(57)【要約】  ポリマービーズおよびポリマービーズの製造方法について記載している。ポリマービーズは、架橋したヒドロゲルまたは乾燥したヒドロゲルである。ポリマービーズは、前駆体組成物の液滴を放射線に曝露することで形成される。液滴は全体的に気相によって囲まれている。前駆体組成物には、極性溶媒と極性溶媒中で混和性の重合性材料とが含まれる。重合性材料のモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数は、少なくとも１．２である。
2009540063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマービーズを製造する方法であって、
前駆体組成物として、
ａ）該前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超の極性溶媒と、
ｂ）フリーラジカル重合が可能であり且つモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である重合性材料であって、該極性溶媒と混和する該重合性材料と、を含む該前駆体組成物を準備する工程と、
液滴が全体的に気相によって囲まれている、該前駆体組成物の該液滴を形成する工程と、
該重合性材料を少なくとも部分的に重合させて第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間、該液滴を放射線に曝露する工程と、を含む、製造方法。
【請求項２】
該重合性材料は、モノマー分子当たりの（メタ）アクリロイル基の平均数が少なくとも２であるポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の重量平均分子量は２０００ｇ／モル以下である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の膨潤したビーズから前記極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記前駆体組成物は活性剤を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記活性剤は生物活性剤を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記前駆体組成物は光開始剤を更に含み且つ前記放射線は化学線を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の膨潤したビーズから前記極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成する工程と、
該乾燥したビーズが、少なくとも１種の活性剤を含むソルベートの少なくとも一部分を収着し第２の膨潤したポリマービーズを形成するに十分な時間、該乾燥したビーズを該ソルベートに接触させる工程と、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の膨潤したポリマービーズを乾燥させる工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ポリマービーズを含む物品の調製方法であって、
前駆体組成物として、
ａ）該前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超から８５質量パーセントまでの極性溶媒と、
ｂ）該前駆体組成物の全質量を基準として１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の重合性材料であって、該重合性材料は、フリーラジカル重合が可能であり且つモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２であり、該極性溶媒中に混和性であり且つ、
ｉ）少なくとも２つの（メタ）アクリロイル官能基を有し且つ少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有する、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）と、
ｉｉ）該前駆体組成物中の重合性材料の全質量を基準として０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーであって、酸性基、酸性基の塩またはそれらの混合物に加えてエチレン系不飽和基を含む該アニオン性モノマーとを含む、該重合性材料と、を含む該前駆体組成物を準備する工程と、
液滴が全体的に気相によって囲まれている、該前駆体組成物の該液滴を形成する工程と、
該重合性材料を少なくとも部分的に重合させて第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間、該液滴を放射線に曝露する工程と、を含む、調製方法。
【請求項１１】
前記第１の膨潤したビーズから前記極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成する工程を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記前駆体組成物は、前記重合性材料の質量を基準として１質量パーセント未満のアニオン性モノマーを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の重量平均分子量が２０００ｇ／モル未満である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記前駆体組成物は活性剤を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記活性剤は生物活性剤を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記前駆体組成物は光開始剤を更に含み且つ前記放射線は化学線を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の膨潤したビーズから前記極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成する工程と、
該乾燥したビーズが、活性剤を含むソルベートの少なくとも一部分を収着し第２の膨潤したポリマービーズを形成するに十分な時間、該乾燥したビーズを該ソルベートに接触させる工程と、を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記活性剤はエチレン系不飽和基および光開始剤を含み、前記方法は、前記第２の膨潤したポリマービーズを化学線に暴露する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の膨潤したポリマービーズを乾燥する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前駆体組成物のフリーラジカル重合反応生成物を含むポリマービーズを含む物品であって、該前駆体組成物は、
ａ）該前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超から８５質量パーセント以下の極性溶媒と、
ｂ）前駆体組成物の全質量を基準として１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の重合性材料であって、該重合性材料は、フリーラジカル重合が可能であり且つモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２であり、該極性溶媒中に混和性であり且つ、
ｉ）少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し且つ少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有する、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）と、
ｉｉ）該前駆体組成物中の重合性材料の全質量を基準として０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーであって、酸性基、酸性基の塩またはそれらの混合物に加えてエチレン系不飽和基を含む該アニオン性モノマーとを含む、該重合性材料と、を含む、物品。
【請求項２１】
ポリマービーズを含む物品であって、該ポリマービーズは、
ａ）フリーラジカル重合が可能であり且つモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である重合性材料を含む前駆体組成物のフリーラジカル重合反応生成物であって、該重合性材料は、
ｉ）少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し且つ少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有する、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）と、
ｉｉ）該前駆体組成物中の重合性材料の全質量を基準として０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーであって、酸性基、酸性基の塩またはそれらの混合物に加えてエチレン系不飽和基を含む該アニオン性モノマーとを含む、該フリーラジカル重合反応生成物と、
ｂ）活性剤と、を含む、物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張）
本出願は、米国特許出願第１１／４２３０４８（２００６年６月８日出願）および米国仮出願第６０／９４１１４８（２００７年５月３１日出願）に対する優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、ポリマービーズおよびポリマービーズの製造方法を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
ポリマービーズに対しては多くの商業用途がある、たとえば、生物学的用途、医療用途、および工業用途などである。ポリマービーズに対する用途は、増加し、範囲を広げ続けている。固有の物理特性、化学的な特性を有し、汎用性が付加されたポリマービーズが常に必要とされている。ポリマービーズを製造するための方法として種々のものが知られている。これら方法のほとんどにおいて、重合性材料の液滴を反応させて本質的に球状のポリマービーズを形成している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば、ポリマービーズを製造するためのものとしてエマルション重合方法が良く知られている。油または水エマルションの中に重合性材料が存在する液滴を反応させて、ポリマービーズを形成している。これらの方法はうまく機能するが、結果として生じるポリマービーズは多孔性であることが多い。さらに、残りの非重合性材料、たとえば油および乳化剤、を取り除くために、結果として生じるポリマービーズを十分にクリーニングする必要があることが多い。多くの場合、このクリーニングによって取り除かれるのは表面汚染物のみであることが多いが、ポリマービーズ内に同伴される可能性がある油または他の化合物が取り除かれることはない。重合反応を開始するために、重合性材料を加熱することが多いが、放射線を利用することもできる。
【０００５】
別の例では、重合性材料の液滴を形成して、重力によって落下させることがきる。落下している液滴に放射線を曝露して、重合を開始することができる。液滴が落下する間に重合が起こり、その結果、ポリマービーズが形成される。あるいは、重合性材料に放射線を曝露することを、液滴が形成される前に行なうことができる。しかし液滴が落下する間に重合が続く結果、ポリマービーズが形成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ポリマービーズおよびポリマービーズの製造方法について説明する。ポリマービーズには、場合によりに乾燥させることができる架橋したヒドロゲルが含有される。ポリマービーズには、いくつかの実施形態において、活性剤を含有できる。すなわちポリマービーズは、種々の活性剤に対する担体として機能することができる。
【０００７】
第１の態様においては、ポリマービーズを製造する方法が提供される。本方法には、前駆体組成物として、（ａ）前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超の極性溶媒と、（ｂ）極性溶媒と混和する重合性材料と、を含有する前駆体組成物を形成する工程が含まれる。重合性材料は、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が、少なくとも１．２である。本方法にはさらに、液滴が全体的に気相によって囲まれている前駆体組成物の液滴を形成する工程が含まれる。液滴を、重合性材料が少なくとも部分的に重合して第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間放射線に曝露する。
【０００８】
第２の態様においては、ポリマービーズを製造する別の方法が提供される。本方法には、前駆体組成物として、（ａ）前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超から８５質量パーセントの極性溶媒と、（ｂ）前駆体組成物の全質量を基準として１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の重合性材料と、を含有する前駆体組成物を形成する工程が含まれる。重合性材料は、極性溶媒と混和するとともに、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である。重合性材料には、少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が挙げられる。また重合性材料には、重合性材料の全質量を基準として０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーを含めることもできる。アニオン性モノマーには、エチレン系不飽和基に加えて、酸性基、酸性基の塩、またはそれらの混合物が含有される。本方法にはさらに、液滴が全体的に気相によって囲まれている、前駆体組成物の液滴を形成する工程が含まれる。液滴を、重合性材料が少なくとも部分的に重合して第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間放射線に曝露する。
【０００９】
第３の態様においては、ポリマービーズを含む物品が提供される。ポリマービーズは、アスペクト比が３：１以下であるとともに、前駆体組成物のフリーラジカル重合反応生成物であり、前記前駆体組成物には、（ａ）前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超から８５質量パーセントの極性溶媒と、（ｂ）前駆体組成物の全質量を基準として１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の重合性材料とが含有される。重合性材料は、極性溶媒と混和するとともに、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である。重合性材料には、少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が挙げられる。また重合性材料には、重合性材料の全質量を基準として０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーを含めることもできる。アニオン性モノマーには、エチレン系不飽和基に加えて、酸性基、酸性基の塩、またはそれらの混合物が含有される。
【００１０】
第４の態様においては、活性剤を含有するポリマービーズを含む物品が提供される。ポリマービーズは、アスペクト比が３：１以下であるとともに、（ａ）モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である重合性材料を含有する前駆体組成物の反応生成物と、（ｂ）活性剤とを含む。重合性材料には、少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシドユニットを有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が挙げられる。また重合性材料には、重合性材料の全質量を基準にして０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーを含めることもできる。アニオン性モノマーには、エチレン系不飽和基に加えて、酸性基、酸性基の塩、またはそれらの混合物が含有される。
【００１１】
本発明の上述の「課題を解決するための手段」は、開示された各実施形態または本発明の全ての実施を記載しようと意図していない。以下の「発明を実施するための最良の形態」および実施例は、これらの実施形態をより詳しく例証する。
【００１２】
添付の図面と関連して本発明の様々な実施形態の以下の「発明を実施するための最良の形態」を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ポリマービーズおよびポリマービーズの製造方法について説明する。ポリマービーズは、架橋したヒドロゲルまたは乾燥したヒドロゲルである。本明細書で用いる場合、用語「ヒドロゲル」は、親水性であり、且つ膨潤しているかまたは極性溶媒によって膨潤可能な高分子材料を指す。高分子材料は通常、極性溶媒と接触すると膨潤はするが溶解はしない。すなわちヒドロゲルは、極性溶媒には溶解しない。膨潤したポリマービーズを乾燥して、極性溶媒の少なくとも一部を取り除くことができる。いくつかの実施形態においては、ポリマービーズには活性剤も含有される。
【００１４】
ポリマービーズを前駆体組成物の液滴から形成する。本明細書で用いる場合、用語「前駆体組成物」は、ポリマービーズを形成するために放射線が曝露される反応混合物を指す。すなわち前駆体組成物とは、重合する前の反応混合物を述べている。前駆体組成物には、極性溶媒および極性溶媒と混和する重合性材料が含有される。また前駆体組成物には、他の任意選択の添加剤たとえば処理剤、活性剤、またはそれらの混合物を含めることもできる。前駆体組成物の液滴は通常、全体的に気相によって囲まれている。放射線に曝露されると、前駆体組成物内の重合性材料はフリーラジカル重合反応を起こして、ポリマービーズが形成される。反応生成物は、重合された材料と、極性溶媒と、何らかの任意選択の添加剤とを含有するヒドロゲルである。
【００１５】
本明細書で用いる場合、用語「ビーズ」および「ポリマービーズ」は交換可能に用いられ、以下のような粒子を指す。すなわち、高分子材料を含有し、滑らかな表面を有し、アスペクト比が３：１以下、２．５：１以下、２：１以下、１．５：１以下、または１：１である粒子である．すなわちアスペク比は、３：１〜１：１の範囲である。アスペクト比とは、ポリマービーズの最長の寸法と最長の寸法に直交する寸法との比率を指す。ポリマービーズの形状は、多くの場合に球状または楕円形である。しかし球状または楕円形形状は、ポリマービーズが乾燥したときに、潰れる可能性がある。本明細書で用いる場合、用語「滑らかな」は、不連続な部分および鋭利な部分が無い表面を指す。液滴から調製されるポリマービーズの形状は、ミリングまたはグラインディングなどのプロセスによって調製される粒子の形状とは同じではない。これらのプロセスでは、不規則な表面が生じる。
【００１６】
図１はポリマービーズ１０の略図である。ポリマービーズ１０は、外表面１２および内部組成物１５を有する。ポリマービーズ１０は多くの場合に均質であり、外面１２と内部組成物１５との間には識別できる界面が、たとえば走査型電子顕微鏡または光学顕微鏡等の顕微鏡を使って観察したときであっても、何ら存在しない。乾燥したポリマービーズは多くの場合に、均質な状態を保ち、巨視的な（すなわち、１００ｎｍよりも大）孔または溝のような内部孔または溝を含有しない。このポリマービーズおよび乾燥したポリマービーズの均質性は、重合された材料および極性溶媒を含有するポリマーのマトリックスのことを指す。活性剤が存在する場合、活性剤は、ポリマービーズの全体に渡って均質に分散されていても良いし、されていなくても良い。さらに活性剤は、ポリマーのマトリックスとは別個の相内に存在していても良い。
【００１７】
一般的に、ポリマービーズ（特に、活性剤を伴うもの）には、顕微鏡を使って観察したときに、識別できる多孔性も空隙もない。たとえば、ポリマービーズを環境制御型走査電子顕微鏡を用いて倍率を５０倍まで上げて観察しても、識別できる孔は存在しない（図６Ａの代表的な膨潤したポリマービーズを参照）。多くの場合に、ポリマービーズを電界放射型走査電子顕微鏡を用いて倍率を５０，０００倍まで上げて観察しても、識別できる孔は見られない。
【００１８】
