(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーブレンドから作られたタンパク質適合性のフィルム生産物であって、該ポリマーブレンドが
a.ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（アクリル酸）、及び100,000乃至600,000の分子量を有するポリ（エチレンオキシド）よりなる群から選ばれた水溶性ポリマーと、そして
b.エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレート、ポリスチレン及びそのコポリマー、ポリカーボネート、ナイロン及びそのコポリマー、ポリエステル及びそのコポリマーよりなる群から選ばれたマトリックスポリマーとを含み、
該水溶性ポリマー又はマトリックスポリマーのいずれかのガラス転移点が、該タンパク質適合性フィルム生産物が使用される適用温度すなわち室温より高いことを特徴とするフィルム生産物。
【請求項２】
前記ポリマーブレンド中の前記水溶性ポリマーの量が0.1％乃至50.0％（重量）である、請求項１のフィルム生産物。
【請求項３】
請求項１のフィルム生産物から作られた薬剤のための容器。
【請求項４】
請求項１のフィルム生産物から作られた医療用装置。
【請求項５】
ポリマーブレンドからタンパク質適合性フィルムを製造するための方法であって、
a.ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（アクリル酸）及び100,000乃至600,000の分子量を有するポリ（エチレンオキシド）、よりなる群から選ばれた水溶性ポリマーを、エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレート、ポリスチレン及びそのコポリマー、ポリカーボネート、ナイロン及びそのコポリマー、ポリエステル及びそのコポリマーよりなる群から選ばれたマトリックスポリマーと完全に混合してブレンドとする工程であって、該水溶性ポリマー又はマトリックスポリマーのいずれかのガラス転移温度が、該タンパク質適合性フィルムの適用温度すなわち室温より高い組合わせを選択することを含んでいる工程、
b.該ブレンドを溶融する工程、及び
c.該水溶性ポリマーが該マトリックスポリマーの基質の表面へ剪断によって移動するような剪断条件へ該ブレンドを曝す工程、
を含んでいるタンパク質適合性フィルムを製造するための方法。
【請求項６】
前記ブレンドが、押出プロセス又は射出成形プロセスによって剪断条件へ曝される請求項５の方法。
【請求項７】
前記押出プロセスがフィルム押出プロセスである請求項６の方法。
【請求項８】
請求項５の方法によって作られたフィルムから作られた薬剤のための容器。
【請求項９】
請求項５の方法によって作られたフィルムから作られた医療用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、改善された表面特性を有するポリマーブレンドに関する。特に、本発明は、フィルムへと押出し成形でき又はさもなければ他の材料へと加工できるものであるポリマーブレンドに関する。その加工されたポリマーブレンドは、タンパク質含有溶液からタンパク質を吸着する傾向の著しい減少を示す。
【背景技術】
【０００２】
薬物を貯蔵し及び輸送するために使用される容器の材料への溶液の吸着については十分の文献がある。例えば、ジギトキシン、インスリン、ミトラマイシン及び硫酸ビンクリスチンの力価の低下は、セルロースエステル膜のような人口の材料を含むインライン静脈内フィルターにこれらの薬物を通す際に認められている。
【０００３】
タンパク質は、セルロースエステルのような種々のポリマーでできた液体容器を含む、そのような人口の材料の殆どによって吸着される。例えば、タンパク質の吸着は、プラスチックのコンタクトレンズ装用者の懸念の一つである。コンタクトレンズ装用者の涙液からのタンパク質は、そのコンタクトレンズの表面に吸着され得る。そのタンパク質は乾燥し、その過程において、そのレンズの表面を歪め、装用者の視覚を曇らせ得る。
【０００４】
ポリマー性の液体容器、チューブ及びフィルターが、血液や、アルブミン、ブタインスリン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン（HCG）、牛血清アルブミン、ヒツジイムノグロブリンＧ（IgG）のようなタンパク質を含有する溶液のような、タンパク質含有溶液を収容し、輸送し及び濾過するために使用されている。これらのタンパク質の幾つかは、該人工のポリマー性表面に吸着され、その溶液のタンパク質含量の低下を引き起こす。ある適用においては、タンパク質含量が余り重要でないことからこのタンパク質吸着は心配ない。タンパク質の吸着を補償するためには、そのような例においては、これらタンパク質含有溶液の多くに、タンパク質の過剰量が加えられる。この方法によって、タンパク質は、それらの溶液の品質又は効果を損なうことなしに、これらの先のタンパク質含有溶液から吸着除去されることができる。
【０００５】
患者へ投与されるタンパク質の量が重要であり且つそのタンパク質が溶液によってその患者に投与される場合には、投与されたタンパク質の量は、患者「力価測定」と呼ばれる方法によって間接的に測定することができる。例えば、糖尿病患者が投与を受けたインスリンの実際量は、理論上正しいインスリン投与量を投与した後のその患者の血中グルコースレベルを測ることによって測定できる。もしも投与後の血中グルコースレベルが依然許容できない程高いならば、医療専門家は、理論上正しいいインスリン投与量の一部が、患者に取り込まれる前に、ポリマー性の貯蔵、輸送又は濾過ユニットへと失われたものと推定するであろう。この損失を補償するために、所望の血中グルコースレベルを達成するに必要なインスリンの追加量を決定して投与することができる。不正確に投与された薬物投与量のためのこの補償方法は、生物学的な終点が直ちに決定でき且つこの薬物が比較的高価でないことから、受け入れられてきた。
