JP3357094B2 - 抗菌性重合性組成物、それより得られるポリマーおよび用品 - Google Patents
抗菌性重合性組成物、それより得られるポリマーおよび用品Info
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Description
製造し得る重合性組成物に関するものであり、更に詳し
くは、抗菌成分が溶出しない非溶出型抗菌性ポリマーを
製造し得る重合性組成物、それから得られるポリマー並
びにメディカル用品に関する。本発明により製造される
メディカル用品は、歯科用材料(接着剤、コーティング
剤、コンポジットレジン等)、人工血管、人工皮膚、創
傷被覆材、カテーテル、縫合糸、コンタクトレンズ、ボ
ーンセメントなどがある。
れており、その1例は溶出性の抗菌成分を含むポリマー
である。抗菌性を示すためには、抗菌成分が細菌などに
取り込まれるか、または細菌を取り込んで死滅または不
活性化することが必要と考えられており、そのために抗
菌成分は溶出して細菌と自由に接触することが必要と考
えられていた。例えば工業技術院 研究開発資料「金属
・無機・高分子材料」第9集934〜939貢Synt
hesis and AntibacterialAc
tivities of Copolymers Ha
ving a Quaternary Salt Gr
oupでは、4級アンモニウムクロリド基含有のANコ
ポリマーを溶解し、そのBacillus subti
llisやStaphylococcus aureu
sに対する抗菌性を認めている。またJPーA62ー2
01806は公知のカオチン界面活性剤のセチルピリジ
ニウム塩を含有する歯科用抗菌性組成物を開示する。
菌性が低下し、抗菌成分がなくなればその抗菌性は失わ
れる。また抗菌成分は正常組織に対し為害作用を与える
ことが多く、溶出した抗菌成分は正常組織にも移行する
ためその為害作用をなくすことはできなかった。さらに
抗菌剤の配合により材料の機械的性質も低下する問題も
あった。
き、以下に述べる。歯牙の代表的な疾患であるう蝕は、
口腔内の微生物によって産生される酸によりエナメル質
が溶解されることによって発症する。なかでもミュータ
ンス菌(Streptococcus mutans)
は、う蝕の重要な原因菌として挙げられている。また、
歯周組織の疾患である歯周炎も、口腔内細菌が原因とな
って発症するとされている。いずれの疾患の予防にも、
これら口腔内細菌による歯質表面への歯垢の形成を防ぐ
こと、あるいは形成された歯垢を速やかに除去すること
が重要とされており、このため歯磨きの励行が推奨され
ている。
の歯科用材料でう蝕部分の充填修復や欠損部の補綴処置
(例えば義歯)を行うと、これら材料の表面は細菌の付
着に基づく歯垢が形成されやすいため、歯垢の除去が二
次う蝕や歯周炎の防止に重要とされている。
溶液やフッ化ジアミン銀溶液等の歯質への塗布、いわゆ
るフッ素塗布によりエナメル質の耐酸性を向上する方法
が一般的に行われている。また、歯垢の形成、特に歯科
材料表面の歯垢の形成を防ぐ方法として、材料の立場か
らいくつか試みがなされている。その試みの1つとして
歯科材料に抗菌剤を配合することが試みられており、ク
ロロヘキシジンを配合したコンポジットレジン(竹村金
造ら、日本歯科保存学会誌,第26巻第2号540〜5
47ページ、1983年)やメトロニダゾールを配合し
たリン酸カルシウム系セメント(岩久正明ら、日本歯科
保存学会誌、第30巻第5号1444〜1448ペー
ジ、1987年)などが報告されている。
科材料に配合するだけでは抗菌剤が短期間に溶出してし
まい、抗菌効果の持続の点で満足のできるものではなか
った。また、抗菌剤の配合により材料の機械的性質も低
下するという問題があった。さらに、歯科用組成物より
抗菌剤が溶出することは、歯科用組成物表面だけでな
く、その周囲の口腔内細菌叢への影響が懸念される。
問題を解決し抗菌成分が溶出しないポリマーを製造すべ
く研究し、本発明を完成した。
レン系不飽和モノマー、下記一般式iないしiiiで示
される抗菌性を有する単官能性ないし3官能性化合物か
ら選ばれる少なくとも1種のモノマーおよび重合開始剤
を含んでなる重合性組成物を提供する。また、単官能性
エチレン系不飽和モノマーと下記一般式iで示される単
官能性抗菌性モノマーを重合開始剤の存在下に重合して
得られる抗菌性リニアーコポリマーを提供する。また、
単官能性または多官能性エチレン系不飽和モノマーと下
記一般式iないしiiiで示される抗菌性モノマーを重
合開始剤の存在下に重合して得られる抗菌性架橋ポリマ
ーをも提供する。さらに、上記リニアーポリマーを成形
して得られる不溶性抗菌性メディカル用品および、上記
架橋ポリマーを成形して得られる不溶性抗菌性メディカ
ル用品を提供する。
菌活性部を有するが、その抗菌部はポリマーから解離溶
出しない。従来の考えでは、本ポリマーの構造で抗菌性
を示す理由を説明できないが、ポリマーと接触する細菌
に対し抗菌性部が何らかの作用を及ぼし、細菌を死滅ま
たは不活性化するものと考えられる。
ものが挙げられる。 (i)の化合物として、
50重量%加えられるのが好ましい。0.01重量%以
下では抗菌効果が不十分であり、50重量%以上ではポ
リマー(硬化物)の物性の低下をきたし好ましくない。
製造するためのものであり、使用者が使用時に重合した
い用途のために、重合性組成物で使用者に供給できる。
ポリマーの形状で使用する目的にはポリマーで供給でき
る。熱可塑性や易成形性が必要な用途には、単官能性モ
ノマーを重合したリニアーポリマーが望ましい。硬度、
耐熱性、強度などが要求される用途には、少なくとも1
種の多官能性モノマーを含むモノマー混合物を重合した
架橋ポリマーが望ましい。多官能性モノマーの種類およ
び量は、目的により選べば良い。
有するから、メディカル用品に使用するのが望ましい。
勿論、メディカル用途以外で抗菌性が必要な日用品、工
業用品に使用できるのは当然である。本発明で得られる
成形品は、組成物を塗布または型に注入し重合を行って
製造する塗膜、フィルムや成形物である。さらにリニア
ーポリマーまたは部分架橋ポリマーを周知の成形法で成
形するフィルム、コーティング塗膜、繊維、中空糸
(体)、成形物を含む。
用としてはコンポジットレジン、接着材、小窩裂講填塞
材、義歯、義歯床用レジン、コーティング材、暫間修復
用レジン、レジン系セメント、人工歯根等として用いる
ことができる。歯科材料表面は常に口腔内に晒されてい
るため口腔内常在菌がよく繁殖する。そのため本発明の
用途としては最も効果的なものの一つである。整形外科
用途としてはボーンセメント、人工骨、人工関節等が挙
げられるが、人工骨としては骨表面のコーティング材と
して用いるのがより好適である。外科用途としては縫合
糸、人工血管、創傷被覆材、人工皮膚などが挙げられ
る。眼科用としてはソフトコンタクトレンズ、ハードコ
ンタクトレンズに好適に用いられるが、特に含水率の高
いソフトコンタクトレンズではレンズ内での菌の繁殖が
しばしば認められるためより効果的である。その他、医
療用デイスポーサブルチューブ、カテーテル等にも用い
られる。これらは前記成分の他に、有機ポリマー、充填
材、安定剤、着色剤等をその目的に応じて適宜組み合わ
せて構成される。以下にこれら重要な構成成分について
説明する。
してはα−シアノアクリル酸、(メタ)アクリル酸、ウ
レタン(メタ)アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソル
ビン酸、マレイン酸、イタコン酸などの1価又は2価ア
ルコールとのエステル類さらに、N−イソブチルアクリ
ルアミドのような(メタ)アクリルアミド類、酢酸ビニ
ルなどのようなカルボン酸のビニルエステル類、ブチル
ビニルエーテルのようなビニルエーテル類、N−ビニル
ピロリドンのようなモノ−N−ビニル化合物、スチレン
誘導体などが挙げられるが特に下記のような一官能性、
多官能性の(メタ)アクリル酸エステル類およびウレタ
ン(メタ)アクリル酸エステル類が好適である。なお本
発明では(メタ)アクリル酸によりアクリル酸とメタク
リル酸を示すものとする。
しくはi−プロピル、(メタ)アクリル酸n−、i−も
しくはt−ブチル、2−ヒドロキシエチル (メタ)アクリレート、シロキサニル(メタ)アクリレ
ートなど。
を表わす。)で示される化合物。例えばプロパンジオー
ル、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオ
ール、ノナンジオール、デカンジオール、エイコサンジ
オールなどのジ(メタ)アクリレート類。
を表わす。)で示される化合物。例えば、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ドデカエチレングリコ
ール、テトラデカ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、テトラデカプロピレ
ングリコールなどのジ(メタ)アクリレート類の他、グ
リセリンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス〔4−
(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキ
シ)フェニル〕プロパン(Bis−GMA)、ビスフェ
ノールAジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジ
(メタ)アクリレート、2,2−ジ(4−メタクリロキ
シポリエトキシフェニル)プロパン(1分子中にエトキ
シ基2〜10)、1,2−ビス(3−メタクリロキシ−
2−ヒドロキシプロポキシ)ブタンなど。
ンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなど。
モルとジイソシアネート1モルの反応生成物、両末端N
COのウレタンプレポリマーとヒドロキシル基を有する
(メタ)アクリレート単量体の反応生成物などが挙げら
れ、かかる反応生成物の構造は次式に示すものが挙げら
れる。
基、R3は有機残基である。)
シル基のごとき酸性基を有する化合物も用いることがで
きる。これらの例を以下に示す。 (i)リン酸基を含むもの
基。)
nは2〜14の整数。)
アクリル酸エステルとリン酸クロライドとの反応生成
物。 例えば次式に示されるようなものがある。
無水物がある。
填材(フィラー)としては、石英粉末、アルミナ粉末、
ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、フルオロアル
ミノシリケートガラス、硫酸バリウム、酸化チタン、ジ
ルコニア粉末、ガラス粉末、超微粒子シリカおよび有機
成分と無機成分を含有する有機複合フィラーなどを用い
ることができる。また、ポリメチルメタクリレート、ポ
リスチレン、ポリ塩化ビニル等のポリマー粉末などが必
要に応じて添加される。かかるガラスとしては、シリカ
ガラス、ソーダ石灰ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
バリウムボロアルミノシリケートガラス、アルミナケイ
酸ガラス、ストロンチウムボロアルミノシリケートガラ
ス、合成シリカ、チタニウムシリケートガラスなどが挙
げられる。
表面処理をして用いることが望ましい。表面処理剤とし
ては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシ
シランおよびビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン等
の有機ケイ素化合物が用いられ、シラン化は、通常の方
法により行われる。
ては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパー
オキサイドなどの過酸化物、トリブチルボラン、ベンゾ
イルパーオキサイド−芳香族第3級アミン系、芳香族ス
ルフィン酸(またはその塩)−芳香族第2級または第3
級アミン−アシルパーオキサイド系などの常温重合開始
剤が挙げられる。更にカンファーキノン、カンファーキ
ノン−第3級アミン系、カンファーキノン−過酸化物、
カンファーキノン−アルデヒド系、カンファーキノン−
メルカプタン系、アシルフォスフィンオキサイドなどの
光重合開始剤を挙げることができる。また、紫外線照射
による光重合を行う場合には、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、2−
メチルチオキサントン、ジアセチル、ベンジル、アゾビ
スイソブチロニトリル、テトラメチルチウラムジスルフ
ィドなどが好適である。
重合禁止剤、着色剤、蛍光剤、紫外線吸収剤等を添加す
ることができる。
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
タクリレート30重量部、抗菌成分として下記に示す化
合物1を2重量部、カンファーキノン1重量部、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート2重量部より成る混合物
17重量部とγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シランで表面処理した石英粉(平均粒径2.4μm)8
3重量部を混合し、歯科用コンポジットレジンを試作し
た(組成物I)。該組成物を用いて直径10mmφ、厚さ
2mmの円盤状試験片を重合して作製し、エチレンオキサ
