JPS5956446A - ポリビニルアルコ−ル凍結ゲルの柔軟性低下法 - Google Patents

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】 本発明は、ポリビニルアルコール水溶液を凍結後、融解
（解凍）して得られるヒドロ（含水）ゲルの改質法に係
り、特に、その柔軟性と水中膨潤性とを低下させる手法
を提供する。

ポリビニルアルコール水溶液（またはアルコール類を添
加したポリビニルアルコール水溶液）を凍結後、これを
融解（解凍）することによるヒドロゲルの製法は既に周
知である（特公昭４７−１、２８５４、ＵＳ　３，８７
５．３０２　（１９７５）　）。Ｌカｔ、、このゲルは
軟弱で、しかも水中に浸漬された場合、長期にわたシ持
続膨潤するとともに、柔軟性が高まる。ポリビニルアル
コールのけん化度または重合度、あるいは水溶液のポリ
ビニルアルコール濃度の少なくともいずれかの低い場合
の凍結ゲル（凍結融解法によシ得られるヒドロゲル）は
特に軟弱で、水中において、比較的短期日の間に形くず
れをきたす。凍結ゲルが軟弱で、粘着性を呈し、しかも
水中において膨潤（柔軟性が向上）する傾向は、このほ
か、けん化度、重合度、水溶液濃度のいかん全問わず、
全ての市販ポリビニルアルコールに共通に見られ、この
欠点のため、その用途は著しく制約され、柔軟性と水中
膨潤性とが特に支障をきたさない限られた用途、即ち擬
似餌などが若干試みられているにすぎない。

一般に、ヒドロゲル（含水ゲル）は、生体組織への損傷
が少ないうえ、物質透過性に富み、しかも、含水率を高
めるとともに、抗血栓性も向上することなどから、医用
材料としてきわめて有望視されているが、柔軟性が高く
、水中における機械的強度に劣るという重大な欠点を有
するため、用途はきわめて制限されている（　Ｌ、５ｐ
ｒｉｎｃｌ　ｅｔ　ａｌ、　。

Ｊ、Ｂｉｏｍｅｄ、ＩＶＩａｔｅｒ、Ｒｅｓ、、　７．
１２３（１９７３）、Ｓ、Ｄ、Ｂｒｕｃｋ。

Ｊ、Ｂｉｏｍｅｄ、Ｍａｔｅｒ、Ｒｅｓ、、　６．１７
３（１９７２）、Ｊ、Ｄ、Ａｎｄｒａｄｅｅｔ　ａｌ、
　、　Ｔｒａｎｓ、Ａｍ、　Ｓｏｃ、Ａｒｔｉｆ、Ｉｎ
ｔｅｒｎ、Ｏｒｇａｎｓ、’　１９　。

１（１９７３）、Ｓ、Ｄ、Ｂｒｕｃｋ　ｅｔ　ａｌ、、
Ｂｉｏｍａｔｅｒ、Ｍｅｄ、Ｄｅｖｉｃｅｓ。

Ａｒｔｉｆ、Ｏｒｇａｎｓ、　］　　１９］　（１９７
３）　、Ｓ、Ｄ、Ｂｒｕｃｋ　、　Ｊ、Ｂｉｏｍｅｄ。

Ｍａｔｅｒ、Ｒｅｓ、、　７．３８７（１９７３）、Ｈ
，Ｓｉｎｇｈ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｊ。

Ｓｃｉ、Ｉｎｄ、Ｒｅｓ、３９、（Ｍａｒｃｈ）１６２
　（１，９８０））　。

機械的強度の劣るヒドロゲル（またはゲル素材）を、ホ
ルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、テレフタルアル
デヒド、ヘキサメチレンジアミン等によシ処理する硬化
手段（強度向上策）が多数提案されてきたが、これらの
化学処理は、生体への有害試薬を使用するため、これら
を医用材料に用いた場合、種々の障害をきたすことが周
知である（田辺達三他、“人工臓器資料集成”、ｐ　、
３３０　（１，９７６）ライフサイエンスセンター、同
、ｐ、８８（１９７６）、ＪＪｊ、Ｌｅｗｉｓ、　Ｐｌ
ａｓｔ、、　＆　Ｒｅｃｏｎｓｔｒ　、　Ｓｕｒｇ、　
、　３５．５】（１９６５）　）。

また、これらの化学処理により、ヒドロゲルの優れた特
徴（高含水性）が大幅に減退するのが通例で、この化学
処理には多くを期待し難い。したがって、化学処理を行
うことなく、軟弱なヒドロゲ３− ている（Ｎ、Ａ、Ｐｅｐｐａｓ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｊ、
Ｂｉｏｍｅｄ、Ｍａｔｅｒ。

Ｒθ８．．４．４２３（１９７７）、Ｈ，Ｓｉｎｇｈ　
ｅｔ　ａｌ、、Ｊ、Ｓｃｉ。

Ｉｎｄ、Ｒｅｓ、　、　３旦、（Ｍａｒｃｈ）、１６２
（１９８０））。

しかし、これは特殊な設備を要するうえ、その効果が著
しくないことから、一般的に実用するのは困難である。

また放射線照射により、ヒドロゲル本来の優れた特徴が
消失（−！たけ減退）する例も多い。

また、ヒドロゲル内部に包埋された高分子量化合物が徐
々にヒドロゲル外部へ放出されることから、医薬、奥薬
、肥料、香料、釣餌等の放出制御（徐放）材としても、
ヒドロゲルが注目され、例えば、寒天、こんにゃく等へ
のジブカイン（ｄ、１ｂｕ−ｃａｉｎｅ、　局所麻酔薬
）、スルファメチゾール等の包埋（中野真汎、化学と工
業、３２．５６９　（１，９７９）、膜、且（６）　３
８６　（１９７８）　）　、カラゲナン等への芳香成分
の包埋（化学工業時報５４．７．１５．ｐ、３　、ＣＩ
ＶＩＩＣＴｅｃｋｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　４６、Ｐ
、１８４　（１９８０）　ＣＭＣ）、ポリ（エチレン−
酢酸ビニル）またはコラーゲンへの一μｍ ピロカルビン（ｐｉｌｏｃａｒｐｉｎｅ　、緑内障治療
薬）の包埋（Ｕ、Ｓ、　３，６］　８，６０４　（１９
７１）、Ａ、Ｌ、Ｒｕｂｉｎ　ｅｔ　ａｌ、。

Ｊ、Ｃ１１ｎ、Ｐｈａｒｍａｃｏｌ、　、　１３．３０
９　（１９７３）　）　、ポリ（２−ヒドロキシエチル
メタクリレート）へのフルオロウラシル（ｆｌｕｏｒｏ
ｕｒａｃｉｌ　、制がん剤）の包埋（Ｍ。

Ａｒ１ｅｎ　ｅｔ　ａｌ、、　Ａｒｃｈ、Ｓｕｒｇ、、
　１０５、ＴＯＯ（１９７２）　）など多くの試みが周
知である。しかし寒天、カラゲナンはもちろんのこと、
その他多くのヒドロゲルについて、その軟弱さ、生体と
の反応などが指摘され、しばしば実用上の障害をきたし
ていることは言うまでもない。

