JP2016199620A

JP2016199620A - 表面処理用剤および表面処理方法

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Publication number: JP2016199620A
Application number: JP2015078437A
Authority: JP
Inventors: 石原　一彦; Kazuhiko Ishihara; 一彦石原; 義弘切通; Yoshihiro Kiridoori
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-12-01
Also published as: WO2016163435A1

Abstract

【課題】蛋白質吸着抑制と潤滑性を高めるための水中で基材表面に物理吸着し、安定したコーティング状態を保持する表面処理用ポリマーの提供。【解決手段】式（Ｉ）で示される化合物、及び当該化合物を含む表面処理剤。〔Ｘ１〜Ｘ３は各々独立に、重合した状態の重合性原子団；Ｒ１、Ｒ２及びＲ５は各々独立に、置換／未置換のフェニル基、又は−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−若しくは−Ｏ−で示される基；Ｒ３は脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基；Ｒ４はシロキサン結合を有する基；Ｒ６はＣ１〜５の直鎖状／分岐状のアルキル基；ｘは１以上の整数；ａ、ｂ及びｃは各々独立に２以上の整数；Ｘ１を含む構造単位とＸ２を含む構造単位とＸ３を含む構造単位とはランダムな順序で結合している〕【選択図】なし

Description

本発明は、表面処理ポリマーに関する。詳しくは、本発明は、タンパク質吸着抑制と潤滑性を高めるために、水中で基材表面に物理吸着し、安定したコーティング状態を保持する表面処理ポリマー、表面処理剤及び基材表面への修飾法に関する。

医療器具であるコンタクトレンズは、長時間使用に伴い、レンズ表面へのタンパク質吸着による酸素透過性の低下や装用感の低下が問題視されている。対策の一つとして、コンタクトレンズを出荷する段階のパッキングソリューションと呼ばれる保存液中に水溶性ポリマーを添加し、レンズ表面に吸着させて使用者の装用感を向上させる試みがなされている。そして、パッキングソリューション用マテリアルとして、ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドのブロックポリマー等が用いられている例がある（非特許文献１）
しかしながら、これらのブロックポリマーは、表面処理された表面におけるタンパク質吸着抑制効果が十分ではない。
また、疎水性基材の表面処理方法として、側鎖にホスホリルコリン基を有するモノマーユニット、側鎖に疎水性基を有するモノマーユニット、及び側鎖にアジド基を有するモノマーユニットを有するポリマーを用いた方法（特許文献１）、あるいは、側鎖にホスホリルコリン基を有するモノマーユニット、側鎖に疎水性基を有するモノマーユニット、及び側鎖に第三級アミンを有するモノマーユニットを有するポリマーを用いた方法（特許文献２）などが知られている。さらに、多くの用途を目的とした表面処理ポリマーの作製が試みられている（非特許文献２、３）

特許第５５９８８９１号国際公開２０１３／１１８７３６号パンフレット

Molecular Vision 2010; 16:272-282 Kyoko Fukazawa, Kazuhiko Ishihara Synthesis of photoreactive phospholipid polymers for use in versatile surface modification of various materials to obtain extreme wettability. ACS Appl Mater Interfaces 2013 Aug 5;5(15):6832-6. Epub 2013 Aug 5. Kyoko Fukazawa, Kazuhiko IshiharaSimple surface treatment using amphiphilic phospholipid polymers to obtain wetting and lubricity on polydimethylsiloxane-based substratesColloids and Surfaces B: Biointerfaces 97(1) 70-75 (2012)doi:10.1016/j.colsurfb.2012.04.008

本発明は、表面処理ポリマーを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、ポリマー中に疎水的なシリコーンモノマーユニットとカチオン性モノマーユニットを導入することで、分子間相互作用を高め、基材への吸着効果を高める表面処理ポリマーを得ることに成功し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。

