(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ)式Ｉ
ＹＢＸ                      Ｉ
こゝでＢは、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｘは、式ＶＩで示される両性イオン部分を有する有機基であり、
0004295359.tif 000010
こゝで部分Ｘ1及びＸ2は、各−Ｏ−であり、
Ｗ+は、式
−Ｗ1−Ｎ+Ｒ233、−Ｗ1−Ｐ+Ｒ23a3、−Ｗ1−Ｓ+Ｒ23a2または−Ｗ1−Ｈｅｔ+
の基であり、
ここで、Ｗ1は、一つまたはそれ以上のエチレン系不飽和二重結合または三重結合を含む炭素原子２〜６のアルキレン、二置換のアリール、アルキレンアリール、アリールアルキレン、またはアルキレンアリールアルキレン、二置換のシクロアルキル、アルキレンシクロアルキル、シクロアルキルアルキレン、またはアルキレンシクロアルキルアルキレンであり、基Ｗ1は、場合によっては一つまたはそれ以上のフッ素置換基及び／または一つまたはそれ以上の官能基を含み、
基Ｒ23は、同一あるいは異なり、各々は水素または１から４個の炭素原子のアルキル、またはアリールであり、あるいは２個の基Ｒ23は、結合している窒素原子と共に５から７個の原子を含む複素環を形成する、あるいは３個の基Ｒ23は、親水性官能基で置換されており、そして
基Ｒ23aは、同一あるいは異なり、各々はＲ23または基ＯＲ23であり、Ｒ23は上に定義されたとおりであり、Ｈｅｔは、芳香族の窒素、リン、硫黄を含む環であり、そして
Ｙは、
0004295359.tif 000011
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であるか又は−Ｂ−Ｘであり、Ｋは、基、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又、場合によっては、Ｂとの組合わせで原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基である、
の両性イオンモノマー、
ｂ)式ＩＩ
Ｙ1Ｂ1Ｑ1                ＩＩ
こゝでＢ1は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｙ1は、
0004295359.tif 000012
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であるか、又はＢ1Ｑ1であり、Ｋは、基、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又、場合によっては、Ｂ1との組合わせで原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であり、そして
Ｑ1はＮ+Ｒ53、Ｐ+Ｒ53及びＳ+Ｒ52からなる群から選ばれ、ここで、基は、同一あるいは異なり、水素、Ｃ1-4アルキル及びアリールから選択される、
のカチオンモノマー、
ｃ)式ＩＩＩ
Ｙ2Ｂ2Ｑ2              ＩＩＩ
こゝでＢ2及びＱ2は共に、場合により炭素−炭素不飽和結合を含むＣ6-24−アルキル基を表わし、
Ｙ2は
0004295359.tif 000013
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基又はＢ2Ｑ2であり、Ｋは、基−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又は、場合によっては、Ｂ2と組合わせて原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基を表し、そして
Ｑ2は、少なくとも６個の炭素原子を有するアルキル基、フッ素置換アルキル基及び少なくとも１個のシロキサン置換基を有するアルキル基から選ばれる疎水基を有する有機基である、
のターモノマーである、
を含んでなるエチレン系不飽和モノマーから形成される、全体としてカチオン電荷を有するターポリマー。
【請求項２】
Ｙ、Ｙ1及びＹ2の各々が同一の基を表す、請求項１に記載のターポリマー。
【請求項３】
Ｂ、Ｂ1及びＢ2が各々直鎖または分岐鎖のＣ1-24のアルキレン基を表す請求項１または２に記載のターポリマー。
【請求項４】
Ｘがアンモニウムホスフェートエステル基である請求項１から３のいずれか１項に記載のターポリマー。
【請求項５】
両性イオンモノマーが式
0004295359.tif 000014
こゝで基Ｒ3は、同一あるいは異なり、各々は水素、Ｃ1-24のアルキル、アリール、アルカリール、アラルキル、または２または３個の基Ｒ3は、結合している窒素原子と飽和または不飽和の複素環を形成し、ｅは、１から６である、
を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のターポリマー。
【請求項６】
Ｂ2及びＱ2が一緒になって、Ｃ8-16の直鎖のアルキル基を表す請求項１から５のいずれか１項に記載のターポリマー。
【請求項７】
Ｑ1がＮ+Ｒ53であり、こゝで基Ｒ5は各々Ｃ1−Ｃ4アルキルである請求項１−６のいずれか１項に記載のターポリマー。
【請求項８】
Ｑ1がＮ+(ＣＨ3)3である請求項７に記載のターポリマー。
【請求項９】
エチレン系不飽和モノマーが式ＩＶ
Ｙ3Ｂ3Ｑ3                ＩＶ
こゝでＢ3は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｙ3は、
0004295359.tif 000015
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であるか又は−Ｂ3−Ｑ3であり、Ｋは、基、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又、場合によっては、Ｂ3との組合わせで原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基である、そして
Ｑ3は、外部刺激の印加時に基質の表面上、あるいはポリマーにペンダントである共反応性基と反応できる反応性基を有する有機基であって、アルデヒド基、ハロゲン又はアルコキシ等の一つ又はそれ以上の置換基を含むシランもしくはシロキサン、ヒドロキシル、アミノ、カルボキシル、エポキシ、−ＣＨＯＨＣＨ2Ｈａｌ(Ｈａｌはハロゲンを示す)、サクシンイミド、トシレート、トリフレート、イミダゾール、カルボニルアミノ、及び場合により置換されたトリアジン、
である架橋性コモノマーを更に含む、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のターポリマー。
【請求項１０】
ａ)式Ｉ
ＹＢＸ                    Ｉ
こゝでＢは、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｘは、式ＶＩで示される両性イオン部分を有する有機基であり、
0004295359.tif 000016
こゝで部分Ｘ1及びＸ2は、各−Ｏ−であり、
Ｗ+は、
−Ｗ1−Ｎ+Ｒ233、−Ｗ1−Ｐ+Ｒ23a3、−Ｗ1−Ｓ+Ｒ23a2または−Ｗ1−Ｈｅｔ+
の基であり、
ここで、Ｗ1は、場合により一つまたはそれ以上のエチレン系不飽和二重結合または三重結合を含む炭素原子２〜６のアルキレン、二置換のアリール、アルキレンアリール、アリールアルキレン、またはアルキレンアリールアルキレン、二置換のシクロアルキル、アルキレンシクロアルキル、シクロアルキルアルキレン、またはアルキレンシクロアルキルアルキレンであり、基Ｗ1は、場合によっては一つまたはそれ以上のフッ素置換基及び／または一つまたはそれ以上の官能基を含み、
基Ｒ23は、同一あるいは異なり、各々は水素または１から４個の炭素原子のアルキル、またはアリールであり、あるいは２個の基Ｒ23は、結合している窒素原子と共に５から７個の原子を含む複素環を形成する、あるいは３個の基Ｒ23は、親水性官能基で置換されており、そして
基Ｒ23aは、同一あるいは異なり、各々はＲ23または基ＯＲ23であり、Ｒ23は上に定義されたとおりであり、Ｈｅｔは、芳香族の窒素、リン、硫黄を含む環であり、そして
Ｙは、
0004295359.tif 000017
