JP7334738B2 - 医療用デバイス - Google Patents

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Description

本発明は医療用デバイスに関し、特には、使用に際して細胞およびタンパク質等の生体由来物質との接触を含む、医療用器具、人工臓器、細胞培養容器等の医療用デバイスに関する。
近年、医療用デバイスを構成する基材には、各種の樹脂材料が使用されている。基材表面が樹脂材料からなる場合、生体にとって異物である樹脂材料を生体物質と接触させて使用することになるため、基材の樹脂表面には、細胞やタンパク質と接触した際に不活性である性質、すなわち、生体親和性が要求される。基材を構成する樹脂自体に該性質を持たせることは困難であり、このような要求に応えるため、基材の樹脂表面に生体適合性の被覆層を形成することが行われている。例えば、非特許文献1では、生体膜類似構造を有する2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(以下、「MPC」ともいう。)の重合体や、ポリオキシエチレングリコールを含む高分子等の合成高分子材料から形成される被覆層を基材の樹脂表面に形成し、生体適合性を高めている。
しかし、このような合成高分子材料は水溶性であるため、該合成高分子材料単独で被覆層を形成すると医療用デバイスの使用中に被覆層から合成高分子材料が溶出し、生体適合性が低下する。そこで、MPCをブチルメタクリレート等の疎水性単量体と共重合させる(特許文献1)、エポキシ基含有単量体を共重合して得られる親水性重合体を、エポキシ基の反応により樹脂材料表面に固定化する(特許文献2)等によって耐水性を高めることが提案されている。
しかし、これらの方法では被覆層の耐水性を高めることは可能であるが、被覆層と基材の樹脂表面との密着性に関しては不十分であり、医療用デバイスを繰り返し、あるいは長時間、生体分子と接触させて使用する場合に、被覆層が基材の樹脂表面から剥離することがない耐久性が求められていた。
そこで、基材の樹脂表面をγ線で活性化させてラジカルを発生させ、該ラジカルにMPCを直接反応させてグラフト重合により被覆層を形成した例が人工関節において実用化されている(非特許文献2)。しかしこの方法では、γ線を基材に照射するため、基材を構成する樹脂材料の劣化が懸念される。
また、医療用チューブにおいては、所定の期間だけ生体内に挿入されて使用され、その後抜去されるものがある。このような使用において、医療用チューブの表面には生体器官との非癒着性が求められている。例えば、特許文献3においては、樹脂製の医療用チューブにおいて、生体器官の医療用チューブ表面への癒着を抑制するため、チューブ表面を凹凸形状にしたり、チューブ表面に癒着抑制層をコーティングしたりする例が記載されているが、癒着抑制層の具体的な記載はない。
さらに、表面が親水化し、培養液への濡れ性が向上された細胞培養用シャーレの作製方法として、樹脂製シャーレの内面に酸化ケイ素を真空蒸着する方法(特許文献4)が提案されている。しかしながら、酸化ケイ素層では十分な生体親和性は期待できない。
特許第4774989号公報 国際公開第2001/007097号 特開2018-33867号公報 実開平5-88299号公報
高分子論文集Vol.35、No.7、pp.423-427、1978 人工臓器40巻1号、pp.57-61、2011
本発明は、樹脂材料を用いたデバイス基材の樹脂表面上に生体親和性の表層を有する医療用デバイスにおいて、表層がデバイス基材の樹脂表面との密着性に優れることで生体親和性の耐久性に優れるとともに、製造過程においてデバイス基材の劣化を招くことのない医療用デバイスを提供することを目的とする。
本発明は、以下の構成を要旨とする。
[1]表面の少なくとも一部が樹脂材料からなるデバイス基材と、前記樹脂材料からなる表面上に設けられる、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を主成分とするドライコーティング膜と、前記ドライコーティング膜上に設けられる、生体親和性基を有するとともに前記ドライコーティング膜と共有結合してなる表層と、
を有する医療用デバイス。
[2]前記表層は40℃の水に7日間浸漬した場合に、前記表層の単位面積1cm当たりの水に対する全有機炭素(TOC)の溶出量が10mg/L以下である[1]の医療用デバイス。
[3]前記ドライコーティング膜は蒸着膜である[1]または[2]の医療用デバイス。
[4]前記表層は、前記生体親和性基と、前記ドライコーティング膜と共有結合を形成し得る基と、を有する化合物を含む組成物の硬化物からなる[1]~[3]のいずれかの医療用デバイス。
[5]前記ドライコーティング膜と共有結合を形成し得る基が、加水分解性シリル基である[4]に記載の医療用デバイス。
[6]前記加水分解性シリル基が、下式5で表されるアルコキシシリル基である[5]に記載の医療用デバイス。
-Si(R3-t(OR 式5
ただし、式5中、Rは、炭素数1~18のアルキル基であり、Rは炭素数1~18のアルキル基であり、tは1~3の整数である。
[7]前記組成物の固形分における生体親和性基の含有量は25~83質量%であり、加水分解性シリル基の含有量は2~70質量%である[5]または[6]に記載の医療用デバイス。
[8]前記生体親和性基は、下式1で表される基、下式2で表される基および下式3で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、前記生体親和性基が下式1で表される基を有する場合、下式1で表される基のうち50~100モル%は、下式4で表される基中の式1で表される基である、[1]~[7]のいずれか1項に記載の医療用デバイス。
Figure 0007334738000001
ただし、式1中、nは1~300の整数である。
式2中、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であり、aは1~5の整数である。
式3中、RおよびRはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であり、Xは下式3-1で表される基または下式3-2で表される基であり、bは1~5の整数である。
式4中、nは1~300の整数であり、Rは水素原子または炭素数1~5のアルキル基である。
Figure 0007334738000002
[9]前記ドライコーティング膜中の前記金属酸化物の含有割合が90~100質量%である[1]~[8]のいずれかに記載の医療用デバイス。
本発明によれば、樹脂材料を用いたデバイス基材の樹脂表面上に生体親和性の表層を有する医療用デバイスにおいて、表層がデバイス基材の樹脂表面との密着性に優れることで生体親和性の耐久性に優れるとともに、製造過程においてデバイス基材の劣化を招くことのない医療用デバイスを提供できる。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。本発明は下記説明に限定して解釈されるものではない。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得る。また、以下の実施形態、および変形例を任意に組み合わせた態様も好適な例である。
本明細書において、式で表される化合物または基は、その式の番号を付した化合物または基としても表記し、例えば、式1で表される化合物は、化合物1とも表記する。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの総称である。
共重合体における「単位」とは、単量体が重合することによって形成する該単量体に由来する部分を意味する。
「生体親和性」とは、細胞およびタンパク質等の生体由来物質が接着して動かなくなることを抑制する性質、言い換えれば、生体由来物質が接触した際に不活性である性質をいう。「生体親和性基」とは、生体親和性を有する基をいう。
「ドライコーティング膜」とは、ドライコーティングにより得られる膜である。
「医療用デバイス」とは、治療、診断、解剖学または生物学的な検査等の医療用として用いられるデバイスであり、人体等の生体内に挿入あるいは接触させる、または生体から取り出した媒体(血液等)と接触する如何なるデバイスも含むものとする。
[医療用デバイス]
本発明の医療用デバイスは、表面の少なくとも一部が樹脂材料からなるデバイス基材と、前記樹脂材料からなる表面上に設けられる、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を主成分とするドライコーティング膜と、前記ドライコーティング膜上に設けられる、生体親和性基を有するとともに前記ドライコーティング膜と共有結合してなる表層と、を有する。
以下、樹脂材料からなる表面を「樹脂表面」ともいう。酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を金属酸化物(D)ともいう。ドライコーティング膜が金属酸化物(D)を主成分とするとは、ドライコーティング膜中の金属酸化物(D)の含有割合が90~100質量%であることをいう。
本発明の医療用デバイスにおいては、デバイス基材の樹脂表面と生体親和性基を有する表層の間に、金属酸化物(D)を主成分とするドライコーティング膜を設けたことにより、生体親和性基を有する表層が該ドライコーティング膜を介してデバイス基材の樹脂表面に強固に固定される。それにより、本発明の医療用デバイスは生体親和性の耐久性に優れる。さらに、ドライコーティング膜を製造するためのドライコーティングは、γ線照射のように樹脂の劣化を招くような処理を伴うことはない。
ドライコーティング膜とデバイス基材の樹脂表面間に高い密着性が得られる理由は、必ずしも定かではないが、金属酸化物(D)を主成分とする膜を金属酸化物(D)より硬度の低い樹脂表面上にドライコーティングにより形成することで得られるアンカー効果によるものと考えられる。ドライコーティング膜と表層の密着性は、共有結合により得られる。ドライコーティング膜上に共有結合を介して生体親和性基を有する表層を形成する方法については後述する。生体親和性基を有する表層は、例えば、デバイス基材の樹脂表面に直接、MPCをグラフト重合させる方法に比べて、デバイス基材の樹脂表面と平行する横方向での結合が可能となる。これにより、例えば、可撓性の樹脂からなるデバイス基材を用いた医療用デバイスにおいて、表層がデバイス基材への追従性に優れる効果も得られる。