（１）次式Ｉ：
〔式中、Ｘ^１、Ｘ^２及びＸ^３は、それぞれ独立して、重合した状態の重合性原子団を表し、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^５は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいフェニル基、又は−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−若しくは−Ｏ−で示される基を表し、Ｒ^３は、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表し、Ｒ^４は、シロキサン結合を有する基を表し、Ｒ^６は、炭素数１〜５の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、ｘは１以上の整数を表し、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立して、２以上の整数を表し、Ｘ^１を含む構造単位とＸ^２を含む構造単位とＸ^３を含む構造単位とはランダムな順序で結合している。〕
で示されるポリマー化合物。
（２）式Ｉで示される化合物が次式ＩＩ：
（式中、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立して２以上の整数を表し、各モノマーユニットはランダムな順序で結合している。）
で示される構造を有するポリマーである、（１）に記載のポリマー化合物。
（３）ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値が０．１０〜０．８５であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値が０．１〜０．７０であり、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値が０．０５〜０．７０である、（１）又は（２）に記載のポリマー化合物。
（４）疎水性基材の表面を親水化することができるものである、（１）〜（３）のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
（５）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のポリマー化合物を含む、表面処理剤。
（６）前記（５）に記載の処理剤を疎水性基材の表面に塗布する工程を含む、疎水性基材の表面処理方法。

本発明により、表面処理ポリマーが提供される。本発明の表面処理ポリマーは、タンパク質吸着抑制効果を有し、また低摩擦性及び高潤滑性を基材表面に付与することができる。

未処理基材（SiHyMA）のXPSチャートを示す図である。 PMSiMe1(0.5wt% pH9.18)でコーティング処理した基材（SiHyMA）のXPSチャートを示す図である。 PMSiMe1(0.5wt% pH9.18)でコーティング処理した後、SDS/生理食塩水(1%)で5分間超音波洗浄した基材（SiHyMA）のXPSチャートを示す図である。を示す図である。 SiHyMAの接触角を測定した結果を示す図である。タンパク質の吸着密度を測定した結果を示す図である。タンパク質の吸着密度を測定した結果を示す図である。タンパク質の吸着密度を測定した結果を示す図である。タンパク質の吸着密度を測定した結果を示す図である。未処理の市販基材（ジョンソンエンドジョンソン(JJ)社）のXPSチャートを示す図である。 PMSiMe1(0.5wt% pH9.18)でコーティング処理したJJ社基材のXPSチャートを示す図である。 PMSiMe1(0.5wt% pH9.18)でコーティング処理した後、SDS/生理食塩水(1%)で5分間超音波洗浄したJJ社基材のXPSチャートを示す図である。 JJ社基材の接触角を測定した結果を示す図である。接触角の測定装置を示す図である。接触角の測定原理を示す図である。未処理基材（PSt）のXPSチャートを示す図である。 PMSiMe9(0.5wt% pH9.18)でコーティング処理した基材（PSt）のXPSチャートを示す図である。 PMSiMe9(0.5wt% pH9.18)でコーティング処理した後、SDS/生理食塩水(1%)で5分間超音波洗浄した基材（PSt）のXPSチャートを示す図である。基材（PSt）の接触角を測定した結果を示す図である。基材（PSt）のタンパク質の吸着密度を測定した結果を示す図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

１．ポリマー化合物
本発明のポリマー化合物は、側鎖にホスホリルコリン基を含むユニット、側鎖に疎水性基を含むユニット、及び側鎖に第四級アンモニウム塩を含むユニットを有する三元系ポリマー化合物である。
本発明のポリマー化合物は、シリコーンハイドロゲルの主成分であるシリコーンとの疎水性相互作用を高めるため、シリコーン成分を含むモノマーをポリマーのユニット成分に取り入れたものである。本発明のポリマーを用いることで、疎水性相互作用による吸着効果のみならず、補助的に静電相互作用を発現させて基材に吸着・固定化させることができる。この際、コーティング溶液のpHを調整することにより、基材表面のカルボキシ基（アニオン）を完全に電離状態にする。そして、タンパク質吸着抑制効果、潤滑特性効果及び摩擦低減効果を発揮させるために、ホスホリルコリン基を有するユニットをポリマー成分に取り入れる。さらに、ホスホリルコリン基を有するユニットとカチオン性ユニットとの静電相互作用を高めて、確実にイオンコンプレックスを形成させて吸着・固定化させる。

