JPH06510322A - ポリマー処理剤 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ポリマー処理剤
本発明は新規グラフトポリマー、その製造法、それを含む表面を有する造形品、
及びそれを用いた表面の生物適合化の方法に関する。
現代医学において、血液、−接触デバイスの利用は今や多くの分野に共通である
。心臓弁、人工血管(blood vessel protheses)及びバ
ルーンポンプなどのデバイスが外科手術により体内埋植される。血液−接触デバ
イスは、例えば血液の解毒などにおいて体外でも日常的に用いられる。
多くの場合金属又はポリマー材料から構成されるデバイスは、血液と接触した時
に不利な反応を起こす。この反応は例えば蛋白質沈着又は血小板(栓球)癒着及
び凝集によって起こり、これらは止血栓(haemostatic plug)
(血栓)の形成につながる。そのような止血反応は患者にとって重大な不利な結
果を有する。
そのような不利な反応を起こさず、従って生物適合性であると考えられる新規材
料の開発の努力がかなり成されてきた。しかしこれに関して有効な材料の開発の
必要性はまだ続いている。
ここで我々は、既知のポリマーより生物適合性が驚く程向上し、及び/又は機械
的あるいは化学的性質が改良された新規系列のポリマーを案出した。特に本発明
のポリマーは従来のポリマーと比較して血小板ならびに蛋白質の癒着の減少を示
す。それらは又、従来のポリマーと比較した湿潤性、滑性及び帯電防止性の向上
に関して望ましい性質を示す。
従って本発明は、ポリマー基質を式(I):[式中、基Rは同−又は異なりそれ
ぞれ直鎖状もしくは分枝鎖状C1−04アルキル基であり、
Xはアリール基又は場合により1個又はそれより多い炭素−炭素二重又は三重結
合、エーテル結合あるいはアリール基を含む直鎖状もしくは分枝鎮状C1−C2
゜アルキレン基であり、アリール基は非置換であるか、あるいは1個又はそれよ
り多いC1−4アルキル基により置換されており、nは2−4であり、
Aは反応性基である]
の化合物とグラフトさせることにより得られるグラフトポリマーを提示する。
従って本発明のポリマーは式(I)の化合物の残基をグラフトしたポリマー基質
を含む。
特定の具体例において本発明のポリマーは、ポリマー基質への式(1)の化合物
のラジカル開始グラフトにより得られる。そのような場合反応は基質上のラジカ
ルの生成により開始することができ、それが式(1)の化合物の反応性基Aと反
応する。別の場合、反応は式(I)の化合物の基Aのラジカルへの転位、及びそ
の後の基質における反応性基、例えばエチレン性不飽和部分との反応により開始
される。
本発明の特定の態様では、Aは
(t i)基A’ C(0) O−2
[式中A°は場合により1個又はそれより多い電子吸引性基(例えば7%口、ニ
トロ又はシアノ)により置換されていることができる直鎖状もしくは分枝鎖状C
1−4アルキル基であるか、あるいは八゛は場合により置換されていることがで
きる芳香理系、例えばp−ニトロフェニルであるイミダゾールである]、
(iii)基A!OC(0)O−1
[式中A2は場合により置換されていることができる芳香理系又は複素芳香環系
、又はN−置換イミド誘導体、例えばスクシンイミドである](iv)基A3S
(0) to=、
[式中A3は場合により炭素数が1−4のアルキル又はアルコキシあるいはハロ
ゲンにより置換されていることができる炭素数が1−4の直鎖状アルキルである
か、又は場合により置換されていることができる芳香理系又は複素芳香環系であ
る]
(V)基A’C(0)−1
[式中A4はハロゲン原子、N−置換窒素含有複素芳香理系、例え(fイミダゾ
ールである]、あるいは
(v i)式A5−C(0) −〇−C(0) −1[式中A5は基
であり、ここでR,X及びnは前記で定義した通りであるか、あるいはASは場
合により炭素数が1−4のアルキル又はアルコキシあるいはハロゲンにより置換
されていることができるアルキル基、又は場合により置換されていることができ
る芳香理系あるいは複素芳香環系である]の基以外の反応性基である。
本発明のさらに特定の態様では、Aは(i)エポキシ基、(i i) A1がイ
ミダゾール基である基AIC(0)0−1又は(i i i) A”がスクシン
イミド又はペンタフルオロフェニル基であるA”OC(0)−以外の反応性基で
ある。
もうひとつの特定の態様では、本発明は式(1)の化合物を表面処理ポリマーに
グラフトすることにより得られるポリマーに関し、例えば反応性結合基を含む表
面処理剤をポリマー化合物上にグラフトすることができる。別の場合ポリマーは
、前以て表面処理する必要なく適した反応性表面基を含むことができる。ポリマ
ー表面における適した反応性基にはアミノ、カルボキシル、イソシアナート、ハ
ライド、ハロアルキル及びビニル基が含まれる。別の場合そのような基はヒドロ
キシル、ノリルオキソ、イミド又はイミン基であることができる。
式(1)の化合物において、すべてのR基は同一であることが好ましいが、R基
が異なる化合物も用いることができる。R基が直鎖状アルキル基、例えばメチル
、エチル、旦−プロピル又は旦−ブチルである化合物も好ましく、メチルが最も
好ましい。
基Rがすべてメチル基であり、nが2であるのが最も好ましく、その場合式(1
)の化合物はホスホリルコリン誘導体である。
Xは式−(CH2)、−1(CHzCHzO)−一又は−(CH2) e A
r(CH,)、−の基であることが好ましく、式中aは1−20.例えば1−8
であり、bは1−20.例えば1−7であり、C及びdは同−又は異なり0−5
であり、Arはアリール基、例えばバラ−又はメタ−(好ましくはパラ−)2置
換フエニル基であり、それは場合により1個又はそれより多いアルキル基により
置換されていることができ、例えばバラ−2置換フェニル(+) C5Hi)で
ある。
アリール含有基X(7)特定の例は−CH! (p−CsH4)CHt−1−C
HI (p C6H4)−1−(p −C,H4) CHt−4U−(p−C1
l−14)−である。
反応性基Aは非活性化ポリマーと反応できる基であることができ、あるいはポリ
マーを式(I)の化合物と反応し易くするためにポリマー上にグラフトされた反
応性結合基と反応できる基であることができる。
例えばAはアミノ、ヒドロキシル、基HOCHICH(OH)−(この場合Xは
CH2で、式(I)の化合物がグリセロホスフェートであることが好ましい)、
又はイミダゾリド基・であることができる。
しかし基Aはラジカル開始重合が可能であるのが好ましく、その場合ポリマー基
質はラジカル形成反応性基を有するか、又は式(1)の化合物の重合を開始する
ラジカル形成反応性結合基をグラフトされる。これにより、持っている、又はポ
リマー上にグラフトされた反応性基により開始される式(I)の化合物の重合が
起こる。Aがラジカル重合可能な基の場合、これはエチレン性不飽和基であるこ
とが好ましく、ビニル−含有基、例えばメタクリレート、アクリレート又はスチ
レン誘導基がより好ましい。式(IIA)及び(IIB)の基はそのような基の
特定の例を示す。式(IIA)の基が最も好ましい。式(IIA)の基は[式中
R1は水素であるか、より好ましくは直鎮状もしくは分枝鎖状C1−04アルキ
ル、例えばメチルであり、Yは一〇−1−NR’−であり、ここでR2は水素又
は直鎖状もしくは分枝鎮状C,−C,アルキルであるか、又はR2は基
であり、ここでXSR及びnは前記で定義した通りである]である。式(IIB
)の基は:
(Ill
[式中には基−(CH2) 、QC(0)−1−(CH2)、C(0)O−1−
(CH2)。OC(0) C)−1−(CHI)、NR3−1−(CHz) q
NR3C(O)−1−(CH2)、C(0)NR”−1(CHz)−NR3C(
0)O−1−(CHt)、oc (0)NR”−5(CH2)−NR3C(0)
NR3−1−(CH,)、0−1 (CH2) qSOs−又は原子価結合であ
り、qは0−12であり、R3は水素又はC,−C4アルキル基である]
である。
Kが基−(CH2) QNR3C(0)NR’−である場合、基R3は同−又は
異なることができる。
式(IIB)の基において、Kは原子価結合であることが好ましい。
Kが基である場合、qは1−6であることが好ましく、1.2又は3であること
がより好ましく、qは1であることが最も好ましい。Kが基−(CH2)、NR
3−1(CH2)−NR”C(0)−1(CH2) 、C(0)NR3−1−(
CHI)、NR3C(0)O−1(CH2)−QC(0)NR3−又は−(CH
2)、NR”C(0)NR”−である場合、R3は水素、メチル又はエチルであ
ることが好ましく、水素であることが最も好ましい。
式(IIA)及び(IIB)の基を含む化合物の中で、式(IIA)の基を含む
化合物がより好ましい。
式(1)の化合物は2(メタクリロイルオキシ)−エチル−2° (トリメチル
アンモニウム)ホスフェートエチル分子内塩(HEMA−PC)であることが最
も好ましい。
ポリマー基買上で開始された式(1)の化合物の重合は、くし状構造を与え、ポ
リマー鎖はホスフェートエステル側鎖を有するグラフト重合された側鎖を多数有
する。ホスフェートエステル側鎖の濃度は希釈剤モノマーと共重合させることに
より減少させることができる。か(してポリマー基質は式(1)の化合物の残基
及び場合により希釈剤コモノマーの残基を含むポリマー鎖をグラフトされる。
希釈剤コモノマーはラジカル重合可能な従来のいずれの既知の種類のものである
こともでき、エチレン性不飽和の種類が好ましい。1種類の希釈剤コモノマー、
又は別の場合1種類より多い希釈剤コモノマーを用いることができる。
希釈剤コモノマーの例には、好ましくはエステル部分のアルキル基中の炭素数が
1−4のアルキル(アルカ)アクリレート、例えばメチル(アルカ)アクリレー
ト、好ましくはアミンの各アルキル部分の炭素数が1−4でアルキレン鎖の炭素
数が1−4のジアルキルアミノアルキル(アルカ)アクリレート、例えば2−(
ジメチルアミノ)エチル(アルカ)アクリレート;好ましくはアミド部分のアル
キル基の炭素数が1−4のアルキル(アルカ)アクリルアミド;好ましくはヒド
ロキシアルキル部分の炭素数が1−4のヒドロキシアルキル(アルカ)アクリレ
ート、例えば2−ヒドロキシエチル(アルカ)アクリレート;又は好ましくはラ
クタム環の原子数が5−7のN−ビニルラクタムなどのビニルモノマー、例えば
ビニルピロリドン:スチレンあるいは、例えばフェニル環が炭素数が1−6、好
ましくは1−4の1個又はそれより多いアルキル基により、及び/又は1個又は
それより多いハロゲン、例えばフッ素原子に置換されたスチレン誘導体、例えば
(ペンタフルオロフェニル)スチレンが含まれる。
明細書を通じて(アルカ)アクリレート、(アルカ)アクリル及び(アルカ)ア
クリルアミドは、それぞれアクリレート又はアルカクリレート、アクリル又はア
ルカクリル、及びアクリルアミド又はアルカクリルアミドを意味するものとする
。他に記載がなければアルカクリレート、アルカクリル及びアルカクリルアミド
基はそのアルキル部分の炭素数が1−4であることが好ましく、メタクリレート
、メタクリル又はメタクリルアミド基が最も好ましい。同様に(メタ)アクリレ
ート、(メタ)アクリル及び(メタ)アクリルアミドはそれぞれアクリレート又
はメタクリレート、アクリル又はメタクリル、及びアクリルアミド又はメタクリ
ルアミドを意味するものとする。
特に挙げることができる別の希釈剤にはアルキレン無水物、例えばマレイン酸無
水物及びシアノ−置換アルキレン、例えばアクリロニトリルが含まれる。
反応が基質上のヒドロキシル基にグラフトするラジカルの生成により開始されな
い場合、他の適した希釈剤コモノマーにポリヒドロキシル、例えば糖、(アルカ
)アクリレート及び(アルカ)アクリルアミドでアルキル基の炭素数が1−4の
もの、例えば糖アクリレート、メタクリレート、エタクリレート、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド及びエタクリルアミドが含まれる。適した糖にはグルコー
ス及びソルビトールが含まれる。特に適した希釈剤コモノマーにはメタクリロイ
ルグルコース又はソルビトールメタクリレートが含まれる。
さらにポリマー鎖間の架橋を与える希釈剤コモノマーを用いることができる。適
した架橋性コモノマーにはジオール(例えばエチレングリコール)ジアクリレー
ト又はジメタクリレート(例えばジメタクリレート)が含まれ、この場合ジオー
ル、及びもしあるならアルカクリレートのアルキル基の炭素数は1−4である。
特に好ましいのはエチレングリコールジメタクリレートである。
希釈剤コモノマーは従来の既知の方法により得ることができる。
本発明は基質として多くの既知の種類のポリマーに適用することができ、特に医
用装置、コンタクトレンズ及び血液−接触デバイスの製造で用いられる種類のポ
リマー、例えば
ヒドロキシアルキルアクリレート又はアルカクリレート(例えばメタクリレート
)ヒドロゲル、例えばヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA )ヒドロゲ
ル又はヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸(HEMA/MA)ヒド
ロゲル、
セルロース及びセルロース誘導体、例えばクプロファン(Cupr。
phan)、酢酸セルロース及び硝酸セルロース、ポリビニルジフルオリド(P
VDF)、ポリアミド(例えばナイロン)、
ポリイミドに適用することができる。
本発明に従って処理することができる他のポリマーにはポリウレタン、ポリイミ
ノ及びポリエーテルスルホンが含まれる。
さらに本発明は、ノリコンゴム及びステンレススチール及び又ガラスなどのポリ
マー及び非−ポリマー基質上に置かれたポリマー性下塗り層(subbing
1ayer)の処理に適用することができる。下塗り層として用いるのに好まし
い材料にはヒドロキシ(アルカ)アクリレート、さらに好ましくはf(E M
A、及び官能基化ポリイミン、例えば)λロゲン化ポリエチレンイミンノランが
含まれる。
多くの場合式(I)の化合物は、ヒドロキシル又は710基などのポリマー分子
上の反応性基にグラフトすることによりポリマー上にグラフトされる。例えばA
がエチレン性不飽和重合可能基である式(1)の化合物は、式(1)の化合物の
ラジカル開始重合を用いてポリマー分子又は表面上にグラフトすることができる
。この方法でグラフトするのに適したポリマー及び表面にはHEMA、HEMA
/メタクリル酸、クブロファン、酢酸セルロース、PVDF、ポリプロピレン、
ニトロセルロース、ポリアミド及びトリアルキルオキシシリルアルキルメタクリ
レート表面が含まれる。開始は、例えばCe(IV)塩(例えば硝酸セリウムア
ンモニウム)又は過硫酸塩(例えばアンモニウム又はアルカリ金属過硫酸塩)を
用い、場合によりチオ硫酸塩(例えばチオ硫酸ナトリウム)、アゾビスシアノバ
レリアン酸などの穏やかな還元剤と組み合わせて、あるいはモリブデン又はタン
グステン、好ましくはモリブデンヘキサカルボニルなどの触媒と共に加熱するこ
