(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
約８０％〜９９％（モル比）のＮ−イソプロピルアクリルアミド及び約１％〜２０％（モル比）のアクリル酸、ビニルイミダゾール、Ｎ−アクリロイル−ヒスチジン、Ｎ−アクリロイル−ヒスタミン、ウロカニン酸、２−（１−イミダゾール）エチルメタクリレート、４−ビニルイミダゾール、及び第四級ビニルイミダゾールからなる群から選択された１種を共重合することで製造される分子量５００，０００〜５，０００，０００の液相高分子血管閉塞物質。
【請求項２】
４３℃以下で、安定したゲルから収縮状態のゲルへの相変移がないことを特徴とする請求項１に記載の液相高分子血管閉塞物質。
【請求項３】
８０℃以下で、安定したゲルから収縮状態のゲルへの相変移がないことを特徴とする請求項１に記載の液相高分子血管閉塞物質。
【請求項４】
前記液相高分子のうち、アクリル酸部分をナトリウムで置換させて製造するポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／アクリル酸／ソジウムアクリラート）であることを特徴とする請求項１に記載の液相高分子血管閉塞物質。
【請求項５】
請求項１に記載の液相高分子血管閉塞物質を３〜２０％の濃度で含有し、任意にゲル安定化物質を０．１〜１０％含有することを特徴とする血管閉塞用製薬組成物。
【請求項６】
前記ゲル安定化物質が天然高分子又は合成高分子であることを特徴とする請求項５に記載の血管閉塞用製薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内の条件（温度、イオン強度、ｐＨ）でゾル−ゲル相変移を起こす液相高分子血管閉塞物質及びその用途に関するもので、より詳しくは、本発明の血管閉塞物質は温度敏感物質であるイソプロピルアクリルアミドを基本物質とし、これにイオン強度又はｐＨ敏感性単量体が共重合された共重合体であり、本発明は、前記血管閉塞物質を液状で含む血管閉塞用制約組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
血管閉塞治療技術（ｅｍｂｏｌｏｔｈｅｒａｐｈｙ）は、奇形の血管を閉塞させて歪曲血流を正常化させるか、病巣（癌）部位の血流を遮断することで、病巣（癌）の大きさを縮小させ、病巣（癌）発生部位の枯死を誘導し、病巣（癌）部位除去手術を簡素化して出血を最小化させる技術である。
【０００３】
血管を閉塞させるためには、血管の種類、大きさ又は部位によって、いろいろの形態の血管閉塞物質又は装置が使用される。このような血管閉塞物質は、粒子性合成高分子物質、人体組織破片、溶液状の硬化物質などに区分され、分解度によって生分解性と非分解性に区分されることもある。
【０００４】
血管閉塞物質の理想的な条件としては、１）目標血管の完全な閉塞、２）最小の毒性及び周辺組織の副作用、３）最小の痛みと安全性、４）閉塞の高成功率と血流の再発生防止、５）容易な操作性、６）低費用、７）多様な部位の血管閉塞への適用性などが要求される。しかし、既存の血管閉塞物質は、血管の位置、器官、部位、病的状態などの多様な要因のため、全ての血管閉塞に使用するには大変難しい点がある。
【０００５】
血管閉塞のために、粒子性材料、又は風船形カテーテルのような種々の装置が使用されており、最近では注入が容易である、微細な血管を閉塞するための溶液状態の血管閉塞物質が注目を浴びている。このような溶液状態の血管閉塞物質には、次のようなものがある。
【０００６】
−ブクリレート（Ｂｕｃｒｙｌａｔｅ（ｉｓｏｂｕｔｙｌ−２  ｃｙａｎｏａｃｒｙｌａｔｅ））
この物質は、現在使用されている代表的な溶液状態の血管閉塞物質で、いわゆる瞬間接着剤として知られており、水と反応して、陰イオン重合メカニズムにより重合されて高分子とされ、医療分野では組織接着剤として使用されることもある。この物質は、重合速度が非常に速いので、血管閉塞用に使用されるときは、氷酢酸と混合して反応速度を調節する。この物質の欠点は、単量体の重合調節が大変難しく、血管の閉塞時に、高度の熟練した技術が要求され、注入用カテーテルの詰まり現象が頻繁に発生するので、特殊な注入用カテーテルが必要であることである。また、この物質は発癌の可能性を持っているので、生命が危篤に陥った場合にだけ使用が推薦されている。また、生分解過程と分解産物については、これまでも多くの難点となっている。
【０００７】
−シリコン
シリコンは、オリゴマー、架橋剤及び反応触媒を混合して同時に血管内に注入し、混合比によって架橋速度が調節されるようにするものである（ＵＳＰ４，５５１，１３２、１９８２）。シリコン物質の利点は、血液適合性に優れ、発癌性がなく、架橋時間の調節が容易であるばかりでなく、生体内でほかの物質と比較して、相対的に毒性が高いことが挙げられるが、溶液の粘度が高くて注入が不便であり、血管の球径が小さい場合、選択的な閉塞が難しいという欠点がある。
【０００８】
−純エタノール
純エタノールは、血管の内皮細胞を損傷させ、組織の蛋白質を変性させて血液の凝固を誘発させるので、微細血管の閉塞に使用される。血管閉塞物質として純粋エタノールを使用する場合、エタノールの逆流を防止するため、いわゆる風船形カテーテルと並行して使用することもある。このような理由のため、脳血管の閉塞などには使用しにくい欠点がある。
【０００９】
−温度敏感性血管閉塞物質
最近、温度敏感性高分子を液体状態で注入した場合、この液相高分子が人体内で固相に相変移が起こる性質を用いる血管閉塞方法が知られている（ＵＳＰ５，５２５，３３４、１９９６）。この高分子はイソプロピルアクリルアミドのみを用いて重合したもので、常温では液相を維持するが、人体に注入されると、人体内温度である３７℃で固体に相変移を起こして血管を閉塞させる。しかし、この物質は、相変移が温度差のみに依存するため、カテーテル管内で相変移が起こってカテーテルを詰める欠点を有するのみならず、ゲル形態に作り得ないため、完全な血管閉塞が難しいという問題点を持っている。
【００１０】
