JP2018199766A - Modified polysaccharide and use therefor - Google Patents

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Abstract

To provide a modified polysaccharide that has excellent adhesiveness even in a non-dry condition (for example, in the presence of moisture), and is suitable as a component of compositions such as bone cement.SOLUTION: The present invention provides a modified polysaccharide in which a phosphate group (a1) and a radical reactive group (a2) are introduced into a polysaccharide.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、変性多糖およびその用途に関する。   The present invention relates to modified polysaccharides and uses thereof.

骨用セメントは、欠損した骨の補填剤、人工骨と自然骨との接着剤、バルーンカイフォプラスティの充填剤として用いられている。特許文献1には、リン酸基を有する多糖(リン酸化多糖)とカルシウムとを含む骨用セメントが提案されている。   Bone cement is used as a filler for missing bone, an adhesive between artificial bone and natural bone, and a filler for balloon kyphoplasty. Patent Document 1 proposes a bone cement containing a polysaccharide having a phosphate group (phosphorylated polysaccharide) and calcium.

この骨用セメントは、リン酸化多糖のリン酸基とカルシウムとから徐々にヒドロキシアパタイトが生成し、このヒドロキシアパタイトは自然骨と成分が近いことから、自然骨と化学的に結合することができる骨用セメントとして知られている。   In this bone cement, hydroxyapatite is gradually formed from the phosphoric acid group of phosphorylated polysaccharide and calcium, and since this hydroxyapatite is close in composition to natural bone, it can be chemically combined with natural bone. Known as a cement for use.

国際公開第2011/102530号International Publication No. 2011/102530

本発明者の検討によれば、特許文献1の骨用セメントは乾燥状態では接着性に優れるものの、非乾燥状態では接着性が弱くなることが明らかになった。
本発明の課題は、非乾燥状態(例えば水分存在下)であっても接着性に優れた、骨用セメント等の組成物、前記組成物の含有成分として好ましく用いられる変性多糖、前記組成物から得られるゲル、前記ゲルから形成される成形体を提供することにある。
According to the study of the present inventor, the bone cement disclosed in Patent Document 1 has excellent adhesiveness in a dry state, but it becomes clear that the adhesiveness is weak in a non-dry state.
An object of the present invention is to provide a composition such as a bone cement which is excellent in adhesiveness even in a non-dry state (for example, in the presence of moisture), a modified polysaccharide preferably used as a component of the composition, and the composition The object is to provide a gel obtained and a molded body formed from the gel.

本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、以下の構成を有する変性多糖が前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、例えば以下の[1]〜[11]である。
The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, it has been found that a modified polysaccharide having the following constitution can solve the above-mentioned problems, and the present invention has been completed.
The present invention includes, for example, the following [1] to [11].

[1]多糖に、リン酸基(a1)およびラジカル反応性基(a2)が導入された変性多糖。
[2]前記多糖が、プルランまたはその誘導体である前記[1]に記載の変性多糖。
[3]前記ラジカル反応性基(a2)が、ヒドロキシアリール基を有する基(a21)である前記[1]または[2]に記載の変性多糖。
[4]前記ヒドロキシアリール基を有する基(a21)が、下記式(1)に示す基である前記[3]に記載の変性多糖。
[1] A modified polysaccharide in which a phosphate group (a1) and a radical reactive group (a2) are introduced into the polysaccharide.
[2] The modified polysaccharide according to [1], wherein the polysaccharide is pullulan or a derivative thereof.
[3] The modified polysaccharide according to [1] or [2], wherein the radical reactive group (a2) is a group (a21) having a hydroxyaryl group.
[4] The modified polysaccharide according to [3], wherein the group (a21) having a hydroxyaryl group is a group represented by the following formula (1).

[式(1)中、*は、多糖中の水酸基残基との結合手であり、R1は、炭素数1〜20のアルカンジイル基または−(CH2n−O−(CH2m−で示される2価の基であり、nおよびmは、それぞれ独立に1〜10の整数を示し;R2〜R6は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、アルコキシ基、または置換基を有してもよいアルキル基であり、ただしR2〜R6のうち少なくとも1つは水酸基である。] [In formula (1), * is a bond with a hydroxyl group residue in the polysaccharide, and R 1 is an alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 ) n —O— (CH 2 ). m- represents a divalent group, and n and m each independently represent an integer of 1 to 10; R 2 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, or a substituent. It is an alkyl group which may have, provided that at least one of R 2 to R 6 is a hydroxyl group. ]

[5]前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の変性多糖と、酵素と、水とを含有する組成物。
[6]さらに、過酸化物を含有する前記[5]に記載の組成物。
[7]さらに、アルカリ金属塩および周期表第2族金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩を含有する前記[5]または[6]に記載の組成物。
[8]前記[3]または[4]に記載の変性多糖に含まれるヒドロキシアリール基の酸化カップリングによる架橋構造を有するゲル。
[9]前記[5]〜[7]のいずれか1項に記載の組成物から形成されたゲル。
[10]水分を10〜90質量%含有するハイドロゲルである前記[8]または[9]に記載のゲル。
[11]前記[8]〜[10]のいずれか1項に記載のゲルを50質量%以上含有する成形体。
[5] A composition comprising the modified polysaccharide according to any one of [1] to [4], an enzyme, and water.
[6] The composition according to [5], further containing a peroxide.
[7] The composition according to [5] or [6] above, further containing at least one metal salt selected from alkali metal salts and Group 2 metal salts of the periodic table.
[8] A gel having a crosslinked structure by oxidative coupling of a hydroxyaryl group contained in the modified polysaccharide according to [3] or [4].
[9] A gel formed from the composition according to any one of [5] to [7].
[10] The gel according to [8] or [9], which is a hydrogel containing 10 to 90% by mass of moisture.
[11] A molded article containing 50% by mass or more of the gel according to any one of [8] to [10].

本発明によれば、非乾燥状態(例えば水分存在下)であっても接着性に優れた、骨用セメント等の組成物、前記組成物の含有成分として好ましく用いられる変性多糖、前記組成物から得られるゲル、前記ゲルから形成される成形体を提供することができる。   According to the present invention, a composition such as a bone cement excellent in adhesiveness even in a non-dried state (for example, in the presence of water), a modified polysaccharide preferably used as a component of the composition, and the composition The resulting gel and a molded body formed from the gel can be provided.

図1は、合成例1で得た変性プルランの1H NMRのチャートである。FIG. 1 is a 1 H NMR chart of the modified pullulan obtained in Synthesis Example 1. 図2は、実施例1で得た変性プルランの1H NMRのチャートである。FIG. 2 is a 1 H NMR chart of the modified pullulan obtained in Example 1. 図3は、合成例2で得た変性プルランの1H NMRのチャートである。FIG. 3 is a 1 H NMR chart of the modified pullulan obtained in Synthesis Example 2. 図4は、実施例1および合成例2で得た変性プルランのHPLC分析チャートである。FIG. 4 is an HPLC analysis chart of the modified pullulan obtained in Example 1 and Synthesis Example 2.

以下、本発明を実施するための形態について好適態様も含めて説明する。
[変性多糖]
本発明の変性多糖は、多糖に、リン酸基(a1)およびラジカル反応性基(a2)が導入された化合物である。以下、多糖が前記(a1)および/または(a2)で変性された化合物を一般的に「変性多糖」といい、多糖が前記(a1)および(a2)で変性された化合物を「本発明の変性多糖」という。このような変性多糖は、後述する生体硬組織用セメントおよび生体硬組織用接着組成物の接着成分として用いる場合、生体親和性または生体吸収性に優れていることから好ましい。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described including preferred embodiments.
[Modified polysaccharide]
The modified polysaccharide of the present invention is a compound in which a phosphate group (a1) and a radical reactive group (a2) are introduced into the polysaccharide. Hereinafter, the compound in which the polysaccharide is modified in the above (a1) and / or (a2) is generally referred to as “modified polysaccharide”, and the compound in which the polysaccharide is modified in the above (a1) and (a2) is referred to as “the present invention. It is called “modified polysaccharide”. Such a modified polysaccharide is preferable because it is excellent in biocompatibility or bioabsorbability when used as an adhesive component of a cement for living body hard tissue and an adhesive composition for living body hard tissue described later.

生体硬組織とは、骨および歯、ならびにこれらを含む組織等の生体組織を意味する。
本発明において「変性」とは、多糖が有するアルコール性水酸基等の官能基に、有機基等の連結基を介さずまたを介して、リン酸基(a1)またはラジカル反応性基(a2)が結合していることを意味する。前記連結基における有機基としては、例えば、炭化水素基および置換炭化水素基が挙げられる。置換炭化水素基は、炭化水素基において一部がエステル結合、エーテル結合、アミド結合、カルボニル基、ヒドロキシ基等に置き換えられた基である。
The biological hard tissue means biological tissues such as bones and teeth and tissues containing them.
In the present invention, “modified” means that a phosphate group (a1) or a radical reactive group (a2) is not connected to a functional group such as an alcoholic hydroxyl group of a polysaccharide via a linking group such as an organic group. Means that they are connected. Examples of the organic group in the linking group include a hydrocarbon group and a substituted hydrocarbon group. The substituted hydrocarbon group is a group in which a part of the hydrocarbon group is replaced with an ester bond, an ether bond, an amide bond, a carbonyl group, a hydroxy group, or the like.

例えば、多糖が有するアルコール性水酸基等の官能基に、前記官能基と反応しうる基とラジカル反応性基(a2)とを有する化合物を反応させることで、多糖に前記基(a2)を導入することができる。また、多糖が有するアルコール性水酸基等の官能基に、前記官能基と反応しうる基とリン酸基(a1)とを有する化合物を反応させる、またはリン酸を反応させることで、多糖に前記基(a1)を導入することができる。   For example, the group (a2) is introduced into the polysaccharide by reacting a functional group such as an alcoholic hydroxyl group possessed by the polysaccharide with a compound having a group capable of reacting with the functional group and a radical reactive group (a2). be able to. In addition, a functional group such as an alcoholic hydroxyl group possessed by the polysaccharide is reacted with a compound having a group capable of reacting with the functional group and a phosphoric acid group (a1), or by reacting phosphoric acid with the functional group. (A1) can be introduced.