とにより簡便に行うことができる。別の場合開始は、好ましくは金属カルボニル
、例えばジマンガン又はジレニウム、より好ましくはジレニウムデ力カルボニル
などの触媒の存在下で化学線、好ましくはU、V、又はガンマ線を照射すること
により行うことができる。
好ましいラジカル開始剤にはセリウム(IV)塩、及び金属カルボニル、特にモ
リブデン又はタングステンカルボニル(反応が熱により開始される場合)あるい
はジレニウム又はジマンガンデカカルポニル(反応が光化学的に開始される場合
)が含まれる。
ヒドロキシル基にグラフトされる場合、Ce(IV)塩が開始剤として好ましい
。ハロゲン原子が占有している位置にグラフトされる場合、モリブデンヘキサカ
ルボニルを用いた熱的開始が好ましい。ハロゲン原子が占有している位置を介し
てグラフトが行われる場合、ジレニウムデ力力ルボニルの存在下で光照射により
開始するのも好ましい。
理論に縛られるものではないが、出願人等はそのような場合ポリマーに結合して
いる反応性基におけるラジカルの生成により重合が開始されると思う。その復式
(1)の化合物の重合が、ポリマー−結合ラジカルとの反応により起こる。
HEMA又はセルロース誘導体におけるヒドロキシル基のように、予備−処理を
必要とせずに反応性基がポリマー基買上に存在することができる。別の場合ヒド
ロキシル基などの反応性基を、酸素プラズマ処理、又は例えば過酢酸などの過酸
あるいはオゾンを用いた酸化などの予備−処理により導入することができる。ポ
リプロピレンなとのようにポリマー中に反応性基、又は結合基が結合できる基が
ない場合、プラズマ重合を用いるか、あるいはグラフト前に酸化することが必要
である。
下塗り層を置くことにより基質を予備−処理する場合、下塗り層は一般に基質の
活性化のためのプラズマエツチングの後に置かれる。下塗り層はいずれの適した
ポリマーから形成することもでき、それに上記の又は下記の処理を行うことがで
きる。下塗り層は例えば官能基化ポリイミン、例えばハロゲン化ポリエチレンイ
ミン、又はより好ましくはヒドロキシアルキルアクリレートあるいはアルカクリ
レート(例えばメタクリレート)、例えばHEMA、あるいはトリアルキルオキ
シシリルアルキル(例えばトリメトキシシリル)アクリレート又はアルカクリレ
ート(例えばメタクリレート)、例えば3−(トリメトキシシリル)プロピルメ
タクリレートから形成することができる。別の場合2種類のモノマーの混合物、
例えばHEMAとHEMA−PCの混合物を含む下塗り層を用いることができる
。そのような混合物の使用により、例えば水などのいくつかの溶媒中における基
質上の下塗り層での反応を容易にすることができる。
例えばトリアルキルシリルアルキルアクリレート又はアルカクリレートの層の後
にヒドロキシルアルキルアクリレート又はアルカクリレートの層を組み合わせる
などの、1層より多い下塗り層の組み合わせを用いることができる。そのような
組み合わせ、特にシリルメタクリレートとHEMAの組み合わせの使用は、例え
ばシリルメタクリレートなどの1層の下塗り層の使用と比較し、生物適合性に関
して有意に向上した結果を与えることができる。かくしてこれらの2層の下塗り
層の組み合わせ上にセリウム開始を用いてHEMA−Pcをグラフトさせるのが
、シリルメタクリレート下塗り層上にグラフトさせるより優れている。これらの
アクリレート又はアルカクリレートの場合、典型的にすべてのアルキル基の炭素
数は1−4である。
特にポリウレタンの処理を引用して本発明を下記に記載する。しかしこれらの方
法は多くの他のポリマー材料、例えばポリマー下塗り層を含む上記の材料にも適
用することができる。
具体的な態様において、本発明のポリマーはポリウレタン鎖の−NHC〇−基の
窒素原子にグラフトされるグラフト基を含む。最も具体的な場合、グラフト基は
すべてそのような窒素原子にグラフトされる。
具体的な態様において、本発明は式(I I I)(エエエ)
[式中X、R及びnは前記で定義した通りであり、Uはポリマー鎖、例えばポリ
ウレタン鎖の一部であり、Loは結合基であり、Aoはポリウレタンなどのポリ
マー上にグラフトされた基L1又はポリウレタン上にグラフト可能な基りとの反
応により得られる、前記で定義された反応性基Aの残基であり、但しUがポリウ
レタンの場合式(I I I)の基は以外である]
の基を含むポリマー、例えばポリウレタンを提示する。
式(I I I)の基は、イソシアナート基と反応することができる少な(とも
2個の反応性基を有し、式
[式中n゛はO又は1であり、m゛は1.2.3又は4であり、Rは独立して炭
素数が1−4のアルキル基である]のリン酸エステルの形態で存在する少な(と
もさらに1個のヒドロキシル基の残基を有するジオール又はポリオールの残基以
外であることが好ましい。
Lはポリウレタンなどのポリマー上にグラフトすることができるいずれの種類の
従来の基であることもできる。基りは、特にUがポリウレタンフラグメントであ
る場合、1個又はそれより多いイソシアナート基を含むことができる。
Uかポリウレタン餉の一部である場合、式(I I I)の基はポリウレタン基
中の−NHCO一部分の窒素原子にグラフトされた基を含み、Uは基・
B
−−N−C−0□
第1の具体例の場合、Loは例えば式:%式%()
の基であることができ、ここで−CONH部分は例えばポリウレタンなどのポリ
マーに直接結合しており、式中R4はアリール基又は直鎖状もしくは分枝鎖状C
,−C,。アルキレン鎖であり、場合により1個か又はそれより多いエーテル結
合、炭素−炭素二重又は三重結合あるいはアリール基を含むことができ、非置換
であるか、又は1個が又はそれより多いハロゲン原子により置換されていること
ができる。
R4又はR5がアリール基であるが、又はそれを含む場合、アリール基はパラ−
又はメター置換フェニル基であるのが好ましく、場合により1個又はそれより多
いCl−4アルキル基によりさらに置換されていることができる。
R4及びR5は同−又は異なりそれぞれ−(CH2)+−+o−1例えば非置換
又は1個あるいはそれより多いハロゲン原子により置換された−(CHz)2−
6−1又は場合によりさらに1個が又はそれより多いc、−C,アルキル基、例
えばメチル基、あるいはハロゲンにより置換されていることができる2置換m−
フェニル基であることが好ましい。R8は非置換であるか、又はAoに直接結合
している炭素原子上で1個が又はそれより多い塩素原子により置換されたメチレ
ン又はエチレン基であることか好ましい。
L’ b<基(IVA) 又は(IVB) である場合、A’ ハ典型的1ニー
NH−又は−〇−である。
第2の具体例の場合L′はポリマー性基であることができ、その場合例えば基L
°はポリマー鎖からの−NHCO−(アミド)又は−〇〇−(カルボニル)側鎖
結合によりAoに結合している。そのような場合−A’ −X−ハ典型的に基−
0CHt CH(OH)−X−1又ハ結合カアミド結合の場合−NH−X−1あ
るいは結合がカルボニル結合の場合L゛がポリマー性基である場合、それは例え
ば(1)アミノ基を含むエチレン性不飽和化合物、例えば式(■)E式中R6は
CI C4アルキル、例えばメチルであり、mは1−10 (例えば3−6)で
あり、ここでL’−A’結合はアミド基を介する] ;(11)イソシアナート
基を含むエチレン性不飽和化合物、例えば式[式中R7は水素又はC,−C4ア
ルキル、例えばメチルであり、1は1−10、例えば1−4、例えば1であり、
L’−A’結合はアミド基を介する] ;又は
(i i i)
R′
[式中R4は水素又はC,−C,アルキル、例えばメチルであり、kは〇−10
1例えば0−4でありL’ −A’ はカルボニル基を介する]のポリマー又は
コポリマーであることができる。
式(Vl)及び(Vil)の化合物の特定の例にはそれぞれ2−インシアナート
エチルメックlルート及びメタクリル酸が含まれる。
どの側鎖反応性基の濃度は、そのような基を含むエチレン性不飽和モノマー及び
希釈剤エチレン性不飽和コモノマーのコポリマーを用いることにより変えること
ができる。これに関し、上記の式(IIA)又は(IIB)の基を含む化合物の
場合に用いる希釈剤コモノマーとして挙げたものと同一の希釈剤コモノマーを用
いることができる。
別の、さらに好ましい態様において、本発明は式(VIII)[式中Pは2又は
それより大、例えば最高2X107、好ましくは10゜000−1.000,0
00であり
A”はエチレン性不飽和部分の残基であり、L’ 、X、n及びRは前記で定義
した通りである]
の基を含むポリマー、例えばポリウレタンを提示する。
特にA”は前記で定義した式(IIA)又は(IIB)の基の残基であることが
できる。
Uがポリウレタン鎖の一部である場合、式(VIII)の基はポリウレタン鎖中
の−NHCO一部分の窒素原子にグラフトされた基を含み、Uは;
この具体例の場合、−L’ −は例えばラジカル形成結合基−Lの残基であるこ
とができる。別の場合ポリマー鎖に直接式(1)の化合物をグラフトするような
方法で重合を開始することができる。
L′は例えば式(IX):
COHN R” N HCON HR+ o (I X A )−CONHR”
QC(=O)−(IXB)−CONHR”−(IXC)又は
−CONHCOR” (IXD)
[式中R9及びRIO又はRI 1はアリール基又は直鎮状もしくは分枝鎖状C
,−C2゜アルキレン鎖であり、場合により1個か又はそれより多いエーテル結
合、炭素−炭素二重又は三重結合、あるいはアリール基を含むことができ、非置
換であるか、又は1個かあるいはそれより多い)\ロゲン原子により置換されて
いることができる]の基であることができる。
R9、Rl 6又はR1がアリール基であるか、又はそれを含む場合、アリール
基は場合によりさらに1個か又はそれより多いC2−4アルキル基により置換さ
れていることができるバラ−又はメタ−2置換フエニル基であることが好ましい
。
Re、R+o及びRI 1は−(CHt)+−+。−1例えば非置換であるか又
は1個かあるいはそれより多いハロゲン原子により置換されたー(CH,)ト。
−1あるいは場合により1個か又はそれより多いC,−C,アルキル基、例えば
メチル基又はハロゲン原子によりさらに置換されていることができる2置換m−
フェニル基が好ましい。RI!又はRl mは非置換であるか、又はAoに直接
結合している炭素原子上で1個か又はそれより多い塩素原子により置換されてい
るメチレン又はエチレン基が好ましい。
本発明はグラフトポリマーの製造法も提示し、それはポリマー基質に式[式中X
、n及びRは前記で定義した通りである]の基をグラフトすることを含む。
本発明の方法は溶液中で、又はより好ましくはポリマー基質の表面にグラフトす
ることにより行うことができる。後文に記載するフィブリノゲン吸着に関する検
定法に従ってフイブリノゲンにさらした場合に表面が10ng/cm3以上のフ
ィブリノゲンを吸着しないように、表面が十分な式(X)の基でグラフトされる
ことを保証するように方法を行うのが好ましい。
グラフト反応は、ポリマー基質へのグラフトに関して既知のいずれの方法を用い
ても行うことができる。特定の態様においてグラフトは、結合基L゛を用い、反
応:
R’+RA−L −RA−L’ −R’に従つて行うことができ、ここで
(a)RAは基質でありR”は式(1)の化合物であるか、又は(b)RAは化
合物(1)の残基であり、R”は基質である。
基(IVA)を含む化合物の製造
L′が基−CONHR4NHCO−である式(r I I)の基を含むポリウレ
タンなどのグラフトポリマーは、Lが基−CONHR4NCOであるポリマー基
質RA−Lを、R−してAがヒドロキシル又はアミノ基である式(1)の化合物
と反応させることにより得ることができる。別の場合そのようなポリマーはR1
1としてのポリマーと、Lが基−CONHR’NCOでありRAがヒドロキシル
又はアミノ基である化合物R’−Lとの反応により得ることができる。
両方の場合に反応は典型的に有機媒体中、例えばジメチルアセトアミドとジメチ
ルスルホキシド又はジメチルホルムアミドの混合物中の溶液において、−10か
ら100℃、例えば0−50℃の温度で行われ、反応は触媒、例えば第3アミン
(例えばトリエチルアミン)又はオクタン酸錫などの有機金属化合物の存在下で
行うことができる。
RAがポリウレタンなどのポリマーの場合、RA−Lはポリマーと式%式%()
[式中R4は前記で定義した通りである]のジイソシアナートとの反応により得
ることができる。
反応はRA−LとR′の反応の場合と類似の条件を用いて行うことができる。
RAが式(1)の化合物の残基である場合、RA−Lは例えばジメチルホルムア
ミドなどの有機媒体中、15−30℃の温度における式(XI)のジイソシアナ
ートとの反応により得ることができる。
基(IVB)を含む化合物の製造
L゛が式−CONHR”−の基である式(I I I)の基を含むポリウレタン
などのグラフトポリマーは、LがC0NHR’−Zであり、Zが例えば塩素など
のハロゲンあるいはp−トルエンスルホニル(トシル)又はメタンスルホニル(
メシル)などの置換の容易な他の基であるポリマー基質RA−Lを、Aがヒドロ
キシル又はアミノである式(I)の化合物R11と反応させることにより得るこ
とができる。
Aがヒドロキシルである式(I)の化合物との反応は、例えば18−クラウン−
6の存在下における水酸化カリウム又はカリウムt−ブトキシドとの反応により
ヒドロキシドをアルコキシドに変換することにより行うことができる。Aがアミ
ノである式(1)の化合物との反応は、好ましくは触媒量のヨー化カリウムの存
在下で過剰のアミンを用いて行うことができる。
別の場合、L゛が式−CONHR5−の基である式(I I I)の基を含むポ
リウレタンなどのグラフトポリマーは、ポリマー基質R11を、Lが−R5NC
Oであり、RAが式(1)の化合物の残基である化合物RA−Lと反応させるこ
とにより得ることができる。この反応は有機媒体中、例えばジメチルアセトアミ
ドとジメチルスルホキシド又はジメチルホルムアミドの混合物中の溶液において
、0−50℃の温度で行うことができる。反応は触媒、例えばトリエチルアミン
などの第3アミン又はオクタン酸錫などの有機金属触媒の存在下で行うことがで
きる。
RA−R,5−NC0はAがヒドロキシル又はアミノである式(1)の化合物と
式(XII)
OCN−R5−NGO(XI I)
の化合物の反応により得ることができる。
反応はアセトニトリルなどの非−プロトン性溶媒中で行うことができ、典型的に
過剰のジイソシアナート(XI)を用いて行われる。
基(IXA)を含む化合物の製造
L゛が基−CONHR’NHCONHR’0−である式(Vll)の基を含むポ
リウレタンなどのグラフトポリマーは、酸化還元開始剤の存在下でLが−CON
HR’NHCONHR”OHであるポリマー基質RA−Lと、式(IIA)又は
(IIB)の基などの重合可能な基を含む化合物R@との反応により得ることが
できる。反応はラジカル開始による、重合可能な基を含む式(T)の化合物のそ
の場重合により起こる。反応は水性環境中で、及び酸化還元開始剤としてセリウ
ム(IV)の存在下で行うのが好ましい。
ポリマーR”C0NHR’NHCONHRI。OHは、RA−C0NHR’NC
