发明领域

本发明涉及侧链可结晶聚合物，并且特别涉及在医疗应用中有用的固 有地不透射线的侧链可结晶聚合物。

相关技术描述

聚合物材料广泛地用在许多应用中。例如，治疗的栓塞是血管或患病 的脉管结构的选择性阻塞。聚合的栓塞治疗(embolotherapy)装置和试剂 的实例包括栓塞的线圈(coil)、凝胶泡沫、和粒子聚合的栓剂，例如，用于 控制出血、在外科程序之前或过程中防止失血、限制或阻滞供血到肿瘤或 脉管畸形，例如，子宫平滑肌瘤、肿瘤(即，化学-栓塞)、出血(例如， 在出血的创伤过程中)和动静脉畸形、瘘(例如，AVF的)和动脉瘤。

聚合的液体栓剂包括沉淀的和反应的体系。例如，在沉淀体系中，聚 合物可以在脉管递送时溶解在生物学可接受的溶剂中，使聚合物原位沉 淀。反应的体系包括氰基丙烯酸酯体系，其中，例如，将液体单体的和/ 或低聚的氰基丙烯酸酯混合物通过导管引入到脉管位点并原位聚合。在这 个体系中，通过在血液中可得到的水引发聚合。

许多技术应用涉及使用温度改变时经历转变的聚合物。例如，在医学 领域，将固体聚合物引入到特定身体区域的方法是将所述聚合物加热成可 流动的状态，然后将所述聚合物注入到所述区域并使它能够冷却和凝固。 美国专利号5,469,867公开了据说对于闭塞活的哺乳动物中的通道是有用 的侧链可结晶聚合物。据说设计这样的聚合物以便在稍微高于身体温度下 它们可以被熔化以致它们是流动的，但是当冷却到身体温度时它们凝固。

概述

一个实施方案提供了包括主链、多个可结晶侧链和多个连接到所述聚 合物的重原子的聚合物，所述重原子以有效使所述聚合物成为不透射线的 量存在。另一个实施方案提供了包含这样一种聚合物的医疗装置。

另一个实施方案提供了包括聚合材料的医疗装置，所述聚合材料包含 生物相容的固有不透射线的侧链可结晶聚合物。

另一个实施方案提供了治疗方法，其包括将医疗装置以对至少部分闭 塞所述体腔是有效的量引入到哺乳动物的体腔中，其中所述医疗装置包含 聚合材料，并且其中所述聚合材料包含生物相容的固有不透射线的侧链可 结晶聚合物。

另一个实施方案提供了制造固有不透射线的侧链可结晶聚合物的方 法，该方法包含将第一单体和第二单体共聚，所述第一单体包含重原子并 且所述第二单体包含可结晶的基团。

另一个实施方案提供了制造固有不透射线的侧链可结晶聚合物的方 法，该方法包含将侧链可结晶聚合物与重金属试剂在选择的条件下反应而 将多个重原子连接到所述侧链可结晶聚合物。

下面更详细地描述这些和其它实施方案。

优选实施方案详述

一个实施方案提供了固有不透射线的侧链可结晶聚合物(“IRSCCP”)。 IRSCCP’s可以用在多种应用中，包括医疗应用，其中它们的固有的不透 射线性可以提供显著的优点。这里所用的术语“固有不透射线的聚合物” 指重原子通过共价或离子键所连接到的、使所述聚合物容易被医学成像技 术检测(例如，用X-射线和/或在荧光透视检查过程中)的聚合物。在这 个上下文中，“重原子”是当其连接到聚合物时使所述聚合物相比于不含 所述重原子的聚合物更容易地被成像技术检测的原子。因为许多聚合物含 有相对低原子序数的原子例如氢、碳、氮、氧、硅和硫，大多数情况下重 原子具有17或更大的原子序数。优选的重原子具有35或更大的原子序数， 并且包括溴、碘、铋、金、铂、钽、钨、和钡。

IRSCCP’s也含有可结晶的侧链。侧链可结晶(SCC)聚合物，有时称作 “类梳子”聚合物，是众所周知的，见N.A.Plate和V.P. Shibaev，J.Polymer Sci.：Macromol.Rev.8：117-253(1974)，通过参考将其公开结合于此。 IRSCCP’S可以是被改性为包括重原子的SCC聚合物，例如通过将重原子 结合到SCC聚合物和/或通过将含有重原子的单体聚合而制造IRSCCP。 IRSCCP’s可以具有多种构型，例如，均聚物、共聚物(例如，无规共聚 物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物)，多种立构规整度(例如， 不规则的、全同立构的、无规立构的、间同立构的)，等。IRSCCP可以是 两种或多种IRSCCP’s的混合物或掺合物，在所述混合物或掺合物中的每 一个单独的IRSCCP’s具有不同的构型、分子量、熔点等。所述可结晶侧 链连接到的IRSCCP的聚合物骨架或主链可以以多种方式构造，例如，直 链的、支链的、交联的、树枝状的、单链的、双链的等。用于医疗应用的 优选IRSCCP’s是生物相容的和/或可生物再吸收的。所述重原子可以连接 到IRSCCP的主链和/或侧链。

优选选择IRSCCP’s的可结晶侧链相互结晶而形成结晶区并且可以含 有，例如，-(CH2)n-和/或-((CH2)m-O-)n基团。优选所述侧链是直链的而促 进结晶。对于所述可结晶侧链中含有-(CH2)n-基团的IRSCCP’s，n优选在 约6至约30的范围内，更优选在约20至约30的范围内。对于所述可结 晶侧链中含有-((CH2)m-O-)n基团的IRSCCP’s，n优选在约6至约30的范 围内并且m优选在约1至约8的范围内。更优选地，选择m和n以便所 述((CH2)m-O-)n基团含有约6至约30个碳原子，还更优选约20至约30个 碳原子。优选选择侧链之间的间隔和侧链的长度和类型以提供具有所需熔 点的得到的IRSCCP。例如，对于医疗应用(例如，栓塞治疗)，优选选择 侧链之间的间隔和侧链的长度和类型而为IRSCCP(和/或它结合到其中的 材料)提供约30℃至约80℃范围内的熔点。当侧链之间的间隔增加时， 侧链可结晶的趋势趋于减少。同样地，当侧链的柔性增加时，侧链可结晶 的趋势趋于减少。另一方面，当侧链的长度增加时，侧链可结晶的趋势趋 于增加。在许多情况下，IRSCCP可结晶侧链的长度可以在可结晶侧链之 间平均距离的约两倍至约十倍的范围内。

