(57)【要約】本発明は、導電性を有するポリマーと組み合わせたヒアルロン酸及びその誘導体によって構成される複合生体材料の調製に関する。特に、二次元又は三次元の多糖マトリックス及び導電性膜によって形成される生物医学的装置を調製する方法に関する。マトリックスは、膜、織布、不織布、メッシュ、ガーゼ、ガイドチャネル又はスポンジの形態のヒアルロン酸誘導体によって構成され、一方、導電性膜は、ヒアルロン酸又はその誘導体（ドーピング剤）と組み合わせたポリピロールのフィルム（ポリマー導体）によって構成されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ポリピロール（ＰＰｙ）と、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸のエステル誘導体（ＨＹＡＦＦ）、ヒアルロン酸のＯ−硫酸化誘導体（ＨＡＯＳＯ3）、ヒアルロン酸の過カルボキシル化誘導体（ＨＹＯＸＸ）により形成される群から選択される少なくとも一種の化合物とをベースとする導電性ポリマーフィルムと、場合により、
（ｂ）少なくとも一種のヒアルロン酸のエステル誘導体（ＨＹＡＦＦ）、ヒアルロン酸の過カルボキシル化誘導体（ＨＹＯＸＸ）、ヒアルロン酸の自己架橋誘導体（ＡＣＰ）、部分的に脱アセチル化されたヒアルロン酸の架橋誘導体により構成される二次元又は三次元構造と
によって構成される複合生体材料。
【請求項２】
ヒアルロン酸のエステル誘導体（ＨＹＡＦＦ）が７５％部分エステル又は全エステルである、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項３】
請求項１に記載の二次元又は三次元構造がない場合、ＨＹＡＦＦが支持材として働く、請求項２記載の複合生体材料。
【請求項４】
ヒアルロン酸のＯ−硫酸化誘導体（ＨＡＯＳＯ3）が、２〜４、好ましくは２．５〜３．５の間の硫酸化度を有する、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項５】
ヒアルロン酸の過カルボキシル化誘導体（ＨＹＯＸＸ）が、５０〜１００％の間の酸化度を有する、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項６】
ＨＡＯＳＯ3及びＨＹＯＸＸが、ドーピング剤及び神経再生剤として働く、請求項４及び５記載の複合生体材料。
【請求項７】
ポリピロール（ＰＰｙ）が、導電体及びドーピング剤である、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項８】
二次元又は三次元構造が、織布、不織布、膜、フィルム、ガーゼ、メッシュ状のネット、ガイドチャネル、スポンジにより構成される、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項９】
二次元又は三次元構造が、全部又は７５％部分的にエステル化されたヒアルロン酸のエステル誘導体（ＨＹＡＦＦ）により構成される、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項１０】
二次元又は三次元構造が、５０〜１００％の間の酸化度を有するヒアルロン酸の過カルボキシル化誘導体（ＨＹＯＸＸ）により構成される、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項１１】
二次元又は三次元構造が、１〜１００％の間の架橋度を有するヒアルロン酸の自己架橋誘導体（ＡＣＰ）により構成される、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項１２】
二次元又は三次元構造が、ヒアルロン酸の部分的に脱アセチル化された架橋誘導体により構成される、請求項１記載の複合生体材料。
【請求項１３】
以下の工程：
（ａ）ピロールの精製と、
（ｂ）電解質の存在下でのピロールの電気化学的重合（場合により、ヒアルロン酸誘導体をベースとする二次元又は三次元多糖マトリックスによって支持される）と、
からなる、請求項１〜１２記載の複合生体材料の調製方法。
【請求項１４】
アルミナによるろ過又は真空下での蒸留によりピロールを精製する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
電気化学重合を定電位的又は定電流的、好ましくは定電流的に実施する、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
ピロールの重合工程で、ポリスチレンサルフェート（ＰＳＳ）、ヒアルロン酸及びその誘導体、好ましくは様々な硫酸化度を有するヒアルロン酸によって構成されるその誘導体、過カルボキシル化ヒアルロン酸誘導体（ＨＹＯＸＸ）を電解質として使用する、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
