WO2026014189A1 - 積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法 - Google Patents
積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法Info
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L33/00—Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
- A61L33/06—Use of macromolecular materials
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- B32B27/42—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising condensation resins of aldehydes, e.g. with phenols, ureas or melamines
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers 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
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
Definitions
- the present invention relates to a laminate.
- it relates to a laminate and medical device with excellent antithrombogenicity, as well as a method for manufacturing the laminate.
- Medical devices such as blood circuits, heart-lung machines, catheters, and drainage tubes often have their surfaces treated with a biocompatible coating to prevent the adhesion and formation of blood clots.
- Biocompatible coating agents primarily use animal-derived raw materials or are highly water-soluble. Specific examples include MPC polymers (phosphorylcholine-like amphoteric polymers) with a betaine structure, PEG (polyethylene glycol), PVP (polyvinylpyrrolidone), polysaccharides such as heparin and chondroitin, and gelatin.
- MPC polymers phosphorylcholine-like amphoteric polymers
- PEG polyethylene glycol
- PVP polyvinylpyrrolidone
- polysaccharides such as heparin and chondroitin
- gelatin gelatin
- the biocompatible coating agents described in Patent Documents 1 to 3 are known to exhibit excellent safety and durability as well as excellent anti-thrombogenic properties by using acrylic resins with side chains containing substituents such as alkoxy ethers and polyethers.
- Polyolefin resins, fluororesins, and silicone resins are used in medical devices such as blood circuits, heart-lung machines, catheters, and drainage tubes.
- these resin materials have poor wettability due to their low surface free energy, and are classified as difficult-to-adhere materials. Because it is difficult to apply a biocompatible coating agent to the surface of a difficult-to-adhere material, there is a need to improve the wettability of coating agents for difficult-to-adhere materials.
- a common method for improving the wettability of coating agents on difficult-to-bond materials is to use surface treatment methods, such as plasma irradiation to create hydrophilic functional groups on the material surface.
- plasma surface treatment methods have the problem of increased costs due to the introduction of new equipment, and when the difficult-to-bond material contains silicone-based resins, there is also the problem that the hydrophilic silanol groups derived from the polysiloxane are deactivated within a few hours.
- Mussel adhesive proteins are composed of polyphenols with a catechol group, the basic skeleton of L-3,4-dihydroxyphenylalanine.
- Dopamine and its compounds which are biomimics of these proteins, are materials that simplify the chemical structure of the adhesive protein.
- Polydopamine, formed from dopamine can adhere to a variety of substrates and impart hydrophilicity or wettability to their surfaces.
- Non-Patent Document 1 reports that this method can also be applied to metals, ceramics, fluororesins, and polyolefin resins.
- Non-Patent Document 2 discloses that a thin film of polydopamine is formed on a poorly adhesive material, and then an aqueous solution of mucin containing amino groups is coated to bond the catechol group to the mucin.
- Patent Document 4 discloses a method for fabricating a device that utilizes the above reaction to laminate a polymer film containing polydopamine and a metal layer.
- Non-Patent Documents 1 and 2 do not suggest laminating a substrate, a layer containing a polymer of a compound having a catechol group, and a layer containing an acrylic resin, nor do they evaluate the antithrombotic properties of the laminate.
- the present invention was made in response to these problems in the prior art. Specifically, the present invention aims to provide a laminate and medical device with excellent antithrombogenic properties, as well as a method for manufacturing the laminate.
- the present invention has the following configuration [1].
- [1] A laminate comprising a substrate, a layer containing a polymer of a phenol compound, and a layer containing an acrylic resin in this order.
- the present invention provides a laminate and medical device with excellent antithrombotic properties, as well as a method for manufacturing the laminate.
- Example 1 The results of ATR-FTIR (attenuated total reflectance) spectroscopy for the sample prepared in Example 1 (specifically, a sample having a silicone substrate and a layer containing polydopamine) are shown (see spectrum of polydopamine coating).
- the results of the sample prepared in Comparative Example 1 are also shown (see spectrum of silicone substrate (untreated)).
- the results of the laminated sample prepared in Example 1 are also shown (see spectrum of polydopamine/acrylic resin coating). 1 is an example showing a micrograph of a laminated sample prepared in Example 1 and Comparative Example 1.
- (Meth)acrylate is a generic term that refers to both acrylates and methacrylates.
- the "general formula” may be simply referred to as the “formula.”
- the laminate of the present invention comprises a substrate, a layer containing a polymer of a phenol compound, and a layer containing an acrylic resin, in this order.
- the laminate is useful as a medical device, particularly as a medical device having a portion that comes into contact with blood or body fluids, or as a component of a medical device.
- Specific application forms include medical devices such as catheters, infusion tubes, heart-lung machines, blood circuits, drain tubes, etc. Examples of catheters include intravascular catheters.
- a layer containing a polymer of a phenolic compound is present between the substrate and the layer containing an acrylic resin.
- the layer containing an acrylic resin is adhered to the substrate via the layer containing a polymer of a phenolic compound.
- the layer containing the polymer of a phenol compound may be formed on at least a part of the surface of the substrate, and may be formed on a part of the surface of the substrate, or may be formed on the entire surface of the substrate.
- the layer containing an acrylic resin may be formed on at least a portion of the surface of the layer containing a polymer of a phenolic compound.
- the layer containing an acrylic resin may be formed on a portion of the surface of the layer containing a polymer of a phenolic compound, or may be formed on the entire surface of the layer containing a polymer of a phenolic compound.
- At least a portion of the surface of the laminate of the present invention is formed by a layer containing an acrylic resin.
- the layer containing an acrylic resin forms at least a portion of the surface of the laminate.
- the laminate of the present invention can have excellent antithrombogenicity. This will be explained below.
- the laminate of the present invention includes a layer containing a polymer of a phenolic compound between a substrate and a layer containing an acrylic resin.
- the layer containing a polymer of a phenolic compound can bond the substrate and the layer containing an acrylic resin. This is thought to be because the polymer of a phenolic compound can contain oxygen atoms derived from the phenolic compound, thereby enhancing the wettability of the substrate when the substrate is made of, for example, a poorly adhesive material.
- the polymer of a phenolic compound can contain benzene rings, which allows van der Waals forces to act to a certain extent between the polymer of the phenolic compound and molecules contained in the substrate, which is thought to contribute to this (i.e., the layer containing a polymer of a phenolic compound can bond the substrate and the layer containing an acrylic resin).
- the polymer of a phenolic compound can contain benzene rings, which allows van der Waals forces to act to a certain extent between the polymer of the phenolic compound and the acrylic resin, which is thought to contribute to this (i.e., the layer containing a polymer of a phenolic compound can bond the substrate and the layer containing an acrylic resin).
- the laminate of the present invention can exhibit the thrombus formation-inhibiting effect of the acrylic resin. Therefore, the laminate of the present invention can have excellent antithrombogenic properties.
- the material of the substrate of the present invention is preferably a material suitable for medical devices, particularly medical devices having parts that come into contact with blood or body fluids. From the viewpoints of chemical resistance and flexibility, specific examples include silicone-based resins, fluorine-based resins, and polyolefin-based resins.
- the material constituting the substrate of the present invention may be one type or two or more types, but preferably contains at least one selected from silicone-based resins, fluorine-based resins, and polyolefin-based resins.
- silicone-based resins include, but are not limited to, organopolysiloxanes such as dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, and diphenylpolysiloxane, and copolymers of organopolysiloxanes with acrylic, epoxy, polyester, polyamide, etc.
- organopolysiloxanes such as dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, and diphenylpolysiloxane
- fluorine-based resins include fluoropolymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), ethylene chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxyalkane (PFA), polyvinyl fluoride (PVF), and polyvinylidene fluoride (PVDF), but are not limited to these.
- fluorine-based resins include fluoropolymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), ethylene chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxyalkane (PFA), polyvinyl fluoride (PVF), and polyvinylidene fluoride (PVDF), but are not limited to
- examples of the phenolic compound include aromatic compounds having one hydroxy group such as phenol, cresol, ethylphenol, carvacrol, trimethylphenol, thymol, and tyrosine; aromatic compounds having two hydroxy groups such as catechol, L-dopa, dopamine, hydroxytyrosol, resorcinol, and hydroquinone; aromatic compounds having three or more hydroxy groups such as pyrogallol, gallic acid, and benzenetriol; and polyphenols such as catechin, lignins, tannins, and tyrosine-containing proteins such as fibroin.
- aromatic compounds having one hydroxy group such as phenol, cresol, ethylphenol, carvacrol, trimethylphenol, thymol, and tyrosine
- aromatic compounds having two hydroxy groups such as catechol, L-dopa, dopamine, hydroxytyrosol, resorcinol, and hydroquinone
- one phenolic compound may be selected and used alone, or two or more phenolic compounds may be used in combination.
- aromatic compounds having two hydroxy groups are preferred, compounds having a catechol group are more preferred, and dopamine and hydroxytyrosol are even more preferred.
- the polymer of the phenol compound of the present invention is a polymer obtained by reacting the above-mentioned phenol compound by oxidative condensation or oxidative coupling.
- the phenol compound used to form the polymer of the phenol compound may be in the form of a salt such as a hydrochloride, as long as oxidative condensation or oxidative coupling is possible.
- the phenol compound used to form the polymer of the phenol compound may contain an initiator, a reactant, a catalyst, and a buffer agent to promote polymerization, as appropriate.
- the catalyst include transition metals such as copper chloride, vanadium tetrachloride, manganese dioxide and iron oxide; oxidases such as peroxidase, catalase and tyrosinase; and hydrogen peroxide.
- the buffering agent include HEPES (4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid), TRIS (trishydroxymethylaminomethane), AMPD (2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol), and the like.
- the concentration of the buffer is not particularly limited as long as it is within a range in which a polymer of the phenol compound is formed, but is preferably in the range of 1 mM to 100 mM, more preferably in the range of 10 mM to 50 mM.
- the polymer of a phenolic compound may be a polymer that contains, in addition to the above-mentioned phenolic compound, structural units derived from other comonomers, as long as the polymer exhibits the antithrombotic effect of the present invention. From the perspective of further improving the antithrombotic effect, it is preferable that the polymer of the above-mentioned phenolic compound is a polymer that does not contain structural units derived from other comonomers, and contains only structural units derived from the phenolic compound.
- the phenolic compound of the present invention undergoes oxidative polymerization in the presence of an oxidase and hydrogen peroxide.
- a specific example of polymerization using hydroxytyrosol is shown in the following formula [4], but is not limited thereto.
- oxidative polymerization proceeds in an alkaline aqueous solution at room temperature (20° C. to 25° C.) without the need for an initiator, reactant, or catalyst to promote polymerization.
- An example of polymerization using dopamine is shown in the following formula [5], but is not limited thereto.
- the solvent used to form the polymer of the phenol compound is not particularly limited as long as it is a solvent in which the phenol compound dissolves, but from the perspective of reducing the environmental impact, a water-soluble solvent is preferred, and water is more preferred.
- the solvent used to form the polymer of the phenolic compound preferably has a pH of 5.0 to 12.0, more preferably 8.0 to 9.0, and even more preferably 8.0 to 8.5. If the solvent has a pH of 5.0 to 12.0, polymerization of the phenolic compound proceeds.
- the amount of phenolic compound contained in the solvent used to form the phenolic compound polymer is preferably in the range of 0.01% by mass to 1.0% by mass, more preferably in the range of 0.05% by mass to 0.5% by mass, and even more preferably in the range of 0.05% by mass to 0.2% by mass.
- the polymer of the phenol compound preferably contains a structural unit represented by the following formula [4-1].
- the polymer of the phenol compound can further enhance the wettability of the substrate, for example, when the substrate is formed of a poorly adhesive material.
- the polymer of the phenol compound contains a structural unit represented by the following formula [5-1].
- the polymer of the phenol compound can further enhance the wettability of the substrate, for example, when the substrate is formed of a poorly adhesive material.
- the layer containing the phenolic compound polymer of the present invention may contain preservatives, surfactants, antibacterial agents, etc., as appropriate, in addition to the phenolic compound polymer.
- the layer containing the polymer of the phenolic compound of the present invention can be laminated to the substrate through interactions due to hydrogen bonds or van der Waals forces.