IRSCCP’s的实例包括下面的聚合物型式，将所述聚合物改性成包括充 足的重原子而使它们成为不透射线的，并且选择所述聚合物以使烷基充分 长(例如，大于约6个碳)而提供所需的熔点：聚(1-烯)类、聚(丙烯酸烷 基酯)类、聚(甲基丙烯酸烷基酯)类、聚(烷基乙烯基醚)类、和聚(烷基苯乙 烯)类。IRSCCP’s的实例还包括下面的参考中公开的聚合物型式，它们包 括(或已经被改性而包括)可结晶侧链和充足的重原子而使它们成为不透 射线的：美国专利号4,638,045、4,863,735、5,198,507、5,469,867、5,912,225、 和6,238,687，还有2004年8月13日提交的美国临时专利申请号 60/601,526，全部这些通过参考全部结合于此，并且特别用于描述SCC聚 合物和制造它们的方法。

在一个实施方案中，选择所述侧链为IRSCCP(或IRSCCP结合到其中 的材料)提供可控的熔化温度。在优选实施方案中，聚合的栓塞治疗产品包 括IRSCCP’s，由此使所述栓塞治疗产品可以用例如X-射线的技术检测。 可以选择包含的IRSCCP侧链以便所述聚合的栓塞治疗产品具有高于所述 产品打算提供的哺乳动物体温的熔点。例如，这样一种聚合的栓塞治疗产 品可以在所述熔化温度之上加热而使它更易流动的，由此促进递送到目标 脉管系统，在那里它可以冷却并且凝固以栓塞所述脉管系统。为提供不透 射线性和受控熔点的IRSCCP’s的使用在医疗应用中可以是特别有利的， 但是本领域技术人员也将理解另外的应用。因而，虽然这里关于IRSCCP’s 的使用的多种描述可以显示优选医疗应用，但是应当理解医学领域之外的 多种技术也可以从IRSCCP’s的使用获益。

此外，在一些实施方案中，本聚合物可以用于开发多种医疗装置。例 如，预制的现货供应的装置、快速成型的装置(rapidly prototyped devices)、 利用计算机技术的实时原型装置。另外地，本聚合物可以直接递送到身体 的非内腔或非空腔。多种医疗装置可以包括但不限于用于脉管或体腔应用 的支架和支架(stent)移植物，用于重建的骨架或软组织应用、软骨替换的 针、螺钉、缝线、支座(anchor)和片。可以将IRSCCP直接放在身体组织中 例如在皮下和肌肉组织中。

IRSCCP的实施方案是包含主链、多个可结晶侧链和多个连接到所述 聚合物的重原子的聚合物，所述重原子以有效使所述聚合物成为不透射线 的量存在。含有式(I)的重复单位的聚合物是这样一种IRSCCP的实例：

式(I)中，X1和X2各自独立选自Br和I组成的组；y1和y2各自独立是 零或1至4范围内的整数；并且A1选自下列基团组成的组：

和

R3选自由C1-C30烷基、C1-C30杂烷基、C5-C30芳基、C6-C30烷基 芳基、和C2-C30杂芳基组成的组；R4选自由H、C1-C30烷基、和C1-C30 杂烷基组成的组：R1是

或

R5和R6各自独立选自由-CH＝CH-、-CHJ1-CHJ2-、和-(CH2)a-组成的组； a是零或1至8范围内的整数；J1和J2各自独立选自由Br和I组成的组； 和Z是O或S；和Q是包含约6至约30个碳原子、优选约20至约30个 碳原子的可结晶基团。在一个实施方案中，Q是：

式(I)的聚合物可以通过修改2004年8月13日提交的美国临时专利申 请号60/601,526中描述的方法而制备，选择适当的侧链长度、侧链间隔和 卤素含量。

应当理解Q和/或R4可以包含可结晶侧链，X、J1和J2的每一个是重 原子，并且可以调整y以便聚合物中的重原子数目足以使所述聚合物不透 射线。Q和R4可以各自独立包含选自由-(CH2)n1-和-((CH2)m1-O-)n1组成的 组的单位；其中m1和n1各自独立选择以使Q和/或R4各自独立含有约1 至约30个碳原子，优选约6至约30个碳原子，并更优选约20至约30个 碳原子。而且，Q和R4可以包括其它官能团例如酯和酰胺，和/或重原子 例如碘和溴。因而Q和R4的非限制性实例包括-Cn1H2n1+1、-CO2-Cn1H2n1+1、 -CONH-Cn1H2n1+1、-(CH2)n1-Br、-(CH2)n1-I、-CO2-(CH2)n1-Br、-CO2-(CH2)n1-I、 -CONH-CO2-(CH2)n1-Br、和-CONH-CO2-(CH2)n1-I。在一个实施方案中， R5是-CH＝CH-或-(CH2)a-，R6是-(CH2)a-；并且Q是包含约10至约30个 碳原子的酯基。

应当理解包含式(I)重复单位的聚合物可以是共聚物，例如还包含重复 的-R2-A2-单位的式(I)的聚合物，其中R2选自由-(CH2)n2-和-((CH2)m2-O-)n2 组成的组；其中m2和n2各自独立选择以使R2含有1至30个碳原子，并 且其中A2如上面的A1的相同方式定义。因而，实施方案提供了包含式(Ia) 的重复单位的聚合物：