【０００６】
血液又はタンパク質薬物溶液を含有する先行技術の溶液の幾つかは、しかしながら、人工の表面上へのタンパク質吸着によって悪影響を受け得る。例えば、血液からのタンパク質の吸着は、その血液を受けた患者内において血栓、即ち、血管を詰まらせる血液凝固を誘発する可能性がある。変性（以下に記述したプロセス）が、タンパク質薬物溶液中でおこる可能性がある。
【０００７】
加えて、ある種の新しく創り出された遺伝子工学による「バイオテック」薬物は、特に感受性が高い。市場にある又は開発中の新規の植物又は動物系のバイオテック薬物には、コロニー刺激因子、成長因子及びホルモン及び、インターフェロン、インターロイキン並びにモノクローナル抗体が含まれる。これらの薬剤の生物特異性の故に、それらは、多くの一層慣用の薬物の量よりもずっと少量を投与した場合でさえ有効である。これらの薬物を吸着によるタンパク質損失に対して一層感受性にしているのは、この一層小さい投与量サイズである。これらのバイオテック薬物中のタンパク質の量は、重量又は体積百分率ではなく、百万分率（ppm）によって測定される。慣用の容器は、これらの容器上への非常に少量のタンパク質吸着でさえもそれらのタンパク質のレベルをそれらの薬物が使用不能である点まで低下させる可能性があるため、これらの新しいバイオテック薬物には適さない。更に、該ポリマー性の容器上に該タンパク質が永久に吸着されているものでないとしても、タンパク質分子は容器に吸着され次いで遊離される可能性がある。この吸着及び遊離は、該分子の形状を変化させる可能性がある（変性として知られている過程）。バイオテック薬物又はタンパク質薬物溶液中のタンパク質分子が変性を受けると、それらがその有効性と有用性を喪失するという重大な危険がある。
【０００８】
バイオテック薬物は、投与量当たり数千ドルかかり得ることから、それらの溶液中のタンパク質の少ない量も、タンパク質の性質も、いずれも変化しないことが必要不可欠である。更に、この種の感受性の高い薬物に対する規制当局の承認例は、年々急速に増加している。
【０００９】
タンパク質含有溶液からのタンパク質の損失を阻止する一つの方法は、ポリ（エチレンオキシド）含有界面活性剤をタンパク質溶液に加えることである。ポリ（エチレンオキシド）の添加は、これらの水溶タンパク質を安定化する。しかしながら、溶液に界面活性剤を加えるよりも、タンパク質を吸着しない容器中にタンパク質溶液を貯蔵することが好ましいであろう。タンパク質溶液中へ如何なる界面活性剤を加えておくことも、該界面活性剤を患者へ投与する結果となり、有害反応の可能性を許容する。
【００１０】
この目的を達成するために、水溶性ポリマーであるポリ（エチレンオキシド）（PEO）を含有する、タンパク質適合性材料が、本発明者によって製造された。この文脈において、術語「タンパク質適合性」は、タンパク質含有溶液を収容するために現在使用されている慣用の材料に比して、（ａ）タンパク質含有溶液と接触させたときに慣用のポリマー性材料に比して低い量のタンパク質しか吸着せず、且つ（ｂ）変性の可能性を減少させるものである材料、を意味する。タンパク質適合性の材料としてのPEOの明らかな高い有効性の故に、これらの努力はPEOに向けられた。このタンパク質適合性は、PEOの立体的安定化効果、その特異的な溶液特性、及び水溶液中におけるその分子のコンフォメーションから来ているものと確信される。
【００１１】
本発明の前には、しかしながら、PEO及び他の水溶性ポリマーは、そのようなポリマーが水性溶液に可溶性であると考えられたため、タンパク質水溶液と直接接触させては使用できなかった。こうして、研究努力は、タンパク質含有水溶液と接触するポリマーにおける、水溶性ポリマータイプのタンパク質適合性を提供する方法へ向けられていた。これらの努力における主たる目的は、マトリックスポリマーの水溶性ポリマーコーティングが水性のタンパク質溶液中へと戻る溶解性を阻止することであった。
【００１２】
PEOが、ポリ塩化ビニル、スチレン・ブタジエン・スチレン及び多くの他の基質上へのグラフト共重合によって化学的に結合されてきた。表面グラフテイング及び溶媒膨潤は、多くの処理段階を要する比較的複雑な製造工程である。これらの段階のうち最も困難なものの一つは、溶媒又は残留する反応性成分の除去である。そのような方法又は他の改良手順は、しかしながら、高価であり、従って、ポリマー性表面上にPEO分子を固定化する余りコスト効果のよい方法ではない。
【００１３】
関連米国特許には、米国特許第3,222,314号、第3,425,981号、第3,426,107号、第3,524,905号、第3,549,727号、第3,645,939号、第3,789,085号、第4,048,131号、第4,228,250号、第4,327,009号、第4,337,188号、第4,362,844号、第4,412,025号、第4,415,691号、第4,464,438号、第4,500,677号、第4,522,967号、第4,600,404号、第4,600,746号、第4,681,526号、第4,701,360号、第4,768,376号、第4,789,575号、第4,802,943号、第4,859,513号、第4,880,701号、第4,883,699号、第4,888,222号、第4,920,158号、第4,948,640号、第4,981,739号、第4,983,431号、第4,988,546号、第5,045,594号、第5,013,769号、第5,023,036及び再発行特許第33,376号が含まれる。
【発明の開示】
【００１４】
本発明は、水溶性ポリマー及びマトリックスポリマーから作られた、安定な親水性の表面を提供するタンパク質適合性のポリマーブレンドである。該水溶性ポリマー又は該マトリックスポリマーの何れかのガラス転移点は、適用温度（即ち該ポリマーブレンドから作られた生産物が配付、貯蔵又は使用の間に曝される最も高い温度）より高くなければならない。
【００１５】
