Способ получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий

Изобретение относится к способу получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий. Способ получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий осуществляют полимеризацией гликолида и/или лактида в массе мономера под действием катализатора октаноата олова (II) в среде инертного газа при нагревании, способ отличается тем, что процесс ведут в присутствии 0,01-0,1 масс. % диоксида титана, реакционную массу сначала нагревают до 80-90°С с выдержкой 5 минут, затем до 200-210°С и при этой температуре осуществляют (со)полимеризацию при воздействии ультразвука в течение 20 минут. Технический результат - сокращение общего времени полимеризации, при этом полученные (со)полимеры имеют молекулярную массу и температуру плавления, необходимую для переработки в медицинские изделия и обладают высокой термостабильностью. 1 табл., 20 пр.

 

Изобретение относится к способу получения (со)полимера гликолида и/или лактида (L-лактида) для изготовления рассасывающихся хирургических изделий, таких как хирургические монофиламентные и плетеные нити, имплантаты.

Для получения качественных хирургических изделий (со)полимер гликолида и/или лактида должен отвечать определенным требованиям. (Со)полимер должен иметь сравнительно высокую молекулярную массу (200-400 кДа), температуру плавления, не ниже: для полигликолида 220°С, для поли-L-лактида 160°С, для сополимера гликолида и лактида температура плавления определяется соотношением мономеров гликолида и лактида (90:10, 50:50, 10:90). Эти параметры обеспечиваются условиями синтеза: видом и концентрации катализатора, добавками, температурой, временем полимеризации. Кроме того переработка (со)полимера гликолида и/или лактида протекает при температуре выше температуры плавления, при которой (со)полимер быстро окисляется и теряет свои свойства, что сказывается на качестве конечного изделия. В связи с этим (со)полимер гликолида и/или лактида должен также иметь высокую термостабильность.

Известен способ получения полилактида с высокой температурой плавления (около 170°С) и термостабильностью, при котором полимеризацию лактида ведут при температурах от 140 до 180°С, при давлении от 20 до 70 кПа, в качестве стабилизатора предлагается использовать соединения, содержащие серу со степенью окисления не менее +5, а также металлические катализаторы (такие как соединения олова, титана, свинца, цинка и т.п.), кислотные катализаторы в количестве 0,001-2 масс. % (TW 201213388, C08G 63/06, опуб. 21.01.2016). Недостатками данного способа является продолжительность процесса (от 4 до 30 часов) и низкая молекулярная масса полимера (5 до 25 кДа).

Описан способ (со)полимеризации лактида и/или гликолида, который осуществляют либо в растворе, либо в условиях переохлаждения (RU 2318836, C08G 63/823, опуб. 10.03.2008). В качестве катализатора используют трифторметансульфонат и (со)полимеризующую добавку. К недостатком данного способа относятся продолжительность процесса и низкая молекулярная масса (со)полимера.

Известен способ полимеризации гликолида в присутствии органической кислоты, ангидрида или сложного эфира при 150-200°С (US 6111033, C08G 63/60, опуб. 29.08.2000). К недостаткам способа следует отнести длительность процесса (до 8 часов).

Известны способы полимеризации гликолида, в которых в качестве катализаторов используют алюминиевые соединения, содержащие хиральный циклогександиамин (CN 1085 70143, C07F 5/066, опуб. 12.12.2017), о-фенилендиаминную (CN 108503802, C07F 5/066, опуб. 12.12.2017), салицилальдегидную (CN 108239261, C07F 5/066, опуб. 12.12.2017) группы, производное ацетилацетона (CN 108084411, C07F 5/066, опуб. 12.12.2017). К недостаткам данных способов следует отнести низкую молекулярную массу полимера (от 10 до 25 кДа).

Известен способ полимеризации лактида при 180°С в присутствии ацетилацетоната алюминия с конверсией мономера 90 и 100% в течение 1,7 и 3 часов соответственно (US 6166169А, C08K 5/13, опуб. 26.12.2000). Недостатком способа является многостадийность и длительность процесса.

