抗血栓性コーティング剤及び医療用具
【課題】生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度よりも高い温度では疎水性となる温度応答性を有した、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の徐放材を提供する。
【解決手段】硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したポリマー材料よりなる硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の徐放材。該ポリマーは、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性である。ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させた分岐型重合体よりなるホモポリマーに対し、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック重合させたものである。
【解決手段】硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したポリマー材料よりなる硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の徐放材。該ポリマーは、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性である。ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させた分岐型重合体よりなるホモポリマーに対し、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック重合させたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた抗血液凝固性（抗血栓性）を長期間に亘って持続することができ、生体組織に適用したり、人工臓器や人工血管などの各種医療用具の構成材料として適用が可能な抗血栓性コーティング剤と、この抗血栓性コーティング剤がコーティングされた医療用具とに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液は異物と接触した場合に、血液中の種々の成分の作用により凝固してしまう性質を有している。したがって、人工心臓、人工心臓弁、人工血管、血管カテーテル、カニューレ、人工心肺、血管バイパスチューブ、大動脈バルーンポンピング、輸血用具及び体外循環回路などの血液と接触する部位に使用される医療用具の構成材料には、高い抗血液凝固性が要求される。しかしながら、従来の医療用具の構成材料の多くは長期間に亘って使用した場合には血液凝固が生じることが避けられず、抗血液凝固性の持続力という点において充分ではない。また、上記の医療用具を患者に施用する場合には、通常、ヘパリンなどの抗血液凝固剤を医療用材料の表面に固定するか又は徐放させる技術が種々提案されていた。例えば、カチオン性残基を有したポリマー材料にヘパリンを接触させ、ヘパリンをイオン結合状に該ポリマー材料に担持させたものとして、ポリ塩化ビニルとアクリル酸又はメタクリル酸との共重合体にヘパリン又はその塩をイオン結合してなるコーティング用の抗血栓性医療材料が特許第３３４１５０３号に記載されている。
【０００３】
しかしながら、ウシなどの肝臓から抽出して得る生物由来物質であるヘパリンには未知ウイルス、有害プリオン、細菌が混入する問題があり、さらにその抗血栓の活性も個体ごとのバラツキや製造ロットごとのバラツキが大きく、投与量と効果の制御が困難である問題があった。そこで、生物由来物質ではなく化学合成で製造可能な合成高分子での抗血栓コーティングの技術が研究され、例えば、メトキシエチル（メタ）アクリレートと塩基性官能基を有するモノマーとのコポリマーよりなる抗血栓コーティング剤及びこれを医療用材料の表面に固定した抗血栓性医療用具が特開２００２−１０５１３６号に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３４１５０３号
【特許文献２】特開２００２−１０５１３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特開２００２−１０５１３６号では、上記コポリマーを溶媒に溶解させて血液フィルター、カテーテル等の対象物に塗布している。この溶媒としては、アルコール、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒が用いられている（同号公報００５０段落）。
【０００６】
このように有機溶媒を用いる場合、再生医療で利用される細胞と合成あるいは生体材料からなるハイブリッド組織体や宿主から摘出した生体組織などの表面処理には使用できない（有機溶媒によって細胞が死滅したり傷害を受けるため）。また、材料自体に有機溶媒に弱いものもある（ニトルセルロースなど）。あるいは、薬物放出性ステントのように、薬物をコートした医療用具の表面処理の際には、有機溶媒によって薬物を担持させた高分子層を剥がすなど損傷を与える場合がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、化学合成可能な抗血栓物質を活性の本体として生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度よりも高い温度では疎水性となる温度応答性を有した抗血栓コーティング剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の抗血栓性コーティング剤は、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したポリマー材料よりなる抗血栓性コーティング剤において、該ポリマー材料は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であることを特徴とするものである。
【０００９】
前記ポリマー材料は、カチオン性モノマーとＮ−イソプロピルアクリルアミドとのブロック共重合体であることが好ましい。
【００１０】
このカチオン性ホモポリマーの分子量は、2,000〜500,000が好ましい。
【００１１】
このポリマー材料の分子量は、3,000〜600,000であることが好ましい。
【００１２】
前記所定温度（Ｔ）は、25〜35℃の間の温度であることが好ましい。
【００１３】
前記ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させて形成したカチオン性ポリマーブロックを有した分岐型重合体であることが好ましい。
【００１４】
このＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が結合しているものが好ましい。
【００１５】
このビニル系モノマーは、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドが好ましい。
【００１６】
本発明の医療用具は、かかる本発明の抗血栓性コーティング剤がコーティングされたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の抗血栓性コーティング剤は、化学合成が可能な抗血栓性物質を複合体化させたものであり、上記所定温度よりも低い温度では親水性で水溶性であるため、これを水に溶解させて生体あるいは医療用具に塗布し、その後、所定温度よりも高い温度とすることにより、疎水性（水不溶性）となり、生体あるいは医療用具に付着する。
【００１８】
この抗血栓性コーティング剤は、生物由来物質を使用しないので、ウイルスやプリオンの混入のリスクがなく、抗血栓活性も製造ロット間で安定している。また、有機溶媒を用いていないので、ハイブリッド材料やあるいは生体に対しても適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の抗血栓性コーティング剤は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であるポリマー材料を基材とし、これに硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持させている。
