DE112019001895T5

DE112019001895T5 - Medizinische vorrichtung

Info

Publication number: DE112019001895T5
Application number: DE112019001895.7T
Authority: DE
Inventors: Ryohei Koguchi; Hajime Eguchi; Kyoko Yamamoto
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-12-24
Also published as: JPWO2019198374A1; WO2019198374A1; US20200330653A1; CN111936855A; JP7192856B2

Abstract

Es soll eine medizinische Vorrichtung bereitgestellt werden, durch welche die unspezifische Absorptionsmenge vermindert wird, deren Dauerbeständigkeit hervorragend ist und eluierte Substanzen von der Oberflächenschicht vermindert sind. Die medizinische Vorrichtung umfasst ein Vorrichtungssubstrat und eine Oberflächenschicht, die auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats bereitgestellt ist, die mit Wasser in Kontakt ist, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats aus einem anorganischen Material hergestellt ist, die Oberflächenschicht aus einem ausgehärteten Produkt einer Verbindung mit einer biologisch verträglichen Gruppe und einer Alkoxysilylgruppe hergestellt ist, der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung von 25 bis 83 Massen-% beträgt und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe von 2 bis 70 Massen-% beträgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Bisher ist als Verfahren zum Analysieren einer biologischen Substanz ein Verfahren unter Verwendung eines Biochips bekannt. In diesem Verfahren werden Moleküle zum Einfangen einer spezifischen biologischen Substanz (Protein oder dergleichen) auf der Chipoberfläche fixiert und die biologische Substanz, die durch die Moleküle eingefangen wird, wird erfasst.
In dem Biochip wird jedoch dann, wenn unspezifische Proteine, die von der zu erfassenden biologischen Substanz verschieden sind, an Abschnitten adsorbiert werden, bei denen die Moleküle, welche die biologische Substanz einfangen sollen, nicht fixiert sind, ein Problem dahingehend bestehen, dass solche unspezifischen Proteine beim Erfassen ein Rauschen erzeugen, so dass die Erfassungsgenauigkeit verschlechtert wird.
Daher wurde als Verfahren zum Vermindern der Adsorptionsmenge von unspezifischen Proteinen (unspezifische Adsorptionsmenge) ein Verfahren zur Bildung einer ausgehärteten Materialschicht, die aus einem Copolymer aus 2-Methacryloyloxyethylphosphorylcholin (MPC) und n-Butylmethacrylat (BMA) hergestellt ist, auf dem Substrat (vgl. z.B. das Patentdokument 1), oder ein Verfahren zur Bildung einer ausgehärteten Schicht durch Beschichten der Substratoberfläche mit einem Silanhaftvermittler und dann radikalisch Polymerisieren desselben mit Acrylamid (vgl. z.B. das Patentdokument 2) vorgeschlagen.
In dem vorstehend genannten herkömmlichen Verfahren bestand jedoch ein Problem dahingehend, dass dann, wenn der Biochip für einen langen Zeitraum verwendet wird, die unspezifische Adsorptionsmenge zu einer Zunahme neigt oder Komponenten der ausgehärteten Schicht zu einer Elution neigen, so dass die Erfassungsgenauigkeit verschlechtert wird.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 2014-20938 A
Patentdokument 2: US-Patent 4,680,201

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine medizinische Vorrichtung bereitzustellen, durch welche die unspezifische Adsorptionsmenge von Zellen, Proteinen, usw. (unspezifische Adsorptionsmenge), vermindert wird, deren Dauerbeständigkeit hervorragend ist und bei der die Menge von eluierten Substanzen von der Oberflächenschicht vermindert ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die medizinische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine medizinische Vorrichtung, die ein Vorrichtungssubstrat und eine Oberflächenschicht umfasst, die auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, die mit Wasser in Kontakt ist, bereitgestellt ist, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche, auf der die Oberflächenschicht auf dem Vorrichtungssubstrat bereitgestellt ist, aus einem anorganischen Material hergestellt ist, die Oberflächenschicht aus einem ausgehärteten Produkt einer Verbindung hergestellt ist, die eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe aufweist, und die biologisch verträgliche Gruppe aus mindestens einer Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Struktur, die durch die folgende Formel 1 dargestellt ist, einer Struktur, die durch die folgende Formel 2 dargestellt ist, und einer Struktur, die durch die folgende Formel 3 dargestellt ist, hergestellt ist, wobei der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung von 25 bis 83 Massen-% beträgt und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe von 2 bis 70 Massen-% beträgt,

