(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式(１)
【化１】
0004691868.tif 000007
(式中、Ｚは−ＮＨ2またはその塩を示す。)で示されるアリルアミン又はその塩に基づく構成単位(a1)と、
式(２)
【化２】
0004691868.tif 000008
(式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は同一でも異なってもよく、炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ5は炭素数１〜１０の２価の炭化水素基を示す。ｈは０〜１０の数を、ｊは２〜４の数を示す。)で示されるホスホリルコリン類似基含有単量体に基づく構成単位(a2)とを含む共重合体であって、
アリルアミン又はその塩に基づく構成単位(a1)０．０１〜９モル％及びホスホリルコリン類似基含有単量体に基づく構成単位(a2)９１〜９９．９９モル％を含み、且つ数平均分子量５００００〜５００００００であるランダム共重合体。
【請求項２】
構成単位(a1)及び構成単位(a2)以外の他の構成単位を８．９９モル以下含む請求の範囲１に記載のランダム共重合体。
【請求項３】
アリルアミン又はその塩と、ホスホリルコリン類似基含有単量体とを含む単量体組成物を、アゾ系重合開始剤及びラジカル重合有機過酸化物の少なくとも１種の重合開始剤を用いて、水を５０質量％以上含む水系溶媒中で、５〜８０℃の温度で、ラジカル重合させることを特徴とする請求の範囲２に記載のランダム共重合体の製造方法。
【請求項４】
水系溶媒が、水及び水−アルコール溶媒からなる群より選択される請求の範囲３に記載の製造方法。
【請求項５】
重合開始剤が、水溶性のアゾ系化合物である請求の範囲３に記載の製造方法。
【請求項６】
請求の範囲１又は２に記載のランダム共重合体を含む医療用材料。
【請求項７】
医療用器具の表面に、請求の範囲１に記載のランダム共重合体を固定した医療用材料。
【請求項８】
医療用器具の原材料に、請求の範囲１に記載のランダム共重合体を混合し、成形した医療用材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なランダム共重合体、その製造方法及び医療用材料に関する。特に、アミノ基とホスホリルコリン類似基との両方の基を含み、生体適合性を示すと共に、耐擦過性等の物理的特性にも優れたランダム共重合体、その製造方法、および、該共重合体を用いた医療用材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(以下、ＭＰＣと略す)を用いた重合体(以下、ＭＰＣ重合体と略す)は、生体系に存在するリン脂質に類似した化学構造を有するため、高い生体適合性を示す。そこで、このようなＭＰＣ重合体は、医用高分子材料や化粧品原料等に応用される技術が開発されている。
【０００３】
従来、生体適合性材料としてのＭＰＣ重合体としては、ＭＰＣと疎水性基を有する単量体とを共重合させた疎水性基含有ＭＰＣ共重合体が多く用いられている。しかし、この共重合体を医療用具等の基材表面に被覆した場合、血液と接触する条件下において短時間使用であれば問題が少ないが、長時間使用には、被覆された共重合体が徐々に血液中に溶出したり、基材表面から欠落して血液適合性が長時間持続しないという欠点が生じる恐れがある。
【０００４】
これらの欠点を回避する技術として、例えば、特表平７−５０２０５３号公報には、共有結合により基材表面に固定化するための、アミノ基含有(メタ)アクリレートやアミノ基含有スチレンモノマー等の反応性コモノマーと、ホスホリルコリン類似基(以下、ＰＣ基と略すことがある)を有する単量体(以下、ＰＣ単量体と略すことがある)とを含む単量体組成物を重合させた共重合体を含有させたコーティング剤が提案されている。
【０００５】
しかし、一般に、アミノ基含有(メタ)アクリレートあるいはアミノ基含有スチレン単量体は高価であるため、工業的な使用においては不利である。
【０００６】
特開平７−１８４９８９号公報及び特開平７−１８４９９０号公報には、エポキシ基を有するＭＰＣ共重合体と、水酸基、アミノ基又はカルボキシル基を有するＭＰＣ共重合体とを用いて、医療用具等の基材表面に対して化学結合による固定化を行なう方法が開示されている。
【０００７】
上記アミノ基含有ＭＰＣ共重合体としては、数平均分子量４５０００の共重合体が開示されている。その製造法としては、ＭＰＣ６ｇ(２０ミリモル)、ブチルメタクリレート(以下、ＢＭＡと略す)４．９５ｇ(３５ミリモル)、アリルアミン(以下、ＡＡＭと略すことがある)０．１８ｇ(３．２ミリモル)及び２，２'−アゾビスイソブチロニトリル(以下、ＡＩＢＮと略す)０．０４ｇを、２８ｍｌのエタノールに溶解し、この反応液を６０℃の温浴中に２４時間浸漬することにより、重合反応を行う方法が開示されている。
【０００８】
しかし、この方法では、例えば、数平均分子量５００００以上の高分子量の共重合体が得られず、しかも、得られる共重合体中のアミノ基含有割合が低くなる。従って、このようなアミノ基含有ＭＰＣ共重合体では、基材表面に固定化反応させることが困難であり、得られる被膜が脆弱になる恐れがある。しかも、分子量が小さいため、得られる被膜の表面潤滑性が劣るという問題も生じる。
【０００９】
このように、ＡＡＭをコモノマーとして含む単量体組成物は、通常ラジカル重合し難く、一般に低重合度の重合体が低収率で生成するのみである。また重合性の良好な他のビニル系単量体とＡＡＭとを共重合させた場合であっても、従来法では高分子量の重合体は得られていない。この原因の一つは、アリル水素原子とラジカルとの反応による自己停止反応が起こるためと説明されており、この反応は通常、アリル型破壊的連鎖移動と呼ばれ、多くの文献及び成書に記載されている(例えば、C.E.Schildnecht,゛Allylcompounds and their polymers",Wiley Interscience,p19-30(1973)、R.C.Laible,Chemi.Rev．，58(5),p807-843(1958)、大津隆行「改訂高分子合成の化学」、化学同人、p92-95(1968年初版)参照)。