式(Ia)中，X1、X2、y1、y2、R1和A1如上对于式(I)所定义；利用常规 的实验，p和q可以各自独立地在宽范围内变化而提供具有所需性质的聚 合物，所述性质例如，熔点、不透射线性，和粘度。在一个实施方案中， p和q各自独立地是1至约10,000范围内的整数。应当理解包含式(Ia)重 复单位的聚合物中式(I)单位和-(R2-A2)-单位可以以多种方式安排，例如， 以嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物等的形式。

IRSCCP(例如，包含主链、多个可结晶侧链和多个连接到所述聚合物 的重原子的聚合物，所述重原子以有效使所述聚合物成为不透射线的量存 在)的另一个实施方案包含式(II)的重复单位：

式(II)中，R7是H或CH3；A3是具有分子量约为500或更低的化学基 团；并且A3具有至少一种连接到所述聚合物的重原子。A3的非限制性实 例包括金属羧酸盐(例如，-CO2Cs)、金属磺酸盐(例如，-SO4Ba)、卤代烷 基酯(例如，-CO2-(CH2)b-Br)、卤代烷基酰胺(例如，-CONH-(CH2)b-Br)、和 卤代芳烃(例如，-C6H4-I)，其中b是约1至约4范围内的整数。在一个实 施方案中，A3包含具有至少一个选自溴和碘组成的组的卤素原子的芳基。 在另一个实施方案中，A3包含式-L1-(CH2)n3-L2-Ar1的化学基团，其中L1 和L2各自独立表示无(nullity)(即，是不存在的)、酯、醚或酰胺基；n3 是零或约1至约30范围内的整数；和Ar1包含含有约2至约20个碳原子 的卤代芳基。包含式(II)的重复单位的IRSCCP’s可以通过相应的单体聚合 或通过适当聚合前体的补充反应形成。包含式(II)的重复单位的IRSCCP’s 可以是包括另外的重复单位的共聚物。

包含式(II)的重复单位的IRSCCP中的侧链A3基团可以是可结晶的和/ 或包含式(II)的重复单位的IRSCCP还可以包含含有可结晶侧链的第二重 复单位。适合的具有可结晶侧链的第二重复单位的实例包括如下：聚(1- 烯)类、聚(丙烯酸烷基酯)类、聚(甲基丙烯酸烷基酯)类、聚(烷基乙烯基醚) 类、和聚(烷基苯乙烯)类。上述例举的第二重复单位的烷基优选含有多于 6个碳原子，并且更优选含有约6至约30个碳原子。例如，在一个实施方 案中，所述第二重复单位是式(III)：

式(III)中，R8是H或CH3；L3是酯或酰胺键；并且R9包含C6至C30 的烃基。包含式(II)的重复单位和第二重复单位(例如式(III)的重复单位)的 IRSCCP’s可以通过相应的单体共聚或通过适当聚合前体的补充反应形成。

IRSCCP(例如，包含主链、多个可结晶侧链和多个连接到所述聚合物 的重原子的聚合物，所述重原子以有效使所述聚合物成为不透射线的量存 在)的另一个实施方案包含式(IV)的重复单位，其中A3定义如上：

式(IV)中，A4表示H或含有约1至约30个碳的基团，例如，C1-C30 烃。包含式(IV)重复单位的IRSCCP中的侧链A3和/或A4基团可以是可结 晶的和/或包含式(IV)重复单位的IRSCCP还可以包含含有可结晶侧链的第 二重复单位。例如，在一个实施方案中，所述第二重复单位属于式(V)， 其中R10包含C6至C30烃基并且R11表示H或含有约1至30个碳的基团， 例如，C1-C30烃：

IRSCCP’s不限于包含式(I)至(V)重复单位的那些，并且还包括已经被 改性成包括侧链可结晶基团和/或使得到的聚合物不透射线的充足重原子 的已知聚合物的型式。本领域技术人员应当理解可以以多种方式制备 IRSCCP’s，例如，通过采用常规实验修改已知用于制造SCC聚合物的方 法而由此将重原子结合到得到的聚合物中。例如，在美国专利号5,469,867 中描述的侧链可结晶聚合物的固有不透射线的型式可以通过将相应的单 体与含有重原子的单体共聚而制备。通过参考将美国专利号5,469,867结 合于此并且特别用于描述单体、聚合物和聚合方法。适合的含有重原子单 体的实例公开在Kruft，et al.，“Studies On Radio-opaque Polymeric Biomaterials With Potential Applications To Endovascular Prostheses，” Biomaterials 17(1996)1803-1812；和Jayakrishnan et al.，“Synthesis and Polymerization of Some Iodine-Containing Monomers for Biomedical Applications，”J.Appl.Polm.Sci.，44(1992)743-748中。IRSCCP’s也可以通 过补充反应制备，例如，通过将重原子连接到美国专利号5,469,867中描 述的聚合物。可以用重原子改性而制造IRSCCP’s的聚合物的具体实例包 括在J.Poly.Sci，10.3347(1972)；J.Poly.Sci.10：1657(1972)；J.Poly.Sci. 9：3367(1971)；J.Poly.Sci.9：3349(1971)；J.Poly.Sci.9：1835(1971)；J.A.C.S. 76：6280(1954)；J.Poly.Sci.7：3053(1969)；Polymer J.17：991(1985)中描述 的丙烯酸酯、氟代丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和乙烯基酯聚合物，相应的丙 烯酰胺、取代的丙烯酰胺和马来酰亚胺聚合物(J.Poly.Sci.：Poly.Physics Ed. 11：2197(1980)，聚烯烃聚合物例如在J.Poly.Sci.：Macromol.Rev.8：117-253 (1974)和Macromolecules 13：12(1980)中描述的那些，聚烷基乙烯酯、聚烷 基环氧乙烷例如在Macromolecules 13：15(1980)中描述的那些，烷基磷腈 (alkylphosphazene)聚合物、聚氨基酸例如在Poly.Sci.USSR 21：241， Macromolecules 18：2141中描述的那些，聚异氰酸酯例如在Macromolecules 12：94(1979)中描述的那些，通过将含胺或含醇单体与长链异氰酸烷基酯反 应制造的聚氨酯、聚酯和聚醚、聚硅氧烷和聚硅烷例如在Macromolecules 19：611(1986)中描述的那些，和对-烷基苯乙烯聚合物例如在J.A.C.S. 75：3326(1953)和J.Poly.Sci.60：19(1962)中描述的那些。上述聚合物可以 用重原子修饰而以多种方式制造IRSCCP’s。例如，具有重原子的单体可 以通过将用于制造上述聚合物的单体碘化和/或溴化而制备。然后可以将那 些含重原子的单体与未改性的单体共聚而制备IRSCCP’s。本领域技术人 员可以通过常规实验确定制造所述含重原子单体和相应的IRSCCP’s的条 件。