ポリマービーズの形成は、（ｉ）極性溶媒と（ｉｉ）極性溶媒と混和する重合性材料とを含有する前駆体組成物から行なう。重合性材料には、フリーラジカル重合が可能であり且つモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である少なくとも１種のモノマーが含有される。いくつかの実施形態においては、他の任意選択の添加剤たとえば処理剤、活性剤、またはそれらの混合物を、前駆体組成物中に存在させることができる。存在する場合には、これらの任意選択の添加剤は、前駆体組成物に溶解させるかまたは分散させることができる。
【００１９】
本明細書で用いる場合、用語「極性溶媒」は、水、水混和性の有機溶媒、またはそれらの混合物を指す。極性溶媒は前駆体組成物中で反応するわけではない（すなわち、極性溶媒はモノマーではない）が、極性溶媒は通常、結果として生じるポリマービーズを膨潤させる。すなわち重合性材料は、極性溶媒の存在下で重合され、そこで結果として生じるポリマービーズは極性溶媒によって膨潤する。膨潤したポリマービーズには、前駆体組成物中に含まれている極性溶媒の少なくとも一部が含有される。
【００２０】
前駆体組成物中で用いる任意の水について、水道水、井戸水、脱イオン水、湧き水、蒸留水、滅菌水、またはいかなるその他の好適タイプの水とすることもきる。水混和性の有機溶媒とは、通常、水素結合が可能であるとともに、水と混合されたときに単一相の溶液を形成する有機溶媒を指す。たとえば、水混和性の有機溶媒を以下の量の水と混合したときに、単一相の溶液で存在する。すなわち、溶液の全質量を基準として、少なくとも１０質量パーセント、少なくとも２０質量パーセント、少なくとも３０質量パーセント、少なくとも４０質量パーセント、または少なくとも５０質量パーセントである。理想的には室温で液体であるが、水混和性の有機溶媒は、融解温度が約５０℃未満の固体であっても良い。好適な水混和性の有機溶媒には、それにはヒドロキシル基またはオキシ基が含有されていることが多いが、アルコール、重量平均分子量が約３００ｇ／モル以下のポリオール、エーテル、および重量平均分子量が約３００ｇ／モル以下のポリエーテルが挙げられる。代表的な水混和性の有機溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのランダムおよびブロック共重合体、ジメトキシテトラグリコール、ブトキシトリグリコール、トリメチレングリコールトリメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２１】
極性溶媒の存在量は、前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超であることが多い。代表的な前駆体組成物では、極性溶媒は、以下の量で存在する。すなわち、前駆体組成物の全質量を基準として、少なくとも１５質量パーセント、少なくとも２０質量パーセント、少なくとも２５質量パーセント、少なくとも３０質量パーセント、少なくとも４０質量パーセント、または少なくとも５０質量パーセントである。前駆体組成物における極性溶媒は、以下の量で存在することができる。すなわち、前駆体組成物の全質量を基準として、最大で８５質量パーセント、最大で８０質量パーセント、最大で７５質量パーセント、最大で７０質量パーセント、または最大で６０質量パーセントである。いくつかの前駆体組成物では、極性溶媒は以下の量で存在する。すなわち、前駆体組成物の全質量を基準として、１０超から８５質量パーセント、１０超から８０質量パーセント、２０〜８０質量パーセント、３０〜８０質量パーセント、または４０〜８０質量パーセントである。
【００２２】
重合性材料は、極性溶媒と混和し、極性溶媒から相分離しない。重合性材料に関連して本明細書で用いる場合、用語「混和性である」の意味は、重合性材料が極性溶媒に支配的に溶解するかまたは極性溶媒と相溶性であるということである。しかし極性溶媒に溶解しない重合性材料が、少量だけ存在する可能性がある。たとえば重合性材料が、極性溶媒に溶解しない不純物を有する場合があ。一般的に、少なくとも９５質量パーセント、少なくとも９７質量パーセント、少なくとも９８質量パーセント、少なくとも９９質量パーセント、少なくとも９９．５質量パーセント、少なくとも９９．８質量パーセント、または少なくとも９９．９質量パーセントの重合性材料が、極性溶媒に溶解できる。
【００２３】
本明細書で用いる場合、用語「重合性材料」は、モノマーまたはモノマーの混合物を指すことができる。用語「モノマー」と「モノマー分子」とは交換可能に用いて、フリーラジカル重合が可能である少なくとも１種の重合性基を含有する化合物を指す。重合性基は通常、エチレン系不飽和基である。
【００２４】
いくつかの実施形態においては、重合性材料には、単一の化学構造のモノマーが含まれる。他の実施形態においては、重合性材料には、複数種の異なるモノマーが含まれる（すなわち、化学構造が異なるモノマーの混合物が存在する）。重合性材料に含まれるのが１種のモノマーであろうとモノマーの混合物であろうと、重合性材料のモノマー分子当たりの重合性基（たとえば、エチレン系不飽和基）の平均数は、少なくとも１．２である。重合性材料には、たとえば、２つ以上の重合性基を有する単一種類のモノマーを含めることができる。あるいは、重合性材料に、複数の異なる種類のモノマーを、モノマー分子当たりの重合性基の平均数が少なくとも１．２に等しくなるように含めることができる。いくつかの実施形態においては、モノマー分子当たりの重合性基の平均数は、以下の値である。すなわち、少なくとも１．３、少なくとも１．４、少なくとも１．５、少なくとも１．６、少なくとも１．７、少なくとも１．８、少なくとも１．９、少なくとも２．０、少なくとも２．１、少なくとも２．２、少なくとも２．３、少なくとも２．４、少なくとも２．５、少なくとも２．６、少なくとも２．７、少なくとも２．８、少なくとも２．９、または少なくとも３．０である。
【００２５】
分子当たりの重合性基の平均数の決定は、各モノマー分子の相対モル濃度とその官能基（重合性基の数）とを決定することと、数平均官能基を決定することとによって行なう。たとえば、重合性材料が、Ｘモルパーセントの第１のモノマー（ｎ個の重合性基を有する）と、（１００−Ｘ）モルパーセントの第２のモノマー（ｍ個の重合性基を有する）とを含有する場合、重合性材料のモノマー分子当たりの重合性基の平均数は、［ｎ（Ｘ）＋ｍ（１００−Ｘ）］／１００であることになる。別の例では、重合性材料として、ｎ個の重合性基を有する第１のモノマーがＸモルパーセントと、ｍ個の重合性基を有する第２のモノマーがＹモルパーセントと、ｑ個の重合性基を有する第３のモノマーが（１００−Ｘ−Ｙ）モルパーセントとが含有される場合、重合性材料の分子当たりの重合性基の平均数は、［ｎ（Ｘ）＋ｍ（Ｙ）＋ｑ（１００−Ｘ−Ｙ）］／１００であることになる。
【００２６】
重合性材料には、２つ以上の重合性基を有する少なくとも１種のモノマーが含まれる。同様に、モノマー分子当たりの重合性基の平均数が少なくとも１．２である混合物を含有するという条件で、３つ以上の重合性基を有する第１のモノマーを、１つの重合性基を有する第２のモノマー、２つの重合性基を有する第２のモノマー、またはそれらの混合物と混合することができる。多くの場合に、３つ以上の重合性基を有するモノマーには、２つの重合性基、１つの重合性基、またはそれらの混合物を有する、モノマー不純物が含有される。
【００２７】
前駆体組成物には一般的に、前駆体組成物の全質量を基準として、１５〜９０質量パーセントの重合性材料が含有される。たとえば、前駆体組成物には、少なくとも１５質量パーセント、少なくとも２０質量パーセント、少なくとも２５質量パーセント、少なくとも３０質量パーセント、少なくとも４０質量パーセント、または少なくとも５０質量パーセントの重合性材料が含有される。前駆体組成物には、最大で９０質量パーセント、最大で８０質量パーセント、最大で７５質量パーセント、最大で７０質量パーセント、または最大で６０質量パーセントの重合性材料を含めることができる。いくつかの前駆体組成物では、重合性材料の量は、前駆体組成物の全質量を基準として、２０〜９０質量パーセント、３０〜９０質量パーセント、４０〜９０質量パーセント、または４０〜８０質量パーセントの範囲である。
【００２８】
重合性材料には多くの場合に、１つまたは複数の（メタ）アクリレートが含まれる。本明細書で用いる場合、用語「（メタ）アクリレート」とは、メタクリレート、アクリレート、またはそれらの混合物を指す。（メタ）アクリレートには、（メタ）アクリロイル基が含有されている。用語「（メタ）アクリロイル」は、式Ｈ２Ｃ＝ＣＲｂ−（ＣＯ）−の１価基を指す。ここで、Ｒｂは水素またはメチルであり、（ＣＯ）は、炭素が酸素に二重結合によって結合していることを示す。（メタ）アクリロイル基は、フリーラジカル重合が可能である（メタ）アクリレートの重合性基（すなわち、エチレン系不飽和基）である。すべての重合性材料を（メタ）アクリレートとすることもできるし、重合性材料に１つまたは複数の（メタ）アクリレートを、エチレン系不飽和基を有する他のモノマーと組み合わせて含めることもできる。
【００２９】
多くの実施形態において、重合性材料には、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が含まれる。用語ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）、ポリ（アルキレングリコール（メタ）アクリレート）、アルコキシ化（メタ）アクリレート、およびアルコキシ化ポリ（メタ）アクリレートは、交換可能に用いることができ、２つ以上のアルキレンオキシドの残基の構成単位（アルキレンオキシド単位と言うこともある）を含有する少なくとも１つの基を有する（メタ）アクリレートを指す。多くの場合に、少なくとも５つのアルキレンオキシドの残基の構成単位が存在する。アルキレンオキシド単位は、式−ＯＲ−の２価基である。式中、Ｒは、最大で１０個の炭素原子、最大で８個の炭素原子、最大で６個の炭素原子、または最大で４個の炭素原子を有するアルキレンである。アルキレンオキシド単位は多くの場合に、エチレンオキシド単位、プロピレンオキシド単位、ブチレンオキシド単位、またはそれらの混合物から選択される。
【００３０】
モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基（たとえば、（メタ）アクリロイル基）の平均数が少なくとも１．２である限り、重合性材料には、単一の（メタ）アクリレートまたは（メタ）アクリレートの混合物を含めることができる。モノマー分子当たりの（メタ）アクリロイル基の平均数が少なくとも１．２であるためには、重合性材料中に存在する（メタ）アクリレートの少なくとも一部が、モノマー分子当たり２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する。たとえば、重合性材料には、モノマー分子当たり２つの（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートを含有できるし、混合物として、モノマー分子当たり２つの（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートと、モノマー分子当たり１つの（メタ）アクリロイル基を有する１または複数種の（メタ）アクリレートとを組み合わせたものを含有できる。別の例では、重合性材料には、モノマー分子当たり３つの（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートを含有できるし、混合物として、モノマー分子当たり３つの（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートと、モノマー分子当たり１つの（メタ）アクリロイル基、モノマー分子当たり２つの（メタ）アクリロイル基、またはそれらの混合物を有する１つまたは複数種の（メタ）アクリレートとを組み合わせたものを含有できる。
【００３１】
モノマー分子当たり１つのエチレン系不飽和基を有する好適な重合性材料の具体例には、以下のものが含まれるが、これらに限定されない。すなわち、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、カプロラクトン（メタ）アクリレート、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）（たとえば、ポリ（エチレンオキシド（メタ）アクリレート）、ポリ（プロピレンオキシド（メタ）アクリレート）、およびポリ（エチレンオキシド−ｃｏ−プロピレンオキシド（メタ）アクリレート））、アルコキシポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）、（メタ）アクリル酸、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド（たとえば、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド）、およびＮ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド（たとえば、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド）である。
【００３２】
モノマー分子当たり２つのエチレン系不飽和基を有する好適な重合性材料には、たとえば、アルコキシジ（メタ）アクリレートが含まれる。アルコキシジ（メタ）アクリレートの例には、以下のものが含まれるが、これらに限定されない。すなわち、ポリ（アルキレンオキシドジ（メタ）アクリレート）たとえばポリ（エチレンオキシドジ（メタ）アクリレート）およびポリ（プロピレンオキシドジ（メタ）アクリレート）；アルコキシジオールジ（メタ）アクリレートたとえばエトキシ化ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、およびエトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート；アルコキシトリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレートたとえばエトキシ化トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレートおよびプロポキシ化トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート；およびアルコキシペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートたとえばエトキシ化ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートおよびプロポキシ化ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートである。
【００３３】
モノマー分子当たり３つのエチレン系不飽和基を有する好適な重合性材料の例には、たとえば、アルコキシ化トリ（メタ）アクリレートが含まれる。アルコキシ化トリ（メタ）アクリレートの例には、以下のものが含まれるが、これらに限定されない。すなわち、アルコキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートたとえばエトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、およびエチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合体トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート；およびアルコキシ化ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートたとえばエトキシ化ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートである。
【００３４】
モノマー当たり少なくとも４つのエチレン系不飽和基を有する好適な重合性材料には、たとえば、アルコキシ化テトラ（メタ）アクリレートおよびアルコキシ化ペンタ（メタ）アクリレートが含まれる。アルコキシ化テトラ（メタ）アクリレートの例には、アルコキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートたとえばエトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートが含まれる。
【００３５】
いくつかの実施形態においては、重合性材料には、モノマー分子当たり少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が含まれる。モノマー分子当たり平均で少なくとも１．２のエチレン系不飽和基を得るために、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）を単独でまたは他のモノマーと組み合わせて用いることができる。アルコキシ部分（すなわち、ポリ（アルキレンオキシド）部分）は多くの場合に、エチレンオキシド単位、プロピレンオキシド単位、ブチレンオキシド単位、またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有する。すなわち、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の各モルには、少なくとも５モルのアルキレンオキシド単位が含有される。複数のアルキレンオキシド単位が存在することによって、極性溶媒中でのポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の溶解が促進される。いくつかの代表的なポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）には、少なくとも６つのアルキレンオキシド単位、少なくとも８つのアルキレンオキシド単位、少なくとも１０個のアルキレンオキシド単位、少なくとも１２個のアルキレンオキシド単位、少なくとも１５個のアルキレンオキシド単位、少なくとも２０個のアルキレンオキシド単位、または少なくとも３０個のアルキレンオキシド単位が含有される。ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）にはポリ（アルキレンオキシド）鎖を含有でき、ポリ（アルキレンオキシド）鎖は、ホモポリマー鎖、ブロック共重合体鎖、ランダム共重合体鎖、またはそれらの混合物である。いくつかの実施形態においては、ポリ（アルキレンオキシド）鎖はポリ（エチレンオキシド）鎖である。
【００３６】
少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有するこのポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の任意の分子量を用いることが、ポリマービーズを前駆体組成物から形成することができる限り、可能である。このポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の重量平均分子量は多くの場合に、２０００ｇ／モル以下、１８００ｇ／モル以下、１６００ｇ／モル以下、１４００ｇ／モル以下、１２００ｇ／モル以下、または１０００ｇ／モル以下である。しかし他の用途では、重合性材料に、２０００ｇ／モル超の重量平均分子量を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）を含めることが望ましい。
【００３７】
複数の（メタ）アクリロイル基を有するいくつかの代表的なポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の調製が、以下の文献に記載されている。すなわち、米国特許第７，００５，１４３（アブエリャマン（Abuelyaman）ら）、加えて、米国特許出願公開第２００５／０２１５７５２  Ａ１（ポップ（Popp）ら）、同第２００６／０２１２０１１  Ａ１（ポップら）、および同第２００６／０２３５１４１  Ａ１（リーゲル（Riegel）ら）である。モノマー分子当たりの平均の（メタ）アクリロイル官能基が少なくとも２であるとともに、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有する好適なポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）は、たとえば、サトマー（Sartomer）（ペンシルベニア州エクストン（Exton））から、商品名「ＳＲ９０３５」（エトキシ化（１５）トリメチロールプロパントリアクリレート）、「ＳＲ４９９」（エトキシ化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート）、「ＳＲ５０２」（エトキシ化（９）トリメチロールプロパントリアクリレート）、「ＳＲ４１５」（エトキシ化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート）、ならびに「ＣＤ５０１」（プロポキシ化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート）および「ＣＤ９０３８」（エトキシ化（３０）ビス−フェノールＡジアクリレート）で市販されている。括弧の中の数は、モノマー分子当たりのアルキレンオキシド単位の平均数を指す。他の好適なポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）には、ポリアルコキシトリメチロールプロパントリアクリレートが含まれる。これはたとえば、バスフ（BASF）（ドイツ、ルートヴィヒスハーフェン（Ludwigshafen））から商品名「ラロマー（LAROMER）」で市販されているものであり、少なくとも３０のアルキレンオキシド単位を有する。
