JP2009077877A - Manufacturing method for medical material - Google Patents

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史朗 下山
Yoshiyuki Ueno
良之 上野
Hiroyuki Sugaya
博之 菅谷
Isamu Shigemoto
勇 茂本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical material which shows less interference by an aqueous solution in which a base material is immersed with a limulus test. <P>SOLUTION: The medical material is obtained by immersing the base material in the aqueous solution which contains a cationic water-soluble polymer and a chemical compound, having destabilizing energy accompanying a radical production of 99.5 kcal/mol or less, at a concentration of 0.0008 mol/L or more and 0.008 mol/L or less and by performing radiation irradiation. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、基材を浸漬している水溶液のリムルス反応への干渉が少ない医療用材料に関する。   The present invention relates to a medical material with less interference with the Limulus reaction of an aqueous solution in which a substrate is immersed.

従来、医療用材料の基材を改質する方法として、ポリマー水溶液に浸漬して放射線照射し、基材にポリマーを化学結合させる方法が、基材とポリマーとの結合力が強く溶出しにくい点や、放射線滅菌と同時に行える点から優れており、広く用いられている。   Conventionally, as a method for modifying the base material of medical materials, the method of immersing in a polymer aqueous solution and irradiating with radiation to chemically bond the polymer to the base material has a strong binding force between the base material and the polymer and is difficult to elute. It is excellent in that it can be performed simultaneously with radiation sterilization and is widely used.

カチオン性ポリマーは抗菌作用を示すことが広く一般に知られており、医療用材料などに抗菌作用を付与するためには、カチオン性水溶性ポリマーを基材に化学結合させることが有効である。しかしながら、放射線によるカチオン性水溶性ポリマーの変性、溶出物の増加、基材へのダメージといった懸念がある。そこで、放射線照射する際にポリマー水溶液に抗酸化剤を添加し、ポリマーおよび基材に対する放射線の影響を減少させる技術が開示されている(特許文献1)。   It is generally known that a cationic polymer exhibits an antibacterial action, and it is effective to chemically bond a cationic water-soluble polymer to a substrate in order to impart an antibacterial action to medical materials and the like. However, there are concerns such as modification of the cationic water-soluble polymer by radiation, an increase in the amount of eluate, and damage to the substrate. Therefore, a technique has been disclosed in which an antioxidant is added to an aqueous polymer solution during irradiation to reduce the influence of radiation on the polymer and the substrate (Patent Document 1).

医療用材料は発熱やショックを引き起こす成分であるエンドトキシンの混入を防ぐ目的で、充填液などに含まれるエンドトキシン活性を測定する必要がある。エンドトキシン活性の測定法としては、簡便に多量のサンプルを測定できることから、リムルス試験が広く用いられている。   It is necessary to measure the endotoxin activity contained in filling liquids for the purpose of preventing endotoxin, which is a component that causes fever and shock, from medical materials. As a method for measuring endotoxin activity, the Limulus test is widely used because a large amount of sample can be easily measured.

しかしながら、リムルス試験は試験液に含まれる成分によって阻害や活性といった干渉をうけやすい。特に、基材を浸漬している水溶液が放射線照射されると、放射線照射による変性や劣化によってリムルス試験への干渉が変化し、エンドトキシン活性を正確に測定できなくなる場合が多い。   However, the Limulus test is susceptible to interference such as inhibition and activity due to the components contained in the test solution. In particular, when an aqueous solution in which a substrate is immersed is irradiated with radiation, the interference with the Limulus test changes due to denaturation or deterioration due to irradiation, and endotoxin activity cannot be accurately measured in many cases.

特許文献1で開示されている技術は、このようなリムルス試験への干渉に関しては考慮されていない。   The technique disclosed in Patent Document 1 does not consider such interference with the Limulus test.

リムルス試験以外のエンドトキシン活性測定法としてウサギの発熱試験があるが、結果を得るまでに長時間を要するうえに、信頼性の高い結果を維持することは難しい。また、動物愛護の面からも好ましくない。   There is a rabbit fever test as a method for measuring endotoxin activity other than the Limulus test, but it takes a long time to obtain a result and it is difficult to maintain a reliable result. Moreover, it is not preferable also from the aspect of animal welfare.

すなわち、放射線照射によってカチオン性水溶性ポリマーを基材に化学結合させた医療用材料において、基材を浸漬している水溶液のエンドトキシン活性を簡便に測定できるようなものはこれまでに存在していなかった。
特開2005−239761
In other words, there has been no medical material in which a cationic water-soluble polymer is chemically bonded to a base material by irradiation so that the endotoxin activity of an aqueous solution in which the base material is immersed can be easily measured. It was.
JP2005-239761

本発明の目的は、基材を浸漬している水溶液のリムルス試験への干渉が少ない、抗菌作用を有した医療用材料を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a medical material having an antibacterial action with less interference with the limulus test of an aqueous solution in which a substrate is immersed.