【００１０】
一方、ＡＡＭ塩類の単独ラジカル重合に関しては、アゾ系重合開始剤を用い、水を含む系で重合させることにより、高分子量物が高収率で得られることが報告されている(S.Harada、S.Hasegawa、Macromol.Chem.,Rapid Commun.,5,27-31(1984))。
【００１１】
従来より、電荷を有するポリマーの血液適合性に関して様々な検討がなされている。例えば、表面に正電荷を過剰に有する材料は血液適合性が悪化することが知られている(赤池ら、高分子論文集、36、P.217(1979))。そこで、血液適合性を良好にするためには、正電荷を有する単量体の含有量を少なくすることが望まれている。また、反応性基含有ＰＣ共重合体においては、反応性基の含有量が多くなると基材等への固定化の際の反応点が多くなり、生成するＰＣ共重合体層の含水率が低下して潤滑性が失われるため、カテーテル等の潤滑性が必要な材料の使用に際して不適当である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、生体適合性に優れ、基材表面に固定化させ易く、且つ被膜化した際に良好な表面潤滑性が得られ、各種表面処理剤、添加剤、医療用具等の材料に適したランダム共重合体を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、生体適合性に優れ、基材表面に固定化させ易く、且つ被膜化した際に良好な表面潤滑性を付与することができる医療用材料を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、式(１)
【００１５】
【化３】
0004691868.tif 000002
【００１６】
(式中、Ｚは−ＮＨ2またはその塩を示す。)で示されるアリルアミン又はその塩に基づく構成単位(a1)と、
式(２)
【００１７】
【化４】
0004691868.tif 000003
【００１８】
(式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は同一でも異なってもよく、炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ5は炭素数１〜１０の２価の炭化水素基を示す。ｈは０〜１０の数を、ｊは２〜４の数を示す。)で示されるホスホリルコリン類似基含有単量体に基づく構成単位(a2)とを含む共重合体であって、
アリルアミン又はその塩に基づく構成単位(a1)０．０１〜９モル％及びホスホリルコリン類似基含有単量体に基づく構成単位(a2)９１〜９９．９９モル％を含み、且つ数平均分子量５００００〜５００００００であるランダム共重合体が提供される。
【００１９】
更に本発明によれば、アリルアミン又はその塩と、ホスホリルコリン類似基含有単量体とを含む単量体組成物を、アゾ系重合開始剤及びラジカル重合有機過酸化物の少なくとも１種の重合開始剤を用いて、水を５０質量％以上含む水系溶媒中で、５〜８０℃の温度で、ラジカル重合させることを特徴とする上記ランダム共重合体の製造方法が提供される。
【００２０】
更にまた本発明によれば、前記ランダム共重合体を含む医療用材料が提供される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明のランダム共重合体は、ＡＡＭ又はその塩とＰＣ単量体とを含む単量体組成物を重合させた特定の共重合体である。
【００２２】
本発明に用いるＡＡＭは、遊離型又は塩類が挙げられる。ＡＡＭの塩類としては、例えば、アリルアミン塩酸塩(以下、ＡＡＭ・ＨＣｌと略す)、アリルアミン硫酸塩、アリルアミン亜硝酸塩、アリルアミンリン酸塩等が挙げられる。このうち、入手性等の観点からＡＡＭ・ＨＣｌが好ましい。
【００２３】
本発明に用いるＰＣ単量体としては、例えば、２−(メタ)アクリロイルオキシエチル２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート(ＭＰＣを含む)、３−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、４−(メタ)アクリロイルオキシブチル−２’−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、５−(メタ)アクリロイルオキシペンチル−２’−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、６−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル−２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシエチル−２'−(トリエチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシエチル−２'−(トリプロピルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシエチル−２'−(トリブチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシブチル−２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシペンチル−２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル−２'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシエチル−３'−(トリメチルアンモニオ)プロピルホスフェート、３−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−３'−(トリメチルアンモニオ)プロピルホスフェート、４−(メタ)アクリロイルオキシブチル−３'−(トリメチルアンモニオ)プロピルホスフェート、５−(メタ)アクリロイルオキシペンチル−３'−(トリメチルアンモニオ)プロピルホスフェート、６−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル−３'−(トリメチルアンモニオ)プロピルホスフェート、２−(メタ)アクリロイルオキシエチル−４'−(トリメチルアンモニオ)ブチルホスフェート、３−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−４'−(トリメチルアンモニオ)ブチルホスフェート、４−(メタ)アクリロイルオキシブチル−４'−(トリメチルアンモニオ)ブチルホスフェート、５−(メタ)アクリロイルオキシペンチル−４'−(トリメチルアンモニオ)ブチルホスフェート、６−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル−４'−(トリメチルアンモニオ)ブチルホスフェート等が挙げられる。ここで、(メタ)アクリルは、アクリル及び／又はメタクリルを意味する。これらの単量体は単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。特に入手性等から、ＭＰＣの使用が好ましい。
【００２４】
本発明の共重合体において、ＡＡＭ又はその塩に基づく構成単位(A1)の含有割合は０．０１〜９モル％、好ましくは０．１〜５モル％である。また、ＰＣ単量体に基づく構成単位(A2)の含有割合は９１〜９９．９９モル％、好ましくは９５〜９９．９モル％である。構成単位(A1)の含有割合が０．０１モル％未満の場合、例えば、エポキシ基を有する基材に共重合体被膜を固定する場合、共重合体中の反応性官能基の数が十分でなく、所望の被膜固定が困難である。
【００２５】
前記構成単位(A1)及び構成単位(A2)の共重合体中の含有割合は、９１．０１〜１００モル％、好ましくは９５．１〜１００モル％である。従って、本発明の共重合体は、前記構成単位(A1)及び構成単位(A2)の他に、他の構成単位を０〜８．９９モル％、好ましくは０〜４．９モル％含んでいても良い。他の構成単位は、共重合可能なモノマーに基づく構成単位であれば、本発明の所望の効果を損なわない範囲、若しくは更に所望の効果を向上させるために適宜選択することができる。
【００２６】
前記構成単位(A1)としては、例えば、上記式(１)で示される構成単位(a1)が好ましく挙げられる。式(１)において、Ｚは、−ＮＨ2又はその塩が挙げられる。一方、前記構成単位(A2)としては、例えば、上記式(２)で示される構成単位(a2)が好ましく挙げられる。式(２)において、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は同一でも異なってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数１〜４の炭化水素基を示す。Ｒ4は水素原子又はメチル基を示す。Ｒ5は、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチル基等の炭素数１〜１０の２価の炭化水素基を示す。ｈは０〜１０の数を、ｊは２〜４の数を示す。
【００２７】
本発明の共重合体において、ＡＡＭ又はその塩とＰＣ単量体とに基づく構成単位を含む重合体は、その他の単量体に基づく構成単位を０〜８．９９モル％含有してもよい。
【００２８】
本発明の共重合体の数平均分子量は、５００００〜５００００００、好ましくは１０００００〜１００００００である。数平均分子量が５００００未満では、例えば、表面処理剤として用いて基材表面に本発明の共重合体による皮膜を形成した場合、表面層の耐擦過性等の物理的特性が低下する。一方、数平均分子量が５００００００を越える場合は製造が困難である。
【００２９】
本発明の共重合体における末端の構造は、ラジカル重合時における停止反応によって生成する基であり、例えば、式(３)〜(５)で示される重合開始剤に由来する末端基、式(６)又は(７)で示されるＡＡＭ単量体に由来する末端基等が挙げられる。更に、連鎖移動剤又は溶媒に由来する重合末端を挙げることもできる。
【００３０】
【化５】
0004691868.tif 000004
【００３１】
本発明の共重合体を製造するには、例えば、以下に示す本発明の製造方法等が好ましく挙げられる。
【００３２】
本発明の製造方法は、ＡＡＭ又はその塩と、ＰＣ単量体とを含む単量体組成物を、特定の重合開始剤を用い、特定の溶媒中で、特定温度で、ラジカル重合させる方法である。
【００３３】
前記単量体組成物に含まれるＡＡＭ又はその塩、並びにＰＣ単量体としては、上記列挙した具体例が好ましく挙げられる。これら単量体の含有割合は、上記構成単位(A1)及び構成単位(A2)の含有割合となるように適宜決定することができる。
【００３４】