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であるか又は−Ｂ−Ｘであり、Ｋは、基、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又、場合によっては、Ｂとの組合わせで原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基である、
の両性イオンモノマー、
ｂ)式ＩＩ
Ｙ1Ｂ1Ｑ1                ＩＩ
こゝでＢ1は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｙ1は、
0004295359.tif 000018
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であるか、又はＢ1Ｑ1であり、Ｋは、基、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又、場合によっては、Ｂ1との組合わせで原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であり、
Ｑ1はＮ+Ｒ53、Ｐ+Ｒ53及びＳ+Ｒ52からなる群から選ばれ、ここで、基は、同一あるいは異なり、水素、Ｃ1−4のアルキル及びアリールから選択される、カチオン部分を有する有機基である、カチオン性モノマー、
ｃ)式ＩＶ
Ｙ3Ｂ3Ｑ3              ＩＶ
こゝでＢ3は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｙ3は
0004295359.tif 000019
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であり、
Ｋは、基−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又は場合によっては、Ｂ3と組合わせて原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基を表わし、そして
Ｑ3はトリアルコキシシリル基を含む有機基である、架橋性モノマー、及び
ｄ)式ＩＶ’
Ｙ3’Ｂ3’Ｑ3’                ＩＶ’
こゝでＢ3’は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン−オキサ−アルキレンまたはアルキレン−オリゴオキサ−アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Ｙ3’は、
0004295359.tif 000020
から選択されるエチレン系不飽和重合性基であり、
こゝでＲは、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であるか又は−Ｂ3’−Ｑ3’であり、Ｋは、基、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)−、−(ＣＨ2)pＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)Ｏ−、−(ＣＨ2)pＯＣ(Ｏ)ＮＲ2−、−(ＣＨ2)pＮＲ2Ｃ(Ｏ)ＮＲ2−(基Ｒ2は同一あるいは異なる)、−(ＣＨ2)pＯ−、−(ＣＨ2)pＳＯ3−、又、場合によっては、Ｂ3’との組合わせで原子価結合であり、ｐは、１から１２であり、Ｒ2は、水素またはＣ1−Ｃ4アルキル基であり、そして
Ｑ3’はヒドロキシル基である、
の共反応性コモノマー、
を含むエチレン系不飽和モノマーから形成される全体としてカチオン電荷を有するクオーターポリマー。
【請求項１１】
請求項１で定義された式Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩのモノマーが一緒に混合され、ラジカル重合が開始され、請求項１に記載のポリマーが生成する重合方法。
【請求項１２】
請求項１０で定義された式Ｉ、ＩＩ、ＩＶ及びＩＶ’のモノマーが一緒に混合され、ラジカル重合が開始され、請求項１０に記載のポリマーが生成する重合方法。
【請求項１３】
請求項１で定義された一般式Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩのモノマーからなる液状モノマー配合物。
【請求項１４】
一般式Ｉ、ＩＩ、ＩＶ及びＩＶ’のモノマーからなる液状モノマー配合物。
【請求項１５】
溶剤に懸濁あるいは溶解した請求項１から１０のいずれか１項に記載のポリマーを含む液状コーティング組成物。
【請求項１６】
更に、アニオン性ムコポリサッカライドを含む請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
基質の表面が請求項１５に記載の組成物でコートされ、溶剤が除去されるコーティング方法。
【請求項１８】
ポリマーが請求項９に記載のターポリマーまたは請求項１０に記載のクオーターポリマーであり、ここでポリマーを表面にコートした後、分子間及びまたは分子内架橋または表面との反応が開始される請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
コートされた基質が引き続き、アニオン帯電したムコポリサッカライドを懸濁あるいは溶解した液と接触させる請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
アニオン帯電したムコポリサッカライドがヘパリン、ヒアルロン酸、コンドロイチンサルフェート、ヒルジン及びアルギネートから選ばれる請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
基質、特に血液を入れる器具の基質の生体適合性を増大させるための請求項１から１０のいずれかに記載のターポリマーの使用方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な生体適合性のポリマー、血液適合性を改善するための基質へのムコポリサッカライドの結合を改善する場合のこのポリマーの使用及びムコポリサッカライドとこのポリマーを含有する組成物に関する。
WO-A-93/01221において、生体適合性を改善するために、表面をコートする種々のポリマー及びその使用が記載されている。このポリマーは、下地の基質の表面にこのポリマーの安定な表面結合を与えることができる両性イオン基とペンダント基を含む。疎水性基質上に物理吸着するペンダントな疎水性基を設けることにより、ポリマー上のペンダントなイオン性基と基質表面の反対荷電の基の間の対イオンの引力により、ポリマー上のペンダントな反応性基と基質表面の基の共有結合により付加させることにより、あるいはコーティング後ポリマーを架橋することにより、結合が行われる。また、物理吸着された、表面に共有結合的に結合された、あるいは対イオン的に結合されたポリマーの安定性を改善するために、コーティング後の架橋も使用される。この明細書で報告された血小板の低接着値により示されるように、このポリマーは、良好な血液適合性を有する。
また、例えば、コンタクトレンズの基質表面の両性イオン基は、涙膜等の生物的な液からのタン白及びリン脂質の堆積速度が遅いことが示された。WO-A-92/07885において、共重合性両性イオンモノマー及び非イオン性コモノマーの架橋コポリマーのヒドロゲルから形成されるコンタクトレンズについて、タン白の堆積レベルの低減が記載されている。
WO-A-93/21970には、微生物、特にバクテリアは、このような基が存在しない類似の表面よりも、ペンダントなホスホリルコリン基を有する表面に付着することが開示されている。
