(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式
【化２】
0005448529.tif 000013
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、Ｒ４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基であり、Ｘは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、アミド結合であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される構成単位を有することを特徴とするポリシロキサン。
【請求項２】
請求項１に記載のポリシロキサンを製造する方法であって、
グリセロホスホリルコリンを酸化させることにより、化学式
【化８】
0005448529.tif 000014
で表される化合物を合成する工程を有することを特徴とするポリシロキサンの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のポリシロキサンを含有することを特徴とする表面改質剤。
【請求項４】
請求項３に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする表面改質方法。
【請求項５】
請求項３に記載の表面改質剤を用いて、表面が改質されていることを特徴とする表面改質材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリシロキサン、ポリシロキサンの製造方法、表面改質剤、表面改質方法及び表面改質材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホスホリルコリン基を有する高分子は、生体適合性高分子として知られており、このような高分子で各種樹脂材料を被覆した生体適合性材料が知られている。
【０００３】
特許文献１には、２−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンを単量体の１つとして、重合させることにより得られる重合体で粉体を被覆してなる化粧料用の粉体が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基材の表面に、ホスホリルコリン類似基を側鎖に有する単量体と、ヘパリン又はヘパリン誘導体と結合可能な基を有する単量体とに基づく共重合体と、ヘパリン又はヘパリン誘導体から構成される被覆層が形成されている医療用材料が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、ホスホリルコリン類似基を少なくとも表面に有し、表面のＸ線光電子分光分析によって測定したスペクトルにおける、ホスホリルコリン類似基に由来するリン元素の量Ｐと、炭素元素の量Ｃとの比（Ｐ／Ｃ）が０．００２〜０．３となる分離材が開示されている。
【０００６】
一方、特許文献４には、ホスホリルコリン基を有するポリシロキサンが開示されている。しかしながら、このようなポリシロキサンは、ホスホリルコリン基とケイ素原子が、ｐＨ依存性を有するイミノ基を介して結合されているため、表面改質剤として用いる場合に、ホスホリルコリン基の効果が得られるｐＨに制限があるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１１８１２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２７９５１２号公報
【特許文献３】特開２００２−９８６７６号公報
【特許文献４】特開２００４−１７５８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、表面改質剤として用いる場合に、ｐＨの制限を抑制することが可能なホスホリルコリン類似基を有するポリシロキサン及び該ポリシロキサンの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、該ポリシロキサンを含有する表面改質剤、該表面改質剤を用いて、材料の表面を改質する表面改質方法及び該表面改質剤を用いて、表面が改質されている表面改質材料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】
請求項１に記載の発明は、ポリシロキサンにおいて、一般式
【００１０】
【化２】
0005448529.tif 000002
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、Ｒ４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基であり、Ｘは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、アミド結合であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される構成単位を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリシロキサンを製造する方法であって、グリセロホスホリルコリンを酸化させることにより、化学式
【化８】
0005448529.tif 000003
で表される化合物を合成する工程を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、表面改質剤において、請求項１に記載のポリシロキサンを含有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、表面改質方法において、請求項３に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、表面改質材料において、請求項３に記載の表面改質剤を用いて、表面が改質されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、表面改質剤として用いる場合に、ｐＨの制限を抑制することが可能なホスホリルコリン類似基を有するポリシロキサン及び該ポリシロキサンの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、該ポリシロキサンを含有する表面改質剤、該表面改質剤を用いて、材料の表面を改質する表面改質方法及び該表面改質剤を用いて、表面が改質されている表面改質材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の化合物Ｂの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図２】実施例１の化合物ＢのＭＳスペクトルを示す図である。
