JP2017186482A - Polymer, protein adhesion prevention agent and medical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重合体、タンパク質付着防止剤および医療用デバイスに関する。 The present invention relates to a polymer, a protein adhesion preventing agent, and a medical device.
合成高分子材料は、細胞培養容器、カテーテル、人工臓器等の医療用デバイスを形成する医用高分子材料として広く用いられている。医用高分子材料に用いられる代表的な合成高分子材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、シリコーン樹脂、ポリメタクリル酸エステル、含フッ素樹脂等の疎水性高分子や、ポリビニルアルコール、ポリ(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)、ポリアクリルアミド等の親水性高分子が挙げられる。しかし、これらの合成高分子材料ではタンパク質や血球等の生体成分がデバイス表面に吸着しやすい。生体成分がデバイス表面に吸着して変性すると、血栓形成、炎症反応等の生体への悪影響や、デバイスの劣化等の問題が引き起こされる。該問題は医用高分子材料において根本的かつ緊急に解決しなければならない重要な課題である。 Synthetic polymer materials are widely used as medical polymer materials for forming medical devices such as cell culture containers, catheters, and artificial organs. Typical synthetic polymer materials used for medical polymer materials include, for example, hydrophobic polymers such as polyvinyl chloride, polystyrene, silicone resins, polymethacrylic acid esters, fluorine-containing resins, polyvinyl alcohol, and poly (methacrylic acid). Acid 2-hydroxyethyl), and hydrophilic polymers such as polyacrylamide. However, these synthetic polymer materials tend to adsorb biological components such as proteins and blood cells to the device surface. When the biological component is adsorbed on the device surface and denatured, problems such as blood clot formation, inflammatory reaction, and other adverse effects on the living body, and deterioration of the device are caused. This problem is an important issue that must be solved fundamentally and urgently in medical polymer materials.
デバイスにおいてタンパク質の吸着を抑制する方法としては、生体膜類似構造を有する2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)や、ポリエチレングリコール(PEG)を含む合成高分子材料からなる被覆層をデバイス表面に形成することが提案されている(例えば非特許文献1)。しかし、MPCやPEGは水溶性のため、それらだけでは使用中に被覆層が溶解するという課題がある。 As a method for suppressing protein adsorption in a device, a coating layer made of a synthetic polymer material containing 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) having a biological membrane-like structure or polyethylene glycol (PEG) is formed on the device surface. Has been proposed (for example, Non-Patent Document 1). However, since MPC and PEG are water-soluble, there is a problem that the coating layer dissolves during use only with them.
そこで、MPCをブチルメタクリレート等の疎水性単量体と共重合させる(特許文献1)、ヒドロキシ基とリン脂質類似構造を有するプレポリマーとジイソシアネート化合物を反応させてウレタン結合にて架橋する(特許文献2)、エポキシ基含有単量体を共重合して得られる親水性重合体を、エポキシ基の反応により材料表面に固定化する(特許文献3)等によって耐水性を高めることが提案されている。 Therefore, MPC is copolymerized with a hydrophobic monomer such as butyl methacrylate (Patent Document 1), a prepolymer having a hydroxy group and a phospholipid-like structure is reacted with a diisocyanate compound, and crosslinked with a urethane bond (Patent Document). 2) It has been proposed to improve water resistance by immobilizing a hydrophilic polymer obtained by copolymerizing an epoxy group-containing monomer on the surface of a material by reaction of an epoxy group (Patent Document 3). .
しかし、ブチルメタクリレート等の単量体を共重合させたり、重合後にジイソシアネート化合物を反応させたりして耐水性を高める方法では、重合体の組成のばらつきにより再現性が得られにくく、耐水性が不充分になることがある。また、該重合体を用いて形成した被覆層は、水と接触した際にデバイス表面から剥がれて充分な耐久性が得られないことがある。 However, in the method of increasing water resistance by copolymerizing monomers such as butyl methacrylate or reacting with a diisocyanate compound after polymerization, reproducibility is difficult to obtain due to variation in the composition of the polymer, and water resistance is poor. May be sufficient. In addition, the coating layer formed using the polymer may peel off from the device surface when it comes into contact with water, and sufficient durability may not be obtained.
本発明は、タンパク質が吸着しにくく、耐水性および耐久性に優れた被覆層を形成できる重合体およびタンパク質付着防止剤、ならびに該タンパク質付着防止剤を用いた被覆層を備える医療用デバイスを提供することを目的とする。 The present invention provides a polymer and a protein adhesion preventive agent capable of forming a coating layer that is difficult to adsorb proteins and is excellent in water resistance and durability, and a medical device provided with a coating layer using the protein adhesion preventive agent. For the purpose.
本発明は、以下の構成を有する。
[1]側鎖にポリオキシエチレン基を有するマレイミド誘導体に由来する単位を有する、ガラス転移温度が20℃以上の重合体。
[2]前記マレイミド誘導体が、下式(1)で表される化合物である、[1]の重合体。
The present invention has the following configuration.
[1] A polymer having a unit derived from a maleimide derivative having a polyoxyethylene group in the side chain and having a glass transition temperature of 20 ° C. or higher.
[2] The polymer of [1], wherein the maleimide derivative is a compound represented by the following formula (1).
(ただし、前記式(1)中、Xは、炭素数1〜10のアルキレン基、−(CH2)d−COO−(CH2)e−(ただし、d,eはそれぞれ独立に0から10の整数である。)または−C6H4−(CH2)c−(ただし、cは0〜10の整数である。)であり、aは2〜50の整数であり、R1は水素原子または1価の炭化水素基である。)
[3]下式(2)で表される化合物に由来する単位をさらに有する、[1]または[2]の重合体。
(However, in the formula (1), X represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, - (CH 2) d -COO- (CH 2) e - ( however, d, e from independently 0 10 Or —C 6 H 4 — (CH 2 ) c — (where c is an integer of 0 to 10), a is an integer of 2 to 50, and R 1 is hydrogen. It is an atom or a monovalent hydrocarbon group.)
[3] The polymer according to [1] or [2], further having units derived from the compound represented by the following formula (2).
(ただし、前記式(2)中、R2は、水素原子、塩素原子またはメチル基であり、bは1〜10の整数であり、R3は炭素数1〜5のアルキル基である。R3の3つのアルキル基は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。)
[4]前記[1]〜[3]のいずれかの重合体からなるタンパク質付着防止剤。
[5]表面の少なくとも一部に[1]〜[3]のいずれかに記載の重合体を含む被覆層を有する医療用デバイス。
[6]細胞培養容器である、[5]の医療用デバイス。
(However, in the formula (2), R 2 is a hydrogen atom, a chlorine atom or a methyl group, b is an integer from 1 to 10, R 3 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms .R The three alkyl groups in 3 may be the same as or different from each other.
