WO2006064810A1 - 有機無機複合ヒドロゲルの製造方法、有機無機複合ヒドロゲルからなる細胞培養基材、及び有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなる防曇材料 - Google Patents

有機無機複合ヒドロゲルの製造方法、有機無機複合ヒドロゲルからなる細胞培養基材、及び有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなる防曇材料 Download PDF

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organic
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composite hydrogel
clay mineral
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Tetsuo Takada
Kazutoshi Haraguchi
Tooru Takehisa
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Kawamura Institute Of Chemical Research
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer and a water-swellable clay mineral, a coating film of the organic-inorganic composite hydrogen, and the coating
  • the present invention relates to a cell culture substrate comprising a membrane, a dried coating film of an organic-inorganic composite hydrogel, and an antifogging coating film having the dried coating strength.
  • polymer composites called nanocomposites have been prepared by combining organic polymers such as polyamide, polystyrene, polypropylene, polyimide, and polyurethane with clay.
  • organic polymers such as polyamide, polystyrene, polypropylene, polyimide, and polyurethane
  • the resulting polymer composite has a finely dispersed clay layer with a large aspect ratio, which is known to effectively improve the elastic modulus, heat distortion temperature, gas permeability, and burning rate. ing.
  • an organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a water-soluble acrylic monomer polymer and a water-swellable clay mineral has been disclosed as a nanocomposite material exhibiting excellent mechanical properties.
  • This organic-inorganic composite hydrogel has excellent mechanical properties not found in other gels, and is expected to be applied to various applications. In application development for various applications, it is often required to form organic-inorganic composite hydrogenoles in the form of thin films, films, etc., patterns, or layers. By forming an organic-inorganic composite hydrogel using energy rays, it becomes easy to form these shapes and forms.
  • the polymer composite is allowed to stand for several tens of minutes to several tens of hours at a constant temperature, for example, room temperature, with oxygen in the polymerization solution removed. Therefore, there has been a demand for further simplification of the process and reduction of production time.
  • Patent Document 1 JP 2002-053762 A
  • Patent Document 2 JP-A-2004-143212
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a production method capable of realizing an organic-inorganic composite hydrogel having excellent mechanical properties in a method for producing an organic-inorganic composite hydrogel using energy rays, and to use the obtained organic-inorganic composite hydrogel. It is to provide an anti-fogging coating film and a cell culture substrate.
  • the polymerization reaction starts from the photopolymerization initiator portion interposed around the water-swellable clay mineral (b), and the water-soluble organic monomer (a)
  • the water-swellable clay mineral (b) is well-bonded and the water-soluble organic monomer (a) polymer is a three-dimensional bridge between the water-swellable clay mineral (b).
  • the present invention is a method for producing an organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b).
  • a water-insoluble polymerization initiator (d) is dispersed in an aqueous medium (c), and the water-soluble organic monomer (a) is dispersed in the resulting dispersion in the presence of a water-swellable clay mineral (b).
  • the present invention provides a method for producing an organic-inorganic composite hydrogel that is reacted by irradiation with energy rays.
  • the present invention also provides a method for producing a coating film having an organic-inorganic composite hydrogel force having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b). Law,
  • An energy ray-curable composition comprising a water-soluble organic monomer (a), a water-swellable clay mineral (b), and a dispersion obtained by dispersing a water-insoluble polymerization initiator (d) in an aqueous medium (c).
  • the present invention provides a method for producing a coating film having an organic-inorganic composite hydrogel force in which (X) is applied on a substrate and then irradiated with energy rays.
  • the present invention also provides a coating film having a dry body strength of an organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b).
  • a manufacturing method comprising:
  • An energy ray-curable composition comprising a water-soluble organic monomer (a), a water-swellable clay mineral (b), and a dispersion obtained by dispersing a water-insoluble polymerization initiator (d) in an aqueous medium (c).
  • (X) is applied onto a substrate, then irradiated with energy rays to form an organic-inorganic composite hydrogel coating film, and then the organic-inorganic composite hydrogel coating power is removed in the next step.
  • the present invention provides a method for producing a coating film that has physical strength.
  • the present invention also provides a cell culture substrate comprising an organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b). It is to provide.
  • the present invention also provides a protective material comprising a dried organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b).
  • a cloudy material is provided.
  • the organic-inorganic composite hydrogel is not easily affected by oxygen when it is polymerized, facilities and processes for removing oxygen are not required, so that the organic-inorganic composite hydrogel can be easily used. Can be manufactured. Furthermore, it can be produced in a very short time by polymerization by irradiation with energy rays. In addition, polymerization, which is susceptible to the influence of oxygen on polymerization, has the characteristic that it can be completed in a very short time. The resulting organic-inorganic composite hydrogel and its dried product have a clay mineral content in a wide range of clay mineral content. Can be uniformly dispersed in the organic polymer, and excellent mechanical properties and flexibility can be realized.
  • the organic-inorganic composite hydrogel coating film or the dried coating film of the present invention is a coating film
  • the clay mineral is uniformly dispersed in the organic polymer in a wide range of clay mineral content
  • the organic inorganic Since the composite hydrogel exhibits excellent mechanical properties and flexibility, it is useful as a medical and nursing tool and various industrial materials.
  • the cell culture substrate having the organic-inorganic composite hydrogel force of the present invention has excellent flexibility and toughness, it is stable while maintaining its shape when the cultured cells are transferred together with the substrate.
  • the cultured cells can be transferred.
  • a cell culture substrate in which hydrophilicity and hydrophobicity reversibly change depending on the external environment exhibits excellent adhesion to cells under hydrophobic conditions.
  • adhesion to cells can be reduced, so cells can be detached without the use of protein hydrolases such as trypsin or chemicals, resulting in cell damage or substrate peeling. Cells can be easily recovered without causing contamination.
  • the change from hydrophobic to hydrophilic or from hydrophilic to hydrophobic is rapid, there is little effect on the cells when changing the external environment including temperature.
  • the anti-fogging coating film comprising the dried organic-inorganic composite hydrogel of the present invention has excellent mechanical properties and anti-fogging properties in which clay minerals are uniformly dispersed in an organic polymer in a wide range of clay mineral content. In addition to exhibiting properties and the like, it has good adhesion to various base materials, so it is used as a medical and nursing tool and various industrial materials.
  • the water-soluble organic monomer (a) used in the present invention has the property of dissolving in water, interacts with the water-swellable clay mineral (b) that can be uniformly dispersed in water, and is polymerized by irradiation with radiation.
  • those having functional groups capable of forming hydrogen bonds, ionic bonds, coordinate bonds, covalent bonds, etc. with clay minerals are preferred.
  • Specific examples of water-soluble organic monomers having these functional groups include water-soluble organic monomers having an amide group, amino group, ester group, hydroxyl group, tetramethylammonium group, silanol group, epoxy group, and the like. Among them, water-soluble organic monomers having an amide group are preferable.
  • the water referred to in the present invention includes a mixed solvent with an organic solvent miscible with water, the main component of which is water.
  • water-soluble acrylic monomers which are preferred for water-soluble acrylic monomers
  • water-insoluble initiators can be dispersed more finely and uniformly, and are affected by oxygen during polymerization due to energy lines.
  • An organic-inorganic hybrid hydrogen having more excellent physical properties can be obtained.
  • Preferred examples of such water-soluble organic monomers (a) include N-substituted acrylamide derivatives, N, N-disubstituted acrylamide derivatives, N_substituted methacrylamide derivatives, N, N_ disubstituted methacrylamide derivatives.
  • acrylic monomers of the following formulas (1) to (6) are used.
  • R is a hydrogen atom or methyl group
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or carbon
  • R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R is an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms
  • the above water-soluble organic monomers may be used in a mixture of one or more depending on the required mechanical properties and chemical properties.
  • copolymerization monomers for example, acryl-based monomers having an anion group such as a sulfone group or a carboxyl group, quaternary ammonium groups, etc., to such an extent that the physical properties of the organic-inorganic composite hydrogel are not affected.
  • Acrylic monomers having such cationic groups An acrylic monomer having a zwitterionic group having a quaternary ammonium group and a phosphate group, an acrylic monomer having an amino acid residue having a force lpoxyl group and an amino group, an acrylic monomer having a sugar residue, and a hydroxyl group
  • Acrylic monomers having polyethylene glycol, acrylic monomers having polypropylene glycol chains, amphiphilic acrylic monomers having a hydrophilic chain such as polyethylene glycol and a hydrophobic group such as a noluphenyl group, polyethylene glycol diatari Rate, N, N'-methylenebisacrylamide, etc. can be used in combination.
  • the polymer of the water-soluble organic monomer (a) in the present invention is not limited as long as it can form a three-dimensional network structure with the water-swellable clay mineral (b) to form a stable organic-inorganic composite hydrogel. It is possible to use acrylic compounds composed of the above-exemplified monomers, and bull compounds. Examples of such polymers of water-soluble organic monomers (a) include poly (N-isopropylacrylamide), poly (N_n-propylacrylamide), poly (N-cyclopropylmethacrylamide), and poly (N-isopropylmethacrylate).
  • Examples of the water-swellable clay mineral (b) used in the present invention include a swellable clay mineral that can be peeled in layers, and preferably swells uniformly in water or a mixed solution of water and an organic solvent.
  • Dispersible clay minerals particularly preferably inorganic clay minerals that can be uniformly dispersed in water at a molecular (single layer) or close to that level, are used.
  • water-swellable smectite or water-swellable mica can be used.
  • water-swellable hectorite containing sodium as an interlayer ion, water-swellable montmorillonite, water-swellable saponite, water-swellable compound Mica is mentioned. You may mix and use these clay minerals.
  • the mass ratio (b) / (a) between the water-swellable clay mineral (b) and the water-soluble acrylic monomer (a) is 0.01 to: 10 is preferred 0.03 to 5 is more preferred 0.05 to 3 is particularly preferred. If the mass ratio (b) / (a) is less than 0.01 However, the mechanical properties of the resulting organic-inorganic composite hydrogel are insufficient, and if it exceeds 10 again, dispersion of clay minerals becomes difficult.
  • the aqueous medium (c) used in the present invention may contain a water-soluble acrylic monomer (a), a water-swellable clay mineral (b), etc., and has good mechanical properties by polymerization with energy rays. It is not particularly limited as long as an inorganic-inorganic composite hydrogel is obtained.
  • water or an aqueous solution containing a water-miscible solvent and / or other compound may be used.
  • preservatives and antibacterial agents, coloring agents, fragrances, enzymes, proteins, sugars, amino acids It can contain cells, DNAs, salts, water-soluble organic solvents, surfactants, leveling agents and the like.
  • Examples of the water-insoluble polymerization initiator (d) used in the present invention include acetophenones such as p_tert_butyltrichloroacetophenone, benzophenones such as 4,4'-bisdimethylaminobenzobenzoenone, 2 — Ketones such as methylthioxanthone, benzoin ethers such as benzoin methyl ether, ⁇ -hydroxy ketones such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, phenylaryoxylates such as methyl benzoylformate, And the like.
  • acetophenones such as p_tert_butyltrichloroacetophenone
  • benzophenones such as 4,4'-bisdimethylaminobenzobenzoenone
  • 2 Ketones such as methylthioxanthone
  • benzoin ethers such as benzoin methyl ether
  • ⁇ -hydroxy ketones such as hydroxycyclohex
  • water-insoluble as used herein means that the amount of polymerization initiator dissolved in water is 0.5% by mass or less. If the solubility in water is high, the mechanical properties of the resulting organic-inorganic composite hydrogel tend to be insufficient.
  • the organic monomer (a) and the water-swellable clay are dispersed in the dispersion. It is important to polymerize by irradiating energy rays in the state of coexisting with mineral (b). At this time, in order to disperse the polymerization initiator (d) in the aqueous medium (c), it is preferable to disperse (d) in a state dissolved in the solvent (e).
  • mechanical properties and organic-inorganic composite hydrogel can be obtained by irradiation with energy rays.
  • the mechanical properties of the resulting organic-inorganic composite hydrogel may be deteriorated or the linear polymer may be eluted.
  • the solvent (e) of the present invention includes a water-soluble solvent capable of dissolving the water-insoluble polymerization initiator (d), or a water-insoluble polymerization initiator (d) dissolved in the HLB (hydrophilic and hydrophobic balance).
  • the value is 8 or more
  • the acrylic monomer (el) can be used.
  • the HLB value here is a value obtained according to the Davis equation (“Surfactant Properties, Application, Chemical Ecology”, edited by Fumio Kitahara, Kodansha, 1979, p24-27).
  • polypropylene glycol diathalate such as tripropylene glycol diatalate
  • polyethylene glycol diathalate polypropylene glycol acrylate such as pentapropylene glycol acrylate
  • polyethylene glycol acrylate methoxy ester
  • Methyl polyethylene glycol acrylates such as til acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, nonylphenol polyethylene glycol acrylates, N-substituted acrylates such as dimethylacrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate , Etc.
  • the acrylic monomer as the solvent (e) has an HLB value of 8 or more because it is excellent in solubility or dispersibility in the aqueous medium (c).
  • These acrylic monomers can be used by mixing one or more kinds.
  • a water-insoluble polymerization initiator (d) that can dissolve the water-insoluble polymerization initiator (d), and a water-soluble solvent (e2) of a certain level or more can be used.
  • the water-soluble solvent mentioned here is preferably a solvent that can dissolve 50 g or more per 100 g of water. If the solubility in water is less than 50 g, the dispersibility of the water-insoluble polymerization initiator (d) in the aqueous medium (c) decreases, and the resulting organic-inorganic composite hydrogel has low mechanical properties. There is.
  • water-soluble solvent (e2) examples include amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide, alcohols such as dimethyl sulfoxide, methanol, and ethanol, and tetrahydrofuran. Moreover, you may mix and use these solvents.
  • the mass i (d) / (e) of the polymerization initiator (d) and the solvent (e) in a solution in which the water-insoluble polymerization initiator (d) is dissolved in the solvent (e) is 0.001 It is preferably ⁇ 0.1, more preferably 0.01 ⁇ 0.05. If it is not less than 001, the amount of radicals generated by irradiation with energy rays can be sufficiently obtained, so that the polymerization reaction can proceed favorably. If it is not more than 0.1, coloring by an initiator and odor can be prevented. Costs can be reduced with virtually no occurrence.
  • the dispersion amount of the solution obtained by dissolving the polymerization initiator (d) in the solvent (e) is such that the water-soluble organic monomer (a), the water-swellable clay mineral (b), the aqueous solvent (c), Total mass of polymerization initiator (d) and solvent (e)
  • the content is preferably 0.1% by mass to 5% by mass, and more preferably 0.2% by mass to 2% by mass.
  • the amount of dispersion is 0.1% by mass or more, polymerization is sufficiently initiated, and when it is less than 5% by mass, it is caused by generation of a linear polymer not involved in the organic-inorganic composite hydrogel or an increase in the polymerization initiator in the gel. Odor generation and further problems such as agglomeration of the once dispersed polymerization initiator or a solution of the polymerization initiator and the solvent (e) can be reduced, and a uniform organic-inorganic composite hydrogel can be obtained.
  • a solution in which a polymerization initiator (d) is dissolved in a solvent (e) is dispersed in an aqueous medium (c) to 1 ⁇ m or less. It is preferable to be 0.1 am or less, and 0.01 ⁇ m or less is most preferable. If it is 1 ⁇ m or less, the reaction solution becomes uniform, and the uniformity and transparency of the organic-inorganic composite hydrogel can be improved immediately.
