JP2002501563A

JP2002501563A - 速い膨潤性、機械的高強度及び超吸収性を有するヒドロゲル複合体及び超多孔質ヒドロゲル複合体

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Publication number: JP2002501563A
Application number: JP54896898A
Authority: JP
Inventors: パーク、キナム; チェン、ジュン; パーク、ハエスン
Original assignee: パーデユーリサーチファウンデーション
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2002-01-15
Also published as: WO1998051408A1; DE69831074T2; US20010038831A1; DE69831074D1; BR9809815A; ATE300999T1; AU6932698A; EP0988108B1; CA2289756A1; CA2289756C; EP0988108A1; AU736940B2; CN1264321A; US6271278B1

Abstract

(57)【要約】一種類以上のエチレン系不飽和単量体及び多重オレフィン系架橋剤を、崩壊剤の粒子及び発泡剤の存在下で重合することにより、超多孔質ヒドロゲル複合体を形成する。迅速に水を吸収する崩壊剤は、超多孔質ヒドロゲルの機械的強度を著しく増大し、水を吸収して膨潤するのに必要な時間を著しく短縮する働きをする。この方法により製造された超多孔質ヒドロゲル複合体は、１０＆ｍｇｒ，ｍ〜３，０００＆ｍｇｒ，ｍの範囲の平均気孔孔径を有する。崩壊剤の好ましい粒子には、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、及び架橋ポリビニルピロリドンのような天然及び合成帯電重合体が含まれる。発泡剤は、ＮａＨＣＯ₃のような、酸性化により気泡を放出する化合物であるのが好ましい。発泡剤を用いずに形成した改良されたヒドロゲル複合体も与えられている。

Description

【発明の詳細な説明】速い膨潤性、機械的高強度及び超吸収性を有するヒドロゲル複合体及び超多孔質ヒドロゲル複合体〔技術分野〕本発明は、膨潤性ヒドロゲル組成物、特に多孔質組成物に関する。〔背景技術〕「ヒドロゲル」は、水に不溶性であるが、過剰の水の存在で平衡粒径まで膨潤する架橋網状組織重合体である。ヒドロゲルに関する研究は、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）に関する歴史的論文［ウィチタール(Wichterle)Ｏ．その他、１９６０］と共に１９６０年代に始まった。ヒドロゲルの独特な性質及びそれらの薬物調節送達のような分野での潜在的用途により、種々の型のヒドロゲルが合成され特徴付けられてきた。これらの研究の殆どは、僅かに架橋された均質な単独重合体及び共重合体に集中している。塊重合、即ち溶媒を添加せずに単量体を重合して均質なヒドロゲルを製造することにより、非常に固いガラス状の透明な重合体マトリックスを生ずる。そのガラス状マトリックスは、水に浸漬すると、膨潤して柔らかくなり、可撓性になる。それは水及び或る低分子量溶質を移動させることができるが、そのような膨潤重合体マトリックス（ヒドロゲル）は非多孔質であると考えられている。実際、重合体鎖間の気孔は、物質移動に利用できる空間に過ぎず、気孔孔径は分子の大きさ（数ｎｍ以下）の範囲内にある。［チリラ(Chirila)Ｔ．その他、１９９３］。この場合、水又は他の溶質の移動は、純粋な拡散機構によって達成され、それは吸収速度を限定し、吸収される物質の粒径を或る程度限定する［スケリー(S kelly)Ｐ．Ｊ．、１９７９］。均質なヒドロゲルは種々の用途、特に限定された拡散特性が要求される薬物調節送達の分野で広く用いられてきた［オクスレイ（ Oxley）Ｈ．Ｒ．、１９９３］。多孔質ヒドロゲルは、通常溶液重合法により製造されており、それは単量体を適当な溶媒中で重合することを伴っている。合成されたヒドロゲルの性質、緻密なゲルか又は緩い重合体網状組織であるか否かは、単量体の種類、単量体混合物中の希釈剤の量、及び架橋剤の量に依存する。［バービック(Barvic)Ｍ．その他、１９６７］。単量体混合物中の希釈剤（通常水）の量が増大するに従って、気孔孔径もμ範囲まで上昇する。［チリラＴ．その他、１９９３］。１０〜１００ｎｍの範囲及び１００ｎｍ〜１０μｍの範囲の有効気孔孔径を有するヒドロゲルは、夫々「マイクロポーラス(microporous)」及び「マクロポーラス(macroporou s)」ヒドロゲルと呼ばれている。実際には、用語「マイクロポーラス」及び「マクロポーラス」は、ヒドロゲルのマイクロ気孔とマクロ気孔との統一された定義がないため、単に互換的に用いられている。従って、約１０μｍまでの気孔を有するヒドロゲルは、マイクロポーラスともマクロポーラスとも呼ぶことができる。多孔質ヒドロゲルは、分散させた水溶性ポロシゲン(porosigen)の存在下で（通常重合可能な単量体から）ヒドロゲルを製造することにより製造することができ、そのポロシゲンは後で水で洗浄することにより除去し、相互結合した網状組織（即ち、多孔質ヒドロゲル）を残すことができる［オクスレイＨ．Ｒ．その他、１９９３；クラウチ(Krauch)Ｃ．Ｈ．その他、１９６８］。効果的なポロシゲンの例は、微細化されたスクロース、ラクトース、及びデキストリン［オクスレイＨ．その他、１９９３］、塩化ナトリウム［コン(Kon)Ｍ．その他、１９８１］、及びポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＧ）［バディガー(Badiger)Ｍ．その他、１９９３］である。水自身は、重合体網状組織が冷凍状態で形成されるならば、ポロシゲンとして用いることができる。単量体は水性結晶の周りで冷凍状態で重合することができ、次に解氷することにより後で水を除去し、その結果マクロポーラスヒドロゲルを与えることができる［オクスレイＨ．Ｒ．その他、１９９３；ハルドン(Haldo n)Ｒ．Ａ．その他、１９７２］。「凍結・解氷」法と呼ぶのが適切であるこの方法では、氷の結晶がポロシゲンとしての機能を果たす。水溶液中で重合体網状組織が形成された時、系全体を凍結乾燥し、氷の結晶を昇華させ、多孔質マトリックスを残すことができる［ロリー(Loree)Ｈ．Ｍ．その他、１９８９］。この「凍結乾燥」法は、多糖類（例えば、アルギン酸ナトリウム）のような水溶性重合体から多孔質ヒドロゲルを製造するのに有用である［コール(Cole)Ｓ．Ｍ．その他、１９９２］。凍結乾燥法を用いて一層効果的に多孔質ヒドロゲルを製造するためには、別のポロシゲンとして塩を添加することができ、これにより多孔質物質製造の再現性が増大する［ド・グロー(de Groot)Ｊ．Ｈ．その他、１９９０］。水中油型エマルジョン系の重合では、非水性溶液をポロシゲンとして用いることもできる［グロス(Gross)Ｊ．Ｒ．、１９９５］。この場合には、水相は水溶性単量体及び架橋剤を含み、油相は揮発性有機溶媒である。連続した水相が重合され、その後で油相を蒸発し、それによって多孔質構造体が得られる。ポロシゲン法により製造されるヒドロゲルの気孔孔径は、ポロシゲンの大きさに依存する。ポロシゲンを導入すると機械的強度が著しく低下するが、機械的性質に対する低下効果は、ポロシゲンの大きさを約４０μｍより小さく維持するならば、最小限にすることができる。一層大きな気孔が必要な多くの場合には、１００〜３００μｍの範囲の微粒状の粒子（例えば、サクロース結晶）を用いることができる［ド・グローＪ．Ｈ．その他、１９９０］。そのような大きな孔径の気孔が存在すると、その多孔質ヒドロゲルを極めて弱くすることは明らかである。溶液重合では、通常単量体と重合体の両方に対し良好な希釈剤中で単量体を混合する。しかし、希釈剤が、形成される重合体に対する非溶媒（例えば、水中のＰＨＥＭＡ）である場合、重合体の溶解度は重合が進行するにつれて劇的に低下する。この結果、重合体に富む単量体相が液滴状に相分離し、それら液滴が次に一緒に接合して、重合工程が終わりになるまでに大きな空間で満たされた網状組織（即ち、不均質な多孔質ヒドロゲル）を形成する。この方法は、不均質溶液重合と呼ばれている［チリラＴ．その他、１９９３；バービックＭ．その他、１９６７；デュセク(Dusek)Ｋ．その他、１９６９］。相分離は、最初に均質な重合体溶液から溶媒の品質を変えることによっても起こすことができる。良好な溶媒を除去するか、又は重合体溶液に非溶媒を添加するか、又は温度を変化させることにより、溶媒品質を低下することができる。温度の変化によって多くの重合体溶液は可逆的なゲルを形成する。例えば、水中のゼラチンは、臨界混和温度より低く冷却するとゲルになる［ヤング(Young)Ａ．Ｔ．、１９８５］。一般に重合体水溶液は容易に凍結してスピノーダル分解を起こすことができ、次に冷凍乾燥昇華により水を除去すると多孔質ヒドロゲルを生ずる。一層低い臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）を有する重合体の場合、水はその重合体に対する非溶媒となり、温度がＬＣＳＴより高く上昇すると相分離が起きる。この方法を用いて、ポリ（Ｎ−イソプロピルポリアクリルアミド）からなる多孔質ヒドロゲル［カブラ(Kabra)Ｂ．Ｇ．その他、１９９１；ヤン(Yan)Ｑ．その他、１９９５；ウー(Wu)Ｘ．Ｓ．その他、１９９５］、及び架橋ヒドロキシプロピルセルロースからなる多孔質ヒドロゲル［カブラＢ．Ｇ．その他、１９９４］が製造されている。相分離により製造されたマクロポーラスヒドロゲルの気孔孔径は、僅か数μｍであるのが典型的である。更に、全気孔率は非常に低く、このことはそれら気孔が充分相互に連通していないことを意味している。相分離法の主な限界は、多孔質ヒドロゲルの非常に限定された種類のものしか製造することができないことである。更に、相分離によって製造した場合、ゲルの気孔率に対する調節を余り行うことができない。更に、個々のヒドロゲル粒子は表面を架橋すると架橋粒子凝集体を形成し、それによってヒドロゲル粒子間に気孔を形成することができる。そのような凝集巨大構造体は、最初にヒドロゲル粒子（数百μｍの範囲）を架橋剤の溶液、水、及びイソプロパノールのような親水性有機溶媒と混合することにより製造されている［レザイ(Rezai)Ｅ．その他、１９９４］。そのような構造体の気孔は、ヒドロゲル粒子間に存在し、気孔の大きさは粒子の大きさよりも遥かに小さい。この方法は、表面に化学的に活性な官能基を有する吸収性粒子に限定されている。ヒドロゲルのマイクロポーラス及びマクロポーラス構造体を、多孔質ポリウレタン発泡体のような非ヒドロゲル多孔質物質のそれらと区別することは重要である。プラスチック発泡体の分野では、マイクロ気孔及びマクロ気孔は、夫々５０ μｍより小さい気孔及び１００〜３００μｍの範囲の気孔を有するものとして示されている［ド・グローＪ．Ｈ．その他、１９９０］。この相違の理由の一つは、１０μｍより大きな気孔を有するヒドロゲルは稀にしか作られていないが、１００〜３００μｍの範囲の気孔を有する多孔質プラスチックは極めて一般的なことにある。１００μｍより大きな気孔孔径を有する多孔質ヒドロゲルは、最近になって初めて作られており［パーク(Park)Ｈ．その他、１９９４Ａ；パークＨ．その他、１９９４Ｂ］、それは恐らく多孔質ヒドロゲルについての定義が、多孔質プラスチックについての定義と異なっているためである。マイクロポーラス及びマクロポーラスヒドロゲルは、時々重合体「スポンジ」と呼ばれている［チリラＴ．その他、１９９３］。単量体、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を、水中４５（ｗ／ｗ）％以上の初期単量体濃度で重合すると、均質ヒドロゲルより大きな気孔率を有するヒドロゲルが生成する。この不均質ヒドロゲルは、生物医学の文献では時々「スポンジ」と呼ばれている［チリラＴ．その他、１９９３；コンＭ．その他、１９８１］。しかし、「スポンジ」と言う用語は推奨できない。なぜなら、その用語は、如何なる意味でもヒドロゲルではない「ゴムスポンジ」として一層よく知られているからである。更に、ゴムスポンジの性質は、多孔質ヒドロゲルとは全く異なっている。例えば、ゴムスポンジは絞ると、吸い込んでいた水を放出するが、多孔質ヒドロゲルは絞ることができず、それらは、重合体網状組織中にそれらの親水性の性質のため取り込んだ水と共に粉々に砕けてしまう。米国特許第５，４５１，６１３号（スミスその他による）及びそれに関連する特許は、カルボン酸単量体及び効果的な量の架橋剤を含む単量体溶液を、炭酸塩発泡剤を存在させて重合し、それによりマイクロ細胞状ヒドロゲルを形成することにより超吸収性重合体を製造することを提案している。そのマイクロ細胞状ヒドロゲルを、次に細断又は粉砕し、それらの片を用いて芯重合体を形成する。次にその芯重合体を表面架橋して超吸収性粒子を与える。米国特許第５，３３８，７６６号〔ファン(Phan)その他による〕は、内部架橋剤と反応させた中性化カルボキシル基を有する不飽和単量体から超吸収性重合体発泡体を製造することを提案している。その単量体及び架橋剤は、発泡剤及び溶媒の存在下で膨張し、膨張した構造体を形成する。膨張及び反応は、超吸収性重合体材料を形成するように制御する。米国特許第５，１５４，７１３号〔リンド(Lind)による〕は、炭酸塩発泡剤の存在下で（メタ）アクリル酸単量体からマイクロ細胞状ヒドロゲルを形成することにより超吸収性重合体を形成することを提案している。この材料は次に細断して小片にし、乾燥して超吸収性粒状重合体を製造する。米国特許第４，５２５，５２７号（タケダその他による）は、改良された水吸収性を有する架橋アクリル樹脂を製造することを提案している。そのアクリル樹脂は、アクリル酸、アクリルアミド、及び水溶性ポリビニル単量体を水性重合することにより製造されている。ヒドロゲルを制約する因子の一つは、乾燥したヒドロゲルの膨潤性がむしろ遅いことである。乾燥したヒドロゲルを膨潤させるためには、その乾燥ヒドロゲルのガラス状マトリックス中に水を吸収させなければならない。従って、乾燥ヒドロゲルの膨潤速度は、拡散過程とゴム状領域の重合体鎖の緩和によって起きる水の吸収に依存する。通常の錠剤の大きさ（例えば、直径１ｃｍ×厚さ０．５ｃｍ）の乾燥ヒドロゲルの膨潤平衡には、通常少なくとも数時間かかり、これは速い膨潤が必須の多くの用途では遅過ぎる。例えば、犬の胃の中に６０時間まで留まることができる胃残留装置としてヒドロゲルを用いて成功を収めている［シャラビー(Shalaby)Ｗ．Ｓ．Ｗ．その他、１９９２Ａ；シャラビーＷ．Ｓ．Ｗ．その他、１９９２Ｂ］。しかし、これらの研究では腸の中への排出が早過ぎないように、犬に投与する前にヒドロゲルを数時間予め膨潤させなければならなかった。乾燥ヒドロゲルの遅い膨潤性を解決するための研究で、本発明者は、マトリックスの大きさとは無関係に数分内で膨潤することができる超多孔質ヒドロゲルを合成した［チェン(Chen)Ｊ．、１９９７］。これらの超多孔質ヒドロゲルは著しく速い膨潤速度及び大きな膨潤度を与えているが、充分に膨潤した超多孔質ヒドロゲルの機械的強度が余りにも悪く、役にたたなかった。或る場合には、その充分に膨潤した超多孔質ヒドロゲルは摘まみ上げることができず、それらの機械的性質が非常に弱いため簡単に壊れてしまった。通常架橋密度を増大することにより、機械的に強い超多孔質ヒドロゲルを作ることができるが、これは超吸収性の性質を失わせて膨潤度を非常に小さくする結果になる。従って、大きな機械的強度と同様、速い膨潤及び大きな吸収特性を有する超多孔質ヒドロゲルを製造することが望ましい。〔発明の要旨〕本発明は、下で定義するように、重合体と、速く水を吸収する物質（崩壊剤）の粒子とが相互に侵入した網状組織から形成された、超多孔質ヒドロゲル（ＳＰＨ）複合体及び関連するヒドロゲル複合体に関する。この重合体は、少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体及び多重オレフィン系(multiolefinic)架橋剤から形成され、その重合体は、崩壊剤粒子に更に架橋されている。本発明の超多孔質ヒドロゲル複合体は、その膨潤比及び圧縮モジュラスによって夫々例示されるように、超吸収性及び機械的強度を有することを特徴とする。ＳＰＨ複合体も非常に短い膨潤時間を有する。本発明の超多孔質ヒドロゲル複合体は、１０μｍ〜３，０００μｍ、一層好ましくは５０μｍ〜１，０００μｍ、最も好ましくは１００μｍ〜６００μｍの範囲の平均気孔孔径を有する。本発明の超多孔質ヒドロゲル複合体は、部分的には、少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体から形成される。単量体は、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ−ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体（例えば、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体（例えば、Ｎ−シクロプロピルメタクリルアミド）等、及びそれらの混合物から選択されるのが好ましい。超多孔質ヒドロゲル複合体は、架橋剤からも形成され、その架橋剤は、ＢＩＳ（Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド）、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、及び１，２−ジオール構造体を含む架橋剤（例えば、Ｎ，Ｎ’−ジアリル酒石酸ジアミド）及び官能性化ペプチド及び蛋白質（例えば、ビニル基で変性されたアルブミン）を含む分解可能な架橋剤から選択されるのが好ましい。本発明の超多孔質ヒドロゲル複合体は、更に下に定義するような崩壊剤(disin tegrant)の粒子から形成される。好ましい崩壊剤は、架橋された天然及び合成の＋及び−に帯電した重合体（高分子電解質）である。崩壊剤の例には、架橋されたナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋した澱粉グリコール酸ナトリウム、及び架橋したポリビニルピロリドンが含まれる。本発明の超多孔質ヒドロゲル複合体は、次のようにして形成するのが適切である。少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、崩壊剤粒子、及び発泡剤を一緒にする。この混合物を次に重合及び発泡条件にかけ、単量体、架橋剤、及び崩壊剤を重合及び架橋し、ヒドロゲル複合体の超多孔質構造を発生させる。〔図面の簡単な説明〕第１図は、架橋重合（実線）及び発泡形成（点線）によりゲル形成の相対的反応速度を例示するグラフである。