mit der Maßgabe, dass in der Formel 1 n eine ganze Zahl von 1 bis 300 ist und von 50 bis 100 Mol-% in der Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, eine Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in einer Struktur sind, die durch die folgende Formel 4 dargestellt ist, n in der Formel 4 eine ganze Zahl von 1 bis 300 ist und R⁶ ein Wasserstoffatom oder eine C_1-5-Alkylgruppe ist,
in der Formel 2 R¹ bis R³ jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe sind und a eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist,
in der Formel 3 R⁴ und R⁵ jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe sind, X^- eine Gruppe, die durch die folgende Formel 3-1 dargestellt ist, oder eine Gruppe ist, die durch die folgende Formel 3-2 dargestellt ist, und b eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist,
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beträgt, wenn die Oberflächenschicht in Wasser bei 40 °C für 7 Tage eingetaucht wird, die Elutionsmenge des organischen Gesamtkohlenstoffs (TOC) pro Einheitsfläche von 1 cm² der Oberflächenschicht vorzugsweise höchstens 10 mg/L.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend genannte Verbindung vorzugsweise eine Verbindung, derart, dass in einem Polyoxyethylenpolyol oder einem Polyoxyethylenalkylether mit mindestens einer Hydroxygruppe (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstöffatome aufweist) eine Alkoxysilylgruppe mittels einer Hydroxygruppe und einer Verknüpfungsgruppe, die das Polyoxyethylenpolyol oder der Polyoxyethylenalkylether aufweist, eingeführt ist.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend genannte Verbindung vorzugsweise eine Verbindung, derart, dass in einem Polyoxyethylenpolyol oder einem Polyoxyethylenalkylether mit mindestens einer Hydroxygruppe (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist) eine Alkoxysilylgruppe so eingeführt ist, dass sie mittels eines Sauerstoffatoms, das von der Hydroxygruppe stammt, oder mittels einer Verknüpfungsgruppe mit einem Sauerstoffatom verbunden ist, das von der Hydroxygruppe stammt und mit -(CH₂)_k-, -CONH(CH₂)_k-, -(CF₂)_k-, -CO(CH₂)_k-, -CH₂CH(-OH)CH₂O(CH₂)_k- (k stellt eine ganze Zahl von 2 bis 4 dar), -CH₂OC₃H₆- oder -CF₂OC₃H₆- verbunden ist.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend genannte Verbindung vorzugsweise ein Copolymer mit Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist (mit der Maßgabe, dass von 50 bis 100 Mol-% die Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur sind, die durch die vorstehende Formel 4 dargestellt ist), und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend genannte Verbindung vorzugsweise ein Copolymer mit Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist (mit der Maßgabe, dass von 50 bis 100 Mol-% die Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur sind, die durch die vorstehende Formel 4 dargestellt ist), Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe und Einheiten, die durch die Formel (B12) dargestellt sind:
mit der Maßgabe, dass in der Formel (B12) Q⁷ und Q⁸ jeweils unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe sind und n3 eine ganze Zahl von 20 bis 200 ist.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst die vorstehend genannte Verbindung vorzugsweise ein Copolymer mit Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe, und ein Polymer, das nur aus Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur besteht, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, und von 50 bis 100 Mol-% in der Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, die in dem Feststoffgehalt der vorstehend genannten Verbindung enthalten ist, eine Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur aufweisen, die durch die vorstehende Formel 4 dargestellt ist.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend genannte Verbindung vorzugsweise ein Copolymer mit Einheiten, die durch die folgende Formel (A) dargestellt sind, Einheiten, die durch die folgende Formel (B11) dargestellt sind und Einheiten, die durch die folgende Formel (B12) dargestellt sind,
mit der Maßgabe, dass die Symbole in der Formel (A), der Formel (B11) und der Formel (B12) wie folgt sind;
in der Formel (A) und der Formel (B11) ist R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist;
in der Formel (A) ist Q² eine zweiwertige organische Gruppe, R⁷ und R⁸ sind jeweils unabhängig eine C_1-18-Alkylgruppe, t ist eine ganze Zahl von 1 bis 3 und wenn R⁷ und OR⁸ in einer Mehrzahl vorliegen, können die jeweiligen R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sein;
in der Formel (B11) ist Q³ eine Einfachbindung oder eine zweiwertige organische Gruppe, n2 ist eine ganze Zahl von 1 bis 300 und R⁶ ist ein Wasserstoffatom oder eine C_1-5-Alkylgruppe;
in der Formel (B12) sind Q⁷ und Q⁸ jeweils unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe und n3 ist eine ganze Zahl von 20 bis 200.
Q⁷ und Q⁸ sind vorzugsweise -C(CH₃)(COOC₂H₅)-, -C(CH₃)(COOCH₃)- oder -C(CH₃)(CN)-, mehr bevorzugt -C(CH₃) (COOCH₃)- oder -C(CH₃)(CN)- und im Hinblick auf eine einfache Verfügbarkeit und eine einfache Herstellung bei der Polymerisation mehr bevorzugt -C(CH₃)(CN)-.
In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Vorrichtungssubstrat vorzugsweise aus Glas hergestellt.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine medizinische Vorrichtung bereitgestellt werden, durch welche die unspezifische Adsorptionsmenge vermindert wird, deren Dauerbeständigkeit hervorragend ist und bei der die Menge von eluierten Substanzen von der Oberflächenschicht vermindert ist.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt. Weitere Ausführungsformen können vom Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sein, solange sie mit dem Wesen der vorliegenden Erfindung übereinstimmen. Ferner sind Ausführungsformen, in denen die folgenden Ausführungsformen und modifizierte Beispiele optional kombiniert sind, ebenfalls bevorzugte Beispiele.
In der vorliegenden Beschreibung wird eine Verbindung oder Gruppe, die durch eine Formel dargestellt ist, auch als Verbindung oder Gruppe mit der Nummer der Formel bezeichnet, und beispielsweise wird eine Verbindung, die durch die Formel 1 dargestellt ist, auch als Verbindung 1 bezeichnet.
In der vorliegenden Beschreibung umfasst ein Zahlenbereich den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert des Bereichs.
Ein „(Meth)acrylat“ ist ein allgemeiner Begriff für ein Acrylat und ein Methacrylat.
Eine „Einheit“ in dem Copolymer steht für einen Abschnitt, der von dem Monomer stammt, der durch die Polymerisation des Monomers gebildet worden ist.
Eine „biologisch verträgliche Gruppe“ steht für eine Gruppe mit dem Vermögen, zu verhindern, dass ein Protein oder Zellen, usw., an der Oberfläche des Materials haftet oder haften und aktiviert wird oder werden.
Die medizinische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vorrichtungssubstrat und eine Oberflächenschicht und die Oberflächenschicht ist auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, die mit Wasser in Kontakt ist, angeordnet. Ferner ist die Oberflächenschicht ein ausgehärtetes Produkt einer Verbindung (nachstehend als „Verbindung (X)“ bezeichnet), die eine Verbindung mit einer biologisch verträglichen Gruppe, die aus mindestens einer Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, der Struktur, die durch die vorstehende Formel 2 dargestellt ist, und der Struktur, die durch die vorstehende Formel 3 dargestellt ist, hergestellt ist, und einer Alkoxysilylgruppe ist, wobei der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe von 25 bis 83 Massen-% beträgt und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe von 2 bis 70 Massen-% beträgt.
Der Feststoffgehalt in der Verbindung steht für den Restgehalt, der durch Vakuumtrocknen der Verbindung bei 80 °C für 3 Stunden und Entfernen von flüchtigen Komponenten erhalten wird. Ferner ist in der folgenden Beschreibung, falls nichts anderes angegeben ist, die „biologisch verträgliche Gruppe“ eine Gruppe, die aus mindestens einer Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, der Struktur, die durch die vorstehende Formel 2 dargestellt ist, und der Struktur, die durch die vorstehende Formel 3 dargestellt ist, hergestellt ist.
Die medizinische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weist eine Oberflächenschicht, die aus dem ausgehärteten Produkt der Verbindung (X) hergestellt ist, auf der Oberfläche des medizinischen Vorrichtungssubstrats, die in Kontakt mit Wasser ist, auf, wodurch die unspezifische Adsorptionsmenge vermindert werden kann und deren Effekt aufrechterhalten werden kann.
Es wird davon ausgegangen, dass, da die Verbindung (X) eine ausreichende Menge der biologisch verträglichen Gruppe aufweist, das erhaltene ausgehärtete Produkt ebenfalls eine ausreichende Menge der biologisch verträglichen Gruppe aufweist, und da die biologisch verträgliche Gruppe Wasser enthält, die unspezifische Adsorptionsmenge effektiv vermindert wird. Ferner wird davon ausgegangen, dass, da die Verbindung (X) eine vorgegebene Menge der Alkoxysilylgruppe aufweist, die Alkoxysilylgruppe fest an die Oberfläche des Vorrichtungssubstrats gebunden wird, wenn die Verbindung (X) ausgehärtet wird, so dass der Effekt des Verminderns der unspezifischen Adsorptionsmenge aufrechterhalten wird.
Dabei unterliegt, da die Verbindung (X) eine Alkoxysilylgruppe aufweist, diese einer Hydrolysereaktion, wobei eine Silanolgruppe (Si-OH) gebildet wird. Dann unterliegen die Silanolgruppen einer Dehydratisierungskondensationsreaktion, wobei eine Siloxanbindung (Si-O-Si) gebildet wird, wodurch ein ausgehärtetes Produkt gebildet wird. Da die Siloxanbindung eine dreidimensionale Matrixstruktur bilden kann, wird davon ausgegangen, dass eine Elution von der Oberflächenschicht unterdrückt werden kann.
In einem Fall, bei dem die Verbindung (X) auf der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats ausgehärtet wird, bildet die Silanolgruppe, die durch die Hydrolysereaktion der Verbindung (X) erzeugt wird, gleichzeitig mit der Bildung der vorstehend genannten Si-O-Si-Bindung eine chemische Bindung (Substrat-O-Si) durch eine Dehydratisierungskondensationsreaktion mit einer Hydroxygruppe (Substrat-OH) auf der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats. Als Ergebnis haftet die erhältliche Oberflächenschicht fest an der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats und weist folglich eine höhere Dauerbeständigkeit, wie z.B. eine Wasserbeständigkeit, auf.
Als Bestandteilsmaterial für das Vorrichtungssubstrat kann ein anorganisches Material, das üblicherweise für medizinische Vorrichtungen verwendet wird, ohne spezielle Beschränkung verwendet werden. Insbesondere kann das anorganische Material ein Metall, ein Glas und ein Verbundmaterial aus zwei oder mehr Arten davon sein, und es kann abhängig von der Anwendung zweckmäßig ausgewählt werden. In der medizinischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Bestandteilsmaterial für das Vorrichtungssubstrat im Hinblick auf die Haftung an der Oberflächenschicht vorzugsweise ein Material mit einer Hydroxygruppe auf der Oberfläche eines Formkörpers, der aus dem Material hergestellt ist, und ein Glas ist geeignet. Ferner ist es, wenn die Oberfläche des Vorrichtungssubstrats keine Hydroxygruppe aufweist, bevorzugt, eine Hydroxygruppe mit einem bekannten Verfahren einzuführen, beispielsweise mit einem physikalischen Behandlungsverfahren, wie z.B. einer Koronabehandlung, oder einem chemischen Behandlungsverfahren, wie z.B. einer Haftvermittlerbehandlung. Ferner muss das Vorrichtungssubstrat nicht vollständig aus dem vorstehend genannten Material ausgebildet sein, solange mindestens ein Teil der Oberfläche oder die gesamte Oberfläche, auf der die Oberflächenschicht bereitgestellt werden soll, aus dem vorstehend genannten Material ausgebildet ist.
Die Oberflächenschicht ist aus einem ausgehärteten Produkt der Verbindung (X) zusammengesetzt. Die Verbindung (X) weist eine biologisch verträgliche Gruppe, die aus mindestens einer Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, der Struktur, die durch die Formel 2 dargestellt ist, und der Struktur, die durch die Formel 3 dargestellt ist, hergestellt ist, und eine Alkoxysilylgruppe auf.
Die Verbindung (X) enthält die biologisch verträgliche Gruppe in einem Anteil von 25 bis 83 Massen-% und die Alkoxysilylgruppe in einem Anteil von 2 bis 70 Massen-%.
Dabei ist in der Formel 1 n eine ganze Zahl von 1 bis 300 und von 50 bis 100 Mol-% in der Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, sind die Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur, die durch die folgende Formel 4 dargestellt ist. In der Formel 4 ist n eine ganze Zahl von 1 bis 300 und R⁶ ist ein Wasserstoffatom oder eine C_1-5-Alkylgruppe.
In der Formel 2 sind R¹ bis R³ jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe und a ist eine ganze Zahl von 1 bis 5.
In der Formel 3 sind R⁴ und R⁵ jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe und X^- ist eine Gruppe, die durch die folgende Formel 3-1 dargestellt ist, oder ist eine Gruppe, die durch die folgende Formel 3-2 dargestellt ist, und b ist eine ganze Zahl von 1 bis 5.
In der vorliegenden Beschreibung kann die Alkylgruppe jedwedes von geradkettig, verzweigt und cyclisch sein oder kann eine Kombination davon sein.
Die biologisch verträgliche Gruppe, welche die Verbindung (X) aufweist, ist aus mindestens einer Art, ausgewählt aus der Struktur 1 (wobei von 50 bis 100 Mol-% die Struktur 1 in der Struktur 4 sind), der Struktur 2 und der Struktur 3, hergestellt. Nachstehend wird die Struktur 1 (wobei von 50 bis 100 Mol-% die Struktur 1 in der Struktur 4 sind) als die „Struktur 1 (4)“ bezeichnet. Die biologisch verträgliche Gruppe kann aus nur einer Art der Struktur 1 (4), der Struktur 2 und der Struktur 3 zusammengesetzt sein, oder kann aus zwei oder mehr Arten zusammengesetzt sein. Die Struktur 1 (4) ist als die biologisch verträgliche Gruppe bevorzugt.
Die Alkoxysilylgruppe, welche die Verbindung (X) aufweist, kann beispielsweise eine Gruppe sein, die durch die Formel 5 dargestellt ist. -Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t Formel 5
Dabei ist in der Formel 5 R⁷ eine C_1-18-Alkylgruppe, R⁸ ist eine C_1-18-Alkylgruppe und t ist eine ganze Zahl von 1 bis 3. In einem Fall, bei dem R⁷ und OR⁸ in einer Mehrzahl vorliegen, können die jeweiligen R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sein. Im Hinblick auf die Herstellung sind sie vorzugsweise gleich.
Im Hinblick auf die Haftung zwischen dem Vorrichtungssubstrat und der Oberflächenschicht ist t vorzugsweise mindestens 2, mehr bevorzugt 3. Im Hinblick auf die sterische Hinderung bei der Kondensationsreaktion ist R⁷ vorzugsweise eine C_1-6-Alkylgruppe, mehr bevorzugt eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe. Im Hinblick auf die Hydrolysereaktionsgeschwindigkeit und die Flüchtigkeit von Nebenprodukten bei der Hydrolysereaktion ist R⁸ vorzugsweise eine C_1-6-Alkylgruppe, mehr bevorzugt eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe.
Die Verbindung (X) kann beispielsweise eine Verbindung (X1) mit einer Polyoxyethylenkette als Hauptkette und mit einer Alkoxysilylgruppe an einem Ende oder einer Seitenkette, eine Verbindung (X2) mit einer Kohlenwasserstoffkette, die durch eine Polymerisation einer ethylenischen Doppelbindung gebildet wird, als Hauptkette, und einer biologisch verträglichen Gruppe und einer Alkoxysilylgruppe an einer Seitenkette, oder eine Verbindung (X3), die sowohl eine Kohlenwasserstoffkette, die durch eine Polymerisation einer ethylenischen Doppelbindung gebildet wird, als auch eine Polyoxyethylenkette als Hauptkette enthält, und eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe an einer Seitenkette aufweist, welche die Anforderungen als die Verbindung (X) erfüllt, sein.
Die Verbindung (X1) ist beispielsweise durch Einführen, in ein Polyoxyethylenpolyol oder einen Polyoxyethylenalkylether mit mindestens einer Hydroxygruppe (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist), einer Alkoxysilylgruppe über die Hydroxygruppe und einer Verknüpfungsgruppe, die das vorstehend genannte Polyoxyethylenpolyol oder der vorstehend genannte Polyoxyethylenalkylether aufweist, erhältlich. Insbesondere ist die Verbindung (X1) beispielsweise durch Umsetzen eines Polyoxyalkylenpolyols, das eine Polyoxyethylenkette enthält, oder eines Polyoxyalkylenalkylethers, der eine Polyoxyethylenkette enthält und mindestens eine Hydroxygruppe aufweist (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist), mit einer Silanverbindung mit einer Gruppe, die mit der Hydroxygruppe reaktiv ist, und einer Alkoxysilylgruppe (nachstehend auch als Silanverbindung (S) bezeichnet), in einem vorgegebenen Verhältnis erhältlich.
Das zu verwendende Polyoxyalkylenpolyol kann eine Verbindung sein, die durch eine Ringöffnungsadditionspolymerisation eines Alkylenmonoepoxids, das mindestens Ethylenoxid enthält, mit einem Polyol mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht, wie z.B. einem Alkanpolyol, einem Ethersauerstoffatom-enthaltenden Polyol oder einem Zuckeralkohol, erhältlich ist. Die Oxyalkylengruppe in dem Polyoxyalkylenpolyol kann eine Oxyethylengruppe, eine Oxypropylengruppe, eine Oxy-1,2-butylengruppe, eine Oxy-2,3-butylengruppe, eine Oxyisobutylengruppe oder dergleichen sein.
Der zu verwendende Polyoxyalkylenalkylether kann eine Verbindung sein, in der ein Teil der Hydroxygruppen eines solchen Polyoxyalkylenpolyols mit einem aliphatischen C_1-5-Alkohol verethert ist. In der folgenden Beschreibung bezieht sich, falls nichts anderes angegeben ist, ein „Polyoxyalkylenalkylether“ auf einen Polyoxyalkylenalkylether mit mindestens einer Hydroxygruppe (mit der Maßgabe, dass das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist). Das Gleiche gilt, wenn „Oxyalkylen“ zu „Oxyethylen“ geändert wird.
Die Oxyalkylengruppe, die das Polyoxyalkylenpolyol und der Polyoxyalkylenalkylether aufweisen, kann nur aus einer Oxyethylengruppe zusammengesetzt sein oder kann aus einer Kombination einer Oxyethylengruppe und einer weiteren Oxyalkylengruppe zusammengesetzt sein. Im Hinblick auf eine einfache Molekülgestaltung als die Verbindung (X1) ist das Polyoxyethylenpolyol oder der Polyoxyethylenalkylether mit nur einer Oxyethylengruppe bevorzugt. Nachstehend können das Polyoxyethylenpolyol und der Polyoxyethylenalkylether zusammen als Polyoxyethylenpolyol oder dergleichen bezeichnet werden.
D.h., die Verbindung (X1) ist vorzugsweise ein Reaktionsprodukt eines Polyoxyethylenpolyols oder dergleichen und einer Silanverbindung (S). Die Anzahl der Hydroxygruppen in dem Polyoxyethylenpolyol oder dergleichen kann im Hinblick auf eine einfache Molekülgestaltung als die Verbindung (X1) von 1 bis 6, vorzugsweise von 1 bis 4, besonders bevorzugt von 1 bis 3 betragen. Insbesondere kann das Polyoxyethylenpolyol oder dergleichen Polyoxyethylenglykol, Polyoxyethylenglycerylether, Trimethylolpropantrioxyethylenether, Pentaerythritpolyoxyethylenether, Dipentaerythritpolyoxyethylenether, ein Polyoxyethylenglykolmonoalkylether (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist) oder dergleichen sein.
Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem das Polyoxyethylenpolyol oder dergleichen ein Polyoxyethylenglykol mit 2 Hydroxygruppen ist, die Verbindung (X1) eine Verbindung (X11) sein, die durch das Symbol (X11) in der Formel dargestellt ist, die durch Umsetzen eines Polyoxyethylenglykols und einer Silanverbindung (S1), die durch R⁹-Q¹¹-Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t dargestellt ist, erhältlich ist.
In der vorstehend gezeigten Reaktionsformel ist n1 in dem Polyoxyethylenglykol eine ganze Zahl von 1 bis 300, vorzugsweise von 2 bis 100, mehr bevorzugt von 4 bis 20. R⁷, R⁸ und t in der Silanverbindung (S1) sind mit denjenigen in dem Fall der vorstehenden Formel 5 identisch, einschließlich die bevorzugten Ausführungsformen. R⁹ in der Silanverbindung (S1) ist eine Gruppe, die mit einer Hydroxygruppe reaktiv ist, und es kann eine Hydroxygruppe, eine Carboxygruppe, eine Isocyanatgruppe oder eine Epoxygruppe sein. Q¹¹ ist eine zweiwertige C_2-20-Kohlenwasserstoffgruppe, die ein Ethersauerstoffatom zwischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Atomen aufweisen kann, wobei ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Chloratom oder ein Fluoratom, oder eine Hydroxygruppe substituiert sein kann. In einem Fall, bei dem ein Wasserstoffatom durch eine Hydroxygruppe substituiert werden soll, beträgt die Anzahl der zu substituierenden Hydroxygruppen vorzugsweise von 1 bis 5.
In der Formel (X11) ist Q¹ ein Rest, der durch Umsetzen von R⁹-Q¹¹ der Silanverbindung (S1) mit der Hydroxygruppe des Polyoxyethylenglykols erhalten wird, und kann durch R⁹-Q¹¹ dargestellt werden (die an O gebundene Seite ist R^9' und die an die Alkoxysilylgruppe gebundene Seite ist Q¹¹). R^9' kann eine Einfachbindung, -C(=O)-, -C(=O)NH-, -C(=O)N(CH₃)-, -C(=O)N(C₆H₅)- oder -CH₂CH(-OH)CH₂O- entsprechend R⁹ sein. Nachstehend ist -C(=O)N... als -CON... gezeigt. Beispielsweise ist -C(=O)NH- als -CONH- gezeigt.
Q¹ ist vorzugsweise -(CH₂)_k-, -CONH(CH₂)_k-, -(CF₂)_k- (k stellt eine ganze Zahl von 2 bis 4 dar), -CH₂OC₃H₆-, -CF₂OC₃H₆-, usw. Von diesen ist jedwedes, ausgewählt aus -CONHC₃H₆-, -CONHC₂H₄-, -CH₂OC₃H₆-, -CF₂OC₃H₆-, -C₂H₄-, -C₃H₆- und -C₂F₄- mehr bevorzugt und -CONHC₃H₆-, -CONHC₂H₄-, -C₂H₄- oder -C₃H₆- ist noch mehr bevorzugt.
Ferner kann die Verbindung (X11) durch Umsetzen von Polyoxyethylenglykol mit Allylchlorid bei basischen Bedingungen und dann Silanmodifizieren desselben durch eine Hydrosilylierungsreaktion erhalten werden.
In der Struktur 1 in der Verbindung (X11) beträgt der Anteil der Struktur 1 in der Struktur 4 100 Mol-%. D.h., die Gesamtheit der Struktur 1 in der Verbindung (X11) ist die Struktur 1 in der Struktur 4. Insbesondere weist die Oxyethylenkette in der Verbindung (X11) vorzugsweise einen großen Anteil auf, wobei ein Ende R⁶ ist. Der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung (X11) ist Massen-% von -_n1(OCH₂CH₂)-O- in der Formel (X11) und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe ist Massen-% von -Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t in der Formel (X11). Die Gehalte der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe in der Verbindung (X11) werden gegebenenfalls abhängig von der Feststoffgehaltzusammensetzung der Zusammensetzung (Y) eingestellt. Beispielsweise beträgt der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung (X11) vorzugsweise von 10 bis 90 Massen-%, mehr bevorzugt von 25 bis 83 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 40 bis 83 Massen-%, besonders bevorzugt von 60 bis 83 Massen-%. Der Gehalt der Alkoxysilylgruppe in der Verbindung (X11) beträgt vorzugsweise von 1 bis 70 Massen-%, mehr bevorzugt von 2 bis 70 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 2 bis 45 Massen-%, besonders bevorzugt von 10 bis 30 Massen-%.
Ferner kann auch eine Verbindung, in der das endständige Wasserstoffatom in der Verbindung (X11) durch R⁶, das von einem Wasserstoffatom verschieden ist, substituiert ist, als Verbindung (X1) verwendet werden. D.h., in der vorstehend genannten Reaktionsformel kann auch eine Verbindung, die durch die Verwendung eines Polyoxyethylenglykolmonoalkylethers (wobei das Alkyl R⁶ ist) anstelle eines Polyoxyethylenglykols mit 2 Hydroxylgruppen erhältlich ist, als Verbindung (X1) verwendet werden. In diesem Fall ist R⁶ vorzugsweise eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe, mehr bevorzugt eine Methylgruppe.
Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem das Polyoxyethylenpolyol ein Polyoxyethylenglycerylether mit 3 Hydroxygruppen ist, die Verbindung (X1) eine Verbindung (X12) sein, die durch das Symbol (X12) in der folgenden Formel dargestellt ist, die durch Umsetzen eines Polyoxyethylenglycerylethers und einer Silanverbindung (S1) erhalten wird, die durch R⁹-Q¹¹-Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t dargestellt ist, wie es durch die folgende Formel gezeigt ist.
In der vorstehenden Reaktionsformel kann n1 in dem Polyoxyethylenglycerylether mit n1 in dem Polyoxyethylenglykol identisch sein, einschließlich bevorzugte Ausführungsformen. Die Silanverbindung (S1) kann mit der vorstehenden Silanverbindung identisch sein. In der Verbindung (X12) kann Q¹ mit Q¹ in der Verbindung (X11) identisch sein, einschließlich bevorzugte Ausführungsformen.
In der Struktur 1 in der Verbindung (X12) beträgt der Anteil der Struktur 1 in der Struktur 4 67 Mol-%. Die Gehalte der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe in der Verbindung (X12) können mit denjenigen in der Verbindung (X11) identisch sein, einschließlich bevorzugte Ausführungsformen.
Ferner kann auch eine Verbindung, in der das endständige Wasserstoffatom von O-(CH₂CH₂O)_n1-H in der Verbindung (X12) durch R⁶, das von einem Wasserstoffatom verschieden ist, substituiert ist, als Verbindung (X1) verwendet werden. In diesem Fall ist R⁶ vorzugsweise eine Methylgruppe.
