疎水性／疎水性ブロック共重合体表面の改質による抗血栓性材料
【課題】安価な市販の熱可塑性で且つ疎水性/疎水性ブロック共重合体のソフトセグメント表面のみを改質し、優れた抗血栓性材料およびその製造方法を提供することにある。
【解決手段】疎水性−疎水性ブロック共重合体の中のソフトセグメントをポリアルキレングリコールでグラフトした表面を構成成分として含有するポリマーからなる抗血栓性材料で、該材料は疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーのソフトセグメント中の炭素−炭素二重結合を用いてポリアルキレングリコールをグラフトする工程により製造される。
【解決手段】疎水性−疎水性ブロック共重合体の中のソフトセグメントをポリアルキレングリコールでグラフトした表面を構成成分として含有するポリマーからなる抗血栓性材料で、該材料は疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーのソフトセグメント中の炭素−炭素二重結合を用いてポリアルキレングリコールをグラフトする工程により製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性/疎水性ブロック共重合体表面のソフトセグメントにポリアルキレングリコールをグラフトした構成成分を含有するポリマーからなる抗血栓性材料ならびにその製造方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は炭素―炭素二重結合を有するソフトセグメントを構成成分とするポリマーを成形後、ポリアルキレングリコールをグラフトすることを特徴とする抗血栓性材料ならびにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴム状熱可塑性物質で親水性/疎水性のミクロ相分離表面を持つポリウレタンは抗血栓性が低い。しかし、これを抗血栓性材料として用いるには充分に低いものではないため、表面への血小板粘着性の低い物質としての２−メチタクリロイル オキシエチル ホスホリルコリン（非特許文献１）などのコーティングが必要であるが剥離の恐れがあり且つ高価である。
【０００３】
親水性/疎水性のミクロ相分離表面は血小板粘着性が低く、抗血栓性が高いことが知られている。しかし、従来はこのような親水性/疎水性ミクロ相分離表面を得るために、親水性のポリマー部と疎水性ポリマー部が共重合したブロック共重合体を合成し用いている（非特許文献２参照）。
【０００４】
現在開発されている親水性/疎水性ブロック共重合体は熱可塑性を示さない（非特許文献２参照）ため、溶液から脱溶媒により成形しなければならず、溶媒に制限があり且つ得られる形状は膜状物に限られる。
【０００５】
疎水性/疎水性型熱可塑性ブロック共重合体エラストマーを親水性/疎水性型熱可塑性ブロック共重合体エラストマーに変換する方法としてソフトセグメントをジボランで処理して水酸化する方法が提供されている（特許文献１参照）が、その血小板粘着性は抗血栓性材料として用いるには充分とはいえない。
【０００６】
ポリマー材料の全面にポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略記）をグラフトした材料が抗血栓性に優れていることが知られている（非特許文献３参照）が、使用されたポリマーがポリ塩化ビニールを用いており廃棄上問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１６８９３８号公報
【非特許文献１】石原一彦ら、ジャーナル バイオメディカル マテリアル リサーチ、24巻、ｐ．１０６９−１０７７、１９９０年
【非特許文献２】岡野光夫ら、高分子論文集、３６巻、ｐ．２０９−２１６、１９７９年
【非特許文献３】森ら、トランス アメリカン ソサイティ アートフィシャル インターナショナル オルガン、２８巻、ｐ．４５９−４６２、１９８２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、安価な市販の熱可塑性で且つ疎水性/疎水性ブロック共重合体のソフトセグメント表面のみを改質し、優れた抗血栓性材料およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記の問題点を鋭意検討した結果、本発明に到達した。本発明により以下の様な抗血栓性材料およびその製造方法が、上記課題を解決するための手段として提供される。
【０００９】
（１）疎水性−疎水性ブロック共重合体中のソフトセグメントをポリアルキレングリコールでグラフトした表面を構成成分として含有するポリマーからなる抗血栓性材料。
【００１０】
（２）前記疎水性−疎水性ブロック共重合体が、熱可塑性エラストマーである前記（１）に記載の抗血栓性材料。
【００１１】
（３）前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーのソフトセグメントが炭素−炭素二重結合を有する前記（２）に記載の抗血栓性材料。
【００１２】
（４）前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーが、スチレン−ブタジエン−スチレン（以下ＳＢＳと略記）系、スチレン−ブタジエン系、スチレン−イソプレン−スチレン系、およびスチレン−イソプレン系より成る群から選択される少なくとも一つをキャストおよび加熱溶融成形した前記（２）または（３）に記載の抗血栓性材料。
【００１３】
（５）ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを塩化パラジウムを触媒とし一酸化炭素と酸素とを接触させる工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【００１４】
（６）ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを臭素酸と接触させる工程、得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【００１５】
（７）ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを酸素存在下で紫外線を照射する工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
市販の熱可塑性で且つ疎水性・疎水性のブロック共重合体は加熱溶融成形し多様な形状の成形物が作製可能であり、この表面には数十ｎｍ程度の凹凸があるため炭素―炭素二重結合を有するソフトセグメントにポリアルキレングリコールを極めて多くグラフトした界面を形成可能である。この結果、優れたタンパク質排除効果が発現し高い抗凝血性を示し、且つ親水性/疎水性を有するために優れた抗血小板粘着性と血小板の活性化抑制効果を持つ。これらのことから、本法により優れた抗血栓材料を簡便に創製可能である。
創製された材料表面の抗血栓性は過去に開発された抗血栓性を示す材料として知られているポリマー材料の全面にＰＥＧをグラフトした材料より優れており、また２−メチタクリロイル オキシエチル ホスホリルコリンとブチルメタクリレ−トとの共重合体をコーティングした表面に匹敵する抗血栓性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の抗血栓性材料は、ポリアルキレングリコールをグラフトしたソフトセグメント表面を構成成分として含有するポリマーからなる。
【００１８】
本発明で使用されるポリアルキレングリコールはメチレン基数が２から５、好ましくは２である。
【００１９】
本発明で使用されるポリアルキレングリコールは分子量が１０００以下、好ましくは６００のものである。
