JP2005146120A - Method for introducing alkoxysilyl group, introduced material, method for producing complex by using the same and complex - Google Patents

Method for introducing alkoxysilyl group, introduced material, method for producing complex by using the same and complex Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for introducing an alkoxysilyl group in which the alkoxysilyl group is introduced into a base material in an aqueous solvent without modifying properties of the base material. <P>SOLUTION: The method for introducing the alkoxysilyl group comprises a protective step for protecting an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group with a surfactant, and an introduction step for introducing the alkoxysilyl group into the base material by reacting the reactive functional group of the protected alkoxysilyl group-containing compound protected by the protective step with a base material capable of reacting with the reactive functional group in an aqueous solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水系溶媒中で、シランカップリング剤を用いて、基材表面にアルコキシシリル基を導入するアルコキシシリル基導入方法に関するものであり、また、上記アルコキシシリル基導入方法によって得られる導入物、並びに、上記アルコキシシリル基導入方法を用いて複合体を製造する製造方法および複合体に関するものである。   The present invention relates to an alkoxysilyl group introduction method for introducing an alkoxysilyl group onto a substrate surface using a silane coupling agent in an aqueous solvent, and an introduced product obtained by the above alkoxysilyl group introduction method In addition, the present invention relates to a production method and a composite for producing a composite using the above alkoxysilyl group introduction method.

シランカップリング剤は、無機物に反応性を有する部分と有機物に反応性・溶解性に富む部分とを一分子内に合わせ持つ化合物であり、例えば、無機物と有機物との界面の架橋剤として作用するために、多くの複合材料に使用されている。また、シランカップリング剤は、有機・無機材料表面の性質を改質する改質剤としても用いられている。   A silane coupling agent is a compound that combines a part that is reactive to an inorganic substance and a part that is highly reactive and soluble in an organic substance in one molecule. For example, it acts as a cross-linking agent at the interface between an inorganic substance and an organic substance. Because of this, it is used in many composite materials. Silane coupling agents are also used as modifiers for modifying the properties of organic and inorganic material surfaces.

従来、シランカップリング剤を用いて、2つの基材からなる複合体を製造する製造方法としては、例えば、インテグラルブレンド法・乾式処理法・湿式処理法の3つの方法が知られている。   Conventionally, as a production method for producing a composite composed of two substrates using a silane coupling agent, for example, three methods of an integral blend method, a dry treatment method, and a wet treatment method are known.

上記インテグラルブレンド法は、無機材料と有機基材とを混合する際に、有機材料にシランカップリング剤を添加する方法である。一段階でコンパウンディングできるため、工業的にしばしば使用されているが、均一的な処理が難しいという欠点を有する。   The integral blend method is a method of adding a silane coupling agent to an organic material when mixing the inorganic material and the organic base material. Since it can be compounded in one stage, it is often used industrially, but has the disadvantage that uniform processing is difficult.

また、乾式処理法は、例えば、ヘンシェルミキサー等のような高速撹拌可能な機械の中にフィラーを仕込み、撹拌下でシランカップリング剤またはシランカップリング剤の加水分解溶液を滴下する方法である。この乾式処理法では、大量のフィラーを短時間で処理する点、処理に熱源をあまり必要としない点等の利点があり工業的に多用されている。しかし、上記インテグラルブレンド法と同様に均一な処理が難しい。また、この点を改良する方法として、例えば、特許公報1が開示されている。当該特許公報1には、ガス状のシランカップリング剤で表面処理する方法が記載されている。しかしながら、この特許公報1に開示の方法ではシランカップリング剤を加熱する必要があり、一般的にシランカップリング剤の沸点は高いために、多量の熱源が必要となる。   The dry processing method is a method in which a filler is charged into a machine capable of high-speed stirring such as a Henschel mixer and a silane coupling agent or a hydrolyzed solution of the silane coupling agent is added dropwise under stirring. This dry processing method has many advantages such as processing a large amount of filler in a short time and requiring a heat source not so much for processing. However, uniform processing is difficult as with the integral blend method. Moreover, as a method for improving this point, for example, Patent Publication 1 is disclosed. The patent publication 1 describes a method of surface treatment with a gaseous silane coupling agent. However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to heat the silane coupling agent, and since the boiling point of the silane coupling agent is generally high, a large amount of heat source is required.

また、湿式処理法は、フィラーとシランカップリング剤とを加水分解溶媒(通常、水またはアルコール、あるいは、これらの混合溶媒)に溶解した溶液中で処理する方法である。上記湿式処理法としては、例えば、特許文献2に開示の方法がある。当該特許文献2には、シランカップリング剤を水に添加し、これを加水分解して得られる処理液で処理する方法が記載さている。しかしながら、この湿式処理法は、乾燥時に熱源を必要とするため工業的に不利であり、またフィラー表面にシランカップリング剤の加水分解が不十分であるためフィラー粒子表面での結合に寄与していない加水分解性基が残存することが判明している。
特開平5−86265号公報(公開日;1993年4月6日) 特開平4−108853号公報(公開日;1992年4月2日)
The wet processing method is a method of processing in a solution in which a filler and a silane coupling agent are dissolved in a hydrolysis solvent (usually water, alcohol, or a mixed solvent thereof). An example of the wet processing method is disclosed in Patent Document 2. Patent Document 2 describes a method in which a silane coupling agent is added to water and treated with a treatment liquid obtained by hydrolysis. However, this wet processing method is industrially disadvantageous because it requires a heat source at the time of drying, and contributes to bonding on the surface of filler particles because of insufficient hydrolysis of the silane coupling agent on the filler surface. It has been found that no hydrolyzable groups remain.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-86265 (Release Date; April 6, 1993) JP 4-108853 A (publication date; April 2, 1992)

上記3つの方法は、基材表面をシランカップリング剤が有するアルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基にて改質するものである。つまり、上記従来の方法では、アルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基と基材とを反応させている。このため、アルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基は反応するために、基材表面にアルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基を導入することはできない。   In the above three methods, the substrate surface is modified with an alkoxysilyl group or a hydroxysilyl group of a silane coupling agent. That is, in the above conventional method, the alkoxysilyl group or hydroxysilyl group is reacted with the substrate. For this reason, since an alkoxysilyl group or a hydroxysilyl group reacts, an alkoxysilyl group or a hydroxysilyl group cannot be introduced on the surface of the substrate.

また、アルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基を含むシランカップリング剤を水中に投入すると、加水分解が促進されて、アルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基同士が反応を起こし、シロキサン結合ができる。このため、基材にアルコキシシリル基またはヒドロキシシリル基を導入する場合には、無水溶媒中(禁水溶媒中)で導入する必要がある。   Moreover, when a silane coupling agent containing an alkoxysilyl group or a hydroxysilyl group is introduced into water, hydrolysis is promoted, and the alkoxysilyl group or hydroxysilyl group reacts to form a siloxane bond. For this reason, when introducing an alkoxysilyl group or a hydroxysilyl group into a substrate, it is necessary to introduce it in an anhydrous solvent (in a water-free solvent).

さらに、上記従来の方法では、基材を改質する目的のためにシランカップリング剤が用いられており、複合体を製造する場合においても、基材の性質が変質するという問題がある。つまり、例えば、基材の本来有する性質を利用したい場合であっても、シランカップリング剤を用いて複合体を製造する場合には、基材の本来有する性質が損なわれるという問題がある。   Furthermore, in the above conventional method, a silane coupling agent is used for the purpose of modifying the base material, and there is a problem that the properties of the base material are altered even when a composite is produced. That is, for example, even when it is desired to use the inherent property of the base material, when the composite is produced using the silane coupling agent, the inherent property of the base material is impaired.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基材の性質を改質することなく、水系溶媒中において基材にアルコキシシリル基を導入するアルコキシシリル基導入方法およびこのアルコキシシリル基導入方法によって得られる導入物、上記アルコキシシリル基導入方法を用いて複合体を製造する製造方法および複合体を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to introduce an alkoxysilyl group introduction method for introducing an alkoxysilyl group into a base material in an aqueous solvent without modifying the properties of the base material. And an introduced product obtained by this alkoxysilyl group introduction method, a production method for producing a composite using the above alkoxysilyl group introduction method, and a composite.

本発明に係るアルコキシシリル基導入方法は、上記課題を解決するために、アルコキシシリル基と反応性官能基とを含むアルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、上記保護工程により保護された保護アルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基、および、当該反応性官能基と反応可能な基材を、水系溶媒中で反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程とを含むことを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the alkoxysilyl group introduction method according to the present invention protects an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group with a surfactant, and the protection step Introduction of introducing an alkoxysilyl group into a base material by reacting a reactive functional group of a protected alkoxysilyl group-containing compound protected by the above and a base material capable of reacting with the reactive functional group in an aqueous solvent And a process.

また、本発明に係るアルコキシシリル基導入方法は、上記基材は、当該基材の表面に、反応性官能基と反応可能な官能基を有している構成がより好ましい。   In the alkoxysilyl group introduction method according to the present invention, the base material preferably has a functional group capable of reacting with a reactive functional group on the surface of the base material.

また、本発明に係るアルコキシシリル基導入方法は、上記導入工程の前に、基材に上記反応性官能基と反応可能な官能基を導入する官能基導入工程を含む構成がより好ましい。   In addition, the alkoxysilyl group introduction method according to the present invention more preferably includes a functional group introduction step of introducing a functional group capable of reacting with the reactive functional group into the substrate before the introduction step.

本発明に係るアルコキシシリル基導入方法は、上記課題を解決するために、上記アルコキシシリル基導入方法によって、基材の表面にアルコキシシリル基が導入されてなることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the alkoxysilyl group introduction method according to the present invention is characterized in that an alkoxysilyl group is introduced onto the surface of a substrate by the above alkoxysilyl group introduction method.

また、本発明に係るアルコキシシリル基導入方法は、上記基材がシルクフィブロインである構成がより好ましい。   Moreover, the alkoxysilyl group introduction method according to the present invention preferably has a configuration in which the substrate is silk fibroin.

本発明に係る複合体の製造方法は、上記課題を解決するために、アルコキシシリル基と反応性官能基とを含むアルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、上記保護工程により保護された保護アルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基と、当該反応性官能基と反応可能な基材とを、水系溶媒中で反応させることにより基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程と、基材に導入されたアルコキシシリル基と、当該アルコキシシリル基と反応可能な反応性基材とを反応させる反応工程とを含むことを特徴としている。   In order to solve the above problems, the method for producing a composite according to the present invention includes a protection step of protecting an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group with a surfactant, and the protection step. Introduction step of introducing an alkoxysilyl group into a base material by reacting the reactive functional group of the protected alkoxysilyl group-containing compound protected by the above and a base material capable of reacting with the reactive functional group in an aqueous solvent And a reaction step of reacting an alkoxysilyl group introduced into the substrate and a reactive substrate capable of reacting with the alkoxysilyl group.

また、本発明に係る複合体の製造方法は、上記基材は、反応性官能基と反応可能な官能基を有している構成がより好ましい。   Moreover, as for the manufacturing method of the composite_body | complex which concerns on this invention, the structure in which the said base material has a functional group which can react with a reactive functional group is more preferable.

また、本発明に係る複合体の製造方法は、上記導入工程の前に、基材に上記反応性官能基と反応可能な官能基を導入する官能基導入工程を含む構成がより好ましい。   In addition, the method for producing a composite according to the present invention preferably includes a functional group introducing step of introducing a functional group capable of reacting with the reactive functional group into the substrate before the introducing step.

また、本発明に係る複合体の製造方法は、上記反応性基材の表面には、上記アルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を有している構成がより好ましい。   Moreover, the manufacturing method of the composite_body | complex which concerns on this invention has a more preferable structure which has the reactive active group which can react with the said alkoxy silyl group on the surface of the said reactive base material.

また、本発明に係る複合体の製造方法は、上記反応工程の前に、反応性基材に上記アルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を導入する反応性活性基導入工程を含む構成がより好ましい。   Moreover, the manufacturing method of the composite_body | complex which concerns on this invention has the structure including the reactive active group introduction | transduction process which introduce | transduces the reactive active group which can react with the said alkoxy silyl group to the reactive base material before the said reaction process. More preferred.

また、本発明に係る複合体の製造方法は、上記導入工程の後に、アルコキシシリル基含有化合物を保護している界面活性剤を脱離させる脱離工程を含む構成がより好ましい。   The composite production method according to the present invention more preferably includes a desorption step of desorbing the surfactant protecting the alkoxysilyl group-containing compound after the introduction step.