- the method for laminating a layer containing a polymer of a phenolic compound onto a substrate is not particularly limited, but examples include a method in which a solution containing a phenolic compound is brought into contact with the substrate, and a layer containing a polymer of a phenolic compound is formed on the substrate.
- polymerization of the phenolic compound can proceed while the solution containing the phenolic compound is in contact with the substrate.
- the substrate on which the layer containing a polymer of the phenolic compound has been formed is removed from the solution containing the phenolic compound as needed, washed with water as needed, and dried as needed.
- a more specific method for contacting the solution containing the phenolic compound with the substrate is preferably a method in which the substrate is immersed in a solvent and the phenolic compound is added to the solvent.
- the substrate after immersion may be removed and then washed with water, or may be dried as appropriate.
- the layer containing the polymer of a phenol compound may be laminated over the entire surface of the substrate, or over only a portion of the surface of the substrate.
- the thickness of the layer containing a polymer of a phenolic compound can be determined by measuring the total light transmittance using a spectroscopic haze meter.
- the total light transmittance of the substrate alone (blank) and the total light transmittance of a substrate (sample) on which only a layer containing a phenolic compound is laminated are measured, and the thickness can be evaluated from the difference in total light transmittance between the blank and the sample.
- Difference in total luminous transmittance between blank and sample Total luminous transmittance of blank - Total luminous transmittance of sample
- the difference in total luminous transmittance between blank and sample is preferably in the range of 0.1% to 10%, more preferably in the range of 1% to 8%, and even more preferably in the range of 1% to 5%. If the difference in total luminous transmittance is 0.1% or more, the effect of improving the wettability of the substrate by the phenol compound polymer can be further enhanced when the substrate is formed of, for example, a poorly adhesive material. If the difference in total luminous transmittance is 10% or more, the transparency as a medical device will be poor, and the device may not be suitable for use.
- the polymer of the phenolic compound laminated on the substrate can be identified by ATR-FTIR (attenuated total reflectance) spectroscopy.
- ATR-FTIR attenuated total reflectance
- a substrate on which a layer containing a polymer of a phenolic compound is laminated exhibits an absorption peak due to N-H stretching and/or O-H stretching at 3400 to 3500 cm -1 , making it possible to confirm the presence or absence of a layer containing a polymer of a phenolic compound on the substrate.
- the polymer of the phenolic compound laminated on the substrate can be identified by ATR-FTIR (attenuated total reflectance) spectroscopy.
- ATR-FTIR attenuated total reflectance
- a substrate laminated with a layer containing a polymer of a phenolic compound exhibits an absorption peak due to O-H stretching at 3400 to 3500 cm -1 , making it possible to confirm the presence or absence of a layer containing a polymer of a phenolic compound on the substrate.
- the content of the phenolic compound polymer in the layer containing the phenolic compound polymer is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 98% by mass or more. If the content is 90% by mass or more, the effect of the layer containing the phenolic compound polymer in improving the wettability of the substrate can be further enhanced, for example, when the substrate is formed from a poorly adhesive material.
- the acrylic resin of the present invention preferably contains a (meth)acrylate unit represented by the following general formula [1]. That is, the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by the following general formula [1].
- R2 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms.
- R2 preferably has 1 to 4 ethylene oxide units, more preferably 2 to 4 ethylene oxide units.
- methoxyethyl (meth)acrylate examples include methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, methoxydiethylene glycol (meth)acrylate, methoxytriethylene glycol (meth)acrylate, and methoxytetraethylene glycol (meth)acrylate.
- acrylic resins examples include methoxydiethylene glycol (meth)acrylate, methoxytriethylene glycol (meth)acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, methoxypentaethylene glycol (meth)acrylate, methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate, methoxyheptaethylene glycol (meth)acrylate, methoxyoctaethylene glycol (meth)acrylate, methoxynonaethylene glycol (meth)acrylate, and methoxydecaethylene glycol (meth)acrylate. If the repeating units are too large and hydrophilicity is too high, the acrylic resin may dissolve more readily in blood.
- methoxytetraethylene glycol (meth)acrylate which has four repeating ethylene oxide units
- methoxytriethylene glycol (meth)acrylate which has three repeating ethylene oxide units
- Methoxytriethylene glycol (meth)acrylate, which has three repeating ethylene oxide units is particularly preferred.
- R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aralkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- n represents an integer of 1 to 4.
- the acrylic resin of the present invention is preferably a (meth)acrylate polymer containing a (meth)acrylate unit represented by the following general formula [2]. That is, the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by the following general formula [2].
- R3 preferably has 2 to 30 carbon atoms, more preferably 4 to 24 carbon atoms, and even more preferably 6 to 18 carbon atoms.
- Specific examples include normal hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, myristyl (meth)acrylate, palmityl (meth)acrylate, and stearyl (meth)acrylate.
- R3 represents an alkyl group having 2 to 30 carbon atoms or an aralkyl group having 2 to 30 carbon atoms
- R4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
- the acrylic resin of the present invention is preferably a (meth)acrylate polymer containing a (meth)acrylate unit represented by the following general formula [3]. That is, the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by the following general formula [3]. It is preferable to use a silicone (meth)acrylate containing 1 to 1,000 dimethylsiloxane repeating units. If the repeating units are too large, the viscosity of the resulting (meth)acrylate polymer may become too high, making it difficult to handle. On the other hand, if the repeating units are too small, the viscosity may become too low, causing it to easily disappear from the coating surface of a medical device or the like.
- the number of dimethylsiloxane repeating units is more preferably 1 to 500, more preferably 5 to 100, even more preferably 10 to 50, and particularly preferably 10 to 30. It is particularly preferable that the number of dimethylsiloxane repeating units is 20 or less.
- R5 is a hydrogen atom or a methyl group
- R6 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
- R7 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
- m is a number ranging from 1 to 1,000.
- R5 is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a methyl group.
- R6 may be a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of R6 include a methylene group, an ethylene group, and an n-propylene group. The number of carbon atoms in R6 may be 2 or more and 4 or less, or may be 3.
- R7 may be a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of R7 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. R7 may have 2 or more and 5 or less carbon atoms, or may have 4 carbon atoms.
- the number-average molecular weight (Mn) of the acrylic resin of the present invention is preferably 2,000 to 200,000. If the number-average molecular weight (Mn) of the acrylic resin is less than 2,000, not only may the acrylic resin be easily eluted into blood, but the strength and stability of the coating film may be lost. If the number-average molecular weight (Mn) of the acrylic resin exceeds 200,000, workability during coating may be reduced. That is, the number-average molecular weight (Mn) of the acrylic resin is preferably 2,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000, even more preferably 5,000 to 50,000, and particularly preferably 5,000 to 30,000.
- Methods for measuring the number average molecular weight (Mn) include end group determination, osmometry, vapor pressure osmometry, vapor pressure depression, freezing point depression, boiling point elevation, and gel permeation chromatography (GPC).
- end group determination osmometry
- vapor pressure osmometry vapor pressure depression
- freezing point depression vapor pressure depression
- boiling point elevation a gel permeation chromatography
- GPC gel permeation chromatography
- the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by general formula [1]. That is, the acrylic resin preferably contains a structural unit represented by the following general formula [1-1]. This is because, when the acrylic resin contains this structural unit, the acrylic resin can exhibit a thrombus formation inhibitory effect.
- R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aralkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- n represents an integer of 1 to 4.
- the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by general formula [2]. That is, the acrylic resin preferably contains a structural unit represented by the following general formula [2-1]. This is because, when the acrylic resin contains this structural unit, the acrylic resin can exhibit a thrombus formation inhibitory effect.
- R3 represents an alkyl group having 2 to 30 carbon atoms or an aralkyl group having 2 to 30 carbon atoms
- R4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
- the acrylic resin preferably contains at least one of a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by the general formula [1] and a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by the general formula [2].
- the total of the structural units derived from the (meth)acrylate represented by the general formula [1] and the structural units derived from the (meth)acrylate represented by the general formula [2] is preferably 70 mol % or more, more preferably 90 mol % or more, and even more preferably 95 mol % or more.
- the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by general formula [3]. That is, the acrylic resin preferably further contains a structural unit represented by the following general formula [3-1]: (In formula [3-1], R5 is a hydrogen atom or a methyl group, R6 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R7 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and m is a number ranging from 1 to 1,000.)
- the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by general formula [1], a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by general formula [2], and a structural unit derived from a (meth)acrylate represented by general formula [3].
- the total of the structural units derived from the (meth)acrylate represented by general formula [1], the structural units derived from the (meth)acrylate represented by general formula [2], and the structural units derived from the (meth)acrylate represented by general formula [3] is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, and even more preferably 98 mol% or more. It may even be 100 mol%.
- acrylic resins include a copolymer of polydimethylsiloxane methacrylate (PDMSMA), 2-ethylhexyl acrylate (EHA), and methoxytriethylene glycol acrylate (MTEGA) (see, for example, Production Example 1 below), a copolymer of 2-ethylhexyl acrylate (EHA) and methoxytriethylene glycol acrylate (MTEGA) (see, for example, Production Example 2 below), and a homopolymer of 2-methoxyethyl acrylate (MEA) (see, for example, Production Example 3 below).
- PDMSMA polydimethylsiloxane methacrylate
- EHA 2-ethylhexyl acrylate
- MTEGA methoxytriethylene glycol acrylate
- MEA 2-methoxyethyl acrylate
- the solvent for dissolving the acrylic resin of the present invention is not particularly limited as long as it dissolves the acrylic resin, but tetrahydrofuran, ethyl acetate, methanol, and ethanol are preferred.
- the layer containing the acrylic resin of the present invention may contain preservatives, surfactants, antibacterial agents, etc. in addition to the acrylic resin.
- the acrylic resin content in the acrylic resin-containing layer is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 98% by mass or more. At 90% by mass or more, the acrylic resin-containing layer can exert an even greater effect in inhibiting thrombus formation.
- the amount of acrylic resin contained in the solvent in which the acrylic resin is dissolved is preferably 0.5% to 5.0% by mass, more preferably 1.0% to 4.0% by mass, and even more preferably 1.0% to 3.0% by mass.
- the content of acrylic resin in the solution containing the acrylic resin is preferably 0.5% to 5.0% by mass, more preferably 1.0% to 4.0% by mass, and even more preferably 1.0% to 3.0% by mass.
- examples of a method for laminating a layer containing an acrylic resin on a layer containing a polymer of a phenol compound include a spraying method, a dipping method, a immersion method, a coating method, and a layer-by-layer method. From the viewpoint of simplicity, the immersion method and the dipping method are preferred.
- a substrate on which a layer containing a polymer of a phenolic compound has been formed (specifically, a substrate on which a layer containing a polymer of a phenolic compound has been formed, washed with water as needed, and dried as needed) can be brought into contact with a solution containing an acrylic resin, and then the substrate can be removed from the solution containing the acrylic resin and dried.
- a substrate on which a layer containing a polymer of a phenolic compound has been formed can be brought into contact with a solution containing an acrylic resin, and then the substrate can be removed from the solution containing the acrylic resin and dried.
- the layer containing an acrylic resin may be laminated over the entire surface of the substrate, or over only a portion of the substrate, so long as the laminate of the present invention has antithrombogenic properties.
- the column temperature was measured at room temperature, and the mobile phase was tetrahydrofuran (THF) with 0.03 wt% dibutylhydroxytoluene (BHT). Detection was performed using RI (Refractive Index), and 50 ⁇ L was injected. Molecular weight calibration was performed using monodisperse PMMA (Easi Cal: Polymer Laboratories).
- Antithrombogenicity evaluation 200 ⁇ L of blood solution (a mixture of citrated rabbit blood and 80 mM calcium chloride aqueous solution at a volume ratio of 12:1) was dropped onto each of the left and right halves of a laminated sample (2 cm ⁇ 4 cm) and kept at 37°C for 30 minutes. The sample was then immersed in physiological saline and the presence or absence of the blood paste peeling was determined. The test was repeated five times, and if all the blood peeled off, it was determined to have antithrombotic properties, and if no blood peeling off occurred, it was determined to have no antithrombotic properties.
