JP2021165321A - 含フッ素重合体、膜及び医療用具 - Google Patents

Abstract

【課題】耐水性に優れ、またタンパク質等の生体成分が吸着しにくい、生体親和性に優れた含フッ素重合体、前記含フッ素重合体を用いた膜及び医療用具の提供。【解決手段】２−ヒドロキシエチルメタクリレートに基づく単位と、含フッ素部分とを有する含フッ素重合体であって、前記２−ヒドロキシエチルメタクリレートに基づく単位の含有量が、前記含フッ素重合体の総質量に対して５０質量％以上であり、前記含フッ素部分が、フッ素原子が結合している炭素原子の数が１〜６のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素重合開始剤に基づく部分、含フッ素マクロ開始剤に基づく部分、含フッ素単量体に基づく単位、及び含フッ素マクロモノマーに基づく単位からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、前記含フッ素部分の含有量が、前記含フッ素重合体の総質量に対して０．１〜１６質量％である、含フッ素重合体。【選択図】なし

Description

本発明は、含フッ素重合体、膜及び医療用具に関する。

医療用具を構成する基材は、各種の高分子材料で形成されている。医療用具は、使用時に血液、タンパク質等の生体成分と接触するため、タンパク質等の生体成分が吸着しにくい優れた生体親和性が要求される。そこで、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）等の生体親和性が良好な重合体で基材表面を被覆することが提案されている。しかし、ＰＨＥＭＡで得られる生体親和性は充分ではない。

ＰＨＥＭＡの生体親和性を向上させる方法としては、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）以外の単量体に基づく単位をＰＨＥＭＡに少量導入する方法が提案されている。非特許文献１には、アミノ基を有する単量体に基づく単位をＰＨＥＭＡに少量導入することで、生体親和性と相関がある中間水量が増加することが開示されている。非特許文献２には、ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（ＣＨ_２）_２−を有するポリフルオロアルキルメタクリレートに基づく単位をＰＨＥＭＡに少量導入することで、タンパク質の吸着抑制効果が高まることが開示されている。

Tsuruta, T. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition 2010, 21, 1831-1848. Zeliang, Z. ACS Apple. Mater. Interfaces 2013, 5, 7808-7818.

しかし、非特許文献１の重合体は、耐水性に劣り、使用時に溶出するおそれがある。非特許文献２の重合体は、ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（ＣＨ_２）_２−を有するポリフルオロアルキルメタクリレートに基づく単位をＰＨＥＭＡに少量導入しているが、長いフッ素側鎖を有するがゆえに、後重合反応を伴うため重合体を得る手法が煩雑であるし、重合反応のばらつきが懸念される。またＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（ＣＨ_２）_２−側鎖は結晶性が高いため、分子柔軟性が低く、得られる生体親和性がまだ充分とは言えず、繰り返し使用したり、長時間使用したりする医療用具に適用するには、さらなる特性改善が求められる。

本発明は、耐水性に優れ、またタンパク質等の生体成分が吸着しにくい、生体親和性に優れた含フッ素重合体、前記含フッ素重合体を用いた膜及び医療用具を提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を有する。
［１］２−ヒドロキシエチルメタクリレートに基づく単位と、含フッ素部分とを有する含フッ素重合体であって、
前記２−ヒドロキシエチルメタクリレートに基づく単位の含有量が、前記含フッ素重合体の総質量に対して５０質量％以上であり、
前記含フッ素部分が、フッ素原子が結合している炭素原子の数が１〜６のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素重合開始剤に基づく部分、含フッ素マクロ開始剤に基づく部分、含フッ素単量体に基づく単位、及び含フッ素マクロモノマーに基づく単位からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
前記含フッ素部分の含有量が、前記含フッ素重合体の総質量に対して０．１〜１６質量％である、含フッ素重合体。
［２］示差走査熱量法で測定される中間水量が０．５質量％以上である、［１］の含フッ素重合体。
［３］［１］又は［２］の含フッ素重合体を含む膜。
［４］膜表面に２μＬの水滴を滴下し、滴下から１秒後の水接触角θ_Ａ（°）と１０秒後の水接触角θ_Ｂ（°）を測定したとき、Ｖ_Ｈ＝（θ_Ｂ−θ_Ａ）／９から算出される膜の親水化速度Ｖ_Ｈが２°／秒以上である、［３］の膜。
［５］水中における膜表面の気泡接触角が１３５°以上である、［３］又は［４］の膜。
［６］基材と、前記基材上に形成された［３］〜［５］のいずれかの膜とを有する医療用具。

