WO2013002021A1 - ポリマー及びその製造方法 - Google Patents

ポリマー及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013002021A1
WO2013002021A1 PCT/JP2012/065040 JP2012065040W WO2013002021A1 WO 2013002021 A1 WO2013002021 A1 WO 2013002021A1 JP 2012065040 W JP2012065040 W JP 2012065040W WO 2013002021 A1 WO2013002021 A1 WO 2013002021A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer
represented
formula
reaction
mpc
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/065040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
規郎 岩切
陽介 松岡
伸行 吉岡
裕樹 山下
伸行 坂元
Original Assignee
日油株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日油株式会社 filed Critical 日油株式会社
Priority to KR1020147000608A priority Critical patent/KR101851825B1/ko
Priority to CN201280029385.3A priority patent/CN103596996B/zh
Priority to US14/129,490 priority patent/US9127099B2/en
Priority to EP12803914.6A priority patent/EP2725042B1/en
Priority to JP2013522572A priority patent/JP5871000B2/ja
Publication of WO2013002021A1 publication Critical patent/WO2013002021A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F230/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/02Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing phosphorus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/34Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08Materials for coatings
    • A61L29/085Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/08Materials for coatings
    • A61L31/10Macromolecular materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F130/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F130/02Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • C08F220/36Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate containing oxygen in addition to the carboxy oxygen, e.g. 2-N-morpholinoethyl (meth)acrylate or 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/38Esters containing sulfur
    • C08F220/387Esters containing sulfur and containing nitrogen and oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/32Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
    • C08F220/325Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals containing glycidyl radical, e.g. glycidyl (meth)acrylate

