WO2016143787A1 - 抗血栓性ブロック共重合体 - Google Patents

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WO2016143787A1
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block
block copolymer
mmol
acrylate
meth
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賢 田中
宏幸 石飛
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国立大学法人山形大学
大塚化学株式会社
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    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/42Anti-thrombotic agents, anticoagulants, anti-platelet agents

Definitions

  • the present invention relates to an antithrombotic block copolymer.
  • materials such as polymers, ceramics, glass, and metals having excellent mechanical properties (high strength, high elasticity or flexibility) and moldability have been used as medical devices.
  • medical devices used in contact with blood such as artificial kidney membranes, plasma separation membranes, artificial lung membranes, catheters, stents, and artificial blood vessels, are required to have antithrombotic properties. ing.
  • heparin is known to have side effects on blood such as a decrease in the number of platelets, and continuous use of heparin is subject to time constraints. Moreover, since the raw material for producing heparin is generally collected from the intestinal mucosa of cattle or pigs, the risk of infectious diseases has been pointed out.
  • a biocompatible polymer having antithrombogenic properties has water that is weakly bound to the polymer chain by interaction with a polymer chain called intermediate water.
  • the mechanism by which antithrombogenicity is manifested by the presence of this intermediate water is assumed to be as follows.
  • Biological components eg blood-derived proteins such as blood cells, platelets, and plasma
  • the antifreeze water on the surface of the material comes into contact with this hydration shell.
  • adsorption of biological components to the material surface occurs. Since the above-mentioned intermediate water exists between the hydration shell of the biological component and the antifreeze water layer on the surface of the material, they do not come into direct contact with each other, and thus exhibit antithrombogenicity.
  • biocompatible polymers having antithrombotic properties include, for example, a homopolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (hereinafter referred to as “MPC”), and a single compound of 2-methoxyethyl acrylate (hereinafter referred to as “MEA”). Polymers and the like are known.
  • MPC 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine
  • MEA 2-methoxyethyl acrylate
  • the homopolymer of MPC is water-soluble and dissolves easily when it comes into contact with body fluids such as blood, so it cannot be used as a medical material.
  • the MEA homopolymer is in a rubbery state at room temperature, and therefore has poor shape stability.
  • Patent Document 1 proposes a medical device in which a base copolymer surface is coated with a random copolymer of MPC and a hydrophobic monomer.
  • Patent Document 2 describes a medical treatment in which a base material surface is coated with a material obtained by crosslinking a random copolymer of MPC and a monomer containing an epoxy group, and a compound having two or more amino groups and carboxyl groups in at least one group. Polymer materials have been proposed.
  • Patent Document 3 proposes a medical device in which a base copolymer surface is coated with a block copolymer composed of MEA and (meth) acrylamide or a derivative thereof.
  • Patent Document 1 has few problems if the time of contact with blood is short, but the coating layer (coating) of the random copolymer is weak in adhesiveness with the base material, so it is used for a long time. As a result, the coated copolymer gradually elutes into the blood or is lost from the surface of the base material, resulting in a problem that blood compatibility does not last for a long time.
  • Patent Document 3 uses N, N-substituted (meth) acrylamide, which is more hydrophilic than MEA, and therefore has insufficient adhesion to the substrate, and has excellent antithrombogenicity over a long period of time. Is difficult to get.
  • JP-A-3-039309 Japanese Patent Laid-Open No. 7-184989 JP 2013-056146 A
  • An object of the present invention is to provide a block copolymer that has excellent adhesion to a substrate and can impart excellent antithrombogenicity to the substrate surface, and a medical device using the block copolymer.
  • the present inventors have used a block copolymer containing a specific structural unit capable of containing intermediate water, so that the block copolymer is a base material. It has been found that excellent antithrombogenicity can be imparted to the surface, and adhesion between the block copolymer and the substrate can also be improved. The present inventors have completed the present invention by further research based on such knowledge.
  • the present invention provides the following block copolymer and a medical device using the block copolymer.
  • Item 1. A block copolymer having an A block that can contain intermediate water and a B block that is more hydrophobic than the A block.
  • Item 2. Item 2. The block copolymer according to Item 1, wherein the A block is a polymer block containing a structural unit derived from a vinyl monomer that can contain intermediate water.
  • Item 3. The block copolymer according to Item 1 or 2, wherein the B block is a polymer block containing a structural unit derived from a vinyl monomer.
  • Item 4. Item 4.
  • Item 5. The block copolymer according to any one of Items 1 to 4, wherein the block copolymer has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 1,000,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • Item 6. The block copolymer according to any one of Items 1 to 5, wherein a molecular weight distribution (Mw / Mn) of the block copolymer is 3.0 or less.
  • a block copolymer composition comprising intermediate water and the block copolymer according to any one of Items 1 to 7.
  • Item 9. An antithrombogenic coating agent comprising the block copolymer according to any one of Items 1 to 7.
  • Item 10. Item 10. A medical device in which the substrate is coated with the antithrombogenic coating agent according to Item 9. Item 11.
  • the present invention it is possible to provide a block copolymer having excellent antithrombogenicity on the surface of the substrate that is excellent in adhesion to the substrate. Furthermore, by using the block copolymer, it is possible to provide a medical device having excellent adhesion to a substrate and excellent antithrombotic properties.
  • the figure of the peak in a differential scanning calorimeter measurement (DSC) of the block copolymer obtained in Example 1 is shown.
  • the figure of the peak in a differential scanning calorimeter measurement (DSC) of the block copolymer obtained by the comparative example 4 is shown.
  • Block Copolymer The block copolymer of the present invention comprises an A block that can contain intermediate water and a B block that is more hydrophobic than the A block.
  • the A block can also be called “A segment”, and the B block can be called “B segment”.
  • a block A block is a polymer block containing structural units derived from vinyl monomers that can contain intermediate water.
  • the “structural unit derived from a vinyl monomer capable of containing intermediate water” is a structural unit formed by radical polymerization of a vinyl monomer, and the structural unit can contain intermediate water. Means.
  • the “structural unit derived from a vinyl monomer” specifically refers to a structural unit in which a radical-polymerizable carbon-carbon double bond in a vinyl monomer is a carbon-carbon single bond.
  • intermediate water refers to water in a state where an exothermic peak based on low-temperature crystallization of water is observed at 0 ° C. or lower in a temperature rising process from ⁇ 100 ° C. in differential scanning calorimetry (DSC).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the differential scanning calorimeter is not particularly limited, and for example, DSC-7000 (manufactured by Seiko) or the like can be used.
  • the calorific value of the exothermic peak is not particularly limited. For example, it is preferably 1 J / g or more, more preferably 1 to 120 J / g, because there is a sufficient amount of intermediate water. More preferably, it is ⁇ 100 J / g.
  • the raw material vinyl monomer used in the A block is not particularly limited as long as a polymer block containing a structural unit derived from a vinyl monomer capable of containing intermediate water is obtained.
  • a polymer block containing a structural unit derived from a vinyl monomer capable of containing intermediate water is obtained.
  • the following general formulas (1) to (7) The vinyl monomer represented by this is mentioned.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 2 represents an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms.
  • R 3 represents a methyl group or an ethyl group.
  • N represents an integer of 1 to 10.
  • R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5 represents an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms
  • m represents an integer of 2 to 13
  • R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 9 and R 12 each represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 10 and R 11 each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Q represents a carbanion (COO ⁇ group) or a sulfoanion (SO 3 — group).
  • R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 14 and R 15 each represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 16 , R 17 and R 18 each represents an alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group).
  • R 19 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 20 represents an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms
  • the block copolymer of the present invention obtained by using the vinyl monomer represented by the above (1) to (7) is represented by the following general formulas (1 ′) to (7 ′) as the A block, for example. Contains building blocks.
  • known compounds contained in the general formula (2) can be widely used.
  • polyethylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol Monomethacrylate is preferred.
  • known compounds included in the general formula (3) can be widely used, and among these, tetrahydrofurfuryl acrylate is preferable.
  • N-methacryloyloxyethyl-N, N-dimethylammonium- ⁇ -N— Methyl carboxybetaine, N- (3-sulfopropyl) -N- (meth) acryloyloxyethyl-N, N-dimethylammonium betaine is preferred.
  • the A block may be formed of a copolymer of a structural unit composed of an a1 block and a structural unit composed of an a2 block.
  • the A block may be only a structural unit derived from the above-mentioned vinyl monomer, or may contain other structural units in a range having intermediate water when the resulting block copolymer is water-containing. . When other structural units are included, the other structural units in the A block are preferably 20 mol% or less. Each structural unit of the A block may be included in any mode such as random copolymerization or block copolymerization, and is preferably included in the mode of random copolymerization from the viewpoint of uniformity.
  • the B block B block is a polymer block that is more hydrophobic than the A block and includes a structural unit derived from a vinyl monomer.
  • the vinyl monomer used in the B block is not particularly limited as long as the B block is a vinyl monomer that is more hydrophobic than the A block, and can be selected from known vinyl monomers.
  • Hydrophobic means that the interaction with water is weak and the affinity with water is weak. Therefore, the ratio of mixing with water, that is, the solubility is an index of hydrophobicity.
  • the solubility in water at 20 ° C. is usually less than 50% by mass, preferably less than 40% by mass, more preferably 30%. It is a vinyl monomer that is less than mass%.
  • vinyl monomers used in the B block include (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid alicyclic alkyl ester, (meth) acrylic acid aryl ester, (meth) acrylic acid N, N- (Meth) acrylic acid ester such as di-substituted aminoalkyl; aromatic vinyl monomer; heterocycle-containing unsaturated monomer;
  • (meth) acryl means “at least one of acrylic and methacrylic”.
  • (meth) acrylic acid means “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”.
  • n- means normal, “s-” means secondary (sec-), and “t-” means tertiary (tert-).
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester is not particularly limited.
  • the (meth) acrylic acid alicyclic alkyl ester is not particularly limited.
  • cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexylmethyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate examples include isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, and dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate.
