JP7126882B2 - 生体適合膜の形成方法、および、生体適合膜の形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体適合膜の形成方法、および、生体適合膜の形成装置に関する。

生体適合性を有する膜である生体適合膜は、血液などの生体成分、および、生体組織に対して高い適合性を有する。生体適合膜は、医療用具の表面を覆う膜として用いられている。生体適合膜は、被膜と、被膜の表面における少なくとも一部を覆う親水性被膜とを備える。被膜は、蒸着重合によって形成されたポリイミド膜またはポリ尿素膜である。親水性被膜は、ポリエチレングリコール誘導体などの親水性ポリマーによって形成される。親水性ポリマーは、例えばエチレンオキサイドなどの親水性モノマーを蒸着重合させることによって形成される（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１－２３８９６３号公報

ところで、生体適合膜には、上述した生体成分および生体組織に対してより高い適合性を有することが求められている。
本発明は、生体適合膜における生体適合性を高めることを可能とした生体適合膜の形成方法、および、生体適合膜の形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための生体適合膜の形成方法は、イソシアナート基を含む第１原料と、アミノ基を含む第２原料とを成膜対象の表面に供給して、前記表面における前記第１原料と前記第２原料との重合により、第１末端にイソシアナート基を有し、かつ、第２末端にアミノ基を有する複数のポリ尿素分子を形成し、これによって、前記表面にポリ尿素膜を形成することと、前記ポリ尿素膜において、前記イソシアナート基と前記アミノ基とが反応基であり、複数の前記反応基における第１の複数の反応基と、第１ポリエチレングリコールとを反応させることと、複数の前記反応基における第２の複数の反応基と、前記第１ポリエチレングリコールよりも重合度が小さい第２ポリエチレングリコールとを反応させることと、を含む。

上記課題を解決するための生体適合膜の形成装置は、表面を含む成膜対象を収容する処理槽と、前記成膜対象にイソシアナート基を含む第１原料を供給する第１原料供給部と、前記成膜対象にアミノ基を含む第２原料を供給する第２原料供給部と、第１ポリエチレングリコールを前記成膜対象に供給する第１ポリエチレングリコール供給部と、前記第１ポリエチレングリコールよりも重合度が小さい第２ポリエチレングリコールを前記成膜対象に供給する第２ポリエチレングリコール供給部と、前記第１原料供給部、前記第２原料供給部、前記第１ポリエチレングリコール供給部、および、前記第２ポリエチレングリコール供給部の駆動を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第１原料供給部に前記第１原料を供給させ、かつ、前記第２原料供給部に前記第２原料を供給させて、前記表面における前記第１原料と前記第２原料との重合により、複数のポリ尿素分子を形成し、これによって、ポリ尿素膜を前記表面に形成した後に、前記第１ポリエチレングリコール供給部に前記第１ポリエチレングリコールを供給させ、かつ、前記第２ポリエチレングリコール供給部に前記第２ポリエチレングリコールを供給させて、前記ポリ尿素膜が有するイソシアナート基とアミノ基とによって構成される反応基のなかで、第１の複数の反応基と前記第１ポリエチレングリコールとを反応させ、かつ、第２の複数の反応基と前記第２ポリエチレングリコールとを反応させる。

上記各構成によれば、第１ポリエチレングリコールと第２ポリエチレングリコールとがポリ尿素膜に反応した生体適合膜を得ることができる。そのため、第１ポリエチレングリコールのみがポリ尿素膜に反応する場合と比べて、ポリ尿素膜に反応するポリエチレングリコールの密度を高めることができる。また、第２ポリエチレングリコールのみがポリ尿素膜に反応する場合と比べて、第１ポリエチレングリコールが反応する分だけ、生体適合膜が、形状における自由度の高められたポリエチレングリコールを含むことができる。これにより、生体適合膜における生体適合性を高めることができる。

上記生体適合膜の形成方法において、前記第１の複数の反応基と前記第１ポリエチレングリコールとを反応させることと、前記第２の複数の反応基と前記第２ポリエチレングリコールとを反応させることとを同時に行ってよい。

上記構成によれば、２種のポリエチレングリコールを同時に反応させることが可能である。そのため、第１ポリエチレングリコールと第２ポリエチレングリコールとを別々のタイミングで反応させる場合と比べて、生体適合膜の形成に必要な工程数を減らすことができる。

上記生体適合膜の形成方法において、前記第１ポリエチレングリコールおよび前記第２ポリエチレングリコールのうち、前記反応基と反応する官能基としてアミノ基を含むポリエチレングリコールが、アミノ基含有ポリエチレングリコールであり、前記第１ポリエチレングリコールおよび前記第２ポリエチレングリコールのうち、前記アミノ基含有ポリエチレングリコール以外のポリエチレングリコールが、前記反応基と反応する官能基としてアルデヒド基を含むアルデヒド基含有ポリエチレングリコールであってよい。

