JPS601335B2 - 医用高分子材料の製造方法 - Google Patents

医用高分子材料の製造方法

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JPS601335B2
JPS601335B2 JP52061454A JP6145477A JPS601335B2 JP S601335 B2 JPS601335 B2 JP S601335B2 JP 52061454 A JP52061454 A JP 52061454A JP 6145477 A JP6145477 A JP 6145477A JP S601335 B2 JPS601335 B2 JP S601335B2
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俊太郎 保坂
康雄 村尾
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生体適合性のすぐれた親水性の医用高分子材料
の製造方法に関するものである。
近年高分子材料の医療分野への利用が進むにつれて親水
性高分子材料への駒Dが高まり、とくに水不濠性でかつ
大きな吸水性をもつ高分子素材が各種メンブラン、カテ
ーチル、コンタクトレンズ、酵素・医薬品の包埋材など
に用いられるようになった。
中でもヒドロキシアルキルメタクリレートを主成分とす
る重合体およびN−ビニルラクタムを主たる親水性成分
とする重合体は、そのすぐれた生体適合性のために最も
重要な素材とされている。とくにN−ビニルラクタムを
主たる親水性成分とする共重合体では含水率を50%以
上にすることが可能であり、しかもこのような高舎水率
の領域でもなおすぐれた強度を保持することがで可能な
ため、医療分野における利用価値が高い。しかしながら
Nービニルラクタム共重合体はその高度の親水性のため
線状重合体のみでは相当部分が水に綾出してしまう。そ
のため適度の架橋により不落化した材料が利用される。
しかるに従来は重合と同時に架橋を進行させる方法が一
般的に用いられており、その結果目的に通した形状への
加工に困難があった。すなわち、従来法では重合により
得られた重合体はすでに架橋していて不落不融であり、
溶融成形も溶解による成形も不可能であり、切削研磨に
よって成形加工するか、あるいは最初から目的とする錫
型の中でキャスト重合する以外に方法はなかった。本発
明者らは上記のような成形加工上の難点を解消するため
鋭意検討した結果、N−ビニルラクタム含有共重合体を
目的とする形状に加工した後架橋させることにより任意
の形の含水ケルを製造する方法を見出した。
すなわち、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメ
タクリレートに、アクリル酸アルキル、メタクリル酸ア
ルキルまたは飽和脂肪酸ビニルとN−ピニルラクタムと
の単量体混合物をプロトン性媒体の非存在下に10〜9
0午Cの範囲で重合させることにより、可溶性のN−ビ
ニルラクタム共重合体を得る。次でこの重合体を目的と
する形に成形しつつ、あるいは成形した後120〜18
0ooで加熱処理を行なうことにより架橋不溶化させる
。得られた架橋重合体は親水性で水によって膨酒するが
、不溶性である。Nービニルラクタムとグリシジル(メ
タ)アクリレートおよびアルキル(メタ)アクリレート
または脂肪酸ビニルェステルの3成分を混合重合して水
に不溶性で水に膨潤性の共重合体を製造することは例え
ば特関昭50一28590にある。
しかしながら上言己公知例においては重合終了時には架
橋も完了していて、重合体は流動性を失なっており、重
合体を流動させる成型法は採用することができない。そ
れ故上記公知例はそれより以前に知られていたNービニ
ルラクタムとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合
法、たとえばポリエチレングリコールジメタクリレート
を架橋剤として使用する方法(米国特許No.3582
679)やエチレングリコールジメタクリレートおよび
コハク酸ジアリルを架橋剤とする方法(特開昭50−3
487)などと同じ成形法に頼らなければならない。そ
れに対して本発明の方法によれば、重合体を成形と同時
に、あるいは成形後に加熱により架橋不溶化させること
ができるので、後述するように広範囲の応用が可能とな
る。本発明のN−ビニルラクタムとしては、N−ビニル
ピロリドンN−ビニルピベリドンおよびN−ビニルカプ
ロラクタムが使用可能であるが、親水性付与の点でNー
ビニルピロリドンが最もすぐれている。
アルキルアクリレートとしてはとくに炭素数1なし、し
4の低級アルコールのアクリル酸ヱステルを用いた場合
に、生成したゲルの力学的性質が改善されるのでこれら
のェステルを使用するのかのぞましい。アルキルメタク
リレートの場合にも同様の理由から炭素数1ないし4の
アルコ−ルのェステルかのぞましい。また飽和脂肪酸ビ
ニルェステルとしては炭素数1なし、し5の低級脂肪酸
のェステルが同じ理由から好ましく用いられる。単量体
の混合組成としてとくに好適な範囲は、N−ビニルラク
タム15〜45%、グリシジルアクリレートまたはメタ
クリレート1〜20%、アクリル酸またはメタクリル酸