ヒドロゲルは、含水性で、しかも低分子量物質の透過性
に富むと共に、巨大分子またはその集合体全ゲル内に包
括（捕捉）しうろことから、活性炭あるいは酵素、生体
組織等の生理活性物質の包埋（固定化）材としても期待
されており、ゼラチン、ポリ（２−ヒＰロキシエチルメ
タクリレート）等への活性炭の包埋（吸着型人工腎臓）
（Ｊ、Ｄ。

Ａｎｄｒａｄｅ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｔｒａｎｓ、Ａｍ、
Ｓｏｃ、Ａｒｔｉｆ、Ｉｎｔｅｒｎ。

Ｏｒｇａｎｓ　、　］　８．４７３（１９７２）　、Ｂ
、Ｇ、Ｇａｚｚａｒｄ　ｅｔ　ａｌ、　。

Ｌａｎｃｅｔ、　２９．１．３０１　（１９７４）　、
中林宣男、高分子論文集、旦（４）３１７．３２３（１
９７７）、葛西洋−他、人工臓器、６．４３８（１９７
７）　）、コラーゲンへの酵素の包埋（酵素膜、酵素電
極）（軽部、銘木、化学工学、４０．１３９　（１，９
７６）　、化学増刊６８．１８０（１９７６）、発酵と
工業、３５．１７（１９７７））も周知であるが、やは
り、ゲルが軟弱、あるいはもろいことから、例えば、ゲ
ルに亀裂を生じ、包埋物が洩出すること（軽部他、化学
工学、４０．１３９（１，９７６）、Ｐ、Ｇ、Ｋｒｏｕ
ｗｅｌ　８ｔ　ａｌ、、　Ｂｉｏｔｅｃｈ、Ｂｉｏｅｎ
ｇ、、　２２．６８１（１９８０）、Ｍ、Ｋｉｅｒｓｔ
ａｎ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｂｉｏｔｅｃｈ、Ｂｉｏｅｎｇ
、。

１９．３８７（１９７７））　、特に、ゲル内外への物
質移動によるゲルの破壊が重大問題であること（Ｐ、Ｇ
。

Ｋｒｏｕｗｅｌ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｂｉｏｔｅｃｈ、Ｂ
ｉｏｅｎｇ、＋　２２．６８］　（１９８０））が、既
に、しばしば指摘されている。

これらの軟弱ゲルの機械的強度を高める手法として、グ
ルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒｒ１酸、アルカ
リ、放射線などを用いる処法が多数提案されてきたが、
これによる包埋物質の損傷、例えば、包埋活性炭への酸
、アルデヒド等の吸着障害、包埋医薬、農薬等への化学
薬品による障害などを考慮するならば、上記のゲルの機
械的強度向上法はいずれも好ましくない。本発明は、こ
れらの化学薬品または放射線のいずれをも用いることな
く、機械的強度の優れたヒＰ口ゲルを得る方法を初めて
提供する。

本発明は、ヒドロゲル合成法料として、ポリビニルアル
コールを用いる。もつとも、ポリビニルアルコールのゲ
ル化法（ヒドロゲル合成法）については、既に多くの処
法が提案されている。しかし、下記に要約するとおり、
いずれにも、操作上または生成物の性状に難がある。

（１）　　ポリビニルアルコール水溶液を風乾すること
により、湿潤皮膜または乾燥皮膜が得られるが、これら
は耐水性に劣り、水中における剛直性を全く有しない軟
弱なフィルムにすぎず、限られた用途に用いられるにす
ぎない（特公昭４〇−９５２３）。

［２）　　ポリビニルアルコールとテトラエチャシリケ
ートを含む懸濁水溶液に酸を加え、風乾する方法によっ
ても、やはり、上記（１）と同様の皮膜が得られるにす
ぎない。この場合、懸濁水溶液に酸を加え、凍結・乾燥
する提案もあるが、生成する皮膜の強度はかえって低下
し、はとんど成型不能である（特公昭５５−３０３５８
、特公昭５５−１１３１１）。

（３１；ｔ？ＩＪヒニルアルコール水溶液へ、コノ々ル
ト６０（γ線）を照射するゲル化法が周知である。しか
しこの場合、特殊な施設（放射線照射施設）を不可欠と
するうえ、照射経費もかさみ、し力＼も得られるゲルが
軟弱で、しばしば他の硬化手段（２次的硬化処理）を要
する。したがって、この方法で得られるゲルは、人工硝
子体（眼球内光てん液）などの、高粘性液（または軟質
ゲル）が望まれる特殊用途以外には利用し難い（Ｊ、Ｍ
ａｔｅｒｉａ’ｌ　Ｓｃｉ、、　１９７４　＋　１８１
５＋特開昭５０−５５６４７　　）。

（４）　　ポリビニルアルコール水溶液にホウ酸（また
はホウ酸水溶液）あるいはホウ砂（またはホウ砂水溶液
）（注ニホウ砂＝四ホウ酸ナトリウム十水和物）を加え
ると、即座にゲル化することも古くから著名である。し
かし、得られるゲルは、軟弱で、流動性を有し、しかも
単に指先でつまむことによシ直ちに千切れるため、成型
後の形態は保持され難い（Ｊ、、Ａｍ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏ
ｃ、、　６０、］　０４５（１９３８）、フランス特許
７４３９４２　（１９３３））。

また、このホウ砂ゲルはアルカリ性雰囲気下では存在し
うるが、ｐＨ８以下では容易に崩壊する。したがって特
殊用途以外には利用しＳ＜、バイオ・メディカルポリマ
ーとしての価値に乏しい。

（５）　　フェノール、ナフトール、コンゴ−・レツＰ
等のフェノール類またはアミノ化合物、あるいはチタン
、クロム、ジルコニウム等の金属化合物によるポリビニ
ルアルコールのゲル化法モ多数提案されているが、いず
れも上記（４）と同様の難点がある（日本化学雑誌、７
２．１０５Ｂ（１９５１）、特公昭４０−９５２３、特
公昭４Ｏ−２３２０４）。

（６）　　アルデヒＰ１　　ジアルデヒド、不飽和ニト
リル、ジイソシアナート、トリメチロールメラミン、エ
ビクロロ上１リン、ヒス−（β−ヒドロキシエチル）ス
ルホン、ポリアクリル酸、ジメチロール尿素、無水マレ
イン酸等の架橋剤または共重合成分によるポリビニルア
ルコールのゲル化も周知であるが、いずれも化学試薬を
用いる操作を要するほか、高含水性の強固なゲルは得難
イ（Ｔｅｘｔｌｌｅ　Ｒｅｓ、Ｊ、　、　（８１，１８
９（１９６２）　、英国特許７４２，９００　（１９５
８）　）。

（７）ポリビニルアルコール水溶液を４０℃以下、特に
５〜１８℃以下の低温に放置することによシゲル化させ
る手法も古くから著名である（小南他、高分子化学、と
？、２１８（１９５５）、前田他、高分子化学、】３．
１９３（，１９５６）　、工化、５９．８０９（１９５
６））。

