JPH0728912B2 - Biomedical materials - Google Patents

Biomedical materials

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JPH0728912B2
JPH0728912B2 JP63162139A JP16213988A JPH0728912B2 JP H0728912 B2 JPH0728912 B2 JP H0728912B2 JP 63162139 A JP63162139 A JP 63162139A JP 16213988 A JP16213988 A JP 16213988A JP H0728912 B2 JPH0728912 B2 JP H0728912B2
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Japan
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water
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靖 玉田
徹男 伊藤
健二 安田
典彦 足立
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日本合成ゴム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生医学材料さらに詳しくは、経時的にゲル化
し、ヒドロゲルとなりうる重合体から成る生医学材料に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a biomedical material, and more particularly to a biomedical material composed of a polymer capable of gelating with time to form a hydrogel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ヒドロゲルは、その水漏れ性あるいは含水性のため、生
体に対する適合性に優れ、異物感や不快感が少なく、炎
症や血栓生成も起こしにくいという利点があり、生医学
材料として使用されている。
Hydrogel is used as a biomedical material because of its water-leaking property and water-containing property, it is excellent in compatibility with living organisms, has less foreign body sensation and discomfort, and is less likely to cause inflammation and thrombus formation.

従来、生医学材料として使用するヒドロゲルの素材とし
ては、例えばヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート
系重合体、アクリルアミド系重合体、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール
などの合成高分子や、セルロース、コラーゲン、ゼラチ
ン、アルギン酸、キチン、キトサン、デキストランなど
の天然高分子、あるいは合成ゲルと天然ゲルとを混合又
は反応させた半合成高分子が知られており、使用目的、
適用部位、用途などによつて適宜選択使用されている。
これらの素材は、あらかじめ親水性単量体を架橋剤とと
もに重合したり、あるいは親水性重合体を化学的架橋剤
や放射線によりゲル化し、含水させてヒドロゲルとされ
る。
Conventionally, hydrogel materials used as biomedical materials include, for example, hydroxyalkyl (meth) acrylate-based polymers, acrylamide-based polymers, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, synthetic polymers such as polyethylene glycol, cellulose, collagen, and gelatin. , Natural polymers such as alginic acid, chitin, chitosan and dextran, or semi-synthetic polymers obtained by mixing or reacting a synthetic gel with a natural gel are known.
It is appropriately selected and used depending on the application site, application, etc.
These materials are prepared by previously polymerizing a hydrophilic monomer together with a crosslinking agent, or by gelling a hydrophilic polymer with a chemical crosslinking agent or radiation and hydrating it to give a hydrogel.

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来のヒドロゲルにはいくつかの問題点
があつた。すなわち、人体の微少部分の補綴や、体内の
深部組織の補綴を行なう場合、例えば眼内の硝子体や水
晶体の置換を行うのに用いる場合、従来のヒドロゲルを
その希望する部位に置換するためには、大きな切開や複
雑で困難な手術が必要であり、またそれに伴なう大きな
危険が生じるという問題があつた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional hydrogel has some problems. That is, when performing a prosthesis of a minute portion of the human body or a prosthesis of a deep tissue in the body, for example, when it is used to perform replacement of the vitreous body or lens in the eye, in order to replace the conventional hydrogel with the desired site. Had a problem in that it required a large incision, complicated and difficult surgery, and associated great danger.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

斯かる実状において、本発明者らは鋭意研究を行つた結
果、特定のシラン化合物と親水性化合物に由来する構成
成分を有する水溶性の共重合体は、上記問題点を解決し
た生医学材料として適していることを見出し本発明を完
成した。
In such an actual situation, as a result of intensive studies conducted by the present inventors, a water-soluble copolymer having components derived from a specific silane compound and a hydrophilic compound is used as a biomedical material that solves the above problems. The inventors have found that they are suitable and completed the present invention.

すなわち本発明は、 (A) 加水分解性基及び反応性不飽和基を少なくとも
1個ずつ有するシラン化合物(以下、単に「シラン化合
物」という)並びに (B) 反応性不飽和基を有する親水性化合物(以下、
単に「親水性化合物」という)に由来する構成成分を有
する水溶性の共重合体(以下、単に「重合体」という)
から成ることを特徴とする生医学材料を提供するもので
ある。
That is, the present invention provides (A) a silane compound having at least one hydrolyzable group and at least one reactive unsaturated group (hereinafter simply referred to as "silane compound"), and (B) a hydrophilic compound having a reactive unsaturated group. (Less than,
Water-soluble copolymer (hereinafter simply referred to as "polymer") having constituent components derived from "hydrophilic compound")
The present invention provides a biomedical material characterized by comprising:

本発明において、生医学材料とは、生物学領域や医学領
域において使用される材料であり、特に何らかの形で人
間、動物などの生体と直接接触する材料を意味する。
In the present invention, the biomedical material is a material used in the fields of biology and medicine, and particularly means a material that comes into direct contact with a living body such as a human being or an animal in some way.