Definitions

  • the present invention relates to a novel polymer useful for making a medical device in contact with a biological tissue biocompatible, a production method thereof, and a surface treatment agent for a medical device using the polymer.
  • Patent Document 1 A technique for imparting lubricity by coating the surface of a medical device has been conventionally known (Patent Document 1, etc.).
  • Patent Document 2 in order to enhance biocompatibility, 2-methacryloyloxyethyl-2-trimethylammonioethyl phosphate (hereinafter abbreviated as MPC) and allylamine (hereinafter abbreviated as AAM) are provided on the surface of a medical device.
  • MPC 2-methacryloyloxyethyl-2-trimethylammonioethyl phosphate
  • AAM allylamine
  • Patent Document 3 proposes a method in which a primary amino group-containing MPC copolymer obtained by copolymerizing MPC and 2-aminoethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as AEMA) is reacted with the surface of a reactive medical device.
  • AEMA 2-aminoethyl methacrylate
  • This method has a highly reactive amino group and is chemically bonded to the surface of the medical device, so that a highly durable surface can be obtained by increasing the amino group introduction rate.
  • the unreacted residual functional group cationicity may cause protein adsorption, immune cell activation, and cell adsorption, which may reduce its biocompatibility.
  • An object of the present invention is to provide a polymer having low cytotoxicity and a method for producing the same that can impart surface hydrophilicity and biocompatibility to a surface of a medical device or the like by a simple treatment.
  • Another object of the present invention is to provide a surface treatment agent for medical devices with low cytotoxicity that can impart surface hydrophilicity and biocompatibility to a surface of a medical device or the like by a simple treatment.
  • the present inventors are excellent in improving the hydrophilicity of the surface of a medical device by reacting a specific phosphorylcholine-like group-containing polymer with 2-aminoethanethiol. Even when the surface reactivity is low, the inventors have found that a polymer having high biocompatibility and low cytotoxicity can be obtained, and the present invention has been completed.
  • a polymer having a weight average molecular weight of 10,000 to 5,000,000 having structural units represented by the formulas (1a) and (1b).
  • MPC represented by the formula (2a) and glycidyl methacrylate (hereinafter abbreviated as GMA) represented by the formula (2b) are mixed in a molar ratio of GMA with respect to the total amount of MPC and GMA.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • AET 2-aminoethanethiol
  • the polymer of the present invention has the above structure and is a low cytotoxic polymer that can impart surface hydrophilicity and biocompatibility to a surface of a medical device or the like by a simple treatment. It is useful as a surface treatment agent for medical devices such as guide wires, catheters, artificial blood vessels, heart-lung machines, contact lenses, and intraocular lenses.
  • FIG. 2 is an IR measurement chart of the polymer prepared in Example 1.
  • FIG. 2 is a measurement chart of 1 H NMR of the polymer prepared in Example 1.
  • FIG. 2 is a measurement chart of 1 H NMR of the polymer prepared in Example 1.
  • the polymer of the present invention is a polymer having a structural unit represented by the above formulas (1a) and (1b) and having a weight average molecular weight of 10,000 to 5,000,000, preferably 100,000 to 1,500,000. It is also possible to have other structural units other than the structural units represented by the formulas (1a) and (1b). If the weight average molecular weight is less than 10,000, the adhesion to the surface of the medical device is not sufficient and the durability may be inferior. If it exceeds 5,000,000, the viscosity at the time of manufacture will be too high and handle it. May become difficult.
  • X represents a group represented by the following formula.
  • b / (a + b) is less than 5
  • adhesion to the surface of a medical device or the like becomes insufficient, and there is a possibility that durability is deteriorated and hydrophilicity of the surface is not improved.
  • b / (a + b) exceeds 30, cytotoxicity may increase.
  • the polymer of the present invention is, for example, MPC represented by the above formula (2a) and GMA represented by the above formula (2b) at a molar ratio of 5-30% with respect to the total amount of MPC and GMA.
  • MPC represented by the above formula (2a)
  • GMA represented by the above formula (2b)
  • the polymerization reaction of the monomer composition is, for example, replaced with an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, argon or helium in the presence of a radical polymerization initiator or radical polymerization in an atmosphere, for example, bulk polymerization or suspension polymerization. It can be carried out by a known method such as emulsion polymerization or solution polymerization. From the viewpoint of purification of the resulting polymer, solution polymerization is preferred.
  • a polymer having a structural unit represented by the formula (2) is obtained.
  • the polymer can be purified by a general purification method such as a reprecipitation method, a dialysis method, or an ultrafiltration method.
  • radical polymerization initiator examples include 2,2-azobis (2-amidinopropyl) dihydrochloride, 2,2-azobis (2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane) 2 Hydrochloride, 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2-azobisisobutyramide dihydrate, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis Isobutyronitrile (AIBN), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 1-((1-cyano-1-methylethyl) azo) formamide, 2,2′-azobis (2-methyl-N -Phenylpropionamidin) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide), 2,2'-azobis (2-methylpropionamide) And azo radical polymerization initiators such as 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid) and 2,2′-azobis (2-
  • persulfate oxides such as ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate.
  • radical polymerization initiators may be used alone or in a mixture.
  • the amount of the polymerization initiator used is usually 0.001 to 10 parts by mass, preferably 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer composition.
  • the polymerization reaction of the monomer composition can be performed in the presence of a solvent.
  • a solvent those which dissolve the monomer composition and do not react can be used, for example, alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol; ketone systems such as acetone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone.
  • the solvent include ester solvents such as ethyl acetate; linear or cyclic ether solvents such as ethyl cellosolve, tetrahydrofuran, and N-methylpyrrolidone; nitrogen-containing solvents such as acetonitrile and nitromethane.
  • water, alcohol, or a mixed solvent thereof is used.
  • the obtained polymer represented by the formula (2) When the obtained polymer represented by the formula (2) is used for the next reaction, it may be used after purification, or may be diluted with a polymerization solvent and used as it is.
  • the reaction of the polymer represented by the formula (2) obtained by the polymerization reaction of the monomer composition and the AET represented by the formula (3) can be performed by heating in a solvent.
  • Purification of the polymer represented by the formula (1) obtained can be performed by a general purification method such as a reprecipitation method, a dialysis method, or an ultrafiltration method.
  • solvent those which dissolve the polymer represented by the formula (2) and AET and do not react can be used, and examples thereof include protic solvents such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol. N-propanol is preferred from the viewpoint of reactivity.
  • the solution concentration of the polymer represented by the formula (2) during the reaction is preferably 4 to 30% by mass. If it exceeds 30% by mass, the viscosity of the reaction solution increases, and the reaction may not proceed sufficiently. On the other hand, if the amount is less than 4% by mass, the amount of the reaction solvent increases, which may reduce the production efficiency.
  • the charged amount of the polymer represented by the formula (2) and AET is preferably such that the molar ratio of the epoxy group to the AET in the polymer represented by the formula (2) is 1: 3 to 100.
  • the molar ratio of the AET exceeds 100, it is not economical, and when it is less than 3, a side reaction may occur and a desired water-soluble polymer may not be obtained.
  • the above reaction includes a method of adding AET to the polymer represented by the formula (2) and a method of adding the polymer represented by the formula (2) to the AET.
  • AET may be added after being dissolved in a solvent in advance, or may be added as it is, but if it is gradually added, side reaction may occur and the desired water-soluble polymer may not be obtained. Therefore, it is preferable to add all at once.
  • the reaction temperature is preferably 40 to 100 ° C. If the temperature is lower than 40 ° C, the reaction does not proceed sufficiently. If the temperature exceeds 100 ° C, the resulting polymer may be decomposed.
  • the reaction time is preferably 3 hours or more and 48 hours or less. If it is less than 3 hours, it becomes difficult to control the reaction. Moreover, when it exceeds 48 hours, a side reaction will arise and the purity of the polymer obtained may fall. Further, during the reaction, it is preferable to carry out the reaction while substituting the inside of the reaction vessel with an inert gas such as nitrogen or argon to prevent the thiol group of AET from being oxidized to disulfide. After completion of the reaction, the desired polymer represented by the formula (1) can be obtained by using a general purification method such as reprecipitation method, dialysis method, and ultrafiltration method.
  • the surface treatment agent for medical devices of the present invention comprises an aqueous solution containing 0.1 to 20% by mass of the polymer of the present invention.