第２図は、最終圧縮圧力（ＵＣＰ）により表した超多孔質ヒドロゲル複合体の機械的性質に対するＡｃ−Ｄｉ−ゾル（登録商標名）の影響を示すグラフである。第３図は、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル繊維を含有する冷凍乾燥したヒドロゲル複合体の粒子構造のＳＥＭ写真であり、この場合、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル繊維はヒドロゲルの重合体マトリックスに、局部的に相互に侵入した網状組織（ＩＰＮ）により結合している。毛細管作用を促進する超多孔質ヒドロゲル複合体の中空管腔構造が明白に示されている。第４図は、乾燥ヒドロゲルの全重量の％として表した量のＡｃ−Ｄｉ−ゾルを含むポリアクリルアミドヒドロゲル複合体の圧縮モジュラス（Ａ）及び膨潤比（Ｂ）に対するＡｃ−Ｄｉ−ゾルの影響を示すグラフである。第５図は、超多孔質ヒドロゲル又は複合体の胃残留経時変化を例示する図である。小さな乾燥超多孔質ヒドロゲル（Ａ）は、胃の中で急速に膨張する（Ｂ）。それは機械的又は酵素による分解又はそれらの両方により胃の中でゆっくり分解し（Ｃ）、最終的に胃から排出される（Ｄ）。膨潤した超多孔質ヒドロゲル又は超多孔質ヒドロゲル複合体は、その大きな粒径のため胃の中に留まる。胃の収縮（Ｂ−１→Ｂ−３）はゲルを排出することができず、それは胃の本体へ跳ね返され（Ｂ−４及びＢ−５）、この経過が繰り返えされる。第６Ａ図及び第６Ｂ図は、犬に投与した後、２７時間（Ａ）及び３２時間（Ｂ）でとった超多孔質ヒドロゲルのＸ線写真である。犬は最初の６時間餌を食べさせた状態になっており、その後で断食状態にしてあった。超多孔質ヒドロゲルは、三つのヒドロゲルペレット標識（＃１〜３）により示されているように、少なくとも２７時間胃の中に元のままで残留していた。３２時間後、一つの標識（＃１）は腸へ排出されたが、他の二つの標識（＃２〜３）は、依然として胃の中に存在していた。〔本発明の詳細な説明〕本発明のヒドロゲル複合体を形成する方法は、次の工程からなる。少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、及び速い水吸収性材料（崩壊剤）の粒子を一緒にしてその混合物を形成する。次に、その混合物を重合条件にかけてヒドロゲル複合体を形成する。本発明の超多孔質ヒドロゲル（ＳＰＨ）複合体を形成する方法は、前記ヒドロゲル複合体成分の外に、発泡剤を混合物中に一緒にすることを含む。ＳＰＨ複合体が希望される場合には、いつでも混合物の重合と発泡を同時に行うのが好ましい。少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、及び崩壊剤粒子を一緒にして第一混合物を形成した後、この混合物を発泡剤と一緒にするのが好ましい。本発明で用いるのに好ましいエチレン系不飽和単量体は、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ −ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体（例えば、Ｎ− ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体（例えば、Ｎ−シクロプロピルメタクリルアミド）等、及びそれらの混合物から選択される。特に好ましい単量体には、アクリルアミド（ＡＭ）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリジノン（ＶＰ）、アクリル酸（ＡＡ）、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、３−スルホプロピルアクリレート、カリウム塩（ＳＰＡＫ）、硫酸メチル２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチル−アンモニウム（ＡＴＭＳ）、それらの無機塩、及びそれらの混合物が含まれる。本発明で用いられる多重オレフィン系架橋剤は、少なくとも二つのビニル基を有する単量体又は重合体である。好ましい架橋剤には、ＢＩＳ、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、及び１，２−ジオール構造体を含む架橋剤（例えば、Ｎ，Ｎ’−ジアリル酒石酸ジアミド）及び官能性化ペプチド及び蛋白質（例えば、ビニル基で変性されたアルブミン）を含む分解可能な架橋剤が含まれる。本発明で用いられる崩壊剤の粒子は、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、架橋ナトリウムカルボキシメチル澱粉、架橋硫酸デキストラン、架橋キトサン、架橋ヒアルロン酸、架橋アルギン酸ナトリウム、架橋ペクチニン酸、架橋デオキシリボ核酸、架橋リボ核酸、架橋ゼラチン、架橋アルブミン、ポリアクロレインカリウム、グリシン炭酸ナトリウム、架橋ポリ（アクリル酸）、架橋ポリ（スチレンスルホネート）、架橋ポリ（アスパラギン酸）、架橋ポリリシンのような、架橋した天然及び合成高分子電解質から選択される。また、架橋ポリビニルピロリドン、架橋ウルトラアミロペクチン、架橋ポリ（エチレングリコール）、架橋中性セルロース誘導体、微結晶質セルロース、粉末セルロース、セルロース繊維、架橋澱粉のような、架橋天然親水性重合体も用いることができる。粒子形態の上記重合体の非架橋型のもの及び毛細管力により吸引性を与える多孔質の無機材料も用いることができる。架橋剤対単量体の比は、０．０１：１００〜１０：１００の範囲にあるのが好ましい。崩壊剤対重合体の比は、１：１００〜１００：１００の範囲にあるのが好ましい。重合は、例えば、ＵＶランプを用いて光化学的に開始することもでき、或は重合及び発泡条件にかける前に混合物と化学的開始剤とを一緒にすることにより化学的に開始することもできる。一般に、泡安定化剤は、単量体、架橋剤及び崩壊剤の混合物と、それらを重合及び発泡条件にかける前に一緒にするのが好ましい。外部ガス源から気泡を導入することにより、またここで述べるようにして、種種の発泡方法を用いることができる。しかし、単量体、架橋剤及び崩壊剤の混合物中に溶解又は分散させた発泡剤により発泡を行わせるのが好ましい。特に好ましい発泡剤は、アクリル酸のような酸と混合した炭酸水素ナトリウム、ＮａＨＣＯ₃であり、ＮａＨＣＯ₃の分解を開始してＣＯ₂の気泡を発生させる。ここで言及する適当な重合及び発泡条件には、周囲圧力及び５〜９０℃の範囲の温度、一層好ましくは周囲温度が含まれる。適当な重合及び発泡を行わせるための時間は、２０秒から６０分の範囲にあるのが便利である。本発明の超多孔質ヒドロゲル複合体は、典型的には１０μｍ〜３，０００μｍの範囲、一層好ましくは５０μｍ〜１，０００μｍの範囲、最も好ましくは１００μｍ〜６００μｍの範囲の平均気孔孔径を有する。本発明の超多孔質ヒドロゲル及びその複合体は、無数の大きな気孔を内部に有する新しい種類のヒドロゲルであると言える。超多孔質ヒドロゲルは無数の気孔を有するが、従来のヒドロゲルは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で検査してもマトリックス全体に亙る気孔は示していない。超多孔質ヒドロゲル中の気孔の典型的な大きさは、１００μｍより大きく、通常数百μｍの範囲にあり、ｍｍの範囲にまでなることがある。超多孔質ヒドロゲル内部の気孔の殆どは、連続して開口チャンネル系を形成している。気孔の大きさ及び数は、架橋重合中の表面活性剤及びガス形成剤の種類及び量を調節することにより制御することができる。乾燥した後でさえも、超多孔質ヒドロゲルの気孔は互いに連続して毛細管状チャンネルを形成したままになっている。そのため、乾燥した超多孔質ヒドロゲルは、水と接触すると極めて速く膨潤することができ、それらは非常に大きな粒径まで膨潤することができる。超多孔質ヒドロゲルは、マイクロポーラス及びマクロポーラスヒドロゲルと比較して、明確に異なった性質を有することに注意すべきである。第一に、超多孔質ヒドロゲル内の気孔の大きさは、１０μｍ位の小さなものから１ｍｍより大きなものまでの範囲にすることができ、それはマイクロポーラス又はマクロポーラスヒドロゲルの気孔よりも遥かに大きい。第二に、比較的小さな割合の空の空間を含む従来のマイクロポーラス又はマクロポーラスヒドロゲルとは対照的に、超多孔質ヒドロゲルは出発単量体混合物の体積の数百％より多くの気体細胞を容易に保有することができる。第三に、超多孔質ヒドロゲル中の気孔は、乾燥した後でも連続したままであり、そのため乾燥ヒドロゲルを極めて速く膨潤させることができる。多孔質ヒドロゲルは、気泡の存在下で製造することができる。例えば、発泡剤により発生した気泡の周りに単量体を重合するか、又は水溶性重合鎖を架橋することができる。発泡技術は、ポリウレタン、ゴム及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のような材料を用いてプラスチック発泡体を製造するのに広く用いられている。発泡方法の重要な成分は「発泡剤」(blowing agent又はfoaming agent)であり、それは重合体マトリックス内に細胞状構造を形成することができる物質又は物質の組合せとして定義されている。発泡剤は、圧力を解放すると膨張する窒素及び二酸化炭素のような物理的薬剤、及び分解又は反応してガスを形成する、例えば、ＮａＨＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、及びＣａＣＯ₃のような化学的薬剤として分類されている。Ｉ．超多孔質ヒドロゲルの製造最近、「超多孔質ヒドロゲル」を製造するのに発泡法が用いられている［パーク(Park)Ｈ．その他、１９９４Ａ；パークＨ．その他、１９９４Ｂ］。超多孔質ヒドロゲルを製造するのに用いられる発泡法のため、それらは「ヒドロゲル発泡体」とも呼ばれている。発泡法により超多孔質ヒドロゲルを合成する場合、発泡及び重合は同時に行われなければならず、そのため発泡及び重合のタイミングを調節することが重要である。上で述べた研究では、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムのような無機炭酸塩が発泡剤として用いられた。本発明者は、発泡技術を用いて、ポリアクリルアミド、ポリ（アクリル酸ナトリウム）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（３−スルホプロピルアクリレート、カリウム塩）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、ポリ（硫酸メチル｛２−（アクリロイルオキシ）エチル｝トリメチルアンモニウム）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリジノン）（ＰＶＰ）、変性スクロース、及びゼラチンの超多孔質ヒドロゲルを製造するのに成功している。勿論、この方法により多くの他の超多孔質ヒドロゲルを製造することもできる。発泡法により製造された超多孔質ヒドロゲルの気孔孔径は、通常１００μｍより大きく、それはｍｍ範囲に容易に達することがある。通常、気孔は肉眼で見える程大きい。上で述べたように、超多孔質ヒドロゲルは、気泡の存在下で単量体を架橋重合することにより製造する。従って、超多孔質ヒドロゲルの合成は、単量体、架橋剤、及び化学的開始剤のようにヒドロゲルを製造するための通常の成分の外に、発泡剤及び表面活性剤も必要とする。発泡剤は気泡を発生し、表面活性剤は膜・空気界面張力を低下し、膜粘度を増大することにより発生した泡を安定化する［ハートレイ(Hartley)Ｆ．Ｄ．その他、１９６８］。超多孔質ヒドロゲルを製造するのに二つの工程が含まれている：重合及び発泡である。均質な超多孔質ヒドロゲルを製造するためには、これら二つの過程がほぼ同時に起きなければならない。従って、二つの過程のタイミングの調節が必須である。重合体網状組織中に気泡を永久的に捕らえるためには、泡が安定化した時にゲル化が起きなければならない。発泡過程は比較的短く、泡を数分より長く安定化することは難しいので、発泡の開始後、例えば、ＮａＨＣＯ₃を単量体混合物へ添加した後、数秒以内にゲル化を開始させなければならない。単量体（種類及び濃度）。開始剤（種類及び濃度）、温度、及び溶媒を注意深く選択することにより、速いゲル化を達成することができる。典型的には、水溶性アクリレート、メタクリレート、及びアクリルアミドが非常に速くゲル化する。従って、これらの単量体から超多孔質ヒドロゲルを製造するのが好ましい。更に、大きな単量体濃度、適切な種類の開始剤、大きな開始剤濃度、高い温度、及び良好な溶媒は、全て重合速度を増大する。化学的又は機械的などのような発泡方法によっても気泡を形成することができる。現在の研究では、ＮａＨＣＯ₃が発泡剤として選択される。なぜなら、化学薬品の熱分解、機械的泡立て、低沸点液体の揮発、化学反応、圧力解放による溶解ガスの膨張、微小球の重合体本体への配合、ガス充填ビーズの加熱による膨張のように他の方法によっては与えることのできない（下で述べるような）独特な利点を持つからである［クレムプナー(Klempner)Ｄ．その他、１９９１］。発泡剤の使用量により、超多孔質ヒドロゲルの気孔孔径及び気孔率が調節される。超多孔質ヒドロゲルの大量生産のためには、化学的発泡法よりも一つ以上の噴霧器により機械的に発泡する方が一層よい選択になるであろう。なぜなら、重合中に発生した熱は急速には消失しないので、数分以内に重合を完了させることは望ましくないからである。例えば、比較的少量の開始剤を用いてゲル化時間を（例えば、１０分より長く）遅延させることができる。機械的発泡はどの期間のどの時点ででも開始することができるので、発泡過程を希望の時間に開始させ、必要に応じて発泡体の高さを維持することができる。超多孔質ヒドロゲルの大量生産で機械的発泡により正確なタイミング調節を行うことができる。Ａ．水溶液中での超多孔質ヒドロゲルの製造特に別に指示しない限り、全ての単量体及び化学物質はアルドリッヒ・ケミカル社(Aldrich Chemical Co.，Inc.)（ウィスコンシン州ミルウォーキー）から得られたものである。超多孔質ヒドロゲルは、アクリル酸（ＡＡ）、アクリルアミド（ＡＭ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）（イーストマン・コダック・ケミカル社）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）、ビニルピロリドン（ＶＰ）、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、３− スルホプロピルアクリレート（カリウム塩、ＳＰＡＫ）、２−アクリルアミド− ２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、及び硫酸メチル｛２−（アクリロイルオキシ）エチル｝−トリメチルアンモニウム（ＡＴＭＳ）のように種種の単量体から合成された。速いゲル化を確実に行わせるため、水溶液中の単量体の濃度は殆どの場合１０％より大きかった。この研究で用いた選択された単量体の分子構造を表１に示す。表１．超多孔質ヒドロゲルを製造するために用いたビニル単量体過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）とＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）〔バイオ・ラド(Bio-Rad)；ＣＡ、リッチモンド〕のレドックス対を開始剤として用いるのが好ましいが、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＢＩＳ）は架橋剤として用いる。架橋剤の量は、単量体の０．０１％（ｗ／ｗ）〜１０％（ｗ／ｗ）に等しい。超多孔質ヒドロゲル製造の殆どで、架橋剤濃度は単量体の約１％（ｗ／ｗ）に等しい。架橋剤濃度が余りにも高いと、膨潤した超多孔質ヒドロゲルを一層脆くし、膨潤比を低下する結果になる。一方、架橋剤濃度が余りにも低いと、超多孔質ヒドロゲルを一層柔らかく、壊れ易くする。開始剤濃度は重合速度に著しい影響を与える。典型的にはＡＰＳ及びＴＥＭＥＤの濃度は単量体の約２％（ｗ／ｗ）である。通常、ＮａＨＣＯ₃の添加後、数分以内にゲル化が始まる。超多孔質ヒドロゲルを製造するためには、酸（アクリル酸、ＨＣｌ、クエン酸、又は酢酸）の存在下で発泡剤としてＮａＨＣＯ₃〔マリンクロット(Mallinckro dt)ＫＹ、パリ〕を用いる。なぜなら、ＮａＨＣＯ₃・酸系は、他の発泡法に勝る利点を示すからである。それは安全で、安く、使用し易い。一層重要なことは、それにより重合工程中、気泡形成のタイミング及び導入したガスの量を調節することができるからである。第一に、単量体、架橋剤、酸、表面活性剤及び開始剤を混合する。次にＮａＨＣＯ₃を添加して気泡を発生する。泡の大きさは放出された気泡の量によって決定され、その量は、今度は酸及びＮａＨＣＯ₃の量によって決定される。第１図に示したように、超多孔質ヒドロゲルの製造には二つの工程が含まれている。実線Ａ−Ｂ−Ｃは重合過程を表し、点線Ｄ−Ｅ−Ｆは発泡過程を表す。開始剤としてＡＰＳ／ＴＥＭＥＤを用いた場合、重合速度はｐＨ依存性になる。開始剤のための最適ｐＨは７〜８である。このｐＨ範囲で、開始剤添加後、重合は迅速に進行し、通常１〜２分後にゲル化が始まる。もし発泡の開始が余りにも遅いと、溶液は良好な混合のためには粘稠になり過ぎ、それが不均質な多孔質ヒドロゲルを与える結果になる。均質な超多孔質ヒドロゲルを製造するためには、発泡剤を添加する時を、非常に狭い粘度範囲に亙って注意深く制御しなければならない。通常、このタイミングの調節は難しい。しかし、酸とＮａＨＣＯ₃を発泡剤として用いた場合、それらはタイミング調節を非常にやり易くする特別なトリガー(trigger)系を与える。重合開始時（点Ａ）で、ＮａＨＣＯ₃を除く全ての重合成分を混合する。酸の存在はｐＨを酸性レベル（ｐＨ５〜６）へ低下する。従って、ＴＥＭＥＤを触媒とする遊離ラジカル発生が阻止される。なぜなら、ＴＥＭＥＤはこのｐＨではプロトン化するからである。この結果、非常に遅い重合（Ａ→Ｂ）になる。点Ｄでは、ＮａＨＣＯ₃を添加し、それが酸と反応し、発泡過程を開始する（Ｄ→Ｅ）。その間に、溶液のｐＨはＮａＨＣＯ₃の中性化効果により、中性レベルより高いｐＨ（即ち、ｐＨ７〜８）へ上昇する。このｐＨではＴＥＭＥＤ（遊離塩基型）が、過硫酸アンモニウムからの遊離ラジカル発生に対し触媒作用を及ぼし、加速した重合を開始させる［ゴールドン(Gordon)Ａ．Ｈ．、１９７１］。ゲル化は迅速に進行し（Ｂ→Ｃ）、点Ｃで完結する。ここでＮａＨＣＯ₃が重合のためのトリガーとして働き、発泡及び重合が平行して進行する。従って、特別なタイミング調節は不必要である。ＥからＦまで、泡安定化剤の存在下で泡はその最大の大きさで留まっている。点Ｆの後、発泡は沈静化する（もしゲル化が起きないならば）。良好な超多孔質ヒドロゲルを製造するためには、泡がその最大の大きさに維持されている時にゲル化を開始すべきである。