本発明における重合体はシラン化合物と親水性化合物と
を共重合させるか、シラン化合物と反応性不飽和基を有
し、親水化することが可能な疎水性化合物(以下、単に
「疎水性化合物」という)とを共重合させて水溶性共重
合体の前駆体を得、この前駆体を例えばケン化すること
により疎水性化合物に由来する成分を親水性化合物に由
来する構成成分に変化させることにより得ることができ
る。
The polymer in the present invention is a hydrophobic compound (hereinafter, simply referred to as "hydrophobic compound") which is obtained by copolymerizing a silane compound and a hydrophilic compound or has a silane compound and a reactive unsaturated group and can be hydrophilized. And a) to obtain a precursor of a water-soluble copolymer, and by saponifying the precursor, for example, a component derived from a hydrophobic compound is converted into a constituent component derived from a hydrophilic compound. Obtainable.

本発明に用いられるシラン化合物は、加水分解性基およ
び反応性不飽和基を少なくとも1個ずつ有するものであ
り、水の存在によりシラノールを生成し得るシラン誘導
体、例えば下記一般式(I)で表わされる化合物が挙げ
られる。
The silane compound used in the present invention has at least one hydrolyzable group and at least one reactive unsaturated group, and is a silane derivative capable of forming silanol in the presence of water, for example, represented by the following general formula (I). Compounds that can be mentioned.

〔式中、R1は加水分解性基を示し、R2は非加水分解性基
を示し、Xは反応性不飽和基を示し、m及びnはそれぞ
れ1〜3の数を示しrは0〜2の数を示し、m+n+r
=4である。〕 式(I)のR1で示される加水分解性基としては、炭素数
1〜10程度のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブチルオキシ基、ヘキシルオキシ
基、ノニルオキシ基など;ハロゲン原子、例えば塩素原
子、臭素原子、ヨウ素原子など;炭素数1〜10程度のア
シルオキシ基、例えばアセトキシ基、プロピオニルオキ
シ基、バレリルオキシ基などが挙げられ、R2で示される
非加水分解性基としては、炭素数1〜10程度のアルキル
基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ヘキシル基など;アリール基、例えばフエニル基、
キシリル基、トリル基などが挙げられ、Xで示される反
応性不飽和基としては、基 又は基 など〔ここでR″は水素原子又はメチル基を、pは0〜
10の数を示す〕で表わされる基、例えばビニル基、アク
リロイル基、メタクリロイル基などが例示される。
[In the formula, R 1 represents a hydrolyzable group, R 2 represents a non-hydrolyzable group, X represents a reactive unsaturated group, m and n each represent a number of 1 to 3, and r represents 0. Indicates the number of ~ 2, m + n + r
= 4. The hydrolyzable group represented by R 1 in the formula (I) is an alkoxy group having about 1 to 10 carbon atoms, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butyloxy group, a hexyloxy group, a nonyloxy group; Atoms, for example, chlorine atom, bromine atom, iodine atom and the like; acyloxy group having about 1 to 10 carbon atoms, such as acetoxy group, propionyloxy group, valeryloxy group and the like, as the non-hydrolyzable group represented by R 2 , An alkyl group having about 1 to 10 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, etc .; an aryl group, for example, a phenyl group,
Examples of the reactive unsaturated group represented by X include a xylyl group and a tolyl group. Or base Etc. [where R ″ is a hydrogen atom or a methyl group, and p is 0 to
And a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, and the like.

なお、一般式(I)において、R1、R2又はXが複数存在
する場合には、複数のR1、R2又はXは、それぞれ異なる
基を含んでいてもよい。
Incidentally, in the general formula (I), when R 1, R 2 or X there are a plurality, the plurality of R 1, R 2 or X may contain a different group.