[4] A protein adhesion preventing agent comprising the polymer according to any one of [1] to [3].
[5] A medical device having a coating layer containing the polymer according to any one of [1] to [3] on at least a part of the surface.
[6] The medical device according to [5], which is a cell culture container.
本発明の重合体を用いれば、タンパク質が付着しにくく、耐水性および耐久性に優れた被覆層を形成できる。
本発明のタンパク質付着防止剤を用いれば、タンパク質が付着しにくく、耐水性および耐久性に優れた被覆層を形成できる。
本発明の医療用デバイスは、タンパク質が付着しにくく、耐水性および耐久性に優れた被覆層を備えている。
If the polymer of the present invention is used, it is possible to form a coating layer that hardly adheres to proteins and is excellent in water resistance and durability.
If the protein adhesion preventing agent of the present invention is used, it is possible to form a coating layer that is less likely to adhere to proteins and is excellent in water resistance and durability.
The medical device of the present invention is provided with a coating layer that hardly adheres to proteins and is excellent in water resistance and durability.
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
重合体の「ガラス転移温度(Tg)」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定したゴム状態からガラス状態へ変化する際の中間点ガラス転移温度を意味する。
重合体の「数平均分子量(Mn)」および「質量平均分子量(Mw)」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求めた値を意味する。
「単位」とは、重合体中に存在して重合体を構成する、単量体に由来する部分を意味する。炭素−炭素不飽和二重結合を有する単量体の付加重合により生じる、該単量体に由来する単位は、該不飽和二重結合が開裂して生じた2価の単位である。また、ある単位の構造を重合体形成後に化学的に変換したものも単位という。
マレイミド誘導体の「側鎖」とは、マレイミドにおける窒素原子と結合した水素原子が置換されて形成された鎖を意味する。
「医療用デバイス」とは、治療、診断、解剖学または生物学的な検査等の医療用として用いられるデバイスであり、人体等の生体内に挿入あるいは接触させる、または生体から取り出した媒体(血液等)と接触させる如何なるデバイスも含むものとする。
The following definitions of terms apply throughout this specification and the claims.
The “glass transition temperature (Tg)” of the polymer means a midpoint glass transition temperature when changing from a rubber state to a glass state measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method.
The “number average molecular weight (Mn)” and “mass average molecular weight (Mw)” of the polymer mean values determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) method.
The “unit” means a part derived from a monomer that exists in the polymer and constitutes the polymer. The unit derived from the monomer resulting from addition polymerization of a monomer having a carbon-carbon unsaturated double bond is a divalent unit generated by cleavage of the unsaturated double bond. Moreover, what unitally converted the structure of a unit after polymer formation is also called a unit.
The “side chain” of the maleimide derivative means a chain formed by replacing a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom in maleimide.
A “medical device” is a device used for medical purposes such as treatment, diagnosis, anatomy, or biological examination, and is a medium (blood that is inserted into or brought into contact with a living body such as a human body or taken out of a living body) Etc.) shall be included.
本明細書においては、式(1)で表される化合物を化合物(1)と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。 In the present specification, a compound represented by the formula (1) is referred to as a compound (1). The same applies to compounds represented by other formulas.
[重合体]
本発明の重合体は、側鎖にポリオキシエチレン基を有するマレイミド誘導体に由来する単位(以下、単位(a1)ともいう。)を有する、ガラス転移温度が20℃以上の重合体である。本発明の重合体は、単位(a1)に加えて、後述する化合物(2)に由来する単位(以下、単位(a2)ともいう。)、単位(a1)および単位(a2)以外の他の単位(以下、単位(a3)ともいう。)をさらに有してもよい。
[Polymer]
The polymer of the present invention is a polymer having a unit derived from a maleimide derivative having a polyoxyethylene group in the side chain (hereinafter also referred to as unit (a1)) and having a glass transition temperature of 20 ° C. or higher. In addition to the unit (a1), the polymer of the present invention includes units derived from the compound (2) described later (hereinafter also referred to as unit (a2)), units (a1) and units other than the unit (a2). A unit (hereinafter also referred to as a unit (a3)) may be further included.
(単位(a1))
単位(a1)は、側鎖にポリオキシエチレン基を有するマレイミド誘導体に由来する単位である。
マレイミド誘導体の側鎖は、ポリオキシエチレン基を有するものであればよく、ポリオキシエチレン基以外の部分の構造は特に限定されない。マレイミド誘導体の側鎖は、ポリオキシエチレン基が炭素数1〜10のアルキレン基、−(CH2)d−COO−(CH2)e−(ただし、d,eはそれぞれ独立に0から10の整数である。)または−C6H4−(CH2)c−(ただし、cは0〜10の整数である。)を介してマレイミドの窒素原子と結合した鎖であることが好ましい。マレイミド誘導体の側鎖の末端構造は、特に限定されず、ヒドロキシ基であってもよく、アルコキシ基であってもよい。
(Unit (a1))
The unit (a1) is a unit derived from a maleimide derivative having a polyoxyethylene group in the side chain.
The side chain of the maleimide derivative only needs to have a polyoxyethylene group, and the structure of the portion other than the polyoxyethylene group is not particularly limited. In the side chain of the maleimide derivative, the polyoxyethylene group is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, — (CH 2 ) d —COO— (CH 2 ) e — (where d and e are each independently 0 to 10). It is preferably a chain that is bonded to the nitrogen atom of maleimide via —C 6 H 4 — (CH 2 ) c — (where c is an integer of 0 to 10). The terminal structure of the side chain of the maleimide derivative is not particularly limited, and may be a hydroxy group or an alkoxy group.
ポリオキシエチレン基におけるオキシエチレン基の繰り返し数は、2〜50が好ましく、2〜25がより好ましい。オキシエチレン基の繰り返し数が下限値以上であれば、細胞をより吸着しにくい。オキシエチレン基の繰り返し数が上限値以下であれば、純度の高いマレイミド誘導体を製造しやすい。 2-50 are preferable and, as for the repeating number of the oxyethylene group in a polyoxyethylene group, 2-25 are more preferable. If the number of repeating oxyethylene groups is not less than the lower limit, it is more difficult to adsorb cells. When the number of repeating oxyethylene groups is not more than the upper limit, it is easy to produce a maleimide derivative with high purity.
マレイミド誘導体としては、タンパク質を吸着しにくく、優れた耐水性を発現しやすい点から、下記の化合物(1)が好ましい。 As the maleimide derivative, the following compound (1) is preferable because it is difficult to adsorb proteins and easily exhibits excellent water resistance.
ただし、前記式(1)中、Xは、炭素数1〜10のアルキレン基、−(CH2)d−COO−(CH2)e−(d,eは0から10の整数)または−C6H4−(CH2)c−(ただし、cは0〜10の整数である。)であり、aは2〜50の整数であり、R1は水素原子または1価の炭化水素基である。 However, In the formula (1), X represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, - (CH 2) d -COO- (CH 2) e - (d, e is from 0 to 10 integer) or -C 6 H 4 — (CH 2 ) c — (where c is an integer of 0 to 10), a is an integer of 2 to 50, and R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. is there.
Xにおけるアルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。Xにおけるアルキレン基の炭素数は、タンパク質を吸着しにくいという観点から、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましい。 The alkylene group in X may be linear or branched. The number of carbon atoms of the alkylene group in X is preferably 1 to 10 and more preferably 1 to 5 from the viewpoint that protein is difficult to adsorb.
Xにおける−C6H4−(CH2)c−中のフェニレン基は、o、mまたはp−フェニレン基のいずれでもよい。cは、タンパク質を吸着しにくいという点から0〜10の整数が好ましく、0〜5の整数がより好ましい。
Xとしては、重合体の耐熱性に優れる点では、−C6H4−(CH2)c−が好ましい。
The phenylene group in —C 6 H 4 — (CH 2 ) c — in X may be any of o, m, or p-phenylene group. c is preferably an integer of 0 to 10 and more preferably an integer of 0 to 5 from the viewpoint that it is difficult to adsorb proteins.
X is preferably —C 6 H 4 — (CH 2 ) c — from the viewpoint of excellent heat resistance of the polymer.
aは、2〜50の整数が好ましく、2〜25の整数がより好ましい。aが下限値以上であれば、タンパク質の付着をより防止できる。aが上限値以下であれば、材料の純度が高く、均一な化合物の製造がしやすい。 a is preferably an integer of 2 to 50, and more preferably an integer of 2 to 25. If a is more than a lower limit, protein adhesion can be prevented more. If a is at most the upper limit, the purity of the material is high and it is easy to produce a uniform compound.
R1における1価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基(フェニル基、ナフチル基等)、芳香族アルキル基(ベンジル基等)等が挙げられる。R1におけるアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。1価の炭化水素基としては、タンパク質をより吸着しにくい点から、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
R1としては、タンパク質をより吸着しにくい点から、水素原子、メチル基またはエチル基が好ましい。
Examples of the monovalent hydrocarbon group for R 1 include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group (such as a phenyl group and a naphthyl group), and an aromatic alkyl group (such as a benzyl group). The alkyl group in R 1 may be linear or branched. As the monovalent hydrocarbon group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable from the viewpoint that protein is hardly adsorbed.
R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group from the viewpoint that protein is more difficult to adsorb.
本発明の重合体が有する単位(a1)は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
本発明の重合体の全単位に対する単位(a1)の割合は、10〜100モル%が好ましく、20〜100モル%がより好ましく、30〜100モル%がさらに好ましい。単位(a1)の割合が下限値以上であれば、タンパク質が吸着しにくく、優れた耐水性を発現できる。単位(a1)の割合が上限値以下であれば、相対的に単位(a2)や単位(a3)の割合を高めることができ、デバイスの基材等への密着性を高めることが容易になる。
The unit (a1) possessed by the polymer of the present invention may be only one type or two or more types.
10-100 mol% is preferable, as for the ratio of the unit (a1) with respect to all the units of the polymer of this invention, 20-100 mol% is more preferable, and 30-100 mol% is further more preferable. If the ratio of the unit (a1) is at least the lower limit value, the protein is difficult to adsorb and can exhibit excellent water resistance. If the ratio of the unit (a1) is less than or equal to the upper limit value, the ratio of the unit (a2) and the unit (a3) can be relatively increased, and the adhesion of the device to the substrate or the like can be easily increased. .
(単位(a2))
単位(a2)は、下記の化合物(2)に由来する単位である。本発明の重合体は、デバイスの基材等への密着性が向上する点から、単位(a2)を有することが好ましい。
(Unit (a2))
The unit (a2) is a unit derived from the following compound (2). The polymer of the present invention preferably has a unit (a2) from the viewpoint of improving the adhesion to the substrate of the device.
ただし、式(2)中、R2は、水素原子、塩素原子またはメチル基であり、bは1〜10の整数であり、R3は炭素数1〜5のアルキル基である。R3の3つのアルキル基は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。 In the formula (2), R 2 is a hydrogen atom, a chlorine atom or a methyl group, b is an integer from 1 to 10, R 3 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The three alkyl groups for R 3 may be the same as or different from each other.
R2は、重合しやすい点から、水素原子またはメチル基が好ましい。
bは、入手容易性の点から、1〜10の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましい。
R 2 is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of easy polymerization.
b is preferably an integer of 1 to 10 and more preferably an integer of 1 to 5 from the viewpoint of availability.
R3のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。R3のアルキル基としては、反応時間の観点から、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。 The alkyl group for R 3 may be linear or branched. The alkyl group for R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group from the viewpoint of reaction time.
本発明の重合体が単位(a2)を有する場合、単位(a2)は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
本発明の重合体が単位(a2)を有する場合、重合体の全単位に対する単位(a2)の割合は、0〜50モル%が好ましく、0〜30モル%がより好ましく、0〜20モル%がさらに好ましい。単位(a2)の割合が下限値以上であれば、デバイスの基材等への密着性がより優れたものとなり、優れた耐久性を有する被覆層を形成しやすい。単位(a2)の割合が上限値以下であれば、相対的に単位(a1)の割合を高めることができ、タンパク質の付着をより防止できるとともに、優れた耐水性が得られやすい。
When the polymer of this invention has a unit (a2), only 1 type may be sufficient as a unit (a2), and 2 or more types may be sufficient as it.
When the polymer of this invention has a unit (a2), 0-50 mol% is preferable, as for the ratio of the unit (a2) with respect to all the units of a polymer, 0-30 mol% is more preferable, and 0-20 mol%. Is more preferable. If the ratio of the unit (a2) is at least the lower limit value, the adhesion of the device to the substrate and the like will be more excellent, and a coating layer having excellent durability can be easily formed. If the ratio of the unit (a2) is not more than the upper limit value, the ratio of the unit (a1) can be relatively increased, protein adhesion can be further prevented, and excellent water resistance can be easily obtained.
(単位(a3))
単位(a3)を形成する単量体としては、特に限定されず、以下に示す化合物が挙げられる。
例えば、CH2=CH−COO−(CH2CH2O)n−CH3(nは2〜50の整数である。)、CH2=CH−COO−(CH2CH2O)n−CH2CH3(nは2〜50の整数である。)、CH2=C(CH3)−COO−(CH2CH2O)n−CH3(nは2〜50の整数である。)、CH2=C(CH3)−COO−(CH2CH2O)n−CH2CH3(nは2〜50の整数である。)、C(CH3)=CH−COO−(CH2)3−CH3等が挙げられる。
(Unit (a3))
It does not specifically limit as a monomer which forms a unit (a3), The compound shown below is mentioned.