上記構成によれば、アミノ基含有ポリエチレングリコールをイソシアナート基と選択的に反応させ、かつ、アルデヒド基含有ポリエチレングリコールをアミノ基と選択的に反応させることができる。

上記生体適合膜の形成方法において、前記第１ポリエチレングリコールにおける重合度は、３以上４８以下であり、前記第２ポリエチレングリコールにおける重合度は、３以上４８以下であってよい。上記構成によれば、ポリ尿素膜に反応するポリエチレングリコールの密度を高めつつ、かつ、第１ポリエチレングリコールの形状における自由度を高めることができる。

上記生体適合膜の形成方法において、前記反応基と反応した前記第１ポリエチレングリコールのモル数と、前記反応基と反応した前記第２ポリエチレングリコールのモル数との総和に対して、前記反応基と反応した前記第１ポリエチレングリコールのモル数の百分率が、３０％以上７０％以下であってよい。

上記構成によれば、ポリ尿素膜に反応するポリエチレングリコールの密度を高める効果を得ることと、ポリエチレングリコールの総数のなかで、形状における自由度が高められたポリエチレングリコールの割合を高めることとを両立させることができる。

生体適合膜の形成装置を蒸着装置として具体化した一実施形態における蒸着装置の構成を模式的に示すブロック図。 一実施形態における生体適合膜の形成方法を説明するためのフローチャート。

図１および図２を参照して、生体適合膜の形成方法および生体適合膜の形成装置の一実施形態を説明する。以下では、生体適合膜の形成装置の構成、および、生体適合膜の形成方法を順に説明する。

［生体適合膜の形成装置］
図１を参照して、生体適合膜の形成装置を説明する。
生体適合膜の形成装置は、処理槽、第１原料供給部、第２原料供給部、第１ポリエチレングリコール供給部、第２ポリエチレングリコール供給部、および、制御部を備えている。処理槽は、表面を含む成膜対象を収容する。第１原料供給部は、成膜対象にイソシアナート基を含む第１原料を供給する。第２原料供給部は、成膜対象にアミノ基を含む第２原料を供給する。第１ポリエチレングリコール供給部は、第１ポリエチレングリコールを成膜対象に供給する。第２ポリエチレングリコール供給部は、第１ポリエチレングリコールよりも重合度が小さい第２ポリエチレングリコールを成膜対象に供給する。制御部は、第１原料供給部、第２原料供給部、第１ポリエチレングリコール供給部、および、第２ポリエチレングリコール供給部の駆動を制御する。

制御部は、第１原料供給部に第１原料を供給させ、かつ、第２原料供給部に第２原料を供給させて、表面における第１原料と第２原料との重合により、複数のポリ尿素分子を形成し、これによって、ポリ尿素膜を表面に形成する。その後に、制御部は、第１ポリエチレングリコール供給部に第１ポリエチレングリコールを供給させ、かつ、第２ポリエチレングリコール供給部に第２ポリエチレングリコールを供給させる。これによって、制御部は、ポリ尿素膜が有するイソシアナート基とアミノ基とによって構成される反応基のなかで、第１の複数の反応基と第１ポリエチレングリコールとを反応させ、かつ、第２の複数の反応基と第２ポリエチレングリコールとを反応させる。反応とは、付加または縮合のことである。以下、図１を参照して、生体適合膜の形成装置の一例を説明する。なお、以下では、生体適合膜の形成装置を蒸着装置として具体化した例を説明する。

図１が示すように、蒸着装置１０は、成膜対象Ｓを収容する処理槽１１を備えている。処理槽１１において、成膜対象Ｓの表面ＳＦに生体適合膜が形成される。処理槽１１内には、成膜対象Ｓを支持する支持部１２が位置している。支持部１２は、例えば、成膜対象Ｓを支持するステージである。支持部１２内には、温度調整部１３が位置している。温度調整部１３は、支持部１２を所定の温度に制御することによって、成膜対象Ｓを所定の温度に調整する。温度調整部１３は、例えば、成膜対象Ｓを１０℃以上５０℃以下の温度に調整する。

処理槽１１には、処理槽１１内を減圧する排気部１４が接続されている。排気部１４は、例えばポンプとバルブとを含んでいる。処理槽１１には、第１原料供給部１５、第２原料供給部１６、第１ポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと記載する）供給部１７、および、第２ＰＥＧ供給部１８が接続されている。第１原料供給部１５、第２原料供給部１６、第１ＰＥＧ供給部１７、および、第２ＰＥＧ供給部１８は、例えばマスフローコントローラーであり、各材料が保持されたタンクに接続されている。

