JPS59161420A - ヒドロゲル - Google Patents

ヒドロゲル

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JPS59161420A
JPS59161420A JP58036005A JP3600583A JPS59161420A JP S59161420 A JPS59161420 A JP S59161420A JP 58036005 A JP58036005 A JP 58036005A JP 3600583 A JP3600583 A JP 3600583A JP S59161420 A JPS59161420 A JP S59161420A
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polymerizable double
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満 横田
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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】 産業上の利用分野 本発明は、水に不溶でかつ親水性の高い、新規なヒドロ
ゲルに関するものであシ、主として医療材料として利用
されるものである。
従来技術 近年高分子材料の医療分野への応用が盛んに検討される
ようになってきた。中でも水に不溶でかつ親水性の高い
ヒドロゲルは、物質(気体・イオン・分子等)透過性や
含水性を有し1人体組織と似た機能をもつことが注目さ
れ、各種の分離膜。
カテーテル、ソフトコンタクトレンズ、血液保存容器、
細胞培養用基材、血流回路、酵素や、医薬品。
などの包埋材などとして用いられるようになってきてい
る。
この様な目的のため釦、これまでは、2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)ア
クリルアミド、N−ビニルピロリドンなどの親水性単量
体を用いたヒドロゲルが使われてきた。しかしこれらの
ヒドロゲルは、物質透過性を高めようとすると機械的強
度が急激に低下したり透明性が失なわれたシすることや
、当初考えられていた相生体組織や血液・体液等との適
合性が養<ないこと等の問題点を有することが明らかと
なってきた。
このような問題点の改良のために例えば次のような一般
式 nは5以上の整数、R1はHまたはCH,、R2は水酸
基、01〜C4のアルコキシ基又はCHφ2(φはフェ
ニル基) であられされるようなマクロモノマー(マクロマー)を
使用すると生体適合性が向上することが提案されている
しかしながら、この゛ようなマクロマーを使用すると、
単量体中の重合性二重結合の濃度が低いために、このよ
うなマクロマーの重合体の重合度は低く、そのためヒド
ロゲルに必要な力学的性質の中で、特に伸度に優れたも
のが得られないという問題があることが分ってきた。
発明の目的 本発明者らは、ヒドロゲルに関して鋭意検討を進めた結
果、生体との適合性に優れ、かつ力学的性質においても
優れる。新規なヒドロゲルを見出した。
発明の構成 すなわち本発明は。
A・ 両末端に重合性の二重結合を有する分子量が1,
500〜500,000のポリエチレングリコールまた
はポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)
共重合体95〜40部と B・重合性の二重結合を有する疎水性単量体および/も
しくは分子内に重合性の二重結合を有する疎水性重合体
5〜60部 との重合反応生成物よ構成るヒドロゲルである。
A成分は9本発明のヒドロゲルに親水性を与える成分で
あって次の一般式で与えられる。
R1→0CH2CH2)rnfOCH−CH29−HO
−R,il1CH。
ここで1mは正の整数、nは0または正の整数セあって
、m、nは分子量が1.500〜500.000の範囲
となるように選択される。
20 OOH CR,である。
これらの両末端に重合性の二重結合を有するポリエチレ
ングリコールまたはポリ(エチレングリコール−プロピ
レングリコール)共重合体の製20 である(1)式の化合物は、ポリエチレングリコールの
両末端の水酸基と、大過剰の(メタ)アクリル酸クロリ
ド、(メタ)アクリル酸とを反応させることによって得
ることができる。
本発明においては、A成分の分子量が1.500〜50
0.0[10の範囲であることが必要である。分子量が
1.500未満である場合には、二個の重合性二重結合
間のポリエチレングリコール鎖またはポリ(エチレング