表面のトロンボゲン性を低減させる別な方法は、基質表面に抗トロンボゲン活性化合物の結合または吸着を含む。例えば、共有結合またはカウンターイオン結合により、ヘパリンが表面に結合される。US-A-3,634,123においては、表面へのヘパリンの結合は、カチオン界面活性剤を包含することにより増加する。関連したプロセスがEP-A-0350161に記載され、表面は最初にカチオン界面活性剤によって、次にヘパリンによってコートされる。EP-A-0086187においては、表面は最初にカチオンポリマーによって、次にヘパリンによってコートされる。JP-A-53/137268においては、カチオンモノマーとポリエチレングリコールモノマーの架橋アクリルコポリマーがポリウレタンとブレンドされ、チューブに成形され、ヘパリンでコートされる。EP-A-0086186においては、ヘパリンは、末端の炭水化物単位を経て共有結合により下地の表面に結合する。US-A-5,342,621においては、ヘパリンとホスファチジルコリンのコンプレックスが生成し、カプロラクトンまたはL-乳酸のポリマー(両方とも全体的に実質的には変化せず)と混合され、次に医療器具をコートするのに使用される。
本発明者らは、例えば体外器具の部品のように、市販のヘパリンでコートした器具の性能は、例えば30分といった短い使用時間の後に劣化することを見出した。これは、ヘパリンが表面から除去されることによるのか、あるいは使用中に、表面と接触する血液または他の生物的な液の成分により表面が汚染され、ヘパリンが隠蔽されるようになることによるのか不明である。本発明は、血液適合性であって、使用中長期にわたって血液適合性特性を保持する基質表面を提供することを追求する。
一般に、血液を体外回路を通す必要があるような、複雑な手術を受けている患者は、血液の凝固を防止するためにヘパリンを投与して、循環させることを必要とする。引き続き、ヘパリンは、血液流から中和あるいは除去されなければならない。ヘパリンを中和するために更に活性化合物を投与することなしに、循環流からヘパリンを除去するために、体外血液回路で使用されるフィルターの表面でプロタミン、ヘパリンを中和するために使用されるカチオンポリペプチドを不動態化し、計画的にヘパリン化された患者からヘパリンを捕捉するすることが示唆される。
US-A-3,861,948においては、感圧接着剤は、イオン性モノマーとアルキルアクリレートモノマーのコポリマーである。イオン性モノマーは、カチオン及びまたは両性イオンである。両性イオンモノマーは、スルホ-またはカルボキシベタインであり、永続的なカチオンモノマー及びコーティング後反応し、ポリマーを架橋させるグリシジル基を有するモノマーと組み合わせて使用される。
本発明による新しいターポリマーは、全体的にカチオン電荷を有し、
a)式Ｉ
YBX                                        Ｉ
(こゝでBは、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン-オキサ-アルキレンまたはアルキレン-オリゴオキサ-アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Xは、両性イオン部分を有する有機基であり、
Yは、エチレン系不飽和重合性基である)
の両性イオン性モノマー、
b)式II
Y1B1Q1                                    II
(こゝでB1は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン-オキサ-アルキレンまたはアルキレン-オリゴオキサ-アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Y1は、エチレン系不飽和重合性基であり、
Qは、カチオン性またはカチオン性にできる部分を有する有機基である)
のカチオン性モノマー及び
c)式III
Y2B2Q2                                    III
(B2は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン-オキサ-アルキレンまたはアルキレン-オリゴオキサ-アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含むことができ、
Y2は、エチレン系不飽和重合性基であり、
Q2は、少なくとも6個の炭素原子を有するアルキル基、フッ素置換アルキル基及び少なくとも1個のシロキサン置換基を有するアルキル基から選ばれる疎水基を有する有機基である)
のターモノマーを含むエチレン系不飽和モノマーから形成される。
ターポリマーは、基質表面で共有結合またはポリマー鎖間に架橋を提供できるペンダント基を含む。このような基は、一般にモノマー混合物中に追加的な反応性モノマーを包含させることにより導入される。ターモノマーは、例えば基質表面の共反応性基と共有結合を形成できる共有結合の反応性基を含み得る。あるいは、コポリマーは、ペンダントな架橋性基を有するポリマーを架橋が起こる条件にさらすことにより、コーティング後架橋させることもできる。
共有結合の反応性モノマーは、一般式IV
Y3B3Q3                                    IV
(こゝでB3は、結合または直鎖または分岐鎖のアルキレン、アルキレン-オキサ-アルキレンまたはアルキレン-オリゴオキサ-アルキレン基であり、場合によってはこれらのいずれかは一つあるいはそれ以上のフッ素置換基を含み、
Y3は、エチレン系不飽和重合性基であり、
Q3は、外部刺激の印加時に基質の表面上、あるいはポリマーにペンダントである共反応性基と反応できる反応性基を有する有機基である)
を持つ。
反応性基Q3は、また、ポリマーに架橋性を付与する。例えば、このような基は、相互に反応し、あるいはコポリマー上のペンダント基としての異なる共反応性基、例えばアミンまたは更に通常ではヒドロキシル基と反応する。このようなペンダントな基と架橋しうる、あるいは反応して、表面に共有結合を提供しうる反応性基の例は、アルデヒド基、またはハロゲン、例えば塩素、または、一般に1から4個の炭素原子を含むアルコキシ、例えばメトキシまたはエトキシ等の、一つまたはそれ以上の反応性置換基を含むシランまたはシロキサン基であり、あるいは、更に好ましくは、Q3は、ヒドロキシル、アミノ、カルボキシル、エポキシ、-CHOHCH2Hal(Halは、塩素、臭素またはヨウ素等のハロゲン原子)、サクシンイミド、トシレート、トリフレート、イミダゾール、カルボニルアミノまたは場合によっては置換トリアジン基である。反応性基の好ましい例は、他の類似の基またはターポリマーまたは基質上のヒドロキシル基と反応するトリメトキシシリル基である。
表面に共有結合を提供するよりも、コモノマーを架橋するのに使用される好ましい反応性コモノマーIVは、架橋性のシンナミル、エポキシ、-CHOHCH2Hal(Halは、ハロゲン原子)、メチロール、反応性シリル、エチレン系不飽和架橋性基、たとえばアセチレン基、ジアセチレン基、ビニル基またはジビニル基等、またはアセトアセトキシまたはクロロアルキルスルホン、好ましくはクロロエチルスルホン基を含むQ3である。最適な架橋には、反応性シリル基を含むモノマーがヒドロキシル基を含む更なるモノマーと組み合わせて使用される。
このようなポリマーは、希釈モノマー、例えば以下に説明するタイプのモノマーを含み得る。
上の式Ｉの両性イオンモノマー、上の式IIのカチオンモノマー、Q3がトリアルコキシシリル基である上記の式IVの反応性モノマー、及びQ3がヒドロキシル基である上記の式IVのクオターモノマーのクオターポリマーは新規であると考えられ、ここでクレームされる。
ＩからIVのモノマーの各々においては、エチレン系不飽和基は、好ましくは
0004295359.tif 000002
CH2=C(R)-CH2-O-、CH2=C(R)-CH2OC(O)-、CH2=C(R)OC(O)-、CH2=C(R)O-及び、
CH2=C(R)CH2OC(O)N(R1)-
(こゝでRは、水素またはC1-C4アルキル基であり、
Aは、-O-または-NR1-(R1は、水素またはC1-C4アルキル基であり、あるいはR1は、-B-X、B1Q1、B2Q2またはB3Q3(B、B1、B2、B3、Q1、Q2及びQ3及びXは、式ＩからIVのそれぞれで上に定義されたと同じ)であり、Kは、基、-(CH2)pOC(O)-、-(CH2)pC(O)O-、-(CH2)pOC(O)O-、-(CH2)pNR2-、-(CH2)pNR2C(O)-、-(CH2)pC(O)NR2-、-(CH2)pNR2C(O)O-、-(CH2)pOC(O)NR2-、-(CH2)pNR2C(O)NR2-(基R2は同一あるいは異なる)、-(CH2)pO-、-(CH2)pSO3-、又、場合によっては、Bとの組合わせで原子価結合であり、pは1から12であり、R2は、水素またはC1-C4アルキル基である)