In der Verbindung (X1) beträgt der Gehalt der Struktur, die von der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe verschieden ist, im Hinblick auf das Erreichen sowohl einer Verminderung der unspezifischen Adsorptionsmenge als auch einer Wasserbeständigkeit vorzugsweise von 10 bis 50 Massen-%, mehr bevorzugt von 20 bis 30 Massen-%. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Verbindung (X1) beträgt im Hinblick auf eine einfache Verfügbarkeit von Ausgangsmaterialien vorzugsweise von 100 bis 10000, mehr bevorzugt von 500 bis 2000. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (nachstehend manchmal als „Mw“ bezeichnet) der Verbindung (X1) wird durch eine Größenausschlusschromatographie berechnet.
Vorstehend wurde die Verbindung (X1) durch die Verwendung von Polyoxyethylenglykol und Polyoxyethylenglycerylether als Beispiele für das Polyoxyethylenpolyol oder dergleichen beschrieben. Entsprechend kann bezüglich eines Polyoxyethylenpolyols oder dergleichen, das von diesen verschieden ist, die Verbindung (X1) durch geeignetes Einstellen des Anteils, zu dem die Struktur 1 die Struktur 1 in der Struktur 4 ist, des Gehalts der biologisch verträglichen Gruppe, des Gehalts der Alkoxysilylgruppe, usw., auf gewünschte Anteile hergestellt werden.
Die Verbindung (X1) kann ferner ein teilweise hydrolysiertes Kondensat davon sein. In einem Fall, bei dem die Verbindung (X1) ein teilweise hydrolysiertes Kondensat ist, wird der Grad der Kondensation in einer geeigneten Weise eingestellt, so dass die Viskosität auf ein Niveau gebracht wird, so dass beim Bilden der Oberflächenschicht auf der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, wie es nachstehend beschrieben ist, keine Schwierigkeiten auftreten. Im Hinblick auf die Viskosität beträgt Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats vorzugsweise von 1000 bis 1000000, mehr bevorzugt von 1000 bis 100000. Der bevorzugte Bereich von Mw ist für das nachstehende teilweise hydrolysierte Kokondensat identisch. Der Gehalt (Massen-%) der Alkoxysilylgruppe in dem teilweise hydrolysierten Kondensat wird so behandelt, dass er mit dem Gehalt (Massen-%) der Alkoxysilylgruppe in der Silanverbindung als Ausgangsmaterial identisch ist. In dem teilweise hydrolysierten Kokondensat kann der Gehalt (Massen-%) der Alkoxysilylgruppe aus dem Mischanteil der Silanverbindung als Ausgangsmaterial berechnet werden.
Die Verbindung (X1) kann ein teilweise hydrolysiertes Kokondensat sein, das durch teilweise Hydrolysieren und Kokondensieren von zwei oder mehr Verbindungen (X1) erhalten wird, so dass eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in einem gewünschten Verhältnis enthalten sind. Die Verbindung (X1) kann ferner ein teilweise hydrolysiertes Kokondensat sein, das durch teilweise Hydrolysieren und Kokondensieren einer Verbindung (X1) und einer Alkoxysilanverbindung, die keine biologisch verträgliche Gruppe aufweist, so dass das erhältliche teilweise hydrolysierte Kondensat eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in einem gewünschten Verhältnis enthält, als die Verbindung (X) erhalten wird.
Die Alkoxysilanverbindung, die keine biologisch verträgliche Gruppe aufweist, kann eine Alkoxysilanverbindung sein, die durch die folgende Formel 6 dargestellt ist. Si(R²⁰)_4-p(OR²¹)_p Formel 6
Dabei ist in der Formel 6 R²⁰ eine einwertige organische Gruppe, die keine Polyoxyethylenkette aufweist, R²¹ ist eine C_1-18-Alkylgruppe und p ist eine ganze Zahl von 1 bis 4. In einem Fall, bei dem R²⁰ und OR²¹ in einer Mehrzahl vorliegen, können die jeweiligen R²⁰ und R²¹ gleich oder verschieden sein. Im Hinblick auf die Herstellung sind sie vorzugsweise identisch.
Insbesondere kann R²⁰ eine C_1-18-Alkylgruppe sein und im Hinblick auf die sterische Hinderung bei der Kokondensationsreaktion ist eine Methylgruppe bevorzugt.
Im Hinblick auf die Haftung zwischen dem Vorrichtungssubstrat und der Oberflächenschicht ist p vorzugsweise mindestens 2, mehr bevorzugt 3 oder 4, besonderes bevorzugt 4. Im Hinblick auf die Hydrolysereaktionsgeschwindigkeit und die Flüchtigkeit von Nebenprodukten bei der Hydrolysereaktion ist R²¹ vorzugsweise eine C_1-6-Alkylgruppe, mehr bevorzugt eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe.
Die Verbindung (X2) kann beispielsweise ein (Meth)acrylat-Copolymer sein, das durch Copolymerisieren von Monomeren, die ein (Meth)acrylat mit einer biologisch verträglichen Gruppe und ein (Meth)acrylat mit einer Alkoxysilylgruppe, die essentiell sind, und gegebenenfalls weitere, davon verschiedene (Meth)acrylate umfassen, erhalten wird. In diesem Fall werden als Ausgangsmaterialmonomere die Gehalte der vorstehenden jeweiligen (Meth)acrylate so eingestellt, dass das erhältliche (Meth)acrylat-Copolymer eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in einem gewünschten Verhältnis als die Verbindung (X) enthält.
Mit anderen Worten ist die Verbindung (X2) vorzugsweise ein Copolymer, das Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer biologisch verträglichen Gruppe und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe in einem vorgegebenen Verhältnis enthält und gegebenenfalls Einheiten auf der Basis von diesen verschiedener (Meth)acrylate enthält.
Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer biologisch verträglichen Gruppe stehen für mindestens eine Art, ausgewählt aus Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 1, Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 2 und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 3. Solche Einheiten können spezifisch Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 1 in einer Seitenkette (nachstehend als Einheiten (B1) bezeichnet), Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 2, die durch die folgende Formel (B2) dargestellt ist, und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 3, die durch die folgende Formel (B3) dargestellt ist, sein. Als Einheiten (B1) sind Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 4, die durch die folgende Formel (B11) dargestellt ist, bevorzugt.
Vorstehend sind Einheiten (B1) Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 1. Die Einheiten (B1) enthalten vorzugsweise Einheiten (B11) in einer Menge von 50 bis 100 Mol-%. D.h., Einheiten (B1) können Einheiten, die von den Einheiten (B11) verschieden sind, in einem Anteil von höchstens 50 Mol-% enthalten. Einheiten, die von den Einheiten (B11) verschieden sind, können Einheiten mit einer Gruppe, die von R⁶ in den Einheiten (B11) verschieden ist, anstelle von R⁶ sein, beispielsweise Einheiten mit einer Carbonylgruppe, die von einem bifunktionellen (Meth)acrylat stammt. Der Anteil von Einheiten (B11) in den Einheiten (B1) beträgt vorzugsweise von 75 bis 100 Mol-% und es ist besonders bevorzugt, dass alle (100 Mol-%) die Einheiten (B11) sind. Nachstehend wird das Monomer, das eine Basis für die Einheiten (B1) sein soll, als (Meth)acrylat (B1) bezeichnet.
Die Einheiten (B1), die Einheiten (B2) und die Einheiten (B3) werden zusammen als Einheiten (B) bezeichnet. Ferner können Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats sein, die durch die folgende Formel (A) dargestellt sind. Ferner können Einheiten auf der Basis von weiteren (Meth)acrylaten Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats sein, die durch die folgende Formel (C) dargestellt sind.
Dabei sind die Symbole in der Formel (B11), der Formel (B2), der Formel (B3), der Formel (A) und der Formel (C) wie folgt.
In der Formel (B11), der Formel (B2), der Formel (B3), der Formel (A) und der Formel (C) ist R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.
In der Formel (B11) ist Q³ eine Einfachbindung oder eine zweiwertige organische Gruppe, n2 ist eine ganze Zahl von 1 bis 300 und R⁶ ist ein Wasserstoffatom oder eine C_1-5-Alkylgruppe. n2 beträgt vorzugsweise von 1 bis 100, mehr bevorzugt von 1 bis 20.
In der Formel (B2) ist Q⁴ eine zweiwertige organische Gruppe, R¹ bis R³ sind jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe und a ist eine ganze Zahl von 1 bis 5.
In der Formel (B3) ist Q⁵ eine zweiwertige organische Gruppe, R⁴ und R⁵ sind jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe und X^- ist eine Gruppe 3-1 oder eine Gruppe 3-2 und b ist eine ganze Zahl von 1 bis 5.
In der Formel (A) ist Q² eine zweiwertige organische Gruppe, R⁷ und R⁸ sind jeweils unabhängig eine C_1-18-Alkylgruppe, t ist eine ganze Zahl von 1 bis 3 und in einem Fall, bei dem R⁷ und OR⁸ in einer Mehrzahl vorliegen, können die jeweiligen R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sein. Bevorzugte Ausführungsformen von R⁷, R⁸ und t sind dieselben wie in dem Fall der vorstehenden Formel 5.
In der Formel (C) ist R¹⁰ ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe ohne biologisch verträgliche Gruppe und ohne Alkoxysilylgruppe. R¹⁰ ist vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine C_1-100-Alkylgruppe, mehr bevorzugt eine C_1-20-Alkylgruppe.
Q², Q⁴ und Q⁵ sind vorzugsweise eine zweiwertige C_2-10-Kohlenwasserstoffgruppe, die ein Ethersauerstoffatom zwischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Atomen aufweisen kann, wobei ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Chloratom oder ein Fluoratom, oder eine Hydroxygruppe substituiert sein kann.
Q² ist vorzugsweise -C₂H₄-, -C₃H₆- oder -C₄H₈-, mehr bevorzugt -C₃H₆- oder -C₄H₈-, noch mehr bevorzugt -C₃H₆-.
Q⁴ und Q⁵ sind jeweils unabhängig vorzugsweise -C₂H₄-, -C₃H₆- oder -C₄H₈-, mehr bevorzugt -C₂H₄- oder -C₃H₆-, noch mehr bevorzugt -C₂H₄-.
Q³ ist beispielsweise bevorzugt eine Einfachbindung oder -O-Q⁶- und Q⁶ ist mit Q² identisch. Q³ ist vorzugsweise eine Einfachbindung.
Nachstehend werden Beispiele für (Meth)acrylate angegeben, die als Ausgangsmaterialien für die Einheiten (A), die Einheiten (B11), die Einheiten (B2), die Einheiten (B3) und die Einheiten (C) verwendet werden sollen. Dabei werden ein (Meth)acrylat (B1), ein (Meth)acrylat (B2) und ein (Meth)acrylat (B3) zusammen als (Meth)acrylat (B) bezeichnet. In der folgenden Beschreibung von (Meth)acrylaten weisen alle Symbole die gleichen Bedeutungen wie vorstehend auf. Ferner ist -C(=O)O... als -COO... gezeigt.
Das (Meth)acrylat (A) ist CH₂=CR-COO-Q²-Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t, vorzugsweise CH₂=CR-COO-Q²-Si(OR⁸)₃, besonders bevorzugt CH₂=CR-COO-(CH₂)₃-Si(OCH₃)₃ oder CH₂=CR-COO-(CH₂)₃-Si(OC₂H₅)₃.
Das (Meth)acrylat (B11) ist CH₂=CR-CO-Q³-O-(CH₂CH₂O)_n2-R⁶, vorzugsweise CH₂=CR-COO-(CH₂CH₂O)_n2-R⁶ (n2 = 1 bis 300 und R⁶ ist H oder CH₃). n2 is mehr bevorzugt von 1 bis 20.
Das (Meth)acrylat (B2) ist CH₂=CR-COO-Q⁴-(PO₄ ^-)-(CH₂)_a-N⁺R¹R²R³, vorzugsweise CH₂=CR-COO-(CH₂)₂-(PO₄ ^-)-(CH₂)₂N⁺(CH₃)₃.
Das (Meth)acrylat (B3) ist CH₂=CR-COO-Q⁵-N⁺R⁴R⁵-(CH₂)_b-X^-, vorzugsweise CH₂=CR-COO-(CH₂)₂-N⁺(CH₃)₂-CH₂-COO^-.
Das (Meth)acrylat (C) ist CH₂=CR-COO-R¹⁰ und Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, usw., können genannt werden.
Das vorstehende (Meth)acrylat-Copolymer kann beispielsweise ein Copolymer (X21) sein, das durch die folgende Formel (X21) dargestellt ist.
Dabei sind in der Formel (X21) R¹ bis R⁶, X^- und a und b mit denjenigen in der Formel 1 bis Formel 4 identisch. R¹ bis R³ sind unabhängig vorzugsweise eine Methylgruppe und R⁴ und R⁵ sind unabhängig vorzugsweise eine Methylgruppe. R⁶ ist vorzugsweise eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom. Es ist bevorzugt, dass a und b jeweils unabhängig 2 sind.
n2 ist eine ganze Zahl von 1 bis 300, vorzugsweise von 1 bis 100, mehr bevorzugt von 1 bis 20. R⁷, R⁸ und t sind mit denjenigen in dem Fall der vorstehenden Formel 5 identisch, einschließlich bevorzugte Ausführungsformen.
R in jeder Einheit ist unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe. R¹⁰ ist ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe, die keine biologisch verträgliche Gruppe und keine Alkoxysilylgruppe aufweist. R¹⁰ ist vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine C_1-100-Alkylgruppe, mehr bevorzugt eine C_1-20-Alkylgruppe.
Das Copolymer (X21) kann ein statistisches Copolymer oder ein Blockcopolymer sein.
Q², Q⁴ und Q⁵ sind eine zweiwertige C_2-10-Kohlenwasserstoffgruppe, die ein Ethersauerstoffatom zwischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Atomen aufweisen kann, wobei ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Chloratom oder ein Fluoratom, oder eine Hydroxygruppe substituiert sein kann.
Q2 ist vorzugsweise -C₂H₄-, -C₃H₆- oder -C₄H₈-, mehr bevorzugt -C₃H₆- oder -C₄H₈-, noch mehr bevorzugt -C₃H₆-.
Q⁴ und Q⁵ sind jeweils unabhängig vorzugsweise -C₂H₄-, -C₃H₆- oder -C₄H₈-, mehr bevorzugt -C₂H₄- oder -C₃H₆-, noch mehr bevorzugt -C₂H₄-.
Q3 ist eine Einfachbindung oder -O-Q⁶- und Q⁶ ist mit Q² identisch. Q³ ist vorzugsweise eine Einfachbindung.
In dem Copolymer (X21) stellt e die Anzahl von Einheiten mit einer Alkoxysilylgruppe (nachstehend als Einheiten (A) bezeichnet) dar, wenn die Gesamtzahl von Einheiten des Copolymers als 100 gezeigt ist. Entsprechend stellen f, g, h und i die Anzahl von Einheiten mit der Struktur 1 (4) (nachstehend als Einheiten (B1) bezeichnet), Einheiten mit der Struktur 2 (nachstehend als Einheiten (B2) bezeichnet), Einheiten mit der Struktur 3 (nachstehend als Einheiten (B3) bezeichnet) bzw. Einheiten, die durch -(C-C(R)(C(=O)OR¹⁰))_i- dargestellt sind (nachstehend als Einheiten (C) bezeichnet), dar, wenn die Gesamtzahl von Einheiten des Copolymers als 100 gezeigt ist. Nachstehend wird -C(=O)O- als -COO- bezeichnet.
Durch Einstellen des Verhältnisses von e zu i in der Formel (X21) können die Gehalte der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe (-Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t) in dem Copolymer (X21) eingestellt werden. Das Verhältnis von e zu i in dem Copolymer (X21) wird abhängig von der Feststoffgehaltzusammensetzung der Zusammensetzung (Y) in einer geeigneten Weise eingestellt. Der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in dem Copolymer (X21) beträgt z.B. vorzugsweise von 20 bis 90 Massen-%, mehr bevorzugt von 25 bis 83 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 30 bis 83 Massen-%, besonders bevorzugt von 40 bis 83 Massen-%. Der Gehalt der Alkoxysilylgruppe in dem Copolymer (X21) beträgt vorzugsweise von 1 bis 70 Massen-%, mehr bevorzugt von 2 bis 70 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 2 bis 25 Massen-%, besonders bevorzugt von 2 bis 15 Massen-%.
Als Copolymer (X21) ist ein Copolymer bevorzugt, das nur aus Einheiten (A) und Einheiten (B1) zusammengesetzt ist. Nachstehend werden die (Meth)acrylate, die Ausgangsmaterialien für die Einheiten (A), die Einheiten (B1), die Einheiten (B2), die Einheiten (B3) und die Einheiten (C) sind, jeweils als ein (Meth)acrylat (A), ein (Meth)acrylat (B1), ein (Meth)acrylat (B2), ein (Meth)acrylat (B3) und ein (Meth)acrylat (C) bezeichnet. Ferner werden ein (Meth)acrylat (B1), ein (Meth)acrylat (B2) und ein (Meth)acrylat (B3) zusammen als (Meth)acrylat (B) bezeichnet. In der folgenden Beschreibung der (Meth)acrylate sind die Bedeutungen von Symbolen alle mit denjenigen in dem Copolymer (X21) identisch.
Das (Meth)acrylat (A) ist CH₂=CR-COO-Q²-Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t und CH₂=CR-COO-Q²-Si(OR³)₃ ist bevorzugt und CH₂=CR-COO-(CH₂)₃-Si(OCH₃)₃ oder CH₂=CR-COO-(CH₂)₃-Si(OC₂H₅)₃ ist besonders bevorzugt.
Das (Meth)acrylat (B1) ist CH₂=CR-CO-Q³-O-(CH₂CH₂O)_n2-R⁶ und CH₂=CR-COO-(CH₂CH₂O)_n2-R⁶ (n2 = 1 bis 300, R⁶ ist H oder CH₃) ist bevorzugt. n2 beträgt mehr bevorzugt von 1 bis 20.
Das (Meth)acrylat (B2) ist CH₂=CR-COO-Q⁴-(PO₄ ^-)-(CH₂)_a-N⁺R¹R²R³ und CH₂=CR-COO-(CH₂)₂-(PO₄ ^-)-(CH₂)₂-N⁺(CH₃)₃ ist bevorzugt.
Das (Meth)acrylat (B3) ist CH₂=CR-COO-Q⁵-N⁺R⁴R⁵-(CH₂)_b-X^- und CH₂=CR-COO-(CH₂)₂-N⁺(CH₃)₂-CH₂-COO^- ist bevorzugt.
Das (Meth)acrylat (C) ist CH₂=CR-COO-R¹⁰ und Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Dodecylmethacrylat oder dergleichen ist bevorzugt.
Das Copolymer (X21) ist beispielsweise durch Herstellen von Ausgangsmaterial-(Meth)acrylaten, bei denen e zu i in dem vorstehend genannten vorgegebenen Verhältnis vorliegt, und Copolymerisieren derselben durch ein herkömmliches Verfahren, wie z.B. eine Lösungspolymerisation, eine Massepolymerisation, eine Suspensionspolymerisation, eine Emulsionspolymerisation oder dergleichen in der Gegenwart eines Polymerisationsinitiators erhältlich.
Ferner beträgt in der Verbindung (X2) der Gehalt der Struktur, die von der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe verschieden ist, im Hinblick auf das Erfüllen sowohl einer Verminderung der unspezifischen Adsorptionsmenge als auch einer Wasserbeständigkeit vorzugsweise von 15 bis 55 Massen-%, mehr bevorzugt von 15 bis 40 Massen-%. Das Mw der Verbindung (X2) beträgt im Hinblick auf eine einfache Herstellung vorzugsweise von 1000 bis 1000000, mehr bevorzugt von 20000 bis 100000. Das Mw der Verbindung (X2) wird durch Größenausschlusschromatographie berechnet.
Die Verbindung (X2) kann ferner ein teilweise hydrolysiertes Kondensat davon sein. Wenn die Verbindung (X2) ein teilweise hydrolysiertes Kondensat ist, wird der Grad der Kondensation in einer geeigneten Weise eingestellt, so dass die Viskosität auf ein Niveau gebracht wird, dass beim Bilden der Oberflächenschicht auf der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, wie es nachstehend beschrieben ist, kein Problem entsteht. Im Hinblick auf eine solche Viskosität beträgt das Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats vorzugsweise von 2000 bis 2000000, mehr bevorzugt von 30000 bis 300000. Ferner ist auch in Bezug auf das folgende teilweise hydrolysierte Kokondensat der bevorzugte Bereich des Mw derselbe.
Die Verbindung (X2) kann ein teilweise hydrolysiertes Kokondensat sein, das durch teilweise Hydrolysieren und Kokondensieren von zwei oder mehr Verbindungen (X2) erhalten wird, so dass eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in einem gewünschten Verhältnis enthalten sind. Die Verbindung (X2) kann ferner ein teilweise hydrolysiertes Kokondensat sein, das durch teilweise Hydrolysieren und Kokondensieren einer Verbindung (X2) und einer Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe erhalten wird, so dass das erhältliche teilweise hydrolysierte Kondensat eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in einem gewünschten Verhältnis enthält.
Die Verbindung (X3) kann beispielsweise ein (Meth)acrylat-Copolymer sein, das durch Copolymerisieren von Ausgangsmaterialverbindungen, die ein (Meth)acrylat mit einer biologisch verträglichen Gruppe, ein (Meth)acrylat mit einer Alkoxysilylgruppe und eine Verbindung, die eine Polyoxyethylenkette in die Hauptkette einführen kann, als essentielle Verbindungen und gegebenenfalls weitere (Meth)acrylate umfassen, die von diesen verschieden ist, erhalten wird. Dabei wird in diesem Fall, da die Polyoxyethylenkette als die Hauptkette nicht die Struktur 1 in der Struktur 4 ist, ein (Meth)acrylat mit der Struktur 4 als das (Meth)acrylat mit einer biologisch verträglichen Gruppe verwendet, so dass der Anteil der Struktur 1 in der Struktur 4 an der gesamten Struktur 1 in der Verbindung (X3) auf mindestens 50 Mol-% eingestellt wird. Ferner werden als die Ausgangsmaterialverbindungen die Gehalte der vorstehend genannten jeweiligen Ausgangsmaterialverbindungen so eingestellt, dass das erhältliche (Meth)acrylat-Copolymer die biologisch verträgliche Gruppe und die Alkoxysilylgruppe in einem gewünschten Verhältnis als die Verbindung (X) enthält.
Mit anderen Worten, die Verbindung (X3) ist vorzugsweise ein Copolymer, das Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer biologisch verträglichen Gruppe (mit der Maßgabe, dass Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit der Struktur 4 essentiell sind), Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe und Einheiten mit einer Polyoxyethylenkette in der Hauptkette in einem vorgegebenen Verhältnis und gegebenenfalls Einheiten auf der Basis von weiteren (Meth)acrylaten, die von diesen verschieden sind, umfasst.
In der Verbindung (X3) sind Einheiten auf der Basis des (Meth)acrylats mit einer biologisch verträglichen Gruppe vorzugsweise die vorstehend genannten Einheiten (B) (mit der Maßgabe, dass die Einheiten (B11) essentiell sind), mehr bevorzugt die Einheiten (B11). Als Einheiten auf der Basis des (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe sind die Einheiten (A) bevorzugt. Als Einheiten mit einer Polyoxyethylenkette in der Hauptkette sind Einheiten bevorzugt, die durch die folgende Formel (B12) dargestellt sind. Als Einheiten auf der Basis von weiteren (Meth)acrylaten sind die Einheiten (C) bevorzugt.
Dabei sind in der Formel (B12) Q⁷ und Q⁸ jeweils unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe und n3 ist eine ganze Zahl von 20 bis 200. Q⁷ und Q⁸ sind vorzugsweise eine zweiwertige C_2-10-Kohlenwasserstoffgruppe, die ein Ethersauerstoffatom zwischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Atomen aufweisen kann, wobei ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Chloratom oder ein Fluoratom, eine Hydroxygruppe oder eine Cyanogruppe substituiert sein kann. Q⁷ und Q⁸ sind vorzugsweise -C(CH₃)(COOC₂H₅)-, -C(CH₃)(COOCH₃)- oder -C(CH₃)(CN)-, mehr bevorzugt -C(CH₃)(COOCH₃)- oder -C(CH₃)(CN)-, noch mehr bevorzugt -C(CH₃)(CN)-. n3 beträgt vorzugsweise von 40 bis 200, mehr bevorzugt von 40 bis 140.
Dabei ist das Copolymer (nachstehend auch als das Copolymer (Z) bezeichnet) mit Einheiten (B11), Einheiten (B12) und Einheiten (A) ein Copolymer der vorliegenden Erfindung, das durch die vorliegenden Erfinder erstmals hergestellt worden ist und in der Literatur nicht beschrieben ist. Das Copolymer (Z) weist die Struktur 1 in den Einheiten (B11) und den Einheiten (B12) auf. Die Struktur 1 in den Einheiten (B11) ist die Struktur 1 in der Struktur 4 und die Struktur 1 in den Einheiten (B12) ist nicht die Struktur 1 in der Struktur 4. Von den Copolymeren (Z) liegt ein Copolymer, in dem der Anteil der Struktur 1 in der Struktur 4 an der gesamten Struktur 1 auf mindestens 50 Mol-% eingestellt ist, in der Kategorie der Verbindung (X3) und kann für die Zusammensetzung (Y) verwendet werden.
Zum Einstellen des Anteils der Struktur 1 in der Struktur 4 an der gesamten Struktur 1 in dem Copolymer (Z) auf mindestens 50 Mol-% können die Mengen der Ausgangsmaterialverbindungen, die für die Polymerisation verwendet werden, so eingestellt werden, dass die Anzahl der Mole der Struktur 1, die von den Einheiten (B11) stammt, größer wird als die Anzahl der Mole der Struktur 1, die von den Einheiten (B12) in dem Copolymer stammt.
Das Copolymer (Z) kann optionale Einheiten, wie z.B. die Einheiten (B2), die Einheiten (B3) und die Einheiten (C), zusätzlich zu den Einheiten (B11), den Einheiten (B12) und den Einheiten (A) aufweisen. Als Copolymer (Z) ist ein Copolymer (Z1) bevorzugt, das durch die folgende Formel (Z1) dargestellt ist und nur aus den Einheiten (B11), den Einheiten (B12) und den Einheiten (A) besteht.
In der Formel (Z1) stellt e1 die Anzahl von Einheiten (A) dar, wenn die Gesamtzahl der Einheiten in dem Copolymer (Z1) 100 ist. Entsprechend stellen f1 und j1 die Anzahl von Einheiten (B11) bzw. von Einheiten (B12) dar, wenn die Gesamtzahl der Einheiten in dem Copolymer 100 ist. Die Symbole, die von e1, f1 und j1 in der Formel (Z1) verschieden sind, haben dieselben Bedeutungen, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Das Copolymer (Z1) kann ein statistisches Copolymer oder ein Blockcopolymer sein.
In einem Fall, bei dem das Copolymer (Z1) als die Verbindung (X3) verwendet wird, wird das Verhältnis von f1 und j1 in der Formel (Z1) so eingestellt, dass die Anforderungen für die Verbindung (X3) erfüllt sind, d.h, dass die Beziehung von 1 > f1/(f1 + j1) ≥ 0,5 erfüllt ist, vorzugsweise dass die Beziehung von 1 > f1/(f1 + j1) ≥ 0,75 erfüllt ist.
Der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung (X3) ist z.B. vorzugsweise von 20 bis 90 Massen-%, mehr bevorzugt von 25 bis 83 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 30 bis 83 Massen-%, besonders bevorzugt von 40 bis 83 Massen-%. Der Gehalt der Alkoxysilylgruppe in der Verbindung (X3) beträgt vorzugsweise von 1 bis 70 Massen-%, mehr bevorzugt von 2 bis 70 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 2 bis 25 Massen-%, besonders bevorzugt von 2 bis 15 Massen-%. In einem Fall, bei dem das Copolymer (Z1) als die Verbindung (X3) verwendet wird, können durch Einstellen des Verhältnisses von e1, f1 und j1 die Gehalte der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe (-Si(R⁷)_3-t(OR⁸)_t) in dem Copolymer (Z1) so eingestellt werden, dass sie innerhalb der vorstehend genannten Bereiche liegen, die für die Verwendung als Verbindung (X3) bevorzugt sind.
