JP6958061B2 - 高分子材料の表面改質方法 - Google Patents
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Description
本発明は、高分子材料の表面改質方法に関する。
血球計数測定機器をはじめとした医療用臨床機器分野、および各種医療用機器分野では、血液フィルタ、チューブなど血液と接触する部材が数多く使用されている。このような高分子材料からなる部材では、血液に含まれる各血球成分の吸着により、流路の閉塞が問題となることがあった。この問題に対して、親水性・疎水性を有するミクロドメイン構造を有する表面が血球成分の吸着抑制に対して有効であることが知られていた。
しかしながら、このような表面構造を、製品表面に安定的に形成することは容易ではなかった。また、ヘパリンなどのコーティングも一般的に行われるが、動物由来であることから安全性の観点から代替することが望まれている（例えば、特許文献１）。さらに、２-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンポリマーなどの生体適合性ポリマーを製品表面にコーティングする方法も提案されている。
ところが、上記のような生体適合性ポリマーを得るためには、重合、低分子量成分・重合開始剤などの精製などの複雑な工程を経る必要がある。しかしながら、このような工程は、一般に高価となるため、適用できる製品が極めて限定されるという課題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、低コストで、且つ簡易なプロセスで高分子材料の表面を改質することができる、高分子材料の表面改質方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意検討を行った結果、以下の発明に至った。
項１．生体適合性を有する機能性モノマーが溶解され、且つ重合開始剤を含んでいない溶液を、無酸素条件下で光重合し、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを生成する第１工程と、
前記溶液に、表面改質の対象となる高分子材料を浸漬させ、前記機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、前記高分子材料の表面に吸着させる第２工程と、
を備え、
前記機能性モノマーは、以下の一般式（１）に示す化合物を含む、高分子材料の表面改質方法。
［一般式（１）中、Ｒ1は水素またはメチル基を示し、Ｒ2は炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ｒ3は炭素数１〜４のアルキル基を示す。］
項１．生体適合性を有する機能性モノマーが溶解され、且つ重合開始剤を含んでいない溶液を、無酸素条件下で光重合し、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを生成する第１工程と、
前記溶液に、表面改質の対象となる高分子材料を浸漬させ、前記機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、前記高分子材料の表面に吸着させる第２工程と、
を備え、
前記機能性モノマーは、以下の一般式（１）に示す化合物を含む、高分子材料の表面改質方法。
項２．生体適合性を有する機能性モノマーが溶解され、且つ重合開始剤を含んでいない溶液に、高分子材料を浸漬させる第１工程と、
前記溶液において、無酸素条件下で、光重合により、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを生成するとともに、当該機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、前記高分子材料の表面に吸着させる第２工程と、
を備え、
前記機能性モノマーは、以下の一般式（１）に示す化合物を含む、高分子材料の表面改質方法。
［一般式（１）中、Ｒ1は水素またはメチル基を示し、Ｒ2は炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ｒ3は炭素数１〜４のアルキル基を示す。］
前記溶液において、無酸素条件下で、光重合により、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを生成するとともに、当該機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、前記高分子材料の表面に吸着させる第２工程と、
を備え、
前記機能性モノマーは、以下の一般式（１）に示す化合物を含む、高分子材料の表面改質方法。
項３．前記溶液に、３００〜４００ｎｍの波長のＵＶ光を照射することで前記光重合を行う、項１または２に記載の高分子材料の表面改質方法。
項４．前記ＵＶ光の照射時間が、３０〜６００秒である、項３に記載の高分子材料の表面改質方法。
項５．前記高分子材料を前記溶液に、３０〜６００秒間浸漬する、項１から４のいずれかに記載の高分子材料の表面改質方法。
項６．前記機能性モノマーが、アルコキシアルキル（メタ）アクリレートである、項１から５のいずれかに記載の高分子材料の表面改質方法。
本発明によれば、低コストで、且つ簡易なプロセスで高分子材料の表面を改質することができる。
以下、本発明に係る高分子材料の表面改質方法の一実施形態について説明する。本実施形態に係る表面改質方法では、高分子材料の表面に、生体適合性を有する機能性ポリマーをコーティングし、表面改質を行うためのものである。より詳細には、血液フィルター、チューブなど、血液と接触する高分子材料に対し、血液に含まれる各血球成分が吸着するのを防止するために表面改質が行われる。具体的には、以下の工程により、コーティングが行われる。
（１）生体適合性を有する機能性モノマーが溶解され、且つ重合開始剤を含んでいない溶液を、無酸素条件下で光重合し、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを生成する（第１工程）。
（２）第１工程で生成した溶液に、表面改質の対象となる高分子材料を浸漬させ、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、高分子材料の表面に吸着させる（第２工程）。
以下、これらの工程について詳細に説明する。
（２）第１工程で生成した溶液に、表面改質の対象となる高分子材料を浸漬させ、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、高分子材料の表面に吸着させる（第２工程）。
以下、これらの工程について詳細に説明する。
＜１．第１工程＞
＜１−１．表面改質を行う高分子材料＞
本実施形態で表面改質を行う高分子材料は、特に制限はないが、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、加硫ゴム、熱硬化性樹脂などから適宜選択することができる。具体的な用途としては、例えば、上述したように、血球計数測定機などの医療機器に用いられる血液フィルタ、チューブなどに対して、表面改質を行うことができる。
