KR20070118148A

KR20070118148A - 개질 기재 및 개질 기재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20070118148A
Application number: KR1020077024987A
Authority: KR
Inventors: 미호 아라끼; 요시유끼 우에노; 히로유끼 스가야
Original assignee: 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-12-13
Also published as: JP5741547B2; US8070964B2; KR101445050B1; EP1894965A4; TW200706574A; JP5343317B2; ES2712424T3; EP1894965B1; EP3147315B1; ES2611986T3; CN101151303A; CA2792019A1; US20090242477A1; CA2602805A1; EP1894965A1; CA2792019C; CA2602805C; JPWO2006104117A1; KR20130121989A; KR101342198B1

Abstract

본 발명은 주쇄 또는 측쇄에 에스테르기를 함유하고 소수성기를 갖는 중합체를 재료의 구성 성분에 함유하고 있는 것을 특징으로 한다. 특히 1가의 알코올 수용액, 또는 단량체 또는 그의 중합체 단위에 대해서, 수산기가 결합되어 있는 탄소 사이에 1 이상의 탄소 원자를 갖는 2가 이상의 알코올 수용액이 주쇄 또는 측쇄에 에스테르기를 함유한 중합체에 접촉된 상태에서 방사선 조사함으로써, 소수성기를 도입할 수 있다.

개질 기재, 인공신장, 의료용구

Description

개질 기재 및 개질 기재의 제조 방법{MODIFIED SUBSTRATE AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 장기간 보관하여도 열화가 적은 개질 기재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 즉, 의료용구, 수처리용 분리막, 바이오 실험 관련 기구, 바이오리엑터, 분자 모터, 단백질칩, DNA칩, 바이오센서, 또는 분석 기기 부품, 방오용 필름, 방오용 수지 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 방사선 멸균 후에도, 혈액 적합성이 장기간에 걸쳐 필요한 의료용구에 대하여 바람직하게 이용된다. 즉, 인공신장 등의 혈액 정화용 모듈에 바람직하게 사용할 수 있다.

인공혈관, 카테터, 혈액백, 콘택트 렌즈, 안구용 렌즈, 인공신장 등, 체액과 접촉하는 의료용구에서는 고도의 혈액 적합성이 요구된다. 또한, 의료용구의 혈액 적합성이 실제로 사용되기까지의 사이에 열화나 변성되지 않는 것도 중요하다.

의료용구의 대부분은 멸균이 필요하고, 최근에는 잔류 독성이 적거나 간편하다는 점에서 방사선 멸균법이 많이 사용되고 있다. 한편, 방사선 멸균은 고에너지 처리이기 때문에, 의료용구의 구성 소재의 열화나 변성을 야기시키는 것이 문제되고 있다.

예를 들면, 분리막에 혈액 적합성을 부여하기 위해서 배합되어 있는 폴리비 닐피롤리돈이 방사선 조사에 의한 과도한 가교, 변성에 의해 그 효과가 감소되는 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 (평)9-323031호 공보).

방사선 멸균시의 변성을 억제하기 위해서, 피로아황산나트륨 등의 항산화제 용액을 함침시키는 방법이 개시되어 있다(일본 특허 제2754203호 공보). 또한, 글리세린을 공존시켜 γ선 멸균하는 방법(일본 특허 제2672051호 공보)이나, 폴리프로필렌글리콜 등의 2가 알코올을 공존시켜 γ선 멸균하는 방법(일본 특허 제3107983호 공보)도 개시되어 있다. 또한, 항혈전성이 적은 재료에 친수성 고분자와 항산화제를 공존시키고, 방사선 조사시킴으로써, 친수성 고분자의 과도한 변성을 억제시키면서, 재료에 그래프트시키는 방법(국제특허출원공개 WO 04-018085호 공보)이 개시되어 있다.

이들 첨가제는 모두 방사선 조사시의 변성을 억제하는 것을 목적으로 하고 있고, 멸균 처리 후 경시적인 안정성에 대해서는 아무것도 언급하지 않았다. 방사선 멸균의 경우에는 멸균 후에도 소량의 라디칼이 잔류함으로써, 장기 보관 중에 의료용구의 구성 소재가 변성되고, 혈액 적합성이 저하되는 것이 염려되고 있다. 즉, 방사선 멸균시 의료용구의 열화나 변성은 억제할 수 있어도, 실제로 사용할 때에는, 혈액 적합성이 손상될 수 있었다.

한편, 방사선 조사 후 의료용구의 안정성에 대해서는, 혈액 정화기에서 막에 함유되는 라디칼량을 일정값 이하로 하는 방법이 개시되어 있다(일본 특허 공개 제2000-296318호 공보). 이는 방사선 조사 후에 라디칼 발생원이 될 수 있는 막 표면의 지나친 친수성 고분자를 제거하는 것이다. 그러나 이러한 과잉의 친수성 고 분자를 제거하였어도, 어느 정도의 친수성 고분자는 표면에 남아 있기 때문에, 잔류 라디칼의 영향은 피할 수 없다.

또한, 혈액 정화막의 막 제조 공정에서 제품에 혼입한 미량의 중금속이 라디칼 발생의 원인이 되지 않도록 방사원액 중에 킬레이트제를 첨가하는 것이 개시되어 있다(일본 특허 공개 제2005-334319호 공보, 일본 특허 공개 제2005-342411호 공보). 그러나 방사선의 고에너지에 의해서 막에 직접 라디칼이 발생하는 것이나, 주위의 수분자로부터 발생하는 히드록시라디칼에 의해서 라디칼이 생성되는 것은 피할 수 없다.

즉, 이들 방법은 모두 방사선 조사에 의한 라디칼의 발생을 억제하는 것이며, 라디칼 내성이 강한 재료가 아니기 때문에, 본질적인 해결책이라 하기 어렵다. 이에 대하여, 즉 상기한 장기 보관에 의한 혈액 적합성의 저하가 없고, 멸균선량의 수배의 방사선이 조사된 경우에도 양호한 혈액 적합성을 나타내는, 라디칼 내성이 강한 혈액 적합성 재료의 개발이 요망되고 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 결점을 개선하고, 장기간 보관하여도 혈액 적합성이 손상되지 않는 재료 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

<발명의 구성 및 작용>

본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 본 발명을 완결하였다. 즉, 본 발명은 하기의 (1) 내지 (16)의 구성에 의해서 달성된다.

(1) 1가의 알코올 수용액 또는 단량체 또는 그의 중합체 단위에 대해서 수산기가 결합하고 있는 탄소 사이에 1 이상의 탄소 원자를 갖는 2가 이상이고 또한 분자량이 2000 미만인 알코올 수용액을 기재에 접촉시킨 상태로 기재에 방사선 조사하는 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 알코올이 3가 이하의 알코올인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 기재가 에스테르기 함유 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 알코올 수용액의 농도가 0.0001 중량％ 내지 40 중량％인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 알코올 수용액 중 및/또는 상기 기재 중에 수용성 고분자가 실질적으로 함유되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 에스테르기 함유 중합체가 메타크릴산계 중합체인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 메타크릴산계 중합체가 폴리메타크릴산메틸 또는 그의 유도체인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

(8) 방사선 멸균 후의 개질 기재에서 물 중에 침지시켜서 25 kGy 내지 35 kGy의 γ선 선량을 조사한 후의 인간 혈소판 부착수가 20개/(4.3×10³ ㎛²) 이하 및/또는 피브리노겐의 상대 흡착률이 90 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(9) 상기 (8)에 있어서, 에스테르기를 함유하고 소수성기를 갖는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(10) 상기 (8) 또는 (9)에 있어서, 상기 소수성기가 알칸기인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(11) 상기 (8) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체가 폴리메타크릴산메틸 유도체인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(12) 상기 (8) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 의료용 기재인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(13) 상기 (8) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 혈액 정화용 모듈의 구성 부재인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(14) 상기 (8) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 중공사막인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(15) 상기 (8) 내지 (14) 중 어느 하나에 있어서, 분리막인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

(16) 상기 (13) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 상기 혈액 정화용 모듈이 인공신장인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

<발명의 효과>

본 발명에 의해서 장기간 보관하여도 혈액 적합성이 손상되지 않는 재료를 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명에 이용되는 인공신장의 한 양태를 나타낸다.