  • the (meth) acrylic acid aryl ester is not particularly limited, and examples thereof include benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, and the like.
  • Examples of (meth) acrylic acid N, N-disubstituted aminoalkyl esters include (meth) acrylic acid N, N-dimethylaminopropyl ester, (meth) acrylic acid N, N-dimethylaminobutyl ester, (meth) Acrylic acid N, N-diethylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid N, N-diethylaminopropyl ester, (meth) acrylic acid N, N-diethylaminobutyl ester, (meth) acrylic acid N, N-dipropylaminoethyl ester (Meth) acrylic acid N, N-dibutylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid N, N-dibutylaminopropyl ester, (meth) acrylic acid N, N-dibutylaminobutyl ester, (meth) acrylic acid N, N-dihexylaminoethyl ester
  • the aromatic vinyl monomer is not particularly limited.
  • styrene ⁇ -methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methoxystyrene, 3-methoxystyrene, 4-methoxystyrene , 2-hydroxymethylstyrene, 1-vinylnaphthalene and the like.
  • the heterocyclic-containing unsaturated monomer is not particularly limited, and examples thereof include 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine and the like.
  • the B block may be formed of a copolymer of a structural unit composed of a b1 block and a structural unit composed of a b2 block.
  • the B block may be only a structural unit derived from the above-mentioned vinyl monomer, or may contain other structural units within a range in which the B block is more hydrophobic than the A block. When other structural units are included, the other structural units in the B block are preferably 5 mol% or less.
  • Each structural unit of the B block may be included in any mode such as random copolymerization or block copolymerization, and is preferably included in the mode of random copolymerization from the viewpoint of uniformity.
  • Block Copolymer The block copolymer of the present invention has an A block that can contain intermediate water, a B block that is more hydrophobic than the A block, and has intermediate water when containing water. It is considered that the block copolymer is phase-separated on the surface of the base material, so that the B block is in contact with the base material and the A block is located on the surface in contact with blood and has intermediate water. As a result, excellent antithrombogenicity can be expressed over a long period of time.
  • the molar ratio of the A block to the B block is not particularly limited, but is preferably 90:10 to 10:90, and 85:15 to 40:60. More preferably.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the block copolymer is not particularly limited and is usually 10,000 or more, preferably 10,000 to 1,000,000, more preferably 20,000 to 500,000. More preferably, it is in the range of 30,000 to 100,000.
  • the molecular weight distribution (PDI) of the block copolymer is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less.
  • the molecular weight distribution (PDI) is determined by (weight average molecular weight (Mw) of block copolymer) / (number average molecular weight (Mn) of block copolymer). The smaller the molecular weight distribution is, the narrower the molecular weight distribution is, and a copolymer with a uniform molecular weight. When the value is 1, the molecular weight distribution is the narrowest.
  • the larger the PDI the greater the number of molecules having a smaller molecular weight than that of the designed copolymer, and the lower molecular weight copolymer is likely to be eluted.
  • the arrangement of the polymer (A) and the polymer (B) is not necessarily limited.
  • a diblock type (AB) a triblock type
  • Each block polymer such as block type (ABA, BABB) is preferably used.
  • ABA block type
  • BABB block type
  • the two A blocks located at both ends may be the same or different from each other.
  • the two B blocks located at both ends may be the same or different from each other.
  • the water content of the block copolymer of the present invention is usually 1 to 50% by mass, preferably 2 to 40% by mass, more preferably 3 to 35% by mass.
  • the elution rate is usually in the range of 0 to 2% by mass, preferably in the range of 0 to 1% by mass. It is.
  • the manufacturing method of the block copolymer of this invention does not have limitation in particular, For example, block polymerization methods, such as a living radical polymerization method, are mentioned.
  • the block copolymer of the present invention can be obtained by sequentially polymerizing monomers with the block polymerization method.
  • the A block (A segment) may be produced first by the polymerization reaction of the monomer, and the B block (B segment) monomer may be polymerized into the A block; A block monomer may be polymerized first, and the A block monomer may be polymerized into the B block; alternatively, the A block and the B block are produced separately by the polymerization reaction of the monomer, and then the A block and the B block are coupled. You may let them.
  • the arrangement of the A block and the B block is not necessarily limited.
  • a diblock type (AB), a triblock type (A- Each block polymer such as B-A and B-A-B) is preferably used.
  • the TERP method is preferably used from the viewpoints of diversity of usable monomers, molecular weight control in the polymer region, uniform composition, and coloring.
  • the TERP method is a method of polymerizing a radical polymerizable compound using an organic tellurium compound as a polymerization initiator, and is, for example, a method described in International Publication Nos. 2004/14848 and 2004/14962.
  • A an organic tellurium compound represented by the following general formula (8):
  • B a mixture of an organic tellurium compound represented by the following general formula (8) and an azo polymerization initiator,
  • c an organic tellurium compound represented by the following general formula (8) and a general formula (9)
  • D a mixture of an organic tellurium compound represented by the following general formula (8), an azo polymerization initiator and an organic ditellurium compound represented by the following general formula (9),
  • R 21 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R 22 and R 23 each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 24 Represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, a heteroaryl group, an acyl group, an amide group, an oxycarbonyl group or a cyano group.
  • R 21 Te (9) (Wherein R 21 is the same as above).
  • organic tellurium compound represented by the general formula (8) examples include (methylterranylmethyl) benzene, (methylterranylmethyl) naphthalene, ethyl-2-methyl-2-methylterranyl-propionate, ethyl-2 -Methyl-2-n-butylteranyl-propionate, (2-trimethylsiloxyethyl) -2-methyl-2-methylterranyl-propionate, (2-hydroxyethyl) -2-methyl-2-methylterranyl-propionate, (3-trimethylsilyl And propargyl) -2-methyl-2-methylterranyl-propinate.
  • organic ditellurium compound represented by the general formula (9) include dimethylditelluride, diethylditelluride, di-n-propylditelluride, diisopropylditelluride, dicyclopropylditelluride, Di-n-butylditelluride, di-s-butylditelluride, di-t-butylditelluride, dicyclobutylditelluride, diphenylditelluride, bis- (p-methoxyphenyl) ditelluride, bis- (p-aminophenyl) ditelluride, Bis- (p-nitrophenyl) ditelluride, bis- (p-cyanophenyl) ditelluride, bis- (p-sulfonylphenyl) ditelluride, dinaphthylditelluride, dipyridylditelluride and the like can be mentioned.
  • any azo polymerization initiator used in normal radical polymerization can be used without particular limitation.
  • the amount of the compound represented by the general formula (8) in the above (a), (b), (c) and (d) can be appropriately adjusted depending on the physical properties of the target block copolymer.
  • the compound of the general formula (8) can be 0.05 to 50 mmol per 1 mol of the raw material monomer.
  • the amount of the azo polymerization initiator is usually azo based on 1 mol of the compound of the general formula (8).
  • the polymerization initiator can be 0.01 to 10 mol.
  • the amount of the compound of the general formula (9) is usually used with respect to 1 mol of the compound of the general formula (8).
  • the compound of the general formula (9) can be made 0.01 to 100 mol.
  • the amount of the azo polymerization initiator used is usually of the general formula (8).
  • the azo polymerization initiator can be 0.01 to 100 mol with respect to 1 mol in total of the compound and the compound of the general formula (9).
  • the polymerization reaction in the production method of the present invention can be carried out without a solvent, but is carried out using a solvent (organic solvent or aqueous solvent) generally used in radical polymerization and stirring the above mixture.
  • a solvent organic solvent or aqueous solvent
  • the organic solvent that can be used is not particularly limited.
  • aqueous solvent examples include water, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 1-methoxy-2-propanol, diacetone alcohol, and the like.
  • the amount of the solvent used may be appropriately adjusted. For example, it is usually in the range of 0.01 to 50 ml, preferably in the range of 0.05 to 10 ml, more preferably 0. It is in the range of 1 to 1 ml.
  • the reaction temperature and reaction time may be appropriately adjusted depending on the molecular weight or molecular weight distribution of the obtained copolymer, and the mixture is usually stirred in the range of 0 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to 100 hours.
  • the TERP method can obtain a high yield and a precise molecular weight distribution even at a low polymerization temperature and a short polymerization time.
  • the desired copolymer can be separated from the obtained reaction mixture by a usual separation and purification means.
  • Block Copolymer composition of the present invention refers to a composition comprising intermediate water and the above block copolymer of the present invention.
  • water is present inside or on the surface thereof.
  • the water includes (1) free water that has a weak interaction with the A-block polymer that can contain the intermediate water and melts at 0 ° C., and (2) A that can contain the intermediate water.
  • Antifreeze water that has strong interaction with the polymer of the block and does not freeze even at -100 ° C, (3) Intermediate water that has intermediate interaction with free water and antifreeze water, and freezes below 0 ° C, There are three possible forms.
  • Biological components such as cell proteins such as blood cells are stabilized because they form a hydration shell in the blood.
  • the block copolymer of the present invention has intermediate water inside or on the surface thereof. It is considered that the presence of the intermediate water does not destroy the hydration shell of cellular proteins such as blood cells and exhibits antithrombogenicity.
  • antifreeze water may exist between the block copolymer of the present invention and the intermediate water. It is thought that intermediate water exists between the antifreeze water and the hydration shell of the biological component.
  • the mixing ratio (mass ratio) of the intermediate water and the block copolymer of the present invention in the block copolymer composition of the present invention is not particularly limited, and is usually 1:99 to 30:70, preferably 1 5: 98.5 to 25:75, more preferably 2:98 to 20:80.
  • the block copolymer of the present invention is brought into contact with a solution containing water (for example, water; biological components such as blood).
  • a solution containing water for example, water; biological components such as blood.
  • water molecules are formed by hydrogen bonding to the polar group of the polymer side chain.
  • Antithrombogenic coating agent The block copolymer of the present invention can be used as an antithrombogenic coating agent.
  • the antithrombogenic coating agent of the present invention is characterized by containing the above-described block copolymer of the present invention, and is used by mixing, dispersing or dissolving in a solvent as necessary.