＜１−１．表面改質を行う高分子材料＞
本実施形態で表面改質を行う高分子材料は、特に制限はないが、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、加硫ゴム、熱硬化性樹脂などから適宜選択することができる。具体的な用途としては、例えば、上述したように、血球計数測定機などの医療機器に用いられる血液フィルタ、チューブなどに対して、表面改質を行うことができる。
＜１−２．機能性モノマー＞
第１工程で用いられる機能性モノマーは、これらが重合して得られる機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーが、血小板などの血球成分に対して吸着を抑制するものであれば特に限定されるものではないが、以下の一般式（１）で示される化合物が含まれるモノマーを用いることができる。
第１工程で用いられる機能性モノマーは、これらが重合して得られる機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーが、血小板などの血球成分に対して吸着を抑制するものであれば特に限定されるものではないが、以下の一般式（１）で示される化合物が含まれるモノマーを用いることができる。
一般式（１）中、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、好ましくは水素原子である。
一般式（１）中、Ｒ2は、炭素数１〜４の環状、直鎖または分岐鎖のアルキレン基であり、炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖のアルキレン基であることが好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、シクロプロピレン基、テトラメチレン基、シクロブチレン基などが挙げられる。これらのうち、抗血栓性の向上効果を考慮すると、炭素数１〜３の直鎖または分岐鎖のアルキレン基であることが好ましく、メチレン基またはエチレン基であることが特に好ましい。
一般式（１）中、Ｒ3は、炭素数１〜４の環状、直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖のアルキル基であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙げられる。これらのうち、抗血栓性の向上効果を考慮すると、炭素数１〜３の直鎖または分岐鎖のアルキル基であることが好ましく、メチル基またはエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。また、Ｒ3を、シクロプロピル基とすることもできる。
上記一般式（１）で示されるモノマーとしては、例えば、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、アクリル酸２−メトキシエチル等を用いることもできる。なお、「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」および／または「メタアクリレート」を意味する。
＜１−３．溶媒＞
上記機能性モノマーが溶解される溶媒は、機能性モノマーを溶解できる限りは特には限定されないが、例えば、表面改質を行う高分子の耐溶剤性も考慮して、アルコール、アルコール／水混合溶媒、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドなどを用いることができる。また、この溶媒に対する上記機能性モノマーの溶解濃度は、例えば、５〜３０Ｖｏｌ％とすることができる。なお、上記機能性モノマーを溶解した溶液中には、重合開始剤は含まれない。したがって、高分子材料にも、重合開始剤は含まれない。
上記機能性モノマーが溶解される溶媒は、機能性モノマーを溶解できる限りは特には限定されないが、例えば、表面改質を行う高分子の耐溶剤性も考慮して、アルコール、アルコール／水混合溶媒、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドなどを用いることができる。また、この溶媒に対する上記機能性モノマーの溶解濃度は、例えば、５〜３０Ｖｏｌ％とすることができる。なお、上記機能性モノマーを溶解した溶液中には、重合開始剤は含まれない。したがって、高分子材料にも、重合開始剤は含まれない。
＜１−４．光重合＞
本実施形態において、上記溶液に照射する光は、紫外線、電子線などを用いることができるが、紫外線であるＵＶ光を用いることが好ましい。ＵＶ光の波長は、例えば、３００〜４００ｎｍとすることができる。これは、波長が３００ｎｍ未満であると、モノマー分子を切断する可能性がある一方、４００ｎｍより長い波長であると、モノマーの重合が進行しない可能性があることによる。ＵＶ光の照射光量は、重合時間・反応の均一性などを考慮して、適宜設定すればよく、特には限定されない。例えば、ＵＶ光の照射時間は、３０〜６００秒であることが好ましく６０〜３００秒であることがさらに好ましい。ＵＶ光の光源については、特に制限はないが、高圧水銀ランプ、メタルはライドランプ、ＬＥＤランプなどを使用することができる。
本実施形態において、上記溶液に照射する光は、紫外線、電子線などを用いることができるが、紫外線であるＵＶ光を用いることが好ましい。ＵＶ光の波長は、例えば、３００〜４００ｎｍとすることができる。これは、波長が３００ｎｍ未満であると、モノマー分子を切断する可能性がある一方、４００ｎｍより長い波長であると、モノマーの重合が進行しない可能性があることによる。ＵＶ光の照射光量は、重合時間・反応の均一性などを考慮して、適宜設定すればよく、特には限定されない。例えば、ＵＶ光の照射時間は、３０〜６００秒であることが好ましく６０〜３００秒であることがさらに好ましい。ＵＶ光の光源については、特に制限はないが、高圧水銀ランプ、メタルはライドランプ、ＬＥＤランプなどを使用することができる。
また、重合反応中においては、重合反応を促進するため、反応系内の酸素が除去されていることが望ましい。すなわち、無酸素条件下で光重合することが望ましい。そのためには、例えば、反応系内に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入して、酸素などの活性ガスを反応系外に排出するなどの方法を取ることができる。但し、その他の方法で溶液を無酸素条件下にすることもできる。
上記のように溶液にＵＶ光などを照射すると、溶解した機能性モノマーが光重合し、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーが生成される。
＜２．第２工程＞