本発明に係る複合体の複合体は、上記課題を解決するために、上記複合体の製造方法によって製造されたことを特徴としている。   The complex of the complex according to the present invention is characterized by being produced by the complex production method in order to solve the above problems.

また、本発明に係る複合体の複合体は、上記基材がシルクフィブロインであり、上記反応性基材がハイドロキシアパタイト焼結体である構成がより好ましい。   Moreover, the composite of the composite according to the present invention preferably has a configuration in which the base material is silk fibroin and the reactive base material is a hydroxyapatite sintered body.

本発明に係る導入方法は、アルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程とを含む構成である。   The introduction method according to the present invention includes a protection step for protecting an alkoxysilyl group-containing compound with a surfactant and an introduction step for introducing an alkoxysilyl group into a substrate.

上記構成とすることにより、界面活性剤でアルコキシシリル基を含むアルコキシシリル基含有化合物を保護するので、水系溶媒中であっても、基材にアルコキシシリル基を導入することができる。また、水系溶媒中でアルコキシシリル基を導入することができるので、溶媒の処理が簡単になるとともに、溶媒にかかるコストを低減させることができる。このように、上記の構成とすることにより、基材の性質を改質することなく、水系溶媒中において基材にアルコキシシリル基を導入することができるという効果を奏する。   By setting it as the said structure, since the alkoxysilyl group containing compound containing an alkoxy silyl group is protected with surfactant, an alkoxy silyl group can be introduce | transduced into a base material even in an aqueous solvent. Moreover, since an alkoxysilyl group can be introduced in an aqueous solvent, the treatment of the solvent is simplified and the cost for the solvent can be reduced. Thus, by setting it as said structure, there exists an effect that an alkoxy silyl group can be introduce | transduced into a base material in an aqueous medium, without modifying the property of a base material.

また、本発明に係る導入方法は、上記基材は、当該基材の表面に、反応性官能基と反応可能な官能基を有している構成がより好ましい。上記の構成によれば、反応性官能基と反応可能な官能基を有しているので、より確実に基材の表面にアルコキシシリル基を導入することができる。   In the introduction method according to the present invention, the base material preferably has a functional group capable of reacting with a reactive functional group on the surface of the base material. According to said structure, since it has a functional group which can react with a reactive functional group, an alkoxysilyl group can be more reliably introduce | transduced into the surface of a base material.

また、本発明に係る導入方法は、上記導入工程の前に、基材に上記反応性官能基と反応可能な官能基を導入する官能基導入工程を含む構成がより好ましい。これにより、上記反応基を基材に導入すればよいので、基材の選択の自由度が高くなる。つまり、基材自身が上記反応基を有していない場合であっても、アルコキシシリル基を導入することができる。   The introduction method according to the present invention more preferably includes a functional group introduction step of introducing a functional group capable of reacting with the reactive functional group into the base material before the introduction step. Thereby, since the said reactive group should just be introduce | transduced into a base material, the freedom degree of selection of a base material becomes high. That is, even when the substrate itself does not have the reactive group, an alkoxysilyl group can be introduced.

本発明に係る導入物は、上記アルコキシシリル基導入方法によって、基材の表面にアルコキシシリル基が導入されてなる構成である。従って、上記導入物のアルコキシシリル基を他の基材と反応させることにより、様々な複合体を製造することができる。   The introduction according to the present invention has a structure in which an alkoxysilyl group is introduced onto the surface of a substrate by the above-described alkoxysilyl group introduction method. Therefore, various composites can be produced by reacting the alkoxysilyl group of the introduced product with another substrate.

また、本発明に係る導入物は、上記基材がシルクフィブロインである構成がより好ましい。上記の構成によれば、基材がシルクフィブロインであるので、アルコキシシリル基と反応させる他の基材に医療材料を用いることにより、生体適合性の高い医療用材料を提供することができる。   Moreover, as for the introduced substance which concerns on this invention, the structure whose said base material is silk fibroin is more preferable. According to said structure, since a base material is silk fibroin, a medical material with high biocompatibility can be provided by using a medical material for the other base material made to react with an alkoxy silyl group.

本発明に係る複合体の製造方法は、アルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程と、基材に導入されたアルコキシシリル基と、当該アルコキシシリル基と反応可能な反応性基材とを反応させる反応工程とを含む構成である。   The method for producing a composite according to the present invention includes a protection step for protecting an alkoxysilyl group-containing compound with a surfactant, an introduction step for introducing an alkoxysilyl group into the substrate, and an alkoxysilyl group introduced into the substrate. And a reaction step of reacting the reactive base capable of reacting with the alkoxysilyl group.

上記の構成によれば、水系溶媒中でアルコキシシリル基が導入された基材と反応性基材とを化学結合させることができる。これにより、例えば、最終的に得られた複合体の生体材料に用いる際の安全性をより一層高くすることができる。また、基材自身の性質を保った状態で複合体を製造することができるという効果を奏する。   According to said structure, the base material in which the alkoxy silyl group was introduce | transduced and the reactive base material can be chemically bonded in an aqueous solvent. Thereby, the safety | security at the time of using for the biomaterial of the composite_body | complex finally obtained can be made still higher, for example. Moreover, there exists an effect that a composite_body | complex can be manufactured in the state which maintained the property of base material itself.

また、本発明に係る複合体の製造方法は、上記基材は、反応性官能基と反応可能な官能基を有している構成がより好ましい。上記の構成によれば、反応性官能基と反応可能な官能基を有しているので、より確実に基材の表面にアルコキシシリル基を導入することができる。   Moreover, as for the manufacturing method of the composite_body | complex which concerns on this invention, the structure in which the said base material has a functional group which can react with a reactive functional group is more preferable. According to said structure, since it has a functional group which can react with a reactive functional group, an alkoxysilyl group can be more reliably introduce | transduced into the surface of a base material.

本発明に係る複合体の製造方法は、上記導入工程の前に、基材に官能基を導入する官能基導入工程を含む構成がより好ましい。これにより、後から上記官能基を基材に導入すればよいので、基材の選択の自由度が高くなる。つまり、基材自身が上記官能基を有していない場合であっても、アルコキシシリル基を導入することができる。   More preferably, the method for producing a composite according to the present invention includes a functional group introduction step of introducing a functional group into the substrate before the introduction step. Thereby, since the said functional group should just be introduced into a base material later, the freedom degree of selection of a base material becomes high. That is, an alkoxysilyl group can be introduced even when the substrate itself does not have the functional group.

本発明に係る複合体の製造方法は、上記反応性基材の表面には、上記アルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を有している構成がより好ましい。上記の構成によれば、基材表面にアルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を有しているので、より確実にアルコキシシリル基と反応性基材とを結合することができる。   In the method for producing a composite according to the present invention, it is more preferable that the surface of the reactive substrate has a reactive active group capable of reacting with the alkoxysilyl group. According to said structure, since it has the reactive active group which can react with the alkoxy silyl group on the base-material surface, an alkoxy silyl group and a reactive base material can be combined more reliably.

本発明に係る複合体の製造方法は、上記反応工程の前に、反応性基材に反応性活性基を導入する反応性活性基導入工程を含む構成がより好ましい。上記の構成によれば、反応性活性基を後から導入しているので、用いる反応性基材の選択する自由度を高くすることができる。   More preferably, the method for producing a complex according to the present invention includes a reactive active group introduction step of introducing a reactive active group into the reactive substrate before the reaction step. According to said structure, since the reactive active group is introduce | transduced later, the freedom degree which the reactive base material to use can be selected can be made high.

本発明に係る複合体の製造方法は、上記導入工程の後に、アルコキシシリル基含有化合物を保護している界面活性剤を脱離させる脱離工程を含む構成がより好ましい。上記の構成によれば、界面活性剤を脱離するので、より簡単な反応条件で複合体を製造することができる。   More preferably, the method for producing a composite according to the present invention includes a desorption step of desorbing the surfactant protecting the alkoxysilyl group-containing compound after the introduction step. According to the above configuration, since the surfactant is removed, the complex can be produced under simpler reaction conditions.

本発明に係る複合体は、上記複合体の製造方法によって製造される構成である。上記の構成とすることにより、基材および反応性基材が改質していない複合体を提供することができる。   The composite according to the present invention has a configuration manufactured by the above-described composite manufacturing method. By setting it as said structure, the composite_body | complex which the base material and the reactive base material have not modified | denatured can be provided.

また、本発明に係る複合体は、上記基材がシルクフィブロインであり、上記反応性基材がハイドロキシアパタイト焼結体である構成がより好ましい。上記の構成とすることにより、生体活性が高い複合体を提供することができる。   The composite according to the present invention preferably has a configuration in which the base material is silk fibroin and the reactive base material is a hydroxyapatite sintered body. By setting it as said structure, a composite_body | complex with high biological activity can be provided.

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。すなわち、本実施の形態にかかるアルコキシシリル基導入方法は、アルコキシシリル基と反応性官能基とを含むアルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤によって保護し、この保護した状態のアルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基と、当該反応性官能基と反応可能な基材とを反応させることにより基材にアルコキシシリル基を導入する方法である。   An embodiment of the present invention will be described as follows. That is, in the method for introducing an alkoxysilyl group according to the present embodiment, an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group is protected by a surfactant, and the alkoxysilyl group-containing compound in this protected state is protected. In this method, an alkoxysilyl group is introduced into a substrate by reacting the reactive functional group with a substrate capable of reacting with the reactive functional group.

また、本実施の形態にかかる複合体の製造方法は、上記導入方法を行った後で、上記基材に導入されたアルコキシシリル基と、当該アルコキシシリル基と反応可能な反応性基材とを反応させる方法である。   Moreover, the manufacturing method of the composite_body | complex concerning this Embodiment is the reactive base material which can react with the alkoxysilyl group introduce | transduced into the said base material after performing the said introduction method, and the said alkoxysilyl group. This is a reaction method.

(アルコキシシリル基含有化合物)
本実施の形態にかかるアルコキシシリル基含有化合物とは、少なくとも、アルコキシシリル基と反応性官能基とを有する化合物を示している。
(Alkoxysilyl group-containing compound)
The alkoxysilyl group-containing compound according to the present embodiment refers to a compound having at least an alkoxysilyl group and a reactive functional group.

上記、アルコキシシリル基とは、Si−ORを含む基を示している。つまり、本実施の形態において、アルコキシシリル基には、≡Si−OR,=Si−(OR),−Si−(OR)等が含まれる。なお、上記≡および=は、三重結合、二重結合のみを示すものではなく、それぞれの結合の手が、異なる基と結合していてもよい。従って、例えば、−SiH−(OR)や−SiH−(OR)等もアルコキシシリル基に含まれる。そして、上記Si−ORのRとは、アルキル基または水素を示している。つまり、本実施の形態では、ヒドロキシシリル基もアルコキシシリル基の一種であるものとする。上記アルキル基としては、メチル基、エチル基等が好適に用いることができる。 The alkoxysilyl group refers to a group containing Si—OR. That is, in this embodiment, the alkoxysilyl group includes ≡Si—OR, ═Si— (OR) 2 , —Si— (OR) 3, and the like. The above ≡ and = do not indicate only a triple bond or a double bond, and each bond may be bonded to a different group. Accordingly, for example, —SiH— (OR) 2 , —SiH 2 — (OR) and the like are also included in the alkoxysilyl group. And R of said Si-OR has shown the alkyl group or hydrogen. That is, in this embodiment, the hydroxysilyl group is also a kind of alkoxysilyl group. As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, or the like can be preferably used.

そして、上記アルコキシシリル基含有化合物としては、具体的には、シランカップリング剤が挙げられる。ここで、シランカップリング剤について説明する。   Specific examples of the alkoxysilyl group-containing compound include silane coupling agents. Here, the silane coupling agent will be described.

シランカップリング剤は、化学式(1)に示すような化学構造をしている。   The silane coupling agent has a chemical structure as shown in chemical formula (1).

