JP3173615B2 - Blood compatible material - Google Patents

Blood compatible material

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JP3173615B2
JP3173615B2 JP08961191A JP8961191A JP3173615B2 JP 3173615 B2 JP3173615 B2 JP 3173615B2 JP 08961191 A JP08961191 A JP 08961191A JP 8961191 A JP8961191 A JP 8961191A JP 3173615 B2 JP3173615 B2 JP 3173615B2
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carbon atoms
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quaternized
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heparin
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昌和 田中
英之 横田
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Toyobo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生体又は生体成分に直
接接触する医療用材料に関し、特に抗凝血性及び機械的
性質の良好な血液適合性材料に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a medical material which comes into direct contact with a living body or a living body component, and more particularly to a blood compatible material having good anticoagulant and mechanical properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】加工性、弾性、可撓性等の優れた高分子
材料は、近年医療用材料として広く利用される様になっ
てきたが、人工腎臓、人工肺、補助循環装置、人工血管
等の人工臓器をはじめとして、注射器、血液バッグ、心
臓カテーテル等のデイスポーザブル容器として今後益々
大量に利用されるであろう。その際問題となるのは、生
体に対する様々な異常反応が生起して生命維持の危険を
招くことがないかどうかという安全性であり、血液の場
合について言えば血液凝固を生じないという条件が要求
される。現在迄に提供されている抗凝血性高分子材料
は、(1) 高分子材料の表面にヘパリン又はその類縁化合
物を付着させたもの、(2) 高分子材料の表面に陰電荷を
与えたもの、(3) 高分子材料の表面を不活性化したもの
の3通りに分類されるが、本発明で提供される材料は、
上記のうち(1) に分類される。
2. Description of the Related Art In recent years, polymer materials excellent in processability, elasticity, flexibility and the like have been widely used as medical materials, but artificial kidneys, artificial lungs, assisted circulation devices, artificial blood vessels, and the like. In addition to artificial organs, such as syringes, blood bags, heart catheters, etc., they will be increasingly used in disposable containers in the future. The problem here is the safety of whether various abnormal reactions to the living body occur and cause danger of life support, and in the case of blood, the condition that blood coagulation does not occur is required. Is done. The anticoagulant polymer materials provided to date are (1) those with heparin or its analogs attached to the surface of the polymer material, and (2) those with a negative charge applied to the surface of the polymer material. (3) Classified into three types, those in which the surface of the polymer material is inactivated, the material provided by the present invention is:
It is classified into (1) among the above.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで(1) の手段
(以下表面ヘパリン化法という)は、更に(A) ポリマー
とヘパリン類のブレンド法、(B) ポリマー中のカチオン
性基にヘパリン類をイオン結合させる方法、(C) ポリマ
ーとヘパリンを共有結合させる方法に細分類されるが、
(A) 、(B) の方法では、生理条件下での長期間使用によ
ってヘパリン類が脱離し、生体内に固定して用いる医療
用材料としては不適当である。これに対し(C) で得られ
る材料では、ヘパリン類が共有結合されている為脱離し
難いという利点を有するが、従来の共有結合方式はヘパ
リン構成々分であるD−グルコサミンやD−グルクロン
酸にコンホーメーション変化を与えるので、抗凝血効果
が小さくなるという欠点がある。
The means (1) (hereinafter referred to as surface heparinization method) further comprises (A) a blending method of polymer and heparin, and (B) heparin to a cationic group in the polymer. The method is subdivided into a method of ionic bonding and a method of covalently bonding (C) the polymer and heparin.
In the methods (A) and (B), heparins are eliminated by long-term use under physiological conditions, and are unsuitable as a medical material to be fixed and used in a living body. On the other hand, the material obtained in (C) has an advantage that heparins are hardly detached because they are covalently bonded. However, the conventional covalent bonding system has a heparin component D-glucosamine or D-glucuronic acid. Has the disadvantage that the anticoagulant effect is reduced because it gives conformational changes.

【0004】これらに対し特開昭50−139173号
公報には、 一般式 HO(R1 O)m 2 N(R3 )R4(OR5 n OH (但しR1 、R2 、R4 、R5 は炭素数2〜4のアルキ
レン基、R3 は炭素数1〜20のアルキル基、m及びn
は1〜30の整数)で示される「第3級アミノ基及びポ
リエーテル連鎖を分子中に有する2価アルコール」をジ
オール成分の一部又は全部とするポリエステル又はポリ
ウレタンを4級塩化して、「第4級アンモニウム塩を分
子中に有するポリエーテル型ポリエステル或はポリエー
テル型ポリウレタン」をヘパリンと反応させる「抗血液
凝固性高分子材料の製造方法」が提案されている。この
方法では、mやnの値が大き過ぎると、第3級アミノ
基、ひいては4級化されたアンモニオ基の数が少なくな
るので、ヘパリンの付着量が不十分となり、抗血液凝固
性作用が小さくなるという欠点がある。又親水性ドメイ
ンを形成するには至らない。これに対しmやnが小さい
場合は、機械的性質、殊に弾性が低下し、人工臓器とし
ての利用には不向きである。更に、特公昭54−185
18には、親水性成分と疎水性成分と第4級アンモニウ
ム塩成分を必須単位として含む共重合体とヘパリンから
なり且つ標準膜電位差が負の値を示すことを特徴とする
抗凝血性医用材料が開示されているが、この場合も実施
例に示されているように、吸水率が5〜80%と大きい
ため、ヘパリンの脱離が速く、その効果が長期間持続し
ないと同時に、高吸水率のため、血液中での強度低下が
大きく、力のかかる場所(ローラーポンプのシゴキ部
分)などには用いられない等の欠点を有する。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-139173 discloses that the general formula HO (R 1 O) m R 2 N (R 3 ) R 4 (OR 5 ) n OH (where R 1 , R 2 , R 4 , R 5 are an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 3 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, m and n
A tertiary amino group and a polyhydric alcohol having a polyether chain in the molecule) represented by the following formula: There has been proposed a "method of producing an anticoagulant polymer material" in which "a polyether type polyester or a polyether type polyurethane having a quaternary ammonium salt in the molecule" is reacted with heparin. In this method, if the value of m or n is too large, the number of tertiary amino groups and, consequently, the number of quaternized ammonio groups decreases, so that the amount of adhering heparin becomes insufficient, and the anticoagulant effect is reduced. There is a disadvantage that it becomes smaller. In addition, it is not possible to form a hydrophilic domain. On the other hand, when m and n are small, the mechanical properties, particularly the elasticity, are reduced, and they are not suitable for use as artificial organs. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 54-185
18. An anticoagulant medical material comprising heparin and a copolymer containing a hydrophilic component, a hydrophobic component and a quaternary ammonium salt component as essential units, and having a negative standard membrane potential difference. In this case, too, as shown in the examples, the water absorption is as large as 5 to 80%, so that heparin is rapidly desorbed, and the effect is not maintained for a long period of time. Due to the rate, there is a drawback that the strength is greatly reduced in blood and is not used in places where a force is applied (the squeeze portion of the roller pump).

【0005】これらの欠点をなくすため、本出願人は以
前に(特公昭60−16260)なる特許を出願した。
しかし、この場合においても吸水性が4%を越すと、ヘ
パリンの脱離が速く、長期間の抗血栓性を維持できな
い。
In order to eliminate these drawbacks, the present applicant has previously filed a patent application (JP-B-60-16260).
However, even in this case, when the water absorption exceeds 4%, heparin is rapidly released, and the antithrombotic property cannot be maintained for a long time.