  • the solvent water, an organic solvent or a mixed solvent thereof is used.
  • the type and concentration of the solvent to be used vary depending on the composition and molecular weight of the block copolymer to be obtained, the type of substrate to be coated, the surface properties, and the like, and can be appropriately selected.
  • various materials can be used as a base material (for medical equipment) on which anti-thrombotic coating is performed.
  • a base material for medical equipment
  • resins such as modified polyethylene, polysulfone, polyethersulfone, polyacetal, polystyrene, and ABS, and mixtures of these resins; metals such as stainless steel, titanium, and aluminum; glass; ceramics;
  • the shape of the substrate includes any shape or form such as a plate, a sheet, a straw, a pipe, a fiber, a sphere, a nonwoven fabric, and a porous material.
  • the coating agent of the present invention can produce a uniform coating film on a substrate.
  • the coating method includes an immersion method in which the composition is immersed in the substrate for a long period of time; a method of spraying the substrate using a spray; a method of applying by brush, flocking, etc .; The method of making it contact with the prepared solution; etc. are mentioned.
  • a method of bringing the substrate into contact with a solution in which the coating agent is dissolved is preferable because the control of the coating layer is easy.
  • such a coating method can be performed one time a plurality of times or a combination of two or more methods a plurality of times.
  • the medical device of the present invention is obtained by coating the base material with the antithrombogenic coating agent of the present invention.
  • the medical device of the present invention can greatly improve the antithrombogenicity, and all or a selected part of the surface thereof is coated with the antithrombotic coating agent according to the present invention.
  • the medical device of the present invention may be used as it is after coating, or may be used after priming with physiological saline or the like.
  • the medical device of the present invention is not particularly limited as long as it is used in direct contact with blood.
  • catheters catheters, balloons of balloon catheters, guide wires, etc.
  • artificial blood vessels blood vessel bypass tubes
  • artificial Examples include valves, blood filters, plasma separation devices, artificial organs (artificial lungs, artificial kidneys, artificial hearts, etc.), blood transfusion devices, blood extracorporeal circuits, blood bags, adhesion-preventing membranes, and wound dressings.
  • composition ratio> 1 H-NMR was measured with 500 MHz NMR (AVANCE500, manufactured by Bruker BioSpin), and the composition ratio was calculated from the integration ratio of each polymer peak.
  • Example 1 Poly-2-methoxyethyl acrylate-polystyrene-poly-2-methoxyethyl acrylate
  • MEA 2-methoxyethyl acrylate
  • BTEE ethyl -2-Methyl-2-n-butylteranyl-propionate
  • ACBN 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile
  • PMA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • Example 2 Poly-2-methoxyethyl acrylate-polystyrene-poly-2-methoxyethyl acrylate
  • a nitrogen-substituted glove box 1.35 g (10.4 mmol) of MEA, 22.9 ⁇ l of BTEE (0.10 mmol), ACHN 4. 9 mg (0.020 mmol) and 1.35 g of PMA were added and reacted at 90 ° C. for 21 hours.
  • the polymerization rate was 100%, Mw was 18,850, and PDI was 1.22.
  • Example 3 Poly-2-methoxyethyl acrylate-polystyrene In a nitrogen-substituted glove box, 3.90 g (30.0 mmol) MEA, 22.9 ⁇ l (0.10 mmol), 7.3 mg (0.030 mmol) ACHN And 3.90 g of PMA were added and reacted at 90 ° C. for 20 hours. The polymerization rate was 100%, Mw was 51,510, and PDI was 1.39.
  • Example 4 Poly-2-methoxyethyl acrylate-polystyrene
  • MEA 2.50 g (19.2 mmol)
  • BTEE 22.9 ⁇ l (0.10 mmol)
  • ACHN 4.9 mg (0.020 mmol)
  • PMA 2.50 g
  • Example 5 Poly 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate-polystyrene
  • EAEA 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate
  • BTEE 33.1 ⁇ l (0.14 mmol)
  • AIBN 4.7 mg
  • MP propylene glycol monomethyl ether
  • Example 6 Polyethylene glycol monomethyl acrylate-polystyrene
  • M9EGA polyethylene glycol monomethyl acrylate
  • BTEE polyethylene glycol monomethyl acrylate
  • 5.1 mg (0.021 mmol) of ACHN and 4.0 g of MP were added and reacted at 90 ° C. for 24 hours.
  • the polymerization rate was 96%, Mw was 16,680, and PDI was 1.46.
  • Example 7 Polytetrahydrofurfuryl acrylate-polystyrene
  • THFA tetrahydrofurfuryl acrylate
  • BTEE tetrahydrofurfuryl acrylate
  • AIBN 5.4 mg
  • anisole 0.033 mmol
  • Example 8 Poly 1-vinyl 2-pyrrolidone-polystyrene In a glove box substituted with nitrogen, 4.70 g (42.3 mmol) of 1-vinyl 2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “VP”), 41.2 ⁇ l of BTEE (0 .18 mmol), 5.9 mg (0.036 mmol) of AIBN and 4.50 g of anisole were added and reacted at 60 ° C. for 64 hours. The polymerization rate was 100%, Mw was 30,490, and PDI was 1.36.
  • VP 1-vinyl 2-pyrrolidone-polystyrene
  • Comparative Example 1 In a glove box substituted with poly-2-methoxyethyl acrylate nitrogen, 5.0 g (38.4 mmol) of MEA, 14.3 ⁇ l (0.063 mmol) of BTEE, 4.6 mg (0.020 mmol) of ACHN and PMA 5. 0 g was added and reacted at 90 ° C. for 23 hours. The polymerization rate was 100%.
  • Comparative Example 2 In a glove box substituted with polystyrene nitrogen, 6.0 g (57.6 mmol) of St, 3.9 ⁇ l (0.017 mmol) of BTEE, and 2.1 mg (0.009 mmol) of ACHN were added, and 22 g at 90 ° C. Reacted for hours. The polymerization rate was 69%.
  • Comparative Example 3 Poly-2-methoxyethyl acrylate-poly N, N-dimethylacrylamide-poly 2-methoxyethyl acrylate In a nitrogen-substituted glove box, 0.794 g (6.10 mmol) of MEA and 5.61 ⁇ l of BTEE (0.001) 0245 mmol), AIBN 0.8 mg (0.0049 mmol) and PMA 0.80 g were added and reacted at 60 ° C. for 24 hours. The polymerization rate was 95%.
  • Comparative Example 4 Poly (2-methoxyethyl acrylate-styrene)
  • MEA 4.10 g (31.5 mmol)
  • St 0.90 g (8.64 mmol)
  • BTEE 22.9 ⁇ l (0.10 mmol)
  • ACHN 12.2 mg (0.050 mmol)
  • PMA 5 0.0 g was added, 4.9 mg (0.02 mmol) of ACHN was added at 90 ° C. for 23 hours, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 24 hours.
  • the polymerization rate was 100%.
  • Comparative Example 5 Poly (2-methoxyethyl acrylate-styrene) In a glove box substituted with nitrogen, MEA 2.80 g (21.5 mmol), St 2.20 g (21.1 mmol), BTEE 22.9 ⁇ l (0.10 mmol), ACHN 12.2 mg (0.050 mmol) and PMA 5 0.0 g was added, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 23 hours. Further, 4.9 mg (0.02 mmol) of ACHN was added to the mixed solution, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 47 hours. The polymerization rates were St 100% and MEA 89%.
  • Test Example 1 Measurement of calorific value of exothermic peak based on low-temperature crystallization
  • the polymers obtained in Examples and Comparative Examples were each hydrated by being immersed in water. A predetermined amount of each sample after hydration was taken and spread thinly on the bottom of an aluminum pan that had been previously weighed. Using a differential scanning calorimeter (DSC-7000, manufactured by Seiko Co., Ltd.), the mixture was cooled from room temperature to ⁇ 100 ° C., held for 10 minutes, and then heated from ⁇ 100 ° C. to 50 ° C. at a rate of 5.0 ° C./min. The sample was heated to 0 ° C., and the amount of heat absorbed and generated during the process was measured.
  • the calorific value of the exothermic peak based on low-temperature crystallization at 0 ° C. or lower is shown in Table 1 below.
  • Test Example 2 Measurement of moisture content The moisture content of each sample used for measuring the calorific value of the exothermic peak based on low-temperature crystallization was measured as follows. A predetermined amount of each sample after wetting was weighed and spread thinly on the bottom of an aluminum oxide pan whose weight was measured in advance. After the DSC measurement, a pinhole was made in an aluminum pan and vacuum-dried, and the moisture content was determined by measuring the weight before and after drying. Moreover, the moisture content (WC) of each sample was calculated
  • WC ((W 1 ⁇ W 0 ) / W 1 ) ⁇ 100 (In the formula, WC represents the moisture content (mass%), W 0 represents the dry weight (g) of the sample, and W 1 represents the moisture content (g) of the sample.)
  • the moisture content of each sample is shown in Table 1.
  • Test Example 3 Platelet Adhesion Test The polymer spin-coated substrate (base material: polyethylene terephthalate) obtained in Examples and Comparative Examples was cut into 8 mm squares, and a scanning electron microscope (SU8000, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) (SEM) It was fixed on the sample stage.
  • base material polyethylene terephthalate
  • SEM scanning electron microscope
  • each substrate was washed twice with a PBS solution, immersed in a 1% glutaraldehyde solution, and fixed at 37 ° C. for 2 hours.
  • PBS: water 1: 1 for 8 minutes, water for 8 minutes, and water for another 8 minutes.
  • Each sample was air-dried at room temperature, and the platelet adhesion number was measured by SEM.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Test Example 4 Adhesion test (coating evaluation) Test Example 4-1.
  • Substrate average glass A solution obtained by diluting the polymer obtained in Examples and Comparative Examples was spin-coated on 5 ⁇ 5 cm average glass (thickness 0.7 mm) and dried in a 90 ° C. hot air dryer for 30 minutes. As a result, a coated substrate was obtained. The obtained coated substrate was observed visually, with an optical microscope and an atomic force microscope, and “ ⁇ ” was obtained when the surface was uniformly coated, and the coating layer was lifted on the coated substrate (ie, Those with poor adhesion) were marked with “x” and the results are shown in Table 3.