本発明は上記課題を達成するため、以下の構成を有する。
1.カチオン性水溶性ポリマー水溶液およびラジカル生成に伴う不安定化エネルギーが99.5kcal/mol以下の化合物を0.0008mol/L以上、0.008mol/L以下の濃度で含有する水溶液に、基材を浸漬して、放射線照射することを特徴とする医療用材料の製造方法。
2.前記化合物が、2級の水酸基を含有することを特徴とする前記1に記載の医療用材料の製造方法。
3.前記化合物が、イソプロピルアルコール、2−ブタノール、グリセリンのいずれか1つまたはその組み合わせであることを特徴する前記1または2に記載の医療用材料の製造方法。
4.前記カチオン性水溶性ポリマーが、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、インドール基、ピリジン基、ピリダジン基、キノリン基、ピペリジン基、ピロリジン基、チアゾール基、プリン基のうちのいずれか1つ以上を含有していることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の医療用材料の製造方法。
5.基材がポリスルホン系ポリマーを含有していることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載の医療用材料の製造方法。
6.前記1〜5のいずれかに記載の医療用材料の製造方法によって製造される、放射線照射後の水溶液のリムルス試験におけるエンドトキシン添加回収率が48時間経過時点で50%以上、200%以下であることを特徴とする医療用材料。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
1. Immerse the substrate in an aqueous solution containing a cationic water-soluble polymer aqueous solution and a compound having a destabilization energy accompanying radical generation of 99.5 kcal / mol or less at a concentration of 0.0008 mol / L or more and 0.008 mol / L or less. And the manufacturing method of the medical material characterized by irradiating with radiation.
2. 2. The method for producing a medical material according to 1 above, wherein the compound contains a secondary hydroxyl group.
3. 3. The method for producing a medical material according to 1 or 2, wherein the compound is any one of isopropyl alcohol, 2-butanol, and glycerin or a combination thereof.
4). The cationic water-soluble polymer is a primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, pyrrole group, pyrazole group, imidazole group, indole group, pyridine group, pyridazine group, quinoline group, piperidine. Any one or more of a group, a pyrrolidine group, a thiazole group, and a purine group is contained, The manufacturing method of the medical material in any one of said 1-3 characterized by the above-mentioned.
5). 5. The method for producing a medical material according to any one of 1 to 4 above, wherein the substrate contains a polysulfone-based polymer.
6). The endotoxin addition recovery rate in the limulus test of an aqueous solution after irradiation produced by the method for producing a medical material according to any one of 1 to 5 above is 50% or more and 200% or less after 48 hours. A medical material characterized by

本発明によれば、以下に説明するとおり、医療用材料がカチオン性水溶性ポリマーを含有する水溶液に浸漬されて放射線照射されても、浸漬している水溶液に対してリムルス試験によるエンドトキシン活性の測定を行うことができる。   According to the present invention, as described below, even when a medical material is immersed in an aqueous solution containing a cationic water-soluble polymer and irradiated with radiation, the endotoxin activity is measured by a limulus test on the immersed aqueous solution. It can be performed.

1.基材をカチオン性水溶性ポリマーを含有する水溶液に浸漬して放射線照射すると、カチオン性水溶性ポリマーが基材の表面に化学結合する。カチオン性水溶性ポリマーは抗菌作用を有しており、基材の表面に化学結合させることで、基材に抗菌作用を付与することができる。抗菌作用が付与されることで、医療用材料として活用することができる。   1. When the substrate is immersed in an aqueous solution containing a cationic water-soluble polymer and irradiated with radiation, the cationic water-soluble polymer is chemically bonded to the surface of the substrate. The cationic water-soluble polymer has an antibacterial action and can impart an antibacterial action to the substrate by chemically bonding to the surface of the substrate. By providing an antibacterial action, it can be utilized as a medical material.

2.本発明でいうところの医療用材料としては、人工血管、カテーテル、血液バッグ、コンタクトレンズ、眼内レンズおよび手術用補助器具等に用いられる材料が挙げられ、生体成分分離用モジュールや血液浄化用モジュールなどに内蔵され用いられる分離膜なども含まれる。生体成分分離用の分離膜とは、濾過もしくは透析により生体物質を分離し、一部を回収する膜のことをいう。血液浄化用モジュールとは、血液を体外に循環させる際に、吸着や濾過、拡散によって血中の老廃物や有害物質を取り除く機能を有したモジュールのことをいい、具体的には人工腎臓や外毒素吸着カラムなどがある。   2. Examples of the medical material referred to in the present invention include materials used for artificial blood vessels, catheters, blood bags, contact lenses, intraocular lenses, surgical aids, and the like. Biological component separation modules and blood purification modules Also included are separation membranes built in and used. A separation membrane for separating biological components refers to a membrane that separates a biological substance by filtration or dialysis and collects a part thereof. A blood purification module is a module that has the function of removing waste and harmful substances in the blood by adsorption, filtration, and diffusion when circulating blood outside the body. There are toxin adsorption columns.

3.医療用材料はエンドトキシンの混入を防ぐ目的で、基材が浸漬している水溶液のエンドトキシン活性の有無を測定する必要がある。しかしながら、上記水溶液に放射線が照射されると、水溶液中の成分がリムルス試験に干渉して、材料のエンドトキシン活性を測定することができない。リムルス試験への干渉としては、エンドトキシンのミセル構造の破壊や、試薬に直接作用してゲル化を抑制または亢進するものがある。リムルス試験に干渉がおこると、経時的にエンドトキシン活性の検出が低下していくことが多い。   3. For the purpose of preventing endotoxin contamination, it is necessary to measure the presence or absence of endotoxin activity in the aqueous solution in which the base material is immersed. However, when the aqueous solution is irradiated with radiation, components in the aqueous solution interfere with the Limulus test, and the endotoxin activity of the material cannot be measured. Examples of interference with the Limulus test include disruption of the endotoxin micelle structure and direct action on the reagent to suppress or enhance gelation. When interference occurs in the Limulus test, detection of endotoxin activity often decreases over time.