Das Copolymer (Z) ist beispielsweise durch Herstellen eines Ausgangsmaterial-(Meth)acrylats, das ein (Meth)acrylat (A) und ein (Meth)acrylat (B11) und eine Ausgangsmaterialverbindung, die zu den Einheiten (B12) wird, in einem vorgegebenen Verhältnis enthält, und Copolymerisieren derselben durch ein herkömmliches Verfahren, wie z.B. eine Lösungspolymerisation, eine Massepolymerisation, eine Suspensionspolymerisation oder eine Emulsionspolymerisation, in der Gegenwart eines Polymerisationsinitiators erhältlich. Bei der Verwendung des Copolymers (Z) als die Verbindung (3) werden die Anteile der jeweiligen Einheiten, beispielsweise e1, f1 und j1, in dem Copolymer (Z1) in einer geeigneten Weise eingestellt.
Als Ausgangsmaterialverbindung, die zu den Einheiten (B12) wird, kann eine Verbindung, die eine Polyoxyethylenkette enthält und radikalisch polymerisierbare Gruppen an beiden Enden aufweist, ohne spezielle Beschränkung genannt werden. Ferner kann die Ausgangsmaterialverbindung, die zu den Einheiten (B12) wird, ein Polymerisationsinitiator sein, der eine Polyoxyethylenkette und eine Radikal-erzeugende Gruppe, wie z.B. eine Azogruppe (-N=N-), enthält. In dem Fall, bei dem die Ausgangsmaterialverbindung, die zu den Einheiten (B12) wird, ein Polymerisationsinitiator ist, ist ein solcher Fall aus dem Grund bevorzugt, dass eine Polyoxyethylenkette einfach in die Hauptkette des Copolymers eingeführt werden kann. Als Beispiel für einen solchen Polymerisationsinitiator kann ein Azo-Polymerisationsinitiator mit einer Polyoxyethylenkette genannt werden. Insbesondere eine Verbindung, die durch die folgende Formel (PI) dargestellt ist, kann als Beispiel genannt werden, und als Verbindung (PI) kann beispielsweise VPE-0201, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., genannt werden.
In der Formel (PI) ist n3 mit n3 in der Formel (B12) identisch und n4 ist eine ganze Zahl von 1 bis 100. n4 beträgt vorzugsweise von 2 bis 30, mehr bevorzugt von 3 bis 20.
Ferner beträgt in der Verbindung (X3), vorzugsweise in der Verbindung (X3), die aus dem Copolymer (Z1) zusammengesetzt ist, der Gehalt der Struktur, die von der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe verschieden ist, im Hinblick auf das Erfüllen sowohl einer Verhinderung der Haftung von Algen als auch einer Wasserbeständigkeit vorzugsweise von 15 bis 55 Massen-%, mehr bevorzugt von 15 bis 40 Massen-%. Das Mw der Verbindung (X3) beträgt im Hinblick auf eine einfache Herstellung vorzugsweise von 1000 bis 1000000, mehr bevorzugt von 20000 bis 100000. Das Mw des Copolymers (Z1) kann so eingestellt werden, dass es mit dem Mw der Verbindung (X3) identisch ist. Das Mw der Verbindung (X3) und des Copolymers (Z1) wird durch eine Größenausschlusschromato-graphie berechnet.
Die Verbindung (X3) kann ferner ein teilweise hydrolysiertes Kondensat davon sein. In einem Fall, bei dem die Verbindung (X3) ein teilweise hydrolysiertes Kondensat ist, wird der Grad der Kondensation in einer geeigneten Weise eingestellt, so dass die Viskosität auf ein Niveau gebracht wird, dass bei der Bildung der Oberflächenschicht auf der Oberfläche des Wassertankkörpers, wie es nachstehend beschrieben ist, kein Problem verursacht wird. Im Hinblick auf eine solche Viskosität beträgt das Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats vorzugsweise von 2000 bis 2000000, mehr bevorzugt von 30000 bis 300000. Ferner ist auch bezüglich des folgenden teilweise hydrolysierten Kokondensats der bevorzugte Bereich des Mw derselbe.
Die Verbindung (X3) kann ein teilweise hydrolysiertes Kokondensat sein, das durch teilweise Hydrolysieren und Kokondensieren von zwei oder mehr Verbindungen (X3), so dass es eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in dem gewünschten Verhältnis enthält, erhältlich ist. Die Verbindung (X3) kann auch ein teilweise hydrolysiertes Kokondensat sein, das durch teilweise Hydrolysieren und Kokondensieren einer Verbindung (X3) und einer Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe erhalten wird, so dass das erhältliche teilweise hydrolysierte Kondensat eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe in dem gewünschten Verhältnis als Verbindung (X) enthält.
In der Verbindung (X) beträgt der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe von 25 bis 83 Massen-% und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe beträgt von 2 bis 70 Massen-%. Wenn der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe mindestens 25 Massen-% beträgt, weist die erhältliche Oberflächenschicht den Effekt eines Verminderns der unspezifischen Adsorptionsmenge auf. Wenn der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe höchstens 83 Massen-% beträgt, kann eine Wasserbeständigkeit verliehen werden. Der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung (X) beträgt vorzugsweise von 30 bis 83 Massen-%, mehr bevorzugt von 40 bis 83 Massen-%. Ferner weist, wenn der Gehalt der Alkoxysilylgruppe in der Verbindung (X) mindestens 2 Massen-% beträgt, die erhältliche Oberflächenschicht eine Dauerbeständigkeit, beispielsweise eine Wasserbeständigkeit, auf. Wenn der Gehalt der Alkoxysilylgruppe höchstens 70 Massen-% beträgt, kann eine ausreichende Menge der biologisch verträglichen Gruppe eingeführt werden. Der Gehalt der Alkoxysilylgruppe in der Verbindung (X) beträgt vorzugsweise von 2 bis 40 Massen-%, mehr bevorzugt von 2 bis 30 Massen-%.
Als Verbindung (X) kann eine Art allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten können verwendet werden. In einem Fall, bei dem zwei oder mehr Arten der Verbindung (X) verwendet werden, ist es bevorzugt, dass zwei oder mehr Arten nur aus den Verbindungen (X1) ausgebildet sind, oder zwei oder mehr Arten nur aus den Verbindungen (X2) ausgebildet sind. In einem Fall, bei dem nur die Verbindung (X) verwendet wird, wird die Verbindung (X) so ausgewählt, dass der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe innerhalb der vorstehend genannten vorgegebenen Bereiche liegen.
Die medizinische Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch Bilden einer Oberflächenschicht durch Verwenden der vorstehend genannten Verbindung (X) auf der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, die mit Wasser in Kontakt ist, erhalten werden.
Die Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, auf der die Oberflächenschicht gebildet werden soll, ist derart, wie es vorstehend beschrieben ist. Das Verfahren zur Bildung der Oberflächenschicht kann ein Trockenbeschichten oder ein Nassbeschichten sein, wie z.B. ein Vakuumabscheidungsverfahren, ein CVD-Verfahren oder ein Sputterverfahren, und ein Nassbeschichten ist bevorzugt.
In einem Fall, bei dem die Bildung der Oberflächenschicht durch Nassbeschichten durchgeführt wird, kann die vorstehend genannte Oberflächenschicht unter Verwendung einer Zusammensetzung (Y) erhalten werden, welche die vorstehend genannte Verbindung (X) und ein flüssiges Medium enthält. Das flüssige Medium kann ein Medium sein, das den Feststoffgehalt aus der Verbindung (X) einheitlich lösen oder dispergieren kann, und kann aus verschiedenen bekannten flüssigen Medien ausgewählt werden. Da das flüssige Medium bei der Bildung der Oberflächenschicht schließlich entfernt werden muss, liegt dessen Siedepunkt vorzugsweise in einem Bereich von 60 bis 160 °C, mehr bevorzugt von 60 bis 120 °C.
Als flüssiges Medium ist insbesondere ein Alkohol, ein Ether, ein Keton, ein Ester oder dergleichen bevorzugt. Als flüssiges Medium, das die vorstehend genannte Siedepunktbedingung erfüllt, kann insbesondere Isopropylalkohol, Ethanol, Propylenglykolmonomethylether, 2-Butanon, Ethylacetat oder dergleichen genannt werden. Diese können allein oder in einer Kombination aus zwei oder mehr davon verwendet werden.
Das flüssige Medium kann Wasser für die Hydrolysereaktion der Verbindung (X) enthalten, jedoch ist es bevorzugt, dass es im Hinblick auf die Lagerstabilität kein Wasser enthält. Selbst wenn das flüssige Medium kein Wasser enthält, kann die Verbindung (X) einer Hydrolysereaktion durch Wasser in der Atmosphäre unterliegen und folglich ist der Gehalt von Wasser in dem flüssigen Medium nicht essentiell.
Die Zusammensetzung (Y) enthält vorzugsweise das flüssige Medium in einer Menge von 50 bis 99,5 Massen-%, mehr bevorzugt von 65 bis 99 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 70 bis 99 Massen-%.
Die Zusammensetzung (Y) kann weitere Komponenten enthalten, die von der Verbindung (X) verschieden sind. Solche weiteren Komponenten können feste Komponenten sein, die von der Verbindung (X) verschieden sind und die als feste Komponenten in der Oberflächenschicht enthalten sind.
Weitere Feststoffgehalte können Komponenten sein, die in der gleichen Weise wie die Verbindung (X) auszuhärten sind, oder sie können nicht-aushärtbare Komponenten sein. Solche weitere Feststoffgehalte können Verunreinigungen, die nicht vollständig von den Ausgangsmaterialien entfernt worden sind, und Nebenprodukte, die in dem Herstellungsverfahren der Verbindung (X) verwendet worden sind, funktionelle Zusätze, Katalysatoren, usw., sein. Funktionelle Zusätze können Ultraviolettabsorptionsmittel, Lichtstabilisatoren, Antioxidationsmittel, Verlaufmittel, usw., sein.
Ferner sind weitere Feststoffgehalte vorzugsweise solche Feststoffgehalte, dass die erhältliche Oberflächenschicht den Bereich der TOC-Elutionsmenge erfüllen kann, wie es später beschrieben ist. Weitere Feststoffgehalte sind insbesondere bevorzugt Komponenten, die mit der Verbindung (X) hydrolytisch kondensiert werden können, und hydrolysierbare Silylgruppeenthaltende Komponenten, die von der Verbindung (X) verschieden sind, und weitere Alkoxysilylgruppe-enthaltende Komponenten sind mehr bevorzugt. Im Hinblick auf eine Verminderung der Menge der TOC-Elution und eine Verbesserung der Dauerbeständigkeit des Effekts des Verminderns der unspezifischen Adsorptionsmenge enthält die Zusammensetzung (Y) vorzugsweise keine biologisch verträgliche Gruppe-enthaltende Komponente, die von der Verbindung (X) verschieden ist, und es ist besonders bevorzugt, dass die Zusammensetzung (Y) keinen Feststoffgehalt enthält, der von der Verbindung (X) verschieden ist.
Als Katalysator kann ein herkömmlicher Katalysator, der für die hydrolytische Kondensationreaktion einer Alkoxysilylgruppe verwendet werden kann, ohne spezielle Beschränkung verwendet werden. Insbesondere kann eine Säure, wie z.B. Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Essigsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, eine Sulfonsäure, wie z.B. Methansulfonsäure oder p-Toluolsulfonsäure, eine Base, wie z.B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak oder dergleichen oder ein Metallkatalysator auf Aluminiumbasis oder Titanbasis, genannt werden.
In einem Fall, bei dem die Verbindung (X1) als die Verbindung (X) verwendet wird, kann oder können als weitere Feststoffgehalte eine Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe und/oder ein teilweise hydrolysiertes Kondensat davon verwendet werden. Als die Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe ist die vorstehend genannte Verbindung 6 bevorzugt. Wenn die Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe ein teilweise hydrolysiertes Kondensat ist, beträgt dessen Mw vorzugsweise von 100 bis 100000, mehr bevorzugt von 100 bis 10000.
In einem Fall, bei dem die Zusammensetzung (Y) die Verbindung (X1) und die Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe als Feststoffgehalte enthält, beträgt in der Gesamtheit der Verbindung (X1) und der Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe vorzugsweise von 25 bis 83 Massen-% und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe beträgt vorzugsweise von 2 bis 70 Massen-%. D.h., es ist bevorzugt, dass keine Verbindung mit einer biologisch verträglichen Gruppe und/oder einer Alkoxysilylgruppe, die von diesen verschieden ist, als Feststoffgehalte enthalten ist. In diesem Fall beträgt der Anteil der Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe an 100 Massenteilen der Verbindung (X1) vorzugsweise von 50 bis 200 Massenteile, mehr bevorzugt von 50 bis 100 Massenteile.
In einem Fall, bei dem die Verbindung (X1) als die Verbindung (X) verwendet wird, beträgt in dem gesamten Feststoffgehalt der Gesamtgehalt von weiteren Feststoffgehalten, die von der Verbindung (X1), der Alkoxysilanverbindung ohne biologisch verträgliche Gruppe und dem Katalysator verschieden sind, vorzugsweise höchstens 40 Massen-%, mehr bevorzugt höchstens 20 Massen-% und sie sind insbesondere nicht enthalten.
Auch in einem Fall, bei dem die Verbindung (X2) als die Verbindung (X) verwendet wird, kann eine Alkoxysilanverbindung, die von der Verbindung (X2) verschieden ist, gegebenenfalls verwendet werden. In dem Fall, bei dem die Verbindung (X2) als die Verbindung (X) verwendet wird, beträgt in dem gesamten Feststoffgehalt der Gesamtgehalt von weiteren Feststoffgehalten, die von der Verbindung (X2) und dem Katalysator verschieden sind, vorzugsweise höchstens 40 Massen-%, mehr bevorzugt höchstens 20 Massen-% und sie sind insbesondere nicht enthalten.
Die Feststoffgehaltkonzentration in der Zusammensetzung (Y) beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 50 Massen-%, mehr bevorzugt von 1 bis 30 Massen-%, noch mehr bevorzugt von 1 bis 15 Massen-%. Wenn die Feststoffgehaltkonzentration innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann die Dicke der Oberflächenschicht, die durch Nassbeschichten unter Verwendung der Zusammensetzung (Y) gebildet wird, einfach innerhalb eines solchen Bereichs liegen, bei dem der Effekt des Verminderns der unspezifischen Adsorptionsmenge und von dessen Dauerbeständigkeit ausreichend vorliegen kann. Die Feststoffgehaltkonzentration der Zusammensetzung (Y) kann aus der Masse der Zusammensetzung (Y) nach dem Vakuumtrocknen bei 80 °C für 3 Stunden und der Masse der Zusammensetzung (Y) vor dem Erwärmen berechnet werden. Sie kann auch aus dem Gesamtfeststoffgehalt und der Menge des flüssigen Mediums berechnet werden, die bei der Herstellung der Zusammensetzung (Y) gemischt werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung (Y) ist nicht speziell beschränkt. Die Verbindung (X), weitere Feststoffgehalte und das flüssige Medium können so gemischt werden, dass sie die vorstehenden Gehalte aufweisen. In der Zusammensetzung (Y) beträgt, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung (X) von 25 bis 83 Massen-% und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe beträgt von 2 bis 70 Massen-%. Daher weist die Oberflächenschicht, die aus einem ausgehärteten Produkt hergestellt ist, das auf der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats unter Verwendung der Zusammensetzung (Y) ausgebildet worden ist, eine verminderte unspezifische Adsorptionsmenge auf und weist eine hervorragende Dauerbeständigkeit, insbesondere Wasserbeständigkeit, auf.
Als Verfahren zur Bildung einer Oberflächenschicht durch Nassbeschichten kann ein Verfahren genannt werden, welches das Aufbringen einer Zusammensetzung (Y), die das vorstehend genannte flüssige Medium enthält, auf eine vorgegebene Oberfläche eines Vorrichtungssubstrats zum Erhalten eines Beschichtungsfilms (nachstehend auch als „Beschichtungsschritt“ bezeichnet), und das Aushärten des Beschichtungsfilms zum Erhalten einer Oberflächenschicht (nachstehend auch als „Aushärtungsschritt“ bezeichnet) umfasst.
Das Verfahren zum Aufbringen der Zusammensetzung (Y) auf die Oberfläche des Vorrichtungssubstrats in dem Beschichtungsschritt kann beispielsweise ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Wischbeschichtungsverfahren, ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Rakelbeschichtungsverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Fließbeschichtungsverfahren, ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Gießverfahren, ein Langmuir-Blodgett-Verfahren, ein Gravurstreichverfahren, usw., sein.
Als Verfahren zum Aushärten des Beschichtungsfilms in dem Aushärtungsschritt ist ein Erwärmen bevorzugt. Die Erwärmungstemperatur hängt von der Art der Alkoxysilylgruppeenthaltenden Komponente ab, welche die Verbindung (X) enthält, beträgt jedoch vorzugsweise von 50 bis 150 °C, mehr bevorzugt 100 bis 150 °C. Ferner wird in dem Aushärtungsschritt üblicherweise gleichzeitig die Entfernung des flüssigen Mediums durchgeführt. Daher ist die Erwärmungstemperatur vorzugsweise eine Temperatur von mindestens dem Siedepunkt des flüssigen Mediums. In einem Fall, bei dem ein Erwärmen und Trocknen z.B. aufgrund des Materials des Vorrichtungssubstrats schwierig durchzuführen sind, wird jedoch die Entfernung des flüssigen Mediums so durchgeführt, dass das Erwärmen vermieden wird.
Bei der Bildung der Oberflächenschicht durch Nassbeschichten kann je nach Erfordernis eine Verarbeitungsbehandlung einbezogen werden, die von dem Beschichtungsschritt und dem Trocknungsschritt verschieden ist. Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem die Zusammensetzung (Y) kein Wasser enthält, eine Behandlung, wie z.B. eine Befeuchtung gleichzeitig mit dem Aushärtungsschritt oder vor oder nach dem Aushärtungsschritt, durchgeführt werden.
Ferner können nach der Bildung der Oberflächenschicht überschüssige Verbindungen, die Verbindungen in der Oberflächenschicht sind, je nach Erfordernis entfernt werden. Ein spezifisches Verfahren kann z.B. ein Verfahren des Gießens eines Lösungsmittels, wie z.B. einer Verbindung, die als flüssiges Medium für die Zusammensetzung (Y) verwendet wird, auf die Oberflächenschicht, oder ein Verfahren des Abwischens mit einem Tuch, das mit einem Lösungsmittel, beispielsweise einer Verbindung, die als flüssiges Medium für die Zusammensetzung (Y) verwendet wird, getränkt ist, sein.
Die Dicke der Oberflächenschicht beträgt vorzugsweise von 10 bis 100000 nm, besonders bevorzugt von 10 bis 10000 nm. Wenn die Dicke der Oberflächenschicht mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, besteht eine Tendenz dahingehend, dass ein ausreichender Effekt des Verminderns der unspezifischen Adsorptionsmenge und von deren Dauerbeständigkeit, insbesondere Wasserbeständigkeit, leicht erhalten wird. Wenn die Dicke der Oberflächenschicht höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Festigkeit hervorragend sein. Die Dicke der Oberflächenschicht wird durch eine Messung mit einer Röntgenreflexionsmessvorrichtung, repräsentiert durch ATX-G, hergestellt von Rigaku Corporation, erhalten.
Wenn die Oberflächenschicht in Wasser bei 40 °C für 7 Tage eingetaucht wird, beträgt die Elutionsmenge des organischen Gesamtkohlenstoffs (TOC: Organischer Gesamtkohlenstoff) pro Einheitsfläche von 1 cm² der Oberflächenschicht (nachstehend auch als die „TOC-Elutionsmenge“ bezeichnet) vorzugsweise höchstens 10 mg/L. Mit anderen Worten ist die TOC-Elutionsmenge die Masse [mg] von in Wasser eluiertem TOC, wenn die Oberflächenschicht mit einer Fläche von 1 cm² in 1 L Wasser bei 40 °C für 7 Tage eingetaucht wird. Wenn Bestandteilskomponenten aus der Oberflächenschicht eluiert werden, kann dies einen Einfluss z.B. auf die Analyse von biologischen Substanzen unter Verwendung der medizinischen Vorrichtung ausüben und daher beträgt die TOC-Elutionsmenge mehr bevorzugt höchstens 1 mg/L, noch mehr bevorzugt höchstens 0,5 mg/L, besonders bevorzugt höchstens 0,3 mg/L.
TOC zeigt die Gesamtmenge von organischem Material durch die Menge von Kohlenstoff. In dieser Beschreibung kann die Oberflächenschicht-TOC-Elutionsmenge insbesondere wie folgt gemessen werden. Die TOC-Konzentration [mg/L] in dem behandelten Wasser nach dem Eintauchen der Oberflächenschicht in eine vorgegebene Menge Wasser bei 40 °C für 7 Tage wird gemessen. Das Wasser, das zum Eintauchen verwendet wird, soll destilliertes Wasser oder ionenausgetauschtes Wasser sein. Durch Dividieren der TOC-Konzentration, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten worden ist, durch die Fläche (Einheit: cm²) der eingetauchten Oberflächenschicht kann die TOC-Elutionsmenge [mg/L] erhalten werden. Die Messung der TOC-Konzentration in Wasser kann durch ein übliches TOC-Messgerät, beispielsweise TNC-6000 (hergestellt von Toray Engineering Co., Ltd.), durchgeführt werden.
Als Testprobe der Oberflächenschicht, die zur Messung der TOC-Elutionsmenge verwendet werden soll, kann eine einfache Substanz der Oberflächenschicht verwendet werden, die durch Herstellen einer Oberflächenschicht auf einem lösbaren Substrat und Ablösen derselben erhalten wird, oder ein Substrat mit anhaftender Oberflächenschicht verwendet werden, bei dem eine Oberflächenschicht auf einem Substrat mit einer TOC-Elutionsmenge von 0 [mg/L] bei den vorstehend genannten Bedingungen (bei 40 °C für 7 Tage) gebildet wird.
Die medizinische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die für eine medizinische Behandlung, wie z.B. eine Behandlung, Diagnose, Anatomie oder biologische Untersuchung, verwendet werden soll, und umfasst jedwede Vorrichtung, die in einen lebenden Körper, wie z.B. einen menschlichen Körper, eingesetzt oder mit diesem in Kontakt gebracht wird, oder mit einem Medium (wie z.B. Blut) in Kontakt gebracht wird, das vom lebenden Körper entnommen worden ist. Spezifische Beispiele für die medizinische Vorrichtung umfassen Medikamente, Quasiarzneistoffe, medizinische Instrumente, usw. Die medizinischen Instrumente sind nicht speziell beschränkt und umfassen Zellkulturbehälter, Zellkulturlagen, Fläschchen, kunststoffbeschichtete Fläschchen, Spritzen, kunststoffbeschichtete Spritzen, Ampullen, kunststoffbeschichtete Ampullen, Kartuschen, Flaschen, kunststoffbeschichtete Flaschen, Beutel, Pumpen, Sprüheinrichtungen, Stopfen, Kolben, Kappen, Deckel, Nadeln, Stents, Katheter, Implantate, Kontaktlinsen, Mikrokanalchips, Materialien für ein Arzneistoffabgabesystem, künstliche Blutgefäße, künstliche Organe, Hämodialysemembranen, Schutzdrähte, Blutfilter, Blutkonservenpackungen, Endoskope, Biochips, Zuckerkettensynthesegeräte, Formhilfsmittel, Verpackungsmaterialien, usw.
Da die medizinische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die Oberflächenschicht aufweist, die aus einem ausgehärteten Produkt der Verbindung mit der biologisch verträglichen Gruppe und der Alkoxysilylgruppe hergestellt ist, wie es vorstehend beschrieben ist, wird die unspezifische Adsorptionsmenge vermindert und gleichzeitig ist deren Dauerbeständigkeit hervorragend, wodurch eluierte Substanzen von der Oberflächenschicht vermindert werden. Daher kann beispielsweise selbst dann, wenn sie als Erfassungsvorrichtung, wie z.B. als ein Mikrokanalchip oder ein Biochip, für einen langen Zeitraum verwendet wird, eine hervorragende Erfassungsgenauigkeit aufrechterhalten werden.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht durch die folgende Beschreibung beschränkt. „%“ steht für „Massen-%“, falls nichts anderes angegeben ist. Die Bsp. 1 bis 6 und die Bsp. 13 bis 14 sind Beispiele der vorliegenden Erfindung und die Bsp. 7 bis 12 sind Vergleichsbeispiele.
(Synthese und Herstellung der Verbindung (X))
<Verbindung (X1)>
Verbindungen, die als Verbindung (X1) klassifiziert sind, und Verbindungen ohne biologisch verträgliche Gruppe für Vergleichsbeispiele wurden in der folgenden Weise hergestellt.
Verbindung (X11-1): Als Verbindung (X11-1) mit der nachstehend gezeigten Struktur, d.h., 2-[Methoxy(polyoxyethylen)_9-12-propyl]trimethoxysilan, wurde ein handelsübliches Produkt, SIM6492.72 (Handelsbezeichnung, hergestellt von Gelest), bereitgestellt. Die Verbindung (X11-1) ist eine Verbindung, in der das endständige Wasserstoffatom der Verbindung (X11) durch eine Methylgruppe substituiert ist, n1 von 9 bis 12 beträgt, Q¹ -C₃H₆- ist, t3 ist und R⁸ eine Methylgruppe ist.
Verbindung (X11-2): Als Verbindung (X11-2) mit der gleichen Molekülstruktur wie die Verbindung (X11-1), mit der Ausnahme, dass die Anzahl der sich wiederholenden Oxyethylengruppen von 6 bis 9 beträgt, d.h., 2-[Methoxy(polyethylenoxy)_6-9-propyl]trimethoxysilan, wurde ein handelsübliches Produkt, SIM6492.7 (Handelsbezeichnung, hergestellt von Gelest), bereitgestellt.
Verbindung (X12-1): Die Verbindung (X12-1) mit der nachstehend gezeigten Struktur ist mit der Verbindung (X12) identisch, in der n1 von 7 bis 8 beträgt, Q¹ -CONHC₃H₆- ist, t3 ist und R⁸ Ethyl ist, und wurde durch das folgende Verfahren synthetisiert.
Einem birnenförmigen 300 mL-Kolben wurden 263 g (259 mmol) Polyoxyethylenglycerylether, wobei n1 7 bis 8 ist (in der Tabelle 1 als „Polyoxyethylenpolyol A“ angegeben), und 64,1 g (259 mmol) KBE-9007 (hergestellt von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Produktbezeichnung, Triethoxysilylpropylisocyanat) zugesetzt. Anschließend wurden dem erhaltenen Gemisch 3,27 g (32,4 mmol) Triethylamin in einer Menge von 1 Massen-% zugesetzt und dann wurde das Gemisch bei 80 °C für 16 Stunden gerührt. Dann wurde das erhaltene Reaktionsgemisch zum Entfernen von Triethylamin mit einem Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck erwärmt, wobei die Verbindung (X12-1) als farblose transparente Flüssigkeit erhalten wurde. Die erhaltene Menge betrug 327 g und die Ausbeute betrug 100 %.
Verbindung (Cf1): Als Verbindung (Cf1) wurde (3-Methoxypropyl)trimethoxysilan (CH₃-O-(CH₂)₃-Si(OCH₃)₃), handelsübliches Produkt, SIM6493.0 (Handelsbezeichnung, hergestellt von Gelest), bereitgestellt.