【0006】そこで我々は鋭意研究の結果、前記の欠点
を全て解決する発明に到った。即ち、本発明は下記一般
式(1)の構造を有する4級化ポリウレタン又は4級化
ポリウレタンウレアを、ヘパリン又はその類縁化合物で
処理したことを特徴とする血液適合性材料である。 −DI−PAE−DI−A−DI− (1) (上記(1)式中、DIは−CO−NH−<B>−NH
−CO−を表しており、<B>は炭素数2〜25の炭化
水素基である。上記(1)式中、PAEは−O−(<C
>−<D>−<E>)x −を表している。ここで、<C
>は-CH(R1)CH2N(R2)CH2CH(R3)O-を表しており、R1、R3
はそれぞれ同一又は異なっていてもよい炭素数1〜5の
アルキル基を表し、R2は炭素数1〜15のアルキル基、
アラルキル基又はアリール基を表している。また<C>
は、PAE中30モル%以上含まれている。なお、上記
のNの一部又は全部は4級化され、下記構造を有してい
る。
Therefore, as a result of intensive studies, we have arrived at an invention that solves all the above-mentioned disadvantages. That is, the present invention is a blood-compatible material obtained by treating a quaternized polyurethane or a quaternized polyurethane urea having a structure represented by the following general formula (1) with heparin or an analog thereof. -DI-PAE-DI-A-DI- (1) (In the above formula (1), DI is -CO-NH- <B> -NH
Represents —CO—, and <B> is a hydrocarbon group having 2 to 25 carbon atoms. In the above formula (1), PAE is -O-(<C
>-<D>-<E>) x- . Where <C
> Represents -CH (R 1 ) CH 2 N (R 2 ) CH 2 CH (R 3 ) O-, and R 1 , R 3
Represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be the same or different, R 2 represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms,
Represents an aralkyl group or an aryl group. Also <C>
Is contained in PAE by 30 mol% or more. Part or all of N is quaternized and has the following structure.

【化2】 ここで、Rは4級化剤由来の炭素数1〜10の炭化水素
基で、R2の炭素数とRの炭素数の合計は7〜16であ
る。また、Z - は4級化剤由来のハライド又は活性エス
テル由来基である。<D>は-R8-O-を表しており、R8
炭素数2〜20のアルキレン基を表している。<E>は
-(R9-O-)n - を表しており、R9は炭素数2〜5のアルキ
レン基、nは2以上の整数をそれぞれ表している。xは
2以上の整数を表している。なお、上記<C>、<D
>、<E>の配列はランダムであってよい。上記(1)
式中、Aは-O-(X-O)m - 、-O-(X-CO) m - -O-Y-O- 、-NH-Y-NH- 、-O-Y-NH-、NH-Y-O- 又は-NH-NH
CO-Y-CONH-NH- を表している。ここで、Xは炭素数2〜
15の炭化水素基、mは2以上の整数、Yは炭素数2〜
10の炭化水素基を表す。)本発明は、ポリアミノエー
テルを含むポリウレタン又はポリウレタンウレアの第3
級アミノ基を4級化する際、吸水率が4%以下になるよ
うに4級化剤の鎖長を選択する点に要旨が存在する。
Embedded image Here, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms derived from a quaternizing agent, and the total number of carbon atoms of R 2 and R is 7 to 16. Z - is a halide derived from a quaternizing agent or a group derived from an active ester. <D> represents —R 8 —O—, and R 8 represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. <E> is
-(R 9 -O-) n- , wherein R 9 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and n is an integer of 2 or more. x represents an integer of 2 or more. The above <C>, <D
>, <E> may be random. The above (1)
In the formula, A is -O- (XO) m- , -O- (X-CO) m --OYO-, -NH-Y-NH-, -OY-NH-, NH-YO- or -NH- NH
Represents CO-Y-CONH-NH-. Here, X has 2 to 2 carbon atoms.
15 hydrocarbon groups, m is an integer of 2 or more, Y is 2 to 2 carbon atoms
Represents 10 hydrocarbon groups. The present invention relates to a polyurethane or polyurethane urea containing a polyaminoether.
When the quaternary amino group is quaternized, there is a gist in selecting the chain length of the quaternizing agent so that the water absorption becomes 4% or less.

【0007】一般式、 HO−R8 −OH 〔2〕 および HO−(R9 O)n−H 〔3〕 (上記各式において、R8 は炭素数2〜20のアルキレ
ン基、R9 は炭素数2〜5のアルキレン基、nは2以上
を示す)で示されるジオールと、一般式〔1〕で表わさ
れる第3級アミノアルコールとのジオール類を、〔1〕
がポリアミノエーテル原料の30モル%以上の割合とな
るように反応させたポリアミノエーテルを用いたセグメ
ント化ポリエーテルウレタンを用い、しかも第3級アミ
ノ基が4級化されているので、本発明で得られる材料の
抗血液凝固機能は極めて高い。また本発明の高分子材料
ではヘパリンの吸着及び生体内でのヘパリンの脱離が適
度に行なわれるので、抗血栓性材料として長期に使用で
きる。さらに親水性ドメイン及び疎水性ドメインの大き
さも夫々アミノアルコールの割合あるいはポリアミノエ
ーテルの分子量を選択することにより自由に調整でき
る。
[0007] In the general formula, HO-R 8 -OH (2) and HO- (R 9 O) n- H [3] (the above formulas, R 8 is an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, R 9 is A diol represented by the formula (1) and a tertiary amino alcohol represented by the general formula (1):
Is used in the present invention because a segmented polyether urethane using a polyaminoether reacted so that the ratio thereof is 30 mol% or more of the polyaminoether raw material is used, and the tertiary amino group is quaternized. The anticoagulant function of the material used is extremely high. In addition, the polymer material of the present invention can be used as an antithrombotic material for a long time because heparin is adsorbed and desorbed in vivo in a moderate amount. Further, the sizes of the hydrophilic domain and the hydrophobic domain can be freely adjusted by selecting the ratio of the amino alcohol or the molecular weight of the polyaminoether, respectively.

【0008】高分子材料を血液に接触させて用いる場合
の一般的問題としては、上記抗凝血性の他に、材料中の
添加剤(可塑剤、安定剤、重合触媒等)や未反応原料
(モノマー、オリゴマー等)の溶出による有害作用を考
えなければならないが、本発明では可塑剤等を添加する
必要がなく、またセグメント化ポリマーを形成するもの
であるから、この様な不都合を招く恐れはない。高分子
材料は、生体内の遊離基や酵素等によって酸化分解や代
謝等複雑な影響を受け易いものであるが、セグメント化
ポリエーテルウレタンをベースとしているので化学的安
定性が高く、有害な溶出物を発生することも少ない。
[0008] In general, when a polymer material is used in contact with blood, in addition to the above-mentioned anticoagulant properties, additives (plasticizers, stabilizers, polymerization catalysts, etc.) in the material and unreacted raw materials ( Although it is necessary to consider the detrimental effects due to the dissolution of monomers and oligomers, the present invention does not require the addition of a plasticizer or the like and forms a segmented polymer. Absent. Polymer materials are susceptible to complex effects such as oxidative degradation and metabolism by free radicals and enzymes in the living body.However, since they are based on segmented polyether urethane, they have high chemical stability and harmful elution It rarely generates things.

