JP2006515640A5

JP2006515640A5 -

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Publication number: JP2006515640A5
Application number: JP2004566918A
Authority: JP
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2007-01-25

Description

“生分解ヒドロゲル”という用語は、ここでは、水および／または天然に見出される酵素によって分解されるポリマーの架橋によって形成されるヒドロゲルを意味する。デキストラン−マレイン酸モノエステル・ユニットは生分解性であるが、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド・ユニットはそうではないために、“部分的に生分解可能なヒドロゲル”という用語が、ここで用いられる。

我々は、ここで、デキストラン−マレイン酸モノエステルおよびＮ−イソプロピルアクリルアミド・ヒドロゲル前駆体からの、ヒドロゲルの製造について述べる。この製造は、次のように行われ得る：ヒドロゲル前駆体は、適切な重量比で蒸留水に溶解し、上記の濃度、すなわち１０〜３０％(w/v)濃度の溶液とし、次に、例えばプロトン性溶媒(例えばＮ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、またはジメチルスルホキシド)中の、光開始剤(例えば２,２−ジメトキシ２−フェニルアセトフェノン、すなわちＤＭＰＡＰ)(例えばヒドロゲル前駆体の２〜１０％(w/w)の量で)の溶液を、この溶液に加え、例えば室温で、５から３０時間ＵＶを照射することによって、光架橋を行う。次に未反応の化学物質を、得られたヒドロゲルから好ましくは浸出して除く。ヒドロゲルの乾燥を、好ましくは２時間熱水(５０℃)に浸し、収縮させ、そして、真空オーブンで、部分的に収縮したヒドロゲルを６０℃で、５から１５時間、例えば終夜乾燥させることによって行う。

下記の表１に示した異なる重量比のデキストラン−マレイン酸・ヒドロゲル前駆体(Ｄｅｘ−ＭＡ)およびＮ−イソプロピルアクリルアミド・ヒドロゲル前駆体(ＮＩＰＡＡｍ)を、蒸留水に溶解し、２０％(w/v)の濃度の溶液を製造した。光開始剤、すなわち２,２−ジメトキシ２−フェニルアセトフェノン(ヒドロゲル前駆体に対して５％(w/w))を、先ず、Ｎ−メチルピロリドン(ＮＭＰ)に溶解させ、次にヒドロゲル前駆体の溶液と混合した。得られた均一な透明な混合物を、ポータブル長波長ＵＶランプ (３６５nm, ８Ｗ)を用いて、室温で、２２時間照射した。得られたヒドロゲルを、先ず、テトラヒドロフラン(ＴＨＦ)に、室温で１２時間浸漬した。この間、未反応の化学物質を浸出除去するために、ＴＨＦを、定期的に新鮮なＴＨＦと交換した。次に、ヒドロゲルを、蒸留水で、少なくとも４８時間さらに精製し、蒸留水は、数時間毎に交換し、精製したヒドロゲルを特性決定するために平衡に到達させた。前駆体の添加組成物および他の化学物質は、下記の表１に挙げられている。ここで、サンプルは、全てＤＭＮ(Ｄ＝デキストラン、Ｍ＝マレイン酸無水物、およびＮ＝ＮＩＰＡＡｍ)と表記され、そしてサンプルＤＭＮ１、ＤＭＮ２、ＤＭＮ３、ＤＭＮ４、およびＤＭＮ５は、それぞれ実施例I、II、III、IV、およびVを構成し、ＮＩＰＡＡｍはＮ−イソプロピルアクリルアミド・ヒドロゲル前駆体であり、デキストラン−ＭＡはデキストラン−マレイン酸モノエステル・ヒドロゲル前駆体であり、そしてＮＭＰはＮ−メチルピロリドンであり、そして転換率は、モノマーから合成されたゲルの重量パーセントである。

ヒドロゲルサンプルの内部形態を次のように決定した。室温で蒸留水中で最大膨張率に達成したサンプルを、液体窒素で急速凍結し、バーチス凍結乾燥機(Gardiner, NY) で、真空下で、−４２℃で、全ての水が昇華するまで３日間凍結乾燥した。凍結乾燥したサンプルを、それぞれ液体Ｎ_２温度下で注意深く破砕し、得られた破砕片の内部形態を走査電子顕微鏡(Hitachi S4500SEM, Mountain View, CA)で検討した。ＳＥＭ観察に先立って、試料をアルミニウム台に固定し、金で被覆した。それぞれの場合において、蜂の巣構造が観察されたが、孔の構造は、ＰＮＩＰＡＡｍにおける不揃いの円形で、うねった薄い壁を有する緩く浅い孔から、ハイブリッド・ヒドロゲルにおける鋭い明確な角度と４から７員環の硬い壁の孔を有する非常に明確に区画された蜂の巣構造に変化していた。平均孔サイズおよび単位面積当たりの孔の数を下記の表２に示す。

室温での最大膨張率を、サンプルを蒸留水に４８時間浸漬し、重量測定によって決定した。それぞれのサンプルについて３回の測定を行った。ここでは、“膨張率”という用語は、膨潤前のゲルの乾燥重量当たりの膨潤したゲルにおける水の重量を意味する。室温で得られる最大膨潤率を、図２に示す。図２に示したように、ヒドロゲルの最大膨潤率は、Ｄｅｘ−ＭＡ含量の増加に伴って減少した。

Claims

ｐＨの変化に応答してかつ／または温度の変化に応答して、その形状および体積が変化するヒドロゲルであって、１０から７５重量％のデキストラン−マレイン酸モノエステル、および９０から２５重量％のＮ−イソプロピルアクリルアミドを含み、デキストラン−マレイン酸モノエステルおよびＮ−イソプロピルアクリルアミドの総量が１００％である組成物中で、デキストラン−マレイン酸モノエステルおよびＮ−イソプロピルアクリルアミドの光架橋によって形成されるヒドロゲル。
２０から６５重量％のデキストラン−マレイン酸モノエステルおよび８０から３５重量％のＮ−イソプロピルアクリルアミドを含む組成物中で、デキストラン−マレイン酸モノエステルおよびＮ−イソプロピルアクリルアミドを光架橋することによって形成される請求項１に記載の方法。
デキストラン−マレイン酸モノエステルが、０.８５から０.９５の範囲の平均置換度、および６５,０００から７５,０００の重量平均分子量(デキストランに基づく)を有する、請求項２に記載のヒドロゲル。
体温より低いかそれに近い低臨界溶液温度(lower critical solution temperature)を有する、請求項３に記載のヒドロゲル。
デキストラン−マレイン酸モノエステルおよびＮ−イソプロピルアクリルアミドの総量を１００％として、１０から７５重量％のデキストラン−マレイン酸モノエステル、および９０から２５重量％のＮ−イソプロピルアクリルアミドの溶液を含む、ヒドロゲル形成系。