4.そこで、本発明において、鋭意検討の結果、基材をカチオン性水溶性ポリマー水溶液に浸漬して放射線照射することで得られる医療用材料において、基材にラジカル生成に伴う不安定化エネルギーが99.5kcal/mol以下の化合物(以下、化合物Aという)を含有し、該化合物の放射線照射前の濃度が0.0008mol/L以上、0.008mol/L以下の範囲の水溶液を浸漬させることで、基材を浸漬しているカチオン性水溶性ポリマー水溶液のリムルス試験への干渉を抑制できることを見いだした。   4). Therefore, in the present invention, as a result of intensive studies, in a medical material obtained by immersing a substrate in an aqueous cationic water-soluble polymer and irradiating with radiation, the substrate has a destabilization energy of 99. By immersing an aqueous solution containing a compound of 5 kcal / mol or less (hereinafter referred to as Compound A) and having a concentration before irradiation of the compound of 0.0008 mol / L or more and 0.008 mol / L or less. It was found that the interference with the Limulus test of the cationic water-soluble polymer aqueous solution in which the material is immersed can be suppressed.

5.ここで用いられる化合物Aは、放射線に対する保護効果によって、カチオン性水溶性ポリマーの変性によるリムルス試験への干渉を抑制する目的で添加される。しかしながら、上記化合物A自体がリムルス試薬に干渉するという相反する作用を有している。そのため、放射線に対する保護効果が高い化合物Aを低濃度で含有させることがリムルス試験への干渉を抑えるのに有効である。   5). The compound A used here is added for the purpose of suppressing interference with the Limulus test due to modification of the cationic water-soluble polymer due to its protective effect against radiation. However, the compound A itself has a conflicting effect of interfering with the Limulus reagent. Therefore, it is effective to contain the compound A having a high protection effect against radiation at a low concentration to suppress interference with the Limulus test.

6.本発明において、化合物Aのラジカル不安定化エネルギーが低い方がカチオン性水溶性ポリマーの変性によるリムルス試験への干渉が抑制されるため、99.5kcal/mol以下が必要であり、ラジカル生成に伴う不安定化エネルギーが低い方が放射線に対する保護効果が高いことから、99.0kcal/mol以下がより好ましい。   6). In the present invention, the lower the radical destabilization energy of Compound A, the less the interference with the Limulus test due to the modification of the cationic water-soluble polymer, 99.5 kcal / mol or less is necessary. The lower the destabilization energy, the higher the protection effect against radiation, and therefore 99.0 kcal / mol or less is more preferable.

7.上記化合物Aの濃度が低いと放射線保護効果が低下してしまい、一方で濃度が高いと、化合物Aのリムルス試験への干渉が問題となる。そのため、化合物Aの濃度は0.0008mol/L以上、0.008mol/L以下の範囲であることが必要であり、0.001mol/以上がより好ましく、一方で0.005mol/L以下がより好ましい。   7. When the concentration of the compound A is low, the radiation protection effect is lowered. On the other hand, when the concentration is high, interference of the compound A with the Limulus test becomes a problem. Therefore, the concentration of Compound A needs to be in the range of 0.0008 mol / L or more and 0.008 mol / L or less, more preferably 0.001 mol / L or more, and more preferably 0.005 mol / L or less. .

8.また、上記化合物Aの放射線保護効果によって、放射線照射の影響を弱め、カチオン性水溶性ポリマーの変性や基材へのダメージを抑制することができる。   8). Further, due to the radiation protection effect of the compound A, the influence of radiation irradiation can be weakened, and modification of the cationic water-soluble polymer and damage to the substrate can be suppressed.

本発明でいうところのラジカル生成に伴う不安定化エネルギーとは、(1)式で求められる値である。   The destabilization energy accompanying radical generation in the present invention is a value obtained by the equation (1).

=E+E−E (1)
(1)式において、Eはラジカル生成に伴う不安定化エネルギー、Eは水素ラジカルの全エネルギー、Eは分子ラジカルの全エネルギー、Eは中性分子の全エネルギーの量子化学計算値であり、それぞれ化合物特有の値である。ラジカル生成に伴う不安定化エネルギーが小さい程、放射線照射された時に安定なラジカルを生成するため、放射線に対する保護効果が高い。
E I = E H + E M -E N (1)
In formula (1), E I is the destabilization energy associated with radical generation, E H is the total energy of the hydrogen radical, E M is the total energy of the molecular radical, and E N is the quantum chemical calculation value of the total energy of the neutral molecule. These are values specific to each compound. The smaller the destabilizing energy associated with radical generation, the more stable the radicals when irradiated with radiation, and thus the higher the protection effect against radiation.

