(57)【要約】  シリコーン等からなる疎水性基材の表面を改質して潤滑性を付与することが可能な表面改質用化合物及びそれを用いた表面改質方法、並びに表面改質された疎水性基材及び医療用部材を提供する。  本発明の表面改質用化合物は、側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物（Ａ）に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体（Ｂ）が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合したものである。表面改質を行う際には、疎水性基材の表面を必要に応じてヒドロシリル化した後、表面改質用化合物を含む溶液で処理する。あるいは、表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物（Ａ）に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体（Ｂ）が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した表面改質用化合物。
【請求項２】
前記ポリシロキサン化合物（Ａ）の両端に、前記重合体（Ｂ）が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した請求項１記載の表面改質用化合物。
【請求項３】
前記ポリシロキサン化合物（Ａ）が、ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ１）とビニルメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ２）との共重合体を構造中に含む請求項１又は２記載の表面改質用化合物。
【請求項４】
前記重合体（Ｂ）が、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンから誘導される構成単位（ｂ）からなる請求項３記載の表面改質用化合物。
【請求項５】
前記ポリシロキサン化合物（Ａ）が、下記一般式（１）で表される請求項３記載の表面改質用化合物。
【化１】
2008023604.tif 000010
［式（１）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に炭素数１〜４のアルキレン基を表し、ｌ、ｍはそれぞれ前記構成単位（ａ１）及び前記構成単位（ａ２）の重合数を表す。］
【請求項６】
前記構成単位（ａ１）と前記構成単位（ａ２）とのモル比が、１：９〜９：１である請求項３記載の表面改質用化合物。
【請求項７】
前記構成単位（ａ１）及び（ａ２）と前記構成単位（ｂ）とのモル比が、１：９〜９：１である請求項４記載の表面改質用化合物。
【請求項８】
質量平均分子量が１０００〜１００００００である請求項１から７いずれか記載の表面改質用化合物。
【請求項９】
前記重合体（Ｂ）は、前記ポリシロキサン化合物（Ａ）に前記親水性モノマーがリビングラジカル重合により重合したものである請求項１から８いずれか記載の表面改質用化合物。
【請求項１０】
Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材の表面改質に用いられる請求項１から９いずれか記載の表面改質用化合物。
【請求項１１】
シリコーン又はセラミックスの表面改質に用いられる請求項１０記載の表面改質用化合物。
【請求項１２】
Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材の表面を、請求項１から１１いずれか記載の表面改質用化合物を含む溶液で処理する工程と、
前記表面改質用化合物を含む溶液で処理された前記疎水性基材を加熱する工程と、を含む表面改質方法。
【請求項１３】
前記疎水性基材の表面をヒドロシリル化し、Ｓｉ−Ｈ基を導入する工程をさらに含む請求項１２記載の表面改質方法。
【請求項１４】
請求項１から１１いずれか記載の表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする工程を含む表面改質方法。
【請求項１５】
請求項１から１１いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された疎水性基材。
【請求項１６】
請求項１から１１いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された医療用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコーン等の疎水性基材の表面を改質する際に用いて好適な表面改質用化合物及びそれを用いた表面改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工関節は、人やその他の動物に関する医療分野において、各部関節の代替品として広く利用されるようになっている。例えば、ステンレス、コバルトクロム合金、チタン合金等の金属材料を用いた骨頭部材と、超高分子量ポリエチレン等の樹脂を用いた臼蓋とを組み合わせた人工関節は、我が国だけでも年間数万件の手術に用いられている。このように、各部関節を人工関節で置換することにより、患者は健康な人と同様の生活を営むまで生活の質（ＱＯＬ）を向上させることができる。【０００３】
