закрывают резиновой септой, вакуумируют в течение 10 мин, после чего систему заполняют аргоном и вносят 10 г 1-Бутил-3-метилимидазолий хлорида, нагревают при постоянном перемешивании смесь до 80°С до полного растворения макроинициатора. Затем реакционную колбу немного охлаждают и в аргоновой среде добавляют 0,01 г бромида меди (I) и с помощью продутого аргоном шприца вносят пентаметилдиэтилентриамин. Смесь выдерживают 30 минут при постоянном перемешивании без доступа воздуха. С целью удаления остатков кислорода из реакционной смеси проводят три цикла: замораживание-вакуумирование-размораживание, затем предварительно отдегазированный mpem-бутилметакрилат переконденсируют в реакционную колбу. Колбу с подготовленной реакционной смесью заполняют аргоном и при перемешивании термостатируют при 80°С в масляной бане, помещенной на магнитную мешалку с регулятором температуры, в течение 2 часов. Скорость перемешивания реакционной смеси составляет 800 об/мин. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры и оставляют при постоянном перемешивании на 24 часа и, вскрыв септу, реакционный раствор темно-вишневого цвета переносят в стакан с большим избытком дистиллированной воды. После перемешивания смеси в течение 0.5 часа для удаления солей меди, продукт полимеризации ТБМА многократно переосаждают из тетрагидрофурана в смесь метанол/вода объемного соотношения 6/1. Отфильтрованный порошок сушат в вакууме при 40°С до постоянной массы.
Получение молекулярных целлюлозных щеток с боковыми цепями полиметакриловой кислоты
Синтез привитого целлюлозного сополимера содержащего блоки полиметакриловой кислоты в боковых цепях осуществляют по схеме:
В раствор сополимера с гомополимерными ПТБМА боковыми цепями концентрации 4 мас.% в свежеперегнанном хлористом метилене вносят свежеперегнанную трифторуксусную кислоту. Реакцию проводят при комнатной температуре при постоянном перемешивании в течение 24 ч, затем растворитель выпаривают, осадок переосаждают из этилового спирта в хлористый метилен. Полимер сушат в вакууме при 40°С.
Выделение боковых цепей ПТБМА из привитых сополимеров Навеску привитого сополимера (0.1 г) растворяют в 15 мл свежеперегнанного ТГФ, затем добавляют 10 мл 5 мас.% раствора KOH в СН3ОН. Реакционную смесь выдерживают в стеклянной емкости с винтовой крышкой (Schott Duran, Germany) трое суток при 90°С. По окончании реакции, смесь нейтрализуют соляной кислотой, затем продукт концентрируют и высаживают в воду, многократно промывают осадителем (водой) и сушат при 40°С в вакууме.
Графические материалы:
Фиг. 1. 1Н ЯМР спектры макроинициатора Cell-BiB (а), целлюлоза с привитой политретбутилметакрилатом C-ptBMA (b) и целлюлоза с привитой полиметакриловой кислотой (с), снят на приборе Bruker АС-400, 400 МГц.
Фиг. 2. ИК-спектры исходной микрокристаллической целлюлозы (1), макроинициатора C-BiB (2), целлюлоза с привитой политретбутилметакрилатом C-ptBMA (3) и целлюлоза с привитой полиметакриловой кислотой (4)
Фиг. 3. Молекулярно-массовые распределения макроинициатора (красная кривая) и выделенных из полученной на нем щетки боковых цепей ПТБМА (черная кривая). Прибор: Agilent-1260 Infinity.
Фиг. 4. Распределение частиц по размерам в воде.
Фиг. 5 Распределение частиц по размерам в спирте.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в следующем: молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты могут быть использованы для создания оболочек нано- и микрокапсул, применяемых для целевой доставки лекарств, а также в качестве солюбилизирующих наноконтейнеров для гидрофобных соединений, используемых в целях фотодинамической терапии и диагностики. Такие сополимеры являются перспективными для использования в медицине, биохимии, микроэлектронике и в других современных высокотехнологичных областях.