Z−Si≡(OR) ・・・(1)
上記Zは、各種合成樹脂等の有機材料(例えば、高分子基材)と化学結合することができる反応性官能基であればよく、具体的には、例えば、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロキシ基、メルカプト基等が挙げられる。また、上記ORは、無機材料(ハイドロキシアパタイト焼結体)と化学結合することができるものであればよく、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。なお、上記化学式(1)中の3つのORについては、同じであってもよく、異なっていてもよい。そして、上記化学式(1)のSi−ORがアルコキシシリル基である。また、上記化学式(1)中の反応性官能基であるZとSiとは、例えば、高分子鎖を介して結合されていてもよく、低分子鎖を介して結合されていてもよく、直接結合されていてもよい。
Z-Si≡ (OR) 3 (1)
Z may be any reactive functional group that can chemically bond to organic materials (for example, polymer base materials) such as various synthetic resins. Specifically, for example, vinyl group, epoxy group, amino group , (Meth) acryloxy group, mercapto group and the like. The OR may be any material that can be chemically bonded to an inorganic material (hydroxyapatite sintered body), and specific examples thereof include a methoxy group and an ethoxy group. In addition, about three OR in the said Chemical formula (1), they may be the same and may differ. And Si-OR of the said Chemical formula (1) is an alkoxy silyl group. In addition, the reactive functional group Z and Si in the chemical formula (1) may be bonded via a polymer chain or may be bonded via a low molecular chain, for example. It may be combined.

すなわち、上記シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル系シランカップリング剤;γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤;γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリロキシ系シランカップリング剤;N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−トリエトキシ−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、特殊アミノシラン等のアミノ系シランカップリング剤;γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド系シランカップリング剤;γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロロプロピル系シランカップリング剤;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤;γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。上記例示のシランカップリング剤のうち、重合性モノマーであるという点で、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランがより好ましい。上記シランカップリング剤は、高分子基材の種類、および、高分子基材表面に反応性活性基(後述する)が導入されている場合には、この反応性活性基の種類等によって適宜選択すればよい。   That is, as the silane coupling agent, specifically, for example, vinyl silane coupling agents such as vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane; β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltri Epoxy silane coupling agents such as methoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane; p-styryltrimethoxysilane, etc. Stylyl-based silane coupling agents; methacrylic compounds such as γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane Roxy-based silane coupling agents; acryloxy-based silane coupling agents such as γ-acryloxypropyltrimethoxysilane; N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl Methyldimethoxymethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-triethoxy-N- (1,3-dimethyl-butylidene ) Amino-based silane coupling agents such as propylamine, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, special aminosilane; γ-ureidopropyltriethoxysila Ureido silane coupling agents such as chlorosilanes; Chloropropyl silane coupling agents such as γ-chloropropyltrimethoxysilane; Mercapto silane coupling agents such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane A sulfide-based silane coupling agent such as bis (triethoxypropyl) tetrasulfide; an isocyanate-based silane coupling agent such as γ-isocyanatopropyltriethoxysilane; Of the silane coupling agents exemplified above, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and γ-methacryloxypropyltriethoxysilane are more preferable because they are polymerizable monomers. The silane coupling agent is appropriately selected depending on the type of the polymer substrate and, when a reactive active group (described later) is introduced on the surface of the polymer substrate, the type of the reactive active group, etc. do it.

(基材)
上記基材とは、アルコキシシリル基含有化合物が有している反応性官能基と、反応可能なものである。具体的には、上記基材は、上記反応性官能と反応可能な官能基を有していてもよい。また、例えば、基材表面にコロナ処理を施すことによって、当該基材表面と反応性官能基とを直接反応するようにしてもよい。なお、上記基材が官能基を含む場合には、上記官能基は、基材に官能基導入工程を行うことにより導入されたものでもよく、また、基材自身が官能基を有しているものであってもよい。なお、上記官能基導入工程については後述する。
(Base material)
The said base material can react with the reactive functional group which the alkoxy silyl group containing compound has. Specifically, the base material may have a functional group capable of reacting with the reactive function. Further, for example, the substrate surface may be directly reacted with the reactive functional group by subjecting the substrate surface to corona treatment. In addition, when the said base material contains a functional group, the said functional group may be introduce | transduced by performing a functional group introduction | transduction process to a base material, and the base material itself has a functional group. It may be a thing. The functional group introduction step will be described later.

上記基材としては、具体的には、例えば、有機高分子基材等が挙げられ、より詳細には、シリコーンポリマー(シリコーンゴムであっても良い)、ポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリアミン、ポリウレア、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル等の合成高分子;セルロース、アミロース、アミロペクチン、キチン、キトサン等の多糖類、コラーゲン等のポリペプチド、ヒアルロン酸、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸等のムコ多糖類等、シルクフィブロイン等の天然高分子等が挙げられる。上記例示の基材のうち、長期安定性、強度および柔軟性等の特性が優れている点で、シリコーンポリマー、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、または、シルクフィブロインが好適に使用される。   Specific examples of the substrate include organic polymer substrates, and more specifically, silicone polymers (which may be silicone rubber), polyethylene glycol, polyalkylene glycol, and polyglycolic acid. , Polylactic acid, polyamide, polyurethane, polysulfone, polyether, polyetherketone, polyamine, polyurea, polyimide, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile Synthetic polymers such as polystyrene, polyvinyl alcohol and polyvinyl chloride; polysaccharides such as cellulose, amylose, amylopectin, chitin and chitosan, polypeptides such as collagen, hyaluronic acid, chondroitin, Chondroitin mucopolysaccharides such as sulfuric, natural polymers, and the like silk fibroin and the like. Of the above-exemplified base materials, silicone polymer, polyurethane, polytetrafluoroethylene, or silk fibroin is preferably used because it has excellent properties such as long-term stability, strength, and flexibility.

そして、これら基材は、用途に応じて種々のものを選択することができる。具体的には、この基材を用いて製造した複合体を、例えば、医療用材料として使用する場合には、基材として、医療用高分子材料、より詳細には、シリコーンゴムや、シルクフィブロイン繊維等を用いることがより好ましい。   And as for these base materials, a various thing can be selected according to a use. Specifically, when the composite produced using this base material is used as, for example, a medical material, the base material is a medical polymer material, and more specifically, silicone rubber or silk fibroin. It is more preferable to use fibers or the like.

また、また、上記例示の基材の代わりに、具体的には、例えば、医療用材料として好適に使用することができる、酸化チタンやチタン合金等の無機材料の基材を使用することもできる。従って、本発明にかかる基材とは、上記酸化チタン等の無機材料からなる基材も含むものとする。   Further, instead of the above-exemplified base materials, specifically, for example, a base material of an inorganic material such as titanium oxide or a titanium alloy that can be suitably used as a medical material can be used. . Therefore, the base material according to the present invention includes a base material made of an inorganic material such as titanium oxide.

また、上記基材の形状としては、例えば、シート状、繊維状、チューブ状または、多孔体でもよく、用途に応じて適宜選択すればよい。   In addition, the shape of the substrate may be, for example, a sheet shape, a fiber shape, a tube shape, or a porous body, and may be appropriately selected depending on the application.

(界面活性剤)
上記アルコキシシリル基含有化合物を保護する界面活性剤としては、アルコキシシリル基含有化合物の種類によって異なるが、具体的には、例えば、ペンタエチレングリコールドデシルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノドデシルエーテル、ノニルフェニルポリオキシエチレン、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、ドデシル−β−グルコシド等の非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
(Surfactant)
The surfactant for protecting the alkoxysilyl group-containing compound varies depending on the type of the alkoxysilyl group-containing compound, and specifically, for example, pentaethylene glycol dodecyl ether, hexaethylene glycol monododecyl ether, nonylphenyl polyoxy Nonionic surfactants such as ethylene, polyoxyethylene (10) octylphenyl ether, dodecyl-β-glucoside and the like can be mentioned.

(反応性基材)
上記反応性基材とは、アルコキシシリル基含有化合物が有しているアルコキシシリル基と反応可能なものである。具体的には、上記反応性基材は、アルコキシシリル基含有化合物のアルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を有している。この反応性活性基は、反応性基材自身が有しているものであってもよく、反応性基材に反応性活性基を導入する反応性活性基導入工程を行うことにより、導入したものであってもよい。なお、上記反応性活性基導入工程については後述する。
(Reactive substrate)
The said reactive base material is a thing which can react with the alkoxy silyl group which the alkoxy silyl group containing compound has. Specifically, the reactive substrate has a reactive active group capable of reacting with the alkoxysilyl group of the alkoxysilyl group-containing compound. This reactive active group may be one that the reactive substrate itself has, and is introduced by performing a reactive active group introduction step of introducing the reactive active group into the reactive substrate. It may be. The reactive active group introduction step will be described later.

上記反応性基材としては、アルコキシシリル基と反応可能なものであれば特に限定されるものではないが、特に、表面に水酸基を有しているものがより好ましい。また、上記反応性基材としては、表面に、アミノ基またはエポキシ基を有するものであってもよい。従って、上記反応性基材としては、表面に、水酸基およびアミノ基、エポキシ基の少なくとも1種類の反応性活性基を有しているものがさらに好ましい。   The reactive substrate is not particularly limited as long as it can react with an alkoxysilyl group, but in particular, a substrate having a hydroxyl group on the surface is more preferable. Moreover, as said reactive base material, you may have an amino group or an epoxy group on the surface. Therefore, as the reactive substrate, those having at least one kind of reactive active group of hydroxyl group, amino group, and epoxy group on the surface are more preferable.

具体的には、上記反応性基材としては、例えば、ハイドロキシアパタイトや、酸化チタン、シリカ、ガラス等の無機材料が挙げられる。また、上記反応性基材として、例えば、銅、アラミド等を用いることも可能である。上記例示の反応基材のうち、特に、表面に水酸基を有しているハイドロキシアパタイトおよび酸化チタンが好適に使用される。また、上記ハイドロキシアパタイトおよび酸化チタンは、医療用材用として好適に用いることができる。従って、当該反応性基材を用いて製造した複合体を、医療用材料として使用する場合には、反応性基材として、ハイドロキシアパタイトまたは酸化チタンを用いることがより好ましい。   Specifically, examples of the reactive substrate include inorganic materials such as hydroxyapatite, titanium oxide, silica, and glass. In addition, as the reactive substrate, for example, copper, aramid, or the like can be used. Of the reaction base materials exemplified above, hydroxyapatite and titanium oxide having a hydroxyl group on the surface are particularly preferably used. Further, the hydroxyapatite and titanium oxide can be suitably used for medical materials. Therefore, when using the composite manufactured using the said reactive base material as a medical material, it is more preferable to use a hydroxyapatite or a titanium oxide as a reactive base material.

上記反応性基材の形状としては、使用する用途によって異なるが、例えば、上記基材の形状が、シート状、繊維状、チューブ状または、多孔体等の場合には、上記基材と良好に結合させるために、粒子状であることがより好ましい。上記反応性基材の形状が粒子状である場合、その大きさ(粒子径)としては、上記反応性基材と基材とが化学結合することにより、基材の表面に固定できる程度の粒子径であればよい。具体的には、上記粒子径の下限値としては、0.001μm以上がより好ましく、0.01μm以上がさらに好ましい。上記粒子径が0.001μmよりも小さいと、反応性基材と基材とが所望の強度で結合しない恐れがあり、基材から反応性基材が脱離する恐れがある。一方、上記粒子径の上限値としては、1000μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。上記粒子径が1000μmよりも大きいと、反応性基材と基材との結合が相対的に弱くなる恐れがある。   The shape of the reactive base material varies depending on the application to be used. For example, when the shape of the base material is a sheet shape, a fiber shape, a tube shape, or a porous body, the shape of the reactive base material is excellent. In order to make it combine, it is more preferable that it is particulate. When the shape of the reactive base material is particulate, the size (particle diameter) is such that the reactive base material and the base material are chemically bonded to each other so that they can be fixed on the surface of the base material. Any diameter may be used. Specifically, the lower limit of the particle diameter is more preferably 0.001 μm or more, and further preferably 0.01 μm or more. When the particle diameter is smaller than 0.001 μm, the reactive base material and the base material may not be bonded with a desired strength, and the reactive base material may be detached from the base material. On the other hand, the upper limit of the particle diameter is more preferably 1000 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. When the particle diameter is larger than 1000 μm, the bond between the reactive base material and the base material may be relatively weak.

(アルコキシシリル基導入方法)
以下に、本実施の形態にかかるアルコキシシリル基導入方法について説明する。より詳細には、シランカップリング剤を用いて、当該シランカップリング剤が有する反応性官能基を高分子基材と反応させる方法について説明する。具体的には、アルコキシシリル基導入方法は、保護工程と水系溶媒中で行う導入工程とを含んでいる。
(Alkoxysilyl group introduction method)
The alkoxysilyl group introduction method according to this embodiment will be described below. More specifically, a method of reacting a reactive functional group of the silane coupling agent with a polymer substrate using a silane coupling agent will be described. Specifically, the alkoxysilyl group introduction method includes a protection step and an introduction step performed in an aqueous solvent.