第１原料供給部１５および第２原料供給部１６の各々は、成膜対象Ｓの表面ＳＦにポリ尿素膜を形成するための材料を処理槽１１内に供給する。第１原料供給部１５は第１原料を供給し、第２原料供給部１６は、第１原料とは異なる第２原料を供給する。第１原料は、イソシアナート基（‐Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を含む。第２原料は、アミノ基（‐ＮＨ_２）を含む。第１原料は、以下の式（１）によって示される。第２原料は、以下の式（２）によって示される。なお、式１におけるＲ^１、および、式２におけるＲ^２は、それぞれ脂肪族、脂環族、または、芳香族を含んだ化学構造からなる。
Ｏ＝Ｃ＝Ｎ‐Ｒ^１‐Ｎ＝Ｃ＝Ｏ … 式（１）
Ｈ_２Ｎ‐Ｒ^２‐ＮＨ_２ … 式（２）

式１が示すように、第１原料は、２つ以上のイソシアナート基を含む。式２が示すように、第２原料は、２つ以上のアミノ基を含む。第１原料は、ジイソシアナートであってよいし、トリイソシアナートでもよい。第２原料は、ジアミンであってよいし、トリアミンでもよい。

第１原料は、例えば、１，３‐ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、４，４’‐メチレンビス（フェニルイソシアン酸）、４，４’‐ジイソシアナト‐３，３’‐ジメチルビフェニル、４，４’‐メチレンビス（シクロヘキシルイソシアナート）、ヘキサメチレンジイソシアナート、１，５‐ジイソシアナトナフタレン、１，４‐フェニレンジイソシアナート、トリレン‐２，６‐ジイソシアナート、１，３‐ビス（イソシアナトメチル）ベンゼン、トリス（イソシアナートフェニル）メタン、および、１，４‐シクロヘキシレンジイソシアナートなどであってよい。

第２原料は、例えば、４，４’‐メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、１，３‐ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４‐ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４‐ブタンジオールビス（３‐アミノプロピル）エーテル、１，４‐ビス（４‐アミノフェノキシ）ベンゼン、アミノ‐ＰＥＧ_２‐アミン、アミノ‐ＰＥＧ_ｎ‐アミン、９，９‐ビス（４‐アミノフェニル）フルオレン、１，４‐シクロヘキサンジアミン、１，１０‐ジアミノデカン、１，１２‐ジアミノドデカン、１，７‐ジアミノヘプタン、２，７‐ジアミノフルオレン、１，５‐ジアミノナフタレン、ｍ‐キシリレンジアミン、４，４’‐ジアミノベンゾフェノン、ジエチレングリコールビス（３‐アミノプロピル）エーテル、４，４’‐ジアミノ‐２，２’‐ジメチルビベンジル、３，３’‐ジアミノジフェニルメタン、３，４’‐ジアミノジフェニルエーテル、２，６’‐ジアミノアントラキノン、２‐メチル‐１，５‐ジアミノペンタン、４，４’‐メチレンビス（２‐メチルシクロヘキシルアミン）、１，４‐フェニレンジアミン、４，４’‐ジアミノ‐３，３’‐ジメチルビフェニル、１，１４‐ジアミノ‐３，６，９，１２‐テトラオキサテトラデカン、ビス（４‐アミノシクロヘキシル）エーテル、１，３‐ビス（４‐ピペリジル）プロパン、トリス（２‐アミノエチル）アミン、および、トリス（４‐アミノフェニル）メタンなどであってよい。

第１原料供給部１５が成膜対象Ｓの表面ＳＦに第１原料を供給し、かつ、第２原料供給部１６が成膜対象Ｓの表面ＳＦに第２原料を供給する。第１原料と第２原料には、成膜対象Ｓの表面ＳＦにおいてエネルギーが付与される。これにより、第１原料と第２原料とが重合する。結果として、以下の式（３）で示されるポリ尿素分子が形成される。

成膜対象Ｓの表面ＳＦには、複数のポリ尿素分子が形成される。これによって、成膜対象Ｓの表面ＳＦには、複数のポリ尿素分子から構成されるポリ尿素膜が形成される。各ポリ尿素分子は、２つの末端として第１末端と第２末端とを有する。各ポリ尿素分子は、第１末端にイソシアナート基を有し、第２末端にアミノ基を有する。そのため、ポリ尿素膜は、複数のイソシアナート基と、複数のアミノ基とを有する。ポリ尿素膜において、イソシアナート基の数と、アミノ基の数とが等しい。各イソシアナート基および各アミノ基は、反応基である。

第１ＰＥＧ供給部１７は、第１ＰＥＧを処理槽１１内の成膜対象Ｓに供給する。第２ＰＥＧ供給部は、第２ＰＥＧを処理槽１１内の成膜対象Ｓに供給する。第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧは、それぞれエチレングリコールの重合体である。第２ＰＥＧにおけるエチレングリコールの重合度は、第１ＰＥＧにおけるエチレングリコールの重合度よりも小さい。言い換えれば、第２ＰＥＧの分子量は、第１ＰＥＧの分子量よりも小さい。

第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧの各々は、直鎖状ＰＥＧでもよいし、分岐鎖状ＰＥＧでもよい。直鎖状ＰＥＧは、以下の式（４）によって示すことができる。分岐鎖状ＰＥＧは、以下の式（５）によって示すことができる。