該水溶性ポリマーは、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリビニルアルコール、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルピロリドン）、及びポリ（アクリル酸）、を含む群より選択される。該マトリックスポリマーは、エチレンビニルアセテート、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスチレン・ブタジエンコポリマー、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド及びそれらのコポリマー、ポリエステル及びそれらのコポリマー、を含む群より選択される。
【００１６】
これらのタンパク質適合性のポリマー性材料は、水溶性ポリマーを又は水溶性ポリマーの部分を含んだポリマーを、マトリックスポリマーとブレンドすることによって作ることができる。例えば、ブレンドされたポリマーは、慣用の押出成形機中で加熱でき、そして押出物を取り出すことができる。この押出物は、ペレット化される、即ち小さいペレットに刻まれる。ペレットは次いで、今度は、押出成形機内へ供給され、続く押出しによって、ポリマー性フィルム押出物が製造される。このフィルムは、タンパク質含有液又はタンパク質溶液のための容器を製作するために使用できる。このフィルムはまた、種々の基質にラミネートでき、該フィルム・基質複合材料は、タンパク質含有液又はタンパク質溶液のための容器を製作するために使用できる。
【００１７】
本発明者は、２つの水溶性ポリマー、ポリ（ビニルアルコール）及びポリ（エチレンオキシド）が、実に多才且つ好ましく、殆どのマトリックスポリマーと供によく働くことを見出した。好ましいマトリックスポリマーには、エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリオレフイン、ポリ塩化ビニルが含まれる。
【００１８】
本発明の材料は、２つ又はより多くの大きく異なった温度において使用できる。例えば、本発明の材料によって作られたタンパク質溶液容器は、−20℃にて長期間貯蔵でき、２〜８℃という冷蔵温度範囲に維持でき、比較的短時間で解凍でき、そして室温にて使用できる。この例においては、室温が、該容器が配付、貯蔵及び使用の間に曝される最高温度であることから、適用温度は室温である。
【００１９】
本発明はまた、適当な水溶性ポリマー及びマトリックスポリマーの選択が、相対的なガラス転移点に依存していることも見出した。水溶性ポリマーのガラス転移点が適用温度より高い所では、マトリックスポリマーのガラス転移点は無関係である。しかしながら、水溶性ポリマーのガラス転移点が低いときには、マトリックスポリマーのガラス転移点は、水溶性ポリマーのガラス転移点と得られたポリマーが使用される温度（即ち適用温度）との、双方より高くなければならない。
【００２０】
さらに、押出成形温度において、マトリックスポリマーの粘性が水溶性ポリマーのそれを超えていることもまた望ましい。こうすることにより、水溶性ポリマーは、マトリックスポリマー基質上に均一に広がってその表面を被覆するという一層大きな傾向を有することになる。
【００２１】
本発明の一目的は、多くの方法で作ることのできる新規の材料であって、その材料が接触するタンパク質含有溶液から有意に少ないタンパク質しか吸着しないものである。
【発明を実施するための最良の態様】
【００２２】
本発明は、ポリマー性フィルム若しくはシート形態、又は如何なる他の適当な形態にもすることのできる、タンパク質適合性のポリマーである。該好ましい具体例の記述との関係において、該ポリマー性のフィルム又はシート形態の製造が論じられるであろう。
【００２３】
該タンパク質適合性ポリマーブレンドは、２つの構成要素から製造される。第１の成分は、水溶性ポリマー、又は、水溶性ポリマーの部分を含有する他のポリマーである。好ましい水溶性ポリマーの例としては、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ（ビニルアルコール）（PVOH）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルピロリドン）、及びポリ（アクリル酸）が含まれる。
【００２４】
該タンパク質適合性ポリマーブレンドの第２の構成要素は、いわゆるマトリックスポリマーである。好ましいマトリックスポリマーは、ポリオレフイン；エチレンビニルアセテートポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスチレン−ブタジエンコポリマー、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド及びそれらのコポリマー、及びポリエステル及びそれらのコポリマーを含む群より選択される。
【００２５】
典型的には、このポリマーブレンドより作られるポリマー材料は、溶液容器に、又は基質及びポリマー性材料の双方で作られた溶液容器のライナーに使用できる。この溶液容器は、所定の温度範囲内においては何処でも使用できる。本発明への鍵は、タンパク質適合性のポリマーが、当該水溶性ポリマー又は当該マトリックスポリマーのいずれかのガラス転移点が適用温度より高いものである水溶性ポリマーとマトリックスポリマーとを、ブレンドすることにより作ることができるという発見にある。該ブレンドは次いで、所望により、剪断条件に付してよい。
【００２６】
先行技術の方法の又はそれらの生産物の望ましくない点を避けるために、本発明のタンパク質適合性ポリマーは、融解ブレンド工程によって作られる。特に、少量の、「タンパク質にやさしい」ポリマーが基質ポリマーに加えられる。これらのタンパク質にやさしいポリマーは、すべて水溶性ポリマーであり、粉末又はペレットの形で基質又はマトリックスポリマー（これもやはり粉末又はペレットの形である）に加えられる。これらの構成成分は、均一な組成物が得られるまで回転混合される。