<多糖>
変性前、すなわち前記基(a1)および(a2)導入前の多糖としては、例えば、デンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、セルロース、プルラン、デキストラン、デキストリン、ヒアルロン酸、アルギン酸、キサンタンガム、グアーガム、フルクタン、マンナン、カラギーナン、キチン、キトサン、ペクチンおよびゲランガム等の天然多糖;ならびに前記天然多糖の誘導体(例:エーテル誘導体、エステル誘導体)が挙げられる。
<Polysaccharide>
Examples of the polysaccharide before modification, that is, before introduction of the groups (a1) and (a2) include, for example, starch, amylose, amylopectin, glycogen, cellulose, pullulan, dextran, dextrin, hyaluronic acid, alginic acid, xanthan gum, guar gum, fructan, mannan Natural polysaccharides such as carrageenan, chitin, chitosan, pectin and gellan gum; and derivatives of the natural polysaccharide (eg, ether derivatives, ester derivatives).

前記誘導体としては、例えば、前記例示の多糖が、リン酸基(a1)およびラジカル反応性基(a2)以外の基、例えば、メチルエーテル基、エチルエーテル基、ヒドロキシエチルエーテル基、ヒドロキシプロピルエーテル基、カルボキシメチルエーテル基、アセチル基、ステアロキシ基、グリセロール、プロピレングリコール等の置換基を有する誘導体が挙げられる。誘導体は、前記置換基を単独で又は複数の組合せで有してもよい。   As the derivative, for example, the exemplified polysaccharide is a group other than the phosphate group (a1) and the radical reactive group (a2), for example, a methyl ether group, an ethyl ether group, a hydroxyethyl ether group, a hydroxypropyl ether group. , Derivatives having a substituent such as carboxymethyl ether group, acetyl group, stearoxy group, glycerol, propylene glycol and the like. The derivative may have the substituent alone or in combination.

前記誘導体としては、具体的には、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ステアロキシヒドロキシプロピルメチルセルロース、アセチル化ヒアルロン酸、ヒアルロン酸プロピレングリコール、アルギン酸プロピレングリコール、メチルグアーガム、エチルグアーガム、ヒドロキシエチルグアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシエチルメチルグアーガム、ヒドロキシプロピルメチルグアーガムが挙げられる。   Specific examples of the derivatives include methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, stearoxyhydroxypropylmethylcellulose, acetylated hyaluronic acid, propylene glycol hyaluronate, and propylene alginate. Examples include glycol, methyl guar gum, ethyl guar gum, hydroxyethyl guar gum, hydroxypropyl guar gum, hydroxyethyl methyl guar gum, and hydroxypropyl methyl guar gum.

多糖は、塩であってもよく、例えば、酸付加塩、金属塩、アンモニウム塩が挙げられる。酸付加塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の有機酸塩が挙げられる。金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等の周期表第2族金属塩、アルミニウム塩、亜鉛塩が挙げられる。例えば、カルボキシ基を有する多糖の金属塩が挙げられる。   The polysaccharide may be a salt, and examples thereof include acid addition salts, metal salts, and ammonium salts. Examples of the acid addition salt include inorganic acid salts such as hydrochloride and sulfate, and organic acid salts such as acetate, maleate, fumarate, tartrate and citrate. Examples of the metal salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, Group 2 metal salts of periodic table such as magnesium salt and calcium salt, aluminum salt and zinc salt. For example, the metal salt of the polysaccharide which has a carboxy group is mentioned.

多糖の中でも、生体硬組織との接着性や得られるゲルの強度の観点から、また、多糖に後述するヒドロキシアリール基を有する基(a21)を容易に導入しやすいことから、グルコース単位を有する多糖およびその誘導体が好ましく、プルランおよびその誘導体がより好ましい。例えば、後述するヒドロキシアリール基を有する基(a21)が導入された変性プルランおよびその誘導体では、例えばペルオキシダーゼ/過酸化物の触媒系によりゲル化させることができる。   Among polysaccharides, a polysaccharide having a glucose unit from the viewpoint of adhesion to a living hard tissue and the strength of the resulting gel, and a group (a21) having a hydroxyaryl group described later can be easily introduced into the polysaccharide. And its derivatives are preferred, and pullulan and its derivatives are more preferred. For example, a modified pullulan and a derivative thereof into which a group (a21) having a hydroxyaryl group, which will be described later, has been introduced, can be gelled by, for example, a peroxidase / peroxide catalyst system.

<リン酸基(a1)>
本発明の変性多糖は、リン酸基(a1)を有する。
リン酸基は、例えば−OP(=O)(OH)2で表され、pHによっては一部又は全部が−OP(=O)(O-2等の形態をとっていてもよく、また一部又は全部が塩であってもよく、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等の周期表第2族金属塩、アンモニウム塩が挙げられる。
<Phosphate group (a1)>
The modified polysaccharide of the present invention has a phosphate group (a1).
The phosphate group is represented by, for example, —OP (═O) (OH) 2 , and depending on the pH, part or all of the phosphate group may take the form of —OP (═O) (O ) 2 , A part or all of them may be a salt, and examples thereof include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, Group 2 metal salts of periodic table such as magnesium salt and calcium salt, and ammonium salts.

リン酸基(a1)を有する変性多糖は、カルシウムとの接着性に優れている。例えば、リン酸基(a1)は、生体硬組織を構成する無機成分であるアパタイトを溶解してカルシウムイオンを放出させる。放出されたカルシウムイオンおよびアパタイト表面に残存するカルシウム原子に対して、変性多糖のリン酸基(a1)がキレート結合することにより、変性多糖が生体硬組織に接着すると考えられる。同様に、生体硬組織の補綴修復物である金属またはセラミックスに対しても、変性多糖のリン酸基(a1)がキレート結合することで接着性を示す。また、変性多糖のリン酸基(a1)とカルシウムとから徐々にヒドロキシアパタイトが生成し、このヒドロキシアパタイトは自然骨と成分が近いことから、自然骨と化学的に結合することができる。   The modified polysaccharide having a phosphate group (a1) is excellent in adhesion to calcium. For example, the phosphate group (a1) dissolves apatite, which is an inorganic component constituting the living hard tissue, and releases calcium ions. It is considered that the modified polysaccharide adheres to the living hard tissue by the chelate bonding of the phosphate group (a1) of the modified polysaccharide to the released calcium ions and the calcium atoms remaining on the apatite surface. Similarly, the phosphate property (a1) of the modified polysaccharide is chelate-bonded to metal or ceramics which are prosthetic restorations of living hard tissues, and exhibits adhesiveness. Further, hydroxyapatite is gradually formed from the phosphate group (a1) of the modified polysaccharide and calcium, and since this hydroxyapatite is close to the component of natural bone, it can be chemically bonded to natural bone.

このように、本発明の変性多糖は、リン酸基(a1)を有することから、生体硬組織用セメントおよび生体硬組織用接着組成物の接着成分として使用することができる。
リン酸基を有する変性多糖は、例えば、国際公開第2011/102530号の段落[0019]に記載された、多糖の水酸基をリン酸化する公知の方法により製造することができ、多糖をリン酸水溶液に加え加温および撹拌することで得ることができる。
Thus, since the modified polysaccharide of this invention has a phosphate group (a1), it can be used as an adhesive component of the cement for living body hard tissues and the adhesive composition for living body hard tissues.
The modified polysaccharide having a phosphate group can be produced, for example, by a known method for phosphorylating a hydroxyl group of a polysaccharide described in paragraph [0019] of International Publication No. 2011/102530. In addition to heating and stirring.

例えば、多糖とリン酸とを、あるいはラジカル反応性基(a2)を有する変性多糖とリン酸とを反応させる。例えば、前記多糖または前記基(a2)を有する変性多糖とリン酸とを含む溶液から溶媒を留去し、次いで、残渣を加熱脱水縮合させる。溶媒留去は、例えば、減圧下、通常は0〜150℃、好ましくは20〜80℃で行う。加熱脱水縮合は、溶媒留去後の残渣を減圧下加温して行い、ここでの加熱温度は、通常は50〜150℃、好ましくは80〜130℃であり、反応時間は、通常は1〜92時間、好ましくは2〜48時間である。減圧条件は、例えば760mmHg未満、好ましくは1〜500mmHgである。加熱脱水縮合後の生成物を水に溶解させて、エタノール、酢酸エチル、n−ヘキサン等の貧溶媒で再沈殿により精製してもよい。   For example, a polysaccharide and phosphoric acid, or a modified polysaccharide having a radical reactive group (a2) and phosphoric acid are reacted. For example, the solvent is distilled off from the solution containing the polysaccharide or the modified polysaccharide having the group (a2) and phosphoric acid, and then the residue is subjected to heat dehydration condensation. The solvent is distilled off, for example, under reduced pressure, usually at 0 to 150 ° C., preferably 20 to 80 ° C. Heat dehydration condensation is performed by heating the residue after evaporation of the solvent under reduced pressure, and the heating temperature here is usually 50 to 150 ° C., preferably 80 to 130 ° C., and the reaction time is usually 1 -92 hours, preferably 2-48 hours. The decompression condition is, for example, less than 760 mmHg, preferably 1 to 500 mmHg. The product after heat dehydration condensation may be dissolved in water and purified by reprecipitation with a poor solvent such as ethanol, ethyl acetate, or n-hexane.

前記反応において、リン酸は、多糖100質量部、またはラジカル反応性基(a2)を有する変性多糖100質量部に対して、通常は10〜1000質量部、好ましくは50〜700質量部、より好ましくは100〜500質量部の量で用いることができる。なお、前記反応は、反応速度を調整するために、水酸化ナトリウム等の塩基性化合物でpHを調整してもよい。   In the reaction, phosphoric acid is usually 10 to 1000 parts by weight, preferably 50 to 700 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of polysaccharide or 100 parts by weight of modified polysaccharide having a radical reactive group (a2). Can be used in an amount of 100 to 500 parts by mass. In addition, in the said reaction, in order to adjust reaction rate, you may adjust pH with basic compounds, such as sodium hydroxide.

