JP3722239B2 - 抗血栓性、抗菌性組成物および医用材料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ムコ多糖類と第４級ホスホニウムとのイオン性複合体から成る脂溶化ムコ多糖と、重付加反応体とを主成分とする組成物であることを特徴とする、抗血栓性および抗菌性を有する組成物および該組成物を主成分として成る医用材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工性、弾性、可撓性に優れた人工材料は、近年医療用材料として広く利用されるようになってきているが、人工腎臓、人工肺、補助循環装置、人工血管等の人工臓器や、注射器、血液バッグ、心臓カテーテル等のディスポーザブル製品として今後益々利用が拡大することが予想される。これらの医用材料としては、充分な機械的強度や耐久性に加えて、生体に対する安全性、特に血液と接触した場合に血液が凝固しないこと、すなわち抗血栓性が要求される。
【０００３】
従来、医療用材料に抗血栓性を付与する手法としては、（１）材料表面にヘパリン等のムコ多糖類やウロキナーゼ等の線溶活性因子を固定させたもの、（２）材料表面を修飾して陰電荷や親水性などを付与したもの、（３）材料表面を不活性化したものの３通りに大別できる。このうち（１）の方法（以下、表面ヘパリン法と略記する）はさらに、（Ａ）ポリマーと脂溶化したヘパリンのブレンド法、（Ｂ）脂溶化したヘパリンでの材料表面被覆法、（Ｃ）材料中のカチオン性基にヘパリンをイオン結合させる方法、（Ｄ）材料とヘパリンを共有結合させる方法に細分類される。
【０００４】
上記の方法のうち、（２）、（３）の方法は長期的に体液と接触した場合には、材料表面にタンパクが吸着して生体膜類似表面を形成し、安定した抗血栓性を得ることが可能である。しかし、材料を生体内（血液接触部位）に導入した初期段階では、生体内において種々の凝固因子等が活性化された状態にあるため、ヘパリン投与などの抗凝血療法を施すことなしに充分な抗血栓性を得るのは困難である。
【０００５】
これに対して（１）は、導入初期段階には表面上のヘパリンやウロキナーゼによって抗血栓性、または生成した血栓の溶解性能が発揮されるが、長期間の使用によって一般的に性能が低下する傾向にある。すなわち、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では通常、生理条件下での長期の使用によってヘパリン類が脱離し易く、生体内に固定して用いる医療用材料としては充分な性能が得られにくい。（Ｄ）で得られる材料では、ヘパリンが共有結合されているため脱離しにくいという利点を有するが、従来の結合方法では往々にして、ヘパリン構成成分であるＤ−グルコサミンやＤ−グルクロン酸のコンフォメーションに変化を与えてしまい、抗凝血効果を低下させてしまうという欠点がある。
【０００６】
また、（Ｃ）、（Ｄ）の方法では、ヘパリンの固定化に利用できる官能基を含む材料を選択するか、あるいは新たに導入する必要がある。このため、材料の選択の幅が狭められたり、官能基の導入によって材料の機械的強度が低下する可能性がある。また、操作の煩雑化によって、医療用材料を得る工程数が増加するという問題もある。
【０００７】
このように、材料の抗血栓化の容易さ、適用できる材料の選択の幅の広さから考えると、（Ａ）ポリマーと脂溶化したヘパリンのブレンド法、もしくは（Ｂ）脂溶化したヘパリンでの材料表面被覆法が最も優れた方法であると言える。しかしながらこの方法の致命的欠点は既述の通り、生理条件下での長期の使用によってヘパリン類が脱離し易いという点である。逆に言えば、この欠点を克服することによって簡便性、汎用性に富む優れた抗血栓化を提供することが可能になる。
【０００８】
この問題を解決する手段として、特開平２−２７０８２３に開示されている方法がある。この方法は、天然ムコ多糖類と天然脂質もしくは合成脂質との複合体を形成させることを特徴としており、ヘパリンと生体内リン脂質の複合体で材料表面を被覆する技術が好ましい例として挙げられている。
【０００９】
しかしながらこの方法はヘパリン溶出に伴って同時に溶出されるカチオン性物質（脂溶化剤）が天然脂質もしくは合成脂質であるため、生体に悪影響を及ぼしにくいという点においてのみ有用であると言える。すなわち、この方法によって、長期間使用時のヘパリンの溶出による抗血栓性の低下が解決されたとは言い難い。
【００１０】
また、高栄養輸液カテーテル（以下ＩＶＨと略記する）など、長期間体内に留置する必要のある医用デバイスでは、生体−材料界面からの感染が問題であった。血液と材料の接触によって生成した血栓に菌が繁殖し、これが体内に入り込んで感染を引き起こす。したがって、このような医用デバイスに使用される材料には抗血栓性と抗菌性とを同時に有することが必要である。しかしながらこうした抗血栓性および抗菌性を兼ね備えた素材の開発は強く望まれているにもかかわらず、この分野に応用可能な素材についてはほとんど報告されていないのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の欠点を解決し、簡便性、汎用性に加え長期間の抗血栓性と同時に抗菌活性をも発揮できる、抗血栓性と抗菌性とを併せ持つような組成物、および該組成物を主成分として成る医用材料を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、抗凝血作用を有する少なくとも１種のムコ多糖類と第４級ホスホニウムとのイオン性複合体から成る脂溶化ムコ多糖と、重付加反応体とを主成分とする組成物であることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、ムコ多糖類としてヘパリンが少なくとも含有されることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、第４級ホスホニウムが前記化１の構造であることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、重付加反応体がポリウレタンもしくはポリウレタンウレアであることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、重付加反応体１００重量部に対して、脂溶化ムコ多糖が０．１〜２０重量部含有されていることを特徴とする。
本発明の医用材料は該抗血栓性、抗菌性組成物を主成分として含まれて成ることを特徴とする。
【００１３】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物の必須成分である第４級ホスホニウムは、前記化１の構造を有することを特徴としているが、この第４級ホスホニウムは１種類だけ使用しても、何種類かを同時に使用してもよい。第４級ホスホニウムのリン原子に結合する４つの炭化水素鎖のうち、ひとつは炭素数１〜２５、好ましくは３〜２０、さらに好ましくは６〜２０のアルキル基である。他の３つの炭化水素鎖は、炭素数１〜１２、好ましくは１〜８のアルキル基、または炭素数６〜１２、好ましくは６〜１０のアリール基、または炭素数７〜２０、好ましくは７〜１２のアラルキル基である。
【００１４】
第４級ホスホニウムとしては具体的に、トリブチルラウリルホスホニウム、トリブチルミリスチルホスホニウム、トリブチルセチルホスホニウム、トリブチルステアリルホスホニウム、トリフェニルラウリルホスホニウム、トリフェニルミリスチルホスホニウム、トリフェニルセチルホスホニウム、トリフェニルステアリルホスホニウム、ベンジルジメチルラウリルホスホニウム、ベンジルジメチルミリスチルホスホニウム、ベンジルジメチルセチルホスホニウム、ベンジルジメチルステアリルホスホニウムなどが例示されるが、化１によって示される構造の化合物であれば、特にこれらに限定されるものではない。