しかし、室温付近において生成するゲルは寒天、カラゲ
ナンのようにもろく、シかも、これは単に激しくかきま
ぜるか、水を加えてかきまぜるか、あるいは若干温める
ことによシ溶解する（小南他、高分子化学、］２．２１
．８　（１９５５）　、高橋、接口、高分子化学】３．
５０２（１９５６）　）。

この、ポリビニルアルコール水溶液の放冷ゲルを得るの
に、低温が好ましいことも周知で、例えば１８℃、更に
は０℃あるいは０℃以下の低温で実施する例も知られて
いる（前田他、高分子化学、）３．１９３（１９５６）
、特公昭４７−１２８５４、高橋他、Ｐｏｌｙｍｅｒ　
Ｊ、、６．７０３（１９７４）、ＵＳ３．８７５．３０
２　（］、９．７５　））。

しかし、いずれにしても、得られるゲルは、寒天、カラ
ゲナン、ゼリ一様の軟弱品（または粘液）であシ、激し
いベトッキ（粘着性）を示すうえ、耐水性に乏しく、水
中では著しく膨潤し、更に軟化すると共に、一部は水中
に溶出し、残部は糊状と化す。また水中あるいは４０〜
５０℃の温水中では、更に迅速に形くずれし、水中に分
散・溶解するなどの難点を有し、工業用、医用材料とし
ての用途はきわめて制約されざるを得ない。

（８）　　ポリビニルアルコールヲホルマール化シテ得
られるスポンジ状生成物も古くから著名であるが、必ず
しも安定ではなく、分解、変質に伴い、有害作用を周囲
に及ぼすため、近年その用途はきわめて限定されるに到
っている（　Ｊ、Ｒ，Ｌｅｗｉｓ　。

Ｐｌａｓｔ　、　Ｒｅｃｏｎｓｔｒ、　Ｓｕｒｇ　、　
、　３５．５１．　（］、９６ｉ５）　、Ｊ、Ｂ。

Ｂｌｏｍｂｅｒｇｅｔ　ａｌ、、　Ａｎｎ、Ｓｕｒｇ、
、　１５１．４０９（１９６０）、Ｊ、Ｈ，Ｈａｒｒｉ
ｓｏｎ　、　Ｓｕｒｇ、Ｇｙｎｅｃｏｌ、０ｂｓｔｅｔ
、、５８４（１９５７）、Ｄ、Ｌ、Ｍａｃ　Ｋｅｎｚｉ
ｅ　ｅｔ　ａｌ、　、　Ａｒｃｈ、Ｓｕｒｇ、。

７７．９６５（１９５８）　、Ｌ、ｆ３ｒｏｗｎ　ｓｔ
　ａｌ、　、　Ａｒｃｈ、Ｓｕｒｇ、。

坦７２（１９５９）　）。

（９）　　ゲル化能を有する水溶性高分子、例えばアガ
ロース（ａｇａｒｏｓｅ　）、寒天（ａｇａｒ）、アル
ブミン（ａｌｂｕｍｉｎ）、アルギン酸塩、カードラｙ
　（ｃｕｒａｌａｎ　）、カラゲナン（ｃａｒｒａｇｅ
ｅｎａｎ　）、カゼイン（ｃａｓｅｉｎ）　−。

ＣＭＣ（Ｓｏａｉｕｍ　ＣａｒｂＯＸ７ｍｅｔｈ７１　
ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ファーセレラン（ｆｕｒｃｅｌ
ｌａｒａｎ）、ゼラチン（ｇｅｌａｔｉｎ）、メチルセ
ルロース（ｍｅｔｈｙｌ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　）、ペ
クチン（ｐｅｃｔｉｎ）、殿粉（ｓｔａｒｃｈ）　、タ
マリンドガム（ｔａｍａｒ　ｉｎａ　ｇｕｍ　）、ザン
タンガム（ｘａｎｔｈａｎ　ｇｕｍ　）、トラガントガ
ム（ｔｒａｇａｃａｎｔｈ　ｇｕｍ　）、グアーガム（
ｇｕａｒ　ｇｕｍ　）等の水溶液へ少量のポリビニルア
ルコールを添加後、これを放冷するか、ゲル化剤含有浴
（凝固浴）へ浸漬するか、あるいはこれを凍結・乾燥す
る手法も知られているが（フレグランスジャーナル、２
、（７）　６８　（１，９７４）、特公昭５６−２５２
１０．２５２１１）このような手法によっても、やはり
軟弱で耐水性の乏しい粘液または非流動性ゲル、あるい
は、ｏサノξすした水溶性の乾燥粉末（凍結・乾燥粉）
が得られるにすぎ女い。

本発明者は、ポリビニルアルコールを利用して、機械的
緒特性にすぐれた水不溶性の高含水性ゲルを、安価且つ
安定に製造する方法を開発すべく検討した結果、特定性
状のポリビニルアルコールを６　ｗｔ％以上含有する水
溶液を、予め凍結（硬直）させ、次にこれを融解させ、
これに再び上記の凍結処理を加える一連の操作を反復実
施して、凍結累積回数を２以上に到達させることによシ
、旧来のポリビニルアルコール凍結ゲルに比し著しく柔
軟性が低下し、しかも水中膨潤性の乏しい含水ゲルが得
られるという知見を得、ここに効果の顕著な本発明を完
成した。

即ち本発明は、けん化度が９５モル係以上、平均重合度
が７００以上のポリビニルアルコールを６　ｗｔ％以上
含有する水溶液全任意形状の容器または成型用鋳型へ注
入後、これを−３℃よシ低い温度で凍結・成型し、しか
る後、この成型体を融解させ、次に再びこれを凍結させ
る操作を反復実施し、凍結累積回数を２以上に到達させ
ることを特徴とする高含水性ゲルの製造法を提供するも
のである。

本発明によれば、ポリビニルアルコール水溶液を凍結・
成型し、これに融解・再凍結処理を反復実施することに
より、柔軟性を低下させた所望形状の、機械的強度の優
れた非膨潤性高含水ゲルが得られる。本発明で得られる
ゲルは、ゴム状の弾性と、すぐれた機械的強度をも兼備
している。また、本発明のゲルは、水または温水に不溶
で、粘着性を示さず、この点においても、前記のポリビ
ニルアルコール水溶液の放冷ゲルとは全く異なる。

すなわち、本発明は、従来のポリビニルアルコール水溶
液の放冷ゲル化、あるいは従来知られたポリビニルアル
コール水溶液の化学的処理によるゲル化などに関する知
見とは全く異なる含水ゲルを提供するものであることを
意味する。

本発明に用いるポリビニルアルコールのけん化度は、９
５モルチ以上、好ましくは９８モル係以上を要する。け
ん化度８０〜８８モル係、特に８５モル係以下のポリビ
ニルアルコールを用いても、軟弱なゲルが得られるにす
ぎず、本発明の目的は達成されない。

本発明に用いるポリビニルアルコールの重合度は、７０
０以上を要する。重合度５００未満、特に３００以下で
は粘稠液または軟弱ゲルが生成するにすぎない。本発明
においては、例えば重合度８００〜３，３００程度のポ
リビニルアルコール水溶液できるが、通常市販されてい
る高重合度品（重合度１，０００〜２，６００　）をそ
の１ま用いるのが良い。