【００２７】
得られた均一な組成物は、配合単又は双スクリュー押出成形機内に入れられる。双スクリュー押出成形機は、該均一な組成物の融点より高いがしかし該組成物が分解する温度より低い温度である。適当な温度の一例として、ポリビニルアルコール（水溶性ポリマー）とエチレンビニルアセテートコポリリマー（マトリックスポリマー）とのブレンドのための押出成形機の温度は、380゜Fである。
【００２８】
水性溶液との長期の接触の間、水溶性ポリマー改質剤（WSP）がマトリックスポリマー（MP）の表面に確実に結合されていることを保証するために、該材料はまた、ガラス転移点温度要件をも満足しなければならない。適用温度よりも高いガラス転移点を有する材料は、分子の運動性を殆ど有しないであろう。該水溶性ポリマーのガラス転移点が高いとき、それ自身の低い運動性のために該ポリマーをマトリックスポリマー表面上に「凍結」させる。マトリックスポリマーのガラス転移点が高いときは、該水溶性ポリマーを「凍結」させ、それが水性溶液中へと移動するのを阻止する。こうして、水溶性ポリマー又はマトリックスポリマーのいずれかのガラス転移点が適用温度を超える場合には、水溶性ポリマーは、該材料表面上に係止される。
【００２９】
水溶性に「富んだ」表面を達成するためには、最終生産物の製造において剪断を有することが望ましい。そのような条件下においては、低粘度添加剤又は表面改質剤（即ち、該水溶性ポリマー）は、剪断力によって該マトリックスポリマー基質表面上へと移動する傾向があるであろう。これらの条件は、押出し又は射出成形工程によって最もよく創り出される。こうして、本発明においては、好ましくは、単スクリュー押出成形機を使用した標準的な単層フィルム押出工程が、該ブレンドを単層フィルムへと押出成形するために使用される。代わりに、本発明のフィルムは、もう一つの基質材料と同時押出成形してもよい。本発明のタンパク質適合性生物材料又はフィルムは、いわゆる「表皮層」として働き、タンパク質含有液又はタンパク質溶液と接触するのは該層である。剪断は、水溶性ポリマーのマトリックスポリマーの表面上への駆動を増大すると信じられているため、望ましい。剪断はまた、マトリックスポリマーに添加せねばらならい水溶性ポリマーの量を低下させる。
【００３０】
本発明の製造における剪断工程の望ましさにも係わらず、他の工程を使用してもよい。これらの工程には、ブロー成形、積層及び同時射出成形が含まれる。
【００３１】
実施例の表の全ては、本発明による数種のポリマーブレンドについての試験の結果を掲げている。第２の欄は、いずれも最初に押出成形機から取り出された時（０時間後）及び更に55時間又はより長く水に浸漬した後の、製造されたポリマーフィルム又はシートの接触角を度で掲げている。接触角は、該表面の濡れ易さの尺度である。０゜の接触角を有するシートの表面に置かれた水は、平らになり又は該表面上に拡散する。対照的に、180゜の接触角を有するシートは、全く、「濡れない」。180゜の接触角を有するシートの表面上に置かれた水は、丸まってはっきりした小滴になるであろう。
【００３２】
０時間における接触角の測定は、製造されたフィルムの表面特性を測定するために使用された４つのスクリーニング段階の最初のものであった。水（Aldrich HPLCグレード）中のフィルムサンプルの接触角は、力測定用のCahn電子天秤と線型電圧変位トランスデューサー（LVDT）によって、Wilhelmyプレート張力測定法を用いて測定した。動的前進及び後退接触角は、力−深さ曲線から算出した。
【００３３】
本発明の目的のためには、接触角は、可能な限り０゜に近くなければならない。低い接触角は、表面被覆の予備的な（完全ではないが）指標である。表面被覆は、フィルムの、タンパク質を吸着し又は吸着しない傾向の指標を提供する。一般に、低い接触角は一層よい表面被覆を示し、従って、表面の一層水を吸着する傾向が高いことを示す。接触角の使用は、２つのブレンドされる構成要素の比率を最適化させるために特に適用できる。この場合、より低い接触角は、該マトリックスポリマー上の該水溶性ポリマーの一層大きな表面被覆を示す。
【００３４】
スクリーニング段階の第２のものは、改良Micro−Bicinochoninic Acid（BCA）アッセイ（Pierce Chemicals）によってタンパク質の吸着を測定するものであった。容器が、試験すべきポリマーフィルムより作られた。これらの容器は、所定濃度のタンパク質を有する溶液で満たされた。該容器は、次いでシールされ、該容器及びタンパク質溶液は、少なくとも次の18時間にわたって平衡に到達させた。次いで容器を開封し、その内容物を流し去り、緩く結合したタンパク質を除去するために蒸留水で数分間濯いだ。Sigma ChemicalからのTriton X−100試薬、及びBCA試薬を、これらの空にした容器に加えた。容器内の残存空気が次いで除去され容器は再シールされた。該試薬含有バッグは、60℃の水浴中に１時間置かれた。同時に、予め調製しておいたこれらの同じ試薬を含むタンパク質標準を60℃の水浴中に置いた。
【００３５】
１時間後、容器を開封し、1cmのディスポーザブルのポリスチレンキュベットを用いて内容物を、Hewlett Packard Model 8451Aダイオード列UV−可視吸収分光光度計により562nm波長にて分析した。吸光度測定値を、同様に測定した標準から作られた較正曲線を用いて、濃度へ変換した。濃度は、ブランク補正し、該容器の既知の表面積を用いて、1cm2当たりのμｇ量としてタンパク質表面被覆へ変換した。
【００３６】
表は、代表的なシートによる、イムノグロブリンＧ（IgG）蛍光マーカーを用いたタンパク質吸着に関する。IgGは、アルブミンやインスリンのような試験した他の一般のタンパク質よりも高い表面濃度に吸着されることから、基本の試験タンパク質として選択した。それはまた、一般のクラスのモノクローナル抗体についてのモデルとしても働く。
【００３７】