[도 2] ¹³C-NMR의 스펙트럼을 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1: 동맥측 헤더

2: 정맥측 헤더

3: 혈액 도입구

4: 혈액 도출구

5: 중공사막

6: 혈액

7: 모듈 케이스

8: 투석액 도입구

9: 투석액 도출구

10: 포팅부

11: 혈액 회로

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명은 의료용구 등에 이용되는 기재, 특히 에스테르기 함유 중합체를 포 함하는 기재를 제조하는 공정에서, 기재에 특정한 알코올 수용액을 접촉시킨 상태에서 방사선 조사에 의해 처리하는 것을 특징으로 한다. 방사선으로는 α선, β선, γ선, X선, 자외선, 전자선 등이 이용된다. 또한, 인공신장 등의 의료용구는 멸균하는 것이 필요하고, 최근에는 잔류 독성이 적거나 간편하다는 점에서 방사선 멸균법이 많이 이용되고 있으며, 특히 γ선이나 전자선이 바람직하게 이용되고 있다. 즉, 본 발명의 방법을 이용함으로써, 멸균을 동시에 행할 수 있기 때문에, 의료용 기재에 이용하는 것이 바람직하다.

의료용구의 멸균선량으로는 15 kGy 내지 35 kGy가 적합하다고 되어 있다. 본 발명의 개질 기재는 라디칼 내성이 우수하기 때문에, 방사선 멸균 후의 개질 기재를 물 중에 침지시켜서 25 kGy 내지 35 kGy의 γ선 선량을 재차 조사한 후에도 양호한 혈액 적합성을 유지한다. 여기서 말하는 양호한 혈액 적합성이란, 인간 혈소판 부착수가 20개/(4.3×10³ ㎛²) 이하, 바람직하게는 15개/(4.3×10³ ㎛²) 이하, 더욱 바람직하게는 10개/(4.3×10³ ㎛²) 이하, 및 /또는 피브리노겐의 상대 흡착률이 90 ％ 이하, 바람직하게는 70 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ％ 이하의 조건을 충족시키는 것을 말한다.

여기서 인간 혈소판 부착수는 이하의 방법에 의해서 측정되는 것이다.

측정하는 시료를 저면의 직경 18 mm 정도의 원통관 내에 접착시키고, 헤파린나트륨액을 50 U/㎖가 되도록 첨가하고, 건강한 성인의 정맥혈을 1.0 ㎖ 넣고 37 ℃에서 1시간 동안 진탕시킨다(채혈 후 10 분 이내에 행하는 것이 바람직하다). 글루타르알데히드를 함유하는 생리식염수를 이용하여 혈액 성분을 고정시키고, 증류수로 세정한 시료를 10 시간 동안 감압 건조시킨다. 이어서, 스퍼터링에 의해 백금-팔라듐의 박막을 중공사막에 형성시켜 시료로 하고, 막의 내표면을 전계 방출형 주사 전자 현미경 등(배율은 1500배가 바람직함)으로 관찰하고, 1 시야 중(4.3×10³ ㎛²) 부착 혈소판수를 센다. 시료는 다른 10 시야에서의 부착 혈소판수의 평균값을 혈소판 부착수(개/(4.3×10³ ㎛²))로 한다.

또한, 피브리노겐의 상대 흡착률은 이하의 방법에 의해서 측정되는 것이다.

피브리노겐 PBS 용액을 시료와 접촉시킨 후, 항인간 피브리노겐 HRP 표지 항체로 흡착 피브리노겐을 마킹하고, TMB 원 솔루션(one solution)으로 발색시킨다. 발색 반응은 경시적으로 진행되기 때문에, 발색을 보면서 1 N-염산으로 정지시킨다. 흡광도는 450 nm에서 측정한다.

iso-폴리메타크릴산메틸 1 중량부와 syn-폴리메타크릴산메틸 2 중량부를 클로로포름 97 중량부에 첨가하여 실온으로 용해시키고, 필름 원액을 얻는다. 이 필름 원액을 유리 샬레(직경 90 mm)에 10 g 주입한다. 실온에서 밤새 방치하고, 클로로포름을 휘발시키고, 필름을 형성시킨다. 그 후, 샬레로부터 필름을 박리하고, 폴리메타크릴산메틸 필름을 얻는다. 피브리노겐의 상대 흡착률은 이 폴리메타크릴산메틸 필름을 탈기한 순수한 물에 침지시켜서, 25 kGy의 γ선 조사를 행한 필름의 흡광도를 100으로 했을 때의 시료 샘플의 흡광도의 상대적인 비율(％)이다.

인간 혈소판 부착수 및 피브리노겐의 상대 흡착률의 측정 방법의 상세한 내 용에 대해서는 실시예에서 후술한다.

또한, 개질 기재를 물 중에 침지시켜서 γ선 조사를 하는 것이 라디칼 내성의 평가의 지표로서 우수한 이유로는, 기체 중에서 조사하는 것보다 가혹한 조건이 되기 때문이다. 즉, 재료의 변성은 γ선의 고에너지에 의해서 재료 자체에 라디칼이 발생하는 직접 효과에 의한 것보다도, 주위의 수분자로부터 발생하는 히드록시라디칼을 통한 간접 효과에 의한 것이 높기 때문이다.

본 발명에서 말하는 개질 기재란, 라디칼 내성이 우수한 혈액 적합성 재료가 되도록 합성된 중합체 성형체, 또는 표면 반응이나 표면 코팅 등이 실시된 중합체 성형체 등을 말한다. 그 형상으로는 섬유, 필름, 수지, 분리막 등을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 개질 기재는 그 주쇄 또는 측쇄에 에스테르기를 함유하는 것이 바람직하고, 소수성기를 갖는 중합체를 구성 성분에 포함하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 개질 기재의 혈액 적합성을 높게 하기 위해서는, 에스테르기를 함유하는 중합체의 존재가 바람직하다고 생각된다. 즉, 에스테르기는 친수성의 관능기이고, 주위에 수화층을 형성한다. 일반적으로 친수성의 재료에 대하여 혈소판 등이 부착하기 어려운 것은 재료 표면에 수화층이 형성되기 때문인 것으로 생각되고 있다. 이러한 기재에 수화한 물 중에는, 강하게 재료와 상호 작용하고 -80° 정도로 냉각하여도 얼지 않는 부동결 결합수라 불리는 물과, 비교적 약한 상호 작용으로 벌크한 자유수와 교환 반응이 일어나는 동결 결합수라 불리는 물의 2종이 존재하는 것이 알려져 있다. 친수성의 재료 중에서도, 동결 결합수가 많은 재료 표면은 벌크한 자유수와 끊임없이 교환 반응이 일어나고 있는 동적인 표면이기 때문에, 혈소판 등이 부착되기 어려운 것이 알려져 있다. 에스테르기와 수분자와의 상호 작용은 아미드기나 수산기와 물과의 상호 작용보다도 약하다고 알려져 있다. 즉, 에스테르기에 의해서 동결 결합수에 덮힌 재료 표면이 되어 있을 가능성이 생각된다.