Claims (1)
- Способ получения молекулярной целлюлозной щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты, включающий получение целлюлозного макроинициатора путем взаимодействия микрокристаллической целлюлозы с 2-бромизобутироилбромидом в среде 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида; взаимодействие полученного макроинициатора с трет-бутилметакрилатом с использованием 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида, бромида меди и пентаметилдиэтилентриамина и получение конечного продукта путем обработки сополимера целлюлозы с политрет-бутилметакрилатными боковыми цепями в хлористом метилене трифторуксусной кислотой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126561A RU2750037C1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126561A RU2750037C1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2750037C1 true RU2750037C1 (ru) | 2021-06-21 |
Family
ID=76504897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126561A RU2750037C1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2750037C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482883C1 (ru) * | 2012-03-12 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук | Способ получения полимерно-композиционных волокнистых материалов с антимикробной активностью |
| CN103706334A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-09 | 福州大学 | 一种结构可控的纤维素吸附剂及其制备方法 |
| CN104558421A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-04-29 | 河北科技大学 | 一种具有pH/温度响应性的接枝纤维素药用分子制备方法 |
| CN105664882B (zh) * | 2016-04-14 | 2018-03-20 | 福州大学 | 基于纤维素的酚类化合物分子印迹吸附剂及其制备方法 |
| CN111187385A (zh) * | 2019-08-26 | 2020-05-22 | 中国科学技术大学 | 一种纤维素基瓶刷状热塑性弹性体及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-06 RU RU2020126561A patent/RU2750037C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482883C1 (ru) * | 2012-03-12 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук | Способ получения полимерно-композиционных волокнистых материалов с антимикробной активностью |
| CN103706334A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-09 | 福州大学 | 一种结构可控的纤维素吸附剂及其制备方法 |
| CN104558421A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-04-29 | 河北科技大学 | 一种具有pH/温度响应性的接枝纤维素药用分子制备方法 |
| CN105664882B (zh) * | 2016-04-14 | 2018-03-20 | 福州大学 | 基于纤维素的酚类化合物分子印迹吸附剂及其制备方法 |
| CN111187385A (zh) * | 2019-08-26 | 2020-05-22 | 中国科学技术大学 | 一种纤维素基瓶刷状热塑性弹性体及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11337930B2 (en) | Modified alginates for cell encapsulation and cell therapy | |
| CN102227448A (zh) | 生产透明质酸官能化衍生物的方法及透明质酸官能化衍生物的水凝胶的形成 | |
| JP7055881B2 (ja) | 新規光増感剤複合ナノ多機能材料の調製及びその使用 | |
| CN107530295A (zh) | 与生物相容性植入物相关的方法和组合物 | |
| CN110041475B (zh) | 一种两亲性嵌段共聚物、其壳交联胶束及制备方法和应用 | |
| Patra et al. | Biopolymeric pH-responsive fluorescent gel for in-vitro and in-vivo colon specific delivery of metronidazole and ciprofloxacin | |
| JP2009541532A (ja) | ラクタム系ポリマー誘導体 | |
| Chen et al. | A biomimicking and electrostatic self-assembly strategy for the preparation of glycopolymer decorated photoactive nanoparticles | |
| RU2750037C1 (ru) | Молекулярные целлюлозные щетки с боковыми цепями полиметакриловой кислоты | |
| CN110613699A (zh) | 一种具有过氧化氢响应性的自组装纳米粒子及其制备方法 | |
| CN119345117A (zh) | 一种双重交联超声响应的透明质酸水凝胶的制备方法及其应用 | |
| JP5268048B2 (ja) | 遺伝子導入剤及びその製造方法 | |
| CN109134760B (zh) | 一种疏水改性海藻酸钠水凝胶的制备及应用 | |
| Leiske et al. | Amphiphilic Zwitterionic Bioderived Block Copolymers from Glutamic Acid and Cholesterol–Ability to Form Nanoparticles and Serve as Vectors for the Delivery of 6‐Mercaptopurine | |
| JP2010115153A (ja) | 遺伝子導入剤及び核酸複合体 | |
| Manna et al. | Concentration‐driven morphology change of a self‐aggregated amino acid‐inspired fluorescence‐active copolymer for sustained release of hydrophobic drug | |
| US20250367282A1 (en) | Polycation carrier particle | |
| JP2009274994A (ja) | 核酸複合体用安定化剤及び核酸複合体 | |
| JP2011072257A (ja) | 遺伝子導入剤及びその製造方法、並びに核酸複合体 | |
| JP2010273564A (ja) | 遺伝子導入剤及びその製造方法 | |
| CN117551118A (zh) | 一种含有苯硼酸的n-羧基环内酸酐单体和聚氨基酸及其制备方法与应用 | |
| WO2024030660A2 (en) | Cholesterol-modified hyaluronic acids | |
| JP2010024192A (ja) | 遺伝子導入剤の製造方法 | |
| JP2011160665A (ja) | 遺伝子導入剤の製造方法 | |
| JP2007070579A (ja) | スター型重合体、その合成方法及びベクター |