から選ばれる。
好ましくは、一緒に共重合されるすべてのモノマーのエチレン系不飽和基は、アクリレート型、あるいはスチレン型であり、最も好ましくは各々が同一の式を有する。好ましくは、両性イオンモノマー、カチオンモノマー及びターモノマーのアクリレート型のエチレン系不飽和基の基Aは、同一であり、最も好ましくはすべて-O-である。
両性イオン基Xは、好ましくはアニオンとしてリン酸エステル基、またはチオエステル類縁体またはアミド類縁体またはホスホネートを有する。カチオン部分は、好ましくは第4アンモニウム基であるが、スルホニウムまたはホスホニウム基であってもよい。好ましくは、カチオン基は、基Bから離れた基Xの末端にある。
好ましくは、Xは、式
0004295359.tif 000003
(こゝで部分X1及びX2は、同一あるいは異なるが、-O-、-S-、-NH-または原子価結合、好ましくは-O-であり、W+は、アンモニウム、ホスホニウムまたはスルホニウムのカチオン基からなる基であり、そして好ましくは、C1-C12アルキレン基であるアニオンおよびカチオン部分を結ぶ基である)
の基である。
好ましくは、Wは、カチオン基として、アンモニウム基、更に好ましくは第4級アンモニウム基を含む。
基W+は、例えば式
-W1-N+R233、-W1-P+R23a3、-W1-S+R23a2または-W1-Het+
の基であり、
ここで、W1は、1またはそれ以上、好ましくは2-6個の炭素原子、場合によっては一つまたはそれ以上のエチレン系不飽和二重結合または三重結合を含むアルキレン、二置換のアリール、アルキレンアリール、アリールアルキレン、またはアルキレンアリールアルキレン、二置換のシクロアルキル、アルキレンシクロアルキル、シクロアルキルアルキレン、またはアルキレンシクロアルキルアルキレンであり、基W1は、場合によっては一つまたはそれ以上のフッ素置換基及び/または一つまたはそれ以上の官能基を含み、
基R23は、同一あるいは異なり、各々は水素または1から4個の炭素原子のアルキル、好ましくはメチル、またはフェニル等のアリールであり、あるいは2個の基R23は、結合している窒素原子と共に5から７個の原子を含む複素環を形成する、あるいは3個の基R23は、結合している窒素原子と共に各環に5から７個の原子を含む融合環構造を形成し、場合によっては一つまたはそれ以上の基R23は、親水性官能基で置換されており、基R23aは、同一あるいは異なり、各々はR23または基OR23であり、R23は上に定義されたとおりであり、Hetは、芳香族の窒素、リン、硫黄、好ましくは窒素を含む環、例えばピリジンである。
好ましくは、W1は、直鎖のアルキレン基、最も好ましくは1,2-エチレンである。
式VIの好ましい基Xは、式VAの基である。
式(VA)の基は、
0004295359.tif 000004
であり、ここで基R12は、同一あるいは異なり、各々は水素またはC1-4のアルキルであり、eは、1から4である。
好ましくは、基R12は、同一である。基R12の少なくとも一つは、メチルであることが好ましく、基R12がすべてメチルであることが更に好ましい。
好ましくは、eは、2または3であり、更に好ましくは2である。Xが式(VA)の基である場合には、好ましくはBは、式-(CR132)-または-(CR132)2-、例えば-(CH2)-または-(CH2CH2)-の基である。
好ましくは、両性イオンモノマーは、一般式VI
0004295359.tif 000005
を有し、R、A及びBは上に定義され、
基R3は、同一あるいは異なり、各々は水素、C1-4のアルキル、アリール、アルカリール、アラルキル、または2または3個の基R1は、結合している窒素原子と飽和または不飽和の複素環を形成し、eは、1から6であり、好ましくは2から4である。
基Q1のカチオンにできる部分は、一般に容易にプロトン化されて、カチオンとされる、例えば、pH7で水中でプロトン化される基である。
カチオンモノマーの基Q1は、好ましくは基、N+R53、P+R53またはS+R52であり、ここで、基R5は、同一あるいは異なり、各々は水素、C1-4のアルキルまたはアリール(好ましくは、フェニル)または2個の基R5は、結合しているヘテロ原子と5から7個の原子を含む飽和または不飽和の複素環を形成する。好ましくは、基Q1は、永続的にカチオンであり、各R5は、水素以外である。好ましくは、基Q1は、N+R53であり、各R5は、C1-4のアルキル、好ましくはメチルである。
新規なターポリマー及び新規なクオターポリマーを形成するのに好適なモノマー配合物がここでクレームされる。表面にコートされ、溶剤が除去されて、表面上にコーティングを残す、ターポリマー及びクオターポリマー及び溶剤を含む液状組成物がここでクレームされる。
表面に安定な結合を提供するペンダント基を包含させることにより、ターポリマー及びクオターポリマーは、多くのタイプの下地の表面に安定に結合され、次に、ヘパリンを受け入れるためのコート表面を提供する。
本発明の新規なターポリマー及びクオターポリマーの新しい用途においては、ポリマーのコーティングを有する基質は、アニオンに帯電したムコポリサッカライドを懸濁あるいは溶解した液と接触される。
アニオンに帯電したムコポリサッカライドは、ヘパリン、またはヒルジンまたはコンドロイチンサルフェート等の類似の抗トロンボゲン化合物であり、あるいはアルギネートまたはヒアルロン酸であり得る。
コーティング上の基質表面にカチオン性ペンダント基を付与することにより、ムコポリサッカライドの電荷と反対の電荷を持ち、接触段階においてムコポリサッカライドを表面に対イオンとして結合させる、帯電体が提供される。両性イオン基は、その後、コートした表面と接触される血液または生物的な液からの他の成分の吸着を最小にして、ムコポリサッカライドの効果を遮蔽する表面の汚染を妨げる。
ムコポリサッカライドのコーティングは、２段プロセスの第２ステップとして行われる。第1のステップでは、基質は、溶剤に懸濁あるいは溶解したポリマーを含む液状組成物によりコートされ、その後、ムコポリサッカライドのコーティングステップに先立ち溶剤が除去される。
あるいは、ペンダント基Q3及びまたはQ4は、例えば、固体あるいは液体のブレンド手法によりブレンドされた時、他のポリマーとの相溶性を付与できる。このように、ペンダントな疎水性基は、疎水性のブレンドされたコポリマーと相互作用し、その間、反応性基は、例えば反応性ブレンドプロセス時あるいはブレンド後、架橋される。このようなブレンド物は、成形品を製造するのに使用され、その後、ポスト成形ステップでヘパリンでコートされる。この新規なポリマーは、それ自身満足な特性を有し、器具の部品を製造するのに有用であり、これはヘパリンで処理され、抗トロンボゲン性が改善される。
新規なターポリマーは、予備ブレンドステップでヘパリンとブレンドされ、このコンプレックスは、引き続きコーティングを形成するのに使用され、あるいは所望の機械的性能を有する他のポリマーとのブレンドに使用される。ブレンドは、例えば双方とも相溶性である溶剤中に双方の成分を分散することにより製造される。あるいは、それぞれの成分に好適な溶剤に各成分が懸濁あるいは溶解され、2つの液状組成物が混合される。混合物を安定化するため、他の成分を加えることもできる。このような予備ブレンドされたヘパリン/ポリマーコンプレックスは、主としてコーティング成分として、すなわち、下地の基質表面上に液状コーティング組成物から堆積物を形成するために使用される。
新規なターポリマーによりアニオン性のムコポリサッカライドを架橋することにより生成したコンプレックスは、本発明の更なる側面を形成する。ポリマーのカチオン基は、ムコポリサッカライド分子との分子間イオン性架橋を提供する。
両性イオンのターポリマーまたはクオターポリマー及びアニオンのムコポリサッカライドは、一般に1:10から10:1、好ましくは約1:2から2:1、多分約1:1の範囲の当量のイオン性基の比で使用される。このような比を使用すると、膨潤しうるが、溶解しない液体成分からなるゲルの、好適な性能を持つ架橋されたムコポリサッカライドが生成する。このようなゲルは、例えば創傷包帯(wound dressing)、微生物培養媒体、薬剤デリバーシステムなどに使用される。乾燥した架橋された材料は、水性または有機溶剤ベースの液を吸収するための吸収材料として使用される。
