JPH07265405A - Heparinizing material and its manufacture - Google Patents

Heparinizing material and its manufacture

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JPH07265405A
JPH07265405A JP6162120A JP16212094A JPH07265405A JP H07265405 A JPH07265405 A JP H07265405A JP 6162120 A JP6162120 A JP 6162120A JP 16212094 A JP16212094 A JP 16212094A JP H07265405 A JPH07265405 A JP H07265405A
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heparin
quaternary ammonium
ammonium salt
salt monomer
blood
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Hiroshi Yoshioka
浩 吉岡
Yuichi Mori
森  有一
Masato Mikami
正人 三上
Manabu Yamazaki
学 山崎
Shizu Kubota
倭 窪田
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WR Grace and Co
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WR Grace and Co
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Abstract

PURPOSE: To provide a method of readily obtaining an anticoagulant material without using an organic solvent in a production process, wherein haparin is solidified on a surface electrostatically at a high concentration, the heparin is gradually freed in blood by contacting the blood, and further, wherein there is no eluate other than heparin in the anticoagulant. CONSTITUTION: This is to provide a method of producing a material suitable for heparinization, by forming an adsorbed layer on a hydrophobic surface of the material, the adsorption layer containing a polymer of fourth-class ammonium salt monomer having a polymeric functional group and two or three hydrolic carbon chains of carbon number of more than 10 and less than 30. Also, another embodiment provides a heparinizing material wherein an ion pair of the fourth-class ammoniuman salt monomer having a polymeric functional group and a polymer of two or three hydrolic carbon chains of carbon number of more than 10 and less than 30 and the heparin is adsorbed on a surface in contact with blood.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、抗凝血性を有する医用
材料及びその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a medical material having anticoagulant properties and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】生体組織以外の人工材料に血液が接触する
と、その材料の表面で血液の凝固系が活性化されて凝血
が起こる。この凝血の問題は、血液と接触する治療機
器、診断機器類の開発において大きな障害になってお
り、優れた抗凝血性材料が嘱望されている。これまで、
種々の表面構造を有する材料や、種々の表面処理法が提
案されてきているが、現在ではヘパリン化材料が最も優
れた抗凝血性を示すと考えられている。
2. Description of the Related Art When blood comes into contact with an artificial material other than living tissue, the coagulation system of the blood is activated on the surface of the material to cause blood clotting. This problem of blood coagulation has become a major obstacle to the development of therapeutic and diagnostic devices that come into contact with blood, and excellent anticoagulant materials are desired. So far
Materials having various surface structures and various surface treatment methods have been proposed, but at present, heparinized materials are considered to exhibit the best anticoagulant properties.

【0003】ヘパリンは、生体由来の抗凝血性物質であ
り、多くの硫酸基に基づく負荷電を有するムコ多糖類で
ある。従来研究されてきた材料のヘパリン化法を大別す
ると、次の三つに分類される。
Heparin is an anticoagulant substance derived from a living body, and is a mucopolysaccharide having a negative charge based on many sulfate groups. The heparinization methods of materials that have been conventionally studied are roughly classified into the following three types.

【0004】(1) 単純ブレンド法:材料中に単純にヘパ
リンを混入させる方法である。例えば、エポキシ樹脂中
にヘパリンを混入させた材料は良い抗凝血性を示すと言
われているが、ポリマーマトリックスとヘパリンとの間
に結合がないため、この方法によって調製された材料
は、血液中でヘパリンが容易に脱落し、長時間の抗凝血
性が持続できないという欠点を有する。
(1) Simple blending method: a method in which heparin is simply mixed into the material. For example, a material prepared by mixing heparin in an epoxy resin is said to show good anticoagulant properties, but since there is no bond between the polymer matrix and heparin, the material prepared by this method is It has a drawback that heparin easily falls off and the anticoagulant property cannot be maintained for a long time.

【0005】(2) 共有結合法:ヘパリンの官能基を利用
して共有結合によりヘパリンを材料表面に化学的に固定
化する方法である。しかしながら、かかる方法では固定
化されるヘパリンの量が最高でも0.1μg/cm2
度にとどまり、また、化学反応によってヘパリンが変性
したり又は材料から遊離しないなどの原因によりその抗
凝血活性が十分に得られないために、現在のところこの
方法によって満足な抗凝血性を示す材料は得られていな
い。
(2) Covalent bond method: A method of chemically immobilizing heparin on the surface of a material by covalent bond utilizing a functional group of heparin. However, in such a method, the amount of heparin immobilized is about 0.1 μg / cm 2 at the maximum, and the anticoagulant activity of heparin is changed due to the fact that heparin is denatured by the chemical reaction or is not released from the material. Due to insufficient availability, at present no material with satisfactory anticoagulant properties has been obtained by this method.

【0006】(3) イオン結合法:ヘパリンの負電荷を利
用して、正電荷を有する材料の表面に静電的にヘパリン
を固定化する方法であり、現在のところ最も優れた抗凝
血性が得られる方法であると言われている。
(3) Ion-bonding method: A method of electrostatically immobilizing heparin on the surface of a material having a positive charge by using the negative charge of heparin. Currently, the best anticoagulant property is obtained. It is said to be the method that can be obtained.