直鎖状ＰＥＧは、２つの末端を有している。これに対して、分岐鎖状ＰＥＧは３つ以上の末端を有している。式（５）には、分岐鎖状ＰＥＧのうち、３つの末端を有する構造が示されている。分岐鎖状ＰＥＧは、直鎖状ＰＥＧに比べて分子の形状における自由度が高いため、生体適合膜における生体適合性がより高められる。例えば、生体適合膜に対するタンパク質の凝集性をより低くすることができる。直鎖状ＰＥＧおよび分岐鎖状ＰＥＧの各々において、官能基Ｘは、ポリ尿素膜が有する反応基と反応することが可能な官能基であり、官能基Ｙは、ポリ尿素膜が有する反応基とは反応しない官能基である。

官能基Ｘは、イソシアナート基およびアミノ基の少なくとも一方と反応することが可能な官能基である。官能基Ｘは、イソシアナート基およびアミノ基のいずれか一方とのみ反応することが可能な官能基であることが好ましい。イソシアナート基と反応する官能基Ｘは、アミノ基（‐ＮＨ_２）、および、ヒドロキシ基（‐ＯＨ）であってよい。アミノ基と反応する官能基は、イソシアナート基（‐Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、アルデヒド基（‐Ｈ‐Ｃ＝Ｏ）、および、酸クロリド基（‐Ｃｌ‐Ｃ＝Ｏ）であってよい。

第１ＰＥＧがイソシアナート基およびアミノ基のいずれか一方とのみ反応することが可能な官能基Ｘを有し、かつ、第２ＰＥＧが第１ＰＥＧとは反応しない反応基とのみ反応することが可能な官能基Ｘを有することができる。すなわち、第１ＰＥＧがイソシアナート基とのみ反応することが可能な官能基Ｘを有し、かつ、第２ＰＥＧがアミノ基とのみ反応することが可能な官能基Ｘを有することができる。あるいは、第１ＰＥＧがアミノ基とのみ反応することが可能な官能基Ｘを有し、かつ、第２ＰＥＧがイソシアナート基とのみ反応することが可能な官能基Ｘを有することができる。

なお、各ＰＥＧは、反応基と反応することが可能な官能基を２つ以上含んでもよい。すなわち、上述した直鎖状ＰＥＧおよび分岐鎖状ＰＥＧにおいて、官能基Ｙが、イソシアナート基およびアミノ基の少なくとも一方と反応することが可能な官能基でもよい。

直鎖状ＰＥＧにおける重合度は、上述した式（４）において、ｎ個である。これに対して、分岐鎖ＰＥＧにおける重合度は、上述した式（５）において、（ｌ＋ｍ＋ｎ）個である。第１ＰＥＧの重合度は、以下の式（６）または式（７）を満たすことが好ましい。第２ＰＥＧの重合度は、以下の式（８）または式（９）を満たすことが好ましい。

３≦ｎ≦４８ … 式（６）
６≦（ｌ＋ｍ＋ｎ）≦４８ … 式（７）
３≦ｎ≦４８ … 式（８）
６≦（ｌ＋ｍ＋ｎ）≦４８ … 式（９）

すなわち、第１ＰＥＧにおける重合度は、３以上４８以下であることが好ましく、３以上２４以下であることがより好ましい。第２ＰＥＧにおける重合度は、３以上４８以下であることが好ましく、３以上２４以下であることがより好ましい。これにより、ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの密度を高めつつ、かつ、第１ＰＥＧの形状における自由度を高めることができる。

制御部１０Ｃは、第１原料供給部１５、第２原料供給部１６、第１ＰＥＧ供給部１７、および、第２ＰＥＧ供給部１８の各々と電気的に接続されている。制御部１０Ｃは、第１原料供給部１５に第１原料の供給を開始させるとき、第１原料の供給を開始させるための開始信号を生成し、生成した開始信号を第１原料供給部１５に出力する。制御部１０Ｃは、第１原料供給部１５に第１原料の供給を終了させるとき、第１原料の供給を終了させるための終了信号を生成し、生成した終了信号を第１原料供給部１５に出力する。

制御部１０Ｃは、第２原料供給部１６に第２原料の供給を開始させるとき、第２原料の供給を開始させるための開始信号を生成し、生成した開始信号を第２原料供給部１６に出力する。制御部１０Ｃは、第２原料供給部１６に第２原料の供給を終了させるとき、第２原料の供給を終了させるための終了信号を生成し、生成した終了信号を第２原料供給部１６に出力する。制御部１０Ｃは、第１ＰＥＧ供給部１７に第１ＰＥＧの供給を開始させるとき、第１ＰＥＧの供給を開始させるための開始信号を生成し、生成した開始信号を第１ＰＥＧ供給部１７に出力する。制御部１０Ｃは、第１ＰＥＧ供給部１７に第１ＰＥＧの供給を終了させるとき、第１ＰＥＧの供給を終了させるための終了信号を生成し、生成した終了信号を第１ＰＥＧ供給部１７に出力する。