另一个实施方案中，通过将侧链可结晶聚合物与重金属试剂在选择的 条件下制备IRSCCP而将多个重原子连接到所述侧链可结晶聚合物。例如， 可以将所述侧链可结晶聚合物暴露于包含溴和/或碘的重金属试剂。重金属 试剂的实例包括溴蒸气、碘蒸气、溴溶液和碘溶液。例如，可以通过将所 述固体聚合物暴露或与重金属试剂混合或者通过将所述侧链可结晶聚合 物溶解或分散在溶剂中并且与所述重金属试剂混合而将所述侧链可结晶 聚合物暴露于重金属试剂。也可以使用其它方法。

IRSCCP’s可以含有多种量的重原子和可结晶侧链，取决于所述聚合物 所需要的性质。优选地，可结晶侧链的含量足以基本上减少或防止主链结 晶。在许多情况下，基于总聚合物重量，所述IRSCCP中的可结晶侧链的 量在约20重量％至约80重量％的范围内，并且在一些情况下可以在约35 重量％至约65重量％的范围内，相同的基础。IRSCCP可结晶侧链的长度 优选在可结晶侧链之间距离的约两倍至约十倍的范围内。IRSCCP’s可以 包含结晶区(例如，在所述聚合物的熔点以下由所述侧链的结晶形成)和非 结晶区(例如，由所述IRSCCP的不可结晶部分形成的玻璃质或高弹性区)。 在实施方案中，所述非结晶区具有高于哺乳动物体温的玻璃化转变温度， 例如，高于约37℃；另一个实施方案中，所述非结晶区具有低于哺乳动物 体温的玻璃化转变温度，例如，低于约37℃。可以基于所需的不透射线的 程度选择特定IRSCCP中的重原子的量。例如，对于医疗应用，基于IRSCCP 的总重量，优选IRSCCP含有约1重量％至约90重量％，更优选约20重 量％至约50重量％的重原子。在一些情况下，将所述IRSCCP结合到聚合 材料中和/或形成为如下所述的医疗装置。在这样的情况下，可以调整所述 IRSCCP中的重原子的量而为得到的聚合材料和/或医疗装置提供所需程度 的不透射线性。

不加选择地将重原子结合到侧链可结晶聚合物中经常使另外的可结晶 侧链破坏或阻止其结晶，特别是当重金属结合水平高、所述侧链相对短、 所述侧链相对柔软和/或侧链之间的距离相对大时。优选地，将重原子以最 小化或消除侧链结晶性破坏的方式连接到所述IRSCCP。例如，在一个实 施方案中，至少约50％，优选至少约80％的重原子连接到所述IRSCCP的 主链。另一个实施方案中，至少约50％，优选至少约80％的重原子连接到 所述IRSCCP的侧链的末端，例如，连接到可结晶侧链和/或不可结晶侧链 的末端。另一个实施方案中，至少约50％，优选至少约80％的重原子连接 到所述IRSCCP主链或侧链(可结晶的和/或不可结晶的)。另一个实施方案 中，所述IRSCCP是包含结晶嵌段和无定形嵌段的嵌段共聚物，并且至少 约50％，优选至少约80％的重原子连接到所述无定形嵌段。

考虑到所述聚合物预期的应用，可以选择IRSCCP’s的分子量。例如， 在一些医疗应用中，例如，对于某些栓塞治疗应用，希望所述IRSCCP在 高于聚合物熔点的温度下流动并且在低于聚合物熔点的温度下凝固。熔化 的IRSCCP的粘度一般随着所述聚合物分子量的增加而增加，并且因而优 选选择特定IRSCCP的分子量而提供所需的熔化聚合物的粘度。例如，在 栓塞治疗产品中使用的IRSCCP’s的适合分子量可以在约2,000至约 250,000，优选约5,000至约150,000的范围内。分子量是通过高压尺寸排 阻色谱法利用光散射检测确定的重均分子量。

在一些情况下，可以合乎需要的是，将所述IRSCCP与第二材料(例 如，第二聚合物)混合或掺合而形成聚合材料，然后可以将其采用在所预 期的应用中。例如，实施方案提供了包含IRSCCP和第二聚合物的聚合材 料。优选地，所述第二聚合物是生物相容的和/或可生物再吸收的。适于与 IRSCCP’s混合或掺合而形成聚合材料的第二聚合物的实例包括美国专利 号5,469,867中公开的非固有不透射线的聚合物和2004年8月13日提交 的美国临时专利申请号60/601,526中公开的不透射线聚合物，二者都通过 参考结合。取决于所预期的应用，所述聚合材料中的IRSCCP和第二聚合 物的相对量可以在宽范围内变化。例如，在一个实施方案中，基于总量， 聚合材料包含约1重量％至约100重量％的IRSCCP和至多约99重量％的 第二聚合物。因为聚合材料可以仅由IRSCCP组成，所以应当理解这里所 用的术语“聚合材料”包括IRSCCP’s。如上所提到，应当理解所述IRSCCP 自身可以是两种或多种单独的IRSCCP’s的混合物或掺合物，每一种具有， 例如，不同的分子量、构型和/或熔点。

包含IRSCCP的聚合材料可以形成为多种构型或预制的形状，例如棒、 颗粒或片。棒可以是直的、盘绕的、中空的、高度拉长的(例如，线或绳)， 并且可以具有多种横截面形状，例如，基本圆形的、基本椭圆形的、基本 三角形的、基本矩形的、不规则的等。颗粒可以是球形颗粒、几何不均匀 颗粒(例如，薄片或碎片)、多孔颗粒、中空颗粒、实心颗粒等。颗粒优选 具有约10至约5,000微米的外径(excluded diameter)。