スクリーニングテストの第３のものは、先に記述した、55時間又はより長い時間後の接触角の測定である。この試験は、タンパク質適合性の表面特性が、該フィルムを溶液に長時間接触させた後も保持されたか否かを確率した。実質上全例において、この後者の接触角は低下し、マトリックスポリマー基質上の該水溶性ポリマーにより改質された表面の永久性を示している。
【００３８】
そして最後のスクリーニングテストの結果は、表３、表７及び表９に示されており、長時間後の水性貯蔵の後の溶出可能物例えば表面改質添加剤等の全有機炭素（TOC）を水中の百万分率で開示している。TOC法においては、全ての溶液中の有機的な溶出可能物は、熱的に促進された酸性過硫酸塩酸化を用いて二酸化炭素に変換された。産生された二酸化炭素は、収集され赤外検出器で測定された。TOC分析は、検討対象のフィルムで作られた容器内に種々の時間貯蔵された水について行われた。分析は、商業的に入手できる装置、OI
【００３９】
InstrumentsからのModel OI−700 TOC Analyzerによって行った。TOCの重要性は、それが溶液中に移行した溶出可能物の直接的測定値を提供することである。低いTOC値は、マトリックスポリマー中における水溶性ポリマーの安定性と相関づけられる。接触角とTOCの結果の組合せを分析することによって、水溶性ポリマーがマトリックスポリマー上に固く係留されているか否かを判断することができる。
【００４０】
試験溶液中の２つのタイプのタンパク質の各々について、濃度の異なる３つの別個のタンパク質溶液を使用した。これらの３つの異なるタンパク質濃度は、2.5ppm、10ppm及び50ppmであった。
【００４１】
溶液のタンパク質濃度は、Pierce Chemicalsからのフルオロアルデヒドタンパク質アッセイを用いて測定した。フルオロアルデヒド試薬、ｏ−フタルアルデヒド、及びメルカプトエタノールが、定量すべきタンパク質溶液に加えられた。ｏ−フタルアルデヒド試薬は、タンパク質上に存在する如何なる第一級アミノ基とも反応し、そしてメルカプトエタノールの存在下に、340nmに波長を示す強い青色蛍光性物質を生ずる。蛍光測定は、1cmの石英セルを用いてPerkin Elmer Model650−10S蛍光分光光度計によって行った。
【００４２】
全ての製造されたフィルムに対してこれらの６つの溶液の全てを試験したものではない。表において、タンパク質吸着について記載のあるものだけが、試験した溶液及びフィルムである。
【００４３】
本発明によるポリマーブレンドフィルムの製造の具体的方法は、次の説明的実施例において論じられている。各場合において、対照フィルムは０％の水溶性ポリマーを含んだ。本発明によるフィルムは、0.1％から25.0％、及び50％までもの含量の水溶性ポリマーを含んだ。水溶性ポリマーの好ましい範囲は、0.1％〜10.0％である。
【実施例１】
【００４４】
凡そのガラス転移点（Tg）85℃を有するポリ（ビニルアルコール）（PVA）を水溶性ポリマーとして使用し、そしてエチレンビニルアセテート（EVA）（凡そのTgは−20℃）をマトリックスポリマーとして使用した。使用したポリビニルアルコールは、約13,000〜23,000の分子量を有し、Aldrich Chemicalより入手可能である。エチレンビニルアセテートは、Quantum Chemicalよりカタログ番号UE−648として入手した。この特定のEVAは、ビニルアセテート含量18％、エチレン含量82％である。
【００４５】
PVA及びEVAを、重量により次の割合でブレンドした。即ち、0.2％のPVA及び99.8％のEVA、0.5％のPVA及び99.5％のEVA、1.0％のPVA及び99.0％のEVA、2.0％のPVA及び98.0％のEVA、並びに5.0％のPVA、及び95.0％のEVA。対照として、一つの「ブレンド」を、０％のPVA及び100％のEVAよりなるものとした。実際は、これはブレンドではないが、純粋な、押出成形されたEVAによって作られたポリマーシートであった。
【００４６】
これらのフィルムは、PVAとEVAとを均一な密度となるようにブレンドし、次いでこの均一なブレンドを、ペレット化のために単スクリュー押出成形機に入れた。98％のEVA及び２％のPVAを含んだブレンドについては、単スクリュー押出成形機におけるペレット化条件は次の通りであった。即ち、温度、区域１、355゜F、区域２、390゜F、区域３、395゜F；ダイス領域１、300゜F；溶融物温度、378゜F；圧、1100psig;及び負荷、８アンペア。
【００４７】
生じた薄い、棒状の、連続的な押出成形物が、押出成形機から排出され次いで、水浴（典型的には２乃至10m長の水を満たしたとい）中で冷やされた。次いで、この冷えた、硬化した押出成形物を、ペレット化した（即ち、小さな円柱状のペレットに刻んだ）。これらのペレットの各々は、典型的には1/2cmの直径及び1/2cmの長さを有する。
【００４８】
これらのペレットを、本発明の薄いフィルムシートの押出成形のための原料として使用した。特に、これらのペレットは、１  1/2インチのKillionブランドその他の適当な単スクリュー押出成形機内に入れ、次いで薄い単層フィルムへと押出成形した。
【００４９】
PVAの量が多い程、タンパク質の吸着が減少する結果となった。2.5ppm IgG溶液を用いて、対照フィルム即ちPVAを含有しないフィルムは、一層多い量のタンパク質（フィルム面積1cm2当たり0.25μｇ）を吸着した。この例及び特定の範囲において、タンパク質吸着量は、ポリマーブレンド中のPVA量の増加と共に減少し、5.0％のPVA/95.0％のEVAブレンドにおいてはフィルムの1cm2当たり僅か0.02μｇのタンパク質しか吸着しなかった。
【実施例２】
【００５０】