  • the energy beam used in the present invention an electron beam, I beam, X rays, ultraviolet rays, or the like can be used visible light. Among them, it is preferable to use ultraviolet rays because of the simplicity of equipment and handling.
  • the intensity of the irradiated ultraviolet light is preferably 10 to 500 mW / cm2, and the irradiation time is generally about 0.1 to 200 seconds.
  • oxygen acts as an inhibitor of polymerization, but in the present invention, it is not always necessary to prepare a solution and perform polymerization by irradiation with energy rays in an atmosphere in which oxygen is cut off. Can be done. However, it may be desirable that the polymerization rate can be further increased by performing ultraviolet irradiation in an inert gas atmosphere.
  • the method for producing the organic-inorganic composite hydrogel of the present invention comprises a water-soluble organic monomer (a), a water-swellable clay mineral (b), an aqueous medium (c), a polymerization initiator (d), and a solvent (e).
  • the reaction solution containing is shaped into any shape (for example, plate, sheet, thin film, rod, sphere, thread, hollow fiber, etc.), irradiated with energy rays, and polymerized the water-soluble organic monomer (a).
  • a sheet-like or continuous sheet-like organic-inorganic composite hydrogel can be produced.
  • an organic-inorganic composite hydrogel having an arbitrary pattern can be produced by applying the reaction solution to a support and irradiating it with energy rays through a mask.
  • the pattern size can be as fine as a micrometer level or less.
  • the production method of the present invention is suitable for the formation of a coating film composed of an organic-inorganic composite hydrogel, and contains a water-soluble organic monomer (a), a water-swellable clay mineral (b), and an aqueous medium (c).
  • a water-soluble organic monomer a
  • b a water-swellable clay mineral
  • c an aqueous medium
  • the film is washed as necessary, and then the solvent is removed by drying or the like, whereby a coating film made of a dried organic-inorganic composite hydrogel can be manufactured.
  • the cell culture substrate of the present invention comprises an organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b). Those composed of an organic-inorganic composite hydrogel formed by irradiation with energy rays are preferred.
  • the water-soluble organic monomer (a) and the water-swellable clay mineral (b) used here are the same as those described above.
  • the water-soluble organic monomer (a) the obtained cell culture substrate power can be easily separated, so that a polymer having both hydrophobicity and water-soluble or water-absorbing hydrophilic properties can be obtained. It is effective to be.
  • the hydrophilicity and hydrophobicity of the polymer in an aqueous solution vary with temperature, pH, solute concentration, and solvent composition.
  • a polymer having a lower critical solution temperature (hereinafter abbreviated as LCST) that becomes hydrophobic at a critical temperature (Tc) or higher, or a hydrophilic polymer at a temperature higher than Tc.
  • a polymer having an upper critical solution temperature (hereinafter abbreviated as UCST) is more preferably used.
  • a solute concentration for example, at a certain temperature
  • a polymer that becomes hydrophobic when the concentration of sodium chloride in the solvent exceeds a certain concentration and becomes hydrophilic when the concentration is less than a certain concentration is also preferably used.
  • a solvent composition for example, at a certain temperature.
  • a polymer that is hydrophobic when the methanol concentration relative to water in the solvent is a certain level or more and is hydrophilic when the concentration is below a certain level is also preferably used.
  • the organic-inorganic composite hydrogel used for the cell culture substrate of the present invention has a three-dimensional network structure in which the polymer of the water-swellable clay mineral (b) and the water-soluble organic monomer (a) is used. Therefore, after culturing the cells, the organic-inorganic composite hydrogel force has a characteristic of maintaining a shape that cannot be destroyed when the cells are detached.
  • the organic-inorganic composite hydrogel used for the cell culture substrate of the present invention can move without destroying the cultured cell sheet when it is necessary to move the cells to the next experimental position after culturing.
  • the organic-inorganic composite hydrogel can realize a material having a tensile elasticity modulus of 1 kPa or more, a tensile strength of 2 OkPa or more, and a breaking elongation of 50% or more at a moisture content of 90%. It can be preferably used. If the tensile modulus is 5 kPa or more, the tensile strength is 50 kPa or more, and the elongation at break is 50% or more, the preferred tensile modulus is 10 kPa or more, the tensile strength is 80 kPa or more, and the elongation at break is 100% or more. Even better.
  • An organic-inorganic composite hydrogel having such mechanical properties can obtain a surface state suitable for cell culture.
  • the organic-inorganic composite hydrogel having such mechanical properties under the condition of moisture content of 90% retains excellent mechanical properties even in a hydrophobic state when cell culture is performed. Regardless of shape, it exhibits excellent shape stability, handleability and mobility.
  • the organic-inorganic composite hydrogel is hydrophilic and hydrophobic depending on external environmental conditions due to the polymer of the water-soluble organic monomer (a) forming a three-dimensional network structure.
  • the cell culture substrate made of the organic-inorganic composite hydrogel is capable of suitably culturing cells, and easily and rapidly exfoliates and collects cultured cells without causing destruction of the cultured cells or exfoliation and mixing of the substrate. Can do.
  • the organic-inorganic composite hydrogel used for the cell culture substrate of the present invention is obtained by irradiating the water-soluble organic monomer (a) with radiation in the presence of a water-swellable clay mineral uniformly dispersed in water.
  • the water-soluble organic monomer (a) is obtained by polymerization, and the polymerization by irradiation is usually performed using a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is uniformly dispersed, particularly the water-swellable clay mineral (b) which is uniformly dispersed in water or the vicinity thereof. It is more preferable that the particles are uniformly distributed on the side.
  • an organic-inorganic composite hydrogel in which the water-swellable clay mineral (b) is uniformly dispersed can be obtained, and a cell culture substrate having excellent cell culture ability can be obtained. It can.
  • the method for uniformly dispersing the polymerization initiator is as described above.
  • the cells that can be cultured using the cell culture substrate of the present invention are not particularly limited as long as they are human and animal tissue cells.
  • vascular cells, fibroblasts, muscle cells, gods Examples include trans cells, chondrocytes, osteoblasts, hepatocytes, spleen cells, and corneal cells.
  • vascular endothelial cells, dermal fibroblasts, hepatocytes, hepatoma cells, chondrocytes and the like are preferably used.
  • the present invention can be suitably used for culturing dermal fibroblasts, vascular endothelial cells, chondrocytes and the like.
  • the organic-inorganic composite hydrogel used for the cell culture substrate of the present invention is used alone, or a support having a smooth or uneven surface such as metal, ceramic, plastic, cloth, nonwoven fabric, paper, and wood. Used by coating. In addition, because of its high mechanical properties, it can be formed into various shapes, and can be used in the form of a sheet, fiber, hollow fiber, or sphere.
  • the polymer hydrogel coated on the support may be finally peeled off from the support or may be used while being integrated with the support.
  • the cell culture substrate having various sizes and shapes can be obtained by changing the shape of the polymerization vessel at the time of polymerization or by cutting the gel after polymerization.
  • a cell culture substrate having an arbitrary shape such as a fibrous shape, a rod shape, a flat plate shape, a cylindrical shape, a hollow shape, a spiral shape, or a spherical shape.
  • the cell culture substrate of the present invention is preferably used by being laminated on a non-hydrophilic support such as plastic or glass petri dish generally used for cell culture.
  • a non-hydrophilic support such as plastic or glass petri dish generally used for cell culture.
  • Such a laminated member may be polymerized on the upper part of the support and used for cell culture as it is, or after polymerization in another container, it may be filled on the surface of the substrate and used for cell culture.
  • the organic-inorganic composite hydrogel used for the cell culture substrate of the present invention has a feature that it can be formed in any thickness when formed into various shapes, and is used particularly by coating on a support.
  • a thickness of 1000 ⁇ m or less after irradiation is preferably used. More preferably, those having 10 to 500 ⁇ are used.
  • a known and commonly used organic crosslinking agent may be used at the time of polymerization for the purpose of improving the properties.
  • concentration of the organic crosslinking agent to be used is not particularly limited and can be selected according to the purpose.
  • organic crosslinking agents examples include conventionally known ⁇ , N'-methylenebisacrylamide, ⁇ , ⁇ , -propylene bisacrylamide, di (acrylamidomethyl) ether, 1,2-diacrylamide ethylene glycol, 1, 3 _ Bifunctional compounds such as diacryloylethyleneurea, ethylenediatalylate, N, N'-dialyl tartardiamide, ⁇ , ⁇ , and bis-atallyl cystamine, triaryl cyanurate, triaryl noisocyanurate, etc.
  • a trifunctional compound can be illustrated.
  • the cell culture substrate of the present invention is obtained by forming an organic-inorganic composite hydrogel on a support, washing it as necessary, and then drying it while attached to the support.
  • the culture substrate can be dried.
  • the organic-inorganic composite hydrogel formed on the support can be peeled off from the support, washed as necessary, and dried to obtain a dried cell culture substrate.
  • the cell culture substrate of the present invention By making the cell culture substrate of the present invention into a dried product, a surface state suitable for cell culture can be obtained. Further, when the cell culture substrate is used as a cell culture substrate, the cell culture substrate dried product is immersed in a liquid medium for cell culture so that the medium solution is absorbed and the cell culture substrate having a water content suitable for cell culture is obtained. It is easy to make a material. The moisture content at this time is different from the moisture content of the cell culture substrate before drying, and the water-soluble organic monomer polymer in the organic-inorganic composite hydrogel constituting the cell culture substrate and the clay mineral.
  • the ratio and reversibly changing the state of the organic-inorganic composite hydrogel between hydrophilic and hydrophobic it can be arbitrarily controlled in a wide range.
  • the water content is controlled to be suitable for cell culture.
  • a solvent having a mass ratio of 0.01 to 5 is used, and more preferably 0.0 :! to 1 is used. If the mass ratio is within this range, the organic-inorganic composite hydrogel
  • the surface state is suitable for cell culture because of its smoothness and water content, and can exhibit excellent culture characteristics for various types of cells.
  • the sterilization step can be performed by irradiation, steam sterilization, gas sterilization, etc., on the organic-inorganic composite hydrogel.
  • irradiation with gamma rays or the like is more preferably used, and in particular, it can be preferably performed on a dried polymer hydrogel. This makes it possible to sterilize the cell culture substrate without greatly reducing the properties of the organic-inorganic composite hydrogel and without leaving any substances that adversely affect the cells.
  • an additive containing a high molecular compound or a low molecular compound in addition to the polymer of the water-soluble organic monomer is included as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • cell adhesion factors such as collagen and hyaluronic acid, cell growth factors, hydroxyapatite particles and the like can be added.
  • the cell culture substrate of the present invention is obtained by polymerizing the water-soluble organic monomer (a) in the presence of the water-swellable clay mineral (b) uniformly dispersed in water.
  • Organic-inorganic composite hydrogel force with a three-dimensional network structure.
  • a clay mineral can be uniformly dispersed in the organic-inorganic composite hydrogel, and the organic-inorganic composite hydrogel can be controlled to a state suitable for cell adhesion and extension. And has excellent culture performance.
  • it since it has excellent flexibility and toughness, it is possible to transfer stably cultured cells while maintaining the shape when transferring the cultured cells together with the substrate.
  • co-culturing is performed after the initial cell culture, it is possible to perform re-cultivation without contamination by the culture medium or chemicals.
  • the organic-inorganic composite hydrogel coating film obtained by polymerizing the water-soluble organic monomer (a) with an energy beam can preferably exhibit the above-described excellent characteristics even when it is a thin film or a film shape.
  • the antifogging material of the present invention comprises a dried organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure composed of a water-soluble organic monomer (a) polymer and a water-swellable clay mineral (b). It can be easily manufactured by the above manufacturing method.
  • the antifogging material of the present invention comprises an electrostatic interaction, an interaction of a hydrophobic moiety, a hydrogen bond, and a coordinate bond between a polymer of a water-soluble organic monomer (a) and a water-swellable clay mineral (b). It is surmised that the mechanical properties (surface hardness), transparency, and antifogging properties are extremely excellent due to interactions such as these, or a combination of these interactions.
  • the water-soluble organic monomer (a) and the water-swellable clay mineral (b) used here are the same as those described above.
  • the water-soluble organic monomer (a) is used for energy ray polymerization.
  • Water-soluble acrylic monomers can be suitably used because of the ease of production and the properties of the resulting gel.
  • acrylamide, methacrylamide, or derivatives thereof can be preferably used, and more desirably, those represented by the above formulas (1) to (6).
  • At least one monomer selected from acrylic monomers can be preferably used.
  • acrylic monomers By using these acrylic monomers, the water-insoluble photopolymerization initiator used during polymerization can be dispersed more finely and uniformly, so that it is more resistant to the effects of oxygen during polymerization by energy rays and has better physical properties. An antifogging material is obtained.
  • the thickness of the dried body of the organic-inorganic composite hydrogel is preferably in the range of 1 to 500 ⁇ m. 1 to 100 xm is preferable. More preferably, it is 50 zm. A film of this thickness can provide a uniform and sufficient strength film, and it is easy to peel off from the substrate if the gel is deformed during drying. It can exhibit haze.
  • the dried organic-inorganic composite hydrogel can be easily laminated with other base materials, it is possible to suitably impart antifogging properties to the surface of the base material. Lamination with other base materials thus, it is possible to easily form a coating film by performing energy ray polymerization on another substrate.
  • the base material used in the antifogging material of the present invention is preferably a transparent base material from the viewpoint of maintaining antifogging property, that is, transparency.
  • a transparent base material from the viewpoint of maintaining antifogging property, that is, transparency.
  • Examples include glass such as glass and mirrors, and transparent plastics such as polycarbonate and polyethylene.
  • the dried organic-inorganic composite hydrogel formed on the substrate can be brought into direct contact with and integrated with the surface of the transparent substrate, and a transparent primer layer, adhesive layer or the like can be provided between them. May be integrated. It is desirable that the adhesive layer is a hydrophobic polymer made of a polymer of a hydrophobic acrylic monomer in terms of ease of production and adhesive strength.
  • the hydrophobic polymer is preferably a hydrophobic polymer composed of a polymer of a hydrophobic acrylic monomer because of its excellent adhesion to the dried organic-inorganic composite hydrogel.
  • the hydrophobic acrylic monomer include, for example, an acrylic ester having one or more attalyloyl groups in one molecule, an epoxy ester of acrylic acid, or a urethane oligomer having one or more allyloyl groups in one molecule. Etc.
  • the antifogging material of the present invention can widely adjust the hardness of the dried body of the organic-inorganic composite hydrogel according to requirements such as abrasion resistance, and the surface hardness is a viewpoint of ordinary handling ease. Therefore, it is desirable that the surface pencil hardness is HB or more, and it is particularly desirable that the surface pencil hardness is H or more.
  • the antifogging material of the present invention can adjust its antifogging property by appropriately adjusting the degree of hydrophilicity (water contact angle) of the dry surface of the organic-inorganic composite hydrogel.
  • the water contact angle of the dried body surface of the organic-inorganic composite hydrogel is 40 ° or less, and more desirably 20 ° or less.
  • the degree of hydrophilicity of the dried gel layer is appropriately selected from the type of the polymer of the water-soluble organic monomer (a) and the copolymer of the polymer of the water-soluble organic monomer (a) and other hydrophobic polymers. It is possible to prepare by S.
