JP3491917B2 - Thermoreversible hydrogel material - Google Patents

Thermoreversible hydrogel material

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JP3491917B2
JP3491917B2 JP01869793A JP1869793A JP3491917B2 JP 3491917 B2 JP3491917 B2 JP 3491917B2 JP 01869793 A JP01869793 A JP 01869793A JP 1869793 A JP1869793 A JP 1869793A JP 3491917 B2 JP3491917 B2 JP 3491917B2
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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、ゲル中に多量の水を保
持するハイドロゲル材料に関し、より詳しくは、温度の
変化により可逆的にゲル化する熱可逆性ハイドロゲル材
料に関する。本発明のハイドロゲル材料は、例えば物質
の分離材、医薬品、農薬、化粧品などに利用することが
可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogel material that retains a large amount of water in a gel, and more particularly to a thermoreversible hydrogel material that reversibly gels with a change in temperature. The hydrogel material of the present invention can be used, for example, as a material separating material, a drug, an agricultural chemical, a cosmetic, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】水溶性高分子の中には、その水溶液が熱
可逆的にハイドロゲルを形成するものがあり、産業上広
く利用されている。このような水溶性高分子としては、
タンパク質であるゼラチンや、多糖類である寒天が代表
的で、これらの水溶液は冷却により流動性を失なってゼ
リー状のハイドロゲルとなり、加熱によって再び水溶液
に戻ることがよく知られている。
2. Description of the Related Art Among water-soluble polymers, there are some water-soluble polymers which form hydrogels in a reversible manner and are widely used in industry. As such a water-soluble polymer,
It is well known that gelatin, which is a protein, and agar, which is a polysaccharide, are typical, and that these aqueous solutions lose their fluidity upon cooling to become jelly-like hydrogels, and return to the aqueous solution again by heating.

【0003】これとは逆に、加熱によってハイドロゲル
となるものとしては、多糖類誘導体であるメチルセルロ
ースの水溶液がある。しかしながら、これらの系に共通
する問題点として、これらの水溶性高分子がいずれも天
然の材料を素材としているため、品質の安定性確保が困
難であることが挙げられる。またいずれの系において
も、ゲル化温度に達してからゲル化するまでに長時間を
要することも、これらの系を産業上利用する場合、生産
性を低下させる要因となってきた。
Contrary to this, an aqueous solution of methylcellulose, which is a polysaccharide derivative, is one that becomes a hydrogel by heating. However, a problem common to these systems is that it is difficult to secure quality stability because all of these water-soluble polymers are made of natural materials. In addition, in any of the systems, it takes a long time from reaching the gelation temperature to gelation, which has been a factor of reducing productivity when these systems are industrially used.

【0004】一方、非イオン性界面活性剤の中にも、そ
の水溶液が熱可逆的にハイドロゲルを形成するものがあ
る。例えば、ポリプロピレンオキサイドの両端にポリエ
チレンオキサイドが結合した、プルロニック F−12
7(商品名、旭電化工業(株)製)の高濃度水溶液は、
約20℃より高い温度でハイドロゲル、それより低い温
度で水溶液となることが知られている(例えば、Intern
ational Journal of Pharmaceutics, 12, 147-152(198
2))。
On the other hand, among the nonionic surfactants, there is one in which the aqueous solution thereof forms a hydrogel reversibly. For example, Pluronic F-12 in which polyethylene oxide is bonded to both ends of polypropylene oxide
7 (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)
It is known that a hydrogel is formed at a temperature higher than about 20 ° C, and an aqueous solution is formed at a lower temperature (eg, Intern
ational Journal of Pharmaceutics, 12, 147-152 (198
2)).