前記単量体組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、前記他の構成単位を構成する他の単量体を含ませることもできる。他の単量体としては、共重合可能であれば特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸及びその塩；(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル；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、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールのブロック又はランダム共重合体のモノ(メタ)アクリレート、グリセロール−α−モノ(メタ)アクリレート、アリルアルコール、２−アリルフェノール、グリセロール−α−モノアリルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、４−(ヒドロキシメチル)アクリルアミド等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル、水酸基含有(メタ)アクリル酸アミド等が挙げられる。これらの共重合可能な他の単量体の含有割合は、得られる共重合体中に他の単量体に基づく構成単位の割合が、８．９９モル％以下、特に、５モル％以下となるように適宜選択して含有させることができる。
【００３５】
本発明の製造方法に用いる重合開始剤は、アゾ系重合開始剤及びラジカル重合有機過酸化物の少なくとも１種である。
【００３６】
本発明に用いる前記特定の重合開始剤としては、例えば、２，２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩、２，２'−アゾビス(２−(５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル)プロパン)二塩酸塩、４，４'−アゾビス(４−シアノ吉草酸)、２，２'−アゾビスイソブチルアミド二水和物、２，２'−アゾビス(２，４−ジメチルバレロニトリル)、ＡＩＢＮ、ジメチル−２，２'−アゾビスイソブチレート、１−((１−シアノ−１−トメチルエチル)アゾ)ホルムアミド、２，２'−アゾビス(２−メチル−Ｎ−フェニルプロピオンアミヂン)ジハイドロクロライド、２，２'−アゾビス(２−メチル−Ｎ−(２−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド)、２，２'−アゾビス(２−メチルプロピオンアミド)ジハイドレート、４，４'−アゾビス(４−シアノペンタン酸)、２，２'−アゾビス(２−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル)等のアゾ系ラジカル重合開始剤；過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、コハク酸ペルオキシド(サクシニルペルオキシド)、グルタルペルオキシド、サクシニルペルオキシグルタレート、ｔ−ブチルペルオキシマレート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ジ−２−エトキシエチルペルオキシカーボネート、３−ヒドロキシ−１，１−ジメチルブチルペルオキシピバレート等の有機過酸化物；過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸化物等が挙げられる。好ましくは２，２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩、２，２'−アゾビス(２−(５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル)プロパン)二塩酸塩等の水溶性アゾ系化合物が挙げられる。これらの重合開始剤は単独で用いても混合物で用いてもよい。重合開始剤の使用量は、単量体組成物１００質量部に対して通常０．００１〜１０質量部、好ましくは０．０１〜５．０質量部である。
【００３７】
本発明の製造方法において用いる溶媒は、水１００％を含む、水を５０質量％以上含有する水系溶媒である。この溶媒は、水を５０質量％以上含んでおれば、単量体組成物を溶解し、かつ、単量体と反応しない溶媒であればよい。水以外に５０質量％以下の範囲で含有させることができる溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒；酢酸エチル等のエステル系溶媒；エチルセルソルブ、テトラヒドロフラン等の直鎖又は環状のエーテル系の溶媒；アセトニトリル、ニトロメタン等の合窒素系溶媒等が挙げられる。好ましくは、水１００％又は水−アルコール系の混合溶媒が挙げられる。
【００３８】
前記溶媒の水含有割合が５０質量％未満の場合には、所望の高分子量の共重合体を得ることができない。
【００３９】
本発明の製造方法において重合は、公知の溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等の方法を用いてラジカル重合させることができる。必要に応じて重合系を、例えば、窒素、二酸化炭素、ヘリウム等の不活性ガスで置換して、あるいは前記不活性ガスの雰囲気下に重合させることもできる。重合温度は、５〜８０℃の範囲で行なう必要がある。重合時間は１０分間〜４８時間が好ましい。
【００４０】
得られた共重合体の精製は、例えは、再沈澱法、透析法、限外濾過法等の一般的な精製方法により行うことができる。
【００４１】
本発明の医療用材料は、前記本発明のランダム共重合体を含む。本発明の医療用材料の態様としては、例えば、医療用器具の表面に、本発明のランダム共重合体を固定する態様、若しくは医療用器具を製造する際に、医療用器具の原材料に本発明のランダム共重合体を混合し、成形する態様が挙げられる。
【００４２】
医療用器具の表面に、本発明のランダム共重合体を固定する態様において、固定は、医療用器具の表面に本発明のランダム共重合体を共有結合させる方法、イオン結合させる方法、配位結合させる方法等が挙げられ、固定の耐久性等の点から共有結合させる方法が好ましい。
【００４３】
前記共有結合させる方法は、例えば、医療用器具の表面に、本発明のランダム共重合体中に存在するアミノ基に対して反応性を有する官能基を存在させ、該反応基とランダム共重合体中に存在するアミノ基とを共有結合させる方法が挙げられる。
【００４４】