量子化学計算には,有償または無償で入手可能な種々の量子化学計算プログラムパッケージを利用することができるが,本発明ではガウシアン03(Gaussian03)〔ガウシアン03(B.05改訂版)(Gaussian 03 (Revision B.05)), エム・ジェー・フリッシュ(M. J. Frisch)他, ガウシアン社(Gaussian, Inc.), ペンシルベニア州ピッツバーグ(Pittsburgh PA), 2003.〕を用いて計算を実行した。   For quantum chemistry calculations, various quantum chemistry calculation program packages available for a fee or free of charge can be used. In the present invention, Gaussian 03 (Gaussian 03 (B.05 revised edition) (Gaussian 03 ( Revision B.05)), MJ Frisch et al., Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2003.].

計算手法としては,分子構造および全エネルギーの計算精度の観点から,密度汎関数法と非経験的分子軌道法とのハイブリッド法を用いるのが良く,本発明においてはB3LYP法〔エー・ディー・ベッケ(A. D. Becke), ジャーナル オブ ケミカル フィジックス(J. Chem. Phys.), 1993, 98, p.5648/シー・リー(C. Lee), ダブリュー・ヤン(W. Yang), アール・ジー・パール(R. G. Parr), フィジカル レビュー(Phys. Rev.)B, 1988, 37, p.785/ビー・ミーリッヒ(B. Miehlich), エー・サヴィン(A. Savin), エッチ・ストール(H. Stoll), エッチ・プロイス(H. Preuss), ケミカル フィジクス レターズ(Chem. Phys. Lett.), 1989, 157, p.200.〕を用いた。   As a calculation method, it is preferable to use a hybrid method of the density functional method and the ab initio molecular orbital method from the viewpoint of the calculation accuracy of the molecular structure and total energy. In the present invention, the B3LYP method [AD Becke (AD Becke), Journal of Chemical Physics, 1993, 98, p.5648 / C. Lee, W. Yang, Earl G. Pearl ( RG Parr), Physical Review (Phys. Rev.) B, 1988, 37, p.785 / B. Miehlich, A. Savin, Etch Stoll, Etch -Pruss (H. Preuss), Chemical Physics Letters (Chem. Phys. Lett.), 1989, 157, p.200.

また,1電子軌道を展開する基底関数としては,分子構造および全エネルギーについて十分な計算精度を得るため,ポープルらによる二重価電子軌道基底関数〔ダブリュー・ジェー・ヘーレ(W. J. Hehre), アール・ディッチフィールド(R. Ditchfield), ジェー・エー・ポープル(J. A. Pople), ジャーナル オブ ケミカル フィジックス(J. Chem. Phys.) 1972, 56, p.2257.〕と分極関数〔ピー・シー・ハリハラン(P. C. Hariharan), ジェー・エー・ポープル(J. A. Pople), テオレティカ キミカ アクタ(Theoret. Chimica Acta)1973, 28, p.213.〕との組み合わせである6-31G(d,p)基底関数を用いた。   In addition, as a basis function for expanding one electron orbital, in order to obtain sufficient calculation accuracy for the molecular structure and total energy, the double valence orbital basis function by Pople et al. [WJ Hehre, R. R. Ditchfield, JA Pople, Journal of Chemical Physics (J. Chem. Phys. 1972, 56, p.2257.) And polarization function [PC Haliharan (PC) Hariharan), JA Pople, Theoret. Chimica Acta 1973, 28, p.213.] 6-31G (d, p) basis functions were used.

9.本発明では、特に2級の水酸基を有する化合物が、ラジカル生成に伴う不安定かエネルギーが低く、かつ非イオン性の官能基であり強い表面電荷を有する化合物との相互作用が小さく、かつ酸化還元力も小さいことから、カチオン性水溶性ポリマーの変性も少ないため、好ましく用いられる。2級の水酸基を有する化合物としては、例えば、グリセリンや2−ブタノール、イソプロパノール等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。また、医療用材料は安全性を考慮する必要があるため、毒性の低いものが好適である。   9. In the present invention, in particular, a compound having a secondary hydroxyl group is unstable or low in energy accompanying radical generation, has a small interaction with a compound having a strong surface charge, which is a nonionic functional group, and redox Since the force is also small, the cationic water-soluble polymer is less modified and therefore preferably used. Examples of the compound having a secondary hydroxyl group include glycerin, 2-butanol, and isopropanol. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Moreover, since it is necessary to consider safety | security for a medical material, the thing with low toxicity is suitable.

10.本発明で用いられる放射線とは、高エネルギーの粒子線および電磁波のことであり、例えば、α線、β線、γ線、X線、紫外線、電子線および中性子線などが挙げられる。これらのうちγ線と電子線はエネルギーが特に高く効率よく改質ができるので、より好ましく用いられる。また、γ線、X 線および電子線は線量をコントロールすることで滅菌も同時に行うことができるので好適である。   10. The radiation used in the present invention refers to high-energy particle beams and electromagnetic waves, and examples include α rays, β rays, γ rays, X rays, ultraviolet rays, electron beams, and neutron rays. Among these, γ rays and electron beams are more preferably used because they have particularly high energy and can be modified efficiently. Further, γ-rays, X-rays, and electron beams are preferable because sterilization can be performed simultaneously by controlling the dose.