【００１５】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は抗凝血作用を有するムコ多糖類の使用を必須としているが、このムコ多糖類としてはたとえばヘパリン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸等が挙げられるが、なかでもヘパリンが特に好ましい。
【００１６】
抗凝血作用を有するムコ多糖類と第４級ホスホニウムとのイオン性複合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、ムコ多糖類の弱酸性緩衝液溶液もしくは分散液と、第４級ホスホニウム塩の弱酸性緩衝液溶液もしくは分散液を混合し、得られた沈澱を回収、凍結乾燥する方法などが挙げられる。この際の緩衝液に使用される溶質としては、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、Ｎ−（２−アセトアミド）−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリノ）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、２−［４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル］エタンスルホン酸が好ましく、特に好ましくは２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（以下ＭＥＳと略記する）、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）（以下ＰＩＰＥＳと略記する）、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（以下ＭＯＰＳと略記する）である。
【００１７】 本発明においては、抗凝血作用を有するムコ多糖類と第４級ホスホニウムのイオン性複合体（以下脂溶化ムコ多糖と略記する）と重付加反応体とから成る組成物であることが必須である。脂溶化ムコ多糖のブレンドによって材料表面が不活性化すると同時に、一部は重合体から徐放することよって抗血栓性、抗菌性が発揮されるものと考えられる。本発明の抗血栓性、抗菌性組成物では、重合体と脂溶化ムコ多糖の親和性によって生体成分との接触によっても脂溶化ムコ多糖の徐放が制御され、長期間の溶出後も非常に優れた抗血栓性を維持することが可能である。さらに、脂溶化剤として機能する第４級ホスホニウムの効果によって、抗血栓性と同時に抗菌性をも材料に導入することが可能である。
【００１８】
本発明の抗血栓性抗菌性医用材料に使用される重合体は重付加反応体であることが必要であり、具体的にはポリウレタン、ポリウレア、ポリウレタンウレア等従来より使用されている材質、また、将来使用されるであろう材質が広く利用できるが、ポリウレタン、ポリウレタンウレア、ポリエステルウレタン、ポリエステルウレタンウレア、ポリエーテルウレタン、ポリエーテルウレタンウレアが好ましく、セグメント化ポリエーテルウレタン、セグメント化ポリエーテルウレタンウレアがさらに好ましい。
【００１９】
脂溶化ムコ多糖を重付加反応体と混合する際の添加量は、重付加反応体１００重量部に対して、脂溶化ムコ多糖を好ましくは０．１〜２０重量部、さらに好ましくは１〜１０重量部の量を添加することが推奨される（以下、重合体１００重量部に対して添加剤１重量部を加えた場合、添加剤添加量は１ｐｈｒであると表現する）。
【００２０】
重付加反応体の詳細な組成や、合成方法に関しては特に制限されないが、例えば次のようにして合成されたセグメント化ポリエーテルウレタン（ウレア）が利用され得る。分子量１２０〜４０００程度のポリオキシアルキレンジオールをジイソシアネート類と反応させて末端イソシアネートプレポリマーを得た後、このプレポリマーを、イソシアネート基と反応し得る活性水素を２個以上有する化合物で分子鎖を延長させることにより、セグメント化ポリエーテルウレタン（ウレア）を得る。
【００２１】
この際に使用されるポリオキシアルキレンジオールとしては、たとえばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、およびこれらの混合物などが例示される。ジイソシアネート類としては、たとえば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、キシリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびこれらの混合物などが例示される。また、鎖延長剤としてはたとえば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、１，４−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のジオール、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、フェニレンジアミンやヒドラジン、ジカルボン酸ジヒドラジド等のジアミン、さらにメタノールアミン、２−アミノエタノール、３−アミノプロパノール等のアミノアルコール、およびこれらの混合物などが例示される。
【００２２】
重付加反応体の構造については本発明で特には制限を受けないが、親水性セグメントが適度に伸び、しなやかな構造を有している方が好ましい。これは第一に医用材料として要求される加工性、弾性、可撓性等の機械的特性を満足するためであり、第二に抗血栓性、抗菌性の発揮に有利だからである。詳細な機構は明らかではないが、重付加反応体の化学構造に柔軟性が有る場合には脂溶化ムコ多糖のモービリティが向上し、より活性を発揮しやすいコンフォメーションを取りながら材料−生体成分界面に滲出するためであろうと考えられる。
【００２３】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物はさらに、基材となる他の構造体に導入することも可能である。構造体の素材としては特に限定されるものではないが、たとえばポリエーテルウレタン、ポリウレタン、ポリウレタンウレア、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等、従来より使用されている材質、また、将来使用されることが予想される材質が広く利用できる。また、既存、および新規の材質からなる血液透析膜、血漿分離膜、吸着剤等の血液処理剤に抗血栓性を付与する目的で導入することも可能である。
【００２４】
基材への導入方法も特に限定されないが、たとえば通常のブレンド法、コーティング法が適用可能であり、さらにコーティング方法についても、塗布法、スプレー法、ディップ法等、特に制限なく適用できる。
このようにして、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物が得られる。詳細な機構は明かではないが、本発明による材料は生体成分との接触初期段階ではもちろん、接触が長期にわたった後も良好な抗凝血性が維持できる。また、第４級ホスホニウムの効果によって抗血栓性と同時に抗菌性をも導入することができる。
【００２５】
【発明の実施形態】
このような利点を活かして、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物の用途は広い範囲に適用されうるものであるが、特に医用材料として各種の医療用器具あるいは機器類の素材には有用である。具体的には、たとえば血液透析膜や血漿分離膜およびこれらのコーティング剤、血液中老廃物の吸着用コーティング剤に適用できる。また、人工肺用の膜素材（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、大動脈バルーン、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得る。また、抗菌性を同時に有する特長を利用し、従来生体−材料界面からの感染が問題であったＩＶＨなどに適用することも特に好ましい。