【0005】しかしながら、この材料の場合、約20w
t%以上の高濃度でしかハイドロゲルとならず、ハイド
ロゲル中の含水率が低いという問題があった。また、約
20wt%以上の高濃度でゲル化温度以上に保持して
も、さらに水を加えるとゲルが溶解してしまうという問
題もあった。また、この材料の場合、比較的分子量が低
いため、約20wt%以上の高濃度水溶液は非常に高い
浸透圧を示し、細胞膜等も容易に透過するので、細胞や
生物、生体を対象とする用途には不都合を生じる場合が
あった。
However, in the case of this material, about 20 w
There was a problem that the hydrogel was formed only at a high concentration of t% or more, and the water content in the hydrogel was low. Further, even if the gelation temperature is maintained above the gelation temperature at a high concentration of about 20 wt% or more, there is a problem that the gel will be dissolved by further adding water. Further, in the case of this material, since a high-concentration aqueous solution of about 20 wt% or more exhibits a very high osmotic pressure because it has a relatively low molecular weight, and easily penetrates cell membranes, etc., it is intended for use in cells, organisms, and living bodies. Sometimes caused inconvenience.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したような従来の熱可逆性ハイドロゲル材料の問題点を
解決した、新規な熱可逆性ハイドロゲル材料を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel thermoreversible hydrogel material which solves the problems of the conventional thermoreversible hydrogel material as described above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明の
熱可逆性ハイドロゲル材料、すなわちポリプロピレンオ
キサイドと他の水溶性高分子とが結合してなるブロック
共重合体であって、ポリプロピレンオキサイド部分のプ
ロピレンオキサイドの重合度が2〜200で、該ブロッ
ク共重合体中に該ポリプロピレンオキサイド部分が2個
以上存在し、且つ該ブロック共重合体の分子量が少なく
とも3万以上であるブロック共重合体を含むことを特徴
とする熱可逆性ハイドロゲル材料によって達成される。
The above-mentioned object is to provide a thermoreversible hydrogel material of the present invention, that is, a block copolymer in which polypropylene oxide and another water-soluble polymer are bound to each other. A block copolymer having a degree of polymerization of propylene oxide of 2 to 200, two or more polypropylene oxide moieties present in the block copolymer, and a molecular weight of the block copolymer of at least 30,000 or more. It is achieved by a thermoreversible hydrogel material characterized in that

【0008】本発明において、「ポリプロピレンオキサ
イド」とは、プロピレンオキサイドの重合物をいう。こ
の「ポリプロピレンオキサイド」は、ポリプロピレンオ
キシド、ポリプロピレングリコール、又はポリオキシプ
ロピレンなどと呼ばれることもある。
In the present invention, "polypropylene oxide" means a polymer of propylene oxide. This "polypropylene oxide" is sometimes called polypropylene oxide, polypropylene glycol, polyoxypropylene, or the like.

【0009】本発明に用いられるポリプロピレンオキサ
イドにおいて、プロピレンオキサイドの重合度は2〜2
00、好ましくは、10〜100である。この重合度2
〜200の範囲内でポリプロピレンオキサイドの水溶液
は曇点を有し、該曇点は重合度の増加とともに低下す
る。本発明において、このポリプロピレンオキサイドの
水溶液の曇点は、0〜90℃(更には0〜40℃)であ
ることが好ましい。
In the polypropylene oxide used in the present invention, the polymerization degree of propylene oxide is 2 to 2.
00, preferably 10 to 100. This degree of polymerization 2
In the range of up to 200, the aqueous solution of polypropylene oxide has a cloud point, and the cloud point decreases as the degree of polymerization increases. In the present invention, the cloud point of the aqueous solution of polypropylene oxide is preferably 0 to 90 ° C (further 0 to 40 ° C).

【0010】本発明において、ポリプロピレンオキサイ
ド水溶液の曇点は、例えば以下のようにして測定するこ
とができる。
In the present invention, the cloud point of the polypropylene oxide aqueous solution can be measured, for example, as follows.

【0011】濃度1wt%のポリプロピレンオキサイド
水溶液を冷却して透明な均一溶液とした後、徐々に昇温
(昇温速度1℃/min)し、はじめて白濁する温度を
曇点とする。
After cooling a polypropylene oxide aqueous solution having a concentration of 1 wt% to obtain a transparent uniform solution, the temperature is gradually raised (temperature rising rate 1 ° C./min), and the clouding point is the temperature at which white turbidity occurs for the first time.

