JP6828876B2 - 星型ポリマーおよびその設計方法 - Google Patents
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Description
本発明は、星型ポリマーおよびその設計方法に関するもので、特に、防汚性星型ポリマーコート剤における基材接着性の向上を図るために改変された星型ポリマーに関するものである。
近年、より安全な医療、より高い生活の質を提供しうる新規な医療用材料、医療用デバイスの開発が望まれている。医療用デバイスは、非常に多岐にわたって使用されているが、これらのデバイスには、生体内に存在しない金属や高分子材料が用いられているものが多い。これらの中には血液適合性が必要なものが多く、特に人工血管、人工心臓や人工腎臓などのデバイスでは血液接触があり、凝固反応等により血栓形成が引き起こされるため、デバイス表面に血液適合性を付与することが重要である。現在、これらのデバイスへ血液適合性を付与するために抗血栓性材料の研究が行われている。また、血液適合性材料は、表面の凝固因子活性化、補体活性化、血小板粘着を抑制する必要がある。現在、血液適合性材料として、タンパク質吸着が起こるが活性化しない不活性化表面、ミクロドメイン構造表面や、タンパク質吸着や血小板粘着を抑制する高含水率溶解鎖表面、生体膜類似表面、血栓を溶解する専用酵素を固定した表面などの研究が行われている。
しかしながら、長期的に血液適合性を維持し、血栓ができない表面形成には到達していないのが実情である。
しかしながら、長期的に血液適合性を維持し、血栓ができない表面形成には到達していないのが実情である。
それらの研究の中で、星型ポリマーによる血液適合性や抗菌性表面の創出の研究が進んでいる。本発明者らは、既に、親水性ポリマーであるポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート) （ＰＨＥＭＡ）と、疎水性ポリマーであるポリ(メタクリル酸メチル) （ＰＭＭＡ）の２種類のポリマーアームを同一分子内に有するヘテロアーム星型ポリマー（ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマー）を用いて（図１を参照）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに単純にドロップキャストでコートすることにより、タンパク質の吸着や血小板の粘着や大腸菌の接着を大幅に抑制できることの知見を得て（図２を参照）、医療用デバイスの機能、信頼性を高められる可能性があることを見出している（非特許文献１，２を参照。）。
また、岡野らは、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）とスチレン（Styrene；Ｓｔ）のブロック共重合体が、親水−疎水のミクロ相分離表面を形成し、特にこの共重合体が２５ｎｍの幅を持つとき、血液適合性を有することを報告している（非特許文献３）。また、明石らは、アラミドとシリコーンのマルチブロック共重合体（ＰＡＳ）がミクロ相分離表面を形成し、特にこの共重合体が０．２−２μｍの幅を持つとき、血液適合性を持つことを報告している（非特許文献４）。このミクロ相分離において、アルブミンは選択的に親水性ドメインにγ−グロブリンは疎水性ドメインに吸着する。そのため吸着するタンパク質を制御することができ、血小板などの活性化を抑制している。しかしながら、ＰＨＥＭＡ−ＰＳｔのブロック共重合体においては、接触もしくは粘着したリンパ球の壊死が確認されており、炎症反応の引き金となるといった問題がある。
また、秋沢らは、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）をグラフトしたセルロース膜が、タンパク質吸着に加え、補体の活性を抑制することを報告している（非特許文献５）。ＰＥＯが水溶性かつ高い運動性をもつことから、水和したＰＥＯの排除体積効果によりタンパク質吸着を抑制している。このような表面を高含水率溶解鎖表面といい、血液適合性を有する表面の１つに挙げられる。
また、吉川らは、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）の高密度ブラシ表面がタンパク質吸着を抑制することを報告している（非特許文献６）。これは表面開始グラフト重合をした表面であり、高密度ブラシ表面のサイズ排除効果によりタンパク質吸着を抑制したと考えられる。
また、吉川らは、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）の高密度ブラシ表面がタンパク質吸着を抑制することを報告している（非特許文献６）。これは表面開始グラフト重合をした表面であり、高密度ブラシ表面のサイズ排除効果によりタンパク質吸着を抑制したと考えられる。
また、石原らは、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）と２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）の共重合体が、タンパク質吸着、血小板粘着を防ぎ、また補体の活性化を抑制したことを報告している（非特許文献７）。ＭＰＣはリン脂質極性基のホスホリルコリン基を有しており、脂質二重膜の主成分であるリン脂質と類似した構造を有している。このＭＰＣのホスホリルコリン基が血液中のリン脂質分子と親和性を示すことに加え、ＭＰＣ分子が双性イオンを持っており電気的に中性であること、共重合体の周りに自由水があることなどにより血液適合性が発現していると考えられる。しかしながら、このポリマーは、基材への接着が弱く、長期的な血液適合性の維持には至っていない。
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上述の如く、親水性ポリマーと疎水性ポリマーの２種類のポリマーアームを同一分子内に有するＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面は、血小板やバクテリア、タンパク質などの付着抑制に有効である。しかしながら、かかるヘテロアーム星型ポリマーは、ＰＥＴにはコートできるものの、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの極性基を持たない樹脂基材にコートした場合には、樹脂基材への接着性が低く、弱い力でも剥離してしまうという問題があった。
かかる状況に鑑みて、本発明は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの極性基を持たない樹脂への接着性が高く、コートした表面では、血小板，バクテリア，タンパク質などの付着を抑制できる星型ポリマーとその設計方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決すべく、本発明の星型ポリマーは、ポリ(メタクリル酸エステル)の親水性ポリマーアームと、長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル) の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有することを特徴とする。
本発明者らは、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの幅広い基材への接着を可能にするために、基材接着性部位であるＰＭＭＡをより効果的な疎水性ポリマーへと改変する必要があると考えた。基材への接着部位となる疎水性ポリマーアームを、長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル)に変更することにより、基材への高い接着性を星型ポリマーコーティングにより実現したのである。特に、疎水性ポリマーアームを基材の性質に近いポリマーにすることにより、基材との親和性が向上し、基材に対する高い接着性が得られる。
本発明者らは、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの幅広い基材への接着を可能にするために、基材接着性部位であるＰＭＭＡをより効果的な疎水性ポリマーへと改変する必要があると考えた。基材への接着部位となる疎水性ポリマーアームを、長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル)に変更することにより、基材への高い接着性を星型ポリマーコーティングにより実現したのである。特に、疎水性ポリマーアームを基材の性質に近いポリマーにすることにより、基材との親和性が向上し、基材に対する高い接着性が得られる。
長鎖アルキル基とは、炭素数が４以上のアルキル基であることが好ましく、直鎖状または分岐状のいずれでもよい。側鎖の種類が違うとガラス転移温度を含め物性が種々異なる。直鎖状や分岐状のアルキル基は一般的に原料の種類も多く、コストが安くなるが、環状であっても構わない。炭素数は好ましくは４〜４０であり、より好ましくは４〜１８である。なお、炭素数が１であっても構わない。
具体的には、親水性ポリマーアームは、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)であり、疎水性ポリマーアームは、ポリ(メタクリル酸ブチル)、ポリ(メタクリル酸ラウリル)、ポリ(メタクリル酸ステアリル)の何れかであることが好ましい。また、親水性ポリマーアームの原料ポリマーに対する疎水性ポリマーアームの原料ポリマーの数自体のモル比が０．１〜０．５となるように合成することが好ましい。かかるモル比は、より好ましくは０．１〜０．３である。これによりタンパク質吸着や血小板粘着の抑制能を向上できる。また、疎水性ポリマーアームは、単独重合体もしくは共重合体であってもよい。共重合体を用いた場合は、より細かな物性のコントロールができるようになり、さらに機能を高められる可能性がある。
疎水性ポリマーアームを成すポリ(メタクリル酸エステル)のガラス転移温度は、３１０（Ｋ）以下であることが好ましい。基材が血流下で使用もしくは生体内で応用することを踏まえると、使用時の温度は３１０（Ｋ）であるので、これを基準としたものである。
星型ポリマーは、２種のポリマーアームから成るヘテロアーム星型ポリマーと、２種以上のポリマーアームを含むミクトアーム星型ポリマーがある。ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)の親水性ポリマーアームと、長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル) の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有するヘテロアーム星型ポリマーが好適に用いられる。
本発明の星型ポリマー設計方法について説明する。
本発明の星型ポリマー設計方法は、上述の星型ポリマーの設計方法であって、次の２つのステップから成る。基材との接着の尺度として、溶解度パラメータ（Solubility Parameter：ＳＰ値）とガラス転移温度（Glass Transition Temperature：Ｔｇ）を用い、接着部位の疎水性ポリマーを選択する。
（ステップ１）疎水性ポリマーアームを成すポリ(メタクリル酸エステル)として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３１０（Ｋ）以下である候補を選択する。
（ステップ２）候補として選択されたポリ(メタクリル酸エステル)の内、接着させる基材の溶解度パラメータ（ＳＰ値）との差分が小さいものを選択する。
本発明の星型ポリマー設計方法は、上述の星型ポリマーの設計方法であって、次の２つのステップから成る。基材との接着の尺度として、溶解度パラメータ（Solubility Parameter：ＳＰ値）とガラス転移温度（Glass Transition Temperature：Ｔｇ）を用い、接着部位の疎水性ポリマーを選択する。
（ステップ１）疎水性ポリマーアームを成すポリ(メタクリル酸エステル)として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３１０（Ｋ）以下である候補を選択する。
（ステップ２）候補として選択されたポリ(メタクリル酸エステル)の内、接着させる基材の溶解度パラメータ（ＳＰ値）との差分が小さいものを選択する。