支持ポリマーマトリックスが、好ましくはエステル基に属するヒアルロン酸誘導体（ＨＹＡＦＦ）、自己架橋誘導体（ＡＣＰ）、部分的に脱Ｎ−アシル化されたヒアルロン酸から架橋された誘導体、過カルボキシル化誘導体（ＨＹＯＸＸ）をベースとする膜、織布及び不織布により構成されていてもよい、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
神経及び骨組織の再生のための生物医学分野における、請求項１〜１２記載の複合生体材料の使用。
【請求項１９】
神経細胞の成長及び分化のため、及び失われた神経機能の後の回復を伴う損傷した神経の修復における、請求項１４記載の複合生体材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性を有するポリマーと組み合わせたヒアルロン酸及びその誘導体によって構成される複合生体材料の製造に関する。
【０００２】
特に、二次元又は三次元の多糖マトリックス及び導電性膜によって形成される生物医学的装置を調製する方法に関する。マトリックスは、膜、織布、不織布、メッシュ、ガーゼ、ガイドチャネル又はスポンジの形態のヒアルロン酸誘導体によって構成され、一方、導電性膜は、ヒアルロン酸又はその誘導体（ドーピング剤）と組み合わせたポリピロールのフィルム（ポリマー導体）によって構成されている。
【０００３】
組織再生のプロセスを加速する能力を有する天然多糖成分と、電荷を伝導させる合成ポリマーの特異な特性との生物学的及び物理的相乗作用が、そのような生体材料を神経及び骨再生の分野で利用することを可能にする。
【背景技術】
【０００４】
ヒアルロン酸は、ｄ-グルクロン酸及びＮ−アセチルグルコサミンによって形成される繰り返しモノマー単位によって構成される天然の直鎖状多糖である。それは、高等生物のほぼすべての軟組織中に見いだされ、組織機能の修復及び回復に関連した多くの生物学的プロセスで重要な役割を演じる。
【０００５】
ヒアルロン酸誘導体ならびに生物医学的及び外科的分野で使用する生体材料、例えば膜、不織布、メッシュ及びスポンジへのそれらの変形は、特許番号ＥＰ０２１６４５３Ｂ１に十分に記載されている。これらの生成物の主要な性質は、その生物分解性である。なぜなら、これらの生成物は、一たび適用部位に移植されると、それ自体の生物学的機能を果たすことができる天然のヒアルロン酸の放出を助けるからである（D. Campoccia et al., Biomaterials, vol. 19 （1998）, page 2101）。
【０００６】
ヒアルロン酸のエステル誘導体の他の応用のうち、ＥＰ０６５２７７８Ｂ１は、連続的な多糖マトリックスに引き込むメッシュの組み合わせによって構成されるガイドチャネルの製造を特許請求している。これらの装置は、傷ついた神経の短いセクションで神経突起及び軸索の成長を何らかの方法で助けると思われるが、急激な劣化のため、神経機能を修復するプロセスを完全に支援することはできない。
【０００７】
導電材料によって運ばれる電荷が、ニューロンの長さを増し、ひいては神経再生を促進する際に決定的な役割を演じるということは異論のない事実である。これらの結果を得るために、過去の技術は、外部から発生させるか、又は傷ついた神経のセクションを介して直接に電流を導入することによる電場及び磁場を利用した。ニューロンの成長は、圧電性を有する物質、例えばポリビニレン二フッ化物（ＰＶＤＦ）を使用して実証されており、その効果は、度重なる機械的応力の結果として発生した一時的な表面電荷に起因する（R. F. Valentini et al., biomaterials, vol. 13, page 183 （1992））。インビトロ及びインビボ検査における外的電磁場の印加は、ニューロン細胞のより良好な移動を示したが、この効果は、おそらく、それらの形成における変化ならびに傷ついた神経の部分間で電気信号を促進するそれらの能力における細胞骨格タンパク質、たとえばアクチン及び他の分子の再配置に依存する生物学的メカニズムの組み合わせのおかげである。
【０００８】
これらの全ての系は部分的に効果的であると判明しているけれども、圧電性物質及び外部電磁場の使用は激しい制約がある。外部の刺激がなければ、前者は、限られた期間しか電気的特性を発生することができず、遂行しようとする機能にとってしばしば不十分である。他方、電磁場は、再生させるべき神経領域だけに集中させることはできないし、このことは周囲の健全な組織に好ましからざる影響をもたらすかもしれない。
【０００９】
比較的最近では、ポリピロールが、生物医学的分野で電気信号を伝導させるためのポリマーとして使用されてきている。文献に記載されているいくつかの具体的な用途は、ポリピロールが、神経伝達物質を放出したり、あるいは、他のポリマーとともにバイオセンサーを作製したりするのに、そして神経再生の領域で使用される導電性を有する生体材料として、適切なマトリックスであることを示唆している（V. Shastri et al., W097/16545; C. Schmidt, Tissue Engineering, vol. 26, 1999, page 617; J. Collier et al., Biomed. Mater. Res., 50, 2000, page 574）。ポリピロールにより実証された、特有の生物学的な機能（神経細胞が摂取及び成長することを可能にする）は、無機塩又は陰イオンの多糖もしくはポリマーによって構成されてもよい特定のドーピング剤との関連のため、酸化の状態及び親水性の程度と密接に関連すると思われる。