- the total light transmittance was measured in accordance with JIS K 7361-1:1997 using a haze meter (NDH5000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) on a sample (5 cm x 5 cm).
- Example 1 Preparation of a sample having a silicone substrate and a polydopamine-containing layer.
- a 10 mM Tris-HCl (pH 8.5) aqueous solution (Nacalai Tesque, Inc.) was prepared, and a substrate (a 10 cm x 20 cm x 5 mm medical silicone substrate) was immersed in the solution and degassed using ultrasound.
- Dopamine hydrochloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to the aqueous solution containing the substrate to a concentration of 0.2% by mass, and the solution was allowed to stand at room temperature (20-25°C) for 2 hours. The substrate was removed, and the surface was washed with water and air-dried at room temperature (20-25°C) for 1 hour.
- a sample was obtained using the above procedure.
- the sample i.e., the substrate with the polydopamine-containing layer laminated thereon
- the ATR-FTIR method attenuated total reflection spectroscopy
- absorption peaks due to N-H and O-H stretching were observed at 3400-3500 cm -1 , as shown in Figure 1 (see the polydopamine coating in Figure 1).
- the total light transmittance of the sample i.e., the silicone substrate with polydopamine attached
- was measured using a haze meter manufactured by Murakami Color Research Laboratory was found to be 77.07%. This was a difference of 4.8% from the total light transmittance of the silicone substrate (Comparative Example 1), which was 81.89%.
- Example 2 Preparation of a sample having a silicone substrate and a layer containing polydopamine. This was carried out as in Example 1, except that the concentration of dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) added was changed from 0.2% by mass to 0.1% by mass. The total light transmittance of the sample was measured and found to be 79.07%, a difference of 2.8% compared to the total light transmittance of the silicone substrate (Comparative Example 1), which was 81.89%.
- dopamine hydrochloride manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- Example 3 Preparation of a sample having a silicone substrate and a layer containing polydopamine. This was carried out as in Example 1, except that the concentration of dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) added was changed from 0.2% by mass to 0.05% by mass. The total light transmittance of the sample was measured to be 80.28%, a difference of 1.6% compared to the total light transmittance of the silicone substrate (Comparative Example 1), which was 81.89%.
- dopamine hydrochloride manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- Example 4 Preparation of a sample having a PTFE substrate and a layer containing polydopamine The same procedure as in Example 1 was carried out, except that a PTFE substrate was used instead of the silicone substrate.
- Example 5 Preparation of a Sample Having an HDPE Substrate and a Layer Containing Polydopamine The same procedure as in Example 1 was carried out, except that an HDPE substrate was used instead of the silicone substrate.
- Example 6 Preparation of a sample having a silicone substrate and a layer containing a hydroxytyrosol polymer The procedure of Example 1 was repeated, except that hydroxytyrosol (0.2% by mass, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), peroxidase (0.2% by mass, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and hydrogen peroxide (0.2% by mass) were used instead of dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
- Example 7 Preparation of a sample having a PTFE substrate and a layer containing a hydroxytyrosol polymer The same procedure as in Example 1 was repeated, except that a PTFE substrate was used instead of the silicone substrate, and hydroxytyrosol (0.2% by mass, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), peroxidase (0.2% by mass, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and hydrogen peroxide (0.2% by mass) were used instead of dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
- Example 8 Preparation of a sample having an HDPE substrate and a layer containing a hydroxytyrosol polymer
- the procedure of Example 1 was repeated, except that an HDPE substrate was used instead of the silicone substrate, and hydroxytyrosol (0.2% by mass, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), peroxidase (0.2% by mass, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and hydrogen peroxide (0.2% by mass) were used instead of dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
- Comparative Example 1 Preparation of Silicone Base (Untreated) A sample was prepared as described in Example 1, except that dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was not added. This sample, i.e., the silicone base, was designated as Comparative Example 1.
- Comparative Example 2 Preparation of PTFE Substrate (Untreated) A sample was prepared using a PTFE substrate (10 cm ⁇ 20 cm ⁇ 5 mm, manufactured by Kawamura Sangyo Co., Ltd.) instead of the silicone substrate described in Example 1, but without adding dopamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). This sample, i.e., the PTFE substrate, was designated Comparative Example 2.
- Test Example 1 Preparation and Evaluation of Laminated Samples (i.e., Samples Further Having a Layer Containing an Acrylic Resin)
- the acrylic resin produced in Production Example 1 was dissolved in ethanol to a concentration of 3.0% by mass.
- the samples described in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were immersed in the ethanol solution containing the acrylic resin at room temperature (20 to 25°C) for 10 seconds.
- the samples were removed from the solution and then dried at room temperature (20 to 25°C).
- the surfaces of the dried samples i.e., laminated samples
- FIG. 2 shows micrographs of the samples prepared in Example 1 and Comparative Example 1 after they were immersed in an ethanol solution containing dissolved acrylic resin (3.0% by mass) and dried. That is, Fig. 2 shows micrographs of the laminated samples prepared in Example 1 and Comparative Example 1.
- Comparative Example 1 the wettability of the acrylic resin was poor, and dried droplets were significantly observed, whereas in Example 1, it was confirmed that the wettability was improved and the acrylic resin was uniformly coated.
- the evaluation results of the laminated samples according to Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1.
- the evaluation criteria are as follows: ⁇ : Dried droplets of acrylic resin were observed, and the coated surface was non-uniform. ⁇ : No dried acrylic resin droplets were observed, and the coated surface was uniform.
- this laminate sample i.e., a laminate obtained by immersing a layer containing polydopamine laminated on the surface of a silicone substrate in an ethanol solution containing 1.0% by mass or more of an acrylic resin
- Example 10 The procedure was carried out in the same manner as in Example 9, except that the concentration of the acrylic resin added was changed from 1.0% by mass to 3.0% by mass. This example (i.e., Example 10) was also determined to have antithrombotic properties.
- the laminate of the present invention has excellent antithrombotic properties. Therefore, it is useful for medical devices such as blood circuits, heart-lung machines, catheters, and drainage tubes.
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Abstract
課題は、抗血栓性に優れた積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法を提供することである。積層体は、基材と、フェノール化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層と、をこの順に備える。積層体の製造方法は下記工程(1)~(4)を含むことができる。工程(1):フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させた状態で、前記フェノール化合物の重合物を含む層を前記基材上に形成する工程。工程(2):前記基材を水で洗浄した後、乾燥させる工程。工程(3):アクリル系樹脂を含む溶液と前記乾燥後の基材を接触させる工程。工程(4):前記アクリル系樹脂を含む前記溶液から取り出した前記基材を乾燥させる工程。
Description
本発明は積層体に関する。特に、抗血栓性に優れる積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法に関する。
血液回路、人工心肺、カテーテル、ドレーンチューブ等の医療用具は、血栓の付着および形成を抑制するために、医療用具の表面に生体適合性コーティング剤を処理する手法がよく用いられる。
生体適合性コーティング剤には、動物由来の原料を用いたものや、水溶性の高いものが主に使用されており、具体的には、ベタイン構造を有するMPCポリマー(ホスホリルコリン様両性イオン型ポリマー)、PEG(ポリエチレングリコール)、PVP(ポリビニルピロリドン)、ヘパリン、コンドロイチン等の多糖類、ゼラチン等が挙げられる。特に、特許文献1~3に記載の生体適合性コーティング剤は、アルコキシエーテル、ポリエーテル等の置換基を側鎖に有するアクリル系樹脂を使用することで、優れた安全性と耐久性、並びに優れた血栓形成抑制効果を示すことが知られている。血栓形成抑制効果を示すアクリル系樹脂、すなわち、医療用具に抗血栓性を付与できるアクリル系樹脂として、たとえば、特許文献5の(メタ)アクリレート共重合体も知られている。
血液回路、人工心肺、カテーテル、ドレーンチューブ等の医療用具には、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂が使用されている。しかし、これらの樹脂材料は、表面自由エネルギーが低いために濡れ性が悪く、難接着材料に分類される。難接着材料の表面に生体適合性コーティング剤を塗布することは難しいため、難接着材料に対するコーティング剤の濡れ性改善が望まれている。
難接着材料に対するコーティング剤の濡れ性を改善する方法として、例えば、材料表面上に、プラズマ照射にて親水性官能基を発現させる表面処理方法が一般的である。しかしながら、プラズマでの表面処理方法には、設備導入によるコストの増加が問題となっており、難接着材料がシリコーン系樹脂を含む場合には、ポリシロキサン由来の親水性のシラノール基が数時間で失活するといった問題も挙げられる。
そこで最近では、生物模倣(バイオミメティクス)の観点で発明された表面処理方法が着目されている。例えば、ムール貝の接着性タンパク質を模倣した表面処理方法が挙げられる。ムール貝の接着性タンパク質は、L-3,4-ジヒドロキシフェニルアラニンの基本骨格であるカテコール基を有するポリフェノールから構成されている。その生物模倣物であるドーパミンとその化合物は、その接着性タンパク質の化学構造を単純化した材料である。ドーパミンから形成されるポリドーパミンは、様々な被着体に付着し、その表面に親水性または濡れ性を付与することができる。非特許文献1では、金属、セラミックス、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂に対しても適用できることが報告されている。
さらに、カテコール基を有する化合物は、チオール、アミン類等とのマイケル付加体、アミン類とのシッフ塩基、さらに、無機化合物、金属と配位結合を形成できることが知られている。これら反応を利用し、チオール、アミン類、金属を含有するコーティング剤を用いることで、難接着材料に対し、カテコール基と化学結合を介したコーティングが可能となる。例えば、非特許文献2では、難接着材料にポリドーパミン薄膜を形成させた後に、アミノ基含有ムチン水溶液をコーティングすることで、カテコール基とムチンを結合させることができる。特許文献4では、上記反応を利用し、ポリドーパミンを含む重合フィルムと金属層を積層したデバイスの作製方法が開示されている。
Science,2007,318,426.
Adv. Healtcare Mater. 2021,10,2000831.