For example, CH 2 = CH-COO- (
本発明の重合体に耐水性を付与したい場合には、単位(a3)を形成する単量体として以下の化合物を用いることができる。
CH2=CH−COO−(CH2)4−H、
CH2=CH−COO−(CH2)6−H、
CH2=CH−COO−(CH2)8−H、
CH2=CH−COO−(CH2)16−H、
CH2=CH−COO−CH2CH(C2H5)CH2CH2CH2CH3等。
なかでもCH2=CH−COO−(CH2)4−H、CH2=CH−COO−(CH2)8−H、CH2=CH−COO−(CH2)16−Hが好ましく、CH2=CH−COO−(CH2)8−H、CH2=CH−COO−(CH2)16−Hが特に好ましい。
When it is desired to impart water resistance to the polymer of the present invention, the following compounds can be used as monomers for forming the unit (a3).
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 4 -H,
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 6 -H,
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 8 -H,
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 16 -H,
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH (C 2 H 5)
Of these CH 2 = CH-COO- (CH 2) 4 -H,
そして、特に耐水性を付与したい場合は、単位(a3)を形成する単量体として以下に示す含フッ素化合物を用いることができる。
CH2=CH−COO−(CH2)2(CF2)3CF3、
CH2=CH−COO−(CH2)2(CF2)5CF3、
CH2=C(CH3)COO−(CH2)2(CF2)3CF3、
CH2=C(CH3)COO−(CH2)2(CF2)5CF3、
CH2=CH−COO−(CH2)3(CF2)3CF3、
CH2=CH−COO−(CH2)3(CF2)5CF3、
CH2=CH−COO−CH2CH(OH)CH2(CF2)3CF3、
CH2=CH−COO−CH2CH(OH)CH2(CF2)5CF3、
CH2=C(CH3)−COO−(CH2)3(CF2)3CF3、
CH2=C(CH3)−COO−(CH2)3(CF2)5CF3、
CH2=C(CH3)−COO−CH2CH(OH)CH2(CF2)3CF3、
CH2=C(CH3)−COO−CH2CH(OH)CH2(CF2)5CF3、
CH2=CHC6H4(CF2)3CF3、
CH2=CHC6H4(CF2)5CF3、
CH2=CH−COO−CH2CH2N(CH3)SO2(CF2)3CF3、
CH2=CH−COO−CH2CH2N(CH3)SO2(CF2)5CF3、
CH2=C(CH3)−COO−CH2CH2N(CH3)SO2(CF2)3CF3、
CH2=C(CH3)−COO−CH2CH2N(CH3)SO2(CF2)5CF3、
CH2=CH−COO−CH2CH2N(C2H5)SO2(CF2)3CF3、
CH2=CH−COO−CH2CH2N(C2H5)SO2(CF2)5CF3、
CH2=C(CH3)−COO−CH2CH2N(C2H5)SO2(CF2)3CF3、
CH2=C(CH3)−COO−CH2CH2N(C2H5)SO2(CF2)5CF3、
CH2=CH−COO−(CH2)2N(CH2CH2CH3)SO2(CF2)3CF3、
CH2=CH−COO−(CH2)2N(CH2CH2CH3)SO2(CF2)5CF3、
CH2=C(CH3)−COO−(CH2)2N(CH2CH2CH3)SO2(CF2)3CF3、
CH2=C(CH3)−COO−(CH2)2N(CH2CH2CH3)SO2(CF2)5CF3、
CH2=CHCONHCH2C4F9、
CH2=CHCONHCH2C5F11、
CH2=CHCONHCH2C6F13、
CH2=CHCONHCH2CH2OCOC4F9、
CH2=CHCONHCH2CH2OCOC5F11、
CH2=CHCONHCH2CH2OCOC6F13、
CH2=CH−COO−CH(CF3)2
CH2=C(CH3)−COO−CH(CF3)2等。
In particular, when it is desired to impart water resistance, the following fluorine-containing compound can be used as a monomer for forming the unit (a3).
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 2 (CF 2) 3
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 2 (CF 2) 5
CH 2 = C (CH 3) COO- (CH 2) 2 (CF 2) 3
CH 2 = C (CH 3) COO- (CH 2) 2 (CF 2) 5
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 3 (CF 2) 3
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 3 (CF 2) 5
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH (OH) CH 2 (CF 2) 3
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH (OH) CH 2 (CF 2) 5
CH 2 = C (CH 3) -COO- (CH 2) 3 (CF 2) 3
CH 2 = C (CH 3) -COO- (CH 2) 3 (CF 2) 5
CH 2 = C (CH 3) -COO-
CH 2 = C (CH 3) -COO-
CH 2 = CHC 6 H 4 ( CF 2) 3
CH 2 = CHC 6 H 4 ( CF 2) 5
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH 2 N (CH 3) SO 2 (CF 2) 3
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH 2 N (CH 3) SO 2 (CF 2) 5
CH 2 = C (CH 3) -COO-
CH 2 = C (CH 3) -COO-
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH 2 N (C 2 H 5) SO 2 (CF 2) 3
CH 2 = CH-COO-CH 2 CH 2 N (C 2 H 5) SO 2 (CF 2) 5
CH 2 = C (CH 3) -COO-
CH 2 = C (CH 3) -COO-
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 2 N (
CH 2 = CH-COO- (CH 2) 2 N (
CH 2 = C (CH 3) -COO- (CH 2) 2 N (
CH 2 = C (CH 3) -COO- (CH 2) 2 N (
CH 2 = CHCONHCH 2 C 4 F 9 ,
CH 2 = CHCONHCH 2 C 5 F 11 ,
CH 2 = CHCONHCH 2 C 6 F 13 ,
CH 2 = CHCONHCH 2 CH 2 OCOC 4 F 9,
CH 2 = CHCONHCH 2 CH 2 OCOC 5 F 11,
CH 2 = CHCONHCH 2 CH 2 OCOC 6 F 13,
CH 2 = CH-COO-CH (CF 3) 2
CH 2 = C (CH 3) -COO-CH (CF 3) 2 and the like.
また、上記以外には、単位(a3)を形成する単量体として以下の化合物が挙げられる。例えば、 N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルペピリジン、N,N−ジメチルアミノオキシドエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノオキシドエチル(メタ)アクリレート。また、2−イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、2−イソシアネートエチル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、3−イソシアネートプロピル(メタ)アクリレート、4−イソシアネートブチル(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレングリコールモノグリシジルエーテル(メタ)アクリレート。 In addition to the above, examples of the monomer that forms the unit (a3) include the following compounds. For example, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N- (meth) acryloylmorpholine, N- (meth) acryloylpepyridine, N, N-dimethylaminooxide ethyl (Meth) acrylate, N, N-diethylaminooxide ethyl (meth) acrylate. Also, 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, 3,5-dimethylpyrazole adduct of 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, 3-isocyanatepropyl (meth) acrylate, 4-isocyanatobutyl (meth) acrylate, triallyl isocyania Nurate, glycidyl (meth) acrylate, polyoxyalkylene glycol monoglycidyl ether (meth) acrylate.