【００１０】
G. Robilaら（J. Of Applied Polymer Sci., vol. 66, 1997, page 591）は、ポリピロールをベースとする複合生体材料を作るのに使用されるドーピング剤としてポリウレタンサルフェートを使用することを記載しているが、C. Schmidtら（Proc. Nat. Acad. Sci. USA, vol. 94, 1997, page 8948）は、インビトロ及びインビボ検査からの一連の結果を示して、ドーピング剤としてのポリスチレンサルフェートと組み合わせたポリピロールによって構成される複合生体材料の移植によって誘導される細胞反応を測定している。
【００１１】
ポリマー鎖上で行われる化学修飾の種類と関連している注目すべき陰イオン電荷を有するヒアルロン酸誘導体のなかで、ヒドロキシ官能基を硫酸基で置換することによって得られるものは特別に関心がある。これらの複合物は、すでにBarbucciら（ＥＰ０７０２６９９Ｂ１）によって記載され、Barbucciらは、血液と接触するところでの生物医学的な用途のための抗凝固特性を有するバイオポリマーの製造を詳述している。また、血液適合性のある生体材料の調製に関しても、同じR. Barbucciが、特許出願ＰＣＴ  ＷＯ９９／４３７２８で、硫酸化ヒアルロン酸誘導体と化学的に結合したポリウレタンによって構成される複合物を記載している。
【００１２】
ピロールと、ＨＡ及びポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）との電解重合反応が、単層（ＰＰｙ／ＨＡ及びＰＰｙ／ＰＳＳ）及び多層の両方の形態での生体適合性ポリマーフィルムを得るための合成の手順として周知であるが（"Synthesis and characterisation of polypyrrole-hyaluronic acid composite biomaterials for tissue engineering applications", Collier et al., J. Biomed. Mater. Res., 50, 574-584, 2000;ＰＣＴ公開番号ＷＯ９７／１６５４５）、本発明を特徴付ける発明の側面は、エステル化されたヒアルロン酸誘導体（ＨＹＡＦＦ（登録商標））を、例えば、織布、不織布及びガイドチャネルの形態で、ＰＰｙと、ＰＳＳ、ヒアルロン酸、ＨＡＯＳＯ3、ＨＹＯＸＸ（商標）及びそれらの誘導体との間の重合反応を活性化するための支持物質として使用して、生体内に直接移植することのできる複合物を得ることにある。
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明は、ポリピロール（ＰＰｙ）、ヒアルロン酸（ＨＡ）及びその硫酸化誘導体（ＨＡＯＳＯ3）ならびにハイパーカルボキシレート（ＨＴＯＸＸ（商標））をベースとする導電体であるポリマーフィルムを、織布、不織布、及びヒアルロン酸のベンジルエステルによって構成される膜（より高いエステル化度を有するＨＹＡＦＦ（登録商標）１１ｐ７５及び全ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１をベースとする織布及び不織布）に支持させるか又は支持させないかのいずれかで製造して、神経及び骨組織の再生のため（例えば、神経細胞の成長及び分化、支持物質を使用しての骨組織の再生、傷ついた神経の修復及びその結果として生じる失われた神経機能の回復のため）の生物医学的な分野で使用する材料を得ることを記載する。
【００１４】
Ａ）導電性ポリマー
ポリピロールは、一般にドーピングとして知られる適切な酸化還元反応の後で導電性を変えることができる部類の高分子材料に属する。これは、スキーム１に示すように、中性単離性ポリマーを、ポリマーカチオン及び対イオン（酸化剤の還元形である、ドーピングｐ）、あるいは、ポリマーアニオン及び対イオン（還元剤の酸化形である、ドーピングｎ）によって形成されるイオン錯体に転換することを含む。
ポリマー＋電子吸引体  （ポリマー）+＋（ＥＡ）-：ｐ型ドーピング
ポリマー＋電子供与体  （ポリマー）-＋（ＥＤ）+：ｎ型ドーピング
【００１５】
スキーム１：半導体ポリマー用の典型的なｐ及びｎ型ドーピング