【0009】本発明の材料は、親水性の高い4級塩化ポ
リアミノエーテルセグメントと、疎水性のポリエーテル
セグメント、及び結晶性のウレタンやウレア結合から構
成される為、固相において相分離を起こし、ミクロドメ
イン構造を形成するが、この構造は血管内壁の構造と類
似している。従って構造的側面から抗凝血性も期待され
る。次に本発明の高分子材料を構成する各成分について
説明する。まず一般式〔1〕においてR1 及びR3 で示
される炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
第3級ブチル、ペンチル、イソペンチル等の飽和低級ア
ルキルなどがある。又R2 で示される炭素数1〜15の
アルキル基としては、上記飽和低級アルキルの他に、ヘ
キシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデ
シル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデ
シル等の鎖状或は分岐したアルキルがあり、他に、シク
ロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル等の飽和
環状アルキル等がある。又R2 で示されるアラルキル基
としては、ベンジルやフェネチル等が例示され、これら
はメチル、エチル、プロピル等のアルキル基で置換され
ていてもよい。更にR2 で示されるアリール基として
は、フエニルやナフチル等が例示され、これらはメチ
ル、エチル、プロピル等のアルキル基で置換されていて
もよい。しかしこの中でも炭素数1〜15のアルキル基
が好ましい。尚これらのアミノアルコール類とともにポ
リアミノエーテルを製造するために用いられる原料とし
ては、一般式〔2〕または〔3〕で表わされるジオール
類が示される。
The material of the present invention is composed of a quaternary chlorinated polyaminoether segment having a high hydrophilicity, a hydrophobic polyether segment, and a crystalline urethane or urea bond. Form a microdomain structure, which is similar to the structure of the vascular lining. Therefore, anticoagulant properties are also expected from the structural aspect. Next, each component constituting the polymer material of the present invention will be described. First, as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 1 and R 3 in the general formula [1], methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl,
Saturated lower alkyl such as tertiary butyl, pentyl, isopentyl and the like. As the alkyl group having 1 to 15 carbon atoms represented by R 2 , in addition to the above-mentioned saturated lower alkyl, a chain or a chain such as hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, etc. There are branched alkyls, and other examples include saturated cyclic alkyls such as cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl. Examples of the aralkyl group represented by R 2 include benzyl, phenethyl and the like, which may be substituted with an alkyl group such as methyl, ethyl and propyl. Further, examples of the aryl group represented by R 2 include phenyl, naphthyl and the like, which may be substituted with an alkyl group such as methyl, ethyl and propyl. However, among these, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms is preferable. In addition, as a raw material used for producing a polyaminoether together with these amino alcohols, diols represented by the general formula [2] or [3] are shown.

【0010】以上で各記号の意味を説明したが、更に個
々の化合物毎に具体的説明を加えると下記の通りであ
る。まず一般式〔1〕で示される第3級アミノアルコー
ルとしては、3−メチル−−3−アザ−1,5−ペンタ
ンジオール、3−エチル−3−アザ−1,5−ペンタン
ジオール、3−プロピル−3−アザ−1,5−ペンタン
ジオール、3−イソブチル−3−アザ−1,5−ペンタ
ンジオール、3−n−ペンチル−3−アザ−1,5−ペ
ンタンジオール、3−n−ヘキシル−3−アザ−1,5
−ペンタンジオール、3−シクロヘキシル−3−アザ−
1,5−ペンタンジオール、3−フェニル−3−アザ−
1,5−ペンタンジオール、3−ベンジル−3−アザ−
1,5−ペンタンジオール、4−メチル−4−アザ−
2,6−ヘプタンジオール、4−エチル−4−アザ−
2,6−ヘプタンジオール、4−n−プロピル−4−ア
ザ−2,6−ヘプタンジオール、4−イソプロピル−4
−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−n−ブチル−
4−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−イソブチル
−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−ヘキシル
−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−シクロヘ
キシル−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−ベ
ンジル−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−フ
エニル−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール、4−n
−ラウリル−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール等が
例示される。
The meaning of each symbol has been described above. The specific description of each compound is as follows. First, the tertiary amino alcohol represented by the general formula [1] includes 3-methyl-3-aza-1,5-pentanediol, 3-ethyl-3-aza-1,5-pentanediol, Propyl-3-aza-1,5-pentanediol, 3-isobutyl-3-aza-1,5-pentanediol, 3-n-pentyl-3-aza-1,5-pentanediol, 3-n-hexyl -3-aza-1,5
-Pentanediol, 3-cyclohexyl-3-aza-
1,5-pentanediol, 3-phenyl-3-aza-
1,5-pentanediol, 3-benzyl-3-aza-
1,5-pentanediol, 4-methyl-4-aza-
2,6-heptanediol, 4-ethyl-4-aza-
2,6-heptanediol, 4-n-propyl-4-aza-2,6-heptanediol, 4-isopropyl-4
-Aza-2,6-heptanediol, 4-n-butyl-
4-aza-2,6-heptanediol, 4-isobutyl-4-aza-2,6-heptanediol, 4-hexyl-4-aza-2,6-heptanediol, 4-cyclohexyl-4-aza-2 , 6-Heptanediol, 4-benzyl-4-aza-2,6-heptanediol, 4-phenyl-4-aza-2,6-heptanediol, 4-n
-Lauryl-4-aza-2,6-heptanediol and the like.

【0011】更に一般式〔2〕で示されるジオール類と
しては、エチレングリコール、プロピレングリコール、
テトラメチレングリコール、1.6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール
などが挙げられる。一般式〔3〕で表わされるジオール
類としてはジエチレングリコールやトリエチレングリコ
ール、更には分子量200〜2000のポリエチレング
リコール;ジプロピレングリコールやトリプロピレング
リコール、更には分子量200〜1000のポリプロピ
レングリコール;分子量200〜1000のポリテトラ
メチレングリコール;分子量200〜1000のポリヘ
キサメチレングリコール等が例示される。
Further, diols represented by the general formula [2] include ethylene glycol, propylene glycol,
Examples include alkylene glycols such as tetramethylene glycol, 1.6-hexanediol, and neopentyl glycol. Examples of the diols represented by the general formula [3] include diethylene glycol and triethylene glycol, and also polyethylene glycol having a molecular weight of 200 to 2,000; dipropylene glycol and tripropylene glycol, and further polypropylene glycol having a molecular weight of 200 to 1,000; And polyhexamethylene glycol having a molecular weight of 200 to 1,000.

【0012】そして本発明に係るポリアミノエーテルと
は、同一又は異なった第3級アミノアルコール〔1〕同
士を重合させたもの、同一第3級アミノアルコール
〔1〕を30モル%以上用い、これにジオール類〔2〕
及び/又は〔3〕を重合させたもの等が挙げられる。こ
の様なポリアミノエーテルを得る重合反応条件は本発明
を制限するものではないが、一般的には燐酸、亜燐酸或
はポリ燐酸等の縮合触媒を用い、150〜280℃、好
ましくは200〜250℃に加熱反応させ、生成する水
及び未反応のモノマーやオリゴマーを常圧又は減圧下の
留去する。ここで得られるポリアミノエーテルは、分子
量300〜8000、好ましくは800〜3000のも
のである。本発明におけるセグメント化ポリエーテルウ
レタンとは上記ポリアミノエーテルと、必要により他の
イソシアネート基と反応し得る活性水素を2個以上含有
する化合物を、ポリイソシアネートと反応させたもので
ある。
The polyaminoether according to the present invention is obtained by polymerizing the same or different tertiary amino alcohols [1], and using the same tertiary amino alcohol [1] in an amount of 30 mol% or more. Diols [2]
And / or those obtained by polymerizing [3]. The polymerization reaction conditions for obtaining such a polyaminoether do not limit the present invention, but generally use a condensation catalyst such as phosphoric acid, phosphorous acid or polyphosphoric acid, at 150 to 280 ° C, preferably 200 to 250 ° C. The reaction is carried out by heating at a temperature of ° C., and the generated water and unreacted monomers and oligomers are distilled off under normal pressure or reduced pressure. The polyaminoether obtained here has a molecular weight of 300 to 8000, preferably 800 to 3000. The segmented polyether urethane in the present invention is obtained by reacting a compound containing the above polyaminoether and, if necessary, two or more active hydrogens capable of reacting with another isocyanate group, with a polyisocyanate.

【0013】セグメント化ポリエーテルウレタンの製造
法は特に制限されないが、たとえば上記ポリアミノエー
テルと、他のイソシアネート基と反応し得る活性水素を
2個以上含有する化合物を、ポリイソシアネートととも
に反応させ、末端イソシアネート基含有プレポリマーを
製造し、低分子量のイソシアネート基と反応し得る活性
水素を2個以上含有する化合物で分子鎖伸長させてセグ
メント化ポリエーテルウレタンとする方法がある。尚最
終的に得られるセグメント化ポリエーテルウレタン中
に、ポリアミノエーテルは1〜90重量%含ませるのが
好ましく、更に推奨される含有率は5〜70重量%であ
る。
The method for producing the segmented polyether urethane is not particularly limited. For example, the above polyaminoether is reacted with a compound containing two or more active hydrogens capable of reacting with other isocyanate groups together with the polyisocyanate to form a terminal isocyanate. There is a method of producing a group-containing prepolymer, extending the molecular chain with a compound containing two or more active hydrogens capable of reacting with a low molecular weight isocyanate group to obtain a segmented polyether urethane. The finally obtained segmented polyether urethane preferably contains 1 to 90% by weight of the polyaminoether, and the recommended content is 5 to 70% by weight.