リコール□プロピレングリコール)鎖が短かく、架橋点
間距離が短かいために、力学的性質、特に破断伸度が大
きく低下する。分子量が1,500以上であればポリエ
チレングリコール鎖またはポリ(エチレングリコール□
プロピレンクリコール)鎖の高分子量効果によって、優
れた破断伸度が得られる。一方1分子量が500,00
0を越えると、溶解性が低下するために均一なヒドロゲ
ルが得られない。
本発明のヒドロゲルは、とのA成分を1種または2種以
上を含んでいることができる。
B成分の重合性の二重結合を有する疎水性単量体や分子
内に重合性の二重結合を有する疎水性重合体は1本発明
のヒドロゲルの強度を補強するために用いられるもので
ある。重合性の二重結合を有する疎水性単量体とは9重
合した場合に水に不溶な重吾体を与えるものであって、
(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリ
ロニトリルのような不飽和ニトリル、スチレンなどのよ
うな芳香族オレフィン、塩化ビニル、酢酸ビニルなどの
ビニル化合物、などの単量体群から1種または2種以上
が選択される。
また1分子内に重合性の二重結合を有する重合体は以下
の重合体群から1種または2種以上が選択される。
(1)(メタ)アクリル酸アルキルニステルト例えば2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートやグリシジル
(メタ)アクリレートとを共重合させて得られた重合体
と、(メタ)アクリル酸クロリドや(メタ)アクリル酸
とを反応させることによって得た。側鎖に重合性の二重
結合を有する重合体。
(2)片末端に重合性の二重結合を有する。前記疎水性
単量体の重合体。
この重合体の製法は公知であシ9例えば片末端に重合性
の二重結合を有するポリスチレンハ、スチレンを5ec
−ブチルリチウムでリビング重合し。
エチレンオキサイドで重合反応を停止させた後。
メタクリル酸クロリドを反応させることによって得るこ
とができる。また例えば片末端に重合性の二重結合を有
するポリメタクリル酸メチルは、メタクリル酸メチルに
チオグリコール酸を添加してラジカル重合を行なった後
、グリシジル(メタ)アクリレートと反応させることに
よって得ることができる。
(3)光官能基としてジチオカーバメート基ヲ有するポ
リ塩化ビニル。
これらの疎水性単量体や分子内に重合性の二重結合を有
する疎水性重合体は、ヒドロゲルに要求される物性に応
じて選択される。例えば高い機械的強度が要求される場
合には、ガラス転移温度の高い重合体を支える疎水性単
量体や、ガラス転移温度の高い疎水性重合体を用いるこ
とが望ましい。
このB成分は、疎水性単量体のみゃ疎水性重合体のみで
あっても、また疎水性単量体と疎水性重合体との組み合
わせであってもよい。
本発2明のヒドロゲル中のA成分とB成分の割合は9重
量基準で95:5〜40:60である。A成分の割合が
95%を越えると機械的性質が著しく低下し、一方A成
分の割合が40%未満であると含水率が低下し、物質透
過性や生体との親和性が低下するので好ましくない。
このような割合のA成分とB成分の共重合は。
溶液重合、塊状重合などによシ、熱・光・放射線等の手
段によって行なわれる。本発明のヒドロゲルはA成分の
もつ性質によシ、乾燥時には柔軟であるか、或いは脆く
、棒状等の共重合体から所望の形態を加工して得ること
は極めて困難であるので9重合と同時に成形物を得る方
法が好ましく行なわれる。重合と同時に成形する方法と
しては。
例えば鋳型内に原料を注入して重合成形する方法。
回転成形型内で行なう方法、棒等に塗布し9重合l  
  終了後棒等を引抜く方法などがあげられる。また重
合の際に重合開始剤が必要であれば、ベンゾイルパーオ
キサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2.4−ジ
クロルベンゾイルパーオキサイド。
t−ブチルハイドロパーオキサイド、アンモニウムパー
サルフェートのような有機過酸化物、アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾビスミクロヘキサンカルボニトリル、
フェニルアゾイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバ
レロニトリルなどが用いられる。更に、溶液重合の際の
溶媒は、A成分。
B成分を良く溶解して透明な液を与えると共に。
重合を阻害しないものであればよいが、ジメチルスルホ
キサイド、N−メチル−2−ピロリドン。