Oに関連し゛C上記に製造法を記載したポリマー、式R’−CONHR’NGO
と化合物H2NR100Hの反応により得ることができる。反応は室温、例えば
10−30℃で、ジクロロメタン又はアセトニトリルなどの有機溶媒中で、ある
いはH,N−R”−OHがエタノールアミンであるようないくつかの場合は溶媒
の不在下で行うことができる。
基(IXB)を含む化合物の製造
L’ カ式−CONHR”QC(=O)−co基テアル式(V r I I )
(7)基を含むポリウレタンなどのグラフトポリマーは、Lが−CONHRI
’QC(=O)R14であり、ここでRI4が炭素−炭素二重結合含有基である
ポリマー基質RA−Lを、ラジカル開始剤の存在下で式(IIA)又は(IIB
)の基などの重合可能な基を含む式(I)の化合物であるR″&6反応ることに
より得ることができる。この反応は重合可能な基を含む式(1)の化合物のその
場重合を用いて行われる。基RI 4は末端炭素−炭素二重結合、例えば
[式中R15°はC,−c4アルキル、例えばメチル、又は別の場合RI 6は
水素である]
を含むのが好ましい。
特に2−ヒドロキシエチルメタクリレートとのコポリマーを用いることができる
。
反応はアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)などの開始剤の存在下で、15
−70℃、例えば60℃で行うことができる。コポリマーは典型的に有機溶媒、
例えばメタノール中に溶解し、ポリマー基質の表面で反応させる。
化合物RA−CONHR目OC(=O)R14は、ポリマート式(XIII)
OCN−R11−QC(=O)R” (XI I I)[式中R1+及びR”は
前記で定義した通りである]の化合物の反応により得ることができる。
この反応は例えば例えばヘキサンなどの有機溶媒中の式(Xlll)の化合物を
溶液を用い、ポリマーの表面で行うことができる。温度は例えば15−30℃で
あることができる。
基(IXC)又は(IXD)を含む化合物の製造L’ が−CONHR+2又1
;! C0NHCOR”である式(VI I I)の基を含むポリウレタンなど
のグラフトポリマーは、Lが−CONHR”Hal又は−CONHCOR”Ha
lであり、ここでHalは塩素などのハロゲンであるポリマー基質R’−L”
を、ラジカル開始剤の存在下で式(rlA)又は(JIB)の基などの重合可
能な基を含む式(1)の化合物と反応させることにより得ることができる。この
反応は重合可能な基を含む式(1)の化合物のその場重合を用いて行われる。
反応は通常有機溶媒、例えばBamford et al、、Bull、Soc
、Chim、Be1g、(1990)、Vol 99,919−930に記載の
通り、メタノールと酢酸エチル又はDMFとの混合物中のモノマーの溶液を用い
、基質の表面で行われる。反応は典型的に、ンレニウム又はジマンガンデカカル
ボニルなどのラジカル開始剤の存在下で光化学的に行われる。開始剤としてジレ
ニウムデカ力ルボニルが用いられる場合、約365nmの波長の照射線が典型的
に用いられ、ジマンガンデカカルボニルが用いられる場合は約436nmの波長
の照射線が典型的に用いられる。別の場合反応は熱により、例えばモリブデン又
はタングステンカルボニルなどの金属カルボニルの存在下で、及び40−120
℃、例えば約60℃の温度で行うことができる。
ポリ?−RA−CONHRI2Ha lは、化合物RA−CONR”Zの場合に
上記で記載した通りに得ることができる。そのような化合物の中で、R”Hal
がCHal、、CH−Hal!、CHxHa 1又はCHICH,l−1a+で
ある化合物の使用が好ましい。
ポリ?−RA−CONHCOR”Ha 1はポリウレタンと式(XIV)[式中
R13及びHalは前記で定義した通りである]の化合物の反応により得ること
ができる。そのような化合物の中でRltHalがCHa 11、CHHa 1
1.’CHzHa1又はCH2CHt Ha 1である化合物の使用が好ましい
。
反応は有機溶媒、例えばヘキサン中の式(X I V)の化合物の溶液を用い、
−10から50℃の温度で基質の表面にて行うことができる。
Loがポリマー性である化合物の製造
80式(1)の化合物としてのグリコール誘導体との反応L°がアミド(−NH
CO−)結合によりAoに結合したポリマー性基であり、Aoが一0CH2CH
(OH)−である式(I I I)の基を含むポリウレタンなどのグラフトポリ
マーは、Lがアミノ基を含むコポリマーチあるポリマー基質RA−Lを、Aが−
CH1OHCH(OH)−基であり(Xは好ましくは−CH,−である)R’&
しての式(I)の化合物と、シアノゲンハライドなどのカップリング剤の存在下
で反応させることにより得ることができる。典型的にLは式(■)の化合物のポ
リマー又はコポリマーである。
反応は一般にカップリング剤としてシアノトリアルキルアンモニウムハライド塩
、例えばシアノトリエチルアンモニウムハライドの存在下で、アセトンと水の混
合物などの溶媒中の式(1)の化合物の塩基性溶液を用い、ポリマー基質の表面
で行われる。典型的に式(1)の化合物を最初にシアノゲンブロミドと一50℃
から+10℃の温度で反応させ、その後−10から50℃、例えば10−30℃
の温度でポリマー基質表面と接触させる。
b 式(1)の化合物としてのアミノ又はアルコールとの反応■、゛がアミド(
−NHCO−)結合によりAoに結合したポリマー性基であり、Aoが−NH−
又は−〇−である式(I I I)の基を含むポリウレタンなどのグラフトポリ
マーは、Lがイソシアナート基を含むポリマー又はコポリマー、例えば式(Vl
)の化合物のポリマー又はコポリマーであるポリウレタンR”Lを、八がアミノ
又はヒドロキシル基であるR11としての式(r)の化合物と反応させることに
より得ることができる。反応はヘキサンなどの有機溶媒中の式(I)の化合物の
溶液を用い、典型的に−10から50℃の温度にてポリマー基質の表面で行うこ
とができる。
C1式(1)の化合物としてのイミダゾリドとの反応L′がカルボニル結合によ
りAoに結合したポリマー性基であり、Aoが−O−である、(すなわちA’
−L’ がカルボキシル結合により結合している)式(I I r)の基を含む
ポリウレタンなどのグラフトポリマーは、Lがアミノ基を含むポリマー又はコポ
リマー、例えば式(V)の化合物のポリマー又はコポリマーであるポリマー基質
RA−Lを、Aがイミダゾリド基であるR6としての式(1)の化合物と反応さ
せることにより得ることができる。反応はアセトニトリルなどの有機溶媒中で、
室温、例えば1.0−30℃にて行うことができる。
■、自身がポリマー性であるポリウレタンなどのポリマー基質RA−Lは、アミ
ノ、イソシアナート又はカルボキシル基を含むモノマー、例えば式(V)、(V
T)又は(Vll)の化合物、及び場合により希釈剤コモノマーと、Lが−CO
NHR”、−CONHCOR”Ha 1であり、ここでRl 2、Rl 3及び
Halは前記で定義した通りであるポリウレタンなどのポリマーRA−Lを光化
学的に開始して反応させることにより得ることができる。反応はアミノ、イソシ
アナート又はカルボキシル基を含む化合物の、ポリマー上におけるその場重合を
用いて行われる。用いられる条件は、式(IIA)又は(IIB)の基などの重
合可能な基を含む式(I)の化合物に反応に関連して上記で記載した条件である
。
ポリウレタンなどのグラフトポリマーは、ポリウレタンなどの酸化ポリマーを、
例えば式(1)の基を含む式(1)の化合物のコポリマーと反応させることによ
っても得ることができる。反応はラジカル開始剤としてのセリウム(IV)の存
在下の水性条件下で行うことができる。
ポリウレタンなどの酸化ポリマーは、単に空気にさらすことにより得ることがで
き、それによりポリマー表面上にいくらかの過酸基を形成することができる。別
の場合酸化は故意に、例えば水溶液などの酸素化された媒体中、あるいは空気中
で紫外線に暴露することにより光化学的に、あるいは例えばポリマーの溶液など
の酸素化された水性媒体中で、アゾビスシアノバレリアン酸などのラジカル源の
存在下で加熱することにより熱的に得ることができる。
本発明のポリマーを得るために用いられる式(1)の化合物は、後文に記載する
方法を用いて製造することができる。
AがNH2である式(1)の化合物の製造Aがアミノ基である式(1)の化合物
、すなわち式(XV)の化合物は、式(XVI)
R16R17N−X−OH(XVI)
[式中R”は保護基であり、RI7は保護基又は水素であるか、あるいはRl
+1及びR17が一緒になって保護基を形成するか、あるいはN RI 6 R
! 7がNH3”An−であり、An−が対イオンである]の保護化合物を式(
XVII)
[式中nは前記で定義した通りであり、Halはハロゲン、好ましくは塩素であ
る]
の化合物と反応させ、式(XVIII)[式中Rl s、Rl i、X及びnは
前記で定義した通りである]の化合物を得、式(XVIII)の化合物をRが前
記で定義した通りであるNR3と反応させ、すべての保護基を除去して式(XV
I)の化合物を与えることにより、得ることができる。
この方法はこれらの化合物の製造に関する他の方法と共にWO−A−92107
858(その記載事項は引用することにより本明細書の内容となる)にさらに詳
細に記載されている。
この方法の特定の詳細は以下の通りである:式(XVII)のN−保護アルコー
ルの式(XVII)の化合物へのカップリングは、無水条件下の塩基の存在下で
行うことができる。反応は典型的に−5から50℃(好ましくは10−30”C
1例えば25℃)にて乾燥有機溶媒、例えばアセトニトリル又はN、N−ジメチ
ルホルムアミド中で、及び有機塩基、例えばトリエチルアミン又はピリジンなど
の第3アミンあるいは無機塩基、例えば炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸
塩の存在下で行われる。
開環反応は、例えばトリメチルアミンなどの第3アミンを用い、20−100℃
、好ましくは40−80℃、例えば70℃の温度にて、密封耐圧容器中で3−7
2時間(例えば18時間)行うことができる。
脱保護は、開環反応の後、又はある場合にはその前に別の段階として行うことが
できる。それを開環反応と同時に行うこともできる。
保護基は、それらが式(XVIIT)の化合物と反応しないように選ばれる。特
定の保護基の例として:
カルバメート(NR1@及び/又はNRI7がカルバメート基である)、例えば
9−フルオレニルメトキシカルボニルアミン又はtert−ブチルオキシカルボ
ニルアミン。
ヒンダード第2アミン(R16がヒンダード基、例えばトリフェニルメチルであ
りRI7がHである)、又は
塩(N Rl 6 R+ 7がNH3”An−基である)を挙げることができる
。適した対イオンAn−は、酢酸又はp−トルエンスルホン酸などの有機酸又は
ハロゲン化水素、例えば塩化水素などの無機酸のアニオンである。
式(XVI)のべ一保護アミノアルコールは、商業的に入手可能であるか、又は
既知の方法で製造できる式(X I X)のブロモアルコールあるいは式(XX
)のアミノアルコールから製造することができる:B r−X−OH(X I
X)
H2N X OH(XX)
ある場合には、例えばN−(2−ヒドロキシエチル)フタルイミドなどのように
保護アミノアルコール自身を商業的に得ることができる。
保護基がアミドである場合、保護アミノアルコールは式(X I X)のブロモ
アルコール又は式(XX)のアミノアルコールから既知の方法により製造するこ
とができる。例えば保護基がフタルイミドの場合、保護アミノアルコールはアル
カリ金属フタルイミド、例えばカリウムフタルイミドとの反応により得ることが
できる。典型的にフタルイミドとの反応は、N、 N−ジメチルホルムアミドな
どの有機溶媒中で、70−110℃の温度、例えば90℃にて行われる。式(X
VIII)のリン化合物へのカップリング及び開環の後、塩基性条件下で脱保護
を行う(例えばヒドラジン水溶液中で)。これにより式(XVI)の最終生成物
が得られ、それを例えばシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーにより精
製することができる。
保護基がカルバメートである場合、保護はアミノアルコールを例えばクロロホル
メート又は酸無水物と反応させてカルバメートを得ることにより得られる。反応
は一般に有機溶媒中で、10−50℃の温度にて塩基の存在下で行われる。例え
ば9−フルオレニルメトキンクロロホルメートはアミンと反応して9−フルオレ
ニルメトキンカルボニルアミン誘導体を与え、ジーtert−ブチルジカーボネ
ートはアミンと反応してtert−ブチルオキシカルボニルアミン誘導体を与え
る。例えばエタノールアミンは、ジクロロメタンなどの不活性溶媒中の無水条件
下、ピリジンなどの適した塩基の存在下、及び例えば−10℃から50℃、例え
ば10℃で9−フルオレニルメトキンクロロホルメートと反応してN−9−フル
オレニルメトキシカルボニルアミノエタノールを与える。エタノールアミンは、
例えば1,4−ジオキサン水溶液などの水性条件下、例えば水酸化ナトリウムな
どの適した塩基の存在下、及び例えば−1゜アミノエタノールを与える。
カルバメート保護基は、カップリング反応の後に既知の方法により除去すること
ができる。例えばN−9−フルオレニルメトキシカルボニルアミン保護基はアセ
トニトリルなどの適した溶媒中で塩基性条件下で除去することができる。アミン
の脱保護に適した塩基にはアンモニア、ジエチルアミンなどのジアルキルアミン
、トリメチルアミンなどのトリアルキルアミン、環状アミン及び特に環状第2ア
ミン、例えばモルホリン、ピペラジン、ピペリジン、及びジアザ2環状塩基、例
えば1,5−ジアザビシロ(4,3,0)−5−ノネン(DBN)及び1,8−
ジアザビンクロ(5,4,0)−7−ウンデセン(D B U)が含まれる。脱
保護条件は、開環の前、又はそれと同時に脱保護が行われるように選ばれること
ができる。tert−ブチルオキシカルボニルアミン保護基は、例えば三フッ化
酢酸又は塩酸などの適した酸を用いて除去することができる。反応は適した溶媒
系、例えば1,4−ジオキサン/クロロホルム混合物中で、0−50℃の温度、
例えば21℃で行うことができる。
保護基がヒンダード第2アミンの場合、保護アミノアルコール(XVII)は最
初に有機塩基(例えばトリエチルアミン)の存在下の有機溶媒(例えばテトラヒ
ドロフラン)中で(例えばクロロトリメチルシランと反応させることにより)ヒ
ドロキシル官能基を保護することにより製造することができる。その後アミン官
能基を有機塩基(例えばトリエチルアミン)の存在下でヒンダードクロロアルカ
ン(例えばクロロトリフェニルメタン)を用いて保護する。その後ヒドロキシル
官能基を穏やかな条件下で(例えばメタノールを用いて)脱保護する。
カップリング及び開環の後、例えば三フッ化酢酸又は塩化水素ガスを用いた酸性
条件下、非−水性溶媒、例えば1,4−ジオキサン又はクロロホルム中で脱保護
を行うことができる。これにより粗生成物が得られ、それを例えばシリカゲルを