  • concentration of the polymer in the aqueous solution is less than 0.1% by mass, the reactivity with the surface of the medical device is lowered, and when it exceeds 20% by mass, the viscosity of the aqueous solution increases and handling may be deteriorated.
  • the surface treatment agent for medical devices of the present invention can be used by, for example, a method of immobilizing the polymer of the present invention by applying to the surface of the medical device or immersing the medical device in the surface treatment agent for medical devices. it can.
  • the immobilization include a method of covalently bonding the polymer of the present invention to the surface of a medical device, a method of ionic bonding, and a method of coordinate bonding. From the viewpoint of durability, covalent bonding is preferable.
  • the method for covalent bonding include a method in which a functional group having reactivity with an amino group present in the polymer of the present invention is present on the surface of a medical device and these are covalently bonded.
  • the functional group examples include a carboxyl group, a carboxylic anhydride group, an epoxy group, and an isocyanate group.
  • the surface of the medical device is used with a polyfunctional reagent such as diisocyanate or diepoxy. By converting it into a functional group, the surface can be made reactive with an amino group.
  • the medical device has no functional group such as polyethylene
  • the surface of the medical device is treated with plasma treatment, corona treatment, ozone treatment, etc., for example, by adding a carboxyl group or the like to the surface to form an amino group.
  • the surface can be reactive with respect to.
  • the covalent bonding method can be appropriately selected from known conditions depending on the type and amount of the functional group, the material of the medical device, and the like.
  • Examples of medical devices to which the surface treatment agent of the present invention is applied include medical devices that come into contact with body fluids or blood, such as guide wires, catheters, artificial blood vessels, artificial heart lungs, contact lenses, and intraocular lenses.
  • Cytotoxicity tests were performed with reference to ISO 10993-5: 2009 and N. Tani et al. Toxicology in vitro 13 (1999) 175-187, and evaluated by cell viability.
  • DMEM Dulbecco's Modified Eagle
  • 5 mL of an antibiotic / antimycotic solution 100 ⁇ was added through a sterile filter (0.22 ⁇ m) made of polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • FBS sterilized fetal bovine serum
  • Cell Culture 9 mL of cell culture medium and 1 mL of cell suspension were added to a sterile petri dish, and the cells were grown in a CO 2 incubator for 48 hours or more to proliferate. The cells in the petri dish were observed with a microscope, and it was confirmed that the number of cells increased and the state of the cells (whether they were dead or floated without being attached). Cell seeding The cell suspension was adjusted to a concentration of 1 ⁇ 10 5 cells / mL using a cell culture medium. The cell suspension 100 ⁇ L / well whose concentration was adjusted to 96 well plate was dispensed with a micropipette and cultured in a CO 2 incubator for 24 hours.
  • NR stock solution was dissolved in ion-exchanged water so that the NR was 5 mg / mL.
  • the NR stock solution was diluted 100 times with a cell culture medium to obtain an NR medium.
  • the 96-well plate exposed to the test substance was taken out, the medium was thrown into a washbasin, and the remaining medium was removed by tapping on a Kim towel.
  • the cells were cultured in a CO 2 incubator for 3 hours to incorporate NR into the cells.
  • the 96 well plate was removed from the CO 2 incubator and the NR medium was removed.
  • MAA Methacrylic Acid
  • PE Grafted Polyethylene
  • MAA Methacrylic Acid
  • PE Grafted Polyethylene
  • a polyethylene film cut to 1 ⁇ 4 cm was placed between electrodes of a corona discharge treatment apparatus with an interelectrode distance of 3 cm and an interelectrode voltage of 15 kilovolts, and was subjected to a discharge treatment. . Subsequently, it was immersed in a 10% by mass aqueous methacrylic acid solution, and after deaeration treatment, graft polymerization was performed under vacuum conditions. After polymerization, the film was sufficiently washed with water to obtain a MAA grafted PE film.
  • Phosphate Buffer Solution 0.900 g of sodium chloride and 0.104 g of sodium dihydrogen phosphate were weighed into a 100 cc volumetric flask, and ion exchanged water was added to make 100 mL. What was adjusted to pH 7.4 vicinity by adding 1N sodium hydroxide aqueous solution to this was made into the phosphate buffer solution. Preparation of protein soil solution 0.388 g of albumin, 0.161 g of ⁇ -globulin, 0.120 g of lysozyme, and 0.100 g of mucin were weighed, and 100 mL of phosphate buffer was added and dispersed.
  • a 1M calcium chloride aqueous solution was added and mixed uniformly to obtain a protein soil solution.
  • Preparation of Extract 50 mL of ion-exchanged water was placed in a 100 cc volumetric flask, 148 ⁇ L of trifluoroacetic acid was added thereto, and the volume was increased to 100 mL with ion-exchanged water.
  • the liquid prepared above and 100 mL of acetonitrile were mixed and used as an extract.
  • Protein adsorption test Two 1 ⁇ 4 cm polymer-grafted films were immersed in 32 mL of the protein soil solution and allowed to stand at 37 ° C. for 4 hours. Thereafter, the film was rinsed with physiological saline, and immersed in 32 mL of the extract to extract for 1 hour. 200 ⁇ L of the extracted liquid was collected, 800 ⁇ L of the extracted liquid was added for dilution, 1 mL of Micro BCA reagent was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, and then the absorbance at 562 nm was measured to calculate the amount of protein attached.
  • Evaluation criteria A; (sample protein adsorption amount / blank protein adsorption amount) ⁇ 0.2, B; 0.2 ⁇ (sample protein adsorption amount / blank protein adsorption amount) ⁇ 0.8, C; 0.8 ⁇ ( Sample protein adsorption / blank protein adsorption).
  • a PE film was used for the blank.
  • Example 1-1 Dissolved in 68.3 g of MPC (manufactured by NOF Corporation), 1.7 g of GMA (manufactured by NOF Corporation) and 210.0 g of n-propanol (NPA, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), a thermometer and a cooling tube were attached. Nitrogen was blown for 30 minutes in a 500 mL four-necked flask. Thereafter, 0.27 g of t-butyl peroxyneodecanoate (PB-ND, manufactured by NOF Corporation) was added at 60 ° C., and a polymerization reaction was carried out for 8 hours. The chemical structure of the obtained polymer was confirmed by IR and 1 H NMR.
  • PB-ND t-butyl peroxyneodecanoate
  • the polymer is a polymer having a ratio of 95 mol% based on MPC represented by the formula (1a), a ratio of 5 mol% based on units having an amino group represented by the formula (1b), and a weight average molecular weight of 650000. all right.
  • Example 1-2 MPC 66.4 g, GMA 3.6 g, and NPA 163.3 g were placed in a 500 mL four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser, and nitrogen was blown in for 30 minutes. Thereafter, 0.23 g of PB-ND was added at 60 ° C., and the polymerization reaction was carried out for 8 hours. The chemical structure of the obtained polymer was confirmed by IR and 1 H NMR. Subsequently, 204.2 g of NPA was added to 233.3 g of this polymerization solution (polymer solution represented by the formula (2)) and mixed uniformly.
  • polymer solution represented by the formula (2) polymer solution represented by the formula (2)
  • the polymer is a polymer having a ratio based on MPC represented by the formula (1a) of 90 mol%, a ratio based on units having an amino group represented by the formula (1b) of 10 mol%, and a weight average molecular weight of 880000. all right.
  • Example 1-3 62.5 g of MPC, 7.5 g of GMA, and 210.0 g of NPA were placed in a 500 mL four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser tube, and nitrogen was blown for 30 minutes. Thereafter, 0.27 g of PB-ND was added at 60 ° C., and the polymerization reaction was carried out for 8 hours. The chemical structure of the obtained polymer was confirmed by IR and 1 H NMR. Subsequently, 157.5 g of NPA was added to 280.0 g of this polymerization solution (polymer solution represented by formula (2)) and mixed uniformly.
  • polymer solution represented by formula (2) polymer solution represented by formula (2)
  • Example 1-4 MPC 58.0 g, GMA 12.0 g, and NPA 163.3 g were placed in a 500 mL four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser, and nitrogen was blown for 30 minutes. Thereafter, 0.23 g of PB-ND was added at 60 ° C., and the polymerization reaction was carried out for 8 hours. The chemical structure of the obtained polymer was confirmed by IR and 1 H NMR. Subsequently, 204.2 g of NPA was added to 233.3 g of this polymerization solution (polymer solution represented by the formula (2)) and mixed uniformly.
  • polymer solution represented by the formula (2) polymer solution represented by the formula (2)
  • Comparative Examples 1-1 and 1-2 The reaction was performed in the same manner as in Example 1-1 except that each monomer, solvent, and initiator shown in Table 1 were used. Each measurement was performed on the obtained polymer in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 1-3 18.8 g of MPC and 1.2 g of AEMA (manufactured by Aldrich) were dissolved in 80.0 g of ion-exchanged water, placed in a 200 mL four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser tube, and nitrogen was blown for 30 minutes. Thereafter, 0.1492 g of 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride (V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added at 60 ° C., and the polymerization reaction was carried out for 8 hours. The chemical structure of the obtained polymer was confirmed by IR and 1 H NMR.
  • Comparative Examples 1-4 and 1-5 Polymerization was carried out in the same manner as Comparative Example 1-3 except that each monomer, solvent, and initiator shown in Table 1 were used. The chemical structure of the obtained polymer was confirmed by IR and 1 H NMR.
  • the cell viability of the polymers of Examples 1-1 to 1-4 was higher than that of Comparative Examples 1-2 to 1-4, and was found to be safe.
  • the films surface is hydrophilized and the protein adsorption is suppressed.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