本発明によれば、耐水性に優れ、またタンパク質等の生体成分が吸着しにくい、生体親和性に優れた含フッ素重合体、前記含フッ素重合体を用いた膜及び医療用具を提供できる。

本明細書における以下の用語の定義は、以下の通りである。
「単量体」とは、重合性不飽和結合を有する化合物を指す。重合性不飽和結合としては、炭素原子間の二重結合、三重結合が例示される。
「含フッ素単量体」とは、フッ素原子を有する単量体（ただし、含フッ素マクロモノマーを除く。）を指す。
「含フッ素マクロモノマー」とは、フッ素原子及び重合性不飽和結合を有する分子量が５０００以上の高分子化合物を指す。
「単量体に基づく単位」とは、単量体が重合することで、直接形成される原子団と、前記原子団の一部を化学変換することで得られる原子団を指す。「含フッ素マクロモノマーに基づく単位」も同様である。
「含フッ素重合開始剤」とは、フッ素原子を有する原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）の重合開始剤を指す。
「含フッ素マクロ開始剤」とは、含フッ素単量体に基づく単位を１個以上有するＡＴＲＰの重合開始剤を指す。含フッ素マクロ開始剤には、フッ素原子を有しない単量体に基づく単位は含まない。フッ素原子を有しない単量体に基づく単位を介さずにＡＴＲＰの重合開始剤と結合している１個以上の含フッ素単量体に基づく単位は、すべて含フッ素マクロ開始剤に含まれる。
「融点」とは、示差走査熱量（ＤＳＣ）法で測定した重合体の融解ピークの最大値に対応する温度である。
「ガラス転移温度」とは、示差走査熱量（ＤＳＣ）法で測定した重合体のＤＳＣ曲線から求められる中間ガラス転移温度である。例えば、窒素流量５０ｍＬ／分、５．０℃／分の条件で、（ｉ）３０℃から１００℃まで加熱、（ｉｉ）１００℃から−８０℃まで冷却、（ｉｉｉ）−８０℃から１００℃まで加熱、（ｉｖ）１００℃から３０℃まで冷却する温度プログラムを実施し、前記（ｉｉｉ）において観察されるＴｇを求める。
「中間水」とは、含水させた重合体に含まれる水のうち、重合体と相互作用せず水分子本来の挙動を示す自由水と、重合体と強く相互作用して−８０℃でも凍結しない不凍水との中間的な挙動を示す水を指す。
「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む。
明細書中においては、式Ｆ１１で表される化合物を化合物Ｆ１１と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。

［含フッ素重合体］
本発明の含フッ素重合体（以下、「本含フッ素重合体」とも記す。）は、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）に基づく単位と、後述する含フッ素部分（以下、「含フッ素部分Ｆ」とも記す。）とを有する。

以下、フッ素原子が結合している炭素原子の数が１〜６のポリフルオロアルキル基を「Ｒ^ｆ基」とも記す。
含フッ素部分Ｆは、Ｒ^ｆ基を有する含フッ素重合開始剤（以下、「開始剤Ｆ１」とも記す。）に基づく部分、含フッ素マクロ開始剤（以下、「マクロ開始剤Ｆ２」とも記す。）に基づく部分、含フッ素単量体（以下、「単量体Ｆ３」とも記す。）に基づく単位、及び含フッ素マクロモノマー（以下、「マクロモノマーＦ４」とも記す。）に基づく単位からなる群から選ばれる少なくとも１種である。

Ｒ^ｆ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
Ｒ^ｆ基におけるフッ素原子が結合している炭素原子の数は、１〜６が好ましく、１〜４がより好ましく、１が特に好ましい。
Ｒ^ｆ基の炭素原子数は、１〜８が好ましく、２〜８がより好ましい。

Ｒ^ｆ基としては、−（ＣＨ_２）_ａ１−（ＣＦ_２）_ａ２Ｆ（ただし、ａ１は１〜４であり、ａ２は１〜６である。）が好ましい。具体的には、−ＣＨ_２ＣＦ_３、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３を例示できる。なかでも、開始剤Ｆ１のＲ^ｆ基としては、−ＣＨ_２ＣＦ_３、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３が好ましく、−ＣＨ_２ＣＦ_３が特に好ましい。

開始剤Ｆ１は、Ｒ^ｆ基を有する含フッ素重合開始剤である。
開始剤Ｆ１の融点（Ｔｍ）は、３７℃以下が好ましく、−１００〜３７℃がより好ましく、−８０〜０℃がさらに好ましい。開始剤Ｆ１のＴｍが前記範囲の上限値以下であれば、本含フッ素重合体にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。開始剤Ｆ１のＴｍが前記範囲の下限値以上であれば、室温で充分な粘度を有し、充分な膜強度が得られる。