水溶性ポリマーとしてポリ（ビニルアルコール）（PVA）（凡そのTgは85℃）、及び、マトリックスポリマーとしてポリプロピレン（PP）（凡そのTgは０℃）を、PVA5％及びPP95％の量にてブレンドした。使用したポリビニルアルコールは約13,000乃至23,000の分子量を有し、Aldrich Chemicalより入手可能である。ポリプロピレンは、Rexene Corp.より、カタログNo.23M2Cとして入手した。対照としては、０％のPVA及び100％のPPよりなる組成物を調製した。これらの組成物の両方とも、ブレンドしそしてペレット化し、次いでフィルムへと押出成形した。０％PVAフィルムの０時間における接触角は87であり、これに対し５％PVA/95％PPフィルムの接触角は38.8であった。５％PVA/95％PPブレンドについてのこの一層低い接触角が、このブレンドがタンパク質吸着に対する抵抗の増大を呈すであろうことの予備的指針を与えた。
【００５１】
この予備的な指針は、2.5ppmのイムノグロブリンＧ（IgG）タンパク質組成物を用いたタンパク質吸着試験において確認された。０％PVA組成物は、1cm2当たり0.24μｇのタンパク質を吸着した。対照的に、５％PVAフィルムは、単位面積当たりこの量の1/4即ち1cm2当たり0.06μｇを吸着した。
【００５２】
【表２】
0003624315.tif 000002
【００５３】
【実施例３】
水溶性ポリマーとしてエチレンビニルアセテート（EVA）（凡そのTgは−20℃）を、及び、マトリックスポリマーとして種々の分子量のポリ（エチルオキサゾリン）（PEOX）（凡そのTgは53℃）を、種々の相対量にてブレンドした。高い及び低い分子量の該ポリ（エチルオキサゾリン）は、Dow ChemicalよりそれぞれカタログNo.PEOX500及びPEOX50として入手した。組成物は、重量で、５％のPEOX50及び95％のエチレンビニルアセテートのブレンド、並びに、５％のPEOX500及び95％のEVAのブレンドよりなるものであった。対照として、純粋なEVAフィルム（100％EVA、０％PEOX）も調製した。
【００５４】
フィルムは、先ず、EVAとPEOXとをブレンドし、次いでこの均一なブレンドを、ペレット化のために単スクリュー押出成形機に入れることによって作った。。これらのブレンドについてのペレット化の条件は次のとおりである。即ち、温度、区域１、265゜F、区域２、285゜F、区域３、285゜F；ダイス区域１、275゜F；溶融物温度、295゜F、圧、1400psig;及び負荷、12アンペア。
【００５５】
表３より分かるように、PEOX500/EVAブレンドについての０及び75時間における接触角は何れも、純粋なEVAフィルムの接触角に比してはるかに低かった。これは、５％PEOX500/95％EVAフィルムが、対照である純粋なEVAフィルムより優れたタンパク質適合性特性を有するであろうことを示す。
【００５６】
これらの指針は、2.5ppmのイムノグロブリンＧ溶液を用いてタンパク質吸着について試験することによって確認された。０％PEOX組成物は、1cm2当たり0.25μｇのタンパク質を吸着したが、これに対し、高分子量５％PEOX/95％EVAフィルムは、1cm2当たり0.04μｇのタンパク質を吸着した。PEOX50/EVAフィルムでさえも、対照に比して有意に改善されたタンパク質適合性を呈し、1cm2当たり僅か0.11μｇのタンパク質を吸着したに過ぎなかった。
【００５７】
加えて、表３は、PEOX及びEVAから作られたフィルムのからのTOCをppmで示す、EVA/PEOXフィルムからの相対的に低いTOCの結果は、水溶性ポリマーの溶液中への溶出量が少ないことを示している。この低い溶出は、水溶性ポリマーにより改質された表面の、長期の溶液接触の間の安定性を証明している。
【００５８】
【表３】
0003624315.tif 000003
【００５９】
【実施例４】
水溶性ポリマーとして２種の分子量の異なるポリ（ビニルピロリドン）（PNVP）（凡そのTgは180℃）、及び、マトリックスポリマーとしてエチレンビニルアセテート（EVA）（凡そのTgは−20℃）を、ブレンドした。このエチレンビニルアセテートは、Quantum ChemicalよりカタログNo.UE−648として入手した。このEVAは、18％のビニルアセテート及び82％のエチレンを含有した。異なった分子量を有する２種のPNVP材料は、Aldrich Chemicalより入手した。
【００６０】
処方されたブレンドは、重量で、分子量40,000を有する５％のPNVP、及び95％のEVA;24,000の分子量を有する５％のPNVP及び95％のEVAを含んでなり；並びに、対照は０％のPNVP及び100％のEVAを含有した。実際は、この対照はブレンドではなく、純粋なEVAで作られたポリマーシートであった。
【００６１】
これらのフィルムは、PNVPとEVAとを均一な組成物へとブレンドし、次いでペレット化のために押出成形機中に該組成物を入れることによって作った。ペレット化によって生じたペレットは、単押出成形機中に入れ、シート又はフィルムへと押出成形した。例えば、95％のEVA及び５％のPNVP（分子量40K）を含むブレンドについて、単スクリュー押出成形機条件は次の通りである。即ち、温度、区域１、380゜F、区域２、395゜F、区域３、400゜F；ダイス区域１、380゜F；溶融物温度、389゜F；圧、3800psig;並びに、負荷、10アンペア。
【００６２】
表４の結果は、PNVP/EVAブレンドが、純粋なEVAフィルムに比して、優れたタンパク質適合性又は抵抗性を有するフィルムを産生することを示している。
【００６３】
【表４】
0003624315.tif 000004
【００６４】
【実施例５】
水溶性ポリマーとして分子量100,000を有するポリ（エチレンオキシド）（PEO）（凡そのTgは−67℃）、及び、マトリックスポリマーとしてスチレン・ブタジエン樹脂（SBR）（凡そのTgは95％）を、種々の相対量にブレンドした。このスチレン・ブタジエン樹脂は、PhillipsよりカタログNo.KR−03として入手した。PEOはAldrich Chemicalより入手した。ブレンドは、重量で、５％のPEO及び95％のSBRよりなり、そして対照は０％のPEO及び100％のSBRを含有した。