Die Art des Polyoxyethylenpolyols, das in der Synthese der Verbindung (X12-1) verwendet worden ist, und die Zugabemenge (Äquivalentmenge) von KBE-9007 zu Polyoxyethylenpolyol, und von jeder der vorstehend genannten Verbindungen das Mw, die Wiederholungsanzahl (n1) von (CH₂CH₂O) in der Gruppe 1 (4)), der Anteil (Mol-%) der Gruppe 1, welche die Gruppe 1 in der Gruppe 4 ist, der Anteil (Massen-%) der biologisch verträglichen Gruppe (Gruppe 1 (4)) in der Verbindung und der Anteil (Massen-%) der Alkoxysilylgruppe sind in der Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

Verbindunqsabkürzunq			(X11-1)	(X11-2)	(X12-1)	(Cf1)
Reaktionsbedingungen	Art des Polyoxyethylenpolyols		Handelsübliches Produkt	Handelsübliches Produkt	A	Handelsübliches Produkt
Reaktionsbedingungen	Menge (Äquivalent) von KBE-9007 bezogen auf Polyoxyethylenpolyol		Handelsübliches Produkt	Handelsübliches Produkt	1	Handelsübliches Produkt
Eigenschaften der Verbindung	Mw		590	459	1260	194,3
	n1		9-12	6-9	7-8	0
	Anteil der Struktur 4	Mol-%	100	100	67	0
	Anteil der biologisch verträglichen Gruppe	Massen-%	69,8	61,1	77,0	0
	Anteil der Alkoxysilylgruppe	Massen-%	20,5	26,4	12,9	62,4
Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats			-	-	2730	700