【００２０】
硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが例示される。
【００２１】
上記のポリマー材料としては、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させた分岐型重合体が好適である。
【００２２】
なお、本明細書において、イニファターとは、光照射によりラジカルを発生させる重合開始剤、連鎖移動剤としての機能と共に、成長末端と結合して成長を停止する機能、さらに光照射が停止すると重合を停止させる重合開始・重合停止剤として機能する分子のことである。
【００２３】
Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環に該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が３個以上分岐鎖として結合しているものが好適であり、具体的には次が例示される。即ち、３分岐鎖としては、１，３，５−トリ（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジチオカルバミル酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，３，５−トリ（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、４分岐鎖としては、１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジチオカルバミル酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、６分岐鎖としては、ヘキサキス（ブロモメチル）ベンゼンとナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメートとをエタノール中で付加反応させて得られるヘキサキス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンである。
【００２４】
上記のイニファターは、アルコール等の極性溶媒に対しては殆ど不溶であるが、非極性溶媒には易溶である。この非極性溶媒としては炭化水素、ハロゲン化アルキル又はハロゲン化アルキレンが好適であり、特に、ベンゼン、トルエン、クロロホルム又は塩化メチレン特にトルエンが好適である。
【００２５】
このイニファターに重合させるモノマーとしては、ビニル系モノマー、アクリル酸誘導体、スチレン誘導体等、とりわけビニル系モノマーが好適であり、具体的には３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドＣＨ２＝ＣＨＣＯＮＨＣ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２が好ましい。
【００２６】
イニファターと上記モノマーとを反応させるには、イニファター及びモノマーを含んでなる原料溶液を調製し、これに光照射することによって、イニファターに対しモノマーが結合した反応生成物を生成させる。
【００２７】
このモノマーの該原料溶液中の濃度は０．１Ｍ以上、例えば０．５Ｍ〜２．５Ｍが好適である。
【００２８】
イニファターの濃度は０．１ｍＭ〜１００ｍＭ程度が好適である。
【００２９】
照射する光の波長は２４０〜４００ｎｍが好適である。光の照射時間は照射強度にも依存するが、１〜６０分程度が好適であり、１μＷ／ｃｍ２〜１０ｍＷ／ｃｍ２程度の低い照射強度で１分〜３０分程度が特に好適である。
【００３０】
なお、この光照射工程（第１の光照射工程）の後にさらに第２の光照射工程を行ってもよい。すなわち、この反応生成物を含む溶液をアルコール、好ましくは上記モノマーのアルコール溶液で希釈する。このアルコールとしてはメタノール又はエタノール、特にメタノールが好適である。アルコール溶液中のモノマー濃度としては、終濃度として、０．１Ｍ〜２．５Ｍ程度が好適である。
【００３１】
上記第１の光照射工程からの反応生成物含有液１体積部に対し、このアルコール溶液５〜５００体積部を添加するのが好ましい。
【００３２】
このようにアルコール溶液で希釈した希釈液を、第２の光照射工程に供し、上記反応生成物に対しさらに上記モノマーを重合させる。この際の照射光源としては２４０〜４００ｎｍの波長の光を含むものであればよく、例えば低圧水銀灯や高圧水銀灯などを用いることができる。光照射時間は１０分〜１２０分程度が好適である。
【００３３】
この光照射により、反応液中に目的とする分岐型重合体が生成するので、必要に応じ精製して分岐型重合体よりなるカチオン性ホモポリマーを得る。
【００３４】
この分岐型重合体の分子量は分岐鎖の鎖数によるが、2,000〜500,000、特に2,000〜150,000、とりわけ2,000〜100,000程度が好ましい。
【００３５】
このようにして生成した分岐型重合体よりなるカチオン性ポリマーに対し、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック共重合させて目的とするポリマー材料とする。このＮ−イソプロピルアクリルアミドのポリマー鎖は、低温度では親水性、高温では疎水性となる温度依存性を有し、これにより上記ポリマー材料が上記温度応答性を具備するようになる。
【００３６】
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック共重合させるには、上記のようにして合成した分岐型重合体をメタノール等の溶媒に溶解させ、これにＮ−イソプロピルアクリルアミドを混合し、光を照射して重合させればよい。この重合反応を開始する際の溶液中における分岐型ポリマーの濃度は０．１ｍＭ〜１００ｍＭ程度が好適であり、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの濃度は０．１Ｍ〜２．５Ｍ程度が好適である。光の照射条件は、光波長250〜400ｎｍ、照射時間1〜150分、照射強度100〜10,000μＷ／ｃｍ２程度が好適である。
【００３７】
このブロック共重合体（ポリマー材料）の分子量は3,000〜600,000、特に3,000〜150,000であることが好ましい。
【００３８】
このポリマー材料に、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持させるには、ポリマー材料の低温の水溶液に該多糖類又はその塩を添加し、混合すればよい。この際、ポリマー材料１重量部に対し硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を0.01〜30重量部特に0.1〜10重量部添加するのが好ましく、ブロック共重合体の分子量や分岐鎖の鎖数、コーティングしようとする材料の表面状態によって適宜調整することができる。一般には、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩が10重量部よりも多いと、ヒト体温付近でも硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の水溶性が高くなり、材料表面への固定が困難になる。一方、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の添加量が0.1重量部よりも少ないと、抗血栓効果が乏しくなる。
【００３９】
硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類は、Ｄ−グルコースの１位及び３位の炭素に結合したＯＨ基同士が脱水縮合したものであって、かつ６位、４位及び／又は２位の炭素に対し硫酸基（−ＳＯ３Ｈ）を結合させたものであり、硫酸基の結合数としては、Ｄ−グルコース１ユニット中に平均して１個〜２個程度である。硫酸基が導入される前の1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖は、『カードラン』の名称で食品添加物などとして公知であり、微生物発酵法により製造される。この多糖への硫酸基の導入は、例えば、ＤＭＳＯ溶媒中でピペリジン−Ｎ−硫酸を作用させることで行うことが可能である。
【００４０】
この多糖類のＤ−グルコースの重合度（繰り返し単位の数）は数１０〜数１０万程度が好ましい。この多糖類の塩としては、硫酸基のＨを置換したナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩が好ましい。なお、すべての硫酸基について置換してもよく、一部の硫酸基についてのみ置換してもよいが、ヒトの体温（約３６℃）付近で水不溶性とするためには、硫酸基の一部のみを塩の形態とすることが好ましい。
【００４１】
ポリマー材料に硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を0.1〜5重量部担持させてなる抗血栓コーティング剤は、約３０℃よりも高い温度で水不溶性であり、約３０℃よりも低い温度で水溶性である。
【００４２】
従って、約３０℃よりも低い温度例えば10〜25℃程度の硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の水溶液（濃度は好ましくは、3〜150ｍｇ／ｍＬ程度）を生体あるいは医療用具に塗布などにより付着させ、３０℃よりも高い温度に昇温させ、必要に応じ乾燥させることにより、水不溶性の、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したコーティングが形成される。生体の場合、この際の昇温は生体の体温によって行われる。
【００４３】
この医療用具としては、人工心臓、人工心臓弁、人工血管、血管カテーテル、血管ステント、カニューレ、人工心肺、血管バイパスチューブ、大動脈バルーンポンピング、輸血用具及び体外循環回路などの血液と接触する部位に使用される医療用具などが例示される。医療用具に適用する場合、医療用具の表面１ｃｍ２当りに硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩のコーティング剤を0.1〜30ｍｇ程度付着させるのが好ましい。
【実施例】
【００４４】
実施例１
ｉ）イニファターの合成
下記反応式に従って、１，２，４，５−テトラキス（Ｎ−Ｎジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンを次のようにして合成した。
【００４５】
１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチルベンゼン）２．０ｇとＮ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル酸ナトリウム１２．０ｇをエタノール１０ｍＬ中へ加え、遮光下で室温で４日間攪拌した。沈殿物を濾過し、減圧乾燥後、クロロホルム４０ｍＬへ溶解し、５０ｍＬの水を加えて抽出分離し、臭化ナトリウムを除去した。この操作を３回繰り返した後、クロロホルム層を約１０ｇの硫酸マグネシウムで２４時間乾燥させて、濾過後、ｎ−ヘキサンを加え、再結晶を行って精製し、微かに淡青色を帯びた１，２，４，５−テトラサキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンの白色結晶を得た（収率９０％）。
【００４６】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果はσ７．４８（ｓ，２Ｈ，Ａｒ−Ｈ），σ４．５７（ｓ，２Ｈ×４，Ａｒ−ＣＨ２Ｓ−），σ４．０３（ｑ，２Ｈ×４，Ｎ−ＣＨ２−，Ｊ＝１０．７Ｈｚ），σ３．７２（ｑ，２Ｈ×４，Ｎ−ＣＨ２−，Ｊ＝１０．７Ｈｚ）,σ１．２６−１．３１（ｔ，３Ｈ×８，−ＣＨ２−ＣＨ３，Ｊ＝６．６Ｈｚ）となった。
【００４７】
【化１】
【００４８】
ｉｉ)光重合による４分岐型スター型重合体よりなるカチオン性ホモポリマーの合成
下記反応式に従い、次のようにして、１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−メチル］ベンゼン（以下、ｐＤＭＡＰＡＡｍと記載することがある。）よりなるカチオン性ホモポリマーの合成を行った。
【００４９】
即ち、上記ｉ)により合成した１，２，４，５−テトラサキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼン０．４３ｇを１０ｍＬのトルエンへ溶解し、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド（３−Ｎ，Ｎ−ＤＭＡＰＡＡｍ）５．２ｇを加えて混合し、全量をトルエンで２０ｍＬに調整した。石英セル中で激しく攪拌しながら高純度窒素ガスで５分間パージした後に、２００Ｗ高圧水銀灯で紫外光を３０分間照射した。照射強度は照度計（ＵＶＲ−１，ＴＯＰＣＯＮ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）を使用して１ｍＷ／ｃｍ２（２５０ｎｍ）に調整した。重合溶液をエバポレーターで濃縮し、ジエチルエーテルで重合物を再沈殿させて精製し、少量の水へ溶解し、0.2μｍフィルターで濾過
してから凍結乾燥させて４分岐型スター型ホモポリマー１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−メチル］ベンゼン（ｐＤＭＡＰＡＡｍ）よりなるカチオン性ホモポリマーを得た（重合率４０％）。分子量はＧＰＣにより３７００と測定された。
【００５０】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果は、σ３．１０−３．３９（ｂｒ、−ＮＨ−ＣＨ２−）、σ２．２５−２．４２（ｂｒ、−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）２）、σ２．２１（ｂｒ、−Ｎ（ＣＨ３）２）、σ１．４８−１．７６（ｂｒ,-ＣＨ２−ＣＨ−，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−）となった。
【００５１】
【化２】
【００５２】
iii)カチオン性ホモポリマーへのＮ−イソプロピルアクリルアミドのブロック共重合によるポリマー材料（４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭ）の合成
下記反応式に従い、次のようにして、１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ,Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−ブロック−ポリ−（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−メチル］ベンゼン（以下、ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭと記すことがある。）の合成を行った。
【００５３】
即ち、上記ii）で合成した４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍホモポリマー６４５ｍｇを１０ｍＬのメタノールへ溶解し，Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）１．２ｇを混合して全量をメタノールで２０ｍＬに調整した。ii）と同様の条件で光照射重合を行って、メタノール／ジエチルエーテル系で精製を行って４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍとポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ｐＮＩＰＡＭ）とのブロックポリマーよりなるポリマー材料を得た（重合率８０％）。分子量はＧＰＣにより９，３００と測定された。