【0007】このイオン結合法では、まず材料の表面に
正電荷を導入するのであるが、かかる正電荷導入方法に
は、(a) 塩化ベンザルコニウム(BC)又は塩化トリド
デシルメチルアンモニウム(TDMAC)などの4級ア
ンモニウム塩型界面活性剤を材料の表面に吸着させるこ
とによって、材料の表面に正電荷を導入する方法と、
(b) 4級アンモニウム基を主鎖又は側鎖に有する非水溶
性高分子化合物を材料の表面に被覆することによって、
材料の表面に正電荷を導入する方法とが知られている。
(a) の方法を用いると、水中においてBC及びTDMA
Cの疎水性基が材料の表面側に吸着し、親水性の4級窒
素が外側を向いて配列するので、材料の表面に2次元的
に高密度の正電荷を導入することができるが、BCやT
DMACが低分子であるため、ヘパリンと共に血液中に
溶出してしまうという欠点がある。これらカチオン性界
面活性剤が血液中に溶出すると、溶血や血漿タンパク質
の凝集といった問題を引き起こす。また、(b) の方法を
用いると、ヘパリン以外の物質の溶出は抑制されるが、
4級アンモニウム基を主鎖又は側鎖に有する非水溶性高
分子化合物の合成に手間がかかる。また、かかる化合物
を材料の表面へ被覆するのも容易ではない。かかる被覆
法としては一般にソルベントキャスト法などが用いられ
るが、有機溶媒を使用しなければならないために、その
残存毒性の問題や、適用できる基材が限定されるといっ
た問題がある。更に、非水溶性高分子化合物とするに
は、分子内の疎水性部分の割合を大きく、4級アンモニ
ウム基の割合を小さくする必要がある。このため、有機
溶媒を用いてかかる化合物を材料に被覆すると4級アン
モニウム基が被覆層中に埋没してしまい、表面最外層の
正電荷密度を大きくすることができないために、ヘパリ
ンの固定化量が不十分なものとなってしまう。
In this ionic bonding method, a positive charge is first introduced on the surface of the material. The positive charge introduction method includes (a) benzalkonium chloride (BC) or tridodecylmethylammonium chloride (TDMAC). A method of introducing a positive charge on the surface of the material by adsorbing a quaternary ammonium salt type surfactant such as
(b) by coating the surface of a material with a water-insoluble polymer compound having a quaternary ammonium group in its main chain or side chain,
A method of introducing a positive charge on the surface of a material is known.
Using the method (a), BC and TDMA in water
Since the hydrophobic group of C is adsorbed on the surface side of the material and the hydrophilic quaternary nitrogen is arranged facing outward, a high-density positive charge can be two-dimensionally introduced to the surface of the material. BC or T
Since DMAC has a low molecular weight, it has a drawback that it is eluted into blood together with heparin. Elution of these cationic surfactants into blood causes problems such as hemolysis and aggregation of plasma proteins. Further, when the method of (b) is used, elution of substances other than heparin is suppressed,
It takes time and effort to synthesize a water-insoluble polymer compound having a quaternary ammonium group in its main chain or side chain. Further, it is not easy to coat the surface of the material with such a compound. As such a coating method, a solvent casting method or the like is generally used. However, since an organic solvent has to be used, there are problems such as residual toxicity and a limited applicable substrate. Further, in order to obtain a water-insoluble polymer compound, it is necessary to increase the ratio of the hydrophobic portion in the molecule and decrease the ratio of the quaternary ammonium group. Therefore, when the material is coated with such a compound using an organic solvent, the quaternary ammonium group is buried in the coating layer, and the positive charge density of the outermost surface layer cannot be increased. Will be insufficient.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来のヘパリン化材料製造法、特にイオン結合
法における問題点を解決し、静電的にヘパリンが高密度
で表面に固定化され、血液と接触することによってヘパ
リンが徐々に血液中に遊離し、更にヘパリン以外に溶出
物がない抗凝血性材料を、製造工程において有機溶媒を
使用することなく、簡便に得る方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the problems in the conventional method for producing a heparinized material, particularly the ionic bonding method, and electrostatically fix heparin on the surface at a high density. A method for easily obtaining an anticoagulant material that is gradually converted into blood and heparin is gradually released into the blood by contact with blood and has no eluate other than heparin without using an organic solvent in the manufacturing process. To do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、材料の疎水性表
面に、重合性官能基及び2本又は3本の炭素数10以上
30未満の炭化水素鎖を有する4級アンモニウム塩モノ
マーの重合体を含む吸着層を形成することによって、ヘ
パリン化に適した材料を得ることができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have found that a hydrophobic functional surface of a material has a polymerizable functional group and two or three carbon atoms of 10 carbon atoms. The present inventors have found that a material suitable for heparinization can be obtained by forming an adsorption layer containing a polymer of a quaternary ammonium salt monomer having a hydrocarbon chain of less than 30 and completed the present invention.