【0014】セグメント化ポリエーテルウレタンを製造
する場合におけるソフトセグメントを形成する活性水素
含有化合物としては上記ポリアミノエーテルのほかに、
一般的なセグメント化ポリエーテルウレタンの製造に利
用されるポリオール(通常200〜8000の分子量)
が利用される。この様なポリオールとしては、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテ
トラメチレングリコール等のポリオキシアルキレンジオ
ール;エチレングリコール、プロピレングリコール、テ
トラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、
2・2−ジメチルトリメチレングリコール、ヘキサメチ
レングリコール、デカメチレングリコール、1・4−ジ
ヒドロキシシクロヘキサン、1・4−ジヒドロキシメチ
ルシクロヘキサン等のジオール類(好ましくは炭素数2
〜15)とジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体
(たとえばセバチン酸、アシピン酸、ドデカンジカルボ
ン酸、グルタル酸、コハク酸、蓚酸、アゼライン酸等の
脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の
芳香族ジカルボン酸又はそれらのハライド、活性エステ
ル、アミド等)を反応させて得られるポリエステルジオ
ール;ε−カプロラクトン等の開環重合によって得られ
るポリラクトンジオール等が挙げられる。
The active hydrogen-containing compound forming a soft segment in the production of a segmented polyether urethane includes, in addition to the above polyaminoether,
Polyols used for the production of general segmented polyether urethanes (typically 200-8000 molecular weight)
Is used. Examples of such polyols include polyoxyalkylene diols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol; ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol,
Diols such as 2,2-dimethyltrimethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, 1,4-dihydroxycyclohexane, and 1,4-dihydroxymethylcyclohexane (preferably having 2 carbon atoms)
To 15) and a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof (for example, aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid, asipic acid, dodecanedicarboxylic acid, glutaric acid, succinic acid, oxalic acid, and azelaic acid, and aromatics such as terephthalic acid and isophthalic acid). Polyester diols obtained by reacting dicarboxylic acids or their halides, active esters, amides and the like); polylactone diols obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone and the like.

【0015】ポリイソシアネートとしては、従来ポリウ
レタンの製造に用いられるポリイソシアネート、並びに
今後開発されるであろうポリイソシアネートの全てが利
用可能である。好ましいものとしては、エチレンジイソ
シアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメ
チレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネ
ート、オクタメチレンジイソシアネート、ウンデカメチ
レンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネー
ト、3・3’−ジイソシアナトプロピルエーテル、シク
ロペンチレン−1・3−ジイソシアネート、シクロヘキ
サン−1・4−ジイソシアネート、2・4−トリレンジ
イソシアネート、2・6−トリレンジイソシアネート、
2・4−トリレンジイソシアネートと2・6−トリレン
ジイソシアネートとの混合物、キシリレン−1・4−ジ
イソシアネート、キシリレン−1・3−ジイソシアネー
ト、4・4’−ジフエニルメタンジイソシアネート、4
・4−ジフエニルプロパンジイソシアネート、4−イソ
シアナトベンジルイソシアネート、m−フエニレンジイ
ソシアネート、p−フエニレンジイソシアネート、ナフ
タレン−1・4−ジイソシアネート、ナフタレン−1・
5−ジイソシアネート等が例示される。
As the polyisocyanate, all polyisocyanates conventionally used in the production of polyurethane and all polyisocyanates which will be developed in the future can be used. Preferred are ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, undecamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 3,3′-diisocyanatopropyl ether, cyclopentylene-1. 3-diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate,
A mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, xylylene-1,3-diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
4-diphenylpropane diisocyanate, 4-isocyanatobenzyl isocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, naphthalene-1,4-diisocyanate, naphthalene-1.
5-diisocyanate and the like are exemplified.

【0016】セグメント化ポリエーテルウレタンの製造
反応条件は本発明を制限するものではないが、一般的に
は、イソシアネート基/水酸基(モル比)が1.1〜
5.0(好ましくは1.5〜3.0)となる様に、各原
料を反応させてプレポリマーを製造する。このプレポリ
マーは両末端にイソシアナト基を有するもので、これに
イソシアナト基と反応する活性水素含有化合物、たとえ
ば低分子量のジオール、ジアミン或はアミノアルコール
を反応させて分子鎖を伸長させるとセグメント化ポリエ
ーテルウレタンが得られる。ここで用いる分子鎖伸長
剤、たとえば低分子量ジオール、ジアミン及びアミノア
ルコールとしては、公知及び新規の如何を問わず全て本
発明に適用できる。特に好適なものを挙げると、ジオー
ルとしては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、1・5−ペンタンジオ
ール、1・6−ヘキサンジオール、1・10−デカンジ
オール、1・4−ジヒドロキシシクロヘキサン、1・4
−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール等が例示され、ジアミ
ンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、
ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリデ
ンジアミン、フェニレンジアミン、4・4’−ジアミノ
ジフエニルメタン等の他、更に広義のジアミン、例えば
ヒドラジンやジカルボン酸のジヒドラジド(例えばシュ
ウ酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸
ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸
ジヒドラジド等)等も利用でき、更にアミノアルコール
としては、メタノールアミン、2−アミノエタノール、
3−アミノプロパノール、4−アミノブタノール等が例
示される。
Although the reaction conditions for producing the segmented polyether urethane do not limit the present invention, generally, the isocyanate group / hydroxyl group (molar ratio) is 1.1 to 1.1.
The raw materials are reacted to produce a prepolymer so as to have a value of 5.0 (preferably 1.5 to 3.0). The prepolymer has isocyanate groups at both ends, and is reacted with an active hydrogen-containing compound that reacts with the isocyanate group, for example, a low molecular weight diol, diamine or amino alcohol to extend the molecular chain, thereby obtaining a segmented poly-polymer. Ether urethane is obtained. As the molecular chain extender used herein, for example, low molecular weight diols, diamines and amino alcohols, all known and novel ones can be applied to the present invention. Particularly preferred examples include diols such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, 1.5-pentanediol, 1.6-hexanediol, 1.10-decanediol, 1.4-dihydroxycyclohexane, 1.4
-Dihydroxymethylcyclohexane, diethylene glycol, triethylene glycol and the like are exemplified, and as the diamine, ethylene diamine, propylene diamine,
In addition to butylenediamine, hexamethylenediamine, xylidenediamine, phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, etc., diamines in a broader sense such as hydrazine and dihydrazide of dicarboxylic acid (for example, oxalic acid dihydrazide, succinic dihydrazide, adipin) Acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, etc.) and the like, and further, as the amino alcohol, methanolamine, 2-aminoethanol,
Examples thereof include 3-aminopropanol and 4-aminobutanol.