開始剤Ｆ１としては、Ｒ^ｆ基を有するＡＴＲＰの重合開始剤が好ましく、以下の化合物Ｆ１１がより好ましい。

開始剤Ｆ１の具体例としては、以下の化合物を例示できる。
ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−ＣＨ_２（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２−ＯＣＯＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＨ_３、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−Ｃ_６Ｆ_４−Ｃ_６Ｆ_５、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−（Ｃ_６Ｆ_４）_２−ＯＣＯＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＨ_３。
なかでも、開始剤Ｆ１としては、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３が好ましく、ＣＨ_３ＣＢｒ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＦ_３がより好ましい。

マクロ開始剤Ｆ２は、Ｒ^ｆ基を有する含フッ素マクロ開始剤である。
マクロ開始剤Ｆ２のガラス転移温度（Ｔｇ）は、３７℃以下が好ましく、−１００〜３７℃がより好ましく、−８０〜０℃がさらに好ましい。マクロ開始剤Ｆ２のＴｇが前記範囲の上限値以下であれば、本含フッ素重合体にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。マクロ開始剤Ｆ２のＴｇが前記範囲の下限値以上であれば、室温で充分な粘度を有し、充分な膜強度が得られる。

マクロ開始剤Ｆ２の具体例としては、Ｂｒ（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３））_ｎ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_３、Ｂｒ（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３））_ｎ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_３を例示できる。なかでも、Ｂｒ（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３））_ｎ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_３が好ましい。

単量体Ｆ３は、Ｒ^ｆ基を有する含フッ素単量体である。ただし、単量体Ｆ３に基づく単位には、含フッ素マクロ開始剤を構成する含フッ素単量体に基づく単位は含まれない。
単量体Ｆ３のＴｍは、３７℃以下が好ましく、−１００〜３７℃がより好ましく、−８０〜０℃がさらに好ましい。単量体Ｆ３のＴｍが前記範囲の上限値以下であれば、本含フッ素重合体にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。単量体Ｆ３のＴｍが前記範囲の下限値以上であれば、室温で充分な粘度を有し、充分な膜強度が得られる。

単量体Ｆ３としては、Ｒ^ｆ基を有するポリフルオロアルキル（メタ）アクリレート、ポリフルオロエーテル（メタ）アクリレートを例示できる。なかでも、Ｒ^ｆ基を有するポリフルオロアルキル（メタ）アクリレートが好ましく、以下の化合物Ｆ３１がより好ましい。

ただし、前記式Ｆ３１中のＲ^１は、水素原子又はメチル基である。ｃ１は１〜４であり、ｃ２は１〜６である。
ｃ１は、１〜２が好ましい。
ｃ２は、１〜６が好ましく、１〜４がより好ましく、１が特に好ましい。

化合物Ｆ３１の具体例としては、以下の化合物を例示できる。
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３、
ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＦ_２）_５−ＣＦ_３、
ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＦ_２）_５−ＣＦ_３等。

化合物Ｆ３１としては、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＦ_２）_５−ＣＦ_３、ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＦ_２）_５−ＣＦ_３が好ましく、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３がより好ましい。
本含フッ素重合体が有する単量体Ｆ３に基づく単位は、１種でもよく、２種以上でもよい。

マクロモノマーＦ４は、Ｒ^ｆ基を有する含フッ素マクロモノマーである。
マクロモノマーＦ４のＴｇは、３７℃以下が好ましく、−１００〜３７℃がより好ましく、−８０〜０℃がさらに好ましい。マクロモノマーＦ４のＴｇが前記範囲の上限値以下であれば、本含フッ素重合体にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。マクロモノマーＦ４のＴｇが前記範囲の下限値以上であれば、室温で充分な粘度を有し、充分な膜強度が得られる。

マクロモノマーＦ４の具体例としては、ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３））_nＨ、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３））_nＨ、ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３））_nＨ、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３））_nＨを例示できる。なかでも、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＦ_３））_nＨ、ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３））_nＨが好ましい。

本含フッ素重合体は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、ＨＥＭＡ以外のフッ素原子を有しない非フッ素系単量体に基づく単位を有していてもよい。
ＨＥＭＡ以外の非フッ素系単量体としては、メトキシエチルアクリレート（ＭＥＡ）、２−ヒドロキシアクリレート（ＨＥＡ）、ポリエチレングリコールアクリレート（ＰＥＧＡ）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（ＴＨＦＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）、メトキシエチルメタクリレート（ＭＥＭＡ）を例示できる。