 医療機器等の表面に簡便な処理で表面親水性と生体適合性とを付与しうる、細胞毒性の低いポリマー、その製造方法及び医療機器用表面処理剤を提供する。本発明のポリマーは、式(1a)及び(1b)で表される構成単位を特定割合で有する特定の重量平均分子量のポリマーであって、各種医療機器の表面処理剤として利用することができる。

Description

ポリマー及びその製造方法
 本発明は、生体組織と接触する医療機器を生体適合性にするために有用な新規なポリマー、その製造方法及び該ポリマーを利用した医療機器用表面処理剤に関する。
 医療機器の表面にコーティングして潤滑性を付与する技術が従来から知られている(特許文献1等)。また、特許文献2には、生体適合性を高めるために、医療機器表面に、2-メタクリロイルオキシエチル-2-トリメチルアンモニオエチルホスフェート(以下、MPCと略す)とアリルアミン(以下、AAMと略す)とのコポリマーを使用することが提案されている。
 しかし、AAMは毒性が高く取り扱いが不便であり、AAMの共重合組成比を高くすることは好ましくない。
 特許文献3には、MPCと2-アミノエチルメタクリレート(以下、AEMAと略す)とを共重合することにより得られる1級アミノ基含有MPCコポリマーを、反応性の医療機器表面と反応させる方法が提案されている。この方法は、反応性の高いアミノ基を有し、医療機器表面に対して化学結合させるために、アミノ基の導入率を高くすることで高耐久性の表面が得られる。
 しかし、未反応で残存する官能基のカチオン性によって、たんぱく質の吸着や免疫細胞の活性化、細胞への吸着が生じ、その生体適合性が低減するおそれがある。
特開平5-300940号公報 国際公開第2001/05855号 米国特許6090901号明細書
 本発明の課題は、医療機器等の表面に簡便な処理で表面親水性と生体適合性とを付与しうる、細胞毒性の低いポリマー及びその製造方法を提供することにある。
 本発明の別の課題は、医療機器等の表面に簡便な処理で表面親水性と生体適合性とを付与しうる、細胞毒性の低い医療機器用表面処理剤を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のホスホリルコリン類似基含有重合体と、2-アミノエタンチオールとを反応させることにより、医療機器の表面の親水性改善に優れ、さらにその表面反応性が低い場合においても、生体適合性が高く、低細胞毒性を示すポリマーが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明によれば、式(1a)及び(1b)で表される構成単位を有する重量平均分子量10,000~5,000,000のポリマーが提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、Xは、下記式で示される基を示す。また、a及びbは、(b/(a+b))×100=5~30である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 また本発明によれば、式(2a)で示されるMPCと、式(2b)で示されるグリシジルメタクリレート(以下、GMAと略す)とを、MPC及びGMAの合計量に対してGMAをモル比で5~30%の割合で含む単量体組成物を重合させた後、式(3)で示される2-アミノエタンチオール(以下、AETと略す)を反応させることを特徴とする上記ポリマーの製造方法が提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 更に本発明によれば、上記ポリマーを0.1~20質量%含む水溶液からなる医療機器用表面処理剤が提供される。
 本発明のポリマーは、上記構造を有し、医療機器等の表面に簡便な処理で表面親水性と生体適合性とを付与しうる細胞毒性の低いポリマーであるので、例えば、体液や血液が接触するガイドワイヤー、カテーテル、人工血管、人工心肺、コンタクトレンズ、眼内レンズ等の医療機器の表面処理剤として有用である。
実施例1で調製したポリマーのIRの測定チャートである。 実施例1で調製したポリマーの1H NMRの測定チャートである。
 以下、本発明を更に詳細に説明する。
 本発明のポリマーは、上記式(1a)及び(1b)で表される構成単位を有する重量平均分子量10,000~5,000,000、好ましくは、100,000~1,500,000のポリマーであり、式(1a)及び(1b)で表される構成単位以外の他の構成単位を有することも可能である。重量平均分子量が10,000未満の場合は、医療機器表面への付着性が十分でないため耐久性が劣るおそれがあり、5,000,000を超える場合は、製造時の粘性が高くなりすぎ取り扱いが困難となるおそれがある。
 式(1a)及び(1b)において、Xは、下記式で示される基を示す。また、a及びbは、構成単位のモル比を表し、b/(a+b)=5~30を満たす。b/(a+b)が5未満の場合、医療機器等の表面への付着性が不十分になり、耐久性の低下および表面の親水性が改善されないおそれがある。b/(a+b)が30を超える場合、細胞毒性が高くなる可能性がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 本発明のポリマーは、例えば、上記式(2a)で示されるMPCと、上記式(2b)で示されるGMAとを、MPC及びGMAの合計量に対してGMAをモル比で5~30%の割合で含む単量体組成物を重合させた後、式(3)で示されるAETを反応させる本発明の製造方法により得ることができる。
 上記単量体組成物の重合反応は、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスで置換または雰囲気においてラジカル重合、例えば、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の公知の方法により行うことができる。得られる重合体の精製等の観点から、溶液重合が好ましい。この重合反応により、式(2)で示される構成単位を有する重合体が得られる。但し、式(2)においてa及びbは、ランダムでもブロックでも良く、b/(a+b)=5~30を満たす。該重合体の精製は、再沈殿法、透析法、限外濾過法など一般的な精製方法により行うことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 ラジカル重合開始剤としては、例えば、例えば、2,2-アゾビス(2-アミジノプロピル)二塩酸塩、2,2-アゾビス(2-(5-メチル-2-イミダゾリン-2-イル)プロパン)二塩酸塩、4,4-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2-アゾビスイソブチルアミド二水和物、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチル-2,2'-アゾビスイソブチレート、1-((1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ)ホルムアミド、2,2'-アゾビス(2-メチル-N-フェニルプロピオンアミヂン)ジハイドロクロライド、2,2'-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド)、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミド)ジハイドレート、4,4'-アゾビス(4-シアノペンタン酸)、2,2'-アゾビス(2-(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル)等のアゾ系ラジカル重合開始剤が挙げられる。また、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシピバレート、t-ブチルペルオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、コハク酸ペルオキシド(=サクシニルペルオキシド)、グルタルペルオキシド、サクシニルペルオキシグルタレート、t-ブチルペルオキシマレート、t-ブチルペルオキシピバレート、ジ-2-エトキシエチルペルオキシカーボネート、3-ヒドロキシ-1,1-ジメチルブチルペルオキシピバレート等の有機過酸化物が挙げられる。さらに、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸化物が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は単独で用いても混合物で用いてもよい。重合開始剤の使用量は、単量体組成物100質量部に対して通常0.001~10質量部、好ましくは0.01~5.0質量部である。
 上記単量体組成物の重合反応は、溶媒の存在下行うことができる。該溶媒としては、単量体組成物を溶解し、反応しないものが使用でき、例えば、水、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒;エチルセルソルブ、テトラヒドロフラン、N-メチルピロリドン等の直鎖または環状のエーテル系溶媒;アセトニトリル、ニトロメタン等の含窒素系溶媒が挙げられる。好ましくは、水、アルコール又はそれらの混合溶媒が挙げられる。
 得られる式(2)で示される重合体を次の反応に使用する際は、精製して使用してもよく、重合溶媒から希釈してそのまま使用してもよい。
 上記単量体組成物の重合反応により得られる、式(2)で表される重合体と、式(3)で表されるAETの反応は、溶媒中、加熱反応させることで行うことができる。得られる式(1)で示されるポリマーの精製は、再沈殿法、透析法、限外濾過法等の一般的な精製方法により行うことができる。
 該溶媒としては、式(2)で表される重合体とAETとを溶解し、反応しないものが使用でき、例えば、プロトン性溶媒であるメタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノールが挙げられ、特に、n-プロパノールが反応性の点から好ましい。