医療用デバイスとしては、例えば、医療用器具、人工臓器、細胞培養容器等が挙げられる。医療用デバイスとして、具体的には、細胞培養容器、細胞培養シート、バイアル、プラスチックコートバイアル、シリンジ、プラスチックコートシリンジ、アンプル、プラスチックコートアンプル、カートリッジ、ボトル、プラスチックコートボトル、パウチ、ポンプ、噴霧器、栓、プランジャー、キャップ、蓋、針、ステント、カテーテル、インプラント、コンタクトレンズ、マイクロ流路チップ、ドラッグデリバリーシステム材、ドレーンチューブ、人工血管、人工臓器、血液透析膜、ガードワイヤー、血液フィルター、血液保存パック、内視鏡、バイオチップ、糖鎖合成機器、成形補助材、包装材等が挙げられる。
本発明の医療用デバイスは、特に、カテーテル、人工血管、ステント、ドレーンチューブへの適用が好ましい。以下、本発明の医療用デバイスを構成する各部材について説明する。
(デバイス基材)
デバイス基材の形状は本発明の対象とする医療用デバイスによる。本発明において、デバイス基材は、表面の少なくとも一部が樹脂材料からなる基材であれば特に制限されない。デバイス基材は表面の全部が樹脂材料からなってもよく、一部が樹脂材料からなってもよい。また、表面の全部が同じ樹脂材料からなってもよく、異なる樹脂材料からなってもよい。デバイス基材の材料構成は、医療用デバイスの設計に応じて適宜選択される。
デバイス基材は、例えば、全体が単一の樹脂材料からなる構成であってよく、樹脂材料からなる層(以下、「樹脂材料層」)が複数積層された積層体であってもよい。さらには、樹脂材料層と無機材料からなる層の積層体であって、少なくとも表層の1層が樹脂材料層である積層体であってもよい。または、無機材料と樹脂材料が混在して、表面の少なくとも一部が樹脂材料からなる構成であってもよい。これらの積層体が表層に有する樹脂材料層としては、基材表面の硬度を高めるために設けられるハードコート層等が挙げられる。
本明細書において樹脂材料とは、材料全体に対して10質量%以上の樹脂を含有する材料をいう。樹脂材料は、例えば、樹脂のみで構成されてもよく、上記範囲で樹脂を含有し、該樹脂と無機物が混在する有機無機複合材料であってもよい。樹脂材料の形態は充実体であってもよく、多孔質体であってもよい。さらに、本明細書において樹脂は、エラストマーを含む概念で用いられる。
樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリスルホン、ポリエーテルナイロン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂(COP)等が挙げられる。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。アクリル樹脂としては、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド等が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。セルロース樹脂としては、セルロース、セルロースアセテート等が挙げられる。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)等が挙げられる。
エラストマーとしては熱硬化性エラストマーおよび熱可塑性エラストマーが挙げられる。熱硬化性エラストマーは具体的には、イソブチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、エチレン・プロピレンゴム(EPDMゴム)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。熱可塑性エラストマーは具体的には、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ナイロン系等があげられる。
(ドライコーティング膜)
ドライコーティング膜は、デバイス基材の樹脂表面に設けられる。本発明の医療用デバイスにおいて、ドライコーティング膜はデバイス基材の樹脂表面上に表層を強固に固定する密着層の役割を有する。したがって、ドライコーティング膜は、少なくともデバイス基材において表層が設けられる樹脂表面に設けられる。すなわち、ドライコーティング膜と表層の配設領域は必ずしも一致しなくてよい。医療用デバイスの設計に応じて表層が配設される領域において、少なくとも、表層が樹脂表面に直接接することのないようにドライコーティング膜の配設領域を設定する。
ドライコーティング膜の構成材料は、金属酸化物(D)を主成分とする。金属酸化物(D)は、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、各金属酸化物の単体、2種以上の混合物、あるいはケイ素、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる2種以上の金属の複合酸化物であってもよい。
なお、金属酸化物、例えば、酸化ケイ素は、必ずしも化学量論的な組成比の酸化ケイ素(Si:O=1:2)からなる必要はなく、例えば組成比がこれからずれた非化学量論的な組成比の酸化ケイ素からなるものでもよい。本明細書において、酸化+金属名で表記される金属の酸化物は、特に断りのない限り化学量論的な組成比または非化学量論的な組成比の酸化物を示す。
ドライコーティング膜は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、金属酸化物(D)以外のその他成分を含有してもよい。その他成分としては、金属酸化物(D)以外の金属酸化物、ドライコーティング膜の形成に用いる材料中の不純物、ドライコーティング膜の形成時に混入する不純物等が挙げられる。ドライコーティング膜が含有するその他成分の含有量は、本発明の効果を損なわない上記範囲であり、10質量%以下が好ましく、5質量%以下が好ましく、含有しないことが特に好ましい。
ここで、医療用デバイスが観察用に用いられる場合、反射を防止するためにデバイス基材に用いられる樹脂材料とドライコーティング膜の屈折率差が小さいことが好ましい。該屈折率差を調整する目的でその他成分を、上記範囲内で、ドライコーティング膜に含有させてもよい。
ドライコーティング膜と表層は共有結合により結合される。表層は典型的には、生体親和性基と反応性基を有する硬化性の化合物を含む組成物を硬化させることで形成される。該硬化の際に硬化性化合物が有する反応性基がドライコーティング膜の表面の反応性基と反応して共有結合が形成される。したがって、金属酸化物(D)の種類は、表層の形成に用いる硬化性化合物の反応性基と組み合わせて適宜選択される。
本発明においては、例えば、製造が容易であり、強固な共有結合が得られる点から、金属酸化物(D)が酸化ケイ素であり、表層を形成する硬化性化合物が有する反応性基が加水分解性シリル基である組み合わせが好ましい。金属酸化物(D)の表面には、水酸基が表出し、反応性基として使用される。上記組み合わせにおいてはドライコーティング膜のシラノール基(Si-OH)と加水分解性シリル基から加水分解反応により生成したシラノール基が脱水縮合反応してシロキサン結合(Si-O-Si)による共有結合を形成する。
ドライコーティング膜の形成方法は、ドライコーティングであり、金属酸化物(D)をデバイス基材の樹脂表面に、デバイス基材に大きな負荷をかけることなく、強固に結合できる方法であれば特に制限されない。具体的には、真空蒸着法、CVD法(熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法)、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、イオンアシスト蒸着(IAD:Ion Assisted Deposition)法等の手法が挙げられる。
デバイス基材への負荷を小さく保持しながら、高い結合強度が得られる点および装置の簡便さの点から、真空蒸着法が好適に利用できる。真空蒸着法は、抵抗加熱法、電子ビーム加熱法、高周波誘導加熱法、反応性蒸着、分子線エピタキシー法、ホットウォール蒸着法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法等に細分することができるが、いずれの方法も適用できる。
ドライコーティングに用いる材料は、ドライコーティングの種類に応じて適宜選択される。真空蒸着の場合、金属酸化物(D)を主成分として含有する蒸着材料が用いられる。真空蒸着においては、高真空中で蒸着材料を加熱して気化させ、気体となった蒸着材料を基材表面に付着させることによって蒸着膜が形成される。真空蒸着により得られる蒸着膜は、用いる蒸着材料の組成と同じとして扱える。
蒸着材料の形状は、特に制限されないが、ブロック状、板状、薄い板状(フレーク状)、ビーズ状、粉末状等であってもよい。これらのうち、粉末は真空蒸着時に飛散しやすいことから、ペレット状に加工して用いるのが好ましい。ペレットの製造方法は問わないが、例えば、粉末を圧粉成形してペレット状成形体にする方法が挙げられる。ペレット状成形体の大きさは、真空蒸着時の飛散を抑制する観点から、例えば、直径または長径で0.5mm以上が好ましい。上限は特に限定されないが、蒸着装置の大きさの観点から、直径または長径で1~3cm程度が好ましい。蒸着材料を、ブロック状、板状、フレーク状、ビーズ状等とする場合の大きさも、ペレット状成形体の場合と同様にできる。
蒸着材料を用いてデバイス基材の樹脂表面に蒸着膜を形成する真空蒸着の方法は、通常の真空蒸着の装置を用いた通常の方法が特に制限なく適用できる。具体的には、減圧が可能な装置内にデバイス基材を設置し、デバイス基材の蒸着膜形成面に対向する位置に蒸着材料を充填した蒸着材料用容器を設置する。蒸着材料用容器の大きさ、形状は特に制限されない。蒸着材料用容器の材質は、以下の真空蒸着の条件下で蒸着材料と反応性を有さずかつ蒸発しない材質であればよく、例えば、モリブデン、タングステン、銅等が挙げられる。