【0012】本発明の熱可逆性ハイドロゲル材料におい
ては、上記ポリプロピレンオキサイド部分が曇点を有す
ることが重要であって、曇点を有する限り、該ポリプロ
ピレンオキサイド部分に他のアルキレンオキサイド、例
えば、エチレンオキサイドやテトラメチレンオキサイド
が含有されていても良い。本発明において、ポリプロピ
レンオキサイドの末端基の種類は特に制限されないが、
該ポリプロピレンオキサイドは末端基として、他の親水
性高分子との結合に利用できる反応活性な官能基、例え
ば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネー
ト基、あるいは重合性基(例えばアクリロイル基)等を
有していることが好ましい。1個のポリプロピレンオキ
サイド中の反応活性な官能基の数は、通常2個であるこ
とが好ましいが、1個または3個以上であっても良い。
In the thermoreversible hydrogel material of the present invention, it is important that the polypropylene oxide portion has a cloud point. As long as the polypropylene oxide portion has the cloud point, another alkylene oxide such as ethylene can be added to the polypropylene oxide portion. Oxide or tetramethylene oxide may be contained. In the present invention, the type of the terminal group of polypropylene oxide is not particularly limited,
The polypropylene oxide has, as an end group, a reactive functional group that can be used for binding to another hydrophilic polymer, for example, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an isocyanate group, or a polymerizable group (for example, an acryloyl group). It is preferable to have. Normally, the number of reactive functional groups in one polypropylene oxide is preferably two, but may be one or three or more.

【0013】本発明において、上記したポリプロピレン
オキサイドと組み合わされて熱可逆性ハイドロゲル材料
を構成する「他の水溶性高分子」としては、ポリプロピ
レンオキサイド以外の水溶性高分子が特に制限なく使用
可能である。より具体的には例えば、このような水溶性
高分子として、メチルセルロース、デキストラン、ポリ
エチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリN−
ビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリアクリル
アミド、ポリメタアクリルアミド、ポリN−メチルアク
リルアミド、ポリヒドロキシメチルアクリレート、ポリ
アクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルスルホン
酸、ポリスチレンスルホン酸およびそれらの塩、ポリ
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリ
N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、ポリ
N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドおよび
それらの塩などが挙げられる。
In the present invention, as the "other water-soluble polymer" which constitutes the thermoreversible hydrogel material in combination with the above-mentioned polypropylene oxide, water-soluble polymers other than polypropylene oxide can be used without particular limitation. is there. More specifically, for example, as such a water-soluble polymer, methyl cellulose, dextran, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, poly N-
Vinylpyrrolidone, polyvinyl pyridine, polyacrylamide, polymethacrylamide, poly N-methyl acrylamide, polyhydroxymethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid and salts thereof, poly N, N-dimethyl Examples thereof include aminoethyl methacrylate, poly N, N-diethylaminoethyl methacrylate, poly N, N-dimethylaminopropyl acrylamide and salts thereof.

【0014】ポリプロピレンオキサイドと水溶性高分子
との結合は、例えば、アニオン重合またはカチオン重合
で、プロピレンオキサイドと「他の水溶性高分子」を構
成するモノマ−(例えばエチレンオキサイド)とを繰り
返し逐次重合させることで、ポリプロピレンオキサイド
と「他の水溶性高分子」(例えばポリエチレンオキサイ
ド)が結合したブロック共重合体を得ることができる。
このようなブロック共重合体は、ポリプロピレンオキサ
イドの末端に重合性基(例えばアクリロイル基)を導入
後、水溶性高分子を構成するモノマーを共重合させるこ
とによっても得ることができる。
The bond between the polypropylene oxide and the water-soluble polymer is, for example, anionic polymerization or cationic polymerization, and propylene oxide and a monomer (for example, ethylene oxide) constituting "another water-soluble polymer" are repeatedly and sequentially polymerized. By doing so, a block copolymer in which polypropylene oxide and “another water-soluble polymer” (for example, polyethylene oxide) are bound can be obtained.
Such a block copolymer can also be obtained by introducing a polymerizable group (for example, an acryloyl group) at the terminal of polypropylene oxide and then copolymerizing a monomer constituting the water-soluble polymer.