  • the dried organic-inorganic composite hydrogel is a homogeneous film in which clay minerals are uniformly dispersed in an organic polymer in a wide range of clay mineral content.
  • the dried organic / inorganic composite hydrogel has excellent adhesion to the substrate, and particularly the organic / inorganic composite hydrogel.
  • a product obtained by covalently bonding a dried product and a hydrophobic polymer has extremely excellent adhesion.
  • the polymerization can be completed in a very short time and a homogeneous film can be formed, it has a very high production efficiency and is used as a medical and nursing tool and various industrial materials.
  • N, N-dimethylacrylamide (manufactured by Kojin Co., Ltd.) 2g as water-soluble organic monomer (a)
  • reaction solution (1) 0.8 g of Laponite XLG (manufactured by Rockwood Additives Ltd.) as the clay mineral (b) and 20 g of water as the aqueous medium (c) were uniformly mixed to prepare a reaction solution (1).
  • Laponite XLG manufactured by Rockwood Additives Ltd.
  • a rod-shaped organic-inorganic composite hydrogel (1) was produced by polymerizing N, N-dimethylacrylamide by irradiating ultraviolet rays having an intensity of 40 mW / cm 2 for 120 seconds.
  • N-isopropylacrylamide manufactured by Kojin Co., Ltd.
  • water-soluble organic monomer 2.3 g
  • Laponite XLG manufactured by Rockwood Additives Ltd.
  • b clay mineral
  • water as aqueous medium 20 g was uniformly mixed to prepare a reaction solution (2).
  • a rod-shaped organic-inorganic composite hydrogel (2) was prepared by polymerizing N-isopropylacrylamide by irradiating UV light of / cm 2 for 120 seconds.
  • 2-Methoxyethyl acrylate (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as water-soluble organic monomer (a) 2. 6 g, Laponite XLG (made by Rockwood Additives Ltd.) as clay mineral (b) 1.
  • reaction solution (3) 6 g and 20 g of water as the aqueous medium (c) were uniformly mixed to prepare a reaction solution (3).
  • N, N-dimethylacetamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 95 g as the solvent (e), 1-hydroxycyclohexylsulfuryl ketone “Ilaki Yua” as the water-insoluble polymerization initiator (d)
  • a solution (3) was prepared by uniformly mixing 5 g of “184” (manufactured by Chiba Gaigi Co., Ltd.).
  • 80% of the solution (3) was added to the total amount of the reaction solution (3), dispersed uniformly with an ultrasonic disperser, and then placed on a glass plate to a thickness of 150 xm using a bar coater.
  • the film was applied and irradiated with ultraviolet rays having an ultraviolet intensity of 40 mWZcm 2 at 365 nm for 120 seconds to polymerize 2-methoxyethyl acrylate to prepare a coating film of an organic-inorganic composite hydrogel (3).
  • the obtained gel was colorless and transparent visually.
  • the gel prepared above was visually colorless and transparent.
  • the width of the grooves was about 200 / m.
  • N, N dimethylacrylamide (manufactured by Kojin Co., Ltd.) 2 g as a water-soluble organic monomer, Laponite XLG (manufactured by Rockwood Additives Ltd.) 0.8 g as a clay mineral, and peroxo as a water-soluble polymerization initiator (peroxide) Potassium disulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.02 g and 20 g of water as an aqueous medium were uniformly mixed in air without blocking oxygen to prepare a reaction solution (1 ′).
  • reaction solution (1 ') was sealed in a glass tube having an inner diameter of 5.5 mm in air that did not block oxygen, and left standing (polymerization) in a 20 ° C water bath for 15 hours.
  • the gel became a force that could not be obtained just because the solution became slightly viscous.
  • N-isopropylacrylamide (manufactured by Kojin Co., Ltd.) 2.3 g as a water-soluble organic monomer, Laponite XLG (manufactured by Rockwood Additives Ltd.) 0.8 g as a clay mineral, water-soluble heavy 2-hydroxy-1 [4 (2-hydroxyethoxy) phenyl] as a initiator 1
  • Propan “Irgacure 1 2959” manufactured by Ciba Gaigi Co., Ltd.
  • water 20 g as an aqueous medium are mixed uniformly.
  • a reaction solution (2 ′) was prepared.
  • the reaction solution (2 ') was sealed in a glass tube having an inner diameter of 5.5 mm, and irradiated with ultraviolet rays having an ultraviolet intensity of 40 mW / cm 2 at 365 nm for 120 seconds to polymerize N-isopropylacrylamide.
  • the obtained genore was visually milky white and opaque. Measurement was attempted using a tensile tester (AGS-H type, manufactured by Shimadzu Corporation), but the gel was too weak to measure.
  • N-isopropylacrylamide (manufactured by Kojin Co., Ltd.) as a water-soluble organic monomer (a) 2.23g, Laponite XLG (manufactured by Rockwood Additives Ltd.) as a clay mineral (b) 0.8g, water 20g as an aqueous medium (c) Were uniformly mixed to prepare a reaction solution (5).
  • the sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) is slightly swollen in water at 20 ° C to adjust the water content to 90%, the sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) is not damaged. like And peeled from the PET film.
  • the tensile breaking strength was 95 kPa and the breaking elongation was 1010%.
  • Moisture adhering to the surface of the sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) is removed and removed, and then the surface of the sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) is 20 ° C and 50 ° C.
  • the contact angle of C with respect to water was measured using a contact angle measuring device (“CA_X200” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
  • the water contact angle at each temperature was 30 ° at 20 ° C and 60 ° at 50 ° C. From this, it was confirmed that the obtained sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) exhibits both hydrophilic and hydrophobic properties depending on the temperature conditions.
  • the sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) is immersed in 2 L of ultrapure water at 20 ° C for 2 days to swell the hydrogel, then taken out, and then ultrapure water at 50 ° C. It was immersed in 1 L for 2 days to shrink the hydrogel and then removed. The purification operation by washing was repeated three times, and then the purified sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (5) was cut into a diameter of 8 cm to obtain a cell culture substrate (A). It was transferred to a dish for cell culture ("Falcon 3003" manufactured by Betaton "Dickinson" Loveware), covered, and allowed to stand at 37 ° C. All operations from the purification to the transfer of the cell culture substrate (A) into the cell culture dish were performed in a clean bench.
  • cells were cultured.
  • human hepatic epithelial cell-derived cancer cells HepG2 Itoda cell line (manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) were used.
  • the culture uses a minimum 'essential' Eagle medium (manufactured by SIGMA) (containing pyruvic acid (manufactured by ICN) and non-essential amino acids (manufactured by ICN) as additives) containing 10% ushi fetal serum (manufactured by ICN).
  • SIGMA minimum 'essential' Eagle medium
  • ICN pyruvic acid
  • ICN non-essential amino acids
  • the test was performed in a 37 ° C incubator containing 5% carbon dioxide.
  • Two dishes containing the cell culture substrate (A) were prepared and seeded simultaneously under the same conditions.
  • One week after seeding one dish containing this cell culture substrate (A) was left in a constant temperature bath at 20 ° C for 5 minutes, and then the surface was placed on an optical microscope. As a result, it was confirmed that the cells adhered to the cell culture substrate (A) and proliferated sufficiently.
  • the whole cell culture substrate (A) was removed from the dish containing the other cell culture substrate (A) that had been cultured, and the cells were tempered and kept at 20 ° C. It was transferred to a tissue culture dish containing a minimum essential 'Eagle' medium containing 10% of fetal bovine serum. The cells were allowed to stand at 20 ° C.
  • the extracted cells were treated with trypsin and EDTA to separate each cell into individual states and then trypan blue staining to measure the number of viable cells. It was confirmed that the number of cells that had been 6 increased to 1.9 ⁇ 10 8 after culture.
  • Cells were cultured using the cell culture dish containing the cell culture substrate (A) obtained in Example 5 above. Normal human skin fibroblasts (Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) were used as cells to be cultured. Cultivation was performed in a 37 ° C incubator containing 5% carbon dioxide using CS-C medium (Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.). Two dishes containing the cell culture substrate (A) were prepared and seeded simultaneously under the same conditions. One week after seeding, one dish containing the cultured cell culture substrate (A) was left in a 20 ° C constant temperature bath for 5 minutes, and the surface was observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that the cells adhered to the cell culture substrate (A) and proliferated sufficiently.
  • CS-C medium Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.
  • the CS-C medium that had been kept at 20 ° C was removed from the dish containing the other cell culture substrate (A) in which the cells were cultured and the whole cell culture substrate (A) was removed.
  • the tissue culture dish containing was transferred. After standing for 10 minutes at 20 ° C after closing the lid, the cells grown on the cell culture substrate (A) were picked with forceps, and the cells were separated from the cell culture substrate (A) in a sheet form. . At this time, there was no damage to the cell culture substrate (A), and no adhesion was observed on the sheet-like cells.
  • the removed sheet-like cells are treated with trypsin-EDTA to separate each cell into individual states and then trypan blue staining. When the number of viable cells was measured, it was confirmed that the number of cells, which was 2.5 ⁇ 10 6 at the start of the culture, increased to 9.1 ⁇ 10 7 after the cultivation.
  • a substantially colorless, transparent, and uniform sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (6) was synthesized in the same manner as in Example 5 except that the amount of Labonite XLG to be added was changed to 1.6 g.
  • the contact angle with water at 20 ° C. and 50 ° C. was measured in the same manner as in Example 1. 45 at 50 ° C hold.
  • the obtained sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (6) exhibits both hydrophilic and hydrophobic characteristics depending on the temperature conditions.
  • the obtained sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (6) is immersed in 2 L of ultrapure water at 20 ° C for 2 days to swell the hydrogel, then taken out, and then 1 L of 50 ° C ultrapure water For 2 days to shrink the hydrogel and remove it. After repeating the purification operation by washing three times, the ends of the purified sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (6) are fixed with clips so as not to deform, and dried in a clean bench for 3 days. An almost transparent sheet-like dried organic inorganic composite hydrogel (6) was obtained. The obtained dried product was sealed in a gas-blocking plastic bag and irradiated with gamma rays (radiation source: Cobalt 60, Raje Industrial Co., Ltd.).
  • the irradiation dose was 25 kGy. No particular deformation or discoloration was observed in the dried product after irradiation.
  • the obtained dried product after irradiation with gamma rays was cut into a size of 8 cm in diameter to obtain a cell culture substrate (B) comprising a dried product of sheet-like organic-inorganic composite hydrogel (6).
  • HepG2 cells were cultured in the same manner as in Example 1 with respect to the cells, medium and culture conditions.
  • the surface was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, and it was confirmed that the cells adhered to the cell culture substrate (B) and proliferated sufficiently. It was.
  • the cell culture substrate (B) was removed from the dish containing the cell culture substrate (B). ) was removed from the cultured cells, and the minimum 'essential' that contained 10% urchin fetal serum that had been kept at 20 ° C in advance. -It was transferred to a tissue culture dish containing a gnole medium.
  • the cells were allowed to stand at 20 ° C. for 10 minutes after being covered, and then the cells grown on the cell culture substrate (B) were picked with forceps to separate the cells from the cell culture substrate (B). At this time, there was no damage to the cell culture substrate (B), and no adherent was observed on the separated cells.
  • the number of viable cells was measured in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the number of cells, which was 2.0 ⁇ 10 6 at the start of culture, increased to 1.3 ⁇ 10 7 after culture. It was.
  • the dried hydrogel obtained by drying the hydrogel was immersed in the medium used in the above experiment and kept in a 37 ° C incubator for 24 hours. As a result, the hydrogel had a moisture content of 30%. Confirmed to return.
  • Cell culture was performed using the cell culture dish “Falcon 3003” without any surface treatment. Cells, medium and culture conditions were the same as in Example 1. One week after the start of the culture, the dish surface was observed with an optical microscope, and it was confirmed that the cells adhered and proliferated. The cultured dish was placed in a constant temperature bath at 20 ° C and allowed to stand for 10 minutes. After that, the cells on the dish were taken out, but they did not detach at all. In addition, when cultured cells were separated using trypsin by a known method, the cells were separated into individual cells, and it was impossible to take out the cells in a sheet form.
  • the organic cross-linked hydrogel was polymerized in the same manner as in Example 1 except that no clay mineral was used and that the NIPA monomer was added and then 5 mol% of the organic cross-linking agent was added.
  • the organic crosslinking agent N, N′-methylenebisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as it was.
  • a sheet-like hydrogel whitened at 20 ° C was obtained.
  • the obtained sheet-like hydrogel was purified in the same manner as in Example 1, and then transferred to a cell culture dish. However, the hydrogel sheet was very brittle, and purification and transfer were difficult.
  • the contact angle of this hydrogel sheet was 49 ° with 50 ° C maintained.
  • the cell culture substrate of the present invention is flexible and tough, and therefore, when the cultured cells are separated and recovered, cell breakage or contamination of the substrate may occur. Recovery was possible. Furthermore, since the hydrophilicity and hydrophobicity reversibly change depending on the external environment, rapidly cultured cells could be recovered. On the other hand, as shown in Comparative Example 3, in the conventional cell culture substrate, not only the binding portion of the cell and the substrate is cut at the time of cell recovery, but also the binding of the same cell is cut and the cell is proliferated. It was not possible to take it out in its shape. Furthermore, in Comparative Example 4, the shape of the culture substrate could not be maintained.
  • N, N-dimethylacrylamide (made by Kojin Co., Ltd.) 2g as water-soluble organic monomer (a), Laponite XLG (made by Rockwood Additives Ltd.) 0 ⁇ 8g as clay mineral (b), water as aqueous medium (c) 20 g was uniformly mixed to prepare a reaction solution (7).
  • the organic-inorganic composite hydrogel (7) was dried with a hot air drier at 80 ° C for 20 minutes to produce an antifogging coating film (X) laminated on a glass plate.
  • the anti-fogging coating film (X) produced above was visually colorless and transparent.
  • the surface hardness on the dried gel side of the anti-fogging coating film (X) measured by the pencil method was H.
  • the antifogging coating film (X) prepared above was placed on a 200 ml beaker containing 100 ml of hot water at 60 ° C. so that the dried gel body faced downward, and it was confirmed that it did not fog for 1 minute. After the test, there was no peeling from the glass plate if the dried gel was swollen.
  • the organic-inorganic composite hydrogel (8) was dried with a hot air drier at 80 ° C for 20 minutes to prepare an antifogging coating film (Y).
  • the antifogging coating film (Y) produced above was visually colorless and transparent.
  • the surface hardness on the dried gel side of the base material measured by the pencil method was H.
  • the water contact angle was 30 °.
  • the anti-fogging coating (Y) was placed on a 200 ml beaker containing 100 ml of hot water at 60 ° C. so that the dried gel body faced downward, and it was confirmed that it did not fog for 1 minute. After testing, gel drying There was no peeling from the PC board.
  • the organic-inorganic composite hydrogel (9) was dried with a hot air dryer at 80 ° C for 20 minutes to prepare an antifogging coating film (Z).
  • the produced antifogging coating film (Z) was visually transparent and colorless.
  • the surface hardness on the dried gel side of the base material measured by the pencil method was 2H.
  • the water contact angle was 33 °.
  • the antifogging coating film (Z) produced above was placed on a 200 ml beaker containing 100 ml of hot water at 60 ° C. so that the dried gel body faced downward, and it was confirmed that it did not fog for 1 minute. After the test, the gel dry body did not swell and peeled off from the PC plate.