또한, 본 발명의 개질 기재의 라디칼 내성이 높은 이유는 상세하게는 불명확하지만, 소수성기의 존재가 중요하다고 생각된다. 즉, γ선 조사에 의해서 중합체가 분해 등의 변성을 받아도, 소수성기끼리의 상호 작용에 의해 에스테르기가 표면의 물에 노출된 상태를 유지할 수 있을 것으로 생각된다.

또한, 재료 표면에 수용성 고분자의 산만층을 형성시키고, 혈액 적합성을 발휘하는 방법도 알려져 있다. 이것도 재료 표면의 수용성 고분자의 분자 운동에 의해서 동적인 표면이 되어 있기 때문에, 혈소판 등이 부착하기 어려울 것으로 생각 되고 있다.

그러나 본 발명에서 이러한 수용성 고분자가 개질 기재에 많이 배합되어 있는 경우에는 라디칼 내성이 얻어지지 않는다. 그 이유로는, 다음과 같이 생각된다. 수용성 고분자가 방사선에 의해 가교가 일어난 경우에는, 분자 운동성이 저하되고, 혈액 적합성의 저하로 연결된다. 또한, 수용성 고분자가 방사선에 의해서 붕괴된 경우에는, 산만층에 결점이 발생하게 되고, 혈액 적합성의 저하로 연결된다. 또한, 고분자이기 때문에, 어느 1 군데라도 가교 등의 반응이 일어난 경우 전체에 미치는 영향이 크다. 즉, 수용성 고분자의 산만층은 방사선에 대하여 민감하 다고 할 수 있다. 이에 따라, 수용성 고분자가 개질 기재에 많이 배합되어 있는 경우에는, 수용성 고분자가 에스테르기를 덮는 상태가 되고, 라디칼 내성이 얻어지지 않을 것으로 생각된다.

따라서, 본 발명에서는 개질 기재 중에 수용성 고분자가 실질적으로 함유되어 있지 않은 것이 바람직하다. 여기서 말하는 실질이란, 라디칼 내성에 영향을 미치지 않을 정도라는 의미이고, 수용성 고분자가 미량 함유되어 있어도 관계없다. 개질 기재 중 수용성 고분자의 함유율은, 수용성 고분자의 종류나 에스테르기를 함유하는 중합체 등에 따라서도 다르고, 일률적으로는 말할 수 없지만, 5 중량％ 이하, 바람직하게는 1 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 ％ 중량 이하이다.

또한, 여기서 말하는 수용성 고분자란, 25 ℃의 물에 대한 용해도가 바람직하게는 0.01 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 중량％ 이상이고, 또한 분자량이 2000 이상인 물질을 가리킨다. 수용성 고분자의 예로는 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다.

본 발명의 개질 기재에서 에스테르기를 함유하는 중합체로서 예시하면 주쇄에 함유하는 것으로는 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 테레프탈산계 중합체, 폴리락트산, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리카프로락톤 등을 들 수 있다. 측쇄에 함유하는 것으로는 폴리아미노산, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트 등의 천연 유래의 고분자, 폴리아세트산비닐이나 폴리아크릴산메틸 등의 비닐계 중합체나, 폴리메타크릴산메틸, 폴리메타크릴산에틸, 폴리메타크릴산프로필, 2-히드록시에틸메타크 릴레이트 또는 2-에틸헥실아크릴레이트로 등의 메타크릴산계 중합체, 아크릴산계 중합체를 들 수 있다. 또한, 이들 에스테르기 함유 중합체는 중합체 내에 여기서 예를 들었던 것과 같은 유닛을 포함하고 있으면, 다른 단량체와의 공중합체나 그래프트체 등의 유도체일 수도 있다. 또한, 이들 에스테르기 함유 중합체를 포함하는 기재는 상기한 바와 같은 중합체를 단독으로 이용하거나, 혼합물일 수도 있다.

본 발명의 개질 기재는 이들 에스테르기를 함유하는 중합체 등에 소수성기가 결합되어 있는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 소수성기로는 포화 탄화수소(알칸)기가 바람직하고, 탄소수가 2 이상인 포화 탄화수소기가 특히 바람직하다. 한편, 탄소수가 많아지면 표면에 소수성 부분이 노출되는 경우도 있기 때문에, 탄소수는 12개 이하, 바람직하게는 8개 이하, 더욱 바람직하게는 4개 이하이다. 탄화수소기로는 직쇄상이어도 분지를 가질 수도 있다. 단, 불포화 결합을 가진 탄화수소기는 혈액을 활성화시키는 경우가 있다. 또한, 불포화 결합은 라디칼을 발생하는 경우가 있고, 라디칼 내성도 높지 않기 때문에, 바람직하다고는 할 수 없다.

소수성기의 도입 방법의 일례로는 소수성 단량체와 에스테르기를 함유하는 단량체로부터 공중합시키는 방법을 들 수 있다. 예를 들면, 메타크릴산메틸과 에틸렌을 라디칼 중합함으로써, 폴리메타크릴산메틸과 폴리에틸렌과의 공중합체를 얻을 수 있다. 공중합체의 조성비로는 단량체의 종류에 따라 다르기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 에스테르기에 대한 소수성기의 비율이 50 몰％ 이하, 바람직하게는 10 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 1 몰％ 이하이다. 예를 들면, 메타크 릴산메틸과 에틸렌의 경우이면, 메타크릴산메틸에 대한 에틸렌의 비율은 20 몰％ 이하가 바람직한 범위이다.

또한, 소수성기의 도입 방법의 다른 일례로는, 에스테르기를 함유하는 중합체에 소수성기를 도입하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 소수성기의 결합 개소로는 특별히 한정되지 않으며, 중합체의 주쇄에 결합하고 있거나, 측쇄에 결합하고 있을 수도 있다. 또한, 소수성기와 중합체의 결합 사이에 에테르기 등의 링커 부분이 존재하여도 관계없다. 예를 들면, 폴리아크릴산메틸과 디에틸퍼옥시드를 혼합하고, 고온, 고압화로 반응시킴으로써, 폴리아크릴산메틸에 에톡시기를 도입할 수 있다. 일반적으로, 공중합보다도 그래프트 중합이 주쇄 중합체의 물리 화학적인 특성이 남기 쉽기 때문에, 바람직하게 이용되는 방법이다. 중합체 중 소수성기는 라디칼 내성을 향상시키지만, 그 비율이 지나치게 많아지면 표면의 친수성이 저하되고, 혈액 적합성도 저하된다. 따라서, 소수성기의 비율은 주쇄 중합체나 소수성기의 종류에 따라 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 에스테르기를 함유하는 경우는 에스테르기에 대한 소수성기의 비율은 80 몰％ 이하, 바람직하게는 20 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 5 몰％ 이하이다.