N、 N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメチルホ
ルムアミド、テトラヒドロフラン、1.4ジオキサンな
どが単独または混合物として好ましく用いられる。
本発明のヒドロゲルは、A、B両成分以外の適当な単量
体を含んでいてもよい。この第三の単量体または・単量
体混合物は、ヒドロゲルが乾燥した場合の加工性の向上
や取り扱い性の向上などの目的で導入されるものである
。使用し7得る単量体の例をあげれば、ポリエチレング
リコールモノ(メタ)アクリレート、アルコキシポリエ
チレングリコールキノ(メタ)アクリレート、N−ビニ
ルピロリドンやN−ビニルピペリドンなどのN−ビニル
ラクタム、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸の
ヒドロキシエチルもしくはヒドロキシプロピルエステル
のようなヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、(
メタ)アクリルアミド、グリセリンのモノ(メタ)アク
リレートなどの親水性単量体である。この場合の添加量
の範囲は、A成分と同量までである。また9通常のヒド
ロゲルと同様に架橋剤を含んでいてもよい。使用し得る
架橋剤の例をあければ、エチレングリコールジ(メタ)
アクリレート、ヘキサメチレンビスマレイミド、ジビニ
ルベンゼン、N、N’ −メチレンビスアクリルアミド
、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートな
どのジーまたはトリービニル化合物、ジアリルサクシネ
ート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、
トリアリルイノシアヌレートなどのアリル化合物、アリ
ル(メタ)アクリレートのようなアリルビニル化合物、
ビニル(メタ)アクリレートなどであシ、原料全体に対
して0,01〜2重量%添加することが好ましい。
発明の効果 本発明によって得られるヒドロゲルは1次のように優れ
た性質をもつ。
(1)親水性の高い高分子量ポリエチレングリコールま
だはポリ(エチレングリコ−fiv −)o ヒレング
リコール)共重合体の誘導体を含有するために含水率が
高く、物質透過性、生体との親和性に優れている。
(2)力学的性質、特に破断伸度が優れている。
これは高分子量のポリエチレングリコールまたはポリ(
エチレングリコール−プロピレングリコール)共重合体
の誘導体を用いているために、架橋点間距離が長く、高
分子量効果があられれるだめである。
本発明のヒドロゲルは上記の性質を生かして。
ソフトコンタクトレンズ、カテーテル、細胞培養用基材
、血流回路、酵素や医薬品などの包埋材。
各種の分離膜などに好ましく用いることができる。
以下た実施例をもって9本発明の詳細な説明する。
実施例1 平均分子量が20,000のポリエチレングリコールを
1,4−ジオキサンに溶解し、ピリジンを触媒として、
大過剰のメタクリル酸クロリドと反応させて1両末端と
重合性の二重結合を有するメタクリル酸ジエステルを得
た。この化合物を用い、以下の組成物を十分に攪拌・混
合して溶解させて透明な原液を得た。
下記平均分子量2.0.000のポリエチレングリコー
ルのメタクリル酸ジエステル    60部メタクリル
酸メチル         40部ジメチルスルホキサ
イド       233部アゾビスジメチルバレロニ
トリル   0.1 部ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムをスペーサーとした2枚のガラス板間中に、窒素
気流中でこめ原液を流し込み、締具で固定した後電気炉
中に入れ、40℃で16時間、更に50℃で2時間。
60℃で2時間、80℃で1時間、90℃で1時間加熱
し1重合を行°なった。重合終了後、生成した重合体フ
ィルムをガラス板よりはがし、純水中に浸漬した後、煮
沸30分間、液の冷却、交換を6回繰り返して含水状態
のヒドロゲルフィルムを得た。含水率け70チであり、
透明性は良好であった。テンシロン引張試験機で測定し
た破断強度は301qg/c+n2.破断伸度は220
チであって、非常に優れた力学的性質を示した。
実施例2 平均分子量が10,000のポリ(エチレングリコール
−プロピレングリコール)共重合体(エチレングリコー
ル含有量80%9日本油脂■製プロノン208)のメタ
クリル酸ジエステルを実施例1と同様にして得た。この
メタクリル酸ジエステルを用い、以下の組成の透明な原
液を得た。
上記子・均分子量10.−000のポリ(エチレングリ
コール−プロピレングリコール)共重合体のメタクリル
