(57)【要約】【課題】イオン性物質や生理活性物質・毒素などの吸着、除去などに好適に使用し得る材料として有用な、環状ペプチド殘基を側鎖にもち、かつ、加工性のよい、新規な可溶性ビニル芳香族化合物重合体とその製法を提供する。【解決手段】ビニル芳香族化合物重合体に、アミノ基をもつ環状ペプチド殘基を結合してなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニル芳香族化合物重合体に、アミノ基をもつ環状ペプチド殘基を結合してなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。
【請求項２】
前記環状ペプチド殘基がポリミキシンＢまたはその誘導体であることを特徴とする請求項１に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。
【請求項３】
前記環状ペプチド殘基がグラミシジンＳまたはその誘導体であることを特徴とする請求項１に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体を成型してなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の成型品。
【請求項５】
形状が繊維、膜、中空糸または粒状物であることを特徴とする請求項４に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の成型品。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載のビニル芳香族化合物重合体を繊維、膜、中空糸または粒状物にコーティングしてなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体がコーティングされた成型品。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載のビニル芳香族化合物重合体、請求項４もしくは請求項５記載のビニル芳香族化合物重合体の成型品または請求項６に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体がコーティングされた成型品からなる内毒素除去材。
【請求項８】
請求項７に記載の内毒素除去材を充填してなる体外循環カラム。
【請求項９】
主鎖の芳香核に、側鎖官能基として活性ハロゲン含有置換基を繰り返し単位あたり０．０００１以上、０．３以下の密度で有するビニル芳香族化合物重合体の溶液とアミノ基をもつ環状ペプチド化合物の溶液を混合し反応せしめることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側鎖に環状ペプチド構造を導入した環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体に関するものであり、さらに詳しくは、イオン性物質や生理活性物質・毒素などの吸着、除去などに好適に使用し得る環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体およびその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリミキシンＢを固定化したポリスチレン繊維は、エンドトキシンを吸着・不活化する性質があり、これを充填した体外循環モジュールは、敗血症の治療に実用されている（特開昭５８−１１２６９５号公報）。また、ポリミキシンＢやグラミシジンＳなどの環状ペプチドを固定化したポリスチレンシャーレは、細胞の活性化作用もあることが知られていて（特開平４−７１４７８号公報）、今後、さらに幅広い応用が期待される重要な分野である。この他、ポリスルホン中空糸の表面に環状ペプチドを固定化した変性ポリスルホン半透膜も知られている（特開平９−２２０４５４号公報）が、これらはいずれも成型品の表面を環状ペプチドの溶液で処理する不均一系反応で製造されたものである。
【０００３】
しかるに、固体・液体系の反応では表面の官能基密度の調整が難しく架橋反応が起きやすい反応のため、不均一系反応で製造した場合、表面と内部では架橋密度や化学構造が異なり、再現性よく製造することが難しい。そこでポリスルホンについてはポリミキシンＢを結合した可溶性の変性ポリスルホン（特開平１１−１４０１８９号公報）が開発された。このものは成膜性が良く、優れたエンドトキシン吸着性を持つ有用な機能性ポリマーであるが、極性の高い剛直な分子構造をしているので、極性の低いポリマーであるポリスチレンやポリエチレンの成型品の上にコーティングしたときは剥離しやすい欠点がある。ポリスチレンやポリエチレンのオレフィン系ポリマーはバイオや医療分野に広く利用されているので、これらと親和性のあるポリマーが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、かかる従来技術の問題点に鑑み、均一系で製造できればこれらの問題点が解決できると考え、溶媒に溶ける可溶性のビニル芳香族化合物重合体が簡便な方法で得られないか、種々検討した結果、官能基密度の低いハロアセトアミドメチル化ポリスチレンの溶液とポリミキシンＢの溶液を混ぜることによって、可溶性かつ成膜性があり、良好な膜を与えるポリミキシンＢ結合アセトアミドメチル化ポリスチレンの調製に成功し、本発明に到達した。
【０００５】