第２工程では、第１工程で生成した溶液に、上記高分子材料を浸漬させる。これにより、高分子材料の表面に、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーがコーティングされる。高分子材料を浸漬させる時間は、特には限定されないが、例えば、３０〜６００秒であることが好ましく、６０〜３００秒であることがさらに好ましい。
第２工程では、第１工程で生成した溶液に、上記高分子材料を浸漬させる。これにより、高分子材料の表面に、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーがコーティングされる。高分子材料を浸漬させる時間は、特には限定されないが、例えば、３０〜６００秒であることが好ましく、６０〜３００秒であることがさらに好ましい。
なお、第１工程と第２工程とを同時に行うこともできる。すなわち、機能性モノマーが溶解した溶液に、高分子材料を浸漬させた上で、無酸素条件下で、ＵＶ光などの光を照射してもよい。これにより、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーが光重合されるとともに、高分子材料の表面にこれらがコーティングされる。
＜３．特徴＞
上記表面改質方法によれば、次の効果を得ることができる。すなわち、従来は、生体適合性ポリマーを得るために長時間を要していたが、本実施形態によれば、そのような生成のプロセスが不要であり、単に、溶液に高分子材料を浸漬させるだけで、短時間で表面改質を行うことができる。また、高分子材料が複雑な形状をしていても、溶液が接触すればよいため、例えば、ＵＶ光が透過しない管路の壁面に対しても表面改質を行うことができる。
上記表面改質方法によれば、次の効果を得ることができる。すなわち、従来は、生体適合性ポリマーを得るために長時間を要していたが、本実施形態によれば、そのような生成のプロセスが不要であり、単に、溶液に高分子材料を浸漬させるだけで、短時間で表面改質を行うことができる。また、高分子材料が複雑な形状をしていても、溶液が接触すればよいため、例えば、ＵＶ光が透過しない管路の壁面に対しても表面改質を行うことができる。
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されない。
以下では、基板に対し、実施例１〜１６に係る表面改質方法と、比較例１〜１２に係る表面改質方法を行った。そして、これらの方法で得られた基材に対し、以下の２つの評価試験を行った。
＜評価試験１：基材の水中接触角の測定＞
各実施例・比較例で得られた基材を純水に１時間浸漬し、その後、水中接触角を測定した。接触角は、Ｋｒｕｓｓ社製、ＤＳＡ２５を用いて測定した。
各実施例・比較例で得られた基材を純水に１時間浸漬し、その後、水中接触角を測定した。接触角は、Ｋｒｕｓｓ社製、ＤＳＡ２５を用いて測定した。
＜評価試験２：血小板の吸着の観察＞
各実施例・比較例で得られた基材に吸着した血小板の数を計測した。まず、血液を遠心分離し、その上澄みをサンプリングすることで血小板溶液を得た。遠心分離は、久保田商事株式会社製 テーブルトップ遠心機 Ｍｏｄｅｌ ４０００を用いて、１６００ｇ、１０ｍｉｎの条件で行った。そして、得られた血小板溶液１００μＬを基材上に滴下し、３７℃でオーブンに１時間配置した。次に、この基材をリン酸緩衝生理食塩水で洗浄した後、１％グルタルアルデヒド水溶液に浸漬し、基材表面に吸着した血小板を固定した。その後、基材表面を加速電圧１５ｋＶ、１０００倍でＳＥＭ観察を行い、観察視野中の吸着血小板の数をカウントした。そして、観察視野中の血小板吸着数が５個以下であれば、抗血栓性良好、血小板吸着数が６個以上であれば、抗血栓性不良と判定した。
各実施例・比較例で得られた基材に吸着した血小板の数を計測した。まず、血液を遠心分離し、その上澄みをサンプリングすることで血小板溶液を得た。遠心分離は、久保田商事株式会社製 テーブルトップ遠心機 Ｍｏｄｅｌ ４０００を用いて、１６００ｇ、１０ｍｉｎの条件で行った。そして、得られた血小板溶液１００μＬを基材上に滴下し、３７℃でオーブンに１時間配置した。次に、この基材をリン酸緩衝生理食塩水で洗浄した後、１％グルタルアルデヒド水溶液に浸漬し、基材表面に吸着した血小板を固定した。その後、基材表面を加速電圧１５ｋＶ、１０００倍でＳＥＭ観察を行い、観察視野中の吸着血小板の数をカウントした。そして、観察視野中の血小板吸着数が５個以下であれば、抗血栓性良好、血小板吸着数が６個以上であれば、抗血栓性不良と判定した。
以下、実施例１〜１６、及び比較例１〜１２に係る表面改質方法、及び評価試験の結果を示す。
＜実施例１＞
機能性モノマーとして、東京化成工業株式会社製の２−Ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＥＡ）を溶媒である５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に溶解させて、１０ｖｏｌ％になるように調製した。この溶液をガラス容器に入れ、ゴム栓で蓋をした状態でアルゴンガスを導入して、１２０分間バブリングを行った。こうして、容器内部の酸素を追い出した。その後、ＬＥＤにより、３６５ｎｍの波長のＵＶ光をガラス容器の溶液に６０秒照射を行った。その後、ガラス容器のゴム栓を開け、容器内に空気が導入された状態でポリカーボネート（ＰＣ）の基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を溶液に６０秒浸漬した。その後、基板を取り出し、５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に浸漬し、１０分間超音波洗浄機にかけた。その作業を３回繰り返した後、基材を取り出し、３０℃にて真空乾燥を行った。
機能性モノマーとして、東京化成工業株式会社製の２−Ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＥＡ）を溶媒である５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に溶解させて、１０ｖｏｌ％になるように調製した。この溶液をガラス容器に入れ、ゴム栓で蓋をした状態でアルゴンガスを導入して、１２０分間バブリングを行った。こうして、容器内部の酸素を追い出した。その後、ＬＥＤにより、３６５ｎｍの波長のＵＶ光をガラス容器の溶液に６０秒照射を行った。その後、ガラス容器のゴム栓を開け、容器内に空気が導入された状態でポリカーボネート（ＰＣ）の基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を溶液に６０秒浸漬した。その後、基板を取り出し、５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に浸漬し、１０分間超音波洗浄機にかけた。その作業を３回繰り返した後、基材を取り出し、３０℃にて真空乾燥を行った。
得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４５．５°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
＜実施例２＞
実施例１において、基材の溶液への浸漬時間を３０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４８．２°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
実施例１において、基材の溶液への浸漬時間を３０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４８．２°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
＜実施例３＞
実施例１において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、４個であった。
実施例１において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、４個であった。
＜実施例４＞
実施例１において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４３．７°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１個であった。
実施例１において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４３．７°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１個であった。
＜実施例５＞
実施例１において、基板の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４４．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
実施例１において、基板の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４４．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
＜実施例６＞
実施例１において、基板の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４４．２°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
実施例１において、基板の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４４．２°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
＜実施例７＞
機能性モノマーとして、東京化成工業株式会社製の２−Ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＥＡ）を溶媒である５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に溶解させて、１０ｖｏｌ％になるように調製した。この溶液とポリカーボネート基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ）をガラス容器に入れ、ゴム栓で蓋をした状態でアルゴンガスを導入して、１２０分間バブリングを行い、容器内部の酸素を追い出した。その後、３６５ｎｍの波長のＵＶ光をガラス容器の溶液中にある基材に６０秒照射を行った。続いて、ガラス容器のゴム栓を開け、基板を取り出した後、５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に浸漬し、１０分間超音波洗浄機にかけた。その作業を３回繰り返したのち、基材を取り出し、３０℃にて真空乾燥を行った。すなわち、実施例７では、上述した第１工程と第２工程とを同時に行った。
機能性モノマーとして、東京化成工業株式会社製の２−Ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＥＡ）を溶媒である５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に溶解させて、１０ｖｏｌ％になるように調製した。この溶液とポリカーボネート基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ）をガラス容器に入れ、ゴム栓で蓋をした状態でアルゴンガスを導入して、１２０分間バブリングを行い、容器内部の酸素を追い出した。その後、３６５ｎｍの波長のＵＶ光をガラス容器の溶液中にある基材に６０秒照射を行った。続いて、ガラス容器のゴム栓を開け、基板を取り出した後、５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に浸漬し、１０分間超音波洗浄機にかけた。その作業を３回繰り返したのち、基材を取り出し、３０℃にて真空乾燥を行った。すなわち、実施例７では、上述した第１工程と第２工程とを同時に行った。
得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４９．４°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
＜実施例８＞
実施例７において、ＵＶ照射時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４５．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
実施例７において、ＵＶ照射時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４５．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
＜実施例９＞
実施例１において、使用する基板をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４３．１°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、４個であった。
実施例１において、使用する基板をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４３．１°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、４個であった。
＜実施例１０＞
実施例７において、ＵＶ光の照射時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
実施例７において、ＵＶ光の照射時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
＜実施例１１＞
実施例７において、基板の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。