<Monomerabkürzungen>
Monomer (A)
KBM-503: Hergestellt von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Produktbezeichnung, Trimethoxysilylpropylmethacrylat (CH₂=C(CH₃)-COO-(CH₂)₃-Si(OCH₃)₃)
KBM-5103: Hergestellt von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Produktbezeichnung, Trimethoxysilylpropylacrylat (CH₂=CH-COO-(CH₂)₃-Si(OCH₃)₃)
Monomer (B1)
AME-400: Blemmer AME-400 (hergestellt von NOF CORPORATION, Handelsbezeichnung, CH₂=CH-COO-(CH₂CH₂O)₉-CH₃)
HEMA: CH₂=C(CH₃)-COO-CH₂CH₂O-H
HEA: CH₂=CH-COO-CH₂CH₂O-H
[Herstellungsbeispiel 1]
Einem 500 mL-Dreihalskolben wurden 57,0 g (438 mmol) HEMA, 3,00 g (12,1 mmol) KBM-503, 119 g 1-Methoxy-2-propanol, 21 g Diacetonalkohol und 600 mg (2,61 mmol) Dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionat) zugesetzt. Die Monomerkonzentration in der Reaktionslösung betrug 30 Massen-% und die Initiatorkonzentration betrug 1 Massen-%. Dann wurde das erhaltene Gemisch bei 75 °C unter einer Stickstoffatmosphäre für 16 Stunden gerührt und auf Raumtemperatur luftgekühlt, wobei eine farblose transparente Flüssigkeit erhalten wurde (eine Lösung, die 30 Massen-% des Copolymers (X21-1) enthielt). Die erhaltene Menge betrug 200 g und die Ausbeute betrug 100 %.
[Herstellungsbeispiele 2 bis 4]
Copolymere (X21-2) und (X21-3) wurden in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Monomerzusammensetzung so geändert wurde, wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist. Ferner wurde ein Homopolymer (M) eines Monomers mit einer biologisch verträglichen Gruppe hergestellt.
Bezüglich der Verbindungen (Copolymere), die in den Herstellungsbeispielen 1 bis 4 erhalten worden sind, sind das Mw, die Wiederholungsanzahl (n2) von (CH₂CH₂O) in der Gruppe 1 (4), der Anteil (Massen-%) der biologisch verträglichen Gruppe (Gruppe 1 (4)) und der Anteil (Massen-%) der Alkoxysilylgruppe in der Tabelle 2 gezeigt.
[Herstellungsbeispiel 5]