基材に対して放射線照射する場合、放射線の線量が少ないと基材中の吸収線量にばらつきが生じるなど、線量のコントロールが困難となるので、放射線の線量は1kGy以上の線量であることが好ましく、より好ましくは5kGy以上である。また、同時に医療用材料の滅菌も行う場合、放射線の線量は15kGy以上であることが好ましく、より好ましくは25kGy以上である。ただし、過剰な放射線の照射は基材自身を劣化させるので、放射線の線量は5000kGy以下であることが好ましく、より好ましくは1000kGy以下であり、さらに好ましくは100kGy以下である。   In the case of irradiating the substrate with radiation, the dose of radiation is preferably 1 kGy or more because it is difficult to control the dose because the absorbed dose in the substrate varies when the dose of radiation is small. More preferably, it is 5 kGy or more. Moreover, when sterilizing a medical material simultaneously, it is preferable that the radiation dose is 15 kGy or more, more preferably 25 kGy or more. However, since irradiation with excessive radiation degrades the substrate itself, the radiation dose is preferably 5000 kGy or less, more preferably 1000 kGy or less, and even more preferably 100 kGy or less.

11.本発明で用いられるカチオン性水溶性ポリマーとは、pH4.5において電荷が1meq/g以上であり、かつ水への溶解度が10g/L以上であり、かつ分子量が5万以上の物質のことを指す。なかでも、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、インドール基、ピリジン基、ピリダジン基、キノリン基、ピペリジン基、ピロリジン基、チアゾール基、プリン基、などの官能基を有している物質が好適に用いられる。入手のしやすさから、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、ポリリジン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ビニルイミダゾリウムメトクロライドとビニルピロリドンとの共重合体などが好適に用いられる。また、2種類以上のカチオン性水溶性ポリマーを併用して用いても良い。   11. The cationic water-soluble polymer used in the present invention is a substance having a charge of 1 meq / g or more at pH 4.5, a solubility in water of 10 g / L or more, and a molecular weight of 50,000 or more. Point to. Among them, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, pyrrole group, pyrazole group, imidazole group, indole group, pyridine group, pyridazine group, quinoline group, piperidine group, pyrrolidine group, A substance having a functional group such as a thiazole group or a purine group is preferably used. From the viewpoint of availability, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, diethylaminoethyldextran, polylysine, polydiallyldimethylammonium chloride, a copolymer of vinylimidazolium methochloride and vinylpyrrolidone, and the like are preferably used. Two or more cationic water-soluble polymers may be used in combination.

基材を浸漬するカチオン性水溶性ポリマーの水溶液中の濃度の範囲としては、カチオン性水溶性ポリマーの種類にもよるが、一般的には、1ppm以上が好ましく、10ppm以上がより好ましい。また、50wt%以下が好ましく、10wt%以下がより好ましい。カチオン性水溶性ポリマーの濃度が高いと、コストに見合った表面への固定化量が得られない。また、余剰物質の残留が問題となり、洗浄を強化する必要が生じる。一方で、カチオン性水溶性ポリマーの濃度が低いと、基材の表面に化学結合するカチオン性水溶性ポリマーが少なく、充分な抗菌作用を得られない。   The range of the concentration of the cationic water-soluble polymer in which the substrate is immersed in the aqueous solution is generally preferably 1 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, although it depends on the type of the cationic water-soluble polymer. Moreover, 50 wt% or less is preferable and 10 wt% or less is more preferable. When the concentration of the cationic water-soluble polymer is high, the amount immobilized on the surface corresponding to the cost cannot be obtained. In addition, residual surplus material becomes a problem, and it is necessary to enhance cleaning. On the other hand, when the concentration of the cationic water-soluble polymer is low, there are few cationic water-soluble polymers chemically bonded to the surface of the substrate, and a sufficient antibacterial action cannot be obtained.

12.本発明で用いられる基材としては、高分子化合物材料が好ましく用いられる。高分子化合物材料を構成する高分子化合物の例としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セルロース、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレンおよびポリウレタンなどが挙げられが、これらに限定されるものではない。なかでも、放射線に対する耐性が高いポリスルホン系高分子が好適に用いられる。   12 As the base material used in the present invention, a polymer compound material is preferably used. Examples of the polymer compound constituting the polymer compound material include, for example, polymethyl methacrylate, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, polyvinyl acetate, polycarbonate, cellulose, cellulose acetate, and cellulose triacetate. , Polyacrylonitrile, polysulfone, polyethersulfone, polystyrene, polyurethane and the like, but are not limited thereto. Of these, polysulfone polymers having high resistance to radiation are preferably used.

13.リムルス試験によってエンドトキシンの活性を正確に測定するためには、エンドトキシン添加回収率がエンドトキシン添加から48時間経過時点で50%以上、好ましくは70%以上であり、一方で200%以下、好ましくは150%以下であることが必要となる。この範囲外では、エンドトキシン活性を正確に測定できず、測定の誤りによってエンドトキシンが混入してしまう危険性があり好ましくない。   13. In order to accurately measure the endotoxin activity by the Limulus test, the endotoxin addition recovery rate is 50% or more, preferably 70% or more after 48 hours from the addition of endotoxin, while 200% or less, preferably 150%. It is necessary that: Outside this range, endotoxin activity cannot be accurately measured, and there is a risk of endotoxin contamination due to measurement errors.

エンドトキシン添加回収率とは、水溶液に既知量のエンドトキシンを添加してリムルス試験を行い、試験結果として得られたエンドトキシン活性と、添加したエンドトキシンの活性との百分率であり、(2)式で求められる。   The endotoxin addition recovery rate is the percentage of the endotoxin activity obtained by adding a known amount of endotoxin to an aqueous solution and conducting a limulus test, and the activity of the added endotoxin. .