さらに本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は医用材料以外にも、壁紙、食品包材用あるいは汎用包装用フイルム、クリーンブースのフード、塗料などへも適用することができる。また各種の衛生用品にも応用されるものであり、たとえばオムツ、マスク、ガーゼ、包帯、生理用品等が挙げられる。さらに樹脂としても利用することが可能であり、たとえばボールペン軸、キーボードカバー、デスクマット等の文具や、まな板、各種電気製品等の日用品が挙げられる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
〈実施例１〉
ヘパリンナトリウム塩１０．００ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１００ｍｌとした。塩化トリ（ｎ−ブチル）セチルホスホニウム（以下ＴＢＣＰ・Ｃｌと略記する）１４．７３ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１４７ｍｌとした。双方の溶液を氷冷下で混合し、そのまま４℃で１５時間静置して沈澱を得た。この沈澱を３３００ｒｐｍで遠心沈降させて回収し、凍結乾燥させることによってＴＢＣＰ・Ｃｌ−ヘパリン複合体（以下ＴＢＣＰ−Ｈｅｐと略記する）を得た。このＴＢＣＰ−Ｈｅｐはベンゼン、ＤＭＦ、ＴＨＦ、クロロホルム等の有機溶媒に可溶であった。
【００２７】
市販ポリエーテルウレタン（Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（商品名）、以下ＰＵと略記する）をＴＨＦに溶解して５％溶液とした。このＰＵ溶液１０００ｇに対し、上記で得たＴＢＣＰ−Ｈｅｐ１．００ｇを加えて、均一溶液とした。このＴＢＣＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド溶液２０ｇを水平に保った１２ｃｍ×１２ｃｍのガラス板上に均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＴＢＣＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド材料を材料Ａ、材料Ａから得たフィルムをフィルムＡ1 と略記する）。フィルムＡ1 には、ＴＢＣＰ−Ｈｅｐが２ｐｈｒ添加されていることになる。
【００２８】
上記で得たフィルムＡ1 上での血漿相対凝固時間について以下の方法で評価を行った。
フィルムＡ1 を直径約３ｃｍの円形に切り抜き、直径１０ｃｍの時計皿の中央にはりつけた。このフィルム上にウサギ（日本白色種）のＡＣＤ加血漿２００μｌを取り、０．０２５ｍｏｌ／ｌの塩化カルシウム水溶液２００μｌを加え、時計皿を３７℃の恒温槽に浮かせながら液が混和するように穏やかに振盪した。塩化カルシウム水溶液を添加した時点から血漿が凝固（血漿が動かなくなる時点）までの経過時間を測定し、同様の操作をガラス上で行った場合の血漿凝固に要した時間で割り、相対凝固時間として表した。ただし、ガラス板上での凝固時間の１２倍を超えても血漿が凝固しない場合には評価を中断し、相対凝固時間は＞１２と表した。結果は後記表１に示した。
【００２９】
材料Ａ溶液をＴＨＦで希釈して２％とし、この溶液に４０〜６０メッシュのガラスビーズを３０分浸漬した後ガラスフィルターで濾過し、窒素気流下４０℃で８時間、４０℃で減圧乾燥を１５時間行ってガラスビーズ表面に材料Ａをコートした。ヒト血清のＰＢＳ（−）２倍希釈液１ｍｌにこのコーティングビーズ１００ｍｇを浸漬し、穏やかに振盪しながら３７℃で３０分間インキュベートした。この液をサンプルとしてＭａｙｅｒ法（Ｍａｙｅｒ，Ｍ．Ｍ．，”Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｆｉｘａｔｉｏｎ” Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｉｍｍｕｎｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２ｎｄ Ｅｄ．ｐ．１３３−２４０，Ｃ．Ｃ．Ｔｈｏｍａｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ ，１９６１）により溶血補体価（ＣＨ５０）を測定した。結果は、ビーズを加えない上記希釈血清１ｍｌにおける補体価を１００％とした相対値を百分率により後記表１に示した。
【００３０】
フィルムＡ1 の抗菌性を以下の方法で評価した。なお、一連の操作は全て無菌的に行った。
ブロース液（滅菌生理食塩水で５０倍希釈）により、細菌数を約１×１０7 個／ｍｌに調製した黄色ブドウ球菌液（以下この菌液を菌原液と呼ぶ）を調製した。この菌原液中の菌数は、次のように測定した。菌原液を１０4 倍に希釈した後１００μｌを普通寒天培地にまき、２４時間後に形成された黄色ブドウ球菌のコロニー数を計測した。このコロニー数をＮ個とすると、菌原液の菌数Ｃは
Ｃ＝１０4 ×Ｎ／０．１＝１０5 ×Ｎ［個／ｍｌ］
と示される。
あらかじめ５ｃｍ×５ｃｍに裁断してＥＯＧガス滅菌したフィルムＡ1 を滅菌シャーレ上に置き、上記の調製した菌原液１０μｌを滴下し、同じ大きさの滅菌済み市販食品包装用ラップを密着させて覆って３７℃で２４時間培養した。培養後、被覆ラップを剥離して、フィルムＡ1 と被覆ラップからＳＣＤＬＰ培地１０ｍｌを用いて菌を洗い出し、１０倍に希釈して普通寒天培地にまいた。２４時間後同培地上に形成された黄色ブドウ球菌のコロニー数を計測した。このコロニー数をＮ’個とすると、２５ｃｍ2 フィルムＡ1 との接触後の菌数Ｎa は次の式で与えられる。
Ｎa ＝１０2 ×Ｎ’
フィルムＡ1 と接触する前の菌原液の濃度は前記Ｃの通りであり、使用した原液量は１０μｌであるから、フィルムＡ1 接触前の菌数Ｎb は、
Ｎb ＝１０3 ×Ｎ
２５ｃｍ2 の大きさのフィルム上でのＮb →Ｎa の個数変化を後記表１に示した。接触によって菌数が減少するということはフィルムの抗菌性が発揮されていることを示す。なお表１におけるＮ．Ｄ．は１００個未満であることを示す。
【００３１】
材料ＡのＴＨＦ４％溶液を調製し、これに既存の人工肺用ポリプロピレン製多孔質ホローファイバーを浸漬して引き揚げ、４０℃で１２時間乾燥することによってホローファイバーへのコーティングを行った。このホローファイバーを使用しｉｎ ｖｉｖｏで抗血栓性を評価した。実験方法は次の通りである。
ペントバルビタール麻酔下でウサギ（日本白色種、♂、２．５〜３．０ｋｇ）の大腿静脈を剥離して、末梢側を糸で結紮し、糸から２〜３ｃｍのところを血管鉗子でクランプした。結紮部分の中枢側を眼下剪刀で血管径の１／４〜１／３切り、そこから試料であるホローファイバーを１０ｃｍ、中枢側に向かって挿入した。挿入位置から１ｃｍほどのところで、血管外に出ているホローファイバーの端部を縫いつけ、ホローファイバーが流されるのを防止した。切開部分を縫合し、抗生物質を投与して、以後試料を取り出すまで２週間にわたって飼育した。２週間後、ヘパリン加ペントバルビタールで麻酔下、正中切開を施し、腹部大動脈より適当なチューブを用いて脱血してウサギを犠死させた後、ホローファイバーを挿入した部分の血管を切断した。血管を切開してホローファイバーと血管内部を写真に撮るとともに、目視で観察し５段階評価を行った。結果は後記表１に示した。
【００３２】
フィルムＡ1 をＰＢＳ（−）に浸漬し、３７℃の振盪恒温槽で２週間にわたって溶出を行った。ＰＢＳ（−）は毎日交換した。以下、溶出後のフィルムをフィルムＡ1 ’と呼ぶ。フィルムＡ1 と同様の方法でフィルムＡ1 ’での血漿相対凝固時間、抗菌性について評価を行った。結果は後記表１に示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１におけるｉｎ ｖｉｖｏ抗血栓性の５段階評価とは次の通りである。ａ：血小板凝集、血栓生成、フィブリン生成いずれも観察されない。ｂ：フィブリン生成または血小板凝集は見られるが血栓生成は観察されない。ｃ：フィブリン生成または血小板凝集が見られ血栓生成がわずかに観察される。ｄ：フィブリン生成または血小板凝集が見られ血栓生成がかなり観察される。ｅ：フィブリン生成または血小板凝集が見られ大量の血栓生成が観察される。