【００２０】
本発明で使用されるラジカル反応開始剤は過酸化物一般、好ましくは１−ヒドロキシルヒドロエチルフェニルケトンである。
【００２１】
本発明の材料は抗血栓性を有する。この抗血栓性の指標として血小板粘着性と全血の凝集性で評価することが出来る。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例１ 白金触媒を用いたカルボキシル化を経たＰＥＧのグラフト化
ＳＢＳブロック共重合体とポリブタジエンラバーをキャストおよび加熱溶融成形し、これらを白金触媒（塩化白金特級、０.１３ｇ） と触媒活性を進めるための塩化銅（０.２６ｇ）と塩酸（１０００μｌ)を溶解し、得られたフィルムを溶解しないジメチルスルホオキシド（４０ｍｌ）と水（５００ｍｌ）との混合溶媒中に浸漬しながら、室温にて一酸化炭素および酸素ガスをそれぞれ１５ｍｌ／ｍｉｎでバブリングを２４時間行い、大量の蒸留水で1昼夜フィルムの洗浄後減圧乾燥を行うことでカルボキシル化表面を作製した。カルボキシル化処理を行ったフィルムを無水酢酸に６０℃、３時間浸漬し、カルボン酸を無水マレイン酸に変換した。未反応の無水酢酸を軽く拭き取り、６０℃のオーブンで３時間程度減圧乾燥した。無水マレイン酸付加膜を各種分子量のＰＥＧ液体中に浸漬し、８０℃、２４時間浸漬しグラフト反応を行ない、その後大量の蒸留水で長時間フィルムを洗浄し、減圧乾燥を行い試料とした。
【００２４】
実施例２ 臭素酸に依る臭素付加を経たＰＥＧのグラフト化
ＳＢＳブロック共重合体とポリブタジエンラバーをキャストおよび加熱溶融成形し、これらを臭素水素酸に６０秒間浸漬し臭素付加反応を行い、表面の臭化水素酸を軽く拭き取り、４０℃のオーブンで減圧乾燥した。得られた臭素付加膜を各種分子量のＰＥＧ液体中に浸漬し８０℃、２４時間グラフト反応を行ない、大量の蒸留水で長時間洗浄後、減圧乾燥したものを試料とした。
【００２５】
実施例３ 酸素存在下で紫外線を照射するカルボキシル化を経たＰＥＧのグラフト化
ＳＢＳブロック共重合体とポリブタジエンラバーをキャストおよび加熱溶融成形し、これらをラジカル反応開始剤としての１−ヒドロキシルヒドロエチルフェニルケトン０．３５ｇ、水４０ｍｌ、エタノール６０ｍｌの溶液に浸漬し、酸素ガスをバブリングしながら加熱用白熱灯、ブラックライトを照射し３０分間反応させ、大量の蒸留水で1昼夜洗浄その後減圧乾燥を行った。これを各種分子量のＰＥＧ液体中に浸漬し８０℃、２４時間グラフト反応を行ない、大量の蒸留水で長時間洗浄後、減圧乾燥したものを試料とした。
【００２６】
実施例４ ＰＥＧのグラフト量
以下の式で算出した。
グラフト量＝（Ｗｇ − Ｗｕ）／Ａ
Ｗｕ：未処理試料の重量、Ｗｇ：ＰＥＧグラフト処理後の重量
Ａ：フィルムの３辺の長さから算出した見かけの表面積
【００２７】
図１にはＰＥＧをグラフトしたときのグラフト量を示している。
【００２８】
ＳＢＳブロック共重合体キャストフィルムと加熱溶融成形フィルム表面への塩化白金触媒によるカルボキシル化を経過するＰＥＧのグラフト化、臭素付加によるＰＥＧのグラフト化によって重量増加が観察された。 塩化白金触媒によるカルボン酸付加によるＰＥＧのグラフト試料では、分子量４００と６００のグラフト量はほぼ等しいが、１０００ではグラフト量は低下している。これは、ＰＥＧ分子量が大きくなるにつれ、その分子鎖の体積も増すために、ＰＥＧそのものが立体的な障害として働き、高密度にグラフトできないのではないかと考えられる。臭素付加によるＰＥＧグラフトの量は塩化白金触媒によるＰＥＧグラフト試料より少ない。これは付加された臭素が水酸基に変換されるためＰＥＧとの反応が阻害されたためと考えられる。
【００２９】
対照試料のポリブタジエンゴムへの塩化白金触媒によるカルボキシル化を経過するＰＥＧグラフト量はスチレンーブタジエンースチレンブロック共重合体へのグラフト量に比べ少なく約２０分の１であることがわかる。
【００３０】
実施例５ 表面の走査型プローブ顕微鏡観察
（株）島津製作所製走査型プローブ顕微鏡SPM-9500 J3を使用し、試料表面構造を観察した。またカンチレバーはSeiko InStruments Inc製SI-DF40を使用した。試料は乾燥状態ものを用い大気中にて測定した。測定モードはダイナミック・フォース・モード（DFM）により走査範囲：2×2 μｍ2または1×1μｍ2測定周波数１．０Ｈｚにて形状像を得た。
【００３１】
図２から図４は試料表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した三次元分布の写真である。
図２中の(a)；SBSキャストフィルム、(ｂ)；カルボキシル化ＳＢＳキャストフィルム、ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム{(c)；分子量400、(d)；分子量600、図３中の(e)；分子量1000、（ｆ）；
ＳＢＳ臭素付加キャストフィルム、(g)；臭素付加後ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳキャストフィルム、(h)；ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、図４中の(i)；カルボキシル化ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(j)；ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(k)；ポリブタジエンラバーキャストフィルム(l)；カルボキシル化ポリブタジエンラバーフィルム。
【００３２】
ＳＢＳブロック共重合体のキャストフィルムのキャストの表面（a）、塩化白金触媒によるカルボキシル化試料（b）、カルボキシル化膜へのＰＥＧ分子量４００（c）,６００（d）、１０００（e）のグラフト処理を行った試料、臭素付加後（f）とＰＥＧによりグラフト表面（g）、加熱溶融成形試料（h）、塩化白金触媒による反応によるカルボキシル化試料（i）、および分子量６００のＰＥＧによる処理試料（j）にはサブミクロンオーダーの大きな凹凸の中に数十ｎｍサイズの円錐状に近い突起が無数に存在することが分かる。
【００３３】
ポリブタジエンゴムのキャストフィルム（k）と塩化白金触媒によるカルボキシル化試料(l)の表面構造は、ＳＢＳブロック共重合体試料とは異なり試料作製条件に由来すると考えられるサブミクロンオーダーの大きな凹凸のみが存在している。
【００３４】
従って、ＳＢＳブロック共重合体ブロック共重合体フィルムの表面積は見かけの表面積に対して、何倍もの表面積を持っていると考えられ、ポリブタジエンゴムゴム表面より多くのＰＥＧとの反応サイトを有していると考えられる。このことがＰＥＧグラフトによる重量増加がポリブタジエンゴム試料の方がスチレンーブタジエンースチレンブロック共重合体試料より小さかった原因と考えられる。
【００３５】
実施例６ 血小板粘着試験
実施例１から３で得たＰＥＧをグラフトした試料および対照試料としてポリスチレン膜と２−メタクリロイル オキシエチル ホスホリルコリンとブチルメタクリレ−トとの共重合体（以下ＰＭＢと略記）をコーティングしたスライドグラスを２４穴培養用セル中に入れ、これらに健康人から採血した血液と抗凝固剤を９：１の体積比となるように混合し、室温にて１０００回転／ｍｉｎで１５分間遠心分離して得た多血小板血漿を５００ μｌずつ注入し、１時間培養した。培養後に粘着した血小板を２．５ｖｏｌ％グルタルアルデヒド水溶液中で架橋固定し、これを水とエタノールの混合溶液のエタノール濃度を順次高めた溶液に浸漬後、最終的にブタノールで置換し凍結乾燥を行い、更に白金蒸着後電子顕微鏡を用い１５００倍で観測することにより評価した。
【００３６】
図５から図11は走査型電子顕微鏡による血小板粘着状況の写真である。