新規なターポリマーまたはクオターポリマーは、またイオン交換樹脂または他の分離プロセスに使用される。例えば、ターポリマーまたはクオターポリマーの粒子あるいは膜、またはこれらでコートされた粒子あるいは膜は、それらが懸濁あるいは溶解している液からアニオン成分を除去するのに使用される。両性イオン/カチオンの樹脂を使用すると、両性イオン基の活性により、このような他の成分が樹脂に付着する程度が低減されることによって、液からの他の成分の吸着が最小化される。このことは、イオン交換を意図したもの以外の成分が樹脂を汚染するのを最小とする。これは、また、引き続き、患者の体内に導入あるいは再導入することを意図する液からアニオン成分を除去するのに樹脂を使用する場合には、望ましいことである。この側面において、手術または他の理由でヘパリン処置を受けている患者の循環流からヘパリンを除去するために、このような樹脂粒子床を通して、あるいはこのような樹脂から製造された膜またはフィルターを通して、血液は循環される。
この特許の実施例に記載されたターポリマーまたはクオターポリマーがポリエステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びスチールを含む種々の基質をコートするのに成功裏に使用でき、フィルターは、いずれであれこれらの材料のコート表面を含み得ることが見出された。
体外のフィルターに凝固防止剤処理した血液を通す代わりに、永続的あるいは一時的にせよ、投与された凝固防止剤を計画的に除去できる器具を体内の循環に埋め込むことにより、ヘパリン(または、他の凝固防止剤)の捕捉が行われる。このように、ターポリマーまたはクオターポリマーは、患者の血管に導入された血管ステントの表面にコートされる。この実施の態様においては、この器具は、体内に形成された活性成分の貯留として機能し、活性成分は長期にわたって循環中にゆっくりと放出される。あるいは、埋め込みに先立ち、器具は、対イオンとして帯電したムコポリサッカライドで予備付着され、緩慢に放出する薬剤デリバリーシステムとして機能する。
新規ポリマー中の両性イオン及びカチオンペンダント基の比率は、所望の最終用途に依存する。高レベルのムコポリサッカライドを液組成物から捕捉する場合、及び/または引き続く用途のために高密度のアニオンのムコポリサッカライドを表面に堆積することを所望する場合、カチオンペンダント基の量は、両性イオン基のレベルに較べて、比較的高くすべきである。しかしながら、タン白及びリン脂質成分及び血小板の最小限の堆積が表面の重要な特性を形成する。一方、抗トロンボゲンを得るためにより低いレベルのムコポリサッカライドを吸着することが必要な場合には、高レベルの両性イオンペンダント基が望ましいようである。相対的な比(当量)は、1:100から100:1(両性イオン対イオン)、好ましくは1:10から10:1、更に好ましくは1:2から20:1の範囲である。
ポリマー中の式IIIまたはIVのモノマーの合計モル比率は、0.1から75%の範囲である。
ポリマーは、希釈コモノマーを含むことができる。このような希釈コモノマーは、90モル%迄、通常50モル%以下の量で使用される。C1-24アルキル(メタ)アクリレート、-(メタ)アクリルアミド、及びヒドロキシC1-24アルキル(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリルアミド等の共重合性ノニオンモノマーが使用される。
ターポリマーは、アニオンペンダント基を含み、対イオン結合によりカチオン基との分子間架橋を提供する。このような場合においては、ポリマーが総体としてカチオン電荷を有するためには、アニオン基の当量レベルは、カチオン基のそれより低い。アニオン共重合性モノマーが使用され、この場合、例えばアニオン基は、カルボン酸、スルホン酸またはホスホン酸から誘導される。
表面へのヘパリン及びターポリマーまたはクオターポリマーの結合により、コートされた基質が提供され、良好な抗トロンボゲン特性を示すような状態にヘパリンが存在することが見出された。更に、コーティングは、使用時の汚染に対して非常に安定で、抵抗性があり、実質的な使用期間後でもヘパリン由来の特性が保持される。このように、普通のヘパリン処理の表面に較べて、性能が非常に改善されることが判明した。単に表面を液中のヘパリンに接触することにより、ペンダントなカチオン及び両性イオン基を有する前処理表面へのヘパリンの結合が行われ、それによりヘパリンは、対イオン結合を介してカチオン基に結合される。
以下の実施例は、本発明を例示する。
性能試験
ヘパリン活性
試料へのヘパリンの付着
1.  フィルター片
試料を試験管シェーカー上、5mlのヘパリンのPBS溶液(通常、50U/ml。他の実験において、塩溶液中の4または200U/mlのヘパリン濃度は、カチオン性ポリマー上で同一のヘパリン表面活性をもたらした)と共に室温で30分間培養(incubate)した。30分後、試料の両側を最初、PBS、次に脱イオン水で10秒間すすいだ。試料をティシューペーパー上、空気中で乾燥し、室温で保存した。
2.  全フィルター
動脈フィルターにヘパリンのPBS溶液(50U/ml)100mlを充填し、入口/出口側を閉じた。フィルターを30分間回転し、器具のすべての部分がヘパリンの付着液と接触したことを確実にした。次に、フィルターの液を排出し、PBSで3回充填/排出し、次に脱イオン水で3回充填/排出した。フィルターを空気流で乾燥し、室温で保存した。
ヘパリン試験用試料の調製
ヘパリン付着フィルター片(浸漬コートあるいは全動脈フィルターから取り出した)を通常37℃で5時間PBS/BSA1%/NaN30.1%中で培養し、不安定に結合されたヘパリンを除去した。次に、試料を上述のように、PBSと脱イオン水ですすぎ、空気中乾燥した。0.2-0.4×0.4cmの試料を切り出し、以下に述べるように試験した。
ヘパリン試験
クロモゲンアッセイ(ヘパリンCRS106、Sigma)。
マニュアルに記載されている「セミミクロ法」を使用した。ヘパリン付着コート試料をポリスチレン試験管に入れた。試験管を37℃の水浴に入れた(5本)。200μlのウシ因子Xaを試験管に加え、振った。1分間攪拌後、200μlの因子Xaの基質を管に加え、5分間攪拌した。200μlの酢酸(＞90%)を管に加え、管を振った。200μlの液を管から取り出し、マイクロプレート(2個の凹部/試料)の凹部に加え、200μlのPBSを含む凹部に対して405nmで測定した。以前の結果では、PBSは、試薬のブランクと同一の吸光度の読みを与えることが示された。可溶のヘパリンで作製された標準曲線を使用して、ヘパリンの活性を計算した。
血小板の付着
ヘパリン付着試料及びヘパリンなしの試料を人間の血液と共に2-3時間培養し、血小板の付着の程度を走査電子顕微鏡により測定した。
フィブリノーゲンの吸光度
ヘパリンを付着させたコート材料及びヘパリンなしのコート材料を人間の血漿と共に10分間培養し、PBS/BSA1%で洗浄し、次に、西洋ワサビペルオキシダーゼ(Dako Code No.A080)と抱合された抗ヒトフィブリノーゲン抗体と共に30分間培養した。試料を洗浄し、試料をペルオキシダーゼ(o-フェニレンジアミンジヒドロクロライド、0.4mg/ml)用の基質及び尿素過酸化水素(Sigma P-9305)をいれた燐酸塩クエン酸塩緩衝液と共に培養することにより、結合された抗体を測定した。10分後、試薬のブランクに対して、450nmの吸光度を測定した。
ウシの血液による灌流
2つの動脈フィルター(コントロールフィルター及びコートされたヘパリン付着フィルターまたはコートされたヘパリンン非付着フィルター)を6時間ウシの血液(3.51/分)により低減されたヘパリン濃度で平行に灌流し、巨視的な血液凝固を肉眼的に検出し、写真を撮影した。
クロライドの測定
ポリマー系の対イオンは、クロライドイオンである。クロライドイオンを定量することにより、カチオン性のメタクリレートのレベルを測定した。
手順
0.25gのポリマーを25mlのメタノールに添加する。材料が完全に溶解したら、75mlの蒸留水をポリマー/メタノール混合物に加える。混合物のpHが8-9の間に入るように調節する。ピペットにより1.0mlのクロム酸カリウム(蒸留水中5%W/V)をフラスコに加え、標準0.01m硝酸銀液で最初の褐色/赤色の終点迄滴定する。ブランクの読みを得るために、75mlの蒸留水を使用し、ポリマー試料は使用せずに滴定を繰り返す。ポリマー中のカチオン性メタクリレートのレベルは、クロライドイオンの濃度に直接比例する。