（１）三元系ポリマー
本発明のポリマー中、ホスホリルコリン基（PC基）は、生体膜の主成分であるリン脂質（ホスファチジルコリン）の極性基と同様の構造を有する極性基である。ホスホリルコリン基がポリマーに含有されることにより、当該ポリマーに、親水性（ぬれ性）、具体的には、生体膜の表面が有する極めて良好な生体適合性、特に生体分子の非吸着性、及び非活性化特性が付与され、各種分子に対する非特異的吸着を効果的に抑制することができるため、ひいては疎水性ポリマー材料等の疎水性基材表面に優れた防汚性を付与することができる。
また、本発明のポリマー中、疎水性基は、シリコーン成分を含むポリマーであり、シロキサン結合を有している。これにより、処理対象である疎水性基材表面との吸着性を有し、表面コーティングの安定性を向上させることができる。

本発明のポリマーは、限定はされないが、例えば、下記一般式（I）で示される構造を有するポリマーが好ましく挙げられる。

式中、Ｘ^１、Ｘ^２及びＸ^３は、それぞれ独立して、重合した状態の重合性原子団を表し、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^５は、互いに独立して、置換基を有していてもよいフェニル基、又は−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−若しくは−Ｏ−で示される基を表し、Ｒ^３は、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表し、Ｒ^４は、シロキサン結合を有する基を表し、Ｒ^６は、Ｃ_１−５アルキル基を表し、ｘは１以上の整数を表し、ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、２以上の整数を表し、Ｘ^１を含む構造単位とＸ^２を含む構造単位とＸ^３を含む構造単位とはランダムな順序で結合している。

式Ｉにおいて、Ｘ^１、Ｘ^２及びＸ^３は、それぞれ独立して、重合した状態の重合性原子団を表すものであればよく、限定はされないが、具体的には、例えば、ビニル系モノマー残基、アセチレン系モノマー残基、エステル系モノマー残基、アミド系モノマー残基、エーテル系モノマー残基及びウレタン系モノマー残基等が好ましく、これらの中でも、ビニル系モノマー残基がより好ましい。
式Ｉにおいて、Ｒ¹、Ｒ^２及びＲ^５は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいフェニル基、又は−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−若しくは−Ｏ−で示される基を表し、好ましくは、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−又は−Ｏ−で示される基、より好ましくは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−で示される基である。

式Ｉにおいて、Ｒ^６は、それぞれ独立して、炭素数１〜５（Ｃ_１−５）の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す。
また、ｘは、１以上の整数を表し、好ましくは１〜１２の整数、より好ましくは１〜４の整数、特に好ましくは２である。

式Ｉにおいて、Ｘ¹を含む構造単位の具体例としては、限定はされないが、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、２−アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、Ｎ−（２−メタクリルアミド）エチルホスホリルコリン、４−メタクリロイルオキシブチルホスホリルコリン、６−メタクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、１０−メタクリロイルオキシデシルシルホスホリルコリン、ω−メタクリロイルジオキシエチレンホスホリルコリン及び４−スチリルオキシブチルホスホリルコリン等に由来する構造単位が好ましく挙げられる。これらの中でも、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンに由来する構造単位が特に好ましい。２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）は、“Kazuhiko Ishihara, Tomoko Ueda, and Nobuo Nakabayashi, Polymer Journal, 22, 355-360 (1990)”に記載の方法等により調製することができ、また、その他のホスホリルコリン系化合物（モノマー化合物）についても、当該方法及び常法に基づいて容易に調製することができる。

式Ｉにおいて、Ｒ^３は、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表す。Ｒ^３の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数１〜６（Ｃ_１−６）のアルキル基、炭素数２〜６（Ｃ_２−６）のアルケニル基等が挙げられ、芳香族炭化水素基としては、炭素数６〜１０（Ｃ_６−１０）のアリール基、好ましくはフェニル基が挙げられる。
式Ｉにおいて、Ｒ^４は、シロキサン結合を有する基を表す。

本発明において、シロキサン結合を有する基は、次式ＩＩＩ：
で示される。

式ＩＩＩにおいて、Ｒ^１１、Ｒ^１２及びＲ^１３は、特に限定されるものではなく、それぞれ独立して、トリアルキルシリル基、鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、芳香族基、又はＯＲ^１４（Ｒ^１４は、トリアルキルシリル基、鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、芳香族基を表す。）で示される基を表す。
ここで、トリアルキルシリル基の「アルキル」としては、炭素数１〜５のアルキルを表し、好ましくはメチルである。