このほかにも、架橋されたポリアクリルアミドのような高分子から球形の微細ゲルを形成して用いた例があり［ＵＳＰ４，１７２，０６６、１９７７参照］、アクリロニトリル誘導体、アクリル酸及びアクリル酸エステル又は誘導体とスルホニル又はホスホニル誘導体などの高分子物質をゲル形態で使用した例もある［ＵＳＰ４，３３５８，３５５、１９８５参照］。また、イソプロピルアクリルアミドをイオン単量体の形態で重合させてイオンゲルを製造して、これを用いた例もある［ＵＳＰ４，７３２，９３０、１９８８参照］。このようなゲルは、溶媒の組成、温度、ｐＨ及びイオン組成に応じて急激な体積変化を表すという利点がある。しかし、このような外部変化により急激な体積変化を表すゲル形態の血管閉塞物質は、血管を全く遮断することが出来ず、ゲルが漏出し得るという欠点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の液相血管閉塞物質が有する前記のような欠点を克服するためのもので、単量体の重合調節、注入用カテーテルの詰まり現象、閉塞血管の選択性の不足などを解決することができ、目標血管を全く閉塞させることができ、再発が防止され、毒性又は副作用が最小化された新規の液相高分子血管閉塞物質を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、前記血管閉塞物質を含む血管閉塞用製薬組成物を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明により提供される液相高分子血管閉塞物質は、温度、イオン強度及びｐＨがうまく調和されなければならないため、既存の温度敏感性高分子の場合のように、カテーテルの内部でゲルとなって管を詰める恐れがなく、温度、イオン強度及びｐＨが適切なときには瞬間的にゲルとなるため、病巣の外部への漏出を防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明によると、既に重合精製された高分子を血管閉塞物質として使用するので、人体内での高分子反応が避けられ、有機溶媒を使用しないので、溶媒の流出による副作用が避けられ、反応に敏感な部位を含む広範囲な部分の血管閉塞に使用することができる。
【００１５】
また、本発明により提供される合成共重合体は、非分解性であるので、閉塞させた血管での血流の再発防止の効果を収めることができる。
【００１６】
また、本発明により提供される合成共重合体は、単量体の組成比及び重合方法によって、多様な分子量及び粘性特性を有する共重合体に製造され、様々な血管閉塞に使用できるので、その有用性が高い。
【００１７】
また、本発明による重合体高分子は、イソプロピルアクリルアミドのみからなる単一重合体高分子よりゲル安定性が高く、他の粒子性閉塞材料、つまり薬物を封入し得る天然（蛋白質、多糖類など）及び合成高分子（ＰＶＡ、ＰＥＧ−ＰＬＬＡ共重合体など）などからなる０．１〜１００μｍの大きさを有するミクロスフェア及びゲルの安定性に役立つ天然高分子（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ、  ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｄ  ｃｕｒｄｌａｎ、ｐｕｌｌｕｌａｎ、ａｌｇｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）と混合して使用する場合、より優れたゲル安定性を表す。
【００１８】
例えば、人工臓器を作る組織工学の側面で調べると、人口臓器を作るためには、多量の細胞が必要であり、このような細胞は３次元的に培養して得られる。細胞培養のためには、自発的分解又は人為的な除去により培養された細胞と支持体を分離しなければならない。ところで、本発明により製造された高分子をこの支持体として使用すると、細胞培養のための状態（３７℃）では高分子支持体がゲル状態を維持し、細胞培養の終了後に温度を低下させると、本発明の支持体がゾルの液体状態となるので、細胞と支持体を容易に分離し得ることになる。
【００１９】
一方、従来のイソプロピルアクリルアミドのみからなる重合体は、細胞培養のための温度である３７℃で支持体として使用し得るほどの固いゲルを形成し得ないため、細胞培養のための支持体として使用できなかった。
【００２０】
また、抗癌治療のための抗癌剤の伝達システムの側面で調べると、既存の抗癌治療剤は、たとえ癌細胞部位に投与しても、直ちに薬物が拡散してほかの正常細胞にも影響を与え、様々な副作用を誘発させる。しかし、本発明により製造された高分子と抗癌剤、又は抗癌剤が封入された１０〜１，０００ｎｍの粒子及び１〜１，０００μｍの粒子を混合して使用すると、本発明による高分子は投与される癌部位の生理的状態（温度）で直ちに固いゲルとなるので、癌部位以外の部位への薬物の拡散を防止し、抗癌剤の様々な副作用を減らすことができる。また、癌部位は正常細胞部位と異なり、ｐＨ６．８程度の低ｐＨを有するものと知られているので、癌部位のｐＨ、温度で固いゲルとなる重合体を抗癌剤と混合して使用すると、癌部位で直ちに固いゲルが形成されることにより、抗癌剤が他の部位に拡散されることを防ぐことができる。したがって、本発明による液相高分子物質は、抗癌剤伝達システムとして使用することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の血管閉塞物質は、温度に敏感な物質であるＮ−イソプロピルアクリルアミド（Ｎ−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｃｒｙｌａｍｉｄｅ、以下“ＮｉＰＡＡｍ”という）を基本物質とし、これにイオン強度又はｐＨ敏感性を有する単量体を共重合することにより製造される高分子である。
【００２２】
具体的には、本発明の血管閉塞物質は、約８０％〜９９％（モル比）のＮ−イソプロピルアクリルアミド及び約１％〜２０％（モル比）のイオン強度又はｐＨ敏感性単量体を共重合してなるもので、分子量５００，０００〜５，０００，０００の液相高分子である。
【００２３】
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドは、温度敏感性高分子、共重合体又はヒドロゲルなどに使用される代表的な単量体である。重合されたイソプロピルアクリルアミドホモポリマー（Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ））は、水溶液状態で、低臨界溶液温度（Ｌｏｗ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ＬＣＳＴ）である３０〜３２℃以上では沈殿又はヒドロゲルが収縮した形態を有し、低臨界溶液温度以下の温度では水との水素結合が優勢に溶解された状態であるので、血管閉塞物質として使用されてきた。