π共役分子系であり、そのため高く非局在化する電荷密度を有する系に属する電子によって伝導プロセスが行われる。これらの物質では、有機性の半導体の場合と異なり、ドーピングメカニズムは、一般に、使用されるポリマーとドーピング剤との間の酸化還元反応によって発生する。一たびドープされると、ポリマーは、構造的及び電子的な修飾を受け、その結果として、π共役系に属する電子が、新しい一連のエネルギー準位に再配分され、価電子帯と伝導帯との間に入る。これらのエネルギー準位の数及びその電子集団は、ポリマーの構造、使用されるドーピング剤の濃度及び種類ならびに縮退異性状態の存在可能性に依存する（例えば、ポリアセチレンのソリトン系、極性系及び／又は両極系）。より代表的な導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリフェニレン−ビニレン及びそれらの誘導体がある。これらは、ドーパーとして使用される対イオンに応じて異なるその導電率値及び空気中での異なる化学的安定度を活用しながら、エレクトロクロミックビジュアライザーの分野から生体医学用材料にまで及ぶ非常に高い適用可能性を示す。
【００１６】
ポリマー鎖によって表される高い共役度は、鎖間及び鎖内への電荷移動のプロセスを助け、ホッピングとして知られる導電現象を引き起こす。一般に、導体であるポリカチオン（ドーピング剤の結果がｐ型であるならば）は、その総括電気的中性を保証する、Ｘ′として下記のスキームに示されているアニオンと結びつく（式中、Ｘ′は、ＰＳＳ、ＨＡ、ＨＡＯＳＯ3、ＨＹＯＸＸ（商標）及びそれらの誘導体、ヘパリン、ポリエチレン、スルホネート、硫酸デキストラン、生物学的に活性な分子、スルホン化及び硫酸化された生物学的分子及び高分子を表すことができる）。
【００１７】
【化１】
2004530497.tif 000002
【００１８】
スキーム２：ポリピロールの両極構造
Ｂ）ポリピロールの合成メカニズム
適切なセル中でモノマーを分極化させながら、ポリピロールの合成を化学的にも電気化学的にも行うことができる。ポリマーの重合及び酸化を一つの陽極処理で達成できるのは興味深いことである。実際、ピロールの重合プロセスは、その酸化形態において、異なる分子量を有する一連のラジカルカチオン中間体を形成することによって起こる。スキーム３に示すように（"Electrically conductive polymers", Mark Bikales, Encyclopaedia of polymer science and engineering, vol. 5, page 594）、重合反応は、モノマーのラジカルカチオン（開始プロセス）型ＨＰＨ+の形成で始まり；この中間体は、二倍の正電荷（ＨＰＰＨ2+）を有する二量体をカップリング法によって生成させ、続いてこの二量体がそのラジカルカチオン形態（ＨＰＰＨ+）に転換される。次いで、この反応は、分子量が増大する一連の「ラジカルカチオン性」中間体の形成（成長）を、モノマー単位３〜４個ごとにアニオンと結びついた酸化形態で、ポリマーが得られるまで進行する（終了）。
【００１９】
【化２】
2004530497.tif 000003
【００２０】
スキーム３：ピロール（Ｐｙ）の電解重合
したがって、合成プロセス全体の化学量論は三つの逐次反応工程を含み、そのうちの二つは不可逆性であり、一つは、中性ポリマー形態又は還元形態（ＨＰ（Ｐ）nＰＨ）と、その酸化形態（ＨＰ（Ｐ）nＰＨ(nx)+）との間の平衡状態のものである。
【００２１】
モノマーより低い酸化還元電位を有しているポリマーは、スキーム４のポイント３に記載されているように、鎖上に分布した電荷を帯びた部位の形成につながる更なる酸化現象を受ける。
【００２２】
【化３】
2004530497.tif 000004
【００２３】
スキーム４：三つの連続する反応工程に分割されるポリピロール合成のスキーム；Pｙの芳香環をＨＰＨで示す。
Ｃ）導電性ポリマーにおける導電メカニズム
酸化還元プロセスの間に、ポリマーにおける電子構造の発生があり、それが高分子材料の導電メカニズムを説明する。
【００２４】
高いレベルのドーピングによる両極状態の生成をもたらす、バンドでの構造の発生は、電場が印加されたとき、バイポーラワンがどのように動くことができ、電流を伝導することができるのかを理由づける。無機半導体の場合のように、電流は、電子によって運ばれるのではなく、移動性のバイポーラワンによって運ばれる。このメカニズムは、正電荷の移動のバランスをとるために、ポリマー鎖に沿って広がらなければならない負の対イオンの輸送を必要とし、このことは、ポリマーにおける導電メカニズムが電子とイオンの両方の移動を必要とすることを意味する。電気の輸送はイオンの輸送をも意味するという事実が、実際の適用において重要である。実際、イオンの輸送は電子の輸送よりはるかに遅く、したがって、そのプロセスの速度論は、ポリマーマトリックスにおける対イオンの拡散によって制御される。
【００２５】
Ｄ）電気化学的な合成の説明