  • Methyl metatalylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 4.5 g, butyl metatalylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 3.5 g, hydroxyethyl metatalylate (manufactured by Kyoeisha Engineering Co., Ltd.) lg , Acrylic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.3g, methacrylic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.2g, 2_propanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 10g, mixed uniformly In combination, an acrylic monomer composition was prepared.
  • Antifogging composition 1 was prepared by uniformly mixing 0.2 g of the acrylic monomer composition prepared above, 5 g of clay mineral dispersion, 20 g of 2-propanol, and 30 g of water.
  • the antifogging composition 1 was applied to a glass plate using a bar coater having a coating thickness of 10 zm, and 9
  • the produced antifogging coating film was visually white and cloudy. This was because clay did not dissolve in the mixture of water and 2_propanol.
  • the surface hardness of the antifogging coating film measured by the pencil method was B.
  • the water contact angle was 32 °.
  • An anti-fogging coating film comprising a dried organic-inorganic composite hydrogel having a three-dimensional network structure comprising a polymer of the water-soluble organic monomer of the present invention and a water-swellable clay mineral is shown in Examples 8 to 10: As shown, it was excellent in anti-fogging property, had excellent adhesion with a substrate having high mechanical properties and heat resistance, and had excellent transparency. On the other hand, the anti-fogging coating film having a three-dimensional network structure composed of a water-soluble organic monomer polymer and a water-swellable clay mineral shown in Comparative Example 5 and having a dry gel strength is transparent, The antifogging property was poor.
  • an organic-inorganic composite hydrogel can be easily produced and can be produced in an extremely short time by irradiation with energy rays.
  • an organic-inorganic composite hydrogel is obtained.
  • the organic-inorganic composite hydrogel coating film, dry coating film and anti-fogging coating film of the present invention have a clay mineral dispersed uniformly in an organic polymer and exhibit excellent mechanical properties and flexibility. It is useful as a care tool and various industrial materials.
  • the organic-inorganic composite The cell culture substrate with dragel power has excellent flexibility and toughness, and can respond quickly to changes in the external environment, allowing for easy cell recovery with minimal impact on cells. It has great significance.

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Abstract

　本発明は、広い範囲の粘土鉱物含有率において、粘土鉱物が有機高分子中に均一に分散し、優れた力学物性を示す有機無機複合ヒドロゲル、およびその乾燥物を簡便に短時間で製造できる製造方法を提供するものである。本発明の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法は、非水溶性の重合開始剤（ｄ）を水性媒体（ｃ）中に分散させた溶液中で、水膨潤性粘土鉱物（ｂ）の共存下において、水溶性有機モノマー（ａ）をエネルギー線の照射により反応させることを特徴とする。

Description

明 細 書
有機無機複合ヒドロゲルの製造方法、有機無機複合ヒドロゲルからなる細 胞培養基材、及び有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなる防曇材料
技術分野
[0001] 本発明は、水溶性有機モノマーの重合体と水膨潤性粘土鉱物とから構成される三 次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法、有機無機複合ヒドロゲ ルの塗膜及び該塗膜からなる細胞培養基材、並びに有機無機複合ヒドロゲルの乾燥 塗膜及び該乾燥塗膜力 なる防曇塗膜に関する。
背景技術
[0002] 従来より、ポリアミド、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリウレタンなどの有 機高分子を粘土と複合させることによりナノコンポジットと呼ばれる高分子複合体が調 製されている。得られた高分子複合体はアスペクト比の大きい粘土層を微細に分散 させていることから、弾性率、熱変形温度、ガス透過性、および燃焼速度などが効果 的に改良されることが知られている。
[0003] 特に、優れた力学物性を示すナノコンポジット材料として、水溶性のアクリル系モノ マーの重合体と水膨潤性粘土鉱物とから構成される三次元網目構造を有する有機 無機複合ヒドロゲルが開示されている（例えば特許文献 1、特許文献 2参照）。この有 機無機複合ヒドロゲルは、他のゲルには無い優れた力学物性を有するため、各種用 途への応用が見込まれている。各種用途への応用展開においては、有機無機複合 ヒドロゲノレを、薄膜状やフィルム状などの塗膜形成や、パターンの形成、あるいは積 層構造の形成が求められる場合が多ぐこのような場合にはエネルギー線を使用して 有機無機複合ヒドロゲルを作製することで、これら形状や形態への成形が容易となる
[0004] 従来の製造方法としては、水性媒体中で水膨潤性粘土鉱物と水性の重合開始剤 の存在下にアクリルアミドゃメタクリルアミドの誘導体、（メタ)アクリル酸エステルなどを 、加熱や紫外線照射により重合させる方法が開示されている（例えば特許文献 1、特 許文献 2参照）。しかし、ここで開示されている方法のように、水溶性の過酸化物を重 合開始剤として使用して、紫外線照射により重合反応を行った場合には、得られる有 機無機複合ヒドロゲルの力学物性が十分に得られない場合や、リニアポリマーの溶 出を生じる場合があった。また、水溶性の過酸化物を重合開始剤として使用するため 、重合溶液中の酸素を取り除いた状態で、一定温度、例えば室温では数十分〜十 数時間静置させて、高分子複合体を重合させるものであるため、工程の更なる単純 化や製造時間の短縮が求められていた。
[0005] 特に塗膜形成時にはこれら問題が顕著に生じ、十分な力学物性を有する有機無機 複合ヒドロゲル塗膜が得られず、各種用途展開に向けた有機無機複合ヒドロゲル塗 膜の実現が望まれていた。
[0006] 特許文献 1 :特開 2002— 053762
特許文献 2 :特開 2004— 143212
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明が解決しょうとする課題は、有機無機複合ヒドロゲルのエネルギー線による 製造方法において優れた力学物性の有機無機複合ヒドロゲルを実現できる製造方 法、及び得られた有機無機複合ヒドロゲルを用いた防曇塗膜及び細胞培養基材を提 供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、非水溶性の重合開始剤
(d)を水性媒体 (c)中に分散させ、得られた分散液中で、水膨潤性粘土鉱物 (b)の 共存下におレ、て、水溶性有機モノマー（a)をエネルギー線の照射により反応させるこ とにより、酸素の影響を受けにくぐ反応がほぼ瞬時に完了する。さらに、非水溶性の 光重合開始剤 (d)を水性溶媒 (c)中に分散させることで、該分散液中に水膨潤性粘 土鉱物 (b)が共存した際に、非水溶性の光重合開始剤 (d)が水膨潤性粘土鉱物 (b) の周囲に介在する。このような環境化で水溶性有機モノマー（a)を重合させると、水 膨潤性粘土鉱物 (b)の周囲に介在した光重合開始剤部分から重合反応が開始され 、水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)との結合が良好に生じ 、水溶性有機モノマー（a)の重合体が水膨潤性粘土鉱物 (b)間を橋架けした三次元 網目構造が良好に形成され、力学物性の優れた有機無機複合ヒドロゲルを製造でき る。
[0009] すなわち本発明は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)と から構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法であつ て、
水性媒体 (c)中に非水溶性の重合開始剤 (d)を分散させ、得られた分散液中で、 水膨潤性粘土鉱物（b)の共存下で、水溶性有機モノマー（a)をエネルギー線の照射 により反応させる有機無機複合ヒドロゲルの製造方法を提供するものである。
[0010] また、本発明は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物（b)とから 構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲル力 なる塗膜の製造方 法であって、
水溶性有機モノマー (a)、水膨潤性粘土鉱物 (b)、及び水性媒体 (c)中に非水溶 性の重合開始剤（d)を分散させた分散液を含有するエネルギー線硬化性組成物 (X )を、基材上に塗布した後、エネルギー線を照射する有機無機複合ヒドロゲル力 な る塗膜の製造方法を提供するものである。
[0011] また、本発明は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)とから 構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体力 なる塗膜 の製造方法であって、
水溶性有機モノマー (a)、水膨潤性粘土鉱物 (b)、及び水性媒体 (c)中に非水溶 性の重合開始剤（d)を分散させた分散液を含有するエネルギー線硬化性組成物 (X )を、基材上に塗布した後、エネルギー線を照射して有機無機複合ヒドロゲル塗膜を 形成し、次レ、で前記有機無機複合ヒドロゲル塗膜力 溶媒を除去する有機無機複合 ヒドロゲル乾燥体力 なる塗膜の製造方法を提供するものである。
[0012] また、本発明は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と、水膨潤性粘土鉱物（b)とか ら構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルからなる細胞培養基 材を提供するものである。
[0013] また、本発明は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と、水膨潤性粘土鉱物（b)とか ら構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなる防 曇材料を提供するものである。
発明の効果
[0014] 本発明の製造方法によれば、有機無機複合ヒドロゲルを重合する際に酸素の影響 を受けにくいため、酸素を除去するための設備や工程が不要であることから簡便に 有機無機複合ヒドロゲルを製造できる。さらに、エネルギー線による照射により重合す ることにより極短時間で製造できる。また、重合に対する酸素の影響を受けにくぐ重 合も極短時間で完了できる特徴を持っており、得られる有機無機複合ヒドロゲルやそ の乾燥物は、広い範囲の粘土鉱物含有率において、粘土鉱物が有機高分子中に均 一に分散し、優れた力学物性や柔軟性などを実現できる。
[0015] 本発明の有機無機複合ヒドロゲル塗膜や乾燥塗膜は、塗膜でありながら、広い範 囲の粘土鉱物含有率において、粘土鉱物が有機高分子中に均一に分散し、有機無 機複合ヒドロゲルの優れた力学物性や柔軟性などを示すことから、医療や介護用具 、各種工業用材料として有用である。
[0016] 本発明の有機無機複合ヒドロゲル力 なる細胞培養基材は、優れた柔軟性と強靱 さを有することから、培養した細胞を基材ごと移送する際にも形状を保持したまま、安 定に培養した細胞を移送できる。さらに最初の細胞培養後に共培養を行う場合等に は、培養液や薬品による汚染がなぐ再度の培養を行うことが可能である。特に、親 水性と疎水性とが外部環境により可逆的に変化する細胞培養基材は、疎水性条件 下では細胞と優れた接着性を示すため、細胞を好適に培養、増殖させることができ、 また親水性条件下では、細胞との接着性を低下させることができるため、トリプシン等 のタンパク質加水分解酵素や化学薬品を使用せずに細胞を剥離できるため、細胞 の破損や、基材の剥離混入を生じることなぐ容易に細胞の回収が可能である。さら に、疎水性から親水性、あるいは親水性から疎水性への変化が迅速であるため、温 度をはじめとする外部環境を変化させる際に細胞に与える影響が少ない。
[0017] 本発明の有機無機複合ヒドロゲル乾燥体からなる防曇塗膜は、広い範囲の粘土鉱 物含有率において、粘土鉱物が有機高分子中に均一に分散し、優れた力学物性や 防曇性などを示すと同時に、各種基材との間の密着性がよいため、医療や介護用具 、各種工業用材料として用いられる。 発明を実施するための最良の形態
[0018] [有機無機複合ヒドロゲルの製造方法]
本発明に用いる水溶性有機モノマー（a)は、水に溶解する性質を有し、水に均一 分散可能な水膨潤性粘土鉱物 (b)と相互作用を有するとともに、放射線照射により 重合するものであればよぐ例えば、粘土鉱物と水素結合、イオン結合、配位結合、 共有結合等を形成できる官能基を有するものが好ましレ、。これらの官能基を有する 水溶性有機モノマーとしては、具体的には、アミド基、アミノ基、エステル基、水酸基、 テトラメチルアンモニゥム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機モノ マーが挙げられ、なかでもアミド基を有する水溶性有機モノマーが好ましい。また、本 発明で言う水には、水と混和する有機溶媒との混合溶媒で水を主成分とするものを 含む。なかでも水溶性のアクリル系モノマーが好ましぐ水溶性のアクリル系モノマー を使用することにより、非水溶性の開始剤がより微細且つ均一に分散でき、エネルギ 一線による重合時酸素の影響を受けにくぐより物性の優れる有機無機複合ヒドロゲ ルが得られる。