【００２４】
すなわち、この高分子を低温で溶解させカテーテルを通じて人体に注入すると、この溶液は人体でゾル状態から固形状態に変化しつつ血管を閉塞させることになる。しかし、イソプロピルアクリルアミドのみからなった高分子溶液を血管閉塞に用いると、人体内に挿入されているカテーテルの温度が体温により上昇するにつれて、カテーテルの内部に溶液状態で存在していた高分子がゲルに相変移してカテーテルを詰める現象が発生する。また、この高分子は温度によって親水性と疎水性が急に変わるため、ゲルが生成される温度領域も非常に狭く、完全なゲルとして存在するよりは高分子の沈殿又はヒドロゲルが収縮した形態で存在するので、完全な血管閉塞をなすには多くの問題点がある。
【００２５】
したがって、本発明においては、ゲルに相変移する温度がイオン強度又はｐＨによって変わる共重合高分子を開発することにより、前記欠点を解消した。新たに開発された共重合体高分子は、イオン強度又はｐＨにより相変移を表す臨界温度が変化するため、カテーテルを通じて高分子溶液を注入するとき、カテーテル内でゲル化が起こらず、カテーテルを閉塞させる恐れがなく、より広い温度領域でゲル化するので、完全な血管閉塞をなし得る。
【００２６】
本発明による高分子の製造に使用できるイオン強度敏感性単量体の例としては、アクリル酸、ビニールイミダゾール、Ｎ−アクリロイル−ヒスチジン、Ｎ−アクリロイル−ヒスタミン、ウロカニン酸、２−（１−イミダゾール）エチルメタクリレート、４−ビニルイミダゾール、及び第四級ビニルイミダゾールなどがある。
【００２７】
本発明による高分子の製造に使用できるｐＨ敏感性単量体の例としては、スルファピリジン、スルファメトキシピリダジン、サルフィゾミジン、スルファメタジン、スルファジアジン及びスルファメチゾールのようなスルホンアミドグループとメタアクリル酸などのようなカルボキシル基を有する単量体と（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレートのようなアミングループの単量体などがある。
【００２８】
本発明で特に開発された敏感性高分子の代表的な例及びその特性は、以下の通りである。
【００２９】
−ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／アクリル酸）（以下“Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）”という）
：この高分子はＮ−イソプロピルアクリルアミドとアクリル酸の共重合体で、温度とイオン強度に敏感な特性を有する。
【００３０】
−ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／アクリル酸／ソジウムアクリラート）（以下“Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ−ｃｏ−ＳＡＡ）”という）
：この高分子はＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）のアクリル酸部をナトリウムで置換させたもので、高温でも固定化されたゲルが収縮状態のゲル形態に変わらない。
【００３１】
−ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ビニールイミダゾール）（以下“Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）”という）
：この高分子はＮ−イソプロピルアクリルアミドとビニールイミダゾールの共重合体で、ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の場合と同様、温度とイオン強度に敏感な特性を有する。
【００３２】
−ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／スルホンアミド）（以下“Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）”という）
：この高分子はＮ−イソプロピルアミドとスルホンアミドの共重合体で、温度とｐＨに敏感な特性を有する。
【００３３】
以上を下記の表に要約する。
【００３４】
【表１】
0003586185.tif 000002
【００３５】
本発明において、合成された共重合体は水溶液状での相変移形態が四つ通りにはっきりと区別される。すなわち、透明な液体相（ｃｌｅａｎ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、不透明な液体相（ｏｐａｑｕｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、安定したゲル相（ｇｅｌ）、収縮したゲル相（ｓｈｒｕｎｋｅｎ  ｓｔａｔｅ）である。本発明において、“相変移温度”とは、別に言及しない限り、不透明な液体相から安定したゲル相に転移される温度をいい、これは、バイアルを覆したとき、ゲル状態が１分間維持される温度から決められる。
【００３６】
これら共重合体の液相からゲル相への相変移は、温度の遅延又は溶媒の放出なしになされる。したがって、ゲルが形成された後には、溶媒を添加しても、ほかの転移温度に変化させる前までは溶けるが溶媒が吸収されず、その形態を維持する特性がある。
【００３７】
本発明において、イオン強度に敏感なＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）とＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）は、低いイオン強度では、液体からゲルに相変移する温度が上昇する特性を有する。したがって、人体に注入する前、この共重合体をイオン強度０．１５（人体のイオン強度）未満で溶解させた後、これを奇形血管に注入すると、カテーテルの内部では液体状態を維持していて、血液と会う部分で始めてゲルとなり得る。