【００５４】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果は、σ３．１０−３．３９（ｂｒ，−ＮＨ−ＣＨ２−），σ２．２５−２．４２（ｂｒ，−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）２），σ２．２１（ｂｒ，−Ｎ（ＣＨ３）２），σ１．４８−１．７６（ｂｒ,−ＣＨ２−ＣＨ−，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−）,σ１．０８−１．２３ （ｂｒ,−ＣＨ−（ＣＨ３）２）となった。
【００５５】
【化３】
【００５６】
iv）硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩とのイオン錯体化
上記iii）で合成したポリマー材料（４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭ）
と硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩とを水溶液中で混合することでイオン錯体化が可能であった。この多糖類のナトリウム塩は、武田キリン食品（株）製のカードランをサイズ排除カラムクロマトグラフィーと疎水クロマトグラフィーで精製し、ピペリジン−Ｎ−硫酸で硫酸化したものであり、1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースの重合度は平均して約１，０００である。
抗血栓処理剤として水不溶性又は難溶性とするために、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩との混合比を以下のように決定した。４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭを２０ｍｇ、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩を０ｍｇ〜２００ｍｇの範囲で水２ｍＬへ溶解した溶液の吸光度と温度の関係をプロットし、曇点を測定した。硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩の導入量が多いと低温領域に曇点がシフトすることが認められた。ヒト体温付近で水不溶性であるためには硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩の量は約５０ｍｇ以下である必要があった。
【００５７】
ｖ)コーティング処理
２０ｍｇの上記ポリマー材料（４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭブロック共重合体）と１５ｍｇの硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩を水へ溶解し全量を２ｍＬに調整した。この溶液１０μＬを２ｃｍ×３ｃｍ角のＰＥＴフィルムへ均質に流延し、ドライヤーで乾燥させることでコーティング処理した。フィルムを３７℃に温調したプレート上へ乗せ、接触角を測定した。この状態での接触角は１５°であり、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩に起因すると推定されるフィルム表面の親水化現象が確認された。このフィルムを３７℃の温水で洗浄で洗浄を続けると、洗浄時間とともに表面の接触角は徐々に上昇し約４４°でプラトーに達した。ＰＥＴフィルムの接触角７４°へ近づいたが、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩が不溶化されて固定されたことが確認された。
【００５８】
vi）抗血栓性の確認
ヒト抹消血を採取し、そのまま速やかにＰＥＴフィルム上へ塗布し、時間をおいて生理食塩水で軽くリンスして表面の血栓付着性を観察した。ＰＥＴフィルムでは、約５分で血栓の発生が確認されたが、コーティング処理したＰＥＴフィルムでは２０分後でも血栓の発生は確認されなかった。
【００５９】
比較例１
１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチルベンゼン）の代わりにブロモメチルベンゼンを使用したこと以外は実施例１のｉ）と同様にして（Ｎ、Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンを合成した。精製物は無色液体で、収率は約９３％であった。
【００６０】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果はσ７．４１〜７．２７ｐｐｍ（ｍ、５Ｈ、Ａｒ−Ｈ）、σ４．５４ｐｐｍ（ｓ、２Ｈ、Ａｒ−ＣＨ２−Ｓ−）、σ４．０８〜４．０１ｐｐｍ（ｑ、２Ｈ、Ｎ−ＣＨ２−）、σ３．７２ｐｐｍ（ｑ、２Ｈ、Ｎ−ＣＨ２−）、σ１．２５−１．３１ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、−ＣＨ２−ＣＨ３）となった。
【００６１】
次いで、上記ii）及びiii）の手法に準じて直線型ブロックポリマーｐＤＭＡＰＡＡｍ
−ｂ−ｐＮＩＰＡＭを合成し、上記（ｖ）のＰＥＴフィルムへのコーティング処理と水洗浄実験を行った。３７℃で軽く洗浄するだけで接触角は１５°から７４°まで上昇し、コーティングしたポリマーが速やかにＰＥＴフィルムから剥離していることが確認された。
【００６２】
以上より、本発明の分岐型の構造の優位性が確認された。すなわち、本発明の抗血栓処理剤では、材料表面に疎水結合している１分子中の複数のＮＩＰＡＭポリマー鎖のすべてが同時に剥離しなければ、分子を材料表面から剥離させることができず、１本が剥離しても残りのポリマー鎖が結合していれば、一度剥離したポリマー鎖も再結合することができため、より頑強に固定されているためと考えられる。これに対して、比較例１で合成した直線型のブロックポリマーでは、１分子中に１本のｐ−ＮＩＰＡＭポリマー鎖しかなく、このＰ−ＮＩＰＡＭポリマー鎖が剥離すればその分子はそのまま剥離してしまうため、洗浄処理に弱いものと考えられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた抗血液凝固性（抗血栓性）を長期間に亘って持続することができ、生体組織に適用したり、人工臓器や人工血管などの各種医療用具の構成材料として適用が可能な抗血栓性コーティング剤と、この抗血栓性コーティング剤がコーティングされた医療用具とに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液は異物と接触した場合に、血液中の種々の成分の作用により凝固してしまう性質を有している。したがって、人工心臓、人工心臓弁、人工血管、血管カテーテル、カニューレ、人工心肺、血管バイパスチューブ、大動脈バルーンポンピング、輸血用具及び体外循環回路などの血液と接触する部位に使用される医療用具の構成材料には、高い抗血液凝固性が要求される。しかしながら、従来の医療用具の構成材料の多くは長期間に亘って使用した場合には血液凝固が生じることが避けられず、抗血液凝固性の持続力という点において充分ではない。また、上記の医療用具を患者に施用する場合には、通常、ヘパリンなどの抗血液凝固剤を医療用材料の表面に固定するか又は徐放させる技術が種々提案されていた。例えば、カチオン性残基を有したポリマー材料にヘパリンを接触させ、ヘパリンをイオン結合状に該ポリマー材料に担持させたものとして、ポリ塩化ビニルとアクリル酸又はメタクリル酸との共重合体にヘパリン又はその塩をイオン結合してなるコーティング用の抗血栓性医療材料が特許第３３４１５０３号に記載されている。
【０００３】
