JP2710444B2 - 医療材料の製造法 - Google Patents

医療材料の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヘパリン、ウロキナーゼ、TPA等を付与した
抗血栓性高分子材料を製造する方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
ヘパリン、コンドロイチン硫酸、デキストラン硫酸等
の硫酸多糖類、あるいはウロキナーゼ、TPA等の線溶性
活性酵素類は抗血栓性を有することが知られており、と
りわけヘパリンは抗血栓剤として臨床的に広く用いられ
ている。ヘパリンを血液と接触して用いられる材料の抗
血栓化応用するためには、ヘパリンを材料に固定化する
ことが必要であるが、この方法としてイオン結合により
材料表面に固定化する方法(例えば特開昭48−69890号
公報)が検討されている。
しかしながらイオン結合であるため場合においてはヘ
パリンは、短時間で流出し、その効力を失うことが知ら
れている。したがって安定な抗血栓性を維持する材料を
得るためにはヘパリンを共有結合のような強固な結合に
より材料と結合させることが必要であると考えられる。
共有結合により高分子材料表面にヘパリンを結合させる
方法は数多く試みられているが、通常とられる方法は、
高分子表面上の官能基と溶液中のヘパリンを反応させる
といった、高分子−高分子間の固液不均一反応である。
しかしこの方法では反応率を上げることが難しく、その
結果材料に固定されるヘパリンの量を増大させることは
困難である。特開昭50−3494号公報には高分子材料に、
官能基としてエポキシ基を含む親水性アクリレート系重
合体のハイドロゲルを用い、エポキシ基とヘパリンの反
応によりヘパリンを結合させる方法が開示されている。
しかし高分子材料は親水性アクリレート系共重合体に限
られており、またエポキシ基含有率も低いことから、結
合されるヘパリンの量は限られている。
これを解決する方法としては、あらかじめヘパリンを
変性しその反応性を改良するという試みがなされてい
る。例えば特公昭59−19562号公報がそれであるが、こ
れらはあらかじめ二重結合を導入したヘパリンを変性合
成しておかなければならないという欠点を有し、効果も
限られたものであった。
〔本発明が解決しようとする課題〕
そこで本発明者等は、これらの欠点の無い方法につい
て鋭意検討した結果、ある種のモノマーを用いることに
より、従来知られていた抗血栓性材料に比べて著しく抗
血栓性が向上し、またポリマーの柔軟性が増し、成形し
やすくなり、イオン結合ヘパリン等にみられるヘパリン
等抗血栓剤の流出もない抗血栓性医療材料を達成出来る
ことがわかった。
〔課題を解決するための手段〕
かくして本発明は、熱可塑性樹脂に一般式 (R1またはCH3、R2は炭化水素鎖、又は、ポリアミド
鎖)で表されるビニル化合物(1)及び一般式 (R1はH又はCH3、R2はH,CH3又はC2H5、nは1〜30)で
表されるビニル化合物(2)をグラフト重合させ、得ら
れたグラフト重合体にヘパリン、ウロキナーゼ、TPA等
の抗血栓性剤を反応させることを特徴とする、抗血栓性
高分子材料の製造方法を提供するものである。
以下本発明を詳述する。
ビニル化合物(1)としては、前記一般式で示される
もの、例えばアクリロキシスクシンイミド、メタクリロ
キシスクシンイミド、アクリロイルオキシスクシンイミ
ノポリアミド、アクリロイルベンゾトリアゾール、メタ
クリロイルベンゾトリアゾール、アクリロイルベンゾト
リアジルポリアミド等である。
入手の容易性、経済性よりアクリロキシスクシンイミ
ド、アクリロイルベンゾトリアゾール、メタクリロイル
ベンゾトリアゾールが好ましく用いられる。
上記の化合物はオキシスクシンイミドあるいはベンゾ
トリアゾール基との置換によりアミン類との反応が容易