(保護工程)ここで、保護工程について説明する。保護工程では、シランカップリング剤を界面活性剤にて保護する。具体的には、シランカップリング剤と界面活性剤とを混合することで、当該シランカップリング剤(シランカップリング剤が有するアルコキシシリル基および反応性官能基)を保護する。この保護工程で、使用する界面活性剤の量としては、シランカップリング剤に対して、1.0〜50.0重量%の範囲内がより好ましく、10.0〜25.0重量%の範囲内がさらに好ましい。界面活性剤を上記の範囲内で使用することにより、シランカップリング剤が有するアルコキシシリル基を、水から確実に保護することができる。   (Protection Step) Here, the protection step will be described. In the protection step, the silane coupling agent is protected with a surfactant. Specifically, the silane coupling agent (the alkoxysilyl group and the reactive functional group of the silane coupling agent) is protected by mixing the silane coupling agent and the surfactant. In this protection step, the amount of the surfactant used is more preferably in the range of 1.0 to 50.0% by weight relative to the silane coupling agent, and the range of 10.0 to 25.0% by weight. The inside is more preferable. By using the surfactant within the above range, the alkoxysilyl group of the silane coupling agent can be reliably protected from water.

上記界面活性剤は、親水性部分と親油性部分(疎水性部分)とを有している。そして、シランカップリング剤を界面活性剤で保護したとき、当該界面活性剤の親油性部分はシランカップリング剤側に位置し、親水性部分は外側に位置している。   The surfactant has a hydrophilic part and a lipophilic part (hydrophobic part). When the silane coupling agent is protected with a surfactant, the lipophilic part of the surfactant is located on the silane coupling agent side and the hydrophilic part is located on the outside.

(導入工程)次に、導入工程について説明する。導入工程では、上記保護工程にて保護した保護シランカップリング剤の反応性官能基と高分子基材(より詳細には、高分子基材表面に有している官能基)とを反応させる。   (Introduction step) Next, the introduction step will be described. In the introduction step, the reactive functional group of the protected silane coupling agent protected in the protection step is reacted with the polymer substrate (more specifically, the functional group possessed on the polymer substrate surface).

より具体的には、保護工程により保護シランカップリング剤を高分子基材と開始剤とが含まれている水系溶液中に加えて反応させる。この場合、上記開始剤としては、具体的には、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム(ペルオキソ二酸カリウム)等が挙げられる。なお、上記水系溶媒とは、少なくとも水が50重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは、95重量%以上含まれている溶媒を示している。また、上記水系溶媒には、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール等が含まれていてもよい。   More specifically, the protective silane coupling agent is added to the aqueous solution containing the polymer base material and the initiator in the protection step and reacted. In this case, specific examples of the initiator include ammonium persulfate and potassium persulfate (potassium peroxodioic acid). The aqueous solvent means a solvent containing at least 50% by weight of water, more preferably 80% by weight or more, and still more preferably 95% by weight or more. The aqueous solvent may contain, for example, alcohol such as methanol or ethanol.

また、上記導入工程では、高分子基材が入っている水系溶媒中に、保護シランカップリング剤を投入する際、均一に高分子基材表面に保護シランカップリング剤が分散するように攪拌することがより好ましい。   In the introduction step, when the protective silane coupling agent is introduced into the aqueous solvent containing the polymer base material, stirring is performed so that the protective silane coupling agent is uniformly dispersed on the surface of the polymer base material. It is more preferable.

そして、保護シランカップリング剤が、水系溶媒中で、高分子基材表面に接触することにより、保護シランカップリング剤の反応性官能基が高分子基材表面に対して剥き出しの状態となり高分子基材表面に存在する官能基とが反応することとなる。   When the protective silane coupling agent comes into contact with the surface of the polymer substrate in an aqueous solvent, the reactive functional group of the protective silane coupling agent is exposed to the surface of the polymer substrate. The functional group present on the substrate surface reacts.

上記保護シランカップリング剤の使用量(添加量)の下限値としては、上記表面に官能基が存在している高分子基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記使用量が10重量%よりも少ないと、十分な反応性基材と反応するだけのアルコキシシリル基を導入することができない場合がある。一方、上記使用量の上限値としては、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記使用量が500重量%よりも多いと、経済的でない。   The lower limit of the amount (addition amount) of the protective silane coupling agent is preferably 10% by weight or more, more preferably 50% by weight or more with respect to the polymer substrate having a functional group on the surface. More preferred is 100% by weight or more. If the amount used is less than 10% by weight, it may not be possible to introduce an alkoxysilyl group sufficient to react with a sufficient reactive substrate. On the other hand, the upper limit of the amount used is more preferably 500% by weight or less, further preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less. If the amount used is more than 500% by weight, it is not economical.

また、反応は、窒素雰囲気下で行うことがより好ましい。反応温度の下限値としては、40℃以上がより好ましく、45℃以上がさらに好ましく、50℃以上が特に好ましい。反応温度が40℃よりも低いと、反応が十分に起こらず、高分子基材にアルコキシシリル基が導入されない場合がある。一方、反応温度の上限値としては、80℃以下がより好ましく、75℃以下がさらに好ましく、70℃以下が特に好ましい。反応温度が80℃よりも高いと、高分子基材が劣化する場合がある。なお、反応時間としては、所望の導入率(高分子基材にアルコキシシリル基が導入される割合)となるように適宜設定すればよい。   The reaction is more preferably performed in a nitrogen atmosphere. As a lower limit of reaction temperature, 40 degreeC or more is more preferable, 45 degreeC or more is further more preferable, and 50 degreeC or more is especially preferable. When the reaction temperature is lower than 40 ° C., the reaction does not occur sufficiently and the alkoxysilyl group may not be introduced into the polymer substrate. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is more preferably 80 ° C. or less, further preferably 75 ° C. or less, and particularly preferably 70 ° C. or less. If the reaction temperature is higher than 80 ° C, the polymer substrate may be deteriorated. In addition, what is necessary is just to set suitably as reaction time so that it may become a desired introduction | transduction rate (ratio in which an alkoxy silyl group is introduce | transduced into a polymer base material).

また、高分子基材に対する上記アルコキシシリル基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1重量%以上がさらに好ましい。ここで、導入率とは、高分子基材の単位重量あたりに導入された保護シランカップリング剤の重量の割合である。上記導入率が0.1重量%以上であれば、上記高分子基材に、反応性基材を反応させて複合体を製造する際に、充分な強度を発現させることができる。一方、上記導入率の上限値としては、特に限定されるものではないが、上記導入率が100重量%よりも高いと、経済的でない場合がある。   Further, the lower limit of the introduction rate (% by weight) of the alkoxysilyl group with respect to the polymer substrate is more preferably 0.1% by weight or more, and further preferably 1% by weight or more. Here, the introduction rate is the ratio of the weight of the protective silane coupling agent introduced per unit weight of the polymer substrate. When the introduction ratio is 0.1% by weight or more, sufficient strength can be exhibited when a composite is produced by reacting the polymer substrate with a reactive substrate. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is not particularly limited, but if the introduction rate is higher than 100% by weight, it may not be economical.

また、例えば、高分子基材表面に官能基を有していない場合、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、およびUV処理を施した高分子基材に、保護シランカップリング剤の反応性官能基を直接導入してもよい。また、例えば、界面活性剤と過酸化系開始剤とを用いて高分子基材からプロトン(水素原子)を引き抜いてラジカルを発生させることにより、保護シランカップリング剤の反応性官能基を導入することもできる。   Also, for example, when the polymer substrate surface does not have a functional group, for example, the reactive functional group of the protective silane coupling agent is added to the polymer substrate subjected to corona treatment, plasma treatment, and UV treatment. It may be introduced directly. Also, for example, the reactive functional group of the protective silane coupling agent is introduced by generating a radical by extracting a proton (hydrogen atom) from the polymer substrate using a surfactant and a peroxide-based initiator. You can also.

ここで、上記導入工程について、より詳細に説明する。上記導入工程では、基材表面に存在する官能基と、保護シランカップリング剤が有する反応性官能基とを反応させている。   Here, the introduction process will be described in more detail. In the introduction step, the functional group present on the surface of the substrate is reacted with the reactive functional group of the protective silane coupling agent.

つまり、官能基と反応性官能基とを反応させることにより、上記保護シランカップリング剤が有する反応性官能基と高分子基材が有する官能基とを結合する化学結合が形成されることとなる。   That is, by reacting the functional group with the reactive functional group, a chemical bond is formed that binds the reactive functional group of the protective silane coupling agent to the functional group of the polymer substrate. .

本実施の形態において、保護シランカップリング剤の反応性官能基と高分子基材の官能基とによって形成される化学結合としては、保護シランカップリング剤・高分子基材間の結合強度が十分に得られるものであれば、特に限定されるものではないが、以下に示す化学結合を一例として挙げることができる。   In this embodiment, the chemical bond formed by the reactive functional group of the protective silane coupling agent and the functional group of the polymer substrate has sufficient bond strength between the protective silane coupling agent and the polymer substrate. Although it will not specifically limit if it is obtained in (1), The chemical bond shown below can be mentioned as an example.

これらの化学結合は、反応性官能基と官能基との間の反応によって得られる。   These chemical bonds are obtained by reaction between reactive functional groups.

以下に、上記例示の化学結合のうち、化学式(2)で示されるアミド基を形成する場合について具体的に説明する。アミド結合は、アミノ基と、カルボキシル基、アジドカルボニル基、クロロカルボニル基、N−ヒドロキシスクシンイミドカルボン酸エステルまたは酸無水物との反応;カルボキシル基と、N−アセチルアミノ基またはN−トリメチルシリルアミノ基との反応;イソシアナート基とカルボキシル基との反応;等により得られる。適切な反応条件は、それぞれの組合わせによって異なり、反応が進むのであれば、反応条件は特に限定されるものではない。   Below, the case where the amide group shown by Chemical formula (2) is formed among the said exemplary chemical bonds is demonstrated concretely. The amide bond is a reaction between an amino group and a carboxyl group, an azidocarbonyl group, a chlorocarbonyl group, an N-hydroxysuccinimide carboxylic acid ester or an acid anhydride; a carboxyl group and an N-acetylamino group or an N-trimethylsilylamino group. The reaction of an isocyanate group with a carboxyl group; and the like. Appropriate reaction conditions vary depending on each combination, and the reaction conditions are not particularly limited as long as the reaction proceeds.

例えば、アミノ基とカルボキシル基との組合わせの場合、まず、保護工程によって得られた保護シランカップリング剤と界面活性剤とを、分散させている基材と開始剤とを含む水系溶媒中に投入することにより反応させる。より具体的には、保護シランカップリング剤を高分子基材の表面に分散させた後で、所定の反応条件にて反応させる。   For example, in the case of a combination of an amino group and a carboxyl group, first, a protective silane coupling agent and a surfactant obtained by the protection step are dispersed in an aqueous solvent containing a base material and an initiator that are dispersed. It reacts by throwing in. More specifically, after the protective silane coupling agent is dispersed on the surface of the polymer substrate, the reaction is performed under predetermined reaction conditions.

このとき、上記保護シランカップリング剤の使用量の下限値は、官能基を有する高分子基材1重量部に対して、0.001重量部以上がより好ましく、0.01重量部以上がさらに好ましい。一方、保護シランカップリング剤の使用量の上限値は、官能基を有する高分子基材1重量部に対して、100重量部以下がより好ましく、50重量部以下がさらに好ましい。上記下限値が0.001重量部よりも少ないと、高分子基材の表面に均一に保護シランカップリング剤が接触せず、均一にアルコキシシリル基を導入できない場合がある。一方、上記上限値が100重量部よりも多い場合には、経済的でない。   At this time, the lower limit of the amount of the protective silane coupling agent used is more preferably 0.001 part by weight or more and further 0.01 part by weight or more with respect to 1 part by weight of the polymer substrate having a functional group. preferable. On the other hand, the upper limit of the amount of the protective silane coupling agent used is more preferably 100 parts by weight or less, and still more preferably 50 parts by weight or less, relative to 1 part by weight of the polymer base material having a functional group. If the lower limit is less than 0.001 part by weight, the protective silane coupling agent may not uniformly contact the surface of the polymer substrate, and the alkoxysilyl group may not be uniformly introduced. On the other hand, when the upper limit is more than 100 parts by weight, it is not economical.