上記のように難接着材料等の基材に対するコーティング剤の濡れ性を改善する方法として、カテコール基を有する化合物を用いることは有用であるといえる。
しかしながら、カテコール基と化学結合を介することができる金属を含有するコーティング剤は、金属由来の毒性が懸念される。また、カテコール基と化学結合を介することができるアミン類を含有するコーティング剤は、アミン由来の溶血活性が懸念される。さらに、非特許文献1と非特許文献2には、基材と、カテコール基を有する化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層とを積層させることは全く示唆されておらず、加えて、その積層体の抗血栓性についても全く評価されていない。
しかしながら、カテコール基と化学結合を介することができる金属を含有するコーティング剤は、金属由来の毒性が懸念される。また、カテコール基と化学結合を介することができるアミン類を含有するコーティング剤は、アミン由来の溶血活性が懸念される。さらに、非特許文献1と非特許文献2には、基材と、カテコール基を有する化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層とを積層させることは全く示唆されておらず、加えて、その積層体の抗血栓性についても全く評価されていない。
本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明は、抗血栓性に優れた積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、鋭意検討した結果、以下に示す手段により上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記[1]の構成を備える。
[1]
基材と、フェノール化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層と、をこの順に備える積層体。
[1]
基材と、フェノール化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層と、をこの順に備える積層体。
本発明は、下記[2]以降の構成が好ましい。
[2]
前記フェノール化合物が、カテコール基を有する化合物である、[1]に記載の積層体。
[3]
前記カテコール基を有する化合物が、ドーパミンおよびヒドロキシチロソールの少なくとも1つを含む、[2]に記載の積層体。
[4]
前記アクリル系樹脂が、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレート単位、下記一般式[2]で示される(メタ)アクリレート単位、および下記一般式[3]で示される(メタ)アクリレート単位のいずれか1種または2種以上を含む(メタ)アクリレート重合体である、[1]~[3]のいずれかに記載の積層体。
(式[1]中、R1は水素原子またはメチル基、R2は炭素原子数1~5のアルキル基または炭素原子数1~5のアラルキル基、nは1~4の整数を示す。)
(式[2]中、R3は炭素原子数2~30のアルキル基または炭素原子数2~30のアラルキル基、R4は水素原子またはメチル基を示す。)
(式[3]中、R5は水素原子またはメチル基、R6は炭素原子数1~6のアルキレン基、R7は炭素原子数1~6のアルキル基、mは1~1000の範囲を示す。)
[5]
前記基材が、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも1つを含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[6]
前記基材がシリコーン系樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[7]
前記基材がフッ素系樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[8]
前記基材がポリオレフィン系樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[9]
前記フェノール化合物の前記重合物が、後述の式[4-1]で示される構成単位、および後述の式[5-1]で示される構成単位の少なくとも一方を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の積層体。
[10]
前記カテコール基を有する化合物が、ドーパミンおよびヒドロキシチロソールの少なくとも1つのみからなる、[1]~[9]のいずれかに記載の積層体。
[11]
前記フェノール化合物の前記重合物の構成単位が、前記フェノール化合物に由来する構成単位のみからなる、つまり、前記フェノール化合物の前記重合物が、前記フェノール化合物に由来する構成単位のみからなる、[1]~[10]のいずれかに記載の積層体。
[12]
前記フェノール化合物の前記重合物を含む前記層における、前記フェノール化合物の前記重合物の含有量が90質量%以上または95質量%以上である、[1]~[11]のいずれかに記載の積層体。
[13]
前記フェノール化合物の前記重合物を含む前記層における、前記フェノール化合物の前記重合物の含有量が98質量%以上である、[1]~[12]のいずれかに記載の積層体。
[14]
前記アクリル系樹脂が、前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[13]のいずれかに記載の積層体。
[15]
前記アクリル系樹脂が、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレートに由来する構成単位、およびメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートに由来する構成単位の少なくとも一方を含む、[1]~[14]のいずれかに記載の積層体。
[16]
前記アクリル系樹脂が、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[15]のいずれかに記載の積層体。
[17]
前記アクリル系樹脂が、前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[16]のいずれかに記載の積層体。
[18]
前記アクリル系樹脂が、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートに由来する構成単位、およびラウリル(メタ)アクリレートに由来する構成単位の少なくとも一方を含む、[1]~[17]のいずれかに記載の積層体。
[19]
前記アクリル系樹脂が2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[18]のいずれかに記載の積層体。
[20]
前記アクリル系樹脂が、前記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[19]のいずれかに記載の積層体。
[21]
前記一般式[3]中、R5がメチル基である、[1]~[20]のいずれかに記載の積層体。
[22]
前記一般式[3]中、R6のアルキレン基が直鎖状である、[1]~[21]のいずれかに記載の積層体。
[23]
前記一般式[3]中、R6のアルキレン基の炭素数が2以上4以下、または3である、[1]~[22]のいずれかに記載の積層体。
[24]
前記一般式[3]中、R7のアルキル基の炭素数が2以上5以下、または4である、[1]~[23]のいずれかに記載の積層体。
[25]
前記一般式[3]中、mが5以上、または10以上である、[1]~[24]のいずれかに記載の積層体。
[26]
前記一般式[3]中、mが100以下、または50以下である、[1]~[25]のいずれかに記載の積層体。
[27]
前記一般式[3]中、mが30以下、または20以下である、[1]~[26]のいずれかに記載の積層体。
[28]
前記アクリル系樹脂の数平均分子量が2,000以上、または5,000以上である、[1]~[27]のいずれかに記載の積層体。
[29]
前記アクリル系樹脂の数平均分子量が200,000以下、または100,000以下である、[1]~[28]のいずれかに記載の積層体。
[30]
前記アクリル系樹脂の数平均分子量が50,000以下、または30,000以下である、[1]~[29]のいずれかに記載の積層体。
[31]
前記アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計が70モル%以上、または90モル%以上である、[1]~[30]のいずれかに記載の積層体。
[32]
前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の前記合計が95モル%以上である、[31]に記載の積層体。
[33]
前記アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計が90モル%以上、または95モル%以上である、[1]~[32]のいずれかに記載の積層体。
[34]
前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の前記合計が98モル%以上、または100モル%である、[33]に記載の積層体。
[35]
前記アクリル系樹脂を含む前記層における前記アクリル系樹脂の含有量が90質量%以上、または95質量%以上である、[1]~[34]のいずれかに記載の積層体。
[36]
前記アクリル系樹脂を含む前記層における前記アクリル系樹脂の含有量が98質量%以上である、[1]~[35]のいずれかに記載の積層体。
[37]
前記アクリル系樹脂を含む前記層が、前記積層体の表面の少なくとも一部をなす、[1]~[36]のいずれかに記載の積層体。
[38]
[1]~[37]のいずれかに記載の積層体を備える医療用具。
[39]
前記アクリル系樹脂を含む前記層が、前記医療用具の表面の少なくとも一部をなす、[38]に記載の医療用具。
[40]
(1)フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させた状態で、前記フェノール化合物の重合物を含む層を前記基材上に形成する工程、
(2)前記基材を水で洗浄した後、乾燥させる工程、
(3)アクリル系樹脂を含む溶液と前記乾燥後の基材を接触させる工程、
(4)前記アクリル系樹脂を含む前記溶液から取り出した前記基材を乾燥させる工程
を順に行うことを特徴とする、積層体の製造方法。
[41]
前記積層体が、[1]~[37]のいずれかに記載の積層体である、[40]に記載の積層体の製造方法。
[42]
前記工程(1)において、前記フェノール化合物を含む前記溶液を前記基材に接触させた状態で前記フェノール化合物の重合が進む、[40]または[41]に記載の積層体の製造方法。
[2]
前記フェノール化合物が、カテコール基を有する化合物である、[1]に記載の積層体。
[3]
前記カテコール基を有する化合物が、ドーパミンおよびヒドロキシチロソールの少なくとも1つを含む、[2]に記載の積層体。
[4]
前記アクリル系樹脂が、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレート単位、下記一般式[2]で示される(メタ)アクリレート単位、および下記一般式[3]で示される(メタ)アクリレート単位のいずれか1種または2種以上を含む(メタ)アクリレート重合体である、[1]~[3]のいずれかに記載の積層体。
[5]
前記基材が、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも1つを含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[6]
前記基材がシリコーン系樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[7]
前記基材がフッ素系樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[8]
前記基材がポリオレフィン系樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[9]
前記フェノール化合物の前記重合物が、後述の式[4-1]で示される構成単位、および後述の式[5-1]で示される構成単位の少なくとも一方を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の積層体。
[10]
前記カテコール基を有する化合物が、ドーパミンおよびヒドロキシチロソールの少なくとも1つのみからなる、[1]~[9]のいずれかに記載の積層体。
[11]
前記フェノール化合物の前記重合物の構成単位が、前記フェノール化合物に由来する構成単位のみからなる、つまり、前記フェノール化合物の前記重合物が、前記フェノール化合物に由来する構成単位のみからなる、[1]~[10]のいずれかに記載の積層体。
[12]
前記フェノール化合物の前記重合物を含む前記層における、前記フェノール化合物の前記重合物の含有量が90質量%以上または95質量%以上である、[1]~[11]のいずれかに記載の積層体。
[13]
前記フェノール化合物の前記重合物を含む前記層における、前記フェノール化合物の前記重合物の含有量が98質量%以上である、[1]~[12]のいずれかに記載の積層体。
[14]
前記アクリル系樹脂が、前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[13]のいずれかに記載の積層体。
[15]
前記アクリル系樹脂が、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレートに由来する構成単位、およびメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートに由来する構成単位の少なくとも一方を含む、[1]~[14]のいずれかに記載の積層体。
[16]
前記アクリル系樹脂が、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[15]のいずれかに記載の積層体。
[17]
前記アクリル系樹脂が、前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[16]のいずれかに記載の積層体。
[18]
前記アクリル系樹脂が、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートに由来する構成単位、およびラウリル(メタ)アクリレートに由来する構成単位の少なくとも一方を含む、[1]~[17]のいずれかに記載の積層体。
[19]
前記アクリル系樹脂が2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[18]のいずれかに記載の積層体。
[20]
前記アクリル系樹脂が、前記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む、[1]~[19]のいずれかに記載の積層体。
[21]
前記一般式[3]中、R5がメチル基である、[1]~[20]のいずれかに記載の積層体。
[22]
前記一般式[3]中、R6のアルキレン基が直鎖状である、[1]~[21]のいずれかに記載の積層体。
[23]
前記一般式[3]中、R6のアルキレン基の炭素数が2以上4以下、または3である、[1]~[22]のいずれかに記載の積層体。
[24]
前記一般式[3]中、R7のアルキル基の炭素数が2以上5以下、または4である、[1]~[23]のいずれかに記載の積層体。
[25]
前記一般式[3]中、mが5以上、または10以上である、[1]~[24]のいずれかに記載の積層体。
[26]
前記一般式[3]中、mが100以下、または50以下である、[1]~[25]のいずれかに記載の積層体。
[27]
前記一般式[3]中、mが30以下、または20以下である、[1]~[26]のいずれかに記載の積層体。
[28]
前記アクリル系樹脂の数平均分子量が2,000以上、または5,000以上である、[1]~[27]のいずれかに記載の積層体。
[29]
前記アクリル系樹脂の数平均分子量が200,000以下、または100,000以下である、[1]~[28]のいずれかに記載の積層体。
[30]
前記アクリル系樹脂の数平均分子量が50,000以下、または30,000以下である、[1]~[29]のいずれかに記載の積層体。
[31]
