JP2004137154A

JP2004137154A - 殺菌性材

Info

Publication number: JP2004137154A
Application number: JP2002300667A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Ando; 安藤　一郎
Original assignee: Menicon Co Ltd
Current assignee: Menicon Co Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP4290958B2

Abstract

【課題】生体組織に対する毒性が低い、新規高分子殺菌性材を提供すること。
【解決手段】式（Ｉ）：
【化１】

（式中、Ｒは水素またはメチル基、ｍは０または１〜３の整数を示す）で表わされるモノマー単位を含有する重合体からなる殺菌性材。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は殺菌性材、さらに詳しくは生体組織に対する毒性の低い、低毒性殺菌性材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、殺菌性材は生体組織に対して毒性などの悪影響を及ぼすものが多く、生体に使用する際にその影響で生体組織が障害を受ける場合があるといった問題点があった。たとえば、現在殺菌剤として使用されているポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）、２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロパンジオール（Ｂｒｏｎｏｐｏｌ）などは、細菌や真菌などに対して殺菌効果を示すと同時に、生体にも少なからずの毒性を有するといった悪影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
したがって、生体組織に対して毒性の低い殺菌性材の開発が望まれている。
【０００４】
一方、ポリグアニジノメチルスチレン（ＰＧＭＳＴ）は、すでにＣＡＳ登録番号（Ｒｅｇｉｓｔｒｙ　Ｎｏ．）を有する既存物質であり、その番号は１３１２７８−９７−２であり、モノマーであるグアニジノメチルスチレン（ＧＭＳＴ）、そのポリマー体であるＰＧＭＳＴの両方にこの番号がすでに付与されている。
【０００５】
従来技術におけるＰＧＭＳＴの応用例としては、ＰＧＭＳＴ中のグアニジノ基とリン酸の親和性に着目した腎不全患者の血中のリン酸を吸着除去するための樹脂としての応用が記載されている（特許文献１参照）。そのほか、直接ＰＧＭＳＴのことを開示していないが、グアニジンの強塩基性に着目したグアニジン含有ポリスチレンイオン交換樹脂としての応用が記載されている（特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、これらの応用例においては、グアニジノ基とリン酸の親和性やグアニジンの強塩基性などの特性を利用しているとはいうものの、ＰＧＭＳＴの低毒性および殺菌効果という特性はまったく報告されていない。
【０００７】
【特許文献１】
国際公開第９６／２５４４０号パンフレット
【特許文献２】
英国特許第１３７４３８１号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術に鑑み、生体組織に対する毒性の低い殺菌性材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
ある特定の構造を有するモノマー単位を含有する重合体が、殺菌効力を呈し、さらに生体に対する毒性が低いことを見出し、本願発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は式（Ｉ）：
【００１１】
【化２】

【００１２】
（式中、Ｒは水素またはメチル基、ｍは０または１〜３の整数を示す）で表わされるモノマー単位を含有する重合体からなる殺菌性材に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に詳細に説明する。
【００１４】
本発明の殺菌性材は、式（Ｉ）：
【００１５】
【化３】