上記シラン化合物としては、トリメトキシビニルシラ
ン、トリエトキシビニルシラン、トリプロポキシビニル
シラン、ジエトキシメチルビニルシラン、ジエトキシエ
チルビニルシラン、ジエトキシプロピルビニルシラン、
ジエトキシフエニルビニルシラン、ジメチルエトキシビ
ニルシラン、ジエチルエトキシビニルシラン、ジプロピ
ルエトキシビニルシラン、ジフエニルエトキシビニルシ
ラン、トリエトキシアリルシラン、3−ブテニルトリエ
トキシシラン、4−ペンテニルトリエトキシシラン、5
−ヘキセニルトリエトキシシラン、6−ヘプテニルトリ
エトキシシラン、7−オクテニルトリエトキシシランな
どの不飽和アルコキシシラン、トリクロロビニルシラ
ン、トリブロモビニルシラン、トリヨードビニルシラ
ン、ジクロロメチルビニルシラン、ジクロロエチルビニ
ルシラン、ジクロロプロピルビニルシラン、ジクロロフ
エニルビニルシラン、ジメチルクロロビニルシラン、ジ
エチルクロロビニルシラン、ジプロピルクロロビニルシ
ラン、ジフエニルクロロビニルシラン、トリクロロアリ
ルシラン、3−ブテニルトリクロロシラン、4−ペンテ
ニルトリクロロシラン、5−ヘキセニルトリクロロシラ
ン、6−ヘプテニルトリクロロシラン、7−オクテニル
トリクロロシランなどの不飽和ハロゲン化シラン、トリ
アセトキシビニルシラン、トリプロピオキシビニルシラ
ン、トリブチロキシビニルシラン、トリバレロキシビニ
ルシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、ジアセト
キシエチルビニルシラン、ジアセトキシプロピルビニル
シラン、ジアセトキシフエニルビニルシラン、ジメチル
アセトキシビニルシラン、ジエチルアセトキシビニルシ
ラン、ジプロピルアセトキシビニルシラン、ジフエニル
アセトキシビニルシラン、トリアセトキシアリルシラ
ン、3−ブテニルトリアセトキシシラン、4−ペンテニ
ルトリアセトキシシラン、5−ヘキセニルトリアセトキ
シシラン、6−ヘプテニルトリアセチルシラン、7−オ
クテニルトリアセチルシランなどの不飽和エステル化シ
ランを挙げることができる。さらに、シラン化合物とし
ては3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
3−メタクリロキシプロピルトリス(メトキシエトキ
シ)シラン、N−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシ
プロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
3−メタクリロキシプロピルトリクロロシラン、メタク
リロキシプロピルジメチルエトキシシランなども使用で
きる。これらのシラン化合物としては特にトリエトキシ
ビニルシラン、トリエトキシアリルシラン、ジメチルエ
トキシビニルシラン、シフエニルエトキシビニルシラ
ン、7−オクテニルトリエトキシシラン、N−(3−ア
クリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプ
ロピルトリエトキシシランなどが好適に使用される。
As the silane compound, trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, tripropoxyvinylsilane, diethoxymethylvinylsilane, diethoxyethylvinylsilane, diethoxypropylvinylsilane,
Diethoxyphenylvinylsilane, dimethylethoxyvinylsilane, diethylethoxyvinylsilane, dipropylethoxyvinylsilane, diphenylethoxyvinylsilane, triethoxyallylsilane, 3-butenyltriethoxysilane, 4-pentenyltriethoxysilane, 5
Unsaturated silanes such as hexenyltriethoxysilane, 6-heptenyltriethoxysilane, 7-octenyltriethoxysilane, trichlorovinylsilane, tribromovinylsilane, triiodovinylsilane, dichloromethylvinylsilane, dichloroethylvinylsilane, dichloropropylvinylsilane , Dichlorophenylvinylsilane, dimethylchlorovinylsilane, diethylchlorovinylsilane, dipropylchlorovinylsilane, diphenylchlorovinylsilane, trichloroallylsilane, 3-butenyltrichlorosilane, 4-pentenyltrichlorosilane, 5-hexenyltrichlorosilane, 6-heptenyl Unsaturated halogenated silanes such as trichlorosilane and 7-octenyltrichlorosilane, triacetoxy vinyl sila , Tripropoxyvinylsilane, tributyroxyvinylsilane, trivaleroxyvinylsilane, diacetoxymethylvinylsilane, diacetoxyethylvinylsilane, diacetoxypropylvinylsilane, diacetoxyphenylvinylsilane, dimethylacetoxyvinylsilane, diethylacetoxyvinylsilane, dipropylacetoxyvinylsilane, dif Unsaturated esters such as enylacetoxyvinylsilane, triacetoxyallylsilane, 3-butenyltriacetoxysilane, 4-pentenyltriacetoxysilane, 5-hexenyltriacetoxysilane, 6-heptenyltriacetylsilane, 7-octenyltriacetylsilane. Silanes may be mentioned. Furthermore, as the silane compound, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
3-methacryloxypropyltris (methoxyethoxy) silane, N- (3-acryloxy-2-hydroxypropyl) -3-aminopropyltriethoxysilane,
3-methacryloxypropyltrichlorosilane, methacryloxypropyldimethylethoxysilane and the like can also be used. Examples of these silane compounds include triethoxyvinylsilane, triethoxyallylsilane, dimethylethoxyvinylsilane, phenylethoxyvinylsilane, 7-octenyltriethoxysilane, N- (3-acryloxy-2-hydroxypropyl) -3-aminopropyltrisilane. Ethoxysilane and the like are preferably used.