【００３５】
〈実施例２〉
実施例１で得た材料Ａ溶液をＴＨＦで希釈して０．１％溶液とし、１２ｃｍ×１２ｃｍの市販のポリ塩化ビニル（ＤＯＰ含量５０ｐｈｒ、以下このポリ塩化ビニルをＰＶＣと略記する）製フィルム上に３ｍｇ／１４４ｃｍ2 の割合で導入されるように溶液３．００ｇを均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＴＢＣＰ−Ｈｅｐ／ＰＵコーティングＰＶＣフィルムをフィルムＡ2 と略記する）。
【００３６】
実施例１と同様の方法でフィルムＡ2 の血漿相対凝固時間および抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＡ2 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＡ2 ’の血漿相対凝固時間および抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００３７】
〈実施例３〉
ヘパリンナトリウム塩１０．００ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１００ｍｌとした。塩化トリ（ｎ−ブチル）ラウリルホスホニウム（以下ＴＢＬＰ・Ｃｌと略記する）１２．９５ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１３０ｍｌとした。双方の溶液を氷冷下で混合し、そのまま４℃で１５時間静置して沈澱を得た。この沈澱を３３００ｒｐｍで遠心沈降させて回収し、凍結乾燥させることによってＴＢＬＰ・Ｃｌ−ヘパリン複合体（以下ＴＢＬＰ−Ｈｅｐと略記する）を得た。このＴＢＬＰ−Ｈｅｐはベンゼン、ＤＭＦ、ＴＨＦ、クロロホルム等の有機溶媒に可溶であった。
【００３８】
脂溶化ヘパリンをＴＢＣＰ−ＨｅｐからＴＢＬＰ−Ｈｅｐに変えた以外は実施例１と同様の方法で、ＴＢＬＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド材料Ｂ、および材料Ｂから成るフィルムＢ1を得た。この材料ＢおよびフィルムＢ1 を用いて、実施例１と同様の方法で血漿相対凝固時間、補体価、抗菌性、ｉｎ ｖｉｖｏ抗血栓性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＢ1 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＢ1 ’の血漿相対凝固時間、抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００３９】
〈実施例４〉
実施例３で得た材料Ｂ溶液をＴＨＦで希釈して０．１％溶液とし、１２ｃｍ×１２ｃｍのＰＶＣフィルム上に３ｍｇ／１４４ｃｍ2 の割合で導入されるように溶液３．００ｇを均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＴＢＬＰ−Ｈｅｐ／ＰＵコーティングＰＶＣフィルムをフィルムＢ2 と略記する）。
【００４０】
実施例１と同様の方法でフィルムＢ2 の血漿相対凝固時間および抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＢ2 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＢ2 ’の血漿相対凝固時間および抗菌性についても測定した。結果は前記表１に示した。
【００４１】
【比較例】
〈比較例１〉
ヘパリンナトリウム塩１０．００ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１００ｍｌとした。この溶液と、塩化ベンザルコニウム１０％水溶液（以下Ｂｅｎ・Ｃｌと略記する）１１０ｍｌを氷冷下で混合し、そのまま４℃で１５時間静置して沈澱を得た。この沈澱を３３００ｒｐｍで遠心沈降させて回収し、凍結乾燥させることによってＢｅｎ・Ｃｌ−ヘパリン複合体（以下Ｂｅｎ−Ｈｅｐと略記する）を得た。このＢｅｎ−Ｈｅｐはベンゼン、ＤＭＦ、クロロホルム等の有機溶媒に可溶であった。
【００４２】
脂溶化ヘパリンをＴＢＣＰ−ＨｅｐからＢｅｎ−Ｈｅｐに変えた以外は実施例１と同様の方法で、ＴＢＬＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド材料Ｃ、および材料Ｃから成るフィルムＣ1 を得た。この材料ＣおよびフィルムＣ1 を用いて、実施例１と同様の方法で血漿相対凝固時間、補体価、抗菌性、ｉｎ ｖｉｖｏ抗血栓性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＣ1 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＣ1 ’の血漿相対凝固時間、抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００４３】
〈比較例２〉
比較例１で得た材料Ｃ溶液をＴＨＦで希釈して０．１％溶液とし、１２ｃｍ×１２ｃｍのＰＶＣフィルム上に３ｍｇ／１４４ｃｍ2 の割合で導入されるように溶液３．００ｇを均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＢｅｎ−Ｈｅｐ／ＰＵコーティングＰＶＣフィルムをフィルムＣ2 と略記する）。
【００４４】
実施例１と同様の方法でフィルムＣ2 の血漿相対凝固時間および抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＣ2 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＣ2 ’の血漿相対凝固時間および抗菌性についても測定した。結果は前記表１に示した。
【００４５】
〈比較例３〉
脂溶化ヘパリンを導入していないＰＵフィルム（フィルムＤ）を用いて血漿相対凝固時間、補体価、抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＤの溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＤ’の血漿相対凝固時間、抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００４６】
表１に示した結果からわかるように、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は優れた抗血栓性を示しており、溶出後も性能が維持されている。脂溶化剤としてベンザルコニウムを使用した比較例１、２の材料は、溶出後の性能低下が顕著に見られる。この性能の差がどのような機構によるものなのかは明かではないが、本発明の有効性が示唆されている。また、抗菌性のデータからも、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物が有効であることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、優れた抗血栓性、抗菌性を有しており、その性能は材料調製直後のみならず、長期間の溶出操作後も維持される。したがって、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は広範囲な分野に適用されうるものであるが、特に医用材料としては広範な医療用途に対して優れた適性を有するものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ムコ多糖類と第４級ホスホニウムとのイオン性複合体から成る脂溶化ムコ多糖と、重付加反応体とを主成分とする組成物であることを特徴とする、抗血栓性および抗菌性を有する組成物および該組成物を主成分として成る医用材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工性、弾性、可撓性に優れた人工材料は、近年医療用材料として広く利用されるようになってきているが、人工腎臓、人工肺、補助循環装置、人工血管等の人工臓器や、注射器、血液バッグ、心臓カテーテル等のディスポーザブル製品として今後益々利用が拡大することが予想される。これらの医用材料としては、充分な機械的強度や耐久性に加えて、生体に対する安全性、特に血液と接触した場合に血液が凝固しないこと、すなわち抗血栓性が要求される。