聚合材料的构型可以取决于多种因素，例如预期的应用、运送约束条 件、加工约束条件等。例如，实施方案提供了包含聚合材料的医疗装置。 所述聚合材料可以包含IRSCCP。下面更详细地描述了多种医疗装置的实 施方案。应当理解医疗装置可以仅由只包含IRSCCP的聚合材料组成。例 如，在实施方案中，将医疗装置构造成可递送(例如，通过注射、导管、身 体插入、灌注、喷雾和/或喷射)到哺乳动物的体腔。这样一种装置可以是， 例如，主要由包含IRSCCP的聚合材料形成的栓塞治疗产品。因而，虽然 下面某些描述可能涉及医疗装置，但是应当理解这样的描述也适用于聚合 材料和IRSCCP’s，除非上下文另外指出。同样地，聚合材料和IRSCCP’s 在这里的描述也适用于医疗装置，除非上下文另外指出。

包含聚合材料的医疗装置可以包括一种或多种另外的组分，例如，增 塑剂、填充物、结晶成核剂、防腐剂、稳定剂、光活化剂等，取决于预期 的应用。例如，在一个实施方案中，医疗装置包含有效量的至少一种治疗 剂/或磁共振增强剂。优选治疗剂的非限制性实例包括化学治疗剂，非甾族 消炎剂、甾族消炎剂和伤口愈合剂。可以将治疗剂与所述聚合材料共同给 药。在优选实施方案中，至少一部分治疗剂被包含在所述聚合材料中。另 一个实施方案中，至少一部分治疗剂被包含在所述医疗装置表面上的涂层 中。

优选的化学治疗剂的非限制性实例包括紫杉烷类、紫杉宁类、紫杉醇 类、泰素(paclitaxel)、dioxorubicin、顺铂、阿霉素、和博来霉素。优选 的非甾类消炎剂化合物的非限制性实例包括阿司匹林、地塞米松、布洛芬、 萘普生、和Cox-2抑制剂(例如，罗非考昔(Rofexcoxib)、塞来考昔和伐地 考昔)。优选的甾类消炎剂化合物的非限制性实例包括地塞米松、倍氯米松、 氢化可的松、和强的松。可以使用包含一种或多种治疗剂的混合物。优选 磁共振增强剂的非限制性实例包括钆盐例如碳酸钆、氧化钆、氯化钆和它 们的混合物。

成核材料是在存在聚合物时使所述聚合物的结晶更加热力学有利的材 料。例如，成核剂可以在给定的温度加速聚合物结晶和/或在比不存在所述 成核剂的更高温度下诱导结晶(例如，过冷聚合物的结晶)。优选的成核剂 的非限制性实例包括具有比正结晶的本体聚合物更高峰值结晶温度的 IRSCCP’s的低分子量类似物、羧酸盐(例如苯甲酸钠)、无机盐(例如硫酸 钡)和多种具有相对高的表面积与体积比的粒子材料。

存在于所述医疗装置中的另外组分的量优选被选择为对于期望的应用 是有效的。例如，优选治疗剂以在所述医疗装置给予或植入的患者中有效 实现所需治疗效果的量存在于所述医疗装置中。这样的量可以通过常规实 验确定。在某些实施方案中，所需的治疗效果是生物响应。在实施方案中， 选择所述医疗装置中的治疗剂以促进至少一种生物响应，优选选自下列组 的生物响应：血栓形成、细胞附着、细胞增殖、炎性细胞的吸引、基质蛋 白的沉积、血栓形成的抑制、细胞附着的抑制、细胞增殖的抑制、炎性细 胞的抑制、和基质蛋白沉积的抑制。优选医疗装置中磁共振增强剂的量是 有效促进放射成像量，并且可以通过常规实验确定。

包含IRSCCP的医疗装置的粘度和/或熔点典型地取决于所述医疗装置 中IRSCCP和如果有的其他组分的相对量。医疗装置(或医疗装置中的聚合 材料)的粘度和/或熔点可以通过操作所述医疗装置中IRSCCP的量和通过 选择为得到的医疗装置提供所需粘度和/或熔点的IRSCCP而控制。因而， 例如，为了提供熔点为40℃的聚合材料，可以最好是选择具有稍微更高 熔点例如约45℃的IRSCCP用于结合到聚合材料中，以补偿当与它混合 时具有降低IRSCCP熔点趋势的第二聚合物或其它组分的存在。在一个实 施方案中，医疗装置包含具有约30℃至约80℃范围内熔点的聚合材料。

优选将所述医疗装置的聚合材料构造在熔点之上的温度下流动。在熔 点之上的温度下聚合材料的粘度可以在宽范围内变化，取决于例如预期应 用的因素。例如，对于栓塞治疗产品，优选所述聚合材料在熔点之上具有 使所述医疗装置通过常规技术例如通过经由注射器的注射和/或通过流过 导管被递送到目标脉管系统的粘度。在这样的情况下，所需粘度通常取决 于所述注射器针头或导管的直径，例如，在越小的直径下优选越低的粘度。 另一方面，如果所述粘度太低，那么所述聚合材料可能在冷却和凝固之前 从目标脉管系统迁移出。在一个实施方案中，所述医疗装置的聚合材料在 熔点之上的温度下具有约50cP至约500cP的粘度。另一个实施方案中， 所述聚合材料在熔点之上的温度下具有约500cP至约5,000cP的粘度。 另一个实施方案中，所述聚合材料在熔点之上的温度下具有约5,000cP至 约250,000cP的粘度。另一个实施方案中，所述聚合材料在熔点之上的温 度下具有约250,000cP至约1,000,000cP的粘度。