しかしながら、人工関節は、日常生活の動作により摺動部位で摩擦が起こるため、摩耗が生じてしまう。そして、摩耗により生じる摩耗粉は人体に悪影響を与え、摩耗が進行していわゆるルーズニングが生じると、人工関節としての機能が十分に発揮され難くなる。【０００４】
そこで、このような摩耗を防止するため、下記特許文献１には、人工関節の摺動面を、ホスホリルコリン基を有する高分子、例えば２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンからなる重合体（ＭＰＣポリマーと称される）で形成する方法が記載されている。この特許文献１に記載された方法では、超高分子量ポリエチレンからなる被処理部材を、ベンゾフェノンを含むアセトン溶液に浸漬し、さらにＭＰＣを含む水溶液に浸漬した後、紫外光を照射することにより、被処理部材表面でＭＰＣポリマーを合成する。このように人工関節の摺動面をＭＰＣポリマーで形成することにより、摺動面に潤滑性が付与され、摩耗が抑えられる。【０００５】
また、人工関節に限らず、カテーテル、バルーンカテーテル、ガイドワイヤー、ファイバースコープ型内視鏡、コンタクトレンズ等の医療用部材においても、表面を親水性ポリマー等でコーティングすることが提案されている。例えば、下記特許文献２には、高分子材料からなる医療用部材を、ジイソシアネート化合物を含む溶液に浸漬し、さらに、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物を含む溶液に浸漬することにより、医療用具の表面に潤滑性を付与する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３１０６４９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法は、紫外光を照射することにより被処理部材表面でＭＰＣポリマーを合成するものであるため、非処理部材の形状によっては、ＭＰＣポリマーが良好に合成されず、潤滑性が不十分となる虞があった。ここで、簡便かつ効果的に表面改質を行う方法としては、ＭＰＣポリマーを含む溶液中に被処理部材を浸漬することなどが考えられるが、ＭＰＣポリマーは親水性であり、水等の高極性溶媒にしか溶解しない。したがって、シリコーン等の疎水性基材の表面改質には適用することが困難である。【０００７】
一方、上記特許文献２に記載された方法は、ジイソシアネート化合物をコーティングした後、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物をコーティングする必要があり、操作性の面で好ましくなかった。また、医療用部材の表面には、ジイソシアネート化合物と反応するヒドロキシル基等の官能基が存在する必要があるため、疎水性基材の表面改質には不向きであった。【０００８】
本発明は、以上のような課題に鑑みて提案されたものであり、シリコーン等の疎水性基材の表面を改質して潤滑性を付与する際に用いて好適な表面改質用化合物及びそれを用いた表面改質方法、並びに表面改質された疎水性基材及び医療用部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物に親水性ポリマーが重合した化合物が、疎水性基材の表面改質に適用できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。【００１０】
（１）  側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物（Ａ）に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体（Ｂ）が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した表面改質用化合物。【００１１】
（１）の表面改質用化合物によれば、側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物（Ａ）を有するため、ビニル基を介して疎水性基材の表面に結合することができる。また、親水性モノマーからなる重合体（Ｂ）を有するため、表面改質後の疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。特に、表面改質後にはこの重合体（Ｂ）が疎水性基材表面で繊毛状に配列される。したがって、この繊毛状の重合体（Ｂ）によって液体が保持され、潤滑性が維持される。さらに、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制されるため、医療用部材の表面改質に好適である。【００１２】
（２）  前記ポリシロキサン化合物（Ａ）の両端に、前記重合体（Ｂ）が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した（１）記載の表面改質用化合物。【００１３】
（２）の態様によれば、ポリシロキサン化合物（Ａ）の両端に重合体（Ｂ）が重合しているため、表面改質後にはこの両端の重合体（Ｂ）が疎水性基材表面で繊毛状に配列される。したがって、疎水性基材表面の潤滑性をさらに高めることができる。【００１４】
（３）  前記ポリシロキサン化合物（Ａ）が、ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ１）とビニルメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ２）との共重合体を構造中に含む（１）又は（２）記載の表面改質用化合物。【００１５】