또한, 중합체에의 소수성기의 도입의 방법으로는 방사선 그래프트법을 이용하는 방법을 들 수 있다. 예를 들면, 상술한 포화 탄화수소기를 제공하는 화합물로는 알코올이 바람직하게 이용되지만, 에스테르기를 함유하는 기재를 알코올 수용액 중에 침지시켜서 방사선 조사함으로써, 알코올을 중합체에 그래프트시킬 수 있다. 이 방법은 간편하기 때문에 특히 바람직하다. 즉, 방사선에 의해서 개질함으 로써, γ선에 의한 라디칼 내성이 강한 개질 재료를 얻을 수 있다.

이러한 알코올 중, 2가 이상의 알코올에서 에틸렌글리콜이나 글리세린 등과같이 수산기가 결합하고 있는 탄소 원자가 인접하고 있는 것에 대해서는, 방사선에 의해서 불포화 결합이 생성되기 쉽다. 이는 수산기가 결합하고 있는 탄소에 라디칼이 발생하기 쉽기 때문에, 수산기가 결합하고 있는 탄소 원자가 인접하고 있으면 불포화 결합이 생성되기 쉬워질 것으로 생각된다.

불포화 결합을 가진 탄화수소기가 중합체에 그래프트되면, 상술한 바와 같이 혈액 적합성이 저하될 뿐만 아니라, 불포화 결합의 개열 등에 의해서 라디칼을 발생시키기 쉽기 때문에 라디칼 내성도 낮다.

따라서, 이러한 알코올로는 1가의 알코올, 또는 단량체 또는 그 중합체 단위에 대해서 수산기가 결합하고 있는 탄소 사이에 1 이상의 탄소 원자를 갖는 2가 이상의 알코올이 바람직하게 이용되지만, 특히 1가의 알코올이 바람직하다. 또한, 4가 이상이면 라디칼의 발생점이 많아지기 때문에, 불포화 결합이 형성되는 확률도 높아진다고 생각된다. 따라서, 3가 이하의 알코올이 바람직하게 이용된다.

1가 알코올의 구체예로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 1-부탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올 등과 같이 1급 알코올이거나, 이소프로판올이나 t-부탄올 등의 2급, 3급 알코올일 수도 있다. 또한, 2가 이상의 알코올의 예로는 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 펜타에리트리톨 등을 들 수 있다. 또한, 알코올의 급수(1급, 2급, 3급 중 어느 하나)는 한정되지 않는다.

또한, 이러한 알코올 수용액 중 알코올 농도에 대해서는 농도가 지나치게 낮 으면 알코올의 그래프트 반응이 일어나기 어려운 경우가 있다. 또한, 알코올 농도가 너무 높아도 알코올끼리 반응하기 때문에, 중합체로의 그래프트 반응이 일어나기 어려운 경우가 있다. 이 때문에, 알코올 수용액의 농도로는 0.0001 중량％ 이상이 바람직하고, 0.001 중량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 40 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 10 중량％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.1 중량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

알코올의 분자량에 대해서는 분자량이 큰 경우에는, 그래프트된 알코올이 재료 표면의 에스테르기를 덮는 경우가 발생할 수 있기 때문에, 고분자량의 폴리비닐알코올이나 폴리알릴알코올 등을 이용하는 것은 바람직하지 않다. 이상의 점으로부터 알코올의 분자량은 2000 미만이 좋다. 또한 200 이하가 바람직하다. 알코올의 분자량에 분포가 있는 경우는 중량 평균 분자량으로 한다. 분자량은 질량 분석계나 겔 투과 크로마토그래피 등을 이용함으로써 알 수 있다.

또한, 알코올 수용액 중에 상술한 수용성 고분자가 함유되어 있는 경우에는, 수용성 고분자가 재료 표면에 그래프트되고, 에스테르기를 덮는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 알코올 수용액 중에 수용성 고분자가 포함되어 있으면 본 발명에서의 기재를 개질하는 효과가 얻어지지 않는다. 단, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 정도의 양이 포함되어 있을 수도 있다. 수용성 고분자의 농도는 수용성 고분자의 종류나 에스테르기를 함유하는 중합체 등에 의해서도 다르고, 일률적으로는 말할 수 없지만, 100 중량 ppm 이하, 바람직하게는 10 중량 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 1 중량 ppm 이하이다.

그래프트 반응에 이용하는 방사선으로는 상술한 α선, β선, γ선, X선, 자외선, 전자선 등이 이용된다. 방사선의 조사선량으로는 그래프트 반응을 개시시키기 위한 에너지가 필요하다. 그래프트 반응이 일어나는 조사선량으로는 알코올이나, 그래프트시키는 중합체의 구조에 따라서도 다르다. 따라서, 일률적으로 결정할 수 없지만, 대부분의 경우는 5 kGy 이상, 또한 15 kGy 이상이 바람직하다. 또한, 조사선량이 너무 높은 경우에는, 그래프트 반응 이외의 부반응이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 조사선량이 50 kGy 이하, 또한 35 kGy 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 방사선에 의해서 알코올을 그래프트시키는 방법은 에스테르기가 함유되어 있는 중합체에 대해서는 특별히 한정되지 않고 적용할 수 있으며, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 테레프탈산계 중합체, 폴리락트산, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리아세트산비닐이나 폴리아크릴산메틸 등의 비닐계 중합체, 폴리아미노산, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트 등의 천연 유래의 고분자, 폴리메타크릴산메틸, 폴리메타크릴산에틸, 폴리메타크릴산프로필, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 또는 2-에틸헥실아크릴레이트 등의 메타크릴산계 중합체, 아크릴산계 중합체 등에 이용된다. 그 중에서도, 직쇄의 중합체로 방사선 붕괴형의 중합체가 알코올의 그래프트 효율이 높기 때문에, 특히 바람직하게 이용된다. 예를 들면, 폴리락트산, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리메타크릴산에틸, 폴리메타크릴산프로필 등을 들 수 있다. 특히 폴리메타크릴산메틸 은 입수 등의 용이함으로부터 바람직하게 이용된다.

본 발명의 개질 기재는 장기간 보관하여도 혈액 적합성이 저하될 염려가 적기 때문에, 의료용구에 바람직하게 이용된다. 또한, 혈액 적합성이 높은 재료는 유기물 등의 흡착도 적기 때문에, 수 처리용 분리막, 바이오 실험 관련 기구, 바이오리액터, 분자 모터, DDS(의약 전달 시스템), 단백질칩, DNA칩, 바이오센서, 또는 분석 기기 부품, 방오용 필름, 방오용 수지 등에도 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 기술은 메타크릴산계 중합체에 사용할 수 있기 때문에, 투명성과 방오성이 필요한 방오용 필름, 방오용 수지에는 특히 바람직하게 이용된다.

의료용구로는 생체 성분의 분리에 이용되는 의료용 분리막, 인공혈관, 카테터, 혈액백, 콘택트 렌즈, 안구용 렌즈, 수술용 보조 기구, 혈액 정화용 모듈 등에서 특히 바람직하게 이용된다.

혈액 정화용 모듈이란, 혈액을 체외로 순환시킬 때에, 흡착이나 여과, 확산에 의해서 혈중 노폐물이나 유해 물질을 제거하는 기능을 가진 모듈을 말하고, 인공신장이나 외독소 흡착 칼럼 등이 있다.

혈액 정화용 모듈에 내장되는 분리막의 형태는 특별히 한정되는 것은 아니고, 평막, 중공사막 등의 형태로 이용된다. 그러나 처리 효율 즉 혈액과 접촉하는 표면적의 확보 등을 고려하면 중공사막형인 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명의 개질 기재는 의료용 기재로서 바람직하게 이용된다. 여기서 의료용 기재란, 체액 또는 혈액 등 생체 유래 성분에 접촉함으로써, 혈액 적합성이나 안정성이 높은 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 의료 기재는 의료용구를 구성하는 부재로 한다.