【0010】即ち、本発明は、重合性官能基及び2本又
は3本の炭素数10以上30未満の炭化水素鎖を有する
4級アンモニウム塩モノマーを、水中で材料の疎水性表
面に吸着させた後に重合することを特徴とするヘパリン
化に適した材料の製造方法、及びかかる方法によって製
造されるヘパリン化に適した材料に関するものである。
更には、本発明の他の態様は、重合性官能基及び2本又
は3本の炭素数10以上30未満の炭化水素鎖を有する
4級アンモニウム塩モノマーの重合体とヘパリンとのイ
オン対が、血液と接触する表面に吸着していることを特
徴とするヘパリン化材料に関するものである。また、本
発明の更に他の態様は、重合性官能基及び2本又は3本
の炭素数10以上30未満の炭化水素鎖を有する4級ア
ンモニウム塩モノマーを水中で材料の疎水性表面に吸着
させて重合した後、ヘパリンの水溶液と接触させること
によって該表面にヘパリンを静電的に結合させることを
特徴とするヘパリン化材料の製造方法に関する。
That is, according to the present invention, a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms is adsorbed on the hydrophobic surface of the material in water. The present invention relates to a method for producing a material suitable for heparinization, which is characterized by being polymerized later, and a material suitable for heparinization produced by such a method.
Furthermore, another embodiment of the present invention is that the ion pair between a polymer of a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms and heparin is The present invention relates to a heparinized material that is adsorbed on a surface that comes into contact with blood. Still another aspect of the present invention is to adsorb a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms to the hydrophobic surface of the material in water. The present invention relates to a method for producing a heparinized material, characterized in that heparin is electrostatically bound to the surface by contacting with an aqueous solution of heparin after the polymerization.

【0011】更には、本発明は、重合性官能基及び2本
又は3本の炭素数10以上30未満の炭化水素鎖を有す
る4級アンモニウム塩モノマーとヘパリンとのイオン対
を形成させた後、水中で該イオン対を材料の疎水性表面
に吸着させ、次いで該モノマーを重合させることを特徴
とするヘパリン化材料の製造方法に関する。
Further, in the present invention, after forming an ion pair of heparin with a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms, It relates to a method for producing a heparinized material, which comprises adsorbing the ion pair to a hydrophobic surface of the material in water and then polymerizing the monomer.

【0012】本発明において用いられる4級アンモニウ
ム塩モノマーは、その分子内に少なくとも1個の重合性
官能基及び2本又は3本の炭素数10以上30未満の炭
化水素鎖を有することが必要である。ここで、炭素数1
0以上30未満の炭化水素鎖は、4級アンモニウム塩モ
ノマーを水相中で材料の疎水性表面に吸着させるために
必要であり、更に、かかる炭化水素鎖が1分子中に2本
又は3本存在することにより、材料の疎水性表面におい
て、4級アンモニウム塩モノマーの疎水性の炭化水素基
が材料表面側に吸着し、親水性の4級窒素が水相側を向
いて緻密に配列されるので、材料の疎水性表面に2次元
的に高密度の正電荷を導入することができる。このよう
な性質をモノマーに付与することができるためには炭化
水素基の炭素数は10以上30未満であることが必要で
あるが、14以上23未満であることがより好ましい。
なお、炭化水素鎖の構造は、枝分かれを持たない構造が
緻密な配列には望ましいが、不飽和結合を有していても
よい。かかる炭化水素鎖の好ましい例としては、例え
ば、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル等のア
ルキル基や、ステアロイル、オレオイル等のアシル基な
どが挙げられる。これらの長鎖炭化水素基は、4級窒素
に直接結合していてもよいし、又はグリセリン脂肪酸エ
ステル等として間接的に4級窒素に結合していてもよ
い。一方、本発明において用いる4級アンモニウム塩モ
ノマーにおける重合性官能基は、材料の疎水性表面に吸
着した4級アンモニウム塩モノマーを重合させて血液中
への溶出を防止するために必要である。かかる重合性官
能基の好ましい例としては、例えば、ビニル基、アリル
基、アクリル基、メタクリル基等が挙げられる。本発明
にかかる4級アンモニウム塩モノマーは、単独で重合さ
せてもよいし、他の重合性モノマーと共重合させてもよ
い。重合方法としては、通常のラジカル重合開始剤を使
用してもよいし、電子線やγ線を照射して重合を行って
もよい。
The quaternary ammonium salt monomer used in the present invention is required to have at least one polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms in its molecule. is there. Where carbon number 1
The hydrocarbon chain of 0 or more and less than 30 is necessary for adsorbing the quaternary ammonium salt monomer on the hydrophobic surface of the material in the aqueous phase, and further, the number of such hydrocarbon chain is 2 or 3 in 1 molecule. By being present, the hydrophobic hydrocarbon groups of the quaternary ammonium salt monomer are adsorbed on the material surface side on the hydrophobic surface of the material, and the hydrophilic quaternary nitrogen is densely arranged facing the aqueous phase side. Therefore, a high density positive charge can be two-dimensionally introduced into the hydrophobic surface of the material. In order to impart such a property to the monomer, the hydrocarbon group must have 10 or more and less than 30 carbon atoms, and more preferably 14 or more and less than 23 carbon atoms.
The structure of the hydrocarbon chain is preferably a structure having no branching for a dense arrangement, but it may have an unsaturated bond. Preferred examples of such a hydrocarbon chain include alkyl groups such as tetradecyl, hexadecyl and octadecyl, and acyl groups such as stearoyl and oleoyl. These long chain hydrocarbon groups may be directly bonded to the quaternary nitrogen, or may be indirectly bonded to the quaternary nitrogen as a glycerin fatty acid ester or the like. On the other hand, the polymerizable functional group in the quaternary ammonium salt monomer used in the present invention is necessary for polymerizing the quaternary ammonium salt monomer adsorbed on the hydrophobic surface of the material to prevent elution into blood. Preferable examples of the polymerizable functional group include vinyl group, allyl group, acryl group, methacryl group and the like. The quaternary ammonium salt monomer according to the present invention may be polymerized alone or may be copolymerized with another polymerizable monomer. As the polymerization method, a usual radical polymerization initiator may be used, or the polymerization may be carried out by irradiating with an electron beam or γ-ray.