 反応時の式(2)で表される重合体の溶液濃度は4~30質量%が好ましい。30質量%を超えると、反応液の粘度が高くなり、反応が十分に進行しないおそれがある。また、4質量%未満であると反応溶媒の量が増えてしまい、製造効率が低下するおそれがある。
 式(2)で表される重合体とAETとの仕込み量は、式(2)で表される重合体中のエポキシ基とAETとのモル比率が、1:3~100が好ましい。該AETのモル比が100を超える場合は経済的でなく、3未満であると副反応が生じ、所望の水溶性のポリマーが得られない可能性がある。
 上記反応は、式(2)で表される重合体に、AETを添加する方法と、AETに、式(2)で表される重合体を添加する方法がある。前者の場合、AETはあらかじめ溶媒に溶解させて添加してもよいし、そのまま添加してもよいが、徐々に添加すると副反応が生じ、所望の水溶性のポリマーが得られない可能性があることから、一括添加することが好ましい。
 反応温度は40~100℃が好ましい。40℃未満であると反応が十分に進行せず、また100℃を超えると、得られるポリマーの分解が生じるおそれがある。
 反応時間は、3時間以上48時間以内が好ましい。3時間未満であると、反応を制御することが難しくなる。また、48時間を超えると、副反応が生じ、得られるポリマーの純度が低下する可能性がある。
 また、反応時は、反応容器内を窒素やアルゴンなどの不活性ガスに置換することにより、AETのチオール基が酸化してジスルフィドとなることを防ぎながら反応させることが好ましい。
 前記反応終了後、得られた反応液を再沈殿法、透析法、限外濾過法などの一般的な精製方法を用いることで目的の式(1)で示されるポリマーを得ることができる。
 本発明の医療機器用表面処理剤は、上記本発明のポリマーを0.1~20質量%含む水溶液からなる。水溶液中のポリマーの濃度が0.1質量%未満では、医療機器の表面との反応性が低下し、また20質量%を超えると水溶液の粘度が増加し、ハンドリングが悪くなるおそれがある。
 本発明の医療機器用表面処理剤は、例えば、医療機器の表面に塗布、又は医療機器用表面処理剤中に医療機器を浸漬させて、本発明のポリマーを固定化する方法により使用することができる。
 該固定化は、例えば、医療機器表面に本発明のポリマーを共有結合させる方法、イオン結合させる方法、配位結合させる方法が挙げられる。耐久性の点からは共有結合させることが好ましい。
 前記共有結合させる方法として、例えば、医療機器の表面に、本発明のポリマー中に存在するアミノ基に対して反応性を有する官能基を存在させ、これらを共有結合させる方法が挙げられる。
 前記官能基としては、例えば、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、エポキシ基、イソシアネート基が挙げられる。また、医療機器の表面にアミノ基、水酸基等のアミノ基と反応を示さない官能基のみしか存在しない場合には、例えば、医療機器の表面を、ジイソシアネート、ジエポキシ等の多官能性試薬を用いて官能基に変換させることにより、アミノ基に対して反応性を有する表面とすることができる。
 医療機器が、ポリエチレン等の官能基を全く持たない場合には、医療機器の表面を、プラズマ処理、コロナ処理、オゾン処理等で処理し、例えば、カルボキシル基等を表面に付与することによってアミノ基に対して反応性を有する表面とすることができる。
 前記共有結合させる方法は、その官能基の種類や量、医療機器の材質等により、公知の条件から適宜選択して行うことができる。
 本発明の表面処理剤を適用する医療機器としては、体液や血液が接触する医療機器、例えば、ガイドワイヤー、カテーテル、人工血管、人工心肺、コンタクトレンズ、眼内レンズを挙げることができる。
 以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、例中の各種測定は以下のとおり行った。
 <化合物中のアミノ基の定量>
 アミノ基の定量は、2,4,6-トリニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム(以下、TNBSと略す)を用いて行った。具体的には、得られたポリマー0.01gを蒸留水9.99gに溶解させ、これに113mMのホウ酸緩衝液4mL、11.4mMのNa2SO3水溶液1mL、3.8mMのTNBS水溶液1mLを加え、37℃で1時間反応を行った。反応終了後、紫外可視分光光度計(日本分光社製 V-550)を用いて波長420nmで吸光度の測定を行い、ポリマー中のアミノ基の導入率を算出した。
 <重量平均分子量の測定>
 得られたポリマー5mgを、0.1mol/L硫酸ナトリウム水溶液1gへ溶解し、測定した。その他の測定条件は以下の通りである。
 カラム:Shodex(GSM-700)、移動相:0.1mol/L硫酸ナトリウム水溶液、標準物質:プルラン、検出:視差屈折率計RI-8020(東ソー社製)、重量平均分子量(Mw)の算出:分子量計算プログラム(SC-8020用GPCプログラム)、流速1.0ml/分、カラム温度:40℃、試料溶液注入量:100μL、測定時間:30分間。
 <細胞毒性試験>
 細胞毒性試験は、ISO10993-5:2009及びN.Tani et al. Toxicology in vitro 13(1999)175-187を参考に行い、細胞生存率により評価した。
 細胞培養用培地の調製
 ダルベッコ改変イーグル(DMEM)培地の500mLのボトルに、抗生物質・抗真菌剤溶液(100x)5mLをポリフッ化ビニリデン(PVDF)製滅菌フィルター(0.22μm)に通して加えた。続いて、滅菌済みウシ胎児血清(FBS)50mLを4℃にて解凍してから加え、細胞培養用培地とした。
 細胞の培養
 滅菌シャーレに細胞培養用培地9mL、細胞の懸濁液1mLを添加し、CO2インキュベーター内で48時間以上培養して細胞を増殖させた。シャーレ中の細胞を顕微鏡で観察し、細胞数が増えていることと、細胞の状態(死滅したり、接着せずに浮遊したりしていないか)を確認した。
 細胞の播種
 細胞懸濁液を濃度が1×105cells/mLになるように、細胞培養用培地を用いて濃度調整した。96wellプレートに濃度調整した細胞懸濁液100μL/wellをマイクロピペットで分注し、CO2インキュベーター内で24時間培養した。
 ポリマー溶液の調製
 サンプルのポリマーと陽性対照の生化学用ラウリル硫酸ナトリウム(SLS)を、細胞培養用培地又はダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(10x)(PBS)で溶解し、PVDF製滅菌フィルター(0.22μm)を通して滅菌した。調製したポリマー溶液(被験物質)を96wellプレート上で段階希釈した。
 被験物質の暴露
 上記で調製した、ポリマー濃度1.0質量%の被験物質を、24時間培養した上記96wellプレートに100μL添加し、CO2インキュベーター内で24時間暴露した。
 ニュートラルレッド(NR)法による細胞毒性評価
 NRを5mg/mLとなるようにイオン交換水に溶解し、NR保存液とした。NR保存液を細胞培養用培地で100倍希釈し、NR培地とした。被験物質を暴露した96wellプレートを取り出し、培地を洗面器に捨てキムタオル上でたたいて残った培地を取り除いた。続いて、NR培地を100μL/wellずつマイクロピペットで添加した後、CO2インキュベーター内で3時間培養し、細胞にNRを取り込ませた。
 CO2インキュベーターから96wellプレートを取り出してNR培地を取り除いた。100μL/wellのPBSを添加し、次いで、PBSを取り除いた後、エタノール50質量%、イオン交換水49質量%、酢酸1質量%の割合で混合したNR抽出液を100μL/wellずつマイクロピペットで添加し、振盪機で5分間攪拌して細胞からNRを抽出し、プレートリーダーで540nmの吸光度を測定した。
 下式より細胞生存率50%となるSLSの接触濃度が約0.01質量%であることを確認し、被検物質処理時の細胞生存率を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 メタクリル酸(MAA)グラフト化ポリエチレン(PE)フィルムの作成
 1×4cmにカットしたポリエチレンフィルムを電極間距離3cm、電極間電圧15キロボルトのコロナ放電処理装置の電極間に設置し、放電処理を行った。次いで、10質量%メタクリル酸水溶液中に浸漬し、脱気処理後、真空条件化でグラフト重合を行った。重合後、十分に水洗することでMAAグラフト化PEフィルムを得た。
 ポリマーグラフト化フィルムの作成
 水溶性カルボジイミド0.04gを含む、後述する実施例及び比較例で調製したポリマーの5質量%水溶液4.0g中に、上記で作製した1×4cmのMAAグラフト化PEフィルムを浸漬し、室温で24時間カップリング反応処理を行った。処理後、水洗することで得られたポリマーグラフト化フィルムについて以下の評価を行った。
 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)評価
 XPSにてフィルム表面の分析を行い、ポリマーの付着量を算出した。
 評価基準:A;理論値の90%以上、B;理論値の50%以上90%未満、C;理論値の50%未満。
 表面親水性評価
 水中に浸漬させておいたポリマーグラフト化フィルムを、水中から引き上げ、水膜が切れるまでの時間を計測し、表面親水性評価を行った。評価方法は以下に示すように行った。
 評価基準:A;水膜が切れるまでの時間が30秒以上、B;水膜が切れるまでの時間が10秒以上30秒未満、C;水膜が切れるまでの時間が10秒未満。
 たんぱく質の吸着評価
 リン酸緩衝液の調製
 塩化ナトリウム0.900g、リン酸2水素ナトリウム0.104gを、100ccのメスフラスコに秤量し、イオン交換水を加えて100mLとした。これに1N水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH7.4付近に調整したものをリン酸緩衝液とした。
 たんぱく質汚れ液の調製