ここで、ＳＰ値は、凝集エネルギー密度（Cohesive Energy Density：ＣＥＤ）の平方根で定義される。ＣＥＤとは、単位体積あたりに含まれる分子間結合を切るために必要なエネルギーである。つまり、ＳＰ値は物質の分子間力の尺度である。
また、本発明の星型ポリマー設計方法において、親水性ポリマーアームの原料ポリマーに対する疎水性ポリマーアームの原料ポリマーの数自体のモル比が０．１〜０．５になるようにモル比を調整するステップを更に備えることにより、タンパク質吸着や血小板粘着の抑制能を向上できる。
また、本発明の星型ポリマー設計方法において、親水性ポリマーアームの原料ポリマーに対する疎水性ポリマーアームの原料ポリマーの数自体のモル比が０．１〜０．５になるようにモル比を調整するステップを更に備えることにより、タンパク質吸着や血小板粘着の抑制能を向上できる。
本発明の星型ポリマーを用いることによって、星型ポリマーを含有するコート剤など新規な応用品を提供できる。
本発明の星型ポリマーを用いることによって、医療用として使用し得るプラスチック糸、プラスチックフィルム、プラスチックチューブ、プラスチック袋およびプラスチック容器の何れかのプラスチック製用具であって、本発明の星型ポリマーが、コート剤として上記プラスチック製用具の表面上にコートされた新規な医療用用具を提供できる。
本発明の星型ポリマーを用いることによって、医療用として使用し得るプラスチック糸、プラスチックフィルム、プラスチックチューブ、プラスチック袋およびプラスチック容器の何れかのプラスチック製用具であって、本発明の星型ポリマーが、コート剤として上記プラスチック製用具の表面上にコートされた新規な医療用用具を提供できる。
また、本発明の星型ポリマーを用いることによって、人工臓器、人工血管、留置カテーテルおよび人工心臓弁の何れかのデバイスであって、本発明の星型ポリマーが、コート剤としてデバイスの表面上にコートされた医療用デバイスを提供できる。
また、本発明の星型ポリマーを用いることによって、コート剤として培養基材にコートされた細胞培養器を提供できる。
また、本発明の星型ポリマーを用いることによって、コート剤として表面にコートされた便器および水槽の何れかの物品を提供できる。
また、本発明の星型ポリマーを用いることによって、コート剤として培養基材にコートされた細胞培養器を提供できる。
また、本発明の星型ポリマーを用いることによって、コート剤として表面にコートされた便器および水槽の何れかの物品を提供できる。
本発明の星型ポリマーによれば、基材との親和性が向上し、従来の星型ポリマーと比べて高い接着性が得られるといった効果がある。
また、本発明の星型ポリマーをコートするだけで容易に生物関連物質の付着抑制効果が得られるといった効果がある。
また、本発明の星型ポリマーをコートするだけで容易に生物関連物質の付着抑制効果が得られるといった効果がある。
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)（ＰＨＥＭＡ）の親水性ポリマーアームと、長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル) の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有する星型ポリマーを作製する。
本実施例では、図３に示すように、星型ポリマーの疎水性アームポリマーとして、ポリ(メタクリル酸メチル)（ＰＭＭＡ）ではなく、ポリ(メタクリル酸ブチル) （ＰＢＭＡ）、ポリ(メタクリル酸ラウリル)（ＰＬａＭＡ）、ポリ(メタクリル酸ステアリル)（ＰＳｔＭＡ）の３種の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有する星型ポリマーを作製する。
まず、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのそれぞれのポリマーをリビングラジカル重合により合成する。また、ＰＨＥＭＡ前駆体のポリ(メタクリル酸トリメチルシリロキシエチル)（ＰＴＭＳＯＥＭＡ）のポリマーを合成する。それぞれのポリマーの特性を下記表１に示す。それぞれのポリマーの重合度および分子量は１Ｈ ＮＭＲによって、分子量分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）はＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）測定によって行った。表１に示すように、分子量分散度の比較的狭い重合度（ＤＰｎ）８５〜８９量体のアームポリマーを用いた。
本実施例では、図３に示すように、星型ポリマーの疎水性アームポリマーとして、ポリ(メタクリル酸メチル)（ＰＭＭＡ）ではなく、ポリ(メタクリル酸ブチル) （ＰＢＭＡ）、ポリ(メタクリル酸ラウリル)（ＰＬａＭＡ）、ポリ(メタクリル酸ステアリル)（ＰＳｔＭＡ）の３種の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有する星型ポリマーを作製する。
まず、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのそれぞれのポリマーをリビングラジカル重合により合成する。また、ＰＨＥＭＡ前駆体のポリ(メタクリル酸トリメチルシリロキシエチル)（ＰＴＭＳＯＥＭＡ）のポリマーを合成する。それぞれのポリマーの特性を下記表１に示す。それぞれのポリマーの重合度および分子量は１Ｈ ＮＭＲによって、分子量分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）はＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）測定によって行った。表１に示すように、分子量分散度の比較的狭い重合度（ＤＰｎ）８５〜８９量体のアームポリマーを用いた。
上記のＰＴＭＳＯＥＭＡと、上記のＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡを用いて、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成を行った。なお、基材接着性試験や血液適合性試験のコントロールとして、ＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡのホモ星型ポリマーとＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーを用いた。
星型ポリマーは、中央のコアから複数の直鎖状のアームポリマーが、放射状に結合した分岐高分子である。リビングラジカル重合を用いて星型ポリマーを合成する方法には、多官能性開始剤法、多官能性停止剤法、ジビニル化合物に基づくコアファースト法、ジビニル化合物に基づくアームファースト法の４種類がある。多官能性開始剤法は、多官能性開始剤を用いて合成する手法であり、重合開始点の数に等しい本数のアームを持った星型ポリマーが合成可能であるが、この多官能性開始剤の合成が難しい。また、多官能性停止剤法では、多官能性開始剤法と同様に本数の決まったアームを持つ星型ポリマーが得られるが、停止剤の合成が難しい。また停止点の増加に伴い、ポリマーの立体障害によりすべての停止点に付加させることが難しい。
一方、ジビニル化合物に基づくコアファースト法、アームファースト法は、星型ポリマーのアームの本数の分布にばらつきがあるが、ジビニル化合物と枝ポリマーの濃度比を調整することにより、多数のアームを持つ星型ポリマーの合成に適している。本実施例では、より多くのアームを持った星型ポリマーを得ることのできるアームファースト法を用いる。
一方、ジビニル化合物に基づくコアファースト法、アームファースト法は、星型ポリマーのアームの本数の分布にばらつきがあるが、ジビニル化合物と枝ポリマーの濃度比を調整することにより、多数のアームを持つ星型ポリマーの合成に適している。本実施例では、より多くのアームを持った星型ポリマーを得ることのできるアームファースト法を用いる。
図４に示すように、ＰＨＥＭＡ前駆体のＰＴＭＳＯＥＭＡと合成したＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡのそれぞれを重合体開始剤とし、ＥＧＤＭＡをリンキング剤として、トルエン中で、Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ２）３を触媒、ｎ−Ｂｕ３Ｎを助触媒として、３種類のヘテロアーム星型ポリマーの合成を行った。
それぞれ合成したヘテロアーム星型ポリマーについて、ＧＰＣ測定による分子量測定曲線を用いて、アームのピークとスターのピークの面積比からスター変換率を求めた。
それぞれ合成したヘテロアーム星型ポリマーについて、ＧＰＣ測定による分子量測定曲線を用いて、アームのピークとスターのピークの面積比からスター変換率を求めた。
下記表２に、合成した３種類のヘテロアーム星型ポリマーと比較用の３種類のホモ星型ポリマーのそれぞれの特性を示す。なお、粒径は、動的光散乱法（Dynamic Light Scattering；ＤＬＳ）により算出している。
ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は７２％であった。星型ポリマーをトルエンに溶解し（２０ｗｔ％）、９倍量のＭｅＯＨを滴下することにより、ＰＴＭＳＯＥＭＡおよびＰＢＭＡの直鎖状ポリマーを除去した。次に、ポリマーをテトラヒドロフラン（tetrahydrofuran；ＴＨＦ）に溶解させ、ＨＣｌ（in ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下することで、ＰＴＭＳＯＥＭＡのトリメチルシリル基とＨＣｌを反応させ脱保護し、そこへヘキサンを滴下することでポリマーの精製を行った。直鎖状ポリマーの除去は、ＧＰＣ曲線より、直鎖状ポリマーのピークが消失したことから判断した。得られたポリマーの １Ｈ ＮＭＲスペクトルから、ヘテロアーム星型ポリマーのＰＨＥＭＡとＰＢＭＡの割合を算出したところ４８／５２となった。得られたポリマーの分子量分散度は１．３８であり、比較的狭かった。また、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーの粒径は３４．８ｎｍであり、ＰＢＭＡホモ星型ポリマーの粒径の２９．５ｎｍと近似した値が得られた。
ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は７７％であった。星型ポリマーをＴＨＦに溶解し（２０ｗｔ％）、少量のＨ２Ｏを滴下して星型ポリマーを沈殿させることにより、ＰＴＭＳＯＥＭＡの直鎖状ポリマーを除去した。次に、ポリマーをヘキサンに溶解させ、ＨＣｌ（in ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下することで、ＰＴＭＳＯＥＭＡのトリメチルシリル基とＨＣｌを反応させ脱保護し、そこへヘキサンを加え、ＥｔＯＨを滴下することでＰＬａＭＡの直鎖状ポリマーを除去し、ポリマーの精製を行った。直鎖状ポリマーの除去は、ＧＰＣ曲線より、直鎖状ポリマーのピークが消失したことから判断した。得られたポリマーの １Ｈ ＮＭＲスペクトルから、ヘテロアーム星型ポリマーのＰＨＥＭＡとＰＬａＭＡの割合を算出したところ５６／４４となった。また、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの粒径は３７．２ｎｍであり、ＰＬａＭＡホモ星型ポリマーの粒径の２２．４ｎｍと比較して大きな値が得られた。
ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は８４％であった。星型ポリマーをヘキサンに溶解し（２０ｗｔ％）、ＥｔＯＨを滴下することにより、ＰＴＭＳＯＥＭＡの直鎖状ポリマーを除去した。次に、ポリマーをヘキサンに溶解させ、ＨＣｌ（in ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下することで、ＰＴＭＳＯＥＭＡのトリメチルシリル基とＨＣｌを反応させ脱保護させた、得られたポリマーをヘキサンで洗浄し、沈殿物を得ることで、ＰＳｔＭＡの直鎖状ポリマーを除去し、ポリマーの精製を行った。直鎖状ポリマーの除去は、ＧＰＣ曲線より、直鎖状ポリマーのピークが消失したことから判断した。得られたポリマーの １Ｈ ＮＭＲスペクトルから、ヘテロアーム星型ポリマーのＰＨＥＭＡとＰＬａＭＡの割合を算出したところ５１／４９となった。また、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの粒径は６１．６ｎｍであり、ＰＳｔＭＡホモ星型ポリマーの粒径の２４．４ｎｍと比較して非常に大きな値が得られた。これは脱保護することにより得られたＰＨＥＭＡのポリマーアームがＧＰＣの展開溶媒であるＴＨＦに溶解しないことから凝集体が生成したことで、粒径が大きくなったことに起因する。