【図３】実施例１の化合物Ｃの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図４】実施例２のアミノ変性ポリシロキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図５】実施例２の化合物Ｄの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図６】実施例の蛋白質吸着試験の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
【００１９】
本発明のポリシロキサンは、一般式（１）
【００２０】
【化３】
0005448529.tif 000004
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数が１〜６のアルキル基であり、ｍは、２〜６の整数である。）
で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びＳｉ原子が順次結合されている構成単位を有する。これにより、ｐＨの制限を抑制することが可能なホスホリルコリン類似基を有するポリシロキサンが得られる。なお、これらのポリシロキサンは、精製、非精製を問わず、材料の表面を改質することができ、タンパク質の吸着を抑制すること等の効果が得られる。
【００２１】
本発明のポリシロキサンは、一般式（２）
【００２２】
【化４】
0005448529.tif 000005
（式中、Ｒ４は、水素原子又は炭素数が１〜１８のアルキル基であり、Ｘは、炭素数が１〜１８のアルキレン基、ユニット数が１〜１８のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表される構成単位を有することが好ましい。このとき、ポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基、オキシフェニレン基、メチレンフェニレン基等が挙げられる。また、アルキレン基、ポリオキシアルキレン基及びアリーレン基は、他の炭化水素系の官能基で置換されていてもよい。
【００２３】
本発明のポリシロキサンの全構成単位に対する一般式（２）で表される構成単位の比は、５モル％以上であることが好ましく、２０モル％以上がさらに好ましい。これにより、生体適合性や保湿性等のホスホリルコリン類似基の特性を十分に発現させることができる。
【００２４】
本発明のポリシロキサンは、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びカルボキシル基を有する化合物と、ヒドロキシル基又はアミノ基及びＳｉ原子がスペーサーを介して結合されている構成単位を有するポリシロキサンを縮合させることにより得られる。
【００２５】
また、本発明のポリシロキサンは、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物と、カルボキシル基及びＳｉ原子がスペーサーを介して結合されている構成単位を有するポリシロキサンを縮合させることにより得られる。
【００２６】
このとき、例えば、ホスホリルコリン基及びカルボキシル基を有する化合物は、過ヨウ素酸及び三塩化ルテニウムを用いて、グリセロホスホリルコリンを酸化させることにより得られる。また、ホスホリルコリン基及びカルボキシル基を有する化合物をジオール又はジアミンと縮合させることにより、ホスホリルコリン基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物が得られる。
【００２７】
さらに、本発明のポリシロキサンは、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及び一般式（３）
【００２８】
【化５】
0005448529.tif 000006
（式中、Ｒ５は、水素原子又は炭素数が１〜１８のアルキル基である。）
で表される官能基が順次結合されているビニル系化合物と、一般式（２）
【００２９】
【化６】
0005448529.tif 000007
で表される構成単位を有するポリシロキサンを付加（ヒドロシリル化）させることにより得られる。
【００３０】
ビニル系化合物としては、一般式
【００３１】
【化７】
0005448529.tif 000008
（式中、Ｚは、一般式
−ＣＨ２ＣＨＲ５−Ｚ−
で表される官能基又は一般式
−Ｃ（ＣＨ３）Ｒ５−Ｚ−
で表される官能基がＸとなる官能基である。）
で表される化合物が好ましい。
【００３２】
ビニル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びカルボキシル基を有する化合物と、一般式（３）で表される官能基及びヒドロキシル基又はアミノ基がスペーサーを介して結合されている化合物を縮合させることにより得られる。
【００３３】
また、ビニル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物と、一般式（３）で表される官能基及びカルボキシル基がスペーサーを介して結合されている化合物を縮合させることにより得られる。
【００３４】
このとき、例えば、ホスホリルコリン基及びカルボキシル基を有する化合物は、過ヨウ素酸及び三塩化ルテニウムを用いて、グリセロホスホリルコリンを酸化させることにより得られる。また、ホスホリルコリン基及びカルボキシル基を有する化合物をジオール又はジアミンと縮合させることにより、ホスホリルコリン基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物が得られる。
【００３５】
本発明のポリシロキサンは、表面改質剤として用いることができ、材料の表面に、所望量のホスホリルコリン類似基を導入して改質する。このとき、表面を改質することが可能な材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテート、シリコーン樹脂、ガラス、セラミック、金属、ステンレススチール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００３６】