【００３８】
低いイオン強度で相変移温度が上昇する理由は、次のように説明される。低いイオン強度で、これら高分子に含まれているアクリル酸とビニールイミダゾールの溶解度は、高いイオン強度に比べて増加することができ、また、これら高分子と水素結合をなしている水がイオンを溶かすために抜け出る確率（ｓａｌｔ−ｏｕｔ効果）が低く、親水性を表す。
【００３９】
したがって、低いイオン強度で、この高分子はイソプロピルアクリルアミドのみの影響によりゲルとなるべきであり、また、温度が上昇する場合、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ）に比べてより親水性を呈するため、相変移のため、より多い疎水性グループを必要とする。したがって、より多い疎水性グループが形成される相対的に高い温度で相変移が表れる。しかし、イオン強度が相対的に高い場合には、アクリル酸とビニールイミダゾールが疎水性として作用するので、少しの疎水性グループのみ形成されても相変移が起こることになる。
【００４０】
Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）は、イオン強度０で不透明な液体相が６０℃以上まで維持されたが、イオン強度０．０２５からはゲル化が進行し、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）とは異なり、不透明な液体相が非常に小さい温度区間で現れる特徴がある。特に、イオン強度０．１５で、不透明な液体相は３２℃の付近で非常に少なく現れる。
【００４１】
また、ｐＨ敏感性共重合体であるＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）の場合、スルホンアミドが一定のｐＨ以上ではイオン化して親水性を表してから、その以下では疎水性を表すため、ｐＨが増加するほど相変移を表す温度が上昇することになる。したがって、人体に注入する前、共重合体をｐＨ７．４（人体のｐＨ）以上で溶解させた後、これを奇形血管に注入すると、カテーテルの内部では液体状態を維持しているが、血液と会う部分でゲルとなる。
【００４２】
スルホンアミドは、抗生剤又はキレート剤（ｃｈｅｌａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）として使用される物質で、これまで１５，０００種以上の誘導体が知られており、それぞれ異なるｐＫａ値を持っている。特に、これらが有するｐＫａ値は７．４付近で、ほかのｐＨ敏感性物質よりは非常に有用に使用することができる。このようなスルホンアミドとＮ−イソプロピルアクリルアミドが共重合される場合、この共重合体がゲル化を表す温度領域は高ｐＨにいくほど広くなる。すなわち、ｐＨ７．３でゲル化温度領域が２９〜３４℃と表れたが、ｐＨ７．８では３２〜５２℃と表れた。
【００４３】
また、本発明の共重合体を血管閉塞物質として使用するためには、ゲル領域が大きければ大きいほど有利であるので、本発明では、前記共重合体が安定したゲル相から収縮したゲル相への相変移を表さないようにすることが有利である。本発明者らは、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）が温度の上昇によりＡａｃのカルボキシル部が脱イオン化されて疎水性に変わるため、安定したゲルをなしている親水／疎水の均衡が破れ、結局、収縮したゲル相に変化するという実験結果に基づき、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して酸−塩基反応させてポリイソプロピルアクリルアミド／アクリル酸／ソジウムアクリラート（Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ−ｃｏ−ＳＡＡ））を製造した。
【００４４】
前記イオン強度敏感性共重合体を血管閉塞物質として用いるためには、イオン強度０．１５未満では、ゲル化が起こる温度が３７℃以上でなければならず、０．１５では３２〜３６℃が適当である。
【００４５】
本発明による共重合体の製造において、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの比率は他の敏感性単量体に比べて高い比重を占めることになる。好ましくは、共重合体のうち、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドが占める割合が８０〜９９モル％程度となるようにする。図１は、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド比による水溶性／水不溶性領域の温度及びｐＨ依存性を示すグラフである。このグラフからＮ−イソプロピルアクリルアミドの比が増加するほど温度敏感性が高くなり、スルホンアミドの比が増加するほどｐＨ敏感性が高くなることが分かる。
【００４６】
また、血管閉塞に用いるためには、血流により分散されず、目的部位でのゲル化を誘導するため、ある程度の粘度を有するべきである反面、粘性が高すぎる場合は注入時に操作することが難しいという問題が発生する。本発明者らは、共重合体の分子量が５００，０００〜５，０００，０００程度であるとき、その粘度が本発明に使用するに適することを見出した。
【００４７】
一方、本発明は、本発明による液相高分子血管閉塞物質を３〜２０％の濃度で含有することを特徴とする血管閉塞用製薬組成物に係り、究極的には、この製薬組成物を用いる血管閉塞施術に関する。この製薬組成物は、必要に応じて高分子ゲルの安定性を向上させるため、天然多糖類０．１〜１０％と混合して使用することができる。
【００４８】
本発明による液相高分子血管閉塞物質は、生体内生理条件、つまり温度３７℃及びイオン強度０．１５又はｐＨ７．４でゲル化する特性を必ず有している。したがって、人体に注入する前、本発明による血管閉塞物質をｐＨ７．４（人体のｐＨ）以上又はイオン強度０．１５未満で溶解させた後、これをカテーテルを通じて奇形血管に注入すると、カテーテルの内部では液体状態を維持するが、血液と会う部分でゲル化することになり、これにより、この物質を血管閉塞施術に使用することができる。注入環境が人体とかなり異なる場合には、人体に損傷を与える恐れがあるため、注入環境のイオン強度は０〜０．１４、ｐＨは７．６〜７．９が適当である。