基材接着性試験や血液適合性試験のコントロール（比較例）として用いる、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのホモ星型ポリマー、そして、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーについて簡単に述べる。合成したＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡ，ＰＭＭＡのそれぞれを重合体開始剤とし、ＥＧＤＭＡをリンキング剤として、トルエン中で、Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ２）３を触媒、ｎ−Ｂｕ３Ｎを助触媒として、３種類のホモ星型ポリマーと１種類のヘテロアーム星型ポリマーの合成を行った。
１）ＰＢＭＡホモ星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は８８％であった。ポリマーをトルエン／ＭｅＯＨ（１／２）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３０のホモ星型ポリマーが得られた。
２）ＰＬａＭＡホモ星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は７２％であった。ポリマーをトルエン／アセトン（１０／２３）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３７のホモ星型ポリマーが得られた。
３）ＰＳｔＭＡホモ星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は８９％であった。ポリマーをトルエン／アセトン（２４／１７）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３３のホモ星型ポリマーが得られた。
４）ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は９３％であった。ポリマーをトルエン／メタノール（１／４）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３９のヘテロアーム星型ポリマーが得られた。
２）ＰＬａＭＡホモ星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は７２％であった。ポリマーをトルエン／アセトン（１０／２３）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３７のホモ星型ポリマーが得られた。
３）ＰＳｔＭＡホモ星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は８９％であった。ポリマーをトルエン／アセトン（２４／１７）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３３のホモ星型ポリマーが得られた。
４）ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成では、ＧＰＣ曲線からスター変換率は９３％であった。ポリマーをトルエン／メタノール（１／４）溶液で再沈殿させ、アームポリマーを除去した。分子量分散度が１．３９のヘテロアーム星型ポリマーが得られた。
（ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成）
以下では、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーを合成する手順に関し、ＰＨＥＭＡの親水性ポリマーアームとＰＢＭＡの疎水性ポリマーアームの組成比が異なる３種類について説明する。
Ａ１）ＰＨＥＭＡとＰＢＭＡを同等量で反応させた場合：（Ｈ４８／Ｂ５２ ｓｔａｒ）
まず、三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意した。一方のシュレンク管には、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０２０９ｍｍｏｌ，１８．０ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（４．４９ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４３０ｍＭ，０．２０９ｍｍｏｌ，０．４９４ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６４ｍｍｏｌ，８．０７ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管には、ＰＢＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ，０．０４１８ｍｍｏｌ，０．５２８ｇ）を量りとり、そこへＰＴＭＳＯＥＭＡ（トルエン中で２０．３ｗｔ％，０．０４１８ｍｍｏｌ，３．７１ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）、トルエン（１．５７ｍＬ）を加えた。その後、錯体溶液３．９８ｍＬをポリマー溶液の入ったシュレンク管に加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４６ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。反応溶液をシリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。
その後、溶媒留去した。得られたポリマーをトルエンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへＭｅＯＨを滴下することで、未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、ヘキサンを滴下することで未反応のＰＢＭＡを除去することにより、目的の星型ポリマーを得た。
以下では、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーを合成する手順に関し、ＰＨＥＭＡの親水性ポリマーアームとＰＢＭＡの疎水性ポリマーアームの組成比が異なる３種類について説明する。
Ａ１）ＰＨＥＭＡとＰＢＭＡを同等量で反応させた場合：（Ｈ４８／Ｂ５２ ｓｔａｒ）
まず、三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意した。一方のシュレンク管には、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０２０９ｍｍｏｌ，１８．０ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（４．４９ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４３０ｍＭ，０．２０９ｍｍｏｌ，０．４９４ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６４ｍｍｏｌ，８．０７ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管には、ＰＢＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ，０．０４１８ｍｍｏｌ，０．５２８ｇ）を量りとり、そこへＰＴＭＳＯＥＭＡ（トルエン中で２０．３ｗｔ％，０．０４１８ｍｍｏｌ，３．７１ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）、トルエン（１．５７ｍＬ）を加えた。その後、錯体溶液３．９８ｍＬをポリマー溶液の入ったシュレンク管に加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４６ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。反応溶液をシリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。
その後、溶媒留去した。得られたポリマーをトルエンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへＭｅＯＨを滴下することで、未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、ヘキサンを滴下することで未反応のＰＢＭＡを除去することにより、目的の星型ポリマーを得た。
Ａ２）ＰＨＥＭＡとＰＢＭＡを７５／２５濃度比で反応させた場合：（Ｈ７５／Ｂ２５ ｓｔａｒ）
基本的な合成方法は、上記Ａ１）のＨ４８／Ｂ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ａ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（６．７８ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．８６ｍｇ）、ＰＢＭＡ（１２、７００ｇ／ｍｏｌ，０．０２０９ｍｍｏｌ，０．２６５ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０６２６ｍｍｏｌ，５．７０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４３ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをアセトンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへ水を滴下することで未反応のＰＨＥＭＡとＰＢＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで沈殿させることで目的の星型ポリマーを得た。
基本的な合成方法は、上記Ａ１）のＨ４８／Ｂ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ａ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（６．７８ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．８６ｍｇ）、ＰＢＭＡ（１２、７００ｇ／ｍｏｌ，０．０２０９ｍｍｏｌ，０．２６５ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０６２６ｍｍｏｌ，５．７０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４３ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをアセトンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへ水を滴下することで未反応のＰＨＥＭＡとＰＢＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで沈殿させることで目的の星型ポリマーを得た。
Ａ３）ＰＨＥＭＡとＰＢＭＡを２５／７５濃度比で反応させた場合：（Ｈ２５／Ｂ７５ ｓｔａｒ）