【００３８】
いくつかの代表的な前駆体組成物には、ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）であって、モノマー分子当たり少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのエチレンオキシド単位を有し、および重量平均分子量が２０００ｇ／モル未満であるものが含有される。この重合性材料を、前駆体組成物中の唯一の重合性材料とすることもできるし、極性溶媒中で混和性である他のモノマーと組み合わせることもできる。ポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が、前駆体組成物中における唯一のモノマーであろうと、他のモノマーと組み合わされようと、重合性材料のモノマー分子当たりの平均官能基数は少なくとも１．２である。
【００３９】
より具体的な代表的な前駆体組成物には、ポリ（エチレンオキシド）（メタ）アクリレートであって、モノマー分子当たり少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有し、および重量平均分子量が２０００ｇ／モル以下であるものが含有される。さらにより具体的な代表的な前駆体組成物には、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートであって、重量平均分子量が２０００ｇ／モル以下であるものを含有できる。多くの場合に、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートには、１つの（メタ）アクリロイル基、２つの（メタ）アクリロイル基、またはそれらの混合物を有する不純物が含有される。たとえば、市販の「ＳＲ４１５」（エトキシ化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート）は多くの場合に、モノマー分子当たりの平均官能基数は３未満である（分析したら、モノマー分子当たりの平均官能基数は約２．５であった）。不純物が存在する場合であっても、前駆体組成物中におけるモノマー分子当たりの平均官能基数は少なくとも１．２である。
【００４０】
モノマー分子当たり少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）に加えて、前駆体組成物には、ポリマービーズに特定の特性を付与するために添加される他のモノマーを含めることができる。場合によって、前駆体組成物にはアニオン性モノマーを含有できる。本明細書で用いる場合、用語「アニオン性モノマー」とは、エチレン系不飽和基に加えて、以下のような酸性基を含有するモノマーを指す。すなわち、カルボン酸（すなわち、カルボキシ）基（−ＣＯＯＨ）もしくはその塩、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）もしくはその塩、硫酸基（−ＳＯ４Ｈ）もしくはその塩、ホスホン酸基（−ＰＯ３Ｈ２）もしくはその塩、リン酸基（−ＯＰＯ３Ｈ）もしくはその塩、またはそれらの混合物から選択される酸性基である。前駆体組成物のｐＨに応じて、アニオン性モノマーは、中性状態（酸性型）とすることもできるし、塩の形態（アニオン型）とすることもできる。アニオン型の対イオンは多くの場合に、以下のものから選択される。すなわち、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムイオン、または種々のアルキル基を有するアンモニウムイオン、たとえばテトラアルキルアンモニウムである。
【００４１】
カルボキシ基を有する好適なアニオン性モノマーには、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、アクリル酸、メタクリル酸、および種々のカルボキシアルキル（メタ）アクリレート、たとえば２−カルボキシエチルアクリレート、２−カルボキシエチルメタクリレート、３−カルボキシプロピルアクリレート、および３−カルボキシプロピルメタクリレートである。カルボキシ基を有する他の好適なアニオン性モノマーには、たとえば米国特許第４，１５７，４１８（ハイルマン（Heilmann）に記載されるもののような（メタ）アクリロイルアミノ酸が挙げられる。代表的な（メタ）アクリロイルアミノ酸としては、Ｎ−アクリロイルグリシン、Ｎ−アクリロイルアスパラギン酸、Ｎ−アクリロイル−β−アラニンおよび２−アクリルアミドグリコール酸が挙げられるが、これらに限定されない。βスルホン酸基を有する好適なアニオン性モノマーには、以下のものが挙げられる、これらに限定されない。すなわち、種々の（メタ）アクリルアミドスルホン酸、たとえばＮ−アクリルアミドメタンスルホン酸、２−アクリルアミドエタンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、および２−メタクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等である。ホスホン酸基を有する好適なアニオン性モノマーには、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、（メタ）アクリルアミドアルキルホスホン酸、たとえば２−アクリルアミドエチルホスホン酸、および３−メタクリルアミドプロピルホスホン酸等である。リン酸基を有する好適なアニオン性モノマーには、以下のものが挙げられる。すなわち、アルキレングリコール（メタ）アクリレートのリン酸塩、たとえばエチレングリコール（メタ）アクリレートのリン酸塩、およびプロピレングリコール（メタ）アクリレートのリン酸塩等である。これらの酸モノマーのうちのいずれかの塩を用いることもできる。
【００４２】
アニオン性モノマーは、もし存在するならば、ポリマービーズの膨潤の度合いを増加させることができる。すなわち、膨潤の度合いの変更は多くの場合に、前駆体組成物中の他の親水性モノマーの量だけでなくアニオン性モノマーの量を変えることによって行なうことができる。膨潤の度合いは通常、ポリマービーズが収着することができる極性溶媒の総量に比例する。アニオン性モノマーの量を、重合性材料のモノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２となるように制御する。アニオン性モノマーの存在量は多くの場合に、０から２０質量パーセント未満（重合性材料の全質量を基準として）の範囲である。たとえば、前駆体組成物には、２０質量パーセント未満のアニオン性モノマー、１５質量パーセント未満のアニオン性モノマー、１０質量パーセント未満のアニオン性モノマー、５質量パーセント未満のアニオン性モノマー、３質量パーセント未満のアニオン性モノマー、２質量パーセント未満のアニオン性モノマー、１質量パーセント未満のアニオン性モノマー、０．５質量パーセント未満のアニオン性モノマー、０．２質量パーセント未満のアニオン性モノマー、または０．１質量パーセント未満のアニオン性モノマーを含有できる。いくつかの前駆体組成物にはアニオン性モノマーは含有されていない。アニオン性モノマーは低レベルであるかまたは全くないことが、特定の生物学的に活性な薬剤を伴う組成物中では好ましい場合がある。たとえば、特定のアニオン性の抗菌剤をビーズ内に必要以上に堅く拘束して溶出しないようにすることを、必要に応じて行なっても良い。
【００４３】
他の実施形態においては、前駆体組成物にカチオン性モノマーを含有できる。本明細書で用いる場合、用語「カチオン性モノマー」とは、エチレン系不飽和基に加えて、アミノ基、アミノ基の塩、またはそれらの混合物を有するモノマーを指す。たとえば、カチオン性モノマーは、アミノ（メタ）アクリレートまたはアミノ（メタ）アクリルアミドとすることができる。アミノ基は、第１級アミノ基もしくはその塩、第２級アミノ基もしくはその塩、第３級アミノ基もしくはその塩、または第４級塩とすることができる。カチオン性モノマーには多くの場合に、第３級アミノ基もしくはその塩、または第４級アミノ塩が含まれる。前駆体組成物のｐＨに応じて、いくつかのカチオン性モノマーは、中性状態（塩基性型）とすることもできるし、塩の形態（カチオン型）とすることもできる。カチオン型の対イオンは多くの場合に、以下のものから選択される。すなわち、種々のカルボン酸塩アニオン（たとえば、酢酸塩）だけでなく、ハロゲン化物（たとえば、臭化物または塩化物）、硫酸塩、アルキル硫酸塩（たとえば、メトサルフェートまたはエトサルフェート）、である。
【００４４】
代表的なアミノ（メタ）アクリレートには、以下のものが挙げられる。すなわち、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートおよびＮ−アルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、たとえば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−アクリル酸ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノプロピルメタクリレート、およびＮ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノプロピルアクリレート等である。
【００４５】
代表的なアミノ（メタ）アクリルアミドには、たとえば以下のものが挙げられる。すなわち、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（２−イミダゾリルエチル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３イミダゾリルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３イミダゾリルプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（３−ベンゾイミダゾリルプロピル）アクリルアミド、およびＮ−（３−ベンゾイミダゾリルプロピル）メタクリルアミドである。
【００４６】
代表的なモノマーの第４級塩には、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、（メタ）アクリルアミドアルキルトリメチルアンモニウム塩（たとえば、３−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライドおよび３−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）および（メタ）アクリロキシアルキルトリメチルアンモニウム塩（たとえば、２−アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、２−メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、３−メタクリロキシ−２ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、３−アクリロキシ−２ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、および２−アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムメチル硫酸塩）である。
【００４７】
他の代表的なモノマーの第４級アミノ塩には、ジメチルアルキルアンモニウム基として、アルキル基が２〜２２個の炭素原子または２〜２０個の炭素原子を有するものが挙げられる。すなわち、モノマーには、式−Ｎ（ＣＨ３）２（ＣｎＨ２＋１）＋の基が含まれる。ここで、ｎは整数であり値は２〜２２である。代表的なモノマーには、以下の式のモノマーが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４８】
【化１】
2009540063.tif 000003
【００４９】
ここで、ｎは整数であり範囲は２〜２２である。これらのモノマーの合成は米国特許第５，４３７，９３２（アリ（Ａｌｉ）ら）に記載されている。これらのモノマーの調製は、たとえば、ジメチルアミノエチルメタクリレート塩、アセトン、２〜２２個の炭素原子を有する１−ブロモアルカン、および場合により酸化防止剤を組み合わせることによって、行なうことができる。結果として生じる混合物を、約１６時間、約３５℃で攪拌した後、室温まで冷却しても良い。派生する白色固形物沈殿は次に、濾過によって分離し、冷えた酢酸エチルを用いて洗浄し、そして真空下で４０℃において乾燥させても良い。
【００５０】
いくつかのカチオン性モノマー（たとえば四級アミノ基を有するもの）は、抗菌剤特性をポリマービーズに付与することができる。カチオン性モノマーの存在量は多くの場合に、重合性材料の全質量を基準として０〜５０質量パーセントの範囲である。たとえば、前駆体組成物は、最大で４０質量パーセント、最大で３０質量パーセント、最大で２０質量パーセント、最大で１５質量パーセント、または最大で１０質量パーセントを含有できる。いくつかの例における前駆体組成物には、少なくとも０．５質量パーセント、少なくとも１質量パーセント、少なくとも２質量パーセント、または少なくとも５質量パーセントのカチオン性モノマーが含有される。いくつかの前駆体組成物にはカチオン性モノマーは含有されていない。
【００５１】
いくつかの代表的な重合性材料には、非イオン性モノマーのみが含有されている。すなわち、重合性材料には実質的に、アニオン性モノマーおよびカチオン性モノマーが両方とも無い。アニオン性またはカチオン性モノマーに関連して本明細書で用いる場合、「実質的に無い」の意味は、重合性材料には、重合性材料の質量を基準として、１質量パーセント未満、０．５質量パーセント未満、０．２質量パーセント未満、または０．１質量パーセント未満のアニオン性モノマーまたはカチオン性モノマーが含有されているということである。
【００５２】
いくつかの実施形態においては、前駆体組成物には、（ａ）前駆体組成物の全質量を基準として、１０質量パーセント超から８５質量パーセントの極性溶媒と、（ｂ）前駆体組成物の全質量を基準として１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の重合性材料とが含有される。重合性材料は、極性溶媒中に混和性であるとともに、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である。重合性材料には、（ｉ）少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）と、（ｉｉ）前駆体組成物中の重合性材料の全質量を基準として０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーであって、エチレン系不飽和基に加えて酸性基、酸性基の塩、またはそれらの混合物を有するアニオン性モノマーとが挙げられる。
【００５３】
極性溶媒および重合性材料に加えて、前駆体組成物には、１つまたは複数の任意選択の添加剤、たとえば処理剤、活性剤、またはそれらの混合物を含めることができる。これらの任意選択の添加剤のいずれかを、前駆体組成物に溶解させるか、または前駆体組成物中に分散させることができる。
【００５４】
本明細書で用いる場合、用語「処理剤」は、主に前駆体組成物または高分子材料のどちらかの物理的または化学的な特性を変えるために添加される化合物または化合物の混合物を指す。すなわち処理剤を添加する目的は、前駆体組成物を変えることかまたは高分子材料の形成を助長することである。添加する場合、処理剤は通常、前駆体組成物に添加する。これらの処理剤は通常、活性剤であるとはみなされない。
【００５５】
好適な処理剤には以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、レオロジー調整剤たとえばポリマーの増粘剤（たとえばゴム、セルロース、ペクチンなど）または無機増粘剤（たとえばクレイ、シリカゲルなど）、表面張力を変更する界面活性剤、前駆体組成物を安定させる乳化剤、極性溶媒へのモノマーの可溶性を高める可溶化剤、重合性材料の重合反応を促進する開始剤、連鎖移動または遅延剤、結合剤、分散剤、定着剤、発泡剤、流動助剤、気泡安定剤、増泡剤、ゲル化剤、艶出し剤、噴射剤、蝋、前駆体組成物の凝固点を下げておよび／または沸点を上げるための化合物、ならびに可塑剤である。
【００５６】
いずれかの任意選択的処理剤の存在量は通常、前駆体組成物の全質量を基準として２０質量パーセント以下、１５質量パーセント以下、１０質量パーセント以下、８質量パーセント以下、６質量パーセント以下、４質量パーセント以下、２質量パーセント以下、１質量パーセント以下、または０．５質量パーセント以下である。
【００５７】
１つの代表的な処理剤は開始剤である。ほとんどの前駆体組成物には、フリーラジカル重合反応を起こすための開始剤が含まれる。開始剤は、光開始剤とすることもできるし、熱開始剤とすることもできるし、レドックス対とすることもできる。開始剤は、前駆体組成物に可溶とすることもできるし、前駆体組成物中に分散させることもできる。
【００５８】
好適な可溶性の光開始剤の例は、２−ヒドロキシ−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２メチル−１−プロパノンである。これは、商品名「イルガキュア（IRGACURE）２９５９」で、チバスペシャルティケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）（ニューヨーク州タリタウン）から市販されている。好適な分散された光開始剤の例は、アルファ、アルファ−ジメトキシ−アルファフェニルアセトフェノンである。これは、商品名「イルガキュア６５１」で、チバスペシャルティケミカルズから市販されている。他の好適な光開始剤は、米国特許第５，５０６，２７９に記載されているアクリルアミドアセチル光開始剤である。この光開始剤には、開始剤として機能可能な基だけでなく重合性基も含有される。開始剤は通常、当該技術分野で知られ、いくつかの重合性組成物中で使用されるようなレドックス開始剤ではない。このようなレドックス開始剤は、もし存在するならば、生物活性剤と反応するであろう。
【００５９】
好適な熱開始剤としては、たとえば、アゾ化合物、過酸化物またはヒドロペルオキシド、過硫酸塩などが挙げられる。代表的なアゾ化合物としては、２，２「−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２」−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリドおよび４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）が挙げられる。市販されている熱アゾ化合物重合開始剤の例としては、「バゾ（VAZO）」４４、「バゾ」５６および「バゾ」６８などの「バゾ」という商品名でデュポンスペシャルティケミカル（DuPont Specialty Chemical）（デラウェア州ウィルミントン（Wilmington, DE））から入手できる材料が挙げられる。適する過酸化物およびヒドロペルオキシドには、過酸化アセチル、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドおよびペルオキシ酢酸が挙げられる。好適な過硫酸塩としては、たとえば、過硫酸ナトリウムおよび過硫酸アンモニウムが挙げられる。
【００６０】
他の例において、フリーラジカル重合開始剤は、レドックス対であり、たとえば過硫酸アンモニウムまたは過硫酸ナトリウムとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノエタン、過硫酸アンモニウムまたは過硫酸ナトリウムと硫酸第一鉄アンモニウム、過酸化水素と硫酸第一鉄アンモニウム、クメンヒドロペルオキシドとＮ，Ｎ−ジメチルアニリンなどである。
【００６１】
いくつかの実施形態において、前駆体組成物には、重合性材料、極性溶媒、および開始剤（たとえば光開始剤）のみが含まれている。ほとんどの実施形態において、開始剤の存在量は、前駆体組成物の全質量を基準として４質量パーセント以下、３質量パーセント以下、２質量パーセント以下、１質量パーセント以下、または０．５質量パーセント以下である。
【００６２】
前駆体組成物には、１つまたは複数の任意選択の活性剤を含めることができる。活性剤によって、何らかの付加された機能性がポリマービーズに与えられる。ポリマービーズは、活性剤に対する担体として機能する。存在する場合、活性剤の存在量は通常、前駆体組成物の全質量を基準として３０質量パーセント以下、２５質量パーセント以下、２０質量パーセント以下、１５質量パーセント以下、１０質量パーセント以下、または５質量パーセント以下である。
【００６３】