（３）の態様によれば、ポリシロキサン化合物（Ａ）が、ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ１）とビニルメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ２）との共重合体を構造中に含むため、構成単位（ａ２）のビニル基を介して疎水性基材の表面に結合することができる。【００１６】
（４）  前記重合体（Ｂ）が、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンから誘導される構成単位（ｂ）からなる（３）記載の表面改質用化合物。【００１７】
（４）の態様によれば、重合体（Ｂ）が、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンから誘導される構成単位（ｂ）からなるため、生体適合性に優れている。したがって、医療用部材の表面改質に特に好適である。【００１８】
（５）  前記ポリシロキサン化合物（Ａ）が下記一般式（１）で表される（３）記載の表面改質用化合物。
【化１】
2008023604.tif 000002
［式（１）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に炭素数１〜４のアルキレン基を表し、ｌ、ｍはそれぞれ前記構成単位（ａ１）及び前記構成単位（ａ２）の重合数を表す。］【００１９】
（５）の態様によれば、ポリシロキサン化合物（Ａ）が上記一般式（１）で表される構造であるため、表面改質用化合物の構造として特に好ましい。【００２０】
（６）  前記構成単位（ａ１）と前記構成単位（ａ２）とのモル比が、１：９〜９：１である（３）記載の表面改質用化合物。【００２１】
（６）の態様によれば、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）とのモル比が上記範囲であるため、疎水性基材表面に安定して結合することができる。【００２２】
（７）  前記構成単位（ａ１）及び（ａ２）と前記構成単位（ｂ）とのモル比が、１：９〜９：１である（４）記載の表面改質用化合物。【００２３】
（７）の態様によれば、構成単位（ａ１）及び（ａ２）と構成単位（ｂ）とのモル比が上記範囲であるため、疎水性基材表面に安定して結合しつつ、十分な潤滑性を付与することができる。【００２４】
（８）  質量平均分子量が１０００〜１００００００である（１）から（７）いずれか記載の表面改質用化合物。【００２５】
（８）の態様によれば、質量平均分子量が上記範囲であるため、表面改質に好適に用いることができる。【００２６】
（９）  前記重合体（Ｂ）は、前記ポリシロキサン化合物（Ａ）に前記親水性モノマーがリビングラジカル重合により重合したものである（１）から（８）いずれか記載の表面改質用化合物。【００２７】
（９）の態様によれば、ポリシロキサン化合物（Ａ）に親水性モノマーがリビングラジカル重合（可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合又は原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ））により重合しているため、分子量分布が狭く、表面改質に好適に用いることができる。【００２８】
（１０）  Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材の表面改質に用いられる（１）から（９）いずれか記載の表面改質用化合物。【００２９】
（１１）  シリコーン又はセラミックスからなる基材の表面改質に用いられる（１０）記載の表面改質用化合物。【００３０】
（１）から（９）のいずれかの態様によれば、Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材、特にシリコーン又はセラミックスからなる基材の表面改質に好適に用いることができる。【００３１】
（１２）  Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材の表面を、（１）から（１１）いずれか記載の表面改質用化合物を含む溶液で処理する工程と、前記表面改質用化合物を含む溶液で処理された前記疎水性基材を加熱する工程と、を含む表面改質方法。【００３２】
（１３）  前記疎水性基材の表面をヒドロシリル化し、Ｓｉ−Ｈ基を導入する工程をさらに含む（１２）記載の表面改質方法。【００３３】
（１２）、（１３）の態様によれば、疎水性基材の表面を必要に応じて予めヒドロシリル化しておき、表面改質用化合物を含む溶液で処理することにより、ビニル基を介して表面改質用化合物を疎水性基材表面に結合させることができる。また、表面改質用化合物は、親水性モノマーからなる重合体（Ｂ）を有するため、表面改質後の疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。特に、表面改質後にはこの重合体（Ｂ）が疎水性基材表面で繊毛状に配列される。したがって、この繊毛状の重合体（Ｂ）によって液体が保持され、潤滑性が維持される。さらに、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制されるため、医療用部材の表面改質に好適である。【００３４】