本発明のポリシロキサンを用いて、材料の表面を改質する際には、ポリシロキサンの溶液又は分散液を材料の表面に塗布、乾燥することが好ましい。このとき、必要に応じて、減圧乾燥、加熱処理等を行ってもよい。ポリシロキサンの溶液又は分散液に用いられる溶媒は、特に限定されない。溶液又は分散液中のポリシロキサンの濃度は、０．０１〜３０重量％であることが好ましく、０．１〜２０重量％がさらに好ましい。この濃度が０．０１重量％未満であると、材料の表面に形成されるポリシロキサンの量が不十分となり、性能が発現されないことがある。また、濃度が３０重量％を超えると、ポリシロキサンの溶液又は分散液を塗布する際の作業性が悪くなり、塗膜の均一性が低下することがある。なお、塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ローラーコーティング法、スピンコーティング法等の公知の方法が挙げられる。
【実施例】
【００３７】
［実施例１］
Ｌ−α−グリセロホスホリルコリンの水溶液を氷水浴中で冷却した。次に、Ｌ−α−グリセロホスホリルコリンの４倍当量の過ヨウ素酸ナトリウムを添加した後、三塩化ルテニウムを触媒量添加し、３時間攪拌し、反応させた。次に、メタノールを添加して、さらに３０分間攪拌した後、ろ過することにより沈殿を除去した。さらに、減圧濃縮した後、減圧乾燥し、化学式
【００３８】
【化８】
0005448529.tif 000009
で表される化合物Ａを得た。
【００３９】
次に、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に、化合物Ａと、化合物Ａの２倍当量のカルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）を添加して、室温で攪拌し、反応させた。さらに、アリルアミンを滴下して反応させ、化学式
【００４０】
【化９】
0005448529.tif 000010
で表される化合物Ｂ（分子量が２８１のビニル系化合物）を得た（図１及び図２参照）。
【００４１】
脱水エタノール／脱水クロロホルム混合液中、白金触媒（Ｈ２ＰｔＣｌ６・６Ｈ２Ｏ）の存在下で、化合物Ｂと、化学式
【００４２】
【化１０】
0005448529.tif 000011
で表されるトリメチルシロキシ末端メチルＨシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーのＨＭ１５１（Ｇｅｌｅｓｔ社製）を反応させ、化学式
【００４３】
【化１１】
0005448529.tif 000012
で表される化合物Ｃ（ホスホリルコリン基を有するポリシロキサン）を得た（図３参照）。
【００４４】
化合物Ｃの１０重量％メタノール溶液を、ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）に塗布した。次に、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。
【００４５】
［実施例２］
アミン当量が１４４ｇ／ｍｏｌであるジアミンタイプのアミノ変性ポリシロキサン（図４参照）のメタノール溶液中に、アミノ変性ポリシロキサンの２倍当量の化合物Ａを添加した後、化合物Ａの１．２倍当量のトリアジン型脱水縮合剤ＤＭＴ−ＭＭ（国産化学社製）を添加し、室温で３時間攪拌して反応させ、化合物Ｄ（ホスホリルコリン基を有するポリシロキサン）を得た（図５参照）。
【００４６】
化合物Ｄの１０重量％メタノール溶液を、ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）に塗布した。次に、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。
【００４７】
［比較例１］
特許文献４の実施例２のポリシロキサンの１０重量％メタノール溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、表面処理ウェルプレートを得た。
【００４８】
［タンパク質吸着実験］
実施例１、２、比較例１の表面処理ウェルプレート及び未処理のウェルプレートに蛋白質を吸着させ、直接ＢＣＡ法を用いて、蛋白質の吸着量を定量した。評価に用いた蛋白質は、アルブミン（Ｍｗ＝６９０００、ｐＩ＝４．９）、γ−グロブリン（Ｍｗ＝１５００００、５．０＜ｐＩ＜９．５）、リゾチーム（Ｍｗ＝１４０００、ｐＩ＝１１．０）（以上、Ｓｉｇｍａ社製）の三種類である。
【００４９】
以下、実験方法を具体的に説明する。まず、各蛋白質を、濃度が０．１ｍｇ／ｍＬとなるように、リン酸バッファー（塩化ナトリウム８ｍｇ／ｍＬ、塩化カリウム０．２ｍｇ／ｍＬ、リン酸一水素ナトリウム１．１５ｍｇ／ｍＬ、リン酸二水素カリウム０．２ｍｇ／ｍＬ、ｐＨ＝７．４）に溶解させ、蛋白質溶液とした。次に、ウェルプレートのウェルに、蛋白質溶液１００μｌを入れ、２５℃で１時間静置した。さらに、リン酸バッファー２００μｌでウェルを５回洗浄した後、ＰＢＳ５０μｌ、ＢＣＡ溶液５０μｌを加え、６０℃で１時間静置して発色させた。次に、プレートリーダーのパワースキャンＨＴ（大日本住友製薬社製）を用いて、波長が５６２ｎｍの光の吸光度を測定した。なお、検量線を作成する際には、ウェルプレートのウェルに、各蛋白質溶液０、２、５、１０、２０、４０μｌを入れた後、ＰＢＳを加えて５０μｌとし、ＢＣＡ溶液５０μｌを加えた以外は、上記と同様にして、波長が５６２ｎｍの光の吸光度を測定した。評価結果を図６に示す。図６から、アルブミン、γ−グロブリン及びリゾチームのいずれにおいても、表面処理することにより、ウェルプレートへの蛋白質の吸着を抑制できることがわかる。また、実施例１、２の表面処理ウェルプレートは、比較例１の表面処理ウェルプレートよりも、非特異的に蛋白質の吸着を抑制できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の表面改質剤により改質されている材料は、生体適合性及び親水性に優れた材料となる。このような材料は、化粧料、人工臓器、手術用器具等の医用材料、クロマト用充填剤、アフィニティー粒子、塗料等の幅広い用途に応用可能である。
【図１】
0005448529.tif 000015
【図２】
0005448529.tif 000016
【図３】
0005448529.tif 000017
【図４】
0005448529.tif 000018
【図５】
0005448529.tif 000019
【図６】
0005448529.tif 000020