換言すれば、点Ｃは、点ＥとＦとの間にあるべきである。従って、本発明の方法では、ゲル化が開始するまで泡が安定化されているように、ＮａＨＣＯ₃を添加した後、１〜２分でゲル化を行わせるのが典型的である。最終的ｐＨが中性より確実に高くなるように、過剰の量のＮａＨＣＯ₃を用い、酸の量によって発泡体積を調節するようにすべきである。一般に、重合体過程は遅く、最大発泡期間（Ｅ→Ｆ）は短い。超多孔質ヒドロゲルの合成で用いるのに好ましい単量体は、アクリレート及びそれらの誘導体である。なぜなら、それらは比較的速い重合速度を有するからである。この研究で用いたＡＰＳ／ＴＥＭＥＤ系は、数分以内でそれら単量体のゲル化を開始した。ゲル化過程中、最大発泡を長くするため、種々の泡安定化剤を用いるのが好ましい。ゲル化工程が開始されるまで泡を安定化することができるのが良好な泡安定化剤と言うべきである。３０種類以上の異なった表面活性剤を調べた。例えば、トリトン(Triton)（登録商標名）表面活性剤、トウィーン(Tween)及びスパン(Span )表面活性剤、プルロニック(Pluronic)（登録商標名）表面活性剤〔ポリ（エチレンオキシド）・ポリ（プロピレンオキシド）・ポリ（エチレンオキシド）三ブロック共重合体〕（ＢＡＳＦ）、シルウェット(Silwet)（登録商標名）表面活性剤〔ＯＳｉスペシャルティーズ社(OSi Specialties Inc.)〕、硫酸ドデシルナトリウム〔バイオ・ラド・ラボラトリーズ(Bio-Rad Laboratories)〕、アルブミン〔シグマ・ケミカル社(Sigma Chemical Co.)〕、及びゼラチンなどである。これらの中でプルロニックＦ１２７（ＰＦ１２７）が、超多孔質ヒドロゲルの製造で用いた親水性単量体の殆どに対し、最良の泡安定化性を示した。ＰＦＩ２７は、最も長い時間に亙って泡を維持した。ＮＩＰＡＭ又はＨＰＭＡのような比較的疎水性の単量体に対しては、ＰＦ１２７単独では良好な泡安定化効果を与えなかった。しかし、ＰＦ１２７、プルロニックＰ１０５（ＰＰ１０５）、及びシルウェット７６０５（ＳＬ７６０５）の組合せが、満足すべき泡安定化効果を与えた。ＳＬ７６０５は、ポリアルキレンオキシド変性ポリジメチルシロキサン表面活性剤である。表面活性剤が余りにも少な過ぎると充分な泡安定化効果を与えることができないが、或るレベルよりも過剰にしても、その表面活性剤が一層よい泡安定化効果を与える結果にはならないことが観察されている。全溶液の０．５％（ｗ／ｖ）の表面活性剤濃度が適切であることが判明している。蛋白質はビニル基を持たず、従って、それらの重合は化学的開始剤によっては触媒作用を与えることができない。しかし、蛋白質は遊離アミン基を有し、それらはグルタルアルデヒドによって架橋することができる。従って、超多孔質蛋白質ヒドロゲルは、依然として発泡法によって製造することができる。超多孔質ゼラチンヒドロゲルを一例として製造した（実施例１４）。Ｂ．有機溶媒中での超多孔質ヒドロゲルの製造２−ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）及び変性スクロース単量体のあるもの［チェン(Chen)Ｊ．、１９９７］のような比較的疎水性の単量体は、水溶液に溶解しない。従って、それらの超多孔質ヒドロゲルを製造するためには有機溶媒を使用する必要がある。ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）〔フィッシャ・サイエンティフィック(Fisher Scientific)〕を用いて、変性スクロース単量体から超多孔質ヒドロゲルを製造することができ、イソプロパノールを用いてＰＨＰＭＡ超多孔質ヒドロゲルを製造することができる。適当な溶媒は、単量体、架橋剤、発泡剤、泡安定化剤、及び開始剤の溶解度に順応すべきである。ＢＩＳ架橋剤はイソプロパノールとＤＭＳＯの両方に可溶性である。ＤＭＳＯ中では、ＮａＨＣＯ₃は、アクリル酸、酢酸、ＨＣｌ、又はクエン酸と混合しても気泡を発生しない。しかし、強有機酸であるｐ−トルエンスルホン酸と混合した場合には、ＮａＨＣＯ₃はＤＭＳＯ又はイソプロパノール中で良好な発泡剤になる。上で述べたように、ＰＦ１２７は水溶液中の親水性単量体の殆どに対し優れた泡安定化剤である。比較的疎水性の単量体の場合、或は有機溶媒中では、ＰＦ１２７単独は良好な泡安定化効果を与えなかった。しかし、ＰＦ１２７、ＰＰ１０５、及びＳＬ７６０５の適当な組合せは満足すべき泡安定化効果を与える。実施例１５で論ずるように、ＡＰＳ／ＴＥＭＥＤ系は、開始剤として用いられた。しかし、異なった分解速度及び有機溶媒中で異なった溶解度を有する一連のアゾ開始剤〔ワコ・ケミカル社(Wako Chemical Co.)〕は、有機溶媒中での疎水性超多孔質ヒドロゲルの製造に対しＡＰＳ／ＴＥＭＥＤよりも良い開始剤になることが判明している。疎水性超多孔質ヒドロゲルの全てが、予想通りの顕著な水中膨潤を示す訳ではない。それらは、相互に侵入した網状組織を製造することにより、親水性超多孔質ヒドロゲルの機械的強度を改良するのに最もよく適している。共重合体を製造するために、超多孔質ヒドロゲルを合成する前に、疎水性単量体を親水性単量体と混合することもできる。次の実施例は本発明を例示しているが、本発明を限定するものではない。〔実施例〕例１．ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）超多孔質ヒドロゲル試験管（外径２０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ）に次の成分を順次入れた：１０００ μｌの５０％ＡＭ；２００μｌの２．５％ＢＩＳ；４６０μｌの蒸留脱イオン水（ＤＤＷ）：１００μｌの１０％プルロニック（登録商標）Ｆ１２７；２５μｌのＡＡ；４０μｌの２０％ＡＰＳ；及び４０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。最後に９０ｍｇのＮａＨＣＯ₃粉末を添加し、へらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。ＮａＨＣＯ₃を添加して１〜２分以内にゲル化が開始した。例２．ポリ（アクリル酸ナトリウム−ｃｏ−アクリル酸）超多孔質ヒドロゲル最終ｐＨを６にするためアクリル酸をＮａＯＨ溶液で部分的に中和することにより、単量体溶液を調製し、最終単量体溶液は、アクリル酸とアクリル酸塩の合計６Ｍに相当していた。試験管（外径２０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ）に次の成分を順次入れた：１０００ μｌの単量体溶液；２００μｌの２．５％ＢＩＳ；４６０μｌの蒸留水；１００ μｌの１０％プルロニック（登録商標）Ｆ１２７；２５μｌのＡＡ；４０μｌの２０％ＡＰＳ；及び４０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。最後に９０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。ゲル化は１〜２分以内に開始した。例３．ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）超多孔質ヒドロゲルヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）は、例１及び２で用いたアクリレート単量体よりも重合速度が遅いので、重合速度を大きくするため一層高い温度を（６３℃）を用いた。試験管（直径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に７００μｌのＨＥＭＡ；１００μ ｌの２．５％ＢＩＳ、及び１００μｌの１０％プルロニックＦ１２７を入れ、全溶液を６３℃に暖めた。この溶液に５０μｌの２０％ＡＰＳ及び５０μｌの２０％ＴＥＭＥＤを添加した。温度を６３℃に８０秒間維持した後、８０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、へらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。ゲル化は、ＮａＨＣＯ₃を添加して１〜２分以内に開始した。この配合では、酸は添加しなかった。単量体混合物が６３℃で８０秒間反応した後、ＮａＨＣＯ₃を添加すると気泡が発生した。早くＮａＨＣＯ₃を添加しても気泡は発生しなかった。その理由は明らかではない。可能な一つの理由は、重合熱によってＮａＨＣＯ₃が分解することにより気泡が発生したと言うことである。ＮａＨＣＯ₃の添加が遅過ぎると、溶液の粘度が良好な混合を行うのに高過ぎるようになった。その結果気孔率の低い不均質な超多孔質ヒドロゲルになった。ゲル化が開始した後ＮａＨＣＯ₃を添加すると、泡は全く発生しなかった。例４．ポリ（３−スルホプロピルアクリレート、カリウム塩）（ＰＳＰＡＫ）超多孔質ヒドロゲル試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を順次入れた：１０００ μｌの３０％のＳＰＡＫ；４０μｌの２．５％ＢＩＳ；５０μｌの１０％プルロニックＦ１２７；２５μｌのＡＡ；２０μｌの２０％ＡＰＳ；及び２０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。最後に９０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。ＰＳＰＡＫは強陰イオン性重合体（高分子電解質）であり、酸性ｐＨ中でさえも帯電している。例５．ポリ｛硫酸メチル２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウム｝（ＰＡＴＭＳ）超多孔質ヒドロゲル試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を順次入れた：１０００ μｌの３０％ＡＴＭＳ；４０μｌの２．５％ＢＩＳ；５０μｌの１０％プルロニックＦ１２７；２５μｌのＡＡ；２０μｌの２０％ＡＰＳ；及び２０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。最後に９０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。例６．ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）（ＰＡＭＰＳ）超多孔質ヒドロゲル最終ｐＨを５にするためＮａＯＨ溶液でＡＭＰＳを部分的に中和することにより単量体溶液を調製し、最終単量体溶液は３０％（ｗ／ｗ）であった。試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を順次入れた：１０００ μｌの部分的に中和した単量体溶液；４０μｌの２．５％ＢＩＳ；５０μｌの１０％プルロニックＦ１２７；２５μｌのＡＡ：２０μｌの２０％ＡＰＳ；及び２０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。最後に９０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。例７．ポリ（Ｎ−ビニルピロリジノン）（ＰＶＰ）超多孔質ヒドロゲル１−ビニル−２−ピロリジノン（ＶＰ）の重合速度はアクリレート又はメタクリレート単量体の重合速度よりも遅い。ＡＰＳ／ＴＥＭＥＤ開始剤は６０℃で数時間経ってもＶＰ単量体の重合を開始するのに効果的ではなかった。しかし、Ｖ５４５〔日本のワコ・ピュア・ケミカル・インダストリーズ社(Wako Pure Chemi cal Industries，Ltd.から入手した水溶性アゾ開始剤〕が、水溶液中、６０℃で１分以内でＶＰ単量体の重合を開始した。超多孔質ヒドロゲルの製造には速いゲル化が必要なので、ＰＶＰ超多孔質ヒドロゲルの製造でＶ５４５を開始剤として用いた。試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を順次入れた：５００μ ｌのＶＰ；２００μｌの２．５％ＢＩＳ；１００ｐｌの水；５０μｌの１０％プルロニックＦ１２７；及び２０μｌのＡＡ。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。８５℃の水浴で２分間暖めた後、新たに作った１０％Ｖ５４５水溶液５０μｌを添加し、再び混合した。直ちに２０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、気泡を均一に分布させた。溶液を８５℃で５分間維持した。８５℃で、ＶＰの重合は非常に速く進行し、Ｖ５４５を添加した後、１分以内でゲル化が進行した。例１〜６で用いたレドックスＡＰＳ／ＴＥＭＥＤ開始剤とは異なって、この配合物中のラジカル発生はＶ５４５の熱分解に基づくものであった。従って、重合はｐＨ依存過程ではない。酸／ＮａＨＣＯ₃によって与えられるトリガー系はこの配合では存在しなかったので、ＰＶＰ超多孔質ヒドロゲルを製造するのに一層正確なタイミング調節が必要であった。Ｖ５４５を添加した直後にＮａＨＣＯ₃を添加するのがよかった。Ｖ５４５により開始された重合はｐＨ依存性ではないので、酸性単量体から（中和を用いずに）直接超多孔質ヒドロゲルを製造するためにそれを用いることができた。例８．ポリ（アクリル酸）（ＰＡＡ）超多孔質ヒドロゲル例２では、酸性単量体であるアクリル酸から超多孔質ヒドロゲルを製造するため、アクリル酸を最初に中和しなければならなかった。さもないと単量体溶液のｐＨが余りにも低くなり過ぎ、そのため開始剤としてＡＰＳ／ＴＥＭＥＤを用いた場合に、重合速度が余りにも低くなり過ぎる。しかし、Ｖ５４５は酸性条件でも重合を開始することができるので、中和工程を用いずに、ＰＡＡ超多孔質ヒドロゲルを製造することができる。試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を順次入れた：５００μ ｌのＡＡ；２００μｌの２．５％ＢＩＳ；５００μｌの水；１００μｌの１０％プルロニックＦ１２７。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。８５℃の水浴で２分間暖めた後、１００μｌの１０％Ｖ５４５を添加し、再び混合した。Ｖ５４５を添加した後、１５秒以内に１５ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、気泡を均一に分布させた。溶液を室温で５分間維持した。例９．ポリ（アクリル酸−ｃｏ−アクリルアミド）（ポリ（ＡＡ−ｃｏ−ＡＭ））超多孔質ヒドロゲル１３ｍｌのＡＡ、９．６ｇのＡＭ、５．８１ｍｌの２．５％ＢＩＳ、約６ｇのＮａＯＨ（最終ｐＨを約５．１に調節するため）、及び最終体積を１００ｍｌにする水を添加することにより単量体混合物を調製した。超多孔質ヒドロゲルを、プラスチック試験管（直径１７ｍｍ×長さ１００ｍｍ）中で、次のようにして製造した。１．５ｍｌの単量体、１００μｌの１０％ＰＦ１２７、５０μｌの２０％ＡＰＳ、５０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ、及び水（最終体積を２ｍｌにする量）を混合した。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。最後に１２０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分散するようにした。次に超多孔質ヒドロゲルを室温で１０分間硬化した。この製造での最終単量体濃度は約１７．４％（ｗ／ｖ）、ＢＩＳ濃度は全単量体の０．３モル％であった。ゲル化直後の試験管（外径１７ｍｍ）中での発泡体の高さは６．５ｃｍ〜７ｃｍの範囲にあった。例１０．ポリ（ＡＭ−ｃｏ−ＳＰＡＫ）−（Ａｃ−Ｄｉ−Ｓｏｌ（登録商標））超多孔質ヒドロゲル複合体ガラス試験管（外径２２ｍｍ、内径１９ｍｍ、高さ１７５ｍｍ）中でポリ（ＡＭ−ｃｏ−ＳＰＡＫ）超多孔質ヒドロゲルを製造した。試験管に次の成分を順次入れた：１，２００μｌの５０％アクリルアミド（ＡＭ）；９００μｌの５０％３−スルホプロピルアクリレートカリウム塩（ＳＰＡＫ）；４５０μｌの２．５％ＢＩＳ；９０μｌの１０％プルロニックＦ１２７；３０μｌの５０％（ｖ／ｖ）アクリル酸；４５μｌの２０％過硫酸アンモニウム。各成分を添加する毎に試験管を振って溶液を混合した。次に２７０ｍｇのＡｃ−Ｄｉ−ゾル粉末を混合物に添加し、へらを用いて撹拌し、それらを混合した。この後で、４５μｌの２０％ＴＥＭＥＤを混合物に添加し、試験管を再び振ってそれを混合した。最後に１００ｍｇのＮａＨＣＯ₃粉末を添加し、混合物を直ちにへらを用いて１０秒間激しく撹拌した。超多孔質ヒドロゲルを室温で１０分間硬化した。次にその超多孔質ヒドロゲルを２枚のへらを用いて試験管から（挟んで）取り出し、４００ｍｌの疑似胃液（ＳＧＦ、ＵＳＰに基づきｐＨ１．２）の入った１リットルビーカー中で２４時間洗浄した。この工程は酸性化と呼ばれている。この後で超多孔質ヒドロゲルを室温で５日間乾燥した。例１０で用いた酸の全量は、他の例で用いた量と比べて非常に少なく、従って発生した気泡の全量も僅かであった。充分連続し、均一に分布した細胞間毛細管状チャンネル組織（速い膨潤のために必須である）を有する超多孔質ヒドロゲルにするのが望ましいので、製造中、限定された量の気泡が充分保持される必要がある。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルの泡安定化効果を調べるため、例１０に基づいて４種類の超多孔質ヒドロゲルを製造した：（Ａ）プルロニックＦ１２７を用いない；（Ｂ）Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを用いない；（Ｃ）プルロニックＦ１２７とＡｃ−Ｄｉ− ゾルの両方を使用する；（Ｄ）Ａｃ−Ｄｉ−Ｓｏｌ（登録商標）を用いないが、２倍のアクリル酸（ＡＡ）（即ち、３０μｌの代わりに６０μｌの５０％ＡＡ）を使用する。試料（Ｃ）だけが大きな膨潤速度及び良好な機械的強度を持ち、相互に連続した気孔が存在することを示していた。ＳＥＭ写真は、試料（Ｃ）中の相互に連続した気孔を示している。この研究は、少量の発泡剤を用いた場合にはいつでも超多孔質ヒドロゲル中に相互連続したチャンネルを作るためには、Ａｃ −Ｄｉ−Ｓｏｌ（登録商標）が重要であることを明確に示している。例１１．ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−ｃｏ−アクリルアミド）（ポリ（ＮＩＰＡＭ−ｃｏ−ＡＭ））超多孔質ヒドロゲル３種類のポリ（ＮＩＰＡＭ−ｃｏ−ＡＭ）超多孔質ヒドロゲルを合成した。これらの超多孔質ヒドロゲルのＮＩＰＡＭ対ＡＭのモル比は、９：１、８：２、及び７：３であり、それらの超多孔質ヒドロゲルを、便宜上夫々Ｎ９０、Ｎ８０、及びＮ７０として標識を付けた。