これらのシラン化合物は1種または2種以上組合せて使
用することができる。
These silane compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明に用いられる親水性化合物としては、その
重合体が水溶性であるものであればよく、例えば下記一
般式(II)又は(III)で表わされるものが挙げられ
る。
Further, the hydrophilic compound used in the present invention may be any one as long as the polymer is water-soluble, and examples thereof include those represented by the following general formula (II) or (III).

〔式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は極性基
を置換基として有しうるアルキレン基又は基 (nは1以上の整数、R3は水素原子又はメチル基を意味
する)を示し、qは0または1である〕 〔式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R4及びR5
それぞれ水素原子、メチル基、エチル基又は を示す〕 前記一般式(II)で表わされる化合物としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、ジエチレングリコールメタクリレート、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレー
ト、ヒドロキシエチルアクリレート、ポリエチレングリ
コールメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリ
レート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、ポ
リプロピレングリコールアクリレート、2−アミノヒド
ロキシプロピルメタクリレート、2−アミノヒドロキシ
プロピルアクリレートのようなアクリル酸、メタクリル
酸又はそれらのエステルなどが挙げられる。また前記一
般式(III)で表わされる化合物としては、アクリルア
ミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミ
ド、イソプロピルアクリルアミド、N−プロピルオキシ
メチルアクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド、ジ
アセトンアクリルアミドのようなアクリルアミド又はメ
タクリルアミド又はそれらの誘導体などが挙げられる。
[In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkylene group or group which may have a polar group as a substituent. (N is an integer of 1 or more, R 3 is a hydrogen atom or a methyl group), and q is 0 or 1.] [In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 and R 5 are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or Examples of the compound represented by the general formula (II) include acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, diethylene glycol methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, polyethylene glycol methacrylate, polyethylene glycol acrylate, polypropylene. Examples thereof include acrylic acid such as glycol methacrylate, polypropylene glycol acrylate, 2-aminohydroxypropyl methacrylate and 2-aminohydroxypropyl acrylate, methacrylic acid or their esters. Examples of the compound represented by the general formula (III) include acrylamides such as acrylamide, dimethylacrylamide, diethylacrylamide, isopropylacrylamide, N-propyloxymethylacrylamide, dimethylmethacrylamide, and diacetoneacrylamide, or methacrylamides or derivatives thereof. And so on.

さらに、親水性化合物としては前記一般式(II)又は
(III)で表わされる化合物以外に、N−ビニルピロリ
ドン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルカプロラクタ
ム、ビニルピリジン、スチレンスルホン酸なども挙げら
れる。
Further, examples of the hydrophilic compound include N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone, N-vinylcaprolactam, vinylpyridine, and styrenesulfonic acid, in addition to the compound represented by the general formula (II) or (III).

これらの親水性化合物は1種または2種以上組合せて使
用することができる。
These hydrophilic compounds can be used alone or in combination of two or more.

また疎水性化合物としては、酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類を挙げるこ
とができ、これらの疎水性化合物も1種または2種以上
組合せて使用することができる。
Examples of the hydrophobic compound include vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate, and these hydrophobic compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いる重合体は、前記シラン化合物と親水性化
合物又は疎水性化合物に由来する構成成分以外に共重合
可能な他の不飽和単量体、例えばエチレン、プロピレ
ン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル、スチレン、メチルビニルケトン、フエニルビニ
ルケトン、メチルビニルエーテル、フエニルビニルエー
テル、フエニルビニルスルフイド、メタクロレイン、ア
クロレインなどを共重合し、これらの不飽和単量体に由
来する構成成分が重合体中に10モル%以下程度存在させ
ることもできる。
The polymer used in the present invention is another unsaturated monomer copolymerizable with the silane compound and a component derived from a hydrophilic compound or a hydrophobic compound, such as ethylene, propylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylonitrile. ,
Copolymerization of methacrylonitrile, methyl acrylate, methyl methacrylate, styrene, methyl vinyl ketone, phenyl vinyl ketone, methyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, phenyl vinyl sulfide, methacrolein, acrolein, etc. The constituent component derived from the saturated monomer may be present in the polymer in an amount of about 10 mol% or less.