図５中の(a)；ポリスチレンフィルム、(b)；ＳＢＳキャストフィルム、図６中の(c)；カルボキシル化ＳＢＳキャストフィルム、ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム{(d)；分子量400、図７中の(e)；分子量600、(f)；分子量1000}、図８中の(g)；臭素付加後ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム、(h)；ＰＭＢ、図９中の(i)；ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(j)；カルボキシル化ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、図１０中の(k)；ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(l)；ポリブタジエンラバーキャストフィルム、図１１中の(m)；カルボキシル化ポリブタジエンラバーフィルム、(n)；ＰＥＧグラフトポリブタジエンラバーフィルム。
【００３７】
ポリスチレン（a）には約２μｍの直径の多数の血小板が粘着していることが分かる。ＳＢＳブロック共重合体のキャスト試料（b）の血小板粘着量はポリスチレンに近く且つ偽足を形成し、凝集しているのが見て取れる。カルボン酸付加試料（c）では僅かに粘着量は少ない。これはソフトセグメントのポリブタジエンゴム部に親水基であるカルボン酸が導入され、ＳＢＳブロック共重合体表面に親水性／疎水性型ミクロ相分離構造が形成されるために、若干の血小板粘着抑制効果を示していることが分かる。しかし、偽足を形成し凝集しているドメイン分も存在している。短い分子鎖の親水基による親水性／疎水性型ミクロ相分離構造を有した表面では、血小板の活性化を抑制する効果は少ないことが分かる。さらにＰＥＧをグラフトした試料（d〜f）では、血小板粘着量が大きく減少し、高い血小板粘着抑制効果を示していることが分かる。中でも分子量６００の表面は、ポリスチレン膜とＰＭＢをコーティングした表面（h）と同等の抗血栓性を有している。また、全てのＰＥＧグラフト表面では血小板の変形および偽足の形成が見られない。つまりＰＥＧをグラフトした表面は血小板粘着を抑制すると共に、粘着血小板の活性化も抑制すると言える。
【００３８】
分子量が６００のＰＥＧのグラフト化を臭素付加により行った試料（g）でも血小板はほとんど粘着せず且つ偽足は観察されない。このことは分子量６００のＰＥＧのソフトセグメントのポリブタジエンゴム部へのグラフトは血小板の粘着抑制効果に優れていることを意味している。
【００３９】
ＳＢＳブロック共重合体は容易に各種形状に加熱溶融成形することが可能であり、各種医療用用途に応用可能である。そこで、加熱溶融成形フィルムにおいてもキャストフィルムと同様の改質処理を行い、その表面の抗血栓性を検討すること試みた。試料作製条件は、分子量６００のＰＥＧのみを使用した。加熱溶融成形試料（i）はキャスト試料（b）に比べると血小板粘着量は少ない。これは加熱溶融成形試料表面には加熱溶融成形の際にカルボン酸が導入されているために、親水性／疎水性型ミクロ相分離構造が形成され、若干の血小板粘着抑制効果があることが分かる。しかし、血小板は偽足を出しており活性化していることが分かる。カルボン酸付加試料（j）は加熱溶融成形試料とはあまり違いが見えない。さらに分子量６００のＰＥＧをグラフトした試料（k）表面はキャスト試料にＰＥＧをグラフトした試料と同じようにソフトセグメントのポリブタジエンゴム部と類似した状況を示しており、溶融成形フィルムにおいても、血小板粘着抑制効果および血小板活性抑制効果を示し、抗血栓性材料になりうる可能性があることが分かる。
【００４０】
対照試料として表面に親水性／疎水性型ミクロ相分離構造を有していない、ポリブタジエンゴムの結果を見ると、キャストフィルム（l）とカルボン酸付加試料（m）共に非常に多くの血小板が粘着していることが分かる。また粘着血小板は偽足を多く出しており血小板は活性化していることが分かる。一方、分子量６００のＰＥＧをグラフトした試料（n）ではカルボン酸付加試料より血小板の粘着を抑制していることが分かる。これはグラフトされたＰＥＧ分子鎖の体積排除効果によるものであると考えられる。しかし、ＳＢＳブロック共重合体のキャストのＰＥＧグラフト試料や加熱溶融成形試料と比べると、血小板が多く粘着し且つ偽足を出していることが分かる。
ＳＢＳブロック共重合体表面のソフトセグメントのポリブタジエンゴム部に分子量６００のＰＥＧをグラフトした試料がポリブタジエンゴム表面にＰＥＧをグラフトするよりも優れた血小板粘着抑制効果と活性化抑制効果を持つことは、ＳＢＳブロック共重合体表面には数十ｎｍサイズの凹凸があり、これをもたないポリブタジエンゴムよりもソフトセグメントのポリブタジエンゴム部にＰＥＧ鎖が多くグラフト出来る、すなわちＰＥＧ密度が高くブラシ型のＰＥＧ鎖の存在はタンパク質分子の排除効果が高いとする研究結果を裏付ける結果といえる。同時に親水性/疎水性相分離表面による活性化抑制効果が働いたものと考えられる。
【００４１】
実施例７ 全血の凝集性試験
実施例６と同様に、実施例１から３で得たＰＥＧをグラフトした試料および対照試料としてポリスチレン膜とＰＭＢをコーティングしたスライドグラスを２４穴培養用セル中に入れ、これらに蒸留水５００ｍｌに１１ｇのクエン酸ナトリウム、クエン酸４ｇ、ブドウ糖２．２ｇを溶解した溶液１．３ｍｌに全血８．７ｍｌを混合し、フィブリン凝集を早める為に０．１Ｍ塩化カルシウム水溶液５０μｌ注ぎ、手で軽くゆすり血液と混ぜ合わせ、そのまま３７℃ンキュベーターで1時間培養後、０．１Ｍクエン酸ナトリウム水溶液５０μｌを注ぎ凝血反応を停止させ、ピンセット等で凝血塊を取り除き洗浄を行った。これを実施例６と同様の条件で架橋固定・真空乾燥・白金蒸着・電子顕微鏡観測を行い評価した。
【００４２】
図１２から図１８は全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真である。
図１２中(a)；ポリスチレンフィルム、(b)；ＳＢＳキャストフィルム、図１３中の(c)；カルボキシル化ＳＢＳキャストフィルム、ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム{(d)；分子量400、図１４中の(e)；分子量600、(f)；分子量1000}、図１５中の(g)；臭素付加後ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム、(h)；ＰＭＢ、図１６中の(i)；ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(j)；カルボキシル化ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、図１７中の(k)；ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(l)；ポリブタジエンラバーキャストフィルム、図１８中の(m)；カルボキシル化ポリブタジエンラバーフィルム、(n)；ＰＥＧグラフトポリブタジエンラバーフィルム。
【００４３】
ポリスチレン表面には直径が数μｍの中心付近が凹の扁平な赤血球、表面に凹凸を持った直径が数μｍの白血球（補体系の活性の結果粘着した）、凝固因子系の活性を示す糸状のフィブリンのネットワークが見られ、血栓が形成されていることが明瞭に分かる。このことからポリスチレン表面は、血液成分が粘着しやすい表面を有しており、血液は凝結し易いことが分かる。一方、ＰＭＢをコーティングした表面（g）には、白血球が観察できるものの血栓形成を起こしていないことも分かる。従って、全血浸漬試験による抗凝血性評価は、血栓形成の主要プロセスを含んだ評価法として有用と考えられる。しかし、血液の主要成分である血小板を観察することができなかった。これは、小さな血小板の粘着速度は赤血球および白血球より速く表面に粘着しているため、大きな赤血球と白血球で覆い隠され且つ電子顕微鏡像の焦点深度上観測できなかったと考えられる。従って、前記の血小板粘着状況の観察と、全血浸漬試験による抗凝血性評価の両方を行うことが正確に材料表面の抗血栓性を評価するためには必要と考えられる。