【０００３】
従来、医療用材料に抗血栓性を付与する手法としては、（１）材料表面にヘパリン等のムコ多糖類やウロキナーゼ等の線溶活性因子を固定させたもの、（２）材料表面を修飾して陰電荷や親水性などを付与したもの、（３）材料表面を不活性化したものの３通りに大別できる。このうち（１）の方法（以下、表面ヘパリン法と略記する）はさらに、（Ａ）ポリマーと脂溶化したヘパリンのブレンド法、（Ｂ）脂溶化したヘパリンでの材料表面被覆法、（Ｃ）材料中のカチオン性基にヘパリンをイオン結合させる方法、（Ｄ）材料とヘパリンを共有結合させる方法に細分類される。
【０００４】
上記の方法のうち、（２）、（３）の方法は長期的に体液と接触した場合には、材料表面にタンパクが吸着して生体膜類似表面を形成し、安定した抗血栓性を得ることが可能である。しかし、材料を生体内（血液接触部位）に導入した初期段階では、生体内において種々の凝固因子等が活性化された状態にあるため、ヘパリン投与などの抗凝血療法を施すことなしに充分な抗血栓性を得るのは困難である。
【０００５】
これに対して（１）は、導入初期段階には表面上のヘパリンやウロキナーゼによって抗血栓性、または生成した血栓の溶解性能が発揮されるが、長期間の使用によって一般的に性能が低下する傾向にある。すなわち、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では通常、生理条件下での長期の使用によってヘパリン類が脱離し易く、生体内に固定して用いる医療用材料としては充分な性能が得られにくい。（Ｄ）で得られる材料では、ヘパリンが共有結合されているため脱離しにくいという利点を有するが、従来の結合方法では往々にして、ヘパリン構成成分であるＤ−グルコサミンやＤ−グルクロン酸のコンフォメーションに変化を与えてしまい、抗凝血効果を低下させてしまうという欠点がある。
【０００６】
また、（Ｃ）、（Ｄ）の方法では、ヘパリンの固定化に利用できる官能基を含む材料を選択するか、あるいは新たに導入する必要がある。このため、材料の選択の幅が狭められたり、官能基の導入によって材料の機械的強度が低下する可能性がある。また、操作の煩雑化によって、医療用材料を得る工程数が増加するという問題もある。
【０００７】
このように、材料の抗血栓化の容易さ、適用できる材料の選択の幅の広さから考えると、（Ａ）ポリマーと脂溶化したヘパリンのブレンド法、もしくは（Ｂ）脂溶化したヘパリンでの材料表面被覆法が最も優れた方法であると言える。しかしながらこの方法の致命的欠点は既述の通り、生理条件下での長期の使用によってヘパリン類が脱離し易いという点である。逆に言えば、この欠点を克服することによって簡便性、汎用性に富む優れた抗血栓化を提供することが可能になる。
【０００８】
この問題を解決する手段として、特開平２−２７０８２３に開示されている方法がある。この方法は、天然ムコ多糖類と天然脂質もしくは合成脂質との複合体を形成させることを特徴としており、ヘパリンと生体内リン脂質の複合体で材料表面を被覆する技術が好ましい例として挙げられている。
【０００９】
しかしながらこの方法はヘパリン溶出に伴って同時に溶出されるカチオン性物質（脂溶化剤）が天然脂質もしくは合成脂質であるため、生体に悪影響を及ぼしにくいという点においてのみ有用であると言える。すなわち、この方法によって、長期間使用時のヘパリンの溶出による抗血栓性の低下が解決されたとは言い難い。
【００１０】
また、高栄養輸液カテーテル（以下ＩＶＨと略記する）など、長期間体内に留置する必要のある医用デバイスでは、生体−材料界面からの感染が問題であった。血液と材料の接触によって生成した血栓に菌が繁殖し、これが体内に入り込んで感染を引き起こす。したがって、このような医用デバイスに使用される材料には抗血栓性と抗菌性とを同時に有することが必要である。しかしながらこうした抗血栓性および抗菌性を兼ね備えた素材の開発は強く望まれているにもかかわらず、この分野に応用可能な素材についてはほとんど報告されていないのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の欠点を解決し、簡便性、汎用性に加え長期間の抗血栓性と同時に抗菌活性をも発揮できる、抗血栓性と抗菌性とを併せ持つような組成物、および該組成物を主成分として成る医用材料を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、抗凝血作用を有する少なくとも１種のムコ多糖類と第４級ホスホニウムとのイオン性複合体から成る脂溶化ムコ多糖と、重付加反応体とを主成分とする組成物であることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、ムコ多糖類としてヘパリンが少なくとも含有されることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、第４級ホスホニウムが前記化１の構造であることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、重付加反応体がポリウレタンもしくはポリウレタンウレアであることを特徴とする。
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、重付加反応体１００重量部に対して、脂溶化ムコ多糖が０．１〜２０重量部含有されていることを特徴とする。
本発明の医用材料は該抗血栓性、抗菌性組成物を主成分として含まれて成ることを特徴とする。
【００１３】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物の必須成分である第４級ホスホニウムは、前記化１の構造を有することを特徴としているが、この第４級ホスホニウムは１種類だけ使用しても、何種類かを同時に使用してもよい。第４級ホスホニウムのリン原子に結合する４つの炭化水素鎖のうち、ひとつは炭素数１〜２５、好ましくは３〜２０、さらに好ましくは６〜２０のアルキル基である。他の３つの炭化水素鎖は、炭素数１〜１２、好ましくは１〜８のアルキル基、または炭素数６〜１２、好ましくは６〜１０のアリール基、または炭素数７〜２０、好ましくは７〜１２のアラルキル基である。
【００１４】
第４級ホスホニウムとしては具体的に、トリブチルラウリルホスホニウム、トリブチルミリスチルホスホニウム、トリブチルセチルホスホニウム、トリブチルステアリルホスホニウム、トリフェニルラウリルホスホニウム、トリフェニルミリスチルホスホニウム、トリフェニルセチルホスホニウム、トリフェニルステアリルホスホニウム、ベンジルジメチルラウリルホスホニウム、ベンジルジメチルミリスチルホスホニウム、ベンジルジメチルセチルホスホニウム、ベンジルジメチルステアリルホスホニウムなどが例示されるが、化１によって示される構造の化合物であれば、特にこれらに限定されるものではない。