ピロールは、システム全体を暗く維持しながら、０〜４℃の温度で（ポリマーのあらゆる分解性効果を回避する手法）活性アルミナを含有するカラムでのろ過、又は真空下（沸点１３１℃）での蒸留によって精製することができる。この重合法は、異なる濃度（１〜５mg/mlの範囲内で）及び異なる分子量（３０〜２０００Kda）の、ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）、ヒアルロン酸（ＨＡ）（"Synthesis and characterisation of polypyrrole-hyaluronic acid composite biomaterials for tissue engineering applications", Collier et al., J. Biomed. Mater. Res., 50, 574-584, 2000）及びその誘導体（硫酸化誘導体及び超酸化誘導体）とをベースとする水性電解溶液の使用を含む。電解液の調製に必要な再蒸留水が、反応工程の収率を変える可能性のあるアニオンが成長するポリマーに挿入されること（例えば、所望の多糖対イオンに代わるＣＩ-イオンの挿入）を防ぐため、これらの合成手法に使用される。水が再蒸留されると、その再蒸留水は、存在する可能性のある任意の有機残渣を酸化するため、ＫＭｎＯ4によって処理される。合成手法を開始する前に、ピロールを含む電解液を、Ａｒ（又は純度＞９９．９９％の窒素）の流動を用いて約２０分間ガス抜きする。
【００２６】
これらの重合手法は、定電流法及び定電位法の両方の方法を使用して実施した。しかし、前者の方法は、得られたフィルムの表面的な均質性の点では、より良好な結果をもたらし、反応時間を顕著に減少させた。定電流法は、電気化学的セル内に一定比率で電流を印加することによって合成手法を実施することを可能にする。このようにして、電解液に浸漬された陽極の表面（１．５〜３cm2）と同様に、循環電流の強さ（０．５〜１０mAの範囲）は知られているので、時間に関係するｍＣで表されるセル内の電流と、得られるポリマーフィルムの厚さの両方を追跡することが可能であった（"Handbook of conducting polymers", Diaz & Burgon, vol 1, 81; Ed. Terje A. Skotheim）。
【００２７】
二つの電極を有する電気化学的セルをこの種の重合に使用した。作用電極は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、例えば５０′Ωシートの導電層で覆われたガラスと、主にステンレス鋼（ＳＳ３０４）又は銅中の対電極とで構成されるものであった。合成手法は、１０〜２５mlの間で変動する電解液量を使用し、約１．５cmの電極間の平均距離を保ちながら実施した。
【００２８】
実施例１：ＰＰｙ／ＰＳＳ薄フィルムの合成
ポリスチレンスルホネートでドープしたポリピロールをベースとする薄フィルムの合成を、定電位法及び定電流法の両方によって実施した。これらの合成手法に関して、使用電極の表面及びセル内の電流に合わせて調整された相対的な厚さを表１に記録する。これらのフィルムに関しては、その厚さは、Diaz及び共同研究者によって考案された手順にしたがって間接的に測定した（"Handbook of conducting polymers", Diaz & Burgon, vol 1, 81; Ed. Terje A. Skotheim）。
【００２９】
出発電解液は、０．０５〜０．２Ｍを変動する濃度の、ナトリウム塩の形態にある凍結乾燥されたアニオン及び０．０５〜０．３Ｍの濃度のピロールを使用して調製した。このようにして、均質であって容易に作用電極から分離することができるフィルムを得るのに最適な条件を設定して、化学物理的観点からそれらを特性決定した。ＰＰｙ、ＨＡ及びその誘導体（硫酸化誘導体及び超酸化誘導体）をベースとする新たな試料の合成に関してこの手順を繰り返した。
【００３０】
下記の表は、使用された合成方法ならびに溶液中の試薬濃度を一定に保ち、セル内の電流及び電極の濡れ面の両方を変えながら得られたフィルムの厚さを記録する。
【００３１】
【表１】
2004530497.tif 000005
【００３２】
また、これらのフィルムについて、１行に４点の技術により導電率を測定することが可能であった（"Electrically conductive polymers"; Mark Bikales, Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering, vol. 5, page 473; "Standard test methods for resistivity of semiconductor materials", ASTM F Regulations 43-93; "Low level measurements", Keithley, 4thEd.）。
【００３３】
実施例２：ＰＰｙ／ＨＡ薄膜の合成
ＰＰｙ及びＨＡをベースとする導電性ポリマーフィルムを、０．５〜１０mAの範囲の一定の強さの電流を印加しながら６０〜１５０分間を変動する期間実施する定電流法と、ＳＣＥに対して０．３〜０．７５Ｖの範囲の一定の電位を使いながら実施する定電位法の両方法によって合成した。最初の方法を、合成の大半を実施するのに選択した。なぜなら、均一な表面を有するフィルムを得ることができ、著しく反応時間を低減することができたからである。ポリマーフィルムを、０．０５〜０．３Ｍの間を変動する濃度のＰｙと、０．９〜５mg/mlの範囲の濃度のＨＡ（凍結乾燥され、ナトリウム塩の形態にある：ＨＡ-／Ｎａ+）とを使用している水溶液で合成した。下記の表２は、これらの方法と実験の条件とを記録している。
【００３４】
【表２】