【００４４】
血小板粘着数も多いＳＢＳブロック共重合体のキャスト表面（b）に粘着した血液成分は、フィブリンネットワークを形成し、血液成分の凝集が見られる。凝固因子系の活性抑制および補体活性の抑制効果も低い。これらのことは抗血栓性が低いことを意味している。カルボン酸付加表面（c）では、カルボン酸導入による親水化にもかかわらず、凝固因子系の活性化によるフィブリンネットワークの形成、および補体活性による白血球粘着が見受けられる。これは、分子鎖の短いカルボン酸では、凝固因子系にかかわるタンパク質を十分に排除することができず、さらに末端官能基の水酸基が補体活性を促したのではないかと考えられる。
【００４５】
キャスト膜のＰＥＧグラフト表面（d〜f）は、キャスト（b）およびカルボン酸付加膜表面（c）と比べ、血液成分の粘着量が大幅に減少し、ＰＥＧグラフト量の多い分子量４００のグラフト表面においては、白血球のみが粘着しており、分子量６００のグラフト試料表面で僅かに血液成分の凝集が見られるが明瞭なフィブリンネットワークは観察できない。これは、ＰＥＧがカルボン酸と比べ長い分子鎖を有し、大きな体積排除効果を発揮し、しかも数十ｎｍの凹凸があることにより表面積が広がり多くのＰＥＧ鎖がグラフトしたことによりフィブリンの形成を伴う凝固因子系の活性を抑制できたのではないかと考えられる。
【００４６】
分子量が６００のＰＥＧのグラフト化を臭素付加により行った試料(g)では赤血球と白血球の粘着と血液成分の凝集が僅かに観察される。血小板はほとんど粘着せず且つ偽足は観察されなかった（g）ことから、血小板の粘着抑制効果に優れているが補体系の活性と凝固因子系の活性の抑制効果は低いことを意味している。この理由は臭素付加によって表面に多くの水酸基が出来るためと考えられる。
【００４７】
溶融成形フィルム（i）およびこのカルボン酸付加表面（j）には、キャスト（b）およびこれのカルボン酸付加（c）と同様に多量の血液成分が粘着し、抗血栓性を有していないことが分かる。一方、分子量６００のＰＥＧをグラフトした表面（k）は、白血球の粘着は見受けられるものの、その他の血液成分の粘着は見受けられず、キャスト膜のＰＥＧグラフト表面と同様の理由によるフィブリンの形成を伴う凝固因子系の活性を抑制できたのではないかと考えられる。
【００４８】
次に表面に親水性／疎水性型ミクロ相分離構造を有していない、ポリブタジエンゴムシリーズの結果を見ると、血小板粘着数はキャストフィルム（l）、カルボン酸付加試料（m）では多かったが、ポリブタジエンゴムに分子量６００のＰＥＧをグラフトした表面（n）では少なく且つ非常に多くの血液成分が粘着していることが分かる。従って、ポリブタジエンゴムにＰＥＧをグラフトとしても抗血栓性は向上しないことを意味している。この理由はポリブタジエンゴム表面全体をＰＥＧを均一グラフト出来るがその量はＳＢＳブロック共重合体に比べ非常に少なく、ＰＥＧ鎖の体積排除効果が不十分なためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の抗血栓性材料はカテーテル、人工血管、血液成分保存容器、人工腎臓、人工心臓、輸液バッグ、シリンジガスケット、などの材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ＰＥＧをグラフトしたときのグラフト量を示す立体図。
【００５１】
【図２】表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した結果の写真。
【００５２】
【図３】表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した結果の写真。
【００５３】
【図４】表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した結果の写真。
【００５４】
【図５】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５５】
【図６】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５６】
【図７】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５７】
【図８】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５８】
【図９】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５９】
【図１０】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６０】
【図１１】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６１】
【図１２】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６２】
【図１３】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６３】
【図１４】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６４】
【図１５】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６５】
【図１６】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６６】
【図１７】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６７】
【図１８】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性/疎水性ブロック共重合体表面のソフトセグメントにポリアルキレングリコールをグラフトした構成成分を含有するポリマーからなる抗血栓性材料ならびにその製造方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は炭素―炭素二重結合を有するソフトセグメントを構成成分とするポリマーを成形後、ポリアルキレングリコールをグラフトすることを特徴とする抗血栓性材料ならびにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴム状熱可塑性物質で親水性/疎水性のミクロ相分離表面を持つポリウレタンは抗血栓性が低い。しかし、これを抗血栓性材料として用いるには充分に低いものではないため、表面への血小板粘着性の低い物質としての２−メチタクリロイル オキシエチル ホスホリルコリン（非特許文献１）などのコーティングが必要であるが剥離の恐れがあり且つ高価である。
【０００３】
親水性/疎水性のミクロ相分離表面は血小板粘着性が低く、抗血栓性が高いことが知られている。しかし、従来はこのような親水性/疎水性ミクロ相分離表面を得るために、親水性のポリマー部と疎水性ポリマー部が共重合したブロック共重合体を合成し用いている（非特許文献２参照）。
【０００４】
現在開発されている親水性/疎水性ブロック共重合体は熱可塑性を示さない（非特許文献２参照）ため、溶液から脱溶媒により成形しなければならず、溶媒に制限があり且つ得られる形状は膜状物に限られる。