用いたカラムクロマトグラフィーにより精製することができる。
式(XVTI)の保護アミノアルコールにおいてN RI 6 RI 7がNH
3”An−である場合、それは選択的にヒドロキシル基を介して式(XV II
f)の化合物と反応する。NR,l 6 Rl ?がNH3’、An−である保
護アミノアルコールは、適した酸を用いたプロトン化により製造される。適しそ
れは(XVll)との反応に適した溶媒、例えばアセトニトリルに可溶性である
。
カップリングの後、これらのアミン塩は適した塩基性条件下で例えばトリメチル
アミンを用いて遊離のアミンに変換することができる。有利なことに保護アミン
塩は、トリメチルアミンを用いて1段階で開環し、遊離のアミンに変換される。
酸付加塩が望ましい場合、アミン基を脱保護する必要はない。
Aが−OHである式(1)の化合物の製造Aがヒドロキシルである式(1)の化
合物、すなわち式(XXI)の化合物は、以下の反応式へに従う以外は式(XV
)の化合物の製造に用いられた方法と同様にして得ることができる:保護段階(
Dはいずれの適したアルコール保護基を用いても行うことができる。例えばエチ
ルビニルエーテルなどのビニルエーテルを用いて−CH(CH3) OC2H5
である保護基RI 11を導入することができる。
この反応は典型的にパラ−トルエンスルホン酸などの有機酸を用い、アセトニト
リルなどの有機溶媒中で、−20から+40℃の温度、例えば約0℃で行われる
。
段階(ii)及び(jii)l;!、式(XVIII)(7)化合物及びNR8
との反応に関連して式(XVI)の化合物の製造の場合に上記で記載した方法を
用いて行うことができる。
脱保護段階(iv)は既知の方法で行うことができる。例えばビニルエーテル保
護基の場合、脱保護は室温で希塩酸を用いて行うことができる。
別の場合、−X−が非置換であるか又はアルキル基(場合により1個又はそれよ
り多いエーテル性酸素原子を含む)により置換された基−C82CH2−である
式(XXI)の化合物は、式(XXIA):[式中R及びnは前記で定義した通
りである]の化合物をエチレンオキシド又はそのアルキル置換誘導体と反応させ
ることを含む方法により製造することができる。実際にこれは、ヒドロキシ基に
対してアルファの位置に置換の容易な基を含むヒドロキシ化合物からその場でエ
ポキシドを形成することにより行うことができる。この方法は1991年9月5
日出願の我々の以前の特許出願番号9119013.2にさらに詳細に記載され
ている。その記載事項は引用することにより本明細書の内容となる。
八がイミダゾリドである式(Hの化合物の製造Aがイミダゾリド基である式(1
)の化合物、すなわち式(XXII)の化合物は、典型的にジメチルアセトアミ
ドなどの有機溶媒中の式(XVll)の化合物とカルボニルジイミダゾールの反
応により得ることができる。この種の化合物の製造はWO−A−91/1363
9にさらに詳細に記載されており、その記載事項は引用することにより本明細書
の内容となる。
Aがグリシル基である式(I)の化合物の製造Aが式HOCHx CH(OH)
−の基を示す式(I)の化合物、すなわち式(XXIII)
の化合物は、保護トリオール、(XXIV):から出発する以外は式(XXI)
の化合物の製造に用いられ方法と直接類似の方法により得ることができる。
式(IIA)又は(IIB)の重合可能な基を含む式(I)の化合物は、2−(
メタクリルオキシエチル)−2’ −(トリメチルアンモニウム)エチルホスフ
ェート分子内塩及び1 [4(4’ −ヒニルベンシルオキシ)ブタン−2”−
(トリメチルアンモニウム)エチルホスフェート分子内塩の製造を記載した参照
実施例と直接類似の方法により得ることができる。
本発明のポリウレタンなどのポリマーは、人又は動物の体のための体内埋植物又
は人工骨頭の構築材料として、特にこれらの体内埋植物又は人工骨頭が血液と直
接物理的に接触するような場合、ならびに生物適合性及び特に血液適合性が必要
な場合、例えば靭性と柔軟性も必要な心臓弁において、又はコンタクトレンズの
セメントとして用いることができる。それらは又、膜あるいは体外基地で血液又
は他の体液と接触するようになる他のデバイスの構築において、例えば人工心肺
装置又は人工腎臓において用いることができる。さらに本発明のポリマーは体内
埋植物、人工骨頭、膜、カテーテル、コンタクトレンズ及び、生物適合性の低い
他の材料で構築されているが本発明のポリマーを被覆して製品に生物適合性を与
えられる他のデバイスを被覆するために用いることができる。
これらのポリマーは、組織培養皿及び基質などの、細胞の付着及び成長のための
生物適合性が必要とされている状況でも用いることができる。
さらにこの種のポリマーは、例えば海水を用いた湿潤性が必要な状況で用いるこ
とができる。
従って本発明は本発明のポリマーを含む1個か又はそれより多い表面を有する造
形品を提示する。特別の特徴においてそのような造形品は医用デバイス、コンタ
クトレンズ又は血液−接触デバイスである。
本発明のポリマーからの人工骨頭の製造は、一般にポリマーエ業によりすでに実
行されている方法を介して行われる。
ポリウレタンのような熱可塑性ポリマーが得られる場合、それは例えば射出成型
又は押し出しにより成型材料として加工することができる。
固体エラストマーが得られる場合、それは従来のゴムの場合に用いられる加工と
同様の加工において用いることができる。ゴムの加工に必要な方法は中間アルキ
ル−イソシアナートの粘度及び反応性に従って変わる。
本発明のポリマーを被覆に用いる場合、それを適した揮発性溶媒、例えばポリマ
ーの製造に以前に用いた溶媒に溶解し、製品上に塗布し、溶媒を蒸発させる。
上記の化合物及び方法は、ポリウレタンなどのポリマーの処理に、不活性溶媒(
例えばジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、THE又はそれらの混合
物)中の溶液において、又はポリウレタン表面などのポリマーにおいて適用する
ことができる。さらにこれらの化合物及び方法は多(の他の種類のポリマー、例
えばHEMA及びHEMA/MAヒドロゲル、タブロファン、セルロース及びセ
ルロース誘導体、PVDF1ポリイミド及び他の基質上の下塗り層に用いること
ができる。不活性溶媒中に容易に溶解するポリマーも溶液中で処理し、全体(i
n bulk)がグラフトされた材料を与えることができ、そのような材料は、
表面の摩耗が起こり易いか、あるいはポリマーの機械加工により形成されるデバ
イスの製造で特に有用である。
従って本発明はさらに表面の生物適合化の方法を与え、それは=(a)表面が反
応性結合基を有するポリマー基質を与えない場合、表面を活性化して反応性結合
基を有するポリマー基質を与え。
(b)反応性結合基との反応により、前記で定義した式(1)の化合物を基質に
グラフトすることを含む。
ポリウレタンに関連して上記に示した優先権は、他の種類のポリマーにも同様に
適用される。
ここで以下の実施例により本発明を例示する。
実施例
実施例1−10で用いられるポリウレタンはすべて商業的Iこ入手可itである
。それらは以下の構造を有する。
Biα闇「
PI!1lethane
Tlecof 1(!X
フィブリノゲン吸着検定
蛋白質フイブリノゲンの吸着に関して検定された試料(よ、以下の方法で分析し
た。
検定は、表面におけるヒトフイブリノゲンの吸着を8111定する。この蛋白質
は表面で典型的に吸着される代表的蛋白質である。検定を容易Iこ修正し、他の
蛋白質の吸着を測定することができる。
未処理材料(標準として)及び下記の通り1こポ1ツマ−で処理した)4料の円
板(直径7mm)を準備し、ミクロプレートのウェル中で1ノン酸塩ト血漿(3
00μm)と共に10分間インキュベートし、その後PBSで3回洗浄した。各
試験試料及び各標準試料をヒトフィブリノゲンー特異的抗体(300μm)で3
0分間処理し、再度PBSで3回洗浄した。
試料への抗体の非特異的結合の標準として、各試料を非特異的抗体(300μl
)とも共に30分間インキュベートした。西洋ワサビパーオキシダーゼと第1抗
体に特異的な第2抗体の共役体(300μ)を試験試料及び標準試料の両方に加
え、洗浄の前に30分間インキュベートした。
各試験試料及び標準試料を新しいミクロプレートに移し、リン酸塩−クエン酸塩
緩衝液中の2.2° −アジノービス(3−エチルベンズチアゾリン−67スル
ホン酸)(ABTS)の溶液(300μL 0.6mg/ml)を加え、10分
間反応を進行させた。この時点で混合物のアリコート(200μりを取り出し、
蒸留水中のクエン酸及びナトリウムアジドの溶液(20μLそれぞれ0.21g
/ml及び2mg/ml)に加えた。溶液の光学濃度を、ABTS溶液をブラン
クとして用い、Techgen自動化プレートリーダーを用いて650nmで測
定した。
別の方法の場合、ABTSを用いず、各試料を新しいミクロプレートのウェルに
移し、リン酸塩−クエン酸塩緩衝液(300μL O,4mg/ml)中の0−
フェニレンジアミン(OP D)の溶液を加え、10分間反応を進行させた。こ
の時点で混合物のアリコート(200μl)を各ウェルから取り出し、溶液の光
学濃度を、OPD溶液をブランクとして用い、Techgen自動化プレートリ
ーダーを用いて450nmで測定した。
実施例1
ジイソノアナートを用いたポリウレタンへのホスホリルコリンエタノールアミン
のカップリング
Durrani et al、、(1986) Biomaterials、ユ
、121の方法によりホスホリルコリンエタノールアミン(PC−NH2)を合
成シタ。別ノ場合それはWO−A−92107858に記載の通りに得ることが
できる。PC−NH,は以下の構造を有する。
PCNH2を反応:
PC−NHz+OCN (CHz)aNc。
−PC−NHCONH(CH,)eNcOに従い、ホルムアミド中で過剰のへキ
サメチレンジイソシアナートと反応させた(室温で24時間)。
得られた生成物を乾燥エーテルを用いて沈澱さ化エーテルで十分に洗浄した。そ
れを、ジメチルアセトアミド及びジメチルスルホキシドの混合物中の溶液におい
てポリウレタン(商業的に入手可能なポリマー、B i ome r)にカップ
リングさせた(60℃で4時間、その後25℃で3日間)。得られたポリマーを
水中に沈澱させ、強く洗浄した。最終生成物は反応:
に従って製造される種類の構造を含むと思われる。
得られた生成物のリン含有率は領 59%であった。
実施例2
シアノゲンブロミドを用いたポリウレタンへのグリ七ロホスホリルコリンのカッ
プリング
塩化カドミウムを含まないグリセロホスボリルコリンは、商業的に入ソシアナー
トを商業的に入手可能なポリウレタンBiomerと反応させることにより得た
。B i oma rシートをヘキサン中に2時間浸漬し、その後トリクロロア
セチルイソシアナートのヘキサン溶液(Ig及び150m+のヘキサン)中に3
時量大れた。この時点の後、シートをヘキサンで注意深く洗浄し、真空乾燥した
。
反応は以下の通りに示される:
l・リクロロイソシアナート化−B i oma rのシートを反応容器中に入
れ、メタノール(25ml)に溶解したスチレン及び式fVA)のアミノモノマ
ーの混合物(1,5g)の溶液(m=3;20%w/wアミノモノマー)、なら
びに酢酸エチル(5ml)に溶解したンレニウム力ルボニル(0,08g)を加
えた。反応混合物を真空下で脱ガスした後、容器を密封した。
スチレン及び式(VA)のアミノモノマーのイソシアナート化ポリウレタン上へ
の共重合を、室温で1時間、光化学的に行い(λ=365nm)、その後反応容
器をゆっ(り回転させながらランプ(60W)下でグラフトを48時間続けた。
ポリウレタンをメタノール、及びその後蒸留水で注意深く洗浄して未反応モノマ
ー及び非グラフトコポリマーを除去し、乾燥した。
反応においてグラフト形成が示される。トリエチルアミンをアセトン及び水の溶
液(60%アセトン、40%水)中のシアノゲンブロミドと混合し、その後グリ
セロホスホリルコリンを加えて一15℃で15分間放置した。その後、−N f
(2基を含むように修飾されたポリウレタン(固体ポリマー)を加え、反応を室
温で終夜続けた。生成物を水で強く洗浄し、乾燥した。得られたポリマーのリン
含有率は0.05%であることが見いだされた。
シアノゲンブロミドを用いたカップリングは以下の反応式に従って進行すると思
われる
商業的に入手可能なポリウレタンTeaoflex及び式(IV)(n=3又は
6)のアミノアクリレートと2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、
)又はヒドロキシプロピルアクリルアミド(HPA)の混合物を用いる以外は実
施例2の方法を繰り返した。詳細を下表に示す:
「−一一了“−−−7フ一−−m
l実施例1 n I(IV)と共にグラフ1コポリマー混合物中の III+ト
されたコモノマー 1(rV)の%(w/w)lトー−−+−−−+−一−−−
十−−−−−−−+13161 HPA l 14.2 114131 HPA
l 9.8 1
15161 HEMA l 4.9 116161 8HMA 1 8.5 1
17131 HEMA I 3.5 118161 HEMA I 2.4 l
実施例3及び5の生成物に関してリン含有率を測定し、それぞれ0゜06%及び
0.08%であることが見いだされた。
エチレングリコールホスホリルコリン(E P C)はA、 A、Durran
j et al、、Biomaterials (1986)7.121により
記載の通りに合成した。別の場合これは上記の通りに得るこEPC(7,5g、
0.033モル)をホルムアミド(10ml)に溶解し、その後へキサメチレン
−ジイソシアナート(22,2g、0゜123モル)を加えた。反応を室温で1
,5時間行い、その後DMA C溶液(70ml)中の商業的に入手可能なポリ
ウレタンTeCOflex(l1g)を加えた。反応を40℃で24時間続け、
反応混合物全体ヲ水中に沈澱させた。ポリマーを濾過し、非常に注意深く洗浄し
、真空乾燥した。
得られたポリマーのリン含有率は0122%であることが見いだされ、以下の種
類の構造を含むと思われる。
商業的に入手可能なポリウレタンPe1lethaneを、実施例2ニ記載の方
法を用い、トリクロロアセチルイソシアナートとの反応により官能基化した。
その後官能基化ポリウレタンを、実施例2に記載の方法を用い、ジレニウムデカ
カルボニルの存在下で2(メタクリロイルオキソ)−エチル−2’ ()IJメ
チルアンモニウム)エチルホスフェート分子内塩(HEMA−PC)(以下の参
照実施例を用いて製造)(1,5g)と光化学的に反応させた。
ポリウレタンシートの両面上のホスフェートエステルは、AcidMolybd
age 5pray Reagent Ki t (Sigma)によす検出し
た。この試験はポリウレタンのグラフトシートの両面上で顕著な陽性であった。
得られた生成物はXPS分析によりリン含有率が0.63%であることが示され
た。反応は以下の通りに略示される:実施例11
ヒツジ血液を用いた血小板癒着試験
実施例1−8及び10に従って製造されたポリマーのフィルムをヒツジ血小板−
濃縮一血漿中に室温で4時間浸漬した。その後それをリン酸塩緩衝食塩水で強く