前記医療用器具の表面に存在させる官能基としては、例えば、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、エポキシ基、イソシアネート基等が挙げられる。また、医療用器具表面に、水酸基、アミノ基等のアミノ基と反応性を示さない官能基のみしか存在しない場合には、例えば、医療用器具表面を、ジイソシアネート、ジエポキシ等の多官能性試薬を用いて官能基を変換することにより、アミノ基に対して反応性を有する表面とすることができる。
【００４５】
医療用器具がポリエチレン等の官能基を全く持たない場合には、医療用器具の表面を、プラズマ処理、コロナ処理、オゾン処理等により処理し、例えば、カルボキシル基等を表面に付与することによってアミノ基に対して反応性を有する表面とすることができる。
【００４６】
医療用器具が、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のカルボン酸エステル結合を含むポリエステルの場合には、アルカリ加水分解処理、超臨界処理等を行うことにより表面にカルボキシル基を形成させ、アミノ基に対して反応性を有する表面とすることができる。
【００４７】
医療用器具が、既に表面コーティングされている場合には、該コーティング層中に存在する官能基を利用して本発明のランダム共重合体を固定させることができる。例えば、表面コーティング層がマレイン酸重合体により形成されている場合、マレイン酸中のカルボキシル基と、本発明のランダム共重合体中のアミノ基との縮合反応により共有結合を形成することができる。また、表面コーティング層が、無水マレイン酸重合体、フマル酸重合体、(メタ)アクリル酸重合体等のビニル系重合体、アルギン酸、ヒアルロン酸等の多糖類、ゼラチン等の蛋白質の場合も同様にこれらに含まれる官能基と、共有結合を形成することができる。
【００４８】
医療用器具が金属製材料の場合には、バインダーを介して本発明のランダム重合体と結合させることができる。例えば、金属が、コバルト、クロム、錫、銅等の場合、これらに優れた接着性を示す、４−メタクリロキシエチルトリメリチックアンヒドリド(以下、４−ＭＥＴＡと略す)重合体等をバインダーとして用いて結合させることができる。このように４−ＭＥＴＡ重合体をバインダーとして用いる場合、４−ＭＥＴＡ重合体中に含まれる酸無水物基が、本発明のランダム共重合体中のアミノ基に対して優れた反応性を示し、このバインダーを介して、医療用器具の表面に本発明のランダム共重合体を共有結合させることができる。
【００４９】
医療用器具を製造する際に、医療用器具の原材料に本発明のランダム共重合体を混合する方法としては、例えば、溶媒キャスト法、溶液反応法、混練法等が挙げられる。
【００５０】
前記溶媒キャスト法の場合は、本発明のランダム共重合体及び医療用器具の原材料の両方が溶解する溶媒、例えば、水、アルコール類又はこれらの混合物を使用し、両者を溶解後に溶媒を蒸散させることにより行なうことができる。この際、医療用器具の原材料としては、ポリエチレングリコール、デキストラン等が挙げられる。
【００５１】
前記溶液反応法の場合、医療用器具の原材料としては、本発明のランダム共重合体が溶解する、例えば、水、アルコール類又はこれらの混合物等の溶媒に対して溶解し、且つアミノ基と反応性を有する官能基を有する材料を用いることができる。このような医療用器具の原材料と、本発明のランダム共重合体とを、該溶媒中で反応させることにより、本発明のランダム共重合体を含む不溶性の架橋構造体としての医療用材料を得ることができる。この際、前記本発明のランダム共重合体が溶解する溶媒に対して溶解し、且つアミノ基と反応性を有する官能基を有する材料としては、例えば、アルギン酸、ヒアルロン酸、ゼラチン等が挙げられる。また、原材料が、水酸基やアミノ基等のアミノ基に対して反応性を示さない官能基のみを有する場合であっても、例えば、該原材料をジイソシアネート、ジエポキシ等の多官能性試薬を用いて官能基を変換することにより、アミノ基に対して反応性を有する官能基を有する原材料とすることができる。
【００５２】
溶液反応法における反応において、加熱又は常温で反応を行う場合、例えば、水溶性の縮合剤等の反応促進剤を添加することもできる。
【００５３】
前記混練法は、医療用器具の原材料として広く使用されている、例えば、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリアミド等を加熱溶融し、次いで、本発明のランダム共重合体を混練し、成型する方法等により行なうことができる。この際、医療用器具の原材料は、本発明のランダム共重合体単独であっても良い。また、混練法において、本発明のランダム共重合体を強固に材料中に固定するために、イソシアネート基やカルボキシル基等のアミノ基に対して反応性を示す官能基を有する添加剤を必要により添加することもできる。
【００５４】
本発明の医療用材料は、前述の本発明のランダム共重合体を、医療用材料の表面や内部に固定される態様等で含んでいるので、医療用材料に、生体適合性や良好な表面潤滑性を付与することができる。従って、本発明の医療用材料は、例えば、各種医療用カテーテル、ガイドワイヤー、縫合糸、創傷被覆材、人工関節、眼内レンズ、コンタクトレンズ等に利用することができる。
【００５５】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
以下に、本例における各測定方法を示す。
＜数平均分子量の測定＞
得られた共重合体の数平均分子量の測定は、ポリエチレングリコールを標準サンプルとしてゲルパーミエーションクロマトグラフ(ＧＰＣ)により測定した数平均分子量の値である。即ち、得られた共重合体水溶液を０．５質量％になるよう蒸留水で希釈し、この溶液を０．４５μｍのメンブランフィルターで濾過し、試験溶液とし、以下のＧＰＣ分析の測定条件に基づいて測定した。
ＧＰＣ分析の測定条件