基本的な合成方法は、上記Ａ１）のＨ４８／Ｂ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ａ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（６．７８ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．８６ｍｇ）、ＰＢＭＡ（１２、７００ｇ／ｍｏｌ，０．０６２６ｍｍｏｌ，０．７９６０ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０．０２０９ｍｍｏｌ，１．９０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。６８ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。得られたポリマーをトルエンに溶解させ、メタノールに再沈殿させることで、未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで沈殿させた。次に、ＤＭＦ／ＥｔＯＨ（２／１）に溶解させ、ヘキサンに再沈殿させ未反応のＰＢＭＡを除去し、溶媒を留去することで目的の星型ポリマーを得た。
基本的な合成方法は、上記Ａ１）のＨ４８／Ｂ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ａ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（６．７８ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．８６ｍｇ）、ＰＢＭＡ（１２、７００ｇ／ｍｏｌ，０．０６２６ｍｍｏｌ，０．７９６０ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０．０２０９ｍｍｏｌ，１．９０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。６８ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。得られたポリマーをトルエンに溶解させ、メタノールに再沈殿させることで、未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで沈殿させた。次に、ＤＭＦ／ＥｔＯＨ（２／１）に溶解させ、ヘキサンに再沈殿させ未反応のＰＢＭＡを除去し、溶媒を留去することで目的の星型ポリマーを得た。
（ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成）
以下では、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーを合成する手順に関し、ＰＨＥＭＡの親水性ポリマーアームとＰＬａＭＡの疎水性ポリマーアームの組成比が異なる３種類について説明する。
Ｂ１）ＰＨＥＭＡとＰＬａＭＡを同等量で反応させた場合：（Ｈ４８／Ｌａ５２ ｓｔａｒ）
まず、三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意した。一方のシュレンク管には、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．５ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（２．５３ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中で４３０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３９３ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６４ｍｍｏｌ，７．５６ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管には、ＰＬａＭＡ溶液（トルエン中で２８．７ｗｔ％，０．０４１８ｍｍｏｌ，３．７８ｍＬ）を量りとり、そこへＰＴＭＳＯＥＭＡ（２０．３ｗｔ％ ｉｎ ｔｏｌｕｅｎｅ，０．０４１８ｍｍｏｌ，３．７１ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。その後、シュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４６ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。次に、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。その後、溶媒留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへＨ２Ｏを滴下し、再沈殿させることで未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡ除去した。次に、その沈殿物をヘキサンに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下し、再沈殿することで未反応のＰＬａＭＡを除去し、溶媒を留去することで目的の星型ポリマーを得た。
以下では、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーを合成する手順に関し、ＰＨＥＭＡの親水性ポリマーアームとＰＬａＭＡの疎水性ポリマーアームの組成比が異なる３種類について説明する。
Ｂ１）ＰＨＥＭＡとＰＬａＭＡを同等量で反応させた場合：（Ｈ４８／Ｌａ５２ ｓｔａｒ）
まず、三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意した。一方のシュレンク管には、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．５ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（２．５３ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中で４３０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３９３ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６４ｍｍｏｌ，７．５６ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管には、ＰＬａＭＡ溶液（トルエン中で２８．７ｗｔ％，０．０４１８ｍｍｏｌ，３．７８ｍＬ）を量りとり、そこへＰＴＭＳＯＥＭＡ（２０．３ｗｔ％ ｉｎ ｔｏｌｕｅｎｅ，０．０４１８ｍｍｏｌ，３．７１ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。その後、シュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４６ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。次に、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。その後、溶媒留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへＨ２Ｏを滴下し、再沈殿させることで未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡ除去した。次に、その沈殿物をヘキサンに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下し、再沈殿することで未反応のＰＬａＭＡを除去し、溶媒を留去することで目的の星型ポリマーを得た。
Ｂ２）ＰＨＥＭＡとＰＬａＭＡを７５／２５濃度比で反応させた場合：（Ｈ７５／Ｌａ２５ ｓｔａｒ）
基本的な合成方法は、上記Ｂ１）のＨ４８／Ｌａ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ｂ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（１．５０ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＬａＭＡ（２１、８００ｇ／ｍｏｌ，トルエン中で２０ｗｔ％，０．０２０９ｍｍｏｌ，２．２８ｍＬ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０６２６ｍｍｏｌ，５．７０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４５ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にＴＨＦに溶解させ、ヘキサンを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＬaＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
基本的な合成方法は、上記Ｂ１）のＨ４８／Ｌａ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ｂ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（１．５０ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＬａＭＡ（２１、８００ｇ／ｍｏｌ，トルエン中で２０ｗｔ％，０．０２０９ｍｍｏｌ，２．２８ｍＬ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０６２６ｍｍｏｌ，５．７０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４５ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にＴＨＦに溶解させ、ヘキサンを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＬaＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
Ｂ３）ＰＨＥＭＡとＰＬａＭＡを２５／７５濃度比で反応させた場合：（Ｈ２５／Ｌａ７５ ｓｔａｒ）
基本的な合成方法は、上記Ｂ１）のＨ４８／Ｌａ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ｂ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（１．５０ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＬａＭＡ（２１、８００ｇ／ｍｏｌ，トルエン中で２０ｗｔ％，０．０６２６ｍｍｏｌ，６．８ｍＬ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０２０９ｍｍｏｌ，１．９０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４５ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にトルエンに溶解させ、エタノールを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＬaＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
基本的な合成方法は、上記Ｂ１）のＨ４８／Ｌａ５２ｓｔａｒと同じである。上記Ｂ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（１．５０ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＬａＭＡ（２１、８００ｇ／ｍｏｌ，トルエン中で２０ｗｔ％，０．０６２６ｍｍｏｌ，６．８ｍＬ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０２０９ｍｍｏｌ，１．９０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４５ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にトルエンに溶解させ、エタノールを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＬaＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
（ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの合成）
以下では、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーを合成する手順に関し、ＰＨＥＭＡの親水性ポリマーアームとＰＳｔＭＡの疎水性ポリマーアームの組成比が異なる３種類について説明する。
Ｃ１）ＰＨＥＭＡとＰＳｔＭＡを同等量で反応させた場合：（Ｈ４８／Ｓｔ５２ ｓｔａｒ）
まず、三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意した。一方のシュレンク管には、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０２０９ｍｍｏｌ，１８．３ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（４．５６ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４３０ｍＭ，０．２０９ｍｍｏｌ，０．４９４ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６４ｍｍｏｌ，７．８９ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管には、ＰＳｔＭＡ（２９８００ｇ／ｍｏｌ，０．０７５２ｍｍｏｌ，２．２４ｇ）を量りとり、そこへＰＴＭＳＯＥＭＡ（トルエン中で２０．３ｗｔ％，３．７６ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）、トルエン（０．８２７ｍＬ）を加えた。その後、錯体溶液４．０ｍＬをポリマー溶液の入ったシュレンク管に加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４２ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。その後、溶媒留去した。得られたポリマーをヘキサンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへＥｔＯＨを滴下し、沈殿させることで未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡを除去した。次に、その沈殿物をヘキサンに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下し、再沈殿させることで未反応のＰＳｔＭＡを除去した。さらに減圧乾燥することにより、目的の化合物が得られた。
以下では、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーを合成する手順に関し、ＰＨＥＭＡの親水性ポリマーアームとＰＳｔＭＡの疎水性ポリマーアームの組成比が異なる３種類について説明する。
Ｃ１）ＰＨＥＭＡとＰＳｔＭＡを同等量で反応させた場合：（Ｈ４８／Ｓｔ５２ ｓｔａｒ）
まず、三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意した。一方のシュレンク管には、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０２０９ｍｍｏｌ，１８．３ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（４．５６ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４３０ｍＭ，０．２０９ｍｍｏｌ，０．４９４ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６４ｍｍｏｌ，７．８９ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管には、ＰＳｔＭＡ（２９８００ｇ／ｍｏｌ，０．０７５２ｍｍｏｌ，２．２４ｇ）を量りとり、そこへＰＴＭＳＯＥＭＡ（トルエン中で２０．３ｗｔ％，３．７６ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）、トルエン（０．８２７ｍＬ）を加えた。その後、錯体溶液４．０ｍＬをポリマー溶液の入ったシュレンク管に加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４２ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。その後、溶媒留去した。得られたポリマーをヘキサンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへＥｔＯＨを滴下し、沈殿させることで未反応のＰＴＭＳＯＥＭＡを除去した。次に、その沈殿物をヘキサンに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を滴下し、再沈殿させることで未反応のＰＳｔＭＡを除去した。さらに減圧乾燥することにより、目的の化合物が得られた。
Ｃ２）ＰＨＥＭＡとＰＳｔＭＡを７５／２５濃度比で反応させた場合：（Ｈ７５／Ｓｔ２５ ｓｔａｒ）
基本的な合成方法は、上記Ｃ１）のＨ４８／Ｓｔ５２ ｓｔａｒと同じである。上記Ｃ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（３．１６ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＳｔＭＡ（２９、８００ｇ／ｍｏｌ，０．０２０９ｍｍｏｌ，０．６２３ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０６２６ｍｍｏｌ，５．７０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。５２ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にＴＨＦに溶解させ、エタノールを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＳｔＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
基本的な合成方法は、上記Ｃ１）のＨ４８／Ｓｔ５２ ｓｔａｒと同じである。上記Ｃ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（３．１６ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＳｔＭＡ（２９、８００ｇ／ｍｏｌ，０．０２０９ｍｍｏｌ，０．６２３ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０６２６ｍｍｏｌ，５．７０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。５２ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にＴＨＦに溶解させ、エタノールを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＳｔＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
Ｃ３）ＰＨＥＭＡとＰＳｔＭＡを２５／７５濃度比で反応させた場合：（Ｈ２５／Ｓｔ７５ ｓｔａｒ）
基本的な合成方法は、上記Ｃ１）のＨ４８／Ｓｔ５２ ｓｔａｒと同じである。上記Ｃ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（５．７１ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＳｔＭＡ（２９、８００ｇ／ｍｏｌ，０．０６２６ｍｍｏｌ，１．８７ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０２０９ｍｍｏｌ，１．９０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。５４ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にクロロホルムに溶解させ、エタノールを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＳｔＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
基本的な合成方法は、上記Ｃ１）のＨ４８／Ｓｔ５２ ｓｔａｒと同じである。上記Ｃ１）と同様のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１６７ｍｍｏｌ，１４．４ｍｇ）、トルエン（５．７１ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４９０ｍＭ，０．１６７ｍｍｏｌ，０．３４１ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４６ｍｍｏｌ，７．７４ｍｇ）、ＰＳｔＭＡ（２９、８００ｇ／ｍｏｌ，０．０６２６ｍｍｏｌ，１．８７ｇ）、ＰＴＭＳＯＥＭＡ（１８２００ｇ／ｍｏｌ、トルエン中で２０ｗｔ％，０.０２０９ｍｍｏｌ，１．９０ｍＬ）、ＥＧＤＭＡ（０．８３５ｍｍｏｌ，０．１５７ｍＬ）を加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。５４ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、重合溶液をトルエンで希釈した後に、シリカゲルおよびアルミナゲルカラムクロマトグラフィーにより反応錯体［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］を除去した。回収したポリマー溶液の溶媒を留去した。得られたポリマーをＴＨＦに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへメタノールを滴下することで未反応のＰＨＥＭＡを除去した。次に、そのポリマーをＴＨＦに溶解させ、ＨＣｌ（ｉｎ ＥｔＯＨ，１Ｍ）を加えて脱保護し、過剰の水を加えることで再沈殿させた。次にクロロホルムに溶解させ、エタノールを敵下し再沈殿させることで未反応のＰＳｔＭＡを除去することで、目的の化合物を得た。
基材接着性試験や血液適合性試験のコントロールとして用いる、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのホモ星型ポリマーの合成手順についても簡単に述べる。
ＰＢＭＡホモ星型ポリマーの合成手順としては、次の通りである。三方コックを取り付け、攪拌子をいれたナス型フラスコに対してベーキングを行ったものを２セット用意する。一方のナス型フラスコに、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０５０ｍｍｏｌ，４２．７ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（１８．９ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に６１０ｍＭ，０．５０１ｍｍｏｌ，０．８１３ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０６２５ｍｍｏｌ，１１．６４ｍｇ）を加えた。他方のナス型フラスコに、ＰＢＭＡ（１２７００ｇ／ｍｏｌ，０．２５１ｍＭ，３．２８ｇ）を量りとり、そこへＥＧＤＭＡ（２．５１ｍｍｏｌ，０．４８９ｍＬ）、トルエン（６．５５ｍＬ）を加えた。その後、ポリマー溶液１０．０ｍＬを錯体溶液の入ったナス型フラスコに加えた。ナス型フラスコを８０℃のオイルバス上で重合を開始させ、５５ｈ後にナス型フラスコを氷浴させ、重合を停止した。その後、溶媒留去を行った。トルエンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへ２倍量のＭｅＯＨを加え、ポリマーを再沈殿させ精製を行った。