蒸着材料の加熱は、通常、蒸着材料用容器収容物を、電子銃、高周波誘導加熱法、抵抗加熱法、により加熱することにより行う。蒸着材料用容器収容物の加熱温度は、1000~2000℃が好ましく、1200~1800℃がより好ましい。真空蒸着の際の装置内の温度は、用いるデバイス基材の耐熱性を考慮して、20~300℃の範囲から適宜選択されるのが好ましく、30~200℃の範囲から適宜選択されるのがより好ましい。なお、真空蒸着の際のデバイス基材の温度は、真空蒸着の際の装置内の温度と同様にできる。真空蒸着時のデバイス基材の温度が20℃以上であれば、成膜速度が良好になる。デバイス基材の温度の上限はデバイス基材の構成材料の耐熱性による。
真空蒸着の際の装置内の蒸着前真空度は、1×10-1Pa以下が好ましく、1×10-2Pa以下が特に好ましい。デバイス基材の蒸着膜形成面と蒸着材料との距離は、100~4000mmが好ましく、200~2000mmがより好ましい。
なお、チューブ状のデバイス基材の内周面に蒸着膜を形成する場合、チューブ内径が適度に大きく、長さが適度に短い場合は、上記方法によりチューブ内周面に蒸着膜が形成できる。チューブ内径が小さい場合や、長さが長い場合には、シート状のデバイス基材の主面に蒸着膜を形成し、蒸着膜が形成された面を内側にして端部を接合することでチューブ状に成形する方法が挙げられる。この場合、蒸着膜上に表層を形成した後チューブ状に成形してもよく、チューブ状に成形した後に表層を形成してもよい。
チューブ状のデバイス基材の内周面に真空蒸着以外のドライコーティングによりドライコーティング膜を形成する場合も、真空蒸着と同様の方法が適用できる。
ドライコーティング膜を特に緻密な膜として得るためには、スパッタリング法やイオンアシスト蒸着法を用いることが好ましい。
ドライコーティング膜をスパッタリング法で形成する際の具体的な方法としては、構成材料に応じたスパッタリングターゲットと雰囲気ガスを選択して常法によりスパッタリングを行う方法等が挙げられる。本発明におけるドライコーティング膜においては、例えば、ケイ素、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる金属の単体からなるターゲットあるいは混合金属ターゲットを用い、酸化性ガス濃度を十分に高くしたスパッタガス中で反応性スパッタを行うことにより成膜することができる。この場合のスパッタガスとしては、アルゴンと酸素の混合ガスが好ましく用いられる。
また、ターゲットとして、ケイ素、チタンまたはアルミニウムの単体からなるターゲットの複数種を用いて、それぞれのターゲットに対して投入電力を調整して、複合酸化物からなるドライコーティング膜を得てもよい。この場合も、酸化性ガス濃度を十分に高くしたスパッタガス中で反応性スパッタを行うことによりドライコーティング膜を成膜することができる。
さらに、まず、ケイ素、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる金属のターゲットを用い、アルゴンガス等の不活性ガス中でスパッタリングを行い、金属のみからなるドライコーティング膜の前駆層を形成させ、その後、前駆層に、例えば、高周波(RF;Radio Frequency)プラズマを用いて、酸素を反応させてドライコーティング膜とする方法で成膜してもよい。
なお、ターゲットとしてはドライコーティング膜を構成する金属酸化物自体を用いてもよい。また、酸化ケイ素からなるドライコーティング膜をスパッタリング法で得るためのターゲットとして、炭化ケイ素(SiC)ターゲットを用いてもよい。
ドライコーティング膜の厚さは、1~200nmが好ましく、1~20nmが特に好ましい。ドライコーティング膜の厚さが上記範囲の下限値以上であれば、ドライコーティング膜による基材密着性の向上効果が十分に得られやすい。ドライコーティング膜の厚さが上記範囲の上限値以下であれば、ドライコーティング膜自体の耐久性が高くなる。また、得られる医療用デバイスにおいて透明性が求められる場合においても、上記範囲の上限値以下であれば、透明性に問題はない。ドライコーティング膜の厚さを測定する方法は特に限定されないが、例えば、電子顕微鏡(SEM、TEM等)による酸化ケイ素層の断面観察による方法や光干渉膜厚計、分光エリプソメータ、段差計等を用いる方法がある。
(表層)
表層は、デバイス基材の樹脂表面に設けられたドライコーティング膜上にドライコーティング膜と共有結合してなるように設けられる、生体親和性基を有する層である。上記のとおり、表層はドライコーティング膜上の全領域に設けられる必要はなく、医療用デバイスの設計に応じた配設領域に設けられる。このようにして、表層は、デバイス基材の樹脂表面上に強固に固定されたドライコーティング膜と共有結合を介して接合されているため、十分な耐久性を有する。
ドライコーティング膜との間に共有結合を有し、生体親和性基を有する表層としては、金属酸化物(D)を主成分とするドライコーティング膜と共有結合を形成し得る基と、生体親和性基と、を有する化合物を含む組成物の硬化物からなる表層が好ましい。該化合物が有する金属酸化物(D)を主成分とするドライコーティング膜と共有結合を形成し得る基としては、加水分解性シリル基が好ましく、アルコキシシリル基がより好ましい。
表層は、40℃の水に7日間浸漬した場合に、表層の単位面積1cm当たりの水に対する全有機炭素(TOC;Total Organic Carbon)の溶出量(以下、「TOC溶出量」ともいう。)が10mg/L以下であるのが好ましい。TOC溶出量は、言い換えれば、面積1cmの表層を40℃の水1Lに7日間浸漬した際に、水に溶出するTOCの質量[mg]である。表層から構成成分が溶出すると、医療用デバイスの生体親和性の持続性の点で問題であり、TOC溶出量が10mg/L以下であるのが好ましく、5mg/L以下がより好ましく、3mg/L以下がさらに好ましい。
TOCとは、有機物の全量を炭素の量で示したものである。本明細書において、表層のTOC溶出量は、具体的には、次のようにして測定できる。表層を所定量の水に40℃で7日間浸漬した後の処理水のTOC濃度[mg/L]を測定する。浸漬に使用する水は、蒸留水またはイオン交換水とする。上記で得られたTOC濃度を浸漬した表層の面積(単位;cm)で除すことで、TOC溶出量[mg/L]が得られる。水中のTOC濃度測定は、一般的なTOC計、例えば、TNC-6000(東レエンジニアリング社製)で行える。
なお、TOC溶出量の測定に用いる表層の試料としては、剥離性基材上に表層を作製し、剥離して得られる表層単体を用いてもよく、上記条件(40℃、7日間)においてTOC溶出量が0[mg/L]の基材上に表層を形成した、表層付き基材を用いてもよい。
表層が有する生体親和性基としては、ポリオキシアルキレン基、ホスホリルコリン基等の従来公知の有機基が使用可能である。具体的には、表層が有する生体親和性基は、下式1で表される基(以下、「基1」ともいう)、下式2で表される基(以下、「基2」ともいう)および下式3で表される基(以下、「基3」ともいう)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、生体親和性基が下式1で表される基を有する場合、下式1で表される基のうち50~100モル%は、下式4で表される基(以下、「基4」ともいう)中の式1で表される基であることが好ましい。
Figure 0007334738000003
ただし、式1中、nは1~300の整数である。
式2中、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であり、aは1~5の整数である。
式3中、RおよびRはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であり、Xは下式3-1で表される基または下式3-2で表される基であり、bは1~5の整数である。
式4中、nは1~300の整数であり、Rは水素原子または炭素数1~5のアルキル基である。
Figure 0007334738000004
本明細書において、アルキル基は、直鎖、分岐鎖および環状のいずれであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
以下、基1(ただし、50~100モル%は基4中の基1である)を、「基1(4)」と示す。表層が有する生体親和性基は、基1(4)、基2および基3のうちのいずれか1種を含んでもよく、これらの2種以上を含有してもよい。生体親和性基としては、基1(4)が好ましい。表層は、必要に応じて基1(4)、基2および基3以外の生体親和性基を有してもよいが、好ましくは、表層が有する生体親和性基は、基1(4)、基2および基3からなる群から選ばれる少なくとも1種のみからなる。
上記のとおり、表層は、金属酸化物(D)を主成分とするドライコーティング膜と共有結合を形成し得る基、好ましくは加水分解性シリル基、より好ましくはアルコキシシリル基と、生体親和性基と、を有する化合物を含む組成物の硬化物からなる表層が好ましい。また、上記組成物の固形分における生体親和性基の含有量は25~83質量%であり、加水分解性シリル基の含有量は2~70質量%であるのが好ましい。
さらに、上記化合物は、基1(4)、基2および基3からなる群から選ばれる少なくとも一種からなる生体親和性基とアルコキシシリル基とを有する化合物(以下、化合物(X)で示す。)であるのが好ましい。また、表層を形成するために用いる上記組成物は、化合物(X)を含有し、組成物中の固形分における上記生体親和性基の含有量が25~83質量%であり、アルコキシシリル基の含有量が2~70質量%である組成物(以下、組成物(Y)で示す。)であるのが好ましい。以下、表層を形成するための組成物として、組成物(Y)を例に説明するが、得られる表層が本発明の範疇にある限り、表層を形成するための組成物はこれに限定されない。
なお、組成物中の固形分とは、組成物を80℃、3時間で真空乾燥して揮発成分を除去した残留分をいう。組成物の硬化物とは、該固形分の硬化物である。また、以下の説明において、特に断りのない限り「生体親和性基」とは、基1(4)、基2、および基3からなる群から選ばれる少なくとも一種からなる生体親和性基である。
ここで、表層が化合物(X)を含む組成物(Y)の硬化物からなるとは、表層が少なくとも、化合物(X)を含む加水分解縮合が可能な成分の硬化物を含むことをいう。なお、組成物(Y)が硬化する際に、化合物(X)はアルコキシシリル基を有することで、加水分解反応しシラノール基(Si-OH)を形成する。次いで、該シラノール基同士が脱水縮合反応してシロキサン結合(Si-O-Si)して硬化物となる。この際、組成物(Y)が化合物(X)以外の加水分解性シリル基含有成分、好ましくはアルコキシシリル基含有成分を含有する場合も同様に該成分と化合物(X)がシロキサン結合を形成する。