В известных способах (US 6281154, C07F 5/069, 2001; US 6538101, C08G 63/08, 2003; US 6790972, C07F 3/00, 2004; US 6608170, C08G 63/823, 2003) для получения полилактида используют различные катализаторы: мономерные комплексы алюминия с диамидоаминными лигандами и с тетрадентатными N,N-O,O-лигандами, катализаторы на основе хиральных алкоксидов алюминия и алкильных соединений алюминия, а также на основе соединений металлов 11 и 12 групп с тридентатными лигандами. Недостатками данных способов является сложность и длительность процесса приготовление катализатора, низкая молекулярная масса полученного полилактида.

Таким образом, известные способы не обеспечивают получения (со)полимеров гликолида и/или лактида с необходимыми молекулярной массой (выше 200 кДа), характеризуются сложностью и высокой продолжительностью процесса полимеризации (больше 2 часов).

Известные источники информации не содержат сведения о термостойкости получаемых (со)полимеров гликолида и/или лактида.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий, который осуществляют в массе мономера под действием октаноата олова (II) в присутствии лаурилового спирта в количестве 0,02-0,08 мол. %, в среде инертного газа с предварительным вакуумированием при нагревании (RU 2637923, C08G 63/08, опуб. 30.11.2016). Вакуумирование и заполнение вакуума инертным газом выполняют троекратно при 50°С, а нагрев смеси осуществляют в 3 стадии: сначала до 80-130°С с выдержкой 5-20 минут, затем до 190-200°С с выдержкой 5-20 минут, затем до 210-225°С и при этой температуре осуществляют полимеризацию в течение 30-45 минут.

К недостаткам данного способа следует отнести: многостадийность и продолжительность процесса. Несмотря на заявленную в способе высокую молекулярную массу, полученный по данному способу (со)полимер гликолида и/или лактида имеет молекулярную массу ниже заявленной, о чем свидетельствуют экспериментальные данные, представленные в таблице ниже.

Технической проблемой является разработка эффективного способа получения (со)полимера гликолида и/или лактида с высокой молекулярной массой, температурой плавления и термостабильностью.

Техническая проблема решается способом получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий полимеризацией гликолида и/или лактида в массе мономера под действием катализатора октаноата олова (II) в среде инертного газа при нагревании, в котором согласно изобретению процесс ведут в присутствии 0,01-0,1 масс. % диоксида титана, реакционную массу сначала нагревают до 80-90°С с выдержкой 5 минут, затем до 200-210°С и при этой температуре осуществляют (со)полимеризацию при воздействии ультразвука в течение 20 минут.

Технический результат заключается в упрощении технологии получения (со)полимера, сокращении общего времени процесса в два раза, при этом полученный (со)полимер гликолида и/или лактида имеет молекулярную массу и температуру плавления, необходимую для получения качественных хирургических изделий, а также обладает термостойкостью, позволяющей проводить переработку (со)полимера без преждевременной деструкции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В отличие от прототипа (со)полимеризацию проводят в присутствии диоксида титана при воздействии на реакционную массу ультразвука. Диоксид титана выполняет двойную функцию: выступает в качестве сокатализатора и в качестве добавки, повышающий термостабильность (со)полимера. Диоксид титана способствует увеличению каталитической активности катализатора октоноата олова (II) за счет образования дополнительных активных центров (со)полимеризации в результате скорость реакции увеличивается (сокращается общее время процесса) при этом молекулярная масса (со)полимера увеличивается. Также диоксид титана является гетерогенным зародышеобразователем, что приводит к образованию более однородной надмолекулярной структуры, уменьшению количества дефектных зон, тем самым увеличивая степень кристалличности (со)полимера, а, следовательно, его температуру плавления и термостойкость. Воздействие ультразвука обеспечивает лучшее распределение диоксида титана и катализатора в реакционной массе, что приводит к равномерному повышению свойств (со)полимера (молекулярной массы, температуры плавления и термостабильности) во всем его объеме. Оптимальная концентрация диоксида титана в реакционной массе составляет 0,01-0,1 масс. %. Концентрация менее 0,01 масс. % не оказывает значительного влияние на свойства и термостабильность (со)полимера, а увеличение концентрации диоксида титана более 0,1 масс. % нецелесообразно, т.к. не приводит к дальнейшему повышению свойств (со)полимера.

Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами осуществления предлагаемого способа.

Во всех примерах количество катализатора октоноата олова (II) составило 0,015 масс. %. Для генерации ультразвуковых колебаний использовали лабораторную установку И100-6/4 путем погружения наконечника ультразвуковой установки в реакционную массу, частота - 20 кГц.

Пример 1 - Получение полигликолида.

В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, загружают 250 г гликолида, 0,0375 г (0,015 масс. %) октоноата олова (II) и 0,025 г (0,01 масс. %) диоксида титана. Реакционную смесь нагревают до 85°С в присутствии инертного газа, включают мешалку и перемешивают при данной температуре 5 минут. Далее реакционную смесь нагревают до 210°С и включают ультразвуковую установку. Полимеризацию проводят в течение 20 минут.

Пример 2 аналогичен примеру 1, количество диоксида титана составило 0,05 масс. %.

Пример 3 аналогичен примеру 1, количество диоксида титана составило 0,1 масс. %.

Пример 4 - Получение поли-L-лактида.

В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, загружают 250 г L-лактида, 0,0375 г (0,015 масс. %) октоноата олова (II) и 0,025 г (0,01 масс. %) диоксида титана. Реакционную смесь нагревают 90°С в присутствии инертного газа, включают мешалку и перемешивают при данной температуре 5 минут. Далее реакционную смесь нагревают до 200°С и включают ультразвуковую установку. Полимеризацию проводят в течение 20 минут.

Пример 5 аналогичен примеру 4, количество диоксида титана составило 0,05 масс. %.

Пример 6 аналогичен примеру 1, количество диоксида титана составило 0,1 масс. %.

Пример 7 - Получение поли(гликолид-со-лактида) с мольным соотношением гликолида к лактиду 90:10.

В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, загружают 220 г гликолида и 30 г L-лактида, 0,0375 г (0,015 масс. %) октоноата олова (II) и 0,025 г (0,01 масс. %) диоксида титана. Реакционную смесь нагревают до 90°С в присутствии инертного газа, включают мешалку и перемешивают при данной температуре 5 минут. Далее реакционную смесь нагревают до 210°С и включают ультразвуковую установку. Полимеризацию проводят в течение 20 минут.

Пример 8 аналогичен примеру 7, количество диоксида титана составило 0,05 масс. %.

Пример 9 аналогичен примеру 7, количество диоксида титана составило 0,1 масс. %.

Пример 10 - Получение поли (гликолид-со-лактида) с мольным соотношением гликолида к лактиду 50:50.

В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, загружают 112 г гликолида и 138 г L-лактида, 0,0375 г (0,015 масс. %) октоноата олова (II) и 0,025 г (0,01 масс. %) диоксида титана. Реакционную смесь нагревают до 90°С в присутствии инертного газа, включают мешалку и перемешивают при данной температуре 5 минут. Далее реакционную смесь нагревают до 210°С и включают ультразвуковую установку. Полимеризацию проводят в течение 20 минут.

Пример 11 аналогичен примеру 10, количество диоксида титана составило 0,05 масс. %.

Пример 12 аналогичен примеру 10, количество диоксида титана составило 0,1 масс. %.

Пример 13 - Получение поли(гликолид-со-лактида) с мольным соотношением гликолида к лактиду 10:90.

В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, загружают 20 г гликолида и 230 г L-лактида, 1,25 г (0,5 масс. %) октоноата олова (II) и 0,025 г (0,01 масс. %) диоксида титана. Реакционную смесь нагревают до 90°С в присутствии инертного газа, включают мешалку и перемешивают при данной температуре 5 минут. Далее реакционную смесь нагревают до 210°С и включают ультразвуковую установку. Полимеризацию проводят в течение 20 минут.