本含フッ素重合体は、含フッ素部分Ｆとして、開始剤Ｆ１に基づく部分、マクロ開始剤Ｆ２に基づく部分、単量体Ｆ３に基づく単位、及びマクロモノマーＦ４に基づく単位のうちのいずれか１種のみを有していてもよく、これらのうちの２種以上を有していてもよい。

本含フッ素重合体が含フッ素部分Ｆとして単量体Ｆ３に基づく単位又はマクロモノマーＦ４に基づく単位を有する場合、本含フッ素重合体は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。
本含フッ素重合体としては、含フッ素部分Ｆが単量体Ｆ３に基づく単位のみからなる含フッ素重合体が好ましく、ＨＥＭＡと単量体Ｆ３のランダム共重合体が特に好ましい。

本含フッ素重合体中のＨＥＭＡ単位の含有量は、本含フッ素重合体の総質量に対して、５０質量％以上であり、５０〜９９質量％が好ましく、７５〜９９質量％がより好ましく、９０〜９９質量％がさらに好ましい。ＨＥＭＡ単位の含有量が前記範囲内であれば、本含フッ素重合体にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。

本含フッ素重合体中の含フッ素部分Ｆの含有量は、本含フッ素重合体の総質量に対して、０．１〜１６質量％であり、０．５〜１５質量％が好ましく、１．０〜１５質量％がより好ましい。含フッ素部分Ｆの含有量が前記範囲内であれば、本含フッ素重合体にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。

本含フッ素重合体中の含フッ素部分Ｆ及びＨＥＭＡ単位の合計の含有量は、本含フッ素重合体の総質量に対して、５０．１質量％以上が好ましく、７５質量％以上がより好ましく、１００質量％が特に好ましい。

本含フッ素重合体の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００〜５０００００が好ましく、５０００〜２０００００がより好ましい。本含フッ素重合体のＭｎが前記範囲の下限値以上であれば、耐水性の低い低分子量成分の溶出が抑えられる。本含フッ素重合体のＭｎが前記範囲の上限値以下であれば、粘度が上がり分子の運動性が低下し、水と相互作用しにくくなる可能性が低い。

本含フッ素重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５０００〜５０００００が好ましく、５０００〜２０００００がより好ましい。本含フッ素重合体のＭｗが前記範囲の下限値以上であれば、耐水性の低い低分子量成分の溶出が抑えられる。本含フッ素重合体のＭｗが前記範囲の上限値以下であれば、粘度が上がり分子の運動性が低下し、水と相互作用しにくくなる可能性が低い。

本含フッ素重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．０〜３．０が好ましく、１．０〜２．５がより好ましい。本含フッ素重合体のＭｗ／Ｍｎが前記範囲の上限値以下であれば、ロット間ばらつきを最小限に抑えることができる。

本含フッ素重合体のＤＳＣ法で測定される中間水量は、０．５質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましい。本含フッ素重合体の中間水量が前記下限値以上であれば、タンパク質等の生体成分が吸着しにくくなる。本含フッ素重合体の中間水量は、多ければ多いほど良く、実質的には１０質量％以下である。

本含フッ素重合体の製造方法は、特に限定されない。
例えば、開始剤Ｆ１やマクロ開始剤Ｆ２を用いる場合、開始剤Ｆ１及びマクロ開始剤Ｆ２の少なくとも一方、ＨＥＭＡ、及び必要に応じて使用する単量体Ｆ３、マクロモノマーＦ４等を重合溶媒に加え、開始剤Ｆ１やマクロ開始剤Ｆ２から生じるラジカル部を起点にしたＡＴＲＰを行う方法を例示できる。ＡＴＲＰは、脱酸素環境下で行うことが好ましい。開始剤Ｆ１及びマクロ開始剤Ｆ２を用いない場合は、重合開始剤としてアゾ化合物（２，２−アゾビスイソブチロニトリル等）や有機過酸化物（イソブチリルペルオキシド等）、ＨＥＭＡ、単量体Ｆ３及びマクロモノマーＦ４の少なくとも一方を重合溶媒に加え、ラジカル重合する方法を例示できる。

重合溶媒としては、特に限定されず、ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、アルコール（メタノール、２−プロピルアルコール等）、エステル（酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル（ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等）、グリコールエーテル（エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールのエチルエーテル又はメチルエーテル等）及びその誘導体、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素（パークロロエチレン、トリクロロ−１，１，１−エタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン等）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ブチロアセトン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられる。