【００４９】
本発明によるイオン強度敏感性共重合体を血管の閉塞に用いるためには、相変移温度は、イオン強度０．１５未満では３６℃以上が適当であり、イオン強度０．１５では３０〜３５℃程度が最も適当である。
【００５０】
本発明による共重合体は、相変移温度が共重合体の濃度によっても変換する。このことは、共重合体の濃度が増加するにつれて、水分子の高分子に対する接近性が減少するとともにイソプロピル群間の疎水性作用が増加して、高分子を取り囲む水分子の活動を減少させるためであると思われる。疎水性作用に重要な作用をする水素結合とファンデルワールス引力のような相互作用は、高分子間の距離に反比例するので、疎水性作用は高分子濃度に関係する。
【００５１】
したがって、本発明の共重合体を血管の閉塞に用いるための濃度は、相変移温度が、イオン強度０．１５で３０〜３５℃であり、３７℃で安定したゲルを形成し、温度を４３℃以上昇温させてから下降させてもヒステリシス（ｈｙｓｔｅｒｉｓｉｓ）が起こらない濃度を選択すべきである。本発明者らの実験結果、３〜２０％の濃度が適合した。
【００５２】
一旦、形成されたゲルは温度が４３℃まで上昇させても収縮状態のゲルに相変移しないものが好ましい。収縮されたゲルへの相変移温度が高いほどよい。このことは、ゲルが非常に安定することを意味するためである。したがって、より好ましくは、８０℃まで昇温しても安定したゲルから収縮状態のゲルへの相変移がない高分子共重合体が本発明に最も適する。
【００５３】
本発明の高分子は、その単量体の組成比及び重合方法によって多様な重合体を製造し得るので、多様な部位の血管閉塞に使用できる。例えば、血流の速い部位の場合、血流によりゲルが除去されることを防止するため、高粘性のイソプロピルアクリルアミドとアクリル酸共重合体を７％以上の濃度にして使用するのが有利であり、比較的血流の遅い部位では、注入時の便宜性を考慮して、イソプロピルアクリルアミドとビニールイミダゾール又はスルホンアミドとの共重合体が有利である。
【００５４】
以下、本発明を、実施例及び試験例に基づいてより詳細に説明する。しかし、これら実施例及び試験例は本発明を理解をより容易にするためのものであり、本発明の範囲がこれら実施例に限定されるものではない。
【００５５】
＜実施例１＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の合成
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドに対し、２．０モル％のアクリル酸を含有した共重合体の合成をつぎのように行った。溶媒として、単量体濃度の１０ｗｔ％のベンゼンを使用し、開始剤として、７×１０−３（モル／モル）のアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を使用した。重合前に反応物を乾燥した窒素ガスで３０分間バブリングを行い、再度３０分間脱気して、反応の容易な状態にした。６０℃で１６時間反応を行うと、高分子が沈殿した。
【００５６】
この沈殿物をアセトン／メタノール（９０／１０Ｖ／Ｖ％）に溶かし、この溶液を再度ジエチルエーテルに沈殿させ、３日間真空状態で乾燥させた。乾燥した反応物を分子量１５，０００の半透過膜を用いて蒸留水で透析させて未反応単量体を１週間除去し、凍結乾燥させて結果物を得た。
【００５７】
＜実施例２＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の合成
他のモル比のＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）共重合体を、実施例１と同様の実験方法で合成した。使用されたイソプロピルアクリルアミドとアクリル酸の使用モル比は、下記表２に示す通りである。
【００５８】
【表２】
0003586185.tif 000003
【００５９】
＜実施例３＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ−ｃｏ−ＳＡＡ）の合成
実施例１により製造された共重合体５ｗｔ％を３次蒸留水に溶かした後、これに含まれているアクリル酸のモル比と同じモル比の水酸化ナトリウムを入れ、常温で２４時間反応させた。反応後、この物質をジエチルエーテルに沈殿させ、３日間真空状態で乾燥して表題の高分子を得た。
【００６０】
＜実施例４〜７＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ−ｃｏ−ＳＡＡ）の合成
一連のＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ−ｃｏ−ＳＡＡ）シリーズを実施例３と同じ実験方法で合成した。使用されたＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）と水酸化ナトリウムの使用モル比が下記表３に示されている。
【００６１】
【表３】
0003586185.tif 000004
【００６２】
＜実施例８＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）の合成
イソプロピルアクリルアミドに対し、２．０モル％のビニールイミダゾールを含有した共重合体をつぎのように合成した。溶媒として、単量体濃度の１０ｗｔ％のベンゼンを使用し、開始剤として、７×１０−３（モル／モル）の（ＡＩＢＮ）を使用した。重合前に乾燥した窒素ガスで３０分間バブリングを行い、再度３０分間脱気して、反応の容易な状態にした。６０℃で１６時間反応させると、高分子が沈殿した。
【００６３】
反応後、加熱しながらアセトン／メタノール（９０／１０Ｖ／Ｖ％）に溶かし、この溶液をジエチルエーテルに沈殿させ、３日間真空状態で乾燥させた。乾燥した反応物を分子量１５，０００の半透過膜を用いて蒸留水で透析し、未反応物を１週間精製し、凍結乾燥させて結果物を得た。
【００６４】
＜実施例９＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）の合成