イドガス滅菌を行った後、評価方法A,A’,B,B’
に従い抗菌性を評価した。結果を表1に示す。 (化合物1)
ージョン)寒天平板上に、一夜培養したミュータンス菌
(Streptococcus mutansMT81
48株)培養菌液を塗布、乾燥した。その上に十分にエ
チレンオキサイドガスを抜いた試験片を置き、37℃、
48時間培養した後、試験片表面及び周囲の菌の発育状
況を観察し、以下の基準で判定を行った。
られない。平板上に菌は均一に発育している。 ±:試験片直下の寒天平板上に菌の発育阻害効果が少し
認められる。 +:試験片直下の寒天平板上に菌の発育がほとんど認め
られない。 ++:試験片直下の寒天平板上に菌の発育が全く認めら
れない。
い。 ±:試験片周囲には幅1mm未満のリング状の発育阻止斑
が認められる。 +:試験片周囲には幅1mm以上2mm以下のリング状の発
育阻止斑が認められる。 ++:試験片周囲には幅2mmを超える発育阻止斑が認め
られる。
した試験片を用いて、評価方法Aと同様な評価を行っ
た。
07CFU/ml S.mutans菌液に試験片を懸垂
し、37℃で24時間培養した後、試験片表面に付着し
たプラーク(歯垢)を染色してプラーク付着抑制効果を
評価した。判定は以下の基準で行った。 −:試験片表面へのプラーク付着の抑制がほとんど認め
られない。抗菌成分を含まないコントロールと比較して
プラーク付着に差が認められない。 ±:試験片表面へのプラーク付着が若干抑制されてい
る。 +:試験片表面へのプラーク付着がかなり抑制されてい
る。 ++:試験片表面にほとんどプラークが認められない。
した試験片を用いて評価方法Bと同様に評価を行った。
下記に示す化合物2〜6に替えた各組成物を用いて、実
施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。他の
重合性抗菌化合物を含む組成物についても、同様な結果
が得られる。
1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
に替えた各組成物を用いて、実施例1と同様の評価を行
った。結果を表1に示す。
して化合物1を所定量加えた各組成物を用いて試験片を
作製し、評価方法A,A’,B,B’に従い抗菌性を評
価した。結果を表2に示す。他の重合性抗菌化合物を含
む組成物についても、同様な結果が得られる。
同様の試験片を作成し、その評価を行った。結果を表2
に示す。
て、実施例7〜11と同様の評価を行った。結果を表2
に示す。
6.7重量部、化合物1が3重量部、エチレングリコー
ルジメタクリレート0.3重量部よりなる組成物をアゾ
ビス系重合開始剤(V−601)によりバルク重合し、
ソフトコンタクトレンズを試作した。これを直径10m
m、厚さ0.1mmの平板状に成形したのち、以下の方法
により抗菌性の評価を行った。
ecilomyceslilacinusを分離、前培
養したのち胞子液を調製し、これをPDA培地(ポテ
ト、デキストロース寒天培地)平板上にコンラージ棒で
塗抹した。試料をPDA平板上に置き27℃、7日間培
養した後、試料表面および周囲の菌の発育状況を観察
し、以下の基準で判定を行った。
害が全く認められない。 ±:試料表面および試料直下の寒天平板上に菌の発育阻
害効果が少し認められる。 +:試料表面および試料直下の寒天平板上に菌の発育が
ほとんど認められない。
Cと同様の方法で評価を行った。評価結果を表3に示
す。
を用いて、実施例12と同様の評価を行った。結果を表
3に示す。他の重合性抗菌化合物を含む組成物について
も、同様な結果が得られる。
を用いて、実施例12と同様の評価を行った。結果を表
3に示す。
各組成物を用いて、実施例12と同様の評価を行った。
結果を表3に示す。
膿菌Pseudomonas aeruginosaを
分離、前培養した後、この菌液をBHI(ブレインハー
トインフージョン)寒天培地平板上にコンラージ棒で塗
抹した。実施例12と同様の試料をBHI平板上に置
き、37℃48時間好気培養した後、試料表面および周
囲の菌の発育状況を観察し、評価方法Cと同様の評価基
準に従って評価を行った。結果を表4に示す。
Dと同様の方法で評価を行った。結果を表4に示す。
に、ブドウ球菌Staphylococcus epi
dermidisを用いて実施例18(評価方法Dおよ
びD’)と同様の評価を行った。結果を表4に示す。
に、連鎖球菌Streptococcus pyoge
nesを用いて実施例18と同様の評価を行った。結果