いくつかの実施形態においては、活性剤はポリマービーズ中に移動することおよびポリマービーズから移動することができる。他の実施形態においては、活性剤は、静止してポリマービーズ内に残る傾向がある。たとえば、活性剤の分子サイズが原因で、活性剤がビーズの外へ溶出または拡散することが防止される場合がある。別の例では、活性剤はビーズに共有結合またはイオン結合によって結合されても良い。活性剤は場合により、他のエチレン系不飽和基と反応して、高分子材料の一部になるかまたはビーズ中の高分子材料に結合されることが可能である、１つまたは複数のエチレン系不飽和基を有することができる。
【００６４】
いくつかの活性剤は生物学的に活性な薬剤である。本明細書で用いる場合、用語「生物学的に活性な薬剤」および「生物活性剤」は、交換可能に用いられ、生物系（たとえば、バクテリアまたは他の微生物、植物、魚、昆虫、または哺乳動物など）に対するいくつかの知られた効果を有する化合物または化合物の混合物を指す。生物活性剤を添加するのは、生物系に影響を及ぼすため、たとえば生物系の代謝に影響を及ぼすためである。生物活性剤の例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、医薬剤、除草剤、殺虫剤、抗菌剤、消毒剤および防腐剤、局所麻酔薬、収れん剤、抗真菌剤、抗菌物質、成長因子、ビタミン、ハーブエキス、酸化防止剤、ステロイド類または他の抗炎症剤、創傷治療を助長する化合物、血管拡張薬、剥離剤（exfoliant）たとえばアルファヒドロキシ酸またはベータヒドロキシ酸等、酵素、栄養素、タンパク質、および炭水化物である。さらに他の生物活性剤には、以下のものが含まれる。すなわち、人工的な日焼け剤、日焼け促進剤、皮膚鎮静剤、皮膚引き締め剤、抗しわ剤、皮膚修復剤、皮脂抑制剤、皮脂刺激物質、プロテアーゼ阻害剤、かゆみ止め成分、発毛抑制剤、発毛促進剤、皮膚知覚薬、にきび対策治療、除毛剤、脱毛剤、魚の目除去剤、タコ除去剤、イボ除去剤、日焼け止め用調製品剤、防虫剤、脱臭剤および制汗剤、毛着色剤、漂白剤、および抗フケ剤である。当該技術分野で知られる、いずれかの他の好適な生物活性剤も用いることができる。
【００６５】
他の活性剤は生物学的に活性ではない。これらの活性剤は、ポリマービーズにいくつかの非生物学的な機能性を付与するために添加する。すなわち、これらの活性剤を添加するのは、生物系に影響を及ぼすためではない、たとえば生物系の代謝に影響を及ぼすためではない。たとえば、好適な活性剤を、ポリマービーズの臭い、電荷、色彩、密度、ｐＨ、浸透圧モル濃度、水分活性、イオン強度、または屈折率を変えるために選択することができる。また活性剤を、反応性基または化合物をもたらすために選択することもできる。生物学的活性ではない薬剤の例として、以下のものが挙げられる。すなわち、乳化剤または界面活性剤（陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、およびこれらの組み合わせを含む）、顔料、無機酸化物（たとえば二酸化ケイ素、チタニア、アルミナ、およびジルコニア）、芳香成分たとえば芳香療法剤および芳香剤、臭い吸収剤、湿潤剤、潤滑剤、染料、漂白剤または着色剤、調味料、装飾剤たとえば光沢剤、皮膚軟化剤、酸、塩基、緩衝剤、指示薬、可溶性塩、キレート化剤などである。使用量に含まれる、室温で液体で水と混和性であるいくつかの湿潤剤（たとえば、グリコールおよび他のポリオール）は、膨潤したポリマービーズまたは乾燥したポリマービーズの組成百分率を計算する際に、極性溶媒の一部であるとみなされる。
【００６６】
いくつかの実施形態においては、活性剤は指示薬である。好適であればどんな化学的性質も、指示薬に対して用いることができる。たとえば指示薬を用いて、特定のｐＨ範囲または特定の種類の化合物の存在を検出することができる。いくつかの特定の種類の化合物が存在することによって、色変化を発生させることができる。たとえばニンヒドリンを用いて、タンパク質またはアミノ基の存在を検出することができる。または指示薬は、典型的なｐＨ指示薬たとえばメチルブルーまたはフェノールフタレインとすることもできる。
【００６７】
無機酸化物のナノ粒子をポリマービーズに付加して、ビーズの屈折率を上げることができる。たとえばポリマービーズに、ジルコニアナノ粒子またはチタニアナノ粒子をロードすることができる。ジルコニアナノ粒子の調製は、たとえば、米国特許第６，３７６，５９０（コルブ（Kolb）ら）および米国特許公開第２００６／０１４８９５０Ａ１（ダビッドソン（Davidson）ら）に記載された方法を用いて行なうことができる。
【００６８】
活性剤のいずれも重合性基を有していて良い。活性剤上の重合性基を用いることを、活性剤がポリマービーズから外へ移動することを防止するために用いることができる。カチオン性モノマーは、抗菌剤として機能する場合がある四級アミノ基だけでなく、エチレン系不飽和基も有するならば、前駆体組成物の重合性材料中に含めることができる。カチオン性モノマーは、四級アミノ基を有する（メタ）アクリレートであることが多い。
【００６９】
ポリマービーズは通常、未反応の重合性基を有するため、ポリマービーズを、重合性基を有する活性剤と後成形で反応させることができる。たとえば、カチオン性モノマーは、エチレン系不飽和基および四級アミノ基を有するならば、未反応のエチレン系不飽和基を有するポリマービーズと反応させることができる。ポリマービーズ、カチオン性モノマー、および光開始剤を含有する混合物を化学線に曝露して、カチオン性モノマーのエチレン系不飽和基を、ポリマービーズの未反応のエチレン系不飽和基と反応させることができる。反応生成物は、ポリマービーズに四級アミノ基が付加したものとなる。
【００７０】
ポリマービーズを製造する方法には、前駆体組成物を用意する工程と、全体的に気相によって囲まれている前駆体組成物の液滴を形成する工程とが含まれる。その方法には、前駆体組成物における重合性材料を少なくとも部分的に重合させて第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間だけ液滴を放射線に曝露する工程がさらに含まれる。液滴は、重力によって放射源を通り過ぎるように落下させることもできるし、スプレーとして上方に吹き飛ばすこともできる。
【００７１】
前述した前駆体組成物のいずれのものも、ポリマービーズを製造する方法において用いることができる。前駆体組成物に含まれる重合性材料は、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である。いくつかの実施形態においては、重合性材料には、少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が含まれる。重合性材料には場合により、前駆体組成物中の重合性材料の全質量を基準として、０〜２０質量パーセントのアニオン性モノマーを含めることができる。
【００７２】
放射線に曝露すると、前駆体組成物内の重合性材料はフリーラジカル重合反応を起こす。本明細書で用いる場合、用語「放射線」は、化学線（たとえば、波長がスペクトルの紫外領域または可視領域にある放射線）、加速粒子（たとえば、電子ビーム照射）、熱線（たとえば、熱または赤外放射線）などを指す。放射線は化学線または加速粒子であることが多い。なぜならば、これらのエネルギー源は、重合の開始および速度に対して良好な制御をもたらす傾向があるからである。加えて、化学線および加速粒子を、比較的低い温度で硬化を行なうために用いることができる。この結果、重合反応を熱放射線によって開始するために必要とされ得る比較的高温の影響を受けやすい成分の劣化が回避される。電磁気スペクトルの所望の領域のエネルギーを生成することができる、いずれかの好適な化学線源を用いることができる。化学線の代表的な供給源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステンフィラメントランプ、レーザ、太陽光などが挙げられる。
【００７３】
図２は、ポリマービーズを製造するための１つの代表的なプロセスを示す略図である。プロセス２０には、供給システム３０および重合システム４０が含まれている。重合性材料および極性溶媒を含有する前駆体組成物５０が、供給システム３０に与えられる。供給システム３０によって、前駆体組成物５０が重合システム４０へ送られる。重合システム４０内では、前駆体組成物５０中の重合性材料が放射線に曝露されてフリーラジカル重合反応を起こし、高分子材料を形成する。プロセス２０の供給システム３０および重合システム４０にはそれぞれ、種々の要素を含めることができる。
【００７４】
供給システム３０には、出口３４を有する受け入れ部３２が含まれている。受け入れ部３２は、ポット、容器、ホッパー、ホース、漏斗、または他の要素など、その中に前駆体組成物５０のある量を注ぐことができるか、そうでなければ加えることができるものであり得る。受け入れ部３２は、金属、プラスチック、ガラス、または他の好適ないずれの材料であっても良い。好ましくは、前駆体組成物５０は、受け入れ部３２に付着することも受け入れ部３２と反応することもなく、受け入れ部３２から容易に取り除くことができる。出口３４は、受け入れ部３２における開口部または孔のように単純であっても良いし、別の要素、たとえば超音波アトマイザであっても良い。図２に示す実施形態においては、出口３４は、単に受け入れ部３２における開口部である。出口３４によって、前駆体組成物５０の液滴を容易に形成することができる。
【００７５】
重合システム４０には、放射線源４２およびシールド装置４４が含まれている。シールド装置４４の存在は多くの場合、供給源４２から出た放射線を所望の場所へ導いて、極めて接近している場合がある、人または機器をシールドするためである。この実施形態においては、重合システム４０には管理要素４６も含まれている。管理要素４６は、前駆体組成物５０（たとえば、前駆体組成物５０の液滴）を、放射線源４２から生じる場合がある任意の高速度の空気流から保護または隔離するものである。管理要素４６によって、重合が起きる局所的な環境を制御することができる。すなわち管理要素４６を用いて、液滴が放射線源４２に曝露されるときに、前駆体組成物５０の液滴を全体的に囲む気相の組成物を制御することができる。
【００７６】
放射線源４２は、単一の放射線源であっても良いし、同じかまたは異なる複数種の放射線源であっても良い。放射線源４２によって、エネルギーたとえば赤外放射線、可視放射線、紫外放射線、電子ビーム放射線、マイクロ波放射線、または高周波放射線が得られる。使用する特定のエネルギー源は、特定の前駆体組成物５０に依存するであろう。好適な非イオン化放射線源には、連続およびパルス状供給源が含まれ、広帯域供給源であっても良いし、たとえば単色光源の狭帯域供給源であっても良い。代表的な非イオン化放射線源としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、水銀ランプ（低圧型、中圧型、および高圧型、並びにそれらの添加物型またはドープ型等の）、蛍光灯、殺菌灯、金属ハロゲン化物ランプ、ハロゲンランプ、発光ダイオード、レーザ、エキシマランプ、パルス化キセノンランプ、タングステンランプ、および白熱灯である。イオン化放射線源たとえば電子ビームだけでなく、赤外放射線源およびマイクロ波放射線源を用いても良い。また放射線源を組み合わせて用いても良い。
【００７７】
いくつかの代表的な方法では、１００〜１０００ナノメートル、１００〜８００ナノメートル、または１００〜７００ナノメートルの範囲にある波長を有する電磁放射線を用いることができる。いくつかの方法では、１００〜４００ナノメートルまたは２００〜４００ナノメートルの範囲にある波長を有する紫外放射線を用いることができる。たとえば、エキシマ源から出る波長２００ｎｍ未満の紫外放射線を用いることができる。多くの実施形態において、放射線源４２は高発光紫外線源であり、たとえば中圧水銀ランプ（少なくとも４０Ｗ／ｃｍ（１００Ｗ／インチ））である。低発光ランプ、たとえば殺菌灯を含む低圧水銀ランプ、を用いることもできる。
【００７８】
シールド装置４４は、供給源４２からの放射線が、極めて接近している人または機器に接触することを阻止する任意の好適な形状および材料とすることができる。シールド装置４４は、放射線の技術分野において周知である。
【００７９】
管理要素４６は、もし存在するならば、放射線源４２を通り過ぎる前駆体組成物５０の落下または流れを隔離または保護する任意の好適な形状および材料とすることができる。ほとんどのプロセスにおいて、管理要素４６は、供給源４２からの放射線に対して透明であるかまたは少なくとも部分的に透明である。要素４６の例は石英管であり、これを通って前駆体組成物５０の液滴が送られる。
【００８０】
ビーズ１０を生産する間、前駆体組成物５０を、たとえばオープントップを通って受け入れ部３２内へ運び（たとえば注ぎ）、そして出口３４を通って放出して液滴を形成する。自然の流体の動的特性により、前駆体組成物５０は液滴を形成することを、落下する前か、重合システム４０を通って落下する（たとえば、自由落下する）ときに、具体的には管理要素４６を通って放射線源４２を通り過ぎるときに、行なう。
【００８１】
液滴サイズは、直径が５００〜３０００マイクロメートルの範囲となるように制御されることが多い。液滴サイズの調整は、出口３４、前駆体組成物５０の粘度、または両方を変えることによって行なうことができる。前駆体組成物５０が重合システム４０を通過することは一般的に、自然力たとえば重力、および場合により気流、熱対流、表面張力等のみによって影響される。いくつかの実施形態においては、上向きのガス流を用いて、重合システム４０を通って起こる前駆体組成物５０の落下を減速させても良い。前駆体組成物５０が重合システム４０内にいる持続時間または前駆体組成物５０を放射線に曝露する時間は一般的に、１０秒以下、５秒以下、３秒以下、２．５秒以下、２秒以下、１秒以下、または０．５秒以下である。
【００８２】
前駆体組成物５０の液滴は全体的に気相によって囲まれている。通常、前駆体組成物５０が落下する雰囲気は周囲空気であるが、他のガス雰囲気たとえば不活性雰囲気を用いることができる。好適な不活性雰囲気としては、たとえば、アルゴン、ヘリウム、窒素、またはそれらの混合物を挙げることができる。重合システム４０から、膨潤したポリマービーズ１０が得られる。組成物が、落下する液体流れから液滴を形成させるのに表面張力に依存する場合には、出口３４から放射線源４２までの必要な最小距離が存在する。この流れ不安定性は、当該技術分野において良く知られている。
【００８３】
図３は、ポリマービーズを製造する別の代表的な方法を示す概略図である。最も基本的な形態において、プロセス１２０には、供給システム１３０および重合システム１４０が含まれている。前述したように、前駆体組成物５０が供給システム１３０に与えられる。供給システム１３０によって、前駆体組成物５０が重合システム１４０へ送られる。前駆体組成物５０の液滴が重合システム１４０を通過した後に、均質の膨潤したポリマービーズが得られる。プロセス１２０の供給システム１３０および重合システム１４０にはそれぞれ、種々の要素が含まれている。
【００８４】
供給システム１３０は、供給システム３０に類似させることができ、出口１３４を有する受け入れ部１３２を備えている。出口１３４には、スプレーヘッドたとえば超音波アトマイザ１３６が接続されている。超音波アトマイザ１３６は、前駆体組成物５０の小さい液滴（たとえば、約１０〜５００マイクロメートルの直径）を形成するものである。液滴サイズは、使用するアトマイザ、前駆体組成物の粘度、および他の因子に依存する。任意選択のポンプ１３５を示している。ポンプ１３５によって、前駆体組成物５０のアトマイザ１３６までの動きが円滑になる。
【００８５】
重合システム１４０は、前述したシステム４０と類似させることができ、放射線源１４２およびシールド装置１４４を有している。この例示した例では、シールド装置１４４は、組成物５０を重合システム１４０を通過するように方向づける管理要素としても機能する。
【００８６】
ビーズ１０を生産する間、前駆体組成物５０が受け入れ部１３２から出口１３４を経由して与えられ、そしてポンプ１３５によって加圧される。組成物５０は、機械的手段、たとえばアトマイザ１３６、によって放出される。アトマイザ１３６によって、重合システム１４０を通って周囲雰囲気中を落下する液滴のスプレーが形成される。液滴は通常、直径が１０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの範囲である。ポリマービーズは前駆体組成物５０の液滴から形成される。
【００８７】
液滴を形成する他の任意の手段を用いることができる。他の好適な液滴形成手段としては、たとえば以下のものが挙げられる。すなわち、霧吹き器、噴霧器、大容量の低圧スプレーや、超音波アトマイザおよび圧電式液滴発生器を備えるスプレードライヤおよび多くのタイプのスプレーノズルである。
【００８８】
前述したプロセスでは、前駆体組成物５０が受け入れ部から重合システムを通って垂直方向に落下することを例示している。別の代替的なプロセス構成では、前駆体組成物５０が受け入れ部からたとえば水平方向に放出されても良く、その結果、重合システムの前にありおよび／または重合システムを通る前駆体組成物５０の経路に、水平方向のベクトルが含まれる。
【００８９】
ある特定の液滴形成方法に対して、粒度分布は広くても良いし狭くても良い。狭い粒度分布は、単分散またはほぼ単分散とすることができる。一例として、超音波アトマイゼーションを用いて液滴を生成する場合、平均径としてほぼ５０マイクロメートルが得られる場合があるが、ビーズ粒度分布の範囲は約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートルである場合がある。他の液滴形成技術では、異なるビーズ粒度分布が実現される。狭い粒度分布のビーズが求められる用途に対しては、より制御された滴下形成方法を用いても良いし、付加的な後工程のふるい分けを行なって粒度分布を狭めることもできる。これは、当業者には知られていることである。
【００９０】
ポリマービーズの形成は、前駆体組成物の液滴に放射線を施して、重合性材料のフリーラジカル重合を起こすことによって行なわれる。前駆体組成物には、重合性材料だけでなく極性溶媒が含まれているため、ポリマービーズは極性溶媒によって膨潤する。ポリマービーズは、膨潤したビーズ、ヒドロゲルビーズ、溶媒によって膨潤したポリマービーズ、または膨潤したポリマービーズと記述することができる。これらの用語はすべて、本明細書では交換可能に用いても良い。
【００９１】
膨潤したポリマービーズ中の高分子材料は、架橋されるが、未反応の重合性基または反応性基を含有する可能性がある。未反応の重合性基には通常、さらなるフリーラジカル反応が可能なエチレン系不飽和基が含まれている。縮合反応または求核置換反応が可能な他の種類の重合性基たとえばヒドロキシル基またはアミノ基が存在する可能性がある。
【００９２】
膨潤したポリマービーズには一般的に、膨潤したポリマービーズの質量を基準として、１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の高分子材料が含まれる。膨潤したポリマービーズの１５質量パーセント未満が高分子材料である場合には、形の良いビーズを形成するのに十分な高分子材料が存在していない場合がある。膨潤したポリマービーズの９０質量パーセント以上が高分子材料である場合には、乾燥したポリマービーズのソルベートを収着する能力が、不適当なほどに低い場合がある。
【００９３】
いくつかの代表的な膨潤したポリマービーズにおいては、膨潤したポリマービーズの少なくとも１５質量パーセント、少なくとも２０質量パーセント、少なくとも２５質量パーセント、少なくとも３０質量パーセント、少なくとも４０質量パーセント、または少なくとも５０質量パーセントが高分子材料である。膨潤したポリマービーズの最大で８５質量パーセント、最大で８０質量パーセント、または最大で７０質量パーセントが高分子材料である。たとえば、膨潤したポリマービーズには、１５〜８５質量パーセント、２０〜８０質量パーセント、３０〜８０質量パーセント、または４０〜８０質量パーセントの高分子材料を含有できる。
【００９４】
膨潤したポリマービーズ内の極性溶媒の量は、膨潤したポリマービーズの１０質量パーセント超から８５質量パーセントまでの範囲であることが多い。極性溶媒の量が８５質量パーセントよりも大きい場合、形の良いビーズを形成するのに十分な高分子材料が存在していない場合がある。極性溶媒の量が、膨潤したポリマービーズの１０質量パーセント以下の場合、乾燥したポリマービーズが付加的な液体を収着する能力が、不適当なほどに低い場合がある。膨潤したポリマービーズに含まれるどんな極性溶媒も通常、マトリックスには共有結合されていない。いくつかの代表的な膨潤したポリマービーズにおいては、膨潤したポリマービーズの少なくとも１５質量パーセント、少なくとも２０質量パーセント、少なくとも２５質量パーセント、少なくとも３０質量パーセント、または少なくとも４０質量パーセントが極性溶媒である。膨潤したポリマービーズの最大で８５質量パーセント、最大で８０質量パーセント、最大で７０質量パーセント、最大で６０質量パーセント、または最大で５０質量パーセントが極性溶媒である。
【００９５】