カラム：「Ｇ３０００PWXL」２本(東ソー社製)、溶出溶媒：２０ｍＭリン酸緩衝液、標準物質：ポリエチレングリコール(ポリマー・ラボラトリー社製)、検出：示差屈折計、質量平均分子量(Ｍｗ)、数平均分子量測定(Ｍｎ)、分子量分布(Ｍｗ／Ｍｎ)の計算：東ソー社製インテグレーター内蔵分子量計算プログラム(ＳＣ−８０２０用ＧＰＣプログラム)、流速：０．５ｍｌ／分、試料溶液使用量：１０μｌ、カラム温度：４５℃。
＜重合体中の組成比の測定方法＞
重合体中の組成比の測定方法は、重合体中のアミノ基含有量の測定結果から算出した。即ち、重合体中のアミノ基含有量の測定は、トリニトロベンゼンスルホン酸(以下、ＴＮＢＳと略す)を用いたラベル化反応により、定量を行なった。各種の濃度のＡＡＭ・ＨＣｌ水溶液を調製し、検量線を作成して、直線性を確認した。また、標準溶液として、ＡＡＭ・ＨＣｌ水溶液(５０ｐｐｍ)を調製し、試料溶液として、重合体を１％(w／w)含有する水溶液を調製した。反応溶液として、ホウ酸緩衝溶液(ホウ砂３．８１ｇを温水１００ｍｌに溶解)、ＴＮＢＳ水溶液(０．１０％)、亜硫酸ナトリウム水溶液(０．１３％)を調製した。以下の手順により、ラベル化反応を行った。
【００５７】
まず、試料溶液０．５ｍｌを試験管に採取し、ホウ酸緩衝溶液２．０ｍｌを添加、亜硫酸ナトリウム水溶液０．５ｍｌを添加、ＴＮＢＳ水溶液０．５ｍｌを添加し、３７℃の恒温槽にて６０分間インキュベートして行なった。
【００５８】
測定装置としては、日本分光社製の紫外可視吸光分析装置Ｕ−best３５を用いた。分光セルには光路長１０ｍｍのＰＭＭＡ社製のディスポセルを用いて測定を行い、波長４２０ｎｍでの吸光度を求めた。単量体成分としてＡＡＭ・ＨＣｌを標準として、４２０ｎｍでの吸収の直線性を確認し、共重合体中のＡＡＭ・ＨＣｌの組成について、５０ｐｐｍのＡＡＭ・ＨＣｌを標準サンプルとして定量を、以下の要領で行い、組成比を算出した。
【００５９】
５０ｐｐｍのＡＡＭ・ＨＣｌの４２０ｎｍにおける吸光度をｓ、共重合体１質量％溶液の４２０ｎｍにおける吸光度をｔ、共重合体１質量％(＝１００００ｐｐｍ)中のアミノ基量(ＡＡＭ・ＨＣｌ換算)をｘとすると、ｘ＝５０×ｔ／ｓとなる。共重合体１ｍｏｌのＡＡＭ・ＨＣｌユニットをαｍｏｌとすると、ＭＰＣユニットは１−αｍｏｌとなる。ＡＡＭ・ＨＣｌの分子量をＭA、ＭＰＣの分子量をＭMとすると、共重合体中のアミノ基量はα×１００ｍｏｌ％であるので、αＭA／((１−α)ＭM＋αＭA)＝ｘ／１００００となり、これよりα＝ｘ×ＭM／((１００００＋ｘ)ＭA＋ｘ×ＭM)となる。
＜潤滑性評価方法＞
潤滑性評価については、ガイドワイヤーを１質量％の塩化カルシウム水溶液に浸した後、内径１．０ｍｍ、長さ１５０ｃｍのポリウレタン製チューブ内を繰返し通過させ、手の感触にて５段階評価を行なった。評価の内容は、非常に良いを５点、良いを４点、やや悪いを３点、悪いを２点、非常に悪いを１点とした。
＜抗血栓性試験＞
体重２ｋｇの日本白色種のウサギ(オス)の頚動脈と頚静脈との間を医療用チューブでつなぎ、チューブ内部に試験片を留置して３０分間血流を保った。終了後、チューブを生理食塩水で５回洗浄し、続いて、チューブ内を２．５質量％のグルタールアルデヒド水溶液で満たして一晩放置し、血栓を固定化した。その後、チューブ内から試験片を取り出し、金蒸着を行なった。次いで、走査型電子顕微鏡を用いて表面観察を行ない、血小板の粘着並びに血栓形成の量を目視で評価した。評価は、血小板の粘着及び血栓形成が見られないものを５点、血小板の粘着が僅かに見られるが血栓の形成が見られないものを４点、血小板の粘着は多く見られるが血栓形成は見られないものを３点、血小板の粘着及び血栓形成が見られるものを２点、血小板の粘着及び著しい血栓形成が見られるものを１点とした。
＜構造確認＞
1Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ／ＩＲにより測定した。1Ｈ−ＮＭＲは、日本電子(株)製、JNM-EX270を用い、共重合体粉末２０ｍｇを重水(Ｄ2Ｏ)１．５ｍｌに溶解させた試料溶液について測定した。ＦＴ／ＩＲは、JASCO(株)製のＦＴ／ＩＲ−７３００を用いて、試料５．０質量％のメタノール溶液をキャストして作成したフィルムについて測定した。
【００６０】
実施例１−１
ＭＰＣ／ＡＡＭ・ＨＣｌの重合体の合成
ＭＰＣ ７０ｇ(２３７ミリモル、９０モル％)、ＡＡＭ・ＨＣｌ ２．５ｇ(２７ミリモル、１０モル％)、重合開始剤として２，２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩(和光純薬工業(株)製、商品名Ｖ−５０)０．３７ｇ(１．４ミリモル)を、４００ｍｌの水に溶解し、窒素ガスにて反応容器内を充分に置換した。この反応容器を６０℃の温浴中に２時間浸漬することにより重合を行った。冷却後、反応溶液を水中で透析し、精製を行なった。その後、溶液の全量について凍結乾燥を行い、重合体を固形物として６０．９ｇ得た。仕込み量に対する収率は８４％であった。前述の測定方法にしたがって各測定を行なった結果、重合体の数平均分子量は１３４０００、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量は０．２モル％であった。また得られた重合体の1Ｈ−ＮＭＲ及びＩＲの測定結果を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲの測定結果；δ(ppm)
1.3；−C−CH3、2.2；−CH2−、3.3；−N(CH3)3、3.7；−O−CH2CH2−N−、4.0〜4.4；−O−CH2CH2−O−
FT／IRの測定結果；(ｃｍ-1)
3400；−OH、1720;−C＝０、1480；−C−H、1235；−C−、1290；−P−０−、970；−P−０−C−
以上の結果から、得られた重合体はＡＡＭ・ＨＣｌに基づく比率０．２モル％、ＭＰＣに基づく比率９９．８モル％、数平均分子量１３４０００の重合体であった。なお、1Ｈ−ＮＭＲの測定チャート、ＩＲの測定チャートを図１及び図２に示す。
【００６１】