それらの超多孔質ヒドロゲルはガラス試験管（直径２０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ）で製造した。全単量体濃度は１．３４Ｍ、全溶液は１．６６ｍｌであった。ＢＩＳ架橋剤対全単量体の比は１モル％であった。単量体、架橋剤（３．４３ｍｇのＢＩＳ）、泡安定化剤、６ＮのＨＣｌ（５０ μｌ）、及び開始剤（ＡＰＳ及びＴＥＭＥＤの各々、１０ｍｇ）を試験管中に順次添加し、混合した。最後にＮａＨＣＯ₃（６０ｍｇ）を添加し、混合物をへらを用いて激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡が均一に分布するようにした。一つの例では、ＰＦ１２７（１０ｍｇ）及びシルウェット７６０５（ＳＬ７６０５）（３ｍｇ）を泡安定化剤として使用した。ＳＬ７６０５は、最初にジメチルスルホキシド中に溶解し、１０％溶液を作った。その試料ではＰＦ１２７か又はＳＬ７６０５の唯一種類の表面活性剤を用いた場合には、泡は、均一なヒドロゲル発泡体を形成するのに充分な程長く持続しなかった。しかし、他の試料では、ＰＦ１２７単独で、比較的多量のＡＭによる親水性の増大により泡を全く充分に安定化するので、僅か１０ｍｇのＰＦ１２７を泡安定化剤として用いた。例１２．ポリ（ＡＡ−ｃｏ−ＡＭ）−（Ａｃ−Ｄｉ−Ｓｏｌ（登録商標））超多孔質ヒドロゲル複合体Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを含有する超多孔質ヒドロゲルを、例９の配合物にＡｃ−Ｄｉ−ゾルを添加することにより製造した。ＴＥＭＥＤを添加する前に、５０〜２００ｍｇのＡｃ−Ｄｉ−ゾル粉末を溶液に添加し、混合物をへらを用いて撹拌し、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを均一に分布した。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルは溶液中で膨潤し、溶液を粘稠にした。ＴＥＭＥＤ及びＮａＨＣＯ₃を添加した後、混合物をへらを用いて１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル及び気泡を均一に分布させた。例１３．ＰＡＭ−プリモジェル(Primojel)（登録商標名）超多孔質ヒドロゲル複合体プリモジェル含有超多孔質ヒドロゲルを製造するために、ガラス試験管（外径２０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ）に次の成分を順次入れた：６００μｌの５０％ＡＭ；１２０μｌの２．５％ＢＩＳ；１００ｍｇのプリモジェル；２４０μｌの１０％プルロニックＦ１２７；７００μｌのＤＤＷ；１００μｌの６ＮのＨＣｌ；７０μｌの２０％ＡＰＳ；及び７０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加した後、へらを用いて試験管を撹拌し、溶液を混合した。最後に１００ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、発泡を促進し、気泡を均一に分布させた。例１４．ゼラチン超多孔質ヒドロゲル試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を入れた：１ｍｌの１０％ゼラチン；５０μｌの１５％ＭｇＣｌ₂；２０μｌの５０％（ｖ／ｖ）ＡＡ。混合物を８５℃に暖めた後、４０μｌの６％グルタルアルデヒド、及び１５ｍｇのＮａＨＣＯ₃を含有する懸濁物を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌し、８５℃で１０分間放置した。ゼラチン超多孔質ヒドロゲルを製造するために、グルタルアルデヒドを架橋剤として用いた。ＭｇＣｌ₂は重合のための触媒である。１０％より高いゼラチン濃度は推奨できない。なぜなら、粘度が高くなり過ぎ、よい混合を行うことができなくなるからである。室温では架橋反応が遅過ぎるので、架橋反応を促進するため８５℃を用いた。この配合物ではゼラチン自身が表面活性剤として働くので、表面活性剤は不必要であった。ＮａＨＣＯ₃（１５ｍｇ）を先ず１５μｌの水と混合し、懸濁物を形成した後、それを溶液へ添加した。これは、懸濁状態のＮａＨＣＯ₃の方が、乾燥状態のＮａＨＣＯ₃よりも溶液に一層速く混合することができるからである。アクリレート単量体から作られた超多孔質ヒドロゲルとは異なって、ゼラチン発泡体は、それを硬化した後崩壊した。例１５．ポリ（２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭＡ）超多孔質ヒドロゲル試験管（外径１３ｍｍ×長さ１００ｍｍ）に次の成分を順次入れた：５００μ ｌのＨＰＭＡ；２００μｌの１０％ＢＩＳ（ＤＭＳＯ中）；９０μｌの１０％シルウェットＬ７６０５（ＤＭＳＯ中）；及び３０μｌの５％プルロニックＰ１０５（ＤＭＳＯ中）。各成分を添加した後、試験管を振って溶液を混合した。８０ ℃の水浴中で暖めた後、１８０μｌの１０％ＡＰＳ（水中）及び９０μｌの１０％ＴＥＭＥＤ（水中）を添加し、再び混合した。８０℃で３０秒の後、３０ｍｇのＮａＨＣＯ₃を添加し、全溶液をへらを用いて５〜１０秒間激しく撹拌した。上記配合物では、５００μｌのＨＰＭＡを、イソプロパノールの中に入れた５０％ＨＰＭＡ５００μｌで置き換えることができる。上の実験で酸は添加しなかった。単量体混合物が８０℃で３０秒になった後、ＮａＨＣＯ₃を添加した時、気泡が発生した。３０秒前にＮａＨＣＯ₃を添加しても気泡は発生しなかった。この理由は明らかではないが、一つの可能な理由は、重合熱によるＮａＨＣＯ₃の分解により気泡が発生したと言うことである。二種類の泡安定化剤の組合せが重要である。なぜなら、それらのいずれでも単独では良好な泡安定化効果を与えなったからである。例１６．表面にムチン被覆を有する超多孔質ヒドロゲル多くの用途で有用な超多孔質ヒドロゲルの別の重要な性質は、表面の滑らがさである。超多孔質ヒドロゲルの表面をムチン（シグマ・ケミカル社、豚の胃からの粗製物、型II）で変性し、表面の滑らかさを向上させた。例１０で製造した超多孔質ヒドロゲル（ポリ（ＡＭ−ｃｏ−ＳＰＡＫ）超多孔質ヒドロゲル）を酸性化し、乾燥した。粗い側（即ち、合成中、ガラス試験管に面していなかった側）を剃刀刃を用いてトリミングし、粗い表面を除去した。次に綿棒を用いて超多孔質ヒドロゲルを１０％ムチン溶液（シグマ・ケミカル社、型II、粗製物）で被覆した。被覆した超多孔質ヒドロゲルを１３０℃の炉で４０分間加熱した。被覆及び加熱工程を更に２回繰り返した。１００〜１６０℃でアルブミンエマルジョンを加熱して、架橋されたアルブミン微小球を作った［アーシェディー(Arshady)Ｒ．、１９９０］。高温で蛋白質は架橋された網状組織を形成する。ムチンは超多孔質ヒドロゲルの表面で１３０℃で架橋して滑らかな表面特性を与えた。その被覆した超多孔質ヒドロゲルを疑似胃液（ＳＧＦ）中で２日より長く洗浄した後でも、それらの滑らかさは維持されていた。一方、ムチン被覆超多孔質ヒドロゲルを加熱せずに、室温で乾燥すると、滑らかさは１時間しか持たなかった。なぜなら、表面ムチンが架橋せず、ＳＧＦ中に溶解したからである。 II．超多孔質ヒドロゲルの膨潤性Ａ．超多孔質ヒドロゲルの速い膨潤ゲルの膨潤速度［タナカＴ．その他１９７９］に従い、膨潤特性時間（τ）は、次のように、ゲルの特性長さ（Ｌ）の平方に比例し、溶媒中のゲル網状組織の拡散係数（Ｄ）に逆比例する： τ＝Ｌ²／Ｄ球状ヒドロゲルの特性長さは半径であり、ヒドロゲルシートの場合には厚さである。ヒドロゲル網状組織の拡散係数は１０^-7ｃｍ²／秒の程度である［カブラＢ．Ｇ．その他、１９９４；タナカＴ．その他、１９７９］。１０^-7ｃｍ²／秒の拡散係数を有する１ｍｍ厚さのゲル板は、５０％の平衡膨潤に達するまで１時間以上かかり、９０％の平衡に達するまで６時間より長くかかる［ゲールケ（Gh rke）Ｓ．Ｈ．その他、１９９３］。これは余りにも遅過ぎ、それらゲルを赤ん坊のおむつの超吸収材のような実際的用途で用いることができない。膨潤の速い超吸収性重合体（ＳＡＰ）を製造するために、１ｍｍ未満の粒径の粉末状ゲルが一般に工業的に用いられている。ゲルの粒径に対する制約は、ＳＡＰの有用な用途を制限し、一層大きな粒径のＳＡＰが極めて望ましいことは確かである［ナック(Knack)Ｉ．その他、１９９１］。乾燥超多孔質ヒドロゲルの水溶液中での全膨潤時間は、二つの因子によって決定される：ｔ₁及びｔ₂。ｔ₁は、水が超多孔質ヒドロゲルの気孔の全ての表面に到達する時間である。それは超多孔質ヒドロゲルの毛細管作用の効果性によって決定される。ｔ₂は重合体マトリックスの実際の膨潤時間である。それは細胞壁及び支柱の厚さによって決定される。超多孔質ヒドロゲルの細胞壁及び支柱の厚さは非常に薄く、１μｍ未満から数十μｍの範囲にあるので、それらは非常に短い膨潤特性時間を有する。超多孔質ヒドロゲルの場合、ｔ₂は超薄膜ヒドロゲルのそれに匹敵する。毛細管作用は、主に毛細管状チャンネルの有効性及びチャンネルの濡れ性によって決定される。開口細胞間チャンネル及び良好な表面濡れ性を維持することにより、良好な毛細管作用を維持する（即ち、ｔ₁を減少する）種々の方法が試みられてきた。Ｂ．密度・膨潤比測定例９で述べたように、単量体として部分的に中和したアクリル酸（ＡＡ）及びアクリルアミド（ＡＭ）を用いた。ＮａＯＨによるＡＡの中和度は７０％〜１００％であった。ＡＡ対ＡＭのモル比は、５：４であった。架橋剤としてＢＩＳを用い、その濃度は全単量体の０．３モル％であった。これらの数値は、おむつ工業で用いられている一つの式に従って選択された［タケダＨ．その他、１９８５］。この製造で、最終的単量体濃度は約１７．４％（Ｗ／Ｖ）であり、ＢＩＳ濃度は全単量体の０．３モル％であった。超多孔質ヒドロゲルを製造した後、それらを異なった方法で処理した。これらの方法の超多孔質ヒドロゲルの密度、膨潤比、及び膨潤時間に対する影響を研究した。更に、超多孔質ヒドロゲルの膨潤性に対する異なった添加剤の影響を調べた。これらのデーターを表２に与える。乾燥した超多孔質ヒドロゲルの密度（ｄ）は、ｄ＝Ｗ_d／Ｖ_d（式中、Ｗ_dは乾燥超多孔質ヒドロゲルの重量であり、Ｖ_dは超多孔質ヒドロゲルの体積である）により計算した。乾燥超多孔質ヒドロゲルの幾つかは、乾燥後それらの円柱状形態を失ったので、それらの体積の直接の測定は困難であった。Ｖ_dは、溶媒置換法により決定した。簡単に述べると、ピンセットを用いてメスシリンダー中のヘキサンの表面より下へ乾燥超多孔質ヒドロゲルを押し沈め、次に手早くヘキサンから取り出した。取り出す前、及び取り出した後のメスシリンダーの体積変化の読みを、乾燥超多孔質ヒドロゲルの体積であるとした。この方法の精度は、規則的な形をした超多孔質ヒドロゲルの直径及び長さを定規を用いて測定したのとほぼ同じであった。ヘキサンを用いたのは、それが非常に疎水性であるため超多孔質ヒドロゲルが膨潤せず、その溶媒を吸収しないからである。膨潤研究のために、膨潤媒体として脱イオン蒸留水（ＤＤＷ）を用いた。各超多孔質ヒドロゲルを、直径が高さの約２倍である円盤状に切断した（例えば、表２中の試料＃４は、０．８ｃｍの直径及び０．４ｃｍの高さを有し、５０ｍｇ〜６５ｍｇの範囲の重量を持っていた）。膨潤した後では、超多孔質ヒドロゲルは余りにも脆過ぎて手で取り扱うことができなかったので、膨潤比Ｑは、篩法により決定した。膨潤比、Ｑは、次のように定義する。Ｑ＝（Ｗ_s−Ｗ_d）／Ｗ_d 式中、Ｗ_sは膨潤超多孔質ヒドロゲルの重量であり、Ｗ_dは乾燥超多孔質ヒドロゲルの重量である。超多孔質ヒドロゲルを篩秤量ボートに入れた。超多孔質ヒドロゲルの入った篩秤量ボートを、蒸留脱イオン水（ＤＤＷ）中に浸漬し、超多孔質ヒドロゲルを平衡になるまで膨潤させた。Ｑを測定するため、ボートを取り出してその篩から遊離水を滴らせ、紙タオルを用いて篩の下の過剰の水を除去した。次に全重量からボートの重量を差し引くことにより、膨潤超多孔質ヒドロゲルの重量を測定した。この方法では、脆い超多孔質ヒドロゲルを直接手で取り扱う必要はなかった。膨潤時間は、膨潤媒体、ＤＤＷ中に入れた時、超多孔質ヒドロゲルが平衡膨潤状態に達するまでの時間である。Ｃ．非多孔質ヒドロゲルと超多孔質ヒドロゲルとの比較ＰＦ１２７を添加せず、ＮａＨＣＯ₃を添加したことを除き、超多孔質ヒドロゲルを製造するために用いたのと同じ配合により非多孔質ヒドロゲル（表２中の試料＃１）を製造した。試料＃２は、例９に記載した配合に基づいて製造した。重合後、超多孔質ヒドロゲルをへらを用いて試験管から取り出し、５５℃の炉中で１日乾燥した。試料＃３では、取り出した超多孔質ヒドロゲルをＤＤＷ中で平衡になるまで膨潤させ、ＤＤＷ中で数回洗浄した。次に洗浄した超多孔質ヒドロゲルを５５℃の炉中で１日乾燥した。この工程により、超多孔質ヒドロゲル中に残留する泡安定化剤ＰＦ１２７のような水溶性成分を除去した。そのような水溶性成分が存在しないことは、純水の表面張力まで増大した表面張力により、乾燥中の超多孔質ヒドロゲルの崩壊程度に影響を与えるものと予測される。多孔質構造であるため、試料＃２及び＃３は、夫々０．７６及び０．８０ｇ／ｃｍ³の密度を持っており、それらは非多孔質ゲルの密度（１．３０ｇ／ｃｍ³）より小さかった。試料＃２及び＃３は、非多孔質ヒドロゲルの膨潤比（Ｑ＝１７３）よりも大きな膨潤比（夫々、Ｑ＝３２８及び３０７）も示していた。この場合も、それは超多孔質ヒドロゲルの多孔質構造によるものである。開口気孔中に水が保持されたため、全水吸収率は超多孔質ヒドロゲルの場合の方が大きかった。試料＃２及び＃３は、非多孔質ヒドロゲル（７２０分）よりも遥かに速く（夫々、３１分及び５１分で）膨潤した。試料＃３は試料＃２よりも、恐らく試料＃２と＃３との濡れ性の差により、一層長い膨潤時間を持っていた。試料＃２は洗浄してなかったので、ＰＦ１２７のような水溶性成分が超多孔質ヒドロゲルの表面上に残留していた。これらの成分が濡れ性を変化させ、そのため試料＃２が試料＃３よりも速く膨潤したのかも知れない。試料＃２及び＃３の超多孔質ヒドロゲルは、従来の非多孔質ヒドロゲルよりも遥かに速く膨潤するが、それらの膨潤時間は依然として予想よりも遥かに遅い。これらの超多孔質ヒドロゲルの膨潤に対する時間律速段階は、水浸透段階（即ち、ｔ₁）であることが判明している。水が超多孔質ヒドロゲルの中心に到達まで、殆ど全ての膨潤時間が費やされている。水が超多孔質ヒドロゲルの中心に到達した後、それらは迅速にそれらの平衡粒径まで膨潤する。このことは、超多孔質ヒドロゲルではｔ₂は非常に短いが、ｔ₁は非常に長いことを意味する。全膨潤時間を減少させるため、ｔ₁は短くなければならない。従って、毛細管作用を改良することにより水浸透を促進させる方法に向けてその後の研究が行われた。Ｄ．超多孔質ヒドロゲルの膨潤及び弾力性に対するエタノール脱水又は凍結乾燥の影響試料＃２は、平衡膨潤まで３０分より長い時間がかかっている。このむしろ遅い膨潤は、乾燥工程に原因がある。合成された超多孔質ヒドロゲルは、単量体混合物中に存在していた水を含んでいる〔単量体濃度１７．４％（ｗ／ｖ）〕。乾燥工程中、個々の重合体鎖は、水の大きな表面張力（室温で７２ダイン／ｃｍ）により一緒にされており、この作用が気孔の幾つかを閉じている。その結果、発泡体は一層小さく一層緻密な片（密度０．７６ｇ／ｃｍ³）に収縮する。毛細管状チャンネルの多くは閉じているか又は部分的に閉ざされていて、「閉塞端」構造を形成している。従って、水と接触しても毛細管作用は期待出来ない。空気乾燥工程に伴われるこの問題を解決するため、エタノール脱水が良い方法であることが判明した。表２の試料＃４では、合成した超多孔質ヒドロゲルを無水エタノールを用いて脱水した。超多孔質ヒドロゲルを試験管中で合成した後、その試験管に５〜１０ｍｌの無水エタノールを添加して超多孔質ヒドロゲルを脱水した。最初の脱水工程（その間に幾らかの水がエタノールにより置換された）後、超多孔質ヒドロゲルを取り出し、５０ｍｌの無水エタノールの入った皿の中で更に数回脱水して全ての水をエタノールにより確実に置換した。脱水工程中に、柔らかく可撓性であった超多孔質ヒドロゲルは堅く脆くなった。脱水が完了した後、その脱水超多孔質ヒドロゲル中の過剰のエタノールを紙タオルを用いて流出させることにより除去した。次に超多孔質ヒドロゲルを５５℃の炉中で１日乾燥した。試料＃５の場合、合成した超多孔質ヒドロゲルを先ずＤＤＷ中で平衡になるまで膨潤させ、然る後、無水エタノールを用いて脱水した。ＤＤＷ中で予め膨潤せずにエタノール乾燥した超多孔質ヒドロゲル（試料＃４）は、０．２６ｇ／ｃｍ³の密度を持ち、それは試料＃２の密度（０．７６ｇ／ｃｍ³）よりも遥かに小さい。このことは、エタノール脱水した超多孔質ヒドロゲルが遥かに大きな気孔率を有することを意味している。試料＃４の膨潤比は、試料＃２のそれと同様であり、脱水が水吸収性を変化させなかったことを示している。しかし、膨潤時間は試料＃４では大きく減少した（試料＃２の３１分に対し試料＃４では４．８分）。エタノール脱水した超多孔質ヒドロゲルの速い膨潤の原因になる主な因子は、毛細管状チャンネルが保持されていることである。エタノールは重合体に対する溶媒ではないので、脱水工程中、水をエタノールで置き換えると、その結果重合体鎖がエタノールから析出し、それらの可撓性を失う。これが、脱水後に超多孔質ヒドロゲルが堅くなる理由である。重合体鎖は自由に動くことができないので、脱水超多孔質ヒドロゲルを５５℃の炉で乾燥すると、それらはエタノールの表面張力が小さいため一緒になることができない。従って、超多孔質ヒドロゲルは崩壊せず、それにより、乾燥工程後も毛細管状チャンネルが保持される。エタノールは低い表面張力を有し（室温で水が７２ダイン／ｃｍであるのに対し、２２ダイン／ｃｍ）、それは重合体網状組織を崩壊させる駆動力が一層小さいことを意味する。脱水工程について、エタノールのみならず、アセトン、メタノール、及びイソプロパノール等のような他の慣用的有機溶媒も用いることができる。エタノールにより脱水された超多孔質ヒドロゲルは、エタノール脱水を行わないものよりも大きな気孔孔径及び低い密度を有する。ＳＥＭ写真は、試料＃４の気孔の数及び孔径が試料＃２のものよりも遥かに大きいことを示している。試料＃４の気孔も相互に連続して毛細管状チャンネルを形成し、その結果水が容易に超多孔質ヒドロゲルの中心まで浸透することができる。同様な構造上の差が、エタノール脱水を用いて製造したスクロース超多孔質ヒドロゲルと、エタノール脱水を用いずに製造したものとでも見出すことができる。試料＃５では、超多孔質ヒドロゲルをＤＤＷ中で膨潤し、然る後、エタノールで脱水した。試料＃５の超多孔質ヒドロゲルは０．１３ｇ／ｃｍ³の密度を有し、それは試料＃４の０．２６ｇ／ｃｍ³よりも更に小さい。このことは、試料＃５では超多孔質ヒドロゲルが脱水前に充分に膨潤していた、即ち、重合体鎖が充分に緩和していたからである。この状態の下での脱水は、一層大きな体積を持つ超多孔質ヒドロゲルを与える結果になる。試料＃５の密度が一層低いことは、それらが更に一層よい毛細管組織を有することを示唆している。このことは、試料＃５の膨潤時間（４．１分）が試料＃４（４．