本含フッ素重合体を得る重合反応における反応液中の単量体及び含フッ素マクロモノマーの合計濃度は、５〜５０質量％が好ましく、１０〜３０質量％が特に好ましい。
反応液中の重合開始剤及び含フッ素マクロ開始剤の合計量は、単量体及び含フッ素マクロモノマーの合計量１００質量部に対して、０．１〜３質量部が好ましく、０．５〜１．０質量部がより好ましい。
重合温度は、５０〜１００℃が好ましく、６０〜９０℃がより好ましい。

［膜］
本発明の膜は、本含フッ素重合体を含む膜である。本発明の膜は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、本含フッ素重合体以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、レベリング剤、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、紫外線吸収剤、抗菌剤を例示できる。
本発明の膜中の本含フッ素重合体の含有量は、膜の総質量に対して、０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上がさらに好ましい。

膜表面に２μＬの水滴を滴下し、滴下から１秒後の水接触角θ_Ａ（°）と１０秒後の水接触角θ_Ｂ（°）を測定したとき、Ｖ_Ｈ＝（θ_Ｂ−θ_Ａ）／９から算出される値を膜の親水化速度Ｖ_Ｈ（°／秒）とする。
本発明の膜の親水化速度Ｖ_Ｈは、２°／秒以上が好ましく、５°／秒以上がより好ましく、１０°／秒以上がさらに好ましい。膜の親水化速度Ｖ_Ｈが前記下限値以上であれば、膜にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。膜の親水化速度Ｖ_Ｈは、大きければ大きいほど良い。

本発明の膜の水中における膜表面の気泡接触角は、１３５°以上が好ましく、１４０°以上がより好ましく、１５０°以上がさらに好ましい。膜表面の気泡接触角が前記下限値以上であれば、膜にタンパク質等の生体成分が吸着しにくい。膜表面の気泡接触角は、大きければ大きいほど良い。

特に、中間水量が０．１質量％以上、５質量％未満の本含フッ素重合体を用いて膜を形成する場合、膜の親水化速度Ｖ_Ｈが２°／秒以上という条件と、水中における膜表面の気泡接触角が１３５°以上という条件のいずれか一方又は両方を満たすことが好ましい。これにより、本含フッ素重合体の中間水量が低くても、膜にタンパク質等の生体成分が吸着しにくくなる。

本発明の膜の厚さは、０．０１〜１００μｍが好ましく、０．１〜１０μｍがより好ましい。膜の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、連続膜として機能し、十分な膜強度を得られる。膜の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、材料の利用効率が高い。

膜の製造方法は、特に限定されない。例えば、本含フッ素重合体を含む塗布液を基材表面に塗布し、乾燥して膜を形成する方法を例示できる。
塗布液に用いる溶媒としては、特に限定されず、エタノール、メタノール、アセトン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、メトキシプロパノール、ジメチルホルムアミドを例示できる。

塗布液中の本含フッ素重合体の濃度は、０．０１〜５．０質量％が好ましく、０．１〜３．０％がより好ましい。本含フッ素重合体の濃度が前記範囲内であれば、均一に塗布できるため、均一な膜を形成しやすい。

［医療用具］
本発明の医療用具は、基材と、基材上の少なくとも一部に形成された本発明の膜とを有する。本発明の医療用具では、基材上の一部の領域に膜が限定的に形成されていてもよく、基材上に全体的に膜が形成されていてもよい。
本発明の医療用具は、基材と膜の間に中間層を有していてもよい。中間層としては、ポリメタクリルメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）を例示できる。

医療用具とは、治療、診断、解剖学的又は生物学的な検査等の医療用として用いられる器具を指し、人体等の生体内に挿入あるいは接触させる、又は生体から取り出した成分（血液等）と接触させる如何なる器具をも含む。

本発明の医療用具の基材としては、細胞培養容器、細胞培養シート、細胞捕捉フィルター、バイアル、プラスチックコートバイアル、シリンジ、プラスチックコートシリンジ、アンプル、プラスチックコートアンプル、カートリッジ、ボトル、プラスチックコートボトル、パウチ、ポンプ、噴霧器、栓、プランジャー、キャップ、蓋、針、ステント、カテーテル、インプラント、コンタクトレンズ、マイクロ流路チップ、ドラッグデリバリーシステム材、人工血管、人工臓器、血液透析膜、ガードワイヤー、血液フィルター、血液保存パック、内視鏡、バイオチップ、糖鎖合成機器、成形補助材、包装材を例示できる。
基材を形成する材料としては、特に限定されず、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂、ガラスを例示できる。