炭化水素基としては、置換されていてもよいＣ_１−６アルキル基、置換されていてもよいＣ_２−６アルケニル基、置換されていてもよいＣ_２−６アルキニル基、置換されていてもよいＣ_１−６アルコキシ基などが挙げられる。芳香族基としては、例えば置換されていてもよいＣ_６−１０アリール基が挙げられる。
置換基の具体例としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、チオール基、ニトロ基、シアノ基、ホルミル基、カルボキシル基、アミノ基、シリル基、メタンスルホニル基、Ｃ_１−６アルキル基、Ｃ_２−６アルケニル基、Ｃ_２−６アルキニル基、Ｃ_３−８シクロアルキル基、Ｃ_６−１０アリール基、Ｃ_１−６アルコキシ基、Ｃ_２−７アシル基またはＣ_２−７アルコキシカルボニル基などを挙げることができる。

Ｌはリンカーを表し、単結合、又は鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、若しくは芳香族基を表す。ｎの繰り返し数は特に限定されるものではないが、例えばｎは１〜１０の整数、好ましくは１〜５の整数（例えば１、２、３）である。

また、Ｒ^１１、Ｒ^１２及びＲ^１３には、それぞれ独立して、さらに式IIIと同じ繰り返し単位となる次式（III')：
で示される基が連結されていてもよい。Ｒ^１１’、Ｒ^１２’、Ｒ^１３’、ｎ’及びＬ’の定義は、前記Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、ｎ及びＬの定義と同様である。

シロキサン結合を有する基となるシリコーンモノマーの具体例を、下記表１及び表２に示すが、これらに限定されるものではない。

式Ｉで示されるポリマー構造において、Ｘ¹を含む構造単位とＸ²を含む構造単位とＸ³を含む構造単位とは、ランダムな順序で結合していてもよく、限定はされない。
さらに、上記一般式Ｉで示される構造を有するポリマーの具体例としては、限定はされないが、下記一般式ＩＩで示される構造を有するポリマーが好ましく挙げられる。
（式中、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立して２以上の整数を表し、各モノマーユニットはランダムな順序で結合している。）

式ＩＩにおいて、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有する構造単位（ＭＰＣユニットともいう）と、シロキサン結合を含む側鎖を有する構造単位（疎水性ユニットともいう）と、第四級アンモニウム塩を含む側鎖を有する構造単位（静電相互作用ユニットともいう）とは、式Ｉと同様、ランダムな順序で結合していてもよく、限定はされない。
上記式Ｉ及びＩＩで示されるポリマーにおいては、ａ、ｂ及びｃは、特に限定はされず、それぞれ独立して、２以上の整数であればよいが、ここで、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値は０．１０〜０．８５であることが好ましく、より好ましくは０．２〜０．８５、さらに好ましくは０．３〜０．６０であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値は０．１〜０．７０であることが好ましく、より好ましくは０．１０〜０．６０、さらに好ましくは０．２〜０．６０であり、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値は０．０５〜０．６０であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５０、さらに好ましくは０．１〜０．４０である。

上記式Ｉ及びＩＩで示されるポリマーの重量平均分子量は、限定はされないが、例えば、５，０００〜１，０００、０００が好ましく、より好ましくは１０，０００〜３００，０００である。
上記式Ｉ及びＩＩで示される構造を有するポリマーは、必要に応じ、他のモノマー由来の構造単位を含むものであってもよく、限定はされないが、通常、他のモノマー由来の構造単位の割合は、ポリマーを構成する全構造単位に対して、３０モル％以下であることが好ましく、より好ましくは１０モル％以下である。
式Ｉ及びＩＩで示されるポリマーの合成については、モノマー化合物の調製及びそれらの重合を含め、基本的には、当業者の技術水準に基づき、常法により行うことができる。

２．表面処理剤
本発明の表面処理剤は、本発明の上記三元系ポリマーを主要成分として含むものであり、対象基材である疎水性基材の表面を親水化することができるものである。
本発明の表面処理剤は、後述するように、疎水性基材の表面に塗布することにより表面処理を行うことができるものである。
本発明の表面処理剤は、上記三元系ポリマー以外に、一般的に基材の表面処理剤の成分として用いられる任意の他の成分（例えば、各種溶媒等）を含むものであってもよく、限定はされない。溶媒としては、例えば、水とエタノールとの混合溶媒等が好ましく挙げられる。

