架橋ポリマー粒子およびその製造方法
【課題】 体液などの生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体を処理する吸着材やその担体として有用である、補体系や白血球の活性化の少ない架橋ポリマー粒子を提供する。
【解決手段】 ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０〜１３．０重量％の範囲にあり、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度が５．０〜１５．０ａｔ％の範囲にある架橋ポリマー粒子。
【解決手段】 ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０〜１３．０重量％の範囲にあり、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度が５．０〜１５．０ａｔ％の範囲にある架橋ポリマー粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体、特には血液や血漿等の体液の処理材やその担体として有用である架橋ポリマー粒子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薬剤の投与などでは十分な改善が達成できない種々の難治性疾患の治療法として、体外循環治療が広く行われるようになった。体外循環治療とは、患者の血液等を体外に導き、血液等の中に存在し疾患と密接に関連する物質や細胞を除去してその濃度を低下させたり、何らかの治療に寄与する影響を与えたりした後、再び患者に戻す方法である。
【０００３】
その一つとして、体外に導いた患者の血液から血漿分離膜や遠心分離器によって血漿成分を分離し、該血漿を吸着材で処理した後、血球成分と合わせて患者の体内に戻す、いわゆる血漿灌流方式による血液浄化法があり、種々の吸着器が開発されている。さらに最近では、直接血液灌流方式と呼ばれる、患者の血液から血漿成分を分離することなく血液を直接処理する方法が注目されている。
【０００４】
これらで使用される吸着材は、補体系の活性化を引き起こさないことが望まれる。補体系活性化の過程で産生される活性化補体Ｃ３ａ、Ｃ５ａはアナフィラトキシンとして強い生物学的作用を持ち、白血球走化性促進、血管透過性亢進、血圧低下、アナフィラキシー反応等の問題をもたらす。
【０００５】
さらに、血液を直接処理する吸着材は、血液細胞の非特異的な付着や活性化を起こさないことが望まれる。周知のように体外に出た血液細胞は生理的に極めて不安定であり、吸着材等の異物と接触した際に付着や活性化を生じ易い。特に白血球の活性化は、種々の生理活性物質の放出などを伴い様々な問題をもたらす。
【０００６】
従来、これら吸着材やその担体には、セルロースやアガロースなどの天然高分子、ポリビニルアルコールやポリヒドロキシエチルメタクリレートなどの合成高分子、これらを含む共重合体やポリマーブレンド、さらにはそれらで表面を被覆した材料などの使用が試みられてきた。しかしながら、これら材料の特性が補体系や白血球の活性化に及ぼす影響に関して、十分な知見は得られていない。
【特許文献１】には、比表面積が少なくとも５ｍ２／ｇである粒子状の硬質ゲル担体にリガンドを保持させてなる体外循環治療用吸着材や、該硬質ゲル担体が水酸基を有する架橋合成高分子であり、平均粒子径、保水量、水酸基密度が特定範囲にある体外循環治療用吸着材や、該硬質ゲル担体がビニルアルコール単位を主構成要素とする架橋合成高分子である体外循環治療用吸着材や、該硬質ゲル担体がカルボン酸のビニルエステルとイソシアヌレート環を有するビニル化合物の共重合体を加水分解して得られる架橋合成高分子である体外循環治療用吸着材が開示されている。ここでは、懸濁重合により前記吸着材を得る方法が例示され、該吸着材にヒト血漿やヒト全血を通液した際の、血漿タンパク質（アルブミン、補体）の損失、血球数減少、残血や血栓の有無について検討がなされている。しかしながら、補体系や白血球の活性化に対する定量的な検討はなされておらず、これらに関する懸念を解消し得るものとはなっていない。
【非特許文献１】には、ポリビニルアルコールゲルよりなる、径７４〜２１０μｍの多孔性ゲルに、トリプトファンをリガンドとして固定した吸着材を使用して、雑種成犬で直接血液灌流を試みた例が示されている。しかしながら、補体系や白血球の活性化に対する定量的な検討はなされておらず、これらに関する懸念を解消し得るものとはなっていない。
【特許文献２】には、体積平均粒子径が比較的小さな吸着材であっても、特定の粒子径分布を有するものであれば、圧力損失の著しい上昇や溶血を起こすことなく血液の灌流が可能であることが開示されている。しかしながら、天然高分子であるセルロース系材料を例示するにとどまり、合成高分子については何ら言及してない。さらに、補体系や白血球の活性化の懸念に対しては全く検討がなされていない。
【特許文献１】特開昭５８−１２６５６
【特許文献２】特開昭６３−１１５５７２
【非特許文献１】市川他、人工臓器１２（１），１１６−１１９（１９８３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、体液などの生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体を処理する吸着材やその担体として有用である、補体系や白血球の活性化の少ない架橋ポリマー粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の従来からある吸着材の問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明の架橋ポリマー粒子を使用することにより、驚くべきことに、補体系や白血球の活性化が極めて少ない、より安全に使用できる吸着材やその担体を達成し得ることを見出した。
【０００９】
すなわち本発明は、ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０〜１３．０重量％の範囲にあり、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度が５．０〜１５．０ａｔ％の範囲にある架橋ポリマー粒子である。
【００１０】
また、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量と、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度の、百分率で示した数値の差が２．０未満である前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１１】
また、ビニルアルコール単位およびトリアジン環を有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が４０．０〜７５．０重量％の範囲にあり、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が３０．０〜８５．０重量％の範囲にある架橋ポリマー粒子である。
【００１２】
また、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合と、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合の差が１５．０重量％未満である前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１３】
また、カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させ、カルボン酸ビニルエステル単位を構成要素の一つとする架橋重合体を形成し、加水分解及び／もしくはエステル交換反応を行ってカルボン酸ビニルエステル単位の一部もしくは全部をビニルアルコール単位とした前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１４】
また、カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０〜８０％の範囲になるように重合させることを特徴とする前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１５】
また、体積平均粒子径が５０〜３０００μｍであり、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１６】
また、体積平均粒子径が１５０〜３０００μｍであり、１００μｍ未満の粒子が５体積％以下である前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１７】
また、単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、処理、改質することにより得られる前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１８】
また、前記の架橋ポリマー粒子よりなる体液処理材である。
【００１９】
さらに、ノズル孔から分散媒中に噴出する単量体混合物の液柱に規則的な振動撹乱を与えて均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させることを含む前記架橋ポリマー粒子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
体液などの生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体の処理材やその担体として有用である、補体系や白血球の活性化が極めて少ない架橋ポリマー粒子を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子において、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量は、好ましくは７．３重量％以上であり、より好ましくは７．６重量％以上であり、特に好ましくは７．８重量％以上である。また、好ましくは１２．０重量％以下であり、より好ましくは１１．０重量％以下であり、特に好ましくは１０．５重量％以下であり、最も好ましくは１０．０重量％以下である。
【００２２】
該架橋ポリマー粒子において、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度は、好ましくは６．０ａｔ％以上であり、より好ましくは７．０ａｔ％以上である。また、好ましくは１３．０ａｔ％以下であり、より好ましくは１２．０ａｔ％以下であり、特に好ましくは１１．０ａｔ％以下であり、最も好ましくは１０．０ａｔ％以下である。
【００２３】
本発明の架橋ポリマー粒子において、窒素を含有する重合単位がトリアジン環を有する重合単位である場合に、補体系や白血球の活性化がより抑制されて好ましい。
【００２４】
本発明のビニルアルコール単位およびトリアジン環を有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子において、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合は、好ましくは４２重量％以上であり、より好ましくは４４重量％以上であり、特に好ましくは４６重量％以上である。また、好ましくは７０重量％以下であり、より好ましくは６５重量％以下であり、特に好ましくは６３重量％以下であり、最も好ましくは６０重量％以下である。
【００２５】
該架橋ポリマー粒子において、該粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合は、好ましくは３５重量％以上であり、より好ましくは４０重量％以上である。また、好ましくは７５重量％以下であり、より好ましくは７０重量％以下であり、特に好ましくは６５重量％以下であり、最も好ましくは６０重量％以下である。
【００２６】
ここで、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０重量％未満である場合や、ＸＰＳにより特定される表面窒素濃度が５．０ａｔ％未満である場合や、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が４０．０重量％未満である場合や、該粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が３０．０重量％未満である場合は、補体系や白血球の活性化を起こし易くなる傾向があり好ましくない。一方、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が１３．０重量％を超える場合や、ＸＰＳにより特定される表面窒素濃度が１５．０ａｔ％を超える場合や、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が７５．０重量％を超える場合や、該粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が８５．０重量％を超える場合は、血小板の付着が増加したり、非特異的な吸着による有用成分の損失が増す傾向があり好ましくない。
【００２７】
なお、本発明の架橋ポリマー粒子において、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量（重量％）と、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度（ａｔ％）の数値の差が２．０未満である場合に、補体系や白血球の活性化が特に低く抑えられてより好ましい。特に好ましくは１．５未満である。
【００２８】
また、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合と、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合の差が１５．０重量％未満である場合に、補体系や白血球の活性化が特に低く抑えられてより好ましい。特に好ましくは１０．０重量％未満である。
【００２９】
本発明の架橋ポリマー粒子は通常は水性媒体中で使用されるが、本発明で言う、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量とは、十分に洗浄された該架橋ポリマー粒子を真空乾燥等により実質的に完全に乾燥させた後、ＣＨＮコーダー等により元素分析を行うことにより特定される該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中の窒素含有量である。なお、ビニルアルコール単位を含む合成高分子は吸水・吸湿し易く含水に注意が必要であるが、カールフィッシャー法等により試料中の含水の有無を確認することができる。
【００３０】
本発明の架橋ポリマー粒子において、該架橋ポリマー粒子を構成する重合単位が判明している場合は、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量等から、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合を計算することが可能である。
【００３１】
なお、例えば共重合によってある重合単位を導入する場合であっても、重合転化率が１００％未満においては、生成する共重合体の組成は単量体の仕込組成とは必ずしも一致しない。そのため、該窒素含有量、あるいは該トリアジン環を有する重合単位の割合は、処理材やその担体として実際に使用されるものについて決定する必要がある。
【００３２】
本発明で言う、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度とは、t-ブチルアルコール凍結真空乾燥法等により、水中における粒子構造を保ったまま実質的に完全に乾燥させた架橋ポリマー粒子に対して、ＸＰＳによる表面元素分析を行うことで特定される該架橋ポリマー粒子表面の窒素濃度である。
【００３３】
本発明の架橋ポリマー粒子において、該架橋ポリマー粒子を構成する重合単位が判明している場合は、ＸＰＳによる表面元素分析で特定される表面窒素濃度等から、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合を計算することが可能である。
【００３４】
なお、ポリマー表面の形成に当たり該表面は様々な化学的、物理的な界面作用を受けることが知られており、共重合体の表面組成は平均の組成とは必ずしも一致しない。そのため、該架橋ポリマー粒子の表面窒素濃度、あるいは該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合は、処理材やその担体として実際に使用されるものについて決定する必要がある。
前述のように、体液等を処理する吸着材やその担体において、補体系や白血球の活性化の抑制は大きな課題となっているが、本発明の架橋ポリマー粒子は、分子内に窒素を特定の割合で存在させることにより、あるいはトリアジン環を有する重合単位を特定の割合で存在させることにより、補体系や白血球との相互作用が特異的に緩和され、補体系や白血球の活性化を低減できるものと考えられる。
【００３５】
さらに、被処理液体中の生理物質や細胞は、該架橋ポリマー粒子の表面において相互作用を生じることから、該粒子表面の特性はさらに大きな意味を持つ。本発明の架橋ポリマー粒子は、前記に加えて、該架橋ポリマー粒子表面における窒素の存在割合を特定の範囲とすることにより、あるいは該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の存在割合を特定の範囲とすることにより、補体系や白血球との相互作用がいっそう緩和され、補体系や白血球の活性化を大幅に低減できるものと考えられる。
窒素を含有する重合単位は、例えば窒素を含有する単量体を共重合させることにより導入することができる。
【００３６】
本発明の架橋ポリマー粒子は、ビニルアルコール単位を与える単量体および窒素を含有する単量体を少なくとも含む単量体混合物を重合させて架橋重合体を形成し、その後ビニルアルコール単位を与える単量体単位の一部もしくは全部を化学反応等によりビニルアルコール単位とした架橋ポリマー粒子であることが、ポリマー粒子の設計の面で好ましい。なお、該単量体混合物は、必要に応じてその他の単量体、非重合性液体、線状ポリマー、重合開始剤等を含んでもよい。
【００３７】