[0019] このような水溶性有機モノマー（a)の好ましい例としては、 N—置換アクリルアミド誘 導体、 N, N—ジ置換アクリルアミド誘導体、 N_置換メタクリルアミド誘導体、 N， N_ ジ置換メタクリルアミド誘導体などを好ましく使用することができ、具体的には N—イソ プロピルアクリルアミド、 N—イソプロピルメタクリルアミド、 N_n—プロピルアクリルアミ ド、 N_n—プロピルメタクリルアミド、 N—シクロプロピルアクリルアミド、 N—シクロプロ ピノレメタクリノレアミド、 N—エトキシェチルアクリルアミド、 N—エトキシェチルメタクリル ミド、 N—ェチルアクリルアミド、 N—ェチル _N_メチルアクリルアミド、 N， N—ジェ チルアクリルアミド、 N—メチル _N_n—プロピルアクリルアミド、 N—メチノレ一N—ィ ソプロピルアクリルアミド、 N—アタリロイルピペリディン、 N—アタリロイルピロリディン があげられる。
[0020] 更に好ましくは下記式（1)〜（6)のアクリル系モノマーが用いられる。
[化 1]
CH^CR,
ΟΟΝ<Γ¾ [化 2]
Figure imgf000007_0001
[化 3]
Figure imgf000007_0002
(3)
[化 4]
Figure imgf000007_0003
(4)
[化 5]
Figure imgf000007_0004
( 5)
[化 6]
CH。=CR,
CO(OCH2CH2)nO R4
(6)
(式中、 Rは水素原子またはメチル基、 R , Rはそれぞれ独立に水素原子または炭
1 2 3
素原子数 1〜3のアルキル基であり、 Rは炭素原子数 1〜2のアルキル基であり、 ま
4
：!〜 9である。）
[0021] 上記の水溶性有機モノマーは、要求される力学物性や化学物性などにより、一種 以上を混合して使用してもよい
[0022] また、有機無機複合ヒドロゲルの物性に影響を及ぼさない程度に、その他の共重合 モノマーとして、例えば、スルホン基やカルボキシル基のようなァニオン基を有するァ クリル系モノマー、 4級アンモニゥム基のようなカチオン基を有するアクリル系モノマー 、 4級アンモニゥム基と燐酸基とを持つ両性イオン基を有するアクリル系モノマー、力 ルポキシル基とアミノ基とをもつアミノ酸残基を有するアクリル系モノマー、糖残基を 有するアクリル系モノマー、また、水酸基を有するアクリル系モノマー、ポリエチレング リコーノレ、ポリプロピレングリコール鎖を有するアクリル系モノマー、更にポリエチレン グリコールのような親水性鎖とノユルフェニル基のような疎水基を合わせ持つ両親媒 性アクリル系モノマー、ポリエチレングリコールジアタリレート、 N， N'—メチレンビスァ クリルアミドなどを併用することができる。
[0023] 本発明における水溶性有機モノマー（a)の重合体は、水膨潤性粘土鉱物（b)と三 次元網目構造を形成して形状が安定な有機無機複合ヒドロゲルを形成できるもので あればよぐ上記例示したモノマーからなるアクリル系化合物や、ビュル系化合物な どを使用できる。力、かる水溶性有機モノマー（a)の重合体としては、例えば、ポリ（N —イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（N_n—プロピルアクリルアミド）、ポリ（N—シクロ プロピルメタクリルアミド）、ポリ（N—イソプロピルメタクリルアミド）、ポリ（N— n—プロピ ルメタクリルアミド）、ポリ（N—エトキシェチルアクリルアミド）、ポリ（N—エトキシェチル メタクリルアミド）、ポリ（N—テトラヒドロフルフリルアクリルアミド）、ポリ（N—テトラフノレ フリルメタクリルアミド）、ポリ（N—ェチルアクリルアミド）、ポリ（N, N—ジェチルアタリ 例示される。
[0024] 本発明に用いる水膨潤性粘土鉱物 (b)としては、層状に剥離可能な膨潤性粘土鉱 物が挙げられ、好ましくは水または水と有機溶剤との混合溶液中で膨潤し均一に分 散可能な粘土鉱物、特に好ましくは水中で分子状（単一層）またはそれに近いレべ ルで均一分散可能な無機粘土鉱物が用いられる。例えば、水膨潤性スメクタイトや水 膨潤性雲母などを用いることができ、具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む 水膨潤性へクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、水膨潤性サボナイト、水膨潤性合 成雲母が挙げられる。これらの粘土鉱物を混合して用いても良い。
[0025] 本発明の有機無機複合ヒドロゲルを製造する際、水膨潤性粘土鉱物 (b)と水溶性 のアクリルモノマー（a)との質量比（b) / (a)が、 0. 01〜： 10であることが好ましぐ 0. 03〜5がより好ましぐ 0. 05〜3が特に好ましい。質量比（b) / (a)が 0. 01未満では 、得られる有機無機複合ヒドロゲルの力学物性が不十分になりやすぐまた 10を超え ると粘土鉱物の分散が困難になってくる。
[0026] 本発明に用いる水性媒体 (c)は、水溶性のアクリルモノマー（a)や水膨潤性粘土鉱 物（b)などを含むことができ、エネルギー線による重合によって、力学物性のよい有 機無機複合ヒドロゲルが得られれば良ぐ特に限定されない。例えば水、または水と 混和性を有する溶剤及び/またはその他の化合物を含む水溶液であってよぐその 中には更に、防腐剤や抗菌剤、着色剤、香料、酵素、たんぱく質、糖類、アミノ酸類、 細胞、 DNA類、塩類、水溶性有機溶剤類、界面活性剤、レべリング剤などを含むこ とができる。
[0027] 本発明に用いられる非水溶性の重合開始剤（d)としては、 p _tert_ブチルトリクロ ロアセトフエノンなどのァセトフエノン類、 4， 4'—ビスジメチルァミノべンゾフエノンなど のべンゾフエノン類、 2—メチルチオキサントンなどのケトン類、ベンゾインメチルエー テルなどのべンゾインエーテル類、ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトンなどの α ーヒドロキシケトン類、メチルベンゾィルホルメートなどのフエニルダリオキシレート類、 メタ口セン類などが挙げられる。
[0028] ここで言う非水溶性とは、重合開始剤の水に対する溶解量が 0. 5質量％以下であ ることを意味する。水に対する溶解性が高いと、得られる有機無機複合ヒドロゲルの 力学物性が不十分となりやすい。
[0029] 本発明の製造方法においては、上記非水溶性の重合開始剤（d)を前記水性媒体 ( c)に分散させた後、該分散液中に有機モノマー (a)と水膨潤性粘土鉱物 (b)とを共 存させた状態でエネルギー線を照射し重合させることが重要となる。この際、重合開 始剤 (d)を水性媒体 (c)中に分散させるには、（d)を溶媒 (e)に溶解させた状態で分 散させることが好ましレ、。この方法によって力学物性のょレ、有機無機複合ヒドロゲル がエネルギー線照射により得られる。逆に水溶性の重合開始剤を用いた場合は、得 られる有機無機複合ヒドロゲルの力学物性の低下や、リニアポリマーの溶出を生じる 場合がある。
[0030] 本発明の溶媒 (e)としては、非水溶性重合開始剤（d)を溶解できる水溶性の溶剤、 または非水溶性重合開始剤 (d)を溶解し且つ HLB (親水疎水バランス)値が 8以上 のアクリル系モノマー（el)を用いることができる。ここの HLB値はデービス式（「界面 活性剤一物性 ·応用 ·化学生態学」、北原文雄ら編、講談社、 1979、 p24— 27)に従 つて求められた値である。例えば、トリプロピレングリコールジアタリレートのようなポリ プロピレングリコールジアタリレート類、ポリエチレングリコールジアタリレート類、ペン タプロピレングリコールアタリレートのようなポリプロピレングリコールアタリレート類、ポ リエチレングリコールアタリレート類、メトキシェチルアタリレート、メトキシトリエチレング リコールアタリレートのようなメキシポリエチレングリコールアタリレート類、ノニルフヱノ キシポリエチレングリコールアタリレート類、ジメチルアクリルアミドのような N置換アタリ ノレアミド類、ヒドロキシェチルアタリレート、ヒドロキシプロピルアタリレート、などが挙げ られる。溶媒（e)としてのアクリル系モノマーの HLB値が 8以上であると、水性媒体（c )への溶解生または分散性に優れるため好ましい。これらのアクリル系モノマーは、一 種以上を混合して用いることができる。
[0031] また、本発明の溶媒 (e)としては、非水溶性重合開始剤（d)を溶解でき、且つ一定 以上の水溶性溶剤（e2)を用いることができる。ここで言う水溶性溶剤とは、水 100g に対し 50g以上溶解できる溶剤であることが好ましレ、。水への溶解性が 50g未満であ ると、非水溶性の重合開始剤（d)の水性媒体 (c)への分散性が低下し、得られる有 機無機複合ヒドロゲルの力学物性が低い場合がある。
[0032] 水溶性溶剤 (e2)としては、例えば、ジメチルァセトアミド、ジメチルホルムアミドなど のアミド類、ジメチルスルホキシド、メタノーノレ、エタノールなどのアルコール類、テトラ ヒドロフラン、などが挙げられる。また、これらの溶剤を混合して用いても良い。
[0033] 非水溶性重合開始剤 (d)を溶媒 (e)に溶解させた溶液中における重合開始剤（d) と溶媒（e)の質量 i (d) / (e)は、 0. 001〜0. 1であることカ好ましく、 0. 01〜0. 0 5が更に好ましレ、。 0. 001以上であると、エネルギー線の照射によるラジカルの発生 量が十分に得られるため好適に重合反応を進行させることができ、 0. 1以下であれ ば、開始剤による発色や、臭気を実質的に生じることがなぐまたコストの低減が可能 である。
[0034] また、重合開始剤 (d)を溶媒 (e)に溶解させた溶液の分散量が、水溶性有機モノマ 一 (a)、水膨潤性粘土鉱物 (b)、水系溶媒 (c)、重合開始剤 (d)及び溶媒 (e)の総質 量に対し、 0. 1質量％〜5質量％であることが好ましぐ 0. 2質量％〜2質量％である ことが更に好ましい。該分散量が 0. 1質量％以上であると、重合が十分に開始され、 5質量％未満であると、有機無機複合ヒドロゲルに関与しないリニアポリマーの生成 やゲル中の重合開始剤の増加による臭気の発生、更には一旦分散された重合開始 剤または重合開始剤と溶媒 (e)との溶液が再び凝集する等の問題を低減でき、均一 な有機無機複合ヒドロゲルを得ることができるため好ましい。
[0035] 本発明で力学物性のよい有機無機複合ヒドロゲルを得るためには、重合開始剤 (d )を溶媒 (e)に溶解させた溶液を水性媒体 (c)に、 1 μ m以下に分散させることが好ま しぐ 0. 1 a m以下が特に好ましぐ 0. 01 μ m以下が最も好ましい。 1 μ m以下であ ると、反応溶液が均一になりやすぐ有機無機複合ヒドロゲルの均一性や透明性を向 上させることができるため好ましレ、。
[0036] 本発明に用いられるエネルギー線としては、電子線、 Ί線、 X線、紫外線、可視光 などを用いることができる。中でも装置や取り扱いの簡便さから紫外線を用いることが 好ましレ、。照射する紫外線の強度は 10〜500mW/cm2が好ましぐ照射時間は一 般に 0. 1秒〜 200秒程度である。通常の加熱によるラジカル重合においては、酸素 が重合の阻害因子として働くが、本発明では、必ずしも酸素を遮断した雰囲気で溶 液の調製およびエネルギー線照射による重合を行う必要がなぐ空気雰囲気でこれ らを行うことが可能である。但し、紫外線照射を不活性ガス雰囲気下で行うことによつ て、更に重合速度を速めることが可能で、望ましい場合がある。
[0037] 本発明の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法は、水溶性有機モノマー（a)、水膨 潤性粘土鉱物 (b)、水性媒体 (c)、重合開始剤 (d)及び溶媒 (e)を含む反応溶液を、 任意の形 (例えば板状、シート状、薄膜状、棒状、球状、糸状、中空糸状など）に賦 形し、エネルギー線を照射し、水溶性有機モノマー（a)を重合させることにより有機無 機複合ヒドロゲルを製造する方法である。また、ベルト状の支持体を用いることにより 、枚葉式または連続してシート状の有機無機複合ヒドロゲルを製造することもできる。
[0038] 支持体としては、金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、布、不織布、紙、木材な どを用いることができる。シート状のゲルは最終的に支持体から剥離してもよいし、支 持体と一体化されたまま使用しても良い。 [0039] 更に、上記の反応液を支持体に塗布し、マスクを介してエネルギー線を照射すれ ば、任意のパターンを持つ有機無機複合ヒドロゲルを作ることもできる。パターンの大 きさはマイクロメーターレベルまたはそれ以下の微細なものが可能である。
[0040] 特に、本発明の製造方法は有機無機複合ヒドロゲルからなる塗膜の形成に適して おり、水溶性有機モノマー (a)、水膨潤性粘土鉱物 (b)、及び水性媒体 (c)中に非水 溶性の重合開始剤（d)を分散させた分散液を含有するエネルギー線硬化性組成物（ X)を、基材上に塗布した後、エネルギー線を照射することにより、優れた力学物性を 有する有機無機複合ヒドロゲル力 なる塗膜を容易に製造できる。
[0041] また、上記塗膜を製造した後、必要に応じて洗浄を行った後、乾燥等により溶媒を 除去することにより、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなる塗膜を製造することが できる。
[0042] [細胞培養基材]
本発明の細胞培養基材は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と、水膨潤性粘土鉱 物（b)とから構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルからなるも のであり、エネルギー線の照射により形成された有機無機複合ヒドロゲルからなるもの が好ましい。
[0043] ここで使用する水溶性有機モノマー（a)や、水膨潤性粘土鉱物 (b)としては、上記 したものと同様である。なかでも水溶性有機モノマー（a)としては、得られる細胞培養 基材力 容易に培養した細胞を分離できることから、水溶性または水を吸湿する親水 性と共に、疎水性を併せ持つ重合体を与えるものであることが有効である。特に水溶 液中でのポリマーの親水性と疎水性が温度、 pH、溶質濃度、溶媒組成で変化するも のが好んで用いられる。具体的には、例えば温度の場合、臨界温度 (Tc)以上では 疎水性となる下限臨界共溶温度（Lower Critical Solution Temperature :以下 LCST と略記する。）を持つポリマーや、 Tc以上で親水性となる、上限臨界共溶温度（Upper Critical Solution Temperature :以下、 UCSTと略記する。）を持つポリマーがより好 んで用いられる。また、溶質濃度の場合は、例えばある温度において、溶媒中の塩 化ナトリウムの濃度が一定濃度以上では疎水性となり、一定濃度以下では親水性と なるポリマーも好んで用いられる。さらに、溶媒組成の場合は、例えばある温度にお いて、溶媒中の水に対するメタノール濃度が一定以上の濃度の場合は疎水性となり 、一定濃度以下では親水性となるポリマーも好んで用いられる。
[0044] 本発明の細胞培養基材に用レ、られる有機無機複合ヒドロゲルは、上記水膨潤性粘 土鉱物（b)と水溶性有機モノマー（a)の重合体が三次元網目構造を有するものであ ることから、細胞を培養した後、有機無機複合ヒドロゲル力 細胞を剥離する際に破 壊することがなぐ形状を維持できる特徴を有する。また本発明の細胞培養基材に用 レ、られる有機無機複合ヒドロゲルは、細胞を培養後、次の実験位置まで移動させる 必要がある場合に、培養した細胞のシートを破壊することなく移動できる。該有機無 機複合ヒドロゲルは、含水率 90%の状態において、 lkPa以上の引っ張り弾性率、 2 OkPa以上の引っ張り強度、および 50%以上の破断伸びのものを実現でき、これら特 性を有するものを好ましく使用できる。また引っ張り弾性率が 5kPa以上、引っ張り強 度が 50kPa以上、破断伸びが 50%以上であればより好ましぐ引っ張り弾性率が 10 kPa以上、引っ張り強度が 80kPa以上、破断伸びが 100%以上であればさらに好ま しい。このような機械物性を持つ有機無機複合ヒドロゲルは、細胞培養に適した表面 状態を得ることが出来る。また含水率 90%の条件において、このような力学物性をも つ有機無機複合ヒドロゲルは、細胞培養を行う際、疎水性を示す状態においても優 れた力学物性を保持し、細胞を培養後、形状にかかわらず、優れた形状安定性、取 り扱い性、移動性などを示す。
[0045] 該有機無機複合ヒドロゲルは、三次元網目構造を形成する上記水溶性有機モノマ 一（a)の重合体により、外部環境条件に応じて親水性と疎水性とを有する。このため 、該有機無機複合ヒドロゲルからなる細胞培養基材は細胞を好適に培養でき、かつ 培養した細胞の破壊や基材の剥離混入を生じることなぐ培養した細胞を容易かつ 迅速に剥離回収することができる。