本発明の表面処理剤は、通常、溶液状のものであることが好ましく、主要成分として含まれる前記三元系ポリマーの濃度は、例えば、０．０５重量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．２重量％以上、さらに好ましくは０．２５重量％以上、さらにより好ましくは０．５重量％以上である。
さらに、本発明の処理剤を溶液として使用する場合のｐＨは、４〜１１であり、好ましくは６〜１０である。

本発明の表面処理剤の対象基材となる疎水性基材としては、限定はされないが、例えば、各種疎水性ポリマー材料等が好ましく挙げられる。疎水性ポリマー材料としては、例えば以下のものが挙げられる。
(i) ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂；PMMA）等のアクリル系ポリマー
(ii) ポリジメチルシロキサン(PDMS)等の各種シリコーンゴム（置換シリコーン、変性シリコーンを含む等）
(iii) ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリオレフィン等の有機物からなるもの
(iv) 金属、セラミックスあるいはガラス系基材にシランカップリング剤で表面処理したもの等

基材の形状は、特に限定はされず、例えば、板状、ビーズ状及び繊維状の形状のほか、板状の基材に設けられた穴や溝なども挙げられる。
また、基材の用途としては、限定はされないが、例えば、歯科材料、歯科用器具、各種医療用デバイス、コンタクトレンズ、人工臓器、バイオチップ、バイオセンサー、酸素富加膜及び細胞保存器具等が挙げられる。歯科材料としては、例えば、有床義歯、架工義歯、インプラント義歯及びクラウン等の歯科用補綴物が好ましく挙げられる。

３．表面処理方法
（１）表面処理方法
本発明の表面処理方法は、対象基材である疎水性基材の表面を親水化する方法であり、具体的には、上述した本発明の表面処理剤を基材の表面に塗布する工程（塗布工程）を含む方法である。

塗布工程においては、本発明のポリマーを主要成分として含む表面処理剤を用いて行えばよく、限定はされない。
対象基材の表面が疎水性の場合は、水溶液をはじきコーティングすることが困難になることがある。そのような場合は、Ｏ_２プラズマ処理を行うことができる。Ｏ_２プラズマ処理により、基材表面に水酸基やカルボキシ基が生成されるため、親水性が向上する。また、本発明のポリマー化合物において、第四級アンモニウム塩を側鎖に有する構造単位は静電相互作用ユニットとして機能することから、ポリマーの基材への吸着効果を高めることができる。静電相互作用ユニットは、静電相互作用による基材への吸着と、ＭＰＣポリマーの水溶性を高める効果を有している。

ＭＰＣと疎水性ユニット、静電ユニットによるポリマーにより、水中でコンタクトレンズ表面に吸着・固定させることで、タンパク質吸着抑制効果、表面親水性の向上、摩擦の軽減を図ることができる。

本発明の表面処理方法の対象基材となる疎水性基材としては、限定はされないが、その種類、形状及び用途等は、前記列挙したものと同様のものが例示できる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) (C11H22NO6P Mw=295.27 CAS 67881-98-5) モノマーと、疎水性ユニットしてMethyl-di(trimethylsiloxy)-sylyl propyl glycerol methacrylate (SiMAA2) C17H38O6Si3 Mw=422.7 CAS 69861-02-5) モノマー、カチオン性ユニットとしてMethacryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride (Metac) (C9H18ClNO2 Mw= 207.7 CAS 5039-78-1)モノマーを用いた3元共重合体(PMSiMe、次式)の合成