しかしながら、ウシなどの肝臓から抽出して得る生物由来物質であるヘパリンには未知ウイルス、有害プリオン、細菌が混入する問題があり、さらにその抗血栓の活性も個体ごとのバラツキや製造ロットごとのバラツキが大きく、投与量と効果の制御が困難である問題があった。そこで、生物由来物質ではなく化学合成で製造可能な合成高分子での抗血栓コーティングの技術が研究され、例えば、メトキシエチル（メタ）アクリレートと塩基性官能基を有するモノマーとのコポリマーよりなる抗血栓コーティング剤及びこれを医療用材料の表面に固定した抗血栓性医療用具が特開２００２−１０５１３６号に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３４１５０３号
【特許文献２】特開２００２−１０５１３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特開２００２−１０５１３６号では、上記コポリマーを溶媒に溶解させて血液フィルター、カテーテル等の対象物に塗布している。この溶媒としては、アルコール、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒が用いられている（同号公報００５０段落）。
【０００６】
このように有機溶媒を用いる場合、再生医療で利用される細胞と合成あるいは生体材料からなるハイブリッド組織体や宿主から摘出した生体組織などの表面処理には使用できない（有機溶媒によって細胞が死滅したり傷害を受けるため）。また、材料自体に有機溶媒に弱いものもある（ニトルセルロースなど）。あるいは、薬物放出性ステントのように、薬物をコートした医療用具の表面処理の際には、有機溶媒によって薬物を担持させた高分子層を剥がすなど損傷を与える場合がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、化学合成可能な抗血栓物質を活性の本体として生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度よりも高い温度では疎水性となる温度応答性を有した抗血栓コーティング剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の抗血栓性コーティング剤は、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したポリマー材料よりなる抗血栓性コーティング剤において、該ポリマー材料は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であることを特徴とするものである。
【０００９】
前記ポリマー材料は、カチオン性モノマーとＮ−イソプロピルアクリルアミドとのブロック共重合体であることが好ましい。
【００１０】
このカチオン性ホモポリマーの分子量は、2,000〜500,000が好ましい。
【００１１】
このポリマー材料の分子量は、3,000〜600,000であることが好ましい。
【００１２】
前記所定温度（Ｔ）は、25〜35℃の間の温度であることが好ましい。
【００１３】
前記ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させて形成したカチオン性ポリマーブロックを有した分岐型重合体であることが好ましい。
【００１４】
このＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が結合しているものが好ましい。
【００１５】
このビニル系モノマーは、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドが好ましい。
【００１６】
本発明の医療用具は、かかる本発明の抗血栓性コーティング剤がコーティングされたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の抗血栓性コーティング剤は、化学合成が可能な抗血栓性物質を複合体化させたものであり、上記所定温度よりも低い温度では親水性で水溶性であるため、これを水に溶解させて生体あるいは医療用具に塗布し、その後、所定温度よりも高い温度とすることにより、疎水性（水不溶性）となり、生体あるいは医療用具に付着する。
【００１８】
この抗血栓性コーティング剤は、生物由来物質を使用しないので、ウイルスやプリオンの混入のリスクがなく、抗血栓活性も製造ロット間で安定している。また、有機溶媒を用いていないので、ハイブリッド材料やあるいは生体に対しても適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の抗血栓性コーティング剤は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であるポリマー材料を基材とし、これに硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持させている。
【００２０】
硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが例示される。
【００２１】
上記のポリマー材料としては、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させた分岐型重合体が好適である。
【００２２】
なお、本明細書において、イニファターとは、光照射によりラジカルを発生させる重合開始剤、連鎖移動剤としての機能と共に、成長末端と結合して成長を停止する機能、さらに光照射が停止すると重合を停止させる重合開始・重合停止剤として機能する分子のことである。
【００２３】
Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環に該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が３個以上分岐鎖として結合しているものが好適であり、具体的には次が例示される。即ち、３分岐鎖としては、１，３，５−トリ（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジチオカルバミル酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，３，５−トリ（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、４分岐鎖としては、１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジチオカルバミル酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、６分岐鎖としては、ヘキサキス（ブロモメチル）ベンゼンとナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメートとをエタノール中で付加反応させて得られるヘキサキス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンである。
【００２４】
上記のイニファターは、アルコール等の極性溶媒に対しては殆ど不溶であるが、非極性溶媒には易溶である。この非極性溶媒としては炭化水素、ハロゲン化アルキル又はハロゲン化アルキレンが好適であり、特に、ベンゼン、トルエン、クロロホルム又は塩化メチレン特にトルエンが好適である。
【００２５】
このイニファターに重合させるモノマーとしては、ビニル系モノマー、アクリル酸誘導体、スチレン誘導体等、とりわけビニル系モノマーが好適であり、具体的には３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドＣＨ２＝ＣＨＣＯＮＨＣ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２が好ましい。
【００２６】
イニファターと上記モノマーとを反応させるには、イニファター及びモノマーを含んでなる原料溶液を調製し、これに光照射することによって、イニファターに対しモノマーが結合した反応生成物を生成させる。
【００２７】
このモノマーの該原料溶液中の濃度は０．１Ｍ以上、例えば０．５Ｍ〜２．５Ｍが好適である。
【００２８】
イニファターの濃度は０．１ｍＭ〜１００ｍＭ程度が好適である。
【００２９】
