WO2008023604A1

WO2008023604A1 - composé pour modification de surface et procédé de modification de surface l'utilisant

Info

Publication number: WO2008023604A1
Application number: PCT/JP2007/065839
Authority: WO
Inventors: Yasuhiko Iwasaki; Kazuhiko Ishihara
Original assignee: National University Corporation, Tokyo Medical And Dental University; The University Of Tokyo
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2008-02-28
Also published as: JPWO2008023604A1

Description

明細書

表面改質用化合物及びそれを用いた表面改質方法

技術分野

[0001] 本発明は、シリコーン等の疎水性基材の表面を改質する際に用いて好適な表面改質用化合物及びそれを用いた表面改質方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、人工関節は、人やその他の動物に関する医療分野において、各部関節の代替品として広く利用されるようになっている。例えば、ステンレス、コバルトクロム合金、チタン合金等の金属材料を用いた骨頭部材と、超高分子量ポリエチレン等の樹脂を用いた臼蓋とを組み合わせた人工関節は、我が国だけでも年間数万件の手術に用いられている。このように、各部関節を人工関節で置換することにより、患者は健康な人と同様の生活を営むまで生活の質（QOUを向上させることができる。

[0003] しかしながら、人工関節は、日常生活の動作により摺動部位で摩擦が起こるため、摩耗が生じてしまう。そして、摩耗により生じる摩耗粉は人体に悪影響を与え、摩耗が進行して!/、わゆるルーズユングが生じると、人工関節としての機能が十分に発揮され難くなる。

[0004] そこで、このような摩耗を防止するため、下記特許文献 1には、人工関節の摺動面を、ホスホリルコリン基を有する高分子、例えば 2—メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリンからなる重合体 (MPCポリマーと称される）で形成する方法が記載されて!/、る。この特許文献 1に記載された方法では、超高分子量ポリエチレンからなる被処理部材を、ベンゾフエノンを含むアセトン溶液に浸漬し、さらに MPCを含む水溶液に浸漬した後、紫外光を照射することにより、被処理部材表面で MPCポリマーを合成する。このように人工関節の摺動面を MPCポリマーで形成することにより、摺動面に潤滑性が付与され、摩耗が抑えられる。

[0005] また、人工関節に限らず、カテーテル、バルーンカテーテル、ガイドワイヤー、フアイバースコープ型内視鏡、コンタクトレンズ等の医療用部材においても、表面を親水性ポリマー等でコーティングすることが提案されている。例えば、下記特許文献 2には、高分子材料からなる医療用部材を、ジイソシァネート化合物を含む溶液に浸漬し、さらに、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレボリマーとの混合物を含む溶液に浸漬することにより、医療用具の表面に潤滑性を付与する方法が記載されている。特許文献 1 :特開 2003— 310649号公報

特許文献 2：特開 2005— 287845号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、上記特許文献 1に記載された方法は、紫外光を照射することにより被処理部材表面で MPCポリマーを合成するものであるため、非処理部材の形状によつては、 MPCポリマーが良好に合成されず、潤滑性が不十分となる虞があった。ここで、簡便かつ効果的に表面改質を行う方法としては、 MPCポリマーを含む溶液中に被処理部材を浸漬することなどが考えられる力、 MPCポリマーは親水性であり、水等の高極性溶媒にしか溶解しない。したがって、シリコーン等の疎水性基材の表面改質には適用することが困難である。

[0007] 一方、上記特許文献 2に記載された方法は、ジイソシァネート化合物をコーティングした後、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物をコーティングする必要があり、操作性の面で好ましくな力た。また、医療用部材の表面には、ジィソシァネート化合物と反応するヒドロキシル基等の官能基が存在する必要があるため、疎水性基材の表面改質には不向きであった。

[0008] 本発明は、以上のような課題に鑑みて提案されたものであり、シリコーン等の疎水性基材の表面を改質して潤滑性を付与する際に用いて好適な表面改質用化合物及びそれを用いた表面改質方法、並びに表面改質された疎水性基材及び医療用部材を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、側鎖にビュル基を有するポリシロキサン化合物に親水性ポリマーが重合した化合物が、疎水性基材の表面改質に適用できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 [0010] (1) 側鎖にビュル基を有するポリシロキサン化合物 (A)に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体 (B)が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した表面改質用化合物。