【０００５】
疎水性/疎水性型熱可塑性ブロック共重合体エラストマーを親水性/疎水性型熱可塑性ブロック共重合体エラストマーに変換する方法としてソフトセグメントをジボランで処理して水酸化する方法が提供されている（特許文献１参照）が、その血小板粘着性は抗血栓性材料として用いるには充分とはいえない。
【０００６】
ポリマー材料の全面にポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略記）をグラフトした材料が抗血栓性に優れていることが知られている（非特許文献３参照）が、使用されたポリマーがポリ塩化ビニールを用いており廃棄上問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１６８９３８号公報
【非特許文献１】石原一彦ら、ジャーナル バイオメディカル マテリアル リサーチ、24巻、ｐ．１０６９−１０７７、１９９０年
【非特許文献２】岡野光夫ら、高分子論文集、３６巻、ｐ．２０９−２１６、１９７９年
【非特許文献３】森ら、トランス アメリカン ソサイティ アートフィシャル インターナショナル オルガン、２８巻、ｐ．４５９−４６２、１９８２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、安価な市販の熱可塑性で且つ疎水性/疎水性ブロック共重合体のソフトセグメント表面のみを改質し、優れた抗血栓性材料およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記の問題点を鋭意検討した結果、本発明に到達した。本発明により以下の様な抗血栓性材料およびその製造方法が、上記課題を解決するための手段として提供される。
【０００９】
（１）疎水性−疎水性ブロック共重合体中のソフトセグメントをポリアルキレングリコールでグラフトした表面を構成成分として含有するポリマーからなる抗血栓性材料。
【００１０】
（２）前記疎水性−疎水性ブロック共重合体が、熱可塑性エラストマーである前記（１）に記載の抗血栓性材料。
【００１１】
（３）前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーのソフトセグメントが炭素−炭素二重結合を有する前記（２）に記載の抗血栓性材料。
【００１２】
（４）前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーが、スチレン−ブタジエン−スチレン（以下ＳＢＳと略記）系、スチレン−ブタジエン系、スチレン−イソプレン−スチレン系、およびスチレン−イソプレン系より成る群から選択される少なくとも一つをキャストおよび加熱溶融成形した前記（２）または（３）に記載の抗血栓性材料。
【００１３】
（５）ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを塩化パラジウムを触媒とし一酸化炭素と酸素とを接触させる工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【００１４】
（６）ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを臭素酸と接触させる工程、得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【００１５】
（７）ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを酸素存在下で紫外線を照射する工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
市販の熱可塑性で且つ疎水性・疎水性のブロック共重合体は加熱溶融成形し多様な形状の成形物が作製可能であり、この表面には数十ｎｍ程度の凹凸があるため炭素―炭素二重結合を有するソフトセグメントにポリアルキレングリコールを極めて多くグラフトした界面を形成可能である。この結果、優れたタンパク質排除効果が発現し高い抗凝血性を示し、且つ親水性/疎水性を有するために優れた抗血小板粘着性と血小板の活性化抑制効果を持つ。これらのことから、本法により優れた抗血栓材料を簡便に創製可能である。
創製された材料表面の抗血栓性は過去に開発された抗血栓性を示す材料として知られているポリマー材料の全面にＰＥＧをグラフトした材料より優れており、また２−メチタクリロイル オキシエチル ホスホリルコリンとブチルメタクリレ−トとの共重合体をコーティングした表面に匹敵する抗血栓性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の抗血栓性材料は、ポリアルキレングリコールをグラフトしたソフトセグメント表面を構成成分として含有するポリマーからなる。
【００１８】
本発明で使用されるポリアルキレングリコールはメチレン基数が２から５、好ましくは２である。
【００１９】
本発明で使用されるポリアルキレングリコールは分子量が１０００以下、好ましくは６００のものである。
【００２０】
本発明で使用されるラジカル反応開始剤は過酸化物一般、好ましくは１−ヒドロキシルヒドロエチルフェニルケトンである。
【００２１】
本発明の材料は抗血栓性を有する。この抗血栓性の指標として血小板粘着性と全血の凝集性で評価することが出来る。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例１ 白金触媒を用いたカルボキシル化を経たＰＥＧのグラフト化
ＳＢＳブロック共重合体とポリブタジエンラバーをキャストおよび加熱溶融成形し、これらを白金触媒（塩化白金特級、０.１３ｇ） と触媒活性を進めるための塩化銅（０.２６ｇ）と塩酸（１０００μｌ)を溶解し、得られたフィルムを溶解しないジメチルスルホオキシド（４０ｍｌ）と水（５００ｍｌ）との混合溶媒中に浸漬しながら、室温にて一酸化炭素および酸素ガスをそれぞれ１５ｍｌ／ｍｉｎでバブリングを２４時間行い、大量の蒸留水で1昼夜フィルムの洗浄後減圧乾燥を行うことでカルボキシル化表面を作製した。カルボキシル化処理を行ったフィルムを無水酢酸に６０℃、３時間浸漬し、カルボン酸を無水マレイン酸に変換した。未反応の無水酢酸を軽く拭き取り、６０℃のオーブンで３時間程度減圧乾燥した。無水マレイン酸付加膜を各種分子量のＰＥＧ液体中に浸漬し、８０℃、２４時間浸漬しグラフト反応を行ない、その後大量の蒸留水で長時間フィルムを洗浄し、減圧乾燥を行い試料とした。
【００２４】
実施例２ 臭素酸に依る臭素付加を経たＰＥＧのグラフト化
ＳＢＳブロック共重合体とポリブタジエンラバーをキャストおよび加熱溶融成形し、これらを臭素水素酸に６０秒間浸漬し臭素付加反応を行い、表面の臭化水素酸を軽く拭き取り、４０℃のオーブンで減圧乾燥した。得られた臭素付加膜を各種分子量のＰＥＧ液体中に浸漬し８０℃、２４時間グラフト反応を行ない、大量の蒸留水で長時間洗浄後、減圧乾燥したものを試料とした。
【００２５】
実施例３ 酸素存在下で紫外線を照射するカルボキシル化を経たＰＥＧのグラフト化
ＳＢＳブロック共重合体とポリブタジエンラバーをキャストおよび加熱溶融成形し、これらをラジカル反応開始剤としての１−ヒドロキシルヒドロエチルフェニルケトン０．３５ｇ、水４０ｍｌ、エタノール６０ｍｌの溶液に浸漬し、酸素ガスをバブリングしながら加熱用白熱灯、ブラックライトを照射し３０分間反応させ、大量の蒸留水で1昼夜洗浄その後減圧乾燥を行った。これを各種分子量のＰＥＧ液体中に浸漬し８０℃、２４時間グラフト反応を行ない、大量の蒸留水で長時間洗浄後、減圧乾燥したものを試料とした。
【００２６】
実施例４ ＰＥＧのグラフト量
以下の式で算出した。
グラフト量＝（Ｗｇ − Ｗｕ）／Ａ