いくつかの実施形態においては、膨潤したポリマービーズには活性剤も含有できる。これらの活性剤は、膨潤したポリマービーズを調製するために用いた前駆体組成物中に存在する可能性がある。あるいは、膨潤したポリマービーズの２回目の乾燥および膨潤を、ソルベートを用いて行なうことができる。すなわち、乾燥したポリマービーズがソルベートを収着して、第２の膨潤したポリマービーズを形成することができる。ソルベートには活性剤が含まれていることが多い。活性剤は、生物学的に活性な薬剤、生物学的に活性ではない薬剤、またはそれらの混合物とすることができる。好適な活性剤については前述している。
【００９６】
前駆体組成物に含まれている場合、活性剤は、材料を重合させるために用いられる放射線に対して安定でありおよび／または耐性があることが好ましい。活性剤が放射線に対して安定でもなく耐性もない場合でも、ポリマービーズが形成された後に添加すれば、より良好に進展する場合がある（すなわちポリマービーズを乾燥させた後に、活性剤を含むソルベートに曝露することができる）。活性剤が多くの場合に、前駆体組成物に添加できるかまたはポリマービーズの形成後に添加できることとは異なり、処理剤は通常、前駆体組成物のみに含まれている。
【００９７】
活性剤の量は、０〜３０質量パーセント（膨潤したポリマービーズの質量を基準として）の範囲とすることができる。いくつかの代表的な膨潤したポリマービーズにおいては、活性剤の量は、膨潤したポリマービーズの２０質量パーセント以下、１５質量パーセント以下、１０質量パーセント以下、５質量パーセント以下、３質量パーセント以下、または１質量パーセント以下である。
【００９８】
いくつかの代表的な膨潤したポリマービーズには、１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の高分子材料、１０質量パーセント超から８５質量パーセントの極性溶媒、および０から３０質量パーセントの活性剤（膨潤したポリマービーズの全質量を基準として）が含有される。
【００９９】
膨潤したポリマービーズは通常、均質であり、識別できる内部の孔または内部の溝は含有されていない。極性溶媒および高分子材料を含むポリマーのマトリックスは通常、膨潤したポリマービーズ内で単一の相として存在し、溶媒と高分子材料との間に識別できる境界は存在しない。しかし活性剤が存在する場合には、活性剤は、ポリマービーズの全体に渡って均質に分散されていても良いし、されていなくても良い。さらに、活性剤は、ポリマーのマトリックスとは別個の相内に存在していても良い。
【０１００】
一般的に、ポリマービーズ（特に活性剤がないもの）には、顕微鏡を使って、たとえば環境制御型走査電子顕微鏡を使って倍率を５０倍まで上げて観察したときでも、識別できる多孔性も空隙もない（図６Ａを参照）。ポリマービーズは多くの場合に、電界放射線型走査電子顕微鏡を使って倍率を５０，０００倍まで上げて観察したときでも、識別できる多孔性も空隙もない。
【０１０１】
膨潤したポリマービーズを、光を散乱することができる不透明な成分を用いずに調製した場合、クリアまたは透明となって、不透明度またはヘイズがほとんどないか全くなくできる。いくつかの実施形態においては、膨潤したポリマービーズとしてはクリアなものが好ましい。他の実施形態においては、透明性は必要ではなく、そしてポリマービーズの外観に影響を及ぼすことがある種々の成分を添加することができる。
【０１０２】
ポリマービーズに関連して用いる場合、用語「透明な」の意味は、ビーズによる可視光の散乱が、視覚的に検出可能な量では行なわれないということである。いくつかの実施形態においては、空気がポリマービーズ内に巻き込まれる場合があり、その結果、相境界において不透明部分が形成される可能性がある。しかしこれは、極性溶媒中における高分子材料の相分離ではない。組成物が透明であるとみなされるのは、波長が５５０ナノメートルの光の少なくとも８５パーセントが、厚さが１ミリメートルの硬化された前駆体組成物の膜を通って透過する場合である。これらの膜は、ガラスまたは他の非干渉性の基板上に流延することができる。いくつかの実施形態においては、波長が５５０ナノメートルの光の少なくとも８８パーセント、少なくとも９０パーセント、少なくとも９５パーセントが、この膜を通って透過する。
【０１０３】
ヘイズまたは不透明度の特徴付けは、ヘイズメータ、たとえばＢＹＫガードナー・ヘイズガード・プラス（BYK-Gardner Hazegard Plus）ヘイズメーター（広帯域光源を有する）を用いて行なうことができる。前駆体組成物から調製されるこの同じ膜を通る透過性は、少なくとも８５パーセント、少なくとも８８パーセント、少なくとも９０パーセント、または少なくとも９５パーセントであって、ヘイズは、１０パーセント未満、８パーセント未満、５パーセント未満、または３パーセント未満である。多くの実施形態において、ヘイズ成分は相分離を示している。
【０１０４】
ビーズは、堅くても良いしゴム弾性であっても良いし、容易に粉砕されても（たとえば、砕けやすくても）良いし、そうでなくても良い。高分子材料の含有量が高くなると、膨潤したポリマービーズの弾性率および圧潰強度が増加する傾向がある。より高い平均官能基数を有する前駆体組成物を用いることによって、より大きな量の架橋を実現した場合も、ポリマービーズの弾性率および圧潰強度が増加する傾向がある。平均官能基数とは、モノマー分子当たりの重合性基（エチレン系不飽和基）の平均数を指す。
【０１０５】
ポリマービーズは、幅広いサイズを有することができる。ビーズの直径は、放射線硬化の前に前駆体組成物の液滴を生成するために用いられる厳密な方法に依存し、その範囲は、１マイクロメートル未満から数千マイクロメートルであることができる。特に好適なビーズ径は、１〜約５０００マイクロメートルの範囲、１〜１０００マイクロメートルの範囲、１０〜１０００マイクロメートルの範囲、または１００〜１０００マイクロメートルの範囲である。
【０１０６】
ポリマービーズおよびポリマービーズの製造方法のいくつかの実施形態においては、第１の膨潤したポリマービーズから極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成することができる。用語「乾燥したビーズ」および「乾燥したポリマービーズ」は、本明細書において交換可能に用いられる。そして乾燥したビーズをソルベートと接触させることを、乾燥したビーズがソルベートの少なくとも一部を収着するのに十分な時間だけ行なうことができる。すなわち、第１の膨潤したポリマービーズを乾燥させて、乾燥したポリマービーズを形成することができる。そして乾燥したポリマービーズをソルベートと接触させて、第２の膨潤したポリマービーズを形成することができる。ソルベートには少なくとも１種の活性剤を含有できる。活性剤に加えて、ソルベートには、流体たとえば液体または超臨界流体を含めることができる。いくつかの代表的なソルベートには、活性剤に加えて極性溶媒が含まれる。
【０１０７】
本明細書で用いる場合、用語「収着する」は、吸着する、吸収する、またはそれらの組み合わせを指す。同様に、用語「収着」は、吸着、吸収、またはそれらの組み合わせを指す。収着は化学プロセスとすることもできるし（すなわち、化学反応が起こる）、物理プロセスとすることもできるし（すなわち、化学反応が起こらない）、両方とすることもできる。用語「ソルベート」とは、ポリマービーズたとえば乾燥したポリマービーズによって収着され得る組成物を指す。
【０１０８】
より具体的に、活性剤を含むポリマービーズを製造する方法が提供される。本方法には、前駆体組成物として、（ａ）極性溶媒と、（ｂ）極性溶媒と混和する重合性材料とを含有する前駆体組成物を形成する工程が含まれる。重合性材料は、フリーラジカル重合が可能であるとともに、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が１．２よりも大きい。本方法にはさらに、前駆体組成物の液滴を形成することであって、全体的に気相によって囲まれている液滴を形成する工程が含まれる。その液滴を放射線に曝露することを、重合性材料が少なくとも部分的に重合し、第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間だけ行なう。本方法にはさらに、第１の膨潤したポリマービーズから極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成する工程が含まれる。そして乾燥したビーズをソルベートと接触させることを、乾燥したビーズがソルベートの少なくとも一部を収着して第２の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間だけ行なう。ソルベートには通常、活性剤が含有されている。活性剤は、生物学的に活性な薬剤とすることもできるし、生物学的に活性ではない薬剤とすることもできるし、それらの混合物とすることもできる。
【０１０９】
この方法には多くの場合に、前駆体組成物として、（ａ）前駆体組成物の全質量を基準として１０質量パーセント超から８５質量パーセントの極性溶媒と、（ｂ）前駆体組成物の全質量を基準として１５質量パーセントから９０質量パーセント未満の重合性材料とを含有する前駆体組成物を形成する工程が含まれる。重合性材料は極性溶媒と混和する。重合性材料は、フリーラジカル重合が可能であるとともに、モノマー分子当たりのエチレン系不飽和基の平均数が少なくとも１．２である。重合性材料には、少なくとも２つの（メタ）アクリロイル基を有し、少なくとも５つのアルキレンオキシド単位を有するポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）が含まれる。また重合性材料には、０から２０質量パーセント未満のアニオン性モノマーを含めることもできる。アニオン性モノマーには、エチレン系不飽和基に加えて、酸性基、酸性基の塩、またはそれらの混合物が含有される。液滴を放射線に曝露することを、重合性材料を少なくとも部分的に重合させて第１の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間だけ行なう。本方法にはさらに、第１の膨潤したビーズから極性溶媒の少なくとも一部を取り除いて、乾燥したビーズを形成する工程が含まれる。乾燥したビーズをソルベートと接触させることを、乾燥したビーズがソルベートの少なくとも一部を収着して第２の膨潤したポリマービーズを形成するのに十分な時間だけ行なう。ソルベートには通常、活性剤が含有されている。活性剤は、生物学的に活性な薬剤とすることもできるし、生物学的に活性ではない薬剤とすることもできるし、またはそれらの混合物とすることもできる。
【０１１０】
乾燥したビーズを形成するために第１の膨潤したポリマービーズから取り除く極性溶媒の量は、所望する任意の量とすることができる。乾燥したビーズには、高分子材料中に残る少なくとも少量の極性溶媒が含有されることが多い。さらに、乾燥したビーズをソルベートと接触させて活性剤をポリマービーズ内にまたはポリマービーズ上に収着する場合、乾燥したビーズ内に存在する極性溶媒の量は一般的に、乾燥したポリマービーズの質量を基準として２５質量パーセント以下である。乾燥したビーズ中の極性溶媒の量は、乾燥したポリマービーズの質量の２０質量パーセント未満、１５質量パーセント未満、１０質量パーセント未満、５質量パーセント未満、２質量パーセント未満、または１質量パーセント未満とすることができる。一般的に、第１の膨潤したビーズから取り除かれる溶媒が多くなると、乾燥したビーズが収着できるソルベートの量は多くなる。
【０１１１】
第１の膨潤したポリマービーズは、極性溶媒が取り除かれたときに収縮して、潰れたまたはしぼんだ球体または楕円体に似る場合がある。いくつかの乾燥したポリマービーズは、長円形または楕円形の断面を有することがある。乾燥したポリマービーズの断面形状は、第１の膨潤したポリマービーズの断面形状に依存する。収縮量は、第１の膨潤したポリマービーズ中に当初存在する極性溶媒の体積と、乾燥によって極性溶媒が取り除かれる度合いとに依存する。
【０１１２】
乾燥したポリマービーズ（特に活性剤がない場合）は一般的に、均質のままであり、巨視的な（すなわち、１００ｎｍよりも大きい）内部の孔または溝は含有されていない。一般的に、ポリマービーズには、顕微鏡を使って観察したときに識別できる多孔性も空隙もない。たとえば、ポリマービーズを、環境制御型走査電子顕微鏡を用いて倍率を５０倍まで上げて観察しても、識別できる孔はない（図６Ｂを参照）。いくつかのポリマービーズは、電界放射型走査電子顕微鏡を用いて倍率を５０，０００倍まで上げて観察しても、識別できる孔はない。乾燥したビーズは、高い弾性率を有していても良いし、高い圧潰強度を有していても良いし、それらの組み合わせを有していても良い。これらの特性は、膨潤したポリマービーズの特性に類似することもできるし、それらの特性より大きくなることもできる。
【０１１３】
膨潤したポリマービーズは、以下のような種々の方法のいずれかを用いて乾燥させることができる（すなわち、膨潤したビーズから極性溶媒の少なくとも一部を取り除くことができる）。たとえば、従来のオーブンたとえば対流式オーブン内で加熱すること、電子レンジ内で加熱すること、空気乾燥させること、凍結乾燥させること、または真空乾燥させることである。ある特定のビーズ組成物を乾燥させるための最適な方法は、膨潤したポリマービーズ中に存在する極性溶媒の素性および量に加えて、たとえば生物活性剤のようなビーズ中の成分の熱安定性に依存する。水が存在する場合、好ましい乾燥方法としては、従来のオーブンたとえば対流式オーブン乾燥、電子レンジ乾燥、真空オーブン乾燥、および凍結乾燥が挙げられる。水を、大気圧において乾燥させる好適な温度は、１００℃に近いか１００℃を超える温度であることが多い。場合によっては、乾燥したビーズをより高い温度に加熱することが望ましい場合がある。この結果、縮合または他の化学反応を介してビーズ強度が向上する場合がある。たとえばビーズの加熱を、１４０℃超まで、１６０℃超まで、または１８０℃超までにさえ行なうことができる。ポリマービーズは、乾燥時に合体してたとえばフィルムまたはシートを形成するようなことはない。むしろ、乾燥したビーズは、分離した粒子として残る傾向がある。
【０１１４】
乾燥したビーズは容易に再膨潤させることは、たとえば、ソルベートを含浸させることによって可能である。その結果、その膨潤した状態に戻して、当初のサイズに近づけることができる。通常、第２の膨潤したポリマービーズを形成するために乾燥したビーズが収着できるソルベートの体積はほぼ、乾燥プロセスの間に第１の膨潤したポリマービーズから取り除かれた極性溶媒および他の非重合性成分の体積である。前駆体組成物中に存在する極性溶媒、および結果として生じる第１の膨潤したビーズ中に存在する極性溶媒が、ビーズの２回目の膨潤を行なう（たとえば、乾燥したビーズを膨潤させる）ために用いるソルベート中の溶媒と異なる場合には、乾燥したポリマービーズはほとんど膨潤しないこともあるし、その当初の重合時の寸法を超えて膨潤することもある。
【０１１５】
乾燥したビーズに、特に、膨潤したポリマービーズが形成される間に生じる熱または放射線の影響を受けやすい活性剤をロードすることができ、その活性剤はたとえば、薬剤、調合薬、殺虫剤、除草剤、染料、芳香成分、またはそれらの混合物などである。ビーズに活性剤を与えるために、乾燥したビーズを、活性剤を含むソルベートに接触させる。活性剤が液体ではない場合、ソルベートには通常、流体たとえば極性溶媒または超臨界流体（たとえば、二酸化炭素）も含有される。ソルベートは、溶液、懸濁液、または分散液とすることができる。多くの実施形態において、ソルベートは溶液である。乾燥したビーズは通常、ソルベートの少なくとも一部を収着する。乾燥したビーズをソルベートに曝露する結果、ポリマービーズ中に活性剤が含浸される。
【０１１６】
ソルベートには、活性剤および液体たとえば極性溶媒が含まれていることが多い。液体の収着によって、ポリマービーズは膨潤することが多い。液体によって通常、活性剤をビーズ内へ移送することが促進される。液体は、活性剤をビーズの全体に渡って保有し均質のビーズを形成することが多い。しかしいくつかの実施形態においては、活性剤がビーズの表面上に残ることもあるし、表面上により高濃度を有する活性剤の勾配がポリマービーズ全体に生じることもある。たとえば、活性剤のサイズ（たとえば、分子サイズ）に加えて極性溶媒の組成物が、乾燥したビーズ内への活性剤の移動（たとえば、拡散）に影響を及ぼす場合がある。
【０１１７】
乾燥したポリマービーズが収着できるソルベートの量は多くの場合に、乾燥したポリマービーズの質量を基準として、少なくとも１０質量パーセント、少なくとも２０質量パーセント、少なくとも４０質量パーセント、少なくとも５０質量パーセント、少なくとも６０質量パーセント、少なくとも８０質量パーセント、少なくとも１００質量パーセント、少なくとも１２０質量パーセント、少なくとも１４０質量パーセント、少なくとも１６０質量パーセント、少なくとも１８０質量パーセント、または少なくとも２００質量パーセントである。質量の増加は通常、乾燥したポリマービーズの質量を基準として、３００質量パーセント未満、２７５質量パーセント未満、または２５０質量パーセント未満である。
【０１１８】
ポリマービーズは、活性剤に対する担体となることができ、活性剤は、ビーズ内部の少なくとも一部内にかまたはビーズの表面の少なくとも一部上に存在することができる。活性剤を、ポリマービーズを形成するために用いる前駆体組成物中に含めることができる。あるいは活性剤を、少なくとも部分的に乾燥させたポリマービーズによって収着することができる。ポリマービーズによって、バルクとの出入りをする拡散制御された移送を実現することができる。すなわち多くの実施形態において、活性剤を、ポリマービーズ内へ拡散させることもできるし、ポリマービーズから外へ拡散させることもできるし、両方行なうこともできる。拡散速度は、たとえば以下の方法によって制御可能でなければならない。すなわち、高分子材料およびその架橋密度を変えること、極性溶媒を変えること、極性溶媒中での活性剤の溶解性を変えること、および活性剤の分子量を変えることである。拡散は、数時間に渡って、数日に渡って、数週間に渡って、または数ヶ月に渡って起こる可能性がある。
【０１１９】
使用目的によっては、活性剤を含有するポリマービーズが乾燥状態にあることが望ましい場合がある。乾燥したビーズをソルベートに曝露することによって活性剤を添加して、活性剤を含有する第２の膨潤したポリマービーズを形成した後で、第２の膨潤したポリマービーズを再び乾燥させることができる。この乾燥したポリマービーズを水分に曝露すると、活性剤はポリマービーズから拡散することができる。活性剤は、水分に曝露されるまで、ビーズ内で休止状態のままでいることができる。すなわち、ビーズを水分に曝露するまで活性剤を乾燥したポリマービーズ内に保存することが可能である。この結果、必要でないときに活性剤を浪費または損失することが防止でき、また多くの水分敏感な活性剤、加水分解、酸化、または他のメカニズムによって劣化する可能性がある活性剤の安定性を向上させることができる。活性剤の拡散制御された取り込みまたは送達を利用する可能性のある用途としては、たとえば、薬物送達、創傷管理、および持続放出型の抗菌および抗真菌保護、空気フレッシュニング剤、時間放出型（time-released）殺虫剤、および高等動物（たとえば魚または哺乳動物）に対する時間放出型（time-released）誘引物質が挙げられる。
【０１２０】
創傷包帯として、ポリマービーズに、治療機能をもたらす種々の活性剤をロードすることができる。これらの活性剤を包蔵する創傷包帯によって、創傷の感染が減るかまたはなくすることができる。加えて、これらの創傷包帯によって創傷治療の速度が速めることが、以下のようなときに起こり得る。すなわち、治療活性剤たとえば抗炎症薬、成長因子、アルファ−ヒドロキシ酸、酵素阻害物質たとえばマトリックスメタルプロティナーゼ（ＭＭＰ）阻害物質、酵素活性化物質、血管拡張剤、化学走性剤（chemotactic agent）、止血剤（たとえば、トロンビン）、抗菌剤、抗ヒスタミン剤、抗毒薬、麻酔薬、鎮痛剤、ビタミン、栄養素、または組み合わせを、ポリマービーズに添加したときである。創傷包帯内で用いる場合、ポリマービーズは通常、非常に滲出している創傷で用いる前は乾燥しているが、乾燥した創傷に水分を加えるために膨潤した状態で用いても良い。
【０１２１】
いくつかの実施形態においては、膨潤したポリマービーズを用いて抗菌剤を、哺乳類組織、またはポリマービーズ外側の他の環境のいずれかに送達することができる。ポリマービーズに添加することができるいくつかの代表的な抗菌剤としては、ヨウ素および一般的にヨードフォアと言われるヨウ素の種々の複合形態が挙げられる。ヨードフォアは、元素状態で存在するヨウ素または三ヨウ化物と特定の担体との複合体である。これらのヨードフォアの機能は、ヨウ素の可溶性を増加させることだけでなく、溶液中の自由分子ヨウ素のレベルを低減すること、およびあるタイプのヨウ素用持続放出型リザーバを用意することによって、行なわれる。ヨードフォアの形成は、以下のポリマー担体を用いて行なうことができる。すなわち、たとえばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）；Ｎ−ビニルラクタムと他の不飽和モノマーたとえば、これらに限定されないが、アクリレートおよびアクリルアミドとの共重合体；ポリエーテル含有界面活性剤たとえばノニルフェノールエトキシレートなどを含む、種々のポリエーテルグリコール（ＰＥＧ）；ポリビニルアルコール；ポリカルボキシ酸たとえばポリアクリル酸；ポリアクリルアミド；および多糖類たとえばデキストロースである。他の好適なヨードフォアとしては、プロトン化したアミンオキシド界面活性剤−三ヨウ化物複合体が挙げられる。これは、米国特許第４，５９７，９７５（ウッドワード（Woodward）ら）に記載されている。使用目的によっては、ヨードフォアはポピドンヨードである。これは、ポピドンヨードＵＳＰとして市販品を入手できる。ポピドンヨードＵＳＰは、Ｋ３０ポリビニルピロリドンとヨウ化物との複合体であり、利用可能なヨウ素の存在量は、約９質量パーセント〜約１２質量パーセントである。