2004530497.tif 000006
【００３５】
この場合も、表に記録されたμmで表す厚さは、陽極の濡れ面とセル中の電流とに合わせて調整した。
【００３６】
実施例３：ＰＰｙ／ＨＡＯＳＯ3薄フィルムの合成
合成の間、凍結乾燥され、ナトリウム塩（ＨＡＯＳＯ3／Ｎａ）の形態をしたＨＡの硫酸化誘導体をポリピロール用ドーピング剤として使用して、ポリピロールの両極系を構成している正電荷と、多糖鎖に沿って存在する負電荷との間の相互作用を増大させた。この新規な化合物は、電気伝導に関してＰＰｙ／ＨＡのフィルムよりはるかに良好な結果をもたらした（実施例４参照）。この種の合成のために、ＨＡの繰り返し単位の平均硫酸化度に関して計算して種々の多糖モル濃度（０．９５〜５mg/ml）を有する電解液を使用した。
【００３７】
そのようなＨＡを使って得られたフィルムと違って、硫酸化ＨＡをベースとするフィルムは、より均質でより合成しやすいものであった。表３に記録された結果は、ＨＡに関して文献で提案された濃度（２mg/ml
2004530497.tif 000007
５*１０-6mole/ml）と同じモル濃度（カルボキシル官能基に基づいて計算されたモル）及び出発多糖に対して使用される濃度より３．５倍低い濃度の両方の濃度で多糖が存在する（この新しいモル比を０．９mg/mlに相当する１：３：５として表示した）ＰＰｙ／ＨＡＯＳＯ3-のフィルムに専ら言及している。これが意味するところは、使用される硫酸化度に応じて（この場合、繰り返し単位１個当り２．５〜３のサルフェート基）、ＨＡＯＳＯ3のポリマー鎖に沿って分布する、そのようなＨＡに存在する電荷量（２mg/ml）に匹敵しうる電荷量を用いて研究したということである。その後、もうひとつの合成手法により、ＨＡＯＳＯ3-の濃度を一定に保持しながらピロールの濃度（０．０５〜０．３Ｍ）を変えることとなった。合成の結果は、６０分を超える場合と同様、良好であり、厚さが７μmを超えるフィルムを得た。その電気伝導を１行４点技術によって測定することができた。
【００３８】
【表３】
2004530497.tif 000008
【００３９】
実施例４:電気伝導測定
ポリピロールをベースとするポリマーに対して電気特性決定を実施することができた。これにより、各々の合成種に対し、材料の比抵抗（r）を逆数にすることにより推定される、対応する真性伝導率（s）値を求め、以下のように表した。
【００４０】
【数１】
2004530497.tif 000009
【００４１】
式中、ｄ（cm）は、試料の厚さを表し、一方、電位（Ｖ）と電流（Ｉ）との比は、抵抗（Ｒ、Ω単位）を表す。１行４点技術に有効であるこの式は、電極の間の距離が、使用されている試料の厚さよりも少なくとも一桁大きいとき、及び試料を非伝導基板の上に被着するときのみ、適応可能である。測定された電位差のパターンを加えた電流の強さに対してグラフとして表すことにより、直線を得た。その直線の傾きは、材料の抵抗（図１）、ひいてはその導電率を表す。
【００４２】
表４は、種々の実験条件（溶液中のＰｙ及び対イオンの濃度に関して）を使用して合成された試料に関して計算された導電率の値を記録している。
【００４３】
【表４】
2004530497.tif 000010
【００４４】
最後に、導電率の数値を類似のポリマーに関する文献に記録されているものと比較することができた（Synthesis and characterisation of polypyrrole-hyaluronic acid composite biomaterials for tissue engineering applications", Collier et al., J. Biomed. Mater. Res., 50, 574-584, 2000（*  表５を参照）; "Sulphonated Polyurethane aniomer-polypyrrole molecular composite", G. Robila, M. Ivanoiu, T. & C. Buruiana, Journal of applied polymer science, 66, 591-595, 1997（***  表５を参照）; "Growth of polypyrrole at surface of sulphonated polyethylene", Rueda, Arribas, Calleja et al., Synthetic Metals, 28, C77-C81, 1989（**  表５を参照））。
【００４５】
【表５】
2004530497.tif 000011
【００４６】
表に記録されている符号は、先に列記した論文を参照している。
【００４７】
実施例５：ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１ｐ７５及び１００ガーゼでのＰＰｙ／ＨＡＯＳＯ3及びＨＡをベースとする導電性フィルムの合成