以上説明したように、本発明においては、ＨＥＭＡ単位を主成分とし、かつＲ^ｆ基を有する含フッ素部分Ｆを特定の比率で有する含フッ素重合体とする。これにより、優れた生体親和性が得られ、タンパク質等の生体成分が吸着することが抑制される。そのため、本含フッ素重合体は、繰り返し使用したり、長時間使用したりする医療用具への適用においても有用である。
また、本含フッ素重合体は、含フッ素部分Ｆを有するため、非特許文献１のようにアミノ基を導入する従来の重合体に比べて、耐水性にも優れる。

本含フッ素重合体において生体親和性が向上する要因は、以下のように考えられる。
含水した重合体に含まれる水には、一般に自由水、中間水、不凍水が存在し、中間水量が多いほど、生体親和性に優れ、タンパク質等の生体成分が吸着しにくくなることが知られている（M. Tanaka et al., Polym. J, 2013, 45, 701）。本含フッ素重合体では、含フッ素部分Ｆが特定の比率で含まれているため、含水させた際の重合体の水和構造が変わり、自由水が減少して中間水が増加していると考えられる。また、本含フッ素重合体の含フッ素部Ｆが有するＲ^ｆ基は、非特許文献２のＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（ＣＨ_２）_２−に比べて短く、結晶性が低いため、本含フッ素重合体中の中間水と相互作用する部分が表面に効率的に配向しやすくなると考えられる。これらのことから、生体親和性に優れたものとなり、タンパク質等の生体成分の吸着抑制効果が高くなると考えられる。

また、膜において、親水化速度Ｖ_Ｈが２°／秒以上という条件や、水中における膜表面の気泡接触角が１３５°以上という条件を満たされると、本含フッ素重合体中の中間水と相互作用する部分がより効率的に膜表面に配向しやすくなり、タンパク質等の生体成分の吸着抑制効果がさらに高くなる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）］
重合体の数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶離液として用いるゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定により、ポリスチレン換算分子量として求めた。測定は、東ソー社製のＧＰＣ（製品名「ＨＬＣ−８２２０」）を用いて、温度４０℃、流量１．０ｍＬ／分の条件で行った。カラム構成は、東ソー社製のSuper HZ4000、super HZ3000、Super HZ2500、Super HZ2000を直列に接続する構成とした。
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ＧＰＣ測定により求められたＭｗとＭｎを用いて算出した。

［重合体の組成］
各例で得た重合体の組成は、^１Ｈ ＮＭＲ（ＪＥＯＬ社製）の分析結果から算出した。ＮＭＲ分析は、溶媒として重ＤＭＳＯ（ＤＭＳＯ−ｄ６）を用い、室温（２５℃）で行った。

［中間水量］
各例で得た重合体を水中に浸漬して含水させた後、所定量を採取して試料とし、あらかじめ質量を測定したアルミパンの底に薄く広げた。示差走査熱量計（ＴＡ インスツルメント社製、製品名「Ｑ２０」）を用い、５℃／分の条件で、（ｉ）３０℃から５０℃まで加熱、（ｉｉ）３０℃から−８０℃まで冷却、（ｉｉｉ）−８０℃から５０℃まで加熱を行った。この温度プログラムでのＤＳＣ昇温カーブを取得し、吸発熱量を測定した。ＤＳＣ測定後にアルミパンにピンホールをあけて試料を真空乾燥させて質量を測定し、乾燥前後の試料の質量から含水量を求め、下式１から試料の含水率（Ｗ_Ｃ）を算出した。
Ｗ_Ｃ＝（（Ｗ_１−Ｗ_０）／Ｗ_１）×１００ 式１
（ただし、前記式１中、Ｗ_Ｃは試料の含水率（質量％）であり、Ｗ_０は乾燥後の試料の質量（ｇ）であり、Ｗ_１は乾燥前の試料の質量（ｇ）である。）

試料の含水率と、ＤＳＣ昇温カーブにおける−１０℃〜０℃付近の吸熱量から、試料に含まれる中間水の質量Ｗ_２を求め、下式２から中間水量（Ｗ_Ｉ）を算出した。
Ｗ_Ｉ＝（Ｗ_２／Ｗ_０）×１００ 式２
（ただし、前記式２中、Ｗ_Ｉは中間水量（質量％）であり、Ｗ_０は乾燥後の試料の質量（ｇ）であり、Ｗ_２は試料に含まれる中間水の質量（ｇ）である。）