Ｗｕ：未処理試料の重量、Ｗｇ：ＰＥＧグラフト処理後の重量
Ａ：フィルムの３辺の長さから算出した見かけの表面積
【００２７】
図１にはＰＥＧをグラフトしたときのグラフト量を示している。
【００２８】
ＳＢＳブロック共重合体キャストフィルムと加熱溶融成形フィルム表面への塩化白金触媒によるカルボキシル化を経過するＰＥＧのグラフト化、臭素付加によるＰＥＧのグラフト化によって重量増加が観察された。 塩化白金触媒によるカルボン酸付加によるＰＥＧのグラフト試料では、分子量４００と６００のグラフト量はほぼ等しいが、１０００ではグラフト量は低下している。これは、ＰＥＧ分子量が大きくなるにつれ、その分子鎖の体積も増すために、ＰＥＧそのものが立体的な障害として働き、高密度にグラフトできないのではないかと考えられる。臭素付加によるＰＥＧグラフトの量は塩化白金触媒によるＰＥＧグラフト試料より少ない。これは付加された臭素が水酸基に変換されるためＰＥＧとの反応が阻害されたためと考えられる。
【００２９】
対照試料のポリブタジエンゴムへの塩化白金触媒によるカルボキシル化を経過するＰＥＧグラフト量はスチレンーブタジエンースチレンブロック共重合体へのグラフト量に比べ少なく約２０分の１であることがわかる。
【００３０】
実施例５ 表面の走査型プローブ顕微鏡観察
（株）島津製作所製走査型プローブ顕微鏡SPM-9500 J3を使用し、試料表面構造を観察した。またカンチレバーはSeiko InStruments Inc製SI-DF40を使用した。試料は乾燥状態ものを用い大気中にて測定した。測定モードはダイナミック・フォース・モード（DFM）により走査範囲：2×2 μｍ2または1×1μｍ2測定周波数１．０Ｈｚにて形状像を得た。
【００３１】
図２から図４は試料表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した三次元分布の写真である。
図２中の(a)；SBSキャストフィルム、(ｂ)；カルボキシル化ＳＢＳキャストフィルム、ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム{(c)；分子量400、(d)；分子量600、図３中の(e)；分子量1000、（ｆ）；
ＳＢＳ臭素付加キャストフィルム、(g)；臭素付加後ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳキャストフィルム、(h)；ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、図４中の(i)；カルボキシル化ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(j)；ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(k)；ポリブタジエンラバーキャストフィルム(l)；カルボキシル化ポリブタジエンラバーフィルム。
【００３２】
ＳＢＳブロック共重合体のキャストフィルムのキャストの表面（a）、塩化白金触媒によるカルボキシル化試料（b）、カルボキシル化膜へのＰＥＧ分子量４００（c）,６００（d）、１０００（e）のグラフト処理を行った試料、臭素付加後（f）とＰＥＧによりグラフト表面（g）、加熱溶融成形試料（h）、塩化白金触媒による反応によるカルボキシル化試料（i）、および分子量６００のＰＥＧによる処理試料（j）にはサブミクロンオーダーの大きな凹凸の中に数十ｎｍサイズの円錐状に近い突起が無数に存在することが分かる。
【００３３】
ポリブタジエンゴムのキャストフィルム（k）と塩化白金触媒によるカルボキシル化試料(l)の表面構造は、ＳＢＳブロック共重合体試料とは異なり試料作製条件に由来すると考えられるサブミクロンオーダーの大きな凹凸のみが存在している。
【００３４】
従って、ＳＢＳブロック共重合体ブロック共重合体フィルムの表面積は見かけの表面積に対して、何倍もの表面積を持っていると考えられ、ポリブタジエンゴムゴム表面より多くのＰＥＧとの反応サイトを有していると考えられる。このことがＰＥＧグラフトによる重量増加がポリブタジエンゴム試料の方がスチレンーブタジエンースチレンブロック共重合体試料より小さかった原因と考えられる。
【００３５】
実施例６ 血小板粘着試験
実施例１から３で得たＰＥＧをグラフトした試料および対照試料としてポリスチレン膜と２−メタクリロイル オキシエチル ホスホリルコリンとブチルメタクリレ−トとの共重合体（以下ＰＭＢと略記）をコーティングしたスライドグラスを２４穴培養用セル中に入れ、これらに健康人から採血した血液と抗凝固剤を９：１の体積比となるように混合し、室温にて１０００回転／ｍｉｎで１５分間遠心分離して得た多血小板血漿を５００ μｌずつ注入し、１時間培養した。培養後に粘着した血小板を２．５ｖｏｌ％グルタルアルデヒド水溶液中で架橋固定し、これを水とエタノールの混合溶液のエタノール濃度を順次高めた溶液に浸漬後、最終的にブタノールで置換し凍結乾燥を行い、更に白金蒸着後電子顕微鏡を用い１５００倍で観測することにより評価した。
【００３６】
図５から図11は走査型電子顕微鏡による血小板粘着状況の写真である。
図５中の(a)；ポリスチレンフィルム、(b)；ＳＢＳキャストフィルム、図６中の(c)；カルボキシル化ＳＢＳキャストフィルム、ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム{(d)；分子量400、図７中の(e)；分子量600、(f)；分子量1000}、図８中の(g)；臭素付加後ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム、(h)；ＰＭＢ、図９中の(i)；ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(j)；カルボキシル化ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、図１０中の(k)；ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(l)；ポリブタジエンラバーキャストフィルム、図１１中の(m)；カルボキシル化ポリブタジエンラバーフィルム、(n)；ＰＥＧグラフトポリブタジエンラバーフィルム。
【００３７】
ポリスチレン（a）には約２μｍの直径の多数の血小板が粘着していることが分かる。ＳＢＳブロック共重合体のキャスト試料（b）の血小板粘着量はポリスチレンに近く且つ偽足を形成し、凝集しているのが見て取れる。カルボン酸付加試料（c）では僅かに粘着量は少ない。これはソフトセグメントのポリブタジエンゴム部に親水基であるカルボン酸が導入され、ＳＢＳブロック共重合体表面に親水性／疎水性型ミクロ相分離構造が形成されるために、若干の血小板粘着抑制効果を示していることが分かる。しかし、偽足を形成し凝集しているドメイン分も存在している。短い分子鎖の親水基による親水性／疎水性型ミクロ相分離構造を有した表面では、血小板の活性化を抑制する効果は少ないことが分かる。さらにＰＥＧをグラフトした試料（d〜f）では、血小板粘着量が大きく減少し、高い血小板粘着抑制効果を示していることが分かる。中でも分子量６００の表面は、ポリスチレン膜とＰＭＢをコーティングした表面（h）と同等の抗血栓性を有している。また、全てのＰＥＧグラフト表面では血小板の変形および偽足の形成が見られない。つまりＰＥＧをグラフトした表面は血小板粘着を抑制すると共に、粘着血小板の活性化も抑制すると言える。
【００３８】
分子量が６００のＰＥＧのグラフト化を臭素付加により行った試料（g）でも血小板はほとんど粘着せず且つ偽足は観察されない。このことは分子量６００のＰＥＧのソフトセグメントのポリブタジエンゴム部へのグラフトは血小板の粘着抑制効果に優れていることを意味している。