照射する光の波長は２４０〜４００ｎｍが好適である。光の照射時間は照射強度にも依存するが、１〜６０分程度が好適であり、１μＷ／ｃｍ２〜１０ｍＷ／ｃｍ２程度の低い照射強度で１分〜３０分程度が特に好適である。
【００３０】
なお、この光照射工程（第１の光照射工程）の後にさらに第２の光照射工程を行ってもよい。すなわち、この反応生成物を含む溶液をアルコール、好ましくは上記モノマーのアルコール溶液で希釈する。このアルコールとしてはメタノール又はエタノール、特にメタノールが好適である。アルコール溶液中のモノマー濃度としては、終濃度として、０．１Ｍ〜２．５Ｍ程度が好適である。
【００３１】
上記第１の光照射工程からの反応生成物含有液１体積部に対し、このアルコール溶液５〜５００体積部を添加するのが好ましい。
【００３２】
このようにアルコール溶液で希釈した希釈液を、第２の光照射工程に供し、上記反応生成物に対しさらに上記モノマーを重合させる。この際の照射光源としては２４０〜４００ｎｍの波長の光を含むものであればよく、例えば低圧水銀灯や高圧水銀灯などを用いることができる。光照射時間は１０分〜１２０分程度が好適である。
【００３３】
この光照射により、反応液中に目的とする分岐型重合体が生成するので、必要に応じ精製して分岐型重合体よりなるカチオン性ホモポリマーを得る。
【００３４】
この分岐型重合体の分子量は分岐鎖の鎖数によるが、2,000〜500,000、特に2,000〜150,000、とりわけ2,000〜100,000程度が好ましい。
【００３５】
このようにして生成した分岐型重合体よりなるカチオン性ポリマーに対し、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック共重合させて目的とするポリマー材料とする。このＮ−イソプロピルアクリルアミドのポリマー鎖は、低温度では親水性、高温では疎水性となる温度依存性を有し、これにより上記ポリマー材料が上記温度応答性を具備するようになる。
【００３６】
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック共重合させるには、上記のようにして合成した分岐型重合体をメタノール等の溶媒に溶解させ、これにＮ−イソプロピルアクリルアミドを混合し、光を照射して重合させればよい。この重合反応を開始する際の溶液中における分岐型ポリマーの濃度は０．１ｍＭ〜１００ｍＭ程度が好適であり、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの濃度は０．１Ｍ〜２．５Ｍ程度が好適である。光の照射条件は、光波長250〜400ｎｍ、照射時間1〜150分、照射強度100〜10,000μＷ／ｃｍ２程度が好適である。
【００３７】
このブロック共重合体（ポリマー材料）の分子量は3,000〜600,000、特に3,000〜150,000であることが好ましい。
【００３８】
このポリマー材料に、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持させるには、ポリマー材料の低温の水溶液に該多糖類又はその塩を添加し、混合すればよい。この際、ポリマー材料１重量部に対し硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を0.01〜30重量部特に0.1〜10重量部添加するのが好ましく、ブロック共重合体の分子量や分岐鎖の鎖数、コーティングしようとする材料の表面状態によって適宜調整することができる。一般には、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩が10重量部よりも多いと、ヒト体温付近でも硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の水溶性が高くなり、材料表面への固定が困難になる。一方、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の添加量が0.1重量部よりも少ないと、抗血栓効果が乏しくなる。
【００３９】
硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類は、Ｄ−グルコースの１位及び３位の炭素に結合したＯＨ基同士が脱水縮合したものであって、かつ６位、４位及び／又は２位の炭素に対し硫酸基（−ＳＯ３Ｈ）を結合させたものであり、硫酸基の結合数としては、Ｄ−グルコース１ユニット中に平均して１個〜２個程度である。硫酸基が導入される前の1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖は、『カードラン』の名称で食品添加物などとして公知であり、微生物発酵法により製造される。この多糖への硫酸基の導入は、例えば、ＤＭＳＯ溶媒中でピペリジン−Ｎ−硫酸を作用させることで行うことが可能である。
【００４０】
この多糖類のＤ−グルコースの重合度（繰り返し単位の数）は数１０〜数１０万程度が好ましい。この多糖類の塩としては、硫酸基のＨを置換したナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩が好ましい。なお、すべての硫酸基について置換してもよく、一部の硫酸基についてのみ置換してもよいが、ヒトの体温（約３６℃）付近で水不溶性とするためには、硫酸基の一部のみを塩の形態とすることが好ましい。
【００４１】
ポリマー材料に硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を0.1〜5重量部担持させてなる抗血栓コーティング剤は、約３０℃よりも高い温度で水不溶性であり、約３０℃よりも低い温度で水溶性である。
【００４２】
従って、約３０℃よりも低い温度例えば10〜25℃程度の硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩の水溶液（濃度は好ましくは、3〜150ｍｇ／ｍＬ程度）を生体あるいは医療用具に塗布などにより付着させ、３０℃よりも高い温度に昇温させ、必要に応じ乾燥させることにより、水不溶性の、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したコーティングが形成される。生体の場合、この際の昇温は生体の体温によって行われる。
【００４３】
この医療用具としては、人工心臓、人工心臓弁、人工血管、血管カテーテル、血管ステント、カニューレ、人工心肺、血管バイパスチューブ、大動脈バルーンポンピング、輸血用具及び体外循環回路などの血液と接触する部位に使用される医療用具などが例示される。医療用具に適用する場合、医療用具の表面１ｃｍ２当りに硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩のコーティング剤を0.1〜30ｍｇ程度付着させるのが好ましい。
【実施例】
【００４４】
実施例１
ｉ）イニファターの合成
下記反応式に従って、１，２，４，５−テトラキス（Ｎ−Ｎジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンを次のようにして合成した。
【００４５】
１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチルベンゼン）２．０ｇとＮ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル酸ナトリウム１２．０ｇをエタノール１０ｍＬ中へ加え、遮光下で室温で４日間攪拌した。沈殿物を濾過し、減圧乾燥後、クロロホルム４０ｍＬへ溶解し、５０ｍＬの水を加えて抽出分離し、臭化ナトリウムを除去した。この操作を３回繰り返した後、クロロホルム層を約１０ｇの硫酸マグネシウムで２４時間乾燥させて、濾過後、ｎ−ヘキサンを加え、再結晶を行って精製し、微かに淡青色を帯びた１，２，４，５−テトラサキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンの白色結晶を得た（収率９０％）。