のアルキルェステルまたはモノカルボン酸ビニルェステ
ル45〜80%である。グリシジルアクリレートとグリ
シジルメタクリレートを混合使用しても、またアクリル
酸ェステル、メタクリル酸ェステルおよび飽和脂肪酸ス
テルを混合使用しても差し支えない。上言己単量体の選
択の目安を述べれば、ビニルェステルは含水率が50%
を越えるような高含水率ゲルの製造にとくに好適であり
、メタクリル酸ェステルはゲルにある程度の硬さを付与
する場合および高度の透明性を欲する場合に適当であり
、アクリル酸ェステルはゲルに柔軟性および伸度を付与
する効果を持つ。グリシジルアクリレートまたはグリシ
ジルメタクリレートの使用量は1%以下では架橋度が十
分でなく、また20%以上になると重合中にゲル化反応
が起りやすく、成形に支障を来たすおそれがある。重合
開始剤としては通常の遊離ラジカル発生剤、すなわちァ
ゾ化合物および過酸化物が用いられるが、重合中のェポ
キシ基の損失を避けるためにとくに低温活性型のものが
のぞましい。
そのような開始剤の例をあげると、2・2ーアゾビス(
2・4ージメチルバレロニトリル)、2・2−アゾヒス
(4ーメトキシー2・4ージメチルバレロニトリル)、
2・2−アゾビスイソブチロニトリル、ジーにrtブチ
ルベルオキシドなどである。開始剤の使用量は単量体総
量の0.001なし、し1モル%の範囲が適当である。
重合は無溶媒でも溶媒の存在下でも行なえる。溶媒とし
てはグリシジルェステルのェポキシ基の損失を防ぐため
、非プロトン性溶媒がこのましい。また重合ラジカルに
よる連鎖移動の小さいものが望ましい。そのような溶媒
としては例えばtertーブタノール、エチレンカーボ
ネート、ジメチルスルフオキシドトルエンおよびベンゼ
ンなどがある。溶液重合は成形を溶液から行なう場合に
とくに有利であり、そのような例としては繊維状成形物
、膜状成形および被膜などがある。勿論、無溶媒塊状重
合によって得られた重合体も未架橋であるから、適当な
溶媒に溶解することにより同様に成形することができる
。重合は初めは10〜50午○の比較的低温でスタート
し、50〜100oCの温度で終了する次に成形につい
て述べる。
所望の形状の成形物を成作するためには一般には加圧成
形を行なう。鋳型の中に粒状、粉状または切削によって
予備成形した重合体を入れ、加圧下に加熱する。鋳型と
しては金属、ガラスなどの剛体のみでなくゴムなどの弾
性体も使用可能である。なお、この際予備成形はモノマ
キャスト重合によって行なうこともできる。また重合体
溶液から湿式または乾式紙糸後加熱処理をすれば、繊維
状ハイドロゲルを得ることもできる。またフィルム状ハ
イドロゲルを得るには、重合体溶液から湿式または乾式
製膜後、熱処理すればよい。さらに本発明方法の特徴の
一つは他の材質でつくられた成形物の表面をハイドロゲ
ルで被覆することができることであって、それは重合体
溶液を目的とする物品の表面に塗布した後加熱すること
により達成される。加熱はいずれの場合も12000な
いし180ooの範囲が適当で、120℃以下では架橋
が充分に進行せず、従って重合体中に可溶成分が多く残
存する。また、180℃以上では着色が甚しくなる。上
記の方法によって製作することができる医用材料の例を
上げれば、ソフトコンタクトレンズ、簿片状または細棒
状の眼薬徐放用袋眼剤、義歯床、フィルム状または絹状
の創傷保護材、また被覆の例としてはカテーテル類およ
び体液排出用チューブ類などがある。
次に実施例を挙げて説明する。
実施例 1 縦20仇肋、横100柳、厚さ5肋のガラス板の片面上
にトーレシリコーン■製シリコーンSHII07をメチ
ルエチルケトンに溶解した10%溶液を流し、メチルエ
チルケトンを自然乾燥で蒸発させた後18000で3時
間熱処理する。
このようにシリコ−ン処理した2枚のガラス板を処理面
が向い合うように合わせてその間に0.25柳のテトロ
ンフィルムをスベーサーとしてはさみ、周囲をト−レシ
リコーン欄製シリコーンSH958球TVで密封する。
シリコーンSH958球TVは2液型で常温1液でキュ
アされる。次にアクリル酸エチル55部、グリシジルメ
タクリレート5部、メタクリル酸メチル1戊部およびN
−ビニルピロリドン3$部の単量体混合物に開始剤とし
て2・2′−アゾピス(2・4ージメチルバレロニトリ
ル)0.07部を加えた原液を上記ガラス板間の間隙に
注入し、内部を完全に満たした後注入口もシリコーンS
H958球TVでふさいで重合用瞳温槽に入れる。恒塩
槽の温度は35℃に21時間保った後40℃に昇温し、
次いで1時間毎に45℃、50℃、55℃、60℃およ
び70℃と段階的に昇温する。70℃で2時間保った後
徐冷して、ポリマーシートをガラス板から剥離する。
得られたポリマーシートは表面が平滑で厚みむらが少な
くエタノールに可溶であることから、未架橋であること
が確かめられた。この未架橋ポリマーシートから良軸1
4側短軸5肌の楕円板をポーラで打ち抜き、ショアー硬
度■45度厚さ5側のシリコーンゴム板の間にはさみ、
さらにシリコーンゴム板の両側にアルミニウム板をそえ
て約0.5k9/めで加圧した状態でスクリュー式グラ
ンプにより固定して熱処理した。熱処理条件は処理温度
を2水準に分け、140℃および16ぴ0でそれぞれ別