  • Base material Polypropylene (PP) Evaluation was performed in the same manner as in Test Example 4-1, except that the base material was changed to a polypropylene (PP) resin plate. The results are shown in Table 4.
  • Test Example 4-3 Base material: Polyethylene terephthalate (PET) Evaluation was performed in the same manner as in Test Example 4-1, except that the substrate was changed to a polyethylene terephthalate (PET) resin plate. The results are shown in Table 5.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • Test Example 4-4 Base material: Polymethylmethacrylate (PMMA) Evaluation was performed in the same manner as in Test Example 4-1, except that the base material was changed to a polymethyl methacrylate (PMMA) resin plate. The results are shown in Table 6.
  • PMMA Polymethylmethacrylate
  • Test Example 4-5 Base material: Polyvinyl chloride (PVC) Evaluation was made in the same manner as in Test Example 4-1, except that the substrate was changed to a polyvinyl chloride (PVC) resin plate. The results are shown in Table 7.
  • PVC Polyvinyl chloride
  • Test Example 4-6 Base material: Polycarbonate (PC) Evaluation was performed in the same manner as in Test Example 4-1, except that the substrate was changed to a polycarbonate (PC) resin plate. The results are shown in Table 8.
  • Test Example 4-7 Base material: Stainless steel (SUS) Evaluation was performed in the same manner as in Test Example 4-1, except that the base material was changed to a stainless steel (SUS) plate. The results are shown in Table 9.
  • Test Example 5 Dissolution test in bulk state The polymer obtained in Examples and Comparative Examples was placed in a 15 ml centrifuge tube container, 10 ml of water was added, and the mixture was shaken at room temperature for 24 hours with a shaker. . Thereafter, the polymer was precipitated by centrifugation (10,000 rpm, 10 minutes). The supernatant liquid other than the sediment was removed by decantation, and the weight change of the polymer was measured. The rate of weight reduction was taken as the dissolution rate. The results are shown in Table 10 below.
  • Test Example 6 Elution Test of Coating Film
  • the polymer solutions obtained in the examples and comparative examples were placed on a 5 ⁇ 12.5 cm flat glass (thickness 0.7 mm) and a bar coater (wet film thickness 50 ⁇ m). And then dried in a 90 ° C. hot air dryer for 1 hour to obtain a coated substrate.
  • the obtained coating substrate was immersed in a container containing 500 ml of water and allowed to stand at room temperature for 20 hours. The coated substrate was removed from the water and dried, and the weight change was measured. The rate of weight reduction was taken as the dissolution rate.
  • Table 10 The results are shown in Table 10.
  • the copolymer of Comparative Example 5 obtained by random copolymerization of several types of monomers does not have anti-thrombogenicity because it does not have intermediate water as shown in Table 1, and adhesion as shown in Table 3. Is not enough.
  • the block copolymers of Examples 1 to 8 according to the present invention have intermediate water and have excellent adhesion.
  • the polymer of Comparative Example 1 has an intermediate as shown in Table 1, and it can be seen that antithrombogenicity is imparted in the short term as shown in Table 2. As shown, since the adhesion is not excellent, the problem that antithrombogenicity does not last for a long time cannot be solved.

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Abstract

 本発明の課題は、基材への密着性が優れ、かつ基材表面に優れた抗血栓性を与えることができるブロック共重合体、及び当該ブロック共重合体を用いた医療機器を提供することである。本発明に係るブロック共重合体は、中間水を含有することができるAブロックと、該Aブロックよりも疎水性のBブロックとを有する。本発明に係る医療機器は、該ブロック共重合体を含有する抗血栓性コーティング剤がコーティングさせて得られる医療機器である。

Description

抗血栓性ブロック共重合体
 本発明は、抗血栓性ブロック共重合体に関する。
 従来から、優れた機械物性(高強度、高弾性又は柔軟性)及び成形性を有する高分子、セラミック、ガラス、金属等の材料は、医療機器として用いられている。これらの中でも、人工腎臓用膜、血漿分離用膜、人工肺用膜、カテーテル、ステント、人工血管等の血液と接触して用いられる医療機器は、抗血栓性を有していることが要求されている。
 ところが上記材料の多くは抗血栓性を有しておらず、これらの材料を使用する際は、ヘパリン等の抗血液凝固剤を上記材料と併用する必要があった。
 しかしながら、ヘパリンは、血小板の数が減少する等の血液に対する副作用が知られており、ヘパリンを連続的に使用することは時間的制約を受ける。また、ヘパリンの製造原料は、一般に牛又は豚の腸粘膜から採取されることから、感染症のリスクが指摘されている。
 このような問題を解決するために、各種材料自体の特性を活かしつつ、抗血栓性を得るため、血液と接触する面にヘパリンを含有する材料をコーティングし、固定化する方法が行われている。この方法であっても、ヘパリンの溶出に起因する抗血栓性が低下する問題があることから、ヘパリンフリーで優れた抗血栓性を有するコーティング剤の開発が求められている。
 一方で、抗血栓性を有する生体適合性の高分子は、中間水と呼ばれる高分子鎖との相互作用により高分子鎖に弱く束縛された水を有することが知られている。この中間水の存在によって抗血栓性が発現されるメカニズムは、以下のとおりであると推察される。生体成分(例えば、血球、血小板、血漿等の血液由来のタンパク質)は、血液中では水和殻を形成し安定化されているが、この水和殻に材料表面の不凍水が接触して水和殻を破壊することで、生体成分の材料表面への吸着が起こる。上述の中間水が、生体成分の水和殻と材料表面の不凍水層との間に存在することで、両者が直接触れることがないため、抗血栓性を示す。
 抗血栓性を有する生体適合性の高分子としては、例えば、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(以下「MPC」とする)の単独重合体、2-メトキシエチルアクリレート(以下「MEA」とする)の単独重合体等が知られている。
 しかしながら、MPCの単独重合体は水溶性であり、血液等の体液と接触すると容易に溶解するため医療材料に用いることができない。一方、MEAの単独重合体は室温でゴム状態であるため形態安定性に劣っていた。
 そこで、特許文献1は、MPCと疎水性を有するモノマーとのランダム共重合体を基材表面にコーティングした医療機器が提案されている。
 特許文献2は、MPCとエポキシ基を含有するモノマーとのランダム共重合体、並びにアミノ基及びカルボキシル基のうち少なくとも一方の基に2個以上有する化合物で架橋した材料を基材表面に被覆した医療用高分子材料が提案されている。
 また、特許文献3は、MEAと(メタ)アクリルアミド又はその誘導体とからなるブロック共重合体を基材表面にコーティングした医療機器が提案されている。
 しかしながら、特許文献1の技術は、血液と接触する時間が短時間であれば問題は少ないが、ランダム共重合体のコーティング層(被覆物)が基材との密着性に弱いため、長時間使用することで被覆された共重合体が、徐々に血液中に溶出したり、基材表面から欠落して血液適合性が長時間持続しない問題がある。
 特許文献2の技術は、共有結合により共重合体を固定化しているため、基材表面に前処理が必要であったり、工程数が多く煩雑である。
 特許文献3の技術は、MEAよりも親水性であるN,N-置換(メタ)アクリルアミドが用いられていることから基材への密着性が不十分であり、長期間にわたり優れた抗血栓性を得ることが困難である。
 したがって、基材への密着性及び抗血栓性の両方を満足するブロック共重合体の開発が望まれている。
特開平3-039309号公報 特開平7-184989号公報 特開2013-056146号公報
 本発明の課題は、基材への密着性が優れ、基材表面に優れた抗血栓性を賦与できるブロック共重合体及び当該ブロック共重合体を用いた医療機器を提供することである。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、中間水を含有することができる特定の構造単位を含むブロック共重合体を用いることで、前記ブロック共重合体が基材表面に優れた抗血栓性を賦与でき、更に前記ブロック共重合体と基材との密着性も向上できることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づき、更に研究を重ねることにより本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は、以下のブロック共重合体、及び当該ブロック共重合体を用いた医療機器を提供する。
項1.
中間水を含有することができるAブロックと、該Aブロックよりも疎水性のBブロックとを有するブロック共重合体。
項2.
前記Aブロックが、中間水を含有することができるビニルモノマーに由来する構成単位を含むポリマーブロックである、項1に記載のブロック共重合体。
項3.
前記Bブロックが、ビニルモノマーに由来する構成単位を含むポリマーブロックである、項1又は2に記載のブロック共重合体。
項4.
前記Aブロックと前記Bブロックとのモル比(A:B)が90:10~10:90である、項1~3の何れか一項に記載のブロック共重合体。
項5.
前記ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)が、10,000~1,000,000である、項1~4の何れか一項に記載のブロック共重合体。
項6.
前記ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が、3.0以下である、項1~5の何れか一項に記載のブロック共重合体。
項7. 
前記ブロック共重合体が、リビングラジカル重合反応生成物である、項1~6の何れか一項に記載のブロック共重合体。
項8.
中間水及び項1~7の何れか一項に記載のブロック共重合体を含むブロック共重合体組成物。
項9.
項1~7の何れか一項に記載のブロック共重合体を含有する抗血栓性コーティング剤。
項10. 
項9に記載の抗血栓性コーティング剤が基材にコーティングされている医療機器。
項11.
項1~7の何れか一項に記載のブロック共重合体を製造する方法であって、
リビングラジカル重合法で、
Aブロック及びBブロックのうちの一方のブロックを構成するモノマーを重合して、一方のブロックを重合する工程と、
一方のブロックを重合した後、Aブロック及びBブロックのうちの他方のブロックを構成するモノマーを重合して、他方のブロックを重合する工程とを備える、ブロック共重合体の製造方法。
項12.