前記反応は、溶媒中で行うことが好ましい。溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、N,N’−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドが挙げられる。前記反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。   The reaction is preferably performed in a solvent. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, N, N′-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and dimethylacetamide. The reaction may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

<ラジカル反応性基(a2)>
リン酸基(a1)を有する変性多糖は、上述したようにカルシウムを含む生体硬組織との接着性に優れているが、非乾燥状態での、特に水中での接着持続性が低く、また、リン酸基(a1)とカルシウムとの結合がイオン結合であることを鑑みると、pHの変化に対して接着力が変化しやすいと考えられる。本発明の変性多糖は、リン酸基(a1)に加えてさらにラジカル反応性基(a2)を有していることから、水中での接着持続性に優れた接着成分となっている。
<Radical reactive group (a2)>
As described above, the modified polysaccharide having a phosphate group (a1) is excellent in adhesion to a biological hard tissue containing calcium, but has low adhesion persistence in a non-dry state, particularly in water, Considering that the bond between the phosphate group (a1) and calcium is an ionic bond, it is considered that the adhesive force is likely to change with respect to the change in pH. Since the modified polysaccharide of the present invention has a radical reactive group (a2) in addition to the phosphate group (a1), it is an adhesive component with excellent adhesion persistence in water.

本発明においてラジカル反応性基(a2)とは、ラジカルにより化学反応を起こす基を意味する。ラジカル反応性基としては、例えば、ヒドロキシアリール基を有する基(a21)、炭素−炭素不飽和二重結合を有する基(a22)が挙げられ、多糖に前記基(a21)を導入することで多糖の水溶性を弱め、保水力を持たせる、非乾燥状態での接着力を維持させるという観点から、前記基(a21)が好ましい。   In the present invention, the radical reactive group (a2) means a group that causes a chemical reaction by a radical. Examples of the radical reactive group include a group (a21) having a hydroxyaryl group and a group (a22) having a carbon-carbon unsaturated double bond. By introducing the group (a21) into the polysaccharide, the polysaccharide The group (a21) is preferred from the standpoint of weakening the water solubility of the resin, having water retention, and maintaining adhesion in a non-dry state.

ヒドロキシアリール基は、後述するようにラジカル反応が可能な基である。ヒドロキシアリール基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等の炭素数6〜14のヒドロキシアリール基が挙げられる。ヒドロキシアリール基における水酸基数は通常は1〜3、好ましくは1である。また、ヒドロキシアリール基は、水酸基の他に、アルコキシ基、置換基を有してもよいアルキル基等を有してもよい。   The hydroxyaryl group is a group capable of radical reaction as described later. As a hydroxyaryl group, C6-C14 hydroxyaryl groups, such as a hydroxyphenyl group and a hydroxy naphthyl group, are mentioned, for example. The number of hydroxyl groups in the hydroxyaryl group is usually 1 to 3, preferably 1. Further, the hydroxyaryl group may have an alkoxy group, an alkyl group which may have a substituent, or the like in addition to the hydroxyl group.

前記基(a21)は、下記式(1)に示す基であることが好ましい。例えば、本発明の変性多糖は、多糖中の水酸基残基に結合している式(1)に示す基を有する。   The group (a21) is preferably a group represented by the following formula (1). For example, the modified polysaccharide of the present invention has a group represented by the formula (1) bonded to a hydroxyl group residue in the polysaccharide.

式(1)中の各記号について以下に説明する。 Each symbol in Formula (1) is demonstrated below.

*は、多糖中の水酸基残基(−O−)との結合手である。多糖がグルコース単位を有する場合、例えば、グルコース単位中のヒドロキシメチル基における水酸基残基と、式(1)に示す基とが結合していることが好ましい。   * Is a bond with a hydroxyl group residue (—O—) in the polysaccharide. When the polysaccharide has a glucose unit, for example, it is preferable that the hydroxyl group residue in the hydroxymethyl group in the glucose unit is bonded to the group represented by the formula (1).

1は、炭素数1〜20のアルカンジイル基または−(CH2n−O−(CH2m−で示される2価の基であり、nおよびmは、それぞれ独立に1〜10の整数を示す。
アルカンジイル基としては、例えば、メタン−1,1−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、ブタン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基が挙げられる。アルカンジイル基の炭素数は、好ましくは1〜10、より好ましくは2〜5である。
R 1 is an alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms or a divalent group represented by — (CH 2 ) n —O— (CH 2 ) m —, and n and m are each independently 1 to 10 Indicates an integer.
Examples of the alkanediyl group include methane-1,1-diyl group, ethane-1,1-diyl group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-1,2- Diyl group, propane-1,3-diyl group, propane-2,2-diyl group, butane-1,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane- 1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl Groups. Carbon number of alkanediyl group becomes like this. Preferably it is 1-10, More preferably, it is 2-5.

2〜R6は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、アルコキシ基、または置換基を有してもよいアルキル基であり、ただしR2〜R6のうち少なくとも1つは水酸基である。後述するゲル化において酸化カップリングが優位に進み、機械的強度により優れたゲルが得られることから、R2〜R6のうち、R4のみが水酸基であることが好ましい。水酸基に対して少なくとも1つのオルト位置の炭素原子には水素原子が結合していることが好ましい。 R 2 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, or an alkyl group that may have a substituent, provided that at least one of R 2 to R 6 is a hydroxyl group. It is preferable that only R 4 is a hydroxyl group among R 2 to R 6 because oxidative coupling proceeds preferentially in the gelation described later and a gel superior in mechanical strength is obtained. It is preferable that a hydrogen atom is bonded to a carbon atom in at least one ortho position with respect to the hydroxyl group.

アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。アルキル基における1以上の水素原子は置換されていてもよく、置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、フェニル基、水酸基、アセトキシ基、アルコキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基が挙げられる。
As an alkoxy group, C1-C6 alkoxy groups, such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, are mentioned, for example.
As an alkyl group, C1-C6 alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, are mentioned, for example. One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom, phenyl group, hydroxyl group, acetoxy group, alkoxy group, carboxy group, A cyano group and a nitro group are mentioned.

2〜R6のうち水酸基以外の残りの基は、水素原子またはアルコキシ基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
多糖にヒドロキシアリール基を有する基(a21)を導入する方法としては、例えば、アミノ基、アルコール性水酸基およびカルボキシ基等の官能基を有する多糖と、前記官能基と反応しうる官能基(例:カルボキシ基、その酸ハロゲン化物、アミノ基、アルコール性水酸基、エポキシ基、オキセタニル基)およびヒドロキシアリール基を有する化合物とを、反応させる方法が挙げられる。例えば、多糖中の水酸基と、下記式(21)に示す化合物(以下「化合物(21)」ともいう)中の−COXとを反応させることで、化合物(21)由来のヒドロキシフェニル基を、エステル結合を介して多糖に導入することができる。
Of the R 2 to R 6 , the remaining group other than the hydroxyl group is preferably a hydrogen atom or an alkoxy group, and more preferably a hydrogen atom.
As a method for introducing a group (a21) having a hydroxyaryl group into a polysaccharide, for example, a polysaccharide having a functional group such as an amino group, an alcoholic hydroxyl group and a carboxy group, and a functional group capable of reacting with the functional group (for example: And a method of reacting a compound having a carboxy group, an acid halide thereof, an amino group, an alcoholic hydroxyl group, an epoxy group, an oxetanyl group) and a hydroxyaryl group. For example, by reacting a hydroxyl group in a polysaccharide with —COX in a compound represented by the following formula (21) (hereinafter also referred to as “compound (21)”), a hydroxyphenyl group derived from the compound (21) is converted into an ester. It can be introduced into a polysaccharide via a bond.

式(21)中、R1〜R6は式(1)中の同一記号と同義である。Xは、−OHまたはハロゲン原子である。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられ、塩素原子が好ましい。 In formula (21), R < 1 > -R < 6 > is synonymous with the same symbol in Formula (1). X is —OH or a halogen atom. As a halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom are mentioned, for example, A chlorine atom is preferable.

化合物(21)としては、例えば、4−ヒドロキシフェニル酢酸、3−(4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、4−(4−ヒドロキシフェニル)ブタン酸、2−(2,5−ジヒドロキシフェニル)酢酸、およびこれらの酸ハロゲン化物が挙げられる。   Examples of the compound (21) include 4-hydroxyphenylacetic acid, 3- (4-hydroxyphenyl) propionic acid, 4- (4-hydroxyphenyl) butanoic acid, 2- (2,5-dihydroxyphenyl) acetic acid, and These acid halides are mentioned.

例えば、多糖と化合物(21)とを、あるいはリン酸基(a1)を有する変性多糖と化合物(21)とを反応させる。例えば、前記多糖または前記基(a1)を有する変性多糖と化合物(21)とを含む溶液から溶媒を留去し、次いで、残渣を加熱脱水縮合させる。溶媒留去は、例えば、減圧下、通常は0〜150℃、好ましくは20〜80℃で行う。加熱脱水縮合は、溶媒留去後の残渣を減圧下加温して行い、ここでの加熱温度は、通常は50〜150℃、好ましくは80〜130℃であり、反応時間は、通常は1〜92時間、好ましくは2〜48時間である。減圧条件は、例えば760mmHg未満、好ましくは1〜500mmHgである。加熱脱水縮合後の生成物を水に溶解させて、エタノール、酢酸エチル、n−ヘキサン等の貧溶媒で再沈殿により精製してもよい。   For example, the polysaccharide and the compound (21) or the modified polysaccharide having a phosphate group (a1) and the compound (21) are reacted. For example, the solvent is distilled off from a solution containing the polysaccharide or the modified polysaccharide having the group (a1) and the compound (21), and then the residue is subjected to heat dehydration condensation. The solvent is distilled off, for example, under reduced pressure, usually at 0 to 150 ° C., preferably 20 to 80 ° C. Heat dehydration condensation is performed by heating the residue after evaporation of the solvent under reduced pressure, and the heating temperature here is usually 50 to 150 ° C., preferably 80 to 130 ° C., and the reaction time is usually 1 -92 hours, preferably 2-48 hours. The decompression condition is, for example, less than 760 mmHg, preferably 1 to 500 mmHg. The product after heat dehydration condensation may be dissolved in water and purified by reprecipitation with a poor solvent such as ethanol, ethyl acetate, or n-hexane.

