JP6836759B2 - リン酸残基を有するニトロキシラジカル含有共重合体及びその使用 - Google Patents

Description

本発明はリン酸残基を有するニトロキシラジカル含有共重合体に関し、より具体的には、ポリ（エチレングリコール）セグメント（以下、ＰＥＧと略記する場合あり）、ならびにリン酸残基と環状ニトロキシドラジカルをそれぞれペンダント基中にランダムに有するセグメントを含んでなる共重合体に関する。さらには該共重合体の金属表面改質のための、具体的には金属材料を抗血栓材料等の生体適合性を有する材料とするための、使用に関する。

金属材料は現在医療の分野で広く用いられている。例えばステントにはステンレスが用いられており、人工心臓にはジョイント部分にチタン粒子が用いられている。これらの金属材料は機械的な強度が強く用いやすい反面、血液と接触すると血液が活性化され血栓が生じるという大きな欠点があった。そのために脳梗塞等の重篤な副作用が生じることがあった。これら金属材料の表面を加工し、血液が活性化されて生じる凝固反応を抑制し、抗血栓性を付与する医療用技術の開発は、これまでにも様々な検討が行われているが、根本的な解決には至っていない。

本発明者等はこれまでに血液の活性化には活性酸素が重要な働きをしていることに着目し、活性酸素を消去するニトロキシラジカルを有するポリマーを生体に適用し各種炎症等の処置に使用できることや（特許文献１）、また、前記ポリマーにより生体に由来する物質と接触する表面の生体適合性を改質できることも報告した（特許文献２）。さらに、本発明者等は同様なポリマーをポリスチレンビーズにコートすると血液の活性化が抑制されることを見出して報告した（非特許文献１）。また、本発明者等はこれまでにリン酸残基を有するポリマーを用いて金属表面をコーティングする技術の開発も行っている（非特許文献２）。

医療技術分野では、例えば、ステント等について抗血栓性を有する新しい材料の開発が望まれており、これまでに抗血栓性を有する薬剤を表面に有する薬剤溶出ステントが開発されている。しかしながらこれらのステントは一部の患者においては従来型のステントよりも血栓が生じやすいとの報告もあり、さらに長期的な効果も未だに確認されていない。そうすると、金属材料の機械的な利点を生かしたまま、抗血栓性を付与することができれば、ステンドだけでなく金属が用いられている他のデバイスにも展開が可能となろう。

ＷＯ２００９／１３３６４７またはＵＳ２０１１／０１４２７８７ Ａ１ 特開２０１１−７８７０６号公報

Ａｃｔａ Ｂｉｏｍａｔｅｒ．２０１２ Ｍａｒ；８（３）：１３２３−９ Ｊ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｌｅａｓｅ．２０１２ Ｊｕｎ ２８；１６０（３）：４８６−９４

上記背景の下、医療用技術分野で使用できる表面改質剤として、金属材料の機械的な利点をいかしたまま、さらには、血液活性化の抑制能を保持したまま、金属に対して親和性を有するものの開発が必要であろう。

今回、ＰＥＧセグメントと環状ニトロキシドラジカルをペンダント基中に有するセグメントを含んでなるブロック共重合体において、後者のセグメント内の反復単位中の一定の環状ニトロキシドラジカルがランダムにリン酸残基（−ＰＯ（−ＯＨ）₂）に置き換わった形態の共重合体が、前記課題を解決できる表面改質剤として使用できることを見出した。

したがって、本発明によれば、下記式（Ｉ）で表される共重合体が提供される。

上記式中、
Ａは、水素原子、非置換または置換Ｃ₁−Ｃ₁₂アルキルを表し、置換されている場合の置換基は、ホルミル基、式Ｒ₁Ｒ₂ＣＨ−基を表し、ここで、Ｒ₁およびＲ₂は独立してＣ₁−Ｃ₄アルコキシまたはＲ₁とＲ₂は一緒になって−ＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｏ−もしくは−Ｏ（ＣＨ₂）₄Ｏ−を表し、
Ｌは、結合であるか、あるいは式

−（ＣＨ₂）_cＳ−、−ＣＯ（ＣＨ₂）_cＳ−、−（ＣＨ₂）_cＮＨ−、−（ＣＨ₂）_cＣＯ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−からなる群より選ばれる連結基を表し、
Ｘ₁は−（ＣＨ₂）_a−ＮＨ−（ＣＨ₂）_a−または−（ＣＨ₂）_a−Ｏ−（ＣＨ₂）_a−を介して共有結合した式

で表される基から選ばれ、
Ｘ₂はＰＯ（−ＯＨ）₂を表し、
ＹはＨ、ＳＨまたはＳ−Ｃ（＝Ｓ）−Ｐｈを表し、Ｐｈは１または２個のメチルまたはメトキシで置換されていてもよいフェニルを表し、
ａは、各独立して０〜５の整数であり、
ｂは２〜６の整数であり、
ｃは１〜５の整数であり、
ｍは２〜１０，０００の整数であり、
ｎは１〜３６０の整数であり、
ｋは１〜４８０の整数であり、
但し、
ｎ個のＸ₁の中の５０％まで、好ましくは２０％まで、よりこのましくは１０％まで、またはｋ個のＸ₂の中の５０％まで、好ましくは２０％まで、より好ましくは１０％まで、がそれぞれ、Ｈ、ハロゲンまたはヒドロキシであることができるが、最も好ましくはＸ₁及びＸ₂は１００％上記の定義のとおりでありかつ、
ｎ個の該当する反復単位中の各単位とｋ個の該当する反復単位中の各単位は、それぞれランダムに存在する。

