(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表わされる側鎖に核酸塩基を導入したポリマ−ゲル。
【化１】
0003598418.tif 000008
ｌは１０〜５０、ｍは９０〜５０、ｎは１〜１０を表わす。
【請求項２】
アクリロオキシメチルウラシル、アクリル酸及び架橋剤としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドとを溶媒中で、ラジカル開始剤の存在下反応させることを特徴とする一般式（１）で表わされる側鎖に核酸塩基を導入したポリマ−ゲルの製造方法。
【化２】
0003598418.tif 000009
ｌは１０〜５０、ｍは９０〜５０、ｎは１〜１０を表わす。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は温度に応答して低温収縮／高温膨潤挙動を示す新規なポリマ−ゲル及びその製造方法に関し、特に、温度変化により薬を送達する薬物送達システム（ｄｒｕｇ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ）を可能とすることができる新規なポリマ−ゲルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液中に薬を長期にわたり有効な濃度で保持することのできるようにした製薬、或いは必要個所に薬を作用させることができるようにした製剤等は、新たな薬物送達システム（ｄｒｕｇ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ）として注目され、研究されてきている。そして、この薬物送達システムのうち温度に応答して薬物を放出するシステムに用いられる薬剤としてアルキル置換アミドゲルの利用が考えられた。ポリアクリルアミドゲルはアルカリで部分加水分解し、これが水アセトン系でゲルの相転換現象を示し、アルキル置換アミドが水中で温度変化に対して極めて大きな膨潤変化を示すことが報告され、薬物送達システムの利用に適応することが考えられた。しかし、アルキル置換アミドゲルは機械的強度が低いという欠点があった。
【０００３】
そこで、本発明者らは、上記の欠点を改良するためインタ−ベネトレイトネットワ−ク構造体（ＩＰＮ）を有する高分子を提案した。このＩＰＮとは架橋高分子が交互湿潤網目構造に、共有結合でなく、物理的に絡み合った２種の高分子よりなるものをいい、この２種の高分子化合物として次の一般式Ａの三次元共重合体と一般式Ｂの三次元共重合体との交互湿潤網目高分子構造体を提案した（例えば、特開平３−７９６０８号公報参照）。
【０００４】
【化３】
0003598418.tif 000002
【０００５】
しかし、この高分子構造体は水素結合性ドナ−とアクセプタ−のそれぞれの役割を有する２種類の高分子鎖間の交互作用を利用するもので、低温度では水素結合性高分子間コンプレックス形成による脱水和と、ある特定温度以上でのそのコンプレックス解離と共にみられるそれぞれの高分子鎖の水和という、高分子間コンプレックスの示す水和−脱水和挙動を利用したものである。
【０００６】
ところで、本発明者はこの２種類の高分子間のコンプレックスによる低温収縮、高温膨潤の挙動の代わるものとして、１種類の高分子鎖からなる高分子ゲルの収縮、膨潤の特性について種々検討した。しかして、従来より１種類の高分子鎖により水和−脱水和挙動にもとづく温度依存性を有する化合物としてポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）が知られている。この化合物は低温で水和して膨潤性が大きくなり、約３２℃付近で急激に脱水和をして膨潤性が小さくなるのである。しかし、薬剤送達システムに利用できる化合物としては、むしろ高温度で水和して膨潤性が大きくなり、薬を放出を生じ、低温度では脱水和して膨潤性が小さく薬の放出を停止するものが好ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は１種類の高分子鎖だけで低温側で脱水和、高温側で水和する特性を有する高分子について種々検討した結果、本発明を完成したもので本発明は１種類の高分子ゲルで収縮、膨潤の特性を示し、高温側で水和膨潤し、低温度側で脱水素を生する新規な高分子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明の要旨は、一般式（１）で表わされる側鎖に核酸塩基を導入したポリマ−ゲルである。
【０００９】
【化４】
0003598418.tif 000003
【００１０】
また、このポリマ−ゲルはアクリロオキシメチルウラシルとアクリル酸とを溶媒中で、ラジカル開始剤と架橋剤としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドとの存在下反応させることによって得られる。このポリマ−ゲルは水中もしくは生理条件に近い緩衝溶液中において低温で脱水和を行い、４０℃付近（緩衝溶液中で約５０℃）を境にして高温で水和する性質を有する。
【００１１】