【００１５】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は抗凝血作用を有するムコ多糖類の使用を必須としているが、このムコ多糖類としてはたとえばヘパリン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸等が挙げられるが、なかでもヘパリンが特に好ましい。
【００１６】
抗凝血作用を有するムコ多糖類と第４級ホスホニウムとのイオン性複合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、ムコ多糖類の弱酸性緩衝液溶液もしくは分散液と、第４級ホスホニウム塩の弱酸性緩衝液溶液もしくは分散液を混合し、得られた沈澱を回収、凍結乾燥する方法などが挙げられる。この際の緩衝液に使用される溶質としては、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、Ｎ−（２−アセトアミド）−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリノ）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、２−［４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル］エタンスルホン酸が好ましく、特に好ましくは２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（以下ＭＥＳと略記する）、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）（以下ＰＩＰＥＳと略記する）、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（以下ＭＯＰＳと略記する）である。
【００１７】 本発明においては、抗凝血作用を有するムコ多糖類と第４級ホスホニウムのイオン性複合体（以下脂溶化ムコ多糖と略記する）と重付加反応体とから成る組成物であることが必須である。脂溶化ムコ多糖のブレンドによって材料表面が不活性化すると同時に、一部は重合体から徐放することよって抗血栓性、抗菌性が発揮されるものと考えられる。本発明の抗血栓性、抗菌性組成物では、重合体と脂溶化ムコ多糖の親和性によって生体成分との接触によっても脂溶化ムコ多糖の徐放が制御され、長期間の溶出後も非常に優れた抗血栓性を維持することが可能である。さらに、脂溶化剤として機能する第４級ホスホニウムの効果によって、抗血栓性と同時に抗菌性をも材料に導入することが可能である。
【００１８】
本発明の抗血栓性抗菌性医用材料に使用される重合体は重付加反応体であることが必要であり、具体的にはポリウレタン、ポリウレア、ポリウレタンウレア等従来より使用されている材質、また、将来使用されるであろう材質が広く利用できるが、ポリウレタン、ポリウレタンウレア、ポリエステルウレタン、ポリエステルウレタンウレア、ポリエーテルウレタン、ポリエーテルウレタンウレアが好ましく、セグメント化ポリエーテルウレタン、セグメント化ポリエーテルウレタンウレアがさらに好ましい。
【００１９】
脂溶化ムコ多糖を重付加反応体と混合する際の添加量は、重付加反応体１００重量部に対して、脂溶化ムコ多糖を好ましくは０．１〜２０重量部、さらに好ましくは１〜１０重量部の量を添加することが推奨される（以下、重合体１００重量部に対して添加剤１重量部を加えた場合、添加剤添加量は１ｐｈｒであると表現する）。
【００２０】
重付加反応体の詳細な組成や、合成方法に関しては特に制限されないが、例えば次のようにして合成されたセグメント化ポリエーテルウレタン（ウレア）が利用され得る。分子量１２０〜４０００程度のポリオキシアルキレンジオールをジイソシアネート類と反応させて末端イソシアネートプレポリマーを得た後、このプレポリマーを、イソシアネート基と反応し得る活性水素を２個以上有する化合物で分子鎖を延長させることにより、セグメント化ポリエーテルウレタン（ウレア）を得る。
【００２１】
この際に使用されるポリオキシアルキレンジオールとしては、たとえばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、およびこれらの混合物などが例示される。ジイソシアネート類としては、たとえば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、キシリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびこれらの混合物などが例示される。また、鎖延長剤としてはたとえば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、１，４−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のジオール、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、フェニレンジアミンやヒドラジン、ジカルボン酸ジヒドラジド等のジアミン、さらにメタノールアミン、２−アミノエタノール、３−アミノプロパノール等のアミノアルコール、およびこれらの混合物などが例示される。
【００２２】
重付加反応体の構造については本発明で特には制限を受けないが、親水性セグメントが適度に伸び、しなやかな構造を有している方が好ましい。これは第一に医用材料として要求される加工性、弾性、可撓性等の機械的特性を満足するためであり、第二に抗血栓性、抗菌性の発揮に有利だからである。詳細な機構は明らかではないが、重付加反応体の化学構造に柔軟性が有る場合には脂溶化ムコ多糖のモービリティが向上し、より活性を発揮しやすいコンフォメーションを取りながら材料−生体成分界面に滲出するためであろうと考えられる。
【００２３】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物はさらに、基材となる他の構造体に導入することも可能である。構造体の素材としては特に限定されるものではないが、たとえばポリエーテルウレタン、ポリウレタン、ポリウレタンウレア、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等、従来より使用されている材質、また、将来使用されることが予想される材質が広く利用できる。また、既存、および新規の材質からなる血液透析膜、血漿分離膜、吸着剤等の血液処理剤に抗血栓性を付与する目的で導入することも可能である。
【００２４】
基材への導入方法も特に限定されないが、たとえば通常のブレンド法、コーティング法が適用可能であり、さらにコーティング方法についても、塗布法、スプレー法、ディップ法等、特に制限なく適用できる。
このようにして、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物が得られる。詳細な機構は明かではないが、本発明による材料は生体成分との接触初期段階ではもちろん、接触が長期にわたった後も良好な抗凝血性が維持できる。また、第４級ホスホニウムの効果によって抗血栓性と同時に抗菌性をも導入することができる。
【００２５】
【発明の実施形態】
このような利点を活かして、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物の用途は広い範囲に適用されうるものであるが、特に医用材料として各種の医療用器具あるいは機器類の素材には有用である。具体的には、たとえば血液透析膜や血漿分離膜およびこれらのコーティング剤、血液中老廃物の吸着用コーティング剤に適用できる。また、人工肺用の膜素材（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、大動脈バルーン、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得る。また、抗菌性を同時に有する特長を利用し、従来生体−材料界面からの感染が問題であったＩＶＨなどに適用することも特に好ましい。