制御部１０Ｃは、第２ＰＥＧ供給部１８に第２ＰＥＧの供給を開始させるとき、第２ＰＥＧの供給を開始させるための開始信号を生成し、生成した開始信号を第２ＰＥＧ供給部１８に出力する。制御部１０Ｃは、第２ＰＥＧ供給部１８に第２ＰＥＧの供給を終了させるとき、第２ＰＥＧの供給を終了させるための終了信号を生成し、生成した終了信号を第２ＰＥＧ供給部１８に出力する。

制御部１０Ｃは、温度調整部１３および排気部１４の各々にも電気的に接続されている。制御部１０Ｃは、温度調整部１３に支持部１２における温度の制御を開始させるとき、制御を開始させるための開始信号を生成し、生成した開始信号を温度調整部１３に出力する。制御部１０Ｃは、温度調整部１３に支持部１２における温度の制御を終了させるとき、制御を終了させるための終了信号を生成し、生成した終了信号を温度調整部１３に出力する。制御部１０Ｃは、排気部１４に処理槽１１内の排気を開始させるとき、排気を開始させるための開始信号を生成し、生成した開始信号を排気部１４に出力する。制御部１０Ｃは、排気部１４に処理槽１１内の排気を終了させるとき、排気を終了させるための終了信号を生成し、生成した終了信号を排気部１４に出力する。

蒸着装置１０では、まず、成膜対象Ｓが支持部１２に配置される。そして、制御部１０Ｃが、排気部１４に処理槽１１内の排気を開始させ、かつ、温度調整部１３に支持部１２における温度の制御を開始させる。次いで、制御部１０Ｃが、第１原料供給部１５に第１原料の供給を開始させ、かつ、第２原料供給部１６に第２原料の供給を開始させる。これにより、温度調整部１３によって温度が制御された成膜対象Ｓの表面ＳＦに第１原料と第２原料とが供給される。そのため、成膜対象Ｓの表面ＳＦにおいて、第１原料と第２原料とが重合する。結果として、複数のポリ尿素分子から構成されるポリ尿素膜が、成膜対象Ｓの表面ＳＦに形成される。

次いで、制御部１０Ｃは、第１ＰＥＧ供給部１７に第１ＰＥＧを供給させ、第２ＰＥＧ供給部１８に第２ＰＥＧを供給させる。これにより、成膜対象Ｓの表面ＳＦに形成されたポリ尿素膜に第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧが供給される。そのため、ポリ尿素膜の反応基と第１ＰＥＧとが反応し、反応基と第２ＰＥＧとが反応する。結果として、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとの両方が反応したポリ尿素膜である生体適合膜を得ることができる。

［生体適合膜の形成方法］
図２を参照して、生体適合膜の形成方法を説明する。
生体適合膜の形成方法は、ポリ尿素膜を形成することと、反応基と第１ＰＥＧとを反応させることと、反応基と第２ＰＥＧとを反応させることと、を含む。ポリ尿素膜を形成することは、イソシアナート基を含む第１原料と、アミノ基を含む第２原料とを成膜対象Ｓの表面ＳＦに供給して、表面ＳＦにおける第１原料と第２原料との重合により、第１末端にイソシアナート基を有し、かつ、第２末端にアミノ基を有する複数のポリ尿素分子を形成する。これによって、表面ＳＦにポリ尿素膜を形成する。第１ＰＥＧを反応させることは、ポリ尿素膜の複数の反応基における第１の複数の反応基と、第１ＰＥＧとを反応させる。第２ＰＥＧを反応させることは、複数の反応基における第２の複数の反応基と、第２ＰＥＧとを反応させる。

第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとがポリ尿素膜に反応した生体適合膜を得ることができる。そのため、第１ＰＥＧのみがポリ尿素膜に反応する場合と比べて、ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの密度を高めることができる。また、第２ＰＥＧのみがポリ尿素膜に反応する場合と比べて、第１ＰＥＧが反応する分だけ、生体適合膜が、形状における自由度の高められたＰＥＧを含むことができる。これにより、生体適合膜における生体適合性を高めることができる。例えば、生体適合膜に対するタンパク質の凝集性がより低くなる。

第２ＰＥＧにおけるエチレングリコールの重合度は、第１ＰＥＧにおけるエチレングリコールの重合度よりも小さい。そのため、第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧがそれぞれポリ尿素膜に反応した場合に、第２ＰＥＧによる立体障害は、第１ＰＥＧによる立体障害よりも小さい。それゆえに、生体適合膜が、ポリ尿素膜に反応したＰＥＧとして第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとを含むことにより、第１ＰＥＧのみを含む場合と比べて、ＰＥＧによる立体障害が、ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの分子数を減らすことを抑えることができる。結果として、生体適合膜におけるＰＥＧの密度を高めることが可能である。