（１４）  （１）から（１１）いずれか記載の表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする工程を含む表面改質方法。【００３５】
（１４）の態様によれば、プラズマ重合用の装置が必要になるものの、表面改質用化合物を疎水性基材表面に結合させることができる。この場合にも、表面改質後には重合体（Ｂ）が疎水性基材表面で繊毛状に配列されるため、この繊毛状の重合体（Ｂ）によって液体が保持され、潤滑性が維持される。また、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制される。【００３６】
（１５）  （１）から（１１）いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された疎水性基材。【００３７】
（１６）  （１）から（１１）いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された医療用部材。【００３８】
（１５）、（１６）の態様によれば、表面改質により、潤滑性が付与され、生体物質等の非特異的吸着が抑制された疎水性基材、医療用部材を提供することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、本発明の表面改質用化合物を用いてシリコーン等の疎水性基材の表面改質を行うことにより、疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。また、本発明の表面改質用化合物を用いて疎水性基材の表面改質を行うことにより、疎水性基材表面に対する生体物質等の非特異的吸着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】重合時間とＭＰＣ濃度との関係を示すグラフである。
【図２】重合時間と表面改質用化合物の分子量との関係を示すグラフである。
【図３】試験片に表面改質を施す手順を示す図である。
【図４】表面改質後の試験片の表面分析結果を示すグラフである。
【図５】試験片の摩擦係数を表面改質の有無で比較して示すグラフである。
【図６】血小板の非特異的な接着を表面改質の有無で比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、詳細に説明する。
【００４２】
〔表面改質用化合物〕
本発明の表面改質用化合物は、側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物（Ａ）に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体（Ｂ）が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合したものである。
【００４３】
［ポリシロキサン化合物（Ａ）］
ポリシロキサン化合物（Ａ）としては、側鎖にビニル基を有するものであれば、特に限定されずに使用することができる。このポリシロキサン化合物（Ａ）は疎水性であり、ビニル基を介して後述のように疎水性基材表面に結合することができる。
【００４４】
このようなポリシロキサン化合物（Ａ）の中でも、連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を導入するためのヒドロキシル基を片端又は両端に有するものが好ましい。このヒドロキシル基を介して連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を導入することにより、ポリシロキサン化合物（Ａ）の片端又は両端で重合体（Ｂ）を重合させることができる。なお、ポリシロキサン化合物（Ａ）は、その両端で重合体（Ｂ）を重合させることができるものが、表面改質の効果をより高められることから好ましい。
【００４５】
また、ポリシロキサン化合物（Ａ）の中でも、ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ１）とビニルメチルシロキサンから誘導される構成単位（ａ２）との共重合体を構造中に含むものが好ましく、下記一般式（１）で表される構造を有するものがより好ましい。
【化２】
2008023604.tif 000003
［式（１）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に炭素数１〜４のアルキレン基を表し、ｌ、ｍはそれぞれ前記構成単位（ａ１）及び前記構成単位（ａ２）の重合数を表す。］
【００４６】
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に炭素数１〜４のアルキレン基を表す。炭素数１〜４のアルキレン基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等から水素原子１個を除いた基が挙げられる。Ｒ１、Ｒ２の好ましい組み合わせの一例としては、Ｒ１＝プロピレン基、Ｒ２＝エチレン基が挙げられる。また、ｌ、ｍは、それぞれ構成単位（ａ１）及び構成単位（ａ２）の重合数を表す。
【００４７】
構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）とのモル比は、１：９〜９：１であることが好ましい。より好ましくは、３：７〜７：３である。上記範囲とすることで、表面改質用化合物は、疎水性基材表面に安定して結合することができる。