実施例１−２、１−３
重合開始剤、溶媒、反応温度及び反応時間、単量体組成物の総量(２６４ミリモル)は同様にし、ＭＰＣとＡＡＭ・ＨＣｌとの仕込比(モル％)を、７０：３０(実施例１−２)、若しくは５０：５０(実施例１−３)に代えた以外は実施例１−１と同様に重合を行った。得られた重合体の数平均分子量、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量及び収率を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６２】
実施例１−４
ＭＰＣ７０ｇ、ＡＡＭ１．５ｇ、重合開始剤として２，２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩(和光純薬工業(株)製、商品名Ｖ−５０)０．３７ｇ(１．４ミリモル)を、４００ｍｌの水に溶解し、窒素ガスにて反応容器内を充分に置換した。ＡＡＭの沸点は約５５℃であることから、この反応溶液を４０℃の温浴中に６時間浸漬することによって重合を行なった。冷却後、反応溶液を水中にて透析し、精製を行なった。その後、溶液全量を凍結乾燥し、重合物を固形物とした。得られた重合体の数平均分子量、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量及び収率を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
実施例１−５、１−６
重合開始剤、溶媒、反応温度及び反応時間、単量体組成物の総量(２６４ミリモル)は同様にし、ＭＰＣとＡＡＭ・ＨＣｌとの仕込比(モル％)を、８０：２０(実施例１−５)、若しくは７０：３０(実施例１−６)に代えた以外は実施例１−４と同様に重合を行った。得られた重合体の数平均分子量、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量及び収率を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６４】
実施例１−７
溶媒としてエタノール２００ｍｌ及び水２００ｍｌを混合した混合溶媒を用いた以外は、実施例１−２と同様に重合を行なった。得られた重合体の数平均分子量、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量及び収率を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６５】
比較例１−１
反応温度を８５℃とした以外は、実施例１−２と同様に重合を行なった。得られた重合体の数平均分子量、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量及び収率を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
比較例１−２
重合溶媒として、エタノール４００ｍｌを用いた以外は、実施例１−２と同様に重合を行なった。得られた重合体の数平均分子量、ＡＡＭ・ＨＣｌに基づく含有量及び収率を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６７】
比較例１−３
メタクリル酸アミノエチル塩酸塩(以下、ＡＥＭと略す)４．４ｇ(２７ミリモル、単量体組成物中１０モル％)、ＭＰＣ ７０ｇ(２３７ミリモル、単量体組成物中の組成は９０モル％)、コハク酸ペルオキシド(日本油脂(株)製、商品名「パーロイルＳＡ)０．３２ｇ(１．４ミリモル)を、４００ｍｌの水に溶解し、窒素ガスにて反応容器内を充分に置換した。この反応溶液を６０℃の温浴中に２時間浸漬することにより重合を行った。冷却後、反応溶液を水中にて透析し、精製を行なった。その後、溶液全量を凍結乾燥し、重合体を固形物とした後、実施例１−１と同様に各測定を行なった。結果を表１に示す。
【００６８】
比較例１−４
特開平７−１８４９８９号公報に記載された方法に従い、以下の手順で重合を行なった。
【００６９】
ＭＰＣ ６ｇ(２０ミリモル、単量体組成物中３５モル％)、メタクリル酸ｎ−ブチル(以下、ＢＭＡと略す)４．９５ｇ(３５ミリモル、単量体組成物中６０モル％)ＡＡＭ０．１８ｇ(３．２ミリモル、単量体組成物中５モル％)及びＡＩＢＮ ０．０４ｇをエタノール２８ｍｌに溶解し、アルゴンガスで反応容器内を充分に置換した。この反応溶液を６０℃の温浴中に２４時間浸漬することにより重合を行った。冷却後、重合溶液を上記公報に記載された方法に従い、クロロホルムに注いだが沈澱が得られなかったため、クロロホルムに代えてエチルエーテルで沈澱を行なった。得られた沈澱を濾別した後、真空下で乾燥させた。得られた重合体について実施例１−１と同様に各測定を行なった。結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
実施例２−１
ポリウレタンを被覆したガイドワイヤー試験片(直径０．８ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)を、無水マレイン酸／メチルビニルエーテル共重合体(ＩＳＰ社製、商品名「ガントレット」、以下、ＶＥＭＡ−ＡＨと略す)の１．０質量％メチルエチルケトン溶液中に１０秒間浸漬し、６０℃で２時間乾燥して試料を作製した。次いで、実施例１−２で調製した重合体２ｇ及び縮合剤としての水溶性カルボジイミド０．２ｇを水１００ｍｌに溶解させた水溶液中に、上記ガイドワイヤー試験片を浸漬させ、室温で２時間放置することにより固定化反応を行なった。得られた試料について前述の測定方法に従い、潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７２】
実施例２−２
縮合剤を使用しなかった以外は、実施例２−１と同様に固定化反応を行なった。得られた試料について実施例２−１と同様に潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７３】