【００３９】
ＳＢＳブロック共重合体は容易に各種形状に加熱溶融成形することが可能であり、各種医療用用途に応用可能である。そこで、加熱溶融成形フィルムにおいてもキャストフィルムと同様の改質処理を行い、その表面の抗血栓性を検討すること試みた。試料作製条件は、分子量６００のＰＥＧのみを使用した。加熱溶融成形試料（i）はキャスト試料（b）に比べると血小板粘着量は少ない。これは加熱溶融成形試料表面には加熱溶融成形の際にカルボン酸が導入されているために、親水性／疎水性型ミクロ相分離構造が形成され、若干の血小板粘着抑制効果があることが分かる。しかし、血小板は偽足を出しており活性化していることが分かる。カルボン酸付加試料（j）は加熱溶融成形試料とはあまり違いが見えない。さらに分子量６００のＰＥＧをグラフトした試料（k）表面はキャスト試料にＰＥＧをグラフトした試料と同じようにソフトセグメントのポリブタジエンゴム部と類似した状況を示しており、溶融成形フィルムにおいても、血小板粘着抑制効果および血小板活性抑制効果を示し、抗血栓性材料になりうる可能性があることが分かる。
【００４０】
対照試料として表面に親水性／疎水性型ミクロ相分離構造を有していない、ポリブタジエンゴムの結果を見ると、キャストフィルム（l）とカルボン酸付加試料（m）共に非常に多くの血小板が粘着していることが分かる。また粘着血小板は偽足を多く出しており血小板は活性化していることが分かる。一方、分子量６００のＰＥＧをグラフトした試料（n）ではカルボン酸付加試料より血小板の粘着を抑制していることが分かる。これはグラフトされたＰＥＧ分子鎖の体積排除効果によるものであると考えられる。しかし、ＳＢＳブロック共重合体のキャストのＰＥＧグラフト試料や加熱溶融成形試料と比べると、血小板が多く粘着し且つ偽足を出していることが分かる。
ＳＢＳブロック共重合体表面のソフトセグメントのポリブタジエンゴム部に分子量６００のＰＥＧをグラフトした試料がポリブタジエンゴム表面にＰＥＧをグラフトするよりも優れた血小板粘着抑制効果と活性化抑制効果を持つことは、ＳＢＳブロック共重合体表面には数十ｎｍサイズの凹凸があり、これをもたないポリブタジエンゴムよりもソフトセグメントのポリブタジエンゴム部にＰＥＧ鎖が多くグラフト出来る、すなわちＰＥＧ密度が高くブラシ型のＰＥＧ鎖の存在はタンパク質分子の排除効果が高いとする研究結果を裏付ける結果といえる。同時に親水性/疎水性相分離表面による活性化抑制効果が働いたものと考えられる。
【００４１】
実施例７ 全血の凝集性試験
実施例６と同様に、実施例１から３で得たＰＥＧをグラフトした試料および対照試料としてポリスチレン膜とＰＭＢをコーティングしたスライドグラスを２４穴培養用セル中に入れ、これらに蒸留水５００ｍｌに１１ｇのクエン酸ナトリウム、クエン酸４ｇ、ブドウ糖２．２ｇを溶解した溶液１．３ｍｌに全血８．７ｍｌを混合し、フィブリン凝集を早める為に０．１Ｍ塩化カルシウム水溶液５０μｌ注ぎ、手で軽くゆすり血液と混ぜ合わせ、そのまま３７℃ンキュベーターで1時間培養後、０．１Ｍクエン酸ナトリウム水溶液５０μｌを注ぎ凝血反応を停止させ、ピンセット等で凝血塊を取り除き洗浄を行った。これを実施例６と同様の条件で架橋固定・真空乾燥・白金蒸着・電子顕微鏡観測を行い評価した。
【００４２】
図１２から図１８は全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真である。
図１２中(a)；ポリスチレンフィルム、(b)；ＳＢＳキャストフィルム、図１３中の(c)；カルボキシル化ＳＢＳキャストフィルム、ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム{(d)；分子量400、図１４中の(e)；分子量600、(f)；分子量1000}、図１５中の(g)；臭素付加後ＰＥＧグラフトＳＢＳキャストフィルム、(h)；ＰＭＢ、図１６中の(i)；ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(j)；カルボキシル化ＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、図１７中の(k)；ＰＥＧ（分子量600）グラフトＳＢＳ加熱溶融成形フィルム、(l)；ポリブタジエンラバーキャストフィルム、図１８中の(m)；カルボキシル化ポリブタジエンラバーフィルム、(n)；ＰＥＧグラフトポリブタジエンラバーフィルム。
【００４３】
ポリスチレン表面には直径が数μｍの中心付近が凹の扁平な赤血球、表面に凹凸を持った直径が数μｍの白血球（補体系の活性の結果粘着した）、凝固因子系の活性を示す糸状のフィブリンのネットワークが見られ、血栓が形成されていることが明瞭に分かる。このことからポリスチレン表面は、血液成分が粘着しやすい表面を有しており、血液は凝結し易いことが分かる。一方、ＰＭＢをコーティングした表面（g）には、白血球が観察できるものの血栓形成を起こしていないことも分かる。従って、全血浸漬試験による抗凝血性評価は、血栓形成の主要プロセスを含んだ評価法として有用と考えられる。しかし、血液の主要成分である血小板を観察することができなかった。これは、小さな血小板の粘着速度は赤血球および白血球より速く表面に粘着しているため、大きな赤血球と白血球で覆い隠され且つ電子顕微鏡像の焦点深度上観測できなかったと考えられる。従って、前記の血小板粘着状況の観察と、全血浸漬試験による抗凝血性評価の両方を行うことが正確に材料表面の抗血栓性を評価するためには必要と考えられる。
【００４４】
血小板粘着数も多いＳＢＳブロック共重合体のキャスト表面（b）に粘着した血液成分は、フィブリンネットワークを形成し、血液成分の凝集が見られる。凝固因子系の活性抑制および補体活性の抑制効果も低い。これらのことは抗血栓性が低いことを意味している。カルボン酸付加表面（c）では、カルボン酸導入による親水化にもかかわらず、凝固因子系の活性化によるフィブリンネットワークの形成、および補体活性による白血球粘着が見受けられる。これは、分子鎖の短いカルボン酸では、凝固因子系にかかわるタンパク質を十分に排除することができず、さらに末端官能基の水酸基が補体活性を促したのではないかと考えられる。
【００４５】
キャスト膜のＰＥＧグラフト表面（d〜f）は、キャスト（b）およびカルボン酸付加膜表面（c）と比べ、血液成分の粘着量が大幅に減少し、ＰＥＧグラフト量の多い分子量４００のグラフト表面においては、白血球のみが粘着しており、分子量６００のグラフト試料表面で僅かに血液成分の凝集が見られるが明瞭なフィブリンネットワークは観察できない。これは、ＰＥＧがカルボン酸と比べ長い分子鎖を有し、大きな体積排除効果を発揮し、しかも数十ｎｍの凹凸があることにより表面積が広がり多くのＰＥＧ鎖がグラフトしたことによりフィブリンの形成を伴う凝固因子系の活性を抑制できたのではないかと考えられる。
【００４６】
分子量が６００のＰＥＧのグラフト化を臭素付加により行った試料(g)では赤血球と白血球の粘着と血液成分の凝集が僅かに観察される。血小板はほとんど粘着せず且つ偽足は観察されなかった（g）ことから、血小板の粘着抑制効果に優れているが補体系の活性と凝固因子系の活性の抑制効果は低いことを意味している。この理由は臭素付加によって表面に多くの水酸基が出来るためと考えられる。
【００４７】
溶融成形フィルム（i）およびこのカルボン酸付加表面（j）には、キャスト（b）およびこれのカルボン酸付加（c）と同様に多量の血液成分が粘着し、抗血栓性を有していないことが分かる。一方、分子量６００のＰＥＧをグラフトした表面（k）は、白血球の粘着は見受けられるものの、その他の血液成分の粘着は見受けられず、キャスト膜のＰＥＧグラフト表面と同様の理由によるフィブリンの形成を伴う凝固因子系の活性を抑制できたのではないかと考えられる。
【００４８】