【００４６】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果はσ７．４８（ｓ，２Ｈ，Ａｒ−Ｈ），σ４．５７（ｓ，２Ｈ×４，Ａｒ−ＣＨ２Ｓ−），σ４．０３（ｑ，２Ｈ×４，Ｎ−ＣＨ２−，Ｊ＝１０．７Ｈｚ），σ３．７２（ｑ，２Ｈ×４，Ｎ−ＣＨ２−，Ｊ＝１０．７Ｈｚ）,σ１．２６−１．３１（ｔ，３Ｈ×８，−ＣＨ２−ＣＨ３，Ｊ＝６．６Ｈｚ）となった。
【００４７】
【化１】
【００４８】
ｉｉ)光重合による４分岐型スター型重合体よりなるカチオン性ホモポリマーの合成
下記反応式に従い、次のようにして、１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−メチル］ベンゼン（以下、ｐＤＭＡＰＡＡｍと記載することがある。）よりなるカチオン性ホモポリマーの合成を行った。
【００４９】
即ち、上記ｉ)により合成した１，２，４，５−テトラサキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼン０．４３ｇを１０ｍＬのトルエンへ溶解し、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド（３−Ｎ，Ｎ−ＤＭＡＰＡＡｍ）５．２ｇを加えて混合し、全量をトルエンで２０ｍＬに調整した。石英セル中で激しく攪拌しながら高純度窒素ガスで５分間パージした後に、２００Ｗ高圧水銀灯で紫外光を３０分間照射した。照射強度は照度計（ＵＶＲ−１，ＴＯＰＣＯＮ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）を使用して１ｍＷ／ｃｍ２（２５０ｎｍ）に調整した。重合溶液をエバポレーターで濃縮し、ジエチルエーテルで重合物を再沈殿させて精製し、少量の水へ溶解し、0.2μｍフィルターで濾過
してから凍結乾燥させて４分岐型スター型ホモポリマー１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−メチル］ベンゼン（ｐＤＭＡＰＡＡｍ）よりなるカチオン性ホモポリマーを得た（重合率４０％）。分子量はＧＰＣにより３７００と測定された。
【００５０】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果は、σ３．１０−３．３９（ｂｒ、−ＮＨ−ＣＨ２−）、σ２．２５−２．４２（ｂｒ、−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）２）、σ２．２１（ｂｒ、−Ｎ（ＣＨ３）２）、σ１．４８−１．７６（ｂｒ,-ＣＨ２−ＣＨ−，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−）となった。
【００５１】
【化２】
【００５２】
iii)カチオン性ホモポリマーへのＮ−イソプロピルアクリルアミドのブロック共重合によるポリマー材料（４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭ）の合成
下記反応式に従い、次のようにして、１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ,Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−ブロック−ポリ−（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−メチル］ベンゼン（以下、ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭと記すことがある。）の合成を行った。
【００５３】
即ち、上記ii）で合成した４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍホモポリマー６４５ｍｇを１０ｍＬのメタノールへ溶解し，Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）１．２ｇを混合して全量をメタノールで２０ｍＬに調整した。ii）と同様の条件で光照射重合を行って、メタノール／ジエチルエーテル系で精製を行って４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍとポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ｐＮＩＰＡＭ）とのブロックポリマーよりなるポリマー材料を得た（重合率８０％）。分子量はＧＰＣにより９，３００と測定された。
【００５４】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果は、σ３．１０−３．３９（ｂｒ，−ＮＨ−ＣＨ２−），σ２．２５−２．４２（ｂｒ，−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）２），σ２．２１（ｂｒ，−Ｎ（ＣＨ３）２），σ１．４８−１．７６（ｂｒ,−ＣＨ２−ＣＨ−，−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−）,σ１．０８−１．２３ （ｂｒ,−ＣＨ−（ＣＨ３）２）となった。
【００５５】
【化３】
【００５６】
iv）硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩とのイオン錯体化
上記iii）で合成したポリマー材料（４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭ）
と硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩とを水溶液中で混合することでイオン錯体化が可能であった。この多糖類のナトリウム塩は、武田キリン食品（株）製のカードランをサイズ排除カラムクロマトグラフィーと疎水クロマトグラフィーで精製し、ピペリジン−Ｎ−硫酸で硫酸化したものであり、1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースの重合度は平均して約１，０００である。
抗血栓処理剤として水不溶性又は難溶性とするために、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩との混合比を以下のように決定した。４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭを２０ｍｇ、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩を０ｍｇ〜２００ｍｇの範囲で水２ｍＬへ溶解した溶液の吸光度と温度の関係をプロットし、曇点を測定した。硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩の導入量が多いと低温領域に曇点がシフトすることが認められた。ヒト体温付近で水不溶性であるためには硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩の量は約５０ｍｇ以下である必要があった。
【００５７】
ｖ)コーティング処理
２０ｍｇの上記ポリマー材料（４分岐型ｐＤＭＡＰＡＡｍ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭブロック共重合体）と１５ｍｇの硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩を水へ溶解し全量を２ｍＬに調整した。この溶液１０μＬを２ｃｍ×３ｃｍ角のＰＥＴフィルムへ均質に流延し、ドライヤーで乾燥させることでコーティング処理した。フィルムを３７℃に温調したプレート上へ乗せ、接触角を測定した。この状態での接触角は１５°であり、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩に起因すると推定されるフィルム表面の親水化現象が確認された。このフィルムを３７℃の温水で洗浄で洗浄を続けると、洗浄時間とともに表面の接触角は徐々に上昇し約４４°でプラトーに達した。ＰＥＴフィルムの接触角７４°へ近づいたが、硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類のナトリウム塩が不溶化されて固定されたことが確認された。