実施例１
ポリ(2(メタクリロイルオキシエチル)-2’-トリメチルアンモニウム)エチルホスフェート内部塩-コ-n-ドデシルメタクリレート-コ-11-メタクリロイルウンデシル-１-トリメチルアンモニウムブロマイド)(40:71:8)の製造
2-(メタクリロイルオキシエチル)-2’-(トリメチルアンモニウム)エチルホスフェート内部塩(2.32g、0.0079モル)、n-ドデシルメタクリレート(3.61g、0.0142モル)及び11-メタクリロイルウンデシル-１-トリメチルアンモニウムブロマイド(0.59g、0.0016モル参照例１)により合成された)を43mlのプロパン-2オールと17mlの酢酸エチルに溶解した。乾燥窒素ガス(モレキュラーシーブで乾燥)を30分間バブルすることにより、このモノマー液を完全に脱ガスした。次に、3mlの脱ガスエタノールを使用して、開始剤のAIBN(0.01360g、0.02重量%の液)をこの液に流し込んだ。この液を更に5分間脱ガスした。液を窒素の若干の陽圧下(バブラー中の数mlのミネラルオイルに相当)に保ちながら、液を62℃に加熱し、約46時間激しく攪拌した。
この後、反応混合物を約40℃に冷却し、その後、真空下約40℃でロータリーエバポレーターを使用して、溶剤をすべて除去し、約40℃で固体のフォームを得た。次に、このフォームを24mlのジクロロメタンに溶解し、過剰の、200mlのアセトン中に滴下して、沈殿させた。生成物をブフナー濾過ファンネルで集め、20ml量のアセトンを3回使って洗浄した。白色固体を真空オーブン中40℃で16時間乾燥し、秤量した。
ポリマーは、83%の収率で得られ、白色固体であった。
1HNMR(400MHz, d, ppm, CD3OD/CDCl3)4.31(b)、4.21(b)、4.07(b)、3.98(b)、3.72(b)、3.37、3.33、3.29(s)、3.22、3.17、1.95、1.84(b)、1.67(b)、1.33(s)、1.06(b)、0.93(s)、
C13NMR(500MHz, d, ppm, CD3OD/CDCI3)176.37、66.91、65.90、63.68、60.05、54.50、53.37、45.54、32.69、30.44、30.13、28.92、26.93、23.41、17.31、14.56。
実施例2
ポリ(2-メタクリロイルオキシエチル)-2’-(トリメチルアンモニウム)エチルホスフェート内部塩-コ-n-ドデシルメタクリレート-コ-コリンメタクリレートの製造
実施例1に使用した類似の手法を使用し、11-メタクリロイルウンデシル-1-トリメチルアンモニウムブロマイドの代わりに、コリンメタクリレート(2-メタクリロイルオキシ-エチル-トリメチルアンモニウムクロライド)を使用して種々の重合を行った。両性イオンモノマー、ラウリル(ドデシル)メタクリレートモノマー及びコリンメタクリレートを下の表1に示すモル比で混合し、開始剤としてのAIBNを表に示した量で使用した。実施例間で変えたので、重合液中の固体の全重量パーセントも表中に示す。
1項と基本的に同一の方法でポリマーを回収したが、低分子量ポリマーを除去するために、追加の溶解沈殿ステップを含めた。
製品中へのカチオンモノマーの包含の速度を確定するために、ポリマー製品をクロライドイオン測定にかけた。また、粗い分子量測定もいくらか行った。
実施例3
ポリ(2-(メタクリロイルオキシエチル)-2’-(トリメチルアンモニウムメチル)ホスフェート内部塩)-コ-(n-ドデシルメタクリレート)-コ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド)-コ-(3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート)30:60:6:4ターポリマーの製造
3.1  モノマー供給合成
両性イオンモノマー(40.68g、0.138モル)及びカチオンモノマー(5.73g、0.0275モル)をP2O5で乾燥したグローブボックス内で秤量した。ドデシルメタクリレート(69.45g、0.273モル)、トリメトキシシリルモノマー(4.53g、0.0182モル)およびα-アゾ-イソブチロニトリル(AIBN)開始剤(1.202g、1%)を空気中で秤量した。水冷コンデンサー、窒素ガス及びモノマー供給管を取り付け、無水n-プロパノール(60g)を満たした3口反応フラスコを90℃に加熱した油浴中に浸漬した。モノマーと開始剤を300gのn-プロパノール溶剤に溶解し、パラフィルシールした測容シリンダー中でマグネットで攪拌した。反応混合物を測容シリンダー内に配設したポリプロピレン管に引き込み、ぜん動ポンプを介し、シリコーン管を通じて加熱した反応容器に滴下して加えた。加熱した容器への完全な移転には、2.25時間要した。反応物を更に1時間攪拌した。3mlのn-プロパノールに溶解したAIBN開始剤(0.12g)の2回目のチャージを加え、反応混合物を更に50分間攪拌し、全体の反応時間を4時間とした。
室温迄冷却し、反応混合物を燒結ガラスフィルターで濾過した。ロータリーエバポレーターにより40℃-50℃で溶剤を除去し、白色フォームの残渣を得た。後に、これを480mlのジクロロメタンと40mlのメタノール溶剤混合物に再溶解し、4000mlのアセトン中に滴下して、沈殿させた。若干曇った上澄みと共に白色固体の製品がアセトンから沈降した。製品をブフナーフラスコと113ワットマン湿時強化された濾紙により分離し、第2の仕上げとアセトン中の沈殿に先立ち、真空オーブン中室温で24時間迄乾燥した。製品を秤量(82.9g)し、68.9wt%の収率を得、褐色ガラス瓶に詰め、冷凍した。
製品の特徴描写
ポリマーは、重量で計算値は、C 63.08%、H 10.13%、P 3.55%、N 1.93%、Si 0.43%、Cl 0.81%、実測値は、C 58.1%、H 9.98%、P 3.09%、N 1.90%、Si 0.20%であった。
1HNMR(400MHz, ppm, CD3OD:CDCl31:1v:v)4.34、4.30、3.98、3.72、3.38、3.29、3.22、1.67、1.32、0.92、0.10。
エタノール:クロロホルム(1:1 v:v)中の10mg/ml溶液の比粘度は、0.13である。製品中へのカチオン性モノマーの包含の速度を確定するために、ポリマー製品をクロライドイオン検定にかけた。計算値は、4.76重量%、実測値は、4.82重量%及び4.94重量%であった。
3.2  ワンポット合成
両性イオンモノマー(4.87g、1.65×10-2モル)、ドデシルメタクリレート(8.11g、3.19×10-2モル)、カチオンモノマー(0.67g、0.32×10-2モル)、及びトリメトキシシリルモノマー(0.53g、0.21×10-2モル)を114mlの15:85v/v%MeOH:EtOHの溶剤混合物で反応容器中にリンスしながら入れた。反応容器中にリンスしながら入れる前に、無水のカチオン性モノマーを3mlの純MeOHに予備溶解した。使用前、ドデシルメタクリレートモノマーを活性化塩基性アルミナ(Brockmann1、約150メッシュ、50g)のカラムにより前処理した。反応混合物を室温で脱ガスするために、乾燥窒素ガスを20分間バブルし、その後、67℃に加熱したオイルバスに反応容器を浸漬した。容器を15分間加熱し、その後AIBN開始剤(0.14g)を2mlの溶剤混合物と共に反応混合物に流し込んだ。反応物をマグネットで攪拌し、ミネラルオイルのバブラーでバブルするのに充分な陽圧の窒素ブランケットを維持した。反応時間は、39時間であった。
室温に冷却すると、反応混合物は、若干のヘイズはあるが、透明な外観であった。ロータリーエバポレーターにより室温で溶剤を除去し、白色フォームの残渣を得た。後に、これを50mlのジクロロメタンに再溶解し、激しく攪拌している500mlのアセトン中に滴下して加えた。若干曇った上澄みと共に白色固体の製品がアセトンから沈降した。製品をブフナーフラスコと113ワットマン湿時強化された濾紙により分離し、真空オーブン中室温で72時間迄乾燥した。製品を秤量し、91重量%の収率を得、褐色ガラス瓶に詰め、冷凍した。
特徴描写