また、保護シランカップリング剤を分散させる溶媒は、上記水系溶媒である。反応温度としては、50℃程度であればよい。   The solvent in which the protective silane coupling agent is dispersed is the above aqueous solvent. The reaction temperature may be about 50 ° C.

また、上記化学式(3)で示されるエステル結合は、カルボキシル基とヒドロキシル基、ジアゾカルボニル基および/またはジアゾアルキル基の反応等により得られる。適切な反応条件は、それぞれの組合わせによって異なり、特に限定されるものではない。具体的に、例えば、反応官能基であるカルボキシル基とヒドロキシル基とを反応させる方法等が挙げられる。   Further, the ester bond represented by the chemical formula (3) is obtained by a reaction of a carboxyl group with a hydroxyl group, a diazocarbonyl group and / or a diazoalkyl group. Appropriate reaction conditions vary depending on each combination and are not particularly limited. Specifically, for example, a method of reacting a carboxyl group, which is a reactive functional group, with a hydroxyl group can be mentioned.

上記化学式(4)で示される尿素結合は、例えば、アミノ基とイソシアナート基とを反応させることにより得られる。   The urea bond represented by the chemical formula (4) can be obtained, for example, by reacting an amino group with an isocyanate group.

上記化学式(5)で示されるチオ尿素結合は、アミノ基とイソチオシアナート基とを反応させることにより得られる。   The thiourea bond represented by the chemical formula (5) can be obtained by reacting an amino group with an isothiocyanate group.

上記化学式(6)で示されるβ−ケトチオエーテル結合は、メルカプト基とα−ハロアセチル基の反応等により得られる。反応条件としては、特に限定されるものではないが、例えば、水系溶媒中、室温、pH7〜8の弱アルカリの条件でメルカプト基とα−ハロアセチル基とを反応させる方法等が挙げられる。   The β-ketothioether bond represented by the chemical formula (6) is obtained by reaction of a mercapto group and an α-haloacetyl group. Although it does not specifically limit as reaction conditions, For example, the method etc. with which a mercapto group and (alpha) -haloacetyl group are made to react on the conditions of room temperature and the weak alkali of pH 7-8 in an aqueous medium are mentioned.

上記化学式(7)で示されるシッフ塩基構造は、アミノ基と、アルデヒドまたはケトンとして機能しうる部分との反応等により得られる。反応条件としては、例えば、アルカリ水系溶媒中、室温で両者を反応させる方法等がある。また、上記のシッフ塩基構造を得た後、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム等の公知の還元剤を用いて、このシッフ塩基構造を還元することにより、化学式(8)で示される2級、3級アミン構造を得ることができる。   The Schiff base structure represented by the chemical formula (7) is obtained by reacting an amino group with a moiety that can function as an aldehyde or a ketone. Examples of reaction conditions include a method of reacting both at room temperature in an alkaline aqueous solvent. Further, after obtaining the above Schiff base structure, for example, by reducing the Schiff base structure using a known reducing agent such as sodium borohydride or sodium cyanoborohydride, the chemical formula (8) is obtained. Secondary and tertiary amine structures can be obtained.

上記化学式(9)で示されるスルファミド結合は、アミノ基と、塩化スルフォニル基またはスルフォン基との反応等により得られる。適切な反応条件は、それぞれの組合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的に、例えば、アミノ基とスルフォニル基との組合わせの場合、水系溶媒中で、pH9〜10のアルカリの条件で反応させる方法等がある。   The sulfamide bond represented by the chemical formula (9) is obtained by reacting an amino group with a sulfonyl chloride group or a sulfone group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a combination of an amino group and a sulfonyl group, an alkali having a pH of 9 to 10 is used in an aqueous solvent. There is a method of reacting under the following conditions.

上記化学式(10)で示されるヒドロキシ−2級アミン構造は、アミノ基とエポキシ基との反応により得られる。反応条件については特に限定されるものではないが、例えば、水系溶媒中、室温下、pH8〜10の条件で反応させる方法等がある。   The hydroxy-secondary amine structure represented by the chemical formula (10) is obtained by a reaction between an amino group and an epoxy group. There are no particular limitations on the reaction conditions, but examples include a method of reacting in an aqueous solvent at room temperature and at a pH of 8 to 10.

上記化学式(11)で示されるカルバメート結合は、ヒドロキシル基とイソシアナート基または炭酸ジエステルとの反応等により得られる。   The carbamate bond represented by the chemical formula (11) can be obtained by reaction of a hydroxyl group with an isocyanate group or a carbonic acid diester.

上記化学式(12)で示されるアリールアミン構造は、アミノ基とハロゲン化アリール基またはスルフォン化アリール基との反応等によって得られる。適切な反応条件については、それぞれの組合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、アミノ基とハロゲン化アリール基の場合、アルカリ条件下、水系溶媒中で、アミノ基とハロゲン化アリール基とを反応させる方法等がある。なお、上記化学式(12)中のArは、アリール基を示している。 The arylamine structure represented by the chemical formula (12) is obtained by reacting an amino group with a halogenated aryl group or a sulfonated aryl group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of an amino group and an aryl halide group, an amino acid is used in an aqueous solvent under an alkaline condition. For example, a method of reacting a group with a halogenated aryl group. In the chemical formula (12), Ar 1 represents an aryl group.

上記化学式(13)で示されるアリールチオエーテル結合は、メルカプト基とハロゲン化アリール基またはスルフォン化アリール基との反応等により得られる。適切な反応条件については、それぞれの組合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、メルカプト基とハロゲン化アリール基との場合、メタノールを含む水系溶媒中、0℃でピペリジンを触媒として用いて、メルカプト基とハロゲン化アリール基を反応させる方法等がある。なお、上記化学式(13)中のArは、アリール基を示している。 The aryl thioether bond represented by the chemical formula (13) is obtained by reacting a mercapto group with a halogenated aryl group or a sulfonated aryl group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a mercapto group and an aryl halide group, in an aqueous solvent containing methanol, 0 ° C. And a method of reacting a mercapto group and a halogenated aryl group using piperidine as a catalyst. Ar 2 in the chemical formula (13) represents an aryl group.

上記化学式(14)で示されるスルフィド結合は、メルカプト基と、スルフィド結合との交換反応によって得られる。適切な反応条件は、特に限定されるものではなく、例えば、pH7〜8の水系溶媒中、室温でメルカプト基とスルフィド結合とを反応させる方法等がある。   The sulfide bond represented by the chemical formula (14) is obtained by an exchange reaction between a mercapto group and a sulfide bond. Appropriate reaction conditions are not particularly limited, and examples thereof include a method of reacting a mercapto group and a sulfide bond at room temperature in an aqueous solvent having a pH of 7 to 8.

上記化学式(15)で示されるチオエーテル結合は、メルカプト基と、アクリロイル基またはマレイン酸イミドとの反応等により得られる。   The thioether bond represented by the chemical formula (15) can be obtained by reaction of a mercapto group with an acryloyl group or maleic imide.

上記化学式(16)で示されるβ−アミノチオエーテル結合は、メルカプト基とアジリジンまたはイミンとの反応等により得られる。適切な反応条件については、それぞれの組合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、メルカプト基とアジリジン基との場合、水系溶媒中、弱アルカリ条件下で反応させる方法等がある。   The β-aminothioether bond represented by the chemical formula (16) can be obtained by reaction of a mercapto group with aziridine or imine. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a mercapto group and an aziridine group, the reaction is carried out in an aqueous solvent under weak alkaline conditions. There are methods.

上記化学式(17)で示されるビニル結合は、ビニル重合反応等により得られる。   The vinyl bond represented by the chemical formula (17) is obtained by a vinyl polymerization reaction or the like.

これらの化学結合は、保護シランカップリング剤の反応性官能基と高分子基材表面の官能基との間の反応によって得られる。従って、上記例示の組合わせのうち、一方が反応性官能基であり、他方が官能基であればよい。具体的には、例えば、アミノ基と、カルボキシル基との反応により、化学式(2)に示すようなアミド結合を得る場合、アミノ基は上記官能基であってもよく、また、反応性官能基であってもよい。同様に、カルボキシル基が反応性官能基であってもよく、また、官能基であってもよい。ただし、上記高分子基材の官能基については、水系溶媒中で、失活しない官能基を選択する必要がある。   These chemical bonds are obtained by a reaction between the reactive functional group of the protective silane coupling agent and the functional group on the surface of the polymer substrate. Therefore, one of the combinations exemplified above may be a reactive functional group and the other may be a functional group. Specifically, for example, when an amide bond as shown in chemical formula (2) is obtained by a reaction between an amino group and a carboxyl group, the amino group may be the above functional group, or a reactive functional group. It may be. Similarly, the carboxyl group may be a reactive functional group or a functional group. However, regarding the functional group of the polymer base material, it is necessary to select a functional group that does not deactivate in an aqueous solvent.

このように、保護工程と導入工程とを行うことにより、水系溶媒中であっても、高分子基材にアルコキシシリル基を導入することができる。   Thus, by performing the protection step and the introduction step, an alkoxysilyl group can be introduced into the polymer substrate even in an aqueous solvent.

なお、上記の例では、開始剤を用いて反応させている、しかしながら、例えば、開始剤を使用しない場合でも反応させることができる。具体的には、高分子基材の表面に保護シランカップリング剤を吸着させた後、熱をかけることにより、両者(反応性官能基と高分子基材が有する官能基)を反応させることができる。   In the above example, the reaction is performed using the initiator. However, for example, the reaction can be performed even when the initiator is not used. Specifically, after adsorbing the protective silane coupling agent on the surface of the polymer base material, both (the reactive functional group and the functional group possessed by the polymer base material) can be reacted by applying heat. it can.

(導入物)
上記導入工程および導入工程を行うことにより、水系溶媒中で、基材(高分子基材)表面にアルコキシシリル基が導入された導入物を得ることができる。従って、この基材表面にアルコキシシリル基が導入されているので、このアルコキシシリル基を他の基材(反応性基材)と反応させることにより、簡単に複合体を得ることができる。また、水系溶媒を用いた場合であっても、アルコキシシリル基を導入することができるので、アルコキシシリル基を導入することにかかる費用を、有機溶媒中で導入する場合と比べて抑えることができる。上記導入方法により、高分子基材にアルコキシル基を導入する場合には、水溶液中で反応させることができるので、アルコキシシリル基が導入された高分子基材の生体に対する安全性をより向上させることができる。また、この導入方法を用いることにより、シランカップリング剤を用いる場合でも、基材の性質を変えることなく、アルコキシシリル基を基材に導入することができる。
(Introductory)
By performing the introduction step and the introduction step, an introduction product in which an alkoxysilyl group is introduced onto the surface of the base material (polymer base material) can be obtained in an aqueous solvent. Accordingly, since the alkoxysilyl group is introduced on the surface of the substrate, the composite can be easily obtained by reacting the alkoxysilyl group with another substrate (reactive substrate). Moreover, since an alkoxysilyl group can be introduced even when an aqueous solvent is used, the cost for introducing an alkoxysilyl group can be reduced compared to the case of introducing it in an organic solvent. . When introducing an alkoxyl group into a polymer substrate by the above introduction method, it can be reacted in an aqueous solution, so that the safety of a polymer substrate into which an alkoxysilyl group has been introduced is improved with respect to the living body. Can do. Moreover, by using this introduction method, even when a silane coupling agent is used, an alkoxysilyl group can be introduced into the substrate without changing the properties of the substrate.

(複合体の製造方法)
本実施の形態にかかる導入方法を用いて、基材表面にアルコキシシリル基を導入した基材の当該アルコキシシリル基と、当該アルコキシシリル基と反応可能な反応性基材(より詳細には反応性基材表面の反応性活性基)とを反応させることにより、2つの基材が化学的に結合された複合体を製造することができる。より具体的には、上記保護工程、導入工程、および、反応工程を行うことにより、本実施の形態にかかる複合体を製造することができる。
(Production method of composite)
Using the introduction method according to the present embodiment, the alkoxysilyl group of the base material into which the alkoxysilyl group is introduced on the surface of the base material, and the reactive base material that can react with the alkoxysilyl group (more specifically, the reactivity) By reacting with a reactive active group on the surface of the substrate, a complex in which the two substrates are chemically bonded can be produced. More specifically, the composite according to the present embodiment can be produced by performing the protection step, the introduction step, and the reaction step.