ＰＢＭＡホモ星型ポリマーの合成手順としては、次の通りである。三方コックを取り付け、攪拌子をいれたナス型フラスコに対してベーキングを行ったものを２セット用意する。一方のナス型フラスコに、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０５０ｍｍｏｌ，４２．７ｍｇ）を入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（１８．９ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に６１０ｍＭ，０．５０１ｍｍｏｌ，０．８１３ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０６２５ｍｍｏｌ，１１．６４ｍｇ）を加えた。他方のナス型フラスコに、ＰＢＭＡ（１２７００ｇ／ｍｏｌ，０．２５１ｍＭ，３．２８ｇ）を量りとり、そこへＥＧＤＭＡ（２．５１ｍｍｏｌ，０．４８９ｍＬ）、トルエン（６．５５ｍＬ）を加えた。その後、ポリマー溶液１０．０ｍＬを錯体溶液の入ったナス型フラスコに加えた。ナス型フラスコを８０℃のオイルバス上で重合を開始させ、５５ｈ後にナス型フラスコを氷浴させ、重合を停止した。その後、溶媒留去を行った。トルエンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへ２倍量のＭｅＯＨを加え、ポリマーを再沈殿させ精製を行った。
ＰＬａＭＡホモ星型ポリマーの合成手順としては、次の通りである。三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意する。一方のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１５８ｍｍｏｌ，１３．６ｍｇ）入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（５．８８ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４３０ｍＭ，０．１５８ｍｍｏｌ，０．３６７ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．２５０ｍｍｏｌ，４２．０ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管に、ＰＬａＭＡ（２１８００ｇ／ｍｏｌ，０．０７５２ｍＭ，１．６４ｇ）を量りとり、そこへＥＧＤＭＡ（０．７５２ｍｍｏｌ，０．１４２ｍＬ）、トルエン（１．２２ｍＬ）を加えた。その後、錯体溶液５．７ｍＬをポリマー溶液の入ったシュレンク管に加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。４６ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、溶媒留去を行った。トルエンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへ２．３倍量のアセトンを加えポリマーを再沈殿させ精製を行った。
ＰＳｔＭＡホモ星型ポリマーの合成手順としては、次の通りである。三方コックを取り付け、攪拌子をいれたシュレンク管に対してベーキングを行ったものを２セット用意する。一方のシュレンク管に、［Ｒｕ（Ｉｎｄ）Ｃｌ（ＰＰｈ３）２］（０．０１５８ｍｍｏｌ，１３．４ｍｇ）入れ、反応容器内をアルゴンで置換した。さらに、トルエン（５．８２ｍＬ）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（トルエン中に４３０ｍＭ，０．１５８ｍｍｏｌ，０．３６２ｍＬ）、トリメトキシベンゼン（０．０４１８ｍｍｏｌ，６．８８ｍｇ）を加えた。他方のシュレンク管に、ＰＳｔＭＡ（２９８００ｇ／ｍｏｌ，０．０７５２ｍＭ，２．２４ｇ）を量りとり、そこへＥＧＤＭＡ（０．７５２ｍｍｏｌ，０．１４２ｍＬ）、トルエン（０．６１８ｍＬ）を加えた。その後、錯体溶液６．０ｍＬをポリマー溶液の入ったシュレンク管に加えた。そのシュレンク管を８０℃のオイルバス上で重合を開始させた。５２ｈ後にシュレンク管を氷浴させ、重合を停止した。その後、溶媒留去を行った。トルエンに２０ｗｔ％の濃度で溶解させ、そこへ０．７倍量のアセトンを加えポリマーを再沈殿させ精製を行った。
以下では、合成した３種の星型ポリマー、すなわち、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーを用いて、それぞれをコートした表面のタンパク質吸着試験と、それぞれのポリマーのポリプロピレン（ＰＰ）への接着性試験を行った結果について説明する。
（タンパク質吸着試験）
合成した３種の星型ポリマーをコートした表面のタンパク質吸着試験の結果を説明する。
試験に用いるサンプルは、金（Ｇｏｌｄ）センサー上にそれぞれの星型ポリマーをスピンコートしたものを用いた。コートする際のポリマー溶液としては、下記表３に示すように、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合には、アセトン／ＭｅＯＨ（１／１）を溶媒とし、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合には、ＣＨＣｌ３／ＭｅＯＨ（８／２）を溶媒とし、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーおよびＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合には、ＴＨＦを溶媒とした。また、比較例として用いるホモ星型ポリマー（ＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡ）はＴＨＦを溶媒とした。
合成した３種の星型ポリマーをコートした表面のタンパク質吸着試験の結果を説明する。
試験に用いるサンプルは、金（Ｇｏｌｄ）センサー上にそれぞれの星型ポリマーをスピンコートしたものを用いた。コートする際のポリマー溶液としては、下記表３に示すように、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合には、アセトン／ＭｅＯＨ（１／１）を溶媒とし、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合には、ＣＨＣｌ３／ＭｅＯＨ（８／２）を溶媒とし、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーおよびＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合には、ＴＨＦを溶媒とした。また、比較例として用いるホモ星型ポリマー（ＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡ）はＴＨＦを溶媒とした。
具体的には、Ｇｏｌｄセンサーに、それぞれ０．１ｗｔ％ポリマー溶液２５μＬをスピンコートし、その後、ポリマーをコートしたＧｏｌｄセンサーを、３時間、減圧乾燥させた。そして、ＱＣＭ−Ｄ（Quartz Crystal Microbalance with Dissipation Monitoring）へＧｏｌｄセンサーを取り付け、タンパク質として、０．０５ ｍｇ／ｍＬフィブリノーゲン溶液（ウシ血清由来）（ＢＰＦ）を３０分間接触させ、その後、吸着量を求めた。
Ｇｏｌｄセンサーへの吸着量を１００とし、それぞれの表面のフィブリノーゲンの吸着率を調べた結果を下記表４および図５に示す。
ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのホモ星型ポリマーをコートしたそれぞれの表面への吸着量は、Ｇｏｌｄ表面への吸着量と同程度であった。これに対して、ＰＭＭＡまたはＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面へのタンパク質吸着量は、Ｇｏｌｄ表面への吸着量と比較し、タンパク質吸着の抑制傾向があることがわかった。そして、ＰＢＭＡまたはＰＬａＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートしたそれぞれの表面へのタンパク質吸着量は、Ｇｏｌｄ表面への吸着量と比較し、タンパク質吸着が抑制されることがわかった。さらに、ＰＢＭＡまたはＰＬａＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面の方が、ＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面と比較し、よりタンパク質吸着を抑制されることがわかった。なお、ＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面への吸着量は、ＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面と同程度であった。
ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのホモ星型ポリマーをコートしたそれぞれの表面への吸着量は、Ｇｏｌｄ表面への吸着量と同程度であった。これに対して、ＰＭＭＡまたはＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面へのタンパク質吸着量は、Ｇｏｌｄ表面への吸着量と比較し、タンパク質吸着の抑制傾向があることがわかった。そして、ＰＢＭＡまたはＰＬａＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートしたそれぞれの表面へのタンパク質吸着量は、Ｇｏｌｄ表面への吸着量と比較し、タンパク質吸着が抑制されることがわかった。さらに、ＰＢＭＡまたはＰＬａＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面の方が、ＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面と比較し、よりタンパク質吸着を抑制されることがわかった。なお、ＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面への吸着量は、ＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面と同程度であった。
上記表４および図５に示すフィブリノーゲンの吸着率を調べた結果から、ＰＭＭＡ、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマー表面のタンパク質吸着抑制において、ＰＢＭＡ又はＰＬａＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーが優れたタンパク質吸着抑制を示すことがわかった。これは、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡのＴｇが３１０Ｋよりも低いため、水中におけるポリマーアームの再配置が速やかに起こり、効率的にＰＨＥＭＡポリマーアームが表面を覆ったためであろう。
一方で、ＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマー表面は、ＰＳｔＭＡの側鎖に結晶性を有するため、ＰＭＭＡ、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡと比較し、親水性溶媒中で親水性ポリマーアームのＰＨＥＭＡと疎水性ポリマーアームの再配向が起こりにくいため、タンパク質吸着抑制を示さなかったと推察する。
また、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡを有するヘテロアーム星型ポリマーが最もタンパク質吸着抑制を示したアーム比は７５／２５であったが、これはヘテロアーム星型ポリマーの親水性ポリマーアームが疎水性ポリマーアームより体積分率が大きく、効率的に表面を覆ったためと推察する。
本実施例で合成したＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのそれぞれを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいても、親水性ポリマーアームと疎水性ポリマーアームの比を調整することにより、タンパク質吸着能を制御できる。