[0011] (1)の表面改質用化合物によれば、側鎖にビュル基を有するポリシロキサン化合物

(A)を有するため、ビュル基を介して疎水性基材の表面に結合することができる。また、親水性モノマーからなる重合体 (B)を有するため、表面改質後の疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。特に、表面改質後にはこの重合体 (B)が疎水性基材表面で繊毛状に配列される。したがって、この繊毛状の重合体 (B)によって液体が保持され、潤滑性が維持される。さらに、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制されるため、医療用部材の表面改質に好適であ

[0012] (2) 前記ポリシロキサン化合物 (A)の両端に、前記重合体 (B)が連鎖移動剤又はノ、ロゲン化アルキル開始剤を介して重合した（1)記載の表面改質用化合物。

[0013] (2)の態様によれば、ポリシロキサン化合物 (A)の両端に重合体 (B)が重合して!/、るため、表面改質後にはこの両端の重合体 (B)が疎水性基材表面で繊毛状に配列される。したがって、疎水性基材表面の潤滑性をさらに高めることができる。

[0014] (3) 前記ポリシロキサン化合物 (A)が、ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（al)とビュルメチルシロキサン力誘導される構成単位（a2)との共重合体を構造中に含む（1)又は（2)記載の表面改質用化合物。

[0015] (3)の態様によれば、ポリシロキサン化合物 (A) 1S ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（_a 1)とビュルメチルシロキサンから誘導される構成単位（_a2)との共重合体を構造中に含むため、構成単位（a2)のビュル基を介して疎水性基材の表面に結合すること力 Sでさる。

[0016] (4) 前記重合体 (B)が、 2—メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリンカも誘導される構成単位 (b)からなる（3)記載の表面改質用化合物。

[0017] (4)の態様によれば、重合体 (B)が、 2—メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリン力誘導される構成単位 (b)からなるため、生体適合性に優れている。したがって、医療用部材の表面改質に特に好適である。 [0018] (5) 前記ポリシロキサン化合物 (A)が下記一般式（1 )で表される（3)記載の表面改質用化合物。

[化 1コ

—— (1)

[式（1)中、

R²はそれぞれ独立に炭素数 1〜4のアルキレン基を表し、 1、 mはそれぞれ前記構成単位（al)及び前記構成単位（a2)の重合数を表す。 ]

[0019] (5)の態様によれば、ポリシロキサン化合物 (A)が上記一般式（1)で表される構造であるため、表面改質用化合物の構造として特に好ましい。

[0020] (6) 前記構成単位（al)と前記構成単位（a2)とのモル比が、 1 : 9〜9 : 1である（3) 記載の表面改質用化合物。

[0021] (6)の態様によれば、構成単位（al)と構成単位（a2)とのモル比が上記範囲であるため、疎水性基材表面に安定して結合することができる。

[0022] (7) 前記構成単位（al)及び（a2)と前記構成単位（b)とのモル比力 1 : 9〜9 : 1 である (4)記載の表面改質用化合物。

[0023] (7)の態様によれば、構成単位（al)及び (a2)と構成単位 (b)とのモル比が上記範囲であるため、疎水性基材表面に安定して結合しつつ、十分な潤滑性を付与すること力 Sできる。

[0024] (8) 質量平均分子量が 1000〜1000000である（1)から（7)いずれか記載の表面改質用化合物。

[0025] (8)の態様によれば、質量平均分子量が上記範囲であるため、表面改質に好適に用いること力 Sでさる。

[0026] (9) 前記重合体 (B)は、前記ポリシロキサン化合物 (A)に前記親水性モノマーがリビングラジカル重合により重合したものである（1)から（8)いずれか記載の表面改質用化合物。

[0027] (9)の態様によれば、ポリシロキサン化合物 (A)に親水性モノマーがリビングラジカル重合（可逆的付加開裂連鎖移動 (RAFT)重合又は原子移動ラジカル重合 (ATR P) )により重合しているため、分子量分布が狭ぐ表面改質に好適に用いることができる。

[0028] (10) Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材の表面改質に用いられる（1)から (9) V、ずれか記載の表面改質用化合物。

[0029] (11) シリコーン又はセラミックスからなる基材の表面改質に用いられる（10)記載の表面改質用化合物。

[0030] (1)から（9)のいずれかの態様によれば、 Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材、特にシリコーン又はセラミックスからなる基材の表面改質に好適に用いること力 Sでさる。

[0031] (12) Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材の表面を、（1)から（11)いずれか記載の表面改質用化合物を含む溶液で処理する工程と、前記表面改質用化合物を含む溶液で処理された前記疎水性基材を加熱する工程と、を含む表面改質方法。