組成物(Y)を、ドライコーティング膜の表面で硬化させる場合、化合物(X)を含む組成物(Y)中の加水分解性シリル基含有成分が加水分解反応することで生成したシラノール基は、上記Si-O-Si結合を形成するのと並行して、ドライコーティング膜の表面の水酸基(ガラス材料-OH)と脱水縮合反応して共有結合(ガラス材料-O-Si)が形成される。これにより、得られる表層はドライコーティング膜の表面と強固に密着することから、高い耐久性を有する。
組成物(Y)において、生体親和性基の含有量が25質量%以上であることで、得られる表層は十分な量の生体親和性基を有する、すなわち、十分な生体親和性を有する。上記生体親和性基の含有量が83質量%以下であることで、生体親和性に耐久性を付与できる。組成物(Y)中の固形分における生体親和性基の含有量は、30~83質量%が好ましく、40~83質量%がより好ましい。
組成物(Y)において、アルコキシシリル基の含有量が2質量%以上であることで、組成物(Y)が硬化する際にアルコキシシリル基がドライコーティング膜の表面と十分な量の共有結合を形成し、得られる表層は耐久性に優れる。アルコキシシリル基の含有量が70質量%以下であることで十分な量の生体親和性基を導入することができる。組成物(Y)中の固形分におけるアルコキシシリル基の含有量は、2~40質量%が好ましく、2~30質量%がより好ましい。
化合物(X)が有する、アルコキシシリル基は、例えば、式5で表される基が挙げられる。
-Si(R3-t(OR 式5
ただし、式5中、Rは、炭素数1~18のアルキル基であり、Rは炭素数1~18のアルキル基であり、tは1~3の整数である。RおよびORが複数存在する場合、RおよびRは同一であっても異なってもよい。製造上の観点から同一であることが好ましい。
ドライコーティング膜と表層の密着性の観点から、tは2以上が好ましく、3がより好ましい。縮合反応時の立体障害の観点から、Rは炭素数1~7のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。加水分解反応速度及び加水分解反応時の副生成物の揮発性の観点から、Rは、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
化合物(X)としては、例えば、上記化合物(X)としての要件を満足する、ポリオキシエチレン鎖を主鎖とし、末端または側鎖にアルコキシシリル基を有する化合物(X1)、エチレン性二重結合が重合した炭化水素鎖を主鎖とし、側鎖に生体親和性基とアルコキシシリル基を有する化合物(X2)等が挙げられる。
化合物(X1)は、例えば、ポリオキシエチレンポリオールまたは少なくとも1つの水酸基を有するポリオキシエチレンポリオールアルキルエーテル(ただし、アルキルの炭素数は1~5である。)に、これらの化合物が有する水酸基および連結基を介してアルコキシシリル基を導入することで得られる。より具体的には、化合物(X1)は、例えば、ポリオキシエチレン鎖を含むポリオキシアルキレンポリオールまたはポリオキシエチレン鎖を含み少なくとも1つの水酸基を有するポリオキシアルキレンポリオールアルキルエーテル(ただし、アルキルの炭素数は1~5である。)に、所定の割合で、水酸基に反応性の基およびアルコキシシリル基を有するシラン化合物(以下、シラン化合物(S)ともいう。)を反応させて得られる。
言い換えれば、化合物(X1)は、ポリオキシエチレンポリオールまたは少なくとも1つの水酸基を有するポリオキシエチレンポリオールアルキルエーテル(ただし、アルキルの炭素数は1~5である。)に、アルコキシシリル基が、その水酸基に由来する酸素原子、または、その水酸基に由来する酸素原子と所定の基が結合した連結基、を介して結合するように導入された化合物である。所定の基としては、例えば、後述する式(X11)中のQと同様の基が挙げられる。
用いるポリオキシアルキレンポリオールとしては、アルカンポリオール、エーテル性酸素原子含有ポリオール、糖アルコールなどの比較的低分子量のポリオールに、少なくともエチレンオキシドを含むアルキレンモノエポキシドを開環付加重合して得られる化合物が挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオールにおける、オキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシ1,2-ブチレン基、オキシ2,3-ブチレン基、オキシイソブチレン基等が挙げられる。
用いるポリオキシアルキレンポリオールアルキルエーテルとしては、このようなポリオキシアルキレンポリオールの水酸基の一部を炭素数1~5の脂肪族アルコールとエーテル結合させた化合物が挙げられる。以下の説明において、特に断りのない限り「ポリオキシアルキレンポリオールアルキルエーテル」は、少なくとも1個の水酸基を有するポリオキシアルキレンポリオールアルキルエーテル(ただし、アルキルの炭素数は1~5である。)をいう。「オキシアルキレン」が「オキシエチレン」に変わった場合も同様である。
上記ポリオキシアルキレンポリオールおよびポリオキシアルキレンポリオールアルキルエーテルが有するオキシアルキレン基はオキシエチレン基のみからなってもよく、オキシエチレン基と他のオキシアルキレン基の組み合わせからなってもよい。化合物(X1)としての分子設計のし易さから、オキシエチレン基のみを有するポリオキシエチレンポリオールまたはポリオキシエチレンポリオールアルキルエーテルが好ましい。以下、ポリオキシエチレンポリオールとポリオキシエチレンポリオールアルキルエーテルをまとめて、ポリオキシエチレンポリオール等ということもある。
すなわち化合物(X1)は、ポリオキシエチレンポリオール等とシラン化合物(S)の反応生成物が好ましい。ポリオキシエチレンポリオール等の水酸基の数としては、1~6が挙げられ、化合物(X1)としての分子設計のし易さの観点から、1~4が好ましく、1~3が特に好ましい。ポリオキシエチレンポリオール等として、具体的には、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、トリメチロールプロパントリオキシエチレンエーテル、ペンタエリスリトールポリオキシエチレンエーテル、ジペンタエリスリトールポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレングリコールモノアルキルエーテル(ただし、アルキルの炭素数は1~5である。)等が挙げられる。
例えば、ポリオキシエチレンポリオール等が、水酸基数が2のポリオキシエチレングリコールの場合、化合物(X1)として、下記式のようにポリオキシエチレングリコールとR-Q11-Si(R3-t(ORで表されるシラン化合物(S1)が反応して得られる、式中、符号(X11)で表される化合物(X11)が挙げられる。
Figure 0007334738000005
上記反応式において、ポリオキシエチレングリコールにおけるn1は1~300の整数であり、好ましくは2~100、より好ましくは4~20である。シラン化合物(S1)における、R、R、およびtは、好ましい態様を含めて上記式5の場合と同様である。シラン化合物(S1)における、Rは、水酸基と反応性の基であり、水酸基、カルボキシル基、イソシアネート基、エポキシ基が挙げられる。Q11は、炭素数2~20の、炭素原子-炭素原子間に、エーテル性酸素原子を有してもよく、水素原子が、塩素原子またはフッ素原子等のハロゲン原子や水酸基に置換されていてもよい2価炭化水素基である。水素原子が水酸基に置換される場合、置換する水酸基の個数は1~5個が好ましい。
式(X11)において、Qは、シラン化合物(S1)のR-Q11がポリオキシエチレングリコールの水酸基と反応した残基であり、R’-Q11(Oに結合する側がR’であり、アルコキシシリル基に結合する側がQ11である。)で示すことができる。R’としては、Rに対応して、単結合、-C(=O)-、-C(=O)NH-、-C(=O)N(CH)-、-C(=O)N(C)-、-CHCH(-OH)CHO-が挙げられる。以下、-C(=O)N…は、-CON…と示す。例えば、-C(=O)NH-は、-CONH-と示す。
として、-(CH-、-CONH(CH-、-CON(CH)(CH-、-CON(C)(CH-、-(CF-、-CO(CH-、-CHCH(-OH)CHO(CH-(kは、2~4の整数を表す)、-CHOC-、-CFOC-が好ましく、-(CH-、-CONH(CH-、-(CF-(kは、2~4の整数を表す)、-CHOC-、-CFOC-等がより好ましい。これらのなかでも、-CONHC-、-CONHC-、-CHOC-、-CFOC-、-C-、-C-、および-C-から選択されるいずれかが更に好ましく、-CONHC-、-CONHC-、-C-、-C-が特に好ましい。
なお、ポリオキシエチレングリコールを塩基性条件下で塩化アリルと反応させた後、ヒドロシリル化反応によってシラン変性することで、化合物(X11)を得てもよい。
化合物(X11)における基1は、基4中の基1である割合が、100モル%である。すなわち、化合物(X11)における基1は、すべてが基4に含まれる基1である上記のとおり、化合物(X1)におけるオキシエチレン鎖は、片末端がRである割合が半分以上であり、化合物(X11)におけるオキシエチレン鎖は、片末端が全てR(この場合は水素原子)である。
化合物(X11)における生体親和性基の含有量は、式(X11)中のn1(OCHCH)-Oの質量%であり、アルコキシシリル基の含有量は、式(X11)中の-Si(R3-t(ORの質量%である。化合物(X11)における生体親和性基およびアルコキシシリル基の含有量は、組成物(Y)の固形分組成に応じて適宜調整される。化合物(X11)における生体親和性基の含有量は、例えば、10~90質量%が好ましく、25~83質量%がより好ましく、40~83質量%がさらに好ましく、60~83質量%が特に好ましい。化合物(X11)におけるアルコキシシリル基の含有量は、1~70質量%が好ましく、2~70質量%がより好ましく、2~45質量%がさらに好ましく、10~30質量%が特に好ましい。