また、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡを有するヘテロアーム星型ポリマーが最もタンパク質吸着抑制を示したアーム比は７５／２５であったが、これはヘテロアーム星型ポリマーの親水性ポリマーアームが疎水性ポリマーアームより体積分率が大きく、効率的に表面を覆ったためと推察する。
本実施例で合成したＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡのそれぞれを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいても、親水性ポリマーアームと疎水性ポリマーアームの比を調整することにより、タンパク質吸着能を制御できる。
（基材に対する接着性試験）
次に、合成した３種の星型ポリマーをコートした表面の接着性試験の結果を説明する。
上述したタンパク質吸着能で用いたそれぞれの星型ポリマー溶液をＰＰ基材へドロップキャストさせた。詳しくは、ＰＰ基材（１ｃｍ×４ｃｍ）に対して、０．１ｗｔ％ポリマー溶液１００μＬをドロップキャストし、自然乾燥させた後、終夜、減圧乾燥させた。コートした基材を、図７に示すような引っかき試験機を用いて、１９．８ｍＮ、４９ｍＮ、９８ｍＮ、１９６ｍＮの力で引っかき、それぞれの表面コートの強度を調べた。さらに、それらの引っかき後の表面コートの状態をＳＥＭで観察し、引っかき幅を測定した。引っかき試験の結果を下記表５および図８に、引っかき後の表面コートのＳＥＭ像を図９に示す。
次に、合成した３種の星型ポリマーをコートした表面の接着性試験の結果を説明する。
上述したタンパク質吸着能で用いたそれぞれの星型ポリマー溶液をＰＰ基材へドロップキャストさせた。詳しくは、ＰＰ基材（１ｃｍ×４ｃｍ）に対して、０．１ｗｔ％ポリマー溶液１００μＬをドロップキャストし、自然乾燥させた後、終夜、減圧乾燥させた。コートした基材を、図７に示すような引っかき試験機を用いて、１９．８ｍＮ、４９ｍＮ、９８ｍＮ、１９６ｍＮの力で引っかき、それぞれの表面コートの強度を調べた。さらに、それらの引っかき後の表面コートの状態をＳＥＭで観察し、引っかき幅を測定した。引っかき試験の結果を下記表５および図８に、引っかき後の表面コートのＳＥＭ像を図９に示す。
ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合、引っかき試験では、１９．８ｍＮ、４９ｍＮ、９８ｍＮと力を増加させると、引っかき幅が２９μｍ、３６μｍ、４８μｍと増加した。それに対し、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合、引っかき試験では、１９６ｍＮ以下の力ではコートした表面に傷付は見られなかった。
ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合、並びに、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合、引っかき試験では、９８ｍＮ以下の力では傷が付かず、１９８ｍＮにおいて、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーコート表面と同程度の約５０μｍ幅の傷が見られた。
ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合、並びに、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーの場合、引っかき試験では、９８ｍＮ以下の力では傷が付かず、１９８ｍＮにおいて、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーコート表面と同程度の約５０μｍ幅の傷が見られた。
上記の引っかき試験の結果から、ＰＨＥＭＡ／ＰＭＭＡヘテロアーム星型ポリマーよりも、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーの方が、ＰＰへの接着性が高いということがわかった。ＰＢＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいては、ＰＢＭＡがＰＰと非常に近いＳＰ値である点、Ｔｇが室温付近である点から、強固にＰＰに接着したといえる。
ＰＬａＭＡまたはＰＳｔＭＡをそれぞれ疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいては、Ｔｇが低いため、ＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーと比較すると強固に接着した。しかしながら、ＰＰと疎水性ポリマーのＳＰ値の差が、ＰＢＭＡより大きいことから、ＰＢＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーが接着していた１９８ｍＮの力で剥離してしまったといえる。
このことから、ポリマーのＳＰ値は、基材のＳＰ値と比較的近い値であれば、接着可能であるが、接着強度の観点では、Ｔｇが使用温度付近であれば、強く接着していることがわかる。
ＰＬａＭＡまたはＰＳｔＭＡをそれぞれ疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいては、Ｔｇが低いため、ＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーと比較すると強固に接着した。しかしながら、ＰＰと疎水性ポリマーのＳＰ値の差が、ＰＢＭＡより大きいことから、ＰＢＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーが接着していた１９８ｍＮの力で剥離してしまったといえる。
このことから、ポリマーのＳＰ値は、基材のＳＰ値と比較的近い値であれば、接着可能であるが、接着強度の観点では、Ｔｇが使用温度付近であれば、強く接着していることがわかる。
上述したように、タンパク質吸着試験においては、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡを有するヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡを有するヘテロアーム星型ポリマーが優れたタンパク質吸着抑制を示した。
また、引っかき試験においては、ＳＰ値が最も近く、Ｔｇが室温付近のＰＢＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーが最も強固にＰＰ上へ接着した。また、ＰＬａＭＡまたはＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいてもＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーよりも優れた接着性を示した。
また、引っかき試験においては、ＳＰ値が最も近く、Ｔｇが室温付近のＰＢＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーが最も強固にＰＰ上へ接着した。また、ＰＬａＭＡまたはＰＳｔＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーにおいてもＰＭＭＡを疎水性ポリマーアームに有するヘテロアーム星型ポリマーよりも優れた接着性を示した。
上述のポリマー合成および試験に使用した機器について説明する。
１Ｈ ＮＭＲは、ＪＥＯＬ社のＪＮＭ−ＥＣＸ４００を用いて測定した。ＤＬＳ測定は、Zetasizer（Malvern Instruments社製）を用いて行った。また、基材へのスピンコーティングは、ＭＩＫＡＳＡ社のOpticoat SpinCoater ＭＳ−Ａ１００を用いた。ＱＣＭ−Ｄは、Biolin Scientific社のＱＣＭ−Ｄ３００を用いて測定した。引っかき試験機は、トライボギアＴＹＰＥ：１８・１８Ｌ（新東科学社製）を用い、直径５０μｍのサファイア製の引っかき針を使用した。ＳＥＭはＳ−４８００ ＥＵＡＣＥＲ（日立製作所製）、スパッタリングはＶＰＳ−Ｏ２０ ＱＵＩＣＫ ＣＯＡＴＥＲ（SINKU KIKO社製）を使用した。
１Ｈ ＮＭＲは、ＪＥＯＬ社のＪＮＭ−ＥＣＸ４００を用いて測定した。ＤＬＳ測定は、Zetasizer（Malvern Instruments社製）を用いて行った。また、基材へのスピンコーティングは、ＭＩＫＡＳＡ社のOpticoat SpinCoater ＭＳ−Ａ１００を用いた。ＱＣＭ−Ｄは、Biolin Scientific社のＱＣＭ−Ｄ３００を用いて測定した。引っかき試験機は、トライボギアＴＹＰＥ：１８・１８Ｌ（新東科学社製）を用い、直径５０μｍのサファイア製の引っかき針を使用した。ＳＥＭはＳ−４８００ ＥＵＡＣＥＲ（日立製作所製）、スパッタリングはＶＰＳ−Ｏ２０ ＱＵＩＣＫ ＣＯＡＴＥＲ（SINKU KIKO社製）を使用した。
ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーおよびＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーにおいて、親水性と疎水性のアームポリマーの割合を変更したヘテロアーム星型ポリマーの合成を行ったものに関して、タンパク質吸着試験を行った。ＱＣＭセンサーへのポリマーコート条件は、前述した方法と同条件で行った。
これらのタンパク質吸着試験の結果を下記表６および図６に示す。
これらのタンパク質吸着試験の結果を下記表６および図６に示す。
タンパク質吸着試験の結果から、ＰＨＥＭＡの含有率がＰＨＥＭＡ７５％程度含有するＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーおよびＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーは、そのすべてのコート表面において高いタンパク質吸着抑制能を示した。また、それぞれのヘテロアーム星型ポリマーにおいて、ＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡの含有量が増加するに従い、タンパク質吸着抑制能が低下する傾向があることが示された。このことから、ＰＨＥＭＡポリマーアームの密度がある程度高いほど、高いタンパク質吸着抑制能を示すといえる。
タンパク質吸着試験において、タンパク質吸着抑制能が最も高かったＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）およびＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）において、親水性と疎水性のアームポリマーの割合を変更したヘテロアーム星型ポリマーをコートした表面に対する引っ掻き試験を行った。
引っ掻き試験の結果を図１０に示す。
ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）は、ＰＨＥＭＡの含有量に関係なく１９８ｍＮの力で傷付が認められた。一方で、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）のコート表面では、コート膜が剥離するほどの傷付きが起こって無いことがわかった。このコート膜強度の向上については、組成比がＰＨＥＭＡ側またはアルキル鎖側のどちらかに偏ることで、製膜性が向上し膜強度が上がるものと考えられる。
引っ掻き試験の結果を図１０に示す。
ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）は、ＰＨＥＭＡの含有量に関係なく１９８ｍＮの力で傷付が認められた。一方で、ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマー（７５/２５）のコート表面では、コート膜が剥離するほどの傷付きが起こって無いことがわかった。このコート膜強度の向上については、組成比がＰＨＥＭＡ側またはアルキル鎖側のどちらかに偏ることで、製膜性が向上し膜強度が上がるものと考えられる。