上記式中のｎおよびｋの定義において、ｎ＋ｋが５〜６００の整数であり、ｎ／ｎ＋ｋが０．２〜０．８、好ましくは０．４〜０．７であり、ｋ／ｎ＋ｋが０．２〜０．８、好ましくは０．４〜０．６であり、ここで、ｎ及びｋ個の反復単位は、それぞれ１００％が原則として上記Ｘ_１及びＸ_２について定義した基である、ことが好ましい態様の共重合体である。
別の態様の本発明として、前記共重合体を担持する金属材料表面が提供される。
さらに別の態様の本発明として、前記共重合体に由来する塗膜を表面に保持する装置であって、前記表面がステント、人工補助心臓、人工関節、細胞培養装置、細胞解析装置および細胞分離装置またはそれらの部品の金属材料表面から選ばれる、装置が提供される。

本発明に従う前記共重合体は、特に、ヒトの体液、組織または器官と直接もしくは間接的に接触する製品の金属材料表面に皮膜として安定に保持され、例えば、血液活性化等を抑制することができるので、例えば、ステント、人工補助心臓、人工関節、細胞培養装置、細胞解析装置および細胞分離装置またはそれらの部品の金属材料表面に生体適合性を付与する機能を有する。

製造例６で得られた化合物（７）（１３−１８）をステンレスに対してポリマーコーティングして作製したステンレス表面及び当該コーティング前のステンレス表面（ピラニア洗浄後）のＸＰＳによる表面元素（炭素原子についての）分析結果（Ｃ／Ｃｒ 割合）を、表すグラフである。 同ＸＰＳによる表面元素（リン原子についての）分析結果（Ｐ／Ｃｒ 割合）を、表すグラフである。 化合物（７）（１３−１８）のポリマーコートステンレス表面の接触角の測定結果を表すグラフである。 リン酸緩衝生理食塩水下におけるポリマーコートの安定性評価の結果を示すグラフである。 ポリマーコートしていないステンレスの全血接触試験後の表面（対照）、ならびにポリマーコートしているステンレスの全血接触試験後の表面（比較例を含む）についてＳＥＭ測定の結果を表す写真である。 実施例２及び３のコーティングに基づく、化合物（７）（１２−６）（図中、ｎ＝１２，ｋ＝６に相当）及び化合物（７）（４１−２３）（図中、ｎ＝４１，ｋ＝２３に相当する）についてのＸＰＳによる解析結果を表すグラフである。

発明の詳細な記述

・式（Ｉ）で表される共重合体について
本発明に関していうＣ₁−Ｃ₁₂アルキルは、直鎖または分岐していてもよい炭素原子１〜１２のアルキルであって、限定するものでないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、ウンデシル、ドデシル等を含む。

式（Ｉ）における、各変動可能な基、部分等についての定義において、連結基Ｌは、別に定義しないかぎり、記載された方向性を以って結合される。例えば、方向性のある基−（ＣＨ₂）_cＳ−にあっては、メチレン基の炭素原子がエチレンオキシの酸素原子に結合し、硫黄原子がｎ個のペンダント基としてＸ₁を有する反復単位またはｋ個のペンダント基としてＸ₂を有する反復単位のいずれかの単位中の主鎖メチレン基の炭素原子に結合することを意味する。また、上記定義または説明から理解できるように、ｎ個の該当する反復単位中の各単位とｋ個の該当する反復単位中の各単位は、それぞれランダムに存在する。換言すれば、ｎ個の該当する反復単位中の少なくとも１個またはｋ個の該当する反復単位中の少なくとも１つのいずれかの単位がＬと結合し、それ以外の反復単位中の各単位は、Ｌに結合したいずれかの単位にそれぞれ１以上がランダムに結合することができる。
本発明に関して結合という場合、別に定義しない限り、共有結合を意味する。かような連結基Ｌは、前記共重合体の製造上の利点および安定性等を考慮すると、パラキシリレンまたはメタキシリレンであることが好ましい。

Ｘ₁をペンダント基中のパラキシリレン部に結合せしめる−（ＣＨ₂）_a−ＮＨ−（ＣＨ₂）_a−または−（ＣＨ₂）_a−Ｏ−（ＣＨ₂）_a−基は、ａがいずれも０である−ＮＨ−または−Ｏ−である基が製造上の観点から好ましいが、これに限定されない。一方、Ｘ₂はリン酸残基（−ＰＯ（−ＯＨ）₂）である。式（Ｉ）で表される共重合体は、これらのリン酸残基を介して金属材料表面に固定されることが想定されている。