得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．８°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
実施例７において、基板の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。
得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．８°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３個であった。
＜実施例１２＞
実施例７において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４１．５°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
実施例７において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４１．５°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
＜実施例１３＞
実施例１において、使用する基板をＥＰＤＭゴムとした他は、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．２°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１個であった。
実施例１において、使用する基板をＥＰＤＭゴムとした他は、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．２°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１個であった。
＜実施例１４＞
実施例１３において、ＵＶ光の照射時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．９°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
実施例１３において、ＵＶ光の照射時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．９°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
＜実施例１５＞
実施例１３において、基板の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４３．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
実施例１３において、基板の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４３．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２個であった。
＜実施例１６＞
実施例１３において、基板の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１個であった。
実施例１３において、基板の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は４２．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１個であった。
＜比較例１＞
ポリカーボネート（ＰＣ）基材（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を特に溶液への浸漬などをせずに、上記評価試験１，２を行った。その結果、評価試験１では、水中接触角が８２．２°であった。また、評価試験２では、基材に吸着している血小板数は２８個であった。
ポリカーボネート（ＰＣ）基材（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を特に溶液への浸漬などをせずに、上記評価試験１，２を行った。その結果、評価試験１では、水中接触角が８２．２°であった。また、評価試験２では、基材に吸着している血小板数は２８個であった。
＜比較例２＞
比較例１において、基材をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）基材としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６５．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１９個であった。
比較例１において、基材をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）基材としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６５．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１９個であった。
＜比較例３＞
比較例１において、基材をＥＰＤＭ加硫ゴムとした他は、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６７．１°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２６個であった。
比較例１において、基材をＥＰＤＭ加硫ゴムとした他は、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６７．１°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２６個であった。
＜比較例４＞
実施例１において、ＵＶ光の照射時間を０秒としたほかは、同じである。すなわち、ＵＶ光を照射しなかった。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接角は８１．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３０個であった。
実施例１において、ＵＶ光の照射時間を０秒としたほかは、同じである。すなわち、ＵＶ光を照射しなかった。得られた基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接角は８１．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３０個であった。
＜比較例５＞
比較例４において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は８０．７°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２４個であった。