【0013】本発明において用いられる4級アンモニウ
ム塩モノマーは、単分子状態においては水への溶解度は
極めて低いが、ミセル又は二分子膜ベシクル等の微細な
分子集合体とすることによって水中に均一に分散させる
ことができる。この分散液中に疎水的な性質をもつ材料
の表面を配置すると、4級アンモニウム塩モノマーは疎
水性相互作用によって自発的に材料の疎水性表面に吸着
する。分散液中に存在させることのできる4級アンモニ
ウム塩モノマーの濃度は、材料の表面積に依存するが、
通常は0.001〜1重量%の範囲である。次に、分散
液を窒素バブリング等によって脱酸素化した後、重合開
始剤を添加するか又は電子線やγ線を照射して、4級ア
ンモニウム塩モノマーを材料の疎水性表面に吸着させた
状態のままで重合させる。この場合には、分散液中に残
存するミセル又は二分子膜ベシクル内においても重合が
起こる。また、4級アンモニウム液モノマーが表面に吸
着した材料を分散液から取り出し、窒素等の不活性ガス
雰囲気下で電子線やγ線を照射して、材料表面に吸着し
た4級アンモニウム塩モノマーのみを重合させることも
できる。
The quaternary ammonium salt monomer used in the present invention has an extremely low solubility in water in the monomolecular state, but it is uniformly dispersed in water by forming a fine molecular aggregate such as a micelle or a bilayer vesicle. It can be dispersed. When the surface of a material having a hydrophobic property is arranged in this dispersion, the quaternary ammonium salt monomer is spontaneously adsorbed on the hydrophobic surface of the material by hydrophobic interaction. The concentration of the quaternary ammonium salt monomer that can be present in the dispersion depends on the surface area of the material,
Usually, it is in the range of 0.001 to 1% by weight. Next, after deoxidizing the dispersion by nitrogen bubbling or the like, a state in which a polymerization initiator is added or electron rays or γ rays are irradiated to adsorb the quaternary ammonium salt monomer on the hydrophobic surface of the material Polymerize as it is. In this case, polymerization also occurs in the micelles or bilayer vesicles remaining in the dispersion. Further, the material having the quaternary ammonium liquid monomer adsorbed on the surface is taken out from the dispersion liquid, and is irradiated with an electron beam or γ-ray in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen to remove only the quaternary ammonium salt monomer adsorbed on the material surface It can also be polymerized.

【0014】本発明において用いることのできる材料
は、ヘパリン化材料を製造するための原材料として通常
知られているもの、例えば合成高分子材料、天然ゴム、
金属などを用いることができるが、医療材料としては、
賦型性、安全性、経済性の面から考えると、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、
ポリウレタン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポル
スルホン、ポリメチルメタクリレートなどの疎水性高分
子材料が好ましい。また、かかる材料の疎水性表面の形
状は、特に限定されるものではなく、平面状であっても
曲面状であってもよい。
The materials that can be used in the present invention are those commonly known as raw materials for producing heparinized materials, such as synthetic polymeric materials, natural rubber,
Metals and the like can be used, but as medical materials,
From the aspects of moldability, safety and economy, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester,
Hydrophobic polymeric materials such as polyurethane, polystyrene, polycarbonate, porsulfone, polymethylmethacrylate, etc. are preferred. The shape of the hydrophobic surface of such a material is not particularly limited and may be flat or curved.

【0015】上記のようにして、4級アンモニウム塩モ
ノマーの重合体を含む吸着層を形成した材料の表面に、
以下に説明するヘパリン化法によって、容易にヘパリン
を固定することができる。
As described above, on the surface of the material on which the adsorption layer containing the polymer of the quaternary ammonium salt monomer is formed,
Heparin can be easily immobilized by the heparinization method described below.

【0016】本発明に係るヘパリン化法においては、上
記のようにして、重合性官能基及び2本又は3本の炭素
数10以上30未満の炭化水素鎖を有する4級アンモニ
ウム塩モノマーを水中で材料の疎水性表面に吸着させて
重合した後、この材料をヘパリンの水溶液と接触させる
ことによって、重合体中の4級アンモニウム窒素とヘパ
リンとの間でイオン対を形成させ、ヘパリンを材料の表
面に固定させる。この際、ヘパリン水溶液中のヘパリン
濃度は、高いほど材料表面へのヘパリン吸着速度及び吸
着量が増大するので望ましく、通常は、0.1〜10重
量%の濃度を用いる。
In the heparinization method according to the present invention, as described above, a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms is prepared in water. After being adsorbed on the hydrophobic surface of the material and polymerized, the material is contacted with an aqueous solution of heparin to form an ion pair between the quaternary ammonium nitrogen in the polymer and heparin, thereby causing heparin to surface. Fixed to. At this time, the higher the concentration of heparin in the aqueous solution of heparin, the higher the rate and amount of adsorption of heparin on the surface of the material, which is desirable.

【0017】また、本発明に係るヘパリン化材料は、重
合性官能基及び2本又は3本の炭素数10以上30未満
の炭化水素鎖を有する4級アンモニウム塩モノマーとヘ
パリンとのイオン対を形成させた後、水中で該イオン対
を材料の疎水性表面に吸着させ、次いで該モノマーを重
合させることによっても製造することができ、かかる方
法も本発明の一態様に含まれる。
The heparinized material according to the present invention forms an ion pair between heparin and a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms. It can also be produced by adsorbing the ion pair to the hydrophobic surface of the material in water and then polymerizing the monomer, and such a method is also included in one embodiment of the present invention.

【0018】かかる方法においては、ヘパリンは、単独
では水中において完全に溶解しているが、本発明に係る
4級アンモニウム塩モノマーを一定の割合で共存させる
と、ヘパリンの硫酸基とモノマー中の4級アンモニウム
窒素との間でイオン対が形成され、該イオン対複合体は
全体として非水溶性のものとなる。ここで、4級アンモ
ニウム塩モノマーとヘパリンとの割合は、ヘパリン1重
量部に対して4級アンモニウム塩モノマー0.5〜3重
量部の範囲が好ましい。4級アンモニウム塩モノマーの
相対量がこの範囲を下回るとイオン対複合体が全体とし
て非水溶性となり難く、またこの範囲を上回るとヘパリ
ンに結合しない4級アンモニウム塩モノマーが多くなる
ので望ましくない。このようにして調製したイオン対複
合体分散液中に、疎水的な性質をもつ材料の表面を配置
すると、複合体中の4級アンモニウム塩モノマー部分が
疎水性相互作用によって自発的に材料の表面に吸着す
る。この際、イオン対は形成されたままであるので、ヘ
パリンも同時に材料の表面に吸着される。かかる方法に
おいて分散液中に存在させることのできるイオン対複合
体の濃度は、材料の表面積に依存するが、通常は0.0
01〜0.1重量%の範囲である。次に、分散液を窒素
バブリング等によって脱酸素化した後、重合開始剤を添
加するか又は電子線やγ線を照射して、イオン対複合体
を材料の表面に吸着させた状態のままで、イオン対複合
体中の4級アンモニウム塩モノマーを重合させる。な
お、かかる態様の方法においては、材料の表面に吸着し
た4級アンモニウム塩モノマーの配列が第1の方法と比
べて疎なパッキング状態になり易く、重合性官能基間の
距離が開くと重合が不完全になる可能性があるので、か
かる問題を回避するために、他の水溶性モノマー、例え
ばヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)等を分
散液に添加して4級アンモニウム塩モノマーと共重合さ
せることができる。また、かかる方法においては、分散
液中に残存するイオン対複合体内でも重合が起こるが、
上記において前述したのと同様に、イオン対複合体が表
面に吸着した材料を分散液から取り出し、窒素等の不活
性ガス雰囲気下で電子線やγ線を照射して、材料の表面
に吸着したイオン対複合体中の4級アンモニウム塩モノ
マーのみを重合させることもできる。
In such a method, heparin alone is completely dissolved in water, but when the quaternary ammonium salt monomer according to the present invention is allowed to coexist at a constant ratio, the sulfate group of heparin and 4 of the monomer are dissolved. Ion pairs are formed with the quaternary ammonium nitrogen and the ion pair complex is totally water insoluble. Here, the ratio of the quaternary ammonium salt monomer and heparin is preferably in the range of 0.5 to 3 parts by weight with respect to 1 part by weight of heparin. If the relative amount of the quaternary ammonium salt monomer is less than this range, the ion-pair complex as a whole is unlikely to be water-insoluble, and if it exceeds this range, the amount of the quaternary ammonium salt monomer that does not bind to heparin increases, which is not desirable. When the surface of a material having a hydrophobic property is arranged in the thus prepared ion-pair complex dispersion, the quaternary ammonium salt monomer portion in the complex spontaneously interacts with the surface of the material by hydrophobic interaction. Adsorb to. At this time, since the ion pair is still formed, heparin is simultaneously adsorbed on the surface of the material. The concentration of ion-pair complex that can be present in the dispersion in such a method depends on the surface area of the material, but is usually 0.0
It is in the range of 01 to 0.1% by weight. Next, the dispersion is deoxygenated by nitrogen bubbling or the like, and then a polymerization initiator is added or an electron beam or γ-ray is irradiated to leave the ion pair complex adsorbed on the surface of the material. , Polymerize the quaternary ammonium salt monomer in the ion pair complex. In the method of this aspect, the arrangement of the quaternary ammonium salt monomer adsorbed on the surface of the material is likely to be in a sparse packing state as compared with the first method, and when the distance between the polymerizable functional groups is increased, the polymerization is performed. In order to avoid such a problem, it is possible to add another water-soluble monomer such as hydroxyethyl methacrylate (HEMA) to the dispersion liquid to copolymerize it with the quaternary ammonium salt monomer. it can. Further, in such a method, polymerization also occurs in the ion-pair complex remaining in the dispersion,
In the same manner as described above, the material having the ion-pair complex adsorbed on the surface was taken out from the dispersion liquid, irradiated with an electron beam or γ-ray under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, and adsorbed on the surface of the material. It is also possible to polymerize only the quaternary ammonium salt monomer in the ion pair complex.