（１）ＭＰＣポリマーの合成(PMSiMe)
ＭＰＣモノマー、疎水性モノマーとしてＳｉＭＡＡ２、カチオン性モノマーとしてＭｅｔａｃを用いる。
各モノマーと開始剤（アゾビスイソブチロニトリルAIBN C8H12N4 Mw=164.21 CAS 78-67-1）を計りとり、エタノール15mLにモノマーが0.5mol/Lになるよう溶解した後、溶液を試験管に移し、０℃においてアルゴンバブリングして系中の酸素を脱気した（20分間）。
試験管をガスバーナーで封管し、60℃オイルバス中で重合反応させた（24時間）。反応後、試験管を開管して反応溶液をエーテル/クロロホルム=9/1 800ｍＬ中に滴下して再沈殿させ精製した。沈殿物を桐山ロート紙フィルターで減圧ろ過により回収し、減圧乾燥後、純水に溶解した。ポリマー水溶液を限外ろ過装置（テクノオフィス・カネコ製ゲンゴロウ）にて連続限外ろ過を行い、未反応モノマーを除去し、凍結乾燥により試料を得た（表３）。

（２）シリコーンハイドロゲルSiHyMAの調製
架橋剤としてEthylene glycol dimethacrylate (EGDMA(C10H14O4 Mw= 198.22 CAS 97-90-5)、親水性モノマーとしてN,N-Dimethylacrylamide (DMA)(C5H9NO Mw=99.13 CAS 2680-03-7)，シリコーンモノマーとしてMethyl-di(trimethylsiloxy)-sylyl propyl glycerol methacrylate (SiMAA2、下記) C17H38O6Si3 Mw=422.7 CAS 69861-02-5)、カルボキシ基含有モノマーとしてMethacrylic Acid (MAA) (Mw=86.1)、光開始剤としてイルガキュア369(Mw=366.5) （下記式）を用い、
ＥＧＤＭＡ：１
ＭＡＡ：２５
ＤＭＡ：６４
ＳｉＭＡＡ２：１０
のモノマー組成比で混合し、イルガキュア369 0.1に対してモノマー総量が100となるように溶液を調整した（表４）。

内側を70mm x 70mm にくりぬいたシリコーンゴム（厚さ0.5mm）をスペーサーとし、ＰＥＴ板(3mm x 100mm x 100mm)で挟み込んでモールドを作製した。モールド内にモノマー溶液を流し込み、ＵＶを30分間照射することで硬化させた。
硬化後、サンプルを2-プロパノール/水=7/3に浸漬し、未反応物を除去し精製した。溶媒を2回交換した後、純水に置換し、純水を2回交換した後、ｐＨ9.18緩衝液に浸漬した。３時間後、純水に置換し、純水を2回交換して得られたサンプルから、φ13ｍｍの打ち抜きでディスク状に打ち抜き、純水中で超音波洗浄を繰り返し、生理食塩水に置換してサンプルを得た。

（３）MPCポリマーコーティング
各PMSiMe(0.5wt% pH9.18) 溶液中にシリコーンハイドロゲルを一晩浸漬して取り出し、生理食塩水に置換してサンプルとした。

（４）XPS測定によるコーティングMPCポリマーの確認
MPCポリマーコーティングを施したサンプルを生理食塩水でリンスを50回行った後、自然乾燥に続いて減圧乾燥し、XPS（X線光電子分光法）測定装置（島津製作所Kuratos）を用いて、サンプル基材表面の元素分析を行った。また一部のサンプルはSDS/生理食塩水中にて超音波洗浄（5分間）を行い、リンスした後、自然乾燥、減圧乾燥を経てサンプルとした。

（５）結果
MPCポリマーコーティングを施したSiHyMA表面に、基材であるSiHyMAには存在しない133eV付近のＰならびに403eV付近に4級アンモニウムＮのピークを確認した（図１〜３）。いずれもMPCポリマー由来のピークであり、SiHyMA表面でのMPCポリマーの存在を示している。
MPCポリマーコーティングを施した後にSDS1％水溶液で超音波洗浄（5分間）したSiHyMA表面にも、MPCポリマーの存在を確認した。

接触角測定
水中接触角を、自作の測定装置を用いてキャプティブバブル法で測定した。
測定装置：図１３、１４に示す測定装置を組み上げ、ハイドロゲルサンプルをOリングで治具に固定し、治具をポンプで吸引して水中で保持した。マイクロシリンジから気泡を押しだしてサンプル表面に吸着させ、CMOSカメラで吸着した気泡を撮影し、画像処理により水中接触角を求めた。図１４中、接触角θが大きいほど、基材表面の親水性が高いことを意味する。
結果
未処理のSiHyMAでは161°だったものが、ＭＰＣポリマー処理したサンプルでは、166°以上に向上した（図４）。またコーティング後、ＳＤＳ1%溶液で超音波洗浄したサンプルも同様の効果を示した。