【００１６】
（式中、Ｒは水素またはメチル基、ｍは０または１〜３の整数を示す）で表わされるモノマー単位を含有する重合体からなる。式（Ｉ）において、Ｒは水素が好ましく、ｍは０〜３が好ましく、０〜１がより好ましい。ｍが３より大きいと式（Ｉ）で示される構造単位を有するモノマーの合成が困難になる傾向がある。とくに、Ｒが水素、ｍが１であるモノマー単位を１０〜１０，０００個重合して得られるポリグアニジノメチルスチレン（ＰＧＭＳＴ）がより好ましい。
【００１７】
また本発明の殺菌性材は、式（Ｉ）のモノマー単位のみからなる重合体であっても、式（Ｉ）のモノマー単位とほかの化合物とを共重合して得られる重合体であってもよい。ほかの化合物との共重合の形態としては、式（Ｉ）のモノマー単位が連続して存在するブロック共重合やグラフト共重合、式（Ｉ）のモノマー単位が点在して存在するランダム共重合や式（Ｉ）のモノマー単位が共重合成分に対して交互に存在する交互共重合があげられる。いずれの場合においても、式（Ｉ）で表されるモノマー単位が重合体中に２〜３０，０００個重合されていることが好ましく、１０〜２０，０００個重合されていることがより好ましく、１０〜１０，０００個重合されていることが最も好ましい。重合体中に重合されている式（Ｉ）で表わされるモノマー単位の総数が２より小さいと殺菌力、低毒性の効果が期待できず、３０，０００より大きいと、水に溶かしたときに粘度が高くなりすぎ、作業性が低下するおそれがある。この数は、共重合体中に占める式（Ｉ）で表されるモノマー単位の数の総数を表わし、式（Ｉ）で表されるモノマー単位がブロック、グラフト共重合体のように連続して存在していてもよく、あるいはランダム、交互共重合体のように点在してあるいは交互に存在していても構わない。
【００１８】
本発明の殺菌性材の使用に際しての形態としては、水などの媒体に溶解した状態で使用する形態や、本発明の重合体を架橋剤などで三次元架橋した状態で使用する形態などがあげられる。三次元架橋した状態で使用する場合には、この重合体は水などの媒体に膨潤したゲルとして使用される。
【００１９】
本発明の式（Ｉ）で表わされるモノマー単位を含有する重合体は、一般に該当するモノマーを従来知られている重合方法、あるいはこれら重合方法の組合せで重合することによって得られる。該当するモノマーが固体の場合にはこのモノマーを溶解する溶媒を用いて溶液にした状態で重合するのが望ましい。たとえばＰＧＭＳＴのモノマーであるＧＭＳＴは室温で固体であるため、溶媒で溶液にして重合するのが望ましい。ＧＭＳＴの場合には水、メタノール、エタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどがこれを溶解することができる溶媒であり、これら溶媒の１種またはそれ以上の組合せで溶媒を得て重合することができる。重合方法はラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの既存の各種重合方法の中から適宜選択して行なえばよい。これら重合方法においては通常は重合を開始させるための重合開始剤を用いるが、場合によっては開始剤を用いない放射線重合、電子線重合などが存在することも知られており、本発明の式（Ｉ）で表わされる化合物を重合する場合にもこれら開始剤や放射線や電子線などを用いて重合することができる。
【００２０】
本発明の殺菌性材をゲルとして得る場合には、（方法１）式（Ｉ）で表わされるモノマー単位に架橋剤を用いて重合することによって得る方法、または（方法２）式（Ｉ）で表わされるモノマー単位を含有する重合体を得たのち、この重合体と反応して共有結合やイオン結合や水素結合などを形成し得る２つ以上の官能基を１分子内に有する化合物と反応させることによって得る方法が考えられる。本発明では両方法とも好適に用いることができる。
【００２１】
かかる方法１における架橋剤の代表例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレンジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、ジビニルベンゼン、４−ビニルベンジルメタクリレートなどがあげられる。これらのなかでも、式（Ｉ）で表されるモノマーと同じ重合特性を有する架橋剤が、架橋構造を任意に制御できるという点からジビニルベンゼンが好ましいが、ゲルの目的と用途によってはそれに限られない。
【００２２】