본 발명에 따른 혈액 정화용 모듈의 제조 방법으로는, 그 용도에 의해 여러 가지 방법이 있지만, 대략적인 공정으로는 혈액 정화용 분리막의 제조 공정과, 그 분리막을 모듈에 조립하는 공정으로 나눌 수 있다.

본 발명의 개질 기재가 분리막인 경우에는, 주쇄 또는 측쇄에 에스테르기를 함유하고, 소수성기를 갖는 중합체를 합성하여 분리막에 성형할 수도 있다. 또한,분리막 성형 후에 방사선 조사에 의한 분리막으로의 소수성기의 그래프트 반응을 이용할 수도 있다. 특히, 그래프트 반응을 이용하는 경우, 그래프트 반응과 멸균을 동시에 행할 수 있기 때문에 바람직한 방법이다. 즉, 소수성기를 제공하는 화합물로서 알코올을 이용하는 경우, 분리막을 모듈에 조립한 후에 모듈 내를 알코올 수용액으로 채우고, 멸균선량을 조사하여 방사선 조사를 행할 수 있다. 모듈화 후에 방사선 조사하는 것이면, 멸균도 동시에 행할 수 있기 때문에 바람직하다. 단, 알코올 농도가 높으면 미반응의 알코올이 최종 제품 중에 잔존하는 경우가 있다. 이 때문에, 알코올 농도는 1 중량％ 이하, 바람직하게는 0.5 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 중량％ 이하이다. 한편, 알코올 농도는 상술한 바와 같이 0.0001 중량％ 이상, 또한 0.001 중량％ 이상이 바람직하다(의료용구로 멸균과 동시에 행하는 경우로 규정하고 있기 때문에, 상한은 상기와 상이할 수 있음).

인공신장에 이용되는 중공사막 모듈의 제조 방법에 관한 일례를 나타낸다. 인공신장에 내장되는 중공사막의 제조 방법으로는 다음과 같은 방법이 있다. 즉, iso-폴리메타크릴산메틸 5 중량부와 syn-폴리메타크릴산메틸 20 중량부를 디메틸술 폭시드 75 중량부에 첨가하고, 가열 용해하여 제막 원액을 얻는다. 이 제막 원액을 오리피스형 이중 원통형 구금으로부터 토출하고, 공기 중을 300 mm 통과시킨 후, 물 100 ％의 응고욕 중에 유도하여 중공사 분리막을 얻을 수 있다. 이 때, 내부 주입 기체로서 건조 질소를 이용한다.

중공사막을 모듈에 내장하는 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 일례를 나타내면 다음과 같다. 우선, 중공사막을 필요한 길이로 절단하고, 필요 개수를 묶은 후, 통상(筒狀) 케이스에 넣는다. 그 후 양끝에 임의의 캡을 하고, 중공사막 양단부에 포팅제를 넣는다. 이 때 원심기로 모듈을 회전시키면서 포팅제를 넣는 방법은, 포팅제가 균일하게 충전되기 때문에 바람직한 방법이다. 포팅제가 고화한 후, 중공사막의 양끝이 개구하도록 양단부를 절단하고, 중공사막 모듈을 얻는다.

방사선으로는 α선, β선, γ선, X선, 자외선, 전자선 등이 이용된다. 또한, 인공신장 등의 의료용구는 멸균하는 것이 필요하고, 최근에는 잔류 독성이 적거나 간편하다는 점에서 방사선 멸균법이 많이 이용되고 있으며, 특히 γ선이나 전자선이 바람직하게 이용되고 있다. 즉, 본 발명의 방법을 이용함으로써, 멸균을 행할 수 있기 때문에, 의료용 기재에 이용하는 것은 바람직하다. 예를 들면, 혈액 정화용 모듈을 γ선으로 멸균하기 위해서는 15 kGy 이상의 선량 조사가 바람직하다. 단, 멸균이 불필요한 용도로 이용하는 경우는 이 선량으로 한정되지 않는다.

상기한 바와 같이 하여 얻어진 중공사막 모듈을 이용한 인공신장의 기본 구조의 일례를 도 1에 도시한다. 원통상의 모듈 케이스 (7)에 중공사막 (5)의 다발이 삽입되어 있고, 중공사의 양단부를 포팅부 (10)으로 밀봉하고 있다. 케이스 (7)에는 투석액의 도입구 (8) 및 도출구 (9)가 설치되어 있고, 중공사막 (5)의 외부에는 투석액, 생리식염수, 여과수 등이 흐르게 되어 있다. 케이스 (7)의 단부에는 각각 동맥측 헤더 (1) 및 정맥측 헤더 (2)가 설치되어 있다. 혈액 (6)은 동맥측 헤더 (1)에 설치된 혈액 도입구 (3)으로부터 도입되고, 깔때기상의 동맥측 헤더 (1)에 의해서 중공사막 (5)의 내부에 유도된다. 중공사막 (5)에 의해서 여과된 혈액 (6)은 정맥측 헤더 (2)에 의해서 집합되고, 혈액 도출구 (4)로부터 배출된다. 혈액 도입구 (3)및 혈액 도출구 (4)에는 혈액 회로 (11)이 접속된다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니다.

1. 기재의 제조

(1) 중공사막 모듈

iso-폴리메타크릴산메틸 5 중량부와 syn-폴리메타크릴산메틸 20 중량부를 디메틸술폭시드 75 중량부에 첨가하고, 가열 용해하여 제막 원액을 얻었다. 이 제막 원액을 오리피스형 이중 원통형 구금으로부터 토출하고, 드라이존 분위기를 갖는 공기 중을 300 mm 통과시킨 후, 물 100 ％의 응고욕 중에 유도하여 중공사막을 얻었다. 이 때, 이중 원통형 구금에의 내부 주입 기체로서 건조 질소를 이용하였다. 얻어진 중공사 분리막의 내경은 0.2 mm이고, 막 두께는 0.03 mm였다.

얻어진 중공사 12000개를 도 1에 도시한 바와 같은 투석액 입구 및 투석액 출구를 갖는 원통상의 플라스틱 케이스에 삽입하고, 양단부를 우레탄 수지로 밀봉 하여, 막 면적 1.6 ㎡의 인공신장용 중공사막 모듈을 제조하였다. 막 면적은 중공사 내경으로부터 산출되는 중공사 내표면적에 모듈에 삽입된 실 개수와 단면 길이를 곱해서 산출되는 값이다.

(2) 필름

하기와 같이 폴리메타크릴산메틸 및 폴리락트산의 필름을 제조하였다. 또한, 상기 중합체 이외의 종류의 중합체를 이용하여 필름을 제조할 때에는, 중합체를 용해시키기 위한 용매를 적절하게 선택하고, 용매가 증발하도록 감압이나 가열 등을 행할 수 있다.

(a) 폴리메타크릴산메틸 필름

iso-폴리메타크릴산메틸 1 중량부와 syn-폴리메타크릴산메틸 2 중량부를 클로로포름 97 중량부에 첨가하여 실온으로 용해시키고, 필름 원액을 얻었다. 이 필름 원액을 유리 샬레(직경 90 mm)에 10 g 주입하였다. 실온에서 밤새 방치하고, 클로로포름을 휘발시켜 필름을 형성시켰다. 그 후, 샬레로부터 필름을 박리하고, 혈소판 부착 시험용 폴리메타크릴산메틸 필름을 얻었다.