前記反応において、化合物(21)は、多糖100質量部、またはリン酸基(a1)を有する変性多糖100質量部に対して、通常は1〜100質量部、好ましくは5〜80質量部、より好ましくは10〜60質量部の量で用いることができる。   In the reaction, the compound (21) is usually 1 to 100 parts by mass, preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polysaccharide or 100 parts by mass of the modified polysaccharide having a phosphate group (a1). Preferably, it can be used in an amount of 10 to 60 parts by mass.

前記反応は、溶媒中で行うことが好ましい。溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、N,N’−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドが挙げられる。前記反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。   The reaction is preferably performed in a solvent. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, N, N′-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and dimethylacetamide. The reaction may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

炭素−炭素不飽和二重結合は、好ましくはラジカル重合可能な二重結合であり、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等として変性多糖に含まれていればよく、(メタ)アクリロイル基が好ましく、アクリロイル基がより好ましい。   The carbon-carbon unsaturated double bond is preferably a radically polymerizable double bond, for example, as long as it is contained in the modified polysaccharide as a (meth) acryloyl group, a vinyl group or the like, and the (meth) acryloyl group is Preferably, an acryloyl group is more preferable.

炭素−炭素不飽和二重結合を有する基(a22)は、下記式(2)に示す基((メタ)アクリロイル基)であることが好ましい。例えば、本発明の変性多糖は、多糖中の水酸基残基に結合している式(2)に示す基を有する。   The group (a22) having a carbon-carbon unsaturated double bond is preferably a group ((meth) acryloyl group) represented by the following formula (2). For example, the modified polysaccharide of the present invention has a group represented by the formula (2) bonded to a hydroxyl group residue in the polysaccharide.

式(2)中、RAは水素原子またはメチル基を示す。 In the formula (2), R A represents a hydrogen atom or a methyl group.

*は、多糖中の水酸基残基(−O−)との結合手である。多糖がグルコース単位を有する場合、例えば、グルコース単位中のヒドロキシメチル基における水酸基残基と、式(2)に示す基とが結合していることが好ましい。   * Is a bond with a hydroxyl group residue (—O—) in the polysaccharide. When the polysaccharide has a glucose unit, for example, it is preferable that the hydroxyl group residue in the hydroxymethyl group in the glucose unit is bonded to the group represented by the formula (2).

多糖に炭素−炭素不飽和二重結合を有する基(a22)を導入する方法としては、例えば、アミノ基、アルコール性水酸基およびカルボキシ基等の官能基を有する多糖と、前記官能基と反応しうる官能基(例:カルボキシ基、その酸ハロゲン化物、アミノ基、アルコール性水酸基、エポキシ基、オキセタニル基)および炭素−炭素不飽和二重結合を有する化合物(以下「二重結合含有化合物(31)」ともいう)とを、反応させる方法が挙げられる。   As a method for introducing a group (a22) having a carbon-carbon unsaturated double bond into a polysaccharide, for example, a polysaccharide having a functional group such as an amino group, an alcoholic hydroxyl group and a carboxy group can react with the functional group. A compound having a functional group (eg, carboxy group, acid halide thereof, amino group, alcoholic hydroxyl group, epoxy group, oxetanyl group) and a carbon-carbon unsaturated double bond (hereinafter referred to as “double bond-containing compound (31)”) (Also called).

二重結合含有化合物(31)としては、多糖が多く有するアルコール性水酸基と反応しうるカルボキシ基またはその酸ハロゲン化物(−COX(Xは塩素原子等のハロゲン原子)で表される基)を有する化合物が好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;前記不飽和ジカルボン酸の無水物;コハク酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等の多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル;およびこれらの酸ハロゲン化物、例えば(メタ)アクリル酸クロライドが挙げられる。   The double bond-containing compound (31) has a carboxy group or an acid halide thereof (group represented by —COX (X is a halogen atom such as a chlorine atom)) capable of reacting with an alcoholic hydroxyl group possessed by many polysaccharides. Compounds are preferred, for example, unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid and crotonic acid; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid and itaconic acid; and anhydrides of the unsaturated dicarboxylic acids A mono [(meth) acryloyloxyalkyl] ester of a polyvalent carboxylic acid such as mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] succinate, mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] phthalate, and the like; Acid halides such as (meth) acrylic acid chloride are mentioned.

二重結合含有化合物(31)としては、その他、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸6,7−エポキシヘプチル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシシクロへキシルメチル等のエポキシ基含有(メタ)アクリレート;o,m又はp−ビニルフェニルグリシジルエーテル、o,m又はp−イソプロペニルフェニルグリシジルエーテル、o,m又はp−ビニルベンジルグリシジルエーテル、o,m又はp−イソプロペニルベンジルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有ビニル化合物;3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−メチルオキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン等のオキセタニル基含有(メタ)アクリレート;3−(p−ビニルフェニルオキシメチル)−3−メチルオキセタン、3−(p−イソプロペニルフェニルオキシメチル)−3−メチルオキセタン等のオキセタニル基含有ビニル化合物;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルが挙げられる。   Other examples of the double bond-containing compound (31) include glycidyl (meth) acrylate, 2-methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid 6,7. Epoxy group-containing (meth) acrylates such as epoxyheptyl, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate; o, m or p-vinylphenylglycidyl ether, o, m or p-isopropenylphenylglycidyl ether, Epoxy group-containing vinyl compounds such as o, m or p-vinylbenzylglycidyl ether, o, m or p-isopropenylbenzylglycidyl ether; 3-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 3-((meth) acryloyloxy Methyl) -2-methyloxetane, 3-((meth) ac Royloxymethyl) -3-ethyloxetane, 3-((meth) acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane and other oxetanyl group-containing (meth) acrylates; 3- (p-vinylphenyloxymethyl) -3-methyloxetane , Oxetanyl group-containing vinyl compounds such as 3- (p-isopropenylphenyloxymethyl) -3-methyloxetane; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Examples include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 4-hydroxybutyl.

例えば、塩基性化合物の存在下又は非存在下に、多糖と二重結合含有化合物(31)とを、あるいはリン酸基(a1)を有する変性多糖と二重結合含有化合物(31)とを反応させる。前記反応の反応温度は、通常は−10〜50℃、好ましくは−5〜30℃であり、反応時間は、通常は1〜48時間である。   For example, a polysaccharide and a double bond-containing compound (31) or a modified polysaccharide having a phosphate group (a1) and a double bond-containing compound (31) are reacted in the presence or absence of a basic compound. Let The reaction temperature of the reaction is usually −10 to 50 ° C., preferably −5 to 30 ° C., and the reaction time is usually 1 to 48 hours.

塩基性化合物としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、ピペリジンが挙げられる。
前記反応において、二重結合含有化合物(31)は、多糖100質量部、またはリン酸基(a1)を有する変性多糖100質量部に対して、通常は0.1〜50質量部、好ましくは0.3〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部の量で用いることができる。
Examples of the basic compound include trimethylamine, triethylamine, tributylamine, pyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, and piperidine.
In the reaction, the double bond-containing compound (31) is usually 0.1 to 50 parts by mass, preferably 0 to 100 parts by mass of the polysaccharide or 100 parts by mass of the modified polysaccharide having a phosphate group (a1). .3 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass.

前記反応は、溶媒中で行うことが好ましい。溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、N,N’−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドが挙げられる。前記反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。   The reaction is preferably performed in a solvent. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, N, N′-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and dimethylacetamide. The reaction may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

<好適態様>
本発明の変性多糖としては、多糖にリン酸基(a1)およびヒドロキシアリール基を有する基(a21)が導入された変性多糖が好ましく、グルコース単位を有する多糖またはその誘導体に前記基が導入された変性多糖がより好ましく、プルランまたはその誘導体に前記基が導入された変性多糖が特に好ましい。
<Preferred embodiment>
The modified polysaccharide of the present invention is preferably a modified polysaccharide in which a phosphate group (a1) and a group having a hydroxyaryl group (a21) are introduced into the polysaccharide. The above group is introduced into a polysaccharide having a glucose unit or a derivative thereof. A modified polysaccharide is more preferable, and a modified polysaccharide in which the above group is introduced into pullulan or a derivative thereof is particularly preferable.

本発明の変性多糖は、多糖にリン酸基(a1)が導入されている。変性多糖における前記基(a1)による置換度(DSP)は、通常は0.1〜900であり、好ましくは10〜500、さらに好ましくは100〜300である。また、本発明の変性多糖に含まれるリン原子の含有割合は、通常は0.1〜25質量%、好ましくは1〜20質量%である。 In the modified polysaccharide of the present invention, a phosphate group (a1) is introduced into the polysaccharide. The degree of substitution (DS P ) with the group (a1) in the modified polysaccharide is usually 0.1 to 900, preferably 10 to 500, more preferably 100 to 300. Moreover, the content rate of the phosphorus atom contained in the modified polysaccharide of this invention is 0.1-25 mass% normally, Preferably it is 1-20 mass%.

本発明の変性多糖は、多糖にラジカル反応性基(a2)が導入されている。変性多糖における前記基(a2)による置換度(DSR)、好ましくはヒドロキシアリール基を有する基(a21)による置換度(DSAr)は、通常は0.1〜40であり、好ましくは0.5〜20、より好ましくは1〜15である。 In the modified polysaccharide of the present invention, a radical reactive group (a2) is introduced into the polysaccharide. The degree of substitution (DS R ) by the group (a2) in the modified polysaccharide, preferably the degree of substitution (DS Ar ) by the group (a21) having a hydroxyaryl group is usually 0.1 to 40, preferably 0. It is 5-20, More preferably, it is 1-15.