【0019】また、かかる方法によって得られたヘパリ
ン化材料を、高濃度のヘパリン水溶液中に浸すことによ
って、ヘパリンの表面結合量を更に増加させることがで
きる。
By immersing the heparinized material obtained by such a method in a high-concentration heparin aqueous solution, the amount of heparin bound to the surface can be further increased.

【0020】以下に実施例を示して本発明をより具体的
に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by showing examples.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

(実施例1及び比較例1) (4級アンモニウム塩モノマーの合成)ジオレイルアミ
ン(日本油脂株式会社製、アミン2−OLR)10gを
クロロホルム20ml中に溶解し、臭化アリル10g及
び炭酸ナトリウム5gを加え、室温で終夜撹拌して反応
を行った。反応生成物を濾過した後、溶媒を減圧留去し
てジアリル(ジオレイル)アンモニウムブロマイド(D
ADOA)13gを得た。
(Example 1 and Comparative Example 1) (Synthesis of Quaternary Ammonium Salt Monomer) 10 g of dioleylamine (Amine 2-OLR manufactured by NOF CORPORATION) was dissolved in 20 ml of chloroform, and 10 g of allyl bromide and 5 g of sodium carbonate were dissolved. In addition, the reaction was carried out by stirring at room temperature overnight. After filtering the reaction product, the solvent was distilled off under reduced pressure and diallyl (dioleyl) ammonium bromide (D
13 g of ADOA) was obtained.

【0022】(4級アンモニウム塩モノマーの重合体を
含む吸着層の形成)上記により得られたDADOA 1
gを蒸留水1000ml中に入れ、超音波照射すること
によって分散させた。2×5cmの短冊状に裁断したポ
リエステルメッシュ(NBC工業株式会社製、T−N0
80S、繊維径75μm、ピッチ300μm)250枚
を上記のDADOA分散液中に浸し、DADOAモノマ
ーをポリエステルメッシュ表面に吸着させた。窒素を通
気させることによって分散液を脱酸素化した後、10重
量%の過硫酸アンモニウム(APS)水溶液176μl
及びN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン(TEMED)18μlを加え、室温で終夜、窒素下
で振とうしてDADOAを重合させた。分散液からポリ
エステルメッシュを取り出し、蒸留水で十分に洗浄し
た。疎水性表面上にDADOAの重合体を含む吸着層が
形成されている材料が得られた。
(Formation of Adsorption Layer Containing Polymer of Quaternary Ammonium Salt Monomer) DADOA 1 obtained as described above
g was put in 1000 ml of distilled water and dispersed by ultrasonic irradiation. Polyester mesh cut into 2 × 5 cm strips (manufactured by NBC Industry Co., Ltd., T-N0
250 sheets of 80S, fiber diameter 75 μm, pitch 300 μm) were dipped in the above DADOA dispersion to adsorb the DADOA monomer on the polyester mesh surface. After deoxygenating the dispersion by bubbling nitrogen through it, 176 μl of 10 wt% ammonium persulfate (APS) aqueous solution
And 18 μl of N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TEMED) were added and shaken under nitrogen at room temperature overnight to polymerize DADOA. The polyester mesh was taken out from the dispersion and thoroughly washed with distilled water. A material was obtained in which an adsorption layer containing a polymer of DADOA was formed on a hydrophobic surface.

【0023】(材料のヘパリン化)上記で得られたDA
DOA重合体を表面に有するポリエステルメッシュを、
1重量%のヘパリン(和光純薬株式会社製)水溶液中
に、室温で終夜浸してヘパリンを静電的に結合させ、蒸
留水で十分に洗浄してヘパリン化ポリエステルメッシュ
を得た。
(Heparinization of material) DA obtained above
A polyester mesh having a DOA polymer on its surface,
A heparinized polyester mesh was obtained by immersing it in a 1 wt% aqueous solution of heparin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) overnight at room temperature to electrostatically bind heparin and thoroughly washing it with distilled water.

【0024】このヘパリン化ポリエステルメッシュを2
Mの食塩水に浸してヘパリンを溶出させ、脱塩した後ト
ルイジンブルー法によりヘパリンを定量し、ヘパリン化
ポリエステルメッシュ表面のヘパリン結合量を求めたと
ころ、0.2μg/cm2であった。また、過マンガン
酸カリウムを用いて溶出物試験を行ったところ、ヘパリ
ン以外の溶出物は認められなかった。
2 pieces of this heparinized polyester mesh
Heparin was eluted by immersing it in a saline solution of M, desalted, and then heparin was quantified by the toluidine blue method. The heparin binding amount on the surface of the heparinized polyester mesh was determined to be 0.2 μg / cm 2 . Further, when an eluate test was conducted using potassium permanganate, no eluate other than heparin was found.