実施例２−３
ポリウレタンを被覆したガイドワイヤー試験片(直径０．８ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)を、ポリイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネート１」)の５質量％テトラヒドロフラン溶液に１分間浸漬した後に引き上げ、５０℃で２時間乾燥させた。得られたガイドワイヤーを１０質量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、室温で３０分間静置することにより、イソシアネートの加水分解を行い、ガイドワイヤー表面にアミノ基を生成させた。同ガイドワイヤーを、ＶＥＭＡ−ＡＨの２質量％メチルエチルケトン溶液に１０分間浸漬した後引き上げ、室温で２時間乾燥させ、更に６０℃で２時間加熱処理した。次いで、得られたガイドワイヤーを水中に浸漬し、室温で３時間静置した後、６０℃で２４時間乾燥した。続いて、得られたガイドワイヤーを、実施例１−２で調製した重合体２質量％のエタノール溶液に１分間浸漬した後に引き上げ、室温で２時間乾燥させ、更に９０℃で３時間加熱処理することにより固定化反応を行なった。得られた試料について実施例２−１と同様に潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７４】
実施例２−４
ポリウレタンを被覆したガイドワイヤー試験片(直径０．８ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)を、ＶＥＭＡ−ＡＨのハーフエステル(以下、ＶＥＭＡ−ＨＥと略す)の２質量％メチルエチルケトン溶液に１０秒間浸漬した後に引き上げ、室温で２時間乾燥させ、更に１２０℃で３時間加熱処理した。次いで、ガイドワイヤーを水中に浸漬し、室温で３時間静置した後、６０℃で２４時間乾燥させた。続いて、実施例１−２で調製した重合体の２質量％エタノール溶液に得られたガイドワイヤーを１分間浸漬した後に引き上げ、室温で２時間乾燥させ、更に９０℃で３時間加熱処理することにより固定化反応を行なった。得られた試料について実施例２−１と同様に潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７５】
実施例２−５
ポリウレタンを被覆したガイドワイヤー試験片(直径０．８ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)を、ステンレス製ガイドワイヤー試験片(直径０．６５ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)に代えた以外は、実施例２−４と同様に固定化反応を行い、潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７６】
比較例２−１
比較例１−１で得られた重合体を用いた以外は、実施例２−１と同様に固定化反応を行い、潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７７】
比較例２−２
比較例１−３で得られた重合体を用いた以外は、実施例２−１と同様に固定化反応を行い、潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７８】
比較例２−３
比較例１−４で得られた重合体を用いた以外は、実施例２−１と同様に固定化反応を行い、潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００７９】
比較例２−４
ポリウレタンを被覆したガイドワイヤー試験片(直径０．８ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)を、ＶＥＭＡ−ＡＨの１０質量％メチルエチルケトン溶液に１０秒間浸漬した後に引き上げ、６０℃で２時間乾燥させた。次いで、ガイドワイヤーを０．１規定の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、室温で３時間静置した後、純水にて洗浄を行い、４０℃で２４時間乾燥させ試料を作製した。得られた試料について実施例２−１と同様に潤滑性及び抗血栓性の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００８０】
比較例２−５
ポリウレタンを被覆したガイドワイヤー試験片(直径０．８ｍｍ、長さ１５．０ｍｍ)をそのまま前述の潤滑性及び抗血栓性の評価に供した。結果を表２に示す。
【００８１】
表２の結果より、実施例２−１〜２−５における、数平均分子量１２７０００の重合体により被覆したガイドワイヤーは、比較例２−１の数平均分子量４８２００の重合体で被覆したガイドワイヤーに比して、優れた潤滑性及び抗血栓性を示すことが判った。また、比較例２−２のアミノ基含有量が多い重合体で被覆したガイドワイヤーに比しても、優れた潤滑性及び抗血栓性を示すことが判った。更に、比較例２−３で得られたガイドワイヤーの潤滑性及び抗血栓性は、比較例２−４の前処理のみ行ったガイドワイヤーと同等であった。この理由は、比較例２−３において用いた重合体が、アミノ基含有量が非常に少なく重合体の固定化反応が進行しなかったためと考えられる。
【００８２】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は実施例１の1Ｈ−ＮＭＲの測定チャートである。
【図２】  図２は実施例１のＦＴ／ＩＲの測定チャートである。
【図１】
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【図２】
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