本発明の重合体が単位(a3)を有する場合、単位(a3)は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
本発明の重合体の全単位に対する単位(a3)の割合は、50モル%以下が好ましく、30モル%以下がより好ましい。単位(a3)の割合が上限値以下であれば、タンパク質の付着をより防止できるとともに、優れた耐水性が得られやすい。
When the polymer of this invention has a unit (a3), only 1 type may be sufficient as a unit (a3) and 2 or more types may be sufficient as it.
The ratio of the unit (a3) to the total unit of the polymer of the present invention is preferably 50 mol% or less, and more preferably 30 mol% or less. If the ratio of the unit (a3) is not more than the upper limit value, protein adhesion can be further prevented and excellent water resistance can be easily obtained.
本発明の重合体は、タンパク質の付着をより防止することができ、耐水性および耐久性を兼ね備えた被覆層を形成しやすい点から、単位(a1)のみを有する重合体、または単位(a1)と単位(a2)とからなる重合体が好ましい。 The polymer of the present invention can further prevent protein adhesion, and can easily form a coating layer having both water resistance and durability, so that the polymer having only unit (a1) or unit (a1) And a polymer comprising the unit (a2) are preferred.
(物性)
本発明の重合体のガラス転移温度(Tg)は、20℃以上である。本発明の重合体のTgが20℃以上であることで、水と接触した状態でもデバイス表面等から剥がれにくい優れた耐久性を有する被覆層を形成できる。本発明の重合体のガラス転移温度は、20〜250℃が好ましく、40〜250℃がより好ましい。重合体のガラス転移温度が下限値以上であれば、優れた耐久性を有する被覆層を形成しやすい。重合体のガラス転移温度が上限値以下であれば、汎用溶媒に溶かすことが可能である。
(Physical properties)
The polymer of the present invention has a glass transition temperature (Tg) of 20 ° C. or higher. When the Tg of the polymer of the present invention is 20 ° C. or higher, a coating layer having excellent durability that is difficult to peel off from the device surface or the like even in contact with water can be formed. The glass transition temperature of the polymer of the present invention is preferably 20 to 250 ° C, more preferably 40 to 250 ° C. If the glass transition temperature of the polymer is equal to or higher than the lower limit value, it is easy to form a coating layer having excellent durability. If the glass transition temperature of the polymer is not more than the upper limit value, it can be dissolved in a general-purpose solvent.
重合体のガラス転移温度は、重合体中の単位(a1)の割合、重合体の分子量を調節することにより調節できる。単位(a1)の割合が高いほど重合体のガラス転移温度が高くなる傾向がある。また、重合体の分子量が高いほど重合体のガラス転移温度が高くなる傾向がある。 The glass transition temperature of the polymer can be adjusted by adjusting the proportion of the unit (a1) in the polymer and the molecular weight of the polymer. There exists a tendency for the glass transition temperature of a polymer to become high, so that the ratio of a unit (a1) is high. Moreover, there exists a tendency for the glass transition temperature of a polymer to become high, so that the molecular weight of a polymer is high.
本発明の重合体の数平均分子量(Mn)は、3000〜1000000が好ましく、5000〜500000が特に好ましい。重合体の数平均分子量が前記下限値以上であれば、耐久性に優れる。重合体の数平均分子量が前記上限値以下であれば、加工性に優れる。 The number average molecular weight (Mn) of the polymer of the present invention is preferably from 3,000 to 1,000,000, particularly preferably from 5,000 to 500,000. If the number average molecular weight of the polymer is not less than the lower limit, the durability is excellent. If the number average molecular weight of the polymer is not more than the above upper limit value, the processability is excellent.
本発明の重合体の質量平均分子量(Mw)は、3000〜1000000が好ましく、5000〜500000が特に好ましい。重合体の質量平均分子量が前記下限値以上であれば、耐久性に優れる。重合体の質量平均分子量が前記上限値以下であれば、加工性に優れる。 3000-1 million are preferable and, as for the mass mean molecular weight (Mw) of the polymer of this invention, 5000-500000 are especially preferable. If the mass average molecular weight of the polymer is not less than the lower limit, the durability is excellent. If the mass average molecular weight of the polymer is not more than the above upper limit value, the processability is excellent.
重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0が特に好ましい。重合体の分子量分布が前記範囲内であれば、耐水性に優れ、かつタンパク質が吸着しにくい。 The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer is preferably 1.0 to 5.0, and particularly preferably 1.0 to 3.0. If the molecular weight distribution of the polymer is within the above range, the water resistance is excellent and the protein is difficult to adsorb.
(製造方法)
本発明の重合体は、公知の方法を用いて、重合溶媒中でマレイミド誘導体、化合物(2)等の単量体の重合反応を行うことにより得られる。
重合溶媒としては、特に限定されず、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、アルコール類(メタノール、2−プロピルアルコール等)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、エーテル類(ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等)、グリコールエーテル類(エチレングリコール、プロピレングリコール、またはジプロピレングリコールのエチルエーテルまたはメチルエーテル等)およびその誘導体、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類(パークロロエチレン、トリクロロ−1,1,1−エタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン等)、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ブチロアセトン、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
(Production method)
The polymer of the present invention can be obtained by performing a polymerization reaction of monomers such as a maleimide derivative and compound (2) in a polymerization solvent using a known method.
The polymerization solvent is not particularly limited. For example, ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), alcohols (methanol, 2-propyl alcohol, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), ethers, etc. (Diisopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), glycol ethers (ethylene glycol, propylene glycol, ethyl ether or methyl ether of dipropylene glycol, etc.) and derivatives thereof, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated Hydrocarbons (perchloroethylene, trichloro-1,1,1-ethane, trichlorotrifluoroethane, dichloropentafluoropropane, etc.), dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, butyroacetone Dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like.
重合反応における反応液中のすべての単量体の合計濃度は、5〜60質量%が好ましく、10〜40質量%が特に好ましい。 5-60 mass% is preferable and, as for the total concentration of all the monomers in the reaction liquid in a polymerization reaction, 10-40 mass% is especially preferable.
重合反応においては、重合開始剤を用いることが好ましい。重合開始剤としては、過酸化物(ベンジルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、スクシニルパーオキシド、tert−ブチルパーピバレート等)、アゾ化合物等が挙げられる。
重合開始剤としては、2,2’−アゾイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2、4−ジメチルバレロニトリル)、1、1’−アゾビス(2シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2、4−ジメチルバレロニトリル)、1、1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、ジメチルアゾビスイソブチレート、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)が好ましく、2,2’−アゾイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2イル)プロパン]、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)が特に好ましい。
重合開始剤の使用量は、単量体の合計量100質量部に対して0.1〜1.5質量部が好ましい。
In the polymerization reaction, it is preferable to use a polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator include peroxides (benzyl peroxide, lauryl peroxide, succinyl peroxide, tert-butyl perpivalate, etc.), azo compounds, and the like.