に行なった。処理時間はいずれも2時間とした。その結
果いずれを周綾部の角は消失して、上下両面が直接一つ
の棚円の線上で交わり、側面は実質上認められない橋円
状ポリマ片が得られた。加熱処理後の重合体は不溶化し
ており架橋が進行していることが確かめられた。これら
をエタノールで膨溜平衡に達せしめた後、エタノールの
吸収量を測定すると、140qo処理の場合はポリマ重
量に対して吸収されたエタノールの重量は13倍であり
、160q0の場合は2.8倍であった。160℃処理
のポリマ機円片をエタノール抽出処理後いったん乾燥し
、そのポリマ片を50の9′似の濃度のェスロマィシン
ージオキサン溶液に1液濠潰して凍結乾燥すると、含薬
ポリマ中のェリスロマィシン濃度は260雌′夕であっ
た。
この含薬ゲIJマを塩化ナトリウム濃度0.9%の生理
食塩水に3ぴ0で2時間浸贋すると膨潤して軟かくなる
。この含薬ゲル片は表面が平滑で角がなく、また適度に
柔軟であるため結膜裏に装入しても痛みがない。また平
衡時の含水率が約20%であるためェリスロマィシンが
適度の速度で溶出する。実施例 2N−ビニルピロリド
ン4碇部、酢酸ピニル55部およびグリシジルアクリレ
ート5部の単量体温合物に2.2ーアソビス(2・4−
ジメチルバレロニトリル)0.07部を加え、実施例1
と同様にしてガラス板間で重合を行なった。
得られたポリマーシ−トから長軸1仇吻短軸3側の橋円
板を打抜いて、同様にして16000で2時間加圧下に
熱処理した。その結果周縁部の角は消失し、実施例1で
述べたのと同様な形に成形された。これを室温でジオキ
サンにより膨潤平衡に達せしめた後、ジオキサンの吸収
量を測定するとポリマ重量に対して14倍であった。ま
た370における平衡含水率は75%であった。ジオキ
サン抽出処理後いったん乾燥したポリマ片をlooの9
ノの‘の濃度のェリスロマィシンェストレートジオキサ
ン溶液に浸潰し、凍結乾燥すると含薬ポリマ中の含薬濃
度は500の9′夕となった。この含薬ポリマ片を生理
食塩水中で2独特間膨潤させると、長軸15柳、短事由
4.5肌、中心部の厚さ0.35柳の柔軟な橋円板とな
り、結膜裏に装入した時の量物感がほとんどない。実施
例 3 アクリル酸エチル55部、N−ビニルピロリドン4拍部
およびグリシジルメタクリレート5部および2.2ーア
ゾビス(2・4−ジメチルパレロニトリル)0.1部の
混合物をトルェン400部に溶解し、4000に18時
間、次いで50ooに2.虫時間および60ooに3時
間最後に70qoに0.5時間保って重合させる。
次に粘度の上った重合液を板ガラスに流延し、揮発成分
を常温常圧で大部分蒸発させた後、16000で2時間
加熱した。ガラス上に生成した重合体被膜はよくガラス
に接着していた。この重合体膜を強制的に剥離して試験
した結果、厚さは約0.1柵でトルェンにも膨潤するの
みで不熔となっており架橋していることが確かめられた
。また37℃における平衡含水率は35%であった。実
施例 4 実施例1で得られた未架橋重合体をトルェンに溶解して
濃度を25%とする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 単量体として、(A)N−ビニルラクタム、(B)
    グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレー
    ト、(C)炭素数1ないし4のアルコールとアクリル酸
    またはメタクリル酸とのエステルまたは炭素数2ないし
    5の飽和脂肪酸のビニルエステルの3成分を含む混合物
    をプロトン性媒体の非存在下に10〜90℃の温度で重
    合させることにより、可溶性の共重合体を得、次いでこ
    の共重合体を目的とする形に成形しつつあるいは成形し
    た後に120〜180℃で加熱処理を行なうことより架
    橋不溶化させることを特徴とする親水性水不溶性医用高
    分子材料の製造方法。 2 単量体として、(A)N−ビニルラクタム、(B)
    グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレー
    ト、(C)炭素数1ないし4のアルコールとアクリル酸
    またはメタクリル酸とのエステルまたは炭素数2ないし
    5の飽和脂肪酸のビニルエステルの3成分を含む混合物
    の組成が、(A)15〜45%(重量基準、以下同じ)
    、(B)1〜20%、(C)45〜80%であることを
    特徴とする特許請求範囲1記載の親水性水不溶性医用高
    分子材料の製造方法。
JP52061454A 1977-05-26 1977-05-26 医用高分子材料の製造方法 Expired JPS601335B2 (ja)

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CS249989B1 (en) * 1984-04-06 1987-04-16 Otto Wichterle Hydrophilic thre-dimensional polymer and method of its production
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