酸ジエステル        70部メタクリル酸メチ
ル         30部ジメチルスルホキサイド 
      300部アゾレスジメチルバレロニトリル
   013部この原液の重合を実施例1と同様にして
ガラス板間中で行なった後、生成した重合体フィルムの
純水中への浸漬、煮沸、冷却、液交換を3回繰り返して
含水状態のヒドロゲルフィルムを得た。含水率は68%
であシ、破断強度は20沌/ω2.破断伸度は300%
であって優れた力学的性質を示した。
実施例6 メタクリル酸メチル40部、アクリル酸メチル60部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート1部ヲジメチルス
ルホキサイド中に溶解し9重合開始剤としてアゾビスイ
ソブチロニトリルを用いて70℃で重合を行なった後、
メタノール水混合物中に投入して再沈回収し、減圧乾燥
して重合体を得た。この重合体を1.4−ジオキサンに
溶解し。
メタクリル酸クロリドと反応させて、側鎖に重合性の二
重結合を有する疎水性重合体を得た。
また、平均分子量4,000のポリエチレングリコール
のメタクリル酸ジエステルを実施例1と同様にして得た
これらの化合物を用いて、以下の組成物を十分に攪拌・
混合して透明な原液を得た。
上記平均分子量4,000のポリエチレングリコールの
メタクリル酸ジエステル     70部上記側鎖に重
合性の二重結合を有する疎水性重合体        
        30部メタクリル酸メチル     
    25部ジメチルスルホキサイド       
233部アゾビスジメチルバレロニトリル   0.1
5部この原液を窒素気流中でポリエチレンテレフタレー
トフィルムをスペーサーとしたガラス板間中に入れ締具
で固定した後、連続昇温可能な電気炉中で重合を行久っ
た。重合条件は、40℃で8時間加熱の後、40℃から
60℃まで4時間かけて昇温、60℃から80℃まで3
時間かけて昇温。
80℃から90℃まで1時間かけて昇温とした。
重合終了後、実施例1と同様にして含水状態のヒドロゲ
ルフィルムを得た。含水率は62%であり。
透明性は良好であった。また破断強度は34z/cm2
゜破断伸度は165%であった。
実施例′4 第3の単量体としてメトキシポリエチレングリコールモ
ノメタクリレートを用いた。以下の組成物よ構成る原液
の重合を、実施例3と同様にして行なった。
平均分子量20,000のポリエチレングリコールのメ
タクリル酸ジエステル      30部メタクリル酸
メチル         40部メトキシポリエチレン
グリコールモノメタクリレート(新中村化学製M23G
)     30部トリエチレングリコールジメタクリ
レート  0.5部ジメチルスルホキサイド     
  235部アゾビスジメチルバレロニトリル   0
.1 部重合終了後、実施例1と同様にして含水状態の
ヒドロゲルフィルムを得た。含水率は75%であり、透
明性は良好であった。また破断強度は26鞄/ω2.破
断伸度は260チであシ、非常に優れていた。
比較例1 平均分子量1.000のポリエチレングリコールのメタ
クリル酸ジエステルを、実施例1と同様にして得た。こ
の平均分子量1.000のポリエチレングリコールのメ
タクリル酸ジエステルを、平均分子量20,000のポ
リエチレングリコールのメタクリル酸ジエステルの代シ
に用いた他は、実施例1と全く同様にして含水状態のヒ
ドロゲルフィルムを得た。含水率は46%と低いにもが
かわらず、破断強度は19 kg/=−2,破断伸度は
70チであって。
力学的性質が劣っていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 A3両末端に重合性の二重結合を有する分子量が1.5
    00〜500.ODDのポリエチレングリコールまたは
    ポリ(エチレングIリコーループロピレングリコール)
    共重合体95〜40部と B1重合性の二重結合を有する疎水性単量体および/も
    しくは分子内に重合性の二重結合を有する疎水性重合体
    5〜60部 との重合反応生成物よシ成るヒドロゲル。
JP58036005A 1983-03-07 1983-03-07 ヒドロゲル Granted JPS59161420A (ja)

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JP58036005A JPS59161420A (ja) 1983-03-07 1983-03-07 ヒドロゲル

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