【0017】このように鎖伸長されたセグメント化ポリ
エーテルウレタンは次に4級塩化反応に付される。4級
塩化は、セグメント化ポリエーテルウレタンの成形前後
を問わないが、成形前であれば例えばジメチルホルムア
ミド等の溶媒中において、又成形後であればそのまま
で、炭素数1〜10、好ましくは2〜8のアルキルハラ
イド、のうち少なくとも1種類を用いて、室温〜沸点間
の温度で行なわれる。この際、4級化剤を選択し、一般
式〔1〕のR2 の炭素数と4級化剤の炭化水素基鎖長の
炭素数の和が、7以上16以下、好ましくは8以上14
以下にすることが本発明の要旨である。このように選択
することにより、4級化率にかかわらず、吸水率が4%
以下に維持される。和が6以下の場合は、吸水率が4%
を越え、ヘパリンの脱離が速く、長期間の血液適合性が
維持できないばかりか、機械的強度も低下し、実用的に
問題となる。又、和が17以上の場合は、第3級アミノ
基周囲がバルキーとなるため、4級化率が向上せず、ヘ
パリンの吸着量が小さいため、血液適合性を達成するこ
とが困難となる。4級化剤としては、シクロアルキルハ
ライド、活性エステル等も使用しうるが、好ましいもの
としては、本発明においては、アルキルハライドであ
る。芳香族ハライドは、ヘパリン化の効率が悪い。
The segmented polyether urethane thus extended is subjected to a quaternary salification reaction. The quaternary salification may be performed before or after the formation of the segmented polyether urethane. However, before the formation, in a solvent such as dimethylformamide, and after the formation, the quaternary chloride has 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 carbon atoms. The reaction is carried out at a temperature between room temperature and the boiling point using at least one of the alkyl halides of (1) to (8). At this time, a quaternizing agent is selected, and the sum of the carbon number of R 2 in the general formula [1] and the carbon number of the hydrocarbon group chain length of the quaternizing agent is 7 or more and 16 or less, preferably 8 or more and 14 or less.
The following is the gist of the present invention. With this selection, the water absorption rate is 4% regardless of the quaternization rate.
It is kept below. If the sum is 6 or less, the water absorption is 4%
In addition, heparin is rapidly desorbed, and not only long-term blood compatibility cannot be maintained, but also mechanical strength is reduced, which is a practical problem. In addition, when the sum is 17 or more, the tertiary amino group becomes bulky, the quaternization rate is not improved, and the adsorbed amount of heparin is small, so that it is difficult to achieve blood compatibility. . As the quaternizing agent, cycloalkyl halides, active esters and the like can be used, but in the present invention, alkyl halides are preferred. Aromatic halides have poor heparinization efficiency.

【0018】ポリウレタン又はポリウレタンウレア中に
含有される第3級アミノ基の含量は0.05〜5.0m
mol/g ,好ましくは0.1〜3.0,更に好ましくは
0.2〜2.0m mol/g である。又、この第3級アミノ
基の4級化率は、10%以上、好ましくは20%以上、
さらに好ましくは30%以上である。最後にヘパリンの
付与が行なわれるが、この反応は高分子材料の成形前後
を問わない。しかし好ましくは、以下述べるヘパリン類
縁化合物の溶液中に、成形物を浸漬させることによって
行なう。尚該溶液は、通常0.1〜10%濃度のもの、
好ましくは、0.5〜5%濃度のものが用いられる。反
応は室温下でも進行するが、40〜100℃程度に加熱
して行なうのがもっとも好ましい。ここで用いるヘパリ
ン類縁化合物とは、ヘパリン、ヘパリン金属塩、4−ヘ
パリン、4−ヘパリン金属塩等の誘導体だけではなく、
コンドロイチン硫酸、デキストラン硫酸等のヘパリノイ
ド、更にはPVA硫酸エステル等のヘパリン類似体をも
含むものである。又、ヘパリン化に用いられる溶媒とし
ては、水又は水に可溶な有機溶媒、例えば、アセトン、
エタノール、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミ
ド又はジメチルアセトアミド、と水との混合溶媒を用い
ても良い。
The content of tertiary amino groups contained in the polyurethane or polyurethane urea is 0.05 to 5.0 m.
mol / g, preferably 0.1 to 3.0, more preferably 0.2 to 2.0 mmol / g. The quaternization ratio of the tertiary amino group is 10% or more, preferably 20% or more.
More preferably, it is 30% or more. Finally, heparin is applied, and this reaction may be performed before or after the molding of the polymer material. However, it is preferably carried out by immersing the molded article in a solution of a heparin analog compound described below. The solution is usually one having a concentration of 0.1 to 10%,
Preferably, 0.5 to 5% concentration is used. Although the reaction proceeds even at room temperature, it is most preferably carried out by heating to about 40 to 100 ° C. The heparin analog compound used herein includes not only derivatives such as heparin, heparin metal salt, 4-heparin, and 4-heparin metal salt,
Heparinoids such as chondroitin sulfate and dextran sulfate, as well as heparin analogs such as PVA sulfate. Further, as the solvent used for heparinization, water or a water-soluble organic solvent, for example, acetone,
A mixed solvent of ethanol, tetrahydrofuran, dimethylformamide or dimethylacetamide, and water may be used.

【0019】このうち、特にテトラヒドロフラン、ジメ
チルアセトアミド又はジメチルホルムアミドとの混合溶
媒が好ましい。又、混合割合は、水/有機溶媒との容量
比で、9/1〜7/3,好ましくは8/2〜6/4であ
る。本発明では、上記の如くして、ヘパリン付着量の多
い高分子材料が得られるので、血液の体外循環中、ヘパ
リンを併用しなくとも高い抗凝血性が得られる。又弾性
等の機械的性質も良好であり、血液などの体液と接した
場合にも有害な溶出物が少ない。この様な利点を活用
し、各種の医療用器具或は機器類に広く適用できる。具
体例を述べると、腎不全患者の血液透析用シート、チュ
ーブ或は中空糸として用いたり、血液中老廃物の吸着用
コーティング剤として用いることができる。又この様な
人工腎の他、人工肺用の膜材料(血液と酸素の隔壁)や
人工心肺におけるシート肺のシート材料としても用いら
れる。その他大動脈バルーン、人工血液、血液バッグ、
カテーテル、カニューレ、シャント、血液回路等広範な
分野に用いられる。
Among them, a mixed solvent with tetrahydrofuran, dimethylacetamide or dimethylformamide is particularly preferred. The mixing ratio is from 9/1 to 7/3, preferably from 8/2 to 6/4, in terms of volume ratio with water / organic solvent. In the present invention, as described above, a polymer material having a large amount of heparin attached can be obtained, so that high anticoagulability can be obtained without extra use of heparin during extracorporeal circulation of blood. It also has good mechanical properties such as elasticity, and has little harmful elution when it comes in contact with body fluids such as blood. By utilizing such advantages, it can be widely applied to various medical instruments or devices. Specifically, it can be used as a sheet, tube, or hollow fiber for hemodialysis of a renal failure patient, or as a coating agent for adsorbing waste products in blood. In addition to such an artificial kidney, it is also used as a membrane material for an artificial lung (a partition wall for blood and oxygen) and a sheet material for a sheet lung in a heart-lung machine. Other aortic balloons, artificial blood, blood bags,
It is used in a wide range of fields such as catheters, cannulas, shunts, and blood circuits.

【0020】以下、実施例を用いて本発明を説明する。
実施例中の部は重量部を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
Parts in the examples mean parts by weight.

【実施例】<実施例1> 4−メチル−4−アザ−2,6−ヘプタンジオール14
72部、1,6−ヘキサンジオール591部および亜燐
酸12.3部をオートクレーブに仕込攪拌しながら、窒
素気流化、定圧で200〜220℃にて26時間加熱
し、生成水を留去しながら反応を行なった。次いで、2
20℃で760mmHgから0.3mmHgまで2時間
かけて減圧し、さらに、220℃、0.3mmHgで3
時間反応を継続させた。このようにして、OH価57.
3、塩基性窒素6.11mmol/gのアミノポリエー
テルポリオール(a)を得た。数平均分子量1500の
ポリテトラメチレングリコール1800部、上記アミノ
ポリエーテルポリオール(a)300部、1,4−ブタ
ンジオール90.1部、ジブチルチンジラウレート0.
3部および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト(以下MDIと略記する)554部をテトラヒドロフ
ラン(以下THFと略記する)1994部およびジメチ
ルホルムアミド(以下DMFと略記する)3887部の
混合溶媒に溶解し、窒素気流下で40℃で1時間、さら
に60℃で15時間反応させた。このようにして固形分
32%、粘度3200ポイズ(30℃)のベースポリマ
ー溶液Aを得た。この溶液にDMFを追加し、攪拌して
5%溶液とした。5%溶液10gを水平に保った100
cm2 のガラス板上に均一に塗布した後、40℃で1時
間、60℃で2時間、窒素気流下で乾燥後、60℃で減
圧乾燥を15時間行ない、50μm厚みのベースポリマ
ーフィルムAを得た。
EXAMPLES Example 1 4-Methyl-4-aza-2,6-heptanediol 14
72 parts, 591 parts of 1,6-hexanediol and 12.3 parts of phosphorous acid were charged into an autoclave, and the mixture was stirred and heated at a constant pressure of 200 to 220 ° C. for 26 hours while distilling off generated water. The reaction was performed. Then 2
At 20 ° C., the pressure was reduced from 760 mmHg to 0.3 mmHg over 2 hours.
The reaction was continued for a time. In this way, the OH value of 57.
3. An aminopolyether polyol (a) having a basic nitrogen of 6.11 mmol / g was obtained. 1,800 parts of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 1500, 300 parts of the aminopolyether polyol (a), 90.1 parts of 1,4-butanediol, and 0.1 part of dibutyltin dilaurate.
3 parts and 554 parts of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as MDI) are dissolved in a mixed solvent of 1994 parts of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) and 3887 parts of dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), The reaction was carried out at 40 ° C. for 1 hour and further at 60 ° C. for 15 hours under a stream of air. Thus, a base polymer solution A having a solid content of 32% and a viscosity of 3200 poise (30 ° C.) was obtained. DMF was added to this solution and stirred to give a 5% solution. 100 g of 5% solution kept horizontal
After uniformly coated on a glass plate of cm 2 , dried at 40 ° C. for 1 hour, at 60 ° C. for 2 hours under a nitrogen stream, and then dried at 60 ° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain a base polymer film A having a thickness of 50 μm. Obtained.