Ｙは、Ｈ、ＳＨまたはＳ−Ｃ（＝Ｓ）−Ｐｈであって、Ｐｈは１または２個のメチル又はメトキシで置換されていてもよいフェニルであるが、Ｐｈは非置換であることが好ましい。

式（Ｉ）のｎ及びｋの定義において、ｎ及びｋは複数個が好ましく、より好ましくはそれぞれ４及び３以上である。さらに、当該定義において、ｎ＋ｋが５〜６００、好ましくは１０〜５００、より好ましくは２０〜３００の整数であり、ｎ／ｎ＋ｋが０．２〜０．８であり、ｋ／ｎ＋ｋが０．２〜０．８であり、より好ましくは、ｎ／ｎ＋ｋが０．４〜０．７であり、ｋ／ｎ＋ｋが０．４〜０．６であり、ここで、ｎ及びｋ個の反復単位は、それぞれ１００％が原則として上記Ｘ_１及びＸ_２について定義した基（すなわち、但し書にいう、Ｈ、ハロゲン及びヒドロキシ以外）であることが好ましい。加えて、本発明所期の目的である、血液活性化の抑制能を保持したまま、金属に対して高い親和性を付与するために望ましいのは、ｎが少なくとも６、好ましくは少なくとも８、より好ましくは少なくとも１１であり、ｋが少なくとも３、好ましくは少なくとも６、より好ましくは少なくとも８である。

ｍは、理論上最適な範囲について限定されるものでないが、一般的に、２〜１０，０００、好ましくは２０〜５，０００、より好ましくは２０〜３，０００の整数であることができる。

式（Ｉ）の共重合体は、限定されるものでないが、下式（Ｐ）

式中、
Ａ、Ｌ、Ｙ、ｍは上記の定義と同義であり、Ｘはハロゲン（クロロ、ブロモ、ヨード）であり、ｑは上記ｎ＋ｋの整数に相当する、
で表される前駆ブロック共重合体からＸ基をＸ₁およびＸ₂基に転化する方法によって製造できる。

式（Ｐ）で表されるブロック共重合体の一部は前記特許文献１に記載されているか、若しくは記載されている製造方法によって製造でき、または、後述する製造例に基づいて製造できる。Ｘ基からＸ₁及びＸ₂基への転化において、Ｘ₁及びＸ₂基の転化の順は問わないが、Ｘ₂基への転化を先行させるのが所望の割合のリン酸残基を含む共重合体を容易に提供できることから好ましい。これらの転化反応は、後述する製造例に記載の方法に準ずることが好ましいが、それ自体公知の条件下で行うことができる。

・金属材料について
金属材料は本発明の目的に沿う限り限定されるものでないが、好ましくは、医療用製品、その他の各種試験、研究に用いられる製品または部品用材料であることができる。たとえば、医療用製品とは、診断、検査、治療等の医療行為で用いる製品またはかような行為に使用することを前提とした試験もしくは研究で用いる製品またはそれらの部材もしくは部品を意味し、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｉｎ ｖｉｖｏのいずれで用いられるものであってもよい。特に、ヒトの体液、組織または器官と直接もしくは間接的に接触する製品を挙げることができる。このような製品としては、限定されるものでないが、ステント、人工補助心臓、人工関節、細胞培養装置、細胞分離装置、細胞解析装置等を挙げることができる。これらの製品および部品の中、前記接触する表面が金属、例えば、ステンレス、チタン、チタン合金、等であるものを主たる適用対象として意図している。

かような表面へ前記共重合体を担持または保持させる方法は、共重合体溶液を調製し、それ自体公知のコーティング方式により実施できる。本発明によれば、いずれかの方式でコートした塗装物または塗膜を溶媒除去、乾燥することにより、一定の剥離抵抗性をもって金属表面に固定し、担持または保持できる。
こうして、本発明に従う共重合体を担持または保持した金属材料表面は、前記共重合体に由来する塗膜が安定に前記表面に固定されており、当該塗膜は、金属表面を生物または生体適合性にする。

以下、本発明の具体例について説明するが、本発明をこれらの例に限定することを意図するものでない。

本発明に従う共重合体の好適な製造方法の概要を下記反応スキームに示し、さらに、該反応スキームに沿って各製造工程について具体的に説明する。

製造例１： ＰＥＧ−Ｃｌ（２）の合成
５００ｍｌナスフラスコにＰＥＧ−ＯＨ（１）（５０ｇ，分子量５０００，０．０１ｍｏｌ）を加え、１１０℃の減圧下で２４時間乾燥させた。６５℃まで冷却した後、窒素置換しながら蒸留テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶媒（２００ｍｌ）、ｎ−ブチルリチウム（１６ｍｍｏｌ，１０ｍｌ）、α，α−ジクロロ−ｐ−キシレン（ＤＣＰＸ）（２５ｇ，０．１４ｍｏｌ）を加え、６５℃で４８時間撹拌した。反応後、冷凍庫で冷やした２−プロパノール（ＩＰＡ）により再沈殿を行った。遠心分離により反応物を分離させ、上澄み液を除いた。反応物をメタノールに溶かし、再び再沈殿を行った。再沈殿は９回行った。９回目の遠心分離及び上澄み液の除去の後、反応物をデシケータ内で３６時間減圧乾燥を行った。減圧乾燥後、標題の化合物（２）を収率８０％で得た。
¹ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）
７．３５−７．３４ｐｐｍ（ｑ，４Ｈ），４．５８ｐｐｍ（ｓ，２Ｈ），４．５６ｐｐｍ（ｓ，２Ｈ），３．８３−３．４５ｐｐｍ（ｓ，４７４Ｈ），３．３８ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）