前記リビングラジカル重合において、有機テルル化合物を用いる、項11に記載の製造方法。
 本発明によれば、基材への接着性に優れ、かつ基材表面に優れた抗血栓性を有するブロック共重合体を提供することができる。さらに、当該ブロック共重合体を用いることで、基材への接着性に優れ、かつ優れた抗血栓性を有する医療機器を提供することができる。
実施例1で得られたブロック共重合体の示差走査熱量計測定(DSC)におけるピークの図を示す。 比較例4で得られたブロック共重合体の示差走査熱量計測定(DSC)におけるピークの図を示す。
 以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
 1.ブロック共重合体
 本発明のブロック共重合体は、中間水を含有することができるAブロックと、該Aブロックよりも疎水性のBブロックとを含んでいる。
 該Aブロックは「Aセグメント」、及びBブロックは「Bセグメント」と言い換えることもできる。
 本発明のブロック共重合体の各構成成分等について、以下説明する。
  1-1.Aブロック
 Aブロックは、中間水を含有することができるビニルモノマーに由来する構造単位を含むポリマーブロックである。
 「中間水を含有することができるビニルモノマーに由来する構造単位」とは、ビニルモノマーがラジカル重合して形成される構造単位であって、該構造単位は、中間水を含有することができるものを意味する。該「ビニルモノマーに由来する構造単位」としては、具体的に、ビニルモノマーにおけるラジカル重合可能な炭素-炭素二重結合が、炭素-炭素単結合になった構造単位をいう。
 本発明において、中間水とは、示差走査熱量計測定(DSC)における-100℃からの昇温過程において0℃ 以下で水の低温結晶化に基づく発熱ピークが観測される状態の水のことをいう。上記示差走査熱量計としては、特に限定されず、例えば、DSC-7000(セイコー社製)等を用いることができる。
 上記発熱ピークの発熱量としては、特に制限はなく、例えば、中間水量が十分に存在するという理由から、1J/g以上であることが好ましく、1~120J/gであることがより好ましく、3~100J/gであることがより更に好ましい。
 Aブロックで用いる原料のビニルモノマーとしては、中間水を含有することができるビニルモノマーに由来する構造単位を含むポリマーブロックが得られれば特に限定はなく、例えば、下記一般式(1)~(7)で表されるビニルモノマーが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示す。Rは炭素数2又は3のアルキレン基を示す。Rはメチル基又はエチル基を示す。nは1~10の整数を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示す。Rは炭素数2又は3のアルキレン基を示す。mは2~13の整数を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示す。R及びR12は各々炭素数1~6のアルキレン基を示す。R10及びR11は各々炭素数1~4のアルキル基を示す。Qはカルボアニオン(COO基)又はスルホアニオン(SO 基)を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (式中、R13は水素原子又はメチル基を示す。R14及びR15は各々炭素数1~6のアルキレン基を示す。R16、R17及びR18は各々炭素数1~4のアルキル基を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 (式中、R19は水素原子又はメチル基を示す。R20は炭素数2又は3のアルキレン基を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 (式中、oは1~3の整数を示す。)
 上記(1)~(7)で表されるビニルモノマーを用いて得られる本発明のブロック共重合体は、Aブロックとして、例えば、下記一般式(1’)~(7’)で表される構成単位を含んでいる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (式中、R、R、R、及びnは前記に同じ。*は各々結合を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (式中、R、R、及びmは前記に同じ。*は各々結合を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 (式中、Rは前記に同じ。*は各々結合を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 (式中、R、R、R10、R11、R12、及びQは前記に同じ。*は各々結合を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 (式中、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は前記に同じ。*は各々結合を示す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 (式中、R19、及びR20は前記に同じ。*は各々結合を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 (式中、oは前記に同じ。*は各々結合を示す。)
 上記一般式(1)で表される化合物としては、一般式(1)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、この中でも、2-メトキシエチルアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルメタクリレート、及びポリプロピレングリコールモノメチルメタクリレートが好ましい。
 上記一般式(2)で表される化合物としては、一般式(2)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、この中でも、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレートが好ましい。
 上記一般式(3)で表される化合物としては、一般式(3)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、この中でも、テトラヒドロフルフリルアクリレートが好ましい。
 上記一般式(4)で表される化合物としては、一般式(4)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、この中でも、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(3-スルホプロピル)-N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムベタインが好ましい。
 上記一般式(5)で表される化合物としては、一般式(5)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、この中でも、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが好ましい。
 上記一般式(6)で表される化合物としては、一般式(6)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、この中でも、2-ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。
 上記一般式(7)で表される化合物としては、一般式(7)に含まれる公知の化合物を広く使用でき、このでも、1-ビニル-2-ピロリドンが好ましい。
 Aブロックで用いられるビニルモノマーは、1種又は2種以上を使用することができる。例えば、Aブロックが、a1ブロックからなる構造単位とa2ブロックからなる構造単位との共重合体により形成されていてもよい。
 Aブロックは、前述のビニルモノマーに由来する構造単位のみであってもよいし、得られるブロック共重合体の含水時において中間水を有している範囲において他の構造単位が含まれていてよい。他の構造単位を含む場合は、Aブロック中の他の構造単位を20モル%以下にすることが好ましい。Aブロックの各構造単位は、ランダム共重合、ブロック共重合等の何れの態様で含まれていてもよく、均一性の観点からランダム共重合の態様で含まれていることが好ましい。
  1-2.Bブロック
 Bブロックは、Aブロックよりも疎水性のポリマーブロックであって、ビニルモノマーに由来する構造単位を含むポリマーブロックである。
 Bブロックで用いられるビニルモノマーとしては、BブロックがAブロックよりも疎水性を示すビニルモノマーであれば特に制限なく、公知のビニルモノマーの中から選択して用いることができる。
 疎水性とは、水との相互作用が弱く、水との親和力が弱い性質を意味している。よって、水と混和する割合、すなわち溶解度が疎水性の指標となる。
 Aブロックよりも疎水性のポリマーであるBブロックを得るためのビニルモノマーとしては、通常、20℃の水における溶解度が50質量%未満であり、好ましくは40質量未満%であり、より好ましくは30質量%未満であるビニルモノマーである。
 具体的に、Bブロックで用いられるビニルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸脂環式アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジ置換アミノアルキル等の(メタ)アクリル酸エステル;芳香族ビニルモノマー;ヘテロ環含有不飽和モノマー;等が挙げられる。
 本発明において「(メタ)アクリル」は「アクリル及びメタクリルの少なくとも一方」を意味する。例えば、「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方」を意味する。
 また、本明細書において、「n-」はnormal、「s-」はsecondary(sec-)、「t-」はtertiary(tert-)を意味する。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、特に限定はなく、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸n-デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸n-ステリアル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
 (メタ)アクリル酸脂環式アルキルエステルとしては、特に限定はなく、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル等が挙げられる。
 (メタ)アクリル酸アリールエステルとしては、特に限定はなく、例えば、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等が挙げられる。
 (メタ)アクリル酸N,N-ジ置換アミノアルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノプロピルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノブチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジエチルアミノプロピルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジエチルアミノブチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジプロピルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジブチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジブチルアミノプロピルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジブチルアミノブチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジヘキシルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸N,N-ジオクチルアミノエチル等が挙げられる。
 芳香族ビニルモノマーとしては、特に限定はなく、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-メトキシスチレン、3-メトキシスチレン、4-メトキシスチレン、2-ヒドロキシメチルスチレン、1-ビニルナフタレン等が挙げられる。
 ヘテロ環含有不飽和モノマーとしては、特に限定はなく、例えば、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン等が挙げられる。
 Bブロックで用いられるビニルモノマーは、1種又は2種以上を使用することができる。例えば、Bブロックが、b1ブロックからなる構造単位とb2ブロックからなる構造単位との共重合体により形成されていてもよい。
 Bブロックは、前述のビニルモノマーに由来する構造単位のみであっても良いし、AブロックよりもBブロックが疎水性になる範囲において他の構造単位が含まれていてよい。他の構造単位を含む場合は、Bブロック中の他の構造単位を5モル%以下にすることが好ましい。Bブロックの各構造単位は、ランダム共重合、ブロック共重合等の何れの態様で含まれていてもよく、均一性の観点からランダム共重合の態様で含まれていることが好ましい。
  1-3.ブロック共重合体