洗浄し、染色し、写真撮影した。結果を、ホスホリルコリン基を付加する処理を
しなかった同等のポリウレタンポリマーの写真と比較した。
実施例に従って処理したフィルムの写真は、対応する未処理のフィルムと比較し
てそれに癒着した血小板が有意に少ないことを示し、血液適合性の向上を示した
。
3人の健康な成人のボランティアからダブルシリンジ法を用いて血液を集めた。
血液の最初の5mlは捨てた。血液はプラスチック管中のクエン酸三ナトリウム
(32g/I)中に、1体積のクエン酸塩に対して9体積の割合で集めた。試料
は用いるまで室温でリボンブレングー上に保った。未処理ポリウレタン(Pel
lethane)及び実施例10に従って処理したポリウレタンのシートから片
(22mm”)を切断した。これらをUniversal Container
s (UC’ s)中に入れた。その後クエン酸塩添加面全体(3ml)を容管
に加えた。
試料をリホンブレンダー上で室温にて30分間インキュベートした。
インキュベートの後、試料をUniversal Containersから取
り出し、リン酸塩緩衝食塩水(PBS)で洗浄し、その後抽出剤(2ml)中に
入れた。抽出剤及び試料をその後10分間混合した。
抽出剤中に存在するATPの量を、LKB ATP検定キット及びLKB 12
51ルミノメータ−を用い、製造者の指示に従って算出した。
試料に癒着した血小板の数は、既知の数の血小板を用いた標準曲線から算出した
。標準曲線のために、クエン酸塩添加静脈試料を1l50−200xにて室温で
15分間遠心することにより、血小板濃縮血漿(PRP)を調製した。各ドナー
に関してPRPの希釈液を調製した。
各希釈液中の血小板の数をコールタ−カウンターを用いて算出した。
その後既知の数の血小板に伴うATPの量を算出した。その後これらの標準曲線
を用いて表面上に癒着した血小板の数を算出した。
得られた結果は以下の通りである:
1 試料 1 ドナー血小板xlO’ lx血小板 1 %減少11未処理ポリ
ウレタン+7.28 8.44 5.1916.97 1 0 11Pc−含有
ポリウレ+3.39 1.79 1.07+2.08 169.2+1タン(実
施例10)l l I 1
走査型電子顕微鏡を用いた血小板癒着の分析未処理ポリウレタン(Pe I I
e thane)及び実施例10に従って処理したポリウレタン(Pe I
I e thane)の試料を、実施例12に従って調製した。それらを以下の
溶液のアリコート中に固定することにより走査型電子顕微鏡(SEM)用に調製
した。
2mlの25%グルタルアルデヒド
83m1の0.15M PBS (Ph7.4)15mlの飽和ピクリン酸
(ピクリン酸は脂質結合蛋白質の防腐を強化する)。
脱水の前に試料をPBS中で洗浄した。その後試料を70%メタノール、及びそ
の後無水メタノールを用いて脱水した。試料を100%アセトン中に移し、空気
乾燥した。最後に試料を金でスパッター被覆した。
(30mAで3分間)。
得られた顕微鏡写真の比較により、処理ポリウレタンは表面形態が未処理ポリウ
レタンから非常に変化していることが示された。ポリウレタン表面への血小板癒
着は処理により大きく減少し、表面の大部分は血小板癒着がなかった。
未処理ポリウレタン(Pe l le thane)及び実施例10に従って処
理したポリウレタン(Pellethane)の試料を水中で清浄化し、それら
の後退及び前進接触角を水中ならびにホルムアミド中で測定した。結果は以下の
通りであった:
処理及び未処理試料の間で顕著な相違が観察された。特に静止接触角に前進接触
角より近い後退接触角の場合に、処理試料における有意な減少が観察される。こ
れは本発明に従ってポリウレタンを処理すると湿潤性が向上することを示す。
実施例15.HEMA膜上へのI(EMA PCのグラフトa)HEMA膜の製
造
蒸留HEMA (29,70g) 、エチレングリコールジメタクリレート(0
,30g)及び過酸化ベンゾイル(0,03g)の混合物を、窒素の泡を10分
間通すことにより脱ガスした。その後透明な溶液を、ある長さのシリコンゴム管
(外径2.5mm、内径1mm)から形成されたガスケットにより隔てられた2
枚のメラミン内張りガラスシートから構築した金型中に移した。充填された金型
をその後傾に入れた(65−70℃で18時間)。その後金型を室温に冷却し、
開け、ゲルを取り出した。ゲルを蒸留水中に入れ、水和し、未反応上ツマ−を除
去した。24時間後に水を置換し、必要となるまでゲルを水中に保存した。
b)HEMA PCを用いたグラフト
上記のHEMAゲルのノート(湿潤重量約20.3g)を、シリコンゴム管(外
径5mm;グラフト溶液が膜の両側に達するようにするため。
この方法はゲルを平らに保ちながらグラフト溶液の必要量を減らすために用いた
。)から形成されたガスケットにより隔てられた2枚のガラスのシートから作ら
れた反応容器に入れた。その後装置に窒素をフラ・ソシした。
’c(D換水(50ml(7)溶液を与える)中のHEMA PC(6,04g
)の溶液を調製し、窒素の泡を10分間通すことにより脱酸素した。
その後硝酸セリウムアンモニウム(0,27g)を加え、HEMAPC(0,2
04M)及び硝酸セリウムアンモニウム(5xlO−3M)の濁った溶液(0,
204M)を得た。その後溶液を反応容器中に注ぎ、ゲル全体が浸漬されるよう
にした。窒素の泡が溶液中に通るように窒素の放出を調節し、装填された装置を
50℃に保たれた炉に25時装置いた。
粘性になった溶液を装置から注ぎ出し、グラフトされたゲルを取り出した。それ
を水道の流水下で30分間洗浄し、その後500m1の蒸留水中で15分分間中
かに撹拌した。水を変え、ゲルをさらに15分分間中かに撹拌した。それをさら
に2回繰り返し、その後ゲルを新しい蒸留水中に終夜放置した。ゲルの表面は顕
著に親水性が増し、小片を酸モリブデート試薬で試験して強い青色を得た。FT
I R(A、TR)は、グラフト及び非グラフト材料の間のいくらかの相違を
示したが、明らかに指定できる相違はなかった。
HEMA:メタクリル酸コンタクトレンズを蒸留水(300ml)中に入れ、1
0分分間中かに撹拌した。その後レンズを約5mlの新い)蒸留水と共に個別の
びん中に入れた。
蒸留水(75ml)中のHEMA PC(4,72g)の溶液を調製し、窒素の
泡を10分間通すことにより脱酸素した。その後水(5ml)中の硝酸セリウム
アンモニウム(0,2192g)を加え、HEMAPC(0,2M)及び硝酸セ
1功ムアンモニウム(5xlO−8M)のわずかに濁った溶液を得た。ノくスツ
ールビベ・ソトを用し1てレンズ力1ら水を除去し、各レンズに約2mlのHE
MA PC/硝酸セリウム溶液を加えた。その後びんに窒素をフラッジし、密封
し、50℃に保たれた温度調節水浴中に4.5時量大れた。この時点の後、グラ
フト溶液は粘度がわずかに上昇した。わずかに曇ったレンズを取り出し、11の
蒸留水を含むビーカー中に入れ、10分分間中かに撹拌した。その後水を置換し
、手順を2回繰り返した。2個のレンズを取り、酸そりブデート試薬を用いて試
験した。両者共強い青色着色を与え、ホスフェートの存在を示した。酸モリブデ
ート試薬で染色する前にレンズを断面切断すると、グラフト溶液に暴露した薄い
表面層で染色が起こるのが観察された。HEMA PC/硝酸セリウムアンモニ
ウム溶液と接触されず、新しく露出されたレンズの部分で染色は観察されなかっ
た。
レンズを500m1のリン酸塩緩衝食塩水(PBS)中で終夜インキュベートし
た。最初にレンズで観察されたわずかに曇った外観は除去され、透明なレンズと
なった。その後PBSを除去し、蒸留水(700ml)と置換した。(PBSは
グラフトされたホスフェート部分に錯形成したセリウム残基の除去を助けるため
に加えられた)。その後レンズを10分分間中かに撹拌し、水を硼酸塩緩衝食塩
水に置換した。レンズを硼酸塩緩衝食塩水を含む個別のびんに移した。レンズの
平衡含水量を測定し、未処理レンズより約1%の増加を示すことが見いだされた
。処理レンズによるリゾチームの吸着は未処理標準の場合に観察される吸着と同
等であることが見いだされた。表面分析により、脱水された処理レンズの表面上
に窒素及びリンが存在することが確証された。
実施例17.クブロファン上へのHEMA PCのグラフトクブロファンの試料
を、水を数回変えてグリセロール可塑剤を除去しながら蒸留水中に1時量大れた
。その後試料を蒸留水(4,5m1)中のHEMA PC(0,885g)の溶
液中に入れた。窒素の泡を10分間通すことにより溶液を脱酸素した。その後得
られた溶液を蒸留水(05ml)中の硝酸セリウムアンモニウム(領 0275
g)の溶液で処理した。脱酸素をさらに5分間続けた。その後反応容器を密封し
、リボンブレングー上に置いた(室温で4.25時間)。この時点の後、溶液の
粘度は顕著に上昇した。タブロファン試料を取り出し、蒸留水で強く洗浄した。
その後試料を蒸留水に浸漬し、それを5.10.30.60及び90分で置換し
、その後終夜放置した。
処理クブロファンは酸モリブデート試薬を用いた試験で非常に強L)陽性を示し
、試料中のホスフェートの存在を示した。標準試料(すなわち未処理、同反応条
件及び洗浄法でHEMA PCのみで処理、及び硝酸セリウムアンモニウムのみ
で処理)は陽性の試験を与えな力)つた。
HEMA PCグラフトクブロファンは、血小板癒着及び蛋白質吸着においてわ
ずかな鵬加を示した。これはおそらく、天然のクブロファン自身が血小板などを
吸着する傾向が非常に低かったためであろう。し力)しラジオイムノアッセイ(
Csキ・ソト、例えばAmersham International)により
示される通り、グラフトクブロファンは補体活性化において90%の減少を示し
た。
リリPし暴駐μ辷ムヒ旦庶及醗ヱ郊ヅΣひ酢酸セルロース濾過膜(孔径2ミクロ
ン、100%アンルノル例え1fSartorius)の片を2個のスト1月ツ
ブに切断しく合計重量0゜4103g) 、200m1のポリプロピレン遠心管
中(こ入れた。蒸留水(29,5m1)中のHEMA PC(2,655g)の
溶液を調製し、アルゴンの泡を溶液中に10分間通すことにより脱ガスした。そ
の後溶液を水(1ml)中の硝酸セリウムアンモニウム(0,0815g)の溶
液で処理し、さらに5分間脱酸素を続けた。その後溶液を2部分に分け、酢酸セ
ルロースを含む遠心管に加えた。管に窒素をフラッジし、密封し、リボンブレン
グー上に置いて室温で5時間穏やかに撹拌した。その後粘性となった溶液から試
料を取り出し、水中で十分に洗浄した。その後試料を蒸留水(20ml)中に入
れ、リボンブレングー上で撹拌した(1時間)。水を変え、方法を繰り返した。
最初は1時間毎に4時間水を変えた。その後試料を蒸留水中の室温にて2日間イ
ンキュベートした。最後に試料を50℃の減圧下で乾燥した。乾燥後、グラフト
された試料の合計重量は0.4105g (0,04重量%の増加)であること
が見いだされた。表面上のホスフェートの存在は酸モリブデート試薬で染色する
ことにより示された。
処理された酢酸セルロース膜の流速(flux rate)を蒸留水を用いて測
定し、未処理材料の場合と同等であることが見いだされた(平均273%の流速
の低下が測定された)。処理膜上へのフイブリノゲンの吸着は、未処理試料に関
する観察から17%減少を示した。
実施例19.ポリビニルジフルオリド(PVDF)上へのHEMA PCのグラ
フト
疎水性ポリビニルジフルオリド(PVDF)濾過膜(孔径2ミクロン)の円形試
料を切断した(直径9cm)。その後膜をPo1aron Bio−Radプラ
ズマバレルエツチング機(plasma barreI etcher)の室内
に入れ、0.2ミリバールの圧力にて10ワ・ソトの酸素プラズマを5分間当て
た。親水性となったpVDF膜を室から取り出し、HEMA PC及び硝酸セリ
ウムアンモニウムの溶液(濃iそれぞれ0.15M及び5xlO−’M)中に入
れた。溶液を10分間脱酸素し、その後容器を密封した。混合物をリボンブレン
グー上で穏やかに撹拌した(室温、1時間)。その後水溶性のPVDF試料を取
り出し、蒸留水で十分に洗浄した。最後に試料を蒸留水中で終夜放置し、その後
空気乾燥した。酸モリブデート試薬で染色し、処理膜上にホスフェートが存在す
ることが明らかになった。処理膜の流速を測定し、未処理標準膜の場合に観察さ
れるより20%の低下が示された。フィブリノゲン吸着の減少は、免疫吸着剤検
定により測定して約30%であることが見いだされた。XPSを用いた表面分析
は、膜の表面上に4%のリンが存在することを明らかにした。
比較実施例1.ニトロセルロース上へのHEMA PCの吸着この研究(及び実
施例20)で用いるニトロセルロースは、メタノール/水スラリからマイラー支
持ンート上に置かれた皮膜の形態であった。
ニトロセルロースの小片を切断し、tie支持体として用いた。水中のHEMA
PCの希薄溶液を毛細管を用いて適用し、スポットを圧縮空気で乾燥した。ニ
トロセルロース板を蒸留水中に置き、クロマトグラムを走らせた。溶媒前線が板
の頂点に達したら、板を取り出し、圧縮空気で乾燥し、Dragendor f
f試薬を噴霧してHEMA PCの位置を明らかにした。HEMA PCのR
fは1であることが見いだされた。この結果はHEMA PCモノマーが水を用
いて非常に容易にニトロセルロースから洗い流されることを示す。
実施例20 ニトロセルロース上へのHEMA PCのグラフトa)硝酸セリウ
ムアンモニウムを用いてマイラーシート上のニトロセルロースの片(14,22
03g)を、ソリコンゴムのガスケットで隔てられた2枚のガラスから構築され
た反応容器中に入れた。この種の容器は溶液の必要量を減少させるために用いた
。
水(150ml)中のHEMA PC(13,27g)の溶液(0゜3M)を、
窒素の泡を15分間通過させることにより脱酸素した。その浸水(1ml)中の
硝酸セリウムアンモニウム(0,411g)の溶液をHEMA PC溶液に加え
、わずかに濁った淡黄色の溶液を得た(0゜3M HEMA PC;5xlO−
”M硝酸セリウムアンモニウム)。窒素の泡をさらに5分間通した。その後溶液
をニトロセルロース試料を含む容器に移し、試料を確実に完全に浸漬した。酸素
の侵入を制限するために窒素を溶液上に吹いた。ニトロセルロースを室温で溶液
中に3時間放置し、その間に溶液の粘度がかなり増加した。
その後容器を開け、ニトロセルロースを取り出し、蒸留水中で2時間強く洗浄し
、水を規則的に変えた。(マイラー支持シートは、長期間洗浄した後も非常につ
るつるしていることが観察された)。その後ニトロセルロースを室温にて層流フ
ード中で2時間乾燥した。乾燥後、試料の重量は14.1.167gである、す
なわち減量であることがわかった(おそら(ニトロセルロースから低分子量材料
が浸出したことを示す)。
表面上のHEMA PCの存在は、Dragendorf fの試薬及び酸モリ
ブデート試薬を用いた陽性の試験により示された。しかし酸モリブデート試薬の
場合、非グラフトニトロセルロース上に噴霧した場合も直後に青く着色するであ
ろう。(これは試験試料を少量の非希釈試薬中に入れることにより克服すること