【０１２２】
いくつかの実施形態においては、抗菌剤の種々の組み合わせを前駆体組成物またはソルベート中で用いることができる。他の知られている任意の抗菌剤として、前駆体組成物またはその結果として生じるヒドロゲルと共存できるものを用いることができる。これらには以下のものが含まれるが、これらに限定されない。すなわち、クロルヘキシジン塩たとえばグルコン酸クロルヘキシジン（ＣＨＧ）；パラクロロメタキシレノール（ＰＣＭＸ）；トリクロサン；ヘキサクロロフェン；グリセリンおよびプロピレングリコールの脂肪酸モノエステルおよびモノエーテル、たとえばグリセロールモノラウレート、モノカプリル酸グリセロール、グリセロールモノカプレート、プロピレングリコールモノラウレート、モノカプリル酸プロピレングリコール、プロピレングリコールモノカプレート（propylene glycol moncaprate）；フェノール；（Ｃ１２〜Ｃ２２）疎水性物質および四級アンモニウム基またはプロトン化した第３級アミノ基を含む、界面活性剤ならびにポリマー；四級シランのような四級アミノ含有化合物およびポリヘキサメチレンビグアニドのようなポリ４級アミン；銀含有化合物たとえば銀金属、銀塩たとえば塩化銀、酸化銀およびスルファジアジン銀；メチルパラベン；エチルパラベン；プロピルパラベン；ブチルパラベン；オクテニジン；２−ブロモ−２−ニトロプロパン−１，３ジオール；またはそれらの混合物である。他の抗菌剤が、たとえば以下の文献に記載されている。米国特許出願公開第２００６／００５２４５２（ショルツ（Ｓｃｈｏｌｚ））、第２００６／００５１３８５（ショルツ）、および第２００６／００５１３８４（ショルツ）。
【０１２３】
さらにポリマービーズを用いて、種々の材料、たとえば汚染物質または毒素を濃縮することができる。たとえばポリマービーズを用いて、水系または生態系から汚染物質を取り除くことができる。種々の機能性を高分子材料、たとえばキレート化剤中に取り入れることによって、重金属、放射性の汚染物質などを取り除くことができる場合がある。
【０１２４】
ビーズには、未反応のエチレン系不飽和基が含有されていることが多い。これらのエチレン系不飽和基は、他のモノマー、たとえばコーティング組成物中のモノマー、と反応させることができる。ビーズを重合して、最終コーティングにすることができる。さらに、一部のポリマービーズでは、さらに反応させることができる他の官能基を有するものがある。たとえば、前駆体組成物中に含まれるポリ（アルキレンオキシド（メタ）アクリレート）の一部は、種々の求核置換反応または縮合反応を起こす可能性があるヒドロキシ基を有している。
【０１２５】
ビーズ組成物を用いても良い代表的な化粧品用途およびパーソナルケア用途としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、創傷ケア製品たとえば吸収剤創傷包帯および過剰な滲出物を吸収する創傷充填物；応急処置包帯、ホット／コールドパック、ベビー用品たとえばベビーシャンプー、ローション、パウダおよびクリーム；浴剤たとえばバスオイル、錠剤および塩、バブルバス、バスフレグランスおよびバスカプセル；アイメイクアップ用調製品たとえばアイブロウペンシル、アイライナー、アイシャドウ、目薬、アイメイクアップリムーバおよびマスカラ；フレグランス調製品たとえばオーデコロンおよび化粧水、パウダおよびサッシェ；ノンカラーリングヘアー調製品たとえばヘアーコンディショナ、ヘアースプレ、ストレート・ヘア・アイロン、パーマネントウェーブ、リンス、シャンプー、トニック、包帯および他のグルーミングエイド；カラー化粧品；ヘアーカラーリング調製品たとえば毛髪染料、ヘアーティント、ヘアーシャンプ、ヘアーカラースプレー、ヘアーライトナーおよび毛髪脱色剤；メイクアップ用調製品たとえばフェースパウダ、ファンデーション、脚およびボディペイント、リップスティック、化粧下地、ルージュおよびメイクアップ定着剤；マニキュア用調製品たとえばベースコートおよびアンダーコート、キューティクルソフトナー、ネイルクリームおよびローション、ネイルエクステンダー、ネイルポリッシュおよびエナメル、およびネイルポリッシュおよびエナメルリムーバ；口腔衛生用製品たとえば歯磨剤および洗口剤；個人向け洗浄用製品たとえば浴用石鹸および洗剤、脱臭剤、膣洗浄器および女性用衛生製品；シェイビング用調製品たとえばアフターシェイブローション、髭軟化剤、男性用滑石粉、シェイビングクリーム、シェイビングソープおよびプリシェイブローション；スキンケア調製品たとえばクレンジング用調製品、皮膚消毒剤、除毛剤、顔および首化粧落とし、ボディおよびハンド化粧落とし、フットパウダおよびスプレー、保湿剤、ナイト用調製品、ペーストマスク、およびスキンフレッシュナー；ならびに日焼け止め用調製品たとえば日焼け止めクリーム、ゲルおよびローション、および室内日焼け用調製品である。
【０１２６】
使用目的によっては、ポリマービーズには、対象とする別の化合物の存在または不在を検出することができる指示薬が含有さている。指示薬を乾燥したポリマービーズに添加することは、指示薬および任意選択の流体たとえば極性溶媒（たとえば、水、ジメチルホルムアミドなど）を含有するソルベートを用いて行なうことができる。ビーズを、検出すべき化合物を潜在的に含有するサンプルに接触させることができる。そして指示薬は、サンプルに検出すべき化合物が含有されている場合、変色することができる。サンプルに曝露したときに指示薬がビーズの外へ移動しない場合には、ビーズが変色する場合がある。サンプルに曝露したときに指示薬がビーズの外へ移動する場合には、サンプル自体が変色する場合がある。
【０１２７】
具体例では、ポリマービーズに、指示薬、たとえばアミノ含有物質の存在を検出することができるニンヒドリンをロードすることができる。乾燥した、クリア且つ無色であることが多いポリマービーズに、ニンヒドリンをロードして黄色のポリマービーズを形成することができる。極性溶媒に加えてニンヒドリンを含有するソルベートを用いて、活性剤をポリマービーズに添加することができる。ニンヒドリン含有ポリマービーズがアミノ含有物質と接触すると、ニンヒドリンは黄色から鮮やかな紫色へと変化する。ニンヒドリンとアミノ含有物質との相対的な拡散速度に応じて、ビーズの色が黄色から紫色に変化するか、またはニンヒドリンがビーズの外へ移動してアミノ含有サンプルの色を変える。たとえば、少量のアミノ含有物質がニンヒドリン含有ポリマービーズ中へ移動して、ビーズの色を黄色から紫色へ変えることができる。しかし比較的多量のタンパク質がポリマービーズ中に拡散することは、ニンヒドリンがビーズの外へ移動できるほどに容易に行なえるわけではない。タンパク質を含有するサンプルの色は紫色に変化できる一方で、ビーズは紫色には変化しない場合がある。アミノ含有物質の混合物を含むいくつかの他の例では、ポリマービーズおよびアミノ含有サンプルの両方とも紫色に変化する場合がある。
【０１２８】
染料をロードしたポリマービーズを、飽和度指示薬として用いることができる。染料含有ポリマービーズを乾燥させることができる。乾燥したビーズを水に接触させると、染料はポリマービーズの外へ拡散して水の色を変えることができる。あるいは、染料として、水がない場合には無色であるが水がビーズ中に収着されると着色するものを、取り入れることができる。たとえば、特定のｐＨ指示薬たとえばフェノールフタレイン（phenothalein）は、乾燥時は無色であるが、ぬれると着色する。
【０１２９】
前述の事項は、現在予見されない、本発明の実質的でない修正が、本発明の均等物を表しうるにもかかわらず、本発明者らによって権能付与的記載が入手できる予見された実施形態の観点から本発明を記載している。
【実施例】
【０１３０】
本発明について、以下の説明用実施例でさらに説明する。実施例では、すべての部およびパーセンテージは、特に断りのない限り、質量によるものである。
【０１３１】
試験培養を作るときに用いた生物はすべて、アメリカンタイプカルチャコレクション（American Type Culture Collection）、マナッサス（Manassas）、バージニア州から入手した。
【０１３２】
阻害ゾーンアッセイ法
カンジダアルビカンス試験：カンジダアルビカンス（ＡＴＣＣ９００２８）を、ＤＩＦＣＯサブロー（Sabouraud）デキストロース（ＳＤ）ブロス中で一晩生育させた。このブロスは、フォイトグローバルディストリビューション社（Voigt Global Distribution, Inc.）（ローレンス（Lawrence）、カンザス州）から販売されているものである。セルを希釈して、濃度を、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）（ＥＭＤバイオサイエンス（Biosciences）（ダルムシュタット（Darmstadt）、ドイツ）より入手）においてミリリットル（ｍＬ）当たりほぼ１×１０６コロニー形成単位（ＣＦＵ）にすることを、０．５マックファーランド標準比濁液を用いて行なった。菌叢の調製を、滅菌綿塗布体をセル懸濁液内に浸すこと、ＤＩＦＣＯ  ＳＤ寒天プレートの乾燥表面を綿棒で３つの異なる方向に塗ることによって行なった。寒天培地は、フォイトグローバルディストリビューション社から入手した。各ビーズサンプルから得た３つのビーズを、接種されたプレート上に置いた後、無菌鉗子を用いて寒天に対してしっかりと押圧して、寒天との完全な接触を確実にした。プレートの培養を、２８℃±１℃で２４時間行なった。ビーズの下の領域およびビーズを囲む領域について、菌の生育がないかどうか調べた。また阻害ゾーンの直径を記録した。
【０１３３】
アスペルギルスニガー試験：ＰＢＳ中にアスペルギルスニガー（ＡＴＣＣ  １６４０４）の１×１０５の胞子が含まれる懸濁液を、ＤＩＦＣＯポテトデキストロース寒天（ＰＤＡ）プレートに加えることを、殺菌した拡散器を用いて行なった。寒天プレートは、フォイトグローバルディストリビューション社から入手した。各ビーズサンプルから得た１つのビーズを、接種されたプレート上に置いた後、無菌鉗子を用いて寒天に対してしっかりと押圧して、寒天との完全な接触を確実にした。プレートの培養を、２８℃±１℃で７日間行なった。次にビーズの下の領域およびビーズを囲む領域について、菌の生育がないかどうか調べた。また阻害ゾーンの直径を記録した。
【０１３４】
黄色ブドウ球菌（ＡＴＣＣ  ６５３８）、グラム陽性試験：ＰＢＳ中にミリリットル（ｍＬ）当たりほぼ１×１０８コロニー形成単位（ＣＦＵ）の濃度を含有する接種材料懸濁液の調製を、０．５マックファーランド標準比濁液を用いて行なった。菌苔の調製を、滅菌綿棒塗布体を懸濁液内に浸すこと、ミューラーヒントン（Mueller Hinton）ＩＩプレートの乾燥表面を綿棒で３つの異なる方向に塗ることによって行なった。プレートは、テクノバ（Teknova）（ホリスタ（Hollister）、カリフォルニア州）から入手した。各ビーズサンプルから得た３つのビーズを、接種されたプレート上に置いた後、無菌鉗子を用いて寒天に対してしっかりと押圧して、寒天との完全な接触を確実にした。プレートの培養を、２８℃±１℃で２４時間行なった。ビーズの下の領域およびビーズを囲む領域について、バクテリア生育がないかどうか調べた。また阻害ゾーンの直径を記録した。
【０１３５】
シュードモナス緑膿菌（ＡＴＣＣ  ９０２７）、グラム陰性試験：ＰＢＳ中にミリリットル（ｍＬ）当たりほぼ１×１０８コロニー形成単位（ＣＦＵ）の濃度を含有する接種材料懸濁液の調製を、０．５マックファーランド標準比濁液を用いて行なった。菌苔の調製を、滅菌綿棒塗布体を懸濁液内に浸すこと、ミューラーヒントンＩＩプレートの乾燥表面を綿棒で３つの異なる方向に塗ることによって行なった。プレートは、テクノバ（Teknova）（ホリスタ（Hollister）、カリフォルニア州）から入手した。各ビーズサンプルから得た３つのビーズを、接種されたプレート上に置いた後、無菌鉗子を用いて寒天に対してしっかりと押圧して、寒天との完全な接触を確実にした。プレートの培養を、２８℃±１℃で２４時間行なった。ビーズの下の領域およびビーズを囲む領域について、バクテリア生育がないかどうか調べた。また阻害ゾーンの直径を記録した。
【０１３６】
菌の生育阻害の液体ブロス試験
試験した各抗真菌剤に対して、５０ｍＬのＤＩＦＣＯ麦芽エキスブイヨンを収容する複製のフラスコに、アスペルギルスニガー（ＡＴＣＣ  １６４０４）のほぼ１０５の胞子を接種した。１０個のビーズを各フラスコに加えて、サンプルの培養を、２８℃±１℃で７日間、振とう器上の暗い中で行なった（目に見える生育が対照フラスコ中で観察されるまで行なった）。７日目に、サンプルフラスコを写真に撮った。フラスコの内容物を濾過することによって回収した菌バイオマスの質量を計ることを、収集直後と４時間乾燥させた後の両方において行なった。
【０１３７】
ＡＳＴＭＥ２１４９−０１：動的接触状態の下で固定化した抗菌剤の抗菌活性を決定するための標準試験方法
この方法には、緩衝液にバクテリア細胞の一晩培養物を接種することが含まれていた。緩衝液は、０．３ｍＭのＫＨ２ＰＯ４（ＥＭサイエンス（EM Science）（ギブスタウン（Gibbstown）、ニュージャージー州）より入手）であった。バクテリア細胞は、シュードモナス緑膿菌（ＡＴＣＣ  ９０２７）または黄色ブドウ球菌（ＡＴＣＣ６５３８）のどちらかであった。緩衝剤中のバクテリアの最終的な濃度は、１×１０６ＣＦＵ／ｍＬであった。５０ｍＬの緩衝剤ごとに、各サンプルから得た１０個のヒドロゲルビーズを試験した。サンプルの培養を、２４時間、２８℃±１℃で一定の撹拌をしながら行なった。２４時間後、生存している微生物を平板培養してカウントした。カウントは、Ｍペトリフィルム（PETRIFILM）エアロビックカウント（Aerobic Count）（ＡＣ）プレーツ（Plates）を用いて行なった。これは、３Ｍ（セントポール（Saint Paul）、ミネソタ州）から販売される。３ＭペトリフィルムＡＣプレートの培養を、４８時間、３５℃±１℃で行なった。処理サンプル対未処理サンプルから得たバクテリアのパーセント減少の計算を行なった。
【０１３８】
（実施例１）：基本的なビーズ形成プロセス
図２に例示する設備上でビーズを製造した。図２の種々の要素を参照し、参照数字を括弧の中に示す。
【０１３９】
均質な前駆体組成物（５０）を、以下のものを混合することによって調製した。すなわち、４０グラムの２０モルエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）（ＳＲ４１５、サトマー、エクセタ（Exeter）、ペンシルベニア州から販売）、６０グラムの脱イオン化（ＤＩ）水、および０．８グラムの光開始剤（イルガキュア２９５９、チバスペシャルティケミカルズ、タリタウン、ニューヨーク州から販売）である。この実施例および以後のすべての実施例で用いるエトキシ化ＴＭＰＴＡの平均官能基数を、ＨＰＬＣデータから決定した。ＨＰＬＣデータによれば、モノマーは、５３．６質量パーセントの３官能性アクリレート（５２．５モルパーセント）、４５．３質量パーセントの２官能性アクリレート（４６．５モルパーセント）、および１．０質量パーセントの単官能性のアクリレート（１．１モルパーセント）であった。この情報を用いて、またそれぞれの種に対して２０モルエトキシ化の平均値を想定して、平均官能基数は約２．５であると計算した。前駆体組成物（５０）を漏斗（３２）内へ注いで、前駆体組成物（５０）が、２．０ミリメートル径のオリフィス（３４）を通って漏斗（３２）を出るようにした。前駆体組成物（５０）は、０．９１メートル長、５１ミリメートル径の石英管（４６）の垂直軸に沿って落下した。石英管（４６）はＵＶ曝露ゾーンを通って延びている。ＵＶ曝露ゾーンは、光シールド（４４）と、９６Ｗ／ｃｍ（２４０Ｗ／インチ））の照射器（ヒュージョンＵＶシステムズ（Fusion UV Systems）、ゲーサーズバーグ（Gaithersburg）、メリーランド州から販売される）とによって規定されている。照射器には、２５ｃｍ長の「Ｈ」バルブ（４２）が備え付けられている。バルブ（４２）は、一体化された後部反射器（４４）に、バルブの向きが落下中の前駆体組成物（５０）と平行になるように結合されている。照射器（４０）の下で、ポリマービーズ（１０）が得られた。プロセス全体は、周囲条件の下で操作した。
【０１４０】
クリアで、自由に流動することができるポリマービーズ（１０）は、光沢のある外観を示し、多孔性は目に見えては現れていなかった。ビーズの直径は、ほぼ１ミリメートル〜４ミリメートルの範囲であった。ビーズ（１０）を、石英管（４６）の土台に取り付けたプラスチックバッグに集めた。収率は本質的に定量的であった。ビーズには弾力性があったが、粉砕することができて、その構成の全体に渡って均質な組成物を有することが分かった。図４に典型的なビーズの光学顕微鏡写真を示す。
【０１４１】
（実施例２）：アクリレートのブレンドを含むポリマービーズ
実施例１のプロセスを繰り返すことを、５グラムの前駆体組成物（ＳＲ４１５）、５グラムのテトラヒドロフルフリルアクリレート（ＳＲ２８５、サトマー製）、０．２グラムのイルガキュア２９５９、および３０ｇの脱イオン化（ＤＩ）水を用いて行なった。計算によるモノマーの平均官能基数は１．２であった。形成されたビーズは、外観およびサイズにおいて、実施例１のものと同程度であった。
【０１４２】
（実施例３）：ポリマービーズに水可溶性の溶質を含浸させる
実施例１に記載した通りに調製したビーズの試料（５グラム）をバイアル瓶の中に置いて、オーブンの中で１００℃で２時間、乾燥させた。乾燥時、結果として生じた質量損失は６０質量パーセントであった。これは、当初のビーズ中に存在する水の定量的な損失に対応するものであった。乾燥したビーズは、しぼんだ球体のように見えたが、多孔性の兆候は見られなかった。
【０１４３】
乾燥したビーズを、メチルレッドの水溶液で覆った。１時間以内に、溶液の大部分がポリマービーズによって吸収されていた。次に、赤く着色されたビーズを濾過して脱イオン水ですすぎ洗いした。
【０１４４】
（実施例４）：平均径がより小さいポリマービーズの調製
実施例１のプロセスを繰り返した。ただし前駆体組成物は、漏斗から、内径は０．７５ミリメートルのマイクロピペットチップを通過して出た。漏斗内の液体の高さを一定のレベルに維持して、出口オリフィスを通って流れる前駆体組成物の定常流を維持するようにした。平均のビーズ径は約７００マイクロメートルであった。
【０１４５】
（実施例５）：導電性ビーズ
実施例１のプロセスを繰り返すことを、（＋）−グルコースの５質量パーセント脱イオン水溶液を含有する前駆体組成物を用いて行なった。グルコースは既知の還元糖である。結果として生じるビーズを、新鮮な脱イオン水ですすぎ洗いした後、少数のビーズ（すなわち、スパチュラを覆うような）を、硝酸銀の１０質量パーセント水溶液中に置いた。硝酸銀および（＋）−グルコースの両方とも、シグマアルドリッチケミカル社（Sigma-Aldrich Chemical Co.）（セントルイス（Saint Louis）、ミズーリ州）から入手した。銀イオンがビーズの表面上で銀金属に還元されていたために、ビーズの表面は黒ずんでいた。電気抵抗を測定したところ、ビーズは、銀処理する前のビーズよりもはるかに導電性であった。ビーズを粉砕したところ、銀は、表面付近に局在化されていて（外観がより黒ずんだ色をしていたため）、バルク内側領域内に浸透していないと分かった。図７を参照のこと。なお、この顕微鏡写真には、ポリマービーズの内部が多孔性でない性質も示されている。
【０１４６】
（実施例６）：生理活性を有するビーズの調製
ビーズを実施例１のプロセスに従って製造した。ただし脱イオン水の代わりに、３質量パーセントのＨ２Ｏ２溶液を用いた。結果として生じるビーズに対して試験は行なわなかったが、ビーズは生理活性を示すものと予想された。
【０１４７】
（実施例７）：ポリマービーズからの種の移動
実施例３から得られた赤く着色されたビーズのスパチュラ先端量を、数グラムの脱イオン水を収容するバイアル瓶内に置いた。数分以内に、バルク水相内へと赤い着色が拡散していく兆候が現れた。
【０１４８】
（実施例８）：超音波アトマイゼーションノズルの使用
この実施例は、図３に示す概略図に従って調製した。１２０ｋＨｚで動作するアトマイゼーションノズル（ソノテック社（Sono-Tek Corp）、ミルトン（Milton）、ニューヨーク州）を用いて、１質量パーセントのイルガキュア２９５９を含有するＳＲ４１５の４０質量パーセント水溶液のスプレーを生成した。モノマーの平均官能基数は２．５であった。前駆体組成物を７６ミリメートル径の石英管内にスプレーした。石英管では、前駆体組成物は、１５ｃｍ長の「Ｈ」バルブを有するＨＰ−６照射器（ヒュージョンＵＶシステム製（ゲーサーズバーグ、メリーランド州））からの出力に曝露された。形成されたビーズを、微粉として、石英管の出口端に配置したプラスチックバッグの壁上で集めた。生成されたビーズは、最大径が約０．０５ミリメートルであった。図５に、結果として生じるポリマービーズを示す。図５は、複数個の代表的なポリマービーズの倍率５０，０００倍でおける電界放射型走査電子顕微鏡写真である。