他のモル比を有するＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）共重合体を実施例８と同じ実験方法で合成した。使用されたイソプロピルアクリルアミドとビニールイミダゾールの使用モル比は下記表４に示されている。
【００６５】
【表４】
0003586185.tif 000005
【００６６】
＜実施例１０＞二重結合を有するスルホンアミド単量体の合成
１０ｍｍｏｌｅのスルホンアミド（スルファメトキシピリダジン）と１０ｍｍｏｌｅのメタクリロイルクロライドを４０〜６０ｍＬの水／アセトン共溶媒中に溶解させた後、１０ｍｍｏｌｅ水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を入れ、１０℃で１日間激しく反応させた後、沈殿物を濾過し、２５℃、真空状態で２日間乾燥させて二重結合構造を有するスルホンアミド単量体を合成した。
【００６７】
＜実施例１１＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）の合成
イソプロピルアクリルアミドとスルホンアミド単量体を９７．５：２．５のモル比として、メチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に５０ｗｔ％となるように溶解させた後、開始剤であるＡＩＢＮ（０．２モル％）を使用して共重合した。重合前に、乾燥した窒素ガスで３０分間バブリングを行い、再度３０分間脱気して、反応の容易な状態にした。
【００６８】
反応は６５℃で２４時間進行させた。反応物を１週間透析膜（Ｃｕｔｏｆｆ：２，５００）を用いて透析した。このような過程をｐＨを調整しながら１０回繰り返した。凍結乾燥後、最終生成物を得た。
【００６９】
＜実施例１２〜１５＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）の合成
一連の  Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）シリーズを実施例１１と同じ実験方法で合成した。イソプロピルアクリルアミドとスルホンアミドの使用モル比が下記表５に示されている。
【００７０】
【表５】
0003586185.tif 000006
【００７１】
＜試験例１＞多様なイオン強度でのＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の相変移
実施例１、２により製造された２種のＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）共重合体は、イオン強度によって相変移温度が変化することが観察された。相変移温度測定方法は各濃度水溶液５ｗｔ％を０．５℃ずつ上昇させながら恒温槽で５時間ごとに測定する。透明な液体相と不透明な液体相の区分は、最初溶液の透過度を１００％と見なし、この透過度が５０％に低下するときの温度と決め、ゾル−ゲル転移温度は、バイアルを覆した場合、ゲル状態が１分間維持するときの温度をゲル相変移温度と決める。
【００７２】
実施例１により製造された共重合体の相変移特性を下記表６に示す。
【００７３】
【表６】
0003586185.tif 000007
【００７４】
前記結果は、実施例２により作られた５ｗｔ％のＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）（９５：５）共重合体においても類似したものが観察された。
【００７５】
＜試験例２＞多様な濃度でのＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の相変移
共重合体の相変移温度は水溶液中の高分子濃度に影響を受ける。特に、ゾル−ゲル相変移温度が最も大きい影響を受ける。この結果を見ると、実施例１により共重合された共重合体の濃度が３ｗｔ％以上の濃度でゲルが形成されるが、３〜４ｗｔ％の濃度で形成されるゲルはかなり不安定に形成される。しかし、５ｗｔ％以上の濃度では、３７℃で安定したゲルを形成し、温度を４３℃まで上昇させてから下降しても、ヒステリシスが起こらないことが分かった。
【００７６】
実施例１により製造された共重合体の多様な濃度での相変移温度を下記表７に示する。
【００７７】
【表７】
0003586185.tif 000008
【００７８】
＜試験例３＞光散乱法を用いるＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）のゲル化現象分析
Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）のイオン化強度によるゲル化現象を糾明するため、光散乱法を用いた。Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）５．０ｗｔ％を、それぞれイオン強度を０と０．１５に合わせて温度を上昇させながらＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）共重合体の粒子大きさの変化を観察した結果、イオン強度が０である場合、粒子の大きさは温度が３０℃を超え始めてから増加することが分かった。このように増加した粒子の大きさは３３℃で約２５００ｎｍまで増加してから減少して、３５℃で２００ｎｍを表した後、再度増加して、３８℃で８７００ｎｍと最大の大きさを表す。
【００７９】
３３℃で粒子が大きい理由は、２９℃でＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）が透明液体相から不透明液体相に相変移を起こして微細粒子を形成した後、巨大構造のゲルをなすため、微細粒子が互いに凝集して巨大粒子を形成するためであると思われ、温度が更に上昇したとき、粒子の大きさが小さくなる理由は、これより大きい粒子は光散乱装置を用いて測定することができなかったためであると思われる。また、３８℃で最大の粒子大きさを表した理由は、共重合体がゲル化された後、ゲルが収縮状態のゲルの形態に変化するにつれて、収縮状態のゲルにある疎水性群間の相互作用により、大きい凝集体が形成されるためである思われる。
【００８０】