ビニルアルコール単位を与える単量体としては、好ましくはカルボン酸ビニルエステルがあげられる。本発明で好ましく用いられるカルボン酸ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、カプロン酸ビニル、アジピン酸ジビニル等の脂肪族カルボン酸ビニルエステル化合物や、安息香酸ビニル、フタル酸ビニル等の芳香族カルボン酸ビニルエステル化合物等を例示できる。これらのうち、重合や鹸化／エステル交換反応の容易さおよび経済性の点で、酢酸ビニルやプロピオン酸ビニル等の脂肪族カルボン酸ビニルエステル化合物がより好ましく、酢酸ビニルが最も好ましい。カルボン酸ビニルエステルは１種類を使用しても良く、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
【００３８】
本発明の窒素を含有する単量体としては、トリアジン環を有する単量体が、補体系や白血球の活性化がより低く抑えられて好ましい。窒素を含有する単量体の好ましい例としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等のトリアジン環を有するビニル化合物があげられ、物理的あるいは化学的安定性の良さからトリアリルイソシアヌレートやトリメタアリルイソシアヌレート等のイソシアヌレート類が特に好ましく、取り扱いの容易さからトリアリルイソシアヌレートが最も好ましい。窒素を含有する単量体は１種類を使用しても良く、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明で用いられる上記単量体以外の単量体としては、上記単量体と直接もしくは間接的に共重合可能な単量体が使用可能であり、必要に応じて使用してもよいし、使用しなくてもよい。
【００３９】
このような単量体としては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アルキル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、ポリオキシエチレンモノアクリレート、ポリオキシプロピレンモノアクリレート等のアクリル酸やそのエステル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸アルキル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、グリシジルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等のメタクリル酸やそのエステル、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、スチレンスルフォン酸塩等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物などのビニル化合物があげられる。および／もしくは下記のごとき多官能のビニル化合物を使用することができる。これら単量体は必要に応じ単独または２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００４０】
本発明の架橋ポリマー粒子における架橋構造は、例えば多官能ビニル化合物を共重合させることにより得ることができる。多官能ビニル化合物の例としては、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリアルキレングリコールジアクリレート、ポリアルキレングリコールジメタクリレート、１．３−ブチレングリコールジメタクリレート、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のアクリレート類およびメタクリレート類、ブタンジオールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル等のジビニルエーテル類、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族類、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル等のアリル化合物等があげられる。なかでも高い機械的強度や緻密な細孔構造を得やすい点で、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等の３官能以上の架橋性ビニル基を有する化合物がより好ましい。さらに本発明の架橋ポリマー粒子における架橋構造は、窒素を含有する重合単位より形成する場合に、補体系や白血球の活性化がより低く抑えられて好ましい。したがって、前述のごとく、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等のトリアジン環を有する多官能ビニル化合物が特に好ましく、トリアリルイソシアヌレートが最も好ましい。これら架橋性単量体は１種類を使用しても良く、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
共重合反応において、重合転化率が十分に高い場合、最終的に得られる共重合体の平均組成は仕込単量体組成と一致する。一方、ある時点で生成する共重合体の組成は、その時点における単量体組成や、あるラジカルに対する各単量体の反応性の違いによる影響を受けることが知られている。そのため、ある時点で生成する共重合体の組成は必ずしも仕込単量体組成とは一致しない。すなわち、比較的低重合転化率で重合を終了して得られる共重合体の組成や組成分布は、通常の共重合で一般に行われるような高重合転化率で得られる共重合体のそれとは大きく異なる可能性がある。本発明の架橋ポリマー粒子においては、単量体の組み合わせや重合転化率の調整により、該架橋ポリマー粒子の組成分布などの特性を生理物質との親和性にとってより好ましいものとすることが可能である。
【００４１】
すなわち、本発明の架橋ポリマー粒子において、カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０〜８０％の間になるように重合させて、カルボン酸ビニルエステル単位を構成要素の一つとする架橋重合体を形成し、その後鹸化及び／もしくはエステル交換反応を行ってカルボン酸ビニルエステル単位の一部もしくは全部をビニルアルコール単位とした架橋ポリマー粒子である場合に、補体系や白血球の活性化が一段と低く抑えられてより好ましい。
【００４２】
カルボン酸ビニルエステルのより好ましい重合転化率は１０〜７０％であり、さらに好ましくは１５〜６５％であり、特に好ましくは２０〜６０％であり、最も好ましくは２５〜５５％である。
【００４３】
ここで、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０％未満で低い場合、十分な粒子強度を得ることが難しくなる。一方、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が８０％を超えて高い場合は補体系や白血球の活性化が増す傾向があり好ましくない。
カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステル１００重量部に対して、トリアジン環を有するビニル化合物１０〜２００重量部を用いるのが好ましい。より好ましくは２０〜１２０重量部であり、特に好ましくは２５〜８０重量部であり、最も好ましくは３０〜６５重量部である。
【００４４】
カルボン酸ビニルエステル１００重量部に対してトリアジン環を有するビニル化合物が１０重量部未満で少ない場合は補体系や白血球の活性化が増す傾向がある。一方、トリアジン環を有するビニル化合物が２００重量部を超えて多い場合は非特異的な吸着や血小板の付着が増す傾向がある。
【００４５】
本発明で用いられる重合開始剤としては、例えば２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオナミジン）ジハイドロクロライド等のアゾ化合物や、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ｔ−ブチルパーピバレート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンなどの有機過酸化物などをあげることができるが、上記に限定されるものではない。重合開始剤は、単量体混合物に可溶なものが重合反応が円滑に進み易く好ましい。また、分散媒に不溶であるか分散媒への溶解度が低いものが微粒子の生成が少なく好ましい。
【００４６】
ここで重合開始剤は、単量体との反応性や分解速度等の重合開始剤としての特性、重合時間や重合温度等の反応条件を考慮して、所定の重合転化率が得られるように使用量や種類を選択することが好ましく、単独または２種類以上の混合物として用いることができる。また重合温度は、重合反応の制御の面から、０〜１８０℃の範囲が好ましく、より好ましくは２０〜１２０℃であり、さらに好ましくは４０〜９０℃であり、最も好ましくは５０〜７０℃である。
本発明の架橋ポリマー粒子は、多孔質構造を採用することができる。多孔質構造により被処理液体との接触面積を大幅に増すことが可能であり、より効率的に対象物質を処理することが可能となる。
【００４７】
本発明の架橋ポリマー粒子には、多孔質構造の導入等のため単量体混合物に非重合性液体を使用することができる。均一な多孔質構造を得るためには、非重合性液体は単量体混合物に可溶であり、分散媒には不溶または難溶であることが好ましい。具体例として、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｎ−ヘキシル等のエステル化合物、ジブチルエーテル等のエーテル類、ｎ−ヘプタノール、アミルアルコールなどのアルコール類、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などをあげることができるが、上記に限定されるものではない。
【００４８】
重合の進行に伴い、非重合性液体および残存モノマーは、生成する架橋ポリマーと粒子中で相分離して細孔部分を形成する。したがって、細孔部分の構造は非重合性液体の使用量や、非重合性液体と生成する架橋ポリマーとの親和性の違いにより大きな影響を受ける。非重合性液体は１種類を用いても良いし、異なる２種類以上を混合しても良く、その種類や混合比で生成ポリマーとの親和性を変え、細孔径などの多孔質構造を調整することが可能である。さらに、非重合性液体の使用量を変えることにより、細孔容積などの多孔質構造を調整することが可能である。
【００４９】
非重合性液体の好ましい使用量は４００重量部以下であり、より好ましくは３００重量部以下であり、特に好ましくは２５０重量部以下であり、最も好ましくは２００重量部以下である。非重合性液体の使用量が４００重量部を超えると強度が不足しがちである。
【００５０】
架橋ポリマー粒子に多孔質構造を導入する必要がある場合の非重合性液体の好ましい使用量は５０重量部以上であり、より好ましくは１００重量部以上であり、特に好ましくは１３０重量部以上であり、最も好ましくは１５０重量部以上である。
【００５１】
また、本発明の架橋ポリマー粒子には、多孔質構造の導入等のため線状ポリマーを使用することができる。なお本発明で言う線状ポリマーとは、実質的に非架橋であるポリマーを指し、分岐構造を含んでも良く、溶媒に可溶であれば若干の架橋構造を含んでも良い。線状ポリマーの重合度や使用量は細孔部分の構造に大きな影響を及ぼす。非重合性液体と線状ポリマーを組み合わせて使用することで、架橋ポリマー粒子の多孔質構造の制御がより容易となる。
【００５２】
線状ポリマーの具体例としては、ポリ酢酸ビニル等のエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレートやポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等の芳香族系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン系樹脂、ポリブタジエン等のジエン系樹脂、さらにこれらの共重合物やブレンド物等があげられるが、単量体混合物に可溶であれば特に制約はなく、これら以外のポリマーも使用可能である。
【００５３】
線状ポリマーの好ましい使用量は、１００重量部以下であり、より好ましくは４０重量部以下であり、特に好ましくは２０重量部以下であり、最も好ましくは１５重量部以下である。
【００５４】
架橋ポリマー粒子に多孔質構造を導入する必要がある場合の線状ポリマーの好ましい使用量は１重量部以上であり、より好ましくは１重量部以上であり、特に好ましくは２重量部以上であり、最も好ましくは３重量部以上である。
【００５５】
また、線状ポリマーの好ましい平均重合度は１００〜５０００であり、より好ましくは１５０〜３０００であり、特に好ましくは２００〜１５００であり、最も好ましくは３００〜１０００である。
【００５６】
線状ポリマーの使用量が１００重量部を超える場合や、平均重合度が５０００を超えると、単量体混合物の粘度が高くなり取り扱いが難しくなる。また重合中に凝集塊ができ易くなる。
本発明の架橋ポリマー粒子は、体積平均粒子径が５０〜３０００μｍであり、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある架橋ポリマー粒子であることが好ましい。
【００５７】
該粒子のより好ましい体積平均粒子径は１００μｍ以上である。なお、血液等、被処理液体が細胞成分を含む場合や高粘度である場合は１５０μｍ以上であることがより好ましい。さらに好ましくは２２０μｍ以上であり、特に好ましくは３００μｍ以上であり、最も好ましくは４００μｍ以上である。また、本発明の架橋ポリマー粒子のより好ましい体積平均粒子径は２０００μｍ以下であり、さらに好ましくは１５００μｍ以下であり、特に好ましくは１０００μｍ以下であり、最も好ましくは７１０μｍ以下である。
【００５８】
体積平均粒子径が５０μｍ未満で小さいと、被処理液体の流路となる粒子間隙が狭くなり、圧力損失が大きくなったり、非特異的に細胞が活性化され易くなったり、細胞の通過性が低下したり、カラム詰まりを起こし易くなる傾向がある。一方、体積平均粒子径が３０００μｍを超えて大きいと、被処理液体の流路となる粒子間隙は広くなり、圧力損失は低く抑えられ、通過性には有利であるが、吸着材や処理材としての効率が悪くなる傾向がある。
【００５９】
なお、血液等、被処理液体が細胞成分を含む場合や高粘度である場合は、１００μｍ未満の粒子が５体積％以下であることが好ましい。より好ましくは１００μｍ未満の粒子が１体積％以下であり、さらに好ましくは０．１体積％以下であり、なかでも好ましくは０．０１体積％以下であり、特に好ましくは０．００１体積％以下であり、最も好ましくは１００μｍ未満の粒子を実質的に含まない場合である。
【００６０】
１００μｍ以下の粒子が５体積％を超えて存在する場合、小粒子が粒子間隙をふさいで、圧力損失が大きくなったり、非特異的に細胞が活性化され易くなったり、細胞の通過性が低下したり、カラム詰まりを起こし易くなる場合がある。また、使用中に微粒子が流出する懸念が高まる。
一般の懸濁重合においては、撹拌翼等を用いた機械的撹拌によって単量体混合物の液滴が分散媒中に形成されるが、その際、液滴は撹拌により分割されて小さくなったり他の液滴と合一して大きくなったりする。そのため、得られるポリマー粒子は大粒子や小粒子を多量に含む幅広い粒子径分布を有するものとなる。懸濁重合等で得られた幅広い粒子径分布を有する粒子については、ふるい分け等の分級操作により大粒子や小粒子を除いて使用するのが好ましい。
【００６１】
より好ましくは、単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、処理、改質することにより得られる該架橋ポリマー粒子である。
【００６２】
本発明で言う、合着または付加的な分散を生じることのない条件とは、単量体混合物の液滴が、他の液滴と合一してより大きな液滴となったり、あるいは逆に分割されてより小さな液滴となったりするようなことが概ね生じない条件を意味する。なお、本発明において、単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させるにあたり、該単量体混合物が液滴を形成可能であれば、あらかじめ単量体の一部を重合させておいても良いし、液滴形成と同時に単量体の一部を重合させても良い。
【００６３】
本発明で言う均一な径とは、次のごとく粒子の多くが概ね同等の径を有し、大粒子や小粒子を多量に含まないことを意味する。
【００６４】
すなわち本発明のポリマー粒子は、好ましくは該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある前記のポリマー粒子である。ここで、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にあることがより好ましく、該粒子の９０体積％以上が粒子径の体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にあることがさらに好ましく、該粒子の９５体積％以上が粒子径の体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にあることが特に好ましく、実質的に単一の粒子径を有する場合が最も好ましい。
【００６５】
粒子径分布が幅広く、体積平均粒子径の０．８倍未満の小粒子や１．２倍を超える大粒子が２０体積％を超えて存在する場合は、体積平均粒子径が同一であっても被処理液体の流路となる粒子間隙は狭くなり、通液時の圧力損失が大きくなる傾向がある。また、被処理液体が細胞成分を含む場合は、非特異的に細胞が活性化され易くなったり、細胞の通過性が低下したり、カラム詰まりを起こし易くなる場合がある。
このような架橋ポリマー粒子は、ノズル孔から分散媒中に噴出する単量体混合物の液柱に規則的な振動撹乱を与えて均一な径の液滴群を分散媒中に形成させた後、該液滴を実質的に合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、必要に応じて処理、改質することにより得ることができる。これにより、従来の方法では得ることが難しかった、均一な径の前記架橋ポリマー粒子を得ることが可能になる。このようにして得られた架橋ポリマー粒子は、大粒子や小粒子が極めて少なく、分級ロスを大幅に低減できる長所を有している。
【００６６】
ここで、第一の工程は均一な径の液滴を分散媒中に形成する工程である。液滴生成装置の例としては、分散媒を満たしたカラムに単量体混合物を噴出するノズルを挿入し、ノズルには少なくとも１つの小孔を配し、さらに振動を伝達する機構を設置したものなどをあげることができる。カラムには分散媒タンクより分散媒を供給する導入管を接続することができ、ノズルには単量体混合物タンクより単量体混合物を供給する導入管を接続することができる。なお、均一な液滴生成のためには、単量体混合物の供給に、できるだけ脈動の少ない定量ポンプを使用することが好ましい。