本発明では、まずポリビニルアルコールの濃度６　ｗｔ
％以上の水溶液を調合する。したがって、ポリビニルア
ルコールの濃度としては、例えば６〜〜２５ｗｔ％とす
ることができる。この濃度を更にｉｓ− たとえば９０チ程度まで高めることもできるが、常温に
おける水溶液の粘度が１０，０ＯＯｃＰ　以上にも達し
、また貯蔵中に粘度上昇あるいはゲル化をきたすことも
あり、若干、取扱い難い。この濃度を例えば５　ｗｔ％
より低下させた場合にも、本発明による反復凍結・融解
の効果は見られるが、得られるゲルは軟弱である。

本発明においては、上記ポリビニルアルコール水溶液を
、任意形状の容器または所望の成型用鋳型へ注入し、凍
結・成型する。この場合、冷却剤としては例えば、食塩
−氷（２３ニア７）（−２１℃）、塩化カルシウム−氷
（３０：　７０　）　（−５５℃）などの寒剤、あるい
は、ドライアイス−メチルアルコール（−７２℃）、液
体窒素（−１９６℃）などを用い、−３℃より低い温度
に冷却し、凍結させる。冷却が不十分であると、ゲルの
機械的強度に劣るため、本発明に好ましくない。また、
液体ヘリウムを用いれば一２６９℃まで冷却できるが、
不経済であるうえ、ゲルの品位に利点はなく、実用上は
、フレオン冷凍機を用い、例えば−１０７４− 〜−８０℃に冷却するのが良い。

本発明における凍結時の冷却速度としては、０．１〜ｂ の急速冷却のいずれでも差支えない。

本発明による凍結・成型においては、ポリビニルアルコ
ール水溶液は任意の形状の鋳型内で固化（氷結）・成型
される。この容器または鋳型へ注入されたポリビニルア
ルコール水溶液が凍結されたことを確認後、５５℃以下
の温度に放置することによシ融解させる。融解速度とし
ては１〜ｂ／ｍｉｎの緩慢融解、または３〜１，０００
℃／ｒｎｉｎの急速融解のいずれによることも差支えな
い。本発明においては、これに再び凍結・融解の一連の
操作を施し、累積凍結回数を２以上とすることによシ、
このゲルの柔軟性を低下させることを特徴とする。

この一連の操作による柔軟性低下（硬化）効果は、本発
明者が初めて見い出した現象である。

本発明においては、この累積凍結回数を高めるとともに
、ゲルの柔軟性もまた低下することから、所望のゲル強
度に応じ、累積凍結回数を２以上において任意に選定で
きる。もつとも、本発明の効果が特に著しく現れるのは
、累積凍結回数２〜４であり、更に累積回数を高めても
、その効果はもはや著しくはないため、経済的観点をも
考慮して累積凍結回数を選定するのが良い。この凍結・
融解反復効果は、ポリビニルアルコール（原料）の種別
にも依存し、例えば、ポリビニルアルコール回まで累積
凍結回数を高めるのが特に有効であり、これによシ、水
中に浸漬しても膨潤しないヒＰロゲル（高含水ゲル）が
得られる。

本発明においては、当初のポリビニルアルコール水溶液
全体が固化して、含水ゲルを生成する。

このように、本発明のゲルには多量の水分が含まれるに
かかわらず、強固な弾性を示し、堅く握シしめても、一
時的に変形するが、直ちに元の形状に復し、形くずれし
ない。また、本発明の、含水率８８％の板状ゲル上へ成
人が片足または両足により直立しても、やはシ一時的変
形をきたすものの、直ちに元の形状に復し、形くずれし
ない。

高含水性と機械的強度とは、従来から医用高分子および
選択的透過膜等を開発するうえで、両立し難い難題とさ
れているが、本発明のゲルは、上述の高含水性と強度と
を有し、従来のポリビニルアルコール水溶液を風乾して
得られる皮膜あるいは前述の、ポリビニルアルコール水
溶液ヲ単に０〜３０℃に貯蔵する場合に生成する水溶性
ゲルあるいは単なる凍結ゲルとは全く異なる。

本発明のゲルに圧力を加えても、含有水分の浸出はほと
んど見られず、例えば、含水率９０　ｗｔ％のゲルに４
に９／ｃｒｎ　　の圧縮応力を課しても浸出（流出）水
量は、含有水の１〜２％にすぎない。このように、多量
の水分を強固に保持することからも明らかなとおシ、こ
のゲルの見かけ比重は、はぼ水と同程度であシ、水中で
辛うじて沈降するにすぎない。

本発明のゲルには、粘着性がない。板状（８關Ｘ　８　
ｒｒａｎ　Ｘ　２　ｗｉ　）、円筒状（内径３■、外径
６７、長さ６胴）、球状（直径４叫）等に成型したゲル
約１０ｇを、５０７！の水中で４０日間かきまぜても、
相互付着、形くずれ等の現象は全く認められない。なお
、水道水中に１年間浸漬したが、溶解せず、弾性および
強度も変らない（これは、例えばこんにゃくを数日間水
道水に浸漬した場合、激しい形くずれが起こるのと、き
わめて対照的である）。また、ポリビニルアルコール水
溶液の１４る放冷ゲル（凍結ゲル）が著しい粘着性を示
し、しばしば流動性粘液状あるいは、たかだかゼＩＪ−
、プリン、寒天状で、しかも耐水性に乏しく、水中で分
散・溶解しやすいのときわめて対照的である。

本発明においては、ポリビニルアルコール単一成分がゲ
ル素材（ゲル化成分）として用いられる。

しかし、ポリビニルアルコールのゲル化を阻害しない無
機物または有機物が共存することは、本発明に差支えな
く、その共存量としては、例えばポリビニルアルコール
の】／２量以下とすることができる。

前述の、ポリビニルアルコールのゲル化を阻害しない無
機物または有機物としては、例えば活性炭、ゼオライト
、後述する血液凝固阻止剤（ｈｅ　ｐａ　ｒ　ｉ　ｎ（
ナトリウム塩またはカルシウム塩））、エチレンクリコ
ール、フロピレンクリコール、メチルアルコール、グリ
セリン、酵素、微生物、蔗糖が挙げられる。また、寒天
、アガロース、アルブミン、アルギン酸およびその誘導
体、カードラン、カラゲナン、カゼイン、ＣＭＣ（ｓｏ
ｄｉｕｍ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅｇｌｙｃｏｌａｔｅ　）
、ファーセレラン、ゼラチン、メチルセルロース、ペク
チン、澱粉、タマリンドカム、トラガントガム、ザンタ
ンガム、グアールガムなどの多糖類または蛋白質も挙げ
られる。エチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリン、メチルアルコール、蔗糖、グルコース、寒
天、カゼイン、アガロース、アルぜン酸、カラゲナン、
ＣＭＣ，ゼラチン、メチルセルロース、ペクチン、澱粉
、トラガントガム、ザンタンガム、グアールガムなどを
併用する場合は、ポリビニルアルコール水溶液中のポリ
ビニルアルコール濃度全６ｗｔ％未満に減少させること
もでき、例えば４〜６　ｗｔ％とすることができる。活
性炭、ゼオライト、ヘパリン、エチレンクリコール、フ
ロピレンクＩＪ　−ｒ　−ル、グリセリンその他医薬、
農薬、肥料などを共存させることは、後述するとおり、
吸着型人工腎臓、抗面栓性医用材、非凝固性保冷材、薬
物徐放剤等の用途にきわめて有意義である。

