多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA) 粘合剂的强度随时间逐渐增大并最终在第7天达到760KPa;
[0049] 图10显示了（a)湿胸骨样品已切割并随后胶合W测试。（b)压缩试验进行中W及 完成。（C)利用金属条钻孔并夹住骨样品用于横向牵拉试验。（d)横向牵拉试验进行中W 及完成。
[0050] 图11显示了通过将（a)压力和化）横向牵拉力负载在胸骨对上测试粘合强 度，所述胸骨对利用PDA粘合剂结合，在1天、4天或7天的固化时间后，并与市售骨水泥 KRYPTON口E?对比。
[0051] 图12显示了（a)通过断裂醋键（R-S丙締酸醋单体、R'-多己胺单体）W水解方 式降解PDA聚合物化）在PBS缓冲溶液中在37°C下在一个月的时间里PDA聚合物可降解到 几乎60重量％。
[0052] 图13显示了在200ygPDA和四种不同的交联剂存在下的3T3成纤维细胞活力分 析，并与仅PDA和T1SSEEL够纤维蛋白胶比较。在第7天，相对于仅细胞而言，在PDA存在 下，活性没有显著地减小。冲<0.05。
【具体实施方式】
[0053] 本发明设及用于在正中胸骨切开术后修复胸骨并也用于局部皮肤闭合或用于其 它矫形操作处理，例如肩部、肘部、脊椎、臀部、膝盖、腕、脚和踩手术的粘合剂的开发。发明 者开发了一种实现此目的的儿茶酪修饰的树枝状聚合物。本发明粘合剂生物相容并且内用 安全。其具有湿粘合品质。其利用不同交联剂具有可控制的固化速度W允许在头24小时 内急诊操作也允许在短时间（15分钟）内皮肤闭合。利用交联剂（KMn〇4、化3\HRP&H202和 纤维蛋白原），可制定交联速率，和多种其它品质W实现之。对于胸骨闭合，在前几天后，粘 合剂强度必须增加W牢固地固定胸骨W修复，并必须达到此强度而没有产生过多热量，否 则将引起周围组织坏痘。治愈期后，粘合剂必须降解成体内可安全地代谢的非毒性/非致 癌性/非致崎性副产物。
[0054] 所进行的初期试验已经显示出对于皮肤闭合，粘合剂在足W闭合伤口的15分钟 内表现出高粘合强度。对于胸骨闭合，可控制在头几天内的聚合速率并且本发明的粘合剂 表现出对于骨样品极佳的粘合性。本发明聚合物的粘合剂的降解过程的副产物也满足先前 所述的生物可相容的必要条件。
[0055] 对于临床上用于创伤和矫形手术的医用骨粘合剂存在多个要求：粘合剂和其降解 物必须无毒、无致癌性、和无致崎性。粘合剂必须与骨和周围组织生物相容（无组织刺激或 组织坏痘），并在聚合期间产生最少热量。应在前缀时间内可生物降解-通过降解和细胞再 吸收-没有作为愈伤组织形成（骨生成）的障碍。降解过程应与愈合成反比，W确保机械 稳定性。粘合剂必须在潮湿环境中结合（原位高结合强度）W允许早期承重，需要足够的 弹性W确保拉伸强度的稳定性。骨粘合剂的轻易制备、实用性和适用性、最小的体积压缩、 储存期间的稳定性、无菌性和效率。对于此特定应用，粘合剂也需要初期缓慢聚合W允许在 急救操作的情况中在头24小时内快速达到。
[0056] 本发明集中于开发儿茶酪-修饰的树枝状聚合物粘合剂W利用它们独特的结构 和官能团克服目前组织粘合剂的缺点（图1)。此策略在发明者组中已成功地用于切开的 皮肤伤口并显示出非常有前景的结果。成功的结果将导致保健巨大的进步-最明显地用于 治疗内伤和手术切口伤口，在未来也用于其它伤口愈合处理。运些令人兴奋的结果使我们 延伸此新颖方法用于骨粘合应用。初步试验结果表明开发的试验性儿茶酪-修饰的聚合物 对骨模型表现出极佳的粘合性和机械性。甚至更令人兴奋的是，粘合强度可在头个星期内 受到控制W允许在一个星期内轻易地到达结合强度和获得强度的头一天内。对此项目选择 PDA使其含有多己胺结构，此允许湿粘合，并且PDA中存在的官能团允许定制机械性质。