ポリマーは、重量で計算値は、C 62.93%、H 10.11%、P 3.61%、N 1.95%、Si 0.42%、Cl 0.80%、実測値は、C 57.88%、H 10.20%、P 3.30%、N 1.84%、Si 0.12%、Cl 0.78%であった。
1HNMR(400MHz, ppm, CD3OD:CDCl31:1v:v)4.33、4.29、3.97、3.71、3.38、3.34、3.29、3.22、1.67、1.32、0.92、0.09
エタノール:クロロホルム(1:1)の10mg/ml溶液の比粘度は、0.32である。
実施例4
ポリ(2-(メタクリロイルオキシエチル)-2’-(トリメチルアンモニウムメチル)ホスフェート内部塩)-コ-(n-ドデシルメタクリレート)-コ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド)-コ-(ヒドロキシプロピルメタクリレート)-コ-(3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート)23:47:6:20:4ポリマーの製造
4.1  モノマー供給合成
両性イオンモノマー(34.10g、0.116モル)及びカチオンモノマー(6.3g、0.030モル)をP2O5で乾燥したグローブボックス内で秤量した。ドデシルメタクリレート(60.01g、0.236モル)、ヒドロキシプロピルメタクリレートモノマー(14.51g、0.101モル)、トリメトキシシリルモノマー(5.00g、0.020モル)及びAIBN開始剤(0.2409g、0.2%)を空気中で秤量した。水冷コンデンサー、窒素ガス及びモノマー供給管を取り付け、無水n-プロパノール:酢酸イソプロピル(60:40重量比)溶剤を満した3口反応フラスコを90℃に加熱したオイルバスに浸漬した。モノマーと開始剤をn-プロパノール:酢酸イソプロピル溶剤に溶解し、パラフルシールした測容シリンダー中でマグネットで攪拌した。反応混合物を測容シリンダー内に配設したポリプロピレン管に引き込み、ぜん動ポンプを介し、シリコーン管を通じて加熱した反応容器に滴下して加えた。加熱した容器への完全な移転は、2時間を要した。反応物を更に1時間攪拌した。AIBN開始剤(0.0241g、0.02重量%)の2回目のチャージを加え、反応混合物を更に1時間攪拌し、全体の反応時間を4時間とした。全固形含量は、n-プロパノール:酢酸イソプロピル(168.06g:112.08g)中で30重量%であった。
室温迄冷却し、反応混合物を2つのバッチに分割した。1番目の反応混合物(240ml)のバッチを激しく攪拌した酢酸メチル(2000ml)に滴下して沈殿させた。製品をブフナーフラスコと113ワットマン湿時強化された濾紙により分離し、真空オーブン中室温で24時間迄乾燥した。製品を液体窒素で急速冷凍し、ミルにかけて微粉末とし、更に室温で24時間乾燥した。製品(50.67g、重量回収基準で81.8%)を褐色ガラス瓶に詰め、4℃で貯蔵した。
ポリマーは、重量で計算値は、C 62.4%、H 9.9%、P 3.0%、N 1.9%、Si 0.4%、Cl 0.8%、実測値は、C 57.0%、H 9.4%、N 1.7%、P 2.7%であった。
1HNMR(400MHz, ppm, CD3OD:CDCl31:1v:v)4.41、4.08、3.83、3.46、3.40、3.34、2.07、1.67、1.43、1.18、1.04。
製品中へのカチオンモノマーの包含の速度を確定するために、ポリマー製品をクロライドイオン検定にかけた。計算値5.23重量%、実測値4.66重量%及び4.71重量%。
4.2  ワンポット合成
両性イオンモノマー(3.98g、1.35×10-2モル)、ドデシルメタクリレートモノマー(7.009g、2.76×10-2モル)、カチオンモノマー(0.733g、0.35×10-2モル)、ヒドロキシプロピルメタクリレート(1.691g、0.67×10-2モル)、及びトリメトキシシリルモノマー(0.585g、0.24×10-2モル)を98mlの15:85v:v%MeOH:EtOHの溶剤混合物で反応容器中にリンスしながら入れた。反応容器中にリンスしながら入れる前に、無水のカチオン性モノマーを3mlの純MeOHに予備溶解した。使用前、ドデシルメタクリレートを活性化塩基性アルミナ(Brockmann1、約150メッシュ、50g)のカラムにより前処理した。反応混合物を室温で脱ガスするために、乾燥窒素ガスを20分間バブルし、その後、67℃に加熱したオイルバスに反応容器を浸漬した。容器を15分間加熱し、その後AIBN開始剤(0.14g、1.1重量%)を2mlの溶剤混合物と共に反応混合物に流し込んだ。反応物をマグネットで攪拌し、ミネラルオイルのバブラーでバブルするのに充分な陽圧の窒素ブランケットを維持した。反応時間は、39.5時間であった。
室温迄冷却し、反応混合物を燒結ガラスフィルターで濾過した。ロータリーエバポレーターにより＜40℃で溶剤を除去し、白色フォームの残渣を得た。その後、これを58mlのジクロロメタンに再溶解し、激しく攪拌している600mlのアセトン中に滴下して加えた。若干曇った上澄みと共に白色固体の製品がアセトンから沈降した。
製品をブフナーフラスコと113ワットマン湿時強化された濾紙により分離し、真空オーブン中室温で20時間迄乾燥した。製品をミルにかけ、真空中室温で24時間乾燥した。製品を秤量し、93.2重量%の収率を得、褐色ガラスジャーに詰め、冷凍した。
ポリマーは、重量で計算値は、C 62.41%、H 9.91%、P 2.99%、N 1.70%、Si 0.47%、Cl 0.89%、実測値は、C 58.45%、H 9.45%、P 2.55%、N 1.65%、Si 0.34%、Cl 1.06%であった。
1HNMR(400MHz, ppm, CD3OD:CDCl31:1v:v)4.33、4.29、3.97、3.71、3.38、3.34、3.29、3.22、1.67、1.32、0.92、0.09。
エタノール中の10mg/ml溶液の比粘度は、0.33である。製品中へのカチオンモノマーの包含の速度を確定するために、ポリマー製品をクロライドイオン検定にかけた。計算値5.24重量%、実測値5.16重量%及び5.26重量%。
実施例5
ポリ(2-メタクリロイルオキシエチル)-2’-(トリメチルアンモニウムメチル)ホスフェート内部塩-コ-(n-ドデシルメタクリレート)-コ-(2-メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド33.3:60:6.7ターポリマーの製造
モノマー供給合成
無水n-プロパノール:酢酸イソプロピル(30.0g:8.0g)溶剤混合物に、室温で両性イオン性モノマー(13.5g、4.58×10-2モル)、ドデシルメタクリレート(20.9g、8.23×10-2モル)、カチオン性モノマー(2.5g、1.20×10-2モル)を加えた。この混合物に、4gの酢酸イソプロピルに溶解したAIBN(0.7g、0.20重量%)を加えた。この攪拌した混合物を測容シリンダー中にパラフルシールし、ぜん動ポンプを介して、90℃に加熱したオイルバスに浸漬した、攪拌した無水n-プロパノール:酢酸イソプロピル(27g:20g)溶剤混合物にN2流の下で滴下して加えた。加熱した容器への完全な移転は、2時間要した。ポンプの管を酢酸イソプロピル(4g)とn-プロパノール(4g)で洗浄し、90℃の反応混合物に戻した。反応物を更に1時間攪拌し、ここに、2mlの酢酸イソプロピルに溶解したAIBN(0.01g、0.02重量%)を加え、ポンプの管を酢酸イソプロピル(2g)で洗浄し、反応物を更に1時間攪拌した。
4時間後加熱を止め、反応混合物を酢酸エチル(450g)に室温でポンプで加え、次にポンプラインをn-プロパノール(3g)で洗浄した。生成物を沈降させ、上澄みをデカントした。生成物をイソプロパノール(47g)溶剤で溶解し、45分間で酢酸エチル(720g)にポンプで加え、ポンプラインをイソプロパノール(6g)で洗浄し、生成物を沈降させた。上澄みをデカントし、生成物をアセトン(160g)で10分間攪拌して、洗浄した。上澄みをデカントし、生成物を濾過(113ワットマン湿時強化された濾紙)し、アセトン(80g)で洗浄した。製品を真空デシケータ中室温で16時間迄乾燥し、秤量(31.6g、重量回収基準で87%収率)、褐色ガラスバイアル中4℃で貯蔵した。
特徴描写