【0025】(抗凝血性試験)上記により得られたヘパ
リン化ポリエステルメッシュを、塩化ビニル製血液回路
(ラインチューブ:内径3mm、外径5mm、長さ15
2cm)のチャンバー部内(内径13mm、外径15m
m、長さ8cm)にセットし、生理食塩水で十分に洗
浄、充填した後、これを用いてビーグル成犬の大腿動脈
−大腿静脈間をバイパスさせる手術を施した(A−Vシ
ャント法)。比較例として、未処理のポリエステルメッ
シュを用いて同様の手術を行った。未処理のポリエステ
ルメッシュを用いた回路では、血液の循環を始めてから
約30分でメッシュに凝血が起こり、回路内の血流が停
止した。これに対してヘパリン化したポリエステルメッ
シュを用いた回路では、約80分で回路内の血流が停止
した。約50分間の血栓形成の遅延が確認できた。これ
により、ヘパリン化したポリエステルメッシュの有効な
抗凝血性が確認された。
(Anticoagulant test) The heparinized polyester mesh obtained as described above was applied to a vinyl chloride blood circuit (line tube: inner diameter 3 mm, outer diameter 5 mm, length 15).
2 cm inside the chamber (inner diameter 13 mm, outer diameter 15 m
m, length 8 cm), thoroughly washed and filled with physiological saline, and then used to perform an operation to bypass the femoral artery-femoral vein of a beagle adult dog (AV shunt method) . As a comparative example, the same operation was performed using untreated polyester mesh. In the circuit using the untreated polyester mesh, coagulation occurred in the mesh about 30 minutes after the circulation of blood was started, and the blood flow in the circuit was stopped. On the other hand, in the circuit using the heparinized polyester mesh, the blood flow in the circuit stopped in about 80 minutes. A delay in thrombus formation of about 50 minutes was confirmed. This confirmed the effective anticoagulant properties of the heparinized polyester mesh.

【0026】(実施例2)実施例1と同様にしてDAD
OAモノマーをポリエステルメッシュ表面に吸着させた
後、ポリエステルメッシュを分散液から取り出し、窒素
雰囲気下で2Mradのγ線を照射してDADOAを重
合させた。ポリエステルメッシュを蒸留水で洗浄した
後、実施例1と同様にしてヘパリン化したところ、実施
例2と同等のヘパリン結合量を得た。得られたヘパリン
化材料を用いて実施例1と同様の抗凝血性試験を行った
ところ、同様の結果が示され、ヘパリン化したポリエス
テルメッシュの有効な抗凝血性が確認された。
(Second Embodiment) DAD is carried out in the same manner as in the first embodiment.
After adsorbing the OA monomer on the surface of the polyester mesh, the polyester mesh was taken out of the dispersion liquid and irradiated with 2 Mrad γ-rays in a nitrogen atmosphere to polymerize DADOA. After the polyester mesh was washed with distilled water and heparinized in the same manner as in Example 1, the same heparin binding amount as in Example 2 was obtained. When the same anticoagulant test as in Example 1 was conducted using the obtained heparinized material, the same result was shown, and the effective anticoagulant property of the heparinized polyester mesh was confirmed.

【0027】(実施例3) (本発明の他の態様に係る方法によるヘパリン化)DA
DOA 0.006重量%、ヘパリン0.002重量
%、HEMA 0.5重量%を含有する水分散液100
0ml中に、実施例1と同様のポリエステルメッシュを
浸した後、APSとTEMEDのレドックス開始剤系を
用いて、実施例1と同様の重合反応を行った。このポリ
エステルメッシュを蒸留水で十分に洗浄した後、実施例
1と同様にしてヘパリン結合量を求めたところ、1.5
μg/cm2であった。このポリエステルメッシュを1
重量%のヘパリン水溶液に終夜浸すことによって、ヘパ
リン結合量が2.2μg/cm2に増加した。また、実
施例1と同様に溶出物試験を行ったところ、ヘパリン以
外の溶出物は認められなかった。実施例1と同様に抗凝
血性試験を行ったところ、有効な抗凝血性が確認され
た。
(Example 3) (Heparinization by a method according to another embodiment of the present invention) DA
Aqueous dispersion 100 containing 0.006% by weight of DOA, 0.002% by weight of heparin, 0.5% by weight of HEMA
After immersing the same polyester mesh as in Example 1 in 0 ml, the same polymerization reaction as in Example 1 was performed using the redox initiator system of APS and TEMED. After thoroughly washing this polyester mesh with distilled water, the amount of heparin binding was determined in the same manner as in Example 1 and found to be 1.5.
It was μg / cm 2 . This polyester mesh 1
The overnight heparin binding increased the amount of heparin binding to 2.2 μg / cm 2 . Further, when an eluate test was conducted in the same manner as in Example 1, no eluate other than heparin was observed. When an anticoagulant test was conducted in the same manner as in Example 1, effective anticoagulant properties were confirmed.