(b) 폴리락트산 필름

D-폴리락트산(카길다우사 제조, 중량 평균 분자량 15만) 1.5 중량부와 L-폴리락트산(프나코시사 제조, 중량 평균 분자량 10만) 1.5 중량부를 클로로포름 97 중량부에 첨가하여 실온으로 용해시키고, 필름 원액을 얻었다. 그 후, 상기 (a)와 마찬가지의 조작을 행하고, 혈소판 부착 시험용 폴리락트산 필름을 얻었다.

2. 개질 기재의 제조 방법

(1) 개질 중공사막의 제조 방법

개질에 이용하는 알코올 또는 중합체를, 탈기한 순수한 물에 용해시켜 수용액을 조정하였다. 여기서 탈기한 물이란, 실온으로 -500 내지 -760 mmHg으로 감압한 상태에서 30 분 내지 1 시간 동안 교반한 물을 의미한다. 물 중의 용존 산소는 γ선 조사시에 라디칼 개시제가 된다. 따라서, 탈기되지 않은 물을 이용하면 그 후의 실험 변동 중 한가지 원인이 되기 때문에 주의가 필요하다.

이 수용액을 1.(1)에서 제조한 중공사막 모듈의 혈액 도입구 (3)으로부터 넣고, 혈액 도출구 (4)로부터 투석액의 도출구 (9)로 유도하고, 투석액의 도입구 (8)로부터 배출시키고, 이 수용액으로 중공사막 모듈을 충전하였다. 이 때 수용액의 유속은 450 ㎖/분, 통액 시간은 1 분간으로 하였다. 상기 중공사막 모듈에 대해서 25 kGy의 γ선을 조사하고, 중공사막의 개질과 중공사막 모듈의 멸균을 동시에 행하였다.

또한, ¹³C로 표지된 CH₃-¹³CH₂-OH의 0.1 중량％의 수용액을 상기한 바와 같이 중공사막 모듈에 충전하고, 25 kGy의 γ선 조사를 행하였다. 상기 중공사막을 잘라내고, 감압 건조기(도쿄 리까 기까이사 제조)로 건조시켜서 2.0 g 칭량하였다. 상기 중공사막을 메탄올:클로로포름=4:1(용적비)로 조정한 혼합 용매 50 ㎖에 침적시키고, 15 분간 교반하였다. 용해되고 남은 중공사막을 제거하고, 증발시켜 건조물을 얻었다. 건조물을 중클로로포름(테트라메틸실란 1 ％ 함유, 시그마 알드리치 재팬사 제조)에 용해시키고, ¹³C-NMR 분석을 하였다. 도 2에 도시한 바와 같이, 30 내지 40 ppm의 알칸기 유래의 피크가 관측되고, 개질이 행해지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 순수한 물을 상기한 바와 같이 중공사막 모듈에 충전하고, 25 kGy의 γ선 조사를 행한 중공사막에 대해서 동일한 조작을 행한 결과, 도 2에 도시한 바와 같이 30 내지 40 ppm의 피크는 관측되지 않았다.

(2) 개질 필름의 제조 방법

개질에 이용하는 알코올을 탈기한 순수한 물에 용해시켜서 수용액을 조정하였다. 1.(2)에서 제조한 필름을 상기 알코올 수용액에 침지시켜서, 25 kGy의 γ선 조사를 행하였다. 필름 및 시험관을 순수한 물로 세정한 후, 자연 건조시켰다.

3. 측정 방법 및 시험 방법

개질 기재는 1 수준에 대해서 2 샘플 준비하고, 1 샘플은 물 중에서의 γ선 조사를 행하지 않고, 다른 1 샘플에 대해서는 물 중에서의 γ선 조사를 행하였다. 양자를 혈소판 부착 시험 및 피브리노겐 부착 시험에 제공함으로써, 개질 기재의 혈액 적합성 및 라디칼 내성을 평가하였다.

(1) 물 중에서의 γ선 조사

방사선 멸균 후 개질 기재를 충분히 물로 세정한 후, 탈기한 순수한 물에 침지시켰다. 개질 기재가 중공사막 모듈인 경우는 물을 혈액 도입구 (3)으로부터 넣고, 혈액 도출구 (4)로부터 투석액의 도출구 (9)로 유도하고, 투석액의 도입구 (8)로부터 배출시켜 세정하였다. 유속은 450 ㎖/분, 세정 시간은 10 분간으로 하였다. 그 후, 탈기한 순수한 물을 마찬가지로 통액하고, 중공사막 모듈을 탈기한 순수한 물로 채웠다. 유속은 450 ㎖/분, 통액 시간은 5 분간으로 하였다.

개질 기재가 필름인 경우는 필름 중량의 약 100배량의 물로 3회 이상 세정하였다. 그 후, 탈기한 순수한 물에 침지시켰다.

상기한 바와 같이 하여 물로 침지시킨 개질 기재에 대하여 조사선량이 25 kGy 내지 35 kGy의 범위 내에 포함되도록 γ선 조사를 행하였다.

또한, 방사선 멸균 후의 기재를 물 중에서의 γ선 조사에 제공하는 경우에는, 멸균 후 1년 이내에 행하는 것이 바람직하다. 또한, 혈소판 부착 시험이나 피브리노겐 부착 시험에 제공하는 샘플은 방사선 조사 후, 1년 이내의 것이 바람직하다.

(2) 혈소판 부착 시험 방법

직경 18 mm의 폴리스티렌제의 원형판(필름상)에 양면 테이프를 접착하고, 거기에 중공사막을 고정시켰다. 접착한 중공사막을 한쪽날로 반원통상으로 잘라내고, 중공사막의 내표면을 노출시켰다. 시료가 필름인 경우는, 필름을 3 내지 5 ㎟로 잘라내고, 원형판에 접착하였다(중공사나 필름의 표면에 오염이나 손상, 자국 등이 있으면 그 부분에 혈소판이 부착되고, 올바른 평가가 불가능한 경우가 있기 때문에 주의를 요함).

통상으로 절단한 팔콘(Falcon)(등록상표) 튜브(직경 18 mm, N0. 2051)에 상기 원형판을 중공사막이나 필름을 접착한 면이 원통 내부에 들어가도록 부착하고, 파라 필름으로 부착 부분의 간극을 매립하였다. 이 원통관 내를 생리식염수로 세정한 후, 생리식염수로 채웠다. 건강한 성인의 정맥혈을 채혈한 후, 즉시 헤파린나트륨 주사액(아지노모또사 제조)을 50 U/㎖가 되도록 첨가하였다. 상기 원통관 내의 생리식염수를 폐기한 후, 상기 혈액을 채혈 후 10 분 이내에 원통관 내에 1.0 ㎖ 넣고 37 ℃에서 1 시간 동안 진탕시켰다. 그 후, 중공사막을 10 ㎖의 생리식염수로 세정하고, 2.5 용적％의 글루타르알데히드(나카라이테스크사 제조)를 함유하는 생리식염수로 혈액 성분을 고정시키고, 20 ㎖의 증류수로 세정하였다. 세정한 중공사막을 상온 66 Pa 절대압으로 10 시간 동안 감압 건조하였다. 이 원형판을 주사 전자 현미경의 시료대에 양면 테이프로 접착하였다. 그 후, 스퍼터링에 의해 백금-팔라듐의 박막을 중공사막 또는 필름 표면에 형성시켜서 시료로 하였다. 이 중공사막의 내표면 또는 필름 표면을 전계 방출형 주사 전자 현미경(히타치사 제조 S800)으로 배율 1500배로 관찰하고, 1 시야 중(4.3×10³ ㎛²) 부착 혈소판수를 계산하였다. 중공사 길이 방향 또는 필름에서의 중앙 부근에서, 다른 10 시야에서의 부착 혈소판수의 평균값을 혈소판 부착수(개/(4.3×10³ ㎛²))로 하였다. 중공사의 길이 방향에서의 끝부분이나, 필름의 끝은 혈액 저장소가 만들어지기 쉽기 때문이다.