在实施方案中，将所述聚合材料构造为在递送到体腔时形成固体物质。 所述固体物质可以完全或部分与所述体腔的内部尺寸相符。例如，所述聚 合材料可以被构造为含有为聚合材料提供约40℃熔点的IRSCCP的量。 所述聚合材料还可以被构造为可递送到所述体腔，例如，所述聚合材料可 以是被加热到熔化状态以促进流动的棒形式。然后可以将熔化的聚合材料 以熔化状态流过递送装置而递送到体腔。在到达所述体腔时，熔化的聚合 材料可以至少部分地与所述体腔的内部尺寸相符，然后冷却而形成固体物 质。作为另一个实例，所述聚合材料可以以小颗粒形式悬浮在相对低粘度 的生物相容载液例如水或盐水中。然后可以使所述聚合材料流过递送装置 到所述目标体腔。可以在递送之前、递送过程中和/或在目标腔内部将聚合 材料的小颗粒加热，由此引起所述聚合材料流动并且与所述体腔的内部尺 寸相符。当冷却时，所述聚合材料可以形成继续与所述体腔内部尺寸相符 的固体物质。应当理解加热前的多种构型和配方的聚合材料一旦加热可以 在它们与所述体腔相符的能力方面不同并且因此可以由于这个原因被选 择以适应所述处理。此外，应当理解所述聚合材料不需要完全熔化而实现 递送。例如，聚合材料可以形成为特定的形状，例如线圈，然后植入到目 标体腔同时保持预制的形状。出于多种原因，例如，使所述线圈更有弹性 并因而更容易递送，和/或使所述线圈更好地与其植入的体腔一致，可以在 植入之前和/或过程中将所述聚合材料(例如，线圈)加热，也可以使所述聚 合材料在体外流动然后以可流动状态递送到所述体腔。

实施方案提供了形状记忆的包含IRSCCP的聚合材料。例如，可以通 过标准的热塑成型方法将IRSCCP构造成第一形状例如盘旋形状并交联而 固定所述第一形状的记忆。然后可以将形成的IRSCCP线圈加热熔化所述 IRSCCP，使其再构造成第二形状例如棒状。当所述IRSCCP在熔化状态 时，所述交联限制或阻止了热塑流动。然后可以将仍然在第二形状中的 IRSCCP冷却到所述IRSCCP再结晶的温度。所述IRSCCP的再结晶限制 或阻止了第二形状(例如，棒状)回到第一形状(例如，线圈状)。当再 加热到所述IRSCCP的熔点之上的温度时，第二形状回到第一形状，例如， 所述棒回复到线圈的记忆状态。可以以本领域技术人员已知的多种方式进 行IRSCCP的交联。

实施方案提供了治疗方法，该治疗方法包含将这里所述的医疗装置(例 如包含IRSCCP的医疗装置)以对至少部分闭塞体腔是有效的量引入到哺 乳动物的体腔中。一般地，这样一种方法可以用于闭塞任何形式体腔，包 括，例如，可以通常称作管(tube)、小管(tubule)、导管(duct)、通道 (channel)、孔(foramen)、脉管(vessel)、空隙(void)、道(canal)。在 一个优选实施方案中，所述医疗装置栓塞治疗产品。在另一个优选实施方 案中，所述体腔包含脉管系统，例如，动静脉畸形或血管例如曲张静脉。 可以将所述医疗装置以多种方式引入到所述体腔中，包括通过注射、通过 导管和通过外科植入。对于特定体腔，优选选择医疗装置以便所述聚合材 料具有足够高的熔点以致所述聚合物在体腔的正常温度下形成固体物质， 和足够低的熔点以致软化的或熔化的聚合材料可以在对所引入的哺乳动 物很少或没有热损伤的情况下与所述体腔一致。这样一种聚合材料到所述 体腔中的引入可以包含将所述聚合材料加热到高于熔点的温度和/或将其 冷却到低于所述熔点的温度。

可以使用多种类型的递送装置而将所述医疗装置引入到体腔，例如， 塑料管、导管、细插管、锥形插管和多种类型的注射器和皮下注射器针头， 这些对于医学专业技术人员是已知的并且是可以得到的。实施方案提供了 包含聚合材料和递送装置的医疗设备，其中所述聚合材料是IRSCCP，并 且将所述聚合材料和递送装置相互配置以促进用所述递送装置的聚合材 料到体腔的递送。所述聚合材料优选以可以取决于要闭塞的特定体腔和所 需闭塞的量和类型而稍微不同的量包含在递送装置内。本领域技术人员应 当知道被闭塞的腔的尺寸，这基于患者的尺寸，解剖学的一般知识，并因 此知道诊断方法例如X-射线和MRI的使用。本领域技术人员将能够确定 要包括在所述递送装置内部的聚合物材料的量。一般地，在所述递送装置 中应当包括过量的聚合材料以便提供确定的误差范围。在实施方案中，包 含栓塞治疗产品和管的医疗设备，其中所述栓塞治疗产品包含如这里所述 的IRSCCP并且其中将所述管构造为促进所述栓塞治疗产品流动到体腔。 例如，所述管可以包含针、套管、注射器、和/或导管，并且可以装有设计 成将所述栓塞治疗产品加热到熔点之上温度例如约30℃至约80℃范围内 温度的加热器。所述聚合材料可以以固体形式包括在所述递送装置内或者 单独加热并且以可流动形式提供在所述递送装置中。在一个实施方案中， 可以用存在于所述递送装置内的聚合材料将所述医疗装置预先包装并且 可以随后将其加热以便使所述聚合材料成为可流动的。可以从外部来源例 如空气、水或油浴或者电热器施加加热，在这些情况下可以将所述递送装 置和所述聚合材料同时加热。也可以从内部来源施加加热，例如，利用在 所述固体聚合材料的细棒通过的导管末端的小电阻元件，或者利用定向在 从导管末端出现的聚合材料棒尖端的小激光。