このポリマ−ゲルの原料であるアクリロオキシメチルウラシルは公知の方法、例えばＢｒａｈｍｅ方法等によって得られる（Ｊ．Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．Ｅｄ．２２巻８１３頁（１９８４）参照）。得られたアクリロオキシメチルウラシル（ＡＵモノマ−という）を、アクリル酸とを溶媒中で、ラジカル開始剤と架橋剤との存在下反応させるが、この際使用しうる溶媒としてはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等であり、またラジカル開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、架橋剤としてはＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド等を挙げることができる。
【００１２】
【実施例】
次に実施例として具体的に本発明の高分子ゲルの製造方法を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
（ｉ）アクリルウラシル（ＡＵ）モノマ−の合成
アクリル酸（６．１ｍｌ，０．０９ｍｏｌ）の１０ｍｌ水溶液をＫＯＨ（５ｇ０．０９ｍｏｌ）の２０ｍｌ水溶液により中和した。ｐＨ試験紙により中和を確認した溶液に１００ｍｌのベンゼンを加え、この混合液をＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋａｐｐａｒａｔｕｓを使用し、一晩還流させて出てきた３１ｍｌの水を除去した。ろ過によりフラスコ中のアクリル酸カリウムを分離し、始めに１００ｍｌのアセトン、次いで５０ｍｌのエ−テルで洗い乾燥した。
得られたアクリル酸カリウム（１．１ｇ、０．０１ｍｏｌ）を１８−クラウン−６−エ−テル（２．６４ｍｏｌ，０．０１ｍｏｌ）と６−クロロメチルウラシル（１．１ｇ，０．０１ｍｏｌ）のＤＭＦ溶液３０ｍｌに加えた。反応混合物を１００℃、１８時間還流し、溶媒のＤＭＦを減圧留去し油状物質を得た。これに２５ｍｌの水を加え２時間放置し、分離した固体を濾過したのち、エタノ−ルで洗浄し乾燥した。この反応式を次に示す。
【００１３】
【化５】
0003598418.tif 000004
【００１４】
（ｉｉ）ポリアクリルウラシル（ＰＡＵ）の合成
上記の方法によって得られたＡＵモノマ−（１．３４ｇ、０．００６８ｍｏｌ）のＤＭＦ溶液を窒素置換し、開始剤としてα，α’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を用いて６０℃、４８時間重合させた。溶媒のＤＭＦを減圧留去し、得られた油分を最小量のＤＭＳＯ（５ｍｌ）で溶解し、アセトンに流し込んで再沈を行った。沈澱した固体をろ過により集め、アセトンから同じように２回再沈させ、最後に９５％エタノ−ルで再沈させ乾燥した。この反応式を次に示す。
【００１５】
【化６】
0003598418.tif 000005
【００１６】
得られたＰＡＵポリマ−水溶液溶液を作成し、その透過率（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ％）の測定した。即ち、得られたＰＡＵを超純水とリン酸緩衝水溶液（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｂｕｆｆｅｒ  Ｓａｌｉｎｅ，ＰＢＳ（ｐＨ７．４））にそれぞれ溶解させ、１．０ｗｔ％のポリマ−水溶液を調整した。紫外−可視分光光度計に恒温セルを取付け、所定温度でのそれぞれの水溶液の５００ｎｍにおける透過率（Ｔ％）を測定し、この透過率の温度依存性について調べた。その結果を図１に示した。
ＰＡＵポリマ−水溶液は精製水中では４５℃を境にして低温白濁／高温溶解を示した。また、リン酸緩衝溶液では５０℃を境にして低温白濁／高温溶解を示した。これは低温においてはＰＡＵが高分子コンプレックスを形成して不溶化して白濁し、透過率が０％を示したのに対し、高温ではこの高分子コンプレックスが解離して溶解するため透過率が高い値を示すものと考えられる。
温度変化にともない、高分子水溶液の透過率がある温度を境にして急激に変化したことはＰＡＵの分子内における高分子効果による高分子コンプレックスの形成／解離に基づくものと考えられる。この際の分子内相互作用として水素結合、疎水性相互作用、ファンデルワ−ルス力などが考えられる。
【００１７】
（ｉｉｉ）共重合体ポリマ−ゲルの生成
サンプル瓶にアクリルアミド（ＡＡｍ）、アクリル酸（ＡＡｃ）、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡｍ）、２，２−アゾビス（２−アミノジプロパン）二塩酸塩（Ｖ−５０）、及びＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡｍ）を表１に示した割合で各試薬を仕込んでＰＵＡｃ，ＰＵＡｃ−１０，ＰＵＡｍを得た。
【００１８】
【表１】
0003598418.tif 000006
【００１９】