【0015】更には、水溶性高分子中に、ポリプロピレ
ンオキサイド末端の官能基(例えば水酸基)と結合反応
し得る官能基を導入し、両者を反応させることによって
も、本発明のハイドロゲル材料を得ることができる。ま
た、ポリプロピレングリコールの両端にポリエチレング
リコールが結合した、プルロニック F−127(商品
名、旭電化工業(株)製)のような材料を連結させるこ
とによっても、本発明のハイドロゲル材料を得ることが
できる。
Furthermore, the hydrogel material of the present invention can be obtained by introducing into the water-soluble polymer a functional group capable of undergoing a binding reaction with a functional group at the terminal of polypropylene oxide (for example, a hydroxyl group) and reacting both. be able to. The hydrogel material of the present invention can also be obtained by connecting a material such as Pluronic F-127 (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) in which polyethylene glycol is bonded to both ends of polypropylene glycol. it can.

【0016】本発明者の知見によれば、上記のような手
段によって得られる本発明のブロック共重合体は、分子
内のポリプロピレンオキサイド部分の曇点より低い温度
では水溶性で、均一な水溶液となり得るが、該曇点以上
の温度ではその水溶液が流動性を失い、ハイドロゲルを
形成することが可能となる。本発明者の知見によれば、
該ハイドロゲルに該曇点以上の温度で更に多量の水を加
えても、該ハイドロゲルが溶解することはない。
According to the knowledge of the present inventor, the block copolymer of the present invention obtained by the above means is water-soluble at a temperature lower than the cloud point of the polypropylene oxide portion in the molecule and becomes a uniform aqueous solution. However, at temperatures above the cloud point, the aqueous solution loses fluidity and can form hydrogels. According to the knowledge of the inventor,
Even if a large amount of water is added to the hydrogel at a temperature above the cloud point, the hydrogel will not dissolve.

【0017】本発明者は、このような現象が上記ブロッ
ク共重合体の低濃度(10wt%以下)の水溶液につい
ても観察されるのは、該ブロック共重合体が分子内に複
数のポリプロピレンオキサイド部分を有し、更に、該ブ
ロック共重合体の分子量が3万以上である場合に限られ
ることを見いだし、本発明を完成した。
The present inventor has observed that such a phenomenon also occurs in an aqueous solution of the block copolymer having a low concentration (10 wt% or less), because the block copolymer has a plurality of polypropylene oxide moieties in its molecule. Further, the present invention was completed by discovering that it is limited to the case where the molecular weight of the block copolymer is 30,000 or more.

【0018】本発明のブロック共重合体中におけるポリ
プロピレンオキサイド部分の存在比は、約5wt%〜約
90wt%の範囲であることが好ましく、30〜70w
t%程度の範囲であることがより好ましい。ポリプロピ
レンオキサイド部分の存在比が5wt%を下回るとゲル
化が困難となり、90wt%を上回るとハイドロゲルの
含水率が低くなる。
The abundance ratio of the polypropylene oxide moiety in the block copolymer of the present invention is preferably in the range of about 5 wt% to about 90 wt%, and 30 to 70 w.
More preferably, it is in the range of about t%. When the abundance ratio of polypropylene oxide portion is less than 5 wt%, gelation becomes difficult, and when it exceeds 90 wt%, the water content of the hydrogel becomes low.