製造例２： ＰＥＧ−ＣＴＡ（３）の合成
５００ｍｌナスフラスコに前記化合物（２）（４０ｇ，０．０８ｍｏｌ）を加え、１１０℃の減圧下で一晩乾燥させた。また、もう一方で１００ｍｌナスフラスコに窒素置換しながら蒸留ＴＨＦ溶媒（５０ｍｌ）、二硫化炭素（４ｍｌ，０．０７ｍｏｌ）、フェニルマグネシウムブロミド（６．７ｍｌ，３Ｍ，０．０２ｍｏｌ）を氷浴下で加え、２０分間撹拌させた。そのまま室温で２時間反応させることでグリニャール試薬を調製した。化合物２を４０℃まで冷却した後、窒素置換しながら蒸留ＴＨＦ溶媒（２００ｍｌ）、グリニャール試薬を加え、４０℃で４８時間反応させた。反応後、冷凍庫で冷やした２−プロパノール（ＩＰＡ）により再沈殿を行った。遠心分離により反応物を分離させ、上澄み液を除いた。反応物をメタノールに溶かし、再び再沈殿を行った。再沈殿は５回行った。５回目の遠心分離及び上澄み液の除去の後、反応物をデシケータ内で３６時間減圧乾燥を行った。減圧乾燥後、標題の化合物（３）を収率９５％で得た。
¹ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）
８．００ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ），７．９８ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ），７．５４−７．５０ｐｐｍ（ｔ，１Ｈ），７．４０−７．３０ｐｐｍ（ｍ，６Ｈ），４．５８ｐｐｍ（ｓ，２Ｈ），４．５５ｐｐｍ（ｓ，２Ｈ），３．８３−３．４５ｐｐｍ（ｓ，５００Ｈ），３．３８ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）
ＧＰＣ Ｍｗ：５２１３ Ｍｗ／Ｍｎ＝１．２１

製造例３： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ（４）の合成（１３−１８）
１００ｍｌナスフラスコに製造例２で得られる化合物（３）（４ｇ，０．８ｍｍｏｌ）、アゾビスイソブチロニトリル（２４ｍｇ，０．１４ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓を取り付けた。窒素置換しながら蒸留トルエン（４０ｍｌ）、ｐ−クロロメチルスチレン（１６．４ｍｌ，０．１２ｍｏｌ）を加え、６０℃で２４時間重合反応させた。反応後、ジエチルエーテル６００ｍｌで再沈殿を行った。吸引濾過により生成物を分離させ、濾液を捨てた。生成物をアセトンに溶かし、再び再沈殿を行った。再沈殿は３回行った。３回目の濾過の後、ベンゼン１５ｍｌに反応物を溶解させ、凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（４）を収率７８％で得た。¹ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）
７．２４−６．１６ｐｐｍ（ｍ，１５２Ｈ），４．６７−４．２７ｐｐｍ（ｍ，７４Ｈ），３．８３−３．４５ｐｐｍ（ｓ，４７０Ｈ），３．３８ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ），２．４０−１．０６ｐｐｍ（ｍ，１２６Ｈ）
ＧＰＣ Ｍｗ＝１２４６５ Ｍｗ／Ｍｎ＝１．３５

製造例４： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ−ｒ−ＰＤＥＶＢＰ（５）の合成（１３−１８）
１００ｍｌナスフラスコに製造例３で得られる化合物（４）（１．１ｇ，０．１ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓を取り付け、蒸留ＴＨＦ溶媒をナスフラスコに１０ｍｌ加えた。もう一方の１００ｍｌナスフラスコに５５％水素化ナトリウム（１４４ｍｇ，３．３ｍｍｏｌ）、少量のヨウ化ナトリウムを加え、三方活栓を取り付けた。窒素置換しながら、蒸留ＴＨＦ溶媒を１６ｍｌ加え、続いて亜リン酸ジエチル（０．４３ｍｌ，３．３ｍｍｏｌ）を加えた。さらに、この溶液を化合物４に氷浴下で滴下し、室温で１５時間反応させた。反応後、エバポレーターにて溶媒を除去した。生成物をメタノールに溶解させ、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。透析後、エバポレーターにて溶媒を除去した。生成物をベンゼン５ｍｌに溶解させ凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（５）を収率９６％で得た。
¹ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）
７．２４−６．１６ｐｐｍ（ｍ，１３７Ｈ），４．６７−４．２４ｐｐｍ（ｍ，２６Ｈ）， ４．２１−３．７９ｐｐｍ（ｍ，８０Ｈ），３．７８−３．４５ｐｐｍ（ｓ，４２３Ｈ）， ３．３８ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ），３．２３−２．８６ｐｐｍ（ｓ，３６Ｈ），２．３７−０．９４ｐｐｍ（ｍ，２３２Ｈ）
³¹ＰＮＭＲ（ＭｅＯＤ，６００ＭＨｚ，ｓｔａｎｄａｒｄ：８５％ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ）２６．８４ｐｐｍ