【００６７】
第一の工程で形成される液滴の粒子径は、ノズル孔径、単量体混合物のノズル通過速度、単量体混合物や分散媒の粘度、ならびに単量体混合物がノズルを通過して生成する液柱に与えられる振動撹乱の種類、周波数、および振幅などの要因により決定され、これらの要因やその組み合わせによって所望の粒子径を有する液滴を得ることができる。また、これらの一つまたは複数を組み合わせて変化させることにより、所望の粒子径分布を有する液滴群を得ることができる。
【００６８】
本工程に使用できるノズルは特に限定されるものではなく、例えば少なくとも１つの小孔を有するオリフィスなどを使用することができる。このようなノズルを単独もしくは複数で使用することができる。振動撹乱を与える方法としては、単量体混合物に機械的振動を加えながら単量体混合物をノズルから噴出させる方法、分散媒に機械的振動を加えながら単量体混合物をノズルから噴出させる方法、単量体混合物が噴出するノズルに機械的振動を加える方法などが例示できるが、これに限定されるものではない。
【００６９】
第二の工程は、形成した均一な径の液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させる工程である。ここで、合着または付加的な分散を生じることのない条件とは、ノズル孔から分散媒中に噴出され振動撹乱を与えられて形成された単量体混合物の液滴が、他の液滴と合一してより大きな液滴となったり、あるいは逆に分割されてより小さな液滴となったりするようなことが実質的に生じない条件を意味する。
【００７０】
第二の工程を実施する方法としては、例えば第一の工程で形成された液滴を反応器内に導入し、液滴を含む分散媒を緩やかに撹拌しつつ重合反応を行わせる方法などを採用することができる。ただし、撹拌が不十分であると液滴が合着し易くなり、逆に撹拌が過剰であると付加的な分散を生じ易くなるため、撹拌の方式や条件は適宜設定する必要がある。例えば、撹拌翼を用いて撹拌を行う場合は、比較的低剪断で高吐出の形式を選択し、撹拌速度を調整して使用するのが好ましい。なお、液滴の合着や付加的な分散をより少なくするためには、液滴群を重合反応器内に予め存在する分散媒中へ導入するのが好ましく、液滴生成装置は重合反応器の下部へ導入管等を介して接続することがより好ましい。また、第一の工程と第二の工程はそれぞれ別の装置で行っても良いし、単一の装置を用いて第一の工程と第二の工程を行っても良い。
【００７１】
連続相を形成する分散媒には、液滴を形成する単量体混合物と混和しないものが使用され、安全性や経済性や環境面より水性媒体が好ましく用いられる。また該分散媒は分散安定剤を含むことができる。分散安定剤は特に限定されるものでなく、懸濁重合で一般に使用されるものを用いることができ、例えば、分散媒に可溶な分散安定剤や、微粒子状の固体分散安定剤や、界面活性剤などを使用することができる。これらは単独で用いても良いが、組み合わせて使用することでより大きな効果をあげることができる。また、補助剤を併用しても良い。なお、分散安定性が不足すると液滴の合着が起こり易くなり、逆に分散安定性が過剰になると付加的な分散が起こり易くなるため、分散安定剤や補助剤は、種類や使用量、使用方法に注意する必要がある。より好ましい方法は、単量体混合物の液滴群を分散媒中に形成させるに当たり、分散媒に可溶な分散安定剤の存在下で単量体混合物の液滴群を分散媒中に形成させ、微粒子状の固体分散安定剤を添加し、および／もしくは塩の存在下で該液滴群の重合を行わせる方法である。
【００７２】
分散媒に可溶な分散安定剤としては、高分子保護コロイドが好ましく使用される。具体例としてはポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性合成高分子、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体、デンプン、ゼラチン等の水溶性天然高分子などをあげることができる。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して使用することができる。分散媒に可溶な分散安定剤の好ましい使用量は、分散媒に対し０．００１〜１０重量％であり、より好ましくは０．００５〜５重量％であり、さらに好ましくは０．０１〜１．５重量％であり、特に好ましくは０．０１５〜０．６重量％であり、最も好ましくは０．０３〜０．３重量％である。分散媒に可溶な分散安定剤の使用量が１０重量％を超える場合は、液滴の付加的な分散が起こり易く、あるいは乳化重合等による新粒子を生成し易く好ましくない。
【００７３】
微粒子状の固体分散安定剤としては、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム等の難溶性無機物質などをあげることができ、特に第三リン酸カルシウムが効果的である。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して使用することができる。微粒子状の固体分散安定剤の好ましい使用量は、分散媒に対し０．０１〜２０重量％であり、より好ましくは０．０５〜１０重量％であり、特に好ましくは０．１〜５重量％であり、最も好ましくは０．３〜３重量％である。微粒子状の固体分散安定剤を適量使用することにより重合粒子の２次的な凝集を防止する効果が大きくなる。
【００７４】
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルなどのノニオン性界面活性剤や、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤を例示することができる。これら界面活性剤は単独で用いても良いし、２種類以上を混合して使用することができる。これら界面活性剤を前記分散安定剤と併用することで分散安定性を一層向上させることができる。特に微粒子状の固体分散安定剤を使用する場合は、アニオン性界面活性剤を併用するのが効果的である。界面活性剤の好ましい使用量は分散媒に対して０．０００１〜５重量％であり、より好ましくは０．０００５〜０．５重量％であり、特に好ましくは０．００１〜０．１重量％であり、最も好ましくは０．００２〜０．０５重量％である。界面活性剤の使用量が５重量％を超える場合は、液滴の付加的な分散が起こり易く、あるいは乳化重合等による新粒子を生成し易く、好ましくない。
【００７５】
塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム等のリン酸塩等をあげることができる。
【００７６】
さらに、分散媒に可溶な重合禁止剤の存在下で前述の重合を行うことにより、微粒子の生成を抑制することができる。分散媒に可溶な重合禁止剤の例としては、亜硝酸ナトリウム等の亜硝酸塩、ハイドロキノン、ｐ−ジアミノフェニレン等があげられる。重合禁止剤の好ましい濃度は、分散媒に対して０．０００１〜１重量％であり、より好ましくは０．０００５〜０．５重量％であり、特に好ましくは０．００１〜０．１重量％であり、最も好ましくは０．００２〜０．０５重量％である。重合禁止剤の使用量が１重量％を超えると重合反応が円滑に進み難くなり好ましくない。
本発明の架橋ポリマー粒子は、必要に応じて処理、改質して使用することができる。処理、改質は、ポリマー粒子の親水性、生体適合性、物理的特性や化学的特性の改善、機械的強度の向上、処理材としての機能付与、溶出物の低減、滅菌などの目的で行われる。処理、改質の例としては、水酸基やその他官能基の導入、鹸化、リガンド固定化、コーティングや多層化、架橋、グラフト重合等の重合反応、洗浄、高温処理や高圧処理、放射線処理、プラズマ処理、その他の化学的および／もしくは物理的な処理や改質などを挙げることができ、重合と同時におよび／もしくは重合の後で行うことができる。
【００７７】
本発明の架橋ポリマー粒子は、そのままであるいは必要に応じて、リガンドとして被吸着成分や被吸着細胞と結合可能な物質および／もしくは生理物質や細胞と好ましい相互作用を有する物質を導入して、吸着材や処理材として使用することができる。リガンドの導入には、ビニルアルコール単位の有する水酸基やカルボン酸ビニルエステル単位の有するエステルを直接もしくは間接に利用することができる。また、本発明の架橋ポリマー粒子は、２種類以上の異なる該架橋ポリマー粒子を混合して使用することができるし、異なる平均粒子径の該架橋ポリマー粒子を混合して使用することもできる。
【００７８】
本発明のポリマー粒子は、例えば容器中で被処理液体と混合接触させた後、被処理液体を濾過や遠心分離等で該ポリマー粒子と分離する方法などで使用することができる。より好ましくは、本発明のポリマー粒子をカラムなどの入口と出口を有する容器に充填し、入口より被処理液体を流入させ、容器内で被処理液体と該ポリマー粒子を接触させて、出口より被処理液体を流出させる等の方法で使用することができる。なお、該容器には該ポリマー粒子は通過させないが被処理液体は通過させるメッシュ等の機構を配することができる。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２４重量部、酢酸エチル１３１．５重量部、ヘプタン４８．２重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度８００）１２．８重量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（Ｖ−６５）５．０重量部よりなる単量体混合物５０１．６ｇを、水６９１．５重量部、ポリビニルアルコール０．１０３重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０２３重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム５．１５重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０３９重量部を含む水相１０４５．２ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に５時間保持して懸濁重合させた。次いで、セパラブルフラスコの内容物を室温まで冷却した。得られた重合スラリーをサンプリングして重量を測定し、重合禁止剤を添加して１２０℃のオーブンで揮発分を乾燥させ、恒量を確認して乾燥重量を測定した。当該乾燥条件では、ＴＡＩＣの減量はわずかであることから、乾燥前後の重量より酢酸ビニルの重合転化率を計算したところ５４％であった。
【００８０】
次いでセパラブルフラスコの内容物に塩酸を加えてｐＨを２以下に調整し第三リン酸カルシウムを溶解させ、その後水で良く洗浄した。洗浄液のｐＨが中性付近になったことを確認した後、水をアセトンで置換し、重合物をアセトンで十分に洗浄した。次いでアセトンを水で置換した後、酢酸ビニル単位に対して過剰量となるよう下式の量の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を水溶液として加えた。
【００８１】
ＮａＯＨ（固形分重量）＝粒子乾燥重量／８６．０９×４０×１．５
なお水に対するＮａＯＨ濃度が４重量％になるように水量は調整した。これを撹拌下、反応温度４０℃で６時間保持して鹸化を行った。その後、洗浄液のｐＨが中性付近になるまで水洗し、さらに８０℃の温水で十分に洗浄を行った。次いで１２１℃、２０分間のオートクレーブ処理を行い、清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【００８２】
水中の該架橋ポリマー粒子を、ＯＭＲＯＮ ３Ｄデジタルファインスコープ ＶＣ１０００を用いて撮影した。得られた画像より、水中における数平均粒子径は３３２μｍ、体積平均粒子径は４７２μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は７４．０体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は４９．１体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．０７７体積％であった。タッピング等により水中で均一に沈降させた粒子の沈降体積１ｍｌあたりの乾燥固形分重量（かさ比重）は０．１４２ｇ／ｍＬであった。
【００８３】
得られた架橋ポリマー粒子を、水中における細孔構造を保ったまま走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察するため、粒子に含まれる水分をｔ−ブチルアルコールで置換し凍結真空乾燥させて試料を作製した。念のため、試料作製に伴い架橋ポリマー粒子に目立った収縮や膨張がないことをＯＭＲＯＮ ３Ｄデジタルファインスコープ ＶＣ１０００で確認した。粒子の表面及び断面をＳＥＭ観察したところ、得られた架橋ポリマー粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【００８４】
得られた架橋ポリマー粒子について、目開き７１０μｍのふるい上の大粒子、および目開き３００μｍのふるい下の小粒子を除き、下記の評価を行った。
【００８５】
該架橋ポリマー粒子を十分に真空乾燥させた後、ジェイ・サイエンス・ラボ マイクロコーダーＪＭ１０型を用いて元素分析（ＣＨＮ分析）を行い、乾燥重量中の窒素（Ｎ）含有量を求めたところ７．８重量％であった。また、該元素分析値から次式により該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）単位の割合を計算したところ４６．３重量％であった。
【００８６】
ＴＡＩＣ含有量＝Ｎ含有量×ＴＡＩＣ分子量／（Ｎ原子量×ＴＡＩＣ中のＮ原子数）
前述のＳＥＭ観察用に作製したｔ−ブチルアルコール凍結真空乾燥法による試料を十分に追加乾燥させた後、装置としてファイ社 Ｑｕａｎｔｕｍ２０００を使用し、Ｘ線強度 ＡＩＫα／ １５ｋＶ・２５Ｗ、Ｘ線ビーム径 １００μｍφ、パスエネルギー １８７．８５ｅＶ（ワイドスペクトル） ５８．７０ｅＶ（ナロースペクトル）で該粒子表面のＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ）を実施した。表面窒素（Ｎ）濃度（アトミックパーセント：ａｔ％）を求めたところ、７．４ａｔ％であった。また、該表面Ｎ濃度から、（１）式より該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）単位の割合を計算し、（２）式より重量％（重量パーセント：ｗｔ％）に換算したところ４３．０重量％であった。
【００８７】
表面ＴＡＩＣ＝１−｛（１−６×表面Ｎ）／（１−５×表面Ｎ）｝ （１）式
表面ＴＡＩＣ（重量）＝２４９．２７×表面ＴＡＩＣ／
｛２４９．２７×表面ＴＡＩＣ＋４４．０５×（１−表面ＴＡＩＣ）｝ （２）式
水中で均一に沈降させた該架橋ポリマー粒子１ｍＬを計り取り、生理食塩水で含水を置換した後、ヘパリンを添加した健常人の新鮮血１０ｍＬと３７℃インキュベータ中で３０分間穏やかに撹拌しつつ接触させた。サンプリングした血液を所定の処理を行った後、外部検査機関（株式会社エスアールエルおよびシオノギ バイオメディカル ラボラトリーズ）に依頼して活性化補体（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）濃度、および白血球の活性化を示す指標として顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度を測定し、同体積の生理食塩水のみで粒子を含まない場合と比較した。その結果、該架橋ポリマー粒子と接触後も活性化補体（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）濃度は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。また、該架橋ポリマー粒子と接触後も顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度は低値にとどまり、白血球の活性化は軽微であった。
【００８８】
入口と出口に目開き１５０μｍのメッシュを配した内径１０ｍｍのカラムに、生理食塩水で含水を置換した該粒子を沈降体積で２．７ｍＬ充填し、ヘパリン添加生理食塩水８．１ｍＬを流通させプライミング操作を行った。ヘパリンを添加した健常人の新鮮血４０ｍＬを３７℃のウオーターバス中におき、これを血液プールとして血液を２．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で１２０分間カラムに循環させた。その間、カラムの目詰まりや流量の低下は見られなかった。また、カラム入口側と出口側から少量の血液をサンプリングし、血球カウンターを用いて血液細胞数を測定した。その結果、赤血球、白血球、血小板の通過性はいずれも良好であり、血液細胞の該架橋ポリマー粒子への付着は軽微であった。さらに、１２０分間循環後の顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度を外部検査機関（シオノギ バイオメディカル ラボラトリーズ）にて測定した。その結果、ＰＭＮ−Ｅ濃度は比較的低値であり白血球の活性化は軽微であった。なお、通血後のカラムには明瞭な血栓等は観察されなかった。
【００８９】
該架橋ポリマー粒子の特徴と評価結果を表１〜３に示した。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
（実施例２）
撹拌翼を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に、水４３６．９ｇ、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムの３重量％水溶液１．８１ｇ、微粒子状の第三リン酸カルシウムの１０重量％スラリー１２４．２ｇを仕込み、穏やかに撹拌させておいた。
【００９３】
液滴生成装置として、分散媒を満たしたカラムに単量体混合物を噴出するノズルを挿入し、ノズルの上端は孔径０．１７ｍｍの小孔を１２個有するオリフィス板よりなり、下端には振動を伝達する振動板を設置し、振動板を加振器と接続したものを用いた。カラムには分散媒タンクより分散媒を供給する導入管を接続し、ノズルには単量体混合物タンクより単量体混合物を供給する導入管を接続した。単量体混合物の供給には定量性が高く脈動の少ない２連プランジャーポンプを使用した。