【００４８】
［重合体（Ｂ）］
重合体（Ｂ）としては、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなるものであれば、アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、ポリエチレングリコールメタクリレートなど、特に限定されずに使用することができる。この重合体（Ｂ）は親水性であり、疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。
【００４９】
このような重合体（Ｂ）の中でも、下記構造式（２）に示す２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンから誘導される構成単位（ｂ）が重合したものが、医療用部材の表面改質には特に好ましい。２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンは、生体膜を構成するリン脂質分子と同じ極性を有し、生体適合性に優れていることが知られている。
【化３】
2008023604.tif 000004
【００５０】
ここで、ポリシロキサン化合物（Ａ）として上記構成単位（ａ１）及び（ａ２）を有するものを使用する場合、構成単位（ａ１）及び（ａ２）と構成単位（ｂ）とのモル比は、１：９〜９：１であることが好ましい。より好ましくは、３：７〜７：３である。上記範囲とすることで、表面改質用化合物は、疎水性基材表面に安定して結合しつつ、十分な潤滑性を付与することができる。
【００５１】
［連鎖移動剤／ハロゲン化アルキル開始剤］
重合体（Ｂ）は、ポリシロキサン化合物（Ａ）に親水性モノマーがリビングラジカル重合（可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合又は原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ））により重合した結果、ポリシロキサン化合物（Ａ）に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合している。
【００５２】
可逆的付加開裂連鎖移動重合の場合に用いられる連鎖移動剤としては、特に限定されないが、４−シアノペンタン酸ジチオベンゾエート、酢酸ジチオベンゾエート、ブタン酸ジチオベンゾエート、４−トルイル酸ジチオベンゾエート等が挙げられる。
【００５３】
また、原子移動ラジカル重合の場合に用いられるハロゲン化アルキル開始剤としては、特に限定されないが、２−ブロモイソブチリルブロミド、２−クロロイソブチリルクロリド、ブロモアセチルブロミド、ブロモアセチルクロリド等が挙げられる。
【００５４】
このリビングラジカル重合によれば、精密合成が可能となるばかりでなく、合成される表面改質用化合物の分子量分布が狭くなるため（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．１〜１．５程度）、表面改質に好適に用いることができる。
【００５５】
本発明の表面改質用化合物の質量平均分子量は、１０００〜１００００００であることが好ましい。より好ましくは、１００００〜５０００００である。上記範囲とすることで、本発明の表面改質用化合物を疎水性基材の表面改質に好適に用いることができる。
【００５６】
［表面改質用化合物の合成方法］
本発明の表面改質用化合物は、ポリシロキサン化合物（Ａ）を合成し、このポリシロキサン化合物（Ａ）に連鎖移動剤を導入し、リビングラジカル重合により、ポリシロキサン化合物（Ａ）に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合体（Ｂ）を重合することにより合成することができる。重合体（Ｂ）は、ポリシロキサン化合物（Ａ）の片端で合成してもよく両端で合成してもよいが、以下では一例として、ポリシロキサン化合物（Ａ）の両端で重合体（Ｂ）を合成する場合の合成方法について説明する。
【００５７】
先ず、ポリシロキサン化合物（Ａ）を合成する。このポリシロキサン化合物（Ａ）は、例えば、ヒドロキシル基又はヒドロキシル基を末端に有する官能基が両端に結合したオリゴ（ジメチルシロキサン）を出発原料とし、オクタメチルシクロテトラシロキサンとテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンとを所望の割合で加えて開環重合反応を起こさせることにより合成することができる。
【００５８】
次に、ポリシロキサン化合物（Ａ）に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を導入する。この連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤は、例えば、ポリシロキサン化合物（Ａ）と連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤とが溶解された溶液中にジシクロヘキシルカルボジイミド溶液を滴下して反応させることにより、導入することができる。
【００５９】