を表4に示す。
物1をHEMAに代えた試料を用いて実施例18、1
9、20と同様の評価を行った。結果を表4に示す。
物1を化合物7に代えた試料を用いて実施例18、1
9、20と同様の評価を行った。結果を表4に示す。
ニルメタクリレート30重量部、化合物1が3重量部か
らなる組成物をアゾビス系重合開始剤(V−601)に
よりバルク重合し、ハードコンタクトレンズを試作し
た。これを直径10mm、厚さ0.2mmの平板状に成形し
たのち、実施例18、19、20(評価方法Dおよび
D’)と同様の評価を行った。結果を表5に示す。
代えた試料を用いて実施例21、22、23と同様の評
価を行った。結果を表5に示す。
に代えた試料を用いて実施例21、22、23と同様の
評価を行った。結果を表5に示す。
た。粉剤と液剤を粉液比2/1(g/ml)で練和し、直
径10mm、厚さ3mmの割型に填入し硬化させた。硬化物
を37℃1日保存後、実施例20と同様の方法で評価を
行った。結果を表6に示す。
実施例24と同様の評価を行った。結果を表6に示す。
を乳化重合し微粒子のポリマー(ポリマーA)を得た。
これを用いて下記に示す骨セメントを試作し、実施例2
4と同様の評価を行った。結果を表6に示す。
0と同様の評価を行った。結果を表6に示す。
セメントを用いて実施例24と同様の評価を行った。結
果を表6に示す。
骨セメントを用いて実施例24と同様の評価を行った。
結果を表6に示す。
5gを浸漬した。これに硝酸セリウムアンモニウム濃度
0.1mol/lの1規定硝酸溶液2.5mlを加え、窒
素雰囲気下、20℃で10時間重合した後、水、アセト
ンで繰り返し洗浄して、コラーゲン不織布に化合物1を
グラフト重合した創傷被覆材(人工皮膚)を試作した。
これを10×10mm角のシート状に切り出し抗菌性評価
の試料とし、実施例18、19、20(評価方法Dおよ
びD’)と同様の方法により評価を行った。結果を表7
に示す。
同様の評価を行った。結果を表7に示す。
った。結果を表7に示す。
物をアゾビス系重合開始剤(V−601)によりバルク
重合し、ポリマーB(数平均分子量、約5万)を得た。
残留モノマーを除くため塩化メチレンに溶解した後ヘキ
サンで再沈澱し、濾過してポリマーBを用いた。該ポリ
マーBの塩化メチレン溶液(5wt%)を調製し、これ
にカテーテル(ポリ塩化ビニル製)を浸漬して取り出し
塩化メチレンを十分に蒸散してポリマーBを表層にコー
ティングしたカテーテルを調製した。この表面処理した
カテーテルと未処理のカテーテルを用いて、以下の方法
により抗菌性の比較評価を行った。
coccus epidermidisを分離、前培養
した後、この菌液をBHI培地に接種し、試料を液体培
地に浸漬して37℃48時間好気培養した。試料を取り
出しグラム染色して、試料表面の菌の発育状況を観察
し、以下の基準で判定を行った。
認められない(未処理試料と同等かそれ以上に菌が発
育)。 ±:表面処理試料において発育阻害効果が少し認められ
る(未処理試料よりも菌の発育が少ない)。 +:表面処理試料において菌の発育がほとんど認められ
ない。評価結果を表8に示す。
ルク製)、人工皮膚(ホルマール化ポリビニルアルコー
ル製)、人工血管(セグメント化ポリウレタン製)を用
いて実施例42と同様の評価を行った。結果を表8に示
す。
45と同様の評価を行った。結果を表8に示す。
成物より得られる硬化体、ポリマーは抗菌成分が水に溶
出することなく抗菌性が永続し、かつ抗菌性が組成物表
面のみに限定される優れた医用組成物である。
Claims (5)
- 【請求項1】 エチレン系不飽和モノマー、下記一般式
iないしiiiで示される抗菌性を有する単官能性ない
し3官能性化合物から選ばれる少なくとも1種のモノマ
ーおよび重合開始剤を含んでなる重合性組成物。 - 【請求項2】 単官能性エチレン系不飽和モノマーと下
記一般式iで示される単官能性抗菌性モノマーを重合開
始剤の存在下に重合して得られる抗菌性リニアーコポリ
マー。 - 【請求項3】 単官能性または多官能性エチレン系不飽
和モノマーと下記一般式iないしiiiで示される抗菌
性モノマーを重合開始剤の存在下に重合して得られる抗
菌性架橋ポリマー。 - 【請求項4】 請求項2記載のポリマーを成形して得ら
れる不溶性抗菌性メディカル用品。 - 【請求項5】 請求項3記載のポリマーを成形して得ら
れる不溶性抗菌性メディカル用品。 【化1】
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