【００９４】
単量体混合物タンクより、酢酸ビニル１００重量部、ＴＡＩＣ ２４重量部、酢酸エチル１０８重量部、ヘプタン４９重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度４００）９．６重量部、Ｖ−６５ ５．０重量部よりなる単量体混合物５１７．４ｇを、２７．６ｍＬ／ｍｉｎの速度でノズルに供給し、液滴生成装置を経由してセパラブルフラスコに仕込んだ。それと同時に分散媒タンクより、３重量％ＰＶＡ水溶液８３ｇ、６重量％ＮａＮＯ２水溶液４．６２ｇ、水２４１２ｇよりなる分散媒の５６０．８ｇをカラムに供給し、液滴生成装置を経由してセパラブルフラスコに仕込んだ。
【００９５】
この際、単量体混合物には加振器により一定周波数（５００Ｈｚ）、強度０．２Ｇの機械的振動を与えた。ノズル孔から噴出する単量体混合物の液柱は該機械的振動により分割されて均一な径の液滴をカラム内の分散媒中に形成し、同時に供給される分散媒とともにセパラブルフラスコ内へ送られた。次いで、セパラブルフラスコの内容物を、窒素雰囲気下、６５℃で５時間保持して、該液滴を重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は５８％であった。
【００９６】
カラム出口、重合前、および重合後の各時点でサンプリングし、ＯＭＲＯＮ ３Ｄデジタルファインスコープ ＶＣ１０００で観察したところ、該液滴はいずれも均一な径を保っており、合着または付加的な分散を生じることなく重合が行われたことを確認した。
【００９７】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【００９８】
実施例１と同様の方法で該架橋ポリマー粒子の測定および観察を行った。該架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は４４２μｍであり体積平均粒子径は４６２μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は９７．３体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は９５．４体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．００００１体積％であった。また、かさ比重は０．１５５ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が存在することを確認した。
【００９９】
得られたポリマー粒子について、目開き７１０μｍのふるい上の大粒子、および目開き３００μｍのふるい下の小粒子を除き、下記の評価を行った。なお、目開き７１０μｍのふるい上、および目開き３００μｍのふるい下の、分級ロスとなる粒子はわずかであった。
【０１００】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ７．１重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ４１．９重量％であった。
【０１０１】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、６．１ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ３５．３重量％であった。
【０１０２】
該ポリマー粒子について、実施例１と同様に血液と接触させる評価を行った。その結果、該ポリマー粒子と接触後も活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。また、該ポリマー粒子と接触後も顆粒球エラスターゼ濃度（ＰＭＮ−Ｅ）は低値にとどまり、白血球の活性化は軽微であった。
【０１０３】
該ポリマー粒子について、実施例１と同様にカラムに充填して血液を循環させる評価を行った。その結果、血液循環の間、カラムの目詰まりや流量の低下は見られなかった。また、赤血球、白血球、血小板の通過性はいずれも良好であり、血液細胞の該ポリマー粒子への付着は軽微であった。なお、通血後のカラムには明瞭な血栓等は観察されなかった。
（実施例３）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２４重量部、酢酸エチル１２０重量部、ヘプタン５０重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度４００）１２．８重量部、Ｖ−６５ ５．０重量部よりなる単量体混合物２２４５．３ｇを、水６７０．５重量部、ポリビニルアルコール０．１００重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０２２重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム４．９９重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０３７重量部を含む水相４８６４．４ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する８Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に５時間保持して懸濁重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は６０％であった。
【０１０４】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【０１０５】
以下、実施例１と同様に測定した。得られた架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は３２３μｍ、体積平均粒子径は４６８μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は６３．４体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は３４．１体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．０５５体積％であった。また、かさ比重は０．１４４ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１０６】
以下、得られた架橋ポリマー粒子の評価を実施例１と同様に行った。
【０１０７】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ７．０重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ４１．６重量％であった。
【０１０８】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、５．８ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ３３．５重量％であった。
【０１０９】
血液を用いた評価を行った結果、該架橋ポリマー粒子と接触後も活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。
（実施例４）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）３１．１重量部、酢酸エチル２０８．５重量部、ヘプタン６９．５重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度５００）１２．８重量部、Ｖ−６５ ５．３重量部よりなる単量体混合物５３４ｇを、水９２１重量部、ポリビニルアルコール０．１３６重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０３重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム６．８６重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０５２重量部を含む水相１１６０．１ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に５時間保持して懸濁重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は３５％であった。
【０１１０】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【０１１１】
以下、実施例１と同様に測定した。得られた架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は２８６μｍ、体積平均粒子径は４３８μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は７２．０体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は４１．４体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．１４１体積％であった。また、かさ比重は０．０８０ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１１２】
以下、得られた架橋ポリマー粒子の評価を実施例１と同様に行った。
【０１１３】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ９．３重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ５５．１重量％であった。
【０１１４】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、９．９ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ５８．０重量％であった。
【０１１５】
該ポリマー粒子について、実施例１と同様に血液と接触させる評価を行った。その結果、該ポリマー粒子と接触後も活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。また、該ポリマー粒子と接触後も顆粒球エラスターゼ濃度（ＰＭＮ−Ｅ）は低値にとどまり、白血球の活性化は軽微であった。
（比較例１）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２５．９重量部、酢酸エチル１７３．６重量部、ヘプタン５７．９重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度５００）１３．４重量部、Ｖ−６５ ２．６重量部および２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）１．７重量部よりなる単量体混合物５２４．９ｇを、水８０８．３重量部、ポリビニルアルコール０．１１９重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０２７重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム６．０２重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０４６重量部を含む水相１１４０．３ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に８時間保持して懸濁重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は９１％であった。
【０１１６】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【０１１７】
以下、実施例１と同様に測定した。得られた架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は２３８μｍ、体積平均粒子径は４１２μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は５６．３体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は３３．１体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．３９６体積％であった。また、かさ比重は０．１２２ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１１８】
以下、得られた架橋ポリマー粒子の評価を実施例１と同様に行った。
【０１１９】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ６．９重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ４１．０重量％であった。
【０１２０】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、４．３ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ２４．７重量％であった。
【０１２１】
血液を用いた評価を行った結果、該粒子と接触後に活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は高値を示し、補体系の活性化が認められた。また、該粒子と接触後に顆粒球エラスターゼ濃度（ＰＭＮ−Ｅ）は高値を示し、白血球の活性化が認められた。
（比較例２）
ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子の替わりに、かさ比重が０．０５５ｇ／ｍＬである多孔質のセルロース粒子を用いた。
【０１２２】
以下、実施例１と同様に測定した。該セルロース粒子の水中における数平均粒子径は４５７μｍ、体積平均粒子径は４８５μｍであり、体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は８７．２体積％で、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は４６．４体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．０１３体積％であった。ＳＥＭで該セルロース粒子の表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１２３】
以下、実施例１と同様に評価を行った。
【０１２４】
血液を用いた評価の結果、該セルロース粒子と接触後に活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は高値を示し、補体系の活性化が認められた。また、該セルロース粒子と接触後に顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度は高値を示し、白血球の活性化が認められた。
【０１２５】
さらに、該セルロース粒子をカラムに充填し血液循環実験を行ったところ、該セルロース粒子に明瞭な変形や圧密化は観察されなかったものの、白血球および血小板の通過率がやや低く、白血球および血小板の該セルロース粒子への付着が認められた。また、１２０分間の血液循環後の顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度は高値を示し、白血球の活性化が認められた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体、特には血液や血漿等の体液の処理材やその担体として有用である架橋ポリマー粒子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薬剤の投与などでは十分な改善が達成できない種々の難治性疾患の治療法として、体外循環治療が広く行われるようになった。体外循環治療とは、患者の血液等を体外に導き、血液等の中に存在し疾患と密接に関連する物質や細胞を除去してその濃度を低下させたり、何らかの治療に寄与する影響を与えたりした後、再び患者に戻す方法である。
【０００３】
その一つとして、体外に導いた患者の血液から血漿分離膜や遠心分離器によって血漿成分を分離し、該血漿を吸着材で処理した後、血球成分と合わせて患者の体内に戻す、いわゆる血漿灌流方式による血液浄化法があり、種々の吸着器が開発されている。さらに最近では、直接血液灌流方式と呼ばれる、患者の血液から血漿成分を分離することなく血液を直接処理する方法が注目されている。
【０００４】
これらで使用される吸着材は、補体系の活性化を引き起こさないことが望まれる。補体系活性化の過程で産生される活性化補体Ｃ３ａ、Ｃ５ａはアナフィラトキシンとして強い生物学的作用を持ち、白血球走化性促進、血管透過性亢進、血圧低下、アナフィラキシー反応等の問題をもたらす。
【０００５】
さらに、血液を直接処理する吸着材は、血液細胞の非特異的な付着や活性化を起こさないことが望まれる。周知のように体外に出た血液細胞は生理的に極めて不安定であり、吸着材等の異物と接触した際に付着や活性化を生じ易い。特に白血球の活性化は、種々の生理活性物質の放出などを伴い様々な問題をもたらす。
【０００６】
従来、これら吸着材やその担体には、セルロースやアガロースなどの天然高分子、ポリビニルアルコールやポリヒドロキシエチルメタクリレートなどの合成高分子、これらを含む共重合体やポリマーブレンド、さらにはそれらで表面を被覆した材料などの使用が試みられてきた。しかしながら、これら材料の特性が補体系や白血球の活性化に及ぼす影響に関して、十分な知見は得られていない。
【特許文献１】には、比表面積が少なくとも５ｍ２／ｇである粒子状の硬質ゲル担体にリガンドを保持させてなる体外循環治療用吸着材や、該硬質ゲル担体が水酸基を有する架橋合成高分子であり、平均粒子径、保水量、水酸基密度が特定範囲にある体外循環治療用吸着材や、該硬質ゲル担体がビニルアルコール単位を主構成要素とする架橋合成高分子である体外循環治療用吸着材や、該硬質ゲル担体がカルボン酸のビニルエステルとイソシアヌレート環を有するビニル化合物の共重合体を加水分解して得られる架橋合成高分子である体外循環治療用吸着材が開示されている。ここでは、懸濁重合により前記吸着材を得る方法が例示され、該吸着材にヒト血漿やヒト全血を通液した際の、血漿タンパク質（アルブミン、補体）の損失、血球数減少、残血や血栓の有無について検討がなされている。しかしながら、補体系や白血球の活性化に対する定量的な検討はなされておらず、これらに関する懸念を解消し得るものとはなっていない。