５分）よりも僅かに速い原因になっている。フェノール発泡体のようなプラスチック発泡体では、気孔の最も一般的な形態は直径が数百μｍである。これらの大きな気孔（マクロセルと呼ばれている）の外に、それらマクロセルの壁に約１μの直径を有する第二の気孔（マイクロセルと呼ばれている）が存在する［シュトフ(Shutov)Ｆ．Ａ．、１９９１］。マイクロセルは本発明の超多孔質ヒドロゲルでも見出されている。マイクロセルはＳＥＭで測定して０．１〜５μの粒径を有する。マイクロセルは、超多孔質ヒドロゲルの主要な気孔よりも２〜３桁小さい。超多孔質ヒドロゲル試料は、全てて冷凍乾燥した。冷凍乾燥した超多孔質ヒドロゲルは、以前には観察されていなかった独特の性質を示している。冷凍乾燥した超多孔質ヒドロゲルの膨潤特性（即ち、膨潤比及び膨潤時間）は、エタノール脱水超多孔質ヒドロゲル試料と比較して改良されている（即ち、それらは一層大きな粒径へ一層速く膨潤する）。冷凍乾燥した超多孔質ヒドロゲルの最も独特な性質は、それらの弾力性である。空気乾燥又はエタノールの乾燥とは異なって、冷凍乾燥は、極めて可撓性の固体マトリックスを与える結果になる。従って、冷凍乾燥超多孔質ヒドロゲルは、破壊することなく圧縮、延伸され、或はどのような形にでも変化させることができる。この乾燥超多孔質ヒドロゲルの弾力性は、乾燥した試料を更に処理するため手で取扱う際に最も重要な性質になる。例えば、経口投与に用いるため、乾燥超多孔質ヒドロゲルをゼラチンカプセル中に圧搾して嵌め込む場合、それらの可撓性が大きいため、それを破壊することなく容易に行うことができる。Ｅ．超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に対する湿潤剤の影響相互に連続した毛細管状チャンネルが単に存在するだけでは良好な毛細管作用を与えるには不充分である。超多孔質ヒドロゲルの表面が良好な濡れ性も持っていなければならない。表２の試料＃４及び＃５の両方共、良好な毛細管状チャンネルを有するが、水の浸透には依然として４分より長い時間がかかっている。この主な理由は、超多孔質ヒドロゲルの表面が良好な濡れ性を持っていなかったことにある。表面濡れ性は、主に重合体の種類及び性質、表面粗さ、及び膨潤媒体によって決定される。微視的規規模での表面粗さを制御するのは容易ではなく、最も有用な媒体が水であるので、超多孔質ヒドロゲルの表面特性は異なった湿潤剤を用いることによって変化する。湿潤剤は表面濡れ性を変化する。米国特許第５，１４９，３３５号明細書に記載されているように、ポリアクリレートヒドロゲル粒子の膨潤速度を増大するため、ボラノール(Voranol)(登録商標名)(ダウ・ケミカル社により製造されたポリオール)を湿潤剤として用いることができる。試料＃６は、１％のボラノール₂₄₀ _-800 （登録商標名）〔ボラノールに付けた数字はヒドロキシ数(hydroxy number) 及び分子量に関する］を含有するエタノールで超多孔質ヒドロゲルを脱水することにより作った。表２に示したように、ボラノールで処理した試料＃６は、試料＃４のものと同様な密度及び膨潤比を持っていた。しかし、試料＃６の膨潤時間（ｔ＝２．８分）の方が、試料＃４（ｔ＝４．８分）よりも速かった。このことは、湿潤剤が一層よい表面濡れ性を与えることにより膨潤時間を短くできたことを示している。他の湿潤剤により膨潤時間を更に一層短くすることも可能である。Ｆ．超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に対する水分含有量の影響表２の試料＃７及び＃８は、夫々試料＃２及び＃４を湿潤することにより製造した。乾燥した超多孔質ヒドロゲルを、支持体上に置き、それを少量の水が底にある蓋付き容器中に入れた。この装置は湿った室を構成する。試料＃７は、試料＃２をその湿った室中に室温で２４時間入れることにより作った。超多孔質ヒドロゲルはその最初の水分重量の１２６±１１％を吸収した。試料＃８は、湿った室中に試料＃４を室温で１２時間入れることにより作った。それは、その最初の水分重量の８１±４％を吸収した。水分吸収量は、湿潤させる長さ及び温度によって制御された。膨潤比は湿潤後変化しなかった。四つの試料（試料＃２、４、７、８）は、全てＤＤＷ中で同様な膨潤比を示していた（表２）。しかし、湿潤させると膨潤時間が著しく減少した。この処理の後、試料＃７の膨潤時間は３１分（試料＃２）から僅か７分に減少し、一方試料＃８の膨潤時間は４．８分（試料＃４）から僅か３７秒に減少した。前に述べたように、水の浸透は超多孔質ヒドロゲルの膨潤にとって時間律速段階である。湿潤後の膨潤時間の減少は、超多孔質ヒドロゲルの表面濡れ性が改良されたためであると考えられる。湿潤後の表面濡れ性の変化は、ヒドロゲルの両親媒性によって起こされる。水和した状態の重合体鎖は、大きな移動度を有する。超多孔質ヒドロゲルを乾燥すると、空気・重合体界面にある重合体鎖はその配向を変化し且つ（又は）自由エネルギーを減少するように形態を変化させ、その結果、比較的疎水性の側の鎖又は主鎖が空気の方へ向くようになる。これが表面特性を比較的親水性から比較的疎水性のものへ変化させることになる。湿潤処理中、この過程が逆になる。重合体鎖は再びそれらの配向及び（又は）形態を変化し、表面特性が比較的親水性になる［ホリー(Holly)Ｆ．Ｊ．その他、１９７６；ラトナー(Ratner)Ｂ．Ｄ．その他、１９８６］。この変化が試料＃７及び＃８の濡れ性の向上を起こしている。Ｇ．超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に対する超崩壊剤の影響超多孔質ヒドロゲルのエタノール脱水は、膨潤時間を著しく減少する。しかし、この方法は脱水を完了させるまでにエタノールを繰り返し使用する必要がある。一層簡単な方法を見出す研究で、超多孔質ヒドロゲル中に「超崩壊剤（superdis integrant）」を配合することが試みられた。Ａｃ−Ｄｉ−ゾル、プリモジェル、エクスプロタブ(Explotab)（登録商標名）、及びクロスポビドン(Crospovidone)（登録商標名）のような超崩壊剤は、錠剤及びカプセルに、それらの速い崩壊を促進するために広く用いられてきている。崩壊の機構は、崩壊剤の膨潤、吸引、及び変形に基づいている［カニッヒ(Kanig )Ｊ．Ｌ．その他、１９８４］。圧縮錠剤を水溶液の中に入れると、水が急速に吸収され、崩壊剤の膨潤により錠剤が迅速に破壊される。上で述べたように、空気乾燥した超多孔質ヒドロゲルは、その相互連続した毛細管状チャンネルを失う（表２中の試料＃２）。しかし、配合した超崩壊剤が存在すると、それら潰れた超多孔質ヒドロゲル中の「閉塞端」構造が、それら配合超崩壊剤の膨潤により膨張し、潰れたチャンネルが開いて毛細管作用を回復することができる。１．架橋したナトリウムカルボキシメチルセルロース（Ａｃ−Ｄｉ−ゾル）の影響Ａｃ−Ｄｉ−ゾル〔ＦＭＣコーポレーション(FMC Corporation)〕は、架橋したナトリウムカルボキシメチルセルロースである。乾燥状態では、それは１０〜２０μｍの直径及び１００〜２００μｍの長さを有する堅い繊維として存在する。表２中の試料＃９〜１２中に配合するために、ＴＥＭＥＤを添加する前に、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを種々の量（５０ｍｇ〜２００ｍｇ）で単量体溶液に添加した。へらを用いて溶液を撹拌し、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを均一に分布させ、粘稠な混合物を形成した。ＮａＨＣＯ₃を添加した後、撹拌して更にＡｃ−Ｄｉ−ゾルを混合し、ＮａＨＣＯ₃の添加による重合が開始された後、粘度が急速に増大し、Ａｃ −Ｄｉ−ゾルの管底への沈降は無視できる程であった。重合が完了した後、超多孔質ヒドロゲルを５５℃の炉中で１日乾燥した。表２中の試料＃９、＃１０、＃１１、及び＃１２は、夫々０．４８、０．３９、０．３３、及び０．２８ｇ／ｃｍ³の密度を持っていた。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルの含有量を増大すると、合成した超多孔質ヒドロゲルの密度が低下した。Ａｃ−Ｄｉ −ゾルを単量体溶液と混合すると、それが膨潤し、単量体（ＡＭ及びＡＡ）と架橋剤（ＢＩＳ）がセルロース網状組織中に吸収された。重合が完了した後、Ａｃ −Ｄｉ−ゾル粒子のセルロース網状組織と、架橋ポリ（ＡＡ−ｃｏ−ＡＭ）網状組織とが相互に侵入した重合体網状組織（ＩＰＮ）を形成する。このＩＰＮの形成はＡｃ−Ｄｉ−ゾル粒子に限定されており、従って、局部的ＩＰＮ（又はＡｃ −Ｄｉ−ゾル粒子）が、合成された超多孔質ヒドロゲルの架橋剤として基本的に機能を果たす。乾燥工程中、堅いＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維が網状組織構造を維持し、その結果、超多孔質ヒドロゲルの収縮は少なくなる。Ａｃ−Ｄｉ−ゾル含有量の大きな超多孔質ヒドロゲルは、一層大きな気孔率を有し、一層良好な毛細管状チャンネルを有する。しかし、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを添加すると、超多孔質ヒドロゲルの膨潤比を低下する。試料＃２、９、１０、１１、及び１２の膨潤比は、夫々３２８、２９４、１９２、１２０、及び９１であった。その減少は局部化したＩＰＮによる架橋の増大によるものである。一方、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを添加すると、膨潤時間が劇的に減少した。試料＃２、９、１０、１１、及び１２の膨潤時間は、夫々３１分、８．５分、１．２分、３５秒、及び２２秒であった。膨潤速度を増大するＡｃ−Ｄｉ−ゾルの機能は二つある。第一はそれが毛細管状チャンネルを維持するのを助けることである。これは、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを配合した超多孔質ヒドロゲルの密度が一層低いことから明らかである。しかし、試料＃４、＃５、及び＃６と比較すると、試料＃１２は一層大きな密度を有するが、膨潤時間は短くなっている。このことは、維持された毛細管状チャンネルがその速い膨潤の唯一の理由ではないことを示唆している。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルの別の働きはその親水性にあると考えられる。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルは大きな濡れ性を有し、０°の接触格を示す［ギッシンガー(Gissinger)Ｄ．その他、１９８０］。従って、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを配合すると、超多孔質ヒドロゲルの表面が一層親水性になり、一層よい濡れ性を持つようになる。エタノール脱水法と比較して、超崩壊剤の添加は簡単であり、費用がかからない。更に、それは別の利点を有する。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを添加した後、単量体溶液は粘稠になる。このことは発泡体の製造に都合がよい。なぜなら、粘度が大きいと、泡が一層長く安定化されるからである。２．架橋澱粉グリコール酸ナトリウム（プリモジェル）の影響超多孔質ヒドロゲルの膨潤時間に対するプリモジェルの影響も研究した。プリモジェルは架橋した澱粉グリコール酸ナトリウムである。プリモジェル含有超多孔質ヒドロゲルは、例１３に基づいて製造した。合成後、超多孔質ヒドロゲルを５５℃の炉中で乾燥した。比較のため、プリモジェルを含まない対照超多孔質ヒドロゲルも製造した。それらを合成後５５℃の炉中で乾燥するか、又はエタノールで脱水した後、炉乾燥した。これら三つのグループの超多孔質ヒドロゲルの膨潤時間をＤＤＷ中で試験した。プリモジェルを含まず、エタノール脱水を行わない超多孔質ヒドロゲルの膨潤時間は８．５分であった。プリモジェルを含まないが、エタノール脱水を行なった超多孔質ヒドロゲルの膨潤時間は１．４分であった。１００ｍｇのプリモジェルを含むが、エタノール脱水を行わない超多孔質ヒドロゲルの膨潤時間は僅か０．６分であった。この研究は、プリモジェルも超多孔質ヒドロゲルの膨潤時間を著しく減少することができることを示している。Ａｃ−Ｄｉ−ゾル及びプリモジェルの外に、エクスプロタブ及びクロスポビドンのような他の錠剤崩壊剤も同様な錠剤崩壊機構を与える。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルと同様、プリモジェル及びエクスプロタブは非常に親水性であり、０°の接触格を示す［ギッシンガーＤ．その他、１９８０］。それらも超多孔質ヒドロゲルの膨潤を促進する能力を有すると予想される。Ｈ．超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に対する架橋密度の影響膨潤特性に対する架橋密度の影響を研究するため、異なった量の架橋剤を含有する超多孔質ヒドロゲルを製造した。表２の試料＃２、＃１３、及び＃１４の架橋剤（ＢＩＳ）の含有量は、夫々単量体含有量の０．３モル％、０．６モル％、及び０．９モル％であった。表２は、架橋剤濃度の増大が超多孔質ヒドロゲルの密度を低下することを示している（試料＃２、＃１３、及び＃１４に対し、夫々０．７６、０．４５、及び０．３８ｇ／ｃｍ³）。配合する架橋剤の量を多くすると、膨潤比も低下することは驚くに当たらない。使用する架橋の量を多くすると、膨潤時間も著しく減少することに注意することは重要である（試料＃２、＃１３及び＃１４に対し、夫夫３１分、１３．４分、及び３．１分）。試料＃１３及び＃１４の膨潤が速いことは、ＳＥＭによって観察されたそれらの構造に基づいて説明できる。架橋密度が大きい程、重合体網状組織は一層堅くなる。従って、乾燥工程中、超多孔質ヒドロゲルの収縮は少なく、毛細管状チャンネルは閉塞されにくくなる。相互に連続した毛細管状チャンネルが試料＃１４では観察されているが、試料＃２ではこれらのチャンネルの多くは閉塞されていた。Ｉ．超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に影響を与える他の因子重合体の種類が超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に大きな影響を与えることがある。同じ多孔質構造を有する超多孔質ヒドロゲルについて、一層よい濡れ性を有するものは一層速く膨潤する。ヒドロゲルの水濡れ性を決定する主な因子は、界面の重合体網状組織の化学的構造である［ホリーＦ．Ｊ．その他、１９７６］。グリシジルアクリレート変性スクロース単量体から合成した超多孔質ヒドロゲルは、エタノール脱水により処理した後、平衡まで０．３分未満で膨潤した［ツェーン(Cehn)Ｊ．、１９９７］が、同じ方法により製造した同様な粒径の超多孔質ヒドロゲル（試料＃４）は、平衡に達するまで４．８分かかった。この差は、一つには重合体の濡れ性の相違に起因する。気孔率も超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に影響を与えることがある。超多孔質ヒドロゲルの気孔率は、主に添加した発泡剤の量によって決定される。気孔率の大きな超多孔質ヒドロゲル程、チャンネルがブロックされにくくなる。更に、使用する発泡剤の量を多くすると、超多孔質ヒドロゲルの細胞壁は薄くなり、それが特性時間ｔ₂を短くする結果になる。酸の量を多くして製造した超多孔質ヒドロゲルは、酸の量を少なくして製造したものよりも速い膨潤時間を有する。発泡重合体の濡れ性は、スパン(Span)（登録商標名）２０溶液又はＣａＣｌ₂ 溶液で洗浄することにより改良することができることが示唆されている［デスマレ(DesMarais)Ｔ．Ａ．その他、１９９４］。この研究では、超多孔質ヒドロゲルを同じ方法によって処理した。しかし、そのような処理は超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度になんら改良を与える結果にはならなかった。 III．超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の機械的性質超多孔質ヒドロゲルの機械的強度が大きいことが多くの用途にとって重要である。従来のヒドロゲルと同様、超多孔質ヒドロゲルの機械的強度が、ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲルの他の機能的性質の有用性を兼ね備えるようにするためには低くなることが極めて屡々ある。ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲルの重要な用途の一つは、経口薬物調節送達システムの開発にある。長期間の（２４時間より長い）経口薬物送達のための台座としてヒドロゲルが用いられてきた。充分に膨潤したヒドロゲルの大きな粒径及び滑らかな表面により、それらは長期間の経口薬物送達のための胃内残留器として用いられ、成功を収めてきた［シャラビー(Shalaby)Ｗ．Ｓ．Ｗ．その他、１９９２Ａ；シャラビーＷ．Ｓ．Ｗ．その他、１９９２Ｂ］。ヒドロゲルを基にした胃内残留器を用いる制約の一つは、乾燥したヒドロゲルの膨潤が余りにも遅く、犬に投与した乾燥ヒドロゲルの全てが、希望の大きさまで充分に膨潤する前に胃の中へあけられてしまうことである。従来のヒドロゲルの膨潤が遅い問題を解決するため、上で述べたように超多孔質ヒドロゲルを合成した。超多孔質ヒドロゲルは大きさとは無関係に非常に速く膨潤するが、充分に膨潤した超多孔質ヒドロゲルの機械的強度が低かった。従って、種種の超多孔質ヒドロゲル複合体を、充分に膨潤した超多孔質ヒドロゲルの機械的強度を向上するように製造した。上に記載した種々の超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度についての研究中、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル又はプリモジェルを含む超多孔質ヒドロゲルの或る試料が、平衡膨潤後でさえも大きな機械的強度を維持することが観察された。このことから、我々は超多孔質ヒドロゲル「複合体」、即ち崩壊剤を用いて製造した超多孔質ヒドロゲルの機械的性質を更に研究することになった。酸性化のような工程変数と同様、架橋剤の量、崩壊剤の量、可塑剤の種類及び量、単量体の種類、発泡剤の量のような配合変数が、全て超多孔質ヒドロゲルの機械的性質に影響を与える。Ａ．機械的性質の試験方法ベンチ・コンパレーター(bench comparator)〔マサチューセッツ州ウォルサムのＢ．Ｃ．アメス社(Ames Co.)〕を用いて超多孔質ヒドロゲルの機械的性質を試験した。疑似胃液（ＳＧＦ）中で膨潤した超多孔質ヒドロゲルを、マイクロメーターケージに接続したベンチ・コンパレーターの下方タッチ(touch)下に長手方向に置いた。