次に、リビングラジカル重合により、ポリシロキサン化合物（Ａ）に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合体（Ｂ）を重合する。この重合反応は、可逆的付加開裂連鎖移動重合の場合には、連鎖結合剤が導入されたポリシロキサン化合物（Ａ）と親水性モノマーとを所定の溶媒に溶解し、重合開始剤を加え、５０〜８０℃で２〜４８時間加熱することにより行われる。また、原子移動ラジカル重合の場合には、ハロゲン化アルカリ開始剤が導入されたポリシロキサン化合物（Ａ）と親水性モノマーとを所定の溶媒に溶解し、遷移金属錯体を加え、２５〜８０℃で２〜４８時間加熱することにより行われる。
【００６０】
重合反応に用いる溶媒としては、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ｔ−ブタノール、ベンゼン、トルエン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、又はこれらの混合液を挙げることができる。
【００６１】
重合開始剤としては、特に限定されないが、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシジイソブチレート、過硫酸塩、過硫酸−亜硫酸水素塩等を用いることができる。
【００６２】
遷移金属錯体としては、特に限定されないが、１価の銅、２価のルテニウム等の錯体を用いることができる。
【００６３】
〔表面改質方法〕
本発明の第１の表面改質方法は、Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材の表面を、本発明の表面改質用化合物を含む溶液で処理する工程と、表面改質用化合物を含む溶液で処理された疎水性基材を加熱する工程と、を含むものである。
【００６４】
なお、疎水性基材がＳｉ−Ｈ基を有さない場合には、疎水性基材の表面をヒドロシリル化し、Ｓｉ−Ｈ基を導入する工程をさらに含めるようにしても構わない。このヒドロシリル化は、疎水性基材を例えばポリ（ヒドロメチルシロキサン）溶液に浸漬するなど、公知の方法により実現できる。
【００６５】
先ず、Ｓｉ−Ｈ基を有する又はＳｉ−Ｈ基が導入された疎水性基材の表面を、本発明の表面改質用化合物を含む溶液で処理する。この工程では、表面改質用化合物を含む溶液に疎水性基材を浸漬してもよく、スピンコート法など、公知のコーティング方法により塗布してもよい。
【００６６】
表面改質用化合物を含む溶液の溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール、又はこれらの混合液等を用いることができる。表面改質用化合物は、この溶媒中に０．０１〜５０質量％の濃度で溶解される。また、この溶液中には、Ｐｔ触媒等の触媒が含まれる。
【００６７】
次に、表面改質用化合物を含む溶液で処理された疎水性基材を加熱することにより、疎水性基材表面に表面改質用化合物を結合させる。加熱温度は、３５〜８０℃が好ましい。この加熱により、疎水性基材のＳｉ−Ｈ基と、表面改質用化合物のポリシロキサン（Ａ）のビニル基とが結合する。なお、加熱温度を高めることにより、結合に要する時間を短縮化することができる。
【００６８】
このようにして改質された疎水性基材表面では、ポリシロキサン化合物（Ａ）がビニル基を介して固着されるとともに、重合体（Ｂ）が繊毛状に配列される。したがって、この繊毛状の重合体（Ｂ）によって液体が保持され、潤滑性が維持される。また、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制される。
【００６９】
また、本発明の第２の表面改質方法は、本発明の表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする工程を含むものである。
【００７０】
このような表面改質方法によれば、プラズマ重合用の装置が必要になるものの、表面改質用化合物を疎水性基材表面に結合させることができる。この場合にも、表面改質後には重合体（Ｂ）が疎水性基材表面で繊毛状に配列されるため、この繊毛状の重合体（Ｂ）によって液体が保持され、潤滑性が維持される。また、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制される。
【００７１】
〔疎水性基材、医療用部材〕
本発明の疎水性基材は、本発明の表面改質用化合物を用いて改質されたものである。疎水性基材としては、シリコーン、セラミックス、ガラス、金属、半導体ナノ粒子等が挙げられる。その中でも、シリコーン及びセラミックスが好ましい。
【００７２】
また、本発明の医療用部材は、本発明の表面改質用化合物を用いて改質されたものである。この医療用部材は、既に製造された医療用部材に対して表面改質が施されたものであってもよく、予め表面改質が施された疎水性基材を用いて製造されたものであってもよい。医療用部材としては、人工関節、カテーテル、バルーンカテーテル、ガイドワイヤー等の処置用機械器具、ファイバースコープ型内視鏡等の検査用機械器具、コンタクトレンズ等の眼科用部材等が挙げられる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。【００７４】
＜表面改質用化合物の合成＞
［ポリシロキサン化合物の合成］
以下の反応スキームに示すように、ヒドロキシエトキシプロピル−ジメチルシリル基が両端に結合したポリ（ジメチルシロキサン−ｃｏ−ビニルメチルシロキサン）（ＰＤｌＶｍＭＳ）を合成した。
【化４】
2008023604.tif 000005
【００７５】