エステル化されたＨＡをベースとするガーゼでのこれらの導電性フィルムの重合効果を研究することは興味深いことであった。第一の合成は、水性溶液中でのガーゼの膨潤反応速度論を検討した後、ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１ｐ７５ガーゼに対して実施した。この実験は、合成を目的として正確な実験条件を再現できるようにするために、ＨＡＯＳＯ3-（３．３mg/ml）及び０．１Ｍ  Ｐｙの溶液に紡織材を浸漬することによって実施した。数分後、ガーゼは最大の範囲まで膨潤に達し、当初の粘度を失った。このことで、研究者らは、出発電解液を分散する手段として専らＨＹＡＦＦ（登録商標）１１ｐ７５紡織材を使用して合成を実施することになった。図２に示すように、膨潤度（Ｓ）を、溶液に浸漬した後の試料の重量（Ｗ１）と乾燥試料の重量（Ｗ０）との比として計算した。
【００４８】
【数２】
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【００４９】
合成は、定電流法を用い、表面が導電性フィルム（ＩＴＯ）で被覆されている二つのガラス電極の間に、出発電解液に浸したガーゼを置くことによって実施した。以下、ＨＹＡＦＦ（登録商標）紡織材に対し、ポリピロールをベースとする導電性フィルムを合成するのに使われる種々の作業条件を記録する。
【００５０】
【表６】
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【００５１】
これらの手順を、より高いエステル化度のガーゼ（織布と不織布）（全ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１）を使用して繰り返して、これまでに説明した場合より水溶液中でより安定している、ＨＹＡＦＦ（登録商標）に支持された導電性ポリマーフィルムを得た。
【００５２】
表７は、合成で使用された方法を要約する。
【００５３】
【表７】
2004530497.tif 000014
【００５４】
実施例６：ガイドチャネルにおける全ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１でのＰＰｙ／ＨＡＯＳＯ3をベースとする導電性フィルムの合成
この種の合成を実施するのに、円筒状の鋼製作用電極と、作用電極の周りに巻きつけた銅製のメッシュで構成されている対電極とによって構成されているセルを使用した。対電極と同様に、作用電極をＨＹＡＦＦ（登録商標）ガイドチャネルの中に挿入し、電解液に浸漬した。以下、この手順で使用された条件を記録する。
全ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１、ＨＡＯＳＯ3  ３．３mg/ml、Ｐｙ  ０．２Ｍのガイドチャネル→全電荷：〜１４Ｃ
【００５５】
この場合、試料の導電率を直接計算することはできなかったが、全ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１（紡織）のフィルム導電率の計算結果に基づいて間接的に計算することができる。
【００５６】
実施例７：高いエステル化度を有するＨＹＡＦＦ（登録商標）のガーゼでのＰＰｙ／ＨＡＯＳＯ3をベースとする導電性フィルムの合成
より高いエステル化度の紡織ＨＹＡＦＦ（登録商標）を使用して、ポリピロールをベースとする導電性フィルムの合成を繰り返して、すでに特性決定したガーゼとは異なる機械的特性を所有しながらも水溶液中でより安定な材料を得た。
【００５７】
合成で使用した条件を以下に記載する。
ＨＹＡＦＦ（登録商標）、ＨＡＯＳＯ3  ３．３mg/ml、Ｐｙ  ０．２Ｍ、７．６６Ｃでのポリマーフィルム
【００５８】
これらのスーパーエステル化されたポリマーフィルムは、幾分かコンパクトであるが、そんなに粗い表面ではないので、導電性フィルム用の支持材として直接使用することができた。ＨＹＡＦＦ（登録商標）（１１ｐ７５及び全１１−紡織及び不織）のガーゼにおける導電体試料を用いた先の経験とは違って、これら新規な材料の導電率の絶対値に到達することは比較的容易であろう。
【００５９】
この種の合成は、２０〜１５０μmの間を変動する厚さのエステル化ＨＡのフィルムを使用し、０．５〜１０mAの電流をセルに印加する定電流法によって実施した。使用したＰｙ溶液及び電解液は、以前の説明したものを再現した（０．５〜３Ｍの濃度のピロール、０．９〜５mg/mlを変動するナトリウム塩形態の濃度の多糖）。
【００６０】
実施例８：種々のエステル化度を有するＨＹＡＦＦ（登録商標）のガーゼでの合成ポリマーフィルムの導電率評価
異なるエステル化度のＨＹＡＦＦ（登録商標）マトリックスに支持されたポリピロールをベースとする導電性ポリマーフィルムの導電率を、先に説明した方法によって間接的にその厚さを計算することによって評価することができた。
【００６１】
表８は、得られたより興味ある結果をいくつか記録する。
【００６２】
【表８】
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【００６３】
このようにして得られた導電率の値は、間接的に計算された厚さは膨潤するポリマーフィルムのメッシュへの侵入を考慮しないため、過小評価されるだろう。