前記アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計が70モル%以上、または90モル%以上である、[1]~[30]のいずれかに記載の積層体。
[32]
前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の前記合計が95モル%以上である、[31]に記載の積層体。
[33]
前記アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計が90モル%以上、または95モル%以上である、[1]~[32]のいずれかに記載の積層体。
[34]
前記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、前記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および前記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の前記合計が98モル%以上、または100モル%である、[33]に記載の積層体。
[35]
前記アクリル系樹脂を含む前記層における前記アクリル系樹脂の含有量が90質量%以上、または95質量%以上である、[1]~[34]のいずれかに記載の積層体。
[36]
前記アクリル系樹脂を含む前記層における前記アクリル系樹脂の含有量が98質量%以上である、[1]~[35]のいずれかに記載の積層体。
[37]
前記アクリル系樹脂を含む前記層が、前記積層体の表面の少なくとも一部をなす、[1]~[36]のいずれかに記載の積層体。
[38]
[1]~[37]のいずれかに記載の積層体を備える医療用具。
[39]
前記アクリル系樹脂を含む前記層が、前記医療用具の表面の少なくとも一部をなす、[38]に記載の医療用具。
[40]
(1)フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させた状態で、前記フェノール化合物の重合物を含む層を前記基材上に形成する工程、
(2)前記基材を水で洗浄した後、乾燥させる工程、
(3)アクリル系樹脂を含む溶液と前記乾燥後の基材を接触させる工程、
(4)前記アクリル系樹脂を含む前記溶液から取り出した前記基材を乾燥させる工程
を順に行うことを特徴とする、積層体の製造方法。
[41]
前記積層体が、[1]~[37]のいずれかに記載の積層体である、[40]に記載の積層体の製造方法。
[42]
前記工程(1)において、前記フェノール化合物を含む前記溶液を前記基材に接触させた状態で前記フェノール化合物の重合が進む、[40]または[41]に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、抗血栓性に優れた積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法を提供できる。
以下、本発明の実施形態である積層体について説明する。なお、以下において、数値範囲を示す「~」の表記は「未満」または「超過」の意味であることを特に断らない限り「以上以下」を示す。つまり、「A~B」は「A以上B以下」を意味する。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を包括的に指す用語である。
以下では、「一般式」を単に「式」と呼ぶことがある。
以下では、「一般式」を単に「式」と呼ぶことがある。
[積層体]
本発明の積層体は、基材と、フェノール化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層と、をこの順に備える。
当該積層体は、医療用具、特に血液や体液と接触する部分を有する医療用具としてや、医療用具の部材として有用である。
具体的な適用形態としては、カテーテル、輸液チューブ、人工心肺、血液回路、ドレーンチューブ等の医療用具が挙げられる。カテーテルとしては血管内留置カテーテルを挙げることができる。
本発明の積層体は、基材と、フェノール化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層と、をこの順に備える。
当該積層体は、医療用具、特に血液や体液と接触する部分を有する医療用具としてや、医療用具の部材として有用である。
具体的な適用形態としては、カテーテル、輸液チューブ、人工心肺、血液回路、ドレーンチューブ等の医療用具が挙げられる。カテーテルとしては血管内留置カテーテルを挙げることができる。
本発明の積層体において、フェノール化合物の重合物を含む層が、基材と、アクリル系樹脂を含む層との間に存在する。アクリル系樹脂を含む層は、フェノール化合物の重合物を含む層を介して基材に接着している。
フェノール化合物の重合物を含む層は、基材の表面の少なくとも一部に形成されていることができる。フェノール化合物の重合物を含む層は、基材の表面の一部に形成されていてもよく、基材の表面の全面に形成されていてもよい。
アクリル系樹脂を含む層は、フェノール化合物の重合物を含む層の表面の少なくとも一部に形成されていることができる。アクリル系樹脂を含む層は、フェノール化合物の重合物を含む層の表面の一部に形成されていてもよく、フェノール化合物の重合物を含む層の表面の全面に形成されていてもよい。
アクリル系樹脂を含む層は、フェノール化合物の重合物を含む層の表面の少なくとも一部に形成されていることができる。アクリル系樹脂を含む層は、フェノール化合物の重合物を含む層の表面の一部に形成されていてもよく、フェノール化合物の重合物を含む層の表面の全面に形成されていてもよい。
本発明の積層体の表面の少なくとも一部は、アクリル系樹脂を含む層によって形成されている。すなわち、アクリル系樹脂を含む層が、積層体の表面の少なくとも一部をなす。
本発明の積層体は抗血栓性に優れていることができる。これについて説明する。上述のとおり、本発明の積層体は、基材と、アクリル系樹脂を含む層との間に、フェノール化合物の重合物を含む層を備える。フェノール化合物の重合物を含む層は、基材と、アクリル系樹脂を含む層とを接着できる。これは、フェノール化合物の重合物が、フェノール化合物に由来する酸素原子を含むことができることから、基材が、たとえば難接着材料で形成されている場合には、フェノール化合物の重合物が基材の濡れ性を強められるためであると考えられる。さらに、フェノール化合物の重合物がベンゼン環を含むことができることから、フェノール化合物の重合物と基材に含まれる分子との間にファンデルワールス力がそれなりに働くことができることも、それ(すなわち、フェノール化合物の重合物を含む層が、基材と、アクリル系樹脂を含む層とを接着できること。)に寄与していると考えられる。フェノール化合物の重合物がベンゼン環を含むことができることから、フェノール化合物の重合物とアクリル系樹脂との間にファンデルワールス力がそれなりに働くことができることも、それ(すなわち、フェノール化合物の重合物を含む層が、基材と、アクリル系樹脂を含む層とを接着できること。)に寄与していると考えられる。フェノール化合物の重合物を含む層が、基材と、アクリル系樹脂を含む層とを接着できることから、本発明の積層体は、アクリル系樹脂による血栓形成抑制効果を発揮できる。したがって、本発明の積層体は抗血栓性に優れていることができる。
[基材]
本発明の基材の材質としては、医療用具、特に血液や体液と接触する部分を有する医療用具に適した材質が好ましく、耐薬品性、柔軟性の観点から、具体的には、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
本発明の基材を構成する材質は、1種でも2種以上でもよいが、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。
シリコーン系樹脂の例としては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン等のオルガノポリシロキサン、アクリル、エポキシ、ポリエステル、ポリアミド等とオルガノポリシロキサンの共重合体が挙げられるが、これらに限定されない。
フッ素系樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレンテトラフロロエチレン共重合体(ETFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレン共重合体(FEP)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
ポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリブタジエン、エチレンプロピレン共重合体等が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の基材の形状は、積層体の用途に応じて適宜設定でき、特に限定されない。
本発明の基材の材質としては、医療用具、特に血液や体液と接触する部分を有する医療用具に適した材質が好ましく、耐薬品性、柔軟性の観点から、具体的には、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
本発明の基材を構成する材質は、1種でも2種以上でもよいが、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。
シリコーン系樹脂の例としては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン等のオルガノポリシロキサン、アクリル、エポキシ、ポリエステル、ポリアミド等とオルガノポリシロキサンの共重合体が挙げられるが、これらに限定されない。
フッ素系樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレンテトラフロロエチレン共重合体(ETFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレン共重合体(FEP)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
ポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリブタジエン、エチレンプロピレン共重合体等が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の基材の形状は、積層体の用途に応じて適宜設定でき、特に限定されない。
[フェノール化合物]
本発明において、フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、カルバクロール、トリメチルフェノール、チモール、チロシン等のヒドロキシ基を1個有する芳香族化合物、カテコール、L-ドーパ、ドーパミン、ヒドロキシチロソール、レゾルシノール、ヒドロキノン等のヒドロキシ基を2個有する芳香族化合物、ピロガロール、没食子酸、ベンゼントリオール等のヒドロキシ基を3個以上有する芳香族化合物、カテキン、リグニン類、タンニン類、フィブロイン等のチロシン含有のタンパク質等のポリフェノール類が挙げられる。
本発明において、フェノール化合物の中から1種を選択して単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。フェノール化合物の中でも、ヒドロキシ基を2個有する芳香族化合物が好ましく、カテコール基を有する化合物がより好ましく、ドーパミン、ヒドロキシチロソールがさらに好ましい。
本発明において、フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、カルバクロール、トリメチルフェノール、チモール、チロシン等のヒドロキシ基を1個有する芳香族化合物、カテコール、L-ドーパ、ドーパミン、ヒドロキシチロソール、レゾルシノール、ヒドロキノン等のヒドロキシ基を2個有する芳香族化合物、ピロガロール、没食子酸、ベンゼントリオール等のヒドロキシ基を3個以上有する芳香族化合物、カテキン、リグニン類、タンニン類、フィブロイン等のチロシン含有のタンパク質等のポリフェノール類が挙げられる。
本発明において、フェノール化合物の中から1種を選択して単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。フェノール化合物の中でも、ヒドロキシ基を2個有する芳香族化合物が好ましく、カテコール基を有する化合物がより好ましく、ドーパミン、ヒドロキシチロソールがさらに好ましい。
[フェノール化合物の重合物]
本発明のフェノール化合物の重合物は、上記フェノール化合物が酸化縮合または酸化カップリング等で反応した重合物である。
上記フェノール化合物の重合物の形成に使用されるフェノール化合物は、酸化縮合または酸化カップリング等が可能であることを限度として、塩酸塩等の塩の形態であってもよい。
本発明のフェノール化合物の重合物は、上記フェノール化合物が酸化縮合または酸化カップリング等で反応した重合物である。
上記フェノール化合物の重合物の形成に使用されるフェノール化合物は、酸化縮合または酸化カップリング等が可能であることを限度として、塩酸塩等の塩の形態であってもよい。
上記フェノール化合物の重合物の形成に使用されるフェノール化合物は、重合を促すための開始剤、反応剤、触媒、緩衝剤を適宜、含んでいても良い。
触媒の例としては、塩化銅、四塩化バナジウム、二酸化マンガン、酸化鉄等の遷移金属、ペルオキシダーゼ、カタラーゼ、チロシナーゼ等の酸化酵素、過酸化水素等が挙げられる。
緩衝剤の例としては、HEPES(4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸)、TRIS(トリスヒドロキシメチルアミノメタン)、AMPD(2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール)等が挙げられる。
緩衝剤の濃度は、フェノール化合物の重合物が形成される範囲内であれば、特に限定されないが、1mM~100mMの範囲が好ましく、10mM~50mMの範囲がより好ましい。
触媒の例としては、塩化銅、四塩化バナジウム、二酸化マンガン、酸化鉄等の遷移金属、ペルオキシダーゼ、カタラーゼ、チロシナーゼ等の酸化酵素、過酸化水素等が挙げられる。
緩衝剤の例としては、HEPES(4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸)、TRIS(トリスヒドロキシメチルアミノメタン)、AMPD(2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール)等が挙げられる。
緩衝剤の濃度は、フェノール化合物の重合物が形成される範囲内であれば、特に限定されないが、1mM~100mMの範囲が好ましく、10mM~50mMの範囲がより好ましい。
本発明において、フェノール化合物の重合物は、本発明の抗血栓性の効果を発現する限りにおいて、上記フェノール化合物の他に、他のコモノマー由来の構成単位を含む重合物であってもよい。抗血栓性効果をより向上させる観点から、上記フェノール化合物の重合物は、他のコモノマー由来の構成単位を含まず、フェノール化合物由来の構成単位のみを含む重合物であることが好ましい。
本発明のフェノール化合物は、酸化酵素と過酸化水素の存在下での酸化重合が進行する。具体的に、ヒドロキシチロソールを使用した場合の重合例を下記式[4]に示すが、これに限定されるものではない。
本発明のフェノール化合物にドーパミンを用いた場合は、重合を促すための開始剤、反応剤、触媒がなくとも、アルカリ性水溶液中で、酸化重合が室温(20℃~25℃)で進行する。ドーパミンを使用した場合の重合例を下記式[5]に示すが、これに限定されるものではない。
本発明において、フェノール化合物の重合物の形成に使用される溶媒は、フェノール化合物が溶解する溶媒であれば特に限定されないが、環境負荷低減の観点から、水溶性の溶媒が好ましく、水がより好ましい。
本発明において、フェノール化合物の重合物の形成に使用される溶媒は、pH5.0~12.0が好ましく、8.0~9.0がより好ましく、pH8.0~8.5がより好ましい。溶媒がpH5.0~12.0であれば、フェノール化合物の重合が進行する。
本発明において、フェノール化合物の重合物の形成に使用される溶媒に含まれるフェノール化合物は、0.01質量%~1.0質量%の範囲が好ましく、0.05質量%~0.5質量%の範囲がより好ましく、0.05質量%~0.2質量%がさらに好ましい。
フェノール化合物の重合物は、下記式[4-1]で示される構成単位を含むことが好ましい。フェノール化合物の重合物がこの構成単位を含むと、基材がたとえば難接着材料で形成されている場合に、フェノール化合物の重合物が基材の濡れ性をいっそう強めることができる。