【0021】さらに、DMFで稀釈して得た10%ベー
スポリマー溶液100部に沃化ヘキシル4.58部を加
え、70℃で攪拌しながら反応させて、ベースポリマー
中の3級アミノ基の4級化を行った。この溶液をジオキ
サンで稀釈して5%溶液とし、上記ベースポリマーAの
場合と同様にして、50μm厚の4級化ポリマーフィル
ムAを得た。このベースポリマーフィルムAおよび4級
化ベースポリマーフィルムA約0.2gをそれぞれ正確
に秤量し、ジオキサン/エタノール(7/3容量比)混
合溶媒50mlに溶解し電位差滴定装置(平沼製作所
製、Comtite−7)を用いて、N/10−HC1
04 ジオキサン溶液で滴定し、その変曲点より塩基性窒
素含量を測定したところ、ベースポリマーフィルムAの
塩基性窒素含量は0.67mmol/g、4級化フィル
ムAのそれは0.25mmol/gであった。この結果
より、4級化率は約63%であることがわかる。
Further, 4.58 parts of hexyl iodide was added to 100 parts of a 10% base polymer solution obtained by diluting with DMF, and the mixture was reacted at 70 ° C. with stirring to obtain a tertiary amino group 4 in the base polymer. Grading was performed. This solution was diluted with dioxane to make a 5% solution, and a quaternized polymer film A having a thickness of 50 μm was obtained in the same manner as in the case of the base polymer A. Approximately 0.2 g of each of the base polymer film A and the quaternized base polymer film A was accurately weighed, dissolved in 50 ml of a dioxane / ethanol (7/3 volume ratio) mixed solvent, and then subjected to a potentiometric titration apparatus (comitite- manufactured by Hiranuma Seisakusho, Ltd.). 7) using N / 10-HC1
The basic polymer content of the base polymer film A was 0.67 mmol / g, and that of the quaternized film A was 0.25 mmol / g. there were. From this result, it can be seen that the quaternization ratio is about 63%.

【0022】次に、各々のフィルムを1%ヘパリン水溶
液に浸漬して70℃で2時間処理してヘパリン化を行
い、ヘパリン化ベースポリマーフィルムAおよびヘパリ
ン化4級化ポリマーフィルムAを得た。これらのフィル
ムを直径3cmの円形に切り、37℃の生理食塩水中に
1週間浸漬した後、蒸留水でよく濯いでフィルム表面の
水を濾紙で吸い取った。このフィルムを直径10cmの
時計皿の中央に貼り付け、フィルム上にウサギ(日本白
色種)のクエン酸加血漿200μlを採取し、これに1
/40モル濃度の塩化カルシウム水溶液200μlを添
加し、37℃の恒温水槽中に時計皿を浮かせ、手で内液
が混和するように攪拌しながら、塩化カルシウム添加時
から凝固(血漿が動かなくなる点)までの時間を測定
し、ガラス上での凝固時間(対照として別に測定する)
で除して、相対値として表した。
Next, each film was immersed in a 1% heparin aqueous solution and treated at 70 ° C. for 2 hours to perform heparinization, thereby obtaining a heparinized base polymer film A and a heparinized quaternized polymer film A. These films were cut into a circular shape having a diameter of 3 cm, immersed in a physiological saline solution at 37 ° C. for one week, rinsed well with distilled water, and blotted on the surface of the film with filter paper. This film was adhered to the center of a watch glass having a diameter of 10 cm, and 200 μl of citrated plasma of a rabbit (Japanese white species) was collected on the film, and
200 μl of a 40/40 molar calcium chloride aqueous solution is added, and the watch glass is floated in a constant temperature water bath at 37 ° C., and stirred by hand so that the internal solution is mixed. ) Is measured and the solidification time on the glass (measured separately as a control)
And expressed as a relative value.

【0023】また、各々の溶液をDMFで稀釈して1%
溶液とし、この溶液100mlに40〜60メッシュの
ガラスビーズを30分間浸漬して、その後、ガラスフィ
ルターで濾過し、窒素気流下40℃で3時間、減圧60
℃で12時間乾燥して、ガラスビーズ表面に各々のポリ
マーをコートした。このコートビーズ200mg、50
0μlのベロナール緩衝液および血清(健常人のプール
血清を使用した)をプラスチック試験管に加え、37℃
にて温和に振盪して30分間インキュベートした後、溶
血補体価(CH50と略記)およびC3a、C5aの生成
量を測定した結果を表1に示す。なお、CH50の測定は
Meyer法(Meyer,M.M.,“Compli
ment and Compliment fixat
ion”Experimental Immune C
hemistry, 2thEdition p13
3, Charls C. Thomas Publi
sher, Stuttgart, 1964)に記載
の方法により、そしてC3a、C5aの測定はUpjo
n社より販売されているラジオイミュノアッセー用キッ
トを用いて測定した。
Each solution was diluted with DMF to obtain 1%
A solution was prepared, and 40 to 60 mesh glass beads were immersed in 100 ml of this solution for 30 minutes, and then filtered through a glass filter.
After drying at 12 ° C. for 12 hours, the surface of the glass beads was coated with each polymer. 200 mg of these coated beads, 50
Add 0 μl of Veronal buffer and serum (using pooled serum of a healthy person) to a plastic tube and add to 37 ° C.
Table 3 shows the results obtained by measuring the hemolytic complement value (abbreviated as CH50) and the amounts of C3a and C5a produced after gentle shaking and incubation for 30 minutes. The measurement of CH50 was performed by the Meyer method (Meyer, MM, "Compli").
ment and Compliment fixat
ion "Experimental Immune C
hemistry, 2th Edition p13
3, Charles C.E. Thomas Publi
Sher, Stuttgart, 1964), and the measurement of C3a, C5a was performed by Upjo.
The measurement was performed using a radio immunoassay kit sold by n companies.

【0024】また、得られた各種フィルムを20℃で蒸
留水中に24時間浸漬した後、表面水をふき取り、重量
を測定し、吸水率を求めた。吸水率の算出は次式を用い
て行なった。 吸水率(%)={(W−D)/D}×100 上式でWは浸漬後のフィルム重量、Dは乾燥時のフィル
ム重量を示す。以上の結果を後記表1に示した。
After immersing each of the obtained films in distilled water at 20 ° C. for 24 hours, the surface water was wiped off, the weight was measured, and the water absorption was determined. The calculation of the water absorption was performed using the following equation. Water absorption (%) = {(WD) / D} × 100 In the above equation, W represents the weight of the film after immersion, and D represents the weight of the film after drying. The above results are shown in Table 1 below.