[0046] 本発明の細胞培養基材に用いられる有機無機複合ヒドロゲルは、水に均一に分散 した水膨潤性粘土鉱物の存在下で、水溶性有機モノマー（a)に放射線を照射するこ とにより、水溶性有機モノマー（a)が重合して得られるが、放射線照射による重合は、 通常、重合開始剤を使用して行われる。その際、重合開始剤が均一に分散している ことが好ましぐ特に水中で均一分散した水膨潤性粘土鉱物 (b)表面またはその近 傍に均一に分散しているのがより好ましい。このような水溶液に放射線を照射すること により、水膨潤性粘土鉱物 (b)が均一に分散した有機無機複合ヒドロゲルを得ること ができ、優れた細胞培養能を有する細胞培養基材とすることができる。重合開始剤を 均一に分散させる方法としては、上記したとおりである。
[0047] 本発明の細胞培養基材を使用して培養を行うことが可能な細胞は、ヒト及び動物の 組織細胞であれば特に制限はなぐ例えば、血管細胞、繊維芽細胞、筋肉細胞、神 経細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、肝細胞、瞎臓細胞、角膜細胞などが挙げられる。これ らのうち、血管内皮細胞、皮膚繊維芽細胞、肝実質細胞、肝ガン細胞、軟骨細胞等 が好ましく用レ、られる。特に本発明は、皮膚繊維芽細胞、血管内皮細胞、軟骨細胞 などの培養に好適に使用できる。
[0048] 本発明の細胞培養基材に用いられる有機無機複合ヒドロゲルは、単独で用いられ る他、金属、セラミック、プラスチック、布、不織布、紙、木材等の平滑表面または凹凸 表面を有する支持体に被覆して用いられる。また、高い力学物性のため、各種形状 に形成が可能であり、シート状、繊維状、中空繊維状、球状で用いることができる。支 持体に被覆された高分子ヒドロゲルは、最終的に支持体から剥離してもよいし、支持 体と一体化されたまま使用しても良い。
[0049] 本発明の細胞培養基材の製造においては、重合時に重合容器の形状を変化させ たり、重合後のゲルを切削加工したりすることにより種々の大きさや形状をもった細胞 培養基材を調製できる。例えば、繊維状、棒状、平板状、円柱状、中空状、らせん状 、あるいは球状など任意の形状を有する細胞培養基材を調製することが可能である。 また重合反応時に慣用の界面活性剤を共存させる等の方法で、得られる細胞培養 基材を微粒子形態で製造することも可能である。また、本発明の細胞培養基材は、 一般に細胞培養に用いられているプラスチック製やガラス製のシャーレ等の非親水 性の支持体の上に積層して用いることが好ましい。このような積層部材は、支持体上 部で重合を行い、そのまま細胞培養に使用してもよいし、他の容器で重合後、基材 表面に充填して細胞培養に使用しても良い。
本発明の細胞培養基材に用いられる有機無機複合ヒドロゲルは、各種形状に形成 される際、任意の厚みで形成が可能である特徴を有し、特に支持体に被覆して用い られる際は、調製の容易さ、放射線照射による重合後の残留モノマーの低減、支持 体からの剥離の容易さ等の理由から、放射線照射後の厚みが 1000 μ m以下のもの が好ましく用いられ、さらに好ましくは、 10〜500 μ ΐηのものが用いられる。
[0050] 有機無機複合ヒドロゲルの調製時には、その特性を改良する目的で、重合時に公 知慣用の有機架橋剤を使用してもよい。使用する有機架橋剤濃度は特に限定され ず、 目的に応じて選択できる。使用できる有機架橋剤としては、従来から公知の Ν, N'—メチレンビスアクリルアミド、 Ν， Ν，—プロピレンビスアクリルアミド、ジ（アクリルァ ミドメチル）エーテル、 1 , 2—ジアクリルアミドエチレングリコール、 1， 3 _ジァクリロイ ルエチレンゥレア、エチレンジアタリレート、 N， N '—ジァリルタータルジアミド、 Ν， Ν ，一ビスアタリリルシスタミンなどの二官能性化合物や、トリァリルシアヌレート、トリァリ ノレイソシァヌレートなどの三官能性化合物が例示できる。
[0051] 本発明の細胞培養基材は、支持体上で有機無機複合ヒドロゲルを形成した後、必 要に応じて洗浄を行った後、支持体に貼り付いた状態で乾燥させることにより、細胞 培養基材乾燥物とすることができる。また、支持体の上に形成された有機無機複合ヒ ドロゲルを支持体力 剥離し、必要に応じて洗浄し、乾燥させることにより、細胞培養 基材乾燥物とすることもできる。
[0052] 本発明の細胞培養基材は、乾燥物にすることにより、細胞培養に適した表面状態 を得ることが出来る。さらに、細胞培養基材として使用する際に、該細胞培養基材乾 燥物を、細胞培養用液体培地に浸漬することにより、培地液を吸収させ、細胞培養 に適した含水率の細胞培養基材とすることが容易である。この際の含水率は、乾燥 前の該細胞培養基材の含水率とは異なるものであり、細胞培養基材を構成する有機 無機複合ヒドロゲル中の水溶性有機モノマーの重合物と粘土鉱物との比率を変化さ せること、及び有機無機複合ヒドロゲルを可逆的に親水性と疎水性に状態を変化さ せることにより、広い範囲で任意に制御することが可能である。特に、有機無機複合ヒ ドロゲルの有する下限臨界共溶温度よりも高温で有機無機複合ヒドロゲルを培地に 含浸することにより、細胞培養に適した含水率に制御され、好ましくは細胞培養基材 乾燥物に対する溶媒の質量比が、 0. 01〜5のものが用いられ、さらに好ましくは 0. 0：!〜 1のものが用いられる。かかる質量比の範囲であれば、有機無機複合ヒドロゲル の表面状態が、平滑性や含水率などから細胞培養に適した状態となっており、様々 な種類の細胞に対して、優れた培養特性を示すことが出来る。
[0053] 細胞を培養する際には、細胞培養基材を滅菌してから用いる必要があるが、該滅 菌工程は、有機無機複合ヒドロゲルに対する放射線照射、蒸気滅菌、ガス滅菌等が 可能である。このうち、ガンマ線等の放射線照射はより好ましく用いられ、特に、高分 子ヒドロゲルの乾燥物に対して好ましく行うことが出来る。これにより有機無機複合ヒド 口ゲルの性質を大きく低減させることなぐまた、細胞に対して悪影響を与える物質が 残留することなく細胞培養基材の滅菌を行うことができる。
[0054] 有機無機複合ヒドロゲルの調製時には、本発明の効果を損なわない範囲で添加剤 として、水溶性有機モノマーの重合体以外に、高分子化合物または低分子化合物を 含有させたものが含まれる。例えばコラーゲンやヒアルロン酸等の細胞接着性因子、 細胞増殖因子、ヒドロキシアパタイト粒子などを添加することができる。
[0055] 以上記載したとおり、本発明の細胞培養基材は、水に均一に分散した水膨潤性粘 土鉱物（b)の存在下で、水溶性有機モノマー（a)を重合させて得られる三次元網目 構造を有する有機無機複合ヒドロゲル力 なる。このため、広範囲の粘土鉱物含有率 において、粘土鉱物が該有機無機複合ヒドロゲル中に均一に分散したものが得られ 、有機無機複合ヒドロゲルを細胞の接着及び伸展に適した状態に制御出来ることカゝ ら、優れた培養性能を有する。また、優れた柔軟性と強靱さを有することから、培養し た細胞を基材ごと移送する際にも形状を保持したまま、安定に培養した細胞を移送 できる。さらに最初の細胞培養後に共培養を行う場合等には、培養液や薬品による 汚染がなぐ再度の培養を行うことが可能である。
[0056] 親水性と疎水性とが外部環境により可逆的に変化する高分子ヒドロゲルからなる細 胞培養基材は、疎水性条件下では細胞と優れた接着性を示すため、細胞を好適に 培養、増殖させることができ、また親水性条件下では、細胞との接着性を低下させる ことができるため、トリプシン等のタンパク質加水分解酵素や化学薬品を使用せずに 細胞を剥離できるため、細胞の破損や、基材の剥離混入を生じることなぐ容易に細 胞の回収が可能である。さらに、疎水性から親水性、あるいは親水性から疎水性への 変化が迅速であるため、温度をはじめとする外部環境を変化させる際に細胞に与え る影響が少ない。
[0057] 特に水溶性有機モノマー（a)の重合をエネルギー線により行って得られる有機無機 複合ヒドロゲル塗膜は、薄レ、膜形状であっても上記優れた特性を好適に発揮できる。
[0058] [防曇材料]
本発明の防曇材料は、水溶性有機モノマー（a)の重合体と、水膨潤性粘土鉱物 (b )とから構成される三次元網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からな るものであり、上記製造方法により容易に製造できる。本発明の防曇材料は、水溶性 有機モノマー (a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)との間に、静電相互作用、疎水 性部分の相互作用、水素結合、配位結合による相互作用、またはこれらの相互作用 の組み合わせなどの相互作用により、力学物性 (表面硬度）や透明性および防曇性 が非常に優れていると推測される。
[0059] ここで使用する水溶性有機モノマー（a)や、水膨潤性粘土鉱物 (b)としては、上記 したものと同様であり、特に水溶性有機モノマー（a)としては、エネルギー線重合によ る製造の簡便さや、得られるゲルの物性などから、水溶性のアクリル系モノマーを好 適に使用できる。
[0060] なかでも、アクリルアミド、メタクリルアミド、またはこれらの誘導体（N—または N, N 置換 (メタ）アクリルアミド）を好ましく使用でき、更に望ましくは、上記式（1)〜（6)で表 されるアクリル系モノマーから選ばれる少なくとも一種のモノマーを好ましく使用できる 。これらのアクリル系モノマーの使用により、重合時に使用する非水溶性の光重合開 始剤を、より微細且つ均一に分散できるため、エネルギー線による重合時酸素の影 響を受けにくぐより物性の優れる防曇材料が得られる。
[0061] 本発明の防曇材料としては、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体の厚みを 1〜500 μ mの範囲とすることが好ましぐ 1〜： 100 x mであることが好ましぐ 3〜50 z mである ことがより好ましい。該厚さのものは、均質で十分な強度の膜が得やすぐまた、乾燥 時のゲルの変形ゃ基材からの剥離が生じにくいため、防曇材料の表面層として優れ た強度や表面防曇性を発揮することができる。
[0062] また、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体は、他の基材と容易に積層することができ るため、好適に基材表面に防曇性を付与することができる。他の基材との積層におい ては、他の基材上でエネルギー線重合を行うことで容易に塗膜形成が可能である。
[0063] 本発明の防曇材料に使用する基材としては、防曇性即ち透明性を保つ観点から、 透明基材であることが望ましい。例えば、ガラスや鏡のようなガラス類、ポリカーボネ ートゃポリエチレンのような透明プラスチック類などが挙げられる。
[0064] 基材上に形成する有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体は透明基材の表面に直接接 触し一体化することもできるし、また、両者の間に透明なプライマー層や接着層などを 介して一体化してもよい。その接着層が製造の簡便さや接着強度などの面から疎水 性のアクリル系モノマーの重合体からなる疎水性ポリマーであることが望ましい。
[0065] 該疎水性ポリマーとしては、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体との密着性に優れる こと力ら、疎水性のアクリル系モノマーの重合体からなる疎水性ポリマーであることが 望ましい。疎水性のアクリル系モノマーの具体例としては、例えば、 1分子内にアタリ ロイル基を一つ以上有するアクリル酸エステルや、アクリル酸のエポキシエステル、 1 分子内にアタリロイル基を一つ以上有するウレタンオリゴマーなどが挙げられる。
[0066] 本発明の防曇材料は、耐摩耗性などの要求に応じて、有機無機複合ヒドロゲルの 乾燥体の硬度を幅広く調整することができ、その表面硬度は、通常の取り扱いやすさ の観点から、表面鉛筆硬度が HB以上であることが望ましぐ H以上であることが特に 望ましい。
[0067] 本発明の防曇材料は、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体表面の親水性度合い (水 接触角）を適宜調製することによりその防曇特性を調整することができる。防曇材料と して特に好適に使用できる範囲としては、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体表面の 水接触角が 40° 以下であることが望ましぐ 20° 以下であることが更に望ましい。ゲ ル乾燥体層の親水性度合いは、水溶性有機モノマー（a)の重合体の種類や、水溶 性有機モノマー（a)の重合体とその他の疎水性ポリマーとの共重合体を適宜選択す ることにより調製すること力 Sできる。
[0068] 本発明の防曇材料は、有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体が、広い範囲の粘土鉱物 含有率において、粘土鉱物が有機高分子中に均一に分散した均質膜であることから
、優れた力学物性 (表面硬度）、防曇性及び透明性を有する。さらに、有機無機複合 ヒドロゲルの乾燥体は基材との密着性に優れており、特に有機無機複合ヒドロゲルの 乾燥体と疎水性ポリマーとが共有結合で結合されたものは、極めて優れた密着性を 有する。また、重合が極短時間で完了でき、且つ均質な膜を形成可能であるため生 産効率が非常に高い特徴を持っており、医療や介護用具、各種工業用材料として用 いられる。
実施例
[0069] 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲がこれらの実施 例にのみ限定されるものではない。
[0070] (実施例 1)
〔有機無機複合ヒドロゲルの作製〕
水溶性有機モノマー（a)として N, N—ジメチルアクリルアミド (株式会社興人製） 2g
、粘土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0· 8g、水性媒 体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（1)を調製した。
[0071] 溶媒（e)として、ポリオキシプロピレン モノアタリレート「ブレンマー AP— 400」（日 本油脂株式会社製） 98g、非水溶性の重合開始剤（d)として 1—ヒドロキシシクロへキ シルフェニルケトン「ィルガキュア一 184」（チバガイギ一社製） 2gを、均一に混合して 溶液（1)を調製した。
[0072] 上記反応溶液（1)全量に、溶液（1)を 50 μ 1入れ、超音波分散機で、均一に分散さ せた後、内径 5. 5mmのガラス管に封入し、 365nmにおける紫外線強度が 40mW /cm2の紫外線を 120秒照射し N, N—ジメチルアクリルアミドを重合させて、棒状の 有機無機複合ヒドロゲル（1)を作製した。
[0073] 上記作製したゲルを、引っ張り試験機 (AGS— H型、島津製作所製）を用いて、測 定したところ、破断点応力は 60KPaで、破断点歪みは 1950%であった。該ゲルは、 目視で無色透明であった。
[0074] (実施例 2)
〔有機無機複合ヒドロゲルの作製〕
水溶性有機モノマー（a)として N—イソプロピルアクリルアミド (株式会社興人製） 2. 3g、粘土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0· 8g、水性 媒体 (b)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（2)を調製した。 [0075] 溶媒 (e)として、アクリル酸 2—ヒドロキシェチル (和光純薬工業株式会社製） 95g、 非水溶性の重合開始剤（d)として 1ーヒドロキシシクロへキシノレフヱ二ルケトン「ィルガ キュア一 184」（チバガイギ一社製） 5gを、均一に混合して溶液（2)を調製した。
[0076] 上記反応溶液（2)全量に、溶液（2)を 100 入れ、超音波分散機で、均一に分散 させた後、内径 5. 5mmのガラス管に封入し、 365nmにおける紫外線強度が 40mW
/cm2の紫外線を 120秒照射し N—イソプロピルアクリルアミドを重合させて、棒状の 有機無機複合ヒドロゲル (2)を作製した。
[0077] 上記作製したゲルを、引っ張り試験機 (AGS— H型、島津製作所製）を用いて、測 定したところ、破断点応力は 125KPaで、破断点歪みは 1200%であった。該ゲルは
、 目視で無色透明であった。
[0078] このゲルを 20°Cの水中に 165時間浸漬したところ、ゲルが膨潤し質量が初期の約
400%になった。また、この膨潤したゲルを 50°Cの水に 24時間浸漬したところ、ゲル が収縮し、質量が初期の約 35%になった。
[0079] (実施例 3)
〔有機無機複合ヒドロゲルの作製〕
水溶性有機モノマー（a)としてアクリル酸 2—メトキシェチル (和光純薬工業株式会 社製） 2. 6g、粘土鉱物 (b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 1.