フェノール化合物の重合物が、下記式[5-1]で示される構成単位を含むことも好ましい。フェノール化合物の重合物がこの構成単位を含むと、基材がたとえば難接着材料で形成されている場合に、フェノール化合物の重合物が基材の濡れ性をいっそう強めることができる。
本発明のフェノール化合物の重合物を含む層は、フェノール化合物の重合物の他に、保存剤、界面活性剤、抗菌剤等を適宜、含んでいても良い。
本発明のフェノール化合物の重合物を含む層は、当該基材との間で水素結合あるいはファンデルワールス力による相互作用により積層していることができる。
本発明において、フェノール化合物の重合物を含む層を基材に積層させる方法は特に限定されないが、たとえば、フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させた状態で、フェノール化合物の重合物を含む層を基材上に形成する方法が挙げられる。この方法において、フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させた状態でフェノール化合物の重合が進むことができる。フェノール化合物の重合物を含む層が形成された基材を、フェノール化合物を含む溶液から必要に応じて取り出し、必要に応じて水で洗浄し、必要に応じて乾燥させる。フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させるより具体的な方法としては、当該基材を溶媒に浸漬させた状態で、フェノール化合物を当該溶媒に添加する方法が好ましい。その方法において、浸漬後の基材を取り出した後、水洗してもよく、適宜、乾燥してもよい。
当該基材を浸漬させる際の時間と温度は、フェノール化合物の酸化重合またはカップリング重合等が進行する温度または時間であれば制限はない。
フェノール化合物の重合物を含む層は、上述のとおり、基材表面の全体に積層していてもよいし、基材表面の一部に積層していてもよい。
本発明において、フェノール化合物の重合物を含む層の厚みの度合は、分光ヘイズメーターによる全光線透過率を測定することで求めることができる。基材のみ(ブランク)の全光線透過率と、フェノール化合物を含む層のみが積層した基材(サンプル)の全光線透過率とを測定し、ブランクとサンプルとの全光線透過率の差から、厚みの度合いを評価できる。この差は次式によって求めることができる。
ブランクとサンプルとの全光線透過率の差=ブランクの全光線透過率-サンプルの全光線透過率
ブランクとサンプルとの全光線透過率の差は、0.1%~10%の範囲が好ましく、1%~8%の範囲がより好ましく、1%~5%の範囲がさらに好ましい。全光線透過率の差が0.1%以上であると、基材がたとえば難接着材料で形成されている場合に、フェノール化合物の重合物による基材の濡れ性の向上効果をいっそう強めることができる。全光線透過率の差が10%以上になると、医療用具としての透明性が悪くなるため、使用面では適さない場合がある。
ブランクとサンプルとの全光線透過率の差=ブランクの全光線透過率-サンプルの全光線透過率
ブランクとサンプルとの全光線透過率の差は、0.1%~10%の範囲が好ましく、1%~8%の範囲がより好ましく、1%~5%の範囲がさらに好ましい。全光線透過率の差が0.1%以上であると、基材がたとえば難接着材料で形成されている場合に、フェノール化合物の重合物による基材の濡れ性の向上効果をいっそう強めることができる。全光線透過率の差が10%以上になると、医療用具としての透明性が悪くなるため、使用面では適さない場合がある。
本発明において、フェノール化合物にドーパミンを用いた場合、基材に積層しているフェノール化合物の重合物の同定は、ATR-FTIR法(全反射測定法)により行うことができる。ATR-FTIRスペクトルにおいて、フェノール化合物の重合物を含む層が積層した基材は、3400~3500cm-1にN-H伸縮および/またはO-H伸縮に基づく吸収ピークが観測されるため、基材上のフェノール化合物の重合物を含む層の有無を確認できる。
本発明において、フェノール化合物にヒドロキシチロソールを用いた場合、基材に積層しているフェノール化合物の重合物の同定は、ATR-FTIR法(全反射測定法)により行うことができる。ATR-FTIRスペクトルにおいて、フェノール化合物の重合物を含む層が積層した基材は、3400~3500cm-1にO-H伸縮に基づく吸収ピークが観測されるため、基材上のフェノール化合物の重合物を含む層の有無を確認できる。
フェノール化合物の重合物を含む層におけるフェノール化合物の重合物の含有量は90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上がさらに好ましい。90質量%以上であると、基材がたとえば難接着材料で形成されている場合に、フェノール化合物の重合物を含む層による基材の濡れ性の向上効果をいっそう強めることができる。
[アクリル系樹脂]
本発明のアクリル系樹脂は、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレート単位を含むことが好ましい。すなわち、アクリル系樹脂は、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。下記一般式[1]において、R2の炭素数が1~5のものを使用するのが好ましく、1~2がより好ましい。下記一般式[1]において、エチレンオキサイド単位が1~4であるものを使用するのが好ましく、2~4がより好ましい。具体的には、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレートなどがある。メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシペンタエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘプタエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシオクタエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシノナエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシデカエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。繰り返し単位が大きくなり親水性が増大しすぎるとアクリル系樹脂の血液への溶出が多くなる可能性がある。したがって、繰り返しエチレンオキサイド単位が4のメトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、3のメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートがさらに好ましい。繰り返しエチレンオキサイド単位が3のメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートが特に好ましい。
(式[1]中、R1は水素原子またはメチル基、R2は炭素原子数1~5のアルキル基または炭素原子数1~5のアラルキル基、nは1~4の整数を示す。)
本発明のアクリル系樹脂は、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレート単位を含むことが好ましい。すなわち、アクリル系樹脂は、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。下記一般式[1]において、R2の炭素数が1~5のものを使用するのが好ましく、1~2がより好ましい。下記一般式[1]において、エチレンオキサイド単位が1~4であるものを使用するのが好ましく、2~4がより好ましい。具体的には、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレートなどがある。メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシペンタエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘプタエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシオクタエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシノナエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシデカエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。繰り返し単位が大きくなり親水性が増大しすぎるとアクリル系樹脂の血液への溶出が多くなる可能性がある。したがって、繰り返しエチレンオキサイド単位が4のメトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、3のメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートがさらに好ましい。繰り返しエチレンオキサイド単位が3のメトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートが特に好ましい。
本発明のアクリル系樹脂は、抗血栓性を付与する観点からは、下記一般式[2]で示される(メタ)アクリレート単位を含む(メタ)アクリレート重合体であることが好ましい。つまり、アクリル系樹脂は、下記一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。R3の炭素数が2~30のものを使用するのが好ましく、4~24がより好ましく、6~18がさらに好ましい。具体例として、ノルマルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等がある。R3の炭素数が小さすぎると疎水性が不十分で、溶媒に均一に溶解できず白濁してしまう恐れがある。R3の炭素数が大きすぎると親水性が低下し、抗血栓性が低下する恐れがある。これらを踏まえると、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートおよびラウリル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
(式[2]中、R3は炭素原子数2~30のアルキル基または炭素原子数2~30のアラルキル基、R4は水素原子またはメチル基を示す。)
本発明のアクリル系樹脂は、下記一般式[3]で示される(メタ)アクリレート単位を含む(メタ)アクリレート重合体であることが好ましい。つまり、アクリル系樹脂は、下記一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。ジメチルシロキサン繰り返し単位が1~1000であるシリコーン(メタ)アクリレートを用いるのが好ましい。繰り返し単位が大きすぎると、得られる(メタ)アクリレート重合体の粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難となることがある。また、繰り返し単位が小さすぎると、粘度が下がりすぎて医療用具等の塗布面から容易に消失してしまう恐れがある。したがって、ジメチルシロキサン繰り返し単位は、1~500がより好ましく、5~100がより好ましく、10~50がさらに好ましく、10~30が特に好ましい。ジメチルシロキサン繰り返し単位は20以下が特に好ましい。
(式[3]中、R5は水素原子またはメチル基、R6は炭素原子数1~6のアルキレン基、R7は炭素原子数1~6のアルキル基、mは1~1000の範囲を示す。)
R5は水素原子またはメチル基である。なかでもR5はメチル基が好ましい。
R6は、直鎖状の炭素原子数1~6のアルキレン基であってもよく、分岐鎖状の炭素原子数1~6のアルキレン基であってもよい。R6として、たとえばメチレン基、エチレン基、n-プロピレン基を挙げることができる。R6の炭素数は2以上4以下であってもよく、3であってもよい。
R7は、直鎖状の炭素原子数1~6のアルキル基であってもよく、分岐鎖状の炭素原子数1~6のアルキル基であってもよい。R7として、たとえばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基を挙げることができる。R7の炭素数は2以上5以下であってもよく、4であってもよい。
本発明のアクリル系樹脂の数平均分子量(Mn)は2,000~200,000が好ましい。アクリル系樹脂の数平均分子量(Mn)が2,000未満になると、アクリル系樹脂が血液中に容易に溶出する恐れがあるばかりでなく、塗膜の強度、安定性などが失われる可能性がある。アクリル系樹脂の数平均分子量(Mn)が200,000超過になると、コーティングする際の作業性が低下するおそれがある。すなわち、アクリル系樹脂の数平均分子量(Mn)は2,000~200,000が好ましく、5,000~100,000がより好ましく、5,000~50,000がさらに好ましく、5,000~30,000が特に好ましい。
数平均分子量(Mn)を測定する方法としては、末端基定量法、浸透圧法、蒸気圧オスモメトリー、蒸気圧降下法、氷点降下法、沸点上昇法、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法などがあるが、本発明においては操作の容易さの点でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法を採用する。
数平均分子量(Mn)を測定する方法としては、末端基定量法、浸透圧法、蒸気圧オスモメトリー、蒸気圧降下法、氷点降下法、沸点上昇法、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法などがあるが、本発明においては操作の容易さの点でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法を採用する。
本発明のアクリル系樹脂において、上記一般式[1]で示される(メタ)アクリレート単位、上記一般式[2]で示される(メタ)アクリレート単位、および上記一般式[3]で示される(メタ)アクリレート単位は、式1:(式2+式3)=100~5:0~95のモル比で共重合されていることが好ましく、70~5:30~95のモル比で共重合されていることがより好ましく、45~5:55~95のモル比で共重合されていることがさらに好ましく、40~15:60~85のモル比で共重合されていることが特に好ましい。この範囲にあると、積層体の抗血栓性と透明性を両立することができる。
アクリル系樹脂は、上述のとおり、一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。すなわち、アクリル系樹脂は、下記一般式[1-1]で示される構成単位を含むことが好ましい。なぜなら、アクリル系樹脂がこの構成単位を含むと、アクリル系樹脂が血栓形成抑制効果を発揮できるためである。
(式[1-1]中、R1は水素原子またはメチル基、R2は炭素原子数1~5のアルキル基または炭素原子数1~5のアラルキル基、nは1~4の整数を示す。)
アクリル系樹脂は、上述のとおり、一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。すなわち、アクリル系樹脂は、下記一般式[2-1]で示される構成単位を含むことが好ましい。なぜなら、アクリル系樹脂がこの構成単位を含むと、アクリル系樹脂が血栓形成抑制効果を発揮できるためである。
(式[2-1]中、R3は炭素原子数2~30のアルキル基または炭素原子数2~30のアラルキル基、R4は水素原子またはメチル基を示す。)
アクリル系樹脂が、一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の少なくとも一方を含むことが好ましい。
アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計は70モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、95モル%以上がさらに好ましい。
アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計は70モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、95モル%以上がさらに好ましい。