所述递送装置可以包括一个优选在直径上相对小的挤出喷嘴以便它不 会严重损害要闭塞的体腔附近的组织，而又充分大以便所述聚合材料可以 容易地从所述喷嘴挤出。例如，在涉及身体通道闭塞的应用中，所述喷嘴 的尺寸一般与要放置的通道内径相关。例如，24口径的针典型地适合在通 向所述小管的点的开口内。2mm导管典型地适于将所述聚合材料引入到 输卵管中。1/4英寸的插管优选用于将所述聚合材料引入到成人肱部的内 腔中。当以熔化状态递送时，优选选择所述聚合材料以具有促进聚合材料 通过所述挤出喷嘴的粘度。一般地，对于越小直径的喷嘴，优选相对越低 的粘度。

应当理解所述递送装置可以包括具有一个或多个递送口的挤出喷嘴。 所述聚合材料可以通过多个口依次或同时分配。这个方法可以为冷却的聚 合材料提供更好的包装和/或稳定性并且它可以经过大面积递送更多聚合 材料。通过多种递送口的使用，那个不同的构型和配方可以同时递送。

例如，在实施方案中，可以将两种或多种聚合材料(各自包含IRSCCP) 顺序地递送到体腔。在栓塞治疗实施方案中，第一聚合材料被递送到脉管 结构。第一聚合材料可以具有第一构型，例如线圈。所述线圈可以是预制 的，例如，如上所述的以棒形递送的形状记忆线圈(在递送时形成线圈)， 或者可以是在递送过程中通过将所述聚合材料通过具有适当成形的口型 的递送装置的递送孔挤出而形成的线圈。优选第一聚合材料在高于其熔点 的温度递送，例如，高于第一聚合材料中第一IRSCCP的熔点。

线圈可以是部分闭塞所述脉管结构的相对开放结构，减少血液流动而 不完全使其停止。虽然这样的部分闭塞可以在一些情况下是适当的，但是 在其它情况下进一步的闭塞可以是适宜的。这样的进一步闭塞可以通过将 第二聚合材料递送到可操作的接近第一聚合材料中的脉管结构而实现。优 选将第二聚合材料在高于其熔点的温度递送，例如，高于第二聚合材料的 第二IRSCCP的熔点。优选第二聚合材料具有低于第一聚合材料的粘度， 以致它可以至少部分地填充第一聚合材料和/或第一聚合材料和所述脉管 结构内部之间的间隙或缝隙。因而，例如，第二聚合材料可以在递送过程 中在其熔点之上具有糊剂的稠度，使其填充在第一聚合材料线圈的间隔 中。

可以将一种或多种另外的聚合材料递送到可操作的接近第一和第二聚 合材料的位置。例如，第一和第二聚合材料可以仅部分闭塞所述脉管结构， 即使典型地比单独用第一聚合物到更大的程度。在这样一种情况下，最好 是递送第三聚合材料以提供进一步的闭塞。优选第三聚合材料在高于其熔 点的温度递送，例如，高于第三聚合材料中的第三IRSCCP的熔点。优选 第三聚合材料具有比第一聚合材料更低并且更优选比第二聚合材料更低 的粘度，以便它可以部分填充由第一和第二聚合材料形成的聚合物质中和 /或所述物质和所述脉管结构内部之间的间隙和缝隙。

本领域技术人员应当理解可以实施上述实施方案的多样的变化。例如， 可以将单聚合材料以多样的剂量或以不同形式递送，例如，作为第一递送 中的线圈和作为第二递送中的糊剂，或者都作为第一和第二递送的糊剂。 两种或多种聚合材料可以同时递送，例如，线圈形状中的第一聚合材料可 以用糊剂或液体形式中的第二聚合材料涂层或混合而形成同时包含两种 聚合物的复合材料，并且然后可以将得到的复合材料递送到所述体腔。多 种体腔可以是递送的目标，和/或不同聚合材料和形式递送的顺序可以多种 多样。可以将包含IRSCCP的聚合材料的递送与不同材料例如金属栓线圈 的递送顺序地或同时地组合。因而，例如，可以将聚合材料递送到体腔， 并且可以将金属栓线圈以和所述聚合材料接触的方式递送到体腔。在递送 之间可以经过多种时段，例如，可以将聚合材料线圈递送以提供体腔的部 分闭塞，并且可以在数分钟、数小时、数天、数星期、数月或数年之后将 第二聚合材料糊剂递送到可操作的接近所述线圈的位置。

对于以熔化状态递送所述聚合材料的实施方案，一旦已经将聚合材料 包括在所述递送装置内并且加热到流动状态，可以将递送装置的喷嘴(例 如，如针的尖端、导管和/或喷射喷嘴)插入到要闭塞的通道开口中(或者通 过腔壁)并且可以将所述聚合物从所述喷嘴分配到所述体腔中。优选所述注 射继续直到获得所需量的闭塞(例如，脉管系统阻塞)。在一些情况下，可 以最好是只闭塞部分腔。其后，可以取出递送装置的喷嘴。

在递送所述聚合材料后，在没有操作者的交互作用下所述方法可以继 续。例如，在栓塞治疗的情况下，哺乳动物的循环系统将在周围组织上典 型地引起冷却效果，其将冷却注入的聚合材料。优选选择所述聚合材料以 使它在仅失去少量能量之后冷却并凝固，即，在温度仅降低几摄氏度后硬 化。通常，冷却仅用几秒钟或几分钟就发生，尽管当冷却发生地更慢几倍 可以是合乎需要的，例如，在递送后将骨复位的情况下。在已经发生冷却 之后，优选所述聚合物以符合所述腔形状的方式在所述腔内凝固并且所述 通道至少是部分填充或阻塞的。所述聚合材料可以长时间保持在所述腔中 的适当位置。对于优选的包含生物相容、不产生免疫反应的材料的医疗装 置，很少或没有获得不利反应。在一些实施方案中，所述聚合物是可生物 再吸收的，并且因而可以随时间减少，在这个情况下周围组织可以填充以 前闭塞的区域。

通过IRSCCP材料和多种赋形剂的使用也可以实现有效的腔闭塞。例 如，所述IRSCCP材料可以与下列材料递送：(1)通过光的使用而交联的 可光聚合材料；(2)刺激凝固的血液反应性物质例如胶原蛋白或凝血酶， 和/或(3)成核剂。