As the polymerization initiator, 2,2′-azoisobutyronitrile, 2,2′-azobis-2-methylbutyronitrile, dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane], 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (2cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane), dimethylazobisisobutyrate, 4,4′-azobis (4-cyano) Valeric acid), preferably 2,2′-azoisobutyronitrile, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane], 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) Is particularly preferred.
As for the usage-amount of a polymerization initiator, 0.1-1.5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of a monomer.
重合体の重合度(分子量)を調節するために、重合反応において連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤を用いることにより重合溶媒中の単量体の濃度の合計を高められる効果もある。
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン(tert−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン等)、アミノエタンチオール、メルカプトエタノール、3−メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、チオグリコール酸、3,3’−ジチオ−ジプロピオン酸、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸n−ブチル、チオグリコール酸メトキシブチル、チオグリコール酸エチル、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、四塩化炭素等が挙げられる。
連鎖移動剤の使用量は、単量体の合計量100質量部に対して0〜2質量部が好ましい。
In order to adjust the polymerization degree (molecular weight) of the polymer, a chain transfer agent may be used in the polymerization reaction. By using a chain transfer agent, there is also an effect that the total concentration of monomers in the polymerization solvent can be increased.
As the chain transfer agent, alkyl mercaptan (tert-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, stearyl mercaptan, etc.), aminoethanethiol, mercaptoethanol, 3-mercaptopropionic acid, 2-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, thioglycolic acid, 3,3′-dithio-dipropionic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, n-butyl thioglycolate, methoxybutyl thioglycolate, ethyl thioglycolate, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, And carbon tetrachloride.
As for the usage-amount of a chain transfer agent, 0-2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of a monomer.
重合反応における反応温度は、室温から反応液の沸点までの範囲が好ましい。重合開始剤を効率良く使う観点からは重合開始剤の半減期温度以上が好ましく、30〜90℃がより好ましい。 The reaction temperature in the polymerization reaction is preferably in the range from room temperature to the boiling point of the reaction solution. From the viewpoint of efficiently using the polymerization initiator, the half-life temperature of the polymerization initiator or higher is preferable, and 30 to 90 ° C is more preferable.
(作用効果)
以上説明した本発明の重合体は、前記したマレイミド誘導体に由来する単位(a1)を有しているため、耐水性に優れている。また、単位(a1)が側鎖にポリオキシエチレン基を有しているため、タンパク質が付着しにくい。また、本発明の重合体はガラス転移温度が20℃以上であるため、デバイス表面等に被覆層を形成した際、該被覆層が水と接触した状態でも動きにくく、デバイス表面等から剥がれにくいため優れた耐久性が得られる。本発明の重合体は、単位(a1)のみからなる単独重合体であっても、タンパク質が付着しにくく、耐水性および耐久性を兼ね備えた被覆層を形成できる。
(Function and effect)
The polymer of the present invention described above has excellent water resistance because it has the unit (a1) derived from the maleimide derivative. Moreover, since unit (a1) has a polyoxyethylene group in the side chain, it is difficult for proteins to adhere to it. In addition, since the polymer of the present invention has a glass transition temperature of 20 ° C. or higher, when a coating layer is formed on the device surface or the like, the coating layer is difficult to move even when in contact with water, and is difficult to peel off from the device surface or the like. Excellent durability is obtained. Even if the polymer of this invention is a homopolymer which consists only of a unit (a1), protein cannot adhere easily and can form the coating layer which has water resistance and durability.
また、本発明の重合体が、単位(a1)として、式(1)におけるXがフェニレン基や−C6H4−(CH2)c−である化合物に由来する単位を有する場合には、滅菌処理にも充分に耐え得る優れた耐熱性を有する被覆層を形成できる。また、この場合には蒸着によるドライコーティングにより被覆層を形成することもできる。 Further, the polymer of the present invention, as a unit (a1), X is a phenylene group or a -C 6 H 4 in the formula (1) - (CH 2) c - in the case of having a unit derived from the compounds wherein the A coating layer having excellent heat resistance that can sufficiently withstand sterilization can be formed. In this case, the coating layer can also be formed by dry coating by vapor deposition.
[タンパク質付着防止剤]
本発明のタンパク質付着防止剤は、本発明の重合体からなるタンパク質付着防止剤である。
[Protein adhesion inhibitor]
The protein adhesion preventive agent of the present invention is a protein adhesion preventive agent comprising the polymer of the present invention.
(細胞付着防止剤)
本発明のタンパク質付着防止剤の用途としては、医療用デバイスが特に有効である。
本発明のタンパク質付着防止剤は、例えば、細胞の接着を防止するため、すなわち細胞付着防止剤として用いることができる。なお、「細胞」とは、生体を構成する最も基本的な単位であり、細胞膜の内部に細胞質と各種の細胞小器官をもつものを意味する。DNAを内包する核は、細胞内部に含まれても含まれなくてもよい。
(Cell adhesion inhibitor)
As a use of the protein adhesion preventing agent of the present invention, a medical device is particularly effective.
The protein adhesion preventing agent of the present invention can be used, for example, for preventing cell adhesion, that is, as a cell adhesion preventing agent. The “cell” is the most basic unit constituting a living body, and means a cell having a cytoplasm and various organelles inside a cell membrane. The nucleus containing DNA may or may not be contained inside the cell.