タンパク質吸着
（１）方法
タンパク質吸着実験として、涙液に含まれる主成分であるリゾチーム(1.9mg/mL)、ラクトフェリン(1.8mg/mL)、アルブミン(0.2mg/mL)、γグロブリン(0.02mg/mL)を用いて測定。人工涙液(ATS)として(3.92mg/mL)が報告されているため、それぞれのタンパク溶液も3.92mg/mLに統一して用いた。

試薬：
γグロブリン, ヒト血清由来 (Wako)
アルブミン, ヒト血清由来 (Wako)
リゾチーム, 卵白由来（塩酸リゾチーム、卵白由来）（Wako）
ラクトフェリン, 牛乳由来 (Wako)

未処理SiHyMA並びにMPCポリマーコーティングを施したSiHyMAを各タンパク質溶液にそれぞれ6枚ずつ一晩浸漬(37℃)した。SiHyMAを取り出して生理食塩水中でリンスを50回行い、生理食塩水に一晩浸漬(37℃)した。SiHyMAを取り出して生理食塩水中でリンスを50回行い、SDS/生理食塩水(1%)中、超音波洗浄して表面に吸着しているタンパク質を回収し、μBCA法（BCA Protein Assay Reagent Kit サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社）により定量した。

（２）結果
γグロブリンの場合、未処理SiHyMAに比べて、PMSiMeコーティング処理したいずれのサンプルも、タンパク吸着が見られなかった。
PMSiMeコーティング処理により、ラクトフェリン、リゾチーム、ＡＴＳでも、タンパク吸着を抑える結果を示した。

市販シリコーンハイドロゲルの酸素プラズマ処理による改質
（１）方法
市販シリコーンハイドロゲルとして、ワンデーアキュビュートゥルーアイ（登録商標） (ジョンソンエンドジョンソン) をケースから取り出し、生理食塩水に置換して自然乾燥させた後、プラズマ装置（ヤマト科学PR500）にて処理（100w 酸素流量30ml/min）した。プラズマ処理したサンプルを各PMSiMe(0.5wt% pH9.18) の各溶液中に一晩浸漬して取り出し、生食水に置換してサンプルとした。

・XPS測定によるコーティングMPCポリマーの確認
MPCポリマーコーティングを施したサンプルを生理食塩水でリンス50回行った後、自然乾燥に続いて減圧乾燥し、XPS（X線光電子分光法）測定装置（島津製作所Kuratos）を用いて、サンプル基材表面の元素分析を行った。また一部のサンプルはSDS/生理食塩水中にて超音波洗浄（5分間）を行い、リンスした後、自然乾燥、減圧乾燥を経てサンプルとした。

（２）結果
MPCポリマーコーティングを施したワンデーアキュビュートゥルーアイ表面に、基材であるワンデーアキュビュートゥルーアイには存在しないMPCポリマー由来の133eV付近のＰならびに403eV付近に4級アンモニウムＮのピークを確認した（図９〜１１）
SDS1％水溶液で超音波洗浄したサンプルにも、MPCポリマーの存在を確認できた。

ワンデーアキュビュートゥルーアイのサンプルについては、通常の方法ではMPCポリマーは全く吸着しない結果であったが、酸素プラズマ処理に続いてpH9.18中でコーティングすることで、PMSiMeシリーズはすべて吸着していることを確認した。基材表面に、酸素プラズマ処理によるカルボキシ基の生成が予想され、SiHyMAと同様の効果を示したものと考えられる。

接触角測定
（１）方法
水中接触角を、測定装置を用いてキャプティブバブル法で測定した。
（２）結果
未処理のワンデーアキュビュートゥルーアイでは153°だったものが、MPCポリマー処理したワンデーアキュビュートゥルーアイでは、いずれも158°以上に向上した。またコーティング後、SDS1%溶液で超音波洗浄したサンプルも同様の効果を示した（図１２）。