P=(U/U)×100 (2)
(2)式において、P=エンドトキシン添加回収率(%)、U=試料のエンドトキシン活性(EU)、U=添加したエンドトキシンの活性(EU)である。
P = (U 1 / U 0 ) × 100 (2)
In the formula (2), P = endotoxin addition recovery rate (%), U 1 = endotoxin activity (EU) of the sample, U 0 = activity of added endotoxin (EU).

以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
1.リムルス試験によるエンドトキシン添加回収率測定
測定試料にエンドトキシン標準品( 日本薬局方標準品10000EU/バイアル) を、パイロジェンフリーの注射用水( 日本薬局方注射用水: 大塚製薬、以下同じ)に溶解したものを順次パイロジェンフリーの注射用水で希釈し、0.12EU/mlの濃度のエンドトキシン水溶液を調製した。エンドトキシン水溶液と試験液を1:1( 容量比)でポリスチレン製テストチューブ2054( ファルコン社製)にて混合して、エンドトキシンの活性が0.06EU/mlである試料液を調製した。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
1. Measurement of endotoxin addition recovery rate by Limulus test Endotoxin standard product (Japanese Pharmacopoeia standard product 10000 EU / vial) was dissolved in pyrogen-free water for injection (Japan Pharmacopoeia water for injection: Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) Diluted with pyrogen-free water for injection to prepare an endotoxin aqueous solution having a concentration of 0.12 EU / ml. The endotoxin aqueous solution and the test solution were mixed at a 1: 1 (volume ratio) in a polystyrene test tube 2054 (Falcon) to prepare a sample solution having an endotoxin activity of 0.06 EU / ml.

上記試料液を調製後、速やかにリムルステスト用チューブ( 透析液用リムルス試薬0.2ml用:和光純薬)に0.2ml添加し、卓上ラボミキサーにて5秒間撹拌して試薬を溶解後、速やか(10秒以内)にトキシノメーター( ET―301:和光純薬)にセットし、比濁時間分析法にてエンドトキシン活性の測定を行った。試料に添加したエンドトキシンの活性を測るために、エンドトキシン標準品を、パイロジェンフリーの注射用水に溶解したものを、順次パイロジェンフリーの注射用水で希釈し、エンドトキシンの活性が0.06EU/mlであるコントロールの試料液を調製した。   After preparing the above sample solution, immediately add 0.2 ml to the Limulus test tube (for Limulus reagent for dialysate 0.2 ml: Wako Pure Chemical Industries), and stir for 5 seconds with a desktop lab mixer to dissolve the reagent and immediately It was set in a toxinometer (ET-301: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (within 10 seconds), and endotoxin activity was measured by a turbidimetric time analysis method. In order to measure the activity of endotoxin added to the sample, a standard solution of endotoxin dissolved in pyrogen-free water for injection was diluted with pyrogen-free water for injection in turn, and the endotoxin activity was 0.06 EU / ml. A sample solution was prepared.

上記の試料液およびコントロールの試料液を調製後48時間室温にて放置し、同様にトキシノメーターでエンドトキシン活性を測定した。   The above sample solution and control sample solution were allowed to stand at room temperature for 48 hours after preparation, and endotoxin activity was similarly measured using a toxinometer.

上記(2)式より、エンドトキシン添加直後のエンドトキシン添加回収率と、エンドトキシン添加から48時間経過時点でのエンドトキシン添加回収率を求めた。(2)式において、Uが測定試料のエンドトキシン活性、Uがコントロールのエンドトキシン活性、である。
(実施例1)
ポリエチレンイミン(シグマ社MW75万)1000ppm水溶液を、中空糸型人工腎臓である東レ株式会社製「トレスルホンBS−1.6L」(登録商標)のモジュールの血液導出口から導入し、中空糸膜に濾過をかけつつ透析液導出口から排出させて、ポリエチレンイミンの全量を中空糸膜に導入固定した。このとき、血液導入口および透析液の導入口には栓をした。また、水溶液の流速は500mL/分で、通液量は1Lとした。つづいて、イソプロパノール0.0016mol/L水溶液を血液導出口から導入し、中空糸膜に濾過をかけつつ透析液導出口から排出させた。このとき、血液導入口および透析液の導入口には栓をした。流速は500mL/分で、通液量は2Lとした。つづいて、イソプロパノール0.0016mol/L水溶液を血液導出口から導入し、血液導出口から排出させた。このとき、透析液導入口および透析液導出口には栓をした。流速は500mL/分で、通液量は0.5Lとした。充填は室温で行い、ポリエチレンイミン水溶液、イソプロパノール水溶液は20±5℃の液温とした。この後、モジュールにγ線を照射した。γ線照射量は27kGyであった。血液側充填液を抜き出し、エンドトキシン添加回収率試験を行った。その結果、エンドトキシン添加直後で107.8%、48時間経過時点で70.1%であり、リムルス試験への干渉が少なかった。
From the above formula (2), the endotoxin addition recovery rate immediately after the endotoxin addition and the endotoxin addition recovery rate after 48 hours from the endotoxin addition were determined. In the formula (2), U 1 is the endotoxin activity of the measurement sample, and U 0 is the endotoxin activity of the control.
Example 1
Polyethyleneimine (Sigma MW 750,000) 1000ppm aqueous solution was introduced from the blood outlet of "Toresulfone BS-1.6L" (registered trademark) module manufactured by Toray Industries, Inc., which is a hollow fiber type artificial kidney, and filtered through the hollow fiber membrane The whole amount of polyethyleneimine was introduced and fixed to the hollow fiber membrane. At this time, the blood inlet and the dialysate inlet were plugged. Moreover, the flow rate of the aqueous solution was 500 mL / min, and the flow rate was 1 L. Subsequently, an isopropanol 0.0016 mol / L aqueous solution was introduced from the blood outlet, and the hollow fiber membrane was filtered and discharged from the dialysate outlet. At this time, the blood inlet and the dialysate inlet were plugged. The flow rate was 500 mL / min and the flow rate was 2 L. Subsequently, an isopropanol 0.0016 mol / L aqueous solution was introduced from the blood outlet and discharged from the blood outlet. At this time, the dialysate inlet and the dialysate outlet were plugged. The flow rate was 500 mL / min and the flow rate was 0.5 L. The filling was performed at room temperature, and the polyethyleneimine aqueous solution and isopropanol aqueous solution were set to a liquid temperature of 20 ± 5 ° C. Thereafter, the module was irradiated with γ rays. The amount of γ-ray irradiation was 27 kGy. The blood side filling solution was extracted and an endotoxin addition recovery rate test was conducted. As a result, it was 107.8% immediately after endotoxin addition and 70.1% after 48 hours, and there was little interference with the Limulus test.