6g、水性媒体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（3)を調製した。
[0080] 溶媒 (e)として、 N, N—ジメチルァセトアミド (和光純薬工業株式会社製） 95g、非 水溶性の重合開始剤（d)として 1ーヒドロキシシクロへキシルフ工ニルケトン「ィルガキ ユア一 184」（チバガイギ一社製） 5gを、均一に混合して溶液（3)を調製した。
[0081] 上記反応溶液（3)全量に、溶液（3)を 80 入れ、超音波分散機で、均一に分散さ せた後、バーコ一ターを用いて厚み 150 x mになるようにガラス板に塗布し、 365nm における紫外線強度が 40mWZcm2の紫外線を 120秒照射しアクリル酸 2—メトキシ ェチルを重合させて、有機無機複合ヒドロゲル（3)の塗膜を作製した。得られたゲル は、 目視で無色透明であった。
[0082] (実施例 4)
〔有機無機複合ヒドロゲルの作製〕 水溶性有機モノマー（a)として 4 アタリロイルモルホリン (和光純薬工業株式会社 製） 2· 8g、粘土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 1. 6 g、水性媒体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液 (4)を調製した。
[0083] 溶媒（e)として、ポリオキシプロピレン モノアタリレート「ブレンマー AP_400」（日 本油脂株式会社製） 92g、非水溶性の重合開始剤（d)として 1—ヒドロキシシクロへキ シルフヱ二ルケトン「ィルガキュア一 184」（チバガイギ一社製） 8gを、均一に混合して 溶液 (4)を調製した。
[0084] 上記反応溶液 (4)全量に、溶液 (4)を 80 μ 1入れ、ミキサーで溶液を均一に分散さ せた後、バーコ一ターを用いて厚み 200 x mになるようにガラス板に塗布し、（線幅 約 200 μ πι、長さ約 5cmの黒線が描かれている）ポリエチレンテレフタレート（PET) 製マスクを介して、 365nmにおける紫外線強度が 40mW/cm2の紫外線を 120秒 照射し 4—アタリロイルモルホリンを部分重合させて、未硬化の（黒線)部分を水洗で 除いて、マスクの黒線部分と同じ形状の溝を持つ有機無機複合ヒドロゲル (4)の塗膜 を作製した。
[0085] 上記作製したゲルは、 目視で無色透明であった。
また、光学顕微鏡で溝を観察したところ、溝の幅は約 200 / mであった。
[0086] (比較例 1)
水溶性有機モノマーとして N, N ジメチルアクリルアミド (株式会社興人製） 2g、粘 土鉱物として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0. 8g、水溶性重合開 始剤 (過酸化物）としてペルォキソ二硫酸カリウム (和光純薬工業株式会社製) 0. 02 g、水性媒体として水 20g、を、酸素を遮断しない空気中で均一に混合して反応溶液 (1 ' )を調製した。
[0087] 上記反応溶液（1 ' )を、酸素を遮断しない空気中で内径 5. 5mmのガラス管に封入 し、 20°Cの水槽中で 15時間静置（重合）した。しかし、上記すベての操作が酸素を 遮断しなかったため、溶液が少し粘稠になっただけで、ゲルは得られな力、つた。
[0088] (比較例 2)
水溶性有機モノマーとして N—イソプロピルアクリルアミド (株式会社興人製） 2. 3g 、粘土鉱物として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0. 8g、水溶性重 合開始剤として 2—ヒドロキシー 1 [4一（2—ヒドロキシエトキシ）フエニル] 1 プロ パン「ィルガキュア一 2959」（チバガイギ一社製） 0· 2g、水性媒体として水 20g、を均 一に混合して反応溶液 (2' )を調製した。
[0089] 上記反応溶液（2' )を内径 5. 5mmのガラス管に封入し、 365nmにおける紫外線 強度が 40mW/cm2の紫外線を 120秒照射し N—イソプロピルアクリルアミドを重合 させた。得られたゲノレは、 目視で乳白色で不透明なものであった。引っ張り試験機（ AGS— H型、島津製作所製)を用いて、測定を試みたが、該ゲルの強度が弱すぎて 測定不能であった。
[0090] 上記実施例:!〜 4及び比較例:!〜 2から、本発明の製造方法によれば酸素を除去 することなく極短時間で、広い範囲の粘土鉱物含有率において、粘土鉱物が有機高 分子中に均一に分散し、優れた力学物性や柔軟性及び透明性などを示す有機無機 複合ヒドロゲルを製造できることが明らかであった。
[0091] (実施例 5)
〔細胞培養基材の作製〕
水溶性有機モノマー（a)として N イソプロピルアクリルアミド (株式会社興人製） 2. 23g、粘土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0. 8g、水性媒体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（5)を調製した。
[0092] 溶媒（e)として、ポリオキシプロピレンモノアタリレート「ブレンマー AP— 400」（日本 油脂株式会社製） 98g、非水溶性の重合開始剤（d)として 1—ヒドロキシシクロへキシ ルフエ二ルケトン「ィルガキュア一 184」（チバガイギ一社製） 2gを、均一に混合して溶 液 (5)を調製した。
[0093] 上記反応溶液（5)全量に、溶液（5)を 50 μ 1入れ、超音波分散機で均一に分散さ せた後、その溶液を、バーコ一ターを用い、厚みが 200 x mになるようにポリエチレン テレフタレート（PET)フィルムに塗布し、 365nmにおける紫外線強度が 40mW/c m2の紫外線を 120秒照射することにより、水溶性有機モノマーを重合させて、シート 状の有機無機複合ヒドロゲル (5)を得た。
[0094] 得られたシート状の有機無機複合ヒドロゲル（5)を 20°Cの水中で少し膨潤させ含水 率 90%に調整した後、シート状の有機無機複合ヒドロゲル（5)に傷が付かないように して、 PETフィルムから剥離した。その剥離したシート状の有機無機複合ヒドロゲル（ 5)を lcm X 5cmの大きさに切り取り、チャック部での滑りの無いようにして引っ張り試 験装置 (株式会社島津製作所製「卓上型万能試験機 AGS— H」）に装着し、評点間 距離 = 30mm、引っ張り速度 = 100mm/分にて引っ張り試験を行った結果、引つ 張り破断強度が 95kPa、破断伸びが 1010%であった。このシート状の有機無機複 合ヒドロゲル（5)の表面に付着した水分をてレ、ねいに取り除レ、てから、該シート状の 有機無機複合ヒドロゲル（5)表面の 20°Cおよび 50°Cにおける水に対する接触角を 接触角測定装置 (協和界面科学株式会社製「CA_X200」 )を用いて測定した。各 々の温度における水の接触角は 20°Cでは 30° 、 50°C保持状態では 60° であった 。このこと力、ら、得られたシート状の有機無機複合ヒドロゲル（5)は、温度条件により 親水性と疎水性の両特性を示すことが確認された。
[0095] 一方、シート状の有機無機複合ヒドロゲル（5)を、 20°Cで 2Lの超純水に 2日間浸 漬して、ヒドロゲルを膨潤させてから取り出し、次いで 50°Cの超純水 1Lに 2日間浸漬 して、ヒドロゲルを収縮させてから取り出した。該洗浄による精製操作を 3回繰り返した 後、精製したシート状の有機無機複合ヒドロゲル（5)を直径 8cmの大きさに切断し、 る細胞培養基材 (A)とした。それを細胞培養用ディッシュ (ベタトン'ディッキンソン'ラ ブウェア社製「ファルコン 3003」）の中に移し替えてから蓋をして 37°Cで静置した。な お、これらの精製から細胞培養ディッシュ内に細胞培養基材 (A)を移し替えるまでの 操作は、すべてクリーンベンチ内で行った。
[0096] 〔培養試験〕
このようにして得られた細胞培養基材 (A)を入れた細胞培養ディッシュを用いて、 細胞の培養を行った。培養する細胞は、ヒト肝上皮細胞由来のガン細胞 HepG2糸田 胞株 (大日本製薬株式会社製)を使用した。培養は、ゥシ胎児血清 (ICN製)を 10% 含有するミニマム 'エッセンシャル 'イーグル培地（SIGMA製）（ピルビン酸（ICN製） 及び非必須アミノ酸 (ICN製)を添加剤として含有)を使用して、 5%二酸化炭素含有 37°C恒温器内で行った。また細胞培養基材 (A)を入れたディッシュは 2枚用意し、 同じ条件で同時に播種を行った。播種してから 1週間後、この細胞培養基材 (A)を 入れたディッシュ 1枚を 20°C恒温槽内に 5分間静置してから、表面を光学顕微鏡に て観察したところ、細胞が細胞培養基材 (A)上に接着して、また十分に増殖していた こと力 S確認された。この培養を行ったもう 1枚の細胞培養基材 (A)を入れたディッシュ から細胞培養基材 (A)を培養した細胞ごと取り出して、あら力じめ 20°Cに保持してお レヽたゥシ胎児血清を 10%含有するミニマム ·エッセンシャル 'イーグル培地を含む組 織培養ディッシュに移し替えた。蓋をしてから 20°Cで 10分間静置後、細胞培養基材 (A)上に増殖した細胞をピンセットで摘むことにより、細胞を細胞培養基材 (A)から 分離できた。この時、細胞培養基材 (A)に何ら損傷はなぐまた分離した細胞にも何 ら付着物は見られなかった。この取り出した細胞について、トリプシン一 EDTA処理 を行うことにより、各細胞を個々の状態に分離した後、トリパンブルー染色を行うことに よって、生細胞数を計測したところ、培養開始時には 2. O X 106個であった細胞数が 、培養後は 1. 9 X 108個に増加したことが確認された。
(実施例 6)
〔培養試験〕
上記実施例 5で得られた細胞培養基材 (A)を入れた細胞培養ディッシュを用いて、 細胞の培養を行った。培養する細胞は、正常ヒト皮膚繊維芽細胞（大日本製薬株式 会社製)を使用した。培養は、 CS— C培地 (大日本製薬株式会社製)を使用して、 5 %二酸化炭素含有 37°C恒温器内で行った。また細胞培養基材 (A)を入れたデイツ シュは 2枚用意し、同じ条件で同時に播種を行った。播種してから 1週間後、この培 養を行った細胞培養基材 (A)を入れたディッシュ 1枚を 20°C恒温槽内に 5分間静置 してから、表面を光学顕微鏡にて観察したところ、細胞が細胞培養基材 (A)上に接 着して、また十分に増殖していたことが確認された。この培養を行ったもう 1枚の細胞 培養基材 (A)を入れたディッシュから細胞培養基材 (A)を培養した細胞ごと取り出し て、あらかじめ 20°Cに保持しておいた CS— C培地を含む組織培養ディッシュに移し 替えた。蓋をしてから 20°Cで 10分間静置後、細胞培養基材 (A)上に増殖した細胞 をピンセットで摘むことにより、細胞をシート状に細胞培養基材 (A)から分離できた。 この時、細胞培養基材 (A)に何ら損傷はなぐまたシート状の細胞にも何ら付着物は 見られな力 た。この取り出したシート状細胞についてトリプシン一 EDTA処理を行う ことにより、各細胞を個々の状態に分離した後、トリパンブルー染色を行うことによつ て、生細胞数を計測したところ、培養開始時には 2. 5 X 106個であった細胞数が、培 養後は 9. 1 X 107個に増加したことが確認された。
[0098] (実施例 7)
〔細胞培養基材の作製〕
添カ卩するラボナイト XLGの量を 1. 6gとする以外は実施例 5と同様にして、ほぼ無色 透明で均一なシート状の有機無機複合ヒドロゲル (6)を合成した。得られたシート状 の有機無機複合ヒドロゲル (6)を用いて、実施例 1と同様にして、 20°Cおよび 50°Cに おける水に対する接触角を測定したところ、 20°Cでは 29° 、 50°C保持状態では 45 。 であり、得られたシート状の有機無機複合ヒドロゲル（6)は、温度条件により親水性 と疎水性の両特性を示すことが確認された。得られたシート状の有機無機複合ヒドロ ゲル（6)を、 20°Cで 2Lの超純水に 2日間浸漬して、ヒドロゲルを膨潤させてから取り 出し、次いで 50°Cの超純水 1Lに 2日間浸漬して、ヒドロゲルを収縮させてから取り出 した。該洗浄による精製操作を 3回繰り返した後、精製したシート状の有機無機複合 ヒドロゲル（6)の四辺を変形しないように末端をクリップで固定して、クリーンベンチ内 で 3日間乾燥させることにより、ほぼ透明なシート状の有機無機複合ヒドロゲル（6)の 乾燥物を得た。得られた乾燥物を、ガス遮断ポリ袋に入れて密封し、ガンマ線照射を 行った (線源：コバルト 60、ラジェ工業株式会社)。照射量は、 25kGyとした。照射後 の乾燥物には特に変形や変色は見られなかった。得られたガンマ線照射後の乾燥 物を直径 8cmの大きさに切断し、シート状の有機無機複合ヒドロゲル（6)の乾燥物か らなる細胞培養基材 (B)とした。
[0099] 〔培養試験〕
このようにして得られた細胞培養基材 (B)を用いて、細胞及び培地、培養条件は実 施例 1と同様の方法で、 HepG2細胞の培養を行った。細胞播種から 1週間後に、実 施例 1と同様の方法で光学顕微鏡により表面を観察したところ、細胞が細胞培養基 材 (B)上に接着して、また十分に増殖していたことが確認された。実施例 1と同様に して、もう:!枚の細胞培養基材 (B)を用いて、細胞培養を行った後、細胞培養基材 (B )を入れたディッシュから細胞培養基材 (B)を培養した細胞ごと取り出して、あらかじ め 20°Cに保持しておいたゥシ胎児血清を 10%含有するミニマム 'エッセンシャル'ィ ーグノレ培地を含む組織培養ディッシュに移し替えた。蓋をしてから 20°Cで 10分間静 置後、細胞培養基材 (B)上に増殖した細胞をピンセットで摘むことにより、細胞を細 胞培養基材 (B)から分離できた。この時、細胞培養基材 (B)に何ら損傷はなぐまた 分離した細胞にも何ら付着物は見られなかった。実施例 1と同様の方法で生細胞数 を計測したところ、培養開始時には 2. 0 X 106個であった細胞数が、培養後は 1. 3 X 107個に増加したことが確認された。
また、ヒドロゲルを乾燥することにより得られたヒドロゲルの乾燥物を上記実験で用 いた培地に浸漬して、 37°C恒温器内で 24時間保持したところ、含水率が 30%のヒド 口ゲルに戻ることが確認された。
[0100] (比較例 3)
細胞培養用ディッシュ「ファルコン 3003」を何も表面処理を行わずに使用して、細 胞培養を行った。細胞及び培地、培養条件は実施例 1と同様にして行った。培養開 始から 1週間後にディッシュ表面を光学顕微鏡にて観察したところ、細胞が接着して 増殖していることが確認された。この培養を行ったディッシュを 20°Cの恒温槽に入れ て， 10分間静置後、ディッシュ上の細胞を取り出そうとしたが、全く剥離しなかった。 また、公知の方法により、トリプシンを用いて培養細胞の分離を行ったところ、細胞が 個々の細胞に分かれてしまい、細胞をシート状に取り出すことは不可能であった。
[0101] (比較例 4)
粘土鉱物を用いないこと、また NIPAモノマーを添カ卩した後、有機架橋剤をモノマ 一の 5モル％添加すること以外は実施例 1と同様にして、有機架橋ヒドロゲルを重合 した。有機架橋剤としては、 N， N'—メチレンビスアクリルアミド（和光純薬工業株式 会社製）をそのまま使用した。その結果、 20°Cにおいて白色化したシート状のヒドロ ゲルが得られた。この得られたシート状のヒドロゲルを実施例 1と同様にして、精製を 行ってから、細胞培養用ディッシュに移し替えたが、ヒドロゲルシートは非常に脆ぐ 精製及び移し替えは困難であった。またこのヒドロゲルシートの接触角は、 50°C保持 状態で 49° であった。
[0102] 次に、このヒドロゲルシートを入れた細胞培養ディッシュを用いて、実施例 2と同様 の方法で細胞培養を行った。培養開始から 1週間後、このディッシュ内のヒドロゲルシ ートを一部切り取り、トリパンブルーにて染色したところ、ヒドロゲルシート上での細胞 の増殖は確認されなかった。また、このヒドロゲルシートをディッシュから取り出そうとし た力 ヒドロゲルシートが破壊してしまレ、、取り出すことが出来な力 た。
[0103] 上記実施例 5〜7に示したように、本発明の細胞培養基材は、柔軟かつ強靱である ため、培養した細胞を分離回収する際に細胞の破損や基材の混入することなく回収 が可能であった。さらに、親水性と疎水性とが外部環境により可逆的に変化するため 、迅速に培養した細胞を回収できた。一方、従来の細胞培養基材は、比較例 3に示 したように、細胞回収時に細胞と基材の結合部分が切断されるだけではなぐ細胞同 士の結合も切断され、細胞を増殖している形状のままで取り出すことができなかった 。さらに、比較例 4においては、培養基材の形状を保持できなかった。
