JP3959470B2

JP3959470B2 - 活性化ポリリンゴ酸誘導体と高分子架橋体

Info

Publication number: JP3959470B2
Application number: JP2003431703A
Authority: JP
Inventors: 尚俊小林; 哲人梶山; 哲志田口; 員子森作; 順三田中
Original assignee: National Institute for Materials Science
Current assignee: National Institute for Materials Science
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005187670A

Description

この出願の発明は、生体接着剤等の生体適合医用材料への応用において有用な、活性化ポリリンゴ酸誘導体とこれを用いた高分子架橋体に関するものである。

従来より、生体接着剤、止血材、血管塞栓材、医用封止材等として高分子系の架橋剤や縮合剤の各種のものが検討されてきており、たとえば、ポリグルタル酸のカルボキシル基を修飾して活性化し、このものをゼラチン等と反応させたものを架橋剤等として用いることが提案されている（特許文献１−２、非特許文献１）。

しかしながら、従来、生体接着剤等の医用材料として開発されてきた架橋剤や縮合剤はいずれも人工的に化学合成された非天然物系のものであって、その実際的応用においては生体内での毒性が懸念されているものである。
特開平９−１０３４７９号公報特開平９−２９６０３９号公報 Biomaterials １９（１９９８）１８６９−１８７６

そこで、この出願の発明は、以上のとおりの背景から、生体への医用材料としての適用においても毒性への懸念のほとんどない天然物系の材料として、生体接着剤等への応用において有用な新しい技術手段を提供することを課題としている。

この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、分子構造中に２以上のリンゴ酸構造単位を有するポリリンゴ酸において、リンゴ酸構造単位のカルボキシル基の１以上がスクシンイミジルにより反応修飾されていることを特徴とする活性化ポリリンゴ酸誘導体を提供する。

また、この出願の発明は、第２には、上記第１の発明の活性化ポリリンゴ酸誘導体の反応修飾された活性化カルボキシル基部分がアルカリ可溶化コラーゲンに反応架橋されていることを特徴とする高分子架橋体を提供する。

この出願の発明によれば、生体への医用材料としての適用においても毒性への懸念のほとんどない天然物系の材料として、生体接着剤等への応用において有用な新しい技術手段が実現されることになる。

この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。

この出願の発明においては、活性化ポリリンゴ酸誘導体は、分子構造中に２以上のリンゴ酸構造単位を有するポリリンゴ酸において、リンゴ酸構造単位のカルボキシル基の１以上が電子吸引性基により反応修飾されている。

この場合のポリリンゴ酸は、２以上のリンゴ酸構造単位を有するオリゴマーあるいはポリマーの各種のものであってよく、他の重合性モノマー、特に生分解性の他のヒドロキシカルボン酸との共重合ポリマーであってもよい。このようなポリリンゴ酸の重量平均分子量としては、一般的には、１，０００〜数万程度が好適に考慮されるが、後述するような最終的な高分子架橋体ゲルの所要の物性や用途に応じて定めることができる。

また、電子吸引性基については、活性化ポリリンゴ酸誘導体の性質や用途に応じて各種のものであってよいが、なかでもスクシンイミジル、スルホスクシンイミジル、マレイミジル、イミダゾールイル、ニトロフェニル、およびトレジル基のうちの少くとも１種であることが好ましく、特にはスクシンイミジルである。

たとえば以上のような、この出願の発明に係る活性化ポリリンゴ酸誘導体は、ポリリンゴ酸と、電子吸引性基を有する反応剤、たとえば、Ｎ−ヒドロキシアミン系活性エステル誘導性化合物とを反応させて得ることができる。Ｎ−ヒドロキシアミン系活性エステル誘導性化合物との反応によって、ポリリンゴ酸はそのカルボキシル基において−ＣＯ−Ｏ−Ｎ結合を形成することになる。

ポリリンゴ酸は先行技術である活性化ポリグルタミン酸とちがい酵素加水分解ではなく
、自然加水分解によりリンゴ酸にまで速やかに加水分解される。そして、生体内のクエン酸サイクルによって代謝され、人体に対して無害であることはいうまでもない。また、使用するポリリンゴ酸の分子量およびスクシンイミジル基等の導入率を変えることで様々な反応性、溶解性が期待される新規多官能性架橋剤である。

以上の活性化ポリリンゴ酸誘導体は、反応修飾された活性化カルボキシル基部分が他の高分子に反応架橋されていることを特徴とする高分子架橋体を提供する。たとえば上記の活性化ポリリンゴ酸の−ＣＯ−Ｏ−Ｎ結合との反応によって、高分子架橋体は−ＣＯ−Ｎのアミド結合を形成することになる。

この場合の他の高分子としては各種のものであってよいが、好適なものとしては、タンパク質、グリコサミノグリカン、キトサン、ポリアミノ酸、ポリアルコール、またはこれらの２以上組み合わせが例示される。たとえば、具体的には、他の高分子として、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、ケラタン硫酸、またはこれらの誘導体からなるグリコサミノグリカンがあるいは、他の高分子として、コラーゲン、アテロコラーゲン、アルカリ可溶化コラーゲン、ゼラチン、ケラチン、血清アルブミン、卵白アルブミン、ヘモグロビン、カゼインおよびグロブリン、フィブリノーゲン、またはこれらの誘導体からなるタンパク質が例示されるが、特にはアルカリ可溶化コラーゲンである。