第１ＰＥＧにおけるエチレングリコールの重合度は、第２ＰＥＧにおけるエチレングリコールの重合度よりも大きい。そのため、第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧがそれぞれポリ尿素膜に反応した場合に、第１ＰＥＧにおける形状の自由度は、第２ＰＥＧにおける形状の自由度よりも高い。それゆえに、生体適合膜が、ポリ尿素膜に反応したＰＥＧとして第１ＰＧＥと第２ＰＥＧとを含むことにより、第２ＰＥＧのみを含む場合と比べて、形状の自由度が高められたＰＥＧを含むことが可能である。

以下、図２を参照して、生体適合膜の形成方法をより詳しく説明する。
図２が示すように、生体適合膜の形成方法は、成膜工程（ステップＳ１１）と、表面修飾工程（ステップＳ１２）とを含む。成膜工程では、第１原料と第２原料とを成膜対象Ｓの表面ＳＦにおいて重合させることによって、ポリ尿素膜を形成する。成膜工程において、成膜対象Ｓの温度は、１０℃以上５０℃以下に設定することが好ましい。

成膜工程では、処理槽１１が区画する空間内に、第１原料のガスと第２原料のガスとを供給し、これによって、成膜対象Ｓの表面ＳＦにおいて第１原料と第２原料とを重合させる。そのため、成膜対象Ｓの表面ＳＦにおける形状に追従する形状のポリ尿素膜を形成することができる。

表面修飾工程は、第１表面修飾工程（ステップＳ１２ａ）と第２表面修飾工程（ステップＳ１２ｂ）とを含んでいる。第１表面修飾工程は、第１ＰＥＧと、ポリ尿素膜に含まれる反応基とが反応する工程である。第２表面修飾工程は、第２ＰＥＧと、ポリ尿素膜に含まれる反応基とが反応する工程である。

第１表面修飾工程では、第１の複数の反応基と、第１ＰＥＧとが反応する。第１表面修飾工程では、１つの反応基と、１つの第１ＰＥＧとが反応する。第１の複数の反応基は、ポリ尿素膜が含む全ての反応基における一部である。全反応基に対する第１の複数の反応基の百分率は、０％よりも大きければ、５０％でもよいし、５０％よりも大きくてもよいし、５０％よりも小さくてもよい。第２の複数の反応基は、ポリ尿素膜が含む全ての反応基における一部であり、かつ、第１の複数の反応基とは異なる反応基である。全反応基に対する第２の複数の反応基の百分率は、０％よりも大きければ、５０％でもよいし、５０％よりも大きくてもよいし、５０％よりも小さくてもよい。

表面修飾工程では、第１の複数の反応基と第１ＰＥＧとを反応させることと、第２の複数の反応基と第２ＰＥＧとを反応させることとを同時に行うことができる。すなわち、表面修飾工程では、第１表面修飾工程と第２表面修飾工程とを同時に行うことができる。この場合には、表面修飾工程において、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとを成膜対象Ｓに対して同時に供給することによって、第１表面修飾工程と第２表面修飾工程とを同時に行うことができる。これにより、２種のＰＥＧを同時に反応させることが可能である。そのため、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとを別々のタイミングで反応させる場合と比べて、生体適合膜の形成に必要な工程数を減らすことができる。

第１表面修飾工程と第２表面修飾工程とを同時に行う場合には、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとの一方に、ポリ尿素分子のイソシアナート基とのみ反応する官能基を付与し、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとの他方に、ポリ尿素分子のアミノ基とのみ反応する官能基を付与することができる。これにより、第１表面修飾工程と第２表面修飾工程とを同時に行っても、第１ＰＥＧをイソシアナート基およびアミノ基の一方と選択的に反応させ、かつ、第２ＰＥＧをイソシアナート基およびアミノ基の他方と選択的に反応させることができる。

例えば、表面修飾工程において、反応基と反応する官能基としてアミノ基を含むアミノ基含有ＰＥＧと、反応基と反応する官能基としてアルデヒド基を含むアルデヒド基含有ＰＥＧとを用いることができる。第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧのうち、アミノ基を含むＰＥＧが、アミノ基含有ＰＥＧである。第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧのうち、アミノ基含有ＰＥＧ以外のＰＥＧが、アルデヒド基を含むアルデヒド基含有ＰＥＧである。すなわち、第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧの一方が、アミノ基含有ＰＥＧであり、かつ、第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧの他方が、アルデヒド基含有ＰＥＧである。この場合には、アミノ基含有ＰＥＧをイソシアナート基と選択的に反応させ、かつ、アルデヒド基含有ＰＥＧをアミノ基と選択的に反応させることができる。

なお、上述したように、ポリ尿素分子のイソシアナート基とのみ反応する官能基は、アミノ基でもよい。また、アミノ基とのみ反応する官能基は、イソシアナート基、または、酸クロリド基でもよい。