[0104] (実施例 8)
〔防曇塗膜の作製〕
水溶性有機モノマー（a)として N, N—ジメチルアクリルアミド (株式会社興人製） 2g 、粘土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0· 8g、 水性媒体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（7)を調製した。
[0105] 溶媒（e)として、ポリオキシプロピレンモノアタリレート「ブレンマー AP— 400」（日本 油脂株式会社製） 98g、非水溶性の重合開始剤（d)として 1—ヒドロキシシクロへキシ ルフエ二ルケトン「ィルガキュア一 184」（チバガイギ一社製） 2gを、均一に混合して溶 液 (7)を調製した。
[0106] 上記反応溶液（7)全量に、溶液（7)を 50 β 1入れ、超音波分散機で均一に分散さ せた後、その溶液を、バーコ一ターを用い、厚み 150 /i mになるように厚み 3mmの ガラス板に塗布し、 365nmにおける紫外線強度が 40mW/cm2の紫外線を 120秒 照射し N， N—ジメチルアクリルアミドを重合させて、ガラス板上に有機無機複合ヒドロ ゲル（7)を作製した。
[0107] 上記有機無機複合ヒドロゲル（7)を 80°Cの熱風乾燥機で 20分間乾燥させて、ガラ ス板上に積層された防曇塗膜 (X)を作製した。
[0108] 上記作製した防曇塗膜 (X)は、 目視で無色透明であった。鉛筆法で測定した防曇 塗膜 (X)のゲル乾燥体側の表面硬度が Hであった。接触角測定装置 (CA—X200 型、協和界面科学株式会社製)を用いて測定した結果、水接触角は 31° であった。
[0109] 〔防曇性試験〕
上記作製した防曇塗膜 (X)を、ゲル乾燥体が下向きになるよう、 60°Cの熱水を 100 ml入れた 200mlビーカーの上にかぶせ、 1分間曇らないことを確認した。試験後、ゲ ル乾燥体の膨潤ゃガラス板からの剥離はなかった。
[0110] (実施例 9)
〔防曇塗膜の作製〕
水溶性有機モノマー（a)として N—イソプロピルアクリルアミド (株式会社興人製） 2. 3g、粘土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 1. 2 8g、水性媒体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（8)を調製した。
[0111] 溶媒 (e)として、アクリル酸 2—ヒドロキシェチル (和光純薬工業株式会社製） 95g、 非水溶性の重合開始剤（d)として 1—ヒドロキシシクロへキシノレフヱ二ルケトン「ィルガ キュア一 184」（チバガイギ一社製） 5gを、均一に混合して溶液（8)を調製した。
[0112] 上記反応溶液（8)全量に、溶液（8)を 100 μ ΐ入れ、超音波分散機で均一に分散さ せた後、予め接着層として 2重量％の 1 ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトンを含 む疎水性のウレタンアタリレート (V— 4263、大日本インキ化学工業株式会社製）を 厚み約 20 /i mになるように塗布したポリカーボネート板（厚み 3mm)に塗布し、 365η mにおける紫外線強度が 40mW/cm2の紫外線を 120秒照射し接着層部分と Ν— イソプロピルアクリルアミドを重合させて、接着層を有する基材上に有機無機複合ヒド 口ゲル（8)を作製した。
[0113] 上記有機無機複合ヒドロゲル (8)を 80°Cの熱風乾燥機で 20分間乾燥させて、防曇 塗膜 (Y)を作製した。
[0114] 上記作製した防曇塗膜 (Y)は、 目視で無色透明であった。鉛筆法で測定した該基 材のゲル乾燥体側の表面硬度が Hであった。接触角測定装置（CA—X200型、協 和界面科学株式会社製)を用いて測定した結果、水接触角は 30° であった。
[0115] 〔防曇性試験〕
上記防曇塗膜 (Y)を、ゲル乾燥体が下向きになるよう、 60°Cの熱水を 100ml入れ た 200mlビーカーの上にかぶせ、 1分間曇らないことを確認した。試験後、ゲル乾燥 体の S彭潤ゃ PC板からの剥離はなかった。
[0116] (実施例 10)
〔防曇塗膜の作製〕
水溶性有機モノマー（a)としてアタリロイルモルホリン (株式会社興人製） 2. 8g、粘 土鉱物（b)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 1. 6g、水 性媒体 (c)として水 20g、を均一に混合して反応溶液（9)を調製した。
[0117] 溶媒 (e)として、 N, N—ジメチルァセトアミド (和光純薬工業株式会社製） 95g、非 水溶性の重合開始剤（d)として 1—ヒドロキシシクロへキシノレフエ二ルケトン「ィルガキ ユア一 184」（チバガイギ一社製） 5gを、均一に混合して溶液（9)を調製した。
[0118] 上記反応溶液（9)全量に、溶液（9)を 80 μ 1入れ、ミキサーで溶液を均一に混合し た後、その溶液を、バーコ一ターを用い、厚み 150 z mになるように厚み 200 x mの ポリエチレンテレフタレート（PET)シートに塗布し、 365nmにおける紫外線強度が 4 OmW/ cm2の紫外線を 120秒照射しアタリロイルモルホリンを重合させて、 PET基 材上に有機無機複合ヒドロゲル (9)を作製した。
[0119] 上記有機無機複合ヒドロゲル (9)を 80°Cの熱風乾燥機で 20分間乾燥させて、防曇 塗膜 (Z)を作製した。
[0120] 上記作製した防曇塗膜 (Z)は、 目視で無色透明であった。鉛筆法で測定した該基 材のゲル乾燥体側の表面硬度が 2Hであった。接触角測定装置（CA— X200型、協 和界面科学株式会社製)を用いて測定した結果、水接触角は 33° であった。
[0121] 〔防曇性試験〕
上記作製した防曇塗膜 (Z)を、ゲル乾燥体が下向きになるよう、 60°Cの熱水を 100 ml入れた 200mlビーカーの上にかぶせ、 1分間曇らないことを確認した。試験後、ゲ ル乾燥体の膨潤ゃ PC板からの剥離はなかった。
[0122] (比較例 5)
メチルメタタリレート（和光純薬工業株式会社製) 4. 5g、ブチルメタタリレート（和光 純薬工業株式会社製) 3. 5g、ヒドロキシェチルメタタリレート (共栄社ィ匕学株式会社 製） lg、アクリル酸 (和光純薬工業株式会社製) 0. 3g、メタクリル酸 (和光純薬工業 株式会社製) 0. 2g、 2_プロパノール (和光純薬工業株式会社製） 10g、を均一に混 合してアクリル系モノマー組成物を調製した。
[0123] 粘土鉱物（B)として Laponite XLG (Rockwood Additives Ltd.社製） 0. 4g を、 2—プロパノール (和光純薬工業株式会社製) 4. 8gと水 4. 8gの混合溶液に分 散して、粘土鉱物分散液を調製した。
[0124] 上記調製したアクリル系モノマー組成物 0. 2g、粘土鉱物分散液 5g、 2—プロパノ ール 20g、水 30g、を均一に混合して防曇組成物 1を調製した。
[0125] 上記防曇組成物 1を、塗布厚 10 z mのバーコ一ターを用いてガラス板に塗布し、 9
0°Cの熱風乾燥機中で 10分間加熱乾燥し、防曇塗膜を作製した。
[0126] 上記作製した防曇塗膜が、 目視で白く濁っていた。これはクレイが水と 2 _プロパノ ールの混合液には溶解しなかったためであった。鉛筆法で測定した該防曇塗膜の表 面硬度が Bであった。接触角測定装置 (CA—X200型、協和界面科学株式会社製） を用いて測定した結果、水接触角は 32° であった。
[0127] 上記作製した防曇塗膜を、塗膜が下向きになるよう、 60°Cの熱水を 100ml入れた 2
00mlビーカーの上にかぶせ、 1分間静置したところ、ゲル乾燥体層側に曇りが見ら れた。
[0128] 本発明の水溶性有機モノマーの重合体と水膨潤性粘土鉱物とからなる三次元網目 構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなる防曇塗膜は、実施例 8〜： 10 に示したように、防曇性に優れ、力学物性や耐熱性が高ぐ基材と優れた密着性を有 し、かつ透明性に優れるものであった。一方、比較例 5に示した、水溶性有機モノマ 一の重合体と水膨潤性粘土鉱物とからなる三次元網目構造を有さなレ、ゲル乾燥体 力 なる防曇塗膜は、透明性や防曇性に劣るものであった。
産業上の利用可能性
[0129] 本発明の製造方法は、酸素除去の工程が不要であることから簡便に有機無機複合 ヒドロゲルを製造可能であり、エネルギー線照射により極短時間で製造できるため、 製造設備やコスト面で有利に有機無機複合ヒドロゲルが得られる。
また、本発明の有機無機複合ヒドロゲル塗膜、乾燥塗膜、防曇塗膜は、粘土鉱物 が有機高分子中に均一に分散し、優れた力学物性や柔軟性などを示すことから、医 療ゃ介護用具、各種工業用材料として有用である。特に、本発明の有機無機複合ヒ ドロゲル力 なる細胞培養基材は、優れた柔軟性と強靱さを有するとともに、外部環 境の変化に迅速に対応できるため、細胞に与える影響が少なぐ容易に細胞の回収 が可能であり、産業上大きな意義を有する。

Claims

請求の範囲
[1] 水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)とから構成される三次元 網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法であって、
水性媒体 (c)中に非水溶性の重合開始剤 (d)を分散させ、得られた分散液中で、 水膨潤性粘土鉱物（b)の共存下で、水溶性有機モノマー（a)をエネルギー線の照射 により反応させることを特徴とする有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[2] 前記水性媒体 (c)中への非水溶性の重合開始剤 (d)の分散が、重合開始剤 (d)を 溶媒 ）に溶解させた溶液の水性媒体 (c)中への分散である請求項 1に記載の有機 無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[3] 前記溶媒 (e) 1 非水溶性の重合開始剤 (d)を溶解し、且つ HLB値が 8以上のァ クリル系モノマー（el)である請求項 2に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[4] 前記溶媒 (e)が、非水溶性の重合開始剤 (d)を溶解できる水溶性有機溶剤 (e2)で ある請求項 2に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[5] 非水溶性の重合開始剤 (d)を溶媒 (e)に溶解させた溶液中における重合開始剤 (d
)と溶媒 (e)の質量比（d) / (e)が、 0. 001 -0. 1の範囲にある請求項 2に記載の有 機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[6] 非水溶性の重合開始剤（d)を溶媒 (e)に溶解させた溶液の分散量が、水溶性有機 モノマー (a)、水膨潤性粘土鉱物 (b)、水性媒体 (c)、重合開始剤 (d)及び溶媒 (e) の総質量に対し、 5質量 %以下である請求項 2に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製 造方法。
[7] 重合開始剤 (d)を溶媒 (e)に溶解させた溶液を水性媒体 (c)中に分散させる際の 分散径を 1 β m以下とする請求項 2に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[8] 前記水溶性有機モノマー（a)力 水溶性のアクリル系モノマーである請求項 1に記 載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[9] 前記水溶性有機モノマー（a) 1S N—置換アクリルアミド誘導体、 N, N—ジ置換ァ クリルアミド誘導体、 N—置換メタクリルアミド誘導体、 N, N—ジ置換メタクリルアミド誘 導体からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項 1に記載の有機無機複合ヒ ドロゲルの製造方法。
[10] 前記粘土鉱物 (b)が、水性媒体 (c)中で、：!〜 10層に層状剥離するものである請求 項 1に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[11] 前記水膨潤性粘土鉱物 (b)が、水膨潤性へクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、 水膨潤性サボナイト、及び水膨潤性合成雲母から選ばれる少なくとも一種である請 求項 1に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[12] 前記溶液中の水溶性有機モノマー (a)と水膨潤性粘土鉱物 (b)との質量比 (b) / ( a)が、 0. 01〜： 10の範囲にある請求項 1に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方 法。
[13] 前記エネルギー線の照射が、パターンを有するマスクを介したエネルギー線の照 射である請求項 1に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
[14] 請求項 1に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法により得られる有機無機複 合ヒドロゲルから溶媒を除去することを特徴とする有機無機複合ヒドロゲル乾燥体の 製造方法。
[15] 水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)とから構成される三次元 網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルからなる塗膜の製造方法であって、 水溶性有機モノマー (a)、水膨潤性粘土鉱物 (b)、及び水性媒体 (c)中に非水溶 性の重合開始剤（d)を分散させた分散液を含有するエネルギー線硬化性組成物 (X )を、基材上に塗布した後、エネルギー線を照射することを特徴とする有機無機複合 ヒドロゲル塗膜の製造方法。
[16] 請求項 15に記載の有機無機複合ヒドロゲル力 なる塗膜の製造方法により得られ る有機無機複合ヒドロゲル力 なる塗膜力 溶媒を除去することを特徴とする有機無 機複合ヒドロゲル乾燥塗膜の製造方法。
[17] 水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)とから構成される三次元 網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルからなり、前記有機無機複合ヒドロゲルが エネルギー線の照射により形成されたものであることを特徴とする細胞培養基材。
[18] 外部環境変化にともない親水性と疎水性とが可逆的に変化する請求項 17に記載 の細胞培養基材。
[19] 前記有機無機複合ヒドロゲルが、一定の温度を境界にして親水性と疎水性とが可 逆的に変化する請求項 17に記載の細胞培養基材。
[20] 前記有機無機複合ヒドロゲルを形成する水溶性有機モノマー（a)の重合体が、下 限臨界共溶温度を有する請求項 17に記載の細胞培養基材。
[21] 前記有機無機複合ヒドロゲルが塗膜である請求項 17に記載の細胞培養基材。
[22] 水溶性有機モノマー（a)の重合体と水膨潤性粘土鉱物 (b)とから構成される三次元 網目構造を有する有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体からなり、前記有機無機複合ヒド 口ゲルがエネルギー線の照射により形成されたものであることを特徴とする防曇材料
[23] 前記有機無機複合ヒドロゲルの乾燥体が塗膜である請求項 22に記載の防曇材料
[24] 表面鉛筆硬度が HB以上である請求項 22に記載の防曇材料。
[25] 表面の水との接触角力 40° 以下である請求項 22に記載の防曇材料。
[26] 表面に疎水性ポリマー層が形成された基材と積層された請求項 22に記載の防曇 材料。
[27] 前記基材が透明基材である請求項 26に記載の防曇材料。
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