[0032] (13) 前記疎水性基材の表面をヒドロシリル化し、 Si— H基を導入する工程をさらに含む（12)記載の表面改質方法。

[0033] (12)、 (13)の態様によれば、疎水性基材の表面を必要に応じて予めヒドロシリル化しておき、表面改質用化合物を含む溶液で処理することにより、ビュル基を介して表面改質用化合物を疎水性基材表面に結合させることができる。また、表面改質用化合物は、親水性モノマーからなる重合体 (B)を有するため、表面改質後の疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。特に、表面改質後にはこの重合体 (B) が疎水性基材表面で繊毛状に配列される。したがって、この繊毛状の重合体 (B)によって液体が保持され、潤滑性が維持される。さらに、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制されるため、医療用部材の表面改質に好適である。

[0034] (14) (1)から（11)いずれか記載の表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする工程を含む表面改質方法。

[0035] (14)の態様によれば、プラズマ重合用の装置が必要になるものの、表面改質用化合物を疎水性基材表面に結合させることができる。この場合にも、表面改質後には重合体 (B)が疎水性基材表面で繊毛状に配列されるため、この繊毛状の重合体 (B)によって液体が保持され、潤滑性が維持される。また、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制される。

[0036] (15) (1)から（11)いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された疎水性基材。

[0037] (16) (1)から（11)いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された医療用部材。

[0038] (15)、（16)の態様によれば、表面改質により、潤滑性が付与され、生体物質等の非特異的吸着が抑制された疎水性基材、医療用部材を提供することができる。発明の効果

[0039] 本発明によれば、本発明の表面改質用化合物を用いてシリコーン等の疎水性基材の表面改質を行うことにより、疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。また、本発明の表面改質用化合物を用いて疎水性基材の表面改質を行うことにより、疎水性基材表面に対する生体物質等の非特異的吸着を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0040] [図 1]重合時間と MPC濃度との関係を示すグラフである。

[図 2]重合時間と表面改質用化合物の分子量との関係を示すグラフである。

[図 3]試験片に表面改質を施す手順を示す図である。

[図 4]表面改質後の試験片の表面分析結果を示すグラフである。

[図 5]試験片の摩擦係数を表面改質の有無で比較して示すグラフである。

[図 6]血小板の非特異的な接着を表面改質の有無で比較して示す図である。

発明を実施するための形態

[0041] 以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、詳細に説明する。

[0042] 〔表面改質用化合物〕

本発明の表面改質用化合物は、側鎖にビュル基を有するポリシロキサン化合物 (A

)に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体 (B)が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合したものである。

[0043] [ポリシロキサン化合物（A) ] ポリシロキサン化合物 (A)としては、側鎖にビュル基を有するものであれば、特に限定されずに使用することができる。このポリシロキサン化合物 (A)は疎水性であり、ビ二ル基を介して後述のように疎水性基材表面に結合することができる。

[0044] このようなポリシロキサン化合物（A)の中でも、連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を導入するためのヒドロキシル基を片端又は両端に有するものが好ましい。このヒドロキシル基を介して連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を導入することにより、ポリシロキサン化合物 (A)の片端又は両端で重合体 (B)を重合させることができる。なお、ポリシロキサン化合物 (A)は、その両端で重合体 (B)を重合させることができるもの力 S、表面改質の効果をより高められることから好ましい。

[0045] また、ポリシロキサン化合物（A)の中でも、ジメチルシロキサンから誘導される構成単位（al)とビュルメチルシロキサン力誘導される構成単位（a2)との共重合体を構造中に含むものが好ましぐ下記一般式（1)で表される構造を有するものがより好ましい。

[化 2]

—— (1)

[式（1)中、

[0046] R²は、それぞれ独立に炭素数 1〜4のアルキレン基を表す。炭素数;!〜 4のァルキレン基としては、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等力、ら水素原子 1個を除いた基が挙げられる。

R²の好ましい組み合わせの一例としては、 =プロピレン基、 R² =エチレン基が挙げられる。また、 1、 mは、それぞれ構成単位（a 1)及び構成単位（a2)の重合数を表す。

[0047] 構成単位（al)と構成単位（a2)とのモル比は、 1： 9〜9： 1であることが好ましい。より好ましくは、 3 : 7〜7 : 3である。上記範囲とすることで、表面改質用化合物は、疎水性基材表面に安定して結合することができる。