さらに本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は医用材料以外にも、壁紙、食品包材用あるいは汎用包装用フイルム、クリーンブースのフード、塗料などへも適用することができる。また各種の衛生用品にも応用されるものであり、たとえばオムツ、マスク、ガーゼ、包帯、生理用品等が挙げられる。さらに樹脂としても利用することが可能であり、たとえばボールペン軸、キーボードカバー、デスクマット等の文具や、まな板、各種電気製品等の日用品が挙げられる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
〈実施例１〉
ヘパリンナトリウム塩１０．００ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１００ｍｌとした。塩化トリ（ｎ−ブチル）セチルホスホニウム（以下ＴＢＣＰ・Ｃｌと略記する）１４．７３ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１４７ｍｌとした。双方の溶液を氷冷下で混合し、そのまま４℃で１５時間静置して沈澱を得た。この沈澱を３３００ｒｐｍで遠心沈降させて回収し、凍結乾燥させることによってＴＢＣＰ・Ｃｌ−ヘパリン複合体（以下ＴＢＣＰ−Ｈｅｐと略記する）を得た。このＴＢＣＰ−Ｈｅｐはベンゼン、ＤＭＦ、ＴＨＦ、クロロホルム等の有機溶媒に可溶であった。
【００２７】
市販ポリエーテルウレタン（Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（商品名）、以下ＰＵと略記する）をＴＨＦに溶解して５％溶液とした。このＰＵ溶液１０００ｇに対し、上記で得たＴＢＣＰ−Ｈｅｐ１．００ｇを加えて、均一溶液とした。このＴＢＣＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド溶液２０ｇを水平に保った１２ｃｍ×１２ｃｍのガラス板上に均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＴＢＣＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド材料を材料Ａ、材料Ａから得たフィルムをフィルムＡ1 と略記する）。フィルムＡ1 には、ＴＢＣＰ−Ｈｅｐが２ｐｈｒ添加されていることになる。
【００２８】
上記で得たフィルムＡ1 上での血漿相対凝固時間について以下の方法で評価を行った。
フィルムＡ1 を直径約３ｃｍの円形に切り抜き、直径１０ｃｍの時計皿の中央にはりつけた。このフィルム上にウサギ（日本白色種）のＡＣＤ加血漿２００μｌを取り、０．０２５ｍｏｌ／ｌの塩化カルシウム水溶液２００μｌを加え、時計皿を３７℃の恒温槽に浮かせながら液が混和するように穏やかに振盪した。塩化カルシウム水溶液を添加した時点から血漿が凝固（血漿が動かなくなる時点）までの経過時間を測定し、同様の操作をガラス上で行った場合の血漿凝固に要した時間で割り、相対凝固時間として表した。ただし、ガラス板上での凝固時間の１２倍を超えても血漿が凝固しない場合には評価を中断し、相対凝固時間は＞１２と表した。結果は後記表１に示した。
【００２９】
材料Ａ溶液をＴＨＦで希釈して２％とし、この溶液に４０〜６０メッシュのガラスビーズを３０分浸漬した後ガラスフィルターで濾過し、窒素気流下４０℃で８時間、４０℃で減圧乾燥を１５時間行ってガラスビーズ表面に材料Ａをコートした。ヒト血清のＰＢＳ（−）２倍希釈液１ｍｌにこのコーティングビーズ１００ｍｇを浸漬し、穏やかに振盪しながら３７℃で３０分間インキュベートした。この液をサンプルとしてＭａｙｅｒ法（Ｍａｙｅｒ，Ｍ．Ｍ．，”Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｆｉｘａｔｉｏｎ” Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｉｍｍｕｎｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２ｎｄ Ｅｄ．ｐ．１３３−２４０，Ｃ．Ｃ．Ｔｈｏｍａｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ ，１９６１）により溶血補体価（ＣＨ５０）を測定した。結果は、ビーズを加えない上記希釈血清１ｍｌにおける補体価を１００％とした相対値を百分率により後記表１に示した。
【００３０】
フィルムＡ1 の抗菌性を以下の方法で評価した。なお、一連の操作は全て無菌的に行った。
ブロース液（滅菌生理食塩水で５０倍希釈）により、細菌数を約１×１０7 個／ｍｌに調製した黄色ブドウ球菌液（以下この菌液を菌原液と呼ぶ）を調製した。この菌原液中の菌数は、次のように測定した。菌原液を１０4 倍に希釈した後１００μｌを普通寒天培地にまき、２４時間後に形成された黄色ブドウ球菌のコロニー数を計測した。このコロニー数をＮ個とすると、菌原液の菌数Ｃは
Ｃ＝１０4 ×Ｎ／０．１＝１０5 ×Ｎ［個／ｍｌ］
と示される。
あらかじめ５ｃｍ×５ｃｍに裁断してＥＯＧガス滅菌したフィルムＡ1 を滅菌シャーレ上に置き、上記の調製した菌原液１０μｌを滴下し、同じ大きさの滅菌済み市販食品包装用ラップを密着させて覆って３７℃で２４時間培養した。培養後、被覆ラップを剥離して、フィルムＡ1 と被覆ラップからＳＣＤＬＰ培地１０ｍｌを用いて菌を洗い出し、１０倍に希釈して普通寒天培地にまいた。２４時間後同培地上に形成された黄色ブドウ球菌のコロニー数を計測した。このコロニー数をＮ’個とすると、２５ｃｍ2 フィルムＡ1 との接触後の菌数Ｎa は次の式で与えられる。
Ｎa ＝１０2 ×Ｎ’
フィルムＡ1 と接触する前の菌原液の濃度は前記Ｃの通りであり、使用した原液量は１０μｌであるから、フィルムＡ1 接触前の菌数Ｎb は、
Ｎb ＝１０3 ×Ｎ
２５ｃｍ2 の大きさのフィルム上でのＮb →Ｎa の個数変化を後記表１に示した。接触によって菌数が減少するということはフィルムの抗菌性が発揮されていることを示す。なお表１におけるＮ．Ｄ．は１００個未満であることを示す。
【００３１】
材料ＡのＴＨＦ４％溶液を調製し、これに既存の人工肺用ポリプロピレン製多孔質ホローファイバーを浸漬して引き揚げ、４０℃で１２時間乾燥することによってホローファイバーへのコーティングを行った。このホローファイバーを使用しｉｎ ｖｉｖｏで抗血栓性を評価した。実験方法は次の通りである。
ペントバルビタール麻酔下でウサギ（日本白色種、♂、２．５〜３．０ｋｇ）の大腿静脈を剥離して、末梢側を糸で結紮し、糸から２〜３ｃｍのところを血管鉗子でクランプした。結紮部分の中枢側を眼下剪刀で血管径の１／４〜１／３切り、そこから試料であるホローファイバーを１０ｃｍ、中枢側に向かって挿入した。挿入位置から１ｃｍほどのところで、血管外に出ているホローファイバーの端部を縫いつけ、ホローファイバーが流されるのを防止した。切開部分を縫合し、抗生物質を投与して、以後試料を取り出すまで２週間にわたって飼育した。２週間後、ヘパリン加ペントバルビタールで麻酔下、正中切開を施し、腹部大動脈より適当なチューブを用いて脱血してウサギを犠死させた後、ホローファイバーを挿入した部分の血管を切断した。血管を切開してホローファイバーと血管内部を写真に撮るとともに、目視で観察し５段階評価を行った。結果は後記表１に示した。
【００３２】
フィルムＡ1 をＰＢＳ（−）に浸漬し、３７℃の振盪恒温槽で２週間にわたって溶出を行った。ＰＢＳ（−）は毎日交換した。以下、溶出後のフィルムをフィルムＡ1 ’と呼ぶ。フィルムＡ1 と同様の方法でフィルムＡ1 ’での血漿相対凝固時間、抗菌性について評価を行った。結果は後記表１に示した。
【００３３】
【表１】