その超多孔質ヒドロゲルをラブジャック(lab jack)により支えた。ベンチ・コンパレーターの上方タッチに重りを加え、その量を増大して行った。圧力下の超多孔質ヒドロゲルの膨潤高さをゲージにより読取った。超多孔質ヒドロゲルに適用した圧力は、重りの重量及び下方タッチの接触面積から計算した。二つのパラメーター、１００ｃｍの水圧下及び最終的圧縮圧力（ＵＣＰ）下での膨潤高さを決定し、超多孔質ヒドロゲルの機械的性質を特徴付けた。ＵＣＰは、超多孔質ヒドロゲルに亀裂が入り始める点まで、適用する重りの重量を増大することにより決定した。その点での圧力をＵＣＰとして定義する。Ｂ．超多孔質ヒドロゲルの機械的性質に与えるＡｃ−Ｄｉ−ゾルの影響超多孔質ヒドロゲルの性質を改良するために、超多孔質ヒドロゲル中にＡｃ− Ｄｉ−ゾルのような崩壊剤を存在させることが必須である。上で述べたように、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルは、超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度及び機械的性質の両方を著しく改良する。別の研究では、Ａｃ−Ｄｉ−ゾルは、従来の非多孔質ヒドロゲルの機械的強度を著しく増大することも見出されている。超多孔質ヒドロゲルの機械的強度に対するＡｃ−Ｄｉ−ゾルの影響を、一層詳細に調べた。異なった量（０〜３００ｍｇ）のＡｃ−Ｄｉ−ゾルを含有する超多孔質ヒドロゲルを、これら超多孔質ヒドロゲルを酸性化しなかった点を除き、即ち、それらを疑似胃液で処理しなかったことを除き、ポリ（ＡＭ−ｃｏ−ＳＰＡＫ）（例１０参照）に基づいて製造した。これらの超多孔質ヒドロゲルの機械的性質を、それらをＳＧＦ中で平衡の大きさ迄膨潤させた後、ベンチ・コンパレーターで調べた。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを配合すると、１００ｃｍの水圧が存在する中で、超多孔質ヒドロゲルの膨潤粒径は１．８ｃｍから１．２ｃｍへ僅かに減少した。一方、それは１５０ｃｍ未満から約２５０ｃｍの水圧まで超多孔質ヒドロゲルのＵＣＰ値（第２図のｏ）をかなり増大する。このことは、機械的強度のむしろ劇的な増大である。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルを添加すると、超多孔質ヒドロゲルの有効架橋密度を増大すると考えられる。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルは、超多孔質ヒドロゲルの充填剤としての機能も果たすと考えられる。物理的もつれによる有効架橋密度の増大は、ＢＩＳのような他の慣用的架橋剤による架橋密度の増大とは異なっている。Ａｃ− Ｄｉ−ゾルの濃度が余りにも高過ぎると、単量体溶液の粘度が高くなり過ぎ、そのため全ての成分をよく混合するのが難しくなる。２７０ｍｇまでならばＡｃ− Ｄｉ−ゾルを添加しても、良好な混合が達成されている。Ａｃ−Ｄｉ−ゾル繊維を単量体溶液に混合すると、それらは膨潤して単量体溶液を吸収する。重合を開始すると、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル繊維内部の単量体が主要単量体溶液と共に重合してＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維の周りに局部的に相互に侵入した重合体網状組織（ＩＰＮ）が形成される。Ａｃ−Ｄｉ−ゾル繊維は、一体的単位として超多孔質ヒドロゲルマトリックスに化学的に結合する。この構造により超多孔質ヒドロゲルの全機械的強度を著しく増大することができる。重合体網状組織を有するＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維の物理的もつれは、ＳＥＭによっても確かめられている（第３図）。Ｃ．超多孔質ヒドロゲルの機械的性質に対する単量体の種類の影響超多孔質ヒドロゲルの製造で用いる単量体の種類は、超多孔質ヒドロゲルの機械的性質に著しい影響を与える。唯一の単量体としてアクリルアミド（ＡＭ）を用いると、超多孔質ヒドロゲルは大きな膨潤体積を示さず、良好な機械的強度も示さない。ＳＰＡＫを単独で用いると、超多孔質ヒドロゲルは大きな粒径へ膨潤するが、強くない。ＡＭとＡＡを共重合すると、超多孔質ヒドロゲルはＳＧＦ中で非常に大きく膨潤することはなく、１００ｃｍの水圧下で非常に小さな粒径へ変形する。しかし、ＡＭとＳＰＡＫを共重合すると、超多孔質ヒドロゲルは良好な膨潤を示し、良好な機械的性質も示す。Ｄ．超多孔質ヒドロゲルの機械的性質に対する酸性化の影響超多孔質ヒドロゲルの機械的強度を改良するため、合成超多孔質ヒドロゲルの種々の後処理を試みた。超多孔質ヒドロゲルを例１０のように製造した後、それらをＳＧＦ（ｐＨ１．２）中で２４時間洗浄した。次にそれらを６０℃の炉中で乾燥するか、又は室温で空気乾燥した。乾燥した超多孔質ヒドロゲルをＳＧＦ中で膨潤させ、それらの機械的性質をベンチ・コンパレーターを用いて試験した。三つの異なった後処理を行なった超多孔質ヒドロゲルを試験した：（Ａ）ＳＧＦ中での洗浄を行わない超多孔質ヒドロゲル；（Ｂ）ＳＧＦ中で洗浄し、次に６０℃で２４時間炉乾燥した超多孔質ヒドロゲル；及び（Ｃ）ＳＧＦ中で洗浄し、次に室温で５日間空気乾燥した超多孔質ヒドロゲル。洗浄工程は陰イオンＳＯ₃ ^- 基をＳＯ₃Ｈ基へ部分的に酸性化し、それは超多孔質ヒドロゲルの性質を実質的に変化する。三つの試料Ａ、Ｂ、及びＣのＵＣＰ値は、夫々１８９、２８４、及び３６８ｃｍの水圧であった。超多孔質ヒドロゲルの酸性化は、酸性化しない超多孔質ヒドロゲルよりもそれらを遥かに強くする。更に、室温で乾燥した酸性化超多孔質ヒドロゲルのＵＣＰは、６０℃の炉で乾燥したものよりも更に高い。酸性化は、超多孔質ヒドロゲルの機械的性質に著しい改良を与えたことは明らかである。 IV．ヒドロゲル複合体の機械的性質高度に膨潤したヒドロゲルは、通常弱い機械的強度を有し、そのような性質のため、さもなければ有用なヒドロゲルの用途を狭くしている。従って、大きな膨潤比を維持しながら機械的性質を改良することは、慣用的ヒドロゲルの場合でさえも極めて望ましいことである。Ａｃ−Ｄｉ−ゾル繊維が超多孔質ヒドロゲルの機械的強度を増大することが見出されているので、慣用的ヒドロゲルの機械的強度に与えるＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維の影響を調べた。慣用的ヒドロゲル複合体を製造するのにＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維を用いた場合、機械的強度の増大は、超多孔質ヒドロゲルの場合よりも遥かに顕著でさえあることが見出されている。Ａ．ヒドロゲル複合体の合成プラスチック試験管（１７ｍｍ×１００ｍｍ）中に、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル、ＡＭ、ＢＩＳ、ＡＰＳ、及び蒸留水を順次入れて、最終体積を５ｍｌにした。Ａｃ− Ｄｉ−ゾルの量は、表３に列挙したように変化させた。最終的ＡＭ濃度は１０％（ｗ／ｖ）、ＢＩＳ（架橋剤）の濃度は単量体の０．４６モル％であった。ＡＰＳの濃度は単量体、ＡＭの４％（ｗ／ｗ）であった。次に溶液を撹拌して全ての成分を完全に混合した。次にＴＥＭＥＤを単量体の４％（ｗ／ｗ）の濃度で添加し、溶液を激しく１５秒間撹拌して更に混合した。ＴＥＭＥＤを添加した後、３０〜６０秒以内にゲル化が始まった。製造されたヒドロゲルを室温で２４時間硬化し、次に蒸留水中で４日間洗浄した。クロスポビドンＸＬを含有するポリアクリルアミド（ＰＡＭ）ヒドロゲルも同様なやり方で合成した（表３）。乾燥ヒドロゲル中のＡｃ−Ｄｉ−ゾル及びクロスポビドンＸＬの含有量を、添加量に基づいて計算した。対照として、崩壊剤を含まないが、種々の量の架橋剤を含むＰＡＭヒドロゲルを合成した。最終的単量体濃度は全ての試料について１０％（ｗ／ｖ）であり、ＢＩＳの濃度は単量体の０．４６モル％〜１．８４モル％で変化させた。Ｂ．ヒドロゲル複合体の特徴充分に膨潤したヒドロゲルを長さ１ｃｍの円板に切断した。それらの直径は１．２ｃｍ〜１．８ｃｍの範囲にあった。ベンチ・コンパレーターを用いて機械的性質を試験した。簡単に述べると、円柱状の膨潤ヒドロゲルを板の下に置き、その板をマイクロメーターゲージに接続した。重りを加え、その重量を増大し、夫々の重量に対するヒドロゲルの変形（即ち、変形していないヒドロゲルと変形したヒドロゲルとの高さの差）を記録した。各測定の後、重りを完全に除き、ヒドロゲルをその最初の高さまで回復させ、然る後、次の重りを加えた。力対変形のグラフの直線部分が、変形がその最初の高さの１０％未満の所で生じ、それを用いて力／変形係数を計算した。次の式により、圧縮モジュラスを計算した：Ｅ_c＝ＳＨ_s／Ａ_s 式中、Ｅ_cは圧縮モジュラスであり、Ｓは力／変形係数であり、Ｈ_sは充分膨潤したゲルの高さであり、Ａ_sは充分膨潤したゲルの上面の面積である。洗浄したヒドロゲルを、一定の重量になるまで空気乾燥した。膨潤研究は蒸留水中で室温で行なった。時間間隔をあけて、ゲルを水から取り出し、吸い取り紙で過剰の水を除去し、秤量した。膨潤比Ｑは、次の式により計算した：Ｑ＝（Ｗ_s−Ｗ_d）／Ｗ_d 式中、Ｗ_s及びＷ_dは、夫々膨潤ゲル及び乾燥ゲルの重量である。第４図は、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル含有量の関数として、ポリアクリルアミドとＡｃ −Ｄｉ−ゾルとの複合体の膨潤比及び圧縮モジュラスの変化を示している。Ａｃ −Ｄｉ−ゾル含有量を乾燥ヒドロゲルの全重量の０％から５０％まで増大すると、圧縮モジュラス（耐圧性を表す）は、０．２５から１．１７ｋｇ／ｃｍ²へ４．７倍増大し（第４−Ａ図）、膨潤比は１９．０から７．８へ殆ど直線状に1/2. 4に減少した（第４−Ｂ図）。平衡膨潤比の低下は、個々のＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維が物理的架橋剤としての機能を果たすと予想されるので、理解できることである。クロスポビドンＸＬ含有量を増大した時の膨潤比及び圧縮モジュラスの変化は、ポリアクリルアミドとＡｃ−Ｄｉ−ゾルとの複合体についてのものと同様であった。クロスポビドンＸＬの含有量をヒドロゲル乾燥重量の０％から６０％へ増大すると、圧縮モジュラスは０．２５から１．０７ｋｇ／ｃｍ²へ（４．２倍）増大し、一方膨潤比は１９．０から４．３へ（1/4.4に）減少した。ＢＩＳのような架橋剤を、それらの量を増大させながら用い、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル又はクロスポビドンＸＬを含まない慣用的ヒドロゲルについては、圧縮モジュラスの増大は小さかった。ＢＩＳ含有量を０．４６モル％から１．８４モル％へ増大すると、圧縮モジュラスは０．２５から０．７１ｋｇ／ｃｍ²へ（２．８倍）増大し、膨潤比は１９．０から９．２へ（1/2.1に）減少した。圧縮モジュラスを増大させるＢＩＳの効果は限界を示していた。ＢＩＳ含有量が１．４モル％に達した後、圧縮モジュラス曲線は平らになり始めた。架橋剤を一層多くしても圧縮モジュラスを更に増大することはなかった。しかし、一層多くのＡｃ−Ｄｉ −ゾル又はクロスポビドンを用いることにより、遥かに強いヒドロゲルを作ることができた。ＢＩＳ単独の濃度を増大しても、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル又はクロスポビドン補強ヒドロゲル複合体のようにヒドロゲルを強くすることはできなかった。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルとクロスポビドンＸＬとでは、ヒドロゲル複合体を作る時にＡｃ−Ｄｉ−ゾルを選択した方が良かった。上で述べた材料の外に、ヒドロゲル複合体の機械的性質を改良するため、他の繊維を使用することもできる。木綿短繊維（１〜４ｍｍ）をポリアクリルアミドヒドロゲルに配合すると、圧縮モジュラスが著しく増大することが見出されている。Ｖ．超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の胃内残留長い期間に亙って活性成分を放出する薬物調節送達システムの重要性は医薬の研究で長い間認識されてきた。それは患者に大きな便宜を与え、長期間に亙って薬物の一貫して均一な血中濃度を維持することにより治療効果を改善する。薬物送達の多くの経路の中で、依然として経口投与が最も便利で一般に用いられている循環器系統への薬物導入方法になっている。経口薬物調節送達の持続時間は、経口投与剤形成体が上部小腸中に留まっている時間によって限定される。適当な台座を持たない経口投与剤形成体は、全て１時間かそこいらで胃から排出され、数時間内で上部小腸を通過する。殆どの薬物は上部小腸でのみ吸収されるので、その薬物が長い半減期を持たない限り、１日に数回それらを投与しなければならない。胃内残留器は、長期間の経口薬物送達を実現するために投与剤形成体が胃の中に残留する時間を長くするように設計されている。１回の投与で５０時間までの経口薬物送達を行わせるため、ヒドロゲル台座が用いられている［シャラビーＷ．Ｓ．Ｗ．その他、１９９２Ａ］。しかし、これらの研究では、ヒドロゲル投与剤形成体は、希望の大きさまで膨潤するのが遅いため、胃からの投与剤形成体の排出が早過ぎるのを防ぐため、予め膨潤させておかなければならない。超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体を使用すると、遅い膨潤及び弱い機械的強度に伴われる問題を解決する。超多孔質ヒドロゲルの胃内残留は、それらの膨潤が早い性質に基づいている。胃内残留の概念は第５図に例示されている。超多孔質ヒドロゲル又はその複合体をカプセル内に包み込み、最初の体積を飲込み易くするため充分小さくする（第５−Ａ図）。経口投与後、それは胃液中で迅速に膨潤し（ゼラチンカプセルの溶解を含め１０分未満）、その腸への排出が妨げられるほど大きな粒径になる（第５−Ｂ図）。超多孔質ヒドロゲル又はその複合体は、調節された放出を行わせるように薬物を含むことができる。超多孔質ヒドロゲル又はその複合体は、胃の中で機械的力、或はそのヒドロゲルを構成する重合体鎖の化学的又は酵素による加水分解によりゆっくり劣化する（第５−Ｃ図）。最終的に、劣化した超多孔質ヒドロゲル又はその複合体は、胃から排出される（第５−Ｄ図）。胃内残留器として実際に応用するためには、超多孔質ヒドロゲルは次の性質を持たなければならない。第一に、膨潤する前に、それらは飲込み易くするため充分小さいのがよい。現在の研究では、超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体を包むため、サイズ０００硬質ゼラチンカプセルが用いられている。第二に、それらは早く膨潤して、腸への排出が早過ぎないようにしなければならない。早過ぎる排出を防ぐためには、１０分未満で完全に膨潤するのが適切であることが判明している。第三に、膨潤した超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体の大きさは、胃の中に保持される充分な大きさにならなければならない。幽門括約筋の直径は人間で約２ｃｍである。通常の状態では幽門括約筋は閉じている。しかし、それは伸びて、２ｃｍより大きい物体でさえも通過することができる。最後に、充分に膨潤した超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体は、胃の組織による蠕動収縮に耐える充分な強度を持たなければならない（第５図のＢ−１→Ｂ−５）。生体内の胃内残留実験では、胃腸管中の超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体の正確な位置を見つけるため放射線不透過性標識を用いた。Ｘ線標識としてＢａＳＯ₄を含有する小さなヒドロゲルペレットを用いた。ＢａＳＯ₄含有ヒドロゲルペレットは、細い（内径３．３５ｍｍ）プラスチック管中で製造した。ガラス瓶中で次の成分を順次混合した：１３００μｌの５０％ＡＭ；８００μｌの２．５％ＢＩＳ；１５０μｌの２０％ＡＰＳ；１３００μｌの４０％ＢａＳＯ₄懸濁物（Ｅ−Ｚ−ＥＭ社）；及び８０μｌの２０％ＴＥＭＥＤ。各成分を添加する毎に、瓶を旋回して混合した。次にその混合物をプラスチック管中へ注入した。ＴＥＭＥＤ添加後、５分以内に混合物のゲル化が始まった。室温で１時間硬化した後、ヌードル状ゲルをプラスチック管から取り出し、小さな片に切断し、６０℃ の炉中で５時間乾燥した。乾燥したゲルペレットは白色で、２ｍｍの直径及び２ｍｍの長さをもっていた。超多孔質ヒドロゲル又はその複合体にＢａＳＯ₄含有ヒドロゲルペレットを配合するため、２〜６個のペレットを、ＡＰＳを添加する前の例１０の単量体溶液中に入れた。ＮａＨＣＯ₃を添加した後、その混合物を機械により５〜１０秒間撹拌し、それらペレットを均一に分布させた。ＢａＳＯ₄含有ヒドロゲルペレットは、次の利点を与えた。それらはバックグラウンドに対し非常に高いコントラストを持ち、従って、それらが膨潤した後でも数日間監視するのに容易であった。乾燥ヒドロゲルペレットの大きさは非常に小さいので、超多孔質ヒドロゲルをゼラチンカプセル中に詰めるのに影響を与えることはなかった。幾つかのペレットを超多孔質ヒドロゲル中に分散し、その超多孔質ヒドロゲルの破砕を容易に監視することができた。ゼラチンカプセル中に入れた超多孔質ヒドロゲルを胃内残留について犬で試験した。異なった性質を有する超多孔質ヒドロゲルを、空腹又は満腹状態で試験した。全ての実験で使用した犬は、約５０ポンドであった。空腹状態は、犬に水は自由に与えたが、３６時間犬に食事を与えないことにより実現した。満腹状態は、カプセルを経日投与する直前に４４７ｇの缶詰食物を犬に与えることにより実現した。夫々の実験（空腹状態又は満腹状態）で、カプセルを経口投与する直前に胃管により３００ｍｌの水を犬に与えた。次に超多孔質ヒドロゲル含有カプセルを水無しで犬に飲み込ませた。カプセルを投与した後、異なった時間間隔でＸ線写真を撮った。疑似胃液中、超多孔質ヒドロゲルは直径が２．４ｃｍ、長さが３．５ｃｍであった。ＵＣＰは３７０ｃｍの水圧であった。Ｘ線写真標識として三つのＢａＳＯ₄ 含有ヒドロゲルペレットを超多孔質ヒドロゲル中に配合した。研究の始めに犬を満腹状態にした。満腹状態で６時間経過させた。その後で、胃の中に食物は見出されず、犬は空腹状態になった。Ｘ線写真は、０、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、２３時間、２７時間、及び３２時間で撮った。２７時間及び３２時間で撮ったＸ線像を第６−Ａ図及び第６−Ｂ図に夫々示してある。時間０〜時間２７時間まで、三つのＢａＳＯ₄含有ヒドロゲル標識（１、２、及び３として記号が付けてある）は全て超多孔質ヒドロゲル中に見えた。