［親水化速度］
溶媒１ｍＬに対して、各例で得た重合体の０．２ｇを溶解して試料液とした。溶媒としては、メタノール又はＴＨＦを用いた。円板状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板（１４ｍｍφ）をメタノールで前洗浄した。洗浄後のＰＥＴ基板の表面に、スピンコーターにて試料液を２度塗布し、乾燥して厚さ０．０５μｍの膜を形成した。２度の試料液の塗布の間隔は１５分とした。
ＰＥＴ基板上に形成した膜表面の中心部、左端、右端の３点において、それぞれ水を滴下して接触角（°）を測定し、それらを平均して水接触角（°）とした。１点の測定につき２μＬの水滴を使用した。水の滴下から１秒後の水接触角θ_Ａと１０秒後の水接触角θ_Ｂをそれぞれ測定し、Ｖ_Ｈ＝（θ_Ｂ−θ_Ａ）／９から親水化速度Ｖ_Ｈ（°／秒）を算出した。

［気泡接触角］
親水化速度の測定の手法と同様にしてＰＥＴ基板上に膜を形成した。膜を形成したＰＥＴ基板を１６時間水に浸漬した後、膜表面の中心部、左端、右端の３点において、水中で気泡の接触角（°）を測定し、それらを平均して気泡接触角（°）とした。１点の測定につき、２μＬの気泡を使用した。

［タンパク質吸着試験］
各例で得た重合体について、以下の方法によりタンパク質の吸着量を測定して評価した。
親水化速度の測定と同様にして調製した試料液を、ポリプロピレン（ＰＰ）製の９６ウェルプレートのウェルに１５．０μＬ滴下した。次いで、ウェルに蓋をして、溶媒の蒸発速度を抑制しつつ３７℃の恒温槽で３日間静置して乾燥し、ウェルの底面に膜を形成した。膜を形成したウェルに、１ｍｇ／ｍＬに調整したヒトフィブリノーゲン（ｈＦｂｎ）溶液を５０μＬずつ加え、３７℃で１０分間保温した後、リン酸緩衝液（ＰＢＳ）を用いてウェルを洗浄した。次いで、０．５％ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含む１ＮＮａＯＨ水溶液の３０μＬをウェル内に加え、３７℃で２時間保温し、ウェル内の膜に吸着したタンパク質を水相に回収した。次いで、ウェル内にマイクロＢＣＡ試薬（サーモサイエンティフィック社製）を１５０μＬ、リン酸緩衝液ＰＢＳ（和光純薬社製）を１２０μＬ加えて３７℃で２時間保温し、十分に発色したことを確認した。ウェル内の溶液２００μＬを９６ウェルＴＣＰＳプレートに移し、マイクロプレートリーダーにて５６０ｎｍの光の吸光度を測定した。濃度が既知のタンパク質溶液による吸光度測定で作成した検量線を用いて、膜の単位面積あたりのタンパク質の吸着量を求めた。
評価は、タンパク質の吸着量が０．６５μｇ／ｃｍ^２以下を「〇（良好）」、０．６５μｇ／ｃｍ^２超を「×（不良）」とした。

［原料］
使用した原料の略号を以下に示す。
ＨＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート。
３ＦＭ：２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート。
ＥＢＩＢ：２−ブロモイソ酪酸エチル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製）。
ＰＭＤＥＴＡ：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＴＣＩ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）。
ＡＩＢＮ：２，２−アゾビスイソブチロニトリル。
ＤＭＦ：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド。
ＥＢＩＢは、精製せずにそのまま使用した。ＰＭＤＥＴＡは脱酸素化してから使用した。

［実施例１］
撹拌装置、温度計、ジムロート冷却管、及び窒素導入管を取り付けた四つ口フラスコに、ＨＥＭＡの１．８９ｇ、３ＦＭの０．０７６ｇ、ＡＩＢＮの０．０２ｇ、ＤＭＦの９．７９ｍＬを仕込み、室温（２５℃）で溶解した。８０℃まで加熱し、８０℃で２０時間撹拌後、室温まで冷却した。得られた反応混合物を、ジエチルエーテル５００ｍＬに加えて沈殿させた。デカンテーションにより上層の溶液を除去した後、沈殿物をエタノール６０ｍＬに溶解し、エタノール溶液をジエチルエーテル５００ｍＬに加えて再沈殿し、沈殿物を回収した。回収物を一昼夜、減圧乾燥し、ＨＥＭＡと３ＦＭのランダム共重合体である含フッ素重合体Ｐ−１の１．７６ｇを得た。
含フッ素重合体Ｐ−１のＭｎは２００００であり、Ｍｗは４１０００であり、Ｍｗ／Ｍｎは３．２であった。含フッ素重合体Ｐ−１の含フッ素部分の含有量は３．８質量％であった。