すなわち、本発明は、イオン性物質や生理活性物質・毒素などの吸着、除去などに好適に使用し得る材料として有用な、環状ペプチド殘基を側鎖にもち、かつ、加工性のよい、新規なビニル芳香族化合物重合体とその製法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
本発明の他の目的は、以下の説明から明らかにされる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成から成る。
【０００８】
（１）　ビニル芳香族化合物重合体に、アミノ基をもつ環状ペプチド殘基を結合してなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。
【０００９】
（２）　前記環状ペプチド殘基がポリミキシンＢまたはその誘導体であることを特徴とする（１）に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。
【００１０】
（３）　前記環状ペプチド殘基がグラミシジンＳまたはその誘導体であることを特徴とする（１）に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体。
【００１１】
（４）　（１）〜（３）のいずれかに記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体を成型してなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の成型品。
【００１２】
（５）　形状が繊維、膜、中空糸または粒状物であることを特徴とする（４）に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の成型品。
【００１３】
（６）　（１）〜（３）のいずれかに記載のビニル芳香族化合物重合体を繊維、膜、中空糸または粒状物にコーティングしてなることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体がコーティングされた成型品。
【００１４】
（７）　（１）〜（３）のいずれかに記載のビニル芳香族化合物重合体、（４）もしくは（５）記載のビニル芳香族化合物重合体の成型品または（６）に記載の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体がコーティングされた成型品からなる内毒素除去材。
【００１５】
（８）　（７）に記載の内毒素除去材を充填してなる体外循環カラム。
【００１６】
（９）　主鎖の芳香核に、側鎖官能基として活性ハロゲン含有置換基を繰り返し単位あたり０．０００１以上、０．３以下の密度で有するビニル芳香族化合物重合体の溶液とアミノ基をもつ環状ペプチド化合物の溶液を混合し反応せしめることを特徴とする環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の製法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１８】
本発明でいう、ビニル芳香族化合物重合体に、アミノ基をもつ環状ペプチド殘基を結合してなる環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体とは、ポリスチレン、ポリビニルトルエンで代表されるビニル芳香族化合物重合体であって、その芳香核の一部が環状ペプチド殘基を結合しているものを示す。好ましい環状ペプチド殘基の結合状態を化学式で表すと、下記一般式（１）
−（ＣＨ２　）ｎ　−Ａ−（ＣＨ２　）ｍ　−Ｙ　　　　　　（１）
（式中、ｎとｍは０以上２０以下の整数を表し、ｎとｍは同一でも異なっていてもよい。Ａは酸素原子、硫黄原子、窒素原子、尿素基、アミド基またはメチレン基を示し、Ｙはアミノ基をもつ環状ペプチド殘基を示す。）で示される基で表される。
【００１９】
本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体の具体例としては、その芳香核に、好適には上記一般式（１）で表される環状ペプチド残基を結合させたものであって、かつ、それらが、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびジメチルスルホキシドなどの有機溶媒に可溶であるものを挙げることができる。
【００２０】
上記一般式（１）で表される環状ペプチド残基が、芳香核に結合している位置はどこでもよく、特に限定はされない。
【００２１】
本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体中における一般式（１）で示される環状ペプチド残基の適正な量、即ち、密度は幹となる重合体の化学構造および用途によって異なるが、少なすぎるとその機能が発現されない。一方、芳香核に置換基をたくさん入れすぎると、その優れた機械的性質が失われる。したがって、一般式（１）で表される環状ペプチド残基の量が多すぎると、単独では強靭な膜になりにくいので、通常、繰り返し単位当たり０．０００１〜０．３個、とりわけ、０．００１〜０．１個が好ましい。
【００２２】
本発明において、アミノ基をもつ環状ペプチドは、好ましくは２個以上、５０個以下のアミノ酸からなる環状ペプチドであって、その側鎖に１個以上のアミノ基をもち、その側鎖が１個以上あるものであり、その具体例としてはポリミキシンＢ、ポリミキシンＥ、コリスチン、グラミシジンＳあるいはこれらのアルキルあるいはアシル誘導体などをあげることができる。ここでのアミノ基は、吸着の特異性を発揮するためにあると共に、主鎖であるビニル芳香族化合物重合体との結合に利用される。