[0057] 在此研究中，将新颖生物可降解和可交联的树枝状聚合物，多己胺-丙締酸醋共 聚物（PDA)的开发定位为湿组织粘合材料，例如，内用的粘合剂。利用多种不同的交联剂可 轻易地使PDA交联，W使本发明的粘合剂可作为用于局部伤口闭合的强壮、牢固并快速固 化的粘合剂或作为用于胸骨闭合案例的可控制的固化粘合剂。
[0058] 我们的目的是通过在超支化结构聚合物中包含多己胺化-3, 4-二径基苯丙氨酸 DOPA的衍生物，在MAP中一种丰富的氨基酸）W形成粘合剂来模拟MAP。因此，本发明者通 过使用当前技术的失活增强的ATRP值E-ATR巧合成方法设计并合成了用于比目前组织粘 合剂具有极佳性质的湿组织粘合剂的生物启发的树枝状聚合物。
[0059] 多己胺-丙締酸醋共聚物PDA的合成
[0060] 通过迈克尔加成使多己胺和S径甲基丙烷S丙締酸醋（TMPTA)单体自缩合W得 到高分子量聚合物（约90.OkDa)而成功地合成树枝状/超支化聚合物多己胺-丙締酸醋 共聚物（PDA)(图2)。目标树枝状聚合物多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA)由儿茶酪、乙締基 和径基官能团组成，得到关于干/湿组织的可制定的官能团、交联（利用交联剂）、生物可降 解性、低细胞毒性和所需的机械性质。
[0061] 为了控制交联速度，重要的是了解到，儿茶酪/多己胺粘合系统如何实现粘合。过 渡金属在非结晶生物物质的生成中发挥着重要作用。W类似于化还原成化2+的电位多 己胺通过一个电子氧化成半酿。半酿为一种可引起内聚结合的聚合物-聚合物偶合的自由 基。认为，自由基也可直接地偶合表面W发生粘合作用。并且，酿可与铁馨合W得到另一种 交联方式。我们建议交联=个DOPA残基中的铁中屯、（图3)。利用最近的运些观察结果， 看得出，多己胺在儿茶酪/多己胺粘合系统中起着两个作用。粘合表面来自于还原形式。 宏观内聚由多己胺的一电子（半酿）或两电子（酿）氧化形式提供。PDA通过利用交联剂 (KMn〇4、化3\HRIVU化或变性纤维蛋白原）而具有制定的交联速度。当使用化IO4( -种作 为固化剂的强氧化剂）时，DOPA被立刻转化为DOPA-酿，其引发分子间交联，促进PDA聚合 物的内聚强度。虽然会损及到一些内聚强度，但是反应相对快速。考虑到其氧化性，使用 高舰酸盐（化1〇4)交联PDA聚合物为用于临床的隐患的一个潜在来源。但是，如我们所知， 高舰酸钢因其氧化性被广泛地用于临床，例如，用于氧化纤维素并产生生物可相容W及生 物可降解的化合物，该化合物可作为缝合，作为组织工程的支架，或用于药物递送。通过氧 化反应消耗DOPA中的电子将通过获得高舰酸盐离子中的电子W形成还原产物舰酸盐离子 (1〇3)(盐的加成物）实现，该舰酸盐离子可进一步还原成无毒性的舰离子（I)。当交联剂 为化3YCzHsOH的氧化剂或化IO4/C2H5OH为氧化还原对时，交联系统也设及乙醇，该氧化还原 对可在水溶液中产生自由基，自由基可与PDA中的乙締基反应并因此加速交联速度。与其 它强氧化交联剂例如化1〇4相比，纤维蛋白原能更好地在短固化时间内实现相对更高的粘 合强度，因为来自S-S键分裂的硫醇与DOPA氧化形成的DOPA酿偶合，运对于改善粘合聚合 物之间的内聚强度并提供有利于保持粘合强度的抗氧化环境至关重要。如图4所示，二硫 化物和硫醇盐的氧化还原系统可有效地先作为氧化剂（图4a和b)，其在初期确保足够的粘 合强度。随后，二硫化物和硫醇盐用作DOPA-酿的交联搭档，此对于改善粘合聚合物之间的 内聚强度至关重要（图4c)。HRP为一种在苯酪径基存在下，能够在苯酪与具有分解的&化 的苯胺衍生物之间交联。已证实，HRP浓度影响交联动力学，而&〇2浓度的变化主要影响机 械性质。从我们的试验可看出，&化中的HRP为一种用于PDA的非细胞毒性固化剂，其可在 一天固化时间后实现高粘合强度（76 + 13. 4KPa)。我们提出图5中的PDA与HRP-H2O2的交 联机理。