これらの標識はそれらの相対的位置を維持し、超多孔質ヒドロゲルがそのまま残っていたことを示していた。３２時間で撮った像（第６−Ｂ図）は、標識の一つ（＃１）が小腸へ行ってしまったのに対し、他の二つ（＃２及び３）は、胃の中に留まっていたことを示してある。このことは、２７時間と３２時間の間で、恐らく胃の反復収縮により破砕が始まったことを意味している。破砕が一度び始まったならば、大きさが減少するため超多孔質ヒドロゲルは急速に排出されるものと思われる。この実験は、改良された機械的強度により、胃内残留時間を２７時間よりも長くすることができることを明確に示している。この実験での超多孔質ヒドロゲルの大きさは、胃の中で保持されるのに充分な大きさであったが、機械的強度も胃の収縮力に耐えるのに充分な大きさであった。 VI．他の用途超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体を、下で簡単に述べるように、種々の分野で用いることができる。超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の優れた水吸収性により、出血抑制のための外科当て物及び使い捨てオムツ及び衛生ナプキンのような人の衛生製品の改良に理想的である。早い水吸収性は、超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体を、シリカゲルの代わりに乾燥剤として利用することも可能にしている。現在市販されている超吸収剤は、小さな粒径を持つ粒状ゲルだけが早く膨潤できるので、粉末状態になっている。このことは或る用途での制約を与えている［ナックＩ．その他１９９１］。超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の技術により、どのような大きさ及びどのような形の超吸収性材料でも製造することができる。超多孔質ヒドロゲルは、現在存在する製品に数多くの優れた性質、特にそれらの膨潤速度で優れた性質を与え、示すようにすることも容易にできる。これらの利点は、超吸収性重合体の用途を著しく広げるであろう。超多孔質ヒドロゲルの技術は、多くの用途で現存する超吸収剤に置き換わることができる極めて多種類の合成、半合成、又は天然超多孔質ヒドロゲルを製造するのに用いることができる。薬物調節送達分野では、超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体を、長期間の経口薬物送達のための台座として用いることができる。早い膨潤及び超膨潤性により、それらは胃の中に数時間から２４時間以上留まることができる［チェンＪ．、１９９７］。そのような長期間の胃内残留時間は、長期経口薬物調節送達のためには理想的である。食事制限の分野では、超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体を、食事の摂取量を減少させたい健康な人達の食欲を調節するのに用いることができる。非常に大きな粒径へ速く膨潤するために、超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体は、数時間から数日の範囲の長い時間胃の中に留まることができる［シャラビーＷ．Ｓ．Ｗ．、１９９２；チェンＪ．、１９９７］。嵩張った超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体が存在すると、胃の中の空間を減少し、それによって取り込むことができる食事の量を減少する。従って、それらを肥満のための新しい治療剤として用いることができる。生物医学の分野で、それらの独特の気孔構造は、就中、人工膵臓；人工角膜；人工皮膚；関節軟骨；軟組織代替物；組織エンジニヤリングでの細胞成長基質；火傷包帯；女性乳房の外科的増大；又は血液麻薬中毒治療及び尿毒症治療の際の血液潅流；のための装置を作るのに利点を与える。バイオテクノロジーの分野では、それらの巨大な表面積は、媒体から巨大分子及び細胞を分離するのに用いられる材料を作るのに利点を与える。極めて大きな気孔の存在は、超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体をクロマトグラフ担体のための理想的な材料にしている。超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の密度が低いことにより、包装材料と同様、高強度軽量構造材料として利用することを可能にしている。それらはエネルギー感応性用途を有する構造体中の絶縁体及び充填剤としても良好である。環境条件の僅かな変化でむしろ急激に体積を変化することができるヒドロゲルは、「知的な」又は「スマートな」ヒドロゲルとして知られている［パークＨ．及びパークＫ．：「バイオ用途のためのヒドロゲル及び生物分解性重合体」(Hyd rogels and Biodegradable Polymers for Bioapplications)中の「バイオ用途でのヒドロゲル」(Hydrogels in Bioapplications)、オッテンブライト(Ottenbrit e)Ｒ．その他編集、American Chemical Society，Washington，1996，pp．2-10 ；パークＫ．及びパークＨ．：「重合体材料エンサイクロペディア：合成、性質及び用途」(The Polymeric Materials Encyclopedia：Synthesis，Properties a nd Applications)〔ジョセフＣ．サラモン(Joseph C．Salamone)編集、フロリダ州ボカレイトン、ＣＲＣプレス、1996〕pp．S200-S206、「スマートヒドロゲル」(Smart Hydrogels)］。スマートヒドロゲルは、温度、ｐＨ、溶媒、電場、特定の分子又はイオン、光、又は圧力のような環境条件の変化に呼応する。これらのスマートヒドロゲルは種々の用途で極めて有用であるが、典型的な応答時間は通常数時間から数日の範囲であり、これらの応答時間が遅いため、時々スマートヒドロゲルの有用性が限定されている。超多孔質スマートヒドロゲルを製造することにより、応答時間を数秒又は数分に減少することができる。結論超多孔質ヒドロゲルの平均気孔孔径は数百μｍである。本明細書に記載した技術を用いることにより、気孔孔径を非常に容易に調節することができる。ここに記載する超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の利点の一つは、架橋密度とは関係なく気孔孔径を調節することができることである［アンダーソン (Anderson)Ｄ．Ｍ．その他、１９９１］。ランダム共重合体又はブロック共重合体のヒドロゲルを製造するため、今日まで多くのヒドロゲルが単量体の組成を変化することにより作られてきた。しかし、架橋剤としてヒドロゲル含有親水性粒状複合体材料を合成することは今まで無かったことである。微結晶質セルロース結晶、架橋したナトリウムカルボキシメチルセルロース（Ａｃ−Ｄｉ−ゾル）、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム（プリモジェル及びエクスプロタブ）、及び架橋ｐＶＰ（クロスポビドン）のような親水性粒状複合体材料の存在下で合成したヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲルは、さもなければ得ることができない独特の性質を有する。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルの重要な役割の一つは、合成中の発泡体を安定化することである。我々の研究では、少量の気泡でさえもＡｃ−Ｄｉ−ゾルを添加すると維持することができることが示されている。Ａｃ−Ｄｉ−ゾルは、気泡が溶液から逃げないようにする濃化剤としての機能を果たすことができる。従って、少量の発泡剤を用いた場合、Ａｃ−Ｄｉ−ゾル（又は他の濃化剤）は、超多孔質ヒドロゲル中に相互に連続したチャンネルを形成するのを助けることができる。水をエタノール（又は他の有機溶媒）で置き換えた後、超多孔質ヒドロゲルを乾燥することは幾つかの利点を有する。エタノールは重合体鎖を析出させ、それによって重合体鎖によって形成された気孔を潰れにくくする。これにより乾燥後でさえも開口毛細管を維持する結果を与える。そのため、エタノールで乾燥した超多孔質ヒドロゲルの膨潤は、エタノール処理を用いないで乾燥した対照超多孔質ヒドロゲルよりも遥かに速い。エタノール乾燥法は、乾燥状態から速く膨潤する超多孔質ヒドロゲルを与える結果になるが、簡単な空気乾燥と比較してエタノールの使用はコトスが高くなる。空気乾燥した超多孔質ヒドロゲル複合体は、エタノール乾燥した超多孔質ヒドロゲルの場合のように速く膨潤する能力を維持している。超多孔質ヒドロゲル複合体の空気乾燥は、早く膨潤する乾燥ヒドロゲルを製造する経済的な方法である。乾燥した超多孔質ヒドロゲルを湿潤させることは、毛細管状チャンネルの濡れ性を改良する。従って、超多孔質ヒドロゲル又は超多孔質ヒドロゲル複合体を湿潤し、その膨潤性を改良することができる。これは、水和ヒドロゲルの表面が、両親媒性になり、親水性表面、例えば、水と接触すると親水性になることができるが、疎水性表面、例えば、空気と接触すると疎水性になることができるからである。ヒドロゲルの両親媒性を利用することにより、部分的に湿潤させた超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体を凍結乾燥することにより、早く膨潤する超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体を製造することができる。これを行うため、空気乾燥した超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体を湿潤室中で湿潤させて、それらの最初の重量の１００％より多くの水分を吸収させる。超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体の粒径は、ほんの僅かな量の水分しか吸収しないので、この湿潤後でも余り変化しない。湿潤後、超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体の表面は親水性になる。なぜなら、表面の重合体鎖は、親水性基を表面へ向けるようにそれらの配向を変化するからである。次にこれらの湿潤した超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体を凍結乾燥にかける。凍結した時、重合体鎖はそれらの移動性を失い、表面を親水性に保つと予想される。従って、凍結乾燥後、乾燥した超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体は、大きな濡れ性を維持し、非常に速く膨潤する。この方法は、超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体を充分膨潤した状態で凍結乾燥することとは異なっている。充分膨潤した状態で凍結乾燥するのには、多量の水を除去するため長い処理時間及び大きなエネルギー入力を必要とする。上述の方法が必要とする凍結時間は、遥かに短い。湿潤超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体の冷凍乾燥は、乾燥するための時間及びエネルギーを減少するが、充分膨潤した超多孔質ヒドロゲルの冷凍乾燥は、他のものに勝る独特の利点を与える。最も重要な利点は、弾力性が大きいことである。充分膨潤した超多孔質ヒドロゲル又はそれらの複合体を冷凍乾燥すると、得られた乾燥超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体は非常に弾力性になることが見出されている。乾燥した材料の弾力性は、冷凍乾燥した超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体を、破壊することなく延伸、圧縮及び形の変化を行わせることができる程である。この大きな弾力性は、薬物調節送達及びバイオテクノロジーを含めた種々の分野での用途に対し乾燥した材料を更に取扱うのに極めて重要である。速い膨潤速度及び大きな膨潤粒径は、超多孔質ヒドロゲルの最も独特な性質である。二つの因子、即ち、濡れ性及び毛細管状チャンネルは、超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度に影響を与える点で最も重要である。これら二つの性質を向上させるどのような因子でも、超多孔質ヒドロゲルの膨潤速度を増大する。空気乾燥した超多孔質ヒドロゲルは、乾燥工程中、それらが潰れることにより良好な毛細管状チャンネルは持たない。エタノール脱水は毛細管状チャンネルを効果的に保護し、これによって膨潤速度を著しく向上することができる。湿潤剤としてのボラノールは、超多孔質ヒドロゲルの濡れ性を向上し、従って、膨潤速度を増大することができる。超多孔質ヒドロゲルの表面を湿潤させることも濡れ性をよくし、それによって膨潤速度を増大することができる。Ａｃ−Ｓｉ−ゾル及びプリモジェルのような超崩壊剤は、毛細管状チャンネルを保護し、濡れ性をよくすることにより膨潤速度を増大する。水溶液中で乾燥重量の２０倍より大きく膨潤できるどのような重合体材料でも、超吸収性重合体（ＳＡＰ）と呼ばれている。大きな水吸収性及び速い膨潤速度は、ＳＡＰの最も望ましい二つの性質である。超多孔質ヒドロゲルは、それらの独特の構造性により、従来の非多孔質及びマクロポーラスなヒドロゲルよりも水溶液中で遥かに多くの水を吸収し、遥かに速く膨潤することができる。このため、超多孔質ヒドロゲルは超吸収性材料として理想的である。赤ん坊のおむつに使用される現存する超吸収材は、複雑な方法により作られており、あるものは有機溶媒を使用することを含んでいる［米国特許第５，１４９，３３５号］。有機溶媒を使用すると、安全性及び環境問題を与えることがある。現在全ての市販超吸収材は、小さな粒径を持つ粒状ゲルしか速く膨潤しないので、粉末状になっている。このことは、或る用途では制約を与えることになる［ナックＩ．その他、１９９１］。超多孔質ヒドロゲルの技術により、どのような大きさ及び形状の超吸収性材料でも製造することができる。超多孔質ヒドロゲル及びそれらの複合体も、容易に作ることができ、現存する製品よりも優れた数多くの性質、特にそれらの膨潤速度で優れた性質を示す。これらの利点は、超吸収性重合体の用途を大きく広げるであろう。超多孔質ヒドロゲルの技術を用いて、或る用途では現存する超吸収材に置き換えることができる極めて多種類の合成、半合成、又は天然の超多孔質ヒドロゲルを製造することができる。超多孔質ヒドロゲルの主な欠点は、それらが大きな機械的強度を持たないことである。４０〜５０μｍ以上の気孔孔径を有する多孔質ヒドロゲルは、力を加えるとそのままの構造を維持することができない程弱く、従って、荷重を受ける材料として働かせるには適さないことが一般的見解になっていた［ド・グローＪ．Ｈ．その他、１９９０；コンＭ．その他、１９８１］。超多孔質ヒドロゲル中に複合体材料を存在させると、それらを機械的に非常に強くする。本発明を、明確にすること及び理解できるようにする目的で、或る例に関連して記述してきた。しかし、請求の範囲以内で本発明の原理に従い、他の明白な修正及び改良を行えることは認められるであろう。表２．異なった方法により処理したポリ（アクリル酸−ｃｏ−アクリルアミド）超多孔質ヒドロゲル及び超多孔質ヒドロゲル複合体の大きさ、密度、膨潤比、及び膨潤時間全ての試料は例９に基づいて製造した。試料＃１では、ＮｏＰＦ１２７及びＮａＨＣＯ₃を用いた。試料＃９〜１２では、異なった量のＡｃ−Ｄｉ−ゾルを添加した。試料＃１３及び１４では、異なった量のＢＩＳを添加した。膨潤比は脱イオン蒸留水（ＤＤＷ）中で試験した。膨潤時間は、超多孔質ヒドロゲル又は超多孔質ヒドロゲル複合体をＤＤＷ中に入れた後、平衡膨潤に到達するまでの時間である。膨潤時間を測定するために、円板状（重量５０ｍｇ〜６５ｍｇ）の超多孔質ヒドロゲル又は超多孔質ヒドロゲル複合体を試験した。各測定について少なくとも三つの試料を試験した。表３．ポリアクリルアミド及びＡｃ−Ｄｉ−ゾル繊維又はクロスポビドンＸＬから製造したヒドロゲル複合体ポリアクリルアミド・クロスポビドンＸＬ複合体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ａ６１Ｋ 31/765 Ａ６１Ｌ 27/00 Ｚ 47/32 Ａ６１Ｐ 3/04 Ａ６１Ｌ 27/00 Ａ６１Ｆ 13/18 ３０７ＡＡ６１Ｐ 3/04 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者チェン、ジュンアメリカ合衆国、ペンシルバニア、ハトフィールド、メイプルアベニュー 2058、アパートメントジェイ１―９ (72)発明者パーク、ハエスンアメリカ合衆国、インディアナ、ウェストラファイエット、ラグランジストリート 455