アクリル系樹脂は、上述のとおり、一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。すなわち、アクリル系樹脂は、下記一般式[3-1]で示される構成単位をさらに含むことが好ましい。
(式[3-1]中、R5は水素原子またはメチル基、R6は炭素原子数1~6のアルキレン基、R7は炭素原子数1~6のアルキル基、mは1~1000の範囲を示す。)
アクリル系樹脂は、一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むことが好ましい。
アクリル系樹脂の全モノマー単位を100モル%としたとき、一般式[1]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、一般式[2]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位、および一般式[3]で示される(メタ)アクリレートに由来する構成単位の合計は90モル%以上が好ましく、95モル%以上がより好ましく、98モル%以上がさらに好ましい。100モル%であってもよい。
アクリル系樹脂の具体例として、ポリジメチルシロキサンメタクリレート(PDMSMA)、2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)、およびメトキシトリエチレングリコールアクリレート(MTEGA)の共重合体(一例として後述の製造例1参照)、2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)およびメトキシトリエチレングリコールアクリレート(MTEGA)の共重合体(一例として下記製造例2参照)、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)の単独重合体(一例として下記製造例3参照)などを挙げることができる。
(製造例2)アクリル系樹脂の製造
メトキシトリエチレングリコールアクリレート(MTEGA)(新中村化学工業社)15.1g、2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)(東京化成工業社)29.7gに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬社)0.0447gを加え、酢酸エチル(東京化成工業社)178.9g中で80℃、20時間の条件で重合反応を行う。重合反応終了後、反応液10mLを攪拌下のエタノール50mLに滴下して溶解させ、水を滴下することにより重合物を単離する。上清をデカンテーションにより除去する。この精製処理を2回繰り返した後、沈殿を一昼夜60℃にて減圧乾燥して共重合体を得る。
これにより、数平均分子量12,000、MTEGA/EHA=73.51/26.53(共重合組成比)のアクリル系樹脂を製造できる。
メトキシトリエチレングリコールアクリレート(MTEGA)(新中村化学工業社)15.1g、2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)(東京化成工業社)29.7gに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬社)0.0447gを加え、酢酸エチル(東京化成工業社)178.9g中で80℃、20時間の条件で重合反応を行う。重合反応終了後、反応液10mLを攪拌下のエタノール50mLに滴下して溶解させ、水を滴下することにより重合物を単離する。上清をデカンテーションにより除去する。この精製処理を2回繰り返した後、沈殿を一昼夜60℃にて減圧乾燥して共重合体を得る。
これにより、数平均分子量12,000、MTEGA/EHA=73.51/26.53(共重合組成比)のアクリル系樹脂を製造できる。
(製造例3)アクリル系樹脂の製造
2-メトキシエチルアクリレート(MEA)(東京化成工業社)44.8gに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬社)0.052gを加え、酢酸エチル(東京化成工業社)200.2g中で80℃、20時間の条件で重合反応を行う。重合反応終了後、反応液10mLを攪拌下のエタノール50mLに滴下して溶解させ、水を滴下することにより重合物を単離する。上清をデカンテーションにより除去する。この精製処理を2回繰り返した後、沈殿を一昼夜60℃にて減圧乾燥して共重合体を得る。
これにより数平均分子量18,000のアクリル系樹脂を製造できる。
2-メトキシエチルアクリレート(MEA)(東京化成工業社)44.8gに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬社)0.052gを加え、酢酸エチル(東京化成工業社)200.2g中で80℃、20時間の条件で重合反応を行う。重合反応終了後、反応液10mLを攪拌下のエタノール50mLに滴下して溶解させ、水を滴下することにより重合物を単離する。上清をデカンテーションにより除去する。この精製処理を2回繰り返した後、沈殿を一昼夜60℃にて減圧乾燥して共重合体を得る。
これにより数平均分子量18,000のアクリル系樹脂を製造できる。
本発明のアクリル系樹脂を溶解させる溶媒は、アクリル系樹脂を溶解させるものであれば特に限定されないが、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、メタノール、エタノールが好ましい。
本発明のアクリル系樹脂を含む層は、アクリル系樹脂の他に、保存剤、界面活性剤、抗菌剤等を含むことができる。
アクリル系樹脂を含む層におけるアクリル系樹脂の含有量は90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上がさらに好ましい。90質量%以上であると、アクリル系樹脂を含む層による血栓形成抑制効果をいっそう発揮できる。
アクリル系樹脂を溶解させる溶媒に含まれるアクリル系樹脂は、0.5質量%~5.0質量%が好ましく、1.0質量%~4.0質量%がより好ましく、1.0質量%~3.0質量%がさらに好ましい。すなわち、アクリル系樹脂を含む溶液におけるアクリル系樹脂の含有量は、0.5質量%~5.0質量%が好ましく、1.0質量%~4.0質量%がより好ましく、1.0質量%~3.0質量%がさらに好ましい。
本発明において、フェノール化合物の重合物を含む層に、アクリル系樹脂を含む層を積層させる方法としては、スプレイ法、ディッピング法、浸漬法、コーティング法、レイヤー・バイ・レイヤー等の方法が挙げられるが、簡易的な方法の観点から、浸漬法、ディッピング法が好ましい。
フェノール化合物の重合物を含む層に、アクリル系樹脂を含む層を積層するための操作では、たとえば、フェノール化合物の重合物を含む層が形成された基材(具体的には、フェノール化合物の重合物を含む層が形成され、必要に応じて水で洗浄され、必要に応じて乾燥された基材)を、アクリル系樹脂を含む溶液に接触させたうえで、アクリル系樹脂を含む溶液から基材を取り出し、乾燥させることができる。
フェノール化合物の重合物を含む層に、アクリル系樹脂を含む層を積層させる際の時間と温度は、両層同士が十分に密着する時間と温度の限りにおいて制限はない。
フェノール化合物の重合物を含む層に、アクリル系樹脂を含む層を積層するための操作では、たとえば、フェノール化合物の重合物を含む層が形成された基材(具体的には、フェノール化合物の重合物を含む層が形成され、必要に応じて水で洗浄され、必要に応じて乾燥された基材)を、アクリル系樹脂を含む溶液に接触させたうえで、アクリル系樹脂を含む溶液から基材を取り出し、乾燥させることができる。
フェノール化合物の重合物を含む層に、アクリル系樹脂を含む層を積層させる際の時間と温度は、両層同士が十分に密着する時間と温度の限りにおいて制限はない。
アクリル系樹脂を含む層は、本発明の積層体が抗血栓性を有する限りにおいて、基材表面の全体に積層していてもよいし、基材の一部に積層していてもよい。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
(数平均分子量の測定)
アクリル系樹脂15mgに3mLのGPC測定用の移動相を加えてアクリル系樹脂を溶解させて、0.45μmの親水性PTFE(Millex-LH;日本ミリポア)でろ過を行った。GPC測定は510高圧ポンプ、717plus自動注入装置(日本ウォーターズ)、RI-101(昭和電工)の測定装置を用い、カラム;PLgel 5μMIXED-D(600×7.5mm)(Polymer Laboratories)、カラム温度は常温で行い、移動相は0.03重量%のジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を添加したテトラヒドロフラン(THF)を用いた。RI(Refractive Index)にて検出を行い、50μL注入した。分子量校正は単分散PMMA(Easi Cal: Polymer Laboratorie s)で行った。
アクリル系樹脂15mgに3mLのGPC測定用の移動相を加えてアクリル系樹脂を溶解させて、0.45μmの親水性PTFE(Millex-LH;日本ミリポア)でろ過を行った。GPC測定は510高圧ポンプ、717plus自動注入装置(日本ウォーターズ)、RI-101(昭和電工)の測定装置を用い、カラム;PLgel 5μMIXED-D(600×7.5mm)(Polymer Laboratories)、カラム温度は常温で行い、移動相は0.03重量%のジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を添加したテトラヒドロフラン(THF)を用いた。RI(Refractive Index)にて検出を行い、50μL注入した。分子量校正は単分散PMMA(Easi Cal: Polymer Laboratorie s)で行った。
(共重合組成比の測定)
NMR用試験管(規格;N-5、日本精密化学社製)中にアクリル系樹脂50mgをパスツールピペットにて加えた後、重クロロホルム(和光純薬社製)0.7mLを加え十分に混和し、試料用キャップ(規格;NC-5、日本精密化学社製)で蓋をした。共重合組成比は、VARIAN社のGEMINI-200を用いて室温下1H NMR測定を実施し、算出した。
NMR用試験管(規格;N-5、日本精密化学社製)中にアクリル系樹脂50mgをパスツールピペットにて加えた後、重クロロホルム(和光純薬社製)0.7mLを加え十分に混和し、試料用キャップ(規格;NC-5、日本精密化学社製)で蓋をした。共重合組成比は、VARIAN社のGEMINI-200を用いて室温下1H NMR測定を実施し、算出した。
(抗血栓性評価)
積層サンプル(2cm×4cm)の左右半面それぞれに200μL血液溶液(クエン酸加ウサギ血液と80mM塩化カルシウム水溶液とを12:1の体積比で混合したもの)を滴下し、37℃で30分間保温した。その後、生理食塩水中に浸漬させ、血糊の剥離の有無を判定し、試験数を5回とし、全て剥がれた場合を抗血栓性あり、剥がれない場合を抗血栓性なしと判定した。
積層サンプル(2cm×4cm)の左右半面それぞれに200μL血液溶液(クエン酸加ウサギ血液と80mM塩化カルシウム水溶液とを12:1の体積比で混合したもの)を滴下し、37℃で30分間保温した。その後、生理食塩水中に浸漬させ、血糊の剥離の有無を判定し、試験数を5回とし、全て剥がれた場合を抗血栓性あり、剥がれない場合を抗血栓性なしと判定した。
(全光線透過率の測定)
全光線透過率は、JIS K 7361ー1:1997に準拠し、サンプル(5cm×5cm)にて、ヘイズメーター(日本電色工業社、NDH5000)を用いて測定した。
全光線透過率は、JIS K 7361ー1:1997に準拠し、サンプル(5cm×5cm)にて、ヘイズメーター(日本電色工業社、NDH5000)を用いて測定した。
(製造例1)アクリル系樹脂の製造
メトキシトリエチレングリコールアクリレート(MTEGA)(新中村化学工業社)17.8g、シリコーンメタクリレート(SiSM)(Gelest社、製品名;MCR-M11)4.8gおよび2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)(東京化成工業社)27.5gに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬社)0.052gを加え、酢酸エチル(東京化成工業社)200.2g中で80℃、20時間の条件で重合反応を行った。重合反応終了後、反応液10mLを攪拌下のエタノール50mLに滴下して溶解させ、水を滴下することにより重合物を単離した。上清をデカンテーションにより除去した。この精製処理を2回繰り返した後、沈殿を一昼夜60℃にて減圧乾燥して共重合体を得た。
製造したアクリル系樹脂の数平均分子量は23,000、共重合組成比はMTEGA/(EHA+SiSM)=35.53/64.47であった。
メトキシトリエチレングリコールアクリレート(MTEGA)(新中村化学工業社)17.8g、シリコーンメタクリレート(SiSM)(Gelest社、製品名;MCR-M11)4.8gおよび2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)(東京化成工業社)27.5gに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬社)0.052gを加え、酢酸エチル(東京化成工業社)200.2g中で80℃、20時間の条件で重合反応を行った。重合反応終了後、反応液10mLを攪拌下のエタノール50mLに滴下して溶解させ、水を滴下することにより重合物を単離した。上清をデカンテーションにより除去した。この精製処理を2回繰り返した後、沈殿を一昼夜60℃にて減圧乾燥して共重合体を得た。
製造したアクリル系樹脂の数平均分子量は23,000、共重合組成比はMTEGA/(EHA+SiSM)=35.53/64.47であった。
(実施例1)シリコーン基材とポリドーパミンを含む層とを有するサンプルの作製
ナカライテスク社製10 mM Tris-HCl(pH 8.5)水溶液を調製し、基材(10cm×20cm×5mmの医療用シリコーン基材)を浸漬させて、超音波による脱泡処理を行った。当該基材が浸漬した水溶液中に、0.2質量%となるように東京化成工業製ドーパミン塩酸塩を添加し、室温(20~25℃)で2時間静置した。当該基材を取り出し、基材表面を水洗し、室温(20~25℃)で1時間風乾させた。以上の手順によってサンプルを得た。サンプル(すなわち、ポリドーパミンを含む層が積層した基材)のATR-FTIR法(全反射測定法)による測定を行ったところ、図1に記載の通り、3400~3500cm-1にN-H、O-H伸縮に基づく吸収ピークが観測された(図1のポリドーパミンコート参照)。このことから、基材表面に、ポリドーパミンの形成と付着を確認した。さらに、村上色彩技術研究所製ヘイズメーターにより、サンプル(すなわち、ポリドーパミンが付着したシリコーン基材)の全光線透過率を測定した結果、77.07%であった。シリコーン基材(比較例1)の全光線透過率81.89%に対し、その差が4.8%であった。
ナカライテスク社製10 mM Tris-HCl(pH 8.5)水溶液を調製し、基材(10cm×20cm×5mmの医療用シリコーン基材)を浸漬させて、超音波による脱泡処理を行った。当該基材が浸漬した水溶液中に、0.2質量%となるように東京化成工業製ドーパミン塩酸塩を添加し、室温(20~25℃)で2時間静置した。当該基材を取り出し、基材表面を水洗し、室温(20~25℃)で1時間風乾させた。以上の手順によってサンプルを得た。サンプル(すなわち、ポリドーパミンを含む層が積層した基材)のATR-FTIR法(全反射測定法)による測定を行ったところ、図1に記載の通り、3400~3500cm-1にN-H、O-H伸縮に基づく吸収ピークが観測された(図1のポリドーパミンコート参照)。このことから、基材表面に、ポリドーパミンの形成と付着を確認した。さらに、村上色彩技術研究所製ヘイズメーターにより、サンプル(すなわち、ポリドーパミンが付着したシリコーン基材)の全光線透過率を測定した結果、77.07%であった。シリコーン基材(比較例1)の全光線透過率81.89%に対し、その差が4.8%であった。
(実施例2)シリコーン基材とポリドーパミンを含む層とを有するサンプルの作製