[0062] 多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA)合成-多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA)的制造方 案
[0063] 将S径甲基丙烷S丙締酸醋单体化96g，10mmol)、盐酸多己胺单体（1.90g， lOmmol)和DMSO(IOg)加入两颈烧瓶中。将60JiL抑制剂（4-甲氧基-苯甲醒）加入混合 物中W去除自由基聚合的可能性。揽拌混合物直到形成清澈溶液。通过在室溫下将氣气鼓 入溶液中10分钟去除氧气。在鼓入氣气时最后添加TEA(1. 42g，14mmol)并磁力揽拌5分 钟W上。使溶液在SOOrpm下揽拌并在60°C下在油浴中聚合2小时。每隔一小时取GPC样 品。 W64] 多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA)的纯化方案 阳0化]将40mlTHF加入聚合物混合物中，然后磁力揽拌直到完全混合。当TEA盐溶液不 溶于THF时，混合物溶液变浑浊。通过离屯、巧分钟，40(K)rpm)分离多余的TEA盐溶液。在 磁力揽拌条件下，将清澈的聚合物溶液逐滴加入大量沉淀剂（己烧：乙醇=1:1)巧OOmL)和 IOOiiL抑制剂（4-甲氧基-苯甲醒）中。使沉淀系统静置0.5小时，然后倾倒出上清液。 使用丙酬溶解烧杯底部的聚合物W得到50重量％溶液。
[0066] 多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA)的GPC结果
[0067] 图6显示了纯化的多己胺-丙締酸醋共聚物（PDA)的GPC谱图。
[0068] 优化交联剂 W例对于每个组织粘合试验，通过满旋1分钟先将PDA溶于丙酬中W达到50重量％的 浓度。当将FeCls和NaI〇4用作交联剂时，使 60yl2mmol/L、20mmol/L和 200mmol/LFeCls/ &〇或I重量％、2重量％和3重量％化1〇4/&0与60yI纯乙醇在埃彭道夫管中混合。当 将纤维蛋白原用作固化剂时，将纤维蛋白原溶于0.9%盐水中W达到1重量％、2重量％和3 重量％浓度并对于每个试验使用60y1溶液。通过将300y1 50重量％PDA溶液与交联剂 溶液混合制得PDA粘合剂，然后在室溫下，将充分混合的粘合剂流体施用于猪皮肤组织基 质表面，该猪皮肤组织基质在试验前放在PBS缓冲溶液中。对于酶介导的氧化交联剂而言， 使20y1 0. 1重量％、0. 2重量％和0. 3重量％辣根过氧化物酶与PDA溶液混合，然后添加 20y10.1重量％、0.2重量％和0. 3重量％ &〇2并溫和满旋W确保均匀混合。W与粘合样 品相同的方式处理不含交联剂的对照样品。然后，重叠两块皮肤，确保保持适宜的重叠面积 (2cmX1.5cm)。使饱和含有PBS的纱布缠绕样品W在固化时间期间保持水合。使样品在 室溫下保持15分钟、1小时和24小时，然后进行强度测试。
[0070] 为了对比目的，利用根据制造商说明制得的市售纤维蛋白外科密封胶 (TISSEEL?，:Baxter)将组织表面结合在一起。将纤维蛋白原与抑肤酶溶液混合，然后将 凝血酶与氯化巧溶液合并。然后，将两种混合物负载到一组复式注射器中。当分配时，两种 组分在注射器系统的出口混合，在此处它们交联形成纤维蛋白粘合剂。W与PDA粘合剂样 品类似的方式施用300yL纤维蛋白。
[0071] 在猪皮上PDA-赋予的粘合强度的机械试验
[0072] 在室溫下固化粘