一方、方法２における架橋剤としては、たとえば本発明の式（Ｉ）で表わされるモノマー単位中に存在するグアニジノ基と結合し得るような官能基を有する架橋剤などが好適に使用される。かかる代表例としては、たとえばアジピン酸に代表される１分子内に２つ以上のカルボキシル基を有するジカルボン酸化合物や、ヘキサメチレンジイソシアナートなどの１分子内に２つ以上のイソシアナート基を有するジイソシアナート化合物などがあげられる。これらのなかでも、反応性が高いと考えられる点からジイソシアナート化合物が好ましい。
【００２３】
共重合可能な他成分としては、本発明の式（Ｉ）で表わされるモノマー単位であるスチレンおよびα−メチルスチレンと共重合し得るものであればとくに限定はされない。これら共重合し得るモノマーとしては、不飽和二重結合を有するものが好ましく、たとえば（メタ）アクリレート化合物のモノマーやビニル化合物のモノマーか、ビニリデン化合物のモノマー、あるいはイタコン酸およびこれより誘導されるイタコン酸エステル化合物などのモノマー、さらにはフマル酸およびこれより誘導されるフマル酸のモノ、あるいはジエステル化合物などのモノマーがあげられる。
【００２４】
本発明の殺菌性材は、殺菌剤として従来から頻繁に使用されるポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）、２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロパンジオール（Ｂｒｏｎｏｐｏｌ）などと比較して細胞毒性が１０分の１であるため、人体に害を与えにくい新規高分子防腐殺菌剤としての使用が期待できる。その利用分野は様々であり、眼科分野においては、コンタクトレンズの洗浄または殺菌、保存を一液で行うマルチパーパスソリューション、点眼剤など、そのほか低毒性の食品添加物、化学消毒剤などが考えられる。とくに、本発明の殺菌材が高分子殺菌材であることから、ソフトコンタクトレンズ用のマルチパーパスソリューションや、ソフトコンタクトレンズを使用したまま点眼することのできる点眼剤に有効に用いることができる。ソフトコンタクトレンズは水で膨潤した高分子ゲルからなるため、低分子を用いて消毒する場合、ソフトコンタクトレンズの内部にまで浸透し残留する恐れがある。一方、高分子殺菌材では分子が大きいため、レンズの内部に浸透することがなく、残留のほとんどない、より安全な殺菌材として用いることができる。
【００２５】
さらに、本発明の特性を利用した分野、製品は多岐にわたるものであり、ここに記載したものに限られない。
【００２６】
つぎに本発明の殺菌性材について、とくにＰＧＭＳＴの実施例をあげて詳細に説明する。
【００２７】
【実施例】
実施例１
定法にしたがい合成したＧＭＳＴ１００重量部とラジカル重合開始剤である２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（和光純薬工業株式会社製）１重量部をジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略す）８９０重量部に溶解させる。この溶液をガラスアンプル内に封入し、４５℃で２２時間、５０℃で７２時間、７０℃で２．５時間加熱し重合を完結させた。この溶液を濃縮したのち、温度２０℃以下に保持した水の中に投入し白色沈殿物を得た。それを回収し、同じく温度２０℃以下に保持した水で充分に洗浄してＰＧＭＳＴを得た。
【００２８】
実施例２
ＧＭＳＴ　１００重量部と架橋剤のジビニルベンゼン（新日鐵化学社製）２重量部とラジカル開始剤である２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（和光純薬工業株式会社製）３．６重量部をＤＭＦ　１３７重量部に溶解させる。この溶液を、厚み約０．３ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製ガスケットを二枚のガラス板で挟んだ中に注入し、それを乾燥機内に入れ、３５℃で７１時間、５０℃で３時間加熱し重合を完結させた。得られたフィルムを新しいＤＭＦ中に入れ替え未反応モノマーなどを除去した。その後このフィルムを水の中に入れ、ゲルの媒体を水に置換して水が媒体のＰＧＭＳＴウェットゲルを得た。
【００２９】
試験例１　殺菌効力試験
本発明の殺菌性材の殺菌効力を調べるために真菌および細菌に対する殺菌効力試験を行なった。試験には実施例１で得られたＰＧＭＳＴを用いた。
【００３０】