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の添加濃度を0.2質量%から0.1質量%に変更した以外は、実施例1の通り実施した。サンプルの全光線透過率を測定した結果、79.07%であった。シリコーン基材(比較例1)の全光線透過率81.89%に対し、その差が2.8%であった。
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の添加濃度を0.2質量%から0.1質量%に変更した以外は、実施例1の通り実施した。サンプルの全光線透過率を測定した結果、79.07%であった。シリコーン基材(比較例1)の全光線透過率81.89%に対し、その差が2.8%であった。
(実施例3)シリコーン基材とポリドーパミンを含む層とを有するサンプルの作製
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の添加濃度を0.2質量%から0.05質量%に変更した以外は、実施例1の通り実施した。サンプルの全光線透過率を測定した結果、80.28%であった。シリコーン基材(比較例1)の全光線透過率81.89%に対し、その差が1.6%であった。
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の添加濃度を0.2質量%から0.05質量%に変更した以外は、実施例1の通り実施した。サンプルの全光線透過率を測定した結果、80.28%であった。シリコーン基材(比較例1)の全光線透過率81.89%に対し、その差が1.6%であった。
(実施例4)PTFE基材とポリドーパミンを含む層とを有するサンプルの作製
シリコーン基材の代わりにPTFE基材を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
シリコーン基材の代わりにPTFE基材を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
(実施例5)HDPE基材とポリドーパミンを含む層とを有するサンプルの作製
シリコーン基材の代わりにHDPE基材を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
シリコーン基材の代わりにHDPE基材を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
(実施例6)シリコーン基材とヒドロキシチロソール重合体を含む層とを有するサンプルの作製
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の代わりにヒドロキシチロソール(0.2質量%、東京化成工業社製)、ペルオキシダーゼ(0.2質量%、富士フィルム和光純薬工業社製)および過酸化水素(0.2質量%)を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の代わりにヒドロキシチロソール(0.2質量%、東京化成工業社製)、ペルオキシダーゼ(0.2質量%、富士フィルム和光純薬工業社製)および過酸化水素(0.2質量%)を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
(実施例7)PTFE基材とヒドロキシチロソール重合体を含む層とを有するサンプルの作製
シリコーン基材の代わりにPTFE基材を用いて、ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の代わりにヒドロキシチロソール(0.2質量%、東京化成工業社製)、ペルオキシダーゼ(0.2質量%、富士フィルム和光純薬工業社製)および過酸化水素(0.2質量%)を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
シリコーン基材の代わりにPTFE基材を用いて、ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の代わりにヒドロキシチロソール(0.2質量%、東京化成工業社製)、ペルオキシダーゼ(0.2質量%、富士フィルム和光純薬工業社製)および過酸化水素(0.2質量%)を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
(実施例8)HDPE基材とヒドロキシチロソール重合体を含む層とを有するサンプルの作製
シリコーン基材の代わりにHDPE基材を用いて、ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の代わりにヒドロキシチロソール(0.2質量%、東京化成工業社製)、ペルオキシダーゼ(0.2質量%、富士フィルム和光純薬工業社製)および過酸化水素(0.2質量%)を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
シリコーン基材の代わりにHDPE基材を用いて、ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)の代わりにヒドロキシチロソール(0.2質量%、東京化成工業社製)、ペルオキシダーゼ(0.2質量%、富士フィルム和光純薬工業社製)および過酸化水素(0.2質量%)を用いた以外は、実施例1の通り実施した。
(比較例1)シリコーン基材(未処理)の作製
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)を添加しない条件にて、実施例1に記載通りサンプルを作製した。このサンプル、すなわちシリコーン基材を比較例1とした。
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)を添加しない条件にて、実施例1に記載通りサンプルを作製した。このサンプル、すなわちシリコーン基材を比較例1とした。
(比較例2)PTFE基材(未処理)の作製
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)を添加しない条件にて、実施例1記載のシリコーン基材の代わりにPTFE基材(川村産業社製10cm×20cm×5mm)を用いてサンプルを作製した。このサンプル、すなわちPTFE基材を比較例2とした。
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)を添加しない条件にて、実施例1記載のシリコーン基材の代わりにPTFE基材(川村産業社製10cm×20cm×5mm)を用いてサンプルを作製した。このサンプル、すなわちPTFE基材を比較例2とした。
(比較例3)HDPE基材(未処理)の作製
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)を添加しない条件にて、実施例1記載のシリコーン基材の代わりにHDPE基材(アズワン製10cm×20cm×5mm)を用いてサンプルを作製した。このサンプル、すなわちHDPE基材を比較例3とした。
ドーパミン塩酸塩(東京化成工業製)を添加しない条件にて、実施例1記載のシリコーン基材の代わりにHDPE基材(アズワン製10cm×20cm×5mm)を用いてサンプルを作製した。このサンプル、すなわちHDPE基材を比較例3とした。
(試験例1)積層サンプル(すなわち、アクリル系樹脂を含む層をさらに有するサンプル)の作製および評価
製造例1で製造したアクリル系樹脂が3.0質量%になるようエタノールに溶解させた。当該アクリル系樹脂が溶解したエタノール溶液に、実施例1~8および比較例1~3で記載したサンプルを、室温(20~25℃)で10秒間浸漬させた。当該サンプルを溶液から取り出した後、室温(20~25℃)で乾燥させた。当該乾燥後のサンプル(すなわち積層サンプル)について、光学顕微鏡(キーエンス製デジタルマイクロスコープ、VHX-900、倍率100倍)にて表面観察を行い、コート均一性を判定した。
実施例1および比較例1で作製したサンプルを、アクリル系樹脂(3.0質量%)が溶解したエタノール溶液に浸漬させて乾燥させた後の顕微鏡写真を図2に示す。つまり、実施例1および比較例1で作製した積層サンプルの顕微鏡写真を図2に示す。比較例1において、アクリル系樹脂の濡れ性が悪く、液滴の乾燥物が激しく見られるのに対し、実施例1では、濡れ性が高まり、アクリル系樹脂が均一にコートされていることが確認された。
実施例1~8および比較例1~3に係る積層サンプルの評価結果を表1に記載する。
製造例1で製造したアクリル系樹脂が3.0質量%になるようエタノールに溶解させた。当該アクリル系樹脂が溶解したエタノール溶液に、実施例1~8および比較例1~3で記載したサンプルを、室温(20~25℃)で10秒間浸漬させた。当該サンプルを溶液から取り出した後、室温(20~25℃)で乾燥させた。当該乾燥後のサンプル(すなわち積層サンプル)について、光学顕微鏡(キーエンス製デジタルマイクロスコープ、VHX-900、倍率100倍)にて表面観察を行い、コート均一性を判定した。
実施例1および比較例1で作製したサンプルを、アクリル系樹脂(3.0質量%)が溶解したエタノール溶液に浸漬させて乾燥させた後の顕微鏡写真を図2に示す。つまり、実施例1および比較例1で作製した積層サンプルの顕微鏡写真を図2に示す。比較例1において、アクリル系樹脂の濡れ性が悪く、液滴の乾燥物が激しく見られるのに対し、実施例1では、濡れ性が高まり、アクリル系樹脂が均一にコートされていることが確認された。
実施例1~8および比較例1~3に係る積層サンプルの評価結果を表1に記載する。
×:アクリル系樹脂の液滴の乾燥物が確認され、不均一なコート面である。
〇:アクリル系樹脂の液滴の乾燥物は観測されず、均一なコート面である。
(試験例2)抗血栓性試験
(実施例9)
製造例1で作製したアクリル系樹脂が1.0質量%になるようエタノール溶液に溶解させた。実施例1で作製したサンプル(2cm×4cm)を、当該アクリル系樹脂が溶解したエタノール溶液に室温(20~25℃)で10秒間浸漬させた。当該サンプルを溶液から取り出した後、室温(20~25℃)で乾燥させた。当該乾燥後のサンプル(すなわち積層サンプル)を用いて、上述の抗血栓性評価をおこなった。すなわち、積層サンプルの左右半面それぞれに200μL血液溶液(クエン酸加ウサギ血液と80mM塩化カルシウム水溶液とを12:1の体積比で混合したもの)を滴下し、37℃で30分間保温した。その後、生理食塩水中に浸漬させ、血糊の剥離の有無を判定し、試験数を5回とし、全て剥がれた場合を抗血栓性あり、剥がれない場合を抗血栓性なしと判定した。その結果、この積層サンプル(すなわち、シリコーン基材表面にポリドーパミンを含む層が積層したものに、1.0質量%以上のアクリル系樹脂が溶解したエタノール溶液を浸漬させることで得られた積層体)において、抗血栓性ありと判定された。
(実施例9)
製造例1で作製したアクリル系樹脂が1.0質量%になるようエタノール溶液に溶解させた。実施例1で作製したサンプル(2cm×4cm)を、当該アクリル系樹脂が溶解したエタノール溶液に室温(20~25℃)で10秒間浸漬させた。当該サンプルを溶液から取り出した後、室温(20~25℃)で乾燥させた。当該乾燥後のサンプル(すなわち積層サンプル)を用いて、上述の抗血栓性評価をおこなった。すなわち、積層サンプルの左右半面それぞれに200μL血液溶液(クエン酸加ウサギ血液と80mM塩化カルシウム水溶液とを12:1の体積比で混合したもの)を滴下し、37℃で30分間保温した。その後、生理食塩水中に浸漬させ、血糊の剥離の有無を判定し、試験数を5回とし、全て剥がれた場合を抗血栓性あり、剥がれない場合を抗血栓性なしと判定した。その結果、この積層サンプル(すなわち、シリコーン基材表面にポリドーパミンを含む層が積層したものに、1.0質量%以上のアクリル系樹脂が溶解したエタノール溶液を浸漬させることで得られた積層体)において、抗血栓性ありと判定された。
(実施例10)
アクリル系樹脂の添加濃度を1.0質量%から3.0質量%に変更した以外は、実施例9の通り実施した。この実施例(すなわち実施例10)でも抗血栓性ありと判定された。
アクリル系樹脂の添加濃度を1.0質量%から3.0質量%に変更した以外は、実施例9の通り実施した。この実施例(すなわち実施例10)でも抗血栓性ありと判定された。
×:n=5にて、全ての試験サンプルの血糊が剥れなかった。
〇:n=5にて、全ての試験サンプルの血糊が剥れた。
本発明の積層体は抗血栓性に優れている。そのため、血液回路、人工心肺、カテーテル、ドレーンチューブ等の医療用具などに有用である。
Claims (7)
- 基材と、フェノール化合物の重合物を含む層と、アクリル系樹脂を含む層と、をこの順に備える積層体。
- 前記フェノール化合物が、カテコール基を有する化合物である、請求項1に記載の積層体。
- 前記カテコール基を有する化合物が、ドーパミンおよびヒドロキシチロソールの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の積層体。
- 前記アクリル系樹脂が、下記一般式[1]で示される(メタ)アクリレート単位、下記一般式[2]で示される(メタ)アクリレート単位、および下記一般式[3]で示される(メタ)アクリレート単位のいずれか1種または2種以上を含む(メタ)アクリレート重合体である、請求項1に記載の積層体。
(式[1]中、R1は水素原子またはメチル基、R2は炭素原子数1~5のアルキル基または炭素原子数1~5のアラルキル基、nは1~4の整数を示す。)
(式[2]中、R3は炭素原子数2~30のアルキル基または炭素原子数2~30のアラルキル基、R4は水素原子またはメチル基を示す。)
(式[3]中、R5は水素原子またはメチル基、R6は炭素原子数1~6のアルキレン基、R7は炭素原子数1~6のアルキル基、mは1~1000の範囲を示す。) - 前記基材が、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1に記載の積層体。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の積層体を備える医療用具。
- (1)フェノール化合物を含む溶液を基材に接触させた状態で、前記フェノール化合物の重合物を含む層を前記基材上に形成する工程、
(2)前記基材を水で洗浄した後、乾燥させる工程、
(3)アクリル系樹脂を含む溶液と前記乾燥後の基材を接触させる工程、
(4)前記アクリル系樹脂を含む前記溶液から取り出した前記基材を乾燥させる工程
を順に行うことを特徴とする、積層体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024111965 | 2024-07-11 | ||
| JP2024-111965 | 2024-07-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2026014189A1 true WO2026014189A1 (ja) | 2026-01-15 |
Family
ID=98386433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/022132 Pending WO2026014189A1 (ja) | 2024-07-11 | 2025-06-19 | 積層体および医療用具、並びに積層体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2026014189A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008266225A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Toyobo Co Ltd | 抗血栓性抗菌性組成物および医療用具 |
| JP2008289864A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Toyobo Co Ltd | 抗血栓性材料 |
| JP2016513545A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-05-16 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティドW.L. Gore & Associates, Incorporated | 表面のコーティング |
-
2025
- 2025-06-19 WO PCT/JP2025/022132 patent/WO2026014189A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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