これらの各試薬を脱気した５ｍｌのＤＭＳＯに溶解して共重合体ポリマ−ゲルを調製した。このモノマ−溶液を、厚さ０．５ｍｍのテフロンスペ−サ−を挟みマイラ−シ−トを添付した２枚のガラス板の間に流し込み、６０℃で２４時間反応させた。ポリ（アクリロイルオキシメシルウラシル・アクリル酸）共重合体（ＰＵＡｃ）の場合の反応式を次に示す。
【００２０】
【化７】
0003598418.tif 000007
ｌは１０〜５０、ｍは９０〜５０、ｎは１〜１０を表わす。
【００２１】
反応終了後、ＤＭＳＯおよび未反応物を取り除くため、精製水に浸した。その後含水状態のゲルを直径１．３ｍｍディスク状に打ち抜いて、５０℃で２４時間、減圧下５０℃で２４時間乾燥した。
得られたポリ（アクリロイルオキシメシルウラシル・アクリル酸）共重合体（ＰＵＡｃ）のゲルについて膨潤度及び外部変化に伴う膨潤度変化を測定した。このＰＵＡｃのｌは２４．８、ｍは７４．１、ｎは１．１であった。
なお、他の場合、即ちＰＵＡｃ−１０，ＰＵＡｍの場合についても同様にして得られる。
ａ．膨潤度測定
このゲルの乾燥重量（Ｗｐ）を測定し、これを精製水およびリン酸緩衝溶液（ｐＨ７．４）で満たしたサンプル瓶にいれ、１０℃から６０℃における平衡状態の含水量（Ｗｓ）を測定した。このＷｓはゲルを水中から取り出し、余分な水分を薬包紙で取り除いてから測定した。
ｂ．外部変化に伴う膨潤度変化測定
ゲルを精製水の入ったサンプル瓶にいれ低温で１時間３０分、高温で３０分で昇温降温を繰り返し所定の時間でサンプリングした。ゲルの膨潤度の温度変化に対するゲルの質量を測定することにより求めた。水溶液でのＰＵＡｃの平衡膨潤度の温度依存性を図２に、またリン酸緩衝溶液中での平衡膨潤度の温度依存性を図３に示した。
【００２２】
これらの結果よりＰＵＡｃのゲルについて精製水中及びリン酸緩衝溶液中において低温収縮／高温膨潤挙動の温度依存性が見られた。これは低温においてはウラシル−ウラシル間コンプレックスが形成して脱水和することで収縮し、高温ではこのコンプレックスが解離して水和することで膨潤するものと考えられる。また、リン酸緩衝溶液中の膨潤度が精製水中の膨潤度よりもかなり高い値を示したが、リン酸緩衝溶液中においてアクリル酸のＣＯＯＨがプロトン解離し、そのイオン反発のため高膨潤度を示したと考えられる。
【００２３】
次にポリ（アクリロイルオキシメシルウラシル・アクリルアミド）共重合体（ＰＵＡｍ）のゲルについて膨潤度及び外部変化に伴う膨潤度変化を測定した。この結果を図４に示した。この場合も精製水中及びリン酸緩衝溶液中において低温収縮／高温膨潤挙動の温度依存性が見られたが、ＰＵＡｍの場合に比してＰＵＡｍは低い膨潤度を示した。これはＰＵＡｃがアクリル酸のプロトン解離によるイオン反抜のため膨潤してしまうのに対しアクリルアミドはリン酸緩衝溶液（ｐＨ７．４）中に於いてもプロトン解離をしないため膨潤度が抑えられたものと考える。
【００２４】
次にこれら共重合体ポリマ−ゲルの３５℃と４０℃との範囲で外部温度を変化させた場合のＰＵＡｃとＰＵＡｃ−１０のゲルにおける精製水中での膨潤度変化を測定した。その結果を図５及び図６に示した。低温及び高温の繰り返しを３回及び４回行っても一定範囲内で可逆的な膨潤度変化を示した。この膨潤度変化は平衡膨潤度同様、低温においてはウラシル間コンプレックスが形成し、脱水和することで収縮し、高温ではこのコンプレックスが解離して水和することによって膨潤し畳めと考えられる。また、架橋濃度が１ｍｏｌ％の時（ＰＵＡｃ）に比べ１０ｍｏｌ％（ＰＵＡｃ−１０）の膨潤度はかなり低い値を示し、架橋濃度を挙げても可逆性の良い膨潤度を得ることが出来た。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、ウラシル基を導入した高分子ゲルは、１種類の高分子鎖で低温収縮・高温膨潤の挙動を示し、更に、ＡＡｍとの共重合で得られたＰＵＡｍゲルはリン酸緩衝溶液中においても同様な挙動を示した。また、温度変化に伴うゲルの膨潤度変化の可逆性が認められ、温度応答性の高分子ゲルとしての可能性が期待された。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＡＵを溶解した水及びリン酸緩衝溶液の透過率の温度依存性
【図２】水溶液中でのＰＵＡｃゲルの平衡膨潤度の温度依存性
【図３】リン酸緩衝溶液中でのＰＵＡｃゲルの平衡膨潤度の温度依存性
【図４】水及びリン酸緩衝溶液中でのＰＵＡｍゲルの平衡膨潤度の温度依存性
【図５】３５〜４０℃間の温度変化にともなうＰＵＡｃゲルの生成水中での膨潤度変化
【図６】３５〜４０℃間の温度変化にともなうＰＵＡｃ−１０ゲルの生成水中での膨潤度変化
【図１】
0003598418.tif 000010
【図２】
0003598418.tif 000011
【図３】
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【図４】
0003598418.tif 000013
【図５】
0003598418.tif 000014
【図６】
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