真菌としてカンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｌｂｉｃａｎｓ，　ＩＦＯ　１５９４）を用い、サブロー・ブドウ糖寒天培地（日本製薬株式会社製）において３２℃、約１８時間培養したのち、かかる培養した菌を用いて、菌数が約１０^８ｃｆｕ（ｃｏｌｏｎｙ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｕｎｉｔ）／ｍＬになるように懸濁液を調製し、２５０ｐｐｍのＰＧＭＳＴ含有水溶液（水は超純水を使用）各５ｍＬにそれぞれ５０μＬ添加した。そののち、懸濁液が添加されたＰＧＭＳＴ含有水溶液を室温で４時間保温したのち、残存生菌数を混釈平板培養法により測定した。
【００３１】
また、他の供試菌として、細菌であるスタフィロコッカス・アウレウス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕｓ，　ＩＦＯ　１３２７６）を用い、ソイビーン・カゼイン・ダイジェスト寒天培地（日本製薬株式会社製）において３２℃、約１８時間培養したのち、かかる培養した菌を用いて菌数が約１０^８ｃｆｕ／ｍＬになるように懸濁液を調製し、２５０ｐｐｍのＰＧＭＳＴ含有水溶液（水は超純水を使用）各５ｍＬにそれぞれ５０μＬ添加した。その後、懸濁液が添加されたＰＧＭＳＴ含有水溶液を室温で４時間保温したのち、残存生菌数を混釈平板培養法により測定した。なおそれぞれの供試菌の試験における対照試料としてペプトン食塩緩衝液を用いた。
【００３２】
かかるこれら供試菌の残存菌数について測定したのち、かかる菌の対数減少値を以下の式（Ｉ）にしたがって算出した。
対数減少値＝ｌｏｇ（添加菌数／残存生菌数）　　　　　（Ｉ）
【００３３】
その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
試験例２　細胞毒性の評価（培養細胞を用いたコロニー形成阻害試験）
ＰＧＭＳＴの生体組織に対する毒性を評価するために、以下に示す培養細胞を用いたコロニー形成阻害試験を行なった。
【００３６】
毒性を比較するために、実施例１で得られたＰＧＭＳＴのほかに、ＰＨＭＢおよびＢｒｏｎｏｐｏｌを比較例１および比較例２として用いた。
【００３７】
細胞としてはＶ７９細胞（チャイニーズハムスター肺由来繊維芽細胞）を用い、約１００個の細胞を含む培養液をマルチウェルプレートに播種し、炭酸ガス培養装置内で温度３７℃、炭酸ガス濃度５％で約２４時間保持した。そののち、ウェル内の培養液を除去し、異なる濃度系列の各試験試料溶液（媒体：５ｖｏｌ％牛胎児血清添加ＭＥＭ培地）をウェルに分注し炭酸ガス培養装置内で６日間保持した。培養終了後、各ウェルから培地溶液を除去し、エタノールを加えて約５分間細胞を固定し、約２ｖｏｌ％ギムザ溶液で約３０分間染色した。そののち、水道水で洗浄して乾燥した。各ウェルのコロニーを実体顕微鏡などで観測し５０個以上の細胞が集まっている集落を１個のコロニーとして計測した。式（ＩＩ）を用いてコロニー形成率を算出した。

【００３８】
この結果を図１に示す。またこの結果から５０％阻害濃度（ＩＣ５０；Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　５０）を算出した結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】

【００４０】
本発明の殺菌性材、たとえばＰＧＭＳＴでは、細菌や真菌に対して殺菌効力を有している一方、従来の殺菌性化合物、たとえばＰＨＭＢやＢｒｏｎｏｐｏｌなどと比較して生体組織に対する毒性は約１０分の１であるため、安全性の高い殺菌性材である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の殺菌性材は、殺菌剤として頻繁に使用されるＰＨＭＢ、Ｂｒｏｎｏｐｏｌなどの１０分の１の細胞毒性であるため、人体に害を与えない新規高分子防腐殺菌剤としての使用が期待できる。また、その防腐殺菌剤を用いて、眼科分野においてはコンタクトレンズ用マルチパーパスソリューション、点眼剤など、その他低毒性の食品添加物、化学消毒剤など、さまざまな分野で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】各殺菌剤の各濃度におけるコロニー形成率を示すグラフである。

Claims

式（Ｉ）：

（式中、Ｒは水素またはメチル基、ｍは０または１〜３の整数を示す）で表わされるモノマー単位を含有する重合体からなる殺菌性材。