在实施方案中，可以容易地除去所述聚合材料以便再次提供以正常方 式起作用的腔。例如，可以最好是从输精管或输卵管除去所述聚合材料而 恢复生育力。可以以多种方式除去所述聚合材料。例如，可以通过简单的 机械抽出而除去所述聚合材料。在某些情况下，装置如镊子和/或具有多种 附加尖头连接在那里的导管可以被插入到所述通道中并用于附着所述聚 合材料并将所述聚合材料从所述腔中拉出或者迫使它向前进入第二腔以 便第一腔不再被闭塞并且所述聚合材料将不会引起任何损害。备选地，可 以将装置如热金属丝与凝固的聚合材料进行接触。通过用热金属丝加热所 述聚合材料，聚合材料的温度上升到聚合材料的熔点之上以使它再次成为 可流动的。在通道的情况下(例如导管或静脉)，所述加热可以继续直到可 流动的聚合材料流出所述通道并且将所述通道再打开而提供正常的功能。 在某些情况下，可以抽出、抽吸或迫使液体栓离开通道，例如，通过用平 缓的真空吸出或者通过利用由空气或盐水流动产生的缓和压力和/或通过 机械分裂连同收集和抽吸。

从通道或其它腔除去凝固的聚合材料的优选方法是将亲脂材料例如天 然存在的油或脂肪酸酯注射到凝固聚合材料周围区域中的通道中。优选 地，选择具有扩散到所述聚合材料中趋势的亲脂材料，由此降低其熔点。 优选以有效将所述聚合材料熔点降低到体温以下的量加入所述亲脂材料， 降低的程度使得所述聚合物变成可流动的。一旦所述聚合物变成可流动 的，生物的通道内发生的自然机械运动将趋于从所述通道移动所述聚合 物，由此恢复所述通道的正常功能。

实施例1

向装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的树脂烧瓶中加入500克(g)八甲 基环四硅氧烷、250g八苯基环四硅氧烷、和250g八(碘苯基)环四硅氧烷、 含有重原子的单体。将所述烧瓶和内容物加热到150℃并且加入0.11g氢 氧化钾-异丙醇配合物(中性当量＝193.5)(Si∶K比约为4470∶1)。将所述溶液 搅拌大约30分钟。一旦所述溶液变得太粘而不能有效地搅拌(原因是聚 合物形成)，将所述聚合物加热到大约165℃保持3至4小时，然后冷却 至室温。得到的聚合物是包含式(IV)重复单位(其中A3和A4是碘化苯基)、 式(V)重复单位(其中R10和R11是苯基)和二甲基硅氧烷重复单位的 IRSCCP。

实施例2

向装有温度计、搅拌器、回流冷凝器和在大约135℃搅拌的250g二 甲苯的树脂烧瓶中在大约3小时的时期内加入20g的4-碘苯乙烯、60g 丙烯酸二十二烷酯和11g二-叔-丁基过氧化物(peroxide)的溶液。在加入完 成后，将所述混合物继续另外搅拌大约3小时而进行更完全的转化，然后 冷却至室温。得到的聚合物是包含式(II)重复单位(其中R7和R8是氢、 A3是C6H4-I)、式(III)重复单位(其中L3是酯键并且R9包含C22烃基)的 IRSCCP。

实施例3

向装有机械搅拌器和橡胶隔板的500mL的2-颈圆底烧瓶加入30g式 (VI)的单体(I2DT-二十二烷基)和240ml的二氯甲烷。将所述固体在搅拌下 溶解。将溶解在30mL二氯甲烷中的约4.34g三光气放置在气密的注射器 中并且用注射泵以恒定速率经过约2至3小时的时期加入到所述反应烧 瓶。通过加入约150mL四氢呋喃和10mL水稀释得到的粘性聚合物溶液。 通过在异丙醇中沉淀所述聚合物溶液、过滤得到的固体并在真空下干燥而 离析出所述聚合物。所述聚合物是包含式(I)重复单位(其中X1是I、y1是 2、y2是零、A1是-(C＝O)-、R5是-CH2CH2-、R6是-CH2-、并且Q是含有 23个碳的可结晶酯基)的IRSCCP。

实施例4

栓塞进行如下：将如实施例3中所述制备的IRSCCP形成为棒-形状的 栓塞医疗装置并装载到加热的导管中。医生将所述导管递送到要栓塞的动 静脉瘘管(AVF)。用荧光透视法进行基线血管造影以更好地确定要栓塞的 区域。将IRSCCP栓塞剂的棒通过所述导管推进到目标位置。所述导管中 的局部加热熔化所述IRSCCP，使它以符合所述AVF的液体形式流过所述 导管并流到目标位置并且栓塞所述组织。在目标位置所述IRSCCP冷却并 再结晶。继续所述IRSCCP的递送直到血液流动在目标区域中停止。通过 注射造影剂和用荧光透视法观察而证实血液流动停止。所述IRSCCP在荧 光透视下是可见的。将所述导管冷却到停止不需要的IRSCCP的流动。取 出所述导管。

实施例5

如实施例4中所述进行了栓塞，不同之处在于利用更高粘度的IRSCCP 并将所述IRSCCP递送到动脉用于治疗动脉瘤。实现了栓塞。

实施例6

如实施例4中一般所述进行了外伤出血动脉的栓塞，不同之处在于， 在递送之前，将所述IRSCCP形成为线圈形状并通过辐射交联，由此形成 记忆线圈。在加热过程中，所述记忆线圈软化并形成柔软的棒，将其通过 导管递送到所述动脉。在递送后，所述柔软的棒冷却并在所述动脉内恢复 线圈形状，由此减少血液流动。

本领域技术人员应当理解，在不背离本发明范围的情况下，可以对上 述材料和方法进行多种省略、添加和修改，并且意欲将全部这些修改和变 化归属于本发明的范围，如由后附权利要求所限定。

本申请要求2004年7月8日提交的美国临时专利申请号60/586,796 的优先权，通过参考将其全部结合于此。

背景