【0019】上述したように、本発明のハイドロゲル材
料は、ポリプロピレンオキサイドと水溶性高分子とが結
合してなる特定のブロック共重合体を含むものである
が、このようなブロック共重合体の水溶液中に、他のポ
リプロピレンオキサイドと水溶性高分子から成るブロッ
ク共重合体が混在していても差し支えない。すなわち、
分子内に1個のポリプロピレンオキサイドしか持たない
ブロック共重合体や、分子量が3万に満たないブロック
共重合体が混在していても、本発明のブロック共重合体
水溶液の上記した熱可逆的ゲル化挙動は、通常は阻害さ
れない。このように本発明のブロック共重合体の水溶液
中に、他のポリプロピレンオキサイドと水溶性高分子か
ら成るブロック共重合体が混在する場合、本発明のブロ
ック共重合体10重量部に対して、他の「ポリプロピレ
ンオキサイドと水溶性高分子から成るブロック共重合
体」の量は10重量部以下、更には1重量部以下である
ことが好ましい。
As described above, the hydrogel material of the present invention contains a specific block copolymer formed by binding polypropylene oxide and a water-soluble polymer. In such an aqueous solution of the block copolymer, In addition, a block copolymer composed of other polypropylene oxide and a water-soluble polymer may be mixed. That is,
Even if a block copolymer having only one polypropylene oxide in the molecule or a block copolymer having a molecular weight of less than 30,000 is mixed, the above-described thermoreversible gel of the aqueous solution of the block copolymer of the present invention is used. The chelation behavior is usually not disturbed. Thus, in the case where the block copolymer of the present invention is mixed with another polypropylene oxide and a block copolymer composed of a water-soluble polymer, 10 parts by weight of the block copolymer of the present invention may be mixed with other components. The amount of the "block copolymer consisting of polypropylene oxide and water-soluble polymer" is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or less.

【0020】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0021】[0021]

【実施例】実施例1 ポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイド共
重合体(プロピレンオキサイド/エチレンオキサイド平
均重合度約60/180、旭電化工業(株)製:プルロ
ニックF−127)10gを乾燥クロロホルム30ml
に溶解し、五酸化リン共存下、ヘキサメチレンジイソシ
アネート0.13gを加え、沸点還流下に6時間反応さ
せた。溶媒を減圧留去後、残さを蒸留水に溶解し、分画
分子量3万の限外濾過膜(アミコン PM−30)を用
いて限外濾過を行い、高分子量重合体と低分子量重合体
を分画した。得られた水溶液を凍結乾燥して、F−12
7高重合体およびF−127低重合体を得た。
Example 1 10 g of polypropylene oxide-polyethylene oxide copolymer (propylene oxide / ethylene oxide average degree of polymerization of about 60/180, Asahi Denka Co., Ltd .: Pluronic F-127) was dried with 30 ml of dry chloroform.
0.13 g of hexamethylene diisocyanate was added in the presence of phosphorus pentoxide, and the mixture was reacted for 6 hours under reflux of boiling point. After distilling off the solvent under reduced pressure, the residue was dissolved in distilled water and subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration membrane (Amicon PM-30) having a molecular weight cut off of 30,000 to obtain a high molecular weight polymer and a low molecular weight polymer. Fractionated. The resulting aqueous solution is freeze-dried to obtain F-12
7 high polymer and F-127 low polymer were obtained.

【0022】上記F−127高重合体(本発明のハイド
ロゲル材料)を、氷冷下、8wt%の濃度で蒸留水に溶
解した。この水溶液をゆるやかに加温してゆくと、21
℃から徐徐に粘度が上昇し、約27℃で固化して、ハイ
ドロゲルとなった。このハイドロゲルを冷却すると、2
1℃で水溶液に戻った。この変化は、可逆的に繰り返し
観測された。
The above F-127 high polymer (hydrogel material of the present invention) was dissolved in distilled water at a concentration of 8 wt% under ice cooling. When this aqueous solution is gradually heated,
The viscosity gradually increased from 0 ° C and solidified at about 27 ° C to form a hydrogel. When this hydrogel is cooled, 2
It returned to an aqueous solution at 1 ° C. This change was repeatedly observed reversibly.

【0023】一方、上記F−127低重合体を、氷冷
下、8wt%の濃度で蒸留水に溶解したものは、60℃
以上に加熱しても全くゲル化しなかった。
On the other hand, the above F-127 low polymer dissolved in distilled water at a concentration of 8 wt% under ice cooling was 60 ° C.
No gel was formed at all even when heated above.