本発明のゲルは多量の水を包埋することから、水（また
は氷）とほぼ同様の機能を有し、非流動性、ゴム状の保
冷材として冷水または氷の代替に用いることができる。

すなわち直方体型に成型して氷枕（水枕）に、また、シ
ート状成型品を縫製して、保冷用衣服に、また円板状成
型品あるいは円錐状の成型品（または縫製品）を乳腺炎
症部等の冷却に、それぞれ用いることができる。

また、本発明のゲルをエチレングリコール、プロピレン
グリコール、グリセリン等に浸すか、あるいは、ゲルの
合成に先立ち、本発明のポリビニルアルコール水溶液へ
これらの多価アルコールをあらかじめ溶解させることに
よシ、水および多価アルコールの双方を包埋したゲルを
得ることができるが、この場合、このヒドロゲルは不凍
液包埋ゲルとして、すなわち非凝固性（非硬直性）保冷
材として、頭部または額、顔面の冷却に用いることがで
きる。ポリビニルアルコール水溶液へプロピレングリコ
ール、グリセリン、ソルビトールなどの多価アルコール
を溶解後、本発明を適用して得られる膜状成型品もしく
は網状成型品を、生体の創傷、熱傷などの患部の被覆に
用いることができる。

本発明のゲルは、従来医用材料として最も注目されてい
るヒドロゲルすなわちポリ（２−ヒドロキシエチル）メ
タクリレート（通常水分３８〜４０ｗｔ％）　（Ｓ、Ｄ
、Ｂｒｕｃｋ　、　Ｂｉｏｍｅｄ、Ｍａｔｅｒ、Ｒｅｓ
、、　７＼３８７（１９７３））に比し、はるかに含水
率を高めることができ、しかも機械的強度において勝る
。

本発明のゲルには、また、抗血栓剤（血液凝固阻止剤）
として著名なナトリウムへノミリンまたはカルシウムヘ
ノミリンを包埋することができる。この場合、ヘパリン
ば、ゲル内部から徐々に放出されるが、例えば、へ・ξ
リン包埋量を４，８００単位（３０π））／ｇ−ゲルと
することにより、少なくとも一λ３− ４週間にわたシ徐々にヘパリンが放出されることから、
本発明のゲルと血液との接触面における急激な血栓形成
が阻止される。

ポリビニルアルコールのアルデヒド架橋ゲル等に包埋さ
れたヘノソリンは通常８ｈ〜５日程度で全量放出される
こと（Ｋ、Ｗ、Ｍｅｒｒｉｌｌ、ｅｔ　ａｌ、　、　Ｊ
、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓｉｏｌ、　、　２９．７２３（１９７０）、Ｎ
、Ａ、Ｐｅｐｐａ、ｅ　ａｔ　ａｌ、＋Ｊ、Ｂｉｏｍｅ
ｄ、Ｍａｔｅｒ、Ｒｅｓ、　、　４．４２３（１９７７
）　　）から、本発明における包埋ヘパリンの長期徐放
効果はきわめて特異であり、医用材料としてきわめて好
捷しいことが明らかである。本発明のゲルは、任意形状
の成型品として容易に得られ、例えば直径３〜６朝のパ
イプを製作し、人工血管とすることができる。現用のポ
リエステルまたはテフロン製の人工血管ではいずれも血
栓形成が激しく、直径５叫以下の細動脈代替には難があ
るほか、血液流速の小さな静脈部には適用し難いが、本
発明のゲル、更にはヘパリンを包埋した本発明ゲルは、
直径４咽の動脈代替血管においても、少なくとも１力月
にわたり血栓を生じず、この間に本発明ゲル周辺Ｊ− に生体組織が密着し、生体適合性の達成されることが、
イヌによる動物実験において確認された。

上記へ）Ｚ’　ＩＪンに限らず、各種医薬（例えば緑内
障治療薬（ピロカルピン）、避懺薬黄体ホルモン（プロ
ゲステロンｐｒｏｇｅｓｔｅｒｏｎｅ）　、制がん剤（
５−ＦＵ、　　５−　ｆｌｕｏｒｏｕｒａｃｉｌ）　）
、農薬（例えばピレトリン、性フェロモン、２．２−）
クロロビニルジメチルホスファート）、肥料（例えば四
メチレン五尿素、イソブチリデンジウレア、オキサミ１
．２−オキシ−４−メチル−６−ウレイトヘキサヒＰロ
ピリミジン）を本発明ゲルに包埋し、徐放効果を達成す
ることができる。

本発明のゲルには、活性炭を包埋することができる。現
行のキュプロファン（Ｃｕｐｒｏｐｈａｎ）による透析
に替る吸着型人工腎臓として、活性炭をゼラチンまたは
ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）などのヒ
ドロゲルによりコーティングする試みが提案されている
が、本発明のゲルは、もちろん活性炭をコーティングす
ることができ、しかも、ゼラチン、ポリ（２−ヒＰ口キ
シェチルメタフリレート）に勝る機械的強度（耐壁耗性
）を有することから、活性炭の洩れを阻止するうえで、
更に好ましい材料である。

従来、ポリビニルアルコール水溶液に放射線を照射する
か、グルタルアルデヒド等の架橋剤を用いるゲル化処理
を施し、ポルフィリン、ヘモグロビン、クロロプラスト
、酵素等の生理活性を有する有機物をゲルに包括する試
みがあるが、本発明のゲルも、もちろんこれら有機物を
包括できる。

本発明によれば、ゲル化過程においてγ線および反応試
薬、酸・アルカリ等の触媒を全く使用せず、熱処理も要
しないため、生理活性物質を損傷することがなく、特に
タンノξり質の高次構造をそのまま保持し、これを捕捉
できる利点がある。

本発明のヒドロゲル膜は、横隔膜（ｄｉａｐｈｒａｇｍ
）、上膜（ｐｅｒｉｃａｒｄｉｕｍ）、脳硬膜（ｄ、ｕ
ｒａ　ｍａｔｅｒ）等の代替に用いられるほか、生体組
織間の癒着防止膜としても有用である。−１だ、ノミイ
ブ状に成型して、人工食道（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｅ
ｓｏｐｈａｇｕｓ　）、人工気管（ａｒｔｉｆｉｃｉａ
ｌ　ｔｒａｃｈｅａ）　　などに供するほか、シリコン
製チューフ、ポリエステル製チューフ、タンタル製ガー
ゼ、ステンレス製金網などに塗布し、これらの生体内組
織反応（ｆｏｒｅｉｇｎ　ｂｏｄｙ　ｒｅａｃｔｉｏｎ
）を著しく軽減させるのに利用することもできる。

ポリビニルアルコール水溶液を、シリコン製バッグまた
は塩化ビニル製バッグへ注入後、密封し、しかる後、こ
れを本兇′明に従い反復凍結・融解させることにより、
それぞれ隆房形成用埋人材（ｂｒｅａｓｔ　ｐｒｏｓｔ
ｈｅｓｉｓ）または氷枕代替用保冷ゲルとすることもで
きる。