製造例５： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ−ｒ−ＰＶＢＰ（６）の合成（１３−１８）
１００ｍｌの２口ナスフラスコに製造例４で得られる化合物（５）（１ｇ，０．０８ｍｍｏｌ）加え、三方活栓と還流管を取り付けた。窒素置換しながらジクロロメタン（１２ｍｌ）、トリメチルシリルブロミド（１．０７ｍｌ，８．２ｍｍｏｌ）を加え、還流させながら４５℃で３時間反応させた。反応後、エバポレーターで溶媒を除去した。過剰のメタノールに反応物を溶解させ、室温で２４時間反応させた。反応後、エバポレーターで溶媒を除去した。反応物をメタノールに溶解させ、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。透析後、エバポレーターにて溶媒を除去した。反応物をベンゼン５ｍｌに溶解させ凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（６）を収率９３％で得た。
¹ＨＮＭＲ（Ｄ₂Ｏ，４００ＭＨｚ）
７．５２−５．６３ｐｐｍ（ｂｒ，１６０Ｈ），４．５２ｐ−４．０１ｐｐｍ（ｂｒ， ２２Ｈ），３．７３−３．２７ｐｐｍ（ｍ，５９４Ｈ），３．８３−３．２０ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ），２．９０−２．３４ｐｐｍ（ｂｒ，３６Ｈ），２．２６−０．５４ｐｐｍ（ｂｒ，１０４Ｈ）
³¹ＰＮＭＲ（ＭｅＯＤ，６００ＭＨｚ，ｓｔａｎｄａｒｄ：８５％ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ）２３．９９ｐｐｍ

製造例６： ＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰ（７）の合成（１３−１８）
５０ｍｌナスフラスコに製造例５で得られる化合物（６）（４９０ｍｇ，０．０４ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓を取り付け、ジメチルスルホキシドを５ｍｌ加えた。また、もう一方の５０ｍｌナスフラスコに４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル フリーラジカル（４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ）（４４５ｍｇ，２．６ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓を取り付け、窒素置換しながら、ジメチルスルホキシドを５ｍｌ加えた。４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ溶液を化合物６に滴下し、室温で２４時間反応させた。反応後、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。精製後、エバポレーターで溶媒を除去した。生成物をベンゼンに溶解させ、凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（７）を収率９８％で得た。
¹ＨＮＭＲ及び電子スピン共鳴（ＥＳＲ）測定結果より化合物７における、４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ化単位とリン酸化単位の数（上式中のｎ及びｋに該当する）はそれぞれ１３及び１８であった。
¹ＨＮＭＲ（Ｄ₂Ｏ，ｐｈｅｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｎｅ，４００ＭＨｚ）
３．６９−３．２３ｐｐｍ（ｍ，５３０Ｈ），３．１８ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ），２．９９−２．４０ｐｐｍ（ｂｒ，３４Ｈ），１．７８−１．５９ｐｐｍ（ｓ，３７Ｈ），１．０９−０．８６ｐｐｍ（ｓ，１１４Ｈ）

製造例７： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ（４）の合成（１２−６）
１００ｍｌナスフラスコに製造例２で得られる化合物（３）（４.５ｇ）、アゾビスイソブチロニトリル（４０ｍｇ）を加え、三方活栓を取り付けた。窒素置換しながら蒸留トルエン（１００ｍｌ）、ｐ−クロロメチルスチレン（１０ｍｌ）を加え、６０℃で２４時間重合反応させた。反応後、ジエチルエーテル６００ｍｌで再沈殿を行った。吸引濾過により生成物を分離させ、濾液を捨てた。生成物をアセトンに溶かし、再びイソプロパノール及び次エチルエーテルで再沈殿を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（４）（６．２５ｇ）を得た。

製造例８： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ−ｒ−ＰＤＥＶＢＰ（５）（１２−６）の合成
１００ｍｌナスフラスコに製造例７で得られる化合物（４）（８３０mｇ）を加え、三方活栓を取り付け、蒸留ＴＨＦ溶媒をナスフラスコに８ｍｌ加えた。もう一方の１００ｍｌナスフラスコに５５％水素化ナトリウム（４３ｍｇ）、少量のヨウ化ナトリウムを加え、三方活栓を取り付けた。窒素置換しながら、蒸留ＴＨＦ溶媒を３ｍｌ加え、続いて亜リン酸ジエチル（０．１３ｍｌ）を加えた。さらに、この溶液を化合物４に氷浴下で滴下し、室温で１５時間反応させた。反応後、エバポレーターにて溶媒を除去した。生成物をメタノールに溶解させ、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。透析後、エバポレーターにて溶媒を除去した。生成物をベンゼン５ｍｌに溶解させ凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（５）を収率８６％で得た。