[0048] [重合体 (B) ] 重合体 (B)としては、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなるものであれば、ァクリルアミド、 N ビュルピロリドン、ポリエチレングリコールメタタリレートなど、特に限定されずに使用することができる。この重合体 (B)は親水性であり、疎水性基材表面に潤滑性を付与することができる。

[0049] このような重合体 (B)の中でも、下記構造式（2)に示す 2 メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリンから誘導される構成単位 (b)が重合したもの力医療用部材の表面改質には特に好ましい。 2—メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリンは、生体膜を構成するリン脂質分子と同じ極性を有し、生体適合性に優れていることが知られている。

[化 3コ

CH₃ 0" CH₃

CH₂= C一 C— O— CH₂— CH₂— 0— P— 0—CH₂— CH₂— N+— CH₃

II II \

O O CH₃ (2)

[0050] ここで、ポリシロキサン化合物（A)として上記構成単位（al)及び（a2)を有するものを使用する場合、構成単位（al)及び (a2)と構成単位 (b)とのモル比は、 1 : 9〜9 : 1 であることが好ましい。より好ましくは、 3 : 7〜7 : 3である。上記範囲とすることで、表面改質用化合物は、疎水性基材表面に安定して結合しつつ、十分な潤滑性を付与すること力 Sでさる。

[0051] [連鎖移動剤/ハロゲン化アルキル開始剤]

重合体（B)は、ポリシロキサン化合物 (A)に親水性モノマーがリビングラジカル重合 (可逆的付加開裂連鎖移動 (RAFT)重合又は原子移動ラジカル重合 (ATRP) )により重合した結果、ポリシロキサン化合物 (A)に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合して!/、る。

[0052] 可逆的付加開裂連鎖移動重合の場合に用いられる連鎖移動剤としては、特に限定されないが、 4 シァノペンタン酸ジチォベンゾエート、酢酸ジチォベンゾエート、ブタン酸ジチォベンゾエート、 4 トルィル酸ジチォベンゾエート等が挙げられる。 [0053] また、原子移動ラジカル重合の場合に用いられるハロゲン化アルキル開始剤としては、特に限定されないが、 2—ブロモイソブチリルブロミド、 2—クロロイソブチリルクロリド、ブロモアセチルブロミド、ブロモアセチルクロリド等が挙げられる。

[0054] このリビングラジカル重合によれば、精密合成が可能となるば力、りでなぐ合成される表面改質用化合物の分子量分布が狭くなるため（Mw/Mn= l .；!〜 1. 5程度）、表面改質に好適に用いることができる。

[0055] 本発明の表面改質用化合物の質量平均分子量は、 1000〜； 1000000であることカ好ましい。より好ましくは、 10000〜500000である。上記範囲とすることで、本発明の表面改質用化合物を疎水性基材の表面改質に好適に用いることができる。

[0056] [表面改質用化合物の合成方法]

本発明の表面改質用化合物は、ポリシロキサン化合物 (A)を合成し、このポリシ口キサン化合物 (A)に連鎖移動剤を導入し、リビングラジカル重合により、ポリシロキサン化合物 (A)に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合体 (B)を重合することにより合成すること力 Sできる。重合体 (B)は、ポリシロキサン化合物 (A) の片端で合成してもよく両端で合成してもよいが、以下では一例として、ポリシロキサン化合物 (A)の両端で重合体 (B)を合成する場合の合成方法につ!/、て説明する。

[0057] 先ず、ポリシロキサン化合物 (A)を合成する。このポリシロキサン化合物 (A)は、例えば、ヒドロキシル基又はヒドロキシル基を末端に有する官能基が両端に結合したォリゴ (ジメチルシロキサン）を出発原料とし、オタタメチルシクロテトラシロキサンとテトラメチルテトラビュルシクロテトラシロキサンとを所望の割合で加えて開環重合反応を起こさせることにより合成すること力 Sでさる。

[0058] 次に、ポリシロキサン化合物 (A)に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を導入する。この連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤は、例えば、ポリシロキサン化合物 (A)と連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤とが溶解された溶液中にジシクロへキシルカルポジイミド溶液を滴下して反応させることにより、導入することができる。