に起こる。この反応を応用しヘパリン等抗血栓剤を共有
結合により強固に結合させることができる。
また、ビニル化合物(2)としては、前記一般式で示
されるもの、例えばメトキシポリエチレングリコールメ
タクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリ
レート、ポリエチレングリコールメタクリレート等が用
いられる。このような化合物はその親水性の他にビニル
化合物(1)との共重合能力が大きい等の特徴を持つ。
ビニル化合物(1)にヘパリン等抗血栓剤を化学的に
結合させ、抗血栓性をもつ高分子材料とすることは、ビ
ニル化合物(1)を適当な幹ポリマーにグラフト重合さ
せ、得られるグラフト重合体によって有効に達成され
る。この際、上記のようなビニル化合物(2)をビニル
化合物(1)と同時にグラフトさせると、得られるグラ
フトポリマーの親水性が向上し、ヘパリン等抗血栓剤が
ポリマー鎖中にとりこまれやすくなるために、抗血栓性
が増大するという効果が表れる。さらに、ポリマーの柔
軟性が増し、成形しやすくなり、また長時間使用して血
液の凝固が起こった場合でも、生じた血餅が付着しにく
い等の優れた特性もあわせて付与される。
これに対し本発明のポリマーと同じ構成成分をもつも
のでも、幹ポリマーに対してビニル化合物(1)及び
(2)がとりこまれていてもグラフト構造でないもの
や、あるいはブレンドされ結合してないものは医療用材
料として必要な物性を備えないか、あるいはヘパリン等
抗血栓剤が十分に結合せず本発明のような優れた抗血栓
性を示さない。
また本発明に用いられる抗血栓剤であるヘパリンはナ
トリウム塩等で供給される。このヘパリン以外の抗血栓
剤としては、ウロキナーゼ、TPA等の線溶性活性酵素、
スプレプトキナーゼ、トロンボモジュリン等が使用出来
る。
これらのなかでは効果、経済性、人手性等からヘパリ
ン、ウロキナーゼ等が優れている。
本発明の方法では、幹ポリマーとしては、熱可塑性樹
脂、特に好ましくは、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢
酸ビニル、その他のモノマーとの共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体に塩化ビニルをグラフトしたポリマ
ー、これらポリマーの混合物、またこれらのポリマー
に、ポリマーの物性をそこなわない程度に可塑剤、安定
剤等を混合したもの等、種々の共重合体や混合物を用い
ることができる。これらの共重合体や混合物に於いて、
その塩化ビニルの含有量は0.1%から100%の範囲に含ま
れていれば目的に応じて適宜選択できる。
このようなポリマーは、市販品として容易にかつ安価
に得られ、またグラフト活性化処理を施すことにより容
易に他のモノマーとグラフト重合しうる。
ビニル化合物(1)、及びビニル化合物(2)の該グ
ラフト重合体中に於ける含有量は両者合わせて全グラフ
トポリマーの1〜70重量%、好ましくは5〜50重量%が
よい。また、この範囲内でビニル化合物(1)とビニル
化合物(2)の含有量は、それぞれ0.5〜40重量%の範
囲で好ましく選択されるが、特に略等しいものが好まし
く用いられる。このようなグラフト率及びグラフト中の
ビニル化合物(1)とビニル化合物(2)の比率をもつ
グラフト重合体は、強度や可撓性等塩化ビニル含有ポリ
マーの特質を失うことなく、あわせて医療用材料として
備えるべき種々の特性もあわせて有するようになる。
グラフト重合体は、塩化ビニル含有重合体をグラフト
活性化処理し、ビニル化合物(1)及びビニル化合物
(2)を添加して適当な重合方法で重合させることによ
り得られる。
この際、グラフト活性化処理の方法としては例えば塩
化ビニル含有重合体の塩素原子を光照射等でラジカルを
与えやすい、例えばジチオカーバメイト基で置換する方