Пример 14 аналогичен примеру 10, количество диоксида титана составило 0,05 масс. %

Пример 15 аналогичен примеру 10, количество диоксида титана составило 0,1 масс. %

Примеры 16-20. Получение полигликолида, поли-L-лактида, поли(гликолид-со-лактида) с мольным соотношением гликолида к лактиду 90:10, 50:50, 10:90 по способу-прототипу.

После окончания процесса полученные (со)полимеры выгружали из реактора, охлаждали до комнатной температуры, сушили в вакуумной печи при 40-50°С в течение 4 часов и затем определяли молекулярные массы, температуры плавления и термостабильность.

Молекулярную массу определяли методом гель-проникающей хроматографии по ГОСТ 33418-2015. Анализ образцов проводили в тетрагидрофуране при 30°С на жидкостном хроматографе «Viscotec GPS Max VE 2001», оборудованном тремя детекторами (вискозиметрическим, рефрактометрическим и приставкой светорассеивания) и колонками, заполненными полистирольным гелем с размером пор 106 и 105 . Для калибровки применяли полистирольные стандарты.

Определение температуры плавления проводили по ГОСТ Р 55134-2012 на дифференциально-сканирующем калориметре марки DSC 1 STAReSystem фирмы Mettler Toledo (США). Скорость нагрева - 3°С/мин.

Термостабильнось образцов измеряли по ГОСТ 29127-91-1993 на анализаторе STA 6000 (PerkinElmer, США). Масса образцов составляла около 25 мг в каждом тесте. Образцы нагревали от 30 до 350°С при постоянной скорости нагрева 3°С/мин. Термостабильность оценивали по температуре начала разложения полимера, когда происходит потеря 5% массы образца (ТΔm=5%).

Молекулярная масса, температура плавления и термостабильность полученных (со)полимеров приведены в таблице.

Табличные данные подтверждают, что предлагаемый способ при времени (со)полимеризации 20 минут обеспечивает получение (со)полимера гликолида и/или лактида с гарантированно высокой молекулярной массой 200-400 кДа, температурой плавления и термостойкостью. Образцы (со)полимеров, полученные по способу-прототипу, характеризуются значениями молекулярной массы, в среднем на 100 кДа ниже значений молекулярной массы (со)полимеров, полученных заявляемым способом (16-20 примеры). Температуры плавления и температуры начала разложения полученных заявляемым способом (со)полимеров увеличиваются в среднем на 5-15°С и 40-80°С, соответственно.

Таким образом, использование предлагаемого способа сокращает время процесса и позволяет получать (со)полимер гликолида и/или лактида с высокой молекулярной массой (200-400 кДа), температурой плавления и термостойкостью, соответствующими требованиям по переработке. Полученные (со)полимеры могут использоваться для изготовления рассасывающихся хирургических изделий, таких как хирургические монофиламентные и плетеные нити, имплантаты.

Способ получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий полимеризацией гликолида и/или лактида в массе мономера под действием катализатора октаноата олова (II) в среде инертного газа при нагревании, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии 0,01-0,1 масс. % диоксида титана, реакционную массу сначала нагревают до 80-90°С с выдержкой 5 минут, затем до 200-210°С и при этой температуре осуществляют (со)полимеризацию при воздействии ультразвука в течение 20 минут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению катализатора синтеза биоразлагаемых алифатических сложных полиэфиров поликонденсацией α-замещенных оксикислот, преимущественно молочной кислоты.