또한, 혈소판 부착 시험에서는 시험이 적절히 행해지고 있는지의 여부를 확인하기 위해서, 포지티브 컨트롤과 네거티브 컨트롤을 실험마다 표준으로 넣는다. 포지티브 컨트롤이란, 혈소판 부착이 많은 것을 알고 있는 기지의 샘플이다. 또한, 네거티브 컨트롤이란, 혈소판 부착이 적은 것을 알고 있는 기지의 샘플이다. 포지티브 컨트롤로는 도레이사 제조 인공신장 "필트라이저" BG-1.6U의 중공사막, 네거티브 컨트롤로는 가와스미 가가꾸사 제조 인공신장 PS-1.6UW의 중공사막으로 한다. 상기한 실험 조건으로 혈소판 부착수가 포지티브 컨트롤로는 40(개/(4.3×10³ ㎛²)) 이상, 또한 네거티브 컨트롤로는 5(개/(4.3×10³ ㎛²)) 이하였을 때에 측정값을 채용한다. 컨트롤의 혈소판 부착수가 상기 범위에서 벗어난 경우에는, 혈액의 선도가 부족하거나, 혈액의 과도한 활성화가 발생한 것 등이 생각되기 때문에, 시험을 다시 한다.

본 실험에서 혈소판 부착수가 20(개/(4.3×10³ ㎛²)) 이하이면 혈액 적합성이 양호하다고 생각된다.

(3) 피브리노겐 흡착 시험 방법

(a) 샘플의 제조

피브리노겐이 용기에 흡착됨으로써, 실험 결과의 변동이 발생한다. 이 때문에, 시험에 제공하는 개질 기재를 용매에 용해시킨 후, 에이켄 튜브(2호, 에이켄끼자이사 제조)의 내벽에 직접 코팅하였다.

즉, 개질 기재를 적당한 용매에 용해시켰다. 농도는 3 중량％ 정도로 행하는 것이 바람직하다. 에이켄 튜브의 내측에 에폭시 수지를 코팅하고, 80 ℃의 오븐에서 2 시간 동안 가온하고, 열 경화시킨 후, 방열하였다. 에폭시 수지 코팅 부분을 개질 기재 용액으로 재차 코팅하고, 50 ℃의 오븐에서 2 시간 동안 가온하여 건조시키고, 피브리노겐 흡착 시험용 샘플을 얻었다.

(b) 피브리노겐 상대 흡착률의 측정

피브리노겐 PBS(-) 용액(인간 유래 피브리노겐, 시그마 케미컬사 제조)(둘베 코 PBS(-) 분말, 닛스이 세이야꾸사 제조)을 피브리노겐 농도가 1000 ng/㎖가 되 도록 제조하였다. 항인간 피브리노겐 HRP 표지 항체를 PBS(-) 트윈 수용액(PBS(-) 1 ℓ에 폴리옥시에틸렌(20)소르비탄모노라우레이트(ICI사 상표 트윈 20 상당품, 와코 쥰야쿠 고교사 제조)를 50 ㎕ 용해시킨 것)으로 10000배 희석하였다.

건조시킨 각각의 개질 기재 코팅 시험관에 피브리노겐 PBS(-) 용액을 100 ㎕씩 첨가하고, 실온에서 60 분간 방치하였다. 계속해서 PBS(-) 트윈으로 5회 세정하였다. 항피브리노겐 HRP 표지 항체를 100 ㎕씩 첨가하고, 실온에서 추가로 60 분간 방치하였다. PBS(-) 트윈으로 재차 5회 세정하고, TMB 원 솔루션(One Solution)(프로메가사 제조)을 100 ㎕씩 첨가하였다. 실온에서 10 분간 교반하고 발색 상태를 보면서 1N-HCl(시그마 알드리치 재팬사 제조)을 100 ㎕씩 첨가하였다. 시료액을 96 웰 ELISA 플레이트에 옮기고, 플레이트리더(도소사 제조, MPR-A4i II형)로 450 nm의 흡광도를 측정하였다. 흡광도가 높을수록 피브리노겐 흡착량이 많은 것을 나타낸다. 피브리노겐의 상대 흡착률은 1.(2)(a)에서 제조한 폴리메타크릴산메틸 필름을 탈기한 순수한 물에 침지시켜서, 25 kGy의 γ선 조사를 행한 필름의 흡광도를 100으로 했을 때의 시료 샘플의 흡광도의 상대적인 비율(％)이다.

(실시예 1)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％의 에탄올을 함유하는 수용액(이하, 0.1 중량％ 에탄올 수용액으로 기재함)을 이용하여 2.(1)의 절차에 따라서 중공사막의 개질과 멸균을 동시에 행하였다. 그 후, 3.(1)의 절차에 따라서 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사하였다. γ선 조사선량은 28 kGy 였다. 순수한 물로 치환하여 재차 γ선 조사하기 전과 후의 샘플에 대해서 각각 3.(1) 또는 3.(2)의 절차에 의한 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다.

결과는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 개질 기재는 혈액 적합성이 높고, 재차 γ선을 조사하여도 양호한 혈액 적합성을 유지할 수 있는 라디칼 내성이 우수한 개질 기재였다.

(실시예 2)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.01 중량％ 에탄올 수용액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 개질 기재는 혈액 적합성이 높고, 재차 γ선을 조사하여도 양호한 혈액 적합성을 유지한 라디칼 내성이 우수한 개질 기재였다.

(실시예 3)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ n-헥산올 수용액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 개질 기재는 혈액 적합성이 높 고, 재차 γ선을 조사하여도 양호한 혈액 적합성을 유지한 라디칼 내성이 우수한 개질 기재였다.

(실시예 4)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ 1,3-프로판디올 수용액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

(실시예 5)

폴리메타크릴산메틸의 필름에 대하여 2.(2)의 절차에 따라서 0.1 중량％ 에탄올 수용액을 이용하여 개질 필름을 제조하였다. 상술한 방법으로 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사하였다. γ선 조사선량은 28 kGy였다. 순수한 물로 치환, γ선 조사하기 전과 후의 샘플에 대해서 각각 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다.

(실시예 6)

폴리메타크릴산메틸의 필름에 대하여 0.1 중량％ 1,3-프로판디올 수용액을 이용한 것 이외에는, 실시예 5와 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

(실시예 7)

폴리락트산의 필름에 대하여 2.(2)의 절차에 따라서 0.1 중량％ 에탄올 수용액을 이용하여 개질 필름을 제조하였다. 상술한 방법으로 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사하였다. γ선 조사선량은 28 kGy였다. 순수한 물로 치환, γ선 조사하기 전과 후의 샘플에 대해서 각각 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다.