リン原子の含有割合は、原子吸光分析法による元素分析より求めることができ、置換度(DSP)は、31P NMRより求めることができ、また置換度(DSR)は、1H NMRより求めることができる。変性多糖の置換度とは、変性多糖の構成単糖100単位あたりに導入されている基(例:前記基(a1)または(a2))の平均数を示す。変性多糖はこのような置換度を有することにより、変性多糖のゲル化速度が向上する。 The phosphorus atom content can be determined by elemental analysis by atomic absorption spectrometry, the degree of substitution (DS P ) can be determined by 31 P NMR, and the degree of substitution (DS R ) can be determined by 1 H NMR. Can be sought. The degree of substitution of the modified polysaccharide indicates the average number of groups (for example, the group (a1) or (a2)) introduced per 100 units of the constituent monosaccharide of the modified polysaccharide. Since the modified polysaccharide has such a substitution degree, the gelation rate of the modified polysaccharide is improved.

変性多糖の前記置換度は、例えば、前述した反応の反応時間、反応温度、各反応成分の濃度を変えることによって制御することができる。例えば、反応時間を短くする、反応温度を下げる、各反応成分の濃度を低くすることで、前記置換度を低くすることができる。   The degree of substitution of the modified polysaccharide can be controlled, for example, by changing the reaction time, reaction temperature, and concentration of each reaction component described above. For example, the substitution degree can be lowered by shortening the reaction time, lowering the reaction temperature, or lowering the concentration of each reaction component.

本発明の変性多糖の絶対分子量測定による数平均分子量は、通常は1,000〜10,000,000、好ましくは3,000〜1,000,000、より好ましくは5,000〜500,000である。   The number average molecular weight by the absolute molecular weight measurement of the modified polysaccharide of the present invention is usually 1,000 to 10,000,000, preferably 3,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 500,000. is there.

[組成物]
本発明の組成物は、上述した本発明の変性多糖と、酵素と、水とを含有し、好ましくはさらに過酸化物を含有する。前記組成物の一実施態様は、変性多糖を含み、過酸化物および酵素のいずれかを含むが両方は含まない第1の溶液と、前述の過酸化物および酵素のうち第1の溶液中で含まれない方を含む第2の溶液とを有する。
[Composition]
The composition of the present invention contains the above-described modified polysaccharide of the present invention, an enzyme, and water, and preferably further contains a peroxide. One embodiment of the composition comprises a first solution comprising a modified polysaccharide, comprising either a peroxide and an enzyme, but not both, and a first solution of the aforementioned peroxide and enzyme. And a second solution including the one not included.

本発明の組成物は、上述した本発明の変性多糖を含有する。前記組成物において、本発明の変性多糖の含有割合は、通常は8質量%以上90質量%未満、好ましくは30〜80質量%である。変性多糖は単独で又は2種以上用いることができる。   The composition of the present invention contains the above-described modified polysaccharide of the present invention. In the composition, the content of the modified polysaccharide of the present invention is usually 8% by mass or more and less than 90% by mass, preferably 30 to 80% by mass. The modified polysaccharides can be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物は、酵素を含有する。酵素は、ラジカル反応性基(a2)、好ましくはヒドロキシアリール基を有する基(a21)の架橋反応を直接的または間接的に触媒しうる酵素が好ましい。   The composition of the present invention contains an enzyme. The enzyme is preferably an enzyme capable of directly or indirectly catalyzing the crosslinking reaction of the radical reactive group (a2), preferably the group (a21) having a hydroxyaryl group.

酵素としては、例えば、ラッカーゼ、チロシナーゼ等のフェノールオキシダーゼ、カタラーゼ、ペルオキシダーゼが挙げられる。ラッカーゼおよびチロシナーゼは、ゲルの構成要素とならない他の薬品を一切加える必要がないので、ゲル化の際に機能発現物質が変性するおそれが全くない点で優れる。ペルオキシダーゼは、過酸化水素等の過酸化物と併用することで瞬時にゲル化させることができる。ラッカーゼ、チロシナーゼ等の銅酵素類の起源は、例えばウルシ、キノコ(ツチカブリ、マッシュルーム)、カビ(Polyporus vericolor)が挙げられる。カタラーゼ、ペルオキシダーゼの起源は、例えば、ウシ肝臓、ウマ血球、ヒト血球、M. lysodeikticus、西洋ワサビ(ホースラディッシュ)、大豆、ダイコン、カブ、甲状腺、牛乳、腸、白血球、赤血球、酵母、Caldariomyces fumago、Steptococcus faecalisが挙げられる。これらの中でも、チロシナーゼとしてはマッシュルーム由来、ペルオキシダーゼとしては西洋ワサビ由来のものが好ましい。   Examples of the enzyme include phenol oxidases such as laccase and tyrosinase, catalase, and peroxidase. Laccase and tyrosinase are excellent in that there is no possibility that the function-expressing substance is denatured during gelation because there is no need to add any other chemicals that do not constitute gel components. Peroxidase can be instantly gelled by using it together with a peroxide such as hydrogen peroxide. Examples of the origins of copper enzymes such as laccase and tyrosinase include urushi, mushrooms (Tuchikaburi, mushrooms), and molds (Polyporus vericolor). The origin of catalase and peroxidase is, for example, bovine liver, horse blood cells, human blood cells, M. lysodeikticus, horseradish (horseradish), soybean, radish, turnip, thyroid, milk, intestine, leukocytes, erythrocytes, yeast, Caldariomyces fumago, Steptococcus faecalis. Among these, tyrosinase is preferably derived from mushrooms and peroxidase is preferably derived from horseradish.

本発明では、変性多糖に含まれるラジカル反応性基(a2)の架橋反応を効率的に進める観点から、過酸化物を用い、酵素としてペルオキシダーゼおよびカタラーゼから選ばれる1種以上を少なくとも用いることが好ましく、過酸化物を用い、酵素としてペルオキシダーゼを少なくとも用いることがより好ましい。
酵素は単独で又は2種以上用いることができる。
In the present invention, from the viewpoint of efficiently promoting the crosslinking reaction of the radical reactive group (a2) contained in the modified polysaccharide, it is preferable to use a peroxide and at least one or more selected from peroxidase and catalase as an enzyme. More preferably, peroxide is used and at least peroxidase is used as the enzyme.
Enzymes can be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物において、酵素の量は、0.01U/mL以上が好ましく、1U/mL以上がより好ましく;1,000U/mL以下が好ましく、500U/mL以下がより好ましい。なお、Uとは酵素活性の単位を示し、至適条件下で、温度30℃で毎分1マイクロモルの基質を変化させることができる酵素量である。   In the composition of the present invention, the amount of the enzyme is preferably 0.01 U / mL or more, more preferably 1 U / mL or more; 1,000 U / mL or less, more preferably 500 U / mL or less. U represents a unit of enzyme activity, and is the amount of enzyme that can change 1 micromole of substrate per minute at a temperature of 30 ° C. under optimum conditions.

本発明の組成物は、好ましくは過酸化物を含有する。過酸化物としては、例えば、過酸化水素が挙げられる。前記組成物において、過酸化物の量は、本発明の変性多糖中のラジカル反応性基(a2)1モル、好ましくはフェノール性水酸基1モルに対して、通常は0.01〜1000モル、好ましくは0.1〜500モル、より好ましくは0.5〜200モルである。前記フェノール性水酸基は、例えば、前記基(a21)におけるヒドロキシアリール基に含まれるフェノール性水酸基である。   The composition of the present invention preferably contains a peroxide. An example of the peroxide is hydrogen peroxide. In the composition, the amount of peroxide is usually 0.01 to 1000 mol, preferably 1 mol to 1 mol of the radical reactive group (a2) in the modified polysaccharide of the present invention, preferably 1 mol of phenolic hydroxyl group. Is 0.1 to 500 mol, more preferably 0.5 to 200 mol. The phenolic hydroxyl group is, for example, a phenolic hydroxyl group contained in a hydroxyaryl group in the group (a21).

本発明の組成物は、アルカリ金属塩および周期表第2族金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩をさらに含有することが好ましい。ただし、金属塩からは、前述した変性多糖を除く。金属塩を用いることで、例えば、変性多糖のリン酸基(a1)と金属イオンがキレート結合することにより、ゲルの機械的強度を上げることができる。   The composition of the present invention preferably further contains at least one metal salt selected from alkali metal salts and Group 2 metal salts of the periodic table. However, the aforementioned modified polysaccharide is excluded from the metal salt. By using the metal salt, for example, the mechanical strength of the gel can be increased by chelate bonding between the phosphate group (a1) of the modified polysaccharide and the metal ion.

アルカリ金属塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。周期表第2族金属としては、例えば、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩が挙げられる。金属塩としては、アルカリ金属および周期表第2属金属のハロゲン化物、水酸化物が好ましく、例えば、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが挙げられる。   Examples of the alkali metal salt include a lithium salt, a sodium salt, and a potassium salt. Examples of Group 2 metals of the periodic table include magnesium salts, calcium salts, strontium salts, and barium salts. The metal salt is preferably a halide or hydroxide of an alkali metal and Group 2 metal of the periodic table, and examples thereof include sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, barium chloride, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide.

これらの中でも、本発明の組成物を生体硬組織用セメントおよび生体硬組織用接着組成物などとして用いる場合は、カルシウム塩が好ましい。
金属塩は単独で又は2種以上用いることができる。
金属塩は、水に溶解または分散した形態で使用することができる。
Among these, when the composition of the present invention is used as a cement for living body hard tissue and an adhesive composition for living body hard tissue, a calcium salt is preferable.
The metal salts can be used alone or in combination of two or more.
The metal salt can be used in a form dissolved or dispersed in water.

本発明の組成物中の金属塩の含有量は、本発明の変性多糖100質量部に対して、通常は0.1〜30質量部、好ましくは0.5〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部である。含有量が前記下限値以上であると、得られるゲルの機械的強度の観点から好ましい。含有量が前記上限値以下であると、本発明の組成物を用いる際の流動性が不足しないことから好ましい。   The content of the metal salt in the composition of the present invention is usually 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 with respect to 100 parts by mass of the modified polysaccharide of the present invention. -10 parts by mass. It is preferable from a viewpoint of the mechanical strength of the gel obtained that content is more than the said lower limit. It is preferable for the content to be equal to or less than the upper limit since the fluidity when using the composition of the present invention is not insufficient.