本発明においては、シラン化合物の少なくとも1種と親
水性化合物の少なくとも1種又は疎水性化合物の少なく
とも1種とを共重合することにより水溶性重合体または
水溶性重合体の前駆体を得る。シラン化合物と親水性化
合物又は疎水性化合物の仕込み量は、シラン化合物0.1
〜25重量%(以下、「重量%」を単に「%」で示す)、
親水性化合物又は疎水性化合物75〜99.9%の割合であり
特にシラン化合物0.5〜10%、親水性化合物又は疎水性
化合物90〜99.5%の割合であることが好ましい。シラン
化合物が0.1%未満では、得られた重合体を経時的にゲ
ル化させることができず、25%を超えると、重合体が水
に溶解しにくくなる。
In the present invention, a water-soluble polymer or a precursor of a water-soluble polymer is obtained by copolymerizing at least one silane compound and at least one hydrophilic compound or at least one hydrophobic compound. The charging amount of the silane compound and the hydrophilic compound or the hydrophobic compound is 0.1
~ 25% by weight (hereinafter, "% by weight" is simply indicated by "%"),
The proportion of the hydrophilic compound or the hydrophobic compound is 75 to 99.9%, particularly preferably 0.5 to 10% of the silane compound and 90 to 99.5% of the hydrophilic compound or the hydrophobic compound. If the silane compound content is less than 0.1%, the obtained polymer cannot be gelated with time, and if it exceeds 25%, the polymer becomes difficult to dissolve in water.

本発明において、重合様式としてはラジカル重合を用い
るのが好ましい。重合開始剤としては熱重合開始剤と光
重合開始剤があり、例えばt−ブチルパーオキシド、ベ
ンゾイルパーオキシド、2,4−ジクロルベンゾイルパー
オキシド、t−ブチルヒドロパーオキシドなどのパーオ
キシド;過酢酸などの過酸;過硫酸アンモニウム塩など
の過硫酸塩;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシ
クロヘキサンカルボニトリル、フエニルアゾイソブチロ
ニトリル、ナフチルアゾイソブチロニトリル、アゾビス
バレロニトリルなどのアゾ化合物;あるいはレドツクス
系触媒などを用いることができる。
In the present invention, it is preferable to use radical polymerization as the polymerization mode. The polymerization initiator includes a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator, and examples thereof include peroxides such as t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide and t-butyl hydroperoxide; peracetic acid. Persulfates such as ammonium persulfate; azo compounds such as azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, phenylazoisobutyronitrile, naphthylazoisobutyronitrile and azobisvaleronitrile Or a redox catalyst or the like can be used.

シラン化合物と親水性化合物又は疎水性化合物との重合
方法は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合又は乳化重合の
いずれの重合形式を用いても実施され得るが、溶液重合
が好ましい。なお、光重合開始剤を用いる場合には反応
系にアセトフエノン、プロピオフエノン、キサントン、
フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アント
ラキノン、p−ジアセチルベンゼン、カルバゾール、3
−または4−メチルベンゾフエノ、ベンゾイン、ベンゾ
インエチルエーテルなどの光増感剤を入れることも可能
である。重合方法の一例としては、撹拌機、冷却管、温
度センサーなどを備えたフラスコに上記のシラン化合物
と親水性化合物又は疎水性化合物などの原料及びメタノ
ール、酢酸エチルなどの溶媒を原料が1〜75%、好まし
くは1〜50%の濃度となるように入れ、撹拌加熱して30
〜100℃とした後、重合開始剤を原料に対して0.01〜5
%好ましくは0.1〜1%加え、撹拌しながら加熱または
光を照射することにより重合し、重合終了後、精製し、
乾燥する方法が挙げられる。
The polymerization method of the silane compound and the hydrophilic compound or the hydrophobic compound can be carried out by any of bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization and emulsion polymerization, but solution polymerization is preferable. When using a photopolymerization initiator, acetophenone, propiophenone, xanthone,
Fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, p-diacetylbenzene, carbazole, 3
It is also possible to include a photosensitizer such as -or 4-methylbenzopheno, benzoin, benzoin ethyl ether. As an example of the polymerization method, a raw material such as a silane compound and a hydrophilic compound or a hydrophobic compound and a solvent such as methanol and ethyl acetate in a flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a temperature sensor, etc. %, Preferably 1 to 50%, and heat with stirring to 30
After setting to ~ 100 ℃, 0.01 ~ 5
%, Preferably 0.1 to 1%, polymerized by heating or irradiating with light while stirring, and after completion of the polymerization, refined,
The method of drying is mentioned.