[0059] 次に、リビングラジカル重合により、ポリシロキサン化合物 (A)に連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合体 (B)を重合する。この重合反応は、可逆的付加開裂連鎖移動重合の場合には、連鎖結合剤が導入されたポリシロキサン化合物 (A)と親水性モノマーとを所定の溶媒に溶解し、重合開始剤を加え、 50〜80°Cで 2〜48時間加熱することにより行われる。また、原子移動ラジカル重合の場合には、ハロゲン化アルカリ開始剤が導入されたポリシロキサン化合物 (A)と親水性モノマーとを所定の溶媒に溶解し、遷移金属錯体を加え、 25〜80°Cで 2〜48時間加熱することにより行われる。

[0060] 重合反応に用いる溶媒としては、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、プロパノール、 tーブタノ一ノレ、ベンゼン、トルエン、ジメチルホルムアミド、テトラヒド口フラン、クロ口ホルム、又はこれらの混合液を挙げることができる。

[0061] 重合開始剤としては、特に限定されないが、 2, 2'ーァゾビスイソプチロニトリル、過酸化べンゾィル、ジイソプロピルペルォキシカーボネート、 t ブチルペルォキシ 2 ーェチノレへキサノエート、 tーブチノレぺノレォキシピバレート、 tーブチノレぺノレオキシジイソプチレート、過硫酸塩、過硫酸亜硫酸水素塩等を用いることができる。

[0062] 遷移金属錯体としては、特に限定されないが、 1価の銅、 2価のルテニウム等の錯体を用いることができる。

[0063] 〔表面改質方法〕

本発明の第 1の表面改質方法は、 Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材の表面を、本発明の表面改質用化合物を含む溶液で処理する工程と、表面改質用化合物を含む溶液で処理された疎水性基材を加熱する工程と、を含むものである。

[0064] なお、疎水性基材が Si— H基を有さない場合には、疎水性基材の表面をヒドロシリル化し、 Si— H基を導入する工程をさらに含めるようにしても構わない。このヒドロシリル化は、疎水性基材を例えばポリ（ヒドロメチルシロキサン)溶液に浸漬するなど、公知の方法により実現できる。

[0065] 先ず、 Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材の表面を、本発明の表面改質用化合物を含む溶液で処理する。この工程では、表面改質用化合物を含む溶液に疎水性基材を浸漬してもよぐスピンコート法など、公知のコーティング方法により塗布してもよい。 [0066] 表面改質用化合物を含む溶液の溶媒としては、特に限定されな!/、が、メタノーノレ、エタノール、イソプロパノール、又はこれらの混合液等を用いることができる。表面改質用化合物は、この溶媒中に 0. 0；!〜 50質量％の濃度で溶解される。また、この溶液中には、 Pt触媒等の触媒が含まれる。

[0067] 次に、表面改質用化合物を含む溶液で処理された疎水性基材を加熱することにより、疎水性基材表面に表面改質用化合物を結合させる。加熱温度は、 35〜80°Cが好ましい。この加熱により、疎水性基材の Si— H基と、表面改質用化合物のポリシ口キサン (A)のビュル基とが結合する。なお、加熱温度を高めることにより、結合に要する時間を短縮化することができる。

[0068] このようにして改質された疎水性基材表面では、ポリシロキサン化合物 (A)がビニル基を介して固着されるとともに、重合体 (B)が繊毛状に配列される。したがって、この繊毛状の重合体 (B)によって液体が保持され、潤滑性が維持される。また、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制される。

[0069] また、本発明の第 2の表面改質方法は、本発明の表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする工程を含むものである。

[0070] このような表面改質方法によれば、プラズマ重合用の装置が必要になるものの、表面改質用化合物を疎水性基材表面に結合させることができる。この場合にも、表面改質後には重合体 (B)が疎水性基材表面で繊毛状に配列されるため、この繊毛状の重合体 (B)によって液体が保持され、潤滑性が維持される。また、表面改質後の疎水性基材表面は、生体物質等の非特異的吸着が抑制される。

[0071] 〔疎水性基材、医療用部材〕

本発明の疎水性基材は、本発明の表面改質用化合物を用いて改質されたものである。疎水性基材としては、シリコーン、セラミックス、ガラス、金属、半導体ナノ粒子等が挙げられる。その中でも、シリコーン及びセラミックスが好ましい。

[0072] また、本発明の医療用部材は、本発明の表面改質用化合物を用いて改質されたものである。この医療用部材は、既に製造された医療用部材に対して表面改質が施されたものであってもよぐ予め表面改質が施された疎水性基材を用いて製造されたものであってもよい。医療用部材としては、人工関節、カテーテル、バルーン力テーテノレ、ガイドワイヤー等の処置用機械器具、ファイバースコープ型内視鏡等の検査用機械器具、コンタ外レンズ等の眼科用部材等が挙げられる。