イソプロパノールのラジカル不安定化エネルギーは、量子化学計算を用いて、以下の手順に従って求めた。なお,全ての量子化学計算は,Itanium2(登録商標)プロセッサを搭載したLinuxサーバ上で実行した。   The radical destabilization energy of isopropanol was determined according to the following procedure using quantum chemical calculation. All quantum chemical calculations were performed on a Linux server with an Itanium2 (registered trademark) processor.

(1)水素ラジカルの全エネルギー
ガウシアン03(Gaussian03)プログラムを用いて水素原子の全エネルギーを計算した。電荷はゼロ,スピン多重度は2に設定し,計算キーワードは B3LYP/6-31G** を用いた。得られた全エネルギーは -0.500272784191 Hartree(1 Hartree = 627.5095 kcal/mol)であった。
(1) Total energy of hydrogen radicals The total energy of hydrogen atoms was calculated using the Gaussian 03 program. The charge was set to zero, the spin multiplicity was set to 2, and the calculation keyword was B3LYP / 6-31G **. The total energy obtained was -0.500272784191 Hartree (1 Hartree = 627.5095 kcal / mol).

(2)分子ラジカルの全エネルギー
イソプロパノールの2級水素原子を引き抜いた分子モデルを作成し,ガウシアン03を用いてイソプロパノール2級ラジカルの構造最適化および全エネルギー計算を実施した。電荷はゼロ,スピン多重度は2に設定し,計算キーワードは B3LYP/6-31G** FOpt を用いた。最適化された構造に対して得られた全エネルギーは -193.712006644 Hartree であった。
(2) Total energy of molecular radicals A molecular model was created by extracting secondary hydrogen atoms of isopropanol, and the structure optimization and total energy calculation of isopropanol secondary radicals were performed using Gaussian 03. The charge was set to zero, the spin multiplicity was set to 2, and the calculation keyword was B3LYP / 6-31G ** FOpt. The total energy gained for the optimized structure was -193.712006644 Hartree.

(3)中性分子の全エネルギー
イソプロパノールの分子モデルを作成し,ガウシアン03を用いて構造最適化および全エネルギー計算を実施した。電荷はゼロ,スピン多重度は1に設定し,計算キーワードは B3LYP/6-31G** FOpt を用いた。最適化された構造に対して得られた全エネルギーは -194.368606865 Hartree であった。
(3) Total energy of neutral molecules A molecular model of isopropanol was created, and structural optimization and total energy calculation were performed using Gaussian 03. The charge was set to zero, the spin multiplicity was set to 1, and B3LYP / 6-31G ** FOpt was used as the calculation keyword. The total energy gained for the optimized structure was -194.368606865 Hartree.

(4)ラジカル不安定化エネルギー
上記の全エネルギーから(1)式に従ってラジカル不安定化エネルギーを計算すると,0.156327437 Hartree = 98.10 kcal/mol であった。

(比較例1)
イソプロパノール0.0016mol/L水溶液に代えてエタノール0.0016mol/L水溶液を中空糸膜に導入した以外は実施例1と同一の条件にて実験を行った。エンドトキシン添加回収率試験の結果、エンドトキシン添加直後で136.8%、48時間経過時点で16.0%であり、時間経過でリムルス試験によるエンドトキシン活性を正確に測定できなくなった。
(4) Radical destabilization energy The radical destabilization energy calculated from the above total energy according to equation (1) was 0.156327437 Hartree = 98.10 kcal / mol.

(Comparative Example 1)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that an ethanol 0.0016 mol / L aqueous solution was introduced into the hollow fiber membrane instead of the isopropanol 0.0016 mol / L aqueous solution. As a result of the endotoxin addition recovery rate test, it was 136.8% immediately after endotoxin addition, and 16.0% after 48 hours, and it became impossible to accurately measure endotoxin activity by the limulus test over time.