比較例４において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は８０．７°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２４個であった。
＜比較例６＞
比較例４において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は８１．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３５個であった。
比較例４において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は８１．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、３５個であった。
＜比較例７＞
比較例４において、基材をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６６．１°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２２個であった。
比較例４において、基材をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６６．１°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２２個であった。
＜比較例８＞
比較例７において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６５．８°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２６個であった。
比較例７において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６５．８°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２６個であった。
＜比較例９＞
比較例７において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６５．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１８個であった。
比較例７において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６５．３°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、１８個であった。
＜比較例１０＞
比較例４において、基材をＥＰＭＤゴムとしたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６６．８°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２４個であった。
比較例４において、基材をＥＰＭＤゴムとしたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６６．８°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２４個であった。
＜比較例１１＞
比較例１０において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６７．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２９個であった。
比較例１０において、基材の溶液への浸漬時間を１８０秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６７．６°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２９個であった。
＜比較例１２＞
比較例１０において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６６．４°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２５個であった。
比較例１０において、基材の溶液への浸漬時間を６００秒としたほかは、同じである。この基材に対し、評価試験１を行ったところ、水中接触角は６６．４°であった。また、評価試験２を行ったところ、基材に吸着している血小板数は、２５個であった。
＜考察＞
上記各実施例で得られる基材では、比較例に比べ、水中接触角が大幅に小さいことが分かった。また、各実施例では、基材に吸着した血小板の数が、比較例に比べ格段に小さいため、生体適合性の機能性ポリマーが適切にコーティングされ、血小板の付着を防止できることが分かった。
上記各実施例で得られる基材では、比較例に比べ、水中接触角が大幅に小さいことが分かった。また、各実施例では、基材に吸着した血小板の数が、比較例に比べ格段に小さいため、生体適合性の機能性ポリマーが適切にコーティングされ、血小板の付着を防止できることが分かった。
また、実施例の結果を参酌すると、ＵＶ光の照射時間や、溶液への浸漬時間の長短にかかわらず、評価試験の結果はほぼ同じであった。したがって、本発明によれば、ＵＶ光の照射時間、あるいは溶液への浸漬時間に関わらず、機能性ポリマーが適切にコーティングされることが分かった。
Claims (5)
- 生体適合性を有する機能性モノマーが溶解され、且つ重合開始剤を含んでいない溶液において、無酸素条件下で、光重合により、機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを生成する第１工程と、
前記溶液に、表面改質の対象となる高分子材料を浸漬させ、前記機能性ポリマーまたは機能性オリゴマーを、前記高分子材料の表面に吸着させる第２工程と、
を備え、
前記機能性モノマーは、以下の一般式（１）に示す化合物を含む、高分子材料の表面改質方法。
- 前記溶液に、３００〜４００ｎｍの波長のＵＶ光を照射することで前記光重合を行う、請求項１に記載の高分子材料の表面改質方法。
- 前記ＵＶ光の照射時間が、３０〜６００秒である、請求項１または２に記載の高分子材料の表面改質方法。
- 前記高分子材料を前記溶液に、３０〜６００秒間浸漬する、請求項１から３のいずれかに記載の高分子材料の表面改質方法。
- 前記機能性モノマーが、アルコキシアルキル（メタ）アクリレートである、請求項１から４のいずれかに記載の高分子材料の表面改質方法。
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| JP2017142313A JP6958061B2 (ja) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 高分子材料の表面改質方法 |
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