イオン強度が０．１５である場合、粒子の大きさは、イオン強度が０である場合と同様に、温度が３０℃を超え始めてから増加して３３℃まで増加したが、そのときの粒子の大きさは約２５０ｎｍで、イオン強度０である場合の２５００ｎｍよりはずっと小さかった。このような現象は、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ）自体の疎水結合によるゲル化を意味し、このようなゲル化はイソプロピルアミド単量体がアクリル酸と共重合体を形成するとき、アクリル酸の反応性が高く、アクリル酸がまず重合され、イソプロピルアクリルアミドがＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ）のみから形成されている部分が存在するためである。また、４３℃で１００００ｎｍ以上に大きく増加してから再び減少する理由は、共重合されたアクリル酸がイオン強度に敏感であって、ゲルから収縮状態のゲル形態に変化するに影響を与えたためであると思われる。
【００８１】
＜試験例４＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ−ｃｏ−ＳＡＡ）の相変移
実施例３〜７により製造された重合体の相変移特性が、下記表８に示されている。この結果を見ると、ＮａＯＨが０．２５モル以上添加されたとき、この高分子は、安定したゲルから収縮状態のゲルへの相変移が起こらないことが分かる。このことは、ゲルの安定性が非常に向上したことを意味する。
【００８２】
【表８】
0003586185.tif 000009
【００８３】
＜試験例５＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）のイオン強度によるゲル化
実施例８〜９により製造されたＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）（５ｗｔ％）のイオン強度による相変移結果が観察された。その結果を下記表９、１０に示す。
【００８４】
【表９】
0003586185.tif 000010
【００８５】
表９に記載したように、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）は、非常に高い温度でもゲル化又は収縮状態のゲルへの相変移を表さない。このことは、人の身体内にカテーテルを通じて注入したとき、単に温度により相変移が起こらないことを意味し、カテーテルもこのような相変移によっては閉塞しないことを意味する。イオン強度の増加の増加は、イオン強度０である場合とは異なり、ゲル化と収縮状態のゲルへの相変移を誘導した。このようなイオン強度の増加による相変移は、人の生理条件であるイオン強度０．１５でゲル化することが分かる。
【００８６】
【表１０】
0003586185.tif 000011
【００８７】
表９と同様に、高分子溶液は、イオン強度０では不透明溶液への相変移のほかには何の相変移も表れなかった。イオン強度の増加により安定したゲル化が起こり、生理条件（イオン強度０．１５、体温３７℃）でも、血管の閉塞に適した安定したゲル化の状態を維持した。
【００８８】
＜試験例６＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）の濃度によるゲル化
実施例８〜９で製造された２種のＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）共重合体の濃度によるゲル化実験が３〜１０ｗｔ％（イオン強度０．１５）溶液で行われた。実施例８の場合、３〜６ｗｔ％まで３２〜３７℃のゲル化区間を表し、７ｗｔ％以上の濃度では３０〜３５℃を表した。実施例９の場合には、実験した全ての濃度でゲル化が始まった温度は約３２〜３３℃であり、少しの違いはあったが、全て類似した値を有した。
【００８９】
また、ゲル化温度区間は、３ｗｔ％で３３〜４２℃であり、濃度が増加するにつれて、ゲル区間が増加して、７ｗｔ％では３３〜７０℃と非常に広い区間を有していた。しかし、８〜１０ｗｔ％の濃度では、３２〜３７℃の狭いゲル化区間を表した。その詳細な内容を下記表１１及び１２に示す。
【００９０】
【表１１】
0003586185.tif 000012
【００９１】
表１１に示したように、濃度による高分子溶液の相変移が人の生理条件で観察された。
【００９２】
【表１２】
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【００９３】
表１２においても、濃度による高分子溶液の相変移が人の生理条件で観察された。血管閉塞物質としての適切な濃度条件を探すため、３〜１０ｗｔ％の範囲で調査したところ、全温度空間で安定したゲルを表した。しかし、実際に血管に注入するとき、高すぎる粘度は一定量の高分子溶液の注入を難しくするので、５〜７ｗｔ％が最も好ましい。
【００９４】
＜試験例７＞光散乱法を用いるＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）のゲル化現象分析
Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）と同様に、光散乱法を用いてＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）のゲル化現象が糾明された。実施例９の共重合体０．２ｗｔ％の場合、イオン強度０において、温度を２５℃から３３℃に上昇させる場合、粒子の大きさは４０〜４５ｎｍとほぼ似ているが、３３℃から粒子大きさが大きく増加して、３７℃では６８ｎｍを表した。このような大きさは、温度が４５℃までつづいて増加しても殆ど変化がなかった。このような結果は、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の場合とは異なる結果であり、Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）の場合は、イオン強度０ではゲルとならなく、粒子形態で存在することを意味する。
【００９５】
＜試験例８＞多様な温度とｐＨでＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）の水溶性／不水溶性領域の変化
Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）共重合体の温度とｐＨによる水溶性と不水溶性が透過度を用いて測定された［図１］。透過度が５０％以下に低下する場合を不水溶性とする。この共重合体は、スルホンアミドの割合が大きければ大きいほど、ｐＨにより水溶性と不水溶性に区別されるが、逆にスルホンアミドの割合が小さくなると、温度により水溶性と不水溶性の領域が区別される。
【００９６】
＜試験例９＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）（実施例１２）のｐＨによる相変移温度
実施例１２により製造された共重合体は、ｐＨにより相変移温度が敏感に変化することを示した。下記表１３に示すように、この重合体は、ｐＨ７．３で透明液体相から不透明液体相に相変移する温度は２５℃であり、ｐＨ７．８までは、この温度は大きく変化しなかった。しかし、ゲル化の温度領域はｐＨ７．３で２９〜３４℃、ｐＨ７．８では３２〜５２℃とそれぞれ異なって表れる。
【００９７】
【表１３】
0003586185.tif 000014
【００９８】
＜試験例１０＞動物実験による血管閉塞確認
実施例１により製造されたＰ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）をイオン強度０．１０、ｐＨ７．４の溶液に濃度を５、１０ｗｔ％に溶解させて、５匹の実験用イヌに注入した後、高分子溶液の血管閉塞能を調べた。その結果、共重合体がカテーテルを通じて注入されて血流に到達したとき、血流の流速によって血管閉塞が変化することを観察した。５ｗｔ％の場合、共重合体の粘性が低いため、血流の速い部位ではゲル化現象を表し得ず、分散する現象が観察された。しかし、溶液が毛細血管のように余り速くない部位では、血管に糸縺れ状に積もって血管を閉塞することが観察された。これに対し、１０ｗｔ％の共重合体を血管閉塞物質として使用した場合、共重合体水溶液がカテーテルから血管に注入されながらゲルを形成することが観察された。すなわち、血流の速い血管で、この共重合体が高い効果を奏することが分かった。
【００９９】
＜試験例１１＞生体外（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）モデルでのゲル形態確認
実施例４により製造されたＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）をイオン強度０である溶液に５ｗｔ％に溶解させた後、１ｍ長さのカテーテルを用いて、イオン強度０．１５、温度３３７℃、ｐＨ７．４の仮想血液に注入する。カテーテルを通じて注入されたこの共重合体は仮想血液と接触したとき、接触部分から瞬間的にゲルが生成され、ゲルは風船が膨れた形態に拡張されることが観察された。
【０１００】
＜試験例１２＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）分子量測定
実施例１、２により合成されたＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＡＡｃ）の分子量は光散乱法により測定される。まず、製造された高分子をそれぞれ異なる４濃度（０．１、０．３、０．３、０．４Ｗ／Ｖ％）にメタノールに溶かし、注射器用濾過膜（空隙大きさ０．２μｍ）を用いて不純物を除去する。こうして製造された溶液は、一旦各濃度によって屈折率を測定した後、２５℃でＨｅ／Ｎｅレーザーを使用した結果、４０°〜１４０°で光散乱が測定される。重量平均分子量は、Ｚｉｍｍ図表により計算され、１，０５０，０００〜１，８００，０００の値を有する。
【０１０１】
＜試験例１３＞Ｐｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）分子量測定
実施例８、９により合成されたＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＶＩ）の分子量は、試験例１０と同じ方法で測定される。重量平均分子量はＺｉｍｍ図表により計算され、１，０００，０００〜１，５００，０００の値を有する。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により製造された液相高分子血管閉塞物質は、温度とイオン強度又はｐＨがうまく調和される場合にゲルが形成されるため、既存の温度敏感性高分子の場合のようにカテーテルの内部でゲルとなって管を閉塞する恐れがなく、温度とイオン強度又はｐＨが適切であるときは瞬間的にゲルとなるため、病巣外への漏出を防ぐことができるという利点があり、目標血管の完全な閉塞が可能である。
【０１０３】
また、本発明による血管閉塞物質を用いる血管閉塞治療法においては、重合後、精製段階を経た液相高分子を投与するので、生体内での不純物高分子による副作用を避けることができ、有機溶媒を使用しないので、溶媒の流出による副作用を避けることができ、重合化反応に敏感な部位を含む広範囲な部分の血管閉塞に使用できるという利点を有する。
【０１０４】
また、本発明による液相高分子共重合体血管閉塞物質は非分解性であるので、閉塞された血管での血流の再発防止効果が得られる。
【０１０５】
本発明においては、単量体の組成比及び重合化方法を調節して多様な分子量及び粘性の特性を有する共重合体を製造することができるので、様々な血管閉塞にも使用することができ、その有用性が高い。
【０１０６】
また、これら高分子はゲル安定性に優れた固いゲルを形成する特徴があり、他の粒子性閉塞材料及びゲルの安定性に役立つ天然高分子と混合して使用する場合、より優れたゲル安定性を表すので、本発明の高分子は、細胞培養のための細胞外支持体（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  ｍａｔｒｉｘ）又は抗癌剤薬物伝達システムとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多様な温度及びｐＨに対するＰｏｌｙ（ＮｉＰＡＡｍ−ｃｏ−ＳＡ）の水溶性／不水溶性領域の変化を示すグラフ。
【図１】
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