ヒドロキシエトキシプロピルジメチルシリル基が両端に結合したオリゴ（ジメチルシロキサン）（ＭＲ２Ｄ８，ｎ＝８）（信越化学工業（株）製）を出発原料とし、オクタメチルシクロテトラシロキサン（（Ｍｅ２ＳｉＯ）４）（信越化学工業（株）製）とテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（（ＭｅＶｉＳｉＯ）４）（信越化学工業（株）製）とを約ｌ：ｍの割合で加えて開環重合反応を起こさせることにより、ＰＤｌＶｍＭＳを合成した。【００７６】
合成したＰＤｌＶｍＭＳの種類、原料としてのＭＲ２Ｄ８、（Ｍｅ２ＳｉＯ）４、及び（ＭｅＶｉＳｉＯ）４のモル量、Ｍｅ２ＳｉＯとＭｅＶｉＳｉＯとのモル分率、合成したＰＤｌＶｍＭＳの質量平均分子量（Ｍｗ）及び分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）を表１に示す。なお、みかけ分子量はゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定し、絶対分子量は多角度光散乱検出器（ＭＡＬＬＳ）により測定した。
【表１】
2008023604.tif 000006
【００７７】
［２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの重合］
先ず、以下の反応スキームに示すように、ＰＤｌＶｍＭＳの両端に連鎖移動剤（ＣＴＡ）を導入して、ＣＴＡ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＣＴＡを合成した。
【化５】
2008023604.tif 000007
【００７８】
連鎖移動剤としては４−シアノペンタン酸ジチオベンゾエートを使用し、これをＭｃＣｏｒｍｉｃらの方法（Ｍｉｔｓｕｋａｍｉ，Ｙ．；  Ｄｏｎｏｖａｎ，Ｍ．Ｓ．；  Ｌｏｗｅ，Ａ．Ｂ．；  ＭｃＣｏｒｍｉｃｋ，Ｃ．Ｌ．  Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２００１，３４，２２４８）に従って合成した。所定量のＰＤｌＶｍＭＳと４倍モル量の４−シアノペンタン酸ジチオベンゾエートとが溶解されたジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）１００ｍＬに、１００ｍＬのジクロロメタンに溶解したジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）（関東化学（株）製）を滴下し、４０℃で２０時間攪拌した。その後、フィルター濾過により不溶物を除いた。次いで、ジクロロメタンを留去し、メタノールに色が付かなくなるまで反応生成物をメタノールで洗浄した後、クロロホルムに溶解した。そして、飽和食塩水で３回洗浄した後、硫化マグネシウムで水分を除去し、濃縮した。【００７９】
次に、以下の反応スキームに示すように、ＣＴＡ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＣＴＡの両端で２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）を重合させ、表面改質用化合物であるＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎを合成した。
【化６】
2008023604.tif 000008
【００８０】
１５ｍｍｏｌのＭＰＣ（日本油脂（株）製）と所定量のＣＴＡ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＣＴＡとをトルエン／エタノール（１／１）溶液に溶解し、全量を３０ｍＬに調整した。次いで、重合開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）（関東化学（株）製）を所定量添加した後、溶液にアルゴンガスを３０分間通すことにより、酸素を除去した。その後、７０℃で緩やかに攪拌しながら所定時間反応させることにより、ＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎを合成した。そして、合成されたＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎをテトラヒドロフラン中で沈殿させ、沈殿物をエタノールに溶解した後、再度テトラヒドロフラン中で沈殿させ、最後に沈殿物を減圧乾燥した。【００８１】
原料としてのＭＰＣ、ＣＴＡ、ＡＩＢＮのモル量がそれぞれ１５ｍｍｏｌ、０．０５ｍｍｏｌ、０．０２５ｍｍｏｌである場合における、重合時間とＭＰＣ濃度との関係を図１に示す。図１において、Ｍ０はＭＰＣの初期濃度を表し、Ｍはある時点におけるＭＰＣ濃度を表す。また、重合時間とＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎの分子量との関係を図２に示す。本発明におけるＭＰＣの重合反応はリビングラジカル反応であるため、図１に示すようにＭＰＣ濃度の減少率は略々一定であり、ＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎの分子量は、ＭＰＣ濃度の減少に伴って図２に示すように増加する。【００８２】
合成したＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎの種類及びコード、原料としてのＭＰＣ、ＣＴＡ、及びＡＩＢＮのモル量、ＰＭＰＣの重合数（ＰＭＰＣＰＤＩ）、合成したＰＭＰＣｎ−ＰＤｌＶｍＭＳ−ＰＭＰＣｎの分子量を表２に示す。なお、化合物中におけるＰＭＰＣの重合数は、リン定量により測定した。