 本発明のブロック共重合体は、中間水を含有することができるAブロックと、Aブロックよりも疎水性のBブロックを有し、含水時において中間水を有している。前記ブロック共重合体が基材表面で相分離することで、Bブロックが基材と接し、Aブロックが血液と接触する面に位置し中間水を有することができるものと考えられる。その結果、長期間にわたって優れた抗血栓性を発現することができる。
 本発明のブロック共重合体において、AブロックとBブロックとのモル比(A:B)は、特に制限はないが、90:10~10:90であること好ましく、85:15~40:60であることが更に好ましい。
 ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は、特に制限はなく、通常10,000以上であり、好ましくは10,000~1,000,000であり、より好ましくは20,000~500,000、更に好ましくは30,000~100,000の範囲である。
 ブロック共重合体の分子量分布(PDI)は、好ましくは3.0以下であり、より好ましくは2.0以下である。なお、本発明において、分子量分布(PDI)とは、(ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw))/(ブロック共重合体の数平均分子量(Mn))によって求められるものであり、PDIは小さいほど分子量分布の幅が狭い、分子量のそろった共重合体となり、その値が1のとき最も分子量分布の幅が狭い。反対にPDIが大きいほど、設計した共重合体の分子量に比べて、分子量が小さいものが多数存在していることを意味し、低分子量の共重合体の溶出が危惧される。
 本発明のブロック共重合体は、前記諸性質を示すものであれば、重合体(A)と重合体(B)の並び方は必ずしも限定されず、例えば、ジブロック型(A-B)、トリブロック型(A-B-A、B-A-B)等の各ブロック重合体が好適に使用される。なお、A-B-A型トリブロック共重合体である場合、両端に位置する2つのAブロックは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、B-A-B型トリブロック共重合体である場合、両端に位置する2つのBブロックは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 本発明のブロック共重合体の含水率は、通常1~50質量%であり、好ましくは2~40質量%であり、より好ましくは3~35質量%である。
 本発明のブロック共重合体を、基材にコーティングさせて得られる医療機器に用いた場合、その溶出率としては、通常0~2質量%の範囲であり、好ましくは0~1質量%の範囲である。
 2.ブロック共重合体の製造方法
 本発明のブロック共重合体の製造方法は、特に限定はなく、例えば、リビングラジカル重合法等のブロック重合法が挙げられる。本発明のブロック共重合体は、該ブロック重合法によって、モノマーを順次重合反応させることにより得られる。
 本発明のブロック共重合体の製造方法は、モノマーの重合反応によって、Aブロック(Aセグメント)を先に製造し、AブロックにBブロック(Bセグメント)のモノマーを重合してもよく;Bブロックを先に製造し、BブロックにAブロックのモノマーを重合してもよく;又は、モノマーの重合反応によって、AブロックとBブロックとを別々に製造した後、AブロックとBブロックとをカップリングさせてもよい。例えば、本発明のブロック共重合体の製造方法としては、リビングラジカル重合法で、Aブロック及Bブロックのうちの一方のブロックを構成するモノマーを重合して、一方のブロックを重合する工程と、一方のブロックを重合した後、Aブロック及びBブロックのうちの他方のブロックを構成するモノマーを重合して、他方のブロックを重合する工程とを備えた製造方法が挙げられる。
 本発明のブロック共重合体は、前記諸性質を示すものであれば、AブロックとBブロックとの並び方は必ずしも限定されず、例えば、ジブロック型(A-B)、トリブロック型(A-B-A、B-A-B)等の各ブロック重合体が好適に使用される。
 従来のラジカル重合法は、開始反応及び成長反応だけなく、停止反応及び連鎖移動反応により成長末端の失活が起こり、様々な分子量及び不均一な組成のポリマーの混合物となり易い傾向がある。上記リビングラジカル重合法は、ラジカル重合の簡便性及び汎用性を保ちつつ、停止反応又は連鎖移動反応が起こりにくく、成長末端が失活することなく成長するため、分子構造の精密制御、及び均一な組成のポリマーの製造が容易であるという点で好ましい。リビングラジカル重合法には、重合成長末端を安定化させる手法の違いにより、遷移金属触媒を用いる方法(ATRP法);硫黄系の可逆的連鎖移動剤を用いる方法(RAFT法);有機テルル化合物を用いる方法(TERP法);等の方法がある。これらの方法の中でも、使用できるモノマーの多様性、高分子領域での分子量制御、均一な組成、及び着色の観点から、TERP法を用いることが好ましい。
 TERP法とは、有機テルル化合物を重合開始剤として用い、ラジカル重合性化合物を重合させる方法であり、例えば、国際公開2004/14848号及び国際公開2004/14962号に記載された方法である。
 具体的には、下記(a)~(d)を用いて重合する方法が挙げられる。
 (a)下記一般式(8)で表される有機テルル化合物、
 (b)下記一般式(8)で表される有機テルル化合物及びアゾ系重合開始剤の混合物、 (c)下記一般式(8)で表される有機テルル化合物及び一般式(9)で表される有機ジテルル化合物の混合物、又は
 (d)下記一般式(8)で表される有機テルル化合物、アゾ系重合開始剤及び下記一般式(9)で表される有機ジテルル化合物の混合物、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 (式中、R21は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。R22及びR23は、各々水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。R24は炭素数1~8のアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基又はシアノ基を示す。)
  (R21Te)  (9)
 (式中、R21は、前記に同じ。)
 一般式(8)で表される有機テルル化合物は、具体的には、(メチルテラニルメチル)ベンゼン、(メチルテラニルメチル)ナフタレン、エチル-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピオネート、エチル-2-メチル-2-n-ブチルテラニル-プロピオネート、(2-トリメチルシロキシエチル)-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピネート、(2-ヒドロキシエチル)-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピネート、(3-トリメチルシリルプロパルギル)-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピネート等が挙げられる。
 一般式(9)で表される有機ジテルル化合物は、具体的には、ジメチルジテルリド、ジエチルジテルリド、ジ-n-プロピルジテルリド、ジイソプロピルジテルリド、ジシクロプロピルジテルリド、ジ-n-ブチルジテルリド、ジ-s-ブチルジテルリド、ジ-t-ブチルジテルリド、ジシクロブチルジテルリド、ジフェニルジテルリド、ビス-(p-メトキシフェニル)ジテルリド、ビス-(p-アミノフェニル)ジテルリド、ビス-(p-ニトロフェニル)ジテルリド、ビス-(p-シアノフェニル)ジテルリド、ビス-(p-スルホニルフェニル)ジテルリド、ジナフチルジテルリド、ジピリジルジテルリド等が挙げられる。
 アゾ系重合開始剤としては、通常のラジカル重合で使用するアゾ系重合開始剤であれば特に制限なく使用することができる。例えば、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(AMBN)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN)、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)(ACHN)、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート(MAIB)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)(ACVA)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチルアミド)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70)、2,2’-アゾビス(2-メチルアミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、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(2,4,4-トリメチルペンタン)、2-シアノ-2-プロピルアゾホルムアミド、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
 上記(a)、(b)、(c)及び(d)における一般式(8)の化合物の使用量としては、目的とするブロック共重合体の物性により適宜調節することができる。通常、原料モノマー1molに対し一般式(8)の化合物を0.05~50mmolとすることができる。
 上記(b)の一般式(8)の化合物とアゾ系重合開始剤を併用する場合、アゾ系重合開始剤の使用量としては、通常、一般式(8)の化合物1molに対して、アゾ系重合開始剤を0.01~10molとすることができる。
 上記(c)の一般式(8)の化合物と一般式(9)の化合物を併用する場合、一般式(9)の化合物の使用量としては、通常、一般式(8)の化合物1molに対して、一般式(9)の化合物を0.01~100molとすることができる。
 上記(d)の一般式(8)の化合物、一般式(9)の化合物及びアゾ系重合開始剤を併用する場合、アゾ系重合開始剤の使用量としては、通常、一般式(8)の化合物と一般式(9)の化合物の合計1molに対して、アゾ系重合開始剤を0.01~100molとすることができる。
 本発明の製造方法における重合反応は、無溶剤でも行うことができるが、ラジカル重合で一般に使用される溶媒(有機溶媒又は水性溶媒)を使用し、上記混合物を撹拌して行われる。
 使用できる有機溶媒としては、特に限定はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、2-ブタノン(メチルエチルケトン)、ジオキサン、ヘキサフルオロイソプロパオール、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル、トリフルオロメチルベンゼン等が挙げられる。
 また、使用できる水性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
 溶媒の使用量としては、適宜調節すればよく、例えば、原料モノマー1gに対して、通常0.01~50mlの範囲であり、好ましくは0.05~10mlの範囲であり、より好ましくは0.1~1mlの範囲である。
 反応温度、及び反応時間は、得られた共重合体の分子量或いは分子量分布により適宜調節すればよく、通常、0℃~150℃の範囲で、1分~100時間撹拌する。TERP法は、低い重合温度及び短い重合時間であっても高い収率と精密な分子量分布を得ることができる。
 重合反応の終了後、得られた反応混合物から、通常の分離精製手段により、目的とする共重合体を分離することができる。
 3.ブロック共重合体組成物
 本発明のブロック共重合体組成物は、中間水、及び上記本発明のブロック共重合体を含む組成物をいう。
 本発明のブロック共重合体組成物におけるブロック共重合体には、その内部又はその表面部に水が存在する。その水には、(1)上記中間水を含有することができるAブロックのポリマーと弱い相互作用をしており0℃で融解する自由水、(2)上記中間水を含有することができるAブロックのポリマーと強い相互作用をしており-100℃でも凍結しない不凍水、(3)自由水と不凍水の中間的な相互作用をしており0℃より低温で凍結する中間水、の3種の形態が存在すると考えられる。
 血球等の細胞タンパク質などの生体成分は、血液中では水和殻を形成することから安定化している。
 しかしながら、従来のポリマー材料は、その材料表面に不凍水層のみを有することから、血球等の細胞タンパク質の水和殻を破壊し、生体成分が材料表面に血栓が吸着する問題が知られている(特開2004-161954号公報)。
 これに対して、本発明のブロック共重合体は、その内部又はその表面部に中間水が存在する。その中間水の存在によって、血球等の細胞タンパク質の水和殻を破壊されず、抗血栓性を示すものと考えられる。
 また、本発明のブロック共重合体と中間水との間には、不凍水が存在していてもよい。不凍水と生体成分の水和殻との間に、中間水が存在すると考えられる。
 本発明のブロック共重合体組成物における中間水、及び上記本発明のブロック共重合体の配合割合(質量比)は、特に制限はなく、通常1:99~30:70であり、好ましくは1.5:98.5~25:75であり、より好ましくは2:98~20:80である。
 本発明のブロック共重合体組成物の製造方法としては、本発明のブロック共重合体と、水を含む溶液(例えば、水;血液等の生体成分など)とが接触し、ブロック共重合体が含水したときに、水分子がポリマー側鎖の極性基に水素結合することで形成される。
 4.抗血栓性コーティング剤