Настоящее изобретение относится к композициям сложного эфира, включающим полиэтилентерефталат из расплава. Описана композиция сложного эфира для изготовления упаковок, включающая: полиэтилентерефталат из фазы расплава, с включенными фрагментами терефталевой кислоты и мономера, содержащего два или несколько конденсированных ароматических циклов, в количестве приблизительно от 0,5 мольного % до 2,5 мольных %, из расчета на общее количество остатков дикарбоновых кислот в полиэтилентерефталате из фазы расплава, составляющих 100 мольных %; и алкоксид титана, где алкоксид титана присутствует в количестве от 30 ч/млн до 100 ч/млн атомов титана из расчета на суммарную массу композиции сложного эфира, где композиция сложного полиэфира находится в форме прозрачных гранул, которые не содержат TiO2, сурьму или германий, и где композиция сложного полиэфира содержит полиэтилентерефталат из фазы расплава, с характеристической вязкостью (I.V.) по меньшей мере 0,75 дл/г.

Изобретение относится к области высокомолекулярной химии и, в частности, катализа синтеза биоразлагаемых полимеров способом полимеризации лактонов или поликонденсации оксикислот, а также синтеза полиуретанов.

Настоящее изобретение относится к способу получения олиго- и полиэтилентерефталатов. Описан способ получения олиго- и полиэтилентерефталатов, включающий поликонденсацию терефталевой кислоты и этиленгликоля в присутствии катализатора триоксида дисурьмы при нагревании, отличающийся тем, что при смешении ингредиентов дополнительно вводят полифторированный спирт, выбранный из ряда 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1, 1,1,5-тригидроперфторпентанол-1, 1,1,7-тригидроперфторгептанол-1 и 1,1,9-тригидроперфторнонанол-1, при взаимодействии которого с триоксидом дисурьмы in situ образуется сокатализатор общей формулы: Sb(OCH2(CF2CF2)nH)3 n=1-4.

Изобретение относится к области катализа реакций поликонденсации. .

Изобретение относится к полиэфирной композиции, пригодной для изготовления гранул, листов, волокон, преформ, бутылок и формованных изделий. .

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемого сополимера, который может использоваться в производстве упаковочных материалов. .

Изобретение относится к катализатору поликонденсации для получения сложного полиэфира путем реакции этерификации или реакции трансэтерификации между дикарбоновой кислотой или ее эфиробразующим производным и гликолем.

Настоящее изобретение относится к способу стабилизации композиции конденсированной фазы в процессе производства сложного полиэфира из циклического сложноэфирного мономера.

Настоящее изобретение относится к способу получения сложного полиэфира из циклического сложноэфирного мономера, а также к композиции конденсированной фазы для получения сложного полиэфира.

Изобретение относится к блок-сополимеру и к вариантам способа его получения. Способ получения блок-сополимера по первому варианту заключается в том, что вначале получают первый блок полимера путем полимеризации мономера, выбранного из группы, включающей лактид и/или лактон, эпоксид и ангидрид, эпоксид и диоксид углерода.

Группа изобретений относится к изделию из материала, содержащего полимолочную кислоту, и способу получения изделия. Изделие содержит термоформованную часть, содержащую по меньшей мере одну часть с заданной величиной вытяжки.

Группа изобретений относится к биотехнологии, а именно к композиции молочной кислоты и ее применению для получения полимолочной кислоты и лактида. Композиция молочной кислоты, пригодная в качестве исходного сырья для получения полимолочной кислоты и лактида, включает молочную кислоту, 90%-ный водный раствор которой содержит метанол в концентрации не больше чем 70 м.д., пировиноградную кислоту в концентрации не больше чем 500 м.д., фурфураль в концентрации не больше чем 15 м.д., 5-гидроксиметилфурфураль в концентрации не больше чем 15 м.д., метиллактат в концентрации не больше чем 600 м.д., уксусную кислоту в концентрации не больше чем 500 м.д.

Настоящее изобретение относится к полукристаллическим блок-сополимерам лактида и эпсилон-капролактона для медицинского применения. Описан биорассасывающийся полукристаллический сегментированный блок-сополимер, содержащий продукт реакции: (a) аморфного форполимера, образованного посредством полимеризации мономера лактида и мономера эпсилон-капролактона в присутствии инициатора, причем молярное отношение лактида к эпсилон-капролактону в форполимере составляет от 45:55 до 30:70; и (b) мономера лактида, причем указанный биорассасывающийся полукристаллический сегментированный блок-сополимер содержит повторяющиеся звенья из полимеризованного лактида и полимеризованного эпсилон-капролактона, где молярное отношение полимеризованного лактида к полимеризованному эпсилон-капролактону составляет от 60:40 до 75:25.