法等が好ましく用いられる。この方法はジメチルスルホ
キシド、シクロヘキサノン等適当な有機溶媒に塩化ビニ
ル重合体を溶かして、これにアルカリ金属ジアルキルジ
チオカーバメイトを30〜70℃程度で反応させて、塩素原
子の1〜10%程度をジチオカーバメイト基で置換するこ
とにより達成される。この際の重合方法は光重合が好ま
しく用いられる。光源としては通常の高圧水銀灯で十分
である。溶媒としては前述のようなものが適宜用いられ
る。
塩化ビニル含有ポリマー及び2種のビニル化合物の濃
度はそれぞれ1〜20重量%、好ましくは3〜10%程度が
適当であり、重合温度は常温で十分である。
また、ビニル化合物(1)及びビニル化合物(2)を
グラフトする場合には同時にあるいは遂時にグラフトさ
せることができる。また必要に応じて他のビニルモノマ
ー成分もあわせて使用することが出来る。
グラフト活性化処理及び重合方法等は上記したものに
限定されるものではなく適宜他の方法も用いられる。
かくして得られるグラフト重合体への抗血栓剤の反応
は以下のごとく行われる。
まず、該グラフト重合体を1〜20%、好ましくは3〜
10%程度含む溶液中にガラス管、ガラス棒、その他適当
な表面及び形状を有する固体を浸して引き上げ乾燥して
ポリマーのみをはぎとることにより目的の形状のポリマ
ーが、また適当に成形された塩化ビニル含有ポリマーや
ポリウレタン等の合成樹脂表面にポリマー溶液を塗布後
乾燥することにより、該グラフト重合体をコートした合
成樹脂が得られる。成形は抗血栓剤の反応に先だって行
われる事がその成形操作上有効である。
このようにして得られたポリマーをヘパリン、(その
誘導体を含む)等と反応させれば、容易に目的物が得ら
れる。これはビニル化合物(1)のオキシスクシンイミ
ド基、あるいはベンゾトリアゾール基と抗血栓剤等のア
ミン基との交換反応により行われ、アミド結合(−CONH
−)により強固に共有結合されるものと考えられる。
これは具体的には、ウロキナーゼ等ポリペプチドの場
合は、該グラフトポリマーを一定濃度のウロキナーゼ等
抗血栓剤を含む水やホルムアミド等の中に浸し、反応さ
せることによりウロキナーゼ化等抗血栓剤化が達成され
る。抗血栓剤の濃度は10%以下で十分であり、好ましく
は0.1〜3%である。また、加熱温度は常温〜100℃、好
ましくは常温〜70℃であり、加熱時間は2時間から数日
間であり、好ましくは3〜24時間である。
次にヘパリンを抗血栓剤として用いる場合は、例えば
該グラフトポリマーとジアミン類(好ましくは、ジアミ
ノプロパン、ジアミノプロパノール等の水溶性ジアミン
類)とまず反応させ(反応時間は数日間以内で、好まし
くは、1〜24時間である。)、次に触媒存在下(好まし
くはモルホリノエチルシクロヘキシルカルボジイミド系
等水溶性カルボジイミド等触媒存在下)ナトリウム塩の
ヘパリンを含む水溶液中等に浸し反応させる(反応時間
は数日間以内、好ましくは1〜24時間である。)ことに
よりヘパリンによる抗血栓剤化が達成される。ヘパリン
の濃度は10%以下で十分で、好ましくは1〜3%であ
る。
ここで述べた成形、抗血栓剤化等の方法は前記の方法
に限定されることなく適宜他の方法を用いることができ
る。
〔本発明の効果〕
これらの方法によって得られる本発明のポリマーは従
来知られていたポリ塩化ビニル系の抗血栓性材料に比べ
て著しく抗血栓性が向上し、またポリマーの柔軟性が増
し、成形しやすくなり、更に血餅が生じてもそれが付着
しにくい等の優れた特性を示し、またイオン結合ヘパリ
ン等にみられるヘパリン等抗血栓剤の流出もないことが
明らかとなった。
なお、本発明の医用高分子材料は、上記抗血栓性材料
に応用されるばかりではなく、診断薬、バイオリアクタ
ー等の担体等としても利用することが可能と考えられ、
本材料の効果は大きい。
以下に実施例を示す。