【0025】<実施例2> 3−n−ブチル−3−アザ−1,5−ペンタンジオール
8040部および亜燐酸10.3部をオートクレーブに
仕込攪拌しながら、窒素気流下、定圧で200〜230
℃にて26時間加熱し、生成水を留去しながら反応を行
なった。次いで、230℃で760mmHgから0.3
mmHgまで2時間かけて減圧し、さらに、230℃、
0.3mmHgで3時間反応を継続させた。このように
して、OH価64.7、塩基性窒素6.75mmol/
gのアミノポリエーテルポリオール(b)を得た。数平
均分子量1800のテトラメチレングリコール3240
部、MDI 1195部、上記ポリアミノエーテルポリ
オール773.4部、ジブチルチンジラウレート0.3
部および1,4−ブタンジオール191.1部をTHF
3782部とDMF 7564部との混合溶媒に溶解
し、窒素気流下、20℃で1時間、40℃に昇温して2
0時間反応させて、固形分32%、粘度1800ポイズ
(30℃)ベースポリマー溶液Bを得た。このベースポ
リマー溶液Bを実施例1と同様に処理し、沃化ヘキシル
により4級化した。さらに実施例1と同様にして、ベー
スポリマーB、4級化フィルムBおよびヘパリン化フィ
ルムBを得た。これらの塩基性窒素含量は、それぞれ
1.08mmol/gおよび0.410mmol/gで
あった。この結果により4級化率は約62%であること
が分かる。次いで、実施例1と同様にして、相対凝固時
間、補体活性および吸水率を測定した。結果を表1に示
す。
Example 2 8040 parts of 3-n-butyl-3-aza-1,5-pentanediol and 10.3 parts of phosphorous acid were charged into an autoclave and stirred at a constant pressure of 200 to 230 under a nitrogen stream while stirring.
The mixture was heated at 26 ° C. for 26 hours to carry out a reaction while distilling off generated water. Then, at 230 ° C., 760 mmHg to 0.3
reduced to 2 mmHg over 2 hours.
The reaction was continued at 0.3 mmHg for 3 hours. Thus, an OH value of 64.7 and a basic nitrogen of 6.75 mmol /
g of aminopolyether polyol (b) were obtained. Tetramethylene glycol 3240 having a number average molecular weight of 1800
Parts, 1195 parts of MDI, 773.4 parts of the above polyaminoether polyol, 0.3 part of dibutyltin dilaurate
Parts and 191.1 parts of 1,4-butanediol in THF
Dissolved in a mixed solvent of 3782 parts and 7564 parts of DMF and heated to 20 ° C. for 1 hour and 40 ° C. in a nitrogen stream to obtain 2
The reaction was carried out for 0 hour to obtain a base polymer solution B having a solid content of 32% and a viscosity of 1800 poise (30 ° C.). This base polymer solution B was treated in the same manner as in Example 1, and quaternized with hexyl iodide. Further, in the same manner as in Example 1, a base polymer B, a quaternized film B, and a heparinized film B were obtained. These basic nitrogen contents were 1.08 mmol / g and 0.410 mmol / g, respectively. This result shows that the quaternization ratio is about 62%. Next, in the same manner as in Example 1, the relative coagulation time, complement activity and water absorption were measured. Table 1 shows the results.

【0026】<実施例3> 3−n−ブチル−3−アザ−1,5−ペンタンジオール
8738部および亜燐酸10.3部をオートクレーブに
仕込攪拌しながら、窒素気流下、定圧で200〜230
℃にて26時間加熱し、生成水を留去しながら反応を行
なった。次いで、230℃で760mmHgから0.3
mmHgまで2時間かけて減圧し、さらに、230℃、
0.3mmHgで3時間反応を継続させた。このように
して、OH価58.7、塩基性窒素6.30mmol/
gのアミノポリエーテルポリオール(c)を得た。数平
均分子量1800のポリテトラメチレングリコール32
40部、MDI1195部、上記ポリアミノエーテルポ
リオール827.3部、ジブチルチンジラウレート0.
3部および1,4−ブタンジオール191.1部をTH
F3802部とDMF 7604部との混合溶媒に溶解
し、窒素気流下、20℃で1時間、40℃に昇温して2
0時間反応させて、固形分32%、粘度1830ポイズ
(30℃)ベースポリマー溶液(C)を得た。このベー
スポリマー溶液Cを実施例1と同様に処理し、沃化ヘキ
シルにより4級化した。さらに実施例1と同様にして、
ベースポリマーC、4級化フィルムCおよびヘパリン化
フィルムCを得た。これらの塩基性窒素含量は、それぞ
れ1.08mmol/gおよび0.410mmol/g
であった。この結果より4級化率は約62%であること
が分かる。次いで、実施例1と同様にして、相対凝固時
間、補体活性および吸水率を測定した。結果を表1に示
す。
Example 3 8738 parts of 3-n-butyl-3-aza-1,5-pentanediol and 10.3 parts of phosphorous acid were charged into an autoclave and stirred at a constant pressure of 200 to 230 under a nitrogen stream while stirring.
The mixture was heated at 26 ° C. for 26 hours to carry out a reaction while distilling off generated water. Then, at 230 ° C., 760 mmHg to 0.3
reduced to 2 mmHg over 2 hours.
The reaction was continued at 0.3 mmHg for 3 hours. Thus, an OH value of 58.7 and a basic nitrogen of 6.30 mmol /
g of aminopolyether polyol (c) was obtained. Polytetramethylene glycol 32 having a number average molecular weight of 1800
40 parts, MDI 1195 parts, the above polyaminoether polyol 827.3 parts, dibutyltin dilaurate 0.
3 parts and 191.1 parts of 1,4-butanediol in TH
F3802 parts and DMF 7604 parts were dissolved in a mixed solvent, and the temperature was raised to 40 ° C for 1 hour at 20 ° C under a nitrogen stream to obtain 2
The reaction was carried out for 0 hour to obtain a base polymer solution (C) having a solid content of 32% and a viscosity of 1830 poise (30 ° C.). This base polymer solution C was treated in the same manner as in Example 1, and quaternized with hexyl iodide. Further, in the same manner as in Example 1,
A base polymer C, a quaternized film C and a heparinized film C were obtained. These basic nitrogen contents were 1.08 mmol / g and 0.410 mmol / g, respectively.
Met. From this result, it can be seen that the quaternization ratio is about 62%. Next, in the same manner as in Example 1, the relative coagulation time, complement activity and water absorption were measured. Table 1 shows the results.

【0027】<比較例1> 実施例2で得たベースポリマー溶液Bを用いて、実施例
1と同様にして、ベースポリマーBを得た。さらに、実
施例1と同様にして、沃化エチルで4級化し、4級化フ
ィルムDおよびヘパリン化フィルムDを得た。これらの
塩基性窒素含量は、それぞれ1.08mmol/gおよ
び0.210mmol/gであった。この結果より4級
化率は約82%であることが分かる。次いで、実施例1
と同様にして、相対凝固時間、補体活性および吸水率を
測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 Using the base polymer solution B obtained in Example 2, a base polymer B was obtained in the same manner as in Example 1. Further, in the same manner as in Example 1, quaternization was performed with ethyl iodide to obtain a quaternized film D and a heparinized film D. These basic nitrogen contents were 1.08 mmol / g and 0.210 mmol / g, respectively. From this result, it can be seen that the quaternization ratio is about 82%. Then, Example 1
The relative coagulation time, the complement activity and the water absorption were measured in the same manner as described above. Table 1 shows the results.