 アルブミン0.388g、γ-グロブリン0.161g、リゾチーム0.120g、ムチン0.100gを秤量し、リン酸緩衝液100mLを加え、分散させた。1M塩化カルシウム水溶液を加え、均一に混合したものをたんぱく質汚れ液とした。
 抽出液の調製
 100ccのメスフラスコにイオン交換水50mLを入れ、これにトリフルオロ酢酸148μL加えた後に、イオン交換水で100mLにメスアップした。
 上記で調製した液とアセトニトリル100mLとを混合し、これを抽出液とした。
 たんぱく質の吸着試験
 1×4cmのポリマーグラフト化フィルム2枚を上記たんぱく質汚れ液32mLに浸漬し、37℃で4時間静置した。その後、フィルムを生理食塩水ですすぎ、上記抽出液32mLに浸漬させて1時間抽出を行った。抽出後の液を200μL採取し、抽出液を800μL加えて希釈し、Micro BCA試薬1mLを加えて60℃で1時間加熱した後、562nmの吸光度を測定し、付着したたんぱく質量を算出した。
 評価基準:A;(サンプルたんぱく質吸着量/ブランクたんぱく質吸着量)<0.2、B;0.2≦(サンプルたんぱく質吸着量/ブランクたんぱく質吸着量)<0.8、C;0.8≦(サンプルたんぱく質吸着量/ブランクたんぱく質吸着量)。なお、ブランクにはPEフィルムを使用した。
 実施例1-1
 MPC(日油株式会社製)68.3g、GMA(日油株式会社製)1.7g、n-プロパノール(NPA、キシダ化学社製)210.0gに溶解し、温度計と冷却管を付けた500mLの4つ口フラスコに入れて30分間窒素を吹込んだ。その後、60℃でt-ブチルパーオキシネオデカノエイト(PB-ND、日油株式会社製)を0.27g加えて8時間重合反応させた。得られた重合体の化学構造はIR、1H NMRにより確認した。続いて、この重合液(式(2)で表されるポリマー溶液)280.0gにNPA157.5gを加えて均一に混合した。続いてAET(和光純薬工業社製)9.8gを溶解させて昇温し、74℃で12時間攪拌した。反応終了後、透析精製し、凍結乾燥により白色粉体のポリマーを回収した。得られたポリマーについて、IR、1H NMR、元素分析、アミノ基定量、重量平均分子量の測定を行った。結果を以下及び表1に示す。なお、IR、1H NMRの測定チャートを図1及び図2にそれぞれ示す。
 IR:3425cm-1(-OH)、2961cm-1(-CH)、1724cm-1(C=O)、1489cm-1(-CH)、1241cm-1(P=O)、1170cm-1(C-O-C)、1089cm-1(P-O-C)、968cm-1(C-O-C)。
 1H NMRデータ:0.7-1.2ppm(CH3C-)、1.4-2.3ppm(-CH2C-)、2.7-3.1ppm(-CH2CH(OH)CH2-、-OCH2CHCH2OH-)、3.3ppm(-N(CH33)、3.5-4.4ppm(-CH2CH2O-)。
 元素分析
 実測値:C:44.86%、H:7.56%、N:4.85%、
 理論値:C:44.97%、H:7.47%、N:4.83%。
 アミノ基導入率(b/(a+b)×100):5mol%。
 以上の結果より、式(1a)で示されるMPCに基づく比率が95mol%、式(1b)で示されるアミノ基を有するユニットに基づく比率が5mol%、重量平均分子量が650000のポリマーであることがわかった。
 実施例1-2
 MPC66.4g、GMA3.6g、NPA163.3gを温度計と冷却管を付けた500mLの4つ口フラスコに入れて30分間窒素を吹込んだ。その後、60℃でPB-NDを0.23g加えて8時間重合反応させた。得られた重合体の化学構造はIR、1H NMRにより確認した。続いて、この重合液(式(2)で表されるポリマー溶液)233.3gにNPA204.2gを加えて均一に混合した。続いてAET19.6gを溶解させて昇温し、74℃で12時間攪拌した。反応終了後、透析精製し、凍結乾燥により白色粉体のポリマーを回収した。得られたポリマーについて、実施例1-1と同様に各測定を行った。結果を以下及び表1に示す。
 IR:3425cm-1(-OH)、2961cm-1(-CH)、1724cm-1(C=O)、1489cm-1(-CH)、1241cm-1(P=O)、1170cm-1(C-O-C)、1089cm-1(P-O-C)、968cm-1(C-O-C)。
 1H NMRデータ:0.7-1.2ppm(CH3C-)、1.4-2.3ppm(-CH2C-)、2.7-3.1ppm(-CH2CH(OH)CH2-、-OCH2CHCH2OH-)、3.3ppm(-N(CH33)、3.5-4.4ppm(-CH2CH2O-)。
 元素分析
 実測値:C:45.11%、H:7.63%、N:4.86%、
 理論値:C:45.20%、H:7.49%、N:4.91%。
 アミノ基導入率(b/(a+b)×100):10mol%。
 以上の結果より、式(1a)で示されるMPCに基づく比率が90mol%、式(1b)で示されるアミノ基を有するユニットに基づく比率が10mol%、重量平均分子量が880000のポリマーであることがわかった。
 実施例1-3
 MPC62.5g、GMA7.5g、NPA210.0gを温度計と冷却管を付けた500mLの4つ口フラスコに入れて30分間窒素を吹込んだ。その後、60℃でPB-NDを0.27g加えて8時間重合反応させた。得られた重合体の化学構造はIR、1H NMRにより確認した。続いて、この重合液(式(2)で表されるポリマー溶液)280.0gにNPA 157.5gを加えて均一に混合した。続いてAET39.3gを溶解させて昇温し、74℃で12時間攪拌した。反応終了後、透析精製し、凍結乾燥により白色粉体のポリマーを回収した。得られたポリマーについて、実施例1-1と同様に各測定を行った。結果を以下及び表1に示す。
 IR:3425cm-1(-OH)、2961cm-1(-CH)、1724cm-1(C=O)、1489cm-1(-CH)、1241cm-1(P=O)、1170cm-1(C-O-C)、1089cm-1(P-O-C)、968cm-1(C-O-C)。
 1H NMRデータ:0.7-1.2ppm(CH3C-)、1.4-2.3ppm(-CH2C-)、2.7-3.1ppm(-CH2CH(OH)CH2-、-OCH2CHCH2OH-)、3.3ppm(-N(CH33)、3.5-4.4ppm(-CH2CH2O-)。
 元素分析
 実測値:C:45.47%、H:7.69%、N:5.10%、
 理論値:C:45.66%、H:7.52%、N:5.08%。
 アミノ基導入率(b/(a+b)×100):20mol%。
 以上の結果より、式(1a)で示されるMPCに基づく比率が80mol%、式(1b)で示されるアミノ基を有するユニットに基づく比率が20mol%、重量平均分子量が630000のポリマーであることがわかった。
 実施例1-4
 MPC58.0g、GMA12.0g、NPA163.3gを温度計と冷却管を付けた500mLの4つ口フラスコに入れて30分間窒素を吹込んだ。その後、60℃でPB-NDを0.23g加えて8時間重合反応させた。得られた重合体の化学構造はIR、1H NMRにより確認した。続いて、この重合液(式(2)で表されるポリマー溶液)233.3gにNPA204.2gを加えて均一に混合した。続いてAET58.9gを溶解させて昇温し、74℃で12時間攪拌した。反応終了後、透析精製し、凍結乾燥により白色粉体のポリマーを回収した。得られたポリマーについて、実施例1-1と同様に各測定を行った。結果を以下及び表1に示す。
 IR:3425cm-1(-OH)、2961cm-1(-CH)、1724cm-1(C=O)、1489cm-1(-CH)、1241cm-1(P=O)、1170cm-1(C-O-C)、1089cm-1(P-O-C)、968cm-1(C-O-C)。
 1H NMRデータ:0.7-1.2ppm(CH3C-)、1.4-2.3ppm(-CH2C-)、2.7-3.1ppm(-CH2CH(OH)CH2-、-OCH2CHCH2OH-)、3.3ppm(-N(CH33)、3.5-4.4ppm(-CH2CH2O-)。
 元素分析
 実測値:C:45.47%、H:7.69%、N:5.10%
 理論値:C:45.66%、H:7.52%、N:5.08%。
 アミノ基導入率(b/(a+b)×100):30mol%
 以上の結果より、式(1a)で示されるMPCに基づく比率が70mol%、式(1b)で示されるアミノ基を有するユニットに基づく比率が30mol%、重量平均分子量が850000のポリマーであることがわかった。
 比較例1-1、1-2
 表1に示す各単量体、溶媒及び開始剤を用いた以外は、実施例1-1と同様に反応を行った。得られたポリマーについて、実施例1-1と同様に各測定を行った。結果を表1に示す。
 比較例1-3
 MPC18.8g、AEMA(Aldrich社製)1.2gをイオン交換水80.0gに溶解し、温度計と冷却管を付けた200mLの4つ口フラスコに入れて30分間窒素を吹込んだ。その後、60℃で2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、和光純薬工業社製)を0.1492g加えて8時間重合反応させた。得られたポリマーの化学構造はIR、1H NMRにより確認した。
 比較例1-4、1-5
 表1に示す各単量体、溶媒及び開始剤を用いた以外は、比較例1-3と同様に重合を行った。得られたポリマーの化学構造はIR、1H NMRにより確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 実施例1-1~1-4、比較例1-1~1-5で合成したポリマーの細胞毒性試験と表面処理試験を前述の方法で行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 実施例1-1~1-4のポリマーの細胞生存率は、比較例1-2~1-4よりも高く、安全であることが分かった。また、実施例1-1~1-4のポリマーと比較例1-1及び1-5のポリマーの表面処理試験の結果を比較すると、フィルム表面が親水化されていること、たんぱく質の吸着が抑制されていることが分かった。