製造例９： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ−ｒ−ＰＶＢＰ（６）の合成（１２−６）
１００ｍｌの２口ナスフラスコに製造例８で得られる化合物（５）（０．０８６ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓と還流管を取り付けた。窒素置換しながらジクロロメタン（１０ｍｌ）、トリメチルシリルブロミド（３００μｌ，２．３ｍｍｏｌ）を加え、還流させながら４５℃で３時間反応させた。反応後、エバポレーターで溶媒を除去した。過剰のメタノールに反応物を溶解させ、室温で２４時間反応させた。反応後、エバポレーターで溶媒を除去した。反応物をメタノールに溶解させ、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。透析後、エバポレーターにて溶媒を除去した。反応物をベンゼン５ｍｌに溶解させ凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（６）を収率６５％で得た。

製造例１０: ＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰ（７）の合成（１２−６）
５０ｍｌナスフラスコに製造例９で得られる化合物（６）（５００ｍｇ）を加え、三方活栓を取り付け、ジメチルスルホキシドを５ｍｌ加えた。また、もう一方の５０ｍｌナスフラスコに４−アミノ−２,２,６,６−テトラメチルピペリジン１−オキシル フリーラジカル（４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ）（６１６ｍｇ）を加え、三方活栓を取り付け、窒素置換しながら、ジメチルスルホキシドを５ｍｌ加えた。４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ溶液を化合物６に滴下し、室温で２４時間反応させた。反応後、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。精製後、エバポレーターで溶媒を除去した。生成物をベンゼンに溶解させ、凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（７）を収率９１％で得た。^１ＨＮＭＲ及び電子スピン共鳴（ＥＳＲ）測定結果より化合物（７）における、４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ化単位とリン酸化単位の数（上式中のｎ及びｋに該当する）は１２及び６であった。

製造例１１： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ（４）の合成（４１−２３）
１００ｍｌナスフラスコに製造例２で得られる化合物（３）（４.５ｇ）、アゾビスイソブチロニトリル（４０ｍｇ）を加え、三方活栓を取り付けた。窒素置換しながら蒸留トルエン（１００ｍｌ）、ｐ−クロロメチルスチレン（２５ｍｌ）を加え、６０℃で２４時間重合反応させた。反応後、ジエチルエーテル６００ｍｌで再沈殿を行った。吸引濾過により生成物を分離させ、濾液を捨てた。生成物をアセトンに溶かし、再びイソプロパノール及び次エチルエーテルで再沈殿を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（４）を収率２０％で得た。

製造例１２： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ−ｒ−ＰＤＥＶＢＰ（５）（４１−２３）の合成
１００ｍｌナスフラスコに製造例１１で得られる化合物（４）（７１０ｍｇ）を加え、三方活栓を取り付け、蒸留ＴＨＦ溶媒をナスフラスコに１０ｍｌ加えた。もう一方の１００ｍｌナスフラスコに５５％水素化ナトリウム（１４４ｍｇ）、少量のヨウ化ナトリウムを加え、三方活栓を取り付けた。窒素置換しながら、蒸留ＴＨＦ溶媒を１６ｍｌ加え、続いて亜リン酸ジエチル（０．４３ｍｌ）を加えた。さらに、この溶液を化合物（４）に氷浴下で滴下し、室温で１５時間反応させた。反応後、エバポレーターにて溶媒を除去した。生成物をメタノールに溶解させ、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。透析後、エバポレーターにて溶媒を除去した。生成物をベンゼン５ｍｌに溶解させ凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（５）を収率９８％で得た。

製造例１３： ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ−ｒ−ＰＶＢＰ（６）の合成（４１−２３）
１００ｍｌの２口ナスフラスコに製造例１２で得られる化合物（５）（０．０４２ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓と還流管を取り付けた。窒素置換しながらジクロロメタン（５ｍｌ）、トリメチルシリルブロミド（６５０μｌ，５．１ｍｍｏｌ）を加え、還流させながら４５℃で３時間反応させた。反応後、エバポレーターで溶媒を除去した。過剰のメタノールに反応物を溶解させ、室温で２４時間反応させた。反応後、エバポレーターで溶媒を除去した。反応物をメタノールに溶解させ、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。透析後、エバポレーターにて溶媒を除去した。反応物をベンゼン５ｍｌに溶解させ凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（６）を収率９０％で得た。

製造例１４: ＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰ（７）の合成（４１−２３）
５０ｍｌナスフラスコに製造例１３で得られる化合物（６）（０．０２ｍｍｏｌ）を加え、三方活栓を取り付け、ジメチルスルホキシドを５ｍｌ加えた。また、もう一方の５０ｍｌナスフラスコに４−アミノ−２,２,６,６−テトラメチルピペリジン１−オキシル フリーラジカル（４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ）（１．４ｇ）を加え、三方活栓を取り付け、窒素置換しながら、ジメチルスルホキシドを５ｍｌ加えた。４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ溶液を化合物（６）に滴下し、室温で２４時間反応させた。反応後、ＭＷＣＯ３５００の透析膜を用いてメタノール透析を４８時間行うことで精製した。精製後、エバポレーターで溶媒を除去した。生成物をベンゼンに溶解させ、凍結乾燥を行った。凍結乾燥後、標題の化合物（７）を収率９８％で得た。^１ＨＮＭＲ及び電子スピン共鳴（ＥＳＲ）測定結果より化合物（７）における、４−ａｍｉｎｏＴＥＭＰＯ化単位とリン酸化単位の数（上式中のｎ及びｋに該当する）は４１及び２３であった。