【非特許文献１】には、ポリビニルアルコールゲルよりなる、径７４〜２１０μｍの多孔性ゲルに、トリプトファンをリガンドとして固定した吸着材を使用して、雑種成犬で直接血液灌流を試みた例が示されている。しかしながら、補体系や白血球の活性化に対する定量的な検討はなされておらず、これらに関する懸念を解消し得るものとはなっていない。
【特許文献２】には、体積平均粒子径が比較的小さな吸着材であっても、特定の粒子径分布を有するものであれば、圧力損失の著しい上昇や溶血を起こすことなく血液の灌流が可能であることが開示されている。しかしながら、天然高分子であるセルロース系材料を例示するにとどまり、合成高分子については何ら言及してない。さらに、補体系や白血球の活性化の懸念に対しては全く検討がなされていない。
【特許文献１】特開昭５８−１２６５６
【特許文献２】特開昭６３−１１５５７２
【非特許文献１】市川他、人工臓器１２（１），１１６−１１９（１９８３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、体液などの生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体を処理する吸着材やその担体として有用である、補体系や白血球の活性化の少ない架橋ポリマー粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の従来からある吸着材の問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明の架橋ポリマー粒子を使用することにより、驚くべきことに、補体系や白血球の活性化が極めて少ない、より安全に使用できる吸着材やその担体を達成し得ることを見出した。
【０００９】
すなわち本発明は、ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０〜１３．０重量％の範囲にあり、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度が５．０〜１５．０ａｔ％の範囲にある架橋ポリマー粒子である。
【００１０】
また、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量と、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度の、百分率で示した数値の差が２．０未満である前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１１】
また、ビニルアルコール単位およびトリアジン環を有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が４０．０〜７５．０重量％の範囲にあり、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が３０．０〜８５．０重量％の範囲にある架橋ポリマー粒子である。
【００１２】
また、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合と、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合の差が１５．０重量％未満である前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１３】
また、カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させ、カルボン酸ビニルエステル単位を構成要素の一つとする架橋重合体を形成し、加水分解及び／もしくはエステル交換反応を行ってカルボン酸ビニルエステル単位の一部もしくは全部をビニルアルコール単位とした前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１４】
また、カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０〜８０％の範囲になるように重合させることを特徴とする前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１５】
また、体積平均粒子径が５０〜３０００μｍであり、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１６】
また、体積平均粒子径が１５０〜３０００μｍであり、１００μｍ未満の粒子が５体積％以下である前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１７】
また、単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、処理、改質することにより得られる前記の架橋ポリマー粒子である。
【００１８】
また、前記の架橋ポリマー粒子よりなる体液処理材である。
【００１９】
さらに、ノズル孔から分散媒中に噴出する単量体混合物の液柱に規則的な振動撹乱を与えて均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させることを含む前記架橋ポリマー粒子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
体液などの生理物質および／もしくは細胞等を含有する液体の処理材やその担体として有用である、補体系や白血球の活性化が極めて少ない架橋ポリマー粒子を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子において、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量は、好ましくは７．３重量％以上であり、より好ましくは７．６重量％以上であり、特に好ましくは７．８重量％以上である。また、好ましくは１２．０重量％以下であり、より好ましくは１１．０重量％以下であり、特に好ましくは１０．５重量％以下であり、最も好ましくは１０．０重量％以下である。
【００２２】
該架橋ポリマー粒子において、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度は、好ましくは６．０ａｔ％以上であり、より好ましくは７．０ａｔ％以上である。また、好ましくは１３．０ａｔ％以下であり、より好ましくは１２．０ａｔ％以下であり、特に好ましくは１１．０ａｔ％以下であり、最も好ましくは１０．０ａｔ％以下である。
【００２３】
本発明の架橋ポリマー粒子において、窒素を含有する重合単位がトリアジン環を有する重合単位である場合に、補体系や白血球の活性化がより抑制されて好ましい。
【００２４】
本発明のビニルアルコール単位およびトリアジン環を有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子において、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合は、好ましくは４２重量％以上であり、より好ましくは４４重量％以上であり、特に好ましくは４６重量％以上である。また、好ましくは７０重量％以下であり、より好ましくは６５重量％以下であり、特に好ましくは６３重量％以下であり、最も好ましくは６０重量％以下である。
【００２５】
該架橋ポリマー粒子において、該粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合は、好ましくは３５重量％以上であり、より好ましくは４０重量％以上である。また、好ましくは７５重量％以下であり、より好ましくは７０重量％以下であり、特に好ましくは６５重量％以下であり、最も好ましくは６０重量％以下である。
【００２６】
ここで、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０重量％未満である場合や、ＸＰＳにより特定される表面窒素濃度が５．０ａｔ％未満である場合や、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が４０．０重量％未満である場合や、該粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が３０．０重量％未満である場合は、補体系や白血球の活性化を起こし易くなる傾向があり好ましくない。一方、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が１３．０重量％を超える場合や、ＸＰＳにより特定される表面窒素濃度が１５．０ａｔ％を超える場合や、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が７５．０重量％を超える場合や、該粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が８５．０重量％を超える場合は、血小板の付着が増加したり、非特異的な吸着による有用成分の損失が増す傾向があり好ましくない。
【００２７】
なお、本発明の架橋ポリマー粒子において、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量（重量％）と、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度（ａｔ％）の数値の差が２．０未満である場合に、補体系や白血球の活性化が特に低く抑えられてより好ましい。特に好ましくは１．５未満である。
【００２８】
また、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合と、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合の差が１５．０重量％未満である場合に、補体系や白血球の活性化が特に低く抑えられてより好ましい。特に好ましくは１０．０重量％未満である。
【００２９】
本発明の架橋ポリマー粒子は通常は水性媒体中で使用されるが、本発明で言う、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量とは、十分に洗浄された該架橋ポリマー粒子を真空乾燥等により実質的に完全に乾燥させた後、ＣＨＮコーダー等により元素分析を行うことにより特定される該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中の窒素含有量である。なお、ビニルアルコール単位を含む合成高分子は吸水・吸湿し易く含水に注意が必要であるが、カールフィッシャー法等により試料中の含水の有無を確認することができる。
【００３０】
本発明の架橋ポリマー粒子において、該架橋ポリマー粒子を構成する重合単位が判明している場合は、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量等から、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合を計算することが可能である。
【００３１】
なお、例えば共重合によってある重合単位を導入する場合であっても、重合転化率が１００％未満においては、生成する共重合体の組成は単量体の仕込組成とは必ずしも一致しない。そのため、該窒素含有量、あるいは該トリアジン環を有する重合単位の割合は、処理材やその担体として実際に使用されるものについて決定する必要がある。
【００３２】
本発明で言う、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により特定される表面窒素濃度とは、t-ブチルアルコール凍結真空乾燥法等により、水中における粒子構造を保ったまま実質的に完全に乾燥させた架橋ポリマー粒子に対して、ＸＰＳによる表面元素分析を行うことで特定される該架橋ポリマー粒子表面の窒素濃度である。
【００３３】
本発明の架橋ポリマー粒子において、該架橋ポリマー粒子を構成する重合単位が判明している場合は、ＸＰＳによる表面元素分析で特定される表面窒素濃度等から、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合を計算することが可能である。
【００３４】
なお、ポリマー表面の形成に当たり該表面は様々な化学的、物理的な界面作用を受けることが知られており、共重合体の表面組成は平均の組成とは必ずしも一致しない。そのため、該架橋ポリマー粒子の表面窒素濃度、あるいは該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合は、処理材やその担体として実際に使用されるものについて決定する必要がある。
前述のように、体液等を処理する吸着材やその担体において、補体系や白血球の活性化の抑制は大きな課題となっているが、本発明の架橋ポリマー粒子は、分子内に窒素を特定の割合で存在させることにより、あるいはトリアジン環を有する重合単位を特定の割合で存在させることにより、補体系や白血球との相互作用が特異的に緩和され、補体系や白血球の活性化を低減できるものと考えられる。
【００３５】
さらに、被処理液体中の生理物質や細胞は、該架橋ポリマー粒子の表面において相互作用を生じることから、該粒子表面の特性はさらに大きな意味を持つ。本発明の架橋ポリマー粒子は、前記に加えて、該架橋ポリマー粒子表面における窒素の存在割合を特定の範囲とすることにより、あるいは該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の存在割合を特定の範囲とすることにより、補体系や白血球との相互作用がいっそう緩和され、補体系や白血球の活性化を大幅に低減できるものと考えられる。
窒素を含有する重合単位は、例えば窒素を含有する単量体を共重合させることにより導入することができる。
【００３６】
本発明の架橋ポリマー粒子は、ビニルアルコール単位を与える単量体および窒素を含有する単量体を少なくとも含む単量体混合物を重合させて架橋重合体を形成し、その後ビニルアルコール単位を与える単量体単位の一部もしくは全部を化学反応等によりビニルアルコール単位とした架橋ポリマー粒子であることが、ポリマー粒子の設計の面で好ましい。なお、該単量体混合物は、必要に応じてその他の単量体、非重合性液体、線状ポリマー、重合開始剤等を含んでもよい。
【００３７】
ビニルアルコール単位を与える単量体としては、好ましくはカルボン酸ビニルエステルがあげられる。本発明で好ましく用いられるカルボン酸ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、カプロン酸ビニル、アジピン酸ジビニル等の脂肪族カルボン酸ビニルエステル化合物や、安息香酸ビニル、フタル酸ビニル等の芳香族カルボン酸ビニルエステル化合物等を例示できる。これらのうち、重合や鹸化／エステル交換反応の容易さおよび経済性の点で、酢酸ビニルやプロピオン酸ビニル等の脂肪族カルボン酸ビニルエステル化合物がより好ましく、酢酸ビニルが最も好ましい。カルボン酸ビニルエステルは１種類を使用しても良く、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
【００３８】
本発明の窒素を含有する単量体としては、トリアジン環を有する単量体が、補体系や白血球の活性化がより低く抑えられて好ましい。窒素を含有する単量体の好ましい例としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等のトリアジン環を有するビニル化合物があげられ、物理的あるいは化学的安定性の良さからトリアリルイソシアヌレートやトリメタアリルイソシアヌレート等のイソシアヌレート類が特に好ましく、取り扱いの容易さからトリアリルイソシアヌレートが最も好ましい。窒素を含有する単量体は１種類を使用しても良く、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明で用いられる上記単量体以外の単量体としては、上記単量体と直接もしくは間接的に共重合可能な単量体が使用可能であり、必要に応じて使用してもよいし、使用しなくてもよい。
【００３９】
このような単量体としては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アルキル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、ポリオキシエチレンモノアクリレート、ポリオキシプロピレンモノアクリレート等のアクリル酸やそのエステル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸アルキル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、グリシジルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等のメタクリル酸やそのエステル、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、スチレンスルフォン酸塩等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物などのビニル化合物があげられる。および／もしくは下記のごとき多官能のビニル化合物を使用することができる。これら単量体は必要に応じ単独または２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００４０】
本発明の架橋ポリマー粒子における架橋構造は、例えば多官能ビニル化合物を共重合させることにより得ることができる。多官能ビニル化合物の例としては、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリアルキレングリコールジアクリレート、ポリアルキレングリコールジメタクリレート、１．３−ブチレングリコールジメタクリレート、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のアクリレート類およびメタクリレート類、ブタンジオールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル等のジビニルエーテル類、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族類、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル等のアリル化合物等があげられる。なかでも高い機械的強度や緻密な細孔構造を得やすい点で、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等の３官能以上の架橋性ビニル基を有する化合物がより好ましい。さらに本発明の架橋ポリマー粒子における架橋構造は、窒素を含有する重合単位より形成する場合に、補体系や白血球の活性化がより低く抑えられて好ましい。したがって、前述のごとく、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等のトリアジン環を有する多官能ビニル化合物が特に好ましく、トリアリルイソシアヌレートが最も好ましい。これら架橋性単量体は１種類を使用しても良く、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