【００６５】
フィルムは、PEO及びSBRをブレンドし、次いでその均一なブレンドを、ペレット化のために双スクリュー押出成形機中へ入れることにより作った。押出成形機のペレット化条件は次の通りであった。即ち、温度、区域１、190゜F、区域２、360゜F、区域３、390゜F、区域４、400゜F、区域５、400゜F；ダイス区域１、400゜F；圧、1100psig;並びに、負荷、42アンペア。
【００６６】
得られた薄い連続的押出成形物を冷却して硬化させ、そしてペレット化した。得られたペレットは、次の条件下に行われるフィルム押出成形工程のための原料として使われる。温度、区域１、200゜F、区域２、350゜F、区域３、370゜F、区域４、380゜F、区域５、390゜F；ダイス領域１、380゜F；圧、660psig;並びに、負荷、20アンペア。
【００６７】
表５から分かるように、５％PEO/95％SBRブレンドは、著しく改善されたタンパク質適合性又は抵抗性を示した。特に、2.5ppmの濃度のタンパク質溶液において、０％PEO/100％SBRブレンドは、1cm2当たり0.21μｇのタンパク質を吸着した。これとは対照的に、５％PEO/95％SBRブレンドフィルムは、1cm2当たり僅か0.03μｇのタンパク質を吸着したに過ぎなかった。
【００６８】
【表５】
0003624315.tif 000005
【００６９】
【実施例６】
水溶性ポリマーとして２種の異なる分子量を有するポリ（エチレンオキシド）（PEO）（凡そのTgは−67℃）を、マトリックスポリマーとしてのポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）（凡そのTgは100℃）と共に使用した。PMMAは、ICI Arylic Inc.よりカタログNo.CP−82として入手した。双方の種類のPEOは、100,000及び600,000の分子量を有しており、Aldrich Chemicalより入手した。
【００７０】
処方したブレンドは、重量で、５％のPEO（分子量100K）及び95％のPMMA、５％のPEO（分子量600K）及び95％のPMMAよりなり、対照は０％のPEO及び100％のPMMAを含有した。この後者の組成物は、ブレンドではなく、純粋なPMMAによって作られたポリマーシートである。
【００７１】
フィルムは、PEO及びPMMAをブレンドし、その均一なブレンドを、ペレット化のために押出成形機中に入れることによって作った。ペレット化の後、ペレットをフィルム押出成形機中に入れ、薄いフィルムへと押出成形した。押出成形条件は次の通りである。即ち、温度、区域No.1、200゜F、区域No.2、370゜F、区域No.3、380゜F、区域No.4、400゜F、区域No.5、410゜F；圧、1100psig;並びに、負荷、36アンペア。
【００７２】
表６を検討することにより、PMMA/PEOブレンドで作られたフィルムのタンパク質適合性は、PEO含量及びPEO分子量の増大とともに増大したように見える。
【００７３】
【表６】
0003624315.tif 000006
【００７４】
【実施例７】
水溶性ポリマーとしてポリ（エチレンオキシド）（PEO）（凡そのTgは−67℃）、及びマトリックスポリマーとしてポリエステル（PETG）（凡そのTgは81℃）を、種々の相対量にブレンドした。ポリエステルは、Eastman ChemicalよりカタログNo.6763として、及び分子量600,000のPEOは、Aldrich Chemicalより入手した。処方したブレンドは、重量で、５％のPEO及び95％のポリエステルよりなるものであった。対照として、一つのブレンドは、０％のPEO及び100％のPETGよりなるものであった。
【００７５】
フィルムは、PEO及びPETGをブレンドし、次いでその均一なブレンドを双スクリュー押出成形機中に入れることにより作った。これらのPEO/PETGブレンドのペレット化条件は次の通りである。即ち、温度、区域１、200゜F、区域２、360゜F、区域３、400゜F、区域４、410゜F、区域５、420゜F；ダイス区域１、410゜F；圧、850psig;並びに、負荷、45アンペア。
【００７６】
このペレット化により得られたペレットを、押出形成機のための原料として使用した。双スクリュー押出成形機の条件は次の通りである。即ち、温度、区域１、220゜F、区域２、380゜F、区域３、400゜F、区域４、420゜F、区域５、430゜F；圧、1200psig;並びに、負荷、42アンペア。
【００７７】
表７は、純粋なポリエステルフィルムに比較して、５％PEOブレンドについての著しく改善されたタンパク質適合性を示す。
【００７８】
【表７】
0003624315.tif 000007
【００７９】
【実施例８】
水溶性ポリマーとしてポリ（エチレンオキシド）（PEO）（凡そのTgは−67℃）を、及び、マトリックスポリマーとしてポリアミドコポリマー（ナイロン6,6−ナイロン6,10）（XE3303）（凡そのTgは50℃）を種々の相対量にブレンドした。該ポリアミドコポリマー（XE3303）は、EMS−America Grilon,Inc.よりカタログNo.XE3303として入手した。100,000の分子量を有する２％のPEOを、98％のXE3303とブレンドした。
【００８０】
配合又はペレット化条件は次の通りであった。即ち、温度：区域１、385゜F、区域２、410゜F、区域３、430゜F；ダイス区域１、420゜F；溶融物温度、436゜F；圧、1,000psig;並びに、負荷13アンペア
【００８１】
単スクリュー押出成形機中における押出成形条件は次の通りであった。即ち、温度：区域１、380゜F、区域２、390゜F、区域３、400゜F；ダイス領域１、410゜F；ダイス領域２、400゜F；溶融物温度、390゜F；圧、2000psig;並びに、負荷、７アンペア。
【００８２】