ができる。)グラフト材料の存在は、ヨウ素蒸気、メチレンブルー溶液、及びエ
オシンイエロー溶液の吸収によっても示すことができ、それらはすべて標準試料
よりグラフト材料上に強く吸収された。
その後試料をオルトリン酸二ナトリウムの3%W/V溶液中に1時間浸漬しく結
合したセリウムイオンの除去のため)、その後蒸留水に1時間浸漬した。試料を
層流フード中で1時間、その後減圧下で終夜乾燥した。グラフトされたニトロセ
ルロースは、未処理試料と比較してアルブミン吸着が91%減少した。
ニトロセルロースの試料をメタノール(10ml)中に溶解することによりマイ
ラー支持体から取り出した。溶液を濾過して少量のゼラチン状材料を除去し、透
明の濾液をグラフトニトロセルロースを沈澱させる量の急速に撹拌した蒸留水(
200ml)に滴下し、それを濾過により回収した。回収した固体をメタノール
(10ml)に再溶解し、水中(200ml)に沈澱させた。その後回収した固
体を真空下で乾燥し、リンに関して分析した。微量分析により処理ニトロセルロ
ースのリン含有率は0.16%であることが示された。
b)アゾビスシアノバレリアン酸を用いて(i)HEMA PC(2,21g)
、エチレングリコールビスメタクリレート(0,11g、49%W/V)及び
アゾビスシアノノくレリアン酸(鉤 01g)の溶液を、蒸留水(22ml)と
メタノール(8m1:すなわち26%V/Vメタノール;この溶媒混合物はニト
ロセルロースを溶解しないことが示された)の混合物に溶解し、透明な溶液を得
た(メタノールはエチレングリコールビスメタクリレートの溶解を保証するため
に加えた)。その後この溶液をニトロセルロース試料(10゜3316g)上に
注意深く注ぎ、ニトロセルロースを全体的に湿潤させた。その後過剰の溶液を濾
紙を用いて表面から注意深(吸い取り、ニトロセルロースを30分間空気乾燥し
た。ニトロセルロースシートをガラスタンク中に入れ、それに窒素を30分間フ
ラッジし、その後密封した。
その後タンクを60℃に22時間保持した。ニトロセルロースを取り出し、蒸留
水中に入れ、2時間浸漬した。水和はむらがあるように見えた。
ニトロセルロースを蒸留水から取り出し、室温にて層流フード中で3時間乾燥し
た。乾燥後の試料の重量は10.3695g (鉤 0379gの増加)であっ
た。試料は上記のa)で示したグラフトHEMA PCに関する試験で陽性であ
った。
(i i)水(14ml)及びメタノール(6ml)中のHEMA PC(2,
95g) 、エチレングリコールビスメタクリレート(鉤 16g、5.4%w
/w)、及びアゾビスシアノバレリアン酸(0,Olg)の溶液を用いて上記の
方法を繰り返した。(HEMA PCの濃度は0゜5N1)。溶液をニトロセル
ロース試料(12,10106Oに適用し、5分間浸漬したままとし、その後過
剰の溶液を濾紙を用いて注意深く吸い取った。その後試料を層流フード中で30
分間乾燥し、シリコンゴムのガスケットにより隔てられた2枚のガラス板から構
築された容器中に入れた。装置を窒素でパージし、密封し、その後60℃に16
時間保持した。
ニトロセルロースを取り出し、蒸留水で十分に洗浄し、その後蒸留水中に1時装
置いた。試料を25%メタノール/75%水の混合物で洗浄して未反応エチレン
グリコールジメタクリレートを除去し、最後に蒸留水で濯いだ。試料を層流フー
ド中で乾燥し、秤量した(12.1706g:0.0646gの増加)。試料は
グラフトHEMA PCの存在に関する試験(すなわち酸モリブデート試薬及び
Dragendorf f試薬)で陽性を与えた。
実施例21.ポリアミド上へのHEMA PCのグラフトこれらの研究に用いた
ポリアミド試料は、ポリプロピレン末端キャップ及び支持リブを付けた、ナイロ
ン6.6メツシユを含む血餅濾過スクリーンであった。
ポリアミドスクリーンは最初に蒸留水(1000ml)中のドデシル硫酸ナトリ
ウム(1,5g)及び炭酸ナトリウム(1g)の溶液中に60℃で1時間浸漬す
ることにより、表面の汚染を清浄化した。取り出してからスクリーンを蒸留水で
強く洗浄し、その後真空中で乾燥した。
(1)4個の予備洗浄したスクリーン(合計重量4.5103g)を、氷酢酸で
p H5に酸性化した市販の次亜塩素酸ナトリウムの溶液中で10分間撹拌した
。その後スクリーンを取り出し、蒸留水で十分に洗浄し、その後50℃の減圧下
で終夜乾燥した。スクリーンの重量は4. 5243g(すなわち0.014g
の増加+0.31%)であった。その後スクリーンをコーン(c o n e)
及び封止締め付け(sealtng constriction)を付けたガラ
ス管に入れた。
メタノール(60ml)中のHEMA PC(13,00g)の溶液を酢酸エチ
ル(約1 m l )中のモリブデンヘキサカルボニル(0,015g)の溶液
で処理し、無色透明の溶液を得、それをスクリーンを含む容器に加えた。溶液を
真空ライン上で5xlO’バールにて凍結/ポンプ/解凍法により脱ガスし、反
応容器を真空中で密封した。解凍後、管を80℃に約100分間保持した。この
時点の後、溶液は黄色(モリブデンペンタカルボニルクロリド)で粘性(ホモ重
合が起こったことを示す)となった。管を開け、スクリーンを取り出し、メタノ
ール及びその後蒸留水で十分に洗浄した。残留N−クロロ官能基を破壊するため
に、スクリーンをヨー化カリウムの溶液(1%)中に入れ、直後にスクリーンの
表面が深茶(ヨウ素)に着色した。スクリーンをKl溶液中に5分間放置し、取
り出し、チオ硫酸ナトリウムの溶液(0,1M)中に入れた。スクリーンを終夜
撹拌しながら放置し、その結果茶色のヨウ素染色のほとんどが除去された。その
後スクリーンを数日間、水をしばしば変えながら蒸留水中に浸漬したままにした
。50℃の真空中で乾燥すると、スクリーンの重量は4.6163g (2,3
5%の重量増加)であることが見いだされた。スクリーンは非常に親水性であり
、メッシュ表面は非常につるつるしていた。1個のスクリーンを染料吸収に関し
て試験した。メチレンブルーは容易にメツシュ上に吸収されたが、ポリプロピレ
ン支持体上にはほとんど吸収されなかった。
その後、処理ポリアミドスクリーン(ポリプロピレン成分から取り出した後)を
ATP検定を用いて血小板吸着に関して試験した。未処理標準試料より血小板の
吸着が20%減少したことが観察された。
(i i)4個の予備洗浄したスクリーンを、氷酢酸でpi−1,4,5に酸性
化した市販の次亜塩素酸ナトリウムの溶液中で5分間撹拌した。その後スクリー
ンを取り出し、蒸留水で十分に洗浄し、50℃の減圧下で終夜乾燥した。スクリ
ーンの重量は4.4787gであった。
メタノール(80m l )中のHEMA PC(10,02g)の溶液を酢酸
エチル(約10m1)中のモリブデンヘキサカルボニル(0,13g)の溶液で
処理し、無色透明の溶液を得、それをメタノールで100m1に希釈した。溶液
を100m1の厚壁組織培養びん中に入れ、窒素の泡を20分間通すことにより
脱ガスした。容器を密封し、80℃に100分間保持した。この時点の後、溶液
は黄色(モリブデンペンタカルボニルクロリド)になったが粘度の真実の増加は
なかった(今回ホモ重合は起こらなかったことを示す)。管を開け、スクリーン
を取り出し、メタノール及びその後蒸留水で十分に洗浄した。残留N−クロロ官
能基を破壊するために、スクリーンをヨー化カリウムの溶液(1%W / V
)及びチオ硫酸ナトリウム(2%W/V)中に入れた。これによりスクリーンの
表面がかすかに茶色に着色しただけであった。スクリーンをKl溶液中に5分間
放置し、取り出し、チオ硫酸ナトリウムの溶液中に入れた。スクリーンを終夜撹
拌しながら放置し、その結果茶色のヨウ素染色のほとんどが除去された。その後
スクリーンを数日間、水をしばしば変えながら蒸留水中に浸漬したままにした。
50℃の真空中で乾燥すると、スクリーンの重量は4.4959gであることが
見いだされた。スクリーンは親水性であり、メッシュ表面はつるつるしていた。
1個のスクリーンを染料吸収に関して試験した。メチレンブルーはかすかではあ
るがメツシュ上に吸収されたが、支持体上には全く吸収されなかった。血小板吸
着に関して試験すると(ATP検定)、ナイロン6.6メ・ソシ1.は未処理試
料と比較して59%の減少を与えた。
実施例22.予備−酸化ポリアミド上へのHEMA PCグラフト過酢酸の溶液
を氷酢酸(30ml)及び30%の過酸化水素(10ml)ならびに触媒量の濃
硫酸から調製した。過酸溶液を実施例21スクリーンで用いられた種類の2個の
ポリアミドスクリーンと共にパイ1・ソクス容器中に入れた(合計重量2.19
66g)。その後容器を254nm及び360nm管の両方をっけたRayno
t光分解機中に置き、周囲温度で6時間照射した。その後スクリーンを取り出し
、蒸留水で十分に洗浄し、最後に蒸留水と共に終夜撹拌した。その後スクリーン
を水中のHEMA PC(1,77g)及び硝酸セリウムアンモニウム(領05
9g)の脱酸素溶液(20mlの溶液;0.3M HEMA PC。
5xlO−3M硝酸セリウムアンモニウム)中に入れた。約4時間後にスクリー
ンを取り出し、その間に粘度は顕著に増加していた。スクリーンを蒸留水で十分
に洗浄し、蒸留水中に2日間放置し、その後最後に減圧下で乾燥した(2.20
42g;0.0076g又は0.35%の重量増加)。メツシュはより親水性で
あることが見いだされ、染料の吸収を示し、表面が親水性ポリマーでグラフトさ
れたことを示した。ATP検定を用いて血小板吸着に関して試験すると、未処理
標準に対して82%の減少が観察された。
ポリイミド繰り返し単位
ポリイミドのフィルムの試料を正方形(7x7mm)に切断し、蒸留水中のSD
S (0,15%)及び炭酸ナトリウム(領 1%)の溶液中で音波処理するこ
とにより清浄化した。その後SDSを除去し、試料を蒸留水で濯いだ。その後ポ
リイミドを空気乾燥した。清浄化後、試料は疎水性であることが観察された。そ
の後試料をPo1aron Bi。
−Radプラズマバレルエツチング機の室内に入れ、100ワツトの直流(fo
rward power)を用いて領 2ミリバールにて生成された酸素プラズ
マに当てた。試料は各側につき1o分間プラズマ放電に当てた。プラズマ処理の
後、ポリイミド試料は非常に親水性であることが見いだされた。
3−(トリメトキンシリル)プロピルメタクリレート(1ml)、イソプロパツ
ール(2ml) 、氷酢酸(3滴)及び蒸留水(30m l )から溶液を調製
した。最初2相である混合物を室温で約10分間振り、その後均−な透明溶液が
得られる。その後ポリイミド試料を加え、混合物を室温で終夜穏やかに撹拌した
。その後上澄み液(いくらかの油滴を含むようになった)をデカンテーションし
た。試料を水(5×30ml)及びその後エタノール(2×30ml)で十分に
洗浄し、空気乾燥した。
試料は非常に疎水性となったことが見いだされた。
メタクリロイル化ポリイミド試料を蒸留水(5ml)中のHEMAPC(1,4
6g)の溶液に加えた。チオ硫酸ナトリウム(0,05g)を溶液に加え、その
後窒素の泡を10分間通すことによりそれを脱酸素した。その後過硫酸アンモニ
ウム(0,05g)を加え、脱酸素をさらに5分間続けた。その後反応容器を閉
め、室温で終夜放置した。粘度の上昇が観察された溶液をその後デカンテーショ
ンした。グラフト試料を蒸留水中で数時間強(洗浄し、空気乾燥した。試料は非
常に親水性であることが見いだされたが、酸モリブデート試薬を用いた染色は決
定的でなかった。しかし処理試料の表面分析(XPS)は、リンの存在を明らか
にした。
試料は未処理試料と比較してフィブリノゲンの吸着において28%の減少、及び
血小板活性化において94%の減少を示した。
互床互
メタクリロイル化ポリイミド試料をエタノール(ioml)中のHEMA (5
ml)(7)溶液に加え、それ1.:AIBN (0,01g)を加えた。
窒素の泡を15分間通すことにより溶液を脱酸素した。反応容器を密封し、60
℃の水浴中に入れた。反応容器を一定の間隔で振った。6時間後、溶液の粘度が
顕著に上昇したのが観察された。粘性の上澄み液をポリイミド試料からデカンテ
ーションし、それをエタノール(3×30ml)、メタノール(3×30ml)
で洗浄し、室温でメタノール(100ml)中に終夜放置した。その後メタノー
ル洗浄試料を取り出し、水(3×30ml)で洗浄し、最後に空気乾燥した。H
EMAグラフト試料は親水性であることが観察された。
その後HEMAグラフト試料を蒸留水(4,5m1)中のHEMAPC(0,4
4g)の溶液中に入れ、窒素の泡を10分間溶液に通すことにより脱酸素した。
蒸留水(0,5m l )中の硝酸セリウムアンモニウム(0,014g)の溶
液を加えた。脱酸素をさらに5分間続けた。
反応容器を閉め、リボンブレングー上に置いた(室温で4時間)。得られた粘性
の上澄み液を除去し、処理試料を水で十分に洗浄した(5×10ml、水を変え
る毎にその前に10分間撹拌)。その後試料をリボンブレングー上で穏やかに撹
拌しながら蒸留水(20ml)中に終夜放置した。その後試料を空気乾燥した。
非常に親水性のポリイミド試料は、酸モリブデート試薬を用いたリンに関する試
験で決定的でなかったが、表面上にリンが存在することは表面分析(XPS)に
より示された。
試料は未処理試料に対してフィブリノゲン吸着において65%の減少及び血小板
活性化において92%の減少を示した。これはHEMA層のみで処理した標準材
料の場合のフィブリノゲン吸着における27%減少及び血小板活性化における9
9%減少と比較することができる。
実施例23と同様にしてシリコンゴムフィルムの試料を正方形(7x7mm)に
切断し、蒸留水中のSDS (0,15%)及び炭酸ナトリウム(0,1%)の
溶液中で音波処理することにより清浄化した。その後SDSを除去し、試料を蒸
留水で濯いだ。その後シリコンゴム試料を空気乾燥した。その後試料をPo1a
ron Bio−Radプラズマバレルエツチング機の室内に入れ、100ワツ
トの直流を用いて0.2ミリバールにて生成された酸素プラズマに当てた。試料
は各側につき10分間プラズマ放電に当てた。プラズマ処理の後、ソリコンゴム
試料は非常に親水性であることが見いだされた。直後に試料を、3−(トリメト
キンシリル)プロピルメタクリレート(1mlLイソプロパツール(2ml)
、氷酢酸(3滴)及び蒸留水(30ml)から調製された溶液中に入れた。(最
初2相である混合物を室温で約10分間振り、その後均−な透明溶液が得られる
)。その後混合物を室温で終夜穏やかに撹拌した。その後上澄み液(いくらかの
油滴を含むようになった)をデカンテーションした。試料を水(5x 30m
l )及びその後エタノール(2×30ml)で十分に洗浄し、空気乾燥した。
試料は非常に疎水性となったことが見いだされた。
HEMA PCグラフト
互殊A
メタクリロイル化シリコンゴム試料を蒸留水(5ml)中のHEMAPC(1,
46g)の溶液に加えた。チオ硫酸ナトリウム(0,05g)を溶液に加え、そ
の後窒素の泡を10分間通すことによりそれを脱酸素した。その後過硫酸アンモ
ニウム(0,05g)を加え、脱酸素をさらに5分間続けた。その後反応容器を
閉め、室温で終夜放置した。粘度の上昇が観察された溶液をその後デカンテーシ