上記のとおりの活性化ポリリンゴ酸誘導体、そしてこれを用いての高分子架橋体の製造のための方法については、後述の実施例に沿って、当業者において適宜な態様が採用されてよく、またその変更がなされてもよい。

そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。

もちろん、以下の例によって発明が限定されることはない。

（実施例１−１）重量平均分子量が１８００であるポリリンゴ酸２．１２ｇのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中に室温にてＮ−ヒドロキシスクシンイミド０．４６ｇと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）０．７７ｇとモレキュラーシーブス（３Ａ）６ｇを加え、２０時間攪拌した。その後、過剰の酢酸エチル、アセト−ヘキサンを用いて精製し、ポリリンゴ酸の側鎖カルボキシル基の３８．３％がＮ−ヒドロキシスクシンイミドに修飾された誘導体０．８６ｇを得た。
（実施例１−２）３０％アルカリ可溶化コラーゲンのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶液２００μＬ中に合成したポリリンゴ酸誘導体５０ｍｇを加え、攪拌した。３７℃にて２４時間静置し、コラーゲンゲルを合成した。
（実施例２−１）重量平均分子量が１８００であるポリリンゴ酸１．２ｇのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中に室温にてＮ−ヒドロキシスクシンイミド０．２６ｇと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）０．４４ｇとモレキュラーシーブス（３Ａ）４ｇを加え、窒素下で２０時間攪拌した。その後、過剰の酢酸エチル、アセト−ヘキサンを用いて精製し、ポリリンゴ酸の側鎖カルボキシル基の３８．３％がＮ−ヒドロキシスクシンイミドに修飾された誘導体０．２１ｇを得た。
（実施例２−２）３０％アルカリ可溶化コラーゲンのＤＭＳＯ溶液２００μＬ中に合成したポリリンゴ酸誘導体５０ｍｇを加え、攪拌した。３７℃にて２４時間静置し、コラーゲンゲルを合成した。
（実施例３−１）重量平均分子量が１７００であるポリリンゴ酸５．０６ｇのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中に室温にてＮ−ヒドロキシスクシンイミド１．００ｇと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）１．６７ｇとモレキュラーシーブス（３Ａ）１０ｇを加え、窒素下で２０時間攪拌した。その後、過剰の酢酸エチル、アセト−ヘキサンを用いて精製し、ポリリンゴ酸の側鎖カルボキシル基の３８．３％がＮ−ヒドロキシスクシンイミドに修飾された誘導体２．３ｇを得た。
（実施例３−２）３０％アルカリ可溶化コラーゲンのＤＭＳＯ溶液２００μＬ中に合成したポリリンゴ酸誘導体５０ｍｇを加え、攪拌した。３７℃にて２４時間静置し、コラーゲンゲルを合成した。
（実施例４−１）重量平均分子量が１７００であるポリリンゴ酸５．１２ｇのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中に室温にてＮ−ヒドロキシスクシンイミド２．５４ｇと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）４．２３ｇとモレキュラーシーブス（３Ａ）１５ｇを加え、窒素下で２０時間攪拌した。その後、過剰の酢酸エチル、アセト−ヘキサンを用いて精製し、ポリリンゴ酸の側鎖カルボキシル基の３８．３％がＮ−ヒドロキシスクシンイミドに修飾された誘導体２．９ｇを得た。
（実施例４−２）３０％アルカリ可溶化コラーゲンのＤＭＳＯ溶液２００μＬ中に合成したポリリンゴ酸誘導体５０ｍｇを加え、攪拌した。３７℃にて２４時間静置し、コラーゲンゲルを合成した。
（実施例５−１）重量平均分子量が１７００であるポリリンゴ酸５．０３ｇのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中に室温にてＮ−ヒドロキシスクシンイミド３．９９ｇと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）６．６４ｇとモレキュラーシーブス（３Ａ）２６ｇを加え、窒素下で２０時間攪拌した。その後、過剰の酢酸エチル、アセト−ヘキサンを用いて精製し、ポリリンゴ酸の側鎖カルボキシル基の３８．３％がＮ−ヒドロキシスクシンイミドに修飾された誘導体２．７ｇを得た。
（実施例５−２）３０％アルカリ可溶化コラーゲンのＤＭＳＯ溶液２００μＬ中に合成したポリリンゴ酸誘導体５０ｍｇを加え、攪拌した。３７℃にて２４時間静置し、コラーゲンゲルを合成した。

Claims

分子構造中に２以上のリンゴ酸構造単位を有するポリリンゴ酸において、リンゴ酸構造単位のカルボキシル基の１以上がスクシンイミジルにより反応修飾されていることを特徴とする活性化ポリリンゴ酸誘導体。
請求項１の活性化ポリリンゴ酸誘導体の反応修飾された活性化カルボキシル基部分がアルカリ可溶化コラーゲンに反応架橋されていることを特徴とする高分子架橋体。