(反応工程)
反応工程では、上記導入工程により、基材(高分子基材)に導入されたアルコキシシリル基と反応性基材(より詳細には、反応性基材の表面に存在する反応性活性基)とを反応させる。具体的には、反応性基材を分散させた分散液に、上記アルコキシシリル基が導入された基材(以下、導入物と称する)を浸漬することにより、導入物の表面に反応性基材を吸着させる。そして、上記表面に吸着した反応性基材の反応性活性基と上記アルコキシシリルとを反応させる。なお、以下の説明では、導入物として、アルコキシシリル基が導入されたシルクフィブロインであり、反応性基材がハイドロキシアパタイト焼結体である例について説明する。なお、シルクフィブロインに導入されたアルコキシシリル基は、界面活性剤で保護されている。また、ハイドロキシアパタイト焼結体とは、アモルファスのハイドロキシアパタイトを焼結させたものである。
(Reaction process)
In the reaction step, the alkoxysilyl group introduced into the base material (polymer base material) and the reactive base material (more specifically, the reactive active group present on the surface of the reactive base material) by the introduction step described above React. Specifically, by immersing the substrate into which the alkoxysilyl group is introduced (hereinafter referred to as an introduced product) in a dispersion in which the reactive substrate is dispersed, the reactive substrate is formed on the surface of the introduced product. To adsorb. Then, the reactive active group of the reactive substrate adsorbed on the surface is reacted with the alkoxysilyl. In the following description, an example in which an alkoxysilyl group-introduced silk fibroin is used as the introduction and the reactive base material is a hydroxyapatite sintered body will be described. The alkoxysilyl group introduced into silk fibroin is protected with a surfactant. The hydroxyapatite sintered body is obtained by sintering amorphous hydroxyapatite.

上記ハイドロキシアパタイト焼結体を分散させる分散媒としては、具体的には、例えば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;アルコール類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等の有機溶媒が挙げられる。上記例示の溶媒のうち、ハイドロキシアパタイト焼結体を良好に分散させたり、アルコキシシリル基を保護している界面活性剤を脱離させたりするという点で、アルコール類が好適に使用される。これら分散媒としては、1種類のみを用いてもよく、また、複数の分散媒を併用して使用してもよい。また、例えば、ヘキサンやトルエン等の炭化水素系溶媒を用いる場合、ハイドロキシアパタイト焼結体を良好に分散させるためには、例えば、(1)スターラー等の攪拌装置で強力に攪拌する、(2)超音波装置を用いて分散させる、(3)上記攪拌装置および超音波装置を併用する、等の方法を用いればよい。   Specific examples of the dispersion medium for dispersing the hydroxyapatite sintered body include, for example, hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; alcohols; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Organic solvents such as system solvents; Of the solvents exemplified above, alcohols are preferably used in that the hydroxyapatite sintered body is well dispersed and the surfactant protecting the alkoxysilyl group is eliminated. As these dispersion media, only one type may be used, or a plurality of dispersion media may be used in combination. For example, when using a hydrocarbon solvent such as hexane or toluene, in order to disperse the hydroxyapatite sintered body satisfactorily, for example, (1) Stir vigorously with a stirrer such as a stirrer, (2) A method of dispersing using an ultrasonic device, (3) using the stirring device and the ultrasonic device in combination, or the like may be used.

上記分散液の調整において、ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量の下限値としては、上記分散媒に対して、0.01重量%以上がより好ましく、0.02重量%以上がさらに好ましく、0.05重量%以上が特に好ましい。上記ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量が0.01重量%よりも少ないと、上記導入物の表面に均一にハイドロキシアパタイト焼結体が吸着せず、均一な被覆表面を形成できなくなる場合がある。一方、上記ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量の上限値としては、上記分散媒に対して、5.0重量%以下がより好ましく、4.0重量%以下がさらに好ましく、3.0重量%以下が特に好ましい。上記添加量が5.0重量%よりも多い場合には、上記導入物の表面に吸着するハイドロキシアパタイト焼結体の量よりも、分散液に残存するハイドロキシアパタイト焼結体の量が著しく多くなり、経済的でない。   In the preparation of the dispersion liquid, the lower limit value of the added amount of the hydroxyapatite sintered body is more preferably 0.01% by weight or more, further preferably 0.02% by weight or more with respect to the dispersion medium. 05% by weight or more is particularly preferable. When the added amount of the hydroxyapatite sintered body is less than 0.01% by weight, the hydroxyapatite sintered body may not be uniformly adsorbed on the surface of the introduced product, and a uniform coated surface may not be formed. On the other hand, the upper limit of the added amount of the hydroxyapatite sintered body is more preferably 5.0% by weight or less, further preferably 4.0% by weight or less, and more preferably 3.0% by weight or less with respect to the dispersion medium. Is particularly preferred. When the amount added is more than 5.0% by weight, the amount of the hydroxyapatite sintered body remaining in the dispersion becomes significantly larger than the amount of the hydroxyapatite sintered body adsorbed on the surface of the introduction. Not economical.

上記導入物の表面に吸着したハイドロキシアパタイト焼結体の水酸基と導入物に導入されている上記アルコキシシリル基とを反応させる反応温度の下限値としては、25℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましく、80℃以上が特に好ましい。上記反応温度が25℃よりも低いと、ハイドロキシアパタイト焼結体と上記アルコキシシリル基とが反応しない場合がある。一方、上記反応温度の上限値としては、200℃以下がより好ましく、175℃以下がさらに好ましく、150℃以下が特に好ましい。上記反応温度が200℃よりも高い場合には、導入物が分解する場合がある。   The lower limit of the reaction temperature at which the hydroxyl group of the hydroxyapatite sintered body adsorbed on the surface of the introduced product reacts with the alkoxysilyl group introduced into the introduced product is more preferably 25 ° C or higher, and more preferably 50 ° C or higher. More preferred is 80 ° C. or higher. When the reaction temperature is lower than 25 ° C., the hydroxyapatite sintered body and the alkoxysilyl group may not react. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is more preferably 200 ° C. or less, further preferably 175 ° C. or less, and particularly preferably 150 ° C. or less. When the reaction temperature is higher than 200 ° C., the introduced product may decompose.

なお、上記分散液に導入物を浸漬した後、反応させる前に、上記分散媒と同じ溶媒で、導入物を洗浄することがより好ましい。上記分散液に浸漬した後の導入物の表面には、ハイドロキシアパタイト焼結体が積層されており、洗浄しないで反応させると、ハイドロキシアパタイト焼結体が積層されるため、導入物の物性を損なわせる場合がある。   In addition, it is more preferable to wash the introduction with the same solvent as the dispersion medium after the introduction is immersed in the dispersion and before the reaction. Since the hydroxyapatite sintered body is laminated on the surface of the introduced material after being immersed in the dispersion, and the reaction is performed without washing, the hydroxyapatite sintered body is laminated, so that the physical properties of the introduced material are impaired. There is a case to make it.

また、必要に応じて、真空条件下で反応させてもよい。真空条件下でハイドロキシアパタイト焼結体とアルコキシシリル基とを反応させることにより、より早くハイドロキシアパタイト複合体を製造することができる。なお、真空条件下で反応させる場合、反応を行う圧力としては、0.01mmHg(1.33kPa)〜10mmHg(13.3kPa)の範囲内が好ましい。圧力を上記範囲内とすることにより、ハイドロキシアパタイト焼結体の水酸基とアルコキシシリル基とを反応させる際に発生するメタノール(エタノール)を除去することができる。   Moreover, you may make it react on vacuum conditions as needed. By reacting a hydroxyapatite sintered body with an alkoxysilyl group under vacuum conditions, a hydroxyapatite composite can be produced more quickly. In addition, when making it react on vacuum conditions, as a pressure which performs reaction, the inside of the range of 0.01 mmHg (1.33 kPa)-10 mmHg (13.3 kPa) is preferable. By setting the pressure within the above range, methanol (ethanol) generated when the hydroxyl group of the hydroxyapatite sintered body reacts with the alkoxysilyl group can be removed.

なお、高分子基材の種類、および、反応性基材または反応性基材表面に存在する反応性活性基の種類によって、上記反応工程の反応条件や溶媒の種類等は適宜変更すればよい。   In addition, what is necessary is just to change suitably the reaction conditions of the said reaction process, the kind of solvent, etc. according to the kind of polymeric base material, and the reactive base which exists in the reactive base material or the reactive base surface.

(複合体)
上記複合体の製造方法によって、本実施の形態にかかる複合体を得ることができる。つまり、本実施の形態にかかる複合体は、基材と反応性基材とが、シランカップリング剤を介して化学的に結合されている。
(Complex)
The composite according to this embodiment can be obtained by the above-described method for manufacturing a composite. That is, in the composite according to the present embodiment, the base material and the reactive base material are chemically bonded via the silane coupling agent.

そして、上記複合体を構成している基材および反応性基材が、医療用材料である場合には、得られた複合体は、医療用材料として好適に用いることができる。   And when the base material and the reactive base material which comprise the said composite_body | complex are medical materials, the obtained composite body can be used suitably as a medical material.

なお、反応性基材は水酸基を有しており、かつ、上記基材に導入されたアルコキシシリル基が−Si≡(OR)である場合には、反応性基材と基材との間には、化学式(18)に示すような結合が存在することとなる。 In addition, when the reactive base material has a hydroxyl group and the alkoxysilyl group introduced into the base material is —Si≡ (OR) 3 , the reactive base material is interposed between the reactive base material and the base material. In this case, a bond represented by the chemical formula (18) is present.

(ただし、上記Xは、基材を示し、Yは、反応性基材を示す)
上記の場合、基材に導入された1つのアルコキシシリル基(−Si≡(OR))に対して、基材表面に存在している3個の水酸基が反応していることとなる。従って、例えば、導入されたアルコキシシリル基の数が少ない基材であっても、基材を多く結合させることができるとともに、より強固に結合することができる。なお、上記化学式(18)のケイ素原子(Si)は、基材に導入されたアルコキシシリル基の一部である。また、上記化学式(18)の酸素原子(O)は、基材が有するアルコキシシリル基の一部、または、反応性基材が有する水酸基の一部である。また、上記化学式(18)のXとSiとの間は、高分子鎖で結合されていてもよく、低分子鎖で結合されていてもよく、直接結合していてもよい。
(However, X represents a substrate, and Y represents a reactive substrate.)
In the above case, the three hydroxyl groups present on the substrate surface are reacted with one alkoxysilyl group (—Si≡ (OR) 3 ) introduced into the substrate. Therefore, for example, even if the base material has a small number of introduced alkoxysilyl groups, a large number of base materials can be bonded and more firmly bonded. In addition, the silicon atom (Si) of the chemical formula (18) is a part of the alkoxysilyl group introduced into the base material. Moreover, the oxygen atom (O) of the chemical formula (18) is a part of the alkoxysilyl group of the base material or a part of the hydroxyl group of the reactive base material. Further, X and Si in the chemical formula (18) may be bonded with a polymer chain, may be bonded with a low molecular chain, or may be directly bonded.

また、上記製造方法によって製造された複合体は、基材と反応性基材とが化学的に強固に結合されているので、基材および反応性基材の種類を選択することにより、例えば、経皮カテーテル、経皮端子等の経皮医療器具;人工血管、人工器官等の人工臓器、排尿用カテーテル、人工骨、ステント等の医療用材料;液体カラムクロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなど物質を分離するための分離用担体;壁剤等の建築資材やホルムアルデヒド等の人体に影響を及ぼす物質を分解するような機能を付加した環境用材料;カーテンやシーツなど病院等で用いられるものを清潔に保つ機能を付加した衛生素材や一般家庭にて用いられる寝具類;衣服類などの繊維材料;グラスやコップなどの食器用材料やガラス材料;半導体等の電子部品用材料;家屋や船舶などの外壁に用いられる塗装用材料;金属表面を改質する為の金属めっき材料;等に好適に利用することができる。   Further, in the composite produced by the above production method, the base material and the reactive base material are chemically and strongly bonded. Therefore, by selecting the type of the base material and the reactive base material, for example, Percutaneous medical devices such as percutaneous catheters and percutaneous terminals; artificial organs such as artificial blood vessels and artificial organs; medical materials such as catheters for urination, artificial bones and stents; separation of substances such as liquid column chromatography and gas chromatography Separation support for building materials; Building materials such as wall materials and environmental materials with the function of decomposing substances affecting the human body such as formaldehyde; Keeping things used in hospitals such as curtains and sheets clean Functional hygiene materials and bedding used in general households; textile materials such as clothes; tableware and glass materials such as glasses and cups; materials for electronic components such as semiconductors ; It can be suitably used in, and the like; metal plating materials for modifying the metal surface; coating material used for the outer wall, such as a house or a ship.