タンパク質吸着抑制能が高かったＰＨＥＭＡの含有量が７５％程度のＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーおよびＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーにおいて、エタノール溶媒における溶解性試験を行った。ポリマーの溶解性の結果を下記表７に示す。表中、可溶とは、室温条件下で０．１ｗｔ％濃度で溶解したものであり、不溶とは、０．１ｗｔ％濃度では７５℃に加熱してもほとんど溶解しなかったものであり、難溶とは、０．１ｗｔ％%濃度で７５℃に加熱すると一時的に溶解するが、室温下で放置すると、再白濁したものを表している。
ＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーはエタノールに可溶であることが分かった。比較として、ＰＨＥＭＡ／ＰＳｔＭＡヘテロアーム星型ポリマーのエタノール溶解性試験を行ったが、エタノールには難溶であることが分かった。
ＰＨＥＭＡの含有量が７５％程度のＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーは、エタノールに溶解すること可能であるため、ＰＰ以外の基材ポリエチレンやポリビニルクロライドなどの異なる基材にもコート可能であることが示された。
ＰＨＥＭＡの含有量が７５％程度のＰＨＥＭＡ／ＰＢＭＡヘテロアーム星型ポリマー、ＰＨＥＭＡ／ＰＬａＭＡヘテロアーム星型ポリマーは、エタノールに溶解すること可能であるため、ＰＰ以外の基材ポリエチレンやポリビニルクロライドなどの異なる基材にもコート可能であることが示された。
本発明の星型ポリマー設計方法の一実施形態について説明する。
本発明の星型ポリマー設計方法では、基材との接着の尺度として溶解度パラメータ（ＳＰ値）とガラス転移温度（Ｔｇ）を用いる。
ＳＰ値は、凝集エネルギー密度（ＣＥＤ）の平方根で定義される。星型ポリマーのコート膜と基材との接着性は、２種の材料間のＳＰ値を用いて下記式１，２で表される。
本発明の星型ポリマー設計方法では、基材との接着の尺度として溶解度パラメータ（ＳＰ値）とガラス転移温度（Ｔｇ）を用いる。
ＳＰ値は、凝集エネルギー密度（ＣＥＤ）の平方根で定義される。星型ポリマーのコート膜と基材との接着性は、２種の材料間のＳＰ値を用いて下記式１，２で表される。
（数１）
ΔＧｍ＝ΔＨｍ−ＴΔＳｍ ・・・（式１）
ΔＨｍ／Ｖ＝（δ１−δ２）２ Φ１Φ２ ・・・（式２）
ΔＧｍ＝ΔＨｍ−ＴΔＳｍ ・・・（式１）
ΔＨｍ／Ｖ＝（δ１−δ２）２ Φ１Φ２ ・・・（式２）
ここで、ΔＧｍは混合ギブズエネルギー、ΔＳｍは混合エントロピー、ΔＨｍは混合エンタルピー、Ｔは絶対温度、Ｖは体積、δｉはｉのＳＰ値、Φｉはｉの体積分率である。接着前の状態から接着後の状態に変化する場合、ΔＧｍ＜０でなければいけない。上記式１において、エントロピー増大の法則より、ΔＧｍ≦０のときＴΔＳｍ≧０となる。またΔＧｍ＜０になるためには、ΔＨｍが０もしくは、それと近い値をとる。つまりＳＰ値が近い値であるほど、接着しやすくなる。このＳＰ値は、ポリマーの場合、溶解試験、膨潤率、屈折率、双極子モーメント、水素結合、固有粘度、分子内の二重結合やアルコールなどの原子団をもとにした計算から求められる。
一方、ポリマーを基材へ塗布した際の接着強度の尺度として、ガラス転移温度（Ｔｇ）を用いる。ポリマーは塗布表面上で固化することにより、体積収縮が起こり、内部応力が発生する。この応力が大きくなるとポリマーと基材は剥離してしまう。この内部応力は、分子の運動性が低いガラス状態では大きくなり、分子の熱運動性が大きいゴム状態では小さくなる。
ポリマーはＴｇより高い温度ではミクロブラウン運動によりゴム状態、低い温度では、ミクロブラウン運動が起こらないガラス状態を示す。これらの点から、界面での接着強度は、ポリマーのＴｇに依存している。Ｔｇ以上では、接着後に応力が緩和され、一方でＴｇ以下では応力が残留してしまう。そのため、基材使用時の温度がＴｇ以上であると強固に接着する。
ポリマーはＴｇより高い温度ではミクロブラウン運動によりゴム状態、低い温度では、ミクロブラウン運動が起こらないガラス状態を示す。これらの点から、界面での接着強度は、ポリマーのＴｇに依存している。Ｔｇ以上では、接着後に応力が緩和され、一方でＴｇ以下では応力が残留してしまう。そのため、基材使用時の温度がＴｇ以上であると強固に接着する。
疎水性ポリマーアームのＰＭＭＡのＳＰ値が１８．６×１０３（Ｊ／ｍ３）１／２であり、ＰＰのＳＰ値は１８．８×１０３（Ｊ／ｍ３）１／２であることから、ＳＰ値の理論では接着できることが予想される。しかし、前述の接着性試験から、コートできない結果となっていた。これは、ＳＰ値だけではなく、ＰＭＭＡのＴｇが高いことが原因であり、ＰＰ基材へ接着した際の内部応力が、大きくなったためであろう。
また、ポリマーと基材との接着に関し、基材の使用温度よりポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）の値が小さいほど強固に接着する。
基材を血流下で使用もしくは生体内に応用することを前提とすると、星型ポリマーの使用時の温度は３１０Ｋ（３７℃）である。これらの点から、上述した実施例１では、ＰＰやＰＥとＳＰ値が近い値をとり、かつ、Ｔｇが使用温度付近のＰＢＭＡ（２９３Ｋ）、使用温度より少し低いＴｇをもつＰＬａＭＡ（２０８Ｋ）、使用温度よりかなり低いＴｇをもつＰＳｔＭＡ（１７３Ｋ）の３種類の疎水性ポリマーを選定した。
下記表８に、４種類の疎水性ポリマー（ＰＭＭＡ，ＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡ）のガラス転移温度（Ｔｇ）とＳＰ値と、ＰＥＴとＰＰとＰＥの基材のＳＰ値の差（ΔＳＰ）を示す。
基材を血流下で使用もしくは生体内に応用することを前提とすると、星型ポリマーの使用時の温度は３１０Ｋ（３７℃）である。これらの点から、上述した実施例１では、ＰＰやＰＥとＳＰ値が近い値をとり、かつ、Ｔｇが使用温度付近のＰＢＭＡ（２９３Ｋ）、使用温度より少し低いＴｇをもつＰＬａＭＡ（２０８Ｋ）、使用温度よりかなり低いＴｇをもつＰＳｔＭＡ（１７３Ｋ）の３種類の疎水性ポリマーを選定した。
下記表８に、４種類の疎水性ポリマー（ＰＭＭＡ，ＰＢＭＡ，ＰＬａＭＡ，ＰＳｔＭＡ）のガラス転移温度（Ｔｇ）とＳＰ値と、ＰＥＴとＰＰとＰＥの基材のＳＰ値の差（ΔＳＰ）を示す。
図１１を参照して、星型ポリマーの設計方法のフローについて説明する。星型ポリマーの設計方法は、長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル) の中から疎水性アームポリマーを選択する際に、ガラス転移温度（Ｔｇ）が所定値以下のポリマーを選択し（ステップＳ０２）、さらに星型ポリマーを接着させる基材の溶解度パラメータ（ＳＰ値）との差分が小さいポリマーを選択する（ステップＳ０３）。また、ポリ(メタクリル酸エステル)の中から親水性アームポリマーを選択し（ステップＳ０４）、親水性アームポリマーと疎水性アームポリマーのモル比を調整して（ステップＳ０５）、星型ポリマーを合成する。
例えば、生体内で使用する医療用用具であって、その用具がＰＥで構成されるとした場合、ヘテロアーム星型ポリマーの設計方法は次の通りである。
（ステップ１）疎水性ポリマーアームを成すポリ(メタクリル酸エステル)として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３１０（Ｋ）以下である候補として、ＰＢＭＡ（２９３Ｋ）、ＰＬａＭＡ（２０８Ｋ）、ＰＳｔＭＡ（１７３Ｋ）の３種類の疎水性ポリマーを選定する。
（ステップ２）接着させる基材がＰＥであり、候補として選択されたＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡの内、基材の溶解度パラメータ（ＳＰ値）との差分が小さいＰＬａＭＡ（ΔＳＰ＝０．４）とＰＳｔＭＡ（ΔＳＰ＝０．４）を選択する。
また、血小板粘着抑制能を更に高める必要がある場合、以下のステップを追加する。
（ステップ３）親水性ポリマーアームのポリマーに対する疎水性ポリマーアームのポリマーのモル比が０．１〜０．３になるようにモル比を調整する。
（ステップ１）疎水性ポリマーアームを成すポリ(メタクリル酸エステル)として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３１０（Ｋ）以下である候補として、ＰＢＭＡ（２９３Ｋ）、ＰＬａＭＡ（２０８Ｋ）、ＰＳｔＭＡ（１７３Ｋ）の３種類の疎水性ポリマーを選定する。
（ステップ２）接着させる基材がＰＥであり、候補として選択されたＰＢＭＡ、ＰＬａＭＡ、ＰＳｔＭＡの内、基材の溶解度パラメータ（ＳＰ値）との差分が小さいＰＬａＭＡ（ΔＳＰ＝０．４）とＰＳｔＭＡ（ΔＳＰ＝０．４）を選択する。
また、血小板粘着抑制能を更に高める必要がある場合、以下のステップを追加する。
（ステップ３）親水性ポリマーアームのポリマーに対する疎水性ポリマーアームのポリマーのモル比が０．１〜０．３になるようにモル比を調整する。
本発明の星型ポリマーは、低付着性表面に基づいた医療デバイスや医療材料、異種素材の接着を目指した中間膜への応用などに有用である。
１ 引っかき試験機
２ 基材
３ コート膜
４ 溝
５ 針
２ 基材
３ コート膜
４ 溝
５ 針
Claims (15)
- ポリ(メタクリル酸エステル)の親水性ポリマーアームと、炭素数が４以上の長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル) の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有する星型ポリマーであって、上記の親水性ポリマーアームの原料ポリマーに対する疎水性ポリマーアームの原料ポリマーの数自体のモル比が０．１〜０．５である星型ポリマー。
- 上記の長鎖アルキル基は、炭素数が４以上１８以下のアルキル基である請求項１に記載の星型ポリマー。
- 上記の親水性ポリマーアームは、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)である請求項１又は２に記載の星型ポリマー。
- 上記の疎水性ポリマーアームは、ポリ(メタクリル酸ブチル)、ポリ(メタクリル酸ラウリル)、ポリ(メタクリル酸ステアリル)の何れかである請求項１〜３の何れかに記載の星型ポリマー。
- 上記の疎水性ポリマーアームは単独重合体もしくは共重合体である請求項１〜４の何れかに記載の星型ポリマー。
- 上記の疎水性ポリマーアームを成すポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は３１０（Ｋ）以下である請求項１〜５の何れかに記載の星型ポリマー。
- 前記星型ポリマーはヘテロアーム星型ポリマーである請求項１〜６の何れかの星型ポリマー。
- ポリ(メタクリル酸エステル)の親水性ポリマーアームと、炭素数が４以上の長鎖アルキル基を有するポリ(メタクリル酸エステル) の疎水性ポリマーアームを同一分子内に有する星型ポリマーの設計方法であって、
上記の疎水性ポリマーアームを成すポリマーとして、ガラス転移温度が３１０（Ｋ）以下である候補を選択するステップと、
候補として選択されたポリマーの内、接着させる基材の溶解度パラメータ（ＳＰ値）との差分が小さいものを選択するステップ、
を備えたことを特徴とする星型ポリマー設計方法。 - 上記の親水性ポリマーアームの原料ポリマーに対する疎水性ポリマーアームの原料ポリマーの数自体のモル比が０．１〜０．５になるようにモル比を調整するステップ、を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の星型ポリマー設計方法。
- 請求項１〜７の何れかの星型ポリマーを含有するコート剤。
- 医療用として使用し得るプラスチック糸、プラスチックフィルム、プラスチックチューブ、プラスチック袋およびプラスチック容器の何れかのプラスチック製用具であって、
請求項１〜７の何れかの星型ポリマーが、コート剤として上記プラスチック製用具の表面上にコートされた医療用用具。 - 人工臓器、人工血管、留置カテーテルおよび人工心臓弁の何れかのデバイスであって、
請求項１〜７の何れかの星型ポリマーが、コート剤として上記デバイスの表面上にコートされた医療用デバイス。 - 請求項１〜７の何れかの星型ポリマーが、コート剤として培養基材にコートされた細胞培養器。
- 請求項１〜７の何れかの星型ポリマーが、コート剤として表面にコートされた便器。
- 請求項１〜７の何れかの星型ポリマーが、コート剤として表面にコートされた水槽。
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