共重合反応において、重合転化率が十分に高い場合、最終的に得られる共重合体の平均組成は仕込単量体組成と一致する。一方、ある時点で生成する共重合体の組成は、その時点における単量体組成や、あるラジカルに対する各単量体の反応性の違いによる影響を受けることが知られている。そのため、ある時点で生成する共重合体の組成は必ずしも仕込単量体組成とは一致しない。すなわち、比較的低重合転化率で重合を終了して得られる共重合体の組成や組成分布は、通常の共重合で一般に行われるような高重合転化率で得られる共重合体のそれとは大きく異なる可能性がある。本発明の架橋ポリマー粒子においては、単量体の組み合わせや重合転化率の調整により、該架橋ポリマー粒子の組成分布などの特性を生理物質との親和性にとってより好ましいものとすることが可能である。
【００４１】
すなわち、本発明の架橋ポリマー粒子において、カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０〜８０％の間になるように重合させて、カルボン酸ビニルエステル単位を構成要素の一つとする架橋重合体を形成し、その後鹸化及び／もしくはエステル交換反応を行ってカルボン酸ビニルエステル単位の一部もしくは全部をビニルアルコール単位とした架橋ポリマー粒子である場合に、補体系や白血球の活性化が一段と低く抑えられてより好ましい。
【００４２】
カルボン酸ビニルエステルのより好ましい重合転化率は１０〜７０％であり、さらに好ましくは１５〜６５％であり、特に好ましくは２０〜６０％であり、最も好ましくは２５〜５５％である。
【００４３】
ここで、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０％未満で低い場合、十分な粒子強度を得ることが難しくなる。一方、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が８０％を超えて高い場合は補体系や白血球の活性化が増す傾向があり好ましくない。
カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステル１００重量部に対して、トリアジン環を有するビニル化合物１０〜２００重量部を用いるのが好ましい。より好ましくは２０〜１２０重量部であり、特に好ましくは２５〜８０重量部であり、最も好ましくは３０〜６５重量部である。
【００４４】
カルボン酸ビニルエステル１００重量部に対してトリアジン環を有するビニル化合物が１０重量部未満で少ない場合は補体系や白血球の活性化が増す傾向がある。一方、トリアジン環を有するビニル化合物が２００重量部を超えて多い場合は非特異的な吸着や血小板の付着が増す傾向がある。
【００４５】
本発明で用いられる重合開始剤としては、例えば２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオナミジン）ジハイドロクロライド等のアゾ化合物や、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ｔ−ブチルパーピバレート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンなどの有機過酸化物などをあげることができるが、上記に限定されるものではない。重合開始剤は、単量体混合物に可溶なものが重合反応が円滑に進み易く好ましい。また、分散媒に不溶であるか分散媒への溶解度が低いものが微粒子の生成が少なく好ましい。
【００４６】
ここで重合開始剤は、単量体との反応性や分解速度等の重合開始剤としての特性、重合時間や重合温度等の反応条件を考慮して、所定の重合転化率が得られるように使用量や種類を選択することが好ましく、単独または２種類以上の混合物として用いることができる。また重合温度は、重合反応の制御の面から、０〜１８０℃の範囲が好ましく、より好ましくは２０〜１２０℃であり、さらに好ましくは４０〜９０℃であり、最も好ましくは５０〜７０℃である。
本発明の架橋ポリマー粒子は、多孔質構造を採用することができる。多孔質構造により被処理液体との接触面積を大幅に増すことが可能であり、より効率的に対象物質を処理することが可能となる。
【００４７】
本発明の架橋ポリマー粒子には、多孔質構造の導入等のため単量体混合物に非重合性液体を使用することができる。均一な多孔質構造を得るためには、非重合性液体は単量体混合物に可溶であり、分散媒には不溶または難溶であることが好ましい。具体例として、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｎ−ヘキシル等のエステル化合物、ジブチルエーテル等のエーテル類、ｎ−ヘプタノール、アミルアルコールなどのアルコール類、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などをあげることができるが、上記に限定されるものではない。
【００４８】
重合の進行に伴い、非重合性液体および残存モノマーは、生成する架橋ポリマーと粒子中で相分離して細孔部分を形成する。したがって、細孔部分の構造は非重合性液体の使用量や、非重合性液体と生成する架橋ポリマーとの親和性の違いにより大きな影響を受ける。非重合性液体は１種類を用いても良いし、異なる２種類以上を混合しても良く、その種類や混合比で生成ポリマーとの親和性を変え、細孔径などの多孔質構造を調整することが可能である。さらに、非重合性液体の使用量を変えることにより、細孔容積などの多孔質構造を調整することが可能である。
【００４９】
非重合性液体の好ましい使用量は４００重量部以下であり、より好ましくは３００重量部以下であり、特に好ましくは２５０重量部以下であり、最も好ましくは２００重量部以下である。非重合性液体の使用量が４００重量部を超えると強度が不足しがちである。
【００５０】
架橋ポリマー粒子に多孔質構造を導入する必要がある場合の非重合性液体の好ましい使用量は５０重量部以上であり、より好ましくは１００重量部以上であり、特に好ましくは１３０重量部以上であり、最も好ましくは１５０重量部以上である。
【００５１】
また、本発明の架橋ポリマー粒子には、多孔質構造の導入等のため線状ポリマーを使用することができる。なお本発明で言う線状ポリマーとは、実質的に非架橋であるポリマーを指し、分岐構造を含んでも良く、溶媒に可溶であれば若干の架橋構造を含んでも良い。線状ポリマーの重合度や使用量は細孔部分の構造に大きな影響を及ぼす。非重合性液体と線状ポリマーを組み合わせて使用することで、架橋ポリマー粒子の多孔質構造の制御がより容易となる。
【００５２】
線状ポリマーの具体例としては、ポリ酢酸ビニル等のエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレートやポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等の芳香族系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン系樹脂、ポリブタジエン等のジエン系樹脂、さらにこれらの共重合物やブレンド物等があげられるが、単量体混合物に可溶であれば特に制約はなく、これら以外のポリマーも使用可能である。
【００５３】
線状ポリマーの好ましい使用量は、１００重量部以下であり、より好ましくは４０重量部以下であり、特に好ましくは２０重量部以下であり、最も好ましくは１５重量部以下である。
【００５４】
架橋ポリマー粒子に多孔質構造を導入する必要がある場合の線状ポリマーの好ましい使用量は１重量部以上であり、より好ましくは１重量部以上であり、特に好ましくは２重量部以上であり、最も好ましくは３重量部以上である。
【００５５】
また、線状ポリマーの好ましい平均重合度は１００〜５０００であり、より好ましくは１５０〜３０００であり、特に好ましくは２００〜１５００であり、最も好ましくは３００〜１０００である。
【００５６】
線状ポリマーの使用量が１００重量部を超える場合や、平均重合度が５０００を超えると、単量体混合物の粘度が高くなり取り扱いが難しくなる。また重合中に凝集塊ができ易くなる。
本発明の架橋ポリマー粒子は、体積平均粒子径が５０〜３０００μｍであり、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある架橋ポリマー粒子であることが好ましい。
【００５７】
該粒子のより好ましい体積平均粒子径は１００μｍ以上である。なお、血液等、被処理液体が細胞成分を含む場合や高粘度である場合は１５０μｍ以上であることがより好ましい。さらに好ましくは２２０μｍ以上であり、特に好ましくは３００μｍ以上であり、最も好ましくは４００μｍ以上である。また、本発明の架橋ポリマー粒子のより好ましい体積平均粒子径は２０００μｍ以下であり、さらに好ましくは１５００μｍ以下であり、特に好ましくは１０００μｍ以下であり、最も好ましくは７１０μｍ以下である。
【００５８】
体積平均粒子径が５０μｍ未満で小さいと、被処理液体の流路となる粒子間隙が狭くなり、圧力損失が大きくなったり、非特異的に細胞が活性化され易くなったり、細胞の通過性が低下したり、カラム詰まりを起こし易くなる傾向がある。一方、体積平均粒子径が３０００μｍを超えて大きいと、被処理液体の流路となる粒子間隙は広くなり、圧力損失は低く抑えられ、通過性には有利であるが、吸着材や処理材としての効率が悪くなる傾向がある。
【００５９】
なお、血液等、被処理液体が細胞成分を含む場合や高粘度である場合は、１００μｍ未満の粒子が５体積％以下であることが好ましい。より好ましくは１００μｍ未満の粒子が１体積％以下であり、さらに好ましくは０．１体積％以下であり、なかでも好ましくは０．０１体積％以下であり、特に好ましくは０．００１体積％以下であり、最も好ましくは１００μｍ未満の粒子を実質的に含まない場合である。
【００６０】
１００μｍ以下の粒子が５体積％を超えて存在する場合、小粒子が粒子間隙をふさいで、圧力損失が大きくなったり、非特異的に細胞が活性化され易くなったり、細胞の通過性が低下したり、カラム詰まりを起こし易くなる場合がある。また、使用中に微粒子が流出する懸念が高まる。
一般の懸濁重合においては、撹拌翼等を用いた機械的撹拌によって単量体混合物の液滴が分散媒中に形成されるが、その際、液滴は撹拌により分割されて小さくなったり他の液滴と合一して大きくなったりする。そのため、得られるポリマー粒子は大粒子や小粒子を多量に含む幅広い粒子径分布を有するものとなる。懸濁重合等で得られた幅広い粒子径分布を有する粒子については、ふるい分け等の分級操作により大粒子や小粒子を除いて使用するのが好ましい。
【００６１】
より好ましくは、単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、処理、改質することにより得られる該架橋ポリマー粒子である。
【００６２】
本発明で言う、合着または付加的な分散を生じることのない条件とは、単量体混合物の液滴が、他の液滴と合一してより大きな液滴となったり、あるいは逆に分割されてより小さな液滴となったりするようなことが概ね生じない条件を意味する。なお、本発明において、単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させるにあたり、該単量体混合物が液滴を形成可能であれば、あらかじめ単量体の一部を重合させておいても良いし、液滴形成と同時に単量体の一部を重合させても良い。
【００６３】
本発明で言う均一な径とは、次のごとく粒子の多くが概ね同等の径を有し、大粒子や小粒子を多量に含まないことを意味する。
【００６４】
すなわち本発明のポリマー粒子は、好ましくは該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある前記のポリマー粒子である。ここで、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にあることがより好ましく、該粒子の９０体積％以上が粒子径の体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にあることがさらに好ましく、該粒子の９５体積％以上が粒子径の体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にあることが特に好ましく、実質的に単一の粒子径を有する場合が最も好ましい。
【００６５】
粒子径分布が幅広く、体積平均粒子径の０．８倍未満の小粒子や１．２倍を超える大粒子が２０体積％を超えて存在する場合は、体積平均粒子径が同一であっても被処理液体の流路となる粒子間隙は狭くなり、通液時の圧力損失が大きくなる傾向がある。また、被処理液体が細胞成分を含む場合は、非特異的に細胞が活性化され易くなったり、細胞の通過性が低下したり、カラム詰まりを起こし易くなる場合がある。
このような架橋ポリマー粒子は、ノズル孔から分散媒中に噴出する単量体混合物の液柱に規則的な振動撹乱を与えて均一な径の液滴群を分散媒中に形成させた後、該液滴を実質的に合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、必要に応じて処理、改質することにより得ることができる。これにより、従来の方法では得ることが難しかった、均一な径の前記架橋ポリマー粒子を得ることが可能になる。このようにして得られた架橋ポリマー粒子は、大粒子や小粒子が極めて少なく、分級ロスを大幅に低減できる長所を有している。
【００６６】
ここで、第一の工程は均一な径の液滴を分散媒中に形成する工程である。液滴生成装置の例としては、分散媒を満たしたカラムに単量体混合物を噴出するノズルを挿入し、ノズルには少なくとも１つの小孔を配し、さらに振動を伝達する機構を設置したものなどをあげることができる。カラムには分散媒タンクより分散媒を供給する導入管を接続することができ、ノズルには単量体混合物タンクより単量体混合物を供給する導入管を接続することができる。なお、均一な液滴生成のためには、単量体混合物の供給に、できるだけ脈動の少ない定量ポンプを使用することが好ましい。
【００６７】
第一の工程で形成される液滴の粒子径は、ノズル孔径、単量体混合物のノズル通過速度、単量体混合物や分散媒の粘度、ならびに単量体混合物がノズルを通過して生成する液柱に与えられる振動撹乱の種類、周波数、および振幅などの要因により決定され、これらの要因やその組み合わせによって所望の粒子径を有する液滴を得ることができる。また、これらの一つまたは複数を組み合わせて変化させることにより、所望の粒子径分布を有する液滴群を得ることができる。
【００６８】
本工程に使用できるノズルは特に限定されるものではなく、例えば少なくとも１つの小孔を有するオリフィスなどを使用することができる。このようなノズルを単独もしくは複数で使用することができる。振動撹乱を与える方法としては、単量体混合物に機械的振動を加えながら単量体混合物をノズルから噴出させる方法、分散媒に機械的振動を加えながら単量体混合物をノズルから噴出させる方法、単量体混合物が噴出するノズルに機械的振動を加える方法などが例示できるが、これに限定されるものではない。
【００６９】
第二の工程は、形成した均一な径の液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させる工程である。ここで、合着または付加的な分散を生じることのない条件とは、ノズル孔から分散媒中に噴出され振動撹乱を与えられて形成された単量体混合物の液滴が、他の液滴と合一してより大きな液滴となったり、あるいは逆に分割されてより小さな液滴となったりするようなことが実質的に生じない条件を意味する。
【００７０】
第二の工程を実施する方法としては、例えば第一の工程で形成された液滴を反応器内に導入し、液滴を含む分散媒を緩やかに撹拌しつつ重合反応を行わせる方法などを採用することができる。ただし、撹拌が不十分であると液滴が合着し易くなり、逆に撹拌が過剰であると付加的な分散を生じ易くなるため、撹拌の方式や条件は適宜設定する必要がある。例えば、撹拌翼を用いて撹拌を行う場合は、比較的低剪断で高吐出の形式を選択し、撹拌速度を調整して使用するのが好ましい。なお、液滴の合着や付加的な分散をより少なくするためには、液滴群を重合反応器内に予め存在する分散媒中へ導入するのが好ましく、液滴生成装置は重合反応器の下部へ導入管等を介して接続することがより好ましい。また、第一の工程と第二の工程はそれぞれ別の装置で行っても良いし、単一の装置を用いて第一の工程と第二の工程を行っても良い。
【００７１】
連続相を形成する分散媒には、液滴を形成する単量体混合物と混和しないものが使用され、安全性や経済性や環境面より水性媒体が好ましく用いられる。また該分散媒は分散安定剤を含むことができる。分散安定剤は特に限定されるものでなく、懸濁重合で一般に使用されるものを用いることができ、例えば、分散媒に可溶な分散安定剤や、微粒子状の固体分散安定剤や、界面活性剤などを使用することができる。これらは単独で用いても良いが、組み合わせて使用することでより大きな効果をあげることができる。また、補助剤を併用しても良い。なお、分散安定性が不足すると液滴の合着が起こり易くなり、逆に分散安定性が過剰になると付加的な分散が起こり易くなるため、分散安定剤や補助剤は、種類や使用量、使用方法に注意する必要がある。より好ましい方法は、単量体混合物の液滴群を分散媒中に形成させるに当たり、分散媒に可溶な分散安定剤の存在下で単量体混合物の液滴群を分散媒中に形成させ、微粒子状の固体分散安定剤を添加し、および／もしくは塩の存在下で該液滴群の重合を行わせる方法である。
【００７２】