【００２３】
本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体は、本発明の効果を妨げない範囲で、他の共重合成分を共重合させることができる。共重合成分としては、エチレン、プロピレン、イソブテンなどが挙げられ、９９％程度まで含有させることができる。本発明の上記重合体（および共重合体）の分子量は、成型できるものであればよく特に制限はないが、通常、５万以上５００万以下、とりわけ、１０万以上１００万以下のものが好ましく用いられる。
【００２４】
本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体は、対応する活性ハロゲン基含有置換基を有するビニル芳香族化合物重合体の溶液に、アミノ基をもつ環状ペプチド化合物の溶液を混合せしめ反応させることにより製造することができる。ここで活性ハロゲン基含有置換基を有するビニル芳香族化合物重合体中の活性ハロゲン基量は少なすぎると、環状ペプチド結合の機能が発現されず、一方、多すぎると、ビニル芳香族化合物重合体の優れた機械的性質が失われるので、繰り返し単位あたり０．０００１以上、０．３以下の密度で有することが好ましい。本発明でいう活性ハロゲン含有置換基とはクロルアセトアミドメチル基、２−ブロムプロピオニルアミドメチル基、２−ヨウドブチロイルアミドメチル基等で代表されるハロアセチル基、および、クロルメチル基のようなものをいう。また、繰り返し単位とは重合体中の最小繰り返し構造を意味し、ポリスチレンを例に上げるなら、スチレン残基が繰り返し単位である。なお、ここで用いる繰り返し単位あたり０．０００１以上、０．３以下の密度でハロアセチル基を有するビニル芳香族化合物重合体は、ビニル芳香族化合物重合体に硫酸触媒下、同モルのＮ−ヒドロキシメチル−２−クロロアセトアミドを０〜室温で反応させることにより調製することが出来る。また、クロルメチル基を有するビニル芳香族化合物重合体はビニル芳香族化合物重合体をクロルメチル化することにより得ることが出来る。
【００２５】
本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体調製の具体例をあげると、ハロアセトアミドメチル化ビニル芳香族化合物重合体の溶液中に対応したアミノ基をもつ環状ペプチドを加えて、０〜１００℃の温度で反応させることにより、製造することができる。　環状ペプチドの量は、ハロアセトアミドメチル基に対し等モルあればよく、特に制限はないが、再現性よく、ビニル芳香族化合物重合体を得るためには２倍モル以上用いることが望ましい。とりわけ、環状ペプチドがポリミキシンＢやその誘導体およびグラミシジンＳのように分岐のあるポリアミンの場合は、重合体を得るためにはポリミキシンＢやその誘導体またはグラミシジンＳやその誘導体を大過剰に用いることが好ましい。
【００２６】
また、反応溶媒としては、均一系で反応させる場合には、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチルピロリドンなどのビニル芳香族化合物重合体とアミノ基をもつ環状ペプチドの両者を溶解する溶媒が好ましく用いられる。
【００２７】
本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体は、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチルピロリドン等の溶媒に可溶性の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体であり、それ自体で繊維、膜、中空糸および粒体などに成型し、吸着材、あるいは、より高度な機能をもつ吸着材の製造中間体として用いることができる。成型方法の例としては、本発明重合体の溶液を水などの重合体の非溶媒中押し出して繊維や膜を作ることが出来る。また、ポリエチレン、ナイロン、ポウレタン、ポリイミドなどの繊維、膜、中空糸などの成型品の表面にコーティングして用いることもできる。また、本発明重合体の溶液中にポリエチレン、ナイロン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドなどの繊維、膜、中空糸、粒状物などの成型品を浸した後、取り出し、溶媒を蒸発させるか、水等の重合体の非溶媒中に該成型品を浸積することにより表面をコーティングされた成型品を得ることができる。コーティングに用いる本発明の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体は溶媒に可溶であると、均一なコーティングができるので、特に好ましい。本発明の実施においては、環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体を単独で成型あるいはコーティングに用いることもできるが、他のポリマー、例えば、芳香族ポリスルホン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド等のポリマーとブレンドして使用することもできる。
【００２８】