エタノールのラジカル不安定化エネルギーは、以下の手順に従って計算した。   The radical destabilization energy of ethanol was calculated according to the following procedure.

(1)水素ラジカルの全エネルギー
実施例1と全く同様の方法により、-0.500272784191 Hartree を得た。
(1) Total energy of hydrogen radical By the same method as in Example 1, -0.500272784191 Hartree was obtained.

(2)分子ラジカルの全エネルギー
エタノールのヒドロキシ基に隣接する水素原子1個を引き抜いた分子モデルを作成した他は,実施例1と同様の方法でエタノールラジカルの構造最適化および全エネルギー計算を実施した。最適化された構造に対して得られた全エネルギーは -154.386809202 Hartree であった。
(2) Total energy of molecular radicals The structure optimization and total energy calculation of ethanol radicals were carried out in the same way as in Example 1, except that a molecular model was created by extracting one hydrogen atom adjacent to the ethanol hydroxy group. did. The total energy gained for the optimized structure was -154.386809202 Hartree.

(3)中性分子の全エネルギー
エタノールの分子モデルを作成し,実施例1と同様の方法で構造最適化および全エネルギー計算を実施した。最適化された構造に対して得られた全エネルギーは -155.046209287 Hartree であった。
(3) Total energy of neutral molecule A molecular model of ethanol was created, and structural optimization and total energy calculation were performed in the same manner as in Example 1. The total energy gained for the optimized structure was -155.046209287 Hartree.

(4)ラジカル不安定化エネルギー
上記の全エネルギーから(1)式に従ってラジカル不安定化エネルギーを計算すると,0.159127301 Hartree = 99.85 kcal/mol であった。
(比較例2)
イソプロパノール水溶液濃度を0.016mol/Lとした以外は実施例1と同一の条件にて実験を行った。エンドトキシン添加回収率試験の結果、エンドトキシン添加直後で96.3%、48時間経過時点で33.1%であり、時間経過でリムルス試験によるエンドトキシン活性を正確に測定できなくなった。イソプロパノールのラジカル不安定化エネルギーを実施例1と同様の方法で計算すると、98.10kcal/molであった。
(4) Radical destabilization energy The radical destabilization energy calculated from the above total energy according to equation (1) was 0.159127301 Hartree = 99.85 kcal / mol.
(Comparative Example 2)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of the aqueous isopropanol solution was 0.016 mol / L. As a result of the endotoxin addition recovery rate test, it was 96.3% immediately after the endotoxin addition and 33.1% at the end of 48 hours, and the endotoxin activity by the limulus test could not be measured accurately over time. When the radical destabilization energy of isopropanol was calculated in the same manner as in Example 1, it was 98.10 kcal / mol.

Figure 2009077877
Figure 2009077877

Claims (6)

カチオン性水溶性ポリマー水溶液およびラジカル生成に伴う不安定化エネルギーが99.5kcal/mol以下の化合物を0.0008mol/L以上、0.008mol/L以下の濃度で含有する水溶液に、基材を浸漬して、放射線照射することを特徴とする医療用材料の製造方法。   Immerse the substrate in an aqueous solution containing a cationic water-soluble polymer aqueous solution and a compound having a destabilization energy accompanying radical generation of 99.5 kcal / mol or less at a concentration of 0.0008 mol / L or more and 0.008 mol / L or less. And the manufacturing method of the medical material characterized by irradiating with radiation. 前記化合物が、2級の水酸基を含有することを特徴とする請求項1に記載の医療用材料の製造方法。   The method for producing a medical material according to claim 1, wherein the compound contains a secondary hydroxyl group. 前記化合物が、イソプロピルアルコール、2−ブタノール、グリセリンのいずれか1つまたはその組み合わせであることを特徴する請求項1または2に記載の医療用材料の製造方法。   The method for producing a medical material according to claim 1 or 2, wherein the compound is one or a combination of isopropyl alcohol, 2-butanol, and glycerin. 前記カチオン性水溶性ポリマーが、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、インドール基、ピリジン基、ピリダジン基、キノリン基、ピペリジン基、ピロリジン基、チアゾール基、プリン基のうちのいずれか1つ以上を含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の医療用材料の製造方法。   The cationic water-soluble polymer is a primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, pyrrole group, pyrazole group, imidazole group, indole group, pyridine group, pyridazine group, quinoline group, piperidine. The method for producing a medical material according to any one of claims 1 to 3, comprising any one or more of a group, a pyrrolidine group, a thiazole group, and a purine group. 基材がポリスルホン系ポリマーを含有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の医療用材料の製造方法。   The method for producing a medical material according to any one of claims 1 to 4, wherein the base material contains a polysulfone-based polymer. 請求項1〜5のいずれかに記載の医療用材料の製造方法によって製造される、放射線照射後の水溶液のリムルス試験におけるエンドトキシン添加回収率が48時間経過時点で50%以上、200%以下であることを特徴とする医療用材料。   The endotoxin addition recovery rate in the limulus test of the aqueous solution after irradiation produced by the method for producing a medical material according to any one of claims 1 to 5 is 50% or more and 200% or less after 48 hours. A medical material characterized by that.
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