Claims (3)

  1.  式(1a)及び(1b)で表される構成単位を有する重量平均分子量10,000~5,000,000のポリマー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、Xは、下記式で示される基を示す。また、a及びbは、(b/(a+b))×100=5~30である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  2.  式(2a)で示される2-メタクリロイルオキシエチル-2-トリメチルアンモニオエチルホスフェート(MPC)と、式(2b)で示されるグリシジルメタクリレート(GMA)とを、MPC及びGMAの合計量に対してGMAをモル比で5~30%の割合で含む単量体組成物を重合させた後、式(3)で示される2-アミノエタンチオール(AET)を反応させることを特徴とする請求項1記載のポリマーの製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  3.  請求項1記載のポリマーを0.1~20質量%含む水溶液からなる医療機器用表面処理剤。
PCT/JP2012/065040 2011-06-27 2012-06-12 ポリマー及びその製造方法 WO2013002021A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147000608A KR101851825B1 (ko) 2011-06-27 2012-06-12 폴리머 및 그 제조 방법
CN201280029385.3A CN103596996B (zh) 2011-06-27 2012-06-12 聚合物及其制备方法
US14/129,490 US9127099B2 (en) 2011-06-27 2012-06-12 Polymer and method for producing same
EP12803914.6A EP2725042B1 (en) 2011-06-27 2012-06-12 Polymer and method for producing same
JP2013522572A JP5871000B2 (ja) 2011-06-27 2012-06-12 ポリマー及びその製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-142253 2011-06-27
JP2011142253 2011-06-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013002021A1 true WO2013002021A1 (ja) 2013-01-03

Family

ID=47423920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/065040 WO2013002021A1 (ja) 2011-06-27 2012-06-12 ポリマー及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9127099B2 (ja)
EP (1) EP2725042B1 (ja)
JP (1) JP5871000B2 (ja)
KR (1) KR101851825B1 (ja)
CN (1) CN103596996B (ja)
TW (1) TWI526458B (ja)
WO (1) WO2013002021A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013118736A1 (ja) * 2012-02-07 2013-08-15 国立大学法人 東京大学 疎水性材料の表面処理剤、及び表面処理方法
JP2014101475A (ja) * 2012-11-22 2014-06-05 Univ Of Tokyo 耐汚染性を付与するための水溶性表面処理剤、および表面処理方法
JP2015117269A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 日油株式会社 ポリマー及びその製造方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201634501A (zh) * 2015-03-03 2016-10-01 國立大學法人東京大學 共聚物及其表面處理劑、用途、交聯體、交聯體形成方法和醫療用具
TWI748993B (zh) * 2016-02-23 2021-12-11 日商日油股份有限公司 軟式隱形眼鏡用溶液在抑制蛋白質附著於軟式隱形眼鏡中的用途
CN110831990B (zh) 2017-07-18 2022-02-01 爱尔康公司 带有羧基封端侧链的基于聚(甲基)丙烯酰胺的共聚物
US10676608B2 (en) 2017-07-18 2020-06-09 Alcon Inc. Phosphorylcholine-containing poly(meth)acrylamide-based copolymers
EP3724697B1 (en) 2017-12-13 2022-01-12 Alcon Inc. Method for producing mps-compatible water gradient contact lenses
EP3890952B1 (en) 2018-12-03 2023-07-05 Alcon Inc. Method for making coated silicone hydrogel contact lenses
US11099300B2 (en) 2018-12-03 2021-08-24 Alcon Inc. Method for producing coated silicone hydrogel contact lenses
EP3953744A1 (en) 2019-04-10 2022-02-16 Alcon Inc. Method for producing coated contact lenses