動物由来の細胞には、生殖細胞(精子、卵子等)、生体を構成する体細胞、幹細胞、前駆細胞、生体から分離された癌細胞、生体から分離され不死化能を獲得して体外で安定して維持される細胞(細胞株)、生体から分離され人為的に遺伝子改変された細胞、生体から分離され人為的に核が交換された細胞等が含まれる。
生体を構成する体細胞には、線維芽細胞、骨髄細胞、Bリンパ球、Tリンパ球、好中球、赤血球、血小板、マクロファージ、単球、骨細胞、骨髄細胞、周皮細胞、樹枝状細胞、ケラチノサイト、脂肪細胞、間葉細胞、上皮細胞、表皮細胞、内皮細胞、血管内皮細胞、肝実質細胞、軟骨細胞、卵丘細胞、神経系細胞、グリア細胞、ニューロン、オリゴデンドロサイト、マイクログリア、星状膠細胞、心臓細胞、食道細胞、筋肉細胞(例えば、平滑筋細胞、骨格筋細胞)、膵臓ベータ細胞、メラニン細胞、造血前駆細胞、単核細胞等が含まれる。体細胞には、皮膚、腎臓、脾臓、副腎、肝臓、肺、卵巣、膵臓、子宮、胃、結腸、小腸、大腸、膀胱、前立腺、精巣、胸腺、筋肉、結合組織、骨、軟骨、血管組織、血液、心臓、眼、脳、神経組織等の任意の組織から採取される細胞が含まれる。
幹細胞とは、自分自身を複製する能力と他の複数系統の細胞に分化する能力を兼ね備えた細胞であり、胚性幹細胞(ES細胞)、胚性腫瘍細胞、胚性生殖幹細胞、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、肝幹細胞、膵幹細胞、筋幹細胞、生殖幹細胞、腸幹細胞、癌幹細胞、毛包幹細胞等が含まれる。
前駆細胞とは、前記幹細胞から特定の体細胞または生殖細胞に分化する途中の段階にある細胞である。
癌細胞とは、体細胞から派生して無限の増殖能を獲得した細胞である。
細胞株とは、生体外での人為的な操作により無限の増殖能を獲得した細胞であり、HCT116、Huh7、HEK293(ヒト胎児腎細胞)、HeLa(ヒト子宮頸癌細胞株)、HepG2(ヒト肝癌細胞株)、UT7/TPO(ヒト白血病細胞株)、CHO(チャイニーズハムスター卵巣細胞株)、MDCK、MDBK、BHK、C−33A、HT−29、AE−1、3D9、Ns0/1、Jurkat、NIH3T3、PC12、S2、Sf9、Sf21、High Five、Vero等が含まれる。
Animal-derived cells include germ cells (sperm, ova, etc.), somatic cells that make up the living body, stem cells, progenitor cells, cancer cells separated from the living body, acquired from the living body and acquired immortalizing ability, and are stable outside the body. Maintained cells (cell lines), cells isolated from living organisms and artificially genetically modified, cells isolated from living organisms and artificially exchanged nuclei, and the like.
The somatic cells constituting the living body include fibroblasts, bone marrow cells, B lymphocytes, T lymphocytes, neutrophils, erythrocytes, platelets, macrophages, monocytes, bone cells, bone marrow cells, pericytes, dendritic cells , Keratinocytes, adipocytes, mesenchymal cells, epithelial cells, epidermal cells, endothelial cells, vascular endothelial cells, hepatocytes, chondrocytes, cumulus cells, neural cells, glial cells, neurons, oligodendrocytes, microglia, Astrocytes, heart cells, esophageal cells, muscle cells (eg, smooth muscle cells, skeletal muscle cells), pancreatic beta cells, melanocytes, hematopoietic progenitor cells, mononuclear cells and the like are included. Somatic cells include skin, kidney, spleen, adrenal gland, liver, lung, ovary, pancreas, uterus, stomach, colon, small intestine, large intestine, bladder, prostate, testis, thymus, muscle, connective tissue, bone, cartilage, vascular tissue , Cells collected from any tissue, such as blood, heart, eye, brain, nerve tissue.
Stem cells are cells that have the ability to replicate themselves and to differentiate into other types of cells. Embryonic stem cells (ES cells), embryonic tumor cells, embryonic germ stem cells, induced pluripotency Examples include stem cells (iPS cells), neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, hepatic stem cells, pancreatic stem cells, muscle stem cells, reproductive stem cells, intestinal stem cells, cancer stem cells, hair follicle stem cells and the like.
A progenitor cell is a cell that is in the process of being differentiated from the stem cell into a specific somatic cell or germ cell.
Cancer cells are cells that have been derived from somatic cells and have acquired unlimited proliferative capacity.
A cell line is a cell that has acquired infinite proliferation ability by artificial manipulation in vitro, and is HCT116, Huh7, HEK293 (human embryonic kidney cell), HeLa (human cervical cancer cell line), HepG2 (human) Hepatoma cell line), UT7 / TPO (human leukemia cell line), CHO (Chinese hamster ovary cell line), MDCK, MDBK, BHK, C-33A, HT-29, AE-1, 3D9, Ns0 / 1, Jurkat, NIH3T3, PC12, S2, Sf9, Sf21, High Five, Vero, and the like are included.
(細胞付着防止剤以外の用途)
なお、本発明のタンパク質付着防止剤は、船舶、橋梁、海上タンク、港湾施設、海底基地、海底油田掘削設備等の海洋構造物に対して用いてもよい。該海洋構造物に対して本発明のタンパク質付着防止剤を用いることで、該海洋構造物にタンパク質が吸着することが抑制される。その結果、貝類(フジツボ等)、海藻類(アオノリ、アオサ等)等の水生生物が接着することが抑制される。
(Uses other than cell adhesion inhibitors)
In addition, you may use the protein adhesion inhibitor of this invention with respect to marine structures, such as a ship, a bridge, a marine tank, a port facility, a submarine base, a submarine oil field drilling equipment. By using the protein adhesion preventive agent of the present invention for the marine structure, protein adsorption to the marine structure is suppressed. As a result, adhesion of aquatic organisms such as shellfish (barnacles, etc.) and seaweeds (Aonori, Aosa, etc.) is suppressed.
[医療用デバイス]
本発明の医療用デバイスは、表面の少なくとも一部に本発明の重合体を含む被覆層を有する。これにより医療用デバイス表面に細胞が付着するのを防止できる。
[Medical device]
The medical device of the present invention has a coating layer containing the polymer of the present invention on at least a part of its surface. Thereby, it can prevent that a cell adheres to the medical device surface.
医療用デバイスの具体例としては、例えば、医薬品、医薬部外品、医療用器具等が挙げられる。医療用器具としては、特に限定されず、細胞培養容器、細胞培養シート、細胞捕捉フィルター、バイアル、プラスチックコートバイアル、シリンジ、プラスチックコートシリンジ、アンプル、プラスチックコートアンプル、カートリッジ、ボトル、プラスチックコートボトル、パウチ、ポンプ、噴霧器、栓、プランジャー、キャップ、蓋、針、ステント、カテーテル、インプラント、コンタクトレンズ、マイクロ流路チップ、ドラッグデリバリーシステム材、人工血管、人工臓器、血液透析膜、ガードワイヤー、血液フィルター、血液保存パック、内視鏡、バイオチップ、糖鎖合成機器、成形補助材、包装材等が挙げられる。なかでも、細胞培養容器、細胞培養シート、細胞捕捉フィルター等に好ましく用いられる。 Specific examples of the medical device include pharmaceuticals, quasi-drugs, medical instruments, and the like. The medical device is not particularly limited, and is a cell culture container, a cell culture sheet, a cell capture filter, a vial, a plastic coated vial, a syringe, a plastic coated syringe, an ampule, a plastic coated ampule, a cartridge, a bottle, a plastic coated bottle, a pouch. , Pump, nebulizer, stopper, plunger, cap, lid, needle, stent, catheter, implant, contact lens, microchannel chip, drug delivery system material, artificial blood vessel, artificial organ, hemodialysis membrane, guard wire, blood filter , Blood storage packs, endoscopes, biochips, sugar chain synthesizers, molding aids, packaging materials, and the like. Especially, it is preferably used for a cell culture container, a cell culture sheet, a cell capture filter, etc.