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体及び多重オレフィン系架橋剤の重合体で、崩壊剤の粒子に架橋した重合体の相互侵入網状組織からなるヒドロゲル複合体。２．架橋剤対単量体の比が、０．０１：１００〜１０：１００の範囲にある、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。３．崩壊剤対重合体の比が、１：１００〜１００：１００の範囲にある、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。４．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体が、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ− アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ−ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体、及びそれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。５．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体が、アクリルアミド（ＡＭ）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリジノン（ＶＰ）、アクリル酸（ＡＡ）、２−アクリルアミド −２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、３−スルホプロピルアクリレート、カリウム塩（ＳＰＡＫ）、硫酸メチル２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチル−アンモニウム（ＡＴＭＳ）、それらの無機塩、及びそれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。６．架橋剤が、（Ｎ，Ｎ’−メチレンービスアクリルアミド）、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、１，２−ジオール構造体を含む架橋剤、官能性化ペプチドを含む架橋剤、及び蛋白質を含む架橋剤からなる群から選択されている、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。７．崩壊剤の粒子が、架橋された天然高分子電解質、架橋された合成高分子電解質、架橋された天然親水性重合体、非架橋型の前記高分子電解質、粒状形を有する重合体、及び毛細管力により吸引を与える多孔質無機材料からなる群から選択されている、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。８．崩壊剤の粒子が、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、架橋ナトリウムカルボキシメチル澱粉、架橋硫酸デキストラン、架橋キトサン、架橋ヒアルロン酸、架橋アルギン酸ナトリウム、架橋ペクチニン酸、架橋デオキシリボ核酸、架橋リボ核酸、架橋ゼラチン、架橋アルブミン、ポリアクロレインカリウム、グリシン炭酸ナトリウム、架橋ポリ（アクリル酸）、架橋ポリ（スチレンスルホネート）、架橋ポリ（アスパラギン酸）、架橋ポリリシン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋ウルトラアミロペクチン、架橋ポリ（エチレングリコール）、架橋中性セルロース誘導体、微結晶質セルロース、粉末セルロース、セルロース繊維、及び架橋澱粉からなる群から選択されている、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。９．２〜１，０００の範囲の膨潤比を有する、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。１０．０．０１〜５ｋｇ／ｃｍ²の範囲の圧縮モジュラスを有する、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。１１．０．０１ｃｍ³以上の範囲の大きさを有する試料について１０秒〜１０時間の範囲の膨潤時間を有する、請求項１に記載のヒドロゲル複合体。１２．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体及び多オレフィン系架橋剤の重合体で、崩壊剤の粒子に架橋され、超多孔質気孔構造を有する重合体の相互侵入網状組織からなる超多孔質ヒドロゲル複合体。１３．架橋剤対単量体の比が、０．０１：１００〜１０：１００の範囲にある、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。１４．崩壊剤対重合体の比が、１：１００〜１００：１００の範囲にある、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。１５．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体が、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ −アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ− ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体、及びそれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。１６．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体が、アクリルアミド（ＡＭ）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリジノン（ＶＰ）、アクリル酸（ＡＡ）、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、３−スルホプロピルアクリレート、カリウム塩（ＳＰＡＫ）、硫酸メチル２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチル−アンモニウム（ＡＴＭＳ）、それらの無機塩、及びそれらの混合物からなる群から選択されている、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。１７．架橋剤が、（Ｎ，Ｎ’−メチレン−ビスアクリルアミド）、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、１，２−ジオール構造体を含む架橋剤、官能性化ペプチドを含む架橋剤、及び蛋白質を含む架橋剤からなる群から選択されている、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。１８．崩壊剤の粒子が、架橋された天然高分子電解質、架橋された合成高分子電解質、架橋された天然親水性重合体、非架橋型の前記高分子電解質、粒状形を有する重合体、及び毛細管力により吸引を与える多孔質無機材料からなる群から選択されている、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。１９．崩壊剤の粒子が、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、架橋ナトリウムカルボキシメチル澱粉、架橋硫酸デキストラン、架橋キトサン、架橋ヒアルロン酸、架橋アルギン酸ナトリウム、架橋ペクチニン酸、架橋デオキシリボ核酸、架橋リボ核酸、架橋ゼラチン、架橋アルブミン、ポリアクロレインカリウム、グリシン炭酸ナトリウム、架橋ポリ（アクリル酸）、架橋ポリ（スチレンスルホネート）、架橋ポリ（アスパラギン酸）、架橋ポリリシン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋ウルトラアミロペクチン、架橋ポリ（エチレングリコール）、架橋中性セルロース誘導体、微結晶質セルロース、粉末セルロース、セルロース繊維、及び架橋澱粉からなる群から選択されている、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２０．５〜５０００の範囲の膨潤比を有する、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２１．０．０１ｃｍ³以上の範囲の大きさを有する試料について１秒〜１時間の範囲の膨潤時間を有する、請求項１２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２２．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、崩壊剤の粒子、及び発泡剤を一緒にしてそれらの混合物を形成し、そして前記混合物を重合及び発泡条件にかけ、それによって前記エチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、及び崩壊剤を架橋して超多孔質ヒドロゲル複合体を形成する、ことからなる方法により製造した超多孔質ヒドロゲル複合体。２３．１０μｍ〜３，０００μｍの範囲の平均気孔孔径を有する、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２４．５０μｍ〜１，０００μｍの範囲の平均気孔孔径を有する、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２５．１００μｍ〜６００μｍの範囲の平均気孔孔径を有する、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２６．架橋剤対単量体の比が、０．０１：１００〜１０：１００の範囲にある、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２７．崩壊剤対重合体の比が、１：１００〜１００：１００の範囲にある、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２８．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体が、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ −アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ− ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体、及びそれらの混合物からなる群から選択されている、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。２９．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体が、アクリルアミド（ＡＭ）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリジノン（ＶＰ）、アクリル酸（ＡＡ）、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、３−スルホプロピルアクリレート、カリウム塩（ＳＰＡＫ）、硫酸メチル２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチルーアンモニウム（ＡＴＭＳ）、それらの無機塩、及びそれらの混合物からなる群から選択されている、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３０．架橋剤が、（Ｎ，Ｎ’−メチレン−ビスアクリルアミド）、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、１，２−ジオール構造体を含む架橋剤、官能性化ペプチドを含む架橋剤、及び官能性化蛋白質を含む架橋剤からなる群から選択されている、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３１．崩壊剤の粒子が、架橋された天然高分子電解質、架橋された合成高分子電解質、架橋された天然親水性重合体、非架橋型の前記高分子電解質、粒状形を有する重合体、及び毛細管力により吸引を与える多孔質無機材料からなる群から選択されている、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３２．崩壊剤の粒子が、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、架橋ナトリウムカルボキシメチル澱粉、架橋硫酸デキストラン、架橋キトサン、架橋ヒアルロン酸、架橋アルギン酸ナトリウム、架橋ペクチニン酸、架橋デオキシリボ核酸、架橋リボ核酸、架橋ゼラチン、架橋アルブミン、ポリアクロレインカリウム、グリシン炭酸ナトリウム、架橋ポリ（アクリル酸）、架橋ポリ（スチレンスルホネート）、架橋ポリ（アスパラギン酸）、架橋ポリリシン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋ウルトラアミロペクチン、架橋ポリ（エチレングリコール）、架橋中性セルロース誘導体、微結晶質セルロース、粉末セルロース、セルロース繊維、及び架橋澱粉からなる群から選択されている、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３３．発泡剤がＮａＨＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、ＣａＣＯ₃、外部源から導入された気泡である、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３４．膨潤比が５〜５，０００の範囲にある、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３５．膨潤時間が１秒〜１時間の範囲にある、請求項２２に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３６．請求項２２で形成された超多孔質ヒドロゲル複合体を、空気乾燥、又は有機溶媒で前記複合体中の水を置換し、次に空気乾燥することにより乾燥して製造した超多孔質ヒドロゲル複合体。３７．乾燥すると、破壊することなく、圧縮、延伸、曲げの弾力的性質を示す、請求項３６に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。３８．請求項２２で形成した超多孔質ヒドロゲル複合体を、水溶液中で部分的膨潤又は平衡膨潤させた後、冷凍乾燥により乾燥して製造した超多孔質ヒドロゲル複合体。３９．乾燥すると、破壊することなく、圧縮、延伸、曲げの弾力的性質を示す、請求項３８に記載の超多孔質ヒドロゲル複合体。４０．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、及び崩壊剤の粒子を一緒にしてそれらの混合物を形成し、そして前記混合物を重合条件にかけてヒドロゲル複合体を形成する、ことからなるヒドロゲル複合体製造方法。４１．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体を、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ −アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ− ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体、及びそれらの混合物からなる群から選択する、請求項４０に記載の方法。４２．架橋剤を、（Ｎ，Ｎ’−メチレン−ビスアクリルアミド）、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、１，２−ジオール構造体を含む架橋剤、官能性化ペプチドを含む架橋剤、及び官能性化蛋白質を含む架橋剤からなる群から選択する、請求項４０に記載の方法。４３．崩壊剤の粒子を、架橋された天然高分子電解質、架橋された合成高分子電解質、架橋された天然親水性重合体、非架橋型の前記高分子電解質、粒状形を有する重合体、及び毛細管力により吸引を与える多孔質無機材料からなる群から選択する、請求項４０に記載の方法。４４．崩壊剤の粒子を、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、架橋ナトリウムカルボキシメチル澱粉、架橋硫酸デキストラン、架橋キトサン、架橋ヒアルロン酸、架橋アルギン酸ナトリウム、架橋ペクチニン酸、架橋デオキシリボ核酸、架橋リボ核酸、架橋ゼラチン、架橋アルブミン、ポリアクロレインカリウム、グリシン炭酸ナトリウム、架橋ポリ（アクリル酸）、架橋ポリ（スチレンスルホネート）、架橋ポリ（アスパラギン酸）、架橋ポリリシン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋ウルトラアミロペクチン、架橋ポリ（エチレングリコール）、架橋中性セルロース誘導体、微結晶質セルロース、粉末セルロース、セルロース繊維、及び架橋澱粉からなる群から選択する、請求項４０に記載の方法。４５．混合物を重合条件にかける前に、前記混合物と水とを一緒にすることを更に含む、請求項４０に記載の方法。４６．混合物を重合条件にかける前に、前記混合物と重合開始剤とを一緒にすることを更に含む、請求項４０に記載の方法。４７．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、崩壊剤の粒子、及び発泡剤を一緒にしてそれらの混合物を形成し、そして前記混合物を重合及び発泡条件にかけ、それにより超多孔質ヒドロゲル複合体を形成する、ことからなる超多孔質ヒドロゲル複合体の製造方法。４８．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体、多重オレフィン系架橋剤、及び崩壊剤の粒子を、それらと発泡剤とを一緒にする前に、混合する、請求項４７に記載の方法。４９．少なくとも一種類のエチレン系不飽和単量体を、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸の塩、（メタ）アクリル酸のエステル、（メタ）アクリル酸のエステルの塩及び酸、（メタ）アクリル酸のアミド、（メタ）アクリル酸のＮ −アルキルアミド、（メタ）アクリル酸のＮ−アルキルアミドの塩及び酸、Ｎ− ビニルピロリジノン、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体、及びそれらの混合物からなる群から選択する、請求項４７に記載の方法。５０．架橋剤を、（Ｎ，Ｎ’−メチレン−ビスアクリルアミド）、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、１，２−ジオール構造体を含む架橋剤、官能性化ペプチドを含む架橋剤、及び官能性化蛋白質を含む架橋剤からなる群から選択する、請求項４７に記載の方法。５１．崩壊剤の粒子を、架橋された天然高分子電解質、架橋された合成高分子電解質、架橋された天然親水性重合体、非架橋型の前記高分子電解質、粒状形を有する重合体、及び毛細管力により吸引を与える多孔質無機材料からなる群から選択する、請求項４７に記載の方法。５２．崩壊剤の粒子を、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、架橋澱粉グリコール酸ナトリウム、架橋ナトリウムカルボキシメチル澱粉、架橋硫酸デキストラン、架橋キトサン、架橋ヒアルロン酸、架橋アルギン酸ナトリウム、架橋ペクチニン酸、架橋デオキシリボ核酸、架橋リボ核酸、架橋ゼラチン、架橋アルブミン、ポリアクロレインカリウム、グリシン炭酸ナトリウム、架橋ポリ（アクリル酸）、架橋ポリ（スチレンスルホネート）、架橋ポリ（アスパラギン酸）、架橋ポリリシン、架橋ポリビニルビロリドン、架橋ウルトラアミロペクチン、架橋ポリ（エチレングリコール）、架橋中性セルロース誘導体、微結晶質セルロース、粉末セルロース、セルロース繊維、及び架橋澱粉からなる群から選択する、請求項４７に記載の方法。５３．混合物を重合及び発泡条件にかける前に、前記混合物と水とを一緒にすることを更に含む、請求項４７に記載の方法。５４．混合物を重合及び発泡条件にかける前に、前記混合物と泡安定化剤とを一緒にすることを更に含む、請求項４７に記載の方法。５５．混合物を重合及び発泡条件にかける前に、前記混合物と重合開始剤とを一緒にすることを更に含む、請求項４７に記載の方法。