1HNMR(400MHz, ppm, CD3OD:CDCl31:1v:v)4.41、4.08、3.83、3.46、3.40、3.34、2.07、1.67、1.43、1.18。
エタノール中の10mg/ml溶液の比粘度は、0.26である。
製品中へのカチオン性モノマーの包含を確定するために、製品をクロライドイオン検定にかけた。計算値5.23重量%、実測値5.28重量%及び5.36重量%。
実施例6
実施例1及び2のポリマーの一部の試料をフィブリノーゲン吸着及びヘパリン活性に関する性能について試験した。イソプロピルアルコール中ポリマー10mg/mlのコーティング液を調製し、ポリエチレンテレフタレート(p.e.t.)試料の表面をコートするのに使用した。フィブリノーゲン検定にかけられるp.e.t.試料は、1×3cmのシートであり、ヘパリン検定にかけられる試料は、40ミクロンの動脈フィルター材料である。引き続き、乾燥したコーティングをPBS中50U/mlのヘパリン液と接触させ、最初にPBSで、次に脱イオン水でリンスし、乾燥した。ポリマー／ヘパリンコート基質を上述のフィブリノーゲン及びヘパリン試験にかけた。実施例2のポリマーについてのヘパリン活性及びフィブリノーゲン吸着の結果は、下の表2に示されている。
更に実施例1のポリマー/ヘパリンコート材料を安定性試験にかけた。これについては、ポリマー(実施例1)／ヘパリンコート基質をリン酸塩で緩衝した塩溶液中の1%血清アルブミンに37℃で0.5から6時間の範囲の間浸漬した。処理試料を取り出し、最初にPBSで、次に脱イオン水でリンスし、ヘパリン活性を測定した。結果は、6時間のBSA/PBS培養(incubation)の後も活性の顕著な低下はなく、それに対して、市販のDurafo及びMedtronic M-40表面について行った比較実験では、非常に劣った安定性を示した。CarmedaのBioactive表面を使用した結果は、同等の安定性を示した。
実施例7
更なる性能試験として、実施例1のポリマーでコートした基質を、ヘパリンを付着したもの及びしないものについて、ヘパリン化した血液15U/mlと60分間接触させた。処理試料を取り出し、最初にPBSで、次に脱イオン水でリンスし、ヘパリン活性を測定した。結果は、ペンダントなカチオン性及びフォスホリルコリン基を有するポリマーでコートした表面は、ヘパリンを含む血液からヘパリンを引き寄せ、結合することを示している。また、表面をs.e.m.で観察し、ヘパリンを付着した試料またはヘパリンを付着しない試料について生物的な堆積(例えば、血小板、血球及びタン白)を認めなかった。
また、比較として、3つの市販のヘパリン化表面についても試験を行った。DuraFloは、イオン結合のヘパリンを使用している。Medtronic M-40は、イオン結合のヘパリンを使用していると考えられている。Medtronic CBM-40(Carmeda Bioactive)は、末端に付加したヘパリンを使用している。
これらの実験に対して、1%血清アルブミン(BSA)または新鮮なヘパリン化された人間の血液の有無でフィルター試料を室温で5mlのリン酸塩で緩衝した塩溶液(PBS)と培養した。60分後、試料を塩溶液で充分にリンスし、ヘパリン活性を測定した。
結果を表3に示した。
PBSと培養する前に、DuraFloII試料のヘパリン活性は、240mU/cm2であり、Medtronic M-40では33.5mU/cm2であった。Carmeda BioActive Surfaceのヘパリンは、BSAで更に安定であるあるように見えたが、初期のヘパリン活性は、試験したすべてのフィルターの内で最低であった。以前の結果は、Carmedaの結合ヘパリンを有する別の20ミクロンのMedtronicフィルターは、2.3mU/cm2しか有しないことを示した。
表3は、本発明のポリマーは、15U/mlのヘパリン濃度を持つ血液試料からヘパリンを引き寄せ、結合することを示している。
初期の結果では、ヘパリンで付着されないコーティングは、ヘパリン含有の人間の血液(表3を参照されたい)と培養した後、ヘパリン活性を示すことが示された。
2つの類似の動脈フィルターを実施例1のカチオン性/両性イオン性ヘパリン結合ポリマーでコートした。一方のフィルターのみを上述のようにヘパリンで付着し、他方はPBSによる洗浄のみを行った。双方のフィルターをウシの血液(3.5L/分)で6時間平行に灌流した。この血液は、644Uヘパリン/Kgを含んでいた。
系の活性化凝固時間(Hemochron法により測定)は、9分の灌流後では447秒であり、60分の灌流後では257秒に低下した。306分の灌流後では、活性化凝固時間は、212秒であった。双方のフィルターは、類似しており、類似の以前の灌流実験ににおける非コートフィルターよりも顕著に低下した血液凝固を示した。
実施例8
動脈フィルター器具をコートするために、実施例4のポリマーを使用した。コーティングに先立ち、フィルターを空気のプラズマで30秒間処理した。別なステップにおいて、2つの分散液を調製した。1番目は、PBS(2.5ml)中の2500Uのヘパリン(ウシの肺)と水(47.5ml)を含んでいた。2番目は、50mlのイソプロパノール中に250mgのポリマーを含んでいた。2つの液状組成物を一緒に混合し、プラズマ処理のフィルターに注ぎ、15分間激しく振盪して、器具の全面のコーティング混合物との接触を確実なものにした。次に、混合物を流し出し、コートした器具を水で3回洗浄した。
リンスしたフィルターを乾燥し、50℃で一夜オーブンに置き、ポリマーの反応性基の架橋を確実なものにした。
実施例9
実施例6に記載したコーティング液を使用して、実施例1及び3から5のポリマーの更なる試料を動脈フィルターにコートした。フィルターをポリマー液で浸漬コートし、一夜乾燥した。実施例3及び4のポリマーを70℃で一夜保持し、完全な架橋を確実なものにした。次に、上述の性能試験を用いて、フィブリノーゲン吸着についてフィルターを試験した。ポリマーでコーティング後、上述の一般的な試験を用いてフィルターの一部の試料をヘパリンで付着し、フィブリノーゲン吸着及びヘパリン活性試験にかけた。コントロールは、未処理のフィルターであった。表4は、コントロールに比較してフィブリノーゲン吸着及びヘパリンを付着した器具に対するヘパリン活性の低減の結果を示す。2つの市販のヘパリンコーティング、共有結合で(末端付加した)ヘパリンを有すると考えられるMedtronic CBM-40及びイオン結合のヘパリンを有すると考えられるMedtronic M-40に対して、フィブリノーゲン吸着及びヘパリン活性の点で比較を引用した。結果は、ヘパリンがポリマーに吸着されることを示し、その機構は、イオン交換であると推測される。PCポリマーでコートしたフィルターは、フィブリノーゲンによる汚染の低減を示す。
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参照例1
11-メタクロイルウンデシル-1-トリメチルアンモニウムブロマイドの合成
ステップ1
乾燥した酢酸エチル(30ml)中の11-ブロモ-1-ウンデカノール(5.05g、0.02モル)、トリエチルアミン(2.86g、0.028モル)に酢酸エチル(20ml)中のメタクロイルクロライド(3.03g、0.029モル)溶液をゆっくりと加え、得られた混合物をRTで90分間攪拌する。
固形物を濾別し、溶剤を真空で除去して、殆どが1-ブロモ、11-ウンデシルメタクリレート(収量6.26g、97%)を得る。1H NMR及びTLC Rf 0.69(クロロホルム/石油エーテル7:3v:v)により出発物質を認めなかったので、この物質を第2ステップに移した。
ステップ2
ステップ1の生成物(6.26g、0.019モル)を乾燥したアセトニトリル(40ml)中に溶解し、アセトニトリル(20ml)中のトリメチルアミン(2.8g、0.047モル)の混合物に加えた。この系を窒素でパージし、ドライアイスコンデンサーでシールした。反応物を50度に20時間加熱し、アルミニウムホイルで光から防護した。
残存するトリエチルアミンを水ポンプで除去し、溶剤を真空で除去してオフホワイトの粉末を得る。これをエーテル(250ml)で洗浄し、白色固体(5.67g、76%収率)を集めた。エーテルを蒸発して乾固し、再びエーテル(100ml)で処理すると、更に白色固体(1.02g、13%)を得る。1N NMRは、所望の生成物が生成されたことを示した。