なお、化合物(X11)における末端の水素原子が、水素原子以外のRと置き換わった化合物も化合物(X1)として使用できる。すなわち、上記反応式において、水酸基数が2のポリオキシエチレングリコールの代わりにポリオキシエチレングリコールモノアルキルエーテル(アルキルはRである。)を用いて得られる化合物も、化合物(X1)として使用できる。その場合のRとしては、メチル基、エチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
例えば、ポリオキシエチレンポリオールが、水酸基数が3のポリオキシエチレングリセリルエーテルの場合、化合物(X1)として、下記式のようにポリオキシエチレングリセリルエーテルとR-Q11-Si(R3-t(ORで表されるシラン化合物(S1)が反応して得られる、式中、符号(X12)で表される化合物(X12)が挙げられる。
Figure 0007334738000006
上記反応式において、ポリオキシエチレングリセリルエーテルにおけるn1は、ポリオキシエチレングリコールにおけるn1と好ましい態様を含めて同様にできる。シラン化合物(S1)は上記同様とできる。化合物(X12)における、Qは、化合物(X11)におけるQと好ましい態様を含めて同様にできる。
化合物(X12)における基1は、基4中の基1である割合が、67モル%である。化合物(X12)における生体親和性基の含有量は、式(X12)中のO-(CHCHO)n1-およびO-(CHCHO)n1-Hの合計質量%であり25~83質量%に調整される。化合物(X12)における生体親和性基の含有量およびアルコキシシリル基の含有量は、好ましい範囲を含めて化合物(X11)の場合と同様にできる。
なお、化合物(X12)におけるO-(CHCHO)n1-Hの末端の水素原子が、水素原子以外のRと置き換わった化合物も化合物(X1)として使用できる。その場合のRとしては、メチル基が好ましい。
化合物(X1)において、生体親和性基およびアルコキシシリル基以外の構造の含有量は、表層における生体親和性およびその耐久性の両立の観点から、10~50質量%が好ましく、20~30質量%がより好ましい。化合物(X1)の重量平均分子量(以下、「Mw」と示すこともある)は、原料入手の容易性の観点から、100~10000が好ましく、500~2000がより好ましい。化合物(X1)のMwは、サイズ排除クロマトグラフィーによって算出される。
以上、ポリオキシエチレンポリオール等として、ポリオキシエチレングリコールおよびポリオキシエチレングリセリルエーテルを例に化合物(X1)を説明した。これら以外のポリオキシエチレンポリオール等についても同様に、基1が基4中の基1である割合、生体親和性基の含有量、アルコキシシリル基の含有量等を所望の割合に適宜調整して、化合物(X1)を製造することが可能である。
化合物(X1)は、さらにその部分加水分解縮合物であってもよい。化合物(X1)を部分加水分解縮合物とする場合、後述のようにしてドライコーティング膜の表面に表層を形成する際に支障をきたさない程度の粘度となるように、縮合度を適宜調整する。このような粘度の観点から部分加水分解縮合物のMwは、1,000~1,000,000が好ましく、1,000~100,000がより好ましい。以下の部分加水分解共縮合物についても、Mwの好ましい範囲は同様である。なお、部分加水分解縮合物におけるアルコキシシリル基の含有量(質量%)は、原料のシラン化合物のアルコキシシリル基の含有量(質量%)と同等として扱う。部分加水分解共縮合物においては、原料のシラン化合物の混合割合からアルコキシシリル基の含有量(質量%)を算出できる。
化合物(X1)は、2種以上の化合物(X1)を、所望の割合で生体親和性基とアルコキシシリル基を含有するように、部分加水分解共縮合した部分加水分解共縮合物であってもよい。化合物(X1)は、また、化合物(X1)と生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物を、得られる部分加水分解縮合物が化合物(X)として所望の割合で生体親和性基とアルコキシシリル基を含有するように、部分加水分解共縮合した部分加水分解共縮合物であってもよい。
生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物としては、下式6のアルコキシシラン化合物(以下、化合物6ともいう)が挙げられる。
Si(R204-p(OR21 式6
ただし、式6中、R20は、ポリオキシエチレン鎖を有しない一価有機基であり、R21は炭素数1~18のアルキル基であり、pは1~4の整数である。R20およびOR21が複数存在する場合、R20およびR21はそれぞれ同一であっても異なってもよい。製造上の観点から同一であることが好ましい。
20として具体的には、炭素数1~18のアルキル基が挙げられ、縮合反応時の立体障害の観点からメチル基が好ましい。
ドライコーティング膜と表層の密着性の観点から、pは2以上が好ましく、3または4がより好ましく、4が特に好ましい。加水分解反応速度及び加水分解反応時の副生成物の揮発性の観点から、R21は、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
化合物(X2)としては、例えば、生体親和性基を有する(メタ)アクリレートとアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリレートを必須とし、任意にこれら以外のその他(メタ)アクリレートを含む単量体を共重合させた(メタ)アクリレート共重合体が挙げられる。この場合、原料単量体は、得られる(メタ)アクリレート共重合体が化合物(X)として所望の割合で生体親和性基とアルコキシシリル基を含有するように、上記各(メタ)アクリレートの含有量を調整する。
上記(メタ)アクリレート共重合体としては、例えば、下記式(X21)で表される共重合体(X21)が挙げられる。
Figure 0007334738000007
ただし、式(X21)において、R~R、Xおよびa、bは、式1~式4におけるのと同様である。R~Rは、独立にメチル基が好ましく、RおよびRは独立にメチル基が好ましい。Rはメチル基または水素原子が好ましい。a、bはそれぞれ独立に2が好ましい。
n2は1~300の整数であり、好ましくは1~100、より好ましくは1~20である。R、R、およびtは、好ましい態様を含めて上記式5の場合と同様である。
Rは各単位で独立に水素原子またはメチル基である。R10は、水素原子、または、生体親和性基およびアルコキシシリル基を有しない一価有機基である。R10は、水素原子または炭素原子数1~100のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~20のアルキル基がより好ましい。
共重合体(X21)は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよい。
、Q、Qは、炭素数2~10であり、炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよく、水素原子が、塩素原子またはフッ素原子等のハロゲン原子や水酸基に置換されていてもよい2価炭化水素基である。
は、-C-、-C-、-C-が好ましく、-C-、-C-がより好ましく、さらに-C-が好ましい。
およびQは、それぞれ独立して、-C-、-C-、-C-が好ましく、-C-、-C-がより好ましく、-C-がさらに好ましい。
は、単結合または-O-Q-であり、単結合が好ましい。QはQと同様である。
共重合体(X21)において、eは、共重合体の全単位数を100とした場合の、アルコキシシリル基を有する単位(以下、単位(A)という)の個数を示す。f、g、h、iは、同様に、基1(4)を有する単位(以下、単位(B1)という)、基2を有する単位(以下、単位(B2)という)、基3を有する単位(以下、単位(B3)という)、および-(C-C(R)(C(=O)OR10))-で表される単位(以下、単位(C)という)の、それぞれ共重合体の全単位数を100とした場合の個数を示す。以下、-C(=O)O…は、-COO…と示す。
式(X21)においてe~iの割合を調整することで、共重合体(X21)における生体親和性基およびアルコキシシリル基(-Si(R3-t(OR)の含有量が調整できる。共重合体(X21)におけるe~iの割合は、組成物(Y)の固形分組成に応じて適宜調整される。共重合体(X21)における生体親和性基の含有量は、例えば、20~90質量%が好ましく、25~83質量%がより好ましく、30~83質量%がさらに好ましく、40~83質量%が特に好ましい。共重合体(X21)におけるアルコキシシリル基の含有量は、1~70質量%が好ましく、2~70質量%がより好ましく、2~25質量%がさらに好ましく、2~15質量%が特に好ましい。
共重合体(X21)としては、単位(A)および単位(B1)のみで構成される共重合体が好ましい。以下、単位(A)、単位(B1)、単位(B2)、単位(B3)、単位(C)の原料となる(メタ)アクリレートをそれぞれ、(メタ)アクリレート(A)、(メタ)アクリレート(B1)、(メタ)アクリレート(B2)、(メタ)アクリレート(B3)、(メタ)アクリレート(C)という。また、(メタ)アクリレート(B1)、(メタ)アクリレート(B2)および(メタ)アクリレート(B3)をまとめて(メタ)アクリレート(B)という。以下の(メタ)アクリレートの説明において、符号の意味はすべて共重合体(X21)におけるのと同じである。
(メタ)アクリレート(A)は、CH=CR-COO-Q-Si(R3-t(ORであり、CH=CR-COO-Q-Si(ORが好ましく、CH=CR-COO-(CH-Si(OCH、CH=CR-COO-(CH-Si(OCが特に好ましい。
(メタ)アクリレート(B1)は、CH=CR-CO-Q-O-(CHCHO)n2-Rであり、CH=CR-COO-(CHCHO)n2-R(n2=1~300、RはHまたはCHである。)が好ましい。n2はさらに好ましくは1~20である。
(メタ)アクリレート(B2)は、CH=CR-COO-Q-(PO )-(CH-Nであり、CH=CR-COO-(CH-(PO )-(CH-N(CHが好ましい。
(メタ)アクリレート(B3)は、CH=CR-COO-Q-N-(CH-Xであり、CH=CR-COO-(CH-N(CH-CH-COOが好ましい。
(メタ)アクリレート(C)は、CH=CR-COO-R10であり、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ドデシルメタクリレート等が挙げられる。