【0024】実施例2 トリメチロールプロパン1モルに対し、エチレンオキサ
イド160モルをカチオン重合により付加して、ポリエ
チレンオキサイドトリオールを得た。このポリエチレン
オキサイドトリオール0.02モルを蒸留水1000m
lに溶解し、過マンガン酸カリウム0.1モルを加えて
25℃で60分間酸化反応を行い、ポリエチレンオキサ
イドトリカルボキシル体とした。このポリエチレンオキ
サイドトリカルボキシル体10gと、ポリプロピレンオ
キサイドジアミノ体(プロピレンオキサイド平均重合度
約65、米国ジェファーソンケミカル社製:ジェファー
ミンD−4000)10gとを四塩化炭素1000ml
に溶解し、ジシクロヘキシルカルボジイミド1.2gを
加えて、沸点還流下に6時間反応させた。反応液を冷
却、濾過後、溶媒を減圧留去し、残さを真空乾燥して本
発明のハイドロゲル材料を得た。
Example 2 To 1 mol of trimethylolpropane, 160 mol of ethylene oxide was added by cationic polymerization to obtain polyethylene oxide triol. 0.02 mol of this polyethylene oxide triol was added to 1000 m of distilled water.
0.1 mol of potassium permanganate was added, and an oxidation reaction was carried out at 25 ° C. for 60 minutes to obtain a polyethylene oxide tricarboxylate. 10 g of this polyethylene oxide tricarboxylate and 10 g of polypropylene oxide diamino (propylene oxide average degree of polymerization of about 65, Jefferson Chemical Co., USA: Jeffamine D-4000) 1000 g of carbon tetrachloride
Was added to the reaction mixture, 1.2 g of dicyclohexylcarbodiimide was added, and the mixture was reacted for 6 hours under reflux of boiling point. After cooling and filtering the reaction solution, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was vacuum dried to obtain the hydrogel material of the present invention.

【0025】このハイドロゲル材料を氷冷下、8wt%
の濃度で蒸留水に溶解した。この水溶液をゆるやかに加
温してゆくと、5℃から徐徐に粘度が上昇し、約10℃
で固化し、ハイドロゲルとなった。このハイドロゲルを
冷却すると、5℃で水溶液に戻った。この変化は、可逆
的に繰り返し観測された。また、25℃でこのハイドロ
ゲルを多量の蒸留水中に投入したが、該ハイドロゲルは
溶解しなかった。
8% by weight of this hydrogel material under ice cooling
It was dissolved in distilled water at a concentration of. When this aqueous solution is slowly heated, the viscosity gradually increases from 5 ° C to about 10 ° C.
It solidified and became a hydrogel. When this hydrogel was cooled, it returned to an aqueous solution at 5 ° C. This change was repeatedly observed reversibly. Further, when this hydrogel was put into a large amount of distilled water at 25 ° C., the hydrogel did not dissolve.

【0026】実施例3 N−ビニルピロリドン(関東化学(株)製)11.1g
とアクリロキシスクシンイミド(国産化学(株)製)
0.9g(モル比95/5)を、クロロホルム400m
l中においてアゾビスイソブチロニトリル0.135g
を開始剤として60℃で6時間ラジカル重合させ、平均
分子量約20万のランダム共重合体を合成した。
Example 3 11.1 g of N-vinylpyrrolidone (produced by Kanto Chemical Co., Inc.)
And acryloxysuccinimide (manufactured by Kokusan Kagaku Co., Ltd.)
0.9 g (molar ratio 95/5) of chloroform 400 m
0.135 g of azobisisobutyronitrile in 1
Was used as an initiator for radical polymerization at 60 ° C. for 6 hours to synthesize a random copolymer having an average molecular weight of about 200,000.

【0027】このランダム共重合体10gと、ポリプロ
ピレンオキサイドモノアミノ体(プロピレンオキサイド
/エチレンオキサイド平均重合度約32/3、米国ジェ
ファーソンケミカル社製:ジェファーミンM−200
5)20gとをクロロホルム100mlに溶解し、室温
で終夜反応させた。反応液に過剰量のエタノールアミン
を加えた後、溶媒を減圧留去した。残さを蒸留水に溶解
し、透析により精製後、凍結乾燥して本発明のゲル材料
を得た。
10 g of this random copolymer and a polypropylene oxide monoamino compound (propylene oxide / ethylene oxide average degree of polymerization of about 32/3, manufactured by Jefferson Chemical Company, USA: Jeffamine M-200)
5) 20 g was dissolved in 100 ml of chloroform and reacted at room temperature overnight. After adding an excess amount of ethanolamine to the reaction solution, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was dissolved in distilled water, purified by dialysis, and freeze-dried to obtain the gel material of the present invention.