［実施例２］
ＨＥＭＡの仕込み量を１．７３ｇ、３ＦＭの仕込み量を０．１１ｇに変更した以外は、実施例１と同様の手法で、ＨＥＭＡと３ＦＭのランダム共重合体である含フッ素重合体Ｐ−２の１．８６ｇを得た。
含フッ素重合体Ｐ−２のＭｎは２００００であり、Ｍｗは４１０００であり、Ｍｗ／Ｍｎは３．２であった。含フッ素重合体Ｐ−２の含フッ素部分の含有量は６．４質量％であった。

［実施例３］
ＨＥＭＡの仕込み量を１．６４ｇ、３ＦＭの仕込み量を０．２１ｇに変更した以外は、実施例１と同様の手法で、ＨＥＭＡと３ＦＭのランダム共重合体である含フッ素重合体Ｐ−３の１．７７ｇを得た。
含フッ素重合体Ｐ−３のＭｎは２００００であり、Ｍｗは４１０００であり、Ｍｗ／Ｍｎは３．２であった。含フッ素重合体Ｐ−３の含フッ素部分の含有量は１２．６質量％であった。

［比較例１］
３ＦＭを使用しなかった以外は、実施例１と同様の手法で、ＨＥＭＡの単独重合体である重合体Ｐ−４の１．５５ｇを得た。
重合体Ｐ−４のＭｎは２００００であり、Ｍｗは４１０００であり、Ｍｗ／Ｍｎは３．２であった。

［比較例２］
ＨＥＭＡの仕込み量を０．９１ｇ、３ＦＭの仕込み量を１．０７ｇに変更した以外は、実施例１と同様の手法で、ＨＥＭＡと３ＦＭのランダム共重合体である含フッ素重合体Ｐ−５の１．４６ｇを得た。
含フッ素重合体Ｐ−５のＭｎは２００００であり、Ｍｗは４１０００であり、Ｍｗ／Ｍｎは３．２であった。含フッ素重合体Ｐ−５の含フッ素部分の含有量は５６．４質量％であった。

［比較例３］
ＨＥＭＡを使用しなかった以外は、実施例１と同様の手法で、３ＦＭの単独重合体である重合体Ｐ−６の１．７３ｇを得た。
重合体Ｐ−６のＭｎは２００００であり、Ｍｗは４１０００であり、Ｍｗ／Ｍｎは３．２であった。

各例の重合体の組成、及び評価結果を表１に示す。

表１に示すように、含フッ素部分Ｆを特定の比率で有する実施例１〜３の含フッ素重合体は、含フッ素部分を有しない比較例１、含フッ素部分の含有量が高い比較例２、及びＭＥＡ単位を有しない比較例３の重合体に比べて、タンパク質吸着量が少なく、生体親和性に優れていた。

Claims (6)

1. ２−ヒドロキシエチルメタクリレートに基づく単位と、含フッ素部分とを有する含フッ素重合体であって、
   前記２−ヒドロキシエチルメタクリレートに基づく単位の含有量が、前記含フッ素重合体の総質量に対して５０質量％以上であり、
   前記含フッ素部分が、フッ素原子が結合している炭素原子の数が１〜６のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素重合開始剤に基づく部分、含フッ素マクロ開始剤に基づく部分、含フッ素単量体に基づく単位、及び含フッ素マクロモノマーに基づく単位からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
   前記含フッ素部分の含有量が、前記含フッ素重合体の総質量に対して０．１〜１６質量％である、含フッ素重合体。
2. 示差走査熱量法で測定される中間水量が０．５質量％以上である、請求項１に記載の含フッ素重合体。
3. 請求項１又は２に記載の含フッ素重合体を含む膜。
4. 膜表面に２μＬの水滴を滴下し、滴下から１秒後の水接触角θ_Ａ（°）と１０秒後の水接触角θ_Ｂ（°）を測定したとき、Ｖ_Ｈ＝（θ_Ｂ−θ_Ａ）／９から算出される膜の親水化速度Ｖ_Ｈが２°／秒以上である、請求項３に記載の膜。
5. 水中における膜表面の気泡接触角が１３５°以上である、請求項３又は４に記載の膜。
6. 基材と、前記基材上に形成された請求項３〜５のいずれか一項に記載の膜とを有する医療用具。