なお、疎水性化合物を用いた場合には、得られた水溶性
重合体の前駆体を水酸化ナトリウム、水酸化カリウムな
どのアルカリ化合物を用いてケン化することにより水溶
性とする。
When a hydrophobic compound is used, it is rendered water-soluble by saponifying the obtained water-soluble polymer precursor with an alkali compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.

ここでケン化方法の一例としては、得られた水溶性重合
体の前駆体に約0.5〜5%のアルカリ化合物のアルコー
ル溶液を接触させ、30〜60℃で0.5〜5時間程度反応さ
せることにより行う方法が挙げられる。
Here, as an example of the saponification method, the obtained water-soluble polymer precursor is contacted with an alcohol solution of an alkali compound of about 0.5 to 5% and reacted at 30 to 60 ° C. for about 0.5 to 5 hours. The method to do is mentioned.

本発明で使用される重合体には、シラン化合物に由来す
る構成成分が通常0.1〜10モル%、好ましくは1〜5モ
ル%含まれている。
The polymer used in the present invention usually contains 0.1 to 10 mol% of constituent components derived from a silane compound, preferably 1 to 5 mol%.

本発明で使用される重合体の分子量はポリスチレン換算
重量平均分子量として通常5,000〜200,000である。この
重量平均分子量が5,000未満では得られるヒドロゲルの
力学的強度が弱くなり、重量平均分子量が200,000を超
えるとその溶液が高粘度となり、取り扱いにくくなる。
The molecular weight of the polymer used in the present invention is usually 5,000 to 200,000 in terms of polystyrene equivalent weight average molecular weight. When the weight average molecular weight is less than 5,000, the mechanical strength of the obtained hydrogel becomes weak, and when the weight average molecular weight exceeds 200,000, the solution has a high viscosity and becomes difficult to handle.

本発明の生医学材料は、通常、濃度1〜50%、好ましく
は5〜40%の水、生理食塩水又は生理緩衝液の溶液とし
て、生体に適用する。この生医学材料の濃度が1%未満
ではゲル化に時間がかかりすぎ、50%を超えると溶液の
粘度が高すぎて取り扱いが不便になる。
The biomedical material of the present invention is usually applied to a living body as a solution of water, physiological saline or physiological buffer having a concentration of 1 to 50%, preferably 5 to 40%. If the concentration of this biomedical material is less than 1%, gelation takes too long, and if it exceeds 50%, the viscosity of the solution is too high, which makes handling inconvenient.

また、本発明の生医学材料の溶液には、ゲル化に要する
時間を制御するために、酢酸、リン酸、乳酸などの酸を
重合体1モルに対して0.01〜1モル程度添加してもよ
い。
To the solution of the biomedical material of the present invention, an acid such as acetic acid, phosphoric acid or lactic acid may be added in an amount of 0.01 to 1 mol per 1 mol of the polymer in order to control the time required for gelation. Good.

本発明の生医学材料は、例えば皮膚や組織欠損部などの
補綴用、乳房形成術における補綴物、関節部における潤
滑材や緩衝材、血管や臓器の欠損部の一構成物、人工肝
臓や人工すい臓の人工臓器の基材、人工水晶体、人工硝
子体などとして使用することができる。
The biomedical material of the present invention is, for example, for prostheses such as skin and tissue defects, prostheses in mammoplasty, lubricants and cushioning materials in joints, constituents of defects in blood vessels and organs, artificial livers and artificial prostheses. It can be used as a base material for artificial organs of the pancreas, an artificial lens, an artificial vitreous body, and the like.

以下、本発明の生医学材料の使用方法を、人工水晶体
(眼内レンズ)として使用する場合を例として説明す
る。
Hereinafter, the method of using the biomedical material of the present invention will be described by taking as an example the case of using it as an artificial lens (intraocular lens).