ポリビニルアルコール水溶液に凍結・融解（解凍）を反
復実施し、累積凍結回数を２以上とすることにより、凍
結ゲルの柔軟性が極度に低下し、粘着性が消失するとと
もに、水中膨潤性も著しく低下する理由は全く不明であ
るが、この反復操作による柔軟性低下効果は本発明者が
初めて見いだしたものである。

実施例】 市販ポリビニルアルコール（けん化度９９．４モル係、
平均重合度２，６００．４％水溶液の粘度（２０１７− ’Ｃ）６６ｃＰ）の粉末＞４１ｇ（含水率８　ｗｔ％）
を水７２５ｇに溶解し、１５ｗｔ％とじた。その５０ｇ
を、直径２４陥の試験管に注ぎ、−】５℃Ｘ７ｈの冷却
（凍結成型）を施した後、室温に４ｈ放置することによ
シ融解させた（試料ＩＡ）。これによシ、白色不透明な
軟弱ゲル（５０ｇ）を得たが、これをポリエチレン製袋
に収めて密封後、これに再び同様の凍結と融解を施しく
試料１Ｂ）、これに更に再び同様の凍結操作を施した後
、室温において融解させた（試料１ｃ）。この試料を渥
紙（東洋沖紙５Ａ、直径１８．５ｃｎＴ）に包んだとこ
ろ、紙面への付着・粘着は認められなかった。その１０
．０ｇ全水中に浸漬したところ、その重量変化と膨潤状
況は次のとおりであった。

表　　１ 経過日数（日）０１２３４５６７ 重量（ｇ）　　　１０　１１　１１　　ＩＩ　　１１　
１１　１１　１１膨潤比　　１．０１．１１．１１．１
１．１１．１　］、１１．１また、別途、その動的粘弾
性（ｄｙｎａｍｉｃ　Ｖｉ８ＣＯ７１ａｓｔｉｃｉｔｙ
　）を測定した結果は、次のとおりであった。

−，２，４’　− 表２ 温度（℃）　　　１５　２５　　３５　４５　５５　７
５（注）複素弾性率の測定法：西成勝好他、日本食品工
業学会誌、２７、（５）２２７（１９８０）によった。

比較例１ 実施例１の操作を同様に反復して試料ＩＡを得、これに
つき、上述の沖紙付着試験を試みたところ、明らかに紙
面への粘着傾向が見られた。また、水中浸漬結果は次の
とおりである。

表　　３ 経過日数（Ｂ）　　０　　１　　２　　３　　４　　５
　　６　　７重量（ｇ）　　１０　１１　１２　１２　
１２　１２　１２　１３膨潤比　　１．０　１．１１．
２１．２１．２１．２　１．２１．３複素弾性率測定結
果は次のとおシであった。

表　　４ 温度（℃ａｌ　　１５　２５　　３５　４５　５５　６
５Ｅ’（Ｎ／ｍ２）　］、］Ｘ１０’　１．２Ｘ１０’
１．３Ｘ１０’］、２Ｘ１０４１ＸＩＯ’　０．７ｘｌ
Ｏ’即ち、本発明による累積凍結回数３の試料（実施例
】試料１ｃ）が戸紙に粘着せず、水中膨潤傾向を示さず
、１０５程度のＥ′（Ｎ／ｍ２）（１５〜５５℃）全示
すのに反し、本発明によらない通常の凍結ゲルでは、Ｆ
紙への粘着が認められ、水中浸漬（７日）により、１．
３倍にも膨潤　・　軟化し、また１０４程度のＥ′を示
すにすぎない。また指圧した結果においても、試料ＩＣ
は試料ＩＡに比し、柔軟性の低い烏に低工＆Ｘ％入こと
が触知された。

実施例２ 市販ポリビニルアルコール（ケん化度９７モル係、平均
重合度１，７００．４％水溶液の粘度（２０℃）２８ｃ
Ｐ）の粉末８６ｇ（含水率７　ｗｔ％）を、水９１４ｇ
に溶解し、８．Ｏｗｔ％とじた。

この水溶液５１ｇに、実施例１に準じ、−４０１：Ｘ１
２ｈの冷却を施した後、融解させた（試料２人）。これ
に再び同様の凍結と融解を施しく試料２Ｂ）、これに再
び同様の操作を反復して得た試料（試料２ｃ）に、更に
、同じ操作を施し、室温において融解させた（試料２Ｄ
）。この試料のｐ紙への付着粘°着は認められず、水中
浸漬結果は次のとおりである。

表　　５ 経過日数（日）０　　１　　２　　３　　４　　５　　
６　　７重量（ｇ）　　１０　１１　１１．　１１　１
１　１１　１１１１膨潤比　　１．０　１．１　１．１
　１．１　１．１１．１　１．１．１．１複素弾性率の
測定結果は　Ｅ／につき次のとおりである。

表　　６ 温度（℃）　　１５　２５　３５　５５　６５　７５Ｅ
’（Ｎ／ｍ２）　５　ｘｌＯ４６Ｘ］　０４６Ｘ１０’
　４Ｘ］　Ｏ’　ＩＸＩ　Ｏ’　３×］０３比較例２ 実施例２の操作を同様に反復Ｉ−で試料２Ａを得、これ
につき、ｐ紙付着試験を試みたところ、明らかに紙面へ
の粘着が見られた。水中浸漬結果は次のとおりである。

表　　７ 経過日数（日）０　　１　　２　　３　　４　　５　　
６　　７重量（ｇ）　　１０　１２　１３　１４　１４
　１５　１５　１．５膨潤比　　１．０　１．２１．３
　１．４１．４１．５１．５１．５複素弾性率Ｅ′項の
測定結果は、次のとおりであ３１− る。

表　　８ 温度（Ｃ）　　１５　２５　３５　４５　５５６５Ｅ’
（Ｎ／ｍ２）５刈０３６刈０３６×１０３６×１♂４刈
０３］、、］Ｘ］０３即ち、本発明による累積凍結回数
４の試料（実施例２試料２Ｄ）がＦ紙に粘着せず、水中
膨潤度も低く、また、Ｉ　Ｏ’程度のＥ′（Ｎ／ｒ＋１
２）（１５〜６５℃）を示すのに反し、本発明によらな
い凍結ゲルでは、ｐ紙に付着し、水中浸漬（７日）によ
り、１．５倍にも膨潤（軟化％）Ｌ、また１０３程度の
Ｅ′（Ｎ／ｍ２）を示すにすぎない。指圧結果において
も、試料２Ｄは、試料２人に比し、柔軟性のはるかに低
い’Ｌ　％１５’％Ａことが触知された。

実施例３ 平均重合度２，４００、けん化度ｇ　ｇ　、　６−ｅＶ
ｌｂのポリビニルアルコールの１５ｗｔ％水溶１６０ｇ
に、実施例１に準じ、−５℃×２４ｈの冷却（凍結）を
施した後、融解させた（試料３Ａ）。これに同様の凍結
と融解を施しく試料３Ｂ）、これに再び同様の操作を反
復し、試料３Ｃを得た。このゲルの沖３３− ３２− 紙への付着は認められず、水中浸漬結果は次のとおりで
あった。