【0028】このゲル材料を氷冷下、8wt%の濃度で
蒸留水に溶解した。この水溶液をゆるやかに加温してゆ
くと、15℃から徐徐に粘度が上昇し、約20℃で固化
し、ハイドロゲルとなった。このハイドロゲルを冷却す
ると、15℃で水溶液に戻った。この変化は、可逆的に
繰り返し観測された。
This gel material was dissolved in distilled water at a concentration of 8 wt% under ice cooling. When this aqueous solution was gradually heated, the viscosity gradually increased from 15 ° C and solidified at about 20 ° C to form a hydrogel. When this hydrogel was cooled, it returned to an aqueous solution at 15 ° C. This change was repeatedly observed reversibly.

【0029】実施例4 ポリプロピレンオキサイドジアミノ体(プロピレンオキ
サイド平均重合度約65、米国ジェファーソンケミカル
社製:ジェファーミンD−4000)10gとアクリロ
キシスクシンイミド(国産化学(株)製)0.85gと
をクロロホルム100ml中25℃で6時間反応させ、
ポリプロピレンオキサイド両末端に重合性基を導入し
た。
Example 4 Chloroform was added with 10 g of polypropylene oxide diamino compound (average degree of polymerization of propylene oxide of about 65, manufactured by Jefferson Chemical Company: Jeffamine D-4000) and 0.85 g of acryloxysuccinimide (manufactured by Kokusan Kagaku Co., Ltd.). React in 100 ml at 25 ° C for 6 hours,
Polymerizable groups were introduced at both ends of polypropylene oxide.

【0030】溶媒を減圧留去後、残さを蒸留水1000
mlに溶解した。これにアクリルアミド5g、過硫酸ア
ンモニウム0.5g、およびテトラメチルエチレンジア
ミン20μlを加え、氷冷窒素雰囲気下、終夜反応させ
た。透析により精製後、凍結乾燥して本発明のゲル材料
を得た。
After the solvent was distilled off under reduced pressure, the residue was distilled water 1000
Dissolved in ml. To this, 5 g of acrylamide, 0.5 g of ammonium persulfate, and 20 μl of tetramethylethylenediamine were added, and the mixture was reacted overnight under an ice-cooled nitrogen atmosphere. After purification by dialysis, it was freeze-dried to obtain the gel material of the present invention.

【0031】このゲル材料を氷冷下、8wt%の濃度で
蒸留水に溶解した。この水溶液をゆるやかに加温してゆ
くと、5℃から徐徐に粘度が上昇し、約10℃で固化し
て、ハイドロゲルとなった。このハイドロゲルを冷却す
ると、5℃で水溶液に戻った。この変化は、可逆的に繰
り返し観測された。
This gel material was dissolved in distilled water at a concentration of 8 wt% under ice cooling. When this aqueous solution was gradually heated, the viscosity gradually increased from 5 ° C and solidified at about 10 ° C to form a hydrogel. When this hydrogel was cooled, it returned to an aqueous solution at 5 ° C. This change was repeatedly observed reversibly.