実施例１：コーティング
（１）ステンレスに対するポリマーコーティング
厚さ１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０）を１ｃｍ角に切り出し、蒸留水、メタノール、アセトンで１５分間超音波洗浄を行った。洗浄後、ステンレス片をピラニア溶液（硫酸：過酸化水素＝３：１）に６０℃で１０分間浸すことで、表面の洗浄及びヒドロキシル化を行った。蒸留水で洗浄後、ステンレス片をすぐに化合物（７）（１３−１８）のメタノール溶液（１５ｍｇ／ｍｌ）に２４時間浸し、ポリマーのコーティングを行った。コーティング後、ステンレス片をメタノールで洗浄し、窒素フローで乾燥させ、ポリマーコートステンレスを得た。

（２）光電子分光分析（ＸＰＳ）によるコーティング表面の元素分析
この試験は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）（ＪＥＯＬ Ｌｔｄ． ＪＰＳ−９０１０ＴＲ）を用いて、上記の方法で得られたポリマーコートステンレス表面の元素分析を行ったものである。
ＸＰＳの測定では、アルミニウム（ＡｌＫα，ｈν＝１４６８．６ｅＶ）を線源として用い、Ｃ・Ｏ・Ｆｅ・Ｃｒ・Ｎ・Ｐ各元素についてスペクトルを得た。これらのスペックトルから、ポリマーコートステンレス表面の炭素原子の割合（Ｃ／Ｃｒ）がポリマーコート前と比較して上昇していることが分かった。また、ポリマー固有の元素であるリン元素に関しても同様であった。このことから、ステンレス表面にポリマーがコーティングされたことが分かった。ＸＰＳによる表面元素分析結果を、それぞれ図１および２に示す。図から、それぞれ、多量の炭素およびリンがポリマーコートした表面から検出されている。

（３）接触角測定による表面の濡れ性評価
この試験は、接触角計（協和界面科学ＣＡ−Ｘ）を用いて、上記の方法で得られたポリマーコートステンレス表面の濡れ性を評価したものである。接触角の測定では、液滴量２μｌの蒸留水を液滴化後、６０秒経過時点における接触角を測定して、水に対する静的接触角とした。測定の結果を図３に示す。図から、ピラニア洗浄したステンレスでは、表面がヒドロキシル化され親水性を得たことで、接触角の低下が見られた。一方、ポリマーコート後では接触角が大きく上昇していた。これはポリマーによって表面のヒドロキシル基が覆われコーティング前と比べて親水性が低下したためであると考えられる。このことからも、ステンレス表面にポリマーがコーティングされたことが示唆された。

（４）リン酸緩衝生理食塩水下におけるポリマー安定性評価
この試験は、上記の方法で得られたポリマーコートステンレスをリン酸緩衝生理食塩水に浸漬させることでポリマーの安定性を評価したものである。ポリマーコートステンレスをＰＢＳ（１５０ｍＭ，１５ｍｌ）中に３７℃で任意の時間浸漬させた。その後、ポリマーコートステンレスを回収し、蒸留水で洗浄、窒素フローにより乾燥させた後、ＸＰＳにより表面元素分析を行った。その結果、図４に示す。図からリン酸残基を有するポリマーＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰ（７）または化合物（７）（１３−１８）をコーティングしたステンレス表面（ＳＳ−ＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰ）は４週間ＰＢＳに浸漬した後でも炭素原子の割合（Ｃ／Ｃｒ）に変化は見られなかったことから安定にポリマーがコーティングされていることがわかる。一方で、リン酸残基を持たないＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ（化合物（７）のｋ＝０のポリマーに相当する）及びＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ（化合物（６）のｋ＝０のポリマーに相当する）は炭素原子の割合（Ｃ／Ｃｒ）が低いことからコーティングされていないことがわかる。このことから、ポリマーの有するリン酸基とステンレス表面が安定的に化学結合していることが分かる。なお、Ｐｉ−ＳＳは、ステンレス片表面をピラニア洗浄した表面についてのデータである。

（５）ポリマーコートステンレスの全血接触試験
この試験は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子 ＪＳＭ−５５１０ＳＥＭ）を用いて、上記の方法で得られたポリマーコートステンレスの全血接触後の表面を観察したものである。ポリマーコートステンレス片及びコントロールとしてピラニア洗浄したステンレス片を１．５ｍｌチューブへ入れ、予めヘパリンを血液に対し５Ｕ／ｍｌとなるよう加えた。Ｂａｌｂ／ｃマウスから全血をチューブに採取し、３７℃で３時間インキュベート後、ＰＢＳで３回洗浄した。その後、ステンレス表面を２％グルタルアルデヒドに一晩浸潤させることで固定化を行い、最後にエタノール（５０％，７０％，１００％）で脱水、窒素フローにより乾燥させることで、ＳＥＭサンプルの調製を行った。ＳＥＭの測定では、サンプルを予めスパッタ装置（日本電子 ＪＦＣ−１６００オートファインコーター）にて金をスパッタリングした。その結果、ポリマーコート前のステンレス表面では血塊や血液成分の付着が見られた。

ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰ（化合物７のｎ＝０に相当する）をコートしたステンレス表面（それぞれ、比較例）においても血塊や血液成分の付着が見られた。これらの結果はこれらのポリマーでは十分な血液活性化及びそれに伴う凝固反応を抑制することができないことを示している。これに対し、リン酸残基とニトロキシラジカルを共に有するＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰ（７）（１３−１８）をコーティングしたステンレス表面では血球成分の付着は見られなかった。このことから、ステンレスに血液適合性を付与するにはＰＥＧ−ｂ−ＰＭＮＴ−ｒ−ＰＶＢＰが適していることが分かった。上記ＳＥＭ測定の結果を表す写真を図５に示す。

実施例２及び３：コーティング
実施例１の（１）において、化合物（７）（１３−１８）の代わりに、製造例１０で得られる化合物（７）（１２−６）または製造例１４で得られる化合物（７）（４１−２３）を用いたこと以外そこに記載された条件でコーティング処理し、次いで同（２）に記載に従って、各コーティング表面のＸＰＳによる元素分析（Ｃ／Ｃｒ）を行った。その結果を図６に示す。
図から、幅広いリン酸化単位の数（ｋ）において、本発明に従う共重合体はステンレス表面に安定に担持または保持されることが確認できる。図中、黒塗りカラムは化合物（７）（１２−６）（ｎ＝１２，ｋ＝６に相当）のコーティング表面の、白塗りカラムは化合物（７）（４１−２３）（ｎ＝４１，ｋ＝２３に相当）のコーティング表面のデータに基づき、斜線カラムはポリマーコートなしのピラニア洗浄後のステンレス表面のデータに基づく。

Claims (8)

1. 下記式（Ｉ）で表される共重合体。
   

   

   上記式中、
   Ａは、水素原子、非置換または置換Ｃ₁−Ｃ₁₂アルキルを表し、置換されている場合の置換基は、ホルミル基、式Ｒ₁Ｒ₂ＣＨ−基を表し、ここで、Ｒ₁およびＲ₂は独立してＣ₁−Ｃ₄アルコキシまたはＲ₁とＲ₂は一緒になって−ＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｏ−もしくは−Ｏ（ＣＨ₂）₄Ｏ−を表し、
   Ｌは、結合であるか、あるいは式
   

   

   −（ＣＨ₂）_cＳ−、−ＣＯ（ＣＨ₂）_cＳ−、−（ＣＨ₂）_cＮＨ−、−（ＣＨ₂）_cＣＯ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−からなる群より選ばれる連結基を表し、
   Ｘ₁は−（ＣＨ₂）_a−ＮＨ−（ＣＨ₂）_a−または−（ＣＨ₂）_a−Ｏ−（ＣＨ₂）_a−を介して共有結合した式
   

   

   で表される基から選ばれ、
   Ｘ₂はＰＯ（−ＯＨ）₂を表し、
   ＹはＨ、ＳＨまたはＳ−Ｃ（＝Ｓ）−Ｐｈを表し、Ｐｈは１または２個のメチルまたはメトキシで置換されていてもよいフェニルを表し、
   ａは、各独立して０〜５の整数であり、
   ｂは２〜６の整数であり、
   ｃは１〜５の整数であり、
   ｍは２〜１０，０００の整数であり、
   ｎは１〜３６０の整数であり、
   ｋは１〜４８０の整数であり、
   但し、
   ｎ個のＸ ₁ の中の５０％まで、またはｋ個のＸ ₂ の中の５０％までが、それぞれ、Ｈ、ハロゲンまたはヒドロキシであることができ、かつ、
   ｎ個の該当する反復単位中の各単位とｋ個の該当する反復単位中の各単位は、それぞれランダムに存在する。
2. 請求項１に記載の共重合体であって、ｎおよびｋの定義において、ｎ＋ｋが１０〜６００の整数であり、ｎ／ｎ＋ｋが０．２〜０．８であり、ｋ／ｎ＋ｋが０．２〜０．８であり、ここで、ｎ及びｋ個の反復単位は、それぞれ１００％が前記Ｘ₁及びＸ₂について定義した基である、共重合体。
3. 請求項２に記載の共重合体であって、ｋが少なくとも３の整数であり、ｎが少なくとも３の整数である、共重合体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の共重合体であって、Ｌがパラキシリレンまたはメタキシリレンである共重合体。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の共重合体を担持する金属材料表面。
6. 金属材料がステンレス、チタンまたはチタン合金である、請求項５に記載の金属材料表面。
7. 請求項５または６に記載の金属材料表面であって、ステント、人工補助心臓、人工関節、細胞培養装置、細胞解析装置および細胞分離装置またはそれらの部品の表面から選ばれる、金属材料表面。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の共重合体に由来する塗膜を表面に保持する装置であって、前記表面がステント、人工補助心臓、人工関節、細胞培養装置、細胞解析装置および細胞分離装置またはそれらの部品の金属材料表面から選ばれる表面から選ばれる、装置。

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