表　　９ 経過日数（日）０１２３４５６７ 重量（ｇ）　　２０　２１　２１　２１　２１２１　２
１　２１膨潤比　　１．０１．１　１．１　１．１　１
．１１．１１．１　１．１複素弾性率ｄ項の測定結果は
次のとおりである。

表　　１０ 温度（℃）　　１５　　２５　３５　　４５　　５５　
　６５Ｅ’（Ｎ／ｍ２）　　ｏ、５ｘｘＯ５ｔｘｏｙ５
１．ＩＸＩ、Ｏ”　ｘ×１ｃ？　０．７Ｘ］０５０．５
刈０５比較例３ 実施例３の操作を同様に反復して試料３Ａを得、これに
つき、ｐ紙付着性を検討したところ、明らかに紙面への
粘着が見られた。水中浸漬結果は次のとおりである。

表　　１１ 経過日数（日）０　　１　　２　　３　　４　　５　　
６　　７重量（ｇ）　　２０　２５　２７　２８　２９
３０　３０　３０．５膨潤比　　１．０　１．３１．３
　１．４１．５１．５１．５１．５複素弾性率Ｅ′項の
測定結果は次のとおりであった。

表　　１２ 温度（℃）　　１．５　　２５　３５　４５　　５５　
　６５Ｅ’　（Ｎ／ｍ２）　０．８刈０４１刈♂】、】
刈ｄ’　１．１刈０４０．８Ｘ１０’　０．６刈０４即
ち、本発明による累積凍結回数３の試料（実施例３試料
３ｃ）がＦ紙に付着せず、水中膨潤性も低く、また１０
５程度のＥ／　（Ｎ／ｍ２）を示すのに反し、本発明に
よらない凍結ゲルは、Ｅ紙に付着し、水中浸漬によ＃）
１．５倍にも膨潤し、また１０程度のＦＩ（Ｎ／ｍ２）
を示すにすぎない。指圧結果においても、試料３Ｃは試
料３Ａに比し、明らかに柔軟性の低い５１輪１ことが触
知された。

比較例４ 平均重合度１，１００、けん化度９９　、　Ｆ＋ｉＶ％
のポリビニルアルコールの１５ｗｔ％水溶液４０ｇを、
直径２４ｍｍの試験管に注ぎ、−３０℃×２４ｈの冷却
を施し、室温に３ｈ放置することにより融解させた（試
料４Ａ）。この試料を水２００ｒｎｌに浸し、室温に放
置した結果は次のとおシであシ、当初の軟弱ゲルが１週
間で更に軟化し、また膨潤性の高いことが再確認された
。

表１３ 経過日数（日）０　　１　　２　　３　　４　　５　　
６　　７重量（ｇ）　　４０　４６　５２　５７　６２
　６６　７０７３膨潤比　　１．０　１．２　１．３１
．４１．６１．７１．８１．８実施例４ 比較例４のポリビニルアルコール水溶液４０ｇに、１２
０℃ｘ　３０　ｍｉｎの加圧水蒸気滅菌を施した後、こ
れを、予め滅菌した直径２４ｍの試験管へ注ぎ、こレヲ
同じくエチレンオキシ　ド・ガスによシ滅菌したポリエ
チレン製袋に収めて密封後、−３０℃×２４ｈの冷却を
施したのち、室温に３ｈ放置し、融解させた。次に、こ
れに再び、上記の凍結・融解操作を３回反復し、本発明
のゲル（試料４Ｄ）を得た。その１部（２５ｇ）につき
、水中浸漬した結果は、次のとおシで、また、比較例４
の試料４Ａに比し、明らかに柔軟性の低いも＼ことが触
知された。

表　　１４ −３よ− 経過日数（日）０　　１　　２　　３　　４　　５　　
６　　７重量（ｇ）　　２５　２６　２７　２７２７　
２７２７　２７膨潤比　　１．０　１．０１．１　１．
１１．１　１．１　　］、１１．１無菌室において、試
料４Ｄから、直径２１ｍ＋ｎ。

厚さ５簡の断片を切り取り、これをヒビテン（Ｈｉｂｉ
ｔａｎｅ　）液に１晩浸漬後、滅菌済み生理食塩水によ
り洗浄し、これを生体内埋入試料とする。

家兎（体重２．５に９）の背部皮膚を旙１毛し、クロル
ヘキシン（ｃｈｏｒｈｅｘｉｄｉｎｅ、　ｂｉｓ−（ｐ
−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌｄｉｇｕａｎｉｄｏ）−ｈ
ｅｘａｎｅ）（Ｈｉｂｉｔａｎｅ）の０．５％エチルア
ルコール溶液を塗布し、さらに７０％エチルアルコール
を用いて消毒後、皮膚を約１．．５ｔｙｎ切開し、上記
試験試料を埋入後、皮膚を縫合した。この場合、皮膚切
開線が埋入試料上に位置しないよう留意した。２４ｈ後
の所見としては、皮膚発赤（ｒｕｂｅｆａｃｔｉｏｎ）
とわずかな腫脹（ｔｕｍｅｆａｃｔｉｏｎ。

ｏｎｃｏｉｄｅｅ）　ｋ　ｕめ、埋入試料を皮膚面上か
ら指触すると試料は、皮下組織の剥離部分を移動する。

４日後、腫脹と発赤は消失し、６日後抜糸した。

９日後、試料は既に固定され、指触しても移動し３６− ない。その後１週間、埋入局所に変化なく、全身が、密
着状態を呈して−た。この被包組織を１．０係ホルマリ
ン処理（固定）後、ノぐラフインに包埋し、ヘマトキシ
リンロエオジン染色（ｈｅｍａｔｏｘｙｌｉｎａｎｃｌ
　ｅｏｓｉｎ　５ｔａｉｎ）とワンギーソン氏染色（ｖ
ａｎＧｉｅｓｏｎ　５ｔａｉｎ　）を実施して観察した
ところ、偽好酸球（ｐｓｅｕｄｏ−ａｃｉｄｏｃｙｔｅ
）と円形化組織味（ｒｏｕｎｄ　ｃｅｌｌ）が少数認め
られるものの、細胞浸潤（ｃｅｌｌｕｌａｒ　１ｎｆｉ
ｌｔｒａｔｉｏｎ）はきわめて軽度で、炎症（ｉｎｆｌ
ａｍｍａｔｉｏｎ　）反応はほとんど欠如している。

一方、縫合糸として用いたｃａｔｇｕｔ　　の周囲には
、抜糸後も強度の異物性組織反応が認められた。また、
比較のため前記と同様の２０ｍＸ　１３ｍＸ　５ｍｍの
海綿を、同様に家兎背部皮下に埋入した場合、発赤と腫
脹の消失に１４日を要し、２週間後の摘出所見によれば
、海綿の寸法が１０％程度減少してお）、海綿周辺部に
強度の細胞浸潤と多数の異物性巨細胞（ｆｏｒｅｉｇｎ
　ｂｏｄｙ　ｇｉａｎｔ　ｃｅｌｌ）を認め、膿癌化し
ている。メチルメタクリレート樹脂についても、同様に
比較試験したが、発赤と腫脹の消失に１週間を要し、偽
好酸球の浸潤も著しい。すなわち、本発明のヒドロゲル
のほうが生体適合性の点において、はるかに優れ、しか
も癒着性の無いことが判った。