表１におけるｉｎ ｖｉｖｏ抗血栓性の５段階評価とは次の通りである。ａ：血小板凝集、血栓生成、フィブリン生成いずれも観察されない。ｂ：フィブリン生成または血小板凝集は見られるが血栓生成は観察されない。ｃ：フィブリン生成または血小板凝集が見られ血栓生成がわずかに観察される。ｄ：フィブリン生成または血小板凝集が見られ血栓生成がかなり観察される。ｅ：フィブリン生成または血小板凝集が見られ大量の血栓生成が観察される。
【００３５】
〈実施例２〉
実施例１で得た材料Ａ溶液をＴＨＦで希釈して０．１％溶液とし、１２ｃｍ×１２ｃｍの市販のポリ塩化ビニル（ＤＯＰ含量５０ｐｈｒ、以下このポリ塩化ビニルをＰＶＣと略記する）製フィルム上に３ｍｇ／１４４ｃｍ2 の割合で導入されるように溶液３．００ｇを均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＴＢＣＰ−Ｈｅｐ／ＰＵコーティングＰＶＣフィルムをフィルムＡ2 と略記する）。
【００３６】
実施例１と同様の方法でフィルムＡ2 の血漿相対凝固時間および抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＡ2 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＡ2 ’の血漿相対凝固時間および抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００３７】
〈実施例３〉
ヘパリンナトリウム塩１０．００ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１００ｍｌとした。塩化トリ（ｎ−ブチル）ラウリルホスホニウム（以下ＴＢＬＰ・Ｃｌと略記する）１２．９５ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１３０ｍｌとした。双方の溶液を氷冷下で混合し、そのまま４℃で１５時間静置して沈澱を得た。この沈澱を３３００ｒｐｍで遠心沈降させて回収し、凍結乾燥させることによってＴＢＬＰ・Ｃｌ−ヘパリン複合体（以下ＴＢＬＰ−Ｈｅｐと略記する）を得た。このＴＢＬＰ−Ｈｅｐはベンゼン、ＤＭＦ、ＴＨＦ、クロロホルム等の有機溶媒に可溶であった。
【００３８】
脂溶化ヘパリンをＴＢＣＰ−ＨｅｐからＴＢＬＰ−Ｈｅｐに変えた以外は実施例１と同様の方法で、ＴＢＬＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド材料Ｂ、および材料Ｂから成るフィルムＢ1を得た。この材料ＢおよびフィルムＢ1 を用いて、実施例１と同様の方法で血漿相対凝固時間、補体価、抗菌性、ｉｎ ｖｉｖｏ抗血栓性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＢ1 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＢ1 ’の血漿相対凝固時間、抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００３９】
〈実施例４〉
実施例３で得た材料Ｂ溶液をＴＨＦで希釈して０．１％溶液とし、１２ｃｍ×１２ｃｍのＰＶＣフィルム上に３ｍｇ／１４４ｃｍ2 の割合で導入されるように溶液３．００ｇを均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＴＢＬＰ−Ｈｅｐ／ＰＵコーティングＰＶＣフィルムをフィルムＢ2 と略記する）。
【００４０】
実施例１と同様の方法でフィルムＢ2 の血漿相対凝固時間および抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＢ2 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＢ2 ’の血漿相対凝固時間および抗菌性についても測定した。結果は前記表１に示した。
【００４１】
【比較例】
〈比較例１〉
ヘパリンナトリウム塩１０．００ｇをｐＨ５．５のＭＥＳ緩衝液に溶解させ、全量で１００ｍｌとした。この溶液と、塩化ベンザルコニウム１０％水溶液（以下Ｂｅｎ・Ｃｌと略記する）１１０ｍｌを氷冷下で混合し、そのまま４℃で１５時間静置して沈澱を得た。この沈澱を３３００ｒｐｍで遠心沈降させて回収し、凍結乾燥させることによってＢｅｎ・Ｃｌ−ヘパリン複合体（以下Ｂｅｎ−Ｈｅｐと略記する）を得た。このＢｅｎ−Ｈｅｐはベンゼン、ＤＭＦ、クロロホルム等の有機溶媒に可溶であった。
【００４２】
脂溶化ヘパリンをＴＢＣＰ−ＨｅｐからＢｅｎ−Ｈｅｐに変えた以外は実施例１と同様の方法で、ＴＢＬＰ−Ｈｅｐ／ＰＵブレンド材料Ｃ、および材料Ｃから成るフィルムＣ1 を得た。この材料ＣおよびフィルムＣ1 を用いて、実施例１と同様の方法で血漿相対凝固時間、補体価、抗菌性、ｉｎ ｖｉｖｏ抗血栓性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＣ1 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＣ1 ’の血漿相対凝固時間、抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００４３】
〈比較例２〉
比較例１で得た材料Ｃ溶液をＴＨＦで希釈して０．１％溶液とし、１２ｃｍ×１２ｃｍのＰＶＣフィルム上に３ｍｇ／１４４ｃｍ2 の割合で導入されるように溶液３．００ｇを均一に載せ、４０℃で８時間窒素気流下で乾燥後、４０℃で減圧乾燥を１５時間行い、厚さ約６０μｍのフィルムを得た（以下このＢｅｎ−Ｈｅｐ／ＰＵコーティングＰＶＣフィルムをフィルムＣ2 と略記する）。
【００４４】
実施例１と同様の方法でフィルムＣ2 の血漿相対凝固時間および抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＣ2 の溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＣ2 ’の血漿相対凝固時間および抗菌性についても測定した。結果は前記表１に示した。
【００４５】
〈比較例３〉
脂溶化ヘパリンを導入していないＰＵフィルム（フィルムＤ）を用いて血漿相対凝固時間、補体価、抗菌性を測定した。また、実施例１と同様の方法でフィルムＤの溶出試験を実施し、得られた溶出フィルムＤ’の血漿相対凝固時間、抗菌性についても測定した。結果は表１に示した。
【００４６】
表１に示した結果からわかるように、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は優れた抗血栓性を示しており、溶出後も性能が維持されている。脂溶化剤としてベンザルコニウムを使用した比較例１、２の材料は、溶出後の性能低下が顕著に見られる。この性能の差がどのような機構によるものなのかは明かではないが、本発明の有効性が示唆されている。また、抗菌性のデータからも、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物が有効であることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は、優れた抗血栓性、抗菌性を有しており、その性能は材料調製直後のみならず、長期間の溶出操作後も維持される。したがって、本発明の抗血栓性、抗菌性組成物は広範囲な分野に適用されうるものであるが、特に医用材料としては広範な医療用途に対して優れた適性を有するものである。
Claims (3)
- ヘパリンと下記化1の構造を有する第４級ホスホニウムとのイオン性複合体から成る脂溶化ムコ多糖と、ポリウレタンもしくはポリウレタンウレアとを主成分とする抗血栓性、抗菌性組成物。
- ポリウレタンもしくはポリウレタンウレア１００重量部に対して、脂溶化ムコ多糖が０．１〜２０重量部含有されている請求項１記載の抗血栓性、抗菌性組成物。
- 請求項１または２記載の抗血栓性、抗菌性組成物が少なくとも主成分として含まれて成る医用材料。
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