本発明の組成物は、水を含有する。
本発明の組成物の水の含有割合は、通常は10〜90質量%である。このような態様であると、得られるゲルの機械的強度が優れる傾向にある。
The composition of the present invention contains water.
The content rate of the water of the composition of this invention is 10-90 mass% normally. With such an embodiment, the mechanical strength of the resulting gel tends to be excellent.

本発明の組成物は、前記変性多糖以外の多糖をさらに含有してもよい。この多糖としては、例えば、[変性多糖]の欄に記載した多糖が挙げられる。多糖は単独で又は2種以上用いることができる。   The composition of the present invention may further contain a polysaccharide other than the modified polysaccharide. As this polysaccharide, the polysaccharide described in the column of [modified polysaccharide] is mentioned, for example. Polysaccharides can be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物は、フィラーをさらに含有してもよい。フィラーとしては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素カルシウム、水酸アパタイト、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等が挙げられる。これらの中でも硫酸バリウムは造影剤として用いることができる。フィラーは単独で又は2種以上用いることができる。   The composition of the present invention may further contain a filler. Examples of the filler include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, calcium hydrogen phosphate, hydroxyapatite, barium sulfate, silica, alumina, zirconia, and titania. Among these, barium sulfate can be used as a contrast agent. The filler can be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物は、その他、リン酸、ポリリン酸、pH調整剤、紫外線吸収剤、増粘剤、着色剤およびフィラーから選ばれる1種または2種以上を含有してもよく、ゲルの用途に応じた機能発現物質を含有してもよい。これにより、得られるゲル中に機能発現物質を含ませることができる。機能発現物質としては、例えば、薬剤、細胞が挙げられる。   In addition, the composition of the present invention may contain one or more selected from phosphoric acid, polyphosphoric acid, a pH adjuster, an ultraviolet absorber, a thickener, a colorant, and a filler. It may contain a function-expressing substance according to the above. Thereby, a function expression substance can be included in the gel obtained. Examples of the function expressing substance include drugs and cells.

本発明の組成物は、下記ゲル(硬化物)の原料組成物として好適に用いることができる。本発明の組成物から形成されたゲルは、強度が高く、また、骨、歯等の生体硬組織;チタン、ステンレス等の金属;セラミックス;ガラスに対して、高い接着性を示す。さらに、前記ゲルは、非乾燥状態(例えば水分存在下)であっても接着性に優れている。   The composition of the present invention can be suitably used as a raw material composition for the following gel (cured product). The gel formed from the composition of the present invention has high strength, and exhibits high adhesion to biological hard tissues such as bones and teeth; metals such as titanium and stainless steel; ceramics and glass. Furthermore, the gel is excellent in adhesiveness even in a non-dry state (for example, in the presence of moisture).

したがって、本発明の組成物は、例えば、骨用セメント、歯科用セメント等の生体硬組織用セメントとして好適である。前記セメントは、硬化性を有し、例えば、骨または歯の欠損部や空隙部、低密度部の修復または充填用材料である。   Therefore, the composition of the present invention is suitable as a cement for living hard tissues such as bone cement and dental cement. The cement has curability and is, for example, a material for repairing or filling bone or tooth defects or voids or low density parts.

一例を挙げれば、本発明の組成物は、脊椎圧迫骨折によって潰れた椎体を、バルーンにより骨折前の形に近づけ椎体を安定させ、またセメント注入用の空間を形成し、前記空間に骨用セメントを注入するバルーンカイフォプラスティ(BKP)治療法における前記骨用セメント(充填用材料)として有用である。   In one example, the composition of the present invention stabilizes a vertebral body collapsed by a spinal compression fracture by bringing the vertebral body into a shape prior to the fracture with a balloon and forms a space for cement injection. It is useful as the bone cement (filling material) in the balloon kyphoplasty (BKP) treatment method for injecting cement for use.

また、本発明の組成物は、骨と骨の固定、骨と固定用スクリュー等の医療器具との固定、人工関節と周囲の骨との固定、脊椎骨折の固定および四肢骨折の固定のための接着剤や、歯科における詰め物および被せ物等の補綴修復物の歯科用合着剤としても好ましい。このように本発明の組成物は、生体硬組織用接着組成物として有用である。   In addition, the composition of the present invention is used for bone-to-bone fixation, bone-to-medical device fixation such as a fixation screw, artificial joint to surrounding bone fixation, vertebral fracture fixation, and limb fracture fixation. It is also preferable as an adhesive or a dental adhesive for prosthetic restorations such as stuffing and covering in dentistry. Thus, the composition of the present invention is useful as an adhesive composition for biological hard tissue.

また、本発明の組成物は、変形性関節症の治療に用いられる関節腔内の潤滑剤や、損傷被覆材として用いることができる。変形性関節症は膝、肩、股、腰、足首、手首、指などの体の各関節に発生しうるが、本発明の組成物はいずれの関節にも適用しうる。   Further, the composition of the present invention can be used as a lubricant in a joint cavity used for the treatment of osteoarthritis or a damage covering material. Osteoarthritis can occur in each joint of the body such as knees, shoulders, hips, hips, ankles, wrists, and fingers, but the composition of the present invention can be applied to any joint.

本発明の組成物は、各成分を混合し、水溶液温度(架橋温度)が、通常は4〜50℃、好ましくは10〜45℃、より好ましくは20〜40℃、反応時間が、通常は1分〜48時間、好ましくは5分〜30時間の条件で、硬化させることができる。   In the composition of the present invention, each component is mixed, and the aqueous solution temperature (crosslinking temperature) is usually 4 to 50 ° C., preferably 10 to 45 ° C., more preferably 20 to 40 ° C., and the reaction time is usually 1. It can be cured under conditions of min to 48 hours, preferably 5 minutes to 30 hours.

[ゲル]
本発明のゲルは、上述した本発明の組成物から形成される。また、一実施態様において、本発明のゲルは、上述した本発明の変性多糖に好ましく含まれるヒドロキシアリール基の酸化カップリングによる架橋構造を有し、すなわち前記変性多糖の架橋体を含有する。酸化カップリングの詳細は、後述する。
[gel]
The gel of the present invention is formed from the composition of the present invention described above. In one embodiment, the gel of the present invention has a crosslinked structure by oxidative coupling of a hydroxyaryl group preferably contained in the above-described modified polysaccharide of the present invention, that is, contains a crosslinked product of the modified polysaccharide. Details of the oxidative coupling will be described later.

一実施態様において、前記ゲルは、水分を通常は10〜90質量%含有するハイドロゲルである。前記ハイドロゲルは、前記変性多糖の架橋体を通常は90〜10質量%含有する。前記ハイドロゲルは、機械的強度および柔軟性に優れる。   In one embodiment, the gel is a hydrogel that normally contains 10 to 90% by weight of moisture. The hydrogel usually contains 90 to 10% by mass of the crosslinked polysaccharide. The hydrogel is excellent in mechanical strength and flexibility.

本発明のハイドロゲルは、後述するように変性多糖と酵素とを水中で混合して、変性多糖を架橋することにより得ることができる。また、前記ハイドロゲルを適宜乾燥するなどして水分を除去することにより、キセロゲルを得ることができる。あるいは、本発明のゲルは、例えば、Macromolecules(2015)2624−2630に記載のように、変性多糖とともにエオシンY、メチレンブルー、ローズベンガル等の光増感剤を用い、光照射を行うことでゲル化させて得ることもできる。   The hydrogel of the present invention can be obtained by mixing a modified polysaccharide and an enzyme in water and crosslinking the modified polysaccharide as described later. Moreover, a xerogel can be obtained by removing the water | moisture content by drying the said hydrogel suitably. Alternatively, the gel of the present invention is gelled by light irradiation using a photosensitizer such as eosin Y, methylene blue, or rose bengal together with a modified polysaccharide as described in Macromolecules (2015) 2624-2630, for example. It can also be obtained.

本発明の組成物を用いることにより、ゲルを形成することができる。例えば、一実施態様において、変性多糖と過酸化水素等の過酸化物と酵素とを水中で混合して、変性多糖を架橋して、ハイドロゲルを形成する。ここでは、例えば、変性多糖中のヒドロキシアリール基が酸化され、前記基同士の酸化カップリング(架橋)が起こり、ゲル化が進行すると推測される。酸化カップリングについてさらに詳述すると、例えば、変性多糖のヒドロキシアリール基を酵素の存在下で過酸化物と反応させると、フェノール性水酸基において水素原子が引き抜かれてフリーラジカル種となり、これが異性化してオルト位置の炭素上に不対電子が存在するフリーラジカル種となり、次に2つのフリーラジカル種が結合して、続いてエノール化することにより、架橋構造が形成されるものと考えられる。   A gel can be formed by using the composition of the present invention. For example, in one embodiment, the modified polysaccharide, a peroxide such as hydrogen peroxide, and an enzyme are mixed in water to crosslink the modified polysaccharide to form a hydrogel. Here, for example, it is presumed that the hydroxyaryl group in the modified polysaccharide is oxidized, oxidative coupling (crosslinking) between the groups occurs, and gelation proceeds. In more detail about oxidative coupling, for example, when a hydroxyaryl group of a modified polysaccharide is reacted with a peroxide in the presence of an enzyme, a hydrogen atom is extracted from the phenolic hydroxyl group to form a free radical species, which is isomerized. It is considered that a free-radical species in which unpaired electrons exist on the carbon at the ortho position is formed, and then the two free-radical species are combined and then enolized to form a crosslinked structure.

本発明のハイドロゲルの製造方法の一実施態様は、例えば、変性多糖と、酵素と、必要な場合は過酸化物および金属塩とを水中で混合して、変性多糖を架橋させて、ハイドロゲルを製造する。変性多糖、酵素、過酸化物および金属塩は、それぞれの水溶液として用いてもよい。   One embodiment of the method for producing a hydrogel of the present invention includes, for example, mixing a modified polysaccharide, an enzyme, and, if necessary, a peroxide and a metal salt in water to crosslink the modified polysaccharide. Manufacturing. The modified polysaccharide, enzyme, peroxide and metal salt may be used as an aqueous solution.