In einem 500 mL-Dreihalskolben wurden 8,85 g (30,0 mmol) 2-Methacryloyloxyethylphosphorylcholin (hergestellt von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) und 9,94 g (70,0 mmol) Butylmethacrylat (hergestellt von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 43,6 g Ethanol gelöst. Dann wurden 0,18 g (1,14 mmol) 2,2-Azobisisobutyronitril (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) als Polymerisationsinitiator zugesetzt. Die Monomerkonzentration in der Reaktionslösung wurde auf 30 Massen-% eingestellt und die Initiatorkonzentration wurde auf 1 Massen-% eingestellt. Dann wurde das erhaltene Gemisch bei 75 °C unter einer Stickstoffatmosphäre für 16 Stunden gerührt und auf Raumtemperatur luftgekühlt, worauf die Reaktionslösung tropfenweise Diethylether zugesetzt wurde und der Niederschlag gesammelt wurde, wobei ein weißer Polymerfeststoff (2-Methacryloyloxyethylphosphorylcholin/Butylmethacrylat (MPC/BMA)-Copolymer) erhalten wurde. [Tabelle 2]

Herstellungsbeispiel	Verbindungs-(Copolymer) abkürzung	Monomerzusammensetzung (Massenanteil)	Eigenschaften der Verbindung				Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats
Herstellungsbeispiel	Verbindungs-(Copolymer) abkürzung	Monomerzusammensetzung (Massenanteil)	Mw	n2	Anteil der biologisch verträglichen Gruppe (Massen-%)	Anteil der Alkoxysilylgruppe (Massen-%)	Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats
1	(X21-1)	HEMA/KBM-503 = 95/5	43200	1	43,8	2,4	93600
2	(X21-2)	HEA/KBM-5103 = 95/5	38500	1	49,1	2,6	71400
3	(X21-3)	AME-400/KBM-5103 = 95/5	65200	9	82,9	2,6	135000
4	(M)	HEMA = 100	41000	1	46,1	0	-

[Bsp. 1]
Durch Vakuumabscheiden der Verbindung (X11-1) auf der Oberfläche einer gewaschenen Glasplatte mit einer Länge von 23 mm, einer Breite von 25 mm und einer Dicke von 3 mm (hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd., Handelsbezeichnung: FL3, transparentes Natronkalk-Floatglas) (Rückdruck: 3,4 × 10^-4 Pa, Substrattemperatur: 25 °C) wurde eine Oberflächenschicht mit einer Filmdicke von 2 nm gebildet, so dass eine Glasplatte gebildet wurde, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist.
[Bsp. 2]
Eine Glasplatte, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Verbindung (X11-2) anstelle der Verbindung (X11-1) verwendet wurde.
[Bsp. 3]
Eine Lösung (Feststoffgehaltkonzentration: 30 Massen-%), die das Copolymer (X21-1) enthielt, wurde einem Lösungsmittel zugesetzt, das 1-Methoxy-2-propanol, Diacetonalkohol und eine 0,1 Massen-%ige wässrige Salpetersäurelösung gemischt in einem Massenverhältnis von 51:9:40 enthielt, so dass die Feststoffkonzentration 10 Massen-% beträgt, und bei 50 °C für 16 Stunden gerührt, so dass eine flüssige Zusammensetzung erhalten wurde, die ein teilweise hydrolysiertes Kondensat des Copolymers (X21-1) enthielt. Das Mw des erhaltenen teilweise hydrolysierten Kondensats ist in der Tabelle 2 gezeigt. Ferner wurde diese flüssige Zusammensetzung in einem Mischlösungsmittel aus Methoxypropanol und Diacetonalkohol in einem Verhältnis von 85:15 (Massenverhältnis) gelöst, so dass die Feststoffgehaltkonzentration 1,0 Massen-% betrug, wobei eine Zusammensetzung zur Bildung einer Oberflächenschicht erhalten wurde.
Auf der Oberfläche der gleichen Glasplatte wie im Bsp. 1 wurde durch ein Tauchbeschichtungsverfahren unter Verwendung der Zusammensetzung zur Bildung einer Oberflächenschicht, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten worden ist, ein Beschichtungsfilm der Zusammensetzung zur Bildung einer Oberflächenschicht gebildet. Dann wurde dieser in einem Heißluft-Umwälzofen bei 150 °C für 1 Stunde getrocknet, so dass eine Oberflächenschicht mit einer Filmdicke von 1,8 nm gebildet wurde, wobei eine Glasplatte erhalten wurde, die mit der Oberflächenschicht versehen ist.
[Bsp. 4, 5 und 6]
Eine Glasplatte, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 3 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Copolymer (X21-1) zu dem Copolymer (X21-2), dem Copolymer (X21-3) oder der Verbindung (X12-1) geändert wurde. Das Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats des Copolymers (X21-2), des Copolymers (X21-3) oder der Verbindung (X12-1) ist in der Tabelle 2 oder der Tabelle 1 gezeigt.
[Bsp. 7]
Das Homopolymer (M) wurde in einem Mischlösungsmittel aus Methoxypropanol und Diacetonalkohol in einem Verhältnis von 85:15 (Massenverhältnis) gelöst, so dass die Feststoffgehaltkonzentration 1,0 Massen-% betrug, wobei eine Zusammensetzung zur Bildung einer Oberflächenschicht erhalten wurde. Unter Verwendung der erhaltenen Zusammensetzung zur Bildung einer Oberflächenschicht wurde eine Glasplatte, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, in der gleichen Weise wie im Bsp. 3 erhalten.
[Bsp. 8]
Eine Glasplatte, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 3 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Verbindung (Cf1) anstelle des Copolymers (X21-1) verwendet wurde. Das Mw des teilweise hydrolysierten Kondensats der Verbindung (Cf1) ist in der Tabelle 1 gezeigt.
[Bsp. 9]
Eine Glasplatte, die derjenigen im Bsp. 1 entsprach, wurde bei Raumtemperatur für 16 Stunden in einer Albumin (BSA, hergestellt von Sigma-Aldrich)-Lösung, die durch einen Phosphatpuffer auf 1,0 mg/mL verdünnt worden ist, stehengelassen, so dass eine Glasplatte erhalten wurde, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist.
[Bsp. 10]
Das MPC/BMA-Copolymer, das im Herstellungsbeispiel 5 erhalten worden ist, wurde derart in Ethanol gelöst, dass die Feststoffgehaltkonzentration 10 Massen-% betrug, so dass eine Beschichtungsflüssigkeit erhalten wurde. Eine Glasplatte, die derjenigen im Bsp. 1 entsprach, wurde mit der erhaltenen Beschichtungsflüssigkeit durch ein Tauchverfahren beschichtet und bei 25 °C für 15 Minuten stehengelassen, wodurch die Glasplatte erhalten wurde, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist.
[Bsp. 11]
Einem 50 mL-Fläschchen wurden 0,16 g KBM-503 (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 2,88 g Methanol und 0,96 g einer wässrigen Essigsäurelösung, die im Vorhinein auf pH 3 eingestellt worden ist, zugesetzt und zur Hydrolyse wurde für 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurden ferner 12,0 g Isopropylalkohol zugesetzt, so dass eine Beschichtungsflüssigkeit hergestellt wurde. Eine Glasplatte, die derjenigen im Bsp. 1 entsprach, wurde mit der in diesem Bsp. erhaltenen Beschichtungsflüssigkeit durch ein Tauchverfahren beschichtet, bei 25 °C für 15 Minuten stehengelassen und dann bei 120 °C für 1 Stunde ausgehärtet, wodurch die Glasplatte erhalten wurde, die mit einer Beschichtungsschicht versehen ist.
[Bsp. 13 und 14]
(Herstellung des Copolymers (Z1))
Als Copolymer (Z1), das die Anforderungen der Verbindung (3) erfüllt, wurden das Copolymer (X3-1) und das Copolymer (X3-2) wie folgt hergestellt.
(Copolymer (X3-1))
Einem 500 mL-Dreihalskolben wurden 45,0 g (346 mmol) HEMA, 3,00 g (12,1 mmol) KBM-503, 119 g 1-Methoxy-2-propanol, 21 g Diacetonalkohol und 12 g VPE-0201 (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) als Polymerisationsinitiator (5,4 mmol als Azogruppe) zugesetzt. Anschließend wurde das erhaltene Gemisch bei 80 °C in einer Stickstoffatmosphäre für 16 Stunden gerührt und auf Raumtemperatur luftgekühlt, so dass eine farblose transparente Flüssigkeit erhalten wurde (eine Lösung, die 30 Massen-% des Copolymers (X3-1) enthält, wobei es sich um das Copolymer (X3-1) handelt, das durch die folgende Formel (X3-Z1) dargestellt ist, worin f1 95 ist, e1 3 ist und j1 2 ist). Die erhaltene Menge betrug 200 g und die Ausbeute betrug 100 %.
Unter Verwendung der farblosen transparenten Flüssigkeit wurde eine flüssige Zusammensetzung, die ein teilweise hydrolysiertes Kondensat des Copolymers (X3-1) enthielt, in der gleichen Weise wie im Bsp. 3 erhalten. Die flüssige Zusammensetzung wurde direkt als Zusammensetzung 13 zur Bildung einer Oberflächenschicht verwendet.
In dem Copolymer (X3-1) beträgt das Mw 28500, das Mw des erhaltenen teilweise hydrolysierten Kondensats beträgt 52100, in der Struktur 1 beträgt der Anteil der Struktur 1 in der Struktur 4 98 Mol-% und der Anteil der biologisch verträglichen Gruppe (Struktur 1) beträgt 52,3 Massen-%, und der Anteil der Alkoxysilylgruppe beträgt 2,4 Massen-%.
(Copolymer (X3-2))
In der gleichen Weise wie bei der Herstellung des vorstehend genannten Copolymers (X3-1), mit der Ausnahme, dass die Masse von HEMA zu 42,0 g geändert wurde und die Masse von KBM-503 zu 6,0 g geändert wurde, wurde das Copolymer (X3-2), welches das Copolymer (X3-Z1) ist, in dem f1 91 ist, e1 7 ist und j1 2 ist, als farblose transparente Flüssigkeit hergestellt (eine Lösung, die 30 Massen-% des Copolymers (X3-2) enthält). Die erhaltene Menge betrug 200 g und die Ausbeute betrug 100 %. Unter Verwendung der farblosen transparenten Flüssigkeit wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 3 eine flüssige Zusammensetzung erhalten, die ein teilweise hydrolysiertes Kondensat des Copolymers (X3-2) enthält. Die flüssige Zusammensetzung wurde so, wie sie war, als Zusammensetzung 14 zur Bildung einer Oberflächenschicht verwendet.
In dem Copolymer (X3-2) beträgt das Mw 29600, das Mw des erhaltenen teilweise hydrolysierten Kondensats beträgt 54600, in der Struktur 1 beträgt der Anteil der Struktur 1 in der Struktur 4 98 Mol-% und der Anteil der biologisch verträglichen Gruppe (Struktur 1) beträgt 50,0 Massen-%, und der Anteil der Alkoxysilylgruppe beträgt 4,9 Massen-%.
(Herstellung der Glasplatten 13 und 14, die mit einer Oberflächenschicht versehen sind)
Unter Verwendung jeder der erhaltenen Zusammensetzungen 13 und 14 zur Bildung einer Oberflächenschicht wurde eine Glasplatte, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, mit dem gleichen Verfahren wie im Bsp. 3 erhalten.
Acrylamid (hergestellt von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), das mit Ethanol auf 3 Massen-% eingestellt worden ist, wurde durch ein Tauchverfahren auf die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene Glasplatte, die mit einer Beschichtungsschicht versehen ist, aufgebracht und zum Polymerisieren des Acrylamids bei 110 °C erwärmt, wodurch eine Glasplatte erhalten wurde, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist.
(Mangelndes Haftvermögen von Zellen)
Jede der Glasplatten, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, in den jeweiligen Bsp. und die Glasplatte (Bsp. 12) ohne Oberflächenschicht wurden in ein Glasfläschchen mit 50 cm³ eingebracht und diesem wurden ferner 10 cm³ IPA zugesetzt, worauf mit Ultraschallwellen für 10 Minuten gewaschen wurde. Nach dem Absaugen des IPA wurde entsprechend Ethanol in einer Menge von 10 cm³ eingebracht, worauf mit Ultraschallwellen für 10 Minuten gewaschen und dann getrocknet wurde, so dass ein Substrat zur Bewertung hergestellt wurde.
Das so erhaltene gewaschene 23 mm × 25 mm-Substrat zur Bewertung wurde in eine Polystyrol-Petrischale mit einem Durchmesser von 35 mm (1000-035: hergestellt von ATG Techno Glass Co., Ltd.) eingebracht und eine UV-Bestrahlungssterilisierung wurde für 16 Stunden auf einer Sterilbank durchgeführt.
Eine Zellsuspension wurde unter Verwendung von MEM, dem 10 % FBS zugesetzt worden sind, als Kulturmedium hergestellt, so dass TIG-3-Zellen, von denen bestätigt worden ist, dass sie eine Zellüberlebensrate von mindestens 97 % zum Zeitpunkt des Aussäens aufweisen, mit 130000 Zellen pro 3 mL vorlagen. Die Zellen wurden durch Abgeben von 3 mL der Zellsuspension in die Petrischale, in die das vorstehend genannte Substrat zur Bewertung eingebracht war, ausgesät und in einem Inkubator bei 37 °C für 24 Stunden kultiviert. Danach wurde ein Untersuchungsbereich auf einen Bereich von 1,8 mm × 1,3 mm eingestellt und in drei Untersuchungsbereichen wurde eine mikroskopische Untersuchung (10-fache Vergrößerung) durchgeführt, wodurch eine Beurteilung der Haftung auf der Basis des Vorliegens oder Fehlens eines Wachsens von Zellen gemäß den folgenden Standards durchgeführt wurde. Ein Zustand, in dem Zellen in einer elliptischen Form oder perfekten Kreisform auf dem Substrat zur Bewertung verteilt sind, ist als Wachsen von Zellen festgelegt.
„o“: Zellen haften an allen Stellen nicht an den Untersuchungsbereichen.
„A“: In mindestens einem Untersuchungsbereich haften Zellen an einem Teil davon.
„X“: Zellen haften an nahezu den gesamten Untersuchungsbereichen an allen Stellen.
(Messung der Elutionsmenge)
Jede der Glasplatten, die mit einer Oberflächenschicht versehen ist, in den jeweiligen Bsp., die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten worden sind, oder die Glasplatte ohne Oberflächenschicht im Bsp. 12 wurde in ein 100 mL-Glasfläschchen zusammen mit 6,4 mL destilliertem Wasser eingebracht und bei 40 °C für 7 Tage ruhig stehengelassen, so dass TOC eluiert werden konnte. Die TOC-Konzentration [mg/L] des erhaltenen Eluats wurde durch das TOC-Messgerät TNC-6000 (hergestellt von Toray Engineering Co., Ltd.) gemessen und durch die Fläche (5,75 cm²) der vorstehend genannten Testprobe dividiert, wodurch die TOC-Elutionsmenge [mg/L] pro Einheitsfläche von 1 cm² der Oberflächenschicht berechnet wurde. Da die TOC-Elutionsmenge von der Glasplatte 0 mg/L beträgt, steht die erhaltene TOC-Elutionsmenge für die TOC-Elutionsmenge von der Oberflächenschicht.
(Dauerbeständigkeit des mangelnden Haftvermögens von Zellen)