【0032】[0032]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、ポリプ
ロピレンオキサイドと他の水溶性高分子とが結合したブ
ロック共重合体からなる新規な熱可逆性ハイドロゲル材
料が提供される。本発明の熱可逆性ハイドロゲル材料の
水溶液は、特定の温度(ゲル化温度)より低い温度では
水溶液であり、該温度より高い温度ではハイドロゲルを
形成可能である。このゲル化温度は、本発明の熱可逆性
ゲル材料中のポリプロピレンオキサイド部分の曇点に依
存するので、該プロピレンオキサイドの重合度を調節す
ることでゲル化温度を任意に制御できる。
As described above, the present invention provides a novel thermoreversible hydrogel material comprising a block copolymer in which polypropylene oxide and another water-soluble polymer are bound. The aqueous solution of the thermoreversible hydrogel material of the present invention is an aqueous solution at a temperature lower than a specific temperature (gelling temperature), and can form a hydrogel at a temperature higher than the temperature. Since this gelling temperature depends on the cloud point of the polypropylene oxide portion in the thermoreversible gel material of the present invention, the gelling temperature can be arbitrarily controlled by adjusting the degree of polymerization of the propylene oxide.

【0033】本発明の熱可逆性ハイドロゲル材料は、合
成材料であるので天然材料に見られるような未知の不純
物を含まず、組成の均一性、性能の安定性を容易に保証
できる。また、本発明の熱可逆性ハイドロゲル材料は分
子量の大きい高分子であるため毒性の心配がなく、細胞
や生物、生体を対象とする用途にも問題なく使用でき
る。更に、本発明の熱可逆性ハイドロゲル材料から成る
ハイドロゲルにおいては、ゲル化温度より高い温度に保
持した場合には、該ハイドロゲルに更に水を加えてもゲ
ルが溶解してしまうという問題が生じないので、ゲルを
水中に分散した状態での使用も可能である。
Since the thermoreversible hydrogel material of the present invention is a synthetic material, it does not contain unknown impurities as found in natural materials and can easily guarantee the uniformity of composition and stability of performance. Further, since the thermoreversible hydrogel material of the present invention is a polymer having a large molecular weight, there is no concern about toxicity, and it can be used without problems in applications intended for cells, organisms, and living bodies. Further, in the hydrogel composed of the thermoreversible hydrogel material of the present invention, when the temperature is higher than the gelation temperature, there is a problem that the gel is dissolved even if water is further added to the hydrogel. Since it does not occur, the gel can be used in a state of being dispersed in water.

【0034】また、本発明の熱可逆性ハイドロゲル材料
の水溶液は、10wt%以下の低濃度でもゲル化が可能
であるため、ハイドロゲルの含水率が高く、物質の分離
や医薬品、農薬、化粧品などに好適に利用することが可
能である。
Further, since the aqueous solution of the thermoreversible hydrogel material of the present invention is capable of gelation even at a low concentration of 10 wt% or less, the water content of the hydrogel is high, and the separation of substances, pharmaceuticals, agricultural chemicals, cosmetics, etc. It can be preferably used for such purposes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 81/00 CA(STN) REGISTRY(STN)─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 81/00 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2個以上のポリプロピレンオキサイド
分が、他の水溶性高分子部分を介して結合してなるブロ
ック共重合体であって 該ポリプロピレンオキサイド部分のプロピレンオキサイ
ドの重合度が2〜200で該ブロック共重合体の分子
量が少なくとも3万以上であり 分子内のポリプロピレンオキサイド部分の曇点より低い
温度では水溶性で、且つ該曇点以上の温度では水に溶解
しないハイドロゲルを形成するブロック共重合体を含む
熱可逆性ハイドロゲル材料を含むことを特徴とする分離
材または化粧品
1. A two or more polypropylene oxide portion
Is a block copolymer formed by bonding via other water-soluble polymer moieties ; the degree of polymerization of propylene oxide in the polypropylene oxide moiety is 2 to 200 , and the molecular weight of the block copolymer is at least 30,000 or more ; lower than cloud point of polypropylene oxide portion in the molecule
Water-soluble at temperatures, and soluble in water at temperatures above the cloud point
Contains a block copolymer that forms a hydrogel
Separation characterized by containing a thermoreversible hydrogel material
Material or cosmetics .
【請求項2】 前記ポリプロピレンオキサイドが、その
水溶液として0〜90℃の曇点を与えるものである請求
項1に記載の分離材または化粧品
2. The separation material or cosmetic according to claim 1, wherein the polypropylene oxide gives a cloud point of 0 to 90 ° C. as an aqueous solution thereof .
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