実施例

[0073] 以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

[0074] <表面改質用化合物の合成〉

[ポリシロキサン化合物の合成]

以下の反応スキームに示すsよ ■.うに、ヒドロキシエトキシプロピルージメチルシリル基力 S 両端に結合したポリ（ジメチルシロキサン co ビュルメチルシロキサン）（PD V M

1 m

S)を合成した。

[化 4コ

. ハ/ DH

0 I 0

M^R ₂D₈

( e₂SiO)₄

(MeViSiO)₄

PD,V_mMS

ヒドロキシエトキシプロピルジメチルシリル基が両端に結合したオリゴ (ジメチルシ口キサン）（M^R D , n = 8) (信越化学工業 (株)製）を出発原料とし、オタタメチルシクロ

2 8

テトラシロキサン（（Me SiO) ) (信越化学工業 (株)製）とテトラメチルテトラビュルシク

2 4

ロテトラシロキサン（（MeViSiO) ) (信越化学工業 (株)製）とを約 l : mの割合で加え

4

て開環重合反応を起こさせることにより、 PD V MSを合成した。合成した PD V MSの種類、原料としての M^R D、（Me SiO) 、及び（MeViSiO)

1 m 2 8 2 4

のモル量、 Me SiOと MeViSiOとのモル分率、合成した PD V MSの質量平均分

4 2 1 m

子量 (Mw)及び分散度（Mw/Mn)を表 1に示す。なお、みかけ分子量はゲル濾過クロマトグラフィー（GPC)により測定し、絶対分子量は多角度光散乱検出器 (MALL S)により測定した。

[表 1]

a〉理論値、 ^b)GPGで測定したみかけ分子量、 ^e)MALLSで測定した絶対分子量先ず、以下の反応スキームに示すように、 PD V MSの両端に連鎖移動剤（CTA)

1 m

を導入して、 CTA-PD V MS— CTAを合成した。

1 m

[化 5] 〜。一 _i__Q ^ 。〜 OH + PD|V_mMS CTA

DCC CH₂CI₂

CTA-PD|V_m S-CTA 連鎖移動剤としては 4 シァノペンタン酸ジチォベンゾエートを使用し、これを McC ormicらの方法 (Mitsukami, Y. ； Donovan, M. S. ； Lowe, A. B. ； McCor mick, C. L. Macromolecules 2001 , 34, 2248)に従って合成した。所定量の PD V MSと 4倍モル量の 4 シァノペンタン酸ジチォベンゾエートとが溶解されたジ

1 m

クロロメタン（CH CI UOOmLに、 lOOmLのジクロロメタンに溶解したジシクロへキシ

2 2

ルカルポジイミド (DCC) (関東化学 (株)製)を滴下し、 40°Cで 20時間攪拌した。その後、フィルター濾過により不溶物を除いた。次いで、ジクロロメタンを留去し、メタノールに色が付かなくなるまで反応生成物をメタノールで洗浄した後、クロ口ホルムに溶解した。そして、飽和食塩水で 3回洗浄した後、硫化マグネシウムで水分を除去し、濃縮した。

次に、以下の反応スキームに示すように、 CTA-PD V MS— CTAの両端で 2—

1 m

メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリン (MPC)を重合させ、表面改質用化合物である PMPC -PD V MS -PMPCを合成した。

n 1 m n

[化 6]

CTA-PD|V_m S-CTA

MPC

15mmolの MPC (日本油脂（株）製）と所定量の CTA— PD V MS— CTAとをトル

1 m

ェン/エタノール（1/1)溶液に溶解し、全量を 30mLに調整した。次いで、重合開始剤として 2, 2'—ァゾビスイソプチロニトリル (AIBN) (関東化学 (株)製）を所定量添加した後、溶液にアルゴンガスを 30分間通すことにより、酸素を除去した。その後、 70°Cで緩やかに攪拌しながら所定時間反応させることにより、 PMPC -PD V M n 1 m

S— PMPCを合成した。そして、合成された PMPC -PD V MS— PMPCをテトラヒドロフラン中で沈殿させ、沈殿物をエタノールに溶解した後、再度テトラヒドロフラン中で沈殿させ、最後に沈殿物を減圧乾燥した。