実施例1 種々のジチオカーバメイト化塩ビ含有ポリマー(グラ
フトマーR−3、グラフトマーR−5:日本ゼオンKK製)
(ジチオカーバメイト化率約2モル%)をシクロヘキサ
ノンに溶解し、メトキシポリエチレングリコールメタク
リレート(MOPEGMと略す。n=5〜6またはn=22〜2
6)とアクリロキシスクシンイミド(AOSIと略す。)を
加え、光源内部浸漬型光反応装置中100W水銀灯照射し、
各種のグラフト共重合体を得た。その結果を表−1に示
した。
このようにして得られた各種グラフト共重合体溶液を
内径8.8mm高さ75mmの試験管内にコーティングした(コ
ーティング回数2回、乾燥温度70℃)。コーティング後
メタノール一昼夜抽出し、そしてヘパリン化の場合、こ
の試験管を10%ジアミノプロパン水溶液に一晩浸漬した
後、触媒(モルホリノエチルシクロヘキシルカルボジイ
ミドメソトルエンスルホニックアシド)を含む2重量%
のヘパリン化ナトリウムを含有する水溶液に一晩浸漬し
てヘパリン化を行った。次いで蒸留水にて洗浄、未結合
ヘパリン及び残留塩を除去し、60℃×4時間真空乾燥し
試験に供する試験管を得た。また次に上記グラフト重合
体をコーティングした試験管を2%変性ヘパリン水溶
液、0.1%ウロキナーゼ水溶液、及び2%アルブミン水
溶液に一晩浸漬してウロキナーゼ化、アルブミン化を行
った。その後上記と同じように調整試験に供する試験管
を得た。
このようにして得られた各ポリマーコーティング試験
管を用いて血液に対するテスト(カルシウム再加時間テ
スト)を行った結果を表−2に示した。
MOPEGM及びAOSIをグラフト成分として含むポリマーは
何れも優れた抗血栓性を示した。またこの際、比較例と
してAOSIの代わりに三級アミンを含むジメチルアミノエ
チルメタクリレートを用い重合し、エチルブロマイドで
四級化した後に上記発明の合成物と同様にコーティング
しヘパリン化等の処理を行ったイオン結合ヘパリンを有
するものは、65℃三昼夜生理食塩水での抽出処理後、処
理前に比べ、その抗血栓性が低下していることがわか
る。これは抽出処理時におけるヘパリンの溶け出しに起
因するものと考えられた。これに比べ本発明のヘパリン
化ポリマーをコーティングしたものは、抽出処理後も良
好な抗血栓性を示している。
その他、比較として試験したヘパリン化しないもの、
未処理塩ビポリマー(グラフトマーR−3)、及びガラ
スを用いたもののカルシウム再加時間は数分であった。
なお上記のカルシウム再加時間テストは、3.8%クエ
ン酸ソーダ水溶液の入った採血管に、人の腕から、クエ
ン酸ソーダ溶液一容に対し九容となる量採血し、0℃で
1500rpmの回転数で10分間遠沈し、上記各種材料でコー
ティング等された試験管中で通常のカルシウム再加時間
のテスト法に従って行われた。(金井泉、金井正光編
著、臨床検査法提要、VI−82金原出版株式会社、昭和45
年)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニ
    ル、その他のモノマーとの共重合体、エチレン−酢酸ビ
    ニル共重合体に塩化ビニルをグラフとしたポリマー、ま
    たはこれらのポリマーの混合物を含み、該共重合体また
    は混合物中に含まれる塩化ビニルの含有量が0.1〜100%
    の範囲である熱可塑性樹脂に、一般式 (R1またはHまたはCH3、R2は炭化水素鎖、又は、ポリ
    アミド鎖)で表されるビニル化合物及び一般式 (R1はH又はCH3、R2はH、CH3又はC2H5、nは1〜30)
    で表されるビニル化合物をグラフト重合させ、得られた
    グラフト重合体に抗血栓性剤を反応させることを特徴と
    する、抗血栓性高分子材料の製造方法。
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