まず、白内障などにより白濁した水晶体は、超音波吸引
法により水晶体カプセルを残して除去される。次に上記
の濃度範囲に調製した本発明の生医学材料の溶液を注射
器により水晶体カプセル内に充填する。そして、数時間
〜数日後に本発明の生医学材料は生体内の水分によつて
加水分解し、架橋することによりゲル化が終了し、眼内
レンズとなる。
First, a crystalline lens that becomes cloudy due to a cataract or the like is removed by an ultrasonic suction method while leaving a crystalline lens capsule. Next, the solution of the biomedical material of the present invention prepared in the above concentration range is filled in a lens capsule with a syringe. Then, after several hours to several days, the biomedical material of the present invention is hydrolyzed by water in the living body and cross-linked to complete gelation, thereby forming an intraocular lens.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1〜9 還流用冷却管、撹拌器、温度センサー及び窒素導入口を
備えたフラスコに第1表に示した組成の溶媒および単量
体を仕込み窒素存在下70℃まで加熱後、アゾビスイソブ
チロニトリル(AIBN)を0.125g加えた。撹拌しながら反
応を続け、2時間後と5時間後に、さらにAIBNを0.125g
ずつ加えて最終的に7.5時間反応させた。反応終了後、
さらに実施例1〜6においては1%の水酸化ナトリウム
のメタノール溶液100ml中に反応物を200ml/30分のスピ
ードで滴下して、反応物のケン化を50℃で1時間行なつ
た。次に、得られた各重合体をメタノールにより5時間
以上ソツクスレー抽出することで精製し、減圧乾燥して
目的の重合体を得、試料とした。
Examples 1 to 9 A solvent and a monomer having the composition shown in Table 1 were charged in a flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, a temperature sensor and a nitrogen inlet, and heated to 70 ° C in the presence of nitrogen, and then azobis. 0.125 g of isobutyronitrile (AIBN) was added. Continue the reaction with stirring, and after 2 hours and 5 hours, 0.125 g of AIBN
Each of them was added and finally reacted for 7.5 hours. After the reaction,
Further, in Examples 1 to 6, the reaction product was saponified at 50 ° C. for 1 hour by dropping the reaction product into 100 ml of a 1% sodium hydroxide methanol solution at a speed of 200 ml / 30 minutes. Next, each of the obtained polymers was purified by Soxhlet extraction with methanol for 5 hours or more, and dried under reduced pressure to obtain a desired polymer, which was used as a sample.

試料のポリスチレン換算重量平均分子量をゲルパーミエ
ーシヨンクロマトグラフイー(GPC)で測定した。結果
を第1表に示す。
The polystyrene-reduced weight average molecular weight of the sample was measured by gel permeation chromatography (GPC). The results are shown in Table 1.

各実施例における転化率は約50%であつた。The conversion rate in each example was about 50%.

試験例1 ゲル化性試験 実施例1〜9で合成した各試料をぞれぞれ濃度5%の水
溶液とし、37℃、飽和湿度下に静置し、ゲル化に要した
時間をBM型回転粘度計で測定し、100,000cpsとなつた時
点をゲル化の終了点とした。結果を第2表に示す。
Test Example 1 Gelability Test Each sample synthesized in Examples 1 to 9 was made into an aqueous solution having a concentration of 5%, and allowed to stand at 37 ° C. under saturated humidity for the time required for gelation to rotate by BM type. It was measured with a viscometer and the time when it reached 100,000 cps was taken as the end point of gelation. The results are shown in Table 2.

試験例2 生体適合試験 実施例1〜9で合成した試料を減菌し、生理食塩水に溶
解して5%溶液とした。次いで、ネンブタール麻酔した
家兎(日本白色種)3羽の背部を脱毛して、背筋部に各
3ケ所の1.5×1.5×1.5cm3の欠損創を作成し、欠損創表
面を医療用シリコーンシート(厚さ0.5mm)で覆つた。
そのシリコーンシートを通して、注射器により試料をそ
れぞれ注入し、背部皮膚を縫合した後、通常どおりに飼
育した。
Test Example 2 Biocompatibility test The samples synthesized in Examples 1 to 9 were sterilized and dissolved in physiological saline to prepare a 5% solution. Next, the backs of three Nembutal anesthetized rabbits (Japanese white) are depilated to create 1.5 × 1.5 × 1.5 cm 3 defect wounds at each of the three back muscles, and the surface of the defect wounds is treated with a medical silicone sheet. Covered with (thickness 0.5 mm).
Each sample was injected with a syringe through the silicone sheet, the back skin was sutured, and then raised as usual.

術後、3日目、1週間目、4週間目、3ケ月目で各試料
と接触する組織をそれぞれ取り出し、組織を観察した。
On the 3rd day, 1st week, 4th week, and 3rd month after the operation, the tissue in contact with each sample was taken out and observed.

術後3日目、すべての試料部で好中球浸潤が観察された
が、1週間目にはすべての試料部でこの好中球浸潤は減
少し、かわつてマクロフアージや組織球の出現があつ
た。さらに、実施例7以外の試料は1週間目でゲル化が
終了していた。
On the 3rd day after the operation, neutrophil infiltration was observed in all the sample parts, but at 1 week, the neutrophil infiltration was decreased in all the sample parts, and instead, macrophages and histiocytes appeared. It was Furthermore, in the samples other than Example 7, gelation was completed in the first week.