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05300940A (ja) 1992-04-28 1993-11-16 Terumo Corp 表面潤滑性付与剤
JPH10152533A (ja) * 1996-11-22 1998-06-09 Nof Corp 親水性樹脂及び医用材料
US6090901A (en) 1991-07-05 2000-07-18 Biocompatibles Limited Polymeric surface coatings
WO2001005855A1 (fr) 1999-07-14 2001-01-25 Nof Corporation Copolymere statistique, procede de production d'un tel copolymere et materiau medical associe
JP2002030117A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Nof Corp 共重合体、架橋体、コンタクトレンズ材料、コンタクトレンズ及びその製造方法
JP2002348779A (ja) * 2001-05-31 2002-12-04 Nof Corp 繊維用処理剤、処理方法及び被処理繊維
JP2007155387A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Sumitomo Bakelite Co Ltd バイオチップおよびその使用方法
JP2010059367A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Univ Of Tokyo 疎水性基材の表面処理方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0688381B2 (ja) * 1990-10-01 1994-11-09 タイガースポリマー株式会社 表面加工用加硫ゴムシート
DK0818479T3 (da) * 1991-08-08 2001-01-15 Biocompatibles Ltd Polymere overfladecoatinger
DK0639989T3 (da) * 1992-04-24 2001-10-01 Biocompatibles Ltd Fremgangsmåde til at reducere mikroorganismeadhæsion
JPH0688381A (ja) * 1992-09-10 1994-03-29 Misawa Homes Co Ltd ユニット住宅のユニット構造体
JPH07184990A (ja) 1993-12-28 1995-07-25 Kuraray Co Ltd 医療用高分子材料および医療材料
JP4033514B2 (ja) * 1997-02-28 2008-01-16 日油株式会社 可溶性セルロース誘導体および用途
US6828028B1 (en) * 1999-07-28 2004-12-07 Nof Corporation Medical materials and process for producing the same
KR100346994B1 (ko) * 2000-01-11 2002-07-31 한국과학기술연구원 술폰산화 폴리에틸렌옥사이드가 결합된 생체적합성 의료용금속 재료 및 이의 제조 방법
WO2005001019A1 (ja) 2003-06-25 2005-01-06 Nof Corporation 胚様体形成用容器及び胚様体の形成方法
JP2006321829A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Kazuhiko Ishihara 共重合体およびその製造方法
KR100808116B1 (ko) * 2006-08-22 2008-03-03 전남대학교산학협력단 미생물 점착 방지용 공중합체 수지 코팅재
US9597277B2 (en) * 2006-12-22 2017-03-21 Croma-Pharma Gesellschaft M.B.H. Use of polymers
US8680314B2 (en) 2010-12-24 2014-03-25 Nof Corporation Amino group-containing phosphorylcholine, and method for producing same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6090901A (en) 1991-07-05 2000-07-18 Biocompatibles Limited Polymeric surface coatings
JPH05300940A (ja) 1992-04-28 1993-11-16 Terumo Corp 表面潤滑性付与剤
JPH10152533A (ja) * 1996-11-22 1998-06-09 Nof Corp 親水性樹脂及び医用材料
WO2001005855A1 (fr) 1999-07-14 2001-01-25 Nof Corporation Copolymere statistique, procede de production d'un tel copolymere et materiau medical associe
JP2002030117A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Nof Corp 共重合体、架橋体、コンタクトレンズ材料、コンタクトレンズ及びその製造方法
JP2002348779A (ja) * 2001-05-31 2002-12-04 Nof Corp 繊維用処理剤、処理方法及び被処理繊維
JP2007155387A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Sumitomo Bakelite Co Ltd バイオチップおよびその使用方法
JP2010059367A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Univ Of Tokyo 疎水性基材の表面処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013118736A1 (ja) * 2012-02-07 2013-08-15 国立大学法人 東京大学 疎水性材料の表面処理剤、及び表面処理方法
JPWO2013118736A1 (ja) * 2012-02-07 2015-05-11 国立大学法人 東京大学 疎水性材料の表面処理剤、及び表面処理方法
JP2014101475A (ja) * 2012-11-22 2014-06-05 Univ Of Tokyo 耐汚染性を付与するための水溶性表面処理剤、および表面処理方法
JP2015117269A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 日油株式会社 ポリマー及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103596996B (zh) 2015-11-25
US20140142240A1 (en) 2014-05-22
EP2725042A4 (en) 2014-11-05
KR20140041705A (ko) 2014-04-04
US9127099B2 (en) 2015-09-08
EP2725042B1 (en) 2018-08-29
JP5871000B2 (ja) 2016-03-01
TWI526458B (zh) 2016-03-21
EP2725042A1 (en) 2014-04-30
JPWO2013002021A1 (ja) 2015-02-23
KR101851825B1 (ko) 2018-04-24
CN103596996A (zh) 2014-02-19
TW201302820A (zh) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5871000B2 (ja) ポリマー及びその製造方法
JP6590909B2 (ja) ポリマーおよびその架橋体
JP6085075B2 (ja) 超低汚損スルホベタインおよびカルボキシベタイン材料ならびに関連する方法
US10774165B2 (en) Polymer composition, article, medical device, article production method, and cell cluster production method
JP4691868B2 (ja) ランダム共重合体、その製造方法及び医療用材料
JP5707843B2 (ja) コンタクトレンズ用ケア製剤及びパッケージング溶液
CN101977638A (zh) 包含相互作用的嵌段共聚物的涂覆溶液
WO2013128633A1 (ja) コンタクトレンズ用ケア製剤及びパッケージング溶液
EP3480283B1 (en) Slipperiness-imparting agent and slipperiness-imparting method
JP5609525B2 (ja) コンタクトレンズ用ケア製剤及びパッケージング溶液
Lopez-Mila et al. Effect of shear stress on the reduction of bacterial adhesion to antifouling polymers
JP6781706B2 (ja) 共重合体およびその製造方法
JPWO2018003821A1 (ja) 共重合体およびその用途
JP6248603B2 (ja) ポリマー及びその製造方法
WO2023277093A1 (ja) 共重合体、コーティング剤及び物品
JP3580022B2 (ja) ブロック共重合体および医療用材料
JP7459616B2 (ja) 共重合体、医療用コーティング剤及び医療機器
JP7425405B2 (ja) 共重合体およびその用途
JP2022036820A (ja) 共重合体及びその用途
KR100590137B1 (ko) 술폰산화 peo를 함유하는 비닐 단량체 및 중합체 및그들의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12803914

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013522572

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14129490

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147000608

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A