【００５８】
vi）抗血栓性の確認
ヒト抹消血を採取し、そのまま速やかにＰＥＴフィルム上へ塗布し、時間をおいて生理食塩水で軽くリンスして表面の血栓付着性を観察した。ＰＥＴフィルムでは、約５分で血栓の発生が確認されたが、コーティング処理したＰＥＴフィルムでは２０分後でも血栓の発生は確認されなかった。
【００５９】
比較例１
１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチルベンゼン）の代わりにブロモメチルベンゼンを使用したこと以外は実施例１のｉ）と同様にして（Ｎ、Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンを合成した。精製物は無色液体で、収率は約９３％であった。
【００６０】
１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）の測定結果はσ７．４１〜７．２７ｐｐｍ（ｍ、５Ｈ、Ａｒ−Ｈ）、σ４．５４ｐｐｍ（ｓ、２Ｈ、Ａｒ−ＣＨ２−Ｓ−）、σ４．０８〜４．０１ｐｐｍ（ｑ、２Ｈ、Ｎ−ＣＨ２−）、σ３．７２ｐｐｍ（ｑ、２Ｈ、Ｎ−ＣＨ２−）、σ１．２５−１．３１ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、−ＣＨ２−ＣＨ３）となった。
【００６１】
次いで、上記ii）及びiii）の手法に準じて直線型ブロックポリマーｐＤＭＡＰＡＡｍ
−ｂ−ｐＮＩＰＡＭを合成し、上記（ｖ）のＰＥＴフィルムへのコーティング処理と水洗浄実験を行った。３７℃で軽く洗浄するだけで接触角は１５°から７４°まで上昇し、コーティングしたポリマーが速やかにＰＥＴフィルムから剥離していることが確認された。
【００６２】
以上より、本発明の分岐型の構造の優位性が確認された。すなわち、本発明の抗血栓処理剤では、材料表面に疎水結合している１分子中の複数のＮＩＰＡＭポリマー鎖のすべてが同時に剥離しなければ、分子を材料表面から剥離させることができず、１本が剥離しても残りのポリマー鎖が結合していれば、一度剥離したポリマー鎖も再結合することができため、より頑強に固定されているためと考えられる。これに対して、比較例１で合成した直線型のブロックポリマーでは、１分子中に１本のｐ−ＮＩＰＡＭポリマー鎖しかなく、このＰ−ＮＩＰＡＭポリマー鎖が剥離すればその分子はそのまま剥離してしまうため、洗浄処理に弱いものと考えられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したポリマー材料よりなる抗血栓性コーティング剤において、
該ポリマー材料は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項２】
請求項１において、前記ポリマー材料は、カチオン性モノマーとＮ−イソプロピルアクリルアミド又はその置換体とのブロック共重合体であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項３】
請求項２において、カチオン性ポリマーブロックの分子量が2,000〜500,000であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項４】
請求項３において、該ポリマー材料の分子量が3,000〜600,000であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか1項において、前記ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させて形成したカチオン性ポリマーブロックを有した分岐型重合体であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項６】
請求項５において、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物は、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が結合していることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項７】
請求項５又は６において、ビニル系モノマーが３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドであることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記所定温度（Ｔ）は、25〜35℃の間の温度であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項の抗血栓性コーティング剤がコーティングされた医療用具。
【請求項１】
硫酸基が導入された1,3-β-架橋型Ｄ−グルコースを繰り返し単位とする多糖類又はその塩を担持したポリマー材料よりなる抗血栓性コーティング剤において、
該ポリマー材料は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項２】
請求項１において、前記ポリマー材料は、カチオン性モノマーとＮ−イソプロピルアクリルアミド又はその置換体とのブロック共重合体であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項３】
請求項２において、カチオン性ポリマーブロックの分子量が2,000〜500,000であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項４】
請求項３において、該ポリマー材料の分子量が3,000〜600,000であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか1項において、前記ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させて形成したカチオン性ポリマーブロックを有した分岐型重合体であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項６】
請求項５において、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物は、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が結合していることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項７】
請求項５又は６において、ビニル系モノマーが３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドであることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記所定温度（Ｔ）は、25〜35℃の間の温度であることを特徴とする抗血栓性コーティング剤。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項の抗血栓性コーティング剤がコーティングされた医療用具。
【公開番号】特開２００８−２３７３４４（Ｐ２００８−２３７３４４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７９３７５（Ｐ２００７−７９３７５）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５９１１０８８８０）国立循環器病センター総長 (159)
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５９１１０８８８０）国立循環器病センター総長 (159)
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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