【0028】(実施例4及び比較例2)塩化ビニル製チ
ューブ(内径2mm、外径4mm、長さ80cm)内に
実施例3と同様の分散液を循環させた後、実施例3と同
様にして重合反応を行い、ヘパリン化チューブを得た。
このヘパリン化チューブを蒸留水で十分に洗浄した後、
これを用いて実施例1と同様の方法で抗凝血性試験を行
った。また、比較例として、未処理のチューブを用いて
同様の試験を行った。血液をそれぞれのチューブに1時
間及び3時間流し、その後、生理食塩水でチューブ内面
を洗浄し、形成された血栓を固定して電子顕微鏡でチュ
ーブ内面を観察した。未処理のチューブでは1時間血液
を流したチューブ内面にも微小血栓が多数観察された
が、ヘパリン化チューブでは3時間血液を流したチュー
ブにも血栓は観察されなかった。ヘパリン化チューブの
有効な抗凝血性が確認された。
(Example 4 and Comparative Example 2) The same dispersion liquid as in Example 3 was circulated in a vinyl chloride tube (inner diameter 2 mm, outer diameter 4 mm, length 80 cm), and then in the same manner as in Example 3. Polymerization reaction was carried out to obtain a heparinized tube.
After thoroughly washing this heparinized tube with distilled water,
Using this, an anticoagulant test was conducted in the same manner as in Example 1. Further, as a comparative example, the same test was performed using an untreated tube. Blood was allowed to flow into each tube for 1 hour and 3 hours, then the inner surface of the tube was washed with physiological saline, the formed thrombus was fixed, and the inner surface of the tube was observed with an electron microscope. In the untreated tube, many microthrombus were observed also on the inner surface of the tube in which blood was flowed for 1 hour, but in the heparinized tube, no thrombus was observed in the tube in which blood was flowed for 3 hours. The effective anticoagulant properties of the heparinized tube were confirmed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、詳しく説明したように、本発明に
係るヘパリン化材料は、静電的に高密度のヘパリンを表
面に結合しているので、非常に優れた抗凝血性を有す
る。しかも、ヘパリン以外の溶出物がないので安全性も
高い。また、本発明にかかるヘパリン化法は、従来の種
々のヘパリン化法に比べて操作が簡単で、また4級アン
モニウム塩モノマー中の長鎖炭化水素基が疎水性相互作
用によって材料の疎水性表面に吸着するという性質を利
用して材料表面への被覆を行っているので、有機溶媒を
使用することなく広範な素材に適用することができる。
As described above in detail, the heparinized material according to the present invention has an extremely high anticoagulant property because electrostatically dense heparin is bound to the surface thereof. Moreover, since there is no eluate other than heparin, it is highly safe. In addition, the heparinization method according to the present invention is simpler in operation than various conventional heparinization methods, and the long-chain hydrocarbon group in the quaternary ammonium salt monomer has a hydrophobic surface of the material due to hydrophobic interaction. Since the material surface is coated by utilizing the property that it is adsorbed on, it can be applied to a wide range of materials without using an organic solvent.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 正人 神奈川県藤沢市大鋸2−5−6−203 (72)発明者 山崎 学 神奈川県秦野市鶴巻北2丁目5−37−405 (72)発明者 窪田 倭 東京都国立市東3−21−24 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Masato Mikami 2-5-6-203 Ohsaw, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Manabu Yamazaki 5-37-405 Tsurumaki Kita 2-chome, Hadano City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yasushi Kubota 3-21-24 Higashi, Kunitachi, Tokyo

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 材料の疎水性表面に、重合性官能基及び
2本又は3本の炭素数10以上30未満の炭化水素鎖を
有する4級アンモニウム塩モノマーの重合体を含む吸着
層が形成されていることを特徴とするヘパリン化に適し
た材料。
1. An adsorption layer containing a polymer of a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms is formed on the hydrophobic surface of the material. A material suitable for heparinization, which is characterized by
【請求項2】 重合性官能基及び2本又は3本の炭素数
10以上30未満の炭化水素鎖を有する4級アンモニウ
ム塩モノマーを、水中で材料の疎水性表面に吸着させた
後に重合することを特徴とする請求項1に記載のヘパリ
ン化に適した材料の製造方法。
2. Polymerizing after adsorbing a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms in water on the hydrophobic surface of the material. The method for producing a material suitable for heparinization according to claim 1.
【請求項3】 重合性官能基及び2本又は3本の炭素数
10以上30未満の炭化水素鎖を有する4級アンモニウ
ム塩モノマーの重合体とヘパリンとのイオン対が、血液
と接触する表面に吸着していることを特徴とするヘパリ
ン化材料。
3. An ion pair of heparin and a polymer of a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 to less than 30 carbon atoms and heparin on the surface in contact with blood. A heparinized material characterized by being adsorbed.
【請求項4】 重合性官能基及び2本又は3本の炭素数
10以上30未満の炭化水素鎖を有する4級アンモニウ
ム塩モノマーを水中で材料の疎水性表面に吸着させて重
合した後、ヘパリンの水溶液と接触させることによって
該表面にヘパリンを静電的に結合させることを特徴とす
る請求項3に記載のヘパリン化材料の製造方法。
4. A quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms is adsorbed on the hydrophobic surface of the material in water to be polymerized, and then heparin. The method for producing a heparinized material according to claim 3, wherein heparin is electrostatically bound to the surface by contacting with the aqueous solution.
【請求項5】 重合性官能基及び2本又は3本の炭素数
10以上30未満の炭化水素鎖を有する4級アンモニウ
ム塩モノマーとヘパリンとのイオン対を形成させた後、
水中で該イオン対を材料の疎水性表面に吸着させ、次い
で該モノマーを重合させることを特徴とする請求項3に
記載のヘパリン化材料の製造方法。
5. After forming an ion pair of heparin and a quaternary ammonium salt monomer having a polymerizable functional group and two or three hydrocarbon chains having 10 or more and less than 30 carbon atoms,
The method for producing a heparinized material according to claim 3, wherein the ion pair is adsorbed on a hydrophobic surface of the material in water, and then the monomer is polymerized.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2985042A4 (en) * 2013-04-12 2016-10-19 Toray Industries Antithrombotic artificial blood vessel

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