ポリスチレン（PSt）の酸素プラズマ処理による改質
（１）方法
汎用ポリマーの一つであるポリスチレン（PSt）（厚さ0.2mm）を、φ13ｍｍのディスク状に打ち抜き、エタノールで洗浄して自然乾燥させた後、プラズマ装置（ヤマト科学PR500）にて処理（100w 酸素流量30ml/min）した。

MPCポリマーコーティング
酸素プラズマ処理したPStを、SiHyMAへの高い吸着効果を示したPMSiMe9(0.5wt% pH9.18) 溶液中に一晩浸漬して取り出し、生理食塩水に置換してサンプルとした。

XPS測定によるコーティングMPCポリマーの確認
MPCポリマーコーティングを施したPStを生理食塩水でリンスを50回行った後、自然乾燥に続いて減圧乾燥し、XPS（X線光電子分光法）測定装置（島津製作所Kuratos）を用いて、PSt基材表面の元素分析を行った。また一部のPStはSDS/生理食塩水中にて超音波洗浄（5分間）を行い、リンスした後、自然乾燥、減圧乾燥を経てサンプルとした。

（２）結果
MPCポリマーコーティングを施したPSt表面に、基材であるPStには存在しない133eV付近のＰならびに403eV付近に4級アンモニウムＮのピークを確認した（図１５〜１７）。いずれもMPCポリマー由来のピークであり、PSt表面でのMPCポリマーの存在を示している。
MPCポリマーコーティングを施した後にSDS/生理食塩水中にて超音波洗浄（5分間）したPSt表面にも、ＭＰＣポリマーの存在を確認した。
酸素プラズマ処理に続いてpH9.18中でコーティングすることで、PMSiMe9が表面に吸着していることを確認した。基材表面に、酸素プラズマ処理によるカルボキシ基の生成が予想され、SiHyMAと同様の効果を示したものと考えられる。

接触角測定
（１）方法
水中接触角を、測定装置を用いてキャプティブバブル法で測定した。
（２）結果
未処理のPStでは110°だったものが、プラズマ処理あるいはプラズマ処理後にMPCポリマー処理したPStでは、いずれも170°前後に大きく向上した。またコーティング後、ＳＤＳ1%溶液で超音波洗浄したPStも同様の効果を示した（図１８）。

タンパク質吸着
（１）方法
未処理PSt並び酸素プラズマ処理したPSt、酸素プラズマ処理後にMPCポリマーコーティングを施したPStを人工涙液(ATS)(3.92mg/mL)にそれぞれ6枚ずつ一晩浸漬(37℃)した。PStを取り出して生理食塩水中でリンスを50回行い、SDS/生理食塩水(1%)中、超音波洗浄して表面に吸着しているタンパク質を回収し、μBCA法（BCA Protein Assay Reagent Kit サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社）により定量した。
（２）結果
接触角測定では、プラズマ処理によりPStの表面は親水性に改質された結果を示したが、プラズマ処理したPStは未処理PStと同様のタンパク吸着量を示した。一方で、プラズマ処理後にMPCポリマーコーティングを施したPSt表面にはタンパク吸着が全くみられなかった（図１９）。

Claims

次式Ｉ：
〔式中、Ｘ^１、Ｘ^２及びＸ^３は、それぞれ独立して、重合した状態の重合性原子団を表し、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^５は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいフェニル基、又は−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−若しくは−Ｏ−で示される基を表し、Ｒ^３は、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表し、Ｒ^４は、シロキサン結合を有する基を表し、Ｒ^６は、炭素数１〜５の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、ｘは１以上の整数を表し、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立して、２以上の整数を表し、Ｘ^１を含む構造単位とＸ^２を含む構造単位とＸ^３を含む構造単位とはランダムな順序で結合している。〕
で示されるポリマー化合物。
式Ｉで示される化合物が次式ＩＩ：
（式中、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立して２以上の整数を表し、各モノマーユニットはランダムな順序で結合している。）
で示される構造を有するポリマーである、請求項１に記載のポリマー化合物。
ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値が０．１０〜０．８５であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値が０．１〜０．７０であり、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の値が０．０５〜０．７０である、請求項１又は２に記載のポリマー化合物。
疎水性基材の表面を親水化することができるものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリマー化合物を含む、表面処理剤。
請求項５に記載の処理剤を疎水性基材の表面に塗布する工程を含む、疎水性基材の表面処理方法。