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Neue Hydrogele mit kristallinen hydrophoben Domänen


Kurzfassung

Die Erfindung stellt neuartige Hydrogele auf Basis von Polyether-Blockcopolymeren mit kristallinen hydrophoben Domänen, definiertem Molekulargewicht, einstellbarer Viskosität und der Speicherfähigkeit von hydrophoben Substanzen zur medizinischen Anwendung als auch zur Anwendung bei Materialien mit hohen mechanischen Dämpfungseigenschaften zur Verfügung sowie ein neues Verfahren zur Herstellung dieser Hydrogele.


Hintergrund

Hydrogele stellen schon seit langem eine interessante Materialklasse dar und finden aufgrund ihrer gewebeähnlichen mechanischen Eigenschaften Anwendung im biomedizinischen Bereich, u.a. als Beschichtung von Implantaten, als Kontaktlinsen, als Kompressen bei der Wundbehandlung, zur Einbettung von Wirkstoffen usw. Bei Hydrogelen handelt es sich um Wasser enthaltende, jedoch wasserunlösliche Polymere. Bei der Herstellung von Hydrogelen kann durch chemische oder physikalische Vernetzung der Polymerketten ein dreidimensionales Netzwerk erzeugt werden, welches nach Zugabe von Wasser ein Quellverhalten aufweist. Dabei können die Materialeigenschaften des Hydrogels durch die Kombination von hydrophilen und hydrophoben Blockstrukturen beeinflusst werden.


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Problemstellung

Im Stand der Technik sind keine Arbeiten zur Synthese definierter amphiphiler Blockcopolymere aus Polyethylenglycol (PEG) und langkettigen Alkylglycidylethern mittels anionischer, ringöffnender Polymerisation bekannt. Weiterhin sind keine Arbeiten zu Hydrogelen mit gezielt einstellbarer Schmelztemperatur der kristallinen hydrophoben Domänen bekannt.


Lösung

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine neue Methode zur Herstellung von amphiphilen Copolyethern bereitgestellt, wodurch der Zugang zu einem breiten Spektrum langkettiger Polyalkylglycidylethern und Blockpolymeren mit bisher nicht darstellbaren Molekulargewichten und enger Molekulargewichtsver-teilung ermöglicht wird. Einen wesentlichen Aspekt bilden hierbei die lankettigen hydrophoben Einheiten. Durch die Copolymerisation von zwei oder mehreren voneinander verschiedenen Glycidylethern kann der Schmelzpunkt gezielt eingestellt werden. Das macht die Anwendung der erfindungsgemäßen Hydrogele im medizinischen Bereich besonders interessant, weil hydrophobe Wirkstoffe in den kristallinen Domänen der Hydrogele gebunden und durch Schmelzen bei Temperaturen im physiologischen Bereich freigesetzt werden können. Durch das hydrophile Polyetherrückgrat, ihre wohldefinierte Struktur und ihre enge Molekulargewichtsverteilung sind diese neuen Blockcopolyether biokompatibel und genügen den strengen Vorgaben für die medizinische Zulassung.


Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Hydrogele erfolgt eine physikalische Vernetzung der Blockcopolymere ohne Zusatz von Additiven. Durch einfache chemische Modifikation der endständigen Hydroxylgruppen oder der ungesättigten Alkylketten kann eine kovalente Vernetzung bewirkt und damit die mechanischen Eigenschaften für die jeweilige Anwendung optimiert werden. Aufgrund der definiert einstellbaren mechanischen Eigenschaften und der in einem weiten Temperaturbereich variierbaren Schmelztemperatur der hydrophoben Domänen stellen diese neuen Hydrogele eine Materialklasse mit breitem Anwendungsspektrum dar.


Vorteile

  • Neues Herstellungsverfahren für bisher nicht zugängliche Hydrogele auf Polyteher-Blockcopolymer-Basis.
  • Neue Hydrogele mit spezifisch wählbarer Molekulargewichtsverteilung.
  • Definierte mechanische Eigenschaften der Hydrogele einstellbar.
  • Schmelztemperatur der hydrophoben Domänen der Hydrogele über weiten Temperaturbereich variierbar.
  • Speicherung hydrophober (Wirk-)Stoffe in den hydrophoben Domänen der Hydrogele sowie Freisetzung der Stoffe bei definierten Temperaturen.

Anwendungsbereiche

Biomedizinische Anwendungen wie Wirkstofftransport, Implantatbeschichtungen etc. sowie mechanische Anwendungen, in denen genau einstellbare Dämpfungseigenschaften von Hydrogelen erforderlich sind.


Service

Es werden Lizenzen für Herstellung und Vertrieb der erfindungsgemäßen Hydrogele angeboten, national und international, exklusiv und nichtexklusiv. Möglichkeit zur Vergabe von Optionen zur Evaluierung der Technologie ist ebenso möglich.


IMG Innovations-Management GmbH

Dr. Marcus Kaltwasser
+49 6131 17-9970
kaltwasser@img-rlp.de
www.img-rlp.de
Adresse
Obere Zahlbacher Straße 63
55131 Mainz



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 102018107464.6 anhängig

Stichworte

Hydrogel, Polyether, Blockcoploymer

Kontakt | Geschäftsstelle

TechnologieAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr