JPS60236658A - 抗血栓性ポリウレタン又はポリウレタンウレアの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 、本発明は優れた抗血栓性と好ましい力学的性質を有す
る新規な抗血栓性ポリウレタン又はポリウレタンウレア
の製造方法に関するものである。

更に詳しくは、末端の珪素が−Ｓ’１−Ｒ−Ｘ　（式中
Ｒ′Ｒ“ 及びＲ“は置換基を、Ｒは二価の脂肪族炭化水素基を、
Ｘは層性水素含有基をそれぞれ表わす）で示される構造
を有するポリシロキサンからのイソシアネート末端基含
有プレポリマー（４）及びポリエーテルのイソシアネー
ト末端基含有プレポリマー（Ｂ）を鎖延長剤と反応させ
る仁とを特徴とする抗血栓性ポリウレタン又はポリウレ
タンウレアの製造方法に関するものである。

〔従来の技術ならびに発明が解決しようとする問題点〕
従来、抗血跨性工２ストマーとしては、軟質塩化ビニー
ル、ポリウレタン、シリコーンゴムナトの汎用高分子材
料や、セグメント化ポリウレタン（例えば、米国Ｅｔｈ
ｉｅｏｎ社のＢｉｏｍａｒ　）　ｓ　ヘ”リン化ウレタ
ンニジストマー（４？公昭５５−１３７２９）、ポリシ
ロキサンとポリウレタンが窒素と珪素で直接結合したブ
ロック共重合体（米国特許第３．５６２，３５２号）な
どが開発されている。

しかしながら、これらの従来の汎用高分子材料ではまだ
′まだ広範な要求性能を満たすには不充分で、たとえば
セグメント化ポリウレタンは機械的強度は強いが抗血栓
性が劣シ、へ、−ｆ　ＩＪン化タウレタンニジストマー
短時間でへｉ９リンが放出されてへｔ４１Ｊンの放出後
では抗血栓性が極度に低下する欠点がアシ、生理活性な
へｉｊ　ＩＪンを用いることから成形や滅菌が煩雑とな
シ、コストが高い難点がある。また米国特許第３，５６
２，３５２号に記載されているポリシロキサンとポリウ
レタンが窒素と珪素で直接結合したブロック共重合体（
商品名カーディオサン：旧名アブコサン）は、現在存在
する材料の中では、抗血栓性にすぐれ、臨床例も多い。

しかしながらこの共重合体は、あらかじめ合成したポリ
ウレタンと反応性末端基を有するポリシロキサンを溶液
状態で混合し、成形時に両者を反応させる製法を用いて
いることから抗血栓性の発現が成形条件によって大巾に
変動し、一定の優れた抗血栓性を与える血液接触面を生
成させるために厳重な工程管理を必要とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らはこれらの欠点を改良し、優れた抗血栓性が
安定して発現すると共に力学的性質も優れた抗血栓性ニ
ジストマーを開発すべく特開昭５６−１３６５６５号公
報の開示に基づいて、エラスは炭化水素基を、Ｒ′及び
Ｒ“は置換基を、ｎは２以上の整数を表わす）で示され
るポリシロキサンブロックをソフトセグメンの１つとす
るポリウレタは前記と同じ、Ｘは活性水素含有基）の構
造を有するポリシロキサン、ポリエーテルジオール、イ
ソシアネート化合物、鎖延長剤を一括仕込んで反応させ
て得られるニジストマーより、各ソフトセグメントを構
成する前記ポリマーのイソシアネート末端基含有プレポ
リマーの混合物と鎖延長鎮剤とを反応させて得られるニ
ジストマーが驚くべき事には更に抗血栓性が改善される
ことを見い出し本発明を完成した。

本発明の目的は抗血栓性ポリウレタン又はポリウレタン
ウレアの製造方法の提供にあシ、この目Ｒ′ 的は末端の珪素が−５１−Ｒ−Ｘ　（式中Ｒ′及びＲ“
は置換Ｒ′Ｉ 基を、Ｒは二価の脂肪族炭化水素基を、Ｘは活性水素含
有基をそれぞれ表わす）で示される構造を有するポリシ
ロキサンからのイソシアネート末端基含有プレポリマー
（４）及びポリエーテルのイソシアネート末端基含有プ
レポリマー（Ｂ）を鎖延長剤と反応させる方法を用いる
ことによシ達成される。

本発明の方法で製造されるポリウレタン又はポリウレタ
ンウレアはその抗血栓性２機械的強度。

弾性、耐久性を活かして各種の血液接触医療器、大動脈
内バルーンポンプや人工心臓などの人工臓器の作製にあ
たって好捷しく使用される。具体的には血管カテーテル
、血液バッグ、モニタリングチューブ、人工腎臓や人工
心肺等の血液体外循環回路、Ａ−■シャント、血液バイ
ノクスチーープ、人工心臓、補助人工心臓、血液ポンプ
、バルーンポンプ等の血液接触面に使用される。

本発明の方法で得られるポリウレタン又はポリウレタン
ウレアは、ポリシロキサンブロックの含有量は１〜５０
重量％、更に２〜３０重量％、特に３〜２０重量％であ
る事が抗血栓性の発現の面′”から見て好ましい。該ブ
ロックの含有量が５０重量％を越えると、抗血栓性が低
下した９力学的性質が劣って来たシする傾向にある。

ポリシロキサンの分子量は２００以上、好ましくは４０
０〜３０，０００、更に好ましくは５００〜１０，００
０、特に好ましくは８００〜６，０００である。ポリシ
ロキサンの種類は特に限定されないが、抗血栓性の発現
のためにはポリジメチルシロキサンが好ましく、他の例
としてはメチルフェニルポリシロキサン、フルオロアル
キルメチルポリシロキサンが挙げられる。

本発明で使用する前記のポリシロキサンは末端の珪素が
直接炭素原子に結合した５ｔ−Ｃ結合を有するものであ
り、加水分解し易い５ｔ−ｏ−ｃ結合を含まない点が特
徴である。式中のＲ’　、　Ｒ″は同じでも、異なって
もよく、メチル基、フェニル基、フルオロアルキル基等
の置換基を、Ｒは炭素数が１以上の直鎖状、あるいは分
岐を有するアルキル基を、ＸはＯＨ基、ＮＨ２基等の活
性水素含有基をそれぞれ表わす。

−Ｒ−Ｘとしては具体的にはヒドロキシメチル、２−ヒ
ドロキシエチル、３−ヒドロキシエチル、アミノメチル
、２−アミノエチル、３−アミノプロピル等が示される
。

本発明でもう一方のソフトセグメント構成成分としての
ポリエーテルジオール　− 址立＝澁としては分子量が２００〜６，０００のもの、
さらには４００〜３，０００のものが好ましい。

好ましいポリエーテルジオールとしてはポリエチレンエ
ーテルクリコール、ポリソロピレンエーテルグリコール
、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、エチレング
リコールとプロピレングリコールのランダム共重合体及
びブロック共重合体（Ａ−Ｂ型、Ａ−Ｂ−Ａ型など）な
どが挙げられる。

又本発明においては、ソフトセグメント構成成分の重合
体はいずれも室温以下のガラス転移温度を有するものが
好ましい。

本発明のポリウレタン又はポリウレタンウレアの製造方
法は通常のポリウレタンの製造方法に従えば良いか、本
発明ではソフトセグメントを構成する前記の２種の重合
体を予め、別々にインシアネート化合物と反応させてイ
ンシアネート末端基含有プレポリマーとして使用する点
が特徴である。

各プレポリマーの製造は溶媒の不在下で行うことができ
るが、溶媒の存在下に行うことが好ましい。

好ましい溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフ
ラン、ジオキサン、Ｎ−メチルピロリドンなど及びこれ
らを主体とする混合溶媒が挙げられる。

イソシアネート化合物との反応は加熱あるいは触媒を用
いて行う。触媒としてはウレタン合成に通常使用される
ものが使用できるが、トリエチレンジアミン、ジアザビ
シクロウンデセンなどが特に医療用の点から好ましい。

用いるイソシアネート化合物は、従来ポリウレタンの生
成に用いられているイソ、シアネートがすべて使用でき
るが、特に好ましいのはジイソシアネートである。好ま
しいジイソシアネートの例としては、テトラメチレンジ
イソシアオート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シ
クロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、２．４−）
リレンジイソシアネート、２．６−　）リレンジイソシ
アネート、２．４−　）リレンジイソシアネートと２．
６−ドリレンジイソシアネートの混合物、キシリレンジ
イソシアネート、４．４’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、４．
４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１．
３−フェニレンジイソシアネート、ナフタレン−１，５
−ゾイソシアネート等が挙げられ、単独あるいれ混合物
として用いられる。

合成された／　ＩＪシロキサンのプレポリマーとポリエ
ーテルのプレポリマーを溶液の状態で、目的　□に応じ
た所定の比率に混合し、必要に応じ前記の溶媒で稀釈し
□、これに鎖延長剤を添加して反応させることによりポ
リウレタン又はポリウレタンウレアが製造される。得ら
れたニジストマーでは同一分子鎖中に同種のソフトセグ
メントが偏在している。この場合、予め合成された両末
端にイソシアネート基を含有するポリシロキサンと、同
じく両末端インシアネートのポリエーテルを混合して、
これに鎖延長剤を加えて一段で反応させてもよいが鎖延
長剤を反応させるときに、両末端イソシアネートのポリ
シロキサンに鎖延長剤の一部を予め加えてポリシロキサ
ン部分を鎖延長しておき、別に両末端イソシアネートの
ポリエーテルにも予め鎖延長剤の一部を加えて反応させ
て、ある程度鎖延長しておき、これら予め所望の鎖延長
を行った両成分を混合して、これらのブロックを更に鎖
延長剤でつなぎ高分子化してもよい。このときポリシロ
キサン部、あるいはポリエーテル部に予め反応させる鎖
延長剤の割合を変化させてポリシロキサンブロック、ポ
リエーテルブロックの長さを調節しても上い、このよう
にして合成したポリウレタン又はポリウレタンウレア中
のポリシロキサン部又はポリエーテル部のそれぞれの連
鎖の長さを変えることが出来、同一分子中の同種のセグ
メントの全長を変えて偏在させることが出来る。

鎖延長剤とＩ−ては、２官能性の活性水素基を有する鎖
延長剤、例えばエチレンジアミン、ゾロピレンジアミン
、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪
族ジアミン；シクロヘキサンジアミン、ピペラジン、キ
シレンジアミン等の脂環式、脂肪香族酸ジアミン類；ト
リレンジアミン、フェニレンジアミン、４．４’−ジフ
ェニルメタンジアミン等の芳香族ジアミン、ヒドラジン
類、エチレングリコール、１．４−ブタンジオール等の
グリコール類、及び水などが適している。

このようにして合成したエラストマーは、合成溶液の状
態で、あるいはニジストマーを水等に析出させ、水やエ
タノール等で十分洗浄を行い、又更に精製のために再沈
でんを繰返して不純物を除去した後、乾燥しペレットと
して使用する。

また本発明のニジストマーは、溶液としてコーティング
法、ディッピング法、キャスティング法で成形できると
共に、ペレットから通常の熱可塑性合成樹脂の成形方法
、例えば押田成形、射出成形、プレス成形等を用いて成
形することができる。

またこのニジストマーは、乾燥したペレット状態ではも
ちろんのこと、溶液状態で保存しても非常に安定で、水
分の影響で分子部層が全く生じないので取シ扱いが容易
で再現性がよく抗血栓性エラストマーとしてのすぐれた
性質を有している。

抗血栓性ニジストマーとしての力学的性質は一般に抗張
力が１００　ｋｇ７ｃｍ２以上、伸びが３ｏｏ〜５００
％以上であれば良いと言われているが、本発明のエラス
トマーは１００〜５００ｋｇ／６ｎ２の抗張力と５００
％以上の伸びがラシ、優れた力学的性質を有している。

これらの結果から本発明の抗血栓性ニジストマーは、血
液と直接接触する医療用用具の血液接触面に好適に用い
ることができる。これらの具体的用途としては、人工心
臓、補助循環装置用のポンピングチェンバー、バルーン
Ｉンプ、人工腎臓や人工心肺等の補助循環装置用の体外
循環回路、血液バッグ、カテーテル等がある。

以下、実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 窒素気流中で加熱して充分乾燥させた反応容器中に２８
．６部のポリゾロピレンエーテルグリコール（分子量］
０００）を入れ、９０℃、０１燗Ｈｇ以下の減圧下で２
時間脱水した。温度を５０℃に下げ、これに１００部の
脱水（水分を５ｐｐｍ以下に）精製したジオキサンを加
えた後１４０部の４，４′−ジフェニルメタンジインシ
アネートを加え攪拌溶解した。

触媒としてジアゾビシクロウンデセンを該イソシアネー
トに対して０．０５％加え、２時間攪拌下に反応させプ
レポリマーを作った。

前記と同様にして、別の反応容器中で末端が（分子量２
，０００）２５部と４．４′−ジフェニルメタンジイソ
シアネート８部とを脱水ジオキサ７１００部中で反応さ
せてプレポリマーを作った。

上記のポリエチレンエーテルグリコールのゾレＩリマー
溶液の全量とポリジメチルシロキサンプレＩリマー溶液
の１１５（重量で）とを混合し、これに２．０部の１．
４−ブタンジオールを加え５０℃で３時間攪拌下に反応
させポリウレタンを合成した。

反応終了後、メタノールを加えてポリウレタンを再沈さ
せ、これをジオキサン−ジメチルアセトアミド（７：３
重量比）の混合溶媒に溶解し、メタノールを加えて沈で
んさせる操作を３回繰返してポリウレタンを精製し、減
圧下に乾燥させた。

実施例２ 実施例１と同様にしてポリテトラメチレンエーテルグリ
コール（分子量２，０００）２５部、末端がｃＨ３ 子葉２，２００）５部をそれぞれ別々に４．４′−ジフ
ェニルメタンジイソシアネートと反応させプレプリマー
を作った。これらのプレポリマーを混合し鎖延長剤とし
てエチレングリコールヲ用いてポリウレタンを合成した
。実施例１と同様にして精製したポリウレタンを得た。

比較例１ ポリプロピレンエーテルグリコール（分子量１．０００
）２８゜６部、エチレングリコール２．０部、末端子葉
２０００）５部をテトンヒド０７ラン３００部に溶解し
た。この溶液に４，４′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート１７部とジアザビシクロウンデセンｏ、ｏｏｓ部
を加え、５０℃で攪拌反応させポリウレタンを合成した
。

実施例１と同様にして精製ポリウレタンを得た。

比較例２ ポリテトラメチレングリコール（分子量２０００）２５
部をジオキサン−ジメチルアセトアミド（′７Ａ７部比
）の混合溶媒１３０部に溶解し、４．４’−ジフェニル
メタンジイソシアネート１４部、ジアゾビシクロウンデ
セン０．００７部を加え、５０℃で攪拌下１時間反応さ
せた。これにエチレングリコール２．５部を加え１時間
反応させた後、上記混合溶媒６０部に実施例２のプリジ
メチルシロキサン５部を溶解した溶液を２時間掛けて徐
々に滴下させ、反応を行った。実施例１と同様にして精
製ポリウレタンを得た。

実施例３ 実施例１と同様の条件で調製した末端イノシアネートの
デリエチ１／ングリコール（分子量ｉｏｏ。

のポリエチレングリコールを使用）プレポリマーと同じ
〈実施例１と同じ条件で調節した末端イソシアネートの
ポリジメチルシロキサンプレポリマーを鎖延長するに際
し、所用量のブタンジオールの３０％を夫々別々に上記
プレポリマーと予め５０℃で２時間反応させた上で両者
を混合し、残りのブタンジオールを混合したあとで加え
て５０℃で更に３時間攪拌下に反応させた。あとの処理
方法は実施例１と同じである。

以上の５種のポリウレタンをテトラヒドロフランとジオ
キサンの１対１の混合溶媒に溶解しく５重量％濃度）、
ガラス板に流延してフィルムを作成した。このフィルム
は無色透明で、光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察
したが極めて平滑であった。又このフィルムの引張シ試
験を行ない引張り強さ及び破断時の伸びをめた。

抗血栓性の測定は、上記ポリマー溶液を２回コーティン
グし、充分に溶媒を蒸発させて形成した被膜を内面に有
する試験管（内径１０−１長さ１ｏｏｍ）を用い、リー
・ホワイト法（金井泉、金井正光編著：臨床検査法提要
、Ｖ［−８１、金原出版株式会社、昭和４５年）によシ
血液凝固時間を測定した。又市販のポリウレタン（）ぐ
イオマー二Ｆ；ｔｈｉｃｏｎ社製品Ｂｉｏｍｅｒ：カー
デイオサン５１：Ｋｏｎｔｒｏｎ社製品Ｃａｒｄｉｏｔ
ｈａｎｅ　５１　）についても試験した。結果を第１“
表に示す。

第１表 ■

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）末端の珪素が一５ｔ−Ｒ−ｘ　（式中Ｒ′及びＲ
   ″は置ｉ〃 換基を、Ｒは二価の脂肪族炭化水素基を、Ｘは活性水素
   含有基をそれぞれ表わす）で示される構造煮有するポリ
   シロキサンからのイソシアネート末端基含有プレポリマ
   ー（４）及びＩリエーテルのイソシアネート末端基含有
   ゾレＩリマ−ＣＢ）を鎖延長剤と反応させることを特徴
   とする抗血栓性ポリウレタン又はポリウレタンウレアの
   製造方法。
2. （２）前記ゾレポリマー（４）と（Ｂ）の混合物と鎖延
   長剤とを反応させる特許請求の範囲第（１）項記載の製
   造方法。
3. （３）　前記プレポリマー囚又は（Ｂ）の少なくとも一
   つを予め鎖延長剤と反応させた後、両者を混合し、更に
   鎖延長剤と反応させる特許請求の範囲第（１）項記載の
   製造方法。