これらは、内毒素（エンドトキシン）に対する吸着性があるので、内毒素吸着材として用いることができ、細胞培養用器具、体外循環用カラム、人工血管、カテーテル等への用途に好適であるが、本発明ではこれらの用途に限定されるものではない。内毒素吸着材として用いる場合、該吸着材をカラムに充填し体外循環用カラムとして好適に用いることができ、体外循環用カラムは環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体成型品を内容積３００ｍＬ以下のカラムに、一分間に５ｍＬから２００ｍＬの流速条件で血液が円滑に流れるように充填し、高圧蒸気滅菌などの滅菌操作を施すことにより得ることが出来る。これは敗血症などの体外循環治療に用いることが出来る。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本実施例中の赤外線吸収スペクトルとアミノ酸分析の評価方法は、以下に従った。
１．赤外線吸収スペクトル：
島津フーリエ変換赤外分光光度計ＦＴ−ＩＲ４３００を用い、膜状またはＫＢｒ錠剤に成型して測定した。
２．アミノ酸分析：
０．１ｇのポリマーを１０ｍＬの６Ｎ塩酸とともにガラス封管に封入し、１１５℃で１５時間加熱して、加水分解した後、減圧濃縮した。この液についてアミノ酸分析を行なって、含まれているペプチドの量を求めた。
【００３０】
［重合体Ａの作製］
硫酸２３ｍＬとニトロベンゼン１２ｍＬの混合液を０℃に冷却し、これに　　３．２ｇ（０．０２６モル）のＮ−メチロール−α−クロルアセトアミドを溶解した。この溶液をポリスチレン２６．５ｇ（０．２６モル）を４５０ｍｌのニトロベンゼンに溶かした溶液に、良く撹拌しながら加えた。これを室温で３時間撹拌した後、大過剰の冷メタノール中に入れ、ポリマーを沈殿させた。沈殿をメタノールおよび水で洗った後、乾燥して、２８．９ｇα−クロルアセトアミドメチル化ポリスチレン（重合体−Ａ）を得た。Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、クロロホルムに良く溶ける。クロロホルム溶液をガラス板上にキャストして、良好な膜が得られた。赤外線吸収スペクトルで１６７６ｃｍ−１にアミド基の吸収を示した。
【００３１】
［実施例１］
次に、ポリミキシンＢ硫酸塩８ｇを２８０ｍＬのジメチルスルホキシドと１５０ｍＬのジメチルホルムアミドの混合溶媒に溶かし、６Ｍ−水酸化ナトリウム４ｍＬを加えた溶液に、上記で得た重合体−Ａの１６ｇを２００ｍＬのジメチルアセトアミドと２００ｍＬのジメチルスルホキシド２００ｍＬからなる混合溶媒に溶かしたものを加え、室温で４８時間撹拌した。反応混合物を大過剰の希塩酸中に入れ、ポリマーを沈殿させ、沈殿物を水でよく洗った後、乾燥して、１７．５ｇのポリマーを得た。これをＤＭＦ５０ｍＬに溶かし、水で沈殿させて３．５ｇの本発明の実施例１の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体を得た。このポリマーをアミノ酸分析した結果、ポリミキシンＢ結合量はポリマー１ｇあたり４９ｍｇであった。
【００３２】
このポリマーはジメチルホルムアミドとジメチルアセトアミドによく溶けるものであった。このポリマーのジメチルホルムアミド溶液をガラス上にコーティングし、真空乾燥したところ、良好な膜が得られた。
【００３３】
［実施例２］
５０ｍＬのジメチルホルムアミドに実施例１の環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体を１ｇ溶かした溶液に、ナイロン６繊維（７０デニール−５２フィラメント）の筒編み６ｇを１日浸した後、遠心脱水し、次いで、５０℃で真空乾燥して、コーティング糸の編み地（実施例２）を得た。この編み地０．２ｇを、エンドトキシンの牛胎児血清溶液（Ｅ．ｃｏｌｉＯ１１１：Ｂ４を１０ｎｇ／ｍＬ濃度に溶かしたもの）１５ｍＬ中に入れ、１時間振盪した後、溶液のエンドトキシンを和光純薬製のリムラスＥＳテストワコー試薬とトキシノメーターを用いて測定したところ、エンドトキシン濃度が１ｎｇ／ｍＬまで低下していた。
【００３４】
［実施例３］
グラミシジンＳ塩酸塩１ｇを５０ｍＬのジメチルアセトアミドに溶かし、５Ｎ−水酸化ナトリウム１ｍＬを加えた溶液に、実施例１で得た重合体−Ａの４ｇを５０ｍＬのジメチルアセトアミドに溶かしたものを加え、室温で４８時間撹拌した。反応混合物を大過剰の希塩酸中に入れ、ポリマーを沈殿させ、沈殿物を水でよく洗った後、乾燥して、４ｇの本発明にかかる環状ペプチド結合ビニル芳香族化合物重合体（実施例３）を得た。このポリマーをアミノ酸分析した結果、グラミシジンＳ結合量はポリマー１ｇあたり２５ｍｇであった。
【００３５】
このポリマーはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドによく溶けるものであった。このポリマーのジメチルホルムアミド溶液をガラス上にコーティングし、真空乾燥したところ、強靭な膜が得られた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、加工性に優れ、エンドトキシンなどの生理活性物質の吸着、分離材料として有用な可溶性ビニル芳香族化合物重合体が得られる。
【００３７】
また、このビニル芳香族化合物重合体は、シャーレ、瓶、膜、繊維、中空糸、粒状物またはこれらを用いた組み立て品などの成型品の形で、アフィニティークロマトグラフ用吸着剤、治療用血液処理剤として好適に使用することができる。