【０１４９】
（実施例９）：高い屈折率を有するポリマービーズの調製
実施例１を繰り返した。ただし脱イオン水の代わりに、４４．５質量パーセントのイットリウム安定化ジルコニアゾルを用いた。結果として生じるビーズは、半透明の外観であり、イットリウムがドープされた２７質量パーセントのＺｒＯ２を含有していた。ゾルの調製は、米国特許出願公開第２００６／０１４８９５０  Ａ１（ダビッドソン（Davidson ）ら）の実施例６に記載された水熱合成法を用いて行なった。
【０１５０】
（実施例１０）：ビーズの製造および乾燥
ビーズの調製は、実施例１（大きいビーズ）および実施例８（小さいビーズ）に記載した通りに行なった。次にビーズの乾燥を１．５時間、７０℃で行なった。乾燥したビーズを、後述の実施例１１〜１７に使用した。実施例１１〜１３では、大きいビーズおよび小さいビーズの両方を試験した。実施例１４〜１７では、大きいビーズを試験した。
【０１５１】
（実施例１１）：ポビドンヨード溶液からのヨウ素のビーズ内への吸収
ポビドンヨード溶液の調製は、１０質量部のポビドンヨードを９０質量部の水と混合することによって行なった。１−エテニル−２ピロリドンホモポリマー化合物にヨウ素を含めたものであるポビドンヨードは、防腐剤として用いることができる。ポビドンヨードは、プルドゥエフレデリック社（Prudue Frederick Company）（スタンフォード（Stamford）、コネチカット州）から、商品名ベタジン（BETADINE）で販売され、またシグマアルドリッチ社（セントルイス、ミズーリ州）からも販売される。実施例１０から得られた１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、２質量部のポビドンヨード溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させたところ、赤い色になった。その後、ビーズを溶液から取り出して、脱イオン水ですすぎ洗いして、空気乾燥させた。次にサンプルをきれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。次にこれらのビーズを、カンジダアルビカンスに対して、阻害ゾーン法を用いて評価した。阻害ゾーンの直径は、６ｍｍ（小さいビーズ）〜１６ｍｍ（大きいビーズ）の範囲であった。
【０１５２】
（実施例１２）：ビーズ内へのミコナゾールの吸収
ミコナゾールの飽和溶液の調製は、ほぼ１質量部のミコナゾール硝酸塩を９９部の水に添加することによって行なった。ミコナゾール硝酸塩（１−［２−（２，４−ジクロロフェニル）−２［（２，４−ジクロロフェニル）メトキシ］エチル］イミダゾール）は、抗真菌剤として用いることができ、シグマアルドリッチケミカル社、セントルイス、ミズーリ州から入手することができる。３日間、静かに揺らした後、余分な不溶解のミコナゾールを除去することを、溶液を１５分間、重力の２９００倍の力で遠心分離機にかけることによって行なった。次に上澄みを０．２２ミクロンのシリンジフィルタに通した。フィルタは、ワットマン（Whatman）（ミドルセックス（Middlesex）、英国）から市販されているものである。実施例１０から得た１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、２質量部のミコナゾール溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後、ビーズを溶液から取り出して、脱イオン水ですすぎ洗いして、空気乾燥させた。次にサンプルをきれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。ミコナゾールで処理したビーズを、カンジダアルビカンスに対して、阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。阻害ゾーンの直径は、９ｍｍ（小さいビーズ）〜１３ｍｍ（大きいビーズ）の範囲であった。
【０１５３】
（実施例１３）：ビーズ内へのエコナゾールの吸収
エコナゾールの飽和溶液の調製は、ほぼ１質量部のエコナゾールを９９質量部の水に添加することによって行なった。エコナゾール（１−［２−［（４−クロロフェニル）メトキシ］−２（２，４−ジクロロフェニル）−エチル］イミダゾール）は、抗真菌剤として用いることができ、シグマアルドリッチケミカル社（セントルイス、ミズーリ州）から市販される。３日間、静かに揺らした後、余分な不溶解のエコナゾールを除去することを、溶液を１５分間、重力の２９００倍の力で遠心分離機にかけることによって行なった。次に上澄みを、０．２２ミクロンのシリンジフィルタに通した。実施例１０から得た１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、２質量部のエコナゾール溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後に、ビーズを溶液から取り出して、脱イオン水ですすぎ洗いして、空気乾燥させた。次にサンプルをきれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。エコナゾールで処理したビーズを、カンジダアルビカンスに対して、阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。阻害ゾーンの直径は、７ｍｍ（小さいビーズ）〜１６ｍｍ（大きいビーズ）の範囲であった。
【０１５４】
（実施例１４）：ビーズ内への亜鉛オマジン（ZINC OMADINE）の吸収
亜鉛オマジン溶液の調製は、５質量部の亜鉛オマジンと９５質量部の水とを混合することによって行なった。亜鉛オマジンは、ピリチオンの亜鉛錯体に対する商品名であり、アーチ・バイオサイズ（Arch Biocides）（チェシャイア（Cheshire）、コネチカット州）から市販される。この材料は、通常は殺真菌剤−殺藻薬として用いられる広域スペクトル抗菌剤である。パウダは、９７質量パーセントの活性な亜鉛ピリチオンである。実施例１０から得た１質量部の乾燥した大きいビーズを、ガラスジャー内に、２質量部の亜鉛オマジン混合物とともに置いた。ビーズに溶液を吸収させることを、２時間室温でリストアクション振とう器（wrist action shaker）上で行なって、亜鉛オマジンが沈殿することを防止した。その後に、ビーズを溶液から取り出して、脱イオン水ですすぎ洗いして、空気乾燥させた。結果として生じるビーズは白くなって、ビーズ内部に亜鉛オマジンパウダが存在することを示していた。次にサンプルをきれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。亜鉛オマジンで処理したビーズを、阻害ゾーンおよび液体ブロス生育阻害試験を用いて評価した。カンジダアルビカンスに対する阻害ゾーンの直径およびアスペルギルスニガーに対する阻害ゾーンの直径はそれぞれ、２２ｍｍおよび３５ｍｍであった。アスペルギルスニガーに対する液体ブロス生育阻害試験では、濾過した後の質量は１．０５グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は０．９５グラムであった。これは、濾紙の場合に、濾過した後の質量が０．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量が０．７６グラムであることと比較される。生育対照例では、濾過した後の質量は２．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は２．８０グラムであった。
【０１５５】
（実施例１５）：ビーズ内へのオマサイド（OMACIDE）ＩＰＢＣの吸収
オマサイドＩＰＢＣ（アーチケミカルズ（Arch Chemicals）、チェシャイア、コネチカット州から販売）を含有する２種類の溶液を調製した。オマサイドはアーチケミカルズの商品名であり、ＩＰＢＣはヨードプロピルブチルカルバメートを基にする殺真菌剤である。第１の溶液は、１質量部のオマサイドＩＰＢＣ１００（９７質量パーセントの活性なＩＰＢＣを含有する）を、２０質量部のイソプロパノールと混合したものである。第２の溶液は、１質量部のオマサイドＩＰＢＣ４０（溶液中に４０質量パーセントの活性なＩＰＢＣを含有する）を、１６質量部のイソプロパノールと混合したものである。実施例１０から得た１質量部の乾燥した大きいビーズを、ガラスジャー内に、２質量部の各オマサイド溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後に、ビーズを溶液から取り出して、脱イオン水ですすぎ洗いして、空気乾燥させた。次にサンプルをきれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。各オマサイドで処理したビーズを、阻害ゾーンおよび液体ブロス生育阻害試験を用いて評価した。オマサイドＩＰＢＣ１００の場合およびオマサイドＩＰＢＣ４０の場合のカンジダアルビカンスに対する阻害ゾーンの直径は、それぞれ２６ｍｍおよび２２ｍｍであった。アスペルギルスニガーに対する阻害ゾーンは測定できなかった。なぜならば、寒天プレート全体を覆う生育ゾーンがなかったからである。オマサイドＩＰＢＣ４０で処理したビーズに対するアスペルギルスニガーの液体ブロス生育阻害試験では、濾過した後の質量は０．８８グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は０．６９グラムであった。これは、濾紙の場合に、濾過した後の質量が０．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量が０．７６グラムであることと比較される。生育対照例では、濾過した後の質量は２．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は２．８０グラムであった。
【０１５６】
（実施例１６）：ビーズ内へのトリクロサンの吸収
トリクロサン溶液の調製は、０．５質量部のトリクロサンを１０質量部のＩＰＡと混合することによって行なった。トリクロサン（Ticlosan）は、化学式が２，４、４’−トリクロロ−２’−ヒドロキシジフェニルエーテルであり、チバスペシャルティケミカルズ（タリタウン、ニューヨーク州）から市販される。溶液の撹拌をトリクロサンが完全に溶解するまで行なった。実施例１０から得た１質量部の乾燥した大きいビーズを、ガラスジャー内に、３質量部のトリクロサン溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後、ビーズを、溶液から濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いし、ペーパータオル上で簡単に乾燥させた後に、きれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。トリクロサンで処理したビーズを、阻害ゾーンおよび液体ブロス生育阻害試験を用いて評価した。カンジダアルビカンスに対する阻害ゾーンの直径は３ｍｍであった。アスペルギルスニガーに対する阻害ゾーンはなかった。アスペルギルスニガーに対する液体ブロス生育阻害試験では、濾過した後の質量は１．４０グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は１．３０グラムであった。これは、濾紙の場合に、濾過した後の質量が０．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量が０．７６グラムであることと比較される。生育対照例では、濾過した後の質量は２．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は２．８０グラムであった。
【０１５７】
（実施例１７）：ビーズ内へのソルビン酸の吸収
１質量部のソルビン酸を９質量部のＩＰＡと混合した後、攪拌して溶解した。ソルビン酸は、シグマアルドリッチ社（セントルイスミズーリ州）から市販され、多くの場合に食品防腐剤として、カビ、酵母菌、および菌類の生育を抑えるために用いられる。ソルビン酸はＩＰＡ中に、磁気攪拌子を用いて１時間攪拌した後に溶解した。２質量部のソルビン酸溶液を、実施例１０から得た１質量部の乾燥した大きいビーズと混合した後、２時間吸収させた。ビーズは歪んでいて、蒸留水ですすぎ洗いした。ビーズの最終的な質量は、５８質量パーセントだけ増加した。ビーズをガラスバイアル瓶内に置いて蓋をした。ビーズを、阻害ゾーンおよび液体ブロス生育阻害試験を用いて評価した。カンジダアルビカンスに対する阻害ゾーンはなかった。アスペルギルスニガーに対する阻害ゾーンの直径は７ｍｍであった。アスペルギルスニガーに対する液体ブロス生育阻害試験では、濾過した後の質量は３．１１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は２．８０グラムであった。これは、濾紙の場合に、濾過した後の質量が０．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量が０．７６グラムであることと比較される。生育対照例では、濾過した後の質量は２．９１グラムであり、濾過および乾燥の両方を行なった後の質量は２．８０グラムであった。
【０１５８】
（実施例１８）：ビーズからのミコナゾールおよびエコナゾールの持続放出
前述の実施例１２および１３から得たビーズを、時間依存性の活性放出について試験した。阻害ゾーンをビーズに対して測定した後、同じビーズを新しく接種された寒天プレートに移して２４時間培養した。そのとき、阻害ゾーンを２日目のゾーンとして再び測定して、ビーズを新しいプレートに再び移した。このプロセスを毎日繰り返すことを、１週間の間、またはゾーンが検出されなくなるまで行なった。エコナゾールで処理した小さいビーズ（前述の実施例１３）では、阻害ゾーンは１日目の７ｍｍから５日目のゼロへと低下した。エコナゾールで処理した大きいビーズ（前述の実施例１３）では、阻害ゾーンは１日目の１６ｍｍから７日目の１２ｍｍへと低下した。ミコナゾールで処理した小さいビーズ（前述の実施例１２）では、阻害ゾーンは１日目の９ｍｍから５日目のゼロへと低下した。ミコナゾールで処理した大きいビーズ（前述の実施例１２）では、阻害ゾーンは１日目の１３ｍｍから７日目の１１へと低下した。
【０１５９】
（実施例１９）：ビーズの製造および乾燥
ポリマービーズの調製は実施例１に記載された通りに行なった。ビーズを６０℃で２時間乾燥させた。乾燥させた後、ビーズはサイズが小さくなったように見え、その当初の質量の約６０パーセントの質量損失が生じていた。この値は、ビーズ中に当初存在する極性溶媒の量に対応していた。乾燥したビーズを、後述する種々の実施例において用いた。
【０１６０】
（実施例２０）：経時吸収
実施例１９から得た１０個の乾燥したビーズについて、質量を計った後、種々の特定の時間の間、脱イオン水中に浸した。ビーズを、指定した時間が経過した後に水から取り出して、質量を計り、その時間の間にビーズ中に吸収された水の量を決定した。質量パーセントの増加は、３０分間で約１７５パーセント、１２０分間で約１９０パーセントであった。脱イオン水の代わりにイソプロパノールを用いて手順を繰り返した。質量パーセントの増加は、３０分間で約２０パーセント、１２０分間で約２５パーセントであった。質量増加は、乾燥したビーズの質量を基準にしている。
【０１６１】
（実施例２１）：ビーズ内への酸化銀の吸収
酸化銀含有溶液の調製は、５質量部の炭酸アンモニウム（シグマアルドリッチケミカル社（セントルイス、ミズーリ州）から市販される）と９５質量部の水とを混合し、塩が溶解するまで攪拌することによって行なった。１質量部の酸化銀（ＡｇＯ）（アルファエイサ（Alfa Aesar）（ワードヒル（Ward Hill）、マサチューセッツ州から市販される）を、この溶液に添加した。混合物の撹拌を、６０℃で１時間、酸化銀が溶解するまで行ない、その結果、銀イオンを含有するクリアで透明な溶液が得られた。
【０１６２】
実施例１９から得られた１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、３質量部の酸化銀溶液とともに置いた。１分以内に、ビーズは、ビーズ内の銀沈殿を示すグレー色を発色し始めた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させたところ、暗いグレー色になった。その後、ビーズを、溶液から濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いし、ペーパータオル上で簡単に乾燥させた後に、きれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。酸化銀で処理したビーズを、阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンの直径は９ｍｍであり、シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンの直径は８ｍｍであった。
【０１６３】
（実施例２２）：ビーズ内へのブロノポール（２−ブロモ−２ニトロプロパン−１，３−ジオール）の吸収
ブロノポール溶液の調製は、１質量部のブロノポール（商品名マイアシッドアズプラス（MYACIDE AS PLUS））（ＢＡＳＦ（ドイツ）から市販される）を５質量部のＩＰＡと混合することによって行なった。ブロノポールは、抗菌剤として機能することができる。溶液の撹拌を、十分に溶解するまで行なった。実施例１９から得られた１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、３質量部のブロノポール溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後、ビーズを、溶液から濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いして、ペーパータオル上で簡単に乾燥させた後に、きれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。ビーズを、阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンの直径は３４ｍｍであり、シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンの直径は３６ｍｍであった。
【０１６４】
（実施例２３）：ビーズ内への四級アミン殺生物剤の吸収
四級アミン殺生物剤（たとえば、農業用殺虫剤）の２種類の溶液の調製を、１質量部のバルダック（BARDAC）２０８Ｍまたはバルダック２０５Ｍ（両方ともロンザグループ社（Lonza Group, Ltd.）（ヴァリス（Valais）、スイス）から市販される）を２質量部のＩＰＡと混合することによって行なった。バルダック２０８Ｍおよび２０５Ｍは、ツイン鎖の四級アンモニウム化合物およびアルキルジメチルベンジル塩化アンモニウムのブレンドであり、バルダック２０８Ｍは５０％がバルダック２０５Ｍよりも活性である。溶液の撹拌を、十分に溶解するまで行なった。実施例１９から得られた１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、３質量部の各溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後、ビーズを、溶液を濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いして、ペーパータオル上で簡単に乾燥させた後に、きれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。処理したビーズを、阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンの直径は、バルダック２０８Ｍでは２１ｍｍであり、バルダック２０５Ｍでは１９ｍｍであった。バルダック２０８Ｍではシュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンはなかったが、バルダック２０５Ｍでは阻害ゾーンの直径は３ｍｍであった。
【０１６５】
（実施例２４）：ビーズ内へのＰＨＭＢ（ポリヘキサメチレンビグアニド）の吸収
実施例１９から得られた１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、３質量部のコスモシル（COSMOCIL）ＣＱまたはヴァントシル（VANTOCIL）Ｐとともに置いた。コスモシルＣＱおよびヴァントシルＰは両方とも、アーチケミカルズ、社（ノーウォーク、コネチカット州）から市販される。これらの材料は化学的に類似した抗菌物質である。ただし、コスモシルはＦＤＡの認可を受けていて、通常は人間の皮膚用途に対して用いられるが、ヴァントシルはＥＰＡ登録をしていて、通常は産業用途に対して用いられる。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後、ビーズを、溶液から濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いして、ペーパータオル上で簡単に乾燥させた後に、きれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。処理したビーズを阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンの直径は、コスモシルＣＱでは１６ｍｍであり、ヴァントシルＰでは１８ｍｍであった。シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンの直径は、コスモシルＣＱおよびヴァントシルＰの両方に対して８ｍｍであった。