 本発明のブロック共重合体は、抗血栓性コーティング剤として使用できる。本発明の抗血栓性コーティング剤は、前述の本発明のブロック共重合体を含有することを特徴とし、必要に応じて、溶剤に混合、分散又は溶解して用いられる。
 該溶剤としては、水、有機溶剤又はそれらの混合溶媒が用いられる。用いる溶剤の種類及びその濃度は、得られるブロック共重合体の組成及び分子量、コーティング対象となる基材の種類、その表面性状等によって異なり、適宜選択することができる。
 本発明において、抗血栓コーティングを行う(医療機器の)基材としては、多種の材質を用いることができる。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、熱可塑性ポリウレタン、熱硬化性ポリウレタン、架橋部を有するポリジメチルシロキサン等のシリコーンゴム、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化ポリエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアセタール、ポリスチレン、ABS等の樹脂及びこれらの樹脂の混合物;ステンレス、チタニウム、アルミニウム等の金属;ガラス;セラミック;等が挙げられる。
 基材の形状としては、板、シート、ストロー、パイプ、繊維、球、不織布、多孔質等の任意の形状、又は形態が挙げられる。
 本発明のコーティング剤は、基材に均一な塗膜を作製することができる。
 コーティング剤を上記の医療機器等の基材に塗着させる方法としては、特に制限はない。
 塗着方法としては、具体的に、基材に組成物を長期間浸漬させる浸漬法;スプレーを使用して基材に吹き付ける方法;刷毛、植毛等により塗布する方法;基材をコーティング剤が溶解した溶液と接触させる方法;等が挙げられる。このような方法の中でも、コーティング層の制御等が容易であることから、基材をコーティング剤が溶解した溶液と接触させる方法が好ましい。このような塗着方法は、コーティング剤を基材に塗着するために、1種の方法を複数回行っても、2種以上の方法を組み合わせて複数回行うこともできる。
 5.医療機器
 本発明の医療機器としては、本発明の抗血栓性コーティング剤を基材にコーティングして得られるものである。本発明の医療機器は、抗血栓性を大幅に向上させることができ、その表面の全部又は選択された一部を本発明による抗血栓コーティング剤がコーティングされている。本発明の医療機器は、コーティング後そのまま使用しても良いし、生理食塩水などでプライミング処理後に使用しても良い。
 本発明の医療機器としては、血液と直接接触して用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、カテーテル類(カテーテル、バルーンカテーテルのバルーン、ガイドワイヤー等)、人工血管、血管バイパスチューブ、人工弁、血液フィルター、血漿分離用装置、人工臓器(人工肺、人工腎臓、人工心臓等)、輸血用具、血液の体外循環回路、血液バッグ、癒着防止膜、創傷被覆材等が挙げられる。
 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが何らこれらに限定されるものではない。また、下記実施例及び比較例において、各種物性の測定は、以下の機器により測定を行った。
 <重合率>
 500MHz NMR(AVANCE500、Bruker BioSpin社製)にてH-NMRを測定し、原料モノマーのビニル基とポリマーピークとの積分比から重合率を算出した。
 <組成比>
 500MHz NMR(AVANCE500、Bruker BioSpin社製)にてH-NMRを測定し、各ポリマーピークの積分比から組成比を算出した。
 <重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(PDI)>
 GPC(HLC-8320GPC、東ソー社製)にて、カラムはTSKgel SuperMultipore HZ-H(Φ4.6×150,TOSOH Co.Tokyo,Japan)×2(東ソー社製)、移動相としてテトラヒドロフラン、標準物質としてポリスチレン(東ソーTSK Standard)を使用して検量線を作成し、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を測定した。これらの測定値から分子量分布(PDI)を算出した。
 実施例1:ポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン-ポリ2-メトキシエチルアクリレート
 窒素置換したグローブボックス内で、2-メトキシエチルアクリレート(以下「MEA」とする)2.05g(15.8mmol)、エチル-2-メチル-2-n-ブチルテラニル-プロピオネート(以下「BTEE」とする)22.9μl(0.10mmol)、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)(以下「ACHN」とする)4.9mg(0.020mmol)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PMA」とする)2.05gを加え、90℃で21時間反応させた。重合率は100%、Mwは27,370、PDIは1.27であった。
 得られた溶液に、スチレン(以下「St」とする) 0.90g(8.64mmol)、ACHN 12.2mg(0.050mmol)及びPMA 0.9gを加え、90℃で46時間反応させた。重合率は91%であった。Mwは37,320、PDIは2.0であった。
 得られた溶液に、MEA 2.05g(15.8mmol)、ACHN 4.9mg(0.020mmol)及びPMA 2.05gを加え、90℃で26時間反応させた。重合率は99%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン-ポリ2-メトキシエチルアクリレート 4.06gを得た。Mwは52,190、PDIは1.89、組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリスチレン=81/19であった。
 実施例2:ポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン-ポリ2-メトキシエチルアクリレート
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 1.35g(10.4mmol)、BTEE 22.9μl(0.10mmol)、ACHN 4.9mg(0.020mmol)及びPMA 1.35gを加え、90℃で21時間反応させた。重合率は100%、Mwは18,850、PDIは1.22であった。
 得られた溶液に、St 2.30g(22.1mmol)、ACHN 12.2mg(0.050mmol)及びPMA 2.30gを加え、90℃で46時間反応させた。重合率は89%、Mwは47,500、PDIは1.76であった。
 得られた溶液に、MEA 1.35g(10.4mmol)、ACHN 4.9mg(0.020mmol)及びPMA 1.35gを加え、90℃で26時間、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(以下「AIBN」とする)3.3mg(0.020mmol)を追加し、60℃で68時間反応させた。重合率は98%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することにより、ポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン-ポリ2-メトキシエチルアクリレート 4.53gを得た。Mwは59,830、PDIは1.75、組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリスチレン=49/51であった。
 実施例3:ポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 3.90g(30.0mmol)、BTEE)22.9μl(0.10mmol)、ACHN 7.3mg(0.030mmol)及びPMA3.90gを加え、90℃で20時間反応させた。重合率は100%で、Mwは51,510、PDIは1.39であった。
 得られた溶液に、St 1.10g(10.6mmol)、ACHN 24.4mg(0.10mmol)及びPMA 1.10gを加え、90℃で22時間反応させた。重合率は77%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン 4.07gを得た。Mwは54,990、PDIは2.0、組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリスチレン=81/19であった。
 実施例4:ポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 2.50g(19.2mmol)、BTEE 22.9μl(0.10mmol)、ACHN 4.9mg(0.020mmol)及びPMA 2.50gを加え、90℃で21時間反応させた。重合率は100%、Mwは32,720、PDIは1.27であった。
 得られた溶液に、St 2.50g(24.0mmol)、ACHN 12.2mg(0.05mmol)及びPMA 2.50gを加え、90℃で22時間反応させ、さらにこの混合溶液にACHN 12.2mg(0.05mmol)を追加して90℃で24時間反応させた。重合率は84%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリスチレン 4.07gを得た。Mwは57,520、PDIは1.65、組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリスチレン=49/51であった。
 実施例5:ポリ2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート-ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート(以下「EEEA」とする)5.32g(28.3mmol)、BTEE 33.1μl(0.14mmol)、AIBN 4.7mg(0.029mmol)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下「MP」とする) 5.0gを加え、60℃で48時間反応させた。重合率は99%、Mwは28,620、PDIは1.78であった。
 得られた溶液に、St 1.90g(18.2mmol)、ACHN 17.6mg(0.07mmol)及びPMA 2.30gを加え、90℃で24時間、ACHN 17.6mg(0.07mmol)を追加して90℃で56時間反応させた。重合率は91%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート-ポリスチレン 5.62gを得た。Mwは32,990、PDIは1.84、組成比はポリ2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート/ポリスチレン=65/35であった。
 実施例6:ポリエチレングリコールモノメチルアクリレート-ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、ポリエチレングリコールモノメチルアクリレート(日油株式会社製、ブレンマーAME-400、以下「M9EGA」とする)4.20g(8.7mmol)、BTEE 23.8μl(0.10mmol)、ACHN 5.1mg(0.021mmol)及びMP 4.0gを加え、90℃で24時間反応させた。重合率は96%、Mwは16,680、PDIは1.46であった。
 得られた溶液に、St 1.50g(9.6mmol)、ACHN 12.7mg(0.05mmol)及びPMA 2.0gを加え、90℃で29時間、AIBN 8.5mg(0.05mmol)を追加して60℃で62時間反応させた。重合率は89%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリエチレングリコールモノメチルアクリレート-ポリスチレン 4.60gを得た。Mwは31,170、PDIは1.79、組成比はポリエチレングリコールモノメチルアクリレート/ポリスチレン=40/60であった。
 実施例7:ポリテトラヒドロフルフリルアクリレート-ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、テトラヒドロフルフリルアクリレート(以下「THFA」とする)5.51g(35.3mmol)、BTEE 37.9μl(0.17mmol)、AIBN 5.4mg(0.033mmol)及びアニソール 5.10gを加え、60℃で64時間反応させた。重合率は100%、Mwは45,500、PDIは1.49であった。
 得られた溶液に、St 2.76g(26.5mmol)、ACHN 12.1mg(0.05mmol)及びアニソール 3.50gを加え、90℃で25時間、ACHN 12.1mg(0.05mmol)を追加して90℃で48時間反応させた。重合率は88%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリテトラヒドロフルフリルアクリレート-ポリスチレン 7.00gを得た。Mwは72,540、PDIは2.76、組成比はポリテトラヒドロフルフリルアクリレート/ポリスチレン=65/35であった。
 実施例8:ポリ1-ビニル2-ピロリドン-ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、1-ビニル2-ピロリドン(以下「VP」とする)4.70g(42.3mmol)、BTEE 41.2μl(0.18mmol)、AIBN 5.9mg(0.036mmol)及びアニソール 4.50gを加え、60℃で64時間反応させた。重合率は100%、Mwは30,490、PDIは1.36であった。