本発明のハイドロゲルの製造方法の別の一実施態様は、例えば、(1)変性多糖を含み、過酸化物および酵素のいずれかを含むが両方は含まない第1の溶液を用意し、(2)前述の過酸化物および酵素のうち第1の溶液中で含まれない方を含む第2の溶液を用意し、(3)第1の溶液と第2の溶液とを混合して変性多糖を架橋させて、ハイドロゲルを製造する。具体的には、変性多糖、酵素および水を含む第1の溶液と、過酸化物および水を含む第2の溶液とを混合して、変性多糖を架橋させる。ここで、例えば、所望の形状のキャビティーを有する金型を用意し、第1の溶液と第2の溶液とを前記キャビティー中で混合して反応させることにより、前記形状を有するハイドロゲルを形成することができる。   Another embodiment of the method for producing a hydrogel of the present invention is, for example, (1) preparing a first solution containing a modified polysaccharide and containing either a peroxide or an enzyme but not both, 2) preparing a second solution containing one of the above-mentioned peroxides and enzymes not included in the first solution; (3) mixing the first solution and the second solution to denature the polysaccharide. Are crosslinked to produce a hydrogel. Specifically, a first solution containing a modified polysaccharide, an enzyme and water and a second solution containing a peroxide and water are mixed to crosslink the modified polysaccharide. Here, for example, a mold having a cavity having a desired shape is prepared, and the first solution and the second solution are mixed and reacted in the cavity to thereby obtain a hydrogel having the shape. Can be formed.

ハイドロゲル形成時の水溶液温度(架橋温度)は、通常は4〜50℃、好ましくは10〜45℃、より好ましくは20〜40℃であり、反応時間は、通常は1分〜48時間、好ましくは5分〜30時間である。ハイドロゲル形成は、加圧下、常圧(大気圧)下および減圧下のいずれで行ってもよいが、常圧下が好ましい。本発明の組成物を用いることにより、室温程度の温和な条件で、ハイドロゲルを形成することができる。
本発明のゲルおよびハイドロゲルは、例えば、軟骨および骨等の生体組織の一部が損なわれた場合の、人工軟骨および人口骨等として好適に用いることができる。
The aqueous solution temperature (crosslinking temperature) at the time of hydrogel formation is usually 4 to 50 ° C., preferably 10 to 45 ° C., more preferably 20 to 40 ° C., and the reaction time is usually 1 minute to 48 hours, preferably Is 5 minutes to 30 hours. Hydrogel formation may be performed under pressure, normal pressure (atmospheric pressure), or reduced pressure, but normal pressure is preferred. By using the composition of the present invention, a hydrogel can be formed under mild conditions of about room temperature.
The gel and hydrogel of the present invention can be suitably used as, for example, artificial cartilage and artificial bone when a part of living tissue such as cartilage and bone is damaged.

[成形体]
本発明の成形体は、上述したゲルを含有する。例えば、本発明のゲルが、所望の形状に成形された成形体である。前記成形体において、ゲルの量は、通常は50質量%以上、好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
[Molded body]
The molded object of this invention contains the gel mentioned above. For example, the gel of the present invention is a molded body formed into a desired shape. In the molded body, the amount of gel is usually 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.

成形体の一用途として、医療用器具が挙げられる。医療用器具は、前記成形体を有する。前記医療用器具は、機械的強度および柔軟性に優れる前記成形体を有することから、医療用器具の中でも特にインプラント材料に好適に用いることができる。インプラント材料としては、例えば、軟骨および骨等の生体組織の一部が損なわれた場合に用いられるインプラント材料が挙げられる。   One use of the molded body is a medical instrument. The medical instrument has the molded body. Since the said medical instrument has the said molded object which is excellent in mechanical strength and a softness | flexibility, it can be used suitably for an implant material especially among medical instruments. Examples of the implant material include an implant material used when a part of biological tissue such as cartilage and bone is damaged.

以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。以下の実施例等の記載において、特に言及しない限り、「部」は「質量部」を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following description of Examples and the like, “part” means “part by mass” unless otherwise specified.

[合成例1]ヒドロキシフェニル基変性プルラン(P1)
100mlナス型フラスコに、プルラン(CAS番号:9057−02−7、東京化成工業株式会社製)8.1gを入れ、蒸留水40gを加え溶解させ、ここに、3−(4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸1.38gを加え撹拌し、均一液とした。この液を60℃で加温しながら減圧留去し、残渣を得た。この残渣の入ったナス型フラスコを400mmHgで減圧しつつ120℃で24時間加温した。
[Synthesis Example 1] Hydroxyphenyl group-modified pullulan (P1)
In a 100 ml eggplant-shaped flask, 8.1 g of pullulan (CAS number: 9057-02-7, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is added, and 40 g of distilled water is added and dissolved, and 3- (4-hydroxyphenyl) propion is added thereto. 1.38 g of acid was added and stirred to obtain a uniform solution. This liquid was distilled off under reduced pressure while heating at 60 ° C. to obtain a residue. The eggplant-shaped flask containing the residue was heated at 120 ° C. for 24 hours while reducing the pressure at 400 mmHg.

反応終了後、反応残渣に蒸留水80gを加え溶解させ、この水溶液をエタノール300mlで再沈殿した。沈殿物を吸引濾過し、得られた沈殿物を60℃で加温しながら減圧して溶媒分を留去し、ヒドロキシフェニル基変性プルラン(P1)を得た。   After completion of the reaction, 80 g of distilled water was added to the reaction residue to dissolve it, and this aqueous solution was reprecipitated with 300 ml of ethanol. The precipitate was subjected to suction filtration, and the resulting precipitate was decompressed while heating at 60 ° C., and the solvent was distilled off to obtain hydroxyphenyl group-modified pullulan (P1).

ヒドロキシフェニル基変性プルラン(P1)の、ヒドロキシフェニル基置換度(DSAr)を1H NMR(重溶媒はD2O)で算出したところ、2.3であった。ヒドロキシフェニル基変性プルラン(P1)の1H NMRのチャートを図1に示す。1H−NMRスペクトルは、装置名「JNM−ECX400P」(日本電子製)を用いて測定した。 When the hydroxyphenyl group substitution degree (DS Ar ) of the hydroxyphenyl group-modified pullulan (P1) was calculated by 1 H NMR (heavy solvent was D 2 O), it was 2.3. A chart of 1 H NMR of the hydroxyphenyl group-modified pullulan (P1) is shown in FIG. 1 H-NMR spectrum was measured using an apparatus name “JNM-ECX400P” (manufactured by JEOL Ltd.).

[実施例1]変性多糖(A1)
100mlナス型フラスコに、ヒドロキシフェニル基変性プルラン(P1)1gを入れ、蒸留水10gを加え溶解させ、ここに、0.85Mリン酸水溶液(pH=5.5)28.7gを加え攪拌し、均一液とした。この液を60℃で加温しながら減圧留去し、残渣を得た。この残渣の入ったナス型フラスコを400mmHgで減圧しつつ120℃で24時間加温した。
[Example 1] Modified polysaccharide (A1)
In a 100 ml eggplant-shaped flask, 1 g of hydroxyphenyl group-modified pullulan (P1) is added, and 10 g of distilled water is added and dissolved. A uniform solution was obtained. This liquid was distilled off under reduced pressure while heating at 60 ° C. to obtain a residue. The eggplant-shaped flask containing the residue was heated at 120 ° C. for 24 hours while reducing the pressure at 400 mmHg.

反応終了後、反応残渣に蒸留水30gを加え溶解させ、この水溶液をエタノール100mlで再沈殿した。蒸留水への溶解、再沈殿を2回行った後、沈殿物を吸引濾過し、得られた沈殿物を60℃で加温しながら減圧して溶媒分を留去し、白色固体を得た。HPLC分析により、得られた白色固体は、リン酸基とヒドロキシフェニル基を有するプルラン(変性多糖(A1))であった。HPLC分析のチャートを図4(a)に示す。HPLCは、装置名「Acquity」(日本ウォーターズ社製)を用いて以下の条件にて測定した。
流速:0.5ml/min
カラム温度:37℃
カラムの種類: 商品名「Presto FF−C18」(Imtakt社製)
展開液:0〜3分間は50mMのギ酸水溶液、3〜18分間は前記ギ酸水溶液からアセトニトリルへのグラジエント溶離、18〜20分間はアセトニトリル。
After completion of the reaction, 30 g of distilled water was added to the reaction residue to dissolve it, and this aqueous solution was reprecipitated with 100 ml of ethanol. After dissolution in distilled water and reprecipitation were performed twice, the precipitate was suction filtered, and the resulting precipitate was depressurized while heating at 60 ° C. to distill off the solvent to obtain a white solid. . According to HPLC analysis, the obtained white solid was a pullulan (modified polysaccharide (A1)) having a phosphate group and a hydroxyphenyl group. A chart of the HPLC analysis is shown in FIG. HPLC was measured using the apparatus name “Acquity” (manufactured by Nihon Waters) under the following conditions.
Flow rate: 0.5 ml / min
Column temperature: 37 ° C
Column type: Product name “Presto FF-C18” (Imtakt)
Developing solution: 50 mM formic acid aqueous solution for 0 to 3 minutes, gradient elution from the aqueous formic acid solution to acetonitrile for 3 to 18 minutes, and acetonitrile for 18 to 20 minutes.