以上のように、本実施の形態にかかる導入方法は、アルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程とを含む構成である。上記構成により、界面活性剤でアルコキシシリル基を含むアルコキシシリル基含有化合物を保護することにより、水系溶媒中であっても、基材にアルコキシシリル基を導入することができる。また、水系溶媒中でアルコキシシリル基を導入することができるので、溶媒の処理が簡単になるとともに、溶媒にかかるコストを低減させることができる。   As described above, the introduction method according to the present embodiment has a configuration including the protection step of protecting the alkoxysilyl group-containing compound with the surfactant and the introduction step of introducing the alkoxysilyl group into the substrate. By protecting the alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group with a surfactant, the alkoxysilyl group can be introduced into the substrate even in an aqueous solvent. Moreover, since an alkoxysilyl group can be introduced in an aqueous solvent, the treatment of the solvent is simplified and the cost for the solvent can be reduced.

また、本実施の形態にかかる導入方法は、基材に上記反応性官能基と反応可能な官能基を導入する官能基導入工程を行うことがより好ましい。これにより、上記反応基を基材に導入すればよいので、基材の選択の自由度が高くなる。つまり、基材自身が上記反応基を有していない場合であっても、アルコキシシリル基を導入することができる。   In the introduction method according to the present embodiment, it is more preferable to perform a functional group introduction step of introducing a functional group capable of reacting with the reactive functional group to the substrate. Thereby, since the said reactive group should just be introduce | transduced into a base material, the freedom degree of selection of a base material becomes high. That is, even when the substrate itself does not have the reactive group, an alkoxysilyl group can be introduced.

本実施の形態にかかる複合体の製造方法は、アルコキシシリル基と反応性官能基とを含むアルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、上記保護工程により保護された保護アルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基と、当該反応性官能基と反応可能な基材とを、水系溶媒中で反応させることにより基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程と、基材に導入されたアルコキシシリル基と、当該アルコキシシリル基と反応可能な反応性基材とを反応させる反応工程とを含む方法である。上記の構成によれば、水系溶媒中でアルコキシシリル基が導入された基材と反応性基材とを化学結合させることができる。これにより、例えば、最終的に得られた複合体の生体材料に用いる際の安全性をより一層高くすることができる。また、基材自身の性質を保った状態で複合体を製造することができる。   The method for producing a composite according to the present embodiment includes a protection step of protecting an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group with a surfactant, and a protected alkoxy protected by the protection step. An introduction step of introducing an alkoxysilyl group into the substrate by reacting the reactive functional group of the silyl group-containing compound with the substrate capable of reacting with the reactive functional group in an aqueous solvent, and introduction into the substrate And a reaction step in which a reactive substrate capable of reacting with the alkoxysilyl group is reacted. According to said structure, the base material in which the alkoxy silyl group was introduce | transduced and the reactive base material can be chemically bonded in an aqueous solvent. Thereby, the safety | security at the time of using for the biomaterial of the composite_body | complex finally obtained can be made still higher, for example. In addition, the composite can be produced while maintaining the properties of the substrate itself.

ここで、基材表面に官能基を導入する官能基導入工程について説明する。具体的には、基材(高分子基材)としてシルクフィブロインを用いて、この基材にビニル基を導入する方法について説明する。   Here, a functional group introduction step for introducing a functional group onto the substrate surface will be described. Specifically, a method for introducing a vinyl group into a base material using silk fibroin as the base material (polymer base material) will be described.

高分子基材に官能基であるビニル基を導入するには、例えば、高分子基材と、反応性官能基と反応可能な官能基および上記高分子基材と反応可能な反応基を有している官能基含有化合物とを、触媒、重合禁止剤および溶媒の混合溶液中で反応させればよい。上記反応基については、高分子基材の種類によって適宜選択される。   In order to introduce a vinyl group which is a functional group into a polymer substrate, for example, the polymer substrate has a functional group capable of reacting with a reactive functional group and a reactive group capable of reacting with the polymer substrate. The functional group-containing compound may be reacted in a mixed solution of a catalyst, a polymerization inhibitor and a solvent. About the said reactive group, it selects suitably by the kind of polymer base material.

上記官能基含有化合物としては、具体的には、例えば、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。上記溶媒としては、極性溶媒が好ましく、例えば、脱水ジメチルスルフォキシド、脱水ジメチルフォルムアミド等が好適に使用される。重合禁止剤は、高分子基材に導入された官能基同士、および、官能基含有化合物同士が重合しないために添加する。上記重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン等が挙げられる。触媒としては、例えば、ジブチルチン(IV)ジラウレート等が挙げられる。   Specific examples of the functional group-containing compound include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and hexamethylene diisocyanate. The solvent is preferably a polar solvent, and for example, dehydrated dimethyl sulfoxide, dehydrated dimethylformamide and the like are preferably used. The polymerization inhibitor is added so that the functional groups introduced into the polymer substrate and the functional group-containing compounds do not polymerize. Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone. Examples of the catalyst include dibutyltin (IV) dilaurate.

上記官能基含有化合物の添加量の下限値としては、高分子基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記添加量が10重量%よりも少ないと、高分子基材に、十分な量の官能基が導入されない場合がある。一方、上記添加量の上限値としては、高分子基材に対して、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記添加量が500重量%よりも多いと経済的でない。   The lower limit of the amount of the functional group-containing compound added is more preferably 10% by weight or more, further preferably 50% by weight or more, and particularly preferably 100% by weight or more based on the polymer substrate. If the amount added is less than 10% by weight, a sufficient amount of functional groups may not be introduced into the polymer substrate. On the other hand, the upper limit of the addition amount is more preferably 500% by weight or less, still more preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less with respect to the polymer substrate. When the added amount is more than 500% by weight, it is not economical.

そして、反応温度の下限値としては、30℃以上がより好ましく、40℃以上がさらに好ましく、45℃以上が特に好ましい。上記反応温度が30℃よりも低ければ、反応が十分に起こらず、高分子基材に官能基が導入されない場合がある。一方、反応温度の上限値としては、100℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましく、60℃以下が特に好ましい。反応温度が100℃よりも高いと、高分子基材に導入された官能基同士が反応する恐れがある。また、高分子基材が劣化する場合もある。なお、反応時間は、反応温度等により適宜設定すればよい。以上のような条件で反応させることにより、高分子基材に官能基を簡単に導入することができる。   And as a lower limit of reaction temperature, 30 degreeC or more is more preferable, 40 degreeC or more is further more preferable, and 45 degreeC or more is especially preferable. If the said reaction temperature is lower than 30 degreeC, reaction will not fully occur and a functional group may not be introduce | transduced into a polymer base material. On the other hand, as an upper limit of reaction temperature, 100 degrees C or less is more preferable, 80 degrees C or less is further more preferable, and 60 degrees C or less is especially preferable. If the reaction temperature is higher than 100 ° C, the functional groups introduced into the polymer substrate may react with each other. In addition, the polymer base material may be deteriorated. In addition, what is necessary is just to set reaction time suitably by reaction temperature etc. By reacting under the above conditions, functional groups can be easily introduced into the polymer substrate.

高分子基材に対する官能基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1.0重量%以上がさらに好ましく、2.0重量%以上が特に好ましい。導入率が0.1重量%よりも少ないと、高分子基材に導入されるアルコキシシリル基の数が少なくなり、複合体を製造することができなくなる恐れがある。一方、導入率の上限値としては、30重量%以下がより好ましく、25重量%以下がさらに好ましく、20重量%以下が特に好ましい。上記導入率が30重量%よりも多いと、高分子基材に導入された官能基の数が多くなり、この官能基同士が反応する場合がある。   The lower limit of the functional group introduction rate (% by weight) with respect to the polymer substrate is more preferably 0.1% by weight or more, still more preferably 1.0% by weight or more, and particularly preferably 2.0% by weight or more. If the introduction rate is less than 0.1% by weight, the number of alkoxysilyl groups introduced into the polymer substrate may be reduced, making it impossible to produce a composite. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is more preferably 30% by weight or less, further preferably 25% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or less. When the introduction ratio is more than 30% by weight, the number of functional groups introduced into the polymer base material may increase, and the functional groups may react with each other.

また、反応性基材表面に反応性活性基を導入する反応性活性基導入工程については、アルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基、および、反応性基材と反応可能な活性基を有する反応活性基含有化合物と、反応性基材とを反応させることにより行うことができる。   Moreover, about the reactive active group introduction | transduction process which introduce | transduces a reactive active group into the reactive base material surface, it has a reactive active group which can react with an alkoxy silyl group, and an active group which can react with a reactive base material This can be carried out by reacting the reactive group-containing compound with a reactive substrate.

また、例えば、アルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基がアルコキシシリル基である場合、つまり、1分子あたり2個以上のアルコキシシリル基を有する場合には、基材および反応性基材が無機材料からなる複合体を製造することができる。   Further, for example, when the reactive functional group of the alkoxysilyl group-containing compound is an alkoxysilyl group, that is, when it has two or more alkoxysilyl groups per molecule, the substrate and the reactive substrate are inorganic materials. The composite which consists of can be manufactured.

また、反応性基材が、例えば、表面に水酸基を有する有機高分子である場合には、基材および反応性基材が有機材料からなる複合体を製造することができる。   Moreover, when the reactive base material is, for example, an organic polymer having a hydroxyl group on the surface, a composite body in which the base material and the reactive base material are made of an organic material can be produced.

また、複合体の製造方法において、反応工程を行う前に、シランカップリング剤を保護している界面活性剤を脱離する脱離工程を行ってもよい。具体的には、例えば、界面活性剤を脱離させるために、界面活性剤で保護されているアルコキシシリル基が導入された基材を、アルコールや、トルエン等の溶媒を用いて洗浄すればよい。これにより、界面活性剤を脱離させることができる。なお、上記脱離させるための溶媒としては、アルコキシシリル基のSi−ORのうちのRが例えばHと置換しないものであればよい。   Moreover, in the manufacturing method of a composite_body | complex, you may perform the desorption process which remove | eliminates the surfactant which is protecting the silane coupling agent before performing a reaction process. Specifically, for example, in order to desorb the surfactant, the substrate into which the alkoxysilyl group protected by the surfactant is introduced may be washed using a solvent such as alcohol or toluene. . Thereby, surfactant can be desorbed. The solvent for desorption may be any solvent as long as R in the Si-OR of the alkoxysilyl group does not replace H, for example.

また、上記脱離工程と反応工程とは同時に行ってもよい。具体的には、上記脱離工程に用いる溶媒と、反応工程に用いる溶媒とが同じものであれば、界面活性剤を脱離させるとともに、アルコキシシリル基と反応性基材とを反応させることができる。   Further, the desorption step and the reaction step may be performed simultaneously. Specifically, if the solvent used in the desorption step and the solvent used in the reaction step are the same, the surfactant can be desorbed and the alkoxysilyl group can react with the reactive substrate. it can.

以下の実施例1では、基材としてシルクフィブロインを用い、反応性基材としてハイドロキシアパタイト焼結体粒子を用いて複合体を製造している。まず、上記ハイドロキシアパタイト焼結体の製造方法について説明する。   In Example 1 below, a composite is manufactured using silk fibroin as a substrate and hydroxyapatite sintered particles as a reactive substrate. First, the manufacturing method of the said hydroxyapatite sintered compact is demonstrated.