[0081] 原料としての MPC、 CTA、 AIBNのモル量がそれぞれ 15mmol、 0. 05mmol、 0 . 025mmolである場合における、重合時間と MPC濃度との関係を図 1に示す。図 1 において、 Mは MPCの初期濃度を表し、 Mはある時点における MPC濃度を表す。

0

また、重合時間と PMPC -PD V MS -PMPCの分子量との関係を図 2に示す。

n 1 m n

本発明における MPCの重合反応はリビングラジカル反応であるため、図 1に示すように MPC濃度の減少率は略々一定であり、 PMPC -PD V MS -PMPCの分子

n 1 m n

量は、 MPC濃度の減少に伴って図 2に示すように増加する。

[0082] 合成した PMPC -PD V MS -PMPCの種類及びコード、原料としての MPC、

n 1 m n

CTA、及び AIBNのモル量、 PMPCの重合数（PMPC )、合成した PMPC—PD

PDI n 1

V MS -PMPCの分子量を表 2に示す。なお、化合物中における PMPCの重合数 m n

は、リン定量により測定した。

[表 2]

[MPC]=0.5mol/L [CTA]/[AIBN]=2 重合温度 = 70°C 溶媒：エタノール/トルエン = 1/1 (vol)

[0083] <表面改質用化合物を用いた試験片の表面改質〉

合成した表面改質用化合物を用いて、図 3に示すような手順でシリコーン製の試験片の表面改質を行った。

[0084] [試験片の作製及びヒドロシリル化]

先ず、 PDMSプレポリマー（Silpotl8⁴、ダウ'コーユング社製）とその架橋触媒の 1 0 : 1 (w/w)の混合物をよく攪拌し、テフロン (登録商標）プレート上に滴下した。その後、脱気して、 100°Cで 2時間加熱することにより硬化させた。そして、硬化したフィルムをプレートから剥がし、直径 15mmのディスク状に加工した。得られたディスク状の試験片をへキサン及びアセトンで洗浄し、減圧下、室温で 1日乾燥させた。

[0085] 次に、ポリ（ヒドロメチルシロキサン）（KF99P、信越化学工業 (株)製）とイソプロパノ一ノレとの 3： 5 (v/v)混合溶液 30mlに、触媒として 0. 02mlのトリフルォロメタンスルホン酸を加えた溶液中に試験片を浸漬し、室温で 15分間攪拌することにより、試験片のヒドロシリル化を行った。その後、試験片を溶液から取り出し、イソプロパノール及びへキサンでよく洗浄した後、減圧下、室温で 1日乾燥させた。試験片表面の Si— H基は全反射吸収フーリエ変換赤外分光法 (ATR— FTIR)により確認した。

[0086] [試験片の表面改質]

1質量％の表面改質用化合物を含有するエタノール 10mL中に、 Pt触媒（白金ジビュルテトラメチルジシロキサン複合体）を 2滴加え、ポリマー溶液を調製した。このポリマー溶液をヒドロシリル化後の試験片に滴下し、 4000rpmで 10分間、スピンコートした。その後、 80°Cで 2時間加熱することにより、表面改質用化合物を試験片に結合させた。そして、試験片をエタノール中に浸漬し、途中エタノールを交換しながら 5 0°Cで 24時間リンスした後、減圧下で乾燥させた。

[0087] <表面改質後の表面分析〉

表面改質後の試験片に表面改質用化合物が結合しているか否かを確認するため、表面改質後の試験片表面を X線光電子スペクトル装置 (XPS)により分析した。リン原子のシグナルと炭素原子のシグナルとの比（P/C)を図 4に示す。なお、図 4中、例えば「26— 173」とは、表 2に示す表面改質用化合物のコード、すなわち PMPC

26

-PD V MS -PMPC を表す。

173 17 26

[0088] 図 4に示すように、構成要素の重合数によって若干の差はあるものの、いずれも M PC由来のリン原子のシグナルが確認されており、試験片に表面改質用化合物が結合して!/、ること力 S確言忍された。

[0089] <摩擦係数の測定〉

表面改質後の試験片の摩擦係数を測定することにより、試験片の潤滑性を評価した。試験片上に潤滑液として純水を介して直径 25mmのステンレス製ディスクを載せ、このステンレス製ディスクを lOOgの荷重を加えた状態で速度 10mm/sで滑らせることにより、静止摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。結果を図 5 (A)、（B)に示す。図 5 (B)は、図 5 (A)の破線で囲まれた部分を拡大して示したものである。