変性多糖(A1)の、ヒドロキシフェニル基置換度(DSAr)を1H NMR(重溶媒はD2O)で算出したところ、1.4であった。変性多糖(A1)の1H NMRのチャートを図2に示す。
また、31P NMR(重溶媒はD2O、装置名「JNM−ECX400P」(日本電子製))を測定した。31P NMR(D2O、400MHz)σ(ppm):1.37(5価リン酸エステル)
When the hydroxyphenyl group substitution degree (DS Ar ) of the modified polysaccharide (A1) was calculated by 1 H NMR (heavy solvent was D 2 O), it was 1.4. A 1 H NMR chart of the modified polysaccharide (A1) is shown in FIG.
In addition, 31 P NMR (heavy solvent is D 2 O, device name “JNM-ECX400P” (manufactured by JEOL Ltd.)) was measured. 31 P NMR (D 2 O, 400 MHz) σ (ppm): 1.37 (pentavalent phosphate ester)

[合成例2]リン酸変性プルラン(P2)
100mlナス型フラスコに、プルラン(CAS番号:9057−02−7、東京化成工業株式会社製)2gを入れ、蒸留水20gを加え溶解させ、ここに、0.85Mリン酸水溶液(pH=5.5)57gを加え撹拌し、均一液とした。この液を60℃で加温しながら減圧留去し、残渣を得た。この残渣の入ったナス型フラスコを400mmHgで減圧しつつ120℃で24時間加温した。
[Synthesis Example 2] Phosphoric acid modified pullulan (P2)
In a 100 ml eggplant type flask, 2 g of pullulan (CAS number: 9057-02-7, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is added, and 20 g of distilled water is added and dissolved therein, and 0.85 M phosphoric acid aqueous solution (pH = 5. 5) Add 57 g and stir to make a uniform solution. This liquid was distilled off under reduced pressure while heating at 60 ° C. to obtain a residue. The eggplant-shaped flask containing the residue was heated at 120 ° C. for 24 hours while reducing the pressure at 400 mmHg.

反応終了後、反応残渣に蒸留水70gを加え溶解させ、この水溶液をエタノール100mlで再沈殿した。蒸留水への溶解、再沈殿を2回行った後、沈殿物を吸引濾過し、得られた沈殿物を60℃で加温しながら減圧して溶媒分を留去し、白色固体を得た。HPLC分析により、得られた白色固体は、リン酸基を有するプルラン(リン酸変性プルラン(P2))であった。HPLC分析のチャートを図4(b)に示す。   After completion of the reaction, 70 g of distilled water was added to the reaction residue to dissolve it, and this aqueous solution was reprecipitated with 100 ml of ethanol. After dissolution in distilled water and reprecipitation were performed twice, the precipitate was suction filtered, and the resulting precipitate was depressurized while heating at 60 ° C. to distill off the solvent to obtain a white solid. . The obtained white solid was a pullulan having a phosphate group (phosphate-modified pullulan (P2)) by HPLC analysis. A chart of the HPLC analysis is shown in FIG.

リン酸変性プルラン(P2)の1H NMRのチャートを図3に示す。
また、31P NMR(重溶媒はD2O、装置名「JNM−ECX400P」(日本電子製))を測定した。31P NMR(D2O、400MHz)σ(ppm):1.75(5価リン酸エステル)
A 1 H NMR chart of phosphoric acid-modified pullulan (P2) is shown in FIG.
In addition, 31 P NMR (heavy solvent is D 2 O, device name “JNM-ECX400P” (manufactured by JEOL Ltd.)) was measured. 31 P NMR (D 2 O, 400 MHz) σ (ppm): 1.75 (pentavalent phosphate ester)

[実施例2]組成物およびゲルの製造、ならびにその評価
エッペンチューブに、前記変性多糖(A1)50mgを入れ、さらに、塩化カルシウム水溶液(濃度:5質量%)25mgを入れ、内容物をミクロスパーテルで5分間混錬した。次いで、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(和光純薬製、商品コード「169−10791」、HRPと略す)水溶液(濃度:150U/ml)5μl(約5mg)と、過酸化水素水(濃度:4.2質量%)5μl(約5mg)とを加え、混合し、組成物を製造した。
[Example 2] Production of composition and gel and evaluation thereof Into an Eppendorf tube, 50 mg of the modified polysaccharide (A1) was added, and 25 mg of an aqueous calcium chloride solution (concentration: 5% by mass) was added. Kneaded for 5 minutes. Subsequently, horseradish peroxidase (manufactured by Wako Pure Chemical Co., Ltd., product code “169-10791”, abbreviated as HRP) in aqueous solution (concentration: 150 U / ml) 5 μl (about 5 mg) and hydrogen peroxide solution (concentration: 4.2 mass%) ) 5 μl (about 5 mg) was added and mixed to produce the composition.

2枚のホウケイ酸ガラス基板を、面積6.25cm2の組成物の塗膜を介して貼り合わせ、23℃24時間にて放置し、2枚のホウケイ酸ガラス基板を前記組成物からなるゲル状接着物で接着した。 Two borosilicate glass substrates were bonded together through a coating film of a composition having an area of 6.25 cm 2 and left at 23 ° C. for 24 hours, and the two borosilicate glass substrates were formed into a gel-like material comprising the composition. Glued with adhesive.

次いで、前記接着物で接着された2枚のガラス基板を蒸留水中に23℃12時間放置し、次いで、一方のホウケイ酸ガラスを剥がし、接着物の状態を目視で観察したところ、接着物はホウケイ酸ガラスに残存していた。   Next, the two glass substrates bonded with the adhesive were left in distilled water at 23 ° C. for 12 hours, and then one of the borosilicate glasses was peeled off, and the state of the adhesive was visually observed. It remained in the acid glass.

[比較例1]組成物およびゲルの製造、ならびにその評価
エッペンチューブに、前記リン酸変性プルラン(P2)50mgを入れ、さらに、塩化カルシウム水溶液(濃度:5質量%)25mgを入れ、内容物をミクロスパーテルで5分間混錬し組成物を製造した。
[Comparative Example 1] Production of composition and gel, and evaluation thereof In an Eppendorf tube, 50 mg of the phosphoric acid-modified pullulan (P2) was added, and further 25 mg of an aqueous calcium chloride solution (concentration: 5% by mass) was added. The composition was manufactured by kneading for 5 minutes with microspatel.

2枚のホウケイ酸ガラス基板を、面積6.25cm2の組成物の塗膜を介して貼り合わせ、23℃24時間にて放置し、2枚のホウケイ酸ガラス基板を前記組成物からなるゲル状接着物で接着した。 Two borosilicate glass substrates were bonded together through a coating film of a composition having an area of 6.25 cm 2 and left at 23 ° C. for 24 hours, and the two borosilicate glass substrates were formed into a gel-like material comprising the composition. Glued with adhesive.

次いで、前記接着物で接着された2枚のガラス基板を蒸留水中に23℃12時間放置し、次いで、一方のホウケイ酸ガラスを剥がし、接着物の状態を目視で観察したところ、接着物はホウケイ酸ガラスに残存せず、剥がれていることを確認した。すなわち、2枚のガラス基板のいずれにも接着物は残存していなかった。   Next, the two glass substrates bonded with the adhesive were left in distilled water at 23 ° C. for 12 hours, and then one of the borosilicate glasses was peeled off, and the state of the adhesive was visually observed. It was confirmed that it did not remain on the acid glass and was peeled off. That is, no adhesive remained on any of the two glass substrates.

Claims (11)

多糖に、リン酸基(a1)およびラジカル反応性基(a2)が導入された変性多糖。   A modified polysaccharide in which a phosphate group (a1) and a radical reactive group (a2) are introduced into the polysaccharide. 前記多糖が、プルランまたはその誘導体である請求項1に記載の変性多糖。   The modified polysaccharide according to claim 1, wherein the polysaccharide is pullulan or a derivative thereof. 前記ラジカル反応性基(a2)が、ヒドロキシアリール基を有する基(a21)である請求項1または2に記載の変性多糖。   The modified polysaccharide according to claim 1 or 2, wherein the radical reactive group (a2) is a group (a21) having a hydroxyaryl group. 前記ヒドロキシアリール基を有する基(a21)が、下記式(1)に示す基である請求項3に記載の変性多糖。
[式(1)中、*は、多糖中の水酸基残基との結合手であり、R1は、炭素数1〜20のアルカンジイル基または−(CH2n−O−(CH2m−で示される2価の基であり、nおよびmは、それぞれ独立に1〜10の整数を示し;R2〜R6は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、アルコキシ基、または置換基を有してもよいアルキル基であり、ただしR2〜R6のうち少なくとも1つは水酸基である。]
The modified polysaccharide according to claim 3, wherein the group (a21) having a hydroxyaryl group is a group represented by the following formula (1).
[In formula (1), * is a bond with a hydroxyl group residue in the polysaccharide, and R 1 is an alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 ) n —O— (CH 2 ). m- represents a divalent group, and n and m each independently represent an integer of 1 to 10; R 2 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, or a substituent. It is an alkyl group which may have, provided that at least one of R 2 to R 6 is a hydroxyl group. ]
請求項1〜4のいずれか1項に記載の変性多糖と、酵素と、水とを含有する組成物。   A composition comprising the modified polysaccharide according to any one of claims 1 to 4, an enzyme, and water. さらに、過酸化物を含有する請求項5に記載の組成物。   Furthermore, the composition of Claim 5 containing a peroxide. さらに、アルカリ金属塩および周期表第2族金属塩から選ばれる少なくとも1種の金属塩を含有する請求項5または6に記載の組成物。   Furthermore, the composition of Claim 5 or 6 containing the at least 1 sort (s) of metal salt chosen from an alkali metal salt and a periodic table group 2 metal salt. 請求項3または4に記載の変性多糖に含まれるヒドロキシアリール基の酸化カップリングによる架橋構造を有するゲル。   The gel which has the crosslinked structure by the oxidative coupling of the hydroxyaryl group contained in the modified polysaccharide of Claim 3 or 4. 請求項5〜7のいずれか1項に記載の組成物から形成されたゲル。   The gel formed from the composition of any one of Claims 5-7. 水分を10〜90質量%含有するハイドロゲルである請求項8または9に記載のゲル。   The gel according to claim 8 or 9, which is a hydrogel containing 10 to 90% by mass of water. 請求項8〜10のいずれか1項に記載のゲルを50質量%以上含有する成形体。   The molded object containing 50 mass% or more of gels of any one of Claims 8-10.
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