【０１６６】
（実施例２５）：ビーズ内へのトリクロサンの吸収
トリクロサン溶液の調製は、０．５質量部のトリクロサンを１０質量部のＩＰＡと混合することによって行なった。トリクロサン（チバスペシャルティケミカルズ（タリタウン、ニューヨーク州）から販売される）は、５−クロロ−２（２，４−ジクロロフェノキシ）フェノールであり、抗菌物質および抗真菌剤として用いられる。溶液の撹拌をトリクロサンが完全に溶解するまで行なった。実施例１９から得られた１質量部の乾燥したビーズを、ガラスジャー内に、３質量部のトリクロサン溶液とともに置いた。ビーズに溶液を２時間室温で吸収させた。その後、ビーズを、溶液から濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いして、ペーパータオル上で簡単に乾燥させた後に、きれいなガラスバイアル瓶に移して蓋をした。処理したビーズを阻害ゾーンアッセイ法を用いて評価した。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンの直径は２７ｍｍであり、シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンはなかった。
【０１６７】
（実施例２６）：ビーズ内へのＡｕの吸着
金塩化物溶液の調製は、１質量部の金塩化物を９９質量部の脱イオン水に溶解することによって行なった。金塩化物は、シグマアルドリッチ（セントルイス、ミズーリ州）から入手することができる。金塩化物のパウダは、水にすぐ溶解して、クリアで透明な溶液が得られた。この溶液の１グラムを、実施例１９から得られた０．５グラムの乾燥したビーズに添加した。１５分後、ビーズは黄色になったが、周囲の溶液はクリアで透明なままだった。これは、金がビーズ内で還元されたことを示している。２時間後、ほとんどの溶液が吸収されたので、ビーズを、溶液からを濾過し、脱イオン水ですすぎ洗いして、ペーパータオル上で簡単に乾燥させて、質量を計った。ビーズの全質量は１．２８グラムであった。これは、総質量増加が１５６質量パーセントであることを示している。ビーズは、溶液から金属イオンを効果的に吸収して濃縮させることができる。
【０１６８】
（実施例２７）：ブロモポール（Bromopol）、バルダック２０５Ｍ、およびヴァントシルＰの長時間遅延放出
前述の実施例２２、２３、および２４から得られたビーズを、時間依存性の活性な拡散について試験した。阻害ゾーンを測定した後に、同じビーズを新しく接種された寒天プレートに移して、２４時間培養した。そのとき、阻害ゾーンを２日目のゾーンとして再び測定して、ビーズを新しいプレートに再び移した。このプロセスを毎日繰り返すことを、ゾーンが検出されなくなるまで行なった。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンが３８ｍｍからゼロに５日間で減少し、シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンが４０ｍｍからゼロに５日間で減少することが、ブロモポールで処理したビーズに対して起きた。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンが２１ｍｍから１０ｍｍに約３０日間で減少することが、バルダック２０５Ｍで処理したビーズに対して起きた。この阻害ゾーンは、かなり一定のままであることが約１１０日まで続いた。そしてその時点で実験を停止した。シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンが、２１日間約３ｍｍに留まった後に、２２日目でゼロに減少することが、バルダック２０５Ｍに対して起きた。黄色ブドウ球菌に対する阻害ゾーンが、１９ｍｍから６ｍｍに約３０日間で減少することが、ヴァントシルＰで処理したビーズに対して起こり、さらに３２日間、６ｍｍの一定値を保った後、６８日間でゼロに減少した。シュードモナス緑膿菌に対する阻害ゾーンが、９ｍｍから約３ｍｍに５日以内で減少し、２１日間、約３ｍｍの一定値を保った後、２２日目でゼロに減少することが、ヴァントシルＰに対して起きた。
【０１６９】
（実施例２８）：ヨウ素の吸着
ビーズを実施例１０に記載した通りに調製した後、５０ｍＬのプラスチック遠心分離管の中に入れて、３回洗浄することを、遠心分離管に水をほぼ満たして、少なくとも１０分間揺らすことによって行なった。質量が４．２７グラムの乾燥したビーズが、水で膨潤したときに床容積の１５ｍＬを占めた。これは、ビーズ体積として０．２８４グラム／ｍＬまたは３．５１ｍＬ／グラムに対応する。５ｍＬのビーズの試料（１．４２グラム）を、１０ｍＬの１００ｍＭＩ−３（１００ｍＭのヨウ素および２００ｍＭのＫＩの溶液）と混合した後に、水で希釈して４０ｍＬにした。このサンプルを、５時間ゆっくりと揺らした。そのとき、本質的にすべてのヨウ素（紫色）が、ビーズによって吸着された。計算された容量は、０．３９グラムヨウ素／グラムビーズであった。
【０１７０】
第２の実験を行った。これは、未乾燥のビーズを３回洗浄することを、１時間水中で揺らした後に（１００ｍＬの水に対して約１０ｍのビーズ）、１００ｍＬのメタノール中で揺らし、そして１００ｍＬの水中で揺らすことによって行なうものであった。２ｍＬの床容積のこれらのビーズが、１００ｍＭＩ−３溶液中で少なくとも１０ｍＬのヨウ素を吸い上げた。これは、０．６７グラムのヨウ素／グラムのビーズに対応する。
【０１７１】
（実施例２９）：香料入りビーズ
実施例１９から得られた乾燥したビーズを、香料入りリンゴ油と混合することを、１質量部のポリマービーズを２質量部の香料入りオイルと混合すること、およびビーズにオイルを２時間吸収させることによって行なった。オイルは、「アップルジャックアンドピール（Applejack and Peel）」ホームフレグランスオイルとして販売され、ツムラインターナショナル（Tsumura International）、セコーカス（Secaucus）、ニュージャージー州から入手される。膨潤したビーズをガラスプレート上に置いた。ビーズの周囲の空気は、２ヶ月間、リンゴ芳香成分の臭いがした。
【０１７２】
（実施例３０〜３４）：カチオン性モノマー用いて調製したビーズ
ポリマービーズの調製は実施例１に記載した通りに行なった。ただし前駆体組成物は表１に示すように変更した。前駆体組成物の種々の成分をアンバージャー内で一緒に撹拌することを、抗菌剤モノマーが溶解するまで行なった。
【０１７３】
ＤＭＡＥＭＡ−Ｃ８Ｂｒを、機械攪拌器、温度プローブ、および凝縮器を取り付けた三つ口丸底反応フラスコの中で形成した。反応フラスコに、２３４部のジメチルアミノエチルメタクリレート、６１７部のアセトン、５００部の１−ブロモオクタン、および０．５部のＢＨＴ酸化防止剤を投入した。当該混合物を、２４時間、３５℃で攪拌した。この時点で、反応混合物を室温まで冷却して、わずかに黄透明な溶液が得られた。溶液を丸底フラスコに移して、アセトンを、真空下で４０℃において回転蒸発によって除去した。結果として生じる固形物を、冷えたエチル酢酸塩で洗浄した後、真空下で４０℃において乾燥させた。ＤＭＡＥＭＡ−Ｃ１０ＢｒおよびＤＭＡＥＭＡ−Ｃ１２Ｂｒの形成を、同様の手順を用いて行なった。ただし、１−ブロモオクタンの代わりに、１−ブロモデカンおよび１−ブロモドデカンをそれぞれ用いた。
【０１７４】
３−（アクリロアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロライドは、東京化成工業社（Tokyo Kasei Kogyo Limited）（日本）から入手した。アゲフレックス（Ageflex）ＦＡ−１Ｑ８０ＭＣは、チバスペシャルティ社（Ciba Specialty Company）から入手した。
【０１７５】
【表１】
2009540063.tif 000004
【０１７６】
モノマーに対する平均官能基数は、２．０（実施例３０および３１），２．１（実施例３２），１．９（実施例３３）、および１．８（実施例３４）であった。
【０１７７】
結果として生じるヒドロゲルビーズの抗菌剤性能の評価を、阻害ゾーンアッセイ法およびＡＳＴＭＥ２１４９−０１試験法の両方を用いて行なった。結果を表２に示す。
【０１７８】
【表２】
2009540063.tif 000005
【０１７９】
（実施例３５〜４５）：ポリマービーズのカチオン性モノマーとの反応（プロピレングリコール溶媒）
ビーズの調製は実施例１９に記載した通りに行なった。ビーズを種々のカチオン性モノマーと反応させた。実施例３５〜４３には、下式のカチオン性モノマーを用いることが含まれていた。
【０１８０】
【化２】
2009540063.tif 000006
【０１８１】
ここでｎは、４、６、８、１０、１２、１６、１８、または２０であった。
【０１８２】
これらのカチオン性モノマーをそれぞれ、同様のプロセスを用いて調製した。三つ口丸底反応フラスコに、機械攪拌器、温度プローブ、および凝縮器を取り付けた。反応フラスコに、２３４質量部のジメチルアミノエチルメタクリレート、６１７質量部のアセトン、５００質量部の１−ブロモアルカン、および０．５質量部のＢＨＴ酸化防止剤を投入した。当該混合物を、２４時間、３５℃で攪拌した。この時点で、反応混合物を室温まで冷却して、わずかに黄透明な溶液が得られた。溶液を丸底フラスコに移して、アセトンを、真空下で４０℃において回転蒸発によって除去した。結果として生じる固形物を、冷えたエチル酢酸塩で洗浄した後、真空下で４０℃において乾燥させた。用いた１−ブロモアルカンは、４、６、８、１０、１２、１６、１８、２０、または２２個の炭素原子を有していた。
【０１８３】
他の２種類の市販のカチオン性モノマーを用いて、実施例４４および４５を調製した。（３−アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロライドは、東京化成工業社（日本）から市販されている。アゲフレックスＦＡ−１Ｑ８０ＭＣは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライドであり、チバスペシャルティケミカルズ（タリタウン、ニューヨーク州）から市販されている。
【０１８４】
各実施例の調製は、表３に示すようにカチオン性モノマー溶液を形成することによって行なった。各実施例に対して表３に示す構成成分をすべて、アンバージャー内で混合した。結果として生じる混合物の撹拌を、カチオン性モノマー（通常は固体パウダでである）が溶解するまで行なった。
【０１８５】
【表３】
2009540063.tif 000007
【０１８６】
表３に記載したモノマー溶液（各溶液は２グラム）を、乾燥したビーズの１グラムとそれぞれ混合した後、２時間ビーズと接触させた。ビーズを濾過してすすぎ洗いした後、質量を計って、ビーズ内に収着されるモノマー溶液の量を決定した。表４にビーズの質量パーセントの増加を示す。ビーズを浅いアルミニウムパン内に置いて、中圧Ｈｇバルブの下でコンベアベルトＵＶプロセッサ上を２回通すことによって後硬化した。総ＵＶＡエネルギーは３５４ｍＪ／ｃｍ２であった。
【０１８７】
カチオン性モノマー溶液で処理したビーズの抗菌剤性能を評価することを、阻害ゾーン試験法およびＡＳＴＭＥ２１４９−０１試験法の両方を用いて行なった。表４に抗菌剤性能の結果を示す。結果によれば、中間サイズのモノマーである（ＤＭＡＥＭＡ−Ｃ１２およびＤＭＡＥＭＡ−Ｃ１６）が、最良の抗菌剤性能を与えることが示唆されている。
【０１８８】
【表４】
2009540063.tif 000008
【０１８９】
（実施例４６〜５３）：ポリマービーズのカチオン性モノマーとの反応（イソプロピルアルコール溶媒）
ビーズの調製は実施例１９に記載した通りに行なった。ビーズを種々のカチオン性モノマーと反応させた。各実施例に対して表５に示す構成成分をすべて、アンバージャー内で混合した。結果として生じる混合物の撹拌を、カチオン性モノマー（通常固体パウダである）が溶解するまで行なった。種々のＤＭＡＥＭＡ含有モノマーは、実施例３５〜４３に対して記載したものと同じである。実施例５２に対するアゲフレックスＦＡ−１Ｑ８０ＭＣは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライドであり、チバスペシャルティケミカルズ（タリタウン、ニューヨーク州）から市販されている。実施例５３に対するカチオン性モノマーＭＰ−８２７５は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートメトサルフェート（４０％水溶液）であり、ＡＢＣＲ社（ABCR GmbH and Co. KG）（カールスルーエ（Karlsruhe）、ドイツ）から市販されている。これらのサンプル中にＩＰＡはなかった。
【０１９０】
【表５】
2009540063.tif 000009
【０１９１】
表５に記載したモノマー溶液（各溶液は４グラム）を、乾燥したビーズの２グラムとそれぞれ混合した後、暗い引き出しの中で４時間ビーズと接触させて、可視光の下で早期硬化がないようにした。ビーズを濾過してすすぎ洗いした後、質量を計って、ビーズ中に吸収されたモノマー溶液の量を決定した（表６に示す）。ビーズを浅いアルミニウムパン内に置いた後、コンベアベルトＵＶプロセッサを用いて２回通過させることによって後硬化させた。総ＵＶＡエネルギーは４４５ｍＪ／ｃｍ２であった。
【０１９２】
ビーズの抗菌剤性能の評価を、阻害ゾーン試験法およびＡＳＴＭＥ２１４９−０１試験法の両方を用いて行なった。下表６に結果を示す。
【０１９３】
表６のデータによれば、表４のデータに比べてビーズ吸収質量が増加していることが示されている。この原因は、モノマー溶媒としてプロピレングリコールの代わりにＩＰＡを用いたことであり得る。加えて、表６の最後の２つのサンプルは、はるかに高い吸収質量を示している。これは、溶媒として水を用いたことによる。吸収された全容量はそれほど違ってはいないが、質量増加は、ＩＰＡではなくて水を用いたときに、密度が高くなるため著しく大きい。
【０１９４】
中間サイズのモノマー（ＤＭＡＥＭＡ−Ｃ１２およびＤＭＡＥＭＡ−Ｃ１６）に対する抗菌剤性能は、これまでの実施例に見られるように最良である。
【０１９５】
【表６】
2009540063.tif 000010
【０１９６】
（実施例５４〜６３）：保湿剤の添加
ヒドロゲルビーズを、実施例１に従って、表７に示す成分を含有する均質な前駆体組成物から作製した。ＳＲ４１５は、１００パーセント固体の（エトキシ化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート）であり、サトマー（エクストン、ペンシルベニア州）から市販されている。モノマーの平均官能基数は２．５であった。種々の保湿剤をポリマービーズに添加することを、ポリマービーズの形成時に行なった。
【０１９７】
実施例５４〜５６には、種々のレベルのコラモイスト（COLAMOIST）２００が含まれていて、実施例５７〜５９には、種々のレベルのコラモイスト３００Ｐが含有されていた。コラモイスト２００およびコラモイスト３００Ｐは両方とも、コロニアルケミカル社（Colonial Chemical, Inc.）（サウスピッツバーグ（South Pittsburg）、テネシー州）から市販されている。コラモイスト２００は、７３．１パーセント固形分のヒドロキシプロピルビス−ヒドロキシエチルジアンモニウムクロリドであり、コラモイスト３００Ｐは、６９．４パーセント固形分の複数の四級アンモニウムイオンを含有する高分子材料である。この高分子材料は、（ポリ（ヒドロキシプロピルテトラ（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアンモニウム）クロライド）である。実施例６０〜６２には、種々のレベルの乳酸ナトリウムが含有されている。乳酸ナトリウムは、ピューラックアメリカ（Purac America）（リンカンシャー（Lincolnshire）、イリノイ州）から入手した。保湿剤を実施例６３には添加しなかった。実施例６３は対照例である。
【０１９８】
【表７】
2009540063.tif 000011
【０１９９】
ビーズの水分活性の試験を、アクアラブ（Aqua Lab）ＣＸ−２モデル水分活性メーターを用いて行なった。このメーターは、ドラゴンデバイス社（Decagon Devices, Inc.）（プルマン（Pullman）、ワシントン州）から入手した。機器は、最初にＮａＣｌ飽和溶液を用いて校正した後に、脱イオン水サンプルを用いて動作させた。ＮａＣｌ飽和溶液の活性は０．７５３に近い必要がある一方で、純粋な脱イオン水の活性は０．９９〜１．００でなければならない。
【０２００】
ほぼ１．０グラムのビーズを直接、使い捨ての活性サンプルカップ（ほぼ２．５（１”）径の円形カップ、おおよその深さは０．６ｃｍ（１／４”））に量り取った。正確な質量を記録した。サンプルをすぐに活性メーターにロードして、読み取り値が安定するまで動作させた。Ａｗの２つの測定値の間隔が０．００１を下回ったときに、装置は動作の終了を示した。温度の測定を活性メーターを用いて行なって、動作の終わりに記録した。水分活性は、保湿剤のレベルが増加すると、著しく減少した。
【０２０１】
【表８】
2009540063.tif 000012
【０２０２】
（実施例６４）：ヒドロゲルビーズを含有するニンヒドリン
乾燥したビーズ（０．９５グラム）を、実施例１９に記載した通りに調製した後に、１質量パーセントのニンヒドリン水溶液（３ｍＬ）に室温で２４時間、接触させた。ニンヒドリンは、アルドリッチケミカル社（ミルウォーキー（Milwaukee）、ウィスコンシン州）から入手した。ニンヒドリン溶液に曝露した後で、ビーズを水およびエタノールですすぎ洗いして、それから空気中で４時間、乾燥させた。乾燥ニンヒドリン含有ビーズを、閉じたバイアル瓶に保存して、将来の使用に備えた。
【０２０３】
ニンヒドリン含有ビーズの第１のサンプルを、ブミネート（buminate）アルブミンと接触させた。ニンヒドリン含有ビーズの第２のサンプルを、豚の肉汁溶液と接触させた。ブミネートアルブミン（２５質量パーセント）は、バクスタヘルスケア社（Baxter Healthcare Co.）から入手した。豚の肉汁溶液の調製は、約１６グラムの新鮮な豚の細切れ肉から２０ｍＬの水を用いて１６時間かけて抽出し、生じた混合物を濾過して行った。肉汁中の総タンパク質の測定を、ピアス（Pierce）アッセイに従って行なった。タンパク質は、ほぼ１７ｍｇ／ｍＬ〜３７ｍｇ／ｍＬの範囲であった。
【０２０４】
ニンヒドリン含有ビーズをこれら２つのサンプルに曝露するために、６つのニンヒドリン含有ビーズ（約１００ｍｇ）を２つの別個のバイアル瓶（４ｍＬ）に加えた。それから、１ｍＬ豚の肉汁を第１のバイアル瓶に加えて、１ｍＬのブミネートアルブミンタンパク質水溶液（５質量パーセント）を第２のバイアル瓶に加えた。約４０分してから、両方のバイアル瓶とも青色になり始め、最終的には紫色になった。豚の肉汁の入ったバイアル瓶では、ビーズは紫色になったが、豚の肉汁の色は変化しなかった。しかしブミネートアルブミンの入ったバイアル瓶では、溶液は紫色になる一方で、ビーズは紫色を示さなかった。
【０２０５】
本発明を、種々の実施形態および技術について説明してきた。しかし、当技術分野の当業者にとって、本発明の精神および範囲を超えることなく、多くの変形および変更が可能であることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】本発明による複数個のポリマービーズの概略の描画であり、ポリマービーズの１つを断面で例示する図。
【図２】ポリマービーズを製造するためのプロセスおよび機器の第１の実施形態の概略図。
【図３】ポリマービーズを製造するためのプロセスおよび機器の第２の実施形態の概略図。
【図４】倍率５０倍における複数個の代表的なポリマービーズの光学顕微鏡写真。
【図５】倍率２００倍における複数個の他の代表的なポリマービーズの光学顕微鏡写真。
【図６Ａ】倍率５０倍における代表的な膨潤したポリマービーズの環境制御型走査電子顕微鏡写真。
【図６Ｂ】倍率５０倍における代表的な乾燥したポリマービーズの環境制御型走査電子顕微鏡写真。
【図７】表面上の銀コーティングを示すために粉砕された代表的なビーズの光学顕微鏡写真（倍率１００倍）。
【図１】
2009540063.tif 000013
【図２】
2009540063.tif 000014
【図３】
2009540063.tif 000015
【図４】
2009540063.tif 000016
【図５】
2009540063.tif 000017
【図６Ａ】
2009540063.tif 000018
【図６ｂ】
2009540063.tif 000019
【図７】
2009540063.tif 000020
【国際調査報告】
2009540063.tif 000021
2009540063.tif 000022