次に表面に親水性／疎水性型ミクロ相分離構造を有していない、ポリブタジエンゴムシリーズの結果を見ると、血小板粘着数はキャストフィルム（l）、カルボン酸付加試料（m）では多かったが、ポリブタジエンゴムに分子量６００のＰＥＧをグラフトした表面（n）では少なく且つ非常に多くの血液成分が粘着していることが分かる。従って、ポリブタジエンゴムにＰＥＧをグラフトとしても抗血栓性は向上しないことを意味している。この理由はポリブタジエンゴム表面全体をＰＥＧを均一グラフト出来るがその量はＳＢＳブロック共重合体に比べ非常に少なく、ＰＥＧ鎖の体積排除効果が不十分なためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の抗血栓性材料はカテーテル、人工血管、血液成分保存容器、人工腎臓、人工心臓、輸液バッグ、シリンジガスケット、などの材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ＰＥＧをグラフトしたときのグラフト量を示す立体図。
【００５１】
【図２】表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した結果の写真。
【００５２】
【図３】表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した結果の写真。
【００５３】
【図４】表面を走査型プローブ顕微鏡にて観察した結果の写真。
【００５４】
【図５】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５５】
【図６】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５６】
【図７】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５７】
【図８】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５８】
【図９】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００５９】
【図１０】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６０】
【図１１】血小板粘着状況を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６１】
【図１２】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６２】
【図１３】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６３】
【図１４】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６４】
【図１５】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６５】
【図１６】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６６】
【図１７】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【００６７】
【図１８】全血の凝集状態を評価するために電子顕微鏡で観察した写真。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性−疎水性ブロック共重合体の中のソフトセグメントをポリアルキレングリコールでグラフトした表面を構成成分として含有するポリマーからなる抗血栓性材料。
【請求項２】
前記疎水性−疎水性ブロック共重合体が、熱可塑性エラストマーである請求項１記載の抗血栓性材料。
【請求項３】
前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーのソフトセグメントが炭素−炭素二重結合を有する請求項２に記載の抗血栓性材料。
【請求項４】
前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーが、スチレン−ブタジエン−スチレン系、スチレン−ブタジエン系、スチレン−イソプレン−スチレン系、およびスチレン−イソプレン系より成る群から選択される少なくとも一つをキャストおよび加熱溶融成形した請求項２または３に記載の抗血栓性材料。
【請求項５】
ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを触媒としての塩化パラジウム、一酸化炭素そして酸素の共存下で接触させる工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【請求項６】
ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを臭素酸と接触させる工程、得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【請求項７】
ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーをラジカル反応開始剤と酸素共存下で紫外線を照射する工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【請求項１】
疎水性−疎水性ブロック共重合体の中のソフトセグメントをポリアルキレングリコールでグラフトした表面を構成成分として含有するポリマーからなる抗血栓性材料。
【請求項２】
前記疎水性−疎水性ブロック共重合体が、熱可塑性エラストマーである請求項１記載の抗血栓性材料。
【請求項３】
前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーのソフトセグメントが炭素−炭素二重結合を有する請求項２に記載の抗血栓性材料。
【請求項４】
前記疎水性−疎水性ブロック共重合体熱可塑性エラストマーが、スチレン−ブタジエン−スチレン系、スチレン−ブタジエン系、スチレン−イソプレン−スチレン系、およびスチレン−イソプレン系より成る群から選択される少なくとも一つをキャストおよび加熱溶融成形した請求項２または３に記載の抗血栓性材料。
【請求項５】
ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを触媒としての塩化パラジウム、一酸化炭素そして酸素の共存下で接触させる工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【請求項６】
ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーを臭素酸と接触させる工程、得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【請求項７】
ソフトセグメントを表面の構成成分として含有するポリマーをラジカル反応開始剤と酸素共存下で紫外線を照射する工程、得られた試料のソフトセグメントを無水酢酸と接触させる工程、以上で得られた試料をポリアルキレングリコールと接触させる工程からなる抗血栓性材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２７３８１２（Ｐ２００９−２７３８１２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０２４６（Ｐ２００８−１３０２４６）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
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