共重合体(X21)は、例えば、原料(メタ)アクリレートを、e~iが上記所定の割合となるように準備し、重合開始剤の存在下、従来公知の、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、乳化重合等の方法で共重合させることで得られる。
なお、化合物(X2)において、生体親和性基およびアルコキシシリル基以外の構造の含有量は、表層における生体親和性およびその耐久性の両立の観点から、15~55質量%が好ましく、15~40質量%がより好ましい。化合物(X2)のMwは、製造容易性の観点から、1,000~1,000,000が好ましく、20,000~100,000がより好ましい。化合物(X2)のMwは、サイズ排除クロマトグラフィーにより算出される。
化合物(X2)は、さらにその部分加水分解縮合物であってもよい。化合物(X2)を部分加水分解縮合物とする場合、後述のようにしてドライコーティング膜の表面に表層を形成する際に支障をきたさない程度の粘度となるように、縮合度を適宜調整する。このような粘度の観点から部分加水分解縮合物のMwは、2,000~2,000,000が好ましく、30,000~300,000がより好ましい。以下の部分加水分解縮合物についても、Mwの好ましい範囲は同様である。
化合物(X2)は、2種以上の化合物(X2)を、所望の割合で生体親和性基とアルコキシシリル基を含有するように、部分加水分解共縮合した部分加水分解共縮合物であってもよい。化合物(X2)は、また、化合物(X2)と生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物を、得られる部分加水分解縮合物が化合物(X)として所望の割合で生体親和性基とアルコキシシリル基を含有するように、部分加水分解共縮合した部分加水分解共縮合物であってもよい。
組成物(Y)は、化合物(X)の1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。化合物(X)を2種以上用いる場合には、化合物(X1)のみで2種以上を構成する、または化合物(X2)のみで2種以上を構成することが好ましい。組成物(Y)が含有する固形分が化合物(X)のみで構成される場合、化合物(X)は、生体親和性基の含有量および、アルコキシシリル基の含有量が上記所定の範囲となるように選択される。組成物(Y)における固形分中の化合物(X)の割合は、例えば、25~100質量%が好ましく、50~100質量%がより好ましく、75~100質量%がさらに好ましい。
組成物(Y)は、化合物(X)以外のその他成分を含有してもよい。その他成分としては、表層に固形分として含有される化合物(X)以外のその他の固形分が挙げられる。表層の形成をドライコーティングで行う場合には、組成物(Y)は固形分のみを含有する。一方、表層の形成をウェットコーティングで行う場合には、その他成分として、さらに、表層形成に際して除去される液状媒体を含有する。
その他の固形分は、化合物(X)と同様に硬化する成分であってもよく、非硬化性の成分であってもよい。その他の固形分としては、化合物(X)の製造過程で用いた原料や副生成物のうち除去しきれなかった不純物、機能性の添加剤、触媒等が挙げられる。機能性の添加剤としては、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、レベリング剤等が挙げられる。
なお、その他の固形分は、得られる表層が上記TOC溶出量の範囲を満足できる固形分であるのが好ましい。その他の固形分は、具体的には、化合物(X)と加水分解縮合が可能な成分が好ましく、化合物(X)以外の加水分解性シリル基含有成分、さらにはアルコキシシリル基含有成分がより好ましい。特に好ましくは、組成物(Y)は、化合物(X)以外の固形分を含有しない。組成物(Y)が固形分として化合物(X)のみを含有する場合、化合物(X)は、生体親和性基を25~83質量%の割合で含有し、かつアルコキシシリル基を2~70質量%含有するのが好ましい。
触媒としては、アルコキシシリル基の加水分解縮合反応に用いる従来公知の触媒が特に制限なく用いられる。触媒として、具体的には、塩酸、硝酸、酢酸、硫酸、燐酸、スルホン酸例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、等の酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基やアルミ系、チタン系の金属触媒が挙げられる。
化合物(X)として、化合物(X1)を用いる場合には、その他の固形分として、生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物および/またはその部分加水分解縮合物を用いてもよい。生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物としては、上記化合物6が好ましい。生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物を部分加水分解縮合物とする場合には、そのMwは100~100,000が好ましく、100~10,000がより好ましい。
組成物(Y)が、固形分として化合物(X1)と、生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物を含有する場合、化合物(X1)と生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物の合計における、生体親和性基の含有量は25~83質量%であり、アルコキシシリル基の含有量が2~70質量%であるのが好ましい。すなわち、固形分としてこれら以外の、生体親和性基および/またはアルコキシシリル基を有する化合物を含有しないことが好ましい。この場合、化合物(X1)100質量部に対する生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物の割合は、50~200質量部が好ましく、50~100質量部がより好ましい。
化合物(X)として、化合物(X1)を用いる場合には、全固形分中の化合物(X1)、生体親和性基を有しないアルコキシシラン化合物および触媒以外のその他の固形分の含有量は、合計で40質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
化合物(X)として、化合物(X2)を用いる場合にも、必要に応じて化合物(X2)以外のアルコキシシラン化合物を用いてもよい。化合物(X)として、化合物(X2)を用いる場合には、全固形分中の化合物(X2)および触媒以外のその他の固形分の含有量は、合計で40質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
表層の形成をウェットコーティングで行う場合に組成物(Y)が含有する液状媒体は、化合物(X)を含む固形分を均一に溶解または分散可能であればよく、公知の各種の液状媒体のなかから適宜選択できる。液状媒体は、表層の形成に際して、最終的には除去される必要があるため、その沸点は60~160℃の範囲にあることが好ましく、60~120℃の範囲にあることがより好ましい。
液状媒体として、具体的には、アルコール類、エーテル類、ケトン類、酢酸エステル類等が好ましい。上記沸点の条件を満足する液状媒体として、具体的には、イソプロピルアルコール(IPA)、エタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、2-ブタノン等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
液状媒体は、化合物(X)を含む加水分解性シリル基含有成分が加水分解反応するための水を含有することができるが、貯蔵安定性の観点からは水を含有しないことが好ましい。ただし、液状媒体が水を含有しない場合でも、化合物(X)を含む加水分解性シリル基含有成分は大気中の水分により加水分解反応が可能であるため、液状媒体における水の含有は必須ではない。
液状媒体を含有する場合の組成物(Y)中の固形分濃度は、0.1~50質量%が好ましく、1~30質量%がより好ましく、1~15質量%がさらに好ましい。固形分濃度が上記範囲内であると、組成物(Y)を用いてウェットコーティングで形成される表面層の膜厚が、防藻性とその耐久性を十分に発揮できる好適な範囲内となりやすい。組成物(Y)の固形分濃度は、組成物(Y)を80℃3時間の真空乾燥した後の質量と、加熱前の組成物(Y)の質量とから算出できる。組成物(Y)の製造時に配合される全固形分と液状媒体の量から算出してもよい。
液状媒体を含有する場合の組成物(Y)は、液状媒体を50~99.5質量%含むことが好ましく、65~99質量%含むことがより好ましく、70~99質量%含むことがさらに好ましい。
組成物(Y)の製造方法は特に限定されない。化合物(X)を含む固形分を含み、さらに液状媒体を含む場合は、これら固形分と液状媒体を、上記含有量となるように混合すればよい。組成物(Y)にあっては、上記に説明したとおり、化合物(X)を含み、固形分中の生体親和性基の含有量が25~83質量%であり、アルコキシシリル基の含有量が2~70質量%であるため、組成物(Y)を用いてドライコーティング膜の表面に形成される該組成物の硬化物からなる表層は、生体親和性に優れるとともに、生体親和性の耐久性に優れる。
表層の厚さは、0.5~20nmが好ましく、0.5~10nmが特に好ましい。表層の厚さが上記範囲の下限値以上であれば、生体親和性およびその耐久性を発現しやすい。表層の厚さが上記範囲の上限値以下であれば、強度が優れる。表層の厚さは、リガク社ATX-Gに代表されるX線反射率測定装置での測定により求められる。
ドライコーティング膜上面の所定の領域に組成物(Y)を用いて表層を形成する方法としては、ドライコーティングまたはウェットコーティングが挙げられ、ドライコーティングが好ましい。
ドライコーティングとしては、真空蒸着、CVD、スパッタリング等の手法が挙げられる。化合物(X)の分解を抑える点、および装置の簡便さの点から、真空蒸着法が好適に利用できる。真空蒸着法は、抵抗加熱法、電子ビーム加熱法、高周波誘導加熱法、反応性蒸着、分子線エピタキシー法、ホットウォール蒸着法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法等に細分することができるが、いずれの方法も適用できる。化合物(X)の分解を抑制する点、および装置の簡便さの点から、抵抗加熱法が好適に利用できる。真空蒸着装置は特に制限なく、公知の装置が利用できる。