【００６４】
実施例９：電極と紡織ＨＹＡＦＦ（登録商標）の表面とに施されるＰＰｙをベースとする導電性ポリマー試料の表面上の形態における変動
合成試料（ガラス製電極と紡織ＨＹＡＦＦ（登録商標）とに被着されたフィルム）に対してＳＥＭ表面形態素解析を実施して、ＰＰｙ／ＰＳＳをベースとするポリマーとＰＰｙ／ＨＡ及びＨＡＯＳＯ3をベースとするポリマーフィルムとの間の成長メカニズムにおける際立った差異を明らかにした。実際、作用電極での抵抗の増大及び電気化学的セル内部での電場の当然の変化のため、これらのポリマーは、均一又は一定の速度ででは成長しないことがわかった。
【００６５】
フィルムについて実施された試験は、文献で報告されているように（"Synthesis and characterization of polypyrrole-hyaluronic acid composite biomaterials for tissue engineering applications", Collier et al., J. Biomed. Mater. Res., 50, 574-584, 2000）、表面上にランダムに分布する球状の凝集体の存在を示した（"Growth of polypyrrole at the surface of sulphonated polyethylene", Rueda, Arribas, Fierro et al., Synthetic Metals, 28, 1989, C77-C81）。
【００６６】
ポリマーフィルムの異なった形態は、成長の開始及び終端で重要な役割を演じる多くの要因（合成電荷密度、溶液の性質と濃度、導電性基質の性質）に依存する。
【００６７】
合成メカニズムは、一連の工程（モノマーの酸化、二量化、対イオンの挿入に伴う成長と酸化）において発生するので、ポリマーの全体構造を決めるのは、そのプロセスのうち遅い段階である。したがって、他の要因が同じであれば、直面する形態の違いは、電気化学的合成時にポリピロールに加えられるドーピング剤の性質と関連している。したがって、ＰＳＳの場合、ポリピロール鎖とのより大きな親和力があり、ＰＰｙ／ＰＳＳポリマーは、均一で滑らかな構造を示すということに注目できる。逆に、シクロアルキル鎖が、その極性官能基を利用して、ポリピロールとほんのわずかしか相互作用することができないＨＡ及び硫酸化ＨＡは、より多孔性の球形構造を有するフィルムを示す。
【００６８】
実施例１０：チタン支持体におけるＰＰｙ、ＨＡ及びそれらの誘導体をベースとするポリマーフィルムの合成
生体医学分野で可能な用途を考慮して、ポリピロールと、チタン（Ｔｉ、Ａｕ及び類似の生体適合性物質の合金）に被着した生体適合性の高分子対イオン（ＰＳＳ、ＨＡ、ＨＹＯＸ、ＨＡＯＳＯ3及びそれらの更なる誘導体）とをベースとするフィルムを合成した。上記の材料は、ＨＹＡＦＦ（登録商標）に被着した導電性フィルムの機械的性質と全く反対の機械的性質を提示し、このことは、整形外科の分野及び骨組織再生におけるそれらの適用の可能性を示唆することができる。
【００６９】
合成は、０．５〜１５mAの範囲の電流と０．０５〜０．３Ｍの間を変動するピロールの濃度とを使って、主として定電流条件で実施した。先に記載した場合のように、０．９〜５mg/mlの間で変化する対イオンの濃度を使用した。
【００７０】
工程の終りで金属メッシュ全体が導電性材料の薄層で完全に被覆されていることが分かった。これらの合成工程を、エステル化度の高いＨＹＡＦＦ（登録商標）で予め被覆されたチタンのシートとチューブに対して実施して、できるだけ生体適合性で構造的に耐性の材料を得た。
【００７１】
実施例１１：中規模での適用のための連続電気化学的合成用のセルのスキーム
今まで説明した合成を、連続電気化学的合成用のセルを使用して実施することができる。このような方法で、単一の試料を合成するのにかかる時間を顕著に減らすことができる。
【００７２】
上記のセルは、電極が直列に接続されているいくつかの反応室によって構成される。各反応セルで定電流法を使用することにより、一定の強さの連続的な電流が得られ、したがって、使用するセルの連続数に関する唯一の制限要因は、いったん合成が始まると各単一電極対の端部に発生する電位の低下であろう。
【００７３】
この種のセルを、直列の電気化学的セルを有する基本回路が示されている添付図３に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１Ａ】ＨＡ及びＰｙをベースとする導電性ポリマーフィルムに関するＶ−Ｉプロット。
【図１Ｂ】ＨＡＯＳＯ3及びＰｙをベースとする導電性ポリマーフィルムに関するＶ−Ｉプロット。
【図２】水溶液中、ＨＡＯＳＯ3３．３mg/ml及びＰｙ０．１Ｍの存在における、ＨＹＡＦＦ（登録商標）１１ｐ７５紡織材の膨潤速度論。
【図３】直列の電気化学的セルを有する基本回路のスキーム。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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