分散媒に可溶な分散安定剤としては、高分子保護コロイドが好ましく使用される。具体例としてはポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性合成高分子、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体、デンプン、ゼラチン等の水溶性天然高分子などをあげることができる。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して使用することができる。分散媒に可溶な分散安定剤の好ましい使用量は、分散媒に対し０．００１〜１０重量％であり、より好ましくは０．００５〜５重量％であり、さらに好ましくは０．０１〜１．５重量％であり、特に好ましくは０．０１５〜０．６重量％であり、最も好ましくは０．０３〜０．３重量％である。分散媒に可溶な分散安定剤の使用量が１０重量％を超える場合は、液滴の付加的な分散が起こり易く、あるいは乳化重合等による新粒子を生成し易く好ましくない。
【００７３】
微粒子状の固体分散安定剤としては、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム等の難溶性無機物質などをあげることができ、特に第三リン酸カルシウムが効果的である。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して使用することができる。微粒子状の固体分散安定剤の好ましい使用量は、分散媒に対し０．０１〜２０重量％であり、より好ましくは０．０５〜１０重量％であり、特に好ましくは０．１〜５重量％であり、最も好ましくは０．３〜３重量％である。微粒子状の固体分散安定剤を適量使用することにより重合粒子の２次的な凝集を防止する効果が大きくなる。
【００７４】
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルなどのノニオン性界面活性剤や、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤を例示することができる。これら界面活性剤は単独で用いても良いし、２種類以上を混合して使用することができる。これら界面活性剤を前記分散安定剤と併用することで分散安定性を一層向上させることができる。特に微粒子状の固体分散安定剤を使用する場合は、アニオン性界面活性剤を併用するのが効果的である。界面活性剤の好ましい使用量は分散媒に対して０．０００１〜５重量％であり、より好ましくは０．０００５〜０．５重量％であり、特に好ましくは０．００１〜０．１重量％であり、最も好ましくは０．００２〜０．０５重量％である。界面活性剤の使用量が５重量％を超える場合は、液滴の付加的な分散が起こり易く、あるいは乳化重合等による新粒子を生成し易く、好ましくない。
【００７５】
塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム等のリン酸塩等をあげることができる。
【００７６】
さらに、分散媒に可溶な重合禁止剤の存在下で前述の重合を行うことにより、微粒子の生成を抑制することができる。分散媒に可溶な重合禁止剤の例としては、亜硝酸ナトリウム等の亜硝酸塩、ハイドロキノン、ｐ−ジアミノフェニレン等があげられる。重合禁止剤の好ましい濃度は、分散媒に対して０．０００１〜１重量％であり、より好ましくは０．０００５〜０．５重量％であり、特に好ましくは０．００１〜０．１重量％であり、最も好ましくは０．００２〜０．０５重量％である。重合禁止剤の使用量が１重量％を超えると重合反応が円滑に進み難くなり好ましくない。
本発明の架橋ポリマー粒子は、必要に応じて処理、改質して使用することができる。処理、改質は、ポリマー粒子の親水性、生体適合性、物理的特性や化学的特性の改善、機械的強度の向上、処理材としての機能付与、溶出物の低減、滅菌などの目的で行われる。処理、改質の例としては、水酸基やその他官能基の導入、鹸化、リガンド固定化、コーティングや多層化、架橋、グラフト重合等の重合反応、洗浄、高温処理や高圧処理、放射線処理、プラズマ処理、その他の化学的および／もしくは物理的な処理や改質などを挙げることができ、重合と同時におよび／もしくは重合の後で行うことができる。
【００７７】
本発明の架橋ポリマー粒子は、そのままであるいは必要に応じて、リガンドとして被吸着成分や被吸着細胞と結合可能な物質および／もしくは生理物質や細胞と好ましい相互作用を有する物質を導入して、吸着材や処理材として使用することができる。リガンドの導入には、ビニルアルコール単位の有する水酸基やカルボン酸ビニルエステル単位の有するエステルを直接もしくは間接に利用することができる。また、本発明の架橋ポリマー粒子は、２種類以上の異なる該架橋ポリマー粒子を混合して使用することができるし、異なる平均粒子径の該架橋ポリマー粒子を混合して使用することもできる。
【００７８】
本発明のポリマー粒子は、例えば容器中で被処理液体と混合接触させた後、被処理液体を濾過や遠心分離等で該ポリマー粒子と分離する方法などで使用することができる。より好ましくは、本発明のポリマー粒子をカラムなどの入口と出口を有する容器に充填し、入口より被処理液体を流入させ、容器内で被処理液体と該ポリマー粒子を接触させて、出口より被処理液体を流出させる等の方法で使用することができる。なお、該容器には該ポリマー粒子は通過させないが被処理液体は通過させるメッシュ等の機構を配することができる。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２４重量部、酢酸エチル１３１．５重量部、ヘプタン４８．２重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度８００）１２．８重量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（Ｖ−６５）５．０重量部よりなる単量体混合物５０１．６ｇを、水６９１．５重量部、ポリビニルアルコール０．１０３重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０２３重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム５．１５重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０３９重量部を含む水相１０４５．２ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に５時間保持して懸濁重合させた。次いで、セパラブルフラスコの内容物を室温まで冷却した。得られた重合スラリーをサンプリングして重量を測定し、重合禁止剤を添加して１２０℃のオーブンで揮発分を乾燥させ、恒量を確認して乾燥重量を測定した。当該乾燥条件では、ＴＡＩＣの減量はわずかであることから、乾燥前後の重量より酢酸ビニルの重合転化率を計算したところ５４％であった。
【００８０】
次いでセパラブルフラスコの内容物に塩酸を加えてｐＨを２以下に調整し第三リン酸カルシウムを溶解させ、その後水で良く洗浄した。洗浄液のｐＨが中性付近になったことを確認した後、水をアセトンで置換し、重合物をアセトンで十分に洗浄した。次いでアセトンを水で置換した後、酢酸ビニル単位に対して過剰量となるよう下式の量の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を水溶液として加えた。
【００８１】
ＮａＯＨ（固形分重量）＝粒子乾燥重量／８６．０９×４０×１．５
なお水に対するＮａＯＨ濃度が４重量％になるように水量は調整した。これを撹拌下、反応温度４０℃で６時間保持して鹸化を行った。その後、洗浄液のｐＨが中性付近になるまで水洗し、さらに８０℃の温水で十分に洗浄を行った。次いで１２１℃、２０分間のオートクレーブ処理を行い、清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【００８２】
水中の該架橋ポリマー粒子を、ＯＭＲＯＮ ３Ｄデジタルファインスコープ ＶＣ１０００を用いて撮影した。得られた画像より、水中における数平均粒子径は３３２μｍ、体積平均粒子径は４７２μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は７４．０体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は４９．１体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．０７７体積％であった。タッピング等により水中で均一に沈降させた粒子の沈降体積１ｍｌあたりの乾燥固形分重量（かさ比重）は０．１４２ｇ／ｍＬであった。
【００８３】
得られた架橋ポリマー粒子を、水中における細孔構造を保ったまま走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察するため、粒子に含まれる水分をｔ−ブチルアルコールで置換し凍結真空乾燥させて試料を作製した。念のため、試料作製に伴い架橋ポリマー粒子に目立った収縮や膨張がないことをＯＭＲＯＮ ３Ｄデジタルファインスコープ ＶＣ１０００で確認した。粒子の表面及び断面をＳＥＭ観察したところ、得られた架橋ポリマー粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【００８４】
得られた架橋ポリマー粒子について、目開き７１０μｍのふるい上の大粒子、および目開き３００μｍのふるい下の小粒子を除き、下記の評価を行った。
【００８５】
該架橋ポリマー粒子を十分に真空乾燥させた後、ジェイ・サイエンス・ラボ マイクロコーダーＪＭ１０型を用いて元素分析（ＣＨＮ分析）を行い、乾燥重量中の窒素（Ｎ）含有量を求めたところ７．８重量％であった。また、該元素分析値から次式により該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）単位の割合を計算したところ４６．３重量％であった。
【００８６】
ＴＡＩＣ含有量＝Ｎ含有量×ＴＡＩＣ分子量／（Ｎ原子量×ＴＡＩＣ中のＮ原子数）
前述のＳＥＭ観察用に作製したｔ−ブチルアルコール凍結真空乾燥法による試料を十分に追加乾燥させた後、装置としてファイ社 Ｑｕａｎｔｕｍ２０００を使用し、Ｘ線強度 ＡＩＫα／ １５ｋＶ・２５Ｗ、Ｘ線ビーム径 １００μｍφ、パスエネルギー １８７．８５ｅＶ（ワイドスペクトル） ５８．７０ｅＶ（ナロースペクトル）で該粒子表面のＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ）を実施した。表面窒素（Ｎ）濃度（アトミックパーセント：ａｔ％）を求めたところ、７．４ａｔ％であった。また、該表面Ｎ濃度から、（１）式より該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）単位の割合を計算し、（２）式より重量％（重量パーセント：ｗｔ％）に換算したところ４３．０重量％であった。
【００８７】
表面ＴＡＩＣ＝１−｛（１−６×表面Ｎ）／（１−５×表面Ｎ）｝ （１）式
表面ＴＡＩＣ（重量）＝２４９．２７×表面ＴＡＩＣ／
｛２４９．２７×表面ＴＡＩＣ＋４４．０５×（１−表面ＴＡＩＣ）｝ （２）式
水中で均一に沈降させた該架橋ポリマー粒子１ｍＬを計り取り、生理食塩水で含水を置換した後、ヘパリンを添加した健常人の新鮮血１０ｍＬと３７℃インキュベータ中で３０分間穏やかに撹拌しつつ接触させた。サンプリングした血液を所定の処理を行った後、外部検査機関（株式会社エスアールエルおよびシオノギ バイオメディカル ラボラトリーズ）に依頼して活性化補体（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）濃度、および白血球の活性化を示す指標として顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度を測定し、同体積の生理食塩水のみで粒子を含まない場合と比較した。その結果、該架橋ポリマー粒子と接触後も活性化補体（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）濃度は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。また、該架橋ポリマー粒子と接触後も顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度は低値にとどまり、白血球の活性化は軽微であった。
【００８８】
入口と出口に目開き１５０μｍのメッシュを配した内径１０ｍｍのカラムに、生理食塩水で含水を置換した該粒子を沈降体積で２．７ｍＬ充填し、ヘパリン添加生理食塩水８．１ｍＬを流通させプライミング操作を行った。ヘパリンを添加した健常人の新鮮血４０ｍＬを３７℃のウオーターバス中におき、これを血液プールとして血液を２．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で１２０分間カラムに循環させた。その間、カラムの目詰まりや流量の低下は見られなかった。また、カラム入口側と出口側から少量の血液をサンプリングし、血球カウンターを用いて血液細胞数を測定した。その結果、赤血球、白血球、血小板の通過性はいずれも良好であり、血液細胞の該架橋ポリマー粒子への付着は軽微であった。さらに、１２０分間循環後の顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度を外部検査機関（シオノギ バイオメディカル ラボラトリーズ）にて測定した。その結果、ＰＭＮ−Ｅ濃度は比較的低値であり白血球の活性化は軽微であった。なお、通血後のカラムには明瞭な血栓等は観察されなかった。
【００８９】
該架橋ポリマー粒子の特徴と評価結果を表１〜３に示した。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
（実施例２）
撹拌翼を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に、水４３６．９ｇ、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムの３重量％水溶液１．８１ｇ、微粒子状の第三リン酸カルシウムの１０重量％スラリー１２４．２ｇを仕込み、穏やかに撹拌させておいた。
【００９３】
液滴生成装置として、分散媒を満たしたカラムに単量体混合物を噴出するノズルを挿入し、ノズルの上端は孔径０．１７ｍｍの小孔を１２個有するオリフィス板よりなり、下端には振動を伝達する振動板を設置し、振動板を加振器と接続したものを用いた。カラムには分散媒タンクより分散媒を供給する導入管を接続し、ノズルには単量体混合物タンクより単量体混合物を供給する導入管を接続した。単量体混合物の供給には定量性が高く脈動の少ない２連プランジャーポンプを使用した。
【００９４】
単量体混合物タンクより、酢酸ビニル１００重量部、ＴＡＩＣ ２４重量部、酢酸エチル１０８重量部、ヘプタン４９重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度４００）９．６重量部、Ｖ−６５ ５．０重量部よりなる単量体混合物５１７．４ｇを、２７．６ｍＬ／ｍｉｎの速度でノズルに供給し、液滴生成装置を経由してセパラブルフラスコに仕込んだ。それと同時に分散媒タンクより、３重量％ＰＶＡ水溶液８３ｇ、６重量％ＮａＮＯ２水溶液４．６２ｇ、水２４１２ｇよりなる分散媒の５６０．８ｇをカラムに供給し、液滴生成装置を経由してセパラブルフラスコに仕込んだ。
【００９５】
この際、単量体混合物には加振器により一定周波数（５００Ｈｚ）、強度０．２Ｇの機械的振動を与えた。ノズル孔から噴出する単量体混合物の液柱は該機械的振動により分割されて均一な径の液滴をカラム内の分散媒中に形成し、同時に供給される分散媒とともにセパラブルフラスコ内へ送られた。次いで、セパラブルフラスコの内容物を、窒素雰囲気下、６５℃で５時間保持して、該液滴を重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は５８％であった。
【００９６】
カラム出口、重合前、および重合後の各時点でサンプリングし、ＯＭＲＯＮ ３Ｄデジタルファインスコープ ＶＣ１０００で観察したところ、該液滴はいずれも均一な径を保っており、合着または付加的な分散を生じることなく重合が行われたことを確認した。
【００９７】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【００９８】
実施例１と同様の方法で該架橋ポリマー粒子の測定および観察を行った。該架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は４４２μｍであり体積平均粒子径は４６２μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は９７．３体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は９５．４体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．００００１体積％であった。また、かさ比重は０．１５５ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が存在することを確認した。
【００９９】
得られたポリマー粒子について、目開き７１０μｍのふるい上の大粒子、および目開き３００μｍのふるい下の小粒子を除き、下記の評価を行った。なお、目開き７１０μｍのふるい上、および目開き３００μｍのふるい下の、分級ロスとなる粒子はわずかであった。
【０１００】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ７．１重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ４１．９重量％であった。
【０１０１】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、６．１ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ３５．３重量％であった。
【０１０２】
該ポリマー粒子について、実施例１と同様に血液と接触させる評価を行った。その結果、該ポリマー粒子と接触後も活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。また、該ポリマー粒子と接触後も顆粒球エラスターゼ濃度（ＰＭＮ−Ｅ）は低値にとどまり、白血球の活性化は軽微であった。
【０１０３】
該ポリマー粒子について、実施例１と同様にカラムに充填して血液を循環させる評価を行った。その結果、血液循環の間、カラムの目詰まりや流量の低下は見られなかった。また、赤血球、白血球、血小板の通過性はいずれも良好であり、血液細胞の該ポリマー粒子への付着は軽微であった。なお、通血後のカラムには明瞭な血栓等は観察されなかった。