真空蒸着法を用いる場合の成膜条件は、適用する真空蒸着法の種類によって異なるが、抵抗加熱法の場合、蒸着前真空度は1×10-2Pa以下が好ましく、1×10-3Pa以下が特に好ましい。蒸着材料(ドライコーティング用の組成物(Y))の加熱温度は、蒸着材料が十分な蒸気圧を有する温度であれば特に制限はない。具体的には30~400℃が好ましく、50~300℃が特に好ましい。
蒸着材料の加熱温度が上記範囲の下限値以上であれば、成膜速度が良好になる。上記範囲の上限値以下であれば、化合物(X)の分解が生じることなく、ドライコーティング膜上の所定の領域に表層を形成できる。真空蒸着時のドライコーティング膜付きデバイス基材の温度は、デバイス基材の構成材料の耐熱性によるが、20~200℃の範囲であることが好ましい。
ドライコーティング膜付きデバイス基材の温度が20℃以上であれば、成膜速度が良好になる。ドライコーティング膜付きデバイス基材の温度が200℃以下であれば縮合反応せずにドライコーティング膜表面に成膜することができ、成膜後速やかにドライコーティング膜表面と共有結合することが可能である。ドライコーティング膜付きデバイス基材の温度の上限値は100℃がより好ましい。なお、ドライコーティング膜付きデバイス基材の温度の上限は、上記に加えてデバイス基材の構成材料の耐熱性を考慮して調整される。
ドライコーティング法に際して、ドライコーティング膜の上面の所定の領域への組成物(Y)の付着は、得られる表層の厚みを上記好ましい厚みとするために、化合物(X)の付着量として0.5~10mg/mとなるように行うことが好ましい。化合物(X)の付着量は、0.5~5mg/mがより好ましく、1.0~5.0mg/mが特に好ましい。
ドライコーティング法に際して、化合物(X)の反応は、上記成膜の際にドライコーティング膜の温度を上記のとおり調整することにより略同時に進行する。この際、化合物(X)が有するアルコキシシリル基から加水分解反応により生成したシラノール基は、その一部が縮合反応して分子間が結合される。化合物(X)から生成したシラノール基は、ドライコーティング膜表面が有する、金属酸化物(D)由来の金属-OH基と縮合反応してドライコーティング膜と表層は共有結合で接合される。
ウェットコーティングにより表層を形成する方法としては、ドライコーティング膜の所定の表面に、上記で説明した液状媒体を含む組成物(Y)を塗布し塗膜を得ること(以下、「塗布工程」ともいう。)、および該塗膜を硬化して表層を得ること(以下、「硬化工程」ともいう。)を含む方法が挙げられる。
塗布工程における、組成物(Y)のドライコーティング膜表面への塗布方法としては、例えばディップコート法、スピンコート法、ワイプコート法、スプレーコート法、スキージーコート法、ダイコート法、インクジェット法、フローコート法、ロールコート法、キャスト法、ラングミュア・ブロジェット法、グラビアコート法等が挙げられる。
硬化工程における、塗膜の硬化方法としては、加熱が好ましい。加熱温度は、化合物(X)の種類によるが、50~200℃が好ましく、80~150℃がより好ましい。なお、硬化工程においては、通常、液状媒体の除去も同時に行う。したがって、加熱温度は、液状媒体の沸点以上の温度が好ましい。
ウェットコーティングによる表層の形成においては、必要に応じて塗布工程、乾燥工程以外の工程処理を有してよい。例えば、組成物(Y)が水を含有しない場合、硬化工程と同時、または、硬化工程の前、後に、加湿等の処理を行ってもよい。
また、表層の形成後、表層中の化合物であって余剰の化合物は、必要に応じて除去してもよい。具体的な方法としては、例えば、表層に溶剤、例えば組成物(Y)の液状媒体として用いた化合物をかけ流す方法や、溶剤、例えば組成物(Y)の液状媒体として用いた化合物をしみ込ませた布でふき取る方法が挙げられる。
本発明の医療用デバイスは、樹脂材料を用いたデバイス基材の樹脂表面上に生体親和性の表層を有する医療用デバイスにおいて、表層がデバイス基材の樹脂表面との密着性に優れることで生体親和性の耐久性に優れるとともに、製造過程においてデバイス基材の劣化を招くことのない医療用デバイスである。
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。「%」は、特に規定のない限り、「質量%」を示す。例1~6、例19~24は実施例、例7~18、例25~36は比較例である。
(化合物(X)の合成、準備)
<化合物(X1)>
化合物(X1)に分類される化合物および比較例用の生体親和性基を有しない化合物を以下のとおり合成または準備した。
化合物(X11-1);以下に構造を示す化合物(X11-1)、すなわち、2-[メトキシ(ポリエチレンオキシ)9-12プロピル]トリメトキシシランとして、市販品、SIM6492.72(商品名、Gelest社製)を準備した。化合物(X11-1)は、化合物(X11)の末端水素原子がメチル基に置換され、n1が9~12、Qが-C-、tが3、Rがメチル基の化合物である。
Figure 0007334738000008
化合物(X11-2);化合物(X11-1)においてオキシエチレン基の繰り返し数が6~9である以外は同じ分子構造の化合物(X11-2)、すなわち、2-[メトキシ(ポリエチレンオキシ)6-9プロピル]トリメトキシシランとして、市販品、SIM6492.7(商品名、Gelest社製)を準備した。
化合物(X12-1);以下に構造を示す化合物(X12-1)は、化合物(X12)において、n1が7~8、Qが-CONHC-、tが3、Rがエチル基の化合物であり、次の方法で合成した。
Figure 0007334738000009
300mLナス型フラスコに、n1が7~8のポリオキシエチレングリセリルエーテル(表1中、ポリオキシエチレンポリオールの種類として「A」と示す。)263g(259mmol)、KBE-9007(信越シリコーン社製、製品名、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート)64.1g(259mmol)を加えた。続いて、得られた混合物に対して1質量%のトリエチルアミン3.27g(32.4mmol)を加え、その後80℃で16時間撹拌した。続いて、得られた反応混合物をロータリーエバポレーターによって加熱減圧しトリエチルアミンを除去して無色透明液体として化合物(X12-1)を得た。収量は327g、収率は100%であった。
化合物(Cf1);化合物(Cf1)として(3-メトキシプロピル)トリメトキシシラン(CH-O-(CH-Si(OCH)、市販品、SIM6493.0(商品名、Gelest社製)を準備した。
化合物(X12-1)の合成に用いたポリオキシエチレンポリオールの種類およびポリオキシエチレンポリオールに対するKBE-9007の添加量(当量)、および、上記各化合物における、Mw、基1(4)における(CHCHO)の繰り返し数(n1)、基1中の基4の割合(モル%)、化合物中の生体親和性基(基1(4))の割合(質量%))、アルコキシシリル基の割合(質量%)を表1に示す。
Figure 0007334738000010
<共重合体(X21)>
化合物(X2)として、共重合体(X21-1)~共重合体(X21-3)を以下の表2に示す単量体組成(質量比)で製造して用いた。また、生体親和性基を有する単量体の単独重合体(M)(化合物(X)ではない)を製造して用いた。なお、用いた単量体とその略号を以下に示す。表2に示す単量体組成、例えば、製造例2におけるHEMA/KBM-503=95/5は、HEMAとKBM-503を質量比で95:5の割合で用いたことを示す。他の製造例においても同様である。
<単量体略号>
(1)単量体(A)
KBM-503;信越シリコーン社製、製品名、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(CH=C(CH)-COO-(CH-Si(OCH
KBM-5103;信越シリコーン社製、製品名、トリメトキシシリルプロピルアクリレート(CH=CH-COO-(CH-Si(OCH
(2)単量体(B1)
AME-400;ブレンマーAME-400(日油社製、商品名、CH=CH-COO-(CHCHO)-CH
HEMA;CH=C(CH)-COO-CHCHO-H
HEA;CH=CH-COO-CHCHO-H
[製造例1]
500mL3つ口フラスコに、HEMAの57.0g(438mmol)、KBM-503の3.00g(12.1mmol)、1-メトキシ‐2-プロパノールの119g、ジアセトンアルコールの21g、および2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチルの600mg(2.61mmol)を加えた。反応液中の単量体の濃度を30質量%、開始剤濃度を1質量%とした。続いて、得られた混合物を75℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、室温まで空冷し無色透明液体(共重合体(X21-1)を30質量%含む溶液)を得た。収量は200g、収率は100%であった。
[製造例2~4]
製造例1において、単量体組成を表2に示すとおりに変更した以外は同様にして、(共重合体(X21-2)、(X21-3)を製造した。また、生体親和性基を有する単量体の単独重合体(M)を製造した。
製造例1~4で得られた化合物(共重合体)における、Mw、基1(4)における(CHCHO)の繰り返し数(n2)、化合物中の生体親和性基(基1(4))の割合(質量%))、アルコキシシリル基の割合(質量%)を表2に示す。
Figure 0007334738000011
[例1]
デバイス基材として、縦108mm、横75mmに切断した、厚み3mmのポリスチレン製フィルム(三菱樹脂社製)を用いた。ポリスチレン製フィルムの一方の主面の全面に、AGCセラミックス製SiCターゲット(商品名SC)を用いて、アルゴンガスに酸素ガス40体積%を混合して導入し、0.5Paの圧力で周波数100kHz、電力密度は3.25w/cm、反転パルス幅4.5μsecのパルススパッタを行い、ポリスチレン製フィルムの主面上に厚み10nmの酸化ケイ素からなるドライコーティング膜を成膜した。
ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムを洗浄し、ドライコーティング膜が形成された表面に化合物(X11-1)を真空蒸着(蒸着前真空度;3.4×10-4Pa、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムの温度;25℃、化合物(X11-1)の温度;60℃)することにより、膜厚2nmの表層を形成した。このようにして、ポリスチレン製フィルム上にドライコーティング膜、表層が順に形成された医療用デバイス1を得た。
[例2]
例1において、化合物(X11-1)の代わりに化合物(X11-2)を用いた以外は同様にして、医療用デバイス2を得た。
[例3]
共重合体(X21-1)を含む溶液(固形分濃度:30質量%)を1-メトキシ-2-プロパノールとジアセトンアルコールと0.1質量%硝酸水溶液を質量比51:9:40で混合した溶媒に、固形分濃度10質量%になるように添加し、50℃、16時間撹拌して、共重合体(X21-1)の部分加水分解縮合物を含む液状組成物を得た。得られた部分加水分解縮合物のMwを表2に示す。さらに、この液状組成物を、固形分濃度が1.0質量%となるように、メトキシプロパノールとジアセトンアルコールの85:15(質量比)の混合溶媒に溶解させ、表層形成用組成物とした。
例1と同様にして作製したドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムを洗浄し、表層形成用組成物を用いてディップコート法により、ドライコーティング膜が形成された表面に表層形成用組成物の塗膜を形成した。次いで、これを、50℃の熱風循環オーブンで1時間乾燥して、膜厚1.8nmの表層を形成した。このようにして、ポリスチレン製フィルム上にドライコーティング膜、表層が順に形成された医療用デバイス3を得た。
[例4、5、6]
例3において、共重合体(X21-1)を、共重合体(X21-2)、共重合体(X21-3)、または化合物(X12-1)に変えた以外は、同様にして、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムから医療用デバイス4、5、6を得た。なお、共重合体(X21-2)、共重合体(X21-3)、または化合物(X12-1)の部分加水分解縮合物のMwを表2または表1に示す。
[例7~12]
上記例1~6において、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムの代わりにポリスチレン製フィルムを用いた以外は同様にして、ポリスチレン製フィルム上に直接表層を形成した、医療用デバイス7~12を得た。
[例13、14]
単独重合体(M)を固形分濃度が1.0質量%となるように、メトキシプロパノールとジアセトンアルコールの85:15(質量比)の混合溶媒に溶解させ、表層形成用組成物とした。得られた表層形成用組成物を用いて、例3と同様にしてドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムから医療用デバイス13を得た。さらに、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムの代わりにポリスチレン製フィルムを用いた以外は上記と同様にして、ポリスチレン製フィルム上に直接表層を形成した医療用デバイス14を得た。
[例15、16]
例3において、共重合体(X21-1)を、化合物(Cf1)に変えた以外は、同様にして、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムから医療用デバイス15を得た。さらに、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムの代わりにポリスチレン製フィルムを用いた以外は上記と同様にして、ポリスチレン製フィルム上に直接表層を形成した医療用デバイス16を得た。なお、化合物(Cf1)の部分加水分解縮合物のMwを表1に示す。
[例17、18]
例17において医療用デバイス17として、ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムをそのまま用いた。例18において医療用デバイス18として、ポリスチレン製フィルムをそのまま用いた。
[評価]
上記で得られた医療用デバイス1~18について、以下の方法で細胞非接着性および溶出量を評価した。結果を、各医療用デバイスの構成とともに表3に示す。表3中、「PS」は、ポリスチレン製フィルムを示す。
(細胞非接着性)
上記で得られた医療用デバイス1~18をそれぞれ、23mm×25mmに切断し、50ccのガラス製バイアル瓶に入れ、さらにIPAを10cc加えて超音波で10分洗浄を行った。IPAを吸引した後、同様にエタノールを10cc入れ超音波で10分洗浄行い、乾燥させることで評価用基板を準備した。
得られた洗浄済みの23mm×25mmの評価用基板を35mmφのポリスチレン製シャーレ(1000-035:AGCテクノグラス社製)に設置し、16時間クリーンベンチでUV照射滅菌を行った。
播種時の細胞生存割合が97%以上であることが確認されたTIG-3細胞が3mLあたり13万細胞になるように、10%FBSが添加されたMEMを培地として用いて、細胞懸濁液の調製を行った。細胞懸濁液の3mLを上記評価用基板が設置されたシャーレに分注することで細胞を播種し37℃のインキュベーターで24時間培養した。その後観察領域を1.8mm×1.3mmの範囲として、3箇所の観察領域において、顕微鏡観察(10倍)を行い細胞の伸展の有無で接着の判定を以下の基準で行った。細胞が基材に対して楕円状または正円状に広がっている状態を細胞の伸展と定義する。
なお、各評価用基板において、評価は表層が形成された面について行った。例17はドライコーティング膜面で評価した。例18はポリスチレン製フィルムの表面について評価した。
「○」;全ての箇所の観察領域に細胞が付着していない。
「△」;少なくとも1箇所の観察領域において、その一部に細胞が付着している。
「×」;全箇所について観察領域の略全体に細胞が付着している。
(TOC溶出量測定)
上記で得られた医療用デバイス1~18をそれぞれ、108mm×25mm(面積;27cm)に切断した検体を、100mLのガラス製バイアル瓶に蒸留水30mLとともに入れ7日間40℃で静置してTOCを溶出させた。得られた溶出液の、TOC濃度[mg/L]をTOC計TNC-6000(東レエンジニアリング社製)により測定し、上記検体の面積(27cm)で除して表層の単位面積1cm当たりのTOC溶出量[mg/L]を算出した。ドライコーティング膜付きポリスチレン製フィルムからのTOC溶出量は0mg/Lであることから、得られたTOC溶出量は、表層からのTOC溶出量を意味する。
Figure 0007334738000012
[例19~36]
上記例1~18において、デバイス基材として、縦108mm、横75mmに切断した、厚み125μmのCOP製フィルム(日本ゼオン社製)を用いた以外は同様にして例19~36の医療用デバイス19~36を得た。得られた医療用デバイス19~36について、上記と同様の評価を行った。結果を表4に示す。
Figure 0007334738000013
なお、2018年9月11日に出願された日本特許出願2018-169556号の明細書、特許請求の範囲及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (5)

  1. 表面の少なくとも一部が樹脂材料からなるデバイス基材と、
    前記樹脂材料からなる表面上に設けられる、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を主成分とするドライコーティング膜と、
    前記ドライコーティング膜上に設けられる、生体親和性基と、前記ドライコーティング膜と共有結合を形成し得る基と、を有する化合物を含む組成物の硬化物からなる表層と、を有する医療用デバイスであって、
    前記表層は、前記ドライコーティング膜と共有結合しており、
    前記生体親和性基は、下式1で表される基、下式2で表される基および下式3で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、前記生体親和性基が下式1で表される基を有する場合、下式1で表される基のうち50~100モル%は、下式4で表される基中の式1で表される基であり、
    前記共有結合を形成し得る基は、下式5で表される加水分解性シリル基である、医療用デバイス
    Figure 0007334738000014
    ただし、式1中、nは1~300の整数である。
    式2中、R ~R はそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であり、aは1~5の整数である。
    式3中、R およびR はそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であり、X は下式3-1で表される基または下式3-2で表される基であり、bは1~5の整数である。
    式4中、nは1~300の整数であり、R は水素原子または炭素数1~5のアルキル基である。
    Figure 0007334738000015
    -Si(R 3-t (OR 式5
    ただし、式5中、R は、炭素数1~18のアルキル基であり、R は炭素数1~18のアルキル基であり、tは1~3の整数である。
  2. 前記表層は40℃の水に7日間浸漬した場合に、前記表層の単位面積1cm当たりの水に対する全有機炭素(TOC)の溶出量が10mg/L以下である請求項1に記載の医療用デバイス。
  3. 前記ドライコーティング膜は蒸着膜である請求項1または2に記載の医療用デバイス。
  4. 前記組成物の固形分における生体親和性基の含有量は25~83質量%であり、加水分解性シリル基の含有量は2~70質量%である請求項1~3のいずれか一項に記載の医療用デバイス。
  5. 前記ドライコーティング膜中の前記金属酸化物の含有割合が90~100質量%である請求項1~のいずれか1項に記載の医療用デバイス。
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