Die Glasplatte wurde nach der vorstehend genannten Messung der Elutionsmenge aus dem destillierten Wasser entnommen und das mangelnde Haftvermögen von Zellen wurde in der gleichen Weise bewertet, wie es vorstehend beschrieben worden ist. [Tabelle 3]

	Abkürzung oder Angabe der Oberflächenschicht	Mangelndes Haftvermögen von Zellen (130000 Zellen)		TOC-Elutionsmenge [mg/L]
	Abkürzung oder Angabe der Oberflächenschicht	Zu Beginn	Nach dem Wasserbeständigkeitstest	TOC-Elutionsmenge [mg/L]
Bsp. 1	(X11-1)	o	o	0
Bsp. 2	(X11-2)	o	o	0
Bsp. 3	(X21-1)	o	o	8
Bsp. 4	(X21-2)	o	o	0
Bsp. 5	(X21-3)	△	△	5
Bsp. 6	(X12-1)	o	△	4
Bsp. 7	(M)	o	x	12
Bsp. 8	(Cf1)	x	x	0
Bsp. 9	BSA	o	x	100>
Bsp. 10	MPC/BMA-Copolymer	o	x	100>
Bsp. 11	Ausgehärtete Schicht, die durch Polymerisieren von Trimethoxysilylpropylmethacrylat und Acrylamid erhalten worden ist	o	△	50
Bsp. 12	Keine	x	x	0
Bsp. 13	(X3-1)	o	o	0
Bsp. 14	(X3-2)	o	o	0

Aus der Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die Glasplatten mit einer ausgebildeten Oberflächenschicht in den Beispielen der vorliegenden Erfindung (Bsp. 1 bis 6 und Bsp. 13 bis 14) bezüglich eines mangelnden Haftvermögens von Zellen hervorragend sind und verglichen mit den Glasplatten mit einer ausgebildeten Oberflächenschicht in den Vergleichsbeispielen (Bsp. 8 bis 12) eine verminderte unspezifische Adsorptionsmenge aufweisen. Ferner ist auch ersichtlich, dass die Dauerbeständigkeit der unspezifischen Adsorption hervorragend ist und die TOC-Elutionsmenge gering ist.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-075271 , die am 10. April 2018 eingereicht worden ist, einschließlich die Beschreibung, die Patentansprüche und die Zusammenfassung, ist in ihrer Gesamtheit unter Bezugnahme hierin einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014020938 A [0005]
US 4680201 [0005]
JP 2018075271 [0175]

Claims

Medizinische Vorrichtung, die ein Vorrichtungssubstrat und eine Oberflächenschicht umfasst, die auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, die mit Wasser in Kontakt ist, bereitgestellt ist, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche des Vorrichtungssubstrats, auf dem die Oberflächenschicht bereitgestellt ist, aus einem anorganischen Material hergestellt ist, die Oberflächenschicht aus einem ausgehärteten Produkt einer Verbindung hergestellt ist, die eine biologisch verträgliche Gruppe und eine Alkoxysilylgruppe aufweist, die biologisch verträgliche Gruppe mindestens eine Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Struktur, die durch die folgende Formel 1 dargestellt ist, einer Struktur, die durch die folgende Formel 2 dargestellt ist, und einer Struktur, die durch die folgende Formel 3 dargestellt ist, umfasst, wobei der Gehalt der biologisch verträglichen Gruppe in der Verbindung von 25 bis 83 Massen-% beträgt und der Gehalt der Alkoxysilylgruppe von 2 bis 70 Massen-% beträgt:

mit der Maßgabe, dass in der Formel 1 n eine ganze Zahl von 1 bis 300 ist und von 50 bis 100 Mol-% in der Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, eine Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in einer Struktur sind, die durch die folgende Formel 4 dargestellt ist, n in der Formel 4 eine ganze Zahl von 1 bis 300 ist und R⁶ ein Wasserstoffatom oder eine C_1-5-Alkylgruppe ist, in der Formel 2 R¹ bis R³ jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe sind und a eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, in der Formel 3 R⁴ und R⁵ jeweils unabhängig eine C_1-5-Alkylgruppe sind, X^- eine Gruppe, die durch die folgende Formel 3-1 dargestellt ist, oder eine Gruppe ist, die durch die folgende Formel 3-2 dargestellt ist, und b eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist,
Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Oberflächenschicht in Wasser bei 40 °C für 7 Tage eingetaucht wird, die Elutionsmenge des organischen Gesamtkohlenstoffs (TOC) bezogen auf Wasser pro Einheitsfläche von 1 cm² der Oberflächenschicht höchstens 10 mg/L beträgt.
Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorstehend genannte Verbindung eine Verbindung ist, derart, dass in einem Polyoxyethylenpolyol oder einem Polyoxyethylenalkylether (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist) mit mindestens einer Hydroxygruppe eine Alkoxysilylgruppe mittels einer Hydroxygruppe und einer Verknüpfungsgruppe, die das Polyoxyethylenpolyol oder der Polyoxyethylenalkylether aufweist, eingeführt ist.
Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorstehend genannte Verbindung eine Verbindung ist, derart, dass in einem Polyoxyethylenpolyol oder einem Polyoxyethylenalkylether (wobei das Alkyl von 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist) mit mindestens einer Hydroxygruppe eine Alkoxysilylgruppe so eingeführt ist, dass sie mittels eines Sauerstoffatoms, das von der Hydroxygruppe stammt, oder mittels einer Verknüpfungsgruppe mit einem Sauerstoffatom verbunden ist, das von der Hydroxygruppe stammt und mit -(CH₂)_k-, -CONH(CH₂)_k-, -(CF₂)_k-, -CO(CH₂)_k-, -CH₂CH(-OH)CH₂O(CH₂)_k- (k stellt eine ganze Zahl von 2 bis 4 dar), -CH₂OC₃H₆- oder -CF₂OC₃H₆- verbunden ist.
Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorstehend genannte Verbindung ein Copolymer mit Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist (mit der Maßgabe, dass von 50 bis 100 Mol-% die Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur sind, die durch die vorstehende Formel 4 dargestellt ist), und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe ist.
Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorstehend genannte Verbindung ein Copolymer mit Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist (mit der Maßgabe, dass von 50 bis 100 Mol-% die Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur sind, die durch die vorstehende Formel 4 dargestellt ist), Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe und Einheiten ist, die durch die Formel (B12) dargestellt sind:
mit der Maßgabe, dass in der Formel (B12) Q⁷ und Q⁸ jeweils unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe sind und n3 eine ganze Zahl von 20 bis 200 ist.
Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die vorstehend genannte Verbindung ein Copolymer mit Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, und Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Alkoxysilylgruppe und ein Polymer umfasst, das nur aus Einheiten auf der Basis eines (Meth)acrylats mit einer Struktur besteht, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, und von 50 bis 100 Mol-% in der Struktur, die durch die vorstehende Formel 1 dargestellt ist, die in dem Feststoffgehalt der vorstehend genannten Verbindung enthalten ist, eine Struktur, die durch die Formel 1 dargestellt ist, in der Struktur aufweist, die durch die vorstehende Formel 4 dargestellt ist.
Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die vorstehend genannte Verbindung ein Copolymer mit Einheiten, die durch die folgende Formel (A) dargestellt sind, Einheiten, die durch die folgende Formel (B11) dargestellt sind und Einheiten, die durch die folgende Formel (B12) dargestellt sind, ist,
mit der Maßgabe, dass die Symbole in der Formel (A), der Formel (B11) und der Formel (B12) wie folgt sind; in der Formel (A) und der Formel (B11) ist R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist; in der Formel (A) ist Q² eine zweiwertige organische Gruppe, R⁷ und R⁸ sind jeweils unabhängig eine C_1-18-Alkylgruppe, t ist eine ganze Zahl von 1 bis 3 und wenn R⁷ und OR⁸ in einer Mehrzahl vorliegen, können die jeweiligen R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sein; in der Formel (B11) ist Q³ eine Einfachbindung oder eine zweiwertige organische Gruppe, n2 ist eine ganze Zahl von 1 bis 300 und R⁶ ist ein Wasserstoffatom oder eine C_1-5-Alkylgruppe; in der Formel (B12) sind Q⁷ und Q⁸ jeweils unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe und n3 ist eine ganze Zahl von 20 bis 200.
Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das vorstehende Vorrichtungssubstrat aus Glas hergestellt ist.