ョンした。グラフトソリコンゴム試料を蒸留水中で数時間強く洗浄し、空気乾燥
した。試料は非常に親水性であることが見いだされたが、酸モリブデート試薬を
用いた染色は決定的でなかった。しかし処理シリコンゴム試料の表面分析(XP
S)は、リンの存在を明らかにした。試料は未処理材料と比較してフィブリノゲ
ンの吸着において28%の減少、及び血小板活性化において76%の減少を示し
た。
互迭l
メタクリロイル化シリコンゴム試料をエタノール(10ml)中のHEMA (
5ml) の溶液IJoえ、+tLl:A I BN (0,01g)を加えた
。窒素の泡を15分間通すことにより溶液を脱酸素した。反応容器を密封し、6
0℃に保った水浴中に入れた。溶液を一定の間隔で振った。
6時間後、溶液の粘度が顕著に上昇したのが観察された。粘性の上澄み液をソリ
コンゴム試料からデカンテーションし、それをエタノール(3×30ml) 、
メタノール(3×30ml)で洗浄し、室温でメタノール(100ml)中に終
夜放置した。その後メタノール洗浄試料を取り出し、水(3×30ml)で洗浄
し、最後に空気乾燥した。HEMAグラフトソリコンゴム試料は親水性であるこ
とが観察された。
その後HEMAグラフトシリコンゴム試料を蒸留水(4,5m1)中のHEMA
PC(0,44g)の溶液中に入れ、窒素の泡を10分間溶液に通すことによ
り脱酸素した。蒸留水(0,5m1)中の硝酸セリウムアンモニウム(0,01
4g)の溶液を加えた。脱酸素をさらに5分間続けた。反応容器を閉め、リボン
ブレングー上に室温で4時装置いた。得られた粘性の上澄み液を除去し、処理試
料を水で十分に洗浄した(5x20mL水を変える毎にその前に10分間撹拌)
。その後試料をリボンブレングー上で穏やかに撹拌しながら蒸留水(20ml)
中に終夜放置した。その後試料を空気乾燥した。非常に親水性のシリコンゴム試
料は、酸モリブデート試薬を用いたリンに関する試験で決定的でなかったが、表
面上にリンが存在することは表面分析(XPS)により示された。
試料は未処理材料に対してフィブリノゲン吸着において62%の減少及び血小板
活性化において60%の減少を示した。これはHEMA層のみで処理した標準材
料の場合のフィブリノゲン吸着における25%減少と比較することができる。
実施例23と同様にしてステンレススチールフィルムの試料を正方形(6x6m
m)に切断−蒸留水中のSDS (0,15%)及び炭酸ナトリウム(0,1%
)の溶液中で音波処理することにより清浄化した。
そのtit: S D Sを除去し、試料を蒸留水で濯いだ。その後ステンレス
スチール試料を空気乾燥した。その後試料をPo1aron Bio−Radプ
ラズマバレルエツチング機の室内に入れ、100ワツトの直流を用いて領 2ミ
リバールにて生成された酸素プラズマに当てた。試料は各側につき10分間プラ
ズマ放電に当てた。プラズマ処理の後、ステンレススチール試料は非常に親水性
であることが見いだされた。
3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート(1ml)、イソプロパツ
ール(2ml)、氷酢酸(3滴)及び蒸留水(30m l )から溶液を調製し
た。最初2相である混合物を室温で約10分間振り、その後均−な透明溶液が得
られた。その後ステンレススチール試料を加え、混合物を室温で終夜穏やかに撹
拌した。その後上澄み液(いくらかの油滴を含むようになった)をデカンテーシ
ョンした。試料を水(5X 30m1)及びその後エタノール(2x30ml)
で十分に洗浄し、空気乾燥した。試料は非常に疎水性となったことが見いだされ
た。
メタクリロイル化ステンレススチール試料を蒸留水(5ml)中のHEMA P
C(1,46g)の溶液に加えた。チオ硫酸ナトリウム(105g)を溶液に加
え、その後窒素の泡を10分間通すことによりそれを脱酸素した。その後過硫酸
アンモニウム(0,05g)を加え、脱酸素をさらに5分間続けた。その後反応
容器を閉め、室温で終夜放置した。
粘度の上昇が観察された溶液をその後デカンテーションした。グラフトステンレ
ススチール試料を蒸留水中で数時間強く洗浄し、空気乾燥した。
試料は非常に親水性であることが見いだされたが、酸モリブデート試薬を用いた
染色は決定的でなかった。しかし処理シリコンゴム試料の表面分析(XPS)は
、リンの存在を明らかにした。試料は未処理材料と比較してフィブリノゲンの吸
着において57%の減少、及び血小板活性化において83%の減少を示した。
方法b
メタクリロイル化ステンレススチール試料をエタノール(10ml)中のHEM
A (5ml)の溶液に加え、それにAIBN (0,Olg)を加えた。窒素
の泡を15分間通すことにより溶液を脱酸素した。反応容器を封止し、60℃に
保った水浴中に入れた。溶液を一定の間隔で振った。6時間後、溶液の粘度が顕
著に上昇したのが観察された。粘性の上澄み液をステンレススチール試料からデ
カンテーションし、それをエタノール(3x30ml)、メタノール(3x30
ml)で洗浄し、室温でメタノール(100ml)中に終夜放置した。その後メ
タノール洗浄試料を取り出し、水(3x 30m l )で洗浄し、最後に空気
乾燥した。
HE M Aグラフトステンレススチール試料は親水性であることが観察されt
こ。
その後HEMAグラフトステンレススチール試料を蒸留水(4,5m1)中のH
EMA Pc (0,44g)の溶液中に入れ、窒素の泡を10分間溶液に通す
ことにより脱酸素した。蒸留水(0,5m1)中の硝酸セリウムアンモニウム(
0,014g)の溶液を加えた。脱酸素をさらに5分間続けた。反応容器を閉め
、リボンブレングー上に室温で4時装置いた。得られた粘性の上澄み液を除去し
、処理試料を水で十分に洗浄した(5x20ml水を変える毎にその前に10分
間撹拌)。その後試料をリボンブレングー上で穏やかに撹拌しながら蒸留水(2
0ml)中に終夜放置した。その後試料を空気乾燥した。非常に親水性のステン
レススチール試料は、酸モリブデート試薬を用いたリンに関する試験で決定的で
なかったが、表面上にリンが存在することは表面分析(XPS)により示された
。
試料は未処理材料に対してフィブリノゲン吸着において68%の減少及び血小板
活性化において58%の減少を示した。これはHEMA層のみで被覆した標準試
料の場合のフィブリノゲン吸着における70%減少及び血小板活性化における8
0%減少と比較することができる。
ステンレススチールへのHEMA−PCのグラフトの例をさらに実施例28.2
9及び31−35に示す。
ポリプロピレンフィルムの試料(10cmxlOxm)を室温でオゾンに15分
間暴露することにより活性化した。(オゾンは従来の無音放電生成器で生成した
)。
その後活性化フィルムを、水中のHEMA PCCl 3M)及び硝酸セリウム
アンモニウム(4,5xlO”’M)の脱酸素した溶液中に入れた。フィルムを
室温で5時間、溶液中に浸漬したまま放置した。フィルムを取り出し、蒸留水で
強く洗浄した。フィルムは非常に親水性であることが観察され、酸モリブデート
試薬を用いたリンに関する試験で陽性を示した。処理ポリプロピレンは未処理試
料と比較してフィブリノゲン吸着において76%の減少を与えることが見いださ
れた。
ガラス試料を清浄化し、エツチングして表面上の利用できる官能基を増し、ポリ
エチレンイミンシラン(2%)の溶液中に2時量大れた。その後ガラスをデシケ
ータ−中で終夜乾燥した。その後あらかじめ塩素を発生させるために酢酸で酸性
化した水:過塩素酸ナトリウム2:1中に10分間浸漬することによりイミンを
塩素化した。
試料を塩素化反応媒体から取り出し、Ret (Co)+。(5xlO’M)を
含む脱ガスしたHEMA−PC溶液(0,3M)中に入れた。溶液に紫外光を3
0分間照射し、その後60Wのランプ下に終夜放置した。
試料を洗浄し、乾燥した。
試料を、フィブリノゲン吸着の検定の場合に用いた方法と類似の方法により、西
洋ワサビパーオキシダーゼ免疫グロブリンG共役体の吸着に関して検定し、未処
理試料と比較して89%の減少が示された。
実施例28−スチールへのHEMA−PCのグラフト(Re 2 (Co) +
−顯と
ステンレススチール試料を実施例25と同様にして清浄化した。試料をポリエチ
レンイミンで処理し、実施例27と同様の方法で塩素化した。
その後実施例27の方法と類似の方法でHHMA−PCを試料上にグラフトした
。試料は未処理標準に対してフィブリノゲン吸着において68%の減少を与え、
XPSはリン及び窒素が約1:1の比率で存在することを示し、表面上のホスフ
ェート−エステルの存在を示した。
下記に示す種々の条件下でセリウム開始(実施例25(方法b)と同様)及びR
ex (Co)+o開始(実施例28と同様)に基づく方法を用い、針に)HE
MA−PCをグラフトした。フイブリノゲン吸着の減少の変化を下表に示す:
HEMA層 静止+ 流動*
セリウム開始 旦旦匁 上牲興 ス時凹 旦旦分 上稜皿 l曵叩エタノール中
の
HEMAの希釈
11・1希釈 −−58% −−79%5:1希釈 61% −82% −−−
2:1希釈 86% 81% 80% 77% −77%Re z (Co)
re開始 71%表はHEMA下塗り層上へのHEMA−PCのグラフトの効果
を示す。
HEMA層を置(条件は示されている通りに変えた。時間はHEMA反応の滞留
時間である。すべての試料はHEMA段階の後にHEMA−PCを用いて90分
間グラフトした。
十針を通してHEMAを流さない
*反応の間、針の中心を通してHEMA溶液を流す。
ポリエーテルスルホン膜を清浄化し、プラズマエツチング機PSO500中に置
き、以下の条件下で酸素エツチングした:R,F、(%) 75%
時間 5分
02(%) 100%
試料を取り出し、ポリプロピレンへのHEMA−PCのグラフトに関連して実施
例26で記載した方法と類似の室温条件で硝酸セリウムアンモニウム開始剤を用
い、HEMA−PCをグラフトした。
実施例31−ステンレススチールへのHEMA−PCのグラフトステンレススチ
ール試料を準備し、実施例25に概示した通りにシリル化し、その後HEMAと
の反応の開始剤としてAIBNを用い、実施例25方法すに記載の方法と類似の
方法を用いてメタノール中で60℃にて2時間HEMAをグラフトした。試料を
メタノール中で洗浄し、種々の濃度の硝酸セリウムアンモニウム及びHEMA−
PCを用いて実施例25の方法によりセリウム開始グラフトを行9た。フイブリ
ノゲン吸着検定及びXPS分析は以下の結果を与えた:「−一一一一一一一一一
一下’T−T
1グラフト条件 1標準に対するl XPS% 11 1減少(フイブトーー−
−TA
1 1リノゲン)I N I P 1
F−+ −−−−−+ −−−−一+−−−−−−110,3MHEMA−PC
l 90% 14.3% 1465%115mMcAN l l l l
トー + −−−−−−+ −−−−−+ −−−−−−110,3MHEMA
−PCl 83% 13.8% 14.1% Ill、mMcAN l l l
l
L−+ −−一+−−−−−+−−−−−@10.3MHEMA−P] 87%
14.0% 14.7% 11O,2mMcAN l l l l
h −−−−−−−−一−−+−−−−−−+ −−−−−+ −−−−一−+
10.1MHE〜1A−PC183% 12.65%13.7% 115mMc
AN l l l l
L −−−一工−−−−−−工−−−−−上−JCAN−硝酸セリウムアンモニ
ウム
実施例32−ステンレススチールカテーテルガイド線へのHEMA−PCグラフ
ト
実施例28の方法を用いてステンレススチールカテーテルガイド線に1−IEM
A−PCをグラフトした。未処理標準に対してフィブリノゲン吸着における75
%の減少が得られた。
実施例33−ガラス試料びんへのHEMA−PCグラフト実施例27の方法を用
いてガラス試料びんにHEMA−PCをグラフトした。処理びんは未処理ぴんと
比較して90%のI gG−HRPO共役体の吸着を示した。
実施例34−ステンレススチールステント(stents)へのHEMA、−P
Cグラフト
0.3MのHEMA−PC及び5mMの硝酸セリウムアンモニウムを用いた実施
例31の方法によりステンレススチールステントにHEMA−PCをグラフトし
た。未処理標準に対してフィブリノゲン吸着における平均81%の減少が見いだ
された。ステント上の2点におけるXPS分析は以下の結果を与えた:
N(に) P(%)
点1 2.1 2.4
Re2 (Co)+oではなくMo (Co)sを用い、エタノール中の還流下
で30分間グラフト反応を行う以外は実施例28の方法と類似の方法を用いてス
チレンススチールにHHMA−PCをグラフトした。
参照実施例1
2(メタクリロイルオキシエチル)−2’−()リンチルアンモニウム)エチル
ホスフェート分子内塩(HEMA−PC)の製造方法はUmeda et al
、、(Makromol Chem、。
Rapid Commun、、3.no、7.1982)に従った。やはりHE
MA−PCを得るために用いることができる類似の方法がWO−A、−9210
7885(その記載事項は引用することにより本明細書の内容となる)に記載さ
れている。
(a)2−クロロ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホランの製エチレン
グリコールをジクロロメタン中で三塩化リンと反応させ、2−クロロ−1,3,
2−ジオキサホスホランを65%の収率で得る(Lucas et al、、J
、Am、Chem、Soc、72.5491 (1950))。その後生成物を
酸素で酸化して2−クロロ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホランを9
5%の収率で得る(Edm段階(a)で製造した2−クロロ−2−オキソ−1,
3,2−ジオキサホスホランを以下の通りに2−ヒドロキシエチルメタクリレー
トと反応させ、2−(2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−イル
オキシ)エチルメタクリレートを得る:機械撹拌機、乾燥管及び滴下ロートを備
えた、完全に乾燥した500cm”の3つ口丸底フラスコに、2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート(20、Qg、Q、154モル)を入れ、−20℃から一1
5℃に保ち、撹拌した溶液にトリエチルアミン塩
と、トリエチルアミン塩酸塩が溶液から沈澱し始めた。
その後溶液を5−10℃の温度まで温め、そこで2時間保持した。
形成された沈澱を濾過し、ジエチルエーテル(30cmりで洗浄した。濾液及び
ジエチルエーテル溶液を窒素流中の減圧下で蒸発させ、残留物にジエチルエーテ
ル(25cm3)を加えた。混合物を1分間振り、その後ガラスフィルターで濾
過して少量のトリエチルアミン塩酸塩を除去した。濾液を窒素流を用いた減圧下
で1.5時間蒸発させた。2−(2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン
−2−イルオキシ)エチルメタクリレートが無色の液体として得られた(35.