4週間目では、実施例7の試料のゲル化も終了し各試料
部で線維芽細胞の出現があり、薄い線維組織の被包が各
試料部の周囲に観察された。3ケ月目でもこれら被包の
脂厚化がみられず、また異物巨細胞も観察されず安定な
組織像を示していた。また、すべての試料が組織の細か
い形状によく対応して密着していた。
By the fourth week, gelation of the sample of Example 7 was completed, fibroblasts appeared in each sample part, and thin fibrous tissue encapsulation was observed around each sample part. Even at the third month, no thickening of these encapsulations was observed, and no foreign body giant cells were observed, showing a stable histology. Further, all the samples were in close contact with each other, corresponding to the fine shape of the tissue.

試験例3 生体適合試験 実施例1〜6および8〜9で合成した試料を減菌し、生
理食塩水に溶解して5%溶液とした。次いで、ネンブタ
ール麻酔した家兎(日本白色種)9羽の右眼球をリドカ
インを滴下して麻痺させた後、結膜及び角膜と強膜の連
接部を約1mm切開し、超音波振動針を差し込み水晶体内
容物を乳化し、その針を通して吸引し、さらに残留水晶
体物質を吸引除去し、水晶体カプセルを無傷のまま残
し、注射器を切開部より差し込み、試料を0.3cc注入し
た。
Test Example 3 Biocompatibility test The samples synthesized in Examples 1 to 6 and 8 to 9 were sterilized and dissolved in physiological saline to prepare a 5% solution. Then, 9 right eyeballs of Nembutal anesthetized rabbits (Japanese white) were paralyzed by instilling lidocaine, and then the conjunctiva and the connection between the cornea and the sclera were incised by about 1 mm, and an ultrasonic vibrating needle was inserted. The contents were emulsified, aspirated through the needle, and residual lens material was aspirated off, leaving the lens capsule intact, inserting the syringe through the incision and injecting 0.3 cc of sample.

術後1日目、1週間目、1ケ月目、3ケ月目に、それぞ
れ眼内圧、角膜内皮細胞の変化及び網膜像の変化につい
て観察した。すべての試料につき、術後1週間目まで
は、術前と比べ高眼圧(20〜26mmHg)が続いたが、その
後は正常に戻つた。その他の組織変化は、ほとんど見ら
れず、網膜像も術前と変化なかつた。
The intraocular pressure, changes in corneal endothelial cells, and changes in retinal image were observed 1 day, 1 week, 1 month, and 3 months after surgery, respectively. In all the samples, the high intraocular pressure (20 to 26 mmHg) continued until 1 week after the operation as compared with that before the operation, but thereafter returned to normal. Almost no other tissue changes were seen, and the retinal image was unchanged from before surgery.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、加水分解性基を有するシラン化合物と、親水
性化合物に由来する構成成分を有する水溶性の重合体で
あり、その重合体の水、生理食塩水あるいは生理緩衝液
に溶解した溶液が、経時的に加水分解し、架橋してゲル
化してヒドロゲルとなる生医学材料を提供するものであ
り、従来のヒドロゲルに比較して、その使用の簡便性や
生体への適合性が大幅に改良され、またその適用範囲が
大幅に拡大されたものである。すなわち、本発明の生医
学材料では、その溶液が経時的にゲル化してヒドロゲル
となる特徴から、体内深部や微少部分への注入が容易で
あり、また微細な形状変化に十分に対応でき、また注入
時の切開創が小さくてすむということと共に経時的にゲ
ル化するため、術後の安定性がすぐれているなど、極め
て有用な生医学材料である。
The present invention is a silane compound having a hydrolyzable group, and a water-soluble polymer having a constituent derived from a hydrophilic compound, and a solution of the polymer in water, physiological saline or a physiological buffer solution. It provides a biomedical material that hydrolyzes with time, crosslinks and gels to form a hydrogel, which is significantly easier to use and more compatible with living organisms than conventional hydrogels. And its scope of application has been greatly expanded. That is, in the biomedical material of the present invention, since the solution gels with time to become a hydrogel, it is easy to inject into deep parts or minute parts of the body, and it is possible to sufficiently cope with minute shape changes, and It is a very useful biomedical material because it requires only a small incision upon injection and gels over time, resulting in excellent postoperative stability.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A) 加水分解性基及び反応性不飽和基
を少なくとも1個ずつ有するシラン化合物並びに (B) 反応性不飽和基を有する親水性化合物に由来す
る構成成分を有する水溶性の共重合体から成ることを特
徴とする生医学材料。
1. A water-soluble compound having a constituent derived from (A) a silane compound having at least one hydrolyzable group and at least one reactive unsaturated group, and (B) a hydrophilic compound having a reactive unsaturated group. A biomedical material characterized by comprising a copolymer.
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