表８から分かるように、２％ePEOフィルムは、2.5ppmのIgGタンパク質溶液と接触させたとき1cm2当たり0.12μｇのタンパク質吸着を示した。これに対し、対照フィルム（純粋なポリアミドコポリマー及び０％のPEOより作られた）は、1cm2当たり0.22μｇのタンパク質を吸着した。
【００８３】
【表８】
0003624315.tif 000008
【００８４】
【実施例９】
水溶性ポリマーとしてポリ（エチレンオキシド）（PEO）（凡そのTgは−67℃）、及びマトリックスポリマーとしてポリアミド（ナイロン12）（凡そのTgは50℃）を、種々の相対量にブレンドした。ポリアミドはEMS−America Grilon,Inc.よりカタログNo.L−16として入手した。表９に示されているように、５％のPED（100,000の分子量を有する）を、95％のＬ−16とブレンドした。
【００８５】
配合又はペレット化の条件は次の通りである。即ち、温度、区域No.1、385゜F、区域No.2、410゜F、区域No.3、430゜F；ダイス区域No1、420゜F；溶融物温度、436゜F；圧、1,000psig;並びに負荷、13アンペア。
【００８６】
表９から分かるように、５％PEOフィルムは、2.5ppmのIgGタンパク質溶液と接触させたとき1cm2当たり0.12μｇのタンパク質吸着を示した。これに対して、対照フィルム（純粋なポリアミド及び０％のPEOから作られた）は、1cm2当たり0.22μｇのタンパク質を吸着した。
【００８７】
【表９】
0003624315.tif 000009
【００８８】
【実施例１０】
表10aに示したように、水溶性ポリマーとしてポリ（エチレンオキシド）（凡そのTgは−67℃）、及び、マトリックスポリマーとしてポリカーボネート（凡そのTgは143℃）を、種々の相対量にブレンドした。特に、これらのブレンドは、重量で、100,000の分子量を有する５％のポリ（エチレンオキシド）と、95％のポリカーボネートとからなるものであった。水溶性ポリマーとしてポリ（エチルオキサゾリン）（PEOX50）（凡そのTgは53℃）、及びマトリックスポリマーとしてポリカーボネート（凡そのTgは143゜）を種々の相対量にブレンドした。特に、これらのブレンドは、重量で、それぞれ、10％及び30％のPEOX50、及び90％及び70％のポリカーボネートとからなり、対照として、一つの「ブレンド」は、０％の水溶性ポリマー及び100％ポリカーボネートよりなるものであった。
【００８９】
表10bに示されているように、水溶性ポリマーとしてポリ（エチルオキサゾリン）（PEOX50）（凡そのTgは53℃）、及び、マトリックスポリマーとしてポリアミドコポリマー（EMS,XE3303）（凡そのTgは50℃）を、種々の相対量にブレンドした。特に、これらのブレンドは、重量で、それぞれ10％及び30％のPEOX50、及び90％及び70％のポリアミドコポリマーからなるものであり、そして対照として、一つの「ブレンド」は、０％の水溶性ポリマー及び100％ポリアミドコポリマーとからなるものであった。
【００９０】
表10cに示されているように、水溶性ポリマーとしてポリ（エチレンオキシド）（凡そのTgは−67℃）、及びマトリックスポリマーとしてポリアミド（EMS,L−16）（凡そのTgは50℃）を、種々の相対量にブレンドした。特に、これらのブレンドは、重量で、それぞれ５％及び７％の、分子量100,000を有するポリ（エチレンオキシド）、及び95％及び93％のポリアミドよりなるものであった。水溶性ポリマーとしてポリ（エチルオキサゾリン）（PEOX50）（凡そのTgは53℃）、及びマトリックスポリマーとしてポリアミド（EMS,L−16）（凡そのTgは50℃）を、種々の相対量にブレンドした。特に、これらのブレンドは、重量で、それぞれ10％、30％及び50％のPEOX50、及び90％、70％及び50％のポリカーボネートよりなり、対照として、一つの「ブレンド」は、０％の水溶性ポリマー及び100％のポリアミドとからなるものであった。
【００９１】
この実施例では押出成形されたフィルムは作らなかった。その代わり、ブレンドサンプルは、先ず各成分をBrabender Electronic Plasticoder Torque Rheometer,Model EPL−V5501中において、窒素気流下に約225℃及び75rpmにて５分間混合することによって調製した。
【００９２】
Brabenderからの混合されたブレンドを、次いでホットプレスを用いて220乃至235℃にて約４分間圧縮成形し、続いて室温まで急速に冷却した。
【００９３】
成形したシートを、次いで、接触角測定用に小片に切断した。
【００９４】
ポリカーボネートは、Mobayより製品Makrolon RX−2530として入手した。PEOは、分子量100,000を有していてもいなくても、Aldrich Chemicalより入手した。ポリアミドコポリマー（XE3303）は、EMS−Amereica Grilon,Inc.よりカタログNo.XE3303として入手した。ポリアミド（ナイロン12）は、EMS−America Grilon,Inc.よりカタログNo.L−16として入手した。PEOXは、Dow ChemicalよりカタログNo.PEOX50として入手した。
【００９５】
表10a、10b及び10cから分かるように、PEO及びPEOXの量が多い程、製造されたフィルムの接触角を減少させた。この現象は、水中へのフィルムの長期の浸漬の後は、特に明らかであった。上に示したように、より小さな接触角は、タンパク質吸着の減少と相関づけることができる。
【００９６】
【表１０ａ】
0003624315.tif 000010
【００９７】
【表１０ｂ】
0003624315.tif 000011
【００９８】
【表１０ｃ】
0003624315.tif 000012
【００９９】
該特定の具体例が例示され記述されたが、非常に多くの修正が本発明の精神から著しく外れることなしに想起される。保護の範囲は、従って、添付の請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。