9g、収率99%)ラム)エチルホスフェート分子内塩の製造ガラスの耐圧びん
(300cm3)中に段階(b)で製造した2−(2−オキソ−1,3,2−ジ
オキサホスホラン−2−イルオキシ)エチルメタクリレート(10,0g、42
ミリモル)及び乾燥アセトニトリル(60cm3)を入れた。耐圧びんを冷水中
で冷却腰その後トリエチルアミン塩2.5g、42ミリモル)を冷溶液に急激に
加えた。耐圧びんを閉め、55℃に保たれたサーモスフ・ソト中で2時間振った
。その後反応混合物を室温とし、終夜放置し、再度55℃で2時間振った。反応
混合物を水中で10℃に冷却し、急激に濾紙で濾過した。濾液を窒素流を用いた
減圧下で2時間蒸発させ、生成物(12,3g、98%)を無色粘性の液体とし
て得、それは冷凍機中で放置すると結晶化した。生成物は分取液体クロマトグラ
フィーにより精製すること力(できた。
参照実施例2
L区遅ニョ握とス〃伎紗E在/上1ニエレμμアンモニウム)エチルホスフェー
ト分子内塩の製造(a)4−ヒドロキシ−1(4° −ビニルベンジルオキシ)
ブタンブタンジオール(40ml :40.68g;0.452モル)を100
m1の丸底フラスコ中で撹拌し、カリウムブトキシド(17,60g;0.14
4モル)で何回かに分けて処理した。初期の反応は発熱であった。反応混合物を
室温で1.5時間撹拌した。得られた曇った溶液をその後クロロメチルスチレン
(20,00g;0.131モル)で処理した。スチレンは上部の淡緑色の層を
形成しく着色は阻害剤の存在による)、その色は18−クラウン−6(0,49
g;1.86xlO−’モル)を加えるとかなり暗(なった。フラスコを止め、
光から保護し、室温で28時間撹拌した。その後混合物を水(120ml)中に
注ぎ、ジクロロメタン(4x50ml)で抽出した。合わせた有機抽出物を乾燥
しくMg504)、蒸発させて粘性の黄色油(932,7g)を得た。この油を
少量のCuC1から蒸留し、ticでいくらかの不純物を示す生成物を得た。そ
の浸油をシリカゲル上のクロマトグラフィーにかけ、最初にジクロロメタン/ガ
ソリン1:1で溶離して不純物を除去した。その後生成物を酢酸エチル/ガソリ
ン(1: 1)でカラムから溶離した。溶媒を蒸発させ、無色の油を得、それを
蒸留して所望のスチリルブチルアルコールを無色の油として得た。沸点150−
152℃10.4ミリバール。収量18.70g;69.2%。
Nmr (60MHz :CDCl5)1.55 (m、4H,C−CH2−C
):3.50 (m、5H,IHexch、;0−CH,,0−H)、4゜45
(s、2H,Ar CHz ) 、5゜50 (dd、2H,ビニル性)、6
.75 (dd、ビニル性) 、7. 40 (m、4H,Ar−H)。
IR3402,2938,2888,1631,1602,1582゜1511
.1480.1445,1382.1320.1116,1063.920,9
07,827,801.716及び667cm”0キシ) −1(4’ −ビニ
ルベジルオキシ)ブタン4−ヒドロキシ−1(4′ −ビニルベンジルオキシ)
ブタン(5) (10,03g:48.69ミリモル)及び乾燥トリエチルアミ
ン(4,92g、48.69ミリモル)を乾燥ジエチルエーテル(150ml)
中に溶解し、得られた溶液を厳重に乾燥したフラスコ中に入れた。溶液を一30
℃に冷却し、温度を一30℃な保ちながら2−クロロ−2−オキソ−1,3,2
−ジオキサホスホラン(6,94g;48.69ミリモル)を30分かけて滴下
した。反応混合物をその後さらに2時間撹拌し、その間に温度を10℃に上げた
。混合物を濾過し、沈澱を乾燥エーテルで洗浄した。濾液を蒸発させ(20℃/
21mmL曇った油を得た。
残留物を59m1の乾燥エーテルと共に振り、再濾過した。濾液を蒸発させると
生成物が粘性の黄色油として得られた(L3.73g;90゜4%)。
TLC(10%MeOH/90%ジクロロメタンで溶離)は1個の主要スポット
を示し、それを酸モリブデート試薬で染色した(Rf 0゜61)。IR(薄フ
ィルム)3458,2945,2917,2860゜1630.1602.15
81.1475.1419.1363.1283.1103.1032.820
.842,807,800,715゜610及び421cm”。
(c) 1 [4(4’−ビニルベンジルオキシ)ブタン]−2“−(トルメチ
ルアンモニウム)エチルホスフェート分子内塩トリメチルアミン(2,OOg、
33.9ミリモル)を反応容器中に蒸留し、液体窒素で凍結した。無水アセトニ
トリル(40ml)中の4(2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2
−イルオキシ)−1−(4°−ビニルベンジルオキシ)ブタン(10,OOg、
32.1ミリモル)の溶液をその後反応容器に加え、それを密封して温度制御さ
れた水浴中に入れた(50℃で50時間)。その後反応容器を室温に冷却し、開
け、反応混合物をその最初の体積の約半分に蒸発させた(圧力21mm)。その
後濃縮溶液を室温で撹拌し、その間に無水エーテル(200ml)を滴下して生
成物を粘性の油として沈澱させた。その後混合物を一10℃で数時間放置した。
上澄みの固体からデカンテーションすることにより生成物を集めた。TLC(メ
タノール/ジクロロメタン1:1で溶離)はRfo、0−0.1に1個の主要な
スポットを示し、それをDragendorffs試薬及び酸モリブデートの両
方で染色した。
全体的反応式を下記に示す。
補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8)平成6年2月28E
I @
Claims (16)
- 1.ポリマー基質を式(I): ▲数式、化学式、表等があります▼(I)[式中、基Rは同一又は異なりそれぞ れ直鎖状もしくは分枝鎖状C1−C4アルキル基であり、 Xはアリール基又は場合により1個又はそれより多い炭素−炭素二重又は三重結 合、エーテル結合又はアリール基を含む直鎖状もしくは分枝鎖状C1−C20ア ルキレン基であり、アリール基は非置換であるか、あるいは1個又はそれより多 いC1−4アルキル基により置換されており、nは2−4であり、 Aは反応性基である] の化合物とグラフトさせることにより得られるグラフトポリマー。
- 2.Xが式−(CH2)a−、−(CH2CH2O)b−又は−(CH2)cA r(CH2)d−の基であり、ここでaは1−20であり、bは1−20であり 、c及びdは同一又は異なり0−5であり、Arが場合により1個又はそれより 多いアルキル基によりさらに置換されていることができる2置換フェニル基であ る式(I)の化合物を用いてグラフトすることにより得られる請求の範囲1に記 載のポリマー。
- 3.nが2であり、各基Rがメチルである式(I)の化合物をグラフトすること により得られる請求の範囲1又は2に記載のポリマー。
- 4.Aがラジカル重合可能な基である式(I)の化合物及び場合により希釈剤コ モノマーの、基質におけるラジカル−形成反応性基により開始されるラジカル開 始重合により得られる請求の範囲1、2又は3に記載のポリマー。
- 5.式(I)の化合物においてAが重合可能なビニル基を含むことを特徴とする 請求の範囲4に記載のポリマー。
- 6.式(I)の化合物においてAが式(IIA)▲数式、化学式、表等がありま す▼(IIA)[式中R1は水素であるか、又は直鎖状もしくは分枝鎖状C1− C4アルキルであり、Yは−O−、−NR2−であり、ここでR2は水素又は直 鎖状もしくに分枝鎖状C1−C4アルキルであるか、又はR2は基▲数式、化学 式、表等があります▼(II)、であり、ここでX、R及びnは請求の範囲1で 定義した通りである]である] の基であるか、又は式(IIB) ▲数式、化学式、表等があります▼(IIB)[式中Kは基−(CH2)qOC (O)−、−(CH2)qC(O)O−、−(CH2)qOC(O)O−、−( CH2)qNR3−、−(CH2)qNR3C(O)−、−(CH2)qC(O )NR3−、−(CH2)qNR3C(O)O−、−(CH2)qOC(O)N R3−、−(CH2)qNR3C(O)NR3−、−(CH2)qO−、−(C H2)qSO3−又は原子価結合であり、qは0−12であり、R3は水素又は C1−C4アルキル基である] の基であることを特徴とする請求の範囲5に記載のポリマー。
- 7.2(メタクリロイルオキシ)−エチル−2′(トリメチルアンモニウム)エ チルホスフェート分子内塩をグラフトすることによって得られる請求の範囲6に 記載のポリマー。
- 8.ヒドロキシアルキルアクリレート又はアルカクリレートヒドロゲル、 セルロース又はセルロース誘導体、 ポリビニルジフルオリド、 ポリプロピレン、 ポリアミド、 ポリイミド、 ポリウレタン、 ポリイミン、又は ポリエーテルスルホン を含む基質にグラフトすることにより得られる請求の範囲1−7のいずれか1つ に記載のポリマー。
- 9.基質が1個又はそれより多い下塗り層をポリマー性又は非ポリマー基質上に 含むことを特徴とする請求の範囲8に記載のポリマー。
- 10.ポリマー基質に式(X) ▲数式、化学式、表等があります▼(X)[式中、基Rは同一又は異なりそれぞ れ直鎖状もしくは分枝鎖状態C1−C4アルキル基であり、 Xはアリール基あるいは場合により1個又はそれより多い炭素−炭素二重結合又 は三重結合、エーテル結合あるいはアリール基を含むことができる直鎖状もしく は分枝鎖状C1−C20アルキレン基であり、アリール基は非置換であるか、又 は1個あるいはそれより多いC1−4アルキル基により置換されていることがで き、 nは2−4である] の基をグラフトすることを含む、グラフトポリマーの製造法。
- 11.Aがラジカル重合可能な基である式(I)の化合物及び場合により希釈剤 コモノマーの、基質におけるラジカル−形成反応性基により開始されるラジカル 開始重合を含む請求の範囲10に記載の方法。
- 12.ラジカル重合がセリウム(IV)塩により、モリブデン又はタングステン ヘキサカルボニルの存在下で熱的に、又はジマンガンあるいはジレニウムデカカ ルボニルの存在下で光化学的に開始されることを特徴とする請求の範囲11に記 載の方法。
- 13.重合がポリマー基質上のヒドロキシル基においてセリウム(IV)により 、又はポリマー基質上のハロゲン原子においてモリブデンヘキサカルボニルある いはジレニウムデカカルボニルにより開始されることを特徴とする請求の範囲1 2に記載の方法。
- 14.請求の範囲1−8のいずれか1つに記載のグラフトポリマーを含む1個又 はそれより多い表面を有する造形品。
- 15.医用デバイス、コンタクトレンズ又は血液−接触デバイスである請求の範 囲14に記載の製品。
- 16.(a)表面が反応性結合基を有するポリマー基質を与えない場合、表面を 活性化して反応性結合基を有するポリマー基質を与え、(b)反応性結合基の反 応により請求の範囲1−6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物を基質にグ ラフトすることを含む、表面を生物適合性とする方法。
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