（実施例３）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２４重量部、酢酸エチル１２０重量部、ヘプタン５０重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度４００）１２．８重量部、Ｖ−６５ ５．０重量部よりなる単量体混合物２２４５．３ｇを、水６７０．５重量部、ポリビニルアルコール０．１００重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０２２重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム４．９９重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０３７重量部を含む水相４８６４．４ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する８Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に５時間保持して懸濁重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は６０％であった。
【０１０４】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【０１０５】
以下、実施例１と同様に測定した。得られた架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は３２３μｍ、体積平均粒子径は４６８μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は６３．４体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は３４．１体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．０５５体積％であった。また、かさ比重は０．１４４ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１０６】
以下、得られた架橋ポリマー粒子の評価を実施例１と同様に行った。
【０１０７】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ７．０重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ４１．６重量％であった。
【０１０８】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、５．８ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ３３．５重量％であった。
【０１０９】
血液を用いた評価を行った結果、該架橋ポリマー粒子と接触後も活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。
（実施例４）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）３１．１重量部、酢酸エチル２０８．５重量部、ヘプタン６９．５重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度５００）１２．８重量部、Ｖ−６５ ５．３重量部よりなる単量体混合物５３４ｇを、水９２１重量部、ポリビニルアルコール０．１３６重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０３重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム６．８６重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０５２重量部を含む水相１１６０．１ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に５時間保持して懸濁重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は３５％であった。
【０１１０】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【０１１１】
以下、実施例１と同様に測定した。得られた架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は２８６μｍ、体積平均粒子径は４３８μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は７２．０体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は４１．４体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．１４１体積％であった。また、かさ比重は０．０８０ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１１２】
以下、得られた架橋ポリマー粒子の評価を実施例１と同様に行った。
【０１１３】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ９．３重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ５５．１重量％であった。
【０１１４】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、９．９ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ５８．０重量％であった。
【０１１５】
該ポリマー粒子について、実施例１と同様に血液と接触させる評価を行った。その結果、該ポリマー粒子と接触後も活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は低値にとどまり、補体系の活性化は軽微であった。また、該ポリマー粒子と接触後も顆粒球エラスターゼ濃度（ＰＭＮ−Ｅ）は低値にとどまり、白血球の活性化は軽微であった。
（比較例１）
酢酸ビニル１００重量部、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２５．９重量部、酢酸エチル１７３．６重量部、ヘプタン５７．９重量部、ポリ酢酸ビニル（平均重合度５００）１３．４重量部、Ｖ−６５ ２．６重量部および２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）１．７重量部よりなる単量体混合物５２４．９ｇを、水８０８．３重量部、ポリビニルアルコール０．１１９重量部、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム０．０２７重量部、微粒子状の第三リン酸カルシウム６．０２重量部（固形分）、亜硝酸ナトリウム０．０４６重量部を含む水相１１４０．３ｇがあらかじめ仕込まれた、平板状の撹拌翼と２枚の邪魔板を有する２Ｌセパラブルフラスコ中に室温で添加した。十分な撹拌混合および窒素置換を行った後、内温を６５℃に８時間保持して懸濁重合させた。酢酸ビニルの重合転化率は９１％であった。
【０１１６】
その後、実施例１と同様の操作を経て清浄な架橋ポリマー粒子を得た。
【０１１７】
以下、実施例１と同様に測定した。得られた架橋ポリマー粒子の水中における数平均粒子径は２３８μｍ、体積平均粒子径は４１２μｍであった。体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は５６．３体積％であり、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は３３．１体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．３９６体積％であった。また、かさ比重は０．１２２ｇ／ｍＬであった。ＳＥＭで表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１１８】
以下、得られた架橋ポリマー粒子の評価を実施例１と同様に行った。
【０１１９】
実施例１と同様の方法で元素分析を行い、該架橋ポリマー粒子の乾燥重量中のＮ含有量を求めたところ６．９重量％であった。また、該架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するＴＡＩＣ単位の割合を計算したところ４１．０重量％であった。
【０１２０】
実施例１と同様の方法でＸＰＳ分析を行い、表面Ｎ濃度を求めたところ、４．３ａｔ％であった。また、該架橋ポリマー粒子表面におけるＴＡＩＣ単位の割合を求めたところ２４．７重量％であった。
【０１２１】
血液を用いた評価を行った結果、該粒子と接触後に活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は高値を示し、補体系の活性化が認められた。また、該粒子と接触後に顆粒球エラスターゼ濃度（ＰＭＮ−Ｅ）は高値を示し、白血球の活性化が認められた。
（比較例２）
ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子の替わりに、かさ比重が０．０５５ｇ／ｍＬである多孔質のセルロース粒子を用いた。
【０１２２】
以下、実施例１と同様に測定した。該セルロース粒子の水中における数平均粒子径は４５７μｍ、体積平均粒子径は４８５μｍであり、体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある粒子の割合は８７．２体積％で、体積平均粒子径の０．９倍から１．１倍の範囲内にある粒子の割合は４６．４体積％であり、１００μｍ未満の粒子の割合は０．０１３体積％であった。ＳＥＭで該セルロース粒子の表面及び断面を観察したところ、粒子全体にミクロンオーダー以下の微細な細孔が多数存在することを確認した。
【０１２３】
以下、実施例１と同様に評価を行った。
【０１２４】
血液を用いた評価の結果、該セルロース粒子と接触後に活性化補体濃度（Ｃ５ａ、Ｃ３ａ）は高値を示し、補体系の活性化が認められた。また、該セルロース粒子と接触後に顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度は高値を示し、白血球の活性化が認められた。
【０１２５】
さらに、該セルロース粒子をカラムに充填し血液循環実験を行ったところ、該セルロース粒子に明瞭な変形や圧密化は観察されなかったものの、白血球および血小板の通過率がやや低く、白血球および血小板の該セルロース粒子への付着が認められた。また、１２０分間の血液循環後の顆粒球エラスターゼ（ＰＭＮ−Ｅ）濃度は高値を示し、白血球の活性化が認められた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０〜１３．０重量％の範囲にあり、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度が５．０〜１５．０ａｔ％の範囲にある架橋ポリマー粒子。
【請求項２】
元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量と、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度の、百分率で示した数値の差が２．０未満である請求項１に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項３】
ビニルアルコール単位およびトリアジン環を有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が４０．０〜７５．０重量％の範囲にあり、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が３０．０〜８５．０重量％の範囲にある架橋ポリマー粒子。
【請求項４】
架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合と、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合の差が１５．０重量％未満である請求項２に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項５】
カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させ、カルボン酸ビニルエステル単位を構成要素の一つとする架橋重合体を形成し、加水分解及び／もしくはエステル交換反応を行ってカルボン酸ビニルエステル単位の一部もしくは全部をビニルアルコール単位とした請求項１から４に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項６】
カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０〜８０％の範囲になるように重合させることを特徴とする請求項５に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項７】
体積平均粒子径が５０〜３０００μｍであり、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある請求項１から６に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項８】
体積平均粒子径が１５０〜３０００μｍであり、１００μｍ未満の粒子が５体積％以下である請求項１から７に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項９】
単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、処理、改質することにより得られる請求項１から８に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項１０】
請求項１から９に記載の架橋ポリマー粒子よりなる体液処理材
【請求項１１】
ノズル孔から分散媒中に噴出する単量体混合物の液柱に規則的な振動撹乱を与えて均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させることを含む請求項１から９に記載の架橋ポリマー粒子の製造方法。
【請求項１】
ビニルアルコール単位および窒素を含有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量が７．０〜１３．０重量％の範囲にあり、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度が５．０〜１５．０ａｔ％の範囲にある架橋ポリマー粒子。
【請求項２】
元素分析により特定される乾燥重量中の窒素含有量と、Ｘ線光電子分光分析により特定される表面窒素濃度の、百分率で示した数値の差が２．０未満である請求項１に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項３】
ビニルアルコール単位およびトリアジン環を有する重合単位を構成要素として含む架橋ポリマー粒子であって、架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合が４０．０〜７５．０重量％の範囲にあり、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合が３０．０〜８５．０重量％の範囲にある架橋ポリマー粒子。
【請求項４】
架橋ポリマー粒子を構成する全重合単位に対するトリアジン環を有する重合単位の割合と、該架橋ポリマー粒子表面におけるトリアジン環を有する重合単位の割合の差が１５．０重量％未満である請求項２に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項５】
カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させ、カルボン酸ビニルエステル単位を構成要素の一つとする架橋重合体を形成し、加水分解及び／もしくはエステル交換反応を行ってカルボン酸ビニルエステル単位の一部もしくは全部をビニルアルコール単位とした請求項１から４に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項６】
カルボン酸ビニルエステルおよびトリアジン環を有するビニル化合物を少なくとも含む単量体混合物を重合させるにあたり、カルボン酸ビニルエステルの重合転化率が１０〜８０％の範囲になるように重合させることを特徴とする請求項５に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項７】
体積平均粒子径が５０〜３０００μｍであり、該粒子の８０体積％以上が体積平均粒子径の０．８倍から１．２倍の範囲内にある請求項１から６に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項８】
体積平均粒子径が１５０〜３０００μｍであり、１００μｍ未満の粒子が５体積％以下である請求項１から７に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項９】
単量体混合物の均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させ、処理、改質することにより得られる請求項１から８に記載の架橋ポリマー粒子。
【請求項１０】
請求項１から９に記載の架橋ポリマー粒子よりなる体液処理材
【請求項１１】
ノズル孔から分散媒中に噴出する単量体混合物の液柱に規則的な振動撹乱を与えて均一な径の液滴を分散媒中に形成させた後、該液滴を合着または付加的な分散を生じることのない条件下で重合させることを含む請求項１から９に記載の架橋ポリマー粒子の製造方法。
【公開番号】特開２００７−１３１６６８（Ｐ２００７−１３１６６８Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２３４９８（Ｐ２００５−３２３４９８）
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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