(ハイドロキシアパタイト焼結体の製造方法)
連続オイル相としてドデカン、非イオン性界面活性剤として曇点31℃のペンタエチレングリコールドデシルエーテルを用いて、上記非イオン性界面活性剤0.5gを含有している連続オイル相40mlを調整した。次に、上記調整した連続オイル相にCa(OH)分散水溶液(2.5モル%)を10ml添加した。そして、得られた分散液を十分に攪拌した後、その水/オイル(W/O)乳濁液に1.5モル%のKHPO溶液10mlを添加して、反応温度50℃で、24時間攪拌しながら反応させた。得られた反応物を遠心分離により分離することにより、ハイドロキシアパタイトを得た。そして、上記ハイドロキシアパタイトを800℃の条件で、1時間加熱することにより、ハイドロキシアパタイト焼結体の粒子を得た。このハイドロキシアパタイト焼結体は、単結晶体であり、長径が100〜250nmであった。
(Method for producing hydroxyapatite sintered body)
Using dodecane as a continuous oil phase and pentaethylene glycol dodecyl ether having a cloud point of 31 ° C. as a nonionic surfactant, 40 ml of a continuous oil phase containing 0.5 g of the nonionic surfactant was prepared. Next, 10 ml of Ca (OH) 2 dispersed aqueous solution (2.5 mol%) was added to the adjusted continuous oil phase. Then, after stirring thoroughly resulting dispersion with the aqueous / oil (W / O) was added to 1.5 mol% of KH 2 PO 3 solution 10ml to emulsions, the reaction temperature 50 ° C., The reaction was allowed to stir for 24 hours. Hydroxyapatite was obtained by separating the obtained reaction product by centrifugation. And the particle | grains of the hydroxyapatite sintered compact were obtained by heating the said hydroxyapatite on 800 degreeC conditions for 1 hour. This hydroxyapatite sintered body was a single crystal and had a major axis of 100 to 250 nm.

(複合体の製造方法)
まず、非イオン性界面活性剤であるペンタエチレングリコールドデシルエーテル73mgとメタクリロキシプロピルトリメチルシラン(信越化学工業株式会社製、品番KBM−503;以下、KBMと称する)323mgとを混合し、試薬を調製した。そして、試験管に、1昼夜真空乾燥させた高分子基材である繊維状のシルクフィブロイン(藤村製糸株式会社製、品名;羽二重、以下、SF繊維と称する)50mg蒸留水6mlおよび過硫酸アンモニウム41mgを入れ、その中に上記試薬を加えて攪拌した。次に、上記試験管内を十分に脱気・窒素ガス充填を繰り返した後、封緘した。そして、50℃で所定時間反応させることにより、末端にアルコキシシリル基を有する高分子鎖をグラフト重合させたSF繊維(以下、KBM−SFと称する)を得た。このときの反応時間におけるアルコキシシリル基の導入率(%)を表3に示す。なお、上記導入率は、未処理のSF繊維の重量をeg、KBM−SFの重量をfgとして、下式(1)により求めた。
(Production method of composite)
First, 73 mg of pentaethylene glycol dodecyl ether which is a nonionic surfactant and 323 mg of methacryloxypropyltrimethylsilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product number KBM-503; hereinafter referred to as KBM) are mixed to prepare a reagent. did. In a test tube, a fibrous silk fibroin, which is a polymer base material that was vacuum-dried for a whole day and night (manufactured by Fujimura Yarn Co., Ltd., product name: Hanebi, hereinafter referred to as “SF fiber”) 50 mg 6 ml of distilled water and ammonium persulfate 41 mg was added, and the reagent was added and stirred therein. Next, the inside of the test tube was sufficiently degassed and filled with nitrogen gas, and then sealed. And by making it react at 50 degreeC for the predetermined time, SF fiber (henceforth KBM-SF) which graft-polymerized the polymer chain which has an alkoxy silyl group at the terminal was obtained. Table 3 shows the introduction rate (%) of the alkoxysilyl group during the reaction time. In addition, the said introduction rate was calculated | required by the following Formula (1) by making the weight of untreated SF fiber into eg and the weight of KBM-SF as fg.

導入率(%)=((f−e)/e)×100 ・・・(1)     Introduction rate (%) = ((f−e) / e) × 100 (1)

また、上記のようにして得られたKBM−SFのFT−IR分析結果は、図1に示すようになった。なお、上記図中において、未処理SFは高分子基材自体のFT−IRの結果を示すスペクトルであり、下側のスペクトルは、上記KBM−SFのFT−IRスペクトルを示している。   Moreover, the FT-IR analysis result of KBM-SF obtained as described above is as shown in FIG. In the figure, untreated SF is a spectrum showing the result of FT-IR of the polymer substrate itself, and the lower spectrum shows the FT-IR spectrum of KBM-SF.

そして、上記のようにして製造したハイドロキシアパタイト焼結体粒子をトルエン:メタノールが体積比8.8:1である混合溶媒に、5mg/mlの割合で分散させ1時間静置した。そして、そのなかに直径が1.8cmの上記KBM−SFを浸漬させた。そして、上記KBM−SFを取り出して、上記混合溶媒で十分に洗浄した後で、120℃、2時間、カップリング反応を行った。反応後、得られた反応物を蒸留水に浸漬して、プローブ型超音波発生装置(同上)にて、出力20kHz、35Wの条件で3分間処理して、未反応のハイドロキシアパタイト焼結体粒子を除去することにより、本発明にかかるハイドロキシアパタイト複合体を得た。そして、得られたハイドロキシアパタイト複合体を走査型電子顕微鏡にて観察した。その結果を図2に示す。   And the hydroxyapatite sintered compact particle | grains manufactured as mentioned above were disperse | distributed in the ratio of 5 mg / ml in the mixed solvent whose toluene: methanol volume ratio is 8.8: 1, and left still for 1 hour. Then, the KBM-SF having a diameter of 1.8 cm was immersed therein. And after taking out said KBM-SF and fully wash | cleaning with the said mixed solvent, 120 degreeC and the coupling reaction were performed for 2 hours. After the reaction, the obtained reaction product is immersed in distilled water and treated with a probe-type ultrasonic generator (same as above) for 3 minutes under the conditions of an output of 20 kHz and 35 W, and unreacted hydroxyapatite sintered particles. The hydroxyapatite composite according to the present invention was obtained by removing. The obtained hydroxyapatite composite was observed with a scanning electron microscope. The result is shown in FIG.

上記の結果から、ハイドロキシアパタイト焼結体粒子がSF繊維の表面に結合していることが分かる。   From the above results, it can be seen that the hydroxyapatite sintered particles are bonded to the surface of the SF fiber.

本実施の形態にかかる複合体は、例えば、経皮カテーテル、経皮端子等の経皮医療器具;人工血管、人工器官等の人工臓器、排尿用カテーテル、人工骨、ステント等の医療用材料;液体カラムクロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなど物質を分離するための分離用担体;壁剤等の建築資材やホルムアルデヒド等の人体に影響を及ぼす物質を分解するような機能を付加した環境用材料;カーテンやシーツなど病院等で用いられるものを清潔に保つ機能を付加した衛生素材や一般家庭にて用いられる寝具類;衣服類などの繊維材料;グラスやコップなどの食器用材料やガラス材料;半導体等の電子部品用材料;家屋や船舶などの外壁に用いられる塗装用材料;金属表面を改質する為の金属めっき材料;等の用途に好適である。   The composite according to the present embodiment includes, for example, percutaneous medical devices such as percutaneous catheters and percutaneous terminals; artificial materials such as artificial blood vessels and artificial organs, catheters for urination, artificial bones, and stents; Separation carrier for separating substances such as liquid column chromatography and gas chromatography; environmental materials with functions to decompose building materials such as wall materials and substances that affect the human body such as formaldehyde; curtains Sanitary materials with the function to keep things used in hospitals such as sheets clean and bedding used in general households; textile materials such as clothes; tableware materials and glass materials such as glasses and cups; semiconductors, etc. It is suitable for applications such as materials for electronic parts; coating materials used for outer walls of houses and ships; metal plating materials for modifying metal surfaces;

実施例1のKBM−SFのFT−IR分析結果を示すスペクトルである。4 is a spectrum showing the FT-IR analysis result of KBM-SF of Example 1. 実施例1の複合体の表面の顕微鏡写真画像を示す図面である。2 is a drawing showing a microscopic image of the surface of the composite of Example 1. FIG.

Claims (13)

アルコキシシリル基と反応性官能基とを含むアルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、
上記保護工程により保護された保護アルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基、および、当該反応性官能基と反応可能な基材を、水系溶媒中で反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程とを含むことを特徴とするアルコキシシリル基導入方法。
A protective step of protecting an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group with a surfactant;
By reacting the reactive functional group of the protected alkoxysilyl group-containing compound protected by the above-mentioned protective step and the base material capable of reacting with the reactive functional group in an aqueous solvent, the alkoxysilyl group is formed on the base material. An alkoxysilyl group introduction method comprising an introduction step of introducing.
上記基材は、当該基材の表面に、反応性官能基と反応可能な官能基を有していることを特徴とする請求項1記載のアルコキシシリル基導入方法。   The method for introducing an alkoxysilyl group according to claim 1, wherein the substrate has a functional group capable of reacting with a reactive functional group on the surface of the substrate. 上記導入工程の前に、基材に上記反応性官能基と反応可能な官能基を導入する官能基導入工程を含むことを特徴とする請求項1記載のアルコキシシリル基導入方法。   2. The alkoxysilyl group introduction method according to claim 1, further comprising a functional group introduction step of introducing a functional group capable of reacting with the reactive functional group into the substrate before the introduction step. 請求項1〜3のいずれか1項のアルコキシシリル基導入方法によって、基材の表面にアルコキシシリル基が導入されてなることを特徴とする導入物。   An introduced product comprising an alkoxysilyl group introduced to the surface of a substrate by the alkoxysilyl group introducing method according to any one of claims 1 to 3. 上記基材がシルクフィブロインであることを特徴とする請求項4記載の導入物。   The introduction according to claim 4, wherein the substrate is silk fibroin. アルコキシシリル基と反応性官能基とを含むアルコキシシリル基含有化合物を界面活性剤にて保護する保護工程と、
上記保護工程により保護された保護アルコキシシリル基含有化合物の反応性官能基と、当該反応性官能基と反応可能な基材とを、水系溶媒中で反応させることにより基材にアルコキシシリル基を導入する導入工程と、
基材に導入されたアルコキシシリル基と、当該アルコキシシリル基と反応可能な反応性基材とを反応させる反応工程とを含むことを特徴とする複合体の製造方法。
A protection step of protecting an alkoxysilyl group-containing compound containing an alkoxysilyl group and a reactive functional group with a surfactant;
An alkoxysilyl group is introduced into the base material by reacting the reactive functional group of the protected alkoxysilyl group-containing compound protected by the above-described protection step with the base material capable of reacting with the reactive functional group in an aqueous solvent. An introduction process to
The manufacturing method of the composite_body | complex characterized by including the reaction process with which the alkoxysilyl group introduce | transduced into the base material and the reactive base material which can react with the said alkoxysilyl group are made to react.
上記基材は、反応性官能基と反応可能な官能基を有していることを特徴とする請求項6記載の複合体の製造方法。   The said base material has a functional group which can react with a reactive functional group, The manufacturing method of the composite_body | complex of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 上記導入工程の前に、基材に上記反応性官能基と反応可能な官能基を導入する官能基導入工程を含むことを特徴とする請求項6記載の複合体の製造方法。   The method for producing a composite according to claim 6, further comprising a functional group introducing step of introducing a functional group capable of reacting with the reactive functional group into the substrate before the introducing step. 上記反応性基材の表面には、上記アルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を有していることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の複合体の製造方法。   The method for producing a composite according to any one of claims 6 to 8, wherein the surface of the reactive base has a reactive active group capable of reacting with the alkoxysilyl group. . 上記反応工程の前に、反応性基材に上記アルコキシシリル基と反応可能な反応性活性基を導入する反応性活性基導入工程を含むことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の複合体の製造方法。   The reactive active group introducing step of introducing a reactive active group capable of reacting with the alkoxysilyl group into the reactive base material before the reacting step is included. A method for producing the composite according to 1. 上記導入工程の後に、アルコキシシリル基含有化合物を保護している界面活性剤を脱離させる脱離工程を含むことを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載の複合体の製造方法。   The production of the complex according to any one of claims 6 to 10, further comprising a desorption step of desorbing the surfactant protecting the alkoxysilyl group-containing compound after the introduction step. Method. 請求項6〜11のいずれか1項に記載の複合体の製造方法によって製造された複合体。   The composite_body | complex manufactured by the manufacturing method of the composite_body | complex of any one of Claims 6-11. 上記基材がシルクフィブロインであり、上記反応性基材がハイドロキシアパタイト焼結体であることを特徴とする請求項12記載の複合体。   The composite according to claim 12, wherein the substrate is silk fibroin, and the reactive substrate is a hydroxyapatite sintered body.
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