[0090] 図 5 (A)、（B)から分かるように、本発明の表面改質用化合物で表面改質した試験片では、表面改質していない試験片と比較して、静止摩擦係数、動摩擦係数ともに著しく減少している。これは、表面改質用化合物の重合体 (B)によって潤滑液である水が保持されたためと考えられる。

[0091] <血小板接着試験〉

表面改質後の試験片への非特異的吸着の有無を評価するため、血小板接着試験を行った。 3. 8%クェン酸ナトリウムを血液に対し 1/10容加えたヒト全血を、 12000 rpmで 15分間遠心分離し、上清を回収することにより、多血小板血漿 (PRP)を調製した。そして、試料を 24ゥエル培養プレートにシリコンリングで固定し、リン酸緩衝生理食塩水を lml添加してー晚平衡化した。その後、各ゥエルに PRPを lml添加し、室温で 180分間静置した。走査型電子顕微鏡（SEM)で表面を観察した結果を図 6に示す。

[0092] 図 6から分かるように、本発明の表面改質用化合物で表面改質した場合には、血小板の接着が著しく抑えられている。したがって、本発明の表面改質用化合物は、生体物質等に接触する医療用部材の表面改質に好適である。

[0093] 以上、本発明を実施するための最良の形態について説明した力本発明は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなぐ本発明の要旨を変更しない限り、様々な変更が可能であることは勿論である。

[0094] 例えば、上述した実施の形態では、潤滑性を付与する効果を中心として本発明の表面改質用化合物について説明したが、本発明の表面改質用化合物は、図 6に示したように生体物質等の非特異的吸着を抑えることができるため、バイオセンサゃバィォチップなど、潤滑性よりは寧ろ非特異的吸着の少なさが要求される用途にも好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 側鎖にビュル基を有するポリシロキサン化合物 (A)に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体 (B)が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した表面改質用化合物。

[2] 前記ポリシロキサン化合物 (A)の両端に、前記重合体 (B)が連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合した請求項 1記載の表面改質用化合物。

[3] 前記ポリシロキサン化合物 (A)力ジメチルシロキサン力、ら誘導される構成単位（al

)とビュルメチルシロキサンから誘導される構成単位（a2)との共重合体を構造中に含む請求項 1又は 2記載の表面改質用化合物。

[4] 前記重合体 (B)が、 2—メタクリロイルォキシェチルホスホリルコリンから誘導される構成単位 (b)力なる請求項 3記載の表面改質用化合物。

[5] 前記ポリシロキサン化合物 (A)が、下記一般式（1)で表される請求項 3記載の表面改質用化合物。

[化 1コ

—— (1)

[式（1)中、

[6] 前記構成単位（al)と前記構成単位（a2)とのモル比力 1： 9〜9： 1である請求項 3 記載の表面改質用化合物。

[7] 前記構成単位（al)及び（a2)と前記構成単位（b)とのモル比力 S、 1 : 9〜9 : 1である請求項 4記載の表面改質用化合物。

[8] 質量平均分子量が 1000〜； 1000000である請求項 1から 7いずれか記載の表面改質用化合物。

[9] 前記重合体 (B)は、前記ポリシロキサン化合物 (A)に前記親水性モノマーカ^ビングラジカル重合により重合したものである請求項 1から 8いずれか記載の表面改質用化合物。

[10] Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材の表面改質に用いられる請求項 1から 91/、ずれか記載の表面改質用化合物。

[11] シリコーン又はセラミックスの表面改質に用いられる請求項 10記載の表面改質用化合物。

[12] Si— H基を有する又は Si— H基が導入された疎水性基材の表面を、請求項 1から

1 1 V、ずれか記載の表面改質用化合物を含む溶液で処理する工程と、

前記表面改質用化合物を含む溶液で処理された前記疎水性基材を加熱する工程と、を含む表面改質方法。

[13] 前記疎水性基材の表面をヒドロシリル化し、 Si— H基を導入する工程をさらに含む請求項 12記載の表面改質方法。

[14] 請求項 1から 1 1いずれか記載の表面改質用化合物をプラズマ重合法により疎水性基材の表面にコーティングする工程を含む表面改質方法。

[15] 請求項 1から 1 1いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された疎水性基材。

[16] 請求項 1から 1 1いずれか記載の表面改質用化合物を用いて表面改質された医療用部材。