なお、表面修飾工程では、第１表面修飾工程を第２表面修飾工程よりも前に行ってもよい。この場合には、表面修飾工程において、第１ＰＥＧを第２ＰＥＧよりも先に成膜対象Ｓに供給する。次いで、第１ＰＥＧの供給を終了した後に、第２ＰＥＧを成膜対象Ｓに供給する。これにより、第１表面修飾工程を行った後に、第２表面修飾工程を行うことができる。また、表面修飾工程では、第２表面修飾工程を第１表面修飾工程よりも前に行ってもよい。この場合には、表面修飾工程において、第２ＰＥＧを第１ＰＥＧよりも先に成膜対象Ｓに供給する。次いで、第２ＰＥＧの供給を終了した後に、第１ＰＥＧを成膜対象Ｓに供給する。これにより、第２表面修飾工程を行った後に、第１表面修飾工程を行うことができる。

生体適合膜において、反応基と反応した第１ＰＥＧのモル数と、反応基と反応した第２ＰＥＧのモル数との総和である総モル数に対して、反応基と反応した第１ＰＥＧのモル数の百分率が、３０％以上７０％以下であることが好ましい。総モル数に対して、反応基と反応した第１ＰＥＧのモル数の百分率は、５０％であることがより好ましい。言い換えれば、反応基と反応した第１ＰＥＧのモル数と、反応基と反応した第２ＰＥＧのモル数との比は、１：１であることが好ましい。これにより、ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの密度を高める効果を得ることと、ＰＥＧの総数のなかで、形状における自由度が高められたＰＥＧの割合を高めることとを両立させることができる。

なお、上述したように、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとの一方に、ポリ尿素分子のイソシアナート基とのみ反応する官能基を付与し、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとの他方に、ポリ尿素分子のアミノ基とのみ反応する官能基を付与することができる。これにより、ポリ尿素分子のイソシアナート基における反応の効率と、アミノ基における反応の効率とが等しい場合には、生体適合膜において、第１ＰＥＧのモル数と、第２ＰＥＧのモル数との比を１：１とすることが可能である。

また、第１ＰＥＧのモル数と、第２ＰＥＧのモル数との比を１：１以外の比にする場合には、例えば、以下に例示する方法によって生体適合膜を形成することが可能である。以下、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとのうちで、ポリ尿素膜に反応させるモル数が大きいＰＥＧを主ＰＥＧとし、ポリ尿素膜に反応させるモル数が小さいＰＥＧを副ＰＥＧとする。

第１表面修飾工程と第２表面修飾工程とを別々のタイミングで行う場合には、主ＰＥＧとして、イソシアナート基と反応するＰＥＧと、アミノ基と反応するＰＥＧとを準備する。一方で、副ＰＥＧとして、イソシアナート基とアミノ基とのいずれか一方と反応するＰＥＧのみを準備する。そして、主ＰＥＧを反応させる工程を、副ＰＥＧを反応させる工程よりも前に行う。または、副ＰＥＧを反応させる工程を、主ＰＥＧを反応させる工程よりも前に行い、かつ、副ＰＥＧを反応させる工程を、副ＰＥＧが反応可能な官能基の全てと反応する前に終了する。

第１表面修飾工程と第２表面修飾工程とを同時に行う場合には、主ＰＥＧとして、イソシアナート基と反応するＰＥＧと、アミノ基と反応するＰＥＧとを準備する。一方で、副ＰＥＧとして、イソシアナート基とアミノ基とのいずれか一方と反応するＰＥＧのみを準備する。そして、主ＰＥＧをポリ尿素膜に反応させるための２つのＰＥＧと、副ＰＥＧをポリ尿素膜に反応させるための１つのＰＥＧとを、同時にポリ尿素膜に供給する。なお、３つのＰＥＧをポリ尿素膜に供給するときに、各ＰＥＧの分圧を調節することによって、生体適合膜における第１ＰＥＧのモル数と第２ＰＥＧのモル数との比を変えることが可能である。

なお、生体適合膜は、第１ＰＥＧおよび第２ＰＥＧに加えて、第３ＰＥＧを含んでもよい。第３ＰＥＧにおける重合度は、第１ＰＥＧにおける重合度、および、第２ＰＥＧにおける重合度の両方と異なる。

以上説明したように、生体適合膜の形成方法、および、生体適合膜の形成装置における一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）第１ＰＥＧのみがポリ尿素膜に反応する場合と比べて、ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの密度を高めることができる。また、第２ＰＥＧのみがポリ尿素膜に反応する場合と比べて、第１ＰＥＧが反応する分だけ、生体適合膜が、形状における自由度の高められたＰＥＧを含むことができる。これにより、生体適合膜における生体適合性を高めることができる。

（２）２種のＰＥＧを同時に反応させることが可能であるため、第１ＰＥＧと第２ＰＥＧとを別々のタイミングで反応させる場合と比べて、生体適合膜の形成に必要な工程数を減らすことができる。