比較例５ 平均重合度３．３００、けん化度９９．７七４．４係水
溶液濃度の粘度１２５０Ｐ（２０℃）　　のポリビニル
アルコールの１０％水溶液３０ｇｅ、直径２４ｗｎの試
験管に注ぎ、−２０℃×１２ｈの冷却を施し、室温に３
ｈ放置することによシ融解させた（試料５Ａ）。

この試料を水２００−に浸し、室温に放置した結果は、
次のとおシで、膨潤傾向を認めた。

表　　１５ 経過日数（日）　　　　０１２３４ 重量（ｇ）　　　３０　３３　３４　３４　３５膨潤比
　　　１．０　１．１１．１　１．１１．２実施例５ 比較例５のポリビニルアルコール水溶液３０ｇを、実施
例４に準じて凍結・融解後、再びこれに凍結・融解を施
し、本発明のゲル（試料５Ｂ）ｉ得た。その１部２９ｇ
につき、水中浸漬の結果は次のとおりで、膨潤傾向は見
られず、また比較例５の試料５Ａに比し、柔軟性の低い
ｈｘことが触知された。

表　　１６ 経過日数（日）０　　１　　２　　３　　４　　５　　
６　　７重量（ｇ）　　２９　３０　３０　３０３０３
０　３０　３０膨潤比　　］、、０　１．０１．０　１
．０１．０１．０　１．０１．０無菌室において、試料
５Ｂから、直径２１ｗｍ。

厚さ４胴の断片を切フ取シ、ヒビテン液に浸漬後、生理
食塩水によシ洗浄し、これを生体埋入試験に供する。

家兎（体重２．５に９）の膝関節内４ＪＡｌｌ　（ｍｅ
ｄｉａｌｋｎｅｅ　ｊｏｉｎｔ）面を縦方向に３（７）
切開（ｉｎｃｉｓｉｏｎ）し、大腿四頭筋（四頭股筋）
内側（ｍｅｄｉａｌ　ｍｕｓｃｌｕｓｑｕａｃＬｒｉｃ
ｅｐｓ　ｆｅｍｏｒｉｅ　）面を縦切開（ｌｏｎｇｉｔ
ｕｄｉｎａｌｉｎｃｉｓｉｏｎ　）　して膝蓋骨（ｐａ
ｔｅｌｌａ）を外側へ脱臼（ｃｌｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ
）させ、膝関節（ｋｎｅｅ　ｊｏｉｎｔ　）を屈曲させ
て関節前部（ａｎｔｅｒｉｏｒ　５ｕｒｆａｃｅ　）の
脂肪組織（ａｄｉｐｏｓｅ　ｔｉ８ｓｕｅ）を切除（ａ
ｂｓｃｉｓｓｉｏｎ　）　ｌ、、交差ｇ帯（ｃｒｏｓｓ
ｅｄ　１ｉｇａｍｅｎｔｕｍ）の切断（ａｂｌａｔｉｏ
）後、後関節嚢（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ　ｊｏｉｎｔ　ｃ
ａｐｓｕｌｅ）以外の関節嚢及び半月板（ｍｅｎｉθｃ
ｕｓ）’ｉ切除する。次に大腿骨関節軟骨（ｆｅｍｕｒ
　ａｒｔｈｒｏｄｉａｌ　ｃａｒｔｉｌａｇｅ　）を削
除し、この軟骨に代えて上記試料を大腿骨関節面（ｆｅ
ｍｕｒ　ａｒｔｉｃｕｌａｒ　５ｕｒｆａｃ６　）　ヘ
挿入・固定後、膝関節１５０度屈曲位において大腿（ｔ
ｈｉｇｈ）上部から足部までギブス包帯を施し、３週間
後にこれを除いた。この時点において、関節には軽度の
腫脹を認めたが、発赤局所熱感は無く、−成性癒合（ｐ
ｒｉｍａｒｙ　ｃｏａｐｔａｔｉｏｎ）も良好で、分泌
液は見られず、膝関節は約１２０度屈曲位をとシ、保護
非行を示す。他動的可動範囲は１５０〜９０°であった
。組織標本（ｓｐｅｃｉｍｅｎ）　　につき、ホルマリ
ンｆｉｌパラフィン包埋、ヘマトキシリン−エオシン染
色、マロリー拳アザン染色（Ｍａｌｌｏｒｙ　ａｚａｎ
　ｓｔａｉｎｉｎｇ）を施し、鏡検の結果、大腿骨造形
関節面（ａｒｔｉｃｕｌａｒｓｕｒｆａｃｓ　ｏｆ　ｆ
ｅｍｕｒ）は結合組織（ｔｅｌａ　ｃｏｎｊｕｎｃｔｉ
ｖｅ）によシ被覆されておシ、挿入試料による反応性骨
質増殖（ｏｓｓｅｉｎ　ｈｙｐｅｒｐｌａｓｉａ　）と
骨髄腔内炎症（ｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅ
ｄｕｌｌａｒｙ　５ｐａｃｅ　）はいずれも認められな
い。

一方、同じ＜］、５５ｍの厚みのメチルメタクリレート
樹脂につき、同様の比較試験を実施したところ、３週間
後の所見として、関節に腫脹のほか、局所熱感を認め、
原着上部に波動を触知した。ギブス包帯除去後の膝関節
には、他動的にわずかの可動性を認めるが、自動的には
ほとんど関節運動が認められない。また、大腿骨関節面
には、炎症性細胞（ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ　ｃｅｌ
ｌｕｌａｒ　１ｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　）と線維性廠
痕組織（ｆｉｂｒｏｕｓ　ｃｉｃａｔｒｉｚａｔｉｏｎ
）とが認められた。これらの所見から、本発明ヒドロゲ
ルの生体適合性の良いことが判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ポリビニルアルコールの水溶液を凍結後融解（凍結
   解除）せしめるヒドロゲル（含水ゲル）の製法において
   、けん化度９５モル係以上、平均重合度７００以上のポ
   リビニルアルコールを６　ｗｔ％以上溶解した水溶液を
   、−３℃以下の温度において凍結（硬直）させ、次に、
   これ全５５℃以下において融解させ、これに再び上記の
   凍結処理を加える一連の操作を反復実施し、凍結累積回
   数を２以上に到達させることを特徴とする、ポリビニル
   アルコール凍結ゲルの柔軟性低下（機械的強度向上）法
   。 ２）ポリビニルアルコールの水溶液を凍結後融解せしめ
   るヒドロゲルの製法において、けん化度９５モル係以上
   、平均重合度７００以上のポリビニルアルコールｆ　６
   　ｗｉ；％以上溶解した水溶液を、任意の容器へ注ぎ込
   み、この容器を密封後、これを−３℃以下の温度に保持
   して内容物を凍結させ、次に、これを５５℃以下に放置
   して凍結内容物を融解させ、これに再び上記の凍結処理
   を加える一連の操作を反復し、　凍結累積回数′ｆ：２
   以上に到達させることを特徴とする、ポリビニルアルコ
   ール凍結ゲルの柔軟性低下法。