 得られた溶液に、St 4.30g(41.3mmol)、ACHN 13.2mg(0.05mmol)及びアニソール 5.50gを加え、90℃で24時間、ACHN 13.2mg(0.05mmol)を追加して90℃で24時間反応させた。重合率は89%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ1-ビニル2-ピロリドン-ポリスチレン 8.45gを得た。Mwは75,340、PDIは2.38、組成比はポリ1-ビニル2-ピロリドン/ポリスチレン=53/47であった。
 比較例1:ポリ2-メトキシエチルアクリレート
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 5.0g(38.4mmol)、BTEE14.3μl(0.063mmol)、ACHN 4.6mg(0.020mmol)及びPMA 5.0gを加え、90℃で23時間反応させた。重合率は100%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ2-メトキシエチルアクリレート4.49gを得た。Mwは84,800、PDIは1.96であった。
 比較例2:ポリスチレン
 窒素置換したグローブボックス内で、St 6.0g(57.6mmol)、BTEE 3.9μl(0.017mmol)、及びACHN 2.1mg(0.009mmol)を加え、90℃で22時間反応させた。重合率は69%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリスチレン3.52gを得た。Mwは176,000、PDIは1.57であった。
 比較例3:ポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリN,N-ジメチルアクリルアミド-ポリ2-メトキシエチルアクリレート
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 0.794g(6.10mmol)、BTEE 5.61μl(0.0245mmol)、AIBN 0.8mg(0.0049mmol)及びPMA 0.80gを加え、60℃で24時間反応させた。重合率は95%であった。
 得られた溶液に、N,N-ジメチルアクリルアミド(DMAAm)3.63g(36.59mmol)、AIBN 0.8mg(0.0049mmol)及びPMA 8.0gを加え、60℃で23時間反応させた。重合率は100%であった。
 得られた溶液に、MEA 0.794g(6.10mmol)、AIBN 0.8mg(0.0049mmol)及びPMA 2.0gを加え、60℃で23時間反応させ、さらにこの混合溶液に、AIBN 0.8mg(0.0049mmol)を追加して60℃で16時間反応させた。重合率は96%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ2-メトキシエチルアクリレート-ポリN,N-ジメチルアクリルアミド-ポリ2-メトキシエチルアクリレート 4.71gを得た。組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリN,N-ジメチルアクリルアミド=27/73であった。
 比較例4:ポリ(2-メトキシエチルアクリレート-スチレン)
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 4.10g(31.5mmol)、St 0.90g(8.64mmol)、BTEE 22.9μl(0.10mmol)、ACHN 12.2mg(0.050mmol)及びPMA 5.0gを加え、90℃で23時間、ACHN 4.9mg(0.02mmol)を追加して90℃で24時間反応させた。重合率は100%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ(2-メトキシエチルアクリレート-スチレン) 4.25gを得た。Mwは59,530、PDIは1.41、組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリスチレン=77/23であった。
 比較例5:ポリ(2-メトキシエチルアクリレート-スチレン)
 窒素置換したグローブボックス内で、MEA 2.80g(21.5mmol)、St 2.20g(21.1mmol)、BTEE 22.9μl(0.10mmol)、ACHN 12.2mg(0.050mmol)及びPMA 5.0gを加え、90℃で23時間反応させ、さらにこの混合溶液に、ACHN 4.9mg(0.02mmol)を追加して90℃で47時間反応させた。重合率はSt 100%、MEA 89%であった。
 反応終了後、ヘプタンで再沈処理した後、乾燥することによりポリ(2-メトキシエチルアクリレート-スチレン) 4.0gを得た。Mwは61,450、PDIは1.58、組成比はポリ2-メトキシエチルアクリレート/ポリスチレン=47/53であった。
 試験例1:低温結晶化に基づく発熱ピークの発熱量測定
 実施例及び比較例で得られたポリマーについて、それぞれ水中へ浸漬することにより、含水させた。含水後の各試料の所定量を取り、あらかじめ重量を測定したアルミパンの底に薄く広げた。示差走査熱量計(DSC-7000、セイコー社製)を用いて、室温から-100℃まで冷却し、ついで10分間保持した後、昇温速度5.0℃/分の速度で-100℃から50℃まで加熱し、その過程での吸発熱量の測定を行った。0℃以下における低温結晶化に基づく発熱ピークの発熱量を下記表1に示した。
 試験例2:含水率測定
 低温結晶化に基づく発熱ピークの発熱量の測定に用いた各試料の含水率は、次のように測定した。含水後の各試料の所定量を秤量し、あらかじめ重量を測定した酸化アルミパンの底に薄く広げた。DSC測定後にアルミパンにピンホールをあけて真空乾燥させ、乾燥前後の重量を測定して含水量を求めた。また、各試料の含水率(WC)は、以下の式で求めた。
 式:WC =((W-W)/W)×100
 (式中、WCは含水率(質量%)、Wは試料の乾燥重量(g)、Wは試料の含水重量(g)を表す。)各試料の含水率を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 試験例3:血小板粘着試験
 実施例及び比較例で得られたポリマーのスピンコート基板(基材:ポリエチレンテレフタレート)を8mm四方に切り、走査型電子顕微鏡(SU8000、日立ハイテクノロジーズ社製)(SEM)用試料台に固定した。
 ヒト血液を1500rpmで5分間遠心分離し、上澄みを多血小板血漿(platelet rich plasma:PRP)として回収した。残りの血液をさらに4000rpmで10分間遠心分離した上澄みを乏血小板血漿(platelet poor plasma:PPP)として回収した。PPPをリン酸緩衝(phosphate buffered saline:PBS)溶液を用いて800倍に希釈し、さらにPRPを希釈し、顕微鏡にて血小板数を確認しながら血小板濃度が4×10cell/mLの血小板溶液を調製した。この血小板溶液を各基板に200μL滴下し、37℃にて1時間静置した。
 その後、各基板をPBS溶液にて2回洗浄し、1%グルタルアルデヒド溶液に浸漬し、37℃にて2時間固定した。固定化した試料はPBS溶液にて10分、PBS:水=1:1にて8分、水にて8分、さらに水でもう一度8分浸漬させて洗浄した。各試料は室温で風乾し、SEMにて血小板粘着数を計測した。
 ポリエチレンテレフタレート(PET)の血小板数を100とし、計測結果を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 試験例4:密着性試験(コーティング評価)
  試験例4-1.基材:並ガラス
 実施例及び比較例で得られたポリマーを希釈した溶液を、5×5cmの並ガラス(厚さ0.7mm)上にスピンコーティングし、90℃熱風乾燥器中で30分間乾燥し、コーティング基材を得た。得られたコーティング基材を目視、光学顕微鏡及び原子間力顕微鏡にて観察し、表面が均一にコーティングされているものを「○」、コーティング基材上にコーティング層の浮きが見られた(すなわち、密着性が悪い)ものを「×」とし、結果を表3に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 試験例4-2.基材:ポリプロピレン(PP)
 基材をポリプロピレン(PP)樹脂板に変更した以外は、試験例4-1と同様の方法で評価した。結果を表4に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 試験例4-3.基材:ポリエチレンテレフタレート(PET)
 基材をポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂板に変更した以外は、試験例4-1と同様の方法で評価した。結果を表5に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
 試験例4-4.基材:ポリメチルメタクリレート(PMMA)
基材をポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂板に変更した以外は、試験例4-1と同様の方法で評価した。結果を表6に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
試験例4-5.基材:ポリ塩化ビニル(PVC)
基材をポリ塩化ビニル(PVC)樹脂板に変更した以外は、試験例4-1と同様の方法で評価した。結果を表7に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
試験例4-6.基材:ポリカーボネート(PC)
基材をポリカーボネート(PC)樹脂板に変更した以外は、試験例4-1と同様の方法で評価した。結果を表8に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
試験例4-7.基材:ステンレス(SUS)
基材をステンレス(SUS)板に変更した以外は、試験例4-1と同様の方法で評価した。結果を表9に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
 試験例5:バルク状態の溶出試験
 容量15mlの遠沈管容器に、実施例及び比較例で得られたポリマーを入れ、10mlの水を加えて、振とう機で室温下、24時間振とうさせた。その後、遠心分離(10,000rpm、10分間)することにより、ポリマーを沈降させた。沈降物以外の上澄み液をデカンテーションにて除き、ポリマーの重量変化を測定した。重量の減少率を溶出率とした。その結果を下記表10に示した。
 試験例6:コーティング膜の溶出試験
 実施例及び比較例で得られたポリマーの溶液を、5×12.5cmの並ガラス(厚さ0.7mm)上に、バーコーター(ウエット皮膜厚50μm)にてコーティングし、90℃熱風乾燥器中で1時間乾燥させ、コーティング基材を得た。得られたコーティング基材を500mlの水を入れた容器に浸水させ、室温下で20時間静置した。コーティング基材を水から取り出して、乾燥後、重量変化を測定した。重量の減少率を溶出率とした。その結果を表10に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
 数種類のモノマーをランダム共重合した比較例5の共重合体は、表1に示すように中間水を有していないことから抗血栓性が賦与されておらず、表3に示すように密着性も十分でないことがわかる。それに対して、本発明に従う実施例1~8のブロック共重合体は中間水を有しており、さらに密着性も優れていることがわかる。また、比較例1の重合体は、表1に示すように中間体を有しており、表2に示すように短期的には抗血栓性が賦与されていることがわかるが、表3に示すように密着性が優れていないことから抗血栓性が長時間持続しないという問題を解決できていない。 

Claims (10)

  1. 中間水を含有することができるAブロックと、該Aブロックよりも疎水性のBブロックとを有するブロック共重合体。
  2. 前記Aブロックが、中間水を含有することができるビニルモノマーに由来する構成単位を含むポリマーブロックである、請求項1に記載のブロック共重合体。
  3. 前記Bブロックが、ビニルモノマーに由来する構成単位を含むポリマーブロックである、請求項1又は2に記載のブロック共重合体。
  4. 前記Aブロックと前記Bブロックとのモル比(A:B)が90:10~10:90である、請求項1~3の何れか一項に記載のブロック共重合体。
  5. 前記ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)が、10,000~1,000,000である、請求項1~4の何れか一項に記載のブロック共重合体。
  6. 前記ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が、3.0以下である、請求項1~5の何れか一項に記載のブロック共重合体。
  7. 前記ブロック共重合体が、リビングラジカル重合反応生成物である、請求項1~6の何れか一項に記載のブロック共重合体。
  8. 中間水及び請求項1~7の何れか一項に記載のブロック共重合体を含むブロック共重合体組成物。
  9. 請求項1~7の何れか一項に記載のブロック共重合体を含有する抗血栓性コーティング剤。
  10. 請求項9に記載の抗血栓性コーティング剤が基材にコーティングされている医療機器。
      
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