【表２】
2008023604.tif 000009
【００８３】
＜表面改質用化合物を用いた試験片の表面改質＞
合成した表面改質用化合物を用いて、図３に示すような手順でシリコーン製の試験片の表面改質を行った。【００８４】
［試験片の作製及びヒドロシリル化］
先ず、ＰＤＭＳプレポリマー（Ｓｉｌｐｏｔ１８４、ダウ・コーニング社製）とその架橋触媒の１０：１（ｗ／ｗ）の混合物をよく攪拌し、テフロン（登録商標）プレート上に滴下した。その後、脱気して、１００℃で２時間加熱することにより硬化させた。そして、硬化したフィルムをプレートから剥がし、直径１５ｍｍのディスク状に加工した。得られたディスク状の試験片をヘキサン及びアセトンで洗浄し、減圧下、室温で１日乾燥させた。【００８５】
次に、ポリ（ヒドロメチルシロキサン）（ＫＦ９９Ｐ、信越化学工業（株）製）とイソプロパノールとの３：５（ｖ／ｖ）混合溶液３０ｍｌに、触媒として０．０２ｍｌのトリフルオロメタンスルホン酸を加えた溶液中に試験片を浸漬し、室温で１５分間攪拌することにより、試験片のヒドロシリル化を行った。その後、試験片を溶液から取り出し、イソプロパノール及びヘキサンでよく洗浄した後、減圧下、室温で１日乾燥させた。試験片表面のＳｉ−Ｈ基は全反射吸収−フーリエ変換赤外分光法（ＡＴＲ−ＦＴＩＲ）により確認した。【００８６】
［試験片の表面改質］
１質量％の表面改質用化合物を含有するエタノール１０ｍＬ中に、Ｐｔ触媒（白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン複合体）を２滴加え、ポリマー溶液を調製した。このポリマー溶液をヒドロシリル化後の試験片に滴下し、４０００ｒｐｍで１０分間、スピンコートした。その後、８０℃で２時間加熱することにより、表面改質用化合物を試験片に結合させた。そして、試験片をエタノール中に浸漬し、途中エタノールを交換しながら５０℃で２４時間リンスした後、減圧下で乾燥させた。【００８７】
＜表面改質後の表面分析＞
表面改質後の試験片に表面改質用化合物が結合しているか否かを確認するため、表面改質後の試験片表面をＸ線光電子スペクトル装置（ＸＰＳ）により分析した。リン原子のシグナルと炭素原子のシグナルとの比（Ｐ／Ｃ）を図４に示す。なお、図４中、例えば「２６−１７３」とは、表２に示す表面改質用化合物のコード、すなわちＰＭＰＣ２６−ＰＤ１７３Ｖ１７ＭＳ−ＰＭＰＣ２６を表す。【００８８】
図４に示すように、構成要素の重合数によって若干の差はあるものの、いずれもＭＰＣ由来のリン原子のシグナルが確認されており、試験片に表面改質用化合物が結合していることが確認された。【００８９】
＜摩擦係数の測定＞
表面改質後の試験片の摩擦係数を測定することにより、試験片の潤滑性を評価した。試験片上に潤滑液として純水を介して直径２５ｍｍのステンレス製ディスクを載せ、このステンレス製ディスクを１００ｇの荷重を加えた状態で速度１０ｍｍ／ｓで滑らせることにより、静止摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。結果を図５（Ａ）、（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の破線で囲まれた部分を拡大して示したものである。【００９０】
図５（Ａ）、（Ｂ）から分かるように、本発明の表面改質用化合物で表面改質した試験片では、表面改質していない試験片と比較して、静止摩擦係数、動摩擦係数ともに著しく減少している。これは、表面改質用化合物の重合体（Ｂ）によって潤滑液である水が保持されたためと考えられる。【００９１】
＜血小板接着試験＞
表面改質後の試験片への非特異的吸着の有無を評価するため、血小板接着試験を行った。３．８％クエン酸ナトリウムを血液に対し１／１０容加えたヒト全血を、１２０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上清を回収することにより、多血小板血漿（ＰＲＰ）を調製した。そして、試料を２４ウェル培養プレートにシリコンリングで固定し、リン酸緩衝生理食塩水を１ｍｌ添加して一晩平衡化した。その後、各ウェルにＰＲＰを１ｍｌ添加し、室温で１８０分間静置した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で表面を観察した結果を図６に示す。【００９２】
図６から分かるように、本発明の表面改質用化合物で表面改質した場合には、血小板の接着が著しく抑えられている。したがって、本発明の表面改質用化合物は、生体物質等に接触する医療用部材の表面改質に好適である。【００９３】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限り、様々な変更が可能であることは勿論である。【００９４】
例えば、上述した実施の形態では、潤滑性を付与する効果を中心として本発明の表面改質用化合物について説明したが、本発明の表面改質用化合物は、図６に示したように生体物質等の非特異的吸着を抑えることができるため、バイオセンサやバイオチップなど、潤滑性よりは寧ろ非特異的吸着の少なさが要求される用途にも好適に用いることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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