（３）アミノ基含有ＰＥＧをイソシアナート基と選択的に反応させ、かつ、アルデヒド基含有ＰＥＧをアミノ基と選択的に反応させることができる。
（４）第１ＰＥＧの重合度が３以上４８以下であり、第２ＰＥＧの重合度が３以上４８以下であることによって、ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの密度を高めつつ、かつ、第１ＰＥＧの形状における自由度を高めることができる。

（５）ポリ尿素膜に反応するＰＥＧの密度を高める効果を得ることと、ＰＥＧの総数のなかで、形状における自由度が高められたＰＥＧの割合を高めることとを両立させることができる。

１０…蒸着装置、１０Ｃ…制御部、１１…処理槽、１２…支持部、１３…温度調整部、１４…排気部、１５…第１原料供給部、１６…第２原料供給部、１７…第１ポリエチレングリコール供給部、１８…第２ポリエチレングリコール供給部。

Claims (5)

1. イソシアナート基を含む第１原料と、アミノ基を含む第２原料とを成膜対象の表面に供給して、前記表面における前記第１原料と前記第２原料との重合により、第１末端にイソシアナート基を有し、かつ、第２末端にアミノ基を有する複数のポリ尿素分子を形成し、これによって、前記表面にポリ尿素膜を形成することと、
   前記ポリ尿素膜において、前記イソシアナート基と前記アミノ基とが反応基であり、複数の前記反応基における第１の複数の反応基と、第１ポリエチレングリコールとを反応させることと、
   複数の前記反応基における第２の複数の反応基と、前記第１ポリエチレングリコールよりも重合度が小さい第２ポリエチレングリコールとを反応させることと、を含み、
   前記第１ポリエチレングリコールおよび前記第２ポリエチレングリコールのうち、前記反応基と反応する官能基としてアミノ基を含むポリエチレングリコールが、アミノ基含有ポリエチレングリコールであり、
   前記第１ポリエチレングリコールおよび前記第２ポリエチレングリコールのうち、前記アミノ基含有ポリエチレングリコール以外のポリエチレングリコールが、前記反応基と反応する官能基としてアルデヒド基を含むアルデヒド基含有ポリエチレングリコールである
   生体適合膜の形成方法。
2. 前記第１の複数の反応基と前記第１ポリエチレングリコールとを反応させることと、前記第２の複数の反応基と前記第２ポリエチレングリコールとを反応させることとを同時に行う
   請求項１に記載の生体適合膜の形成方法。
3. 前記第１ポリエチレングリコールにおける重合度は、３以上４８以下であり、
   前記第２ポリエチレングリコールにおける重合度は、３以上４８以下である
   請求項１または２に記載の生体適合膜の形成方法。
4. 前記反応基と反応した前記第１ポリエチレングリコールのモル数と、前記反応基と反応した前記第２ポリエチレングリコールのモル数との総和に対して、前記反応基と反応した前記第１ポリエチレングリコールのモル数の百分率が、３０％以上７０％以下である
   請求項１から３のいずれか一項に記載の生体適合膜の形成方法。
5. 表面を含む成膜対象を収容する処理槽と、
   前記成膜対象にイソシアナート基を含む第１原料を供給する第１原料供給部と、
   前記成膜対象にアミノ基を含む第２原料を供給する第２原料供給部と、
   第１ポリエチレングリコールを前記成膜対象に供給する第１ポリエチレングリコール供給部と、
   前記第１ポリエチレングリコールよりも重合度が小さい第２ポリエチレングリコールを前記成膜対象に供給する第２ポリエチレングリコール供給部と、
   前記第１原料供給部、前記第２原料供給部、前記第１ポリエチレングリコール供給部、および、前記第２ポリエチレングリコール供給部の駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１原料供給部に前記第１原料を供給させ、かつ、前記第２原料供給部に前記第２原料を供給させて、前記表面における前記第１原料と前記第２原料との重合により、複数のポリ尿素分子を形成し、これによって、ポリ尿素膜を前記表面に形成した後に、
   前記第１ポリエチレングリコール供給部に前記第１ポリエチレングリコールを供給させ、かつ、前記第２ポリエチレングリコール供給部に前記第２ポリエチレングリコールを供給させて、前記ポリ尿素膜が有するイソシアナート基とアミノ基とによって構成される反応基のなかで、第１の複数の反応基と前記第１ポリエチレングリコールとを反応させ、かつ、第２の複数の反応基と前記第２ポリエチレングリコールとを反応させ、
   前記第１ポリエチレングリコールおよび前記第２ポリエチレングリコールのうち、前記反応基と反応する官能基としてアミノ基を含むポリエチレングリコールが、アミノ基含有ポリエチレングリコールであり、
   前記第１ポリエチレングリコールおよび前記第２ポリエチレングリコールのうち、前記アミノ基含有ポリエチレングリコール以外のポリエチレングリコールが、前記反応基と反応する官能基としてアルデヒド基を含むアルデヒド基含有ポリエチレングリコールである
   生体適合膜の形成装置。

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