(실시예 8)

폴리락트산의 필름에 대하여 0.1 중량％ 1,3-프로판디올 수용액을 이용한 것 이외에는, 실시예 7과 동일한 조작을 행하여 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때 의 γ선 조사선량은 28 kCy였다.

(실시예 9)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈을 γ선 미조사의 상태로 혈소판 부착 시험에 제공하였다. 그 혈소판 부착수는 0.23(개/4.3×10³ ㎛²)이고, 양호한 혈액 적합성을 나타내었다. 이러한 중공사막 모듈을 이용하여 0.046 중량％(0.01 mol/ℓ)의 에탄올(알드리치사 제조) 수용액을 혈액 도입구 (3)으로부터 넣고, 혈액 도출구 (4)로부터 투석액의 도출구 (9)로 유도하고, 도입구 (8)에 통액하는 순으로 충전하였다. 그 후, 상기 모듈에 γ선을 조사하였다. γ선 조사선량은 27 kGy였다. 상기 모듈의 중공사를 잘라내고, 혈소판 부착 시험을 행하였다. 또한, 포지티브 컨트롤로는 도레이사 제조 인공신장 "필트라이저" BG-1.6U(제품 로트: 91110412)를, 네거티브 컨트롤로는 가와스미 가가꾸사 제조 인공신장 PS-1.6UW(제품 로트: 1Y7335)를 이용하여 혈소판 부착 시험이 성립되어 있는 것을 확인하였다. 이하의 실시예, 비교예도 동일한 것을 사용하고, 혈소판 부착 시험의 성립을 확인하고 행하였다. 결과는 하기 표 2와 같다.

(실시예 10)

0.060 중량％(0.01 mol/ℓ)의 2-프로판올(알드리치사 제조) 수용액을 이용한 것 이외에는 실시예 9와 동일한 조작을 행하고, 혈소판 부착 시험에 제공하였다. 또한, γ선 조사선량은 27 kGy였다. 결과는 표 2와 같다.

(비교예 1)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 2.(1)에 나타내는 절차에서의 개질에 이용하는 알코올 또는 중합체의 수용액 대신에 순수한 물을 충전하고, 그 밖에는 2.(1)에 나타내는 절차에 따라서 멸균을 행하였다. 그 후, 상술한 방법으로 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사하였다. 재차 γ선 조사하기 전과 후의 샘플에 대해서 각각 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다.

결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 기재는 혈액 적합성이 낮았다.

(비교예 2)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ 에틸렌글리콜 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kCy였다.

(비교예 3)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ 프로필렌글리콜 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 개질 기재는 혈액 적합성이 높지만, 재차 γ선을 조사함으로써, 양호한 혈액 적합성을 유지할 수 없는 라디칼 내성이 약한 개질 기재였다.

(비교예 4)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ 글리세린 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

(비교예 5)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ 폴리비닐알코올(알드리치사 제조, 중량 평균 분자량 10000, 친수성 단위 80 ％) 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

(비교예 6)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈에 대하여 0.1 중량％ 폴리비닐피롤리돈 (BASF사 제조, 중량 평균 분자량 1만) 수용액과 0.1 중량％ 에탄올 수용액의 혼합 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 개질 기재는 혈액 적합성이 높지만, 재차 γ선을 조사함으로써, 양호한 혈액 적합성을 유지할 수 없는 라디칼 내성에 약한 개질 기재였다.

(비교예 7)

폴리메타크릴산메틸의 필름에 대하여 2.(1)에 나타내는 절차에서의 개질에 이용하는 알코올 또는 중합체의 수용액 대신에 순수한 물을 충전하고, 그 밖에는 2.(1)에 나타내는 절차에 따라서 순수한 물 중에서 γ선 멸균하였다. 그 후, 상술한 방법으로 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사하였다. 재차 γ선 조사하기 전과 후의 샘플에 대해서 각각 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다.

(비교예 8)

폴리메타크릴산메틸의 필름에 대하여 0.1 중량％ 글리세린 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 7과 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

(비교예 9)

폴리락트산의 필름에 대하여 2.(1)에 나타내는 절차에서의 개질에 이용하는 알코올 또는 중합체의 수용액 대신에 순수한 물을 충전하고, 그 밖에는 2.(1)에 나타내는 절차에 따라서 순수한 물 중에서 γ선 멸균하였다. 그 후, 상술한 방법으로 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사하였다. 재차 γ선 조사하기 전과 후의 샘플에 대해서 각각 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다.

(비교예 10)

폴리락트산의 필름에 대하여 0.1 중량％ 글리세린 수용액을 이용한 것 이외에는, 비교예 9와 동일한 조작을 행하고, 인간 혈소판 부착 시험과 피브리노겐 흡착 시험에 제공하였다. 또한, 순수한 물로 치환하고, 재차 γ선을 조사했을 때의 γ선 조사선량은 28 kGy였다.

(비교예 11)

폴리메타크릴산메틸의 중공사막 모듈을 이용하여 순수한 물을 혈액 도입구 (3)으로부터 혈액 도출구 (4)로 통액시키고, 이어서 투석액측 도출구 (9)로부터 투석액측 도입구 (8)로 통액시키는 순으로 충전하였다. 그 후, 상기 모듈에 γ선을 조사하였다. γ선 조사선량은 27 kGy였다. 상기 모듈의 중공사를 추출하고, 혈소판 부착 시험을 행하였다. 결과는 표 1과 같다. 혈소판 부착수가 매우 많아져, γ선에 의한 변성으로 혈액 적합성이 손상되어 있는 것을 알 수 있었다.

(비교예 12)

0.19 중량％(0.01 mol/ℓ)의 피로아황산나트륨(알드리치사 제조) 수용액을 이용한 것 이외에는 비교예 11과 마찬가지의 조작을 행하고, 혈소판 부착 시험에 제공하였다. 또한, γ선 조사선량은 27 kGy였다. 결과는 표 2와 같다.

Claims

1가의 알코올 수용액, 또는 단량체 또는 그의 중합체 단위에 대해서, 수산기가 결합하고 있는 탄소 사이에 1 이상의 탄소 원자를 갖는 2가 이상이며 분자량이 2000 미만인 알코올 수용액이 기재에 접촉된 상태로 기재에 방사선 조사하는 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

제1항에 있어서, 상기 알코올이 3가 이하의 알코올인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재가 에스테르기 함유 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알코올 수용액의 농도가 0.0001 중량％ 내지 40 중량％인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알코올 수용액 중 및/또는 상기 기재 중에 수용성 고분자가 실질적으로 함유되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에스테르기 함유 중합체가 메타크릴산계 중합체인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메타크릴산계 중합체가 폴리메타크릴산메틸 또는 그의 유도체인 것을 특징으로 하는 개질 기재의 제조 방법.

방사선 멸균 후 개질 기재에 있어서, 물 중에 침지시켜서 25 kGy 내지 35 kGy의 γ선 선량을 조사한 후의 인간 혈소판 부착수가 20개/(4.3×10³ ㎛²) 이하 및 /또는 피브리노겐의 상대 흡착률이 90 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항에 있어서, 에스테르기를 함유하고 소수성기를 갖는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 소수성기가 알칸기인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 폴리메타크릴산메틸 유도체인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 의료용 기재인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 혈액 정화용 모듈의 구성 부재인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 중공사막인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 분리막인 것을 특징으로 하는 개질 기재.

제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혈액 정화용 모듈이 인공신장인 것을 특징으로 하는 개질 기재.