【0028】<比較例2> アクリルニトリル(24部)と、アクリルアミド(89
部)をジメチルスルホキシド(126部)とよく混合し
た後、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン(0.2
部)重合開始剤としてブロモホリムを加えて、100W
高圧水銀灯より10cmの距離にて、7時間光照射する
ことにより、光重合させた重合原液を大量のメタノール
中に流し込んで沈澱凝固させて幹ポリマー(24.4
部)を得た。このようにして得られた幹ポリマー10g
をジメチルスルホキシド(120部)に溶解せしめ、ジ
メチルアミノエチルメタクリレートを加えて、100W
の水銀灯より10cmの距離にて19時間光照射するこ
とにより、光グラフトさせて、原液をメタノール中に流
し込んで沈澱凝固させ、グラフトポリマー(12.8
部)を得た。かくして得られたグラフト重合体をジメチ
ルホルムアミドに溶解し臭化エチルを加え4級化した
後、フィルムに成形した(E)。次いで、実施例1と同
様にして、相対凝固時間、補体活性および吸水率を測定
した。結果を表1に示す。表1の結果から明らかなよう
に、比較例2(E)のポリマーは補体を活性化する、こ
れにたいして、実施例のポリマーは補体活性も抑圧され
る。比較例1のポリマー(D)はこの段階では実施例の
ポリマーと遜色ない性能を有している。
Comparative Example 2 Acrylic nitrile (24 parts) and acrylamide (89)
Parts) with dimethylsulfoxide (126 parts), and then, as a chain transfer agent, dodecyl mercaptan (0.2 parts).
Part) Add bromophorim as a polymerization initiator and add 100 W
By irradiating light at a distance of 10 cm from a high-pressure mercury lamp for 7 hours, the photopolymerized polymerization stock solution was poured into a large amount of methanol to precipitate and solidify, thereby forming a trunk polymer (24.4).
Part). 10 g of the stem polymer thus obtained
Was dissolved in dimethylsulfoxide (120 parts), and dimethylaminoethyl methacrylate was added.
Irradiated with light from a mercury lamp at a distance of 10 cm for 19 hours, photografting was performed, and the undiluted solution was poured into methanol to precipitate and solidify, thereby obtaining a graft polymer (12.8).
Part). The graft polymer thus obtained was dissolved in dimethylformamide, quaternized by adding ethyl bromide, and then formed into a film (E). Next, in the same manner as in Example 1, the relative coagulation time, complement activity and water absorption were measured. Table 1 shows the results. As is evident from the results in Table 1, the polymer of Comparative Example 2 (E) activates complement, whereas the polymer of Example 2 also suppresses complement activity. At this stage, the polymer (D) of Comparative Example 1 has performance comparable to that of the polymer of Example.

【0029】<実施例5>実施例1〜3および比較例
1、2で得られたヘパリン化フィルムA〜Eを200m
lの生理食塩液に浸漬し、毎日生理食塩液を交換しなが
ら2週間溶出を行ない、この溶出フィルムのついて相対
凝固時間を測定した結果を後記表2に示す。表1、表2
の結果から、4級化後の窒素に直結している側鎖の2つ
のアルキル基の炭素数の合計が7から16までのもの
は、小さな吸水率を示し、生理食塩液中で2週間溶出で
行なっても良好な血液適合性を有しているが、4級化後
の窒素に結合している2つのアルキル基の炭素数の合計
が6以下のもので、吸水率が大きい比較例のポリマーは
ヘパリンの溶出が速いため、浸漬時間が3日間を越える
と全くヘパリンの効果がなくなり、凝固する。以上のこ
とから本発明のポリマーは良好な長期間の血液適合性を
有することが明らかである。
Example 5 The heparinized films A to E obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were each 200 m long.
of the eluted film, and the relative coagulation time was measured. The results are shown in Table 2 below. Table 1, Table 2
According to the results, those having a total of 7 to 16 carbon atoms in the two alkyl groups of the side chain directly linked to nitrogen after quaternization show a small water absorption and eluted in physiological saline for 2 weeks. Has good blood compatibility, but the total number of carbon atoms of the two alkyl groups bonded to nitrogen after quaternization is 6 or less, and the water absorption of the comparative example is large. Since the polymer elutes heparin quickly, if the immersion time exceeds 3 days, the effect of heparin is completely lost and the polymer solidifies. From the above, it is clear that the polymer of the present invention has good long-term blood compatibility.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の特定のポリウレタンまたはポリ
ウレタンウレアは、長期にわたる血液適合性(抗血栓性
及び補体活性抑制効果)を有しており、血液適合性医用
材料の素材又は血液接触医用材料のコーティング剤とし
て優れた適性を有している。
The specific polyurethane or polyurethane urea of the present invention has long-term blood compatibility (antithrombotic and complement activity suppressing effects), and is used as a material for a blood-compatible medical material or a blood-contact medical material. It has excellent suitability as a coating agent.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (1) 下記一般式(1)の構造を有す
る4級化ポリウレタン又は4級化ポリウレタンウレア
を、ヘパリン又はその類縁化合物で処理したことを特徴
とする血液適合性材料。 −DI−PAE−DI−A−DI− (1) (上記(1)式中、DIは−CO−NH−<B>−NH
−CO−を表しており、<B>は炭素数2〜25の炭化
水素基である。上記(1)式中、PAEは−O−(<C
>−<D>−<E>)x −を表している。ここで、<C
>は-CH(R1)CH2N(R2)CH2CH(R3)O-を表しており、R1、R3
はそれぞれ同一又は異なっていてもよい炭素数1〜5の
アルキル基を表し、R2は炭素数1〜15のアルキル基、
アラルキル基又はアリール基を表している。また<C>
は、PAE中30モル%以上含まれている。なお、上記
のNの一部又は全部は4級化され、下記構造を有してい
る。 【化1】 ここで、Rは4級化剤由来の炭素数1〜10の炭化水素
基で、R2の炭素数とRの炭素数の合計は7〜16であ
る。また、Z - は4級化剤由来のハライド又は活性エス
テル由来基である。<D>は-R8-O-を表しており、R8
炭素数2〜20のアルキレン基を表している。<E>は
-(R9-O-)n - を表しており、R9は炭素数2〜5のアルキ
レン基、nは2以上の整数をそれぞれ表している。xは
2以上の整数を表している。なお、上記<C>、<D
>、<E>の配列はランダムであってよい。上記(1)
式中、Aは-O-(X-O)m - 、-O-(X-CO) m - -O-Y-O- 、-NH-Y-NH- 、-O-Y-NH-、NH-Y-O- 又は-NH-NH
CO-Y-CONH-NH- を表している。ここで、Xは炭素数2〜
15の炭化水素基、mは2以上の整数、Yは炭素数2〜
10の炭化水素基を表す。)
(1) A blood compatible material obtained by treating a quaternized polyurethane or a quaternized polyurethane urea having a structure represented by the following general formula (1) with heparin or an analog thereof. -DI-PAE-DI-A-DI- (1) (In the above formula (1), DI is -CO-NH- <B> -NH
Represents —CO—, and <B> is a hydrocarbon group having 2 to 25 carbon atoms. In the above formula (1), PAE is -O-(<C
>-<D>-<E>) x- . Where <C
> Represents -CH (R 1 ) CH 2 N (R 2 ) CH 2 CH (R 3 ) O-, and R 1 , R 3
Represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be the same or different, R 2 represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms,
Represents an aralkyl group or an aryl group. Also <C>
Is contained in PAE by 30 mol% or more. Part or all of N is quaternized and has the following structure. Embedded image Here, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms derived from a quaternizing agent, and the total number of carbon atoms of R 2 and R is 7 to 16. Z - is a halide derived from a quaternizing agent or a group derived from an active ester. <D> represents —R 8 —O—, and R 8 represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. <E> is
-(R 9 -O-) n- , wherein R 9 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and n is an integer of 2 or more. x represents an integer of 2 or more. The above <C>, <D
>, <E> may be random. The above (1)
In the formula, A is -O- (XO) m- , -O- (X-CO) m --OYO-, -NH-Y-NH-, -OY-NH-, NH-YO- or -NH- NH
Represents CO-Y-CONH-NH-. Here, X has 2 to 2 carbon atoms.
15 hydrocarbon groups, m is an integer of 2 or more, Y is 2 to 2 carbon atoms
Represents 10 hydrocarbon groups. )
【請求項2】 4級化ポリウレタン又は4級化ポリウレ
タンウレアの吸水率が4%以下であることを特徴とする
特許請求の範囲第一項記載の血液適合性材料。
2. The blood-compatible material according to claim 1, wherein the water absorption of the quaternized polyurethane or the quaternized polyurethane urea is 4% or less.
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