Изобретение относится к улучшенному способу получения акриловой кислоты, включающему в себя термолиз поли-3-гидроксипропионата, катализируемый по меньшей мере одним молекулярным органическим активным соединением, содержащим по меньшей мере один третичный атом азота, который имеет ковалентную связь с тремя отличающимися друг от друга атомами углерода этого молекулярного органического активного соединения, где среднемассовая относительная молекулярная масса Mw поли-3-гидроксипропионата составляет от 1000 до 2000000, и что это по меньшей мере одно молекулярное органическое активное соединение не содержит гетероатомов, кроме азота и кислорода, отличающихся от углерода и водорода, не содержит атомов азота, к которому ковалентно присоединены один или более одного атома водорода, содержит не более одного атома кислорода, к которому ковалентно присоединен атом водорода, не содержит атома кислорода, который имеет ковалентную двойную связь с одним из трех отличающихся друг от друга атомов углерода, не содержит ни остатка ароматического углеводорода, ни остатка замещенного ароматического углеводорода, имеет температуру кипения, которая при давлении 1,0133⋅105 Па составляет по меньшей мере 150°С и не более чем 350°С, и имеет температуру плавления, которая при давлении 1,0133⋅105 Па составляет ≤70°С.
Настоящее изобретение относится к способу получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий. Описан способ получения (со)полимера гликолида и/или лактида для изготовления рассасывающихся хирургических изделий полимеризацией гликолида и/или лактида в массе мономера под действием октаноата олова(II) в присутствии лаурилового спирта в среде инертного газа с предварительным вакуумированием, при нагревании, отличающийся тем, что лауриловый спирт используют в количестве 0,02-0,08 мол.%, вакуумирование и заполнение вакуума инертным газом выполняют троекратно при 50°С, а нагрев смеси осуществляют в 3 стадии: сначала до 80-130°С с выдержкой 5-20 минут, затем до 190-200°С с выдержкой 5-20 минут, затем до 210-225°С и при этой температуре осуществляют полимеризацию в течение 30-45 минут.

Настоящее изобретение относится к области адресной доставки лекарственного средства и получения изображения. Описано соединение формулы (А) где: PLA является полилактидным остатком формулы: где: (3) является присоединением связи к PEG группе; и m является числом единиц и равно от 1 до 500; PEG является полиэтиленгликолевым остатком формулы:где: (4) является присоединением связи к -PLA; (5) является присоединением связи к атому азота и n является числом единиц и равно от 1 и 300; линкер PEG' является полиэтиленгликолевым остатком формулы: где: n' является числом единиц и равно от 1 до 10, (1) является присоединением связи к - (CH2)-триазольной группе; (2) является присоединением связи к лиганду; и Лиганд является остатком функционального лиганда, выбранным из лигандов, распознающих мембраны, агентов для диагностики/получения изображений.

Настоящее изобретение относится к получению молочной кислоты, являющейся полимеризуемым материалом, из углеводсодержащих материалов посредством ферментации последующей очистки от ферментируемых сред.

Изобретение относится к способу производства молочной кислоты, включающему следующие стадии: осуществление перегонки содержащего молочную кислоту раствора с целью отбора молочной кислоты с паровой стороны (стадия А); осуществление кристаллизации молочной кислоты, полученной на стадии А (стадия В); осуществление разделения суспензии молочной кислоты, полученной на стадии В, на кристаллы молочной кислоты и маточную жидкость, содержащую олигомеры молочной кислоты (стадия С); и организация рециркуляции маточной жидкости, полученной на стадии С, на стадию В (стадия D).
Наверх