本発明の医療用デバイスの具体例としては、例えば、図1および図2に例示した医療用デバイス1が挙げられる。医療用デバイス1は、細胞培養容器の一つであるシャーレである。
医療用デバイス1は、基材2と、基材2上に形成された被覆層3、とを備える。基材2は、平面視形状が円形状の底面部4と、底面部4の周縁から全周にわたって立ち上がる側面部5とを備え、上方が開放された容器形状になっている。被覆層3は、基材2における内面、すなわち底面部4の上面と側面部5の内面に、本発明の重合体によって形成されている。
Specific examples of the medical device of the present invention include the
The
本発明の医療用デバイスにおけるデバイスを構成する材料は、特に限定されず、ポリエチレンテレフタラート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)等の樹脂や、ガラスが挙げられる。一般的に、材料コスト、加工コストの観点からは樹脂が好ましい。一方、高精度な分析に用いる等の用途については、材料自体の透明性が高く、蛍光が少なく、化学的に安定で、剛性に優れるガラスが望ましい。 The material constituting the device in the medical device of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include resins such as polyethylene terephthalate, polystyrene, polycarbonate, polypropylene, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), and glass. Generally, resin is preferable from the viewpoint of material cost and processing cost. On the other hand, for applications such as use for high-precision analysis, a glass having high transparency of the material itself, low fluorescence, chemically stable and excellent rigidity is desirable.
被覆層における本発明の重合体の含有割合は95質量%以上が好ましく、99質量%以上がより好ましい。被覆層としては、本発明の重合体のみから形成される層、または本発明の重合体と架橋剤とから形成される層が挙げられる。
被覆層の厚さは、1nm〜1mmが好ましく、5nm〜800μmが特に好ましい。被覆層の厚さが前記下限値以上であれば、タンパク質が吸着しにくい。被覆層の厚さが前記上限値以下であれば、被覆層がデバイスを構成する基材の表面に密着しやすい。
The content of the polymer of the present invention in the coating layer is preferably 95% by mass or more, and more preferably 99% by mass or more. As a coating layer, the layer formed only from the polymer of this invention, or the layer formed from the polymer of this invention and a crosslinking agent is mentioned.
The thickness of the coating layer is preferably 1 nm to 1 mm, particularly preferably 5 nm to 800 μm. If the thickness of the coating layer is equal to or greater than the lower limit, it is difficult for protein to be adsorbed. If the thickness of the coating layer is less than or equal to the above upper limit value, the coating layer tends to adhere to the surface of the substrate constituting the device.
被覆層と基材との密着性を向上させるために、基材と被覆層の間に接着層を設けてもよい。接着層を形成する接着剤としては、被覆層と基材の双方に対して充分な接着力を発揮するものを適宜使用でき、例えば、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン変性アクリル接着剤、エポキシ変性シリコーン接着剤等が挙げられる。 In order to improve the adhesion between the coating layer and the substrate, an adhesive layer may be provided between the substrate and the coating layer. As the adhesive for forming the adhesive layer, an adhesive that exhibits sufficient adhesion to both the coating layer and the substrate can be used as appropriate, for example, cyanoacrylate adhesive, silicone-modified acrylic adhesive, epoxy-modified silicone. An adhesive etc. are mentioned.
具体例としては、例えば、基材を形成する材料としてポリスチレンを使用する場合、シアノアクリレート系接着剤を使用する。この場合、接着剤層の基材側では、シアノアクリレート系接着剤中のシアノアクリレートモノマーが空気中または基材の表面の水分と反応して硬化する。被覆層中には本発明の重合体由来のポリオキシエチレン基が存在するため、被覆層中およびその周辺部に水分が存在する。そのため、接着剤層の被覆層側でもシアノアクリレートモノマーがそれらの水分と反応して硬化する。 As a specific example, for example, when polystyrene is used as a material for forming a substrate, a cyanoacrylate adhesive is used. In this case, on the base material side of the adhesive layer, the cyanoacrylate monomer in the cyanoacrylate adhesive reacts with moisture in the air or the surface of the base material to be cured. Since polyoxyethylene groups derived from the polymer of the present invention are present in the coating layer, moisture is present in the coating layer and in the periphery thereof. Therefore, the cyanoacrylate monomer reacts with the moisture and cures even on the coating layer side of the adhesive layer.
(医療用デバイスの製造方法)
本発明の医療用デバイスの製造方法は、特に限定されず、例えば、下記の塗布工程と、乾燥工程とを含む方法が挙げられる。
塗布工程:基材上に、本発明の重合体と溶媒とを含む塗布液を塗布する工程。
乾燥工程:前記塗布液に由来する溶媒を除去し、前記基材上に被覆層が形成された医療用デバイスを得る工程。
(Method for manufacturing medical device)
The manufacturing method of the medical device of this invention is not specifically limited, For example, the method of including the following application | coating process and a drying process is mentioned.
Coating step: A step of coating a coating solution containing the polymer of the present invention and a solvent on a substrate.
Drying step: a step of removing a solvent derived from the coating solution and obtaining a medical device having a coating layer formed on the substrate.
<塗布工程>
本発明の重合体と溶媒とを含む塗布液を基材上に湿式塗布する。塗布液の塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、刷毛、ローラー、ディッピング、スプレー、ロールコーター、ダイコーター、アプリケーター、スピンコーター等の塗装装置を用いて行う方法が挙げられる。
<Application process>
A coating solution containing the polymer of the present invention and a solvent is wet-coated on a substrate. As a coating method of the coating solution, a known method can be used, and examples thereof include a method performed using a coating apparatus such as a brush, a roller, dipping, a spray, a roll coater, a die coater, an applicator, and a spin coater.
塗布液に用いる溶媒としては、非含フッ素溶媒、含フッ素溶媒が挙げられる。非含フッ素溶媒としては、アルコール系溶媒、含ハロゲン系溶媒等が挙げられる。例えば、エタノール、メタノール、アセトン、クロロホルム、アサヒクリンAK225(旭硝子社製)、AC6000(旭硝子社製)等が挙げられる。溶媒としては、デバイス等を溶解しない種類を選択することが好ましい。デバイスとしてポリスチレンを使用する場合、エタノール、メタノール、アサヒクリンAK225(旭硝子社製)、AC6000(旭硝子社製)が好ましい。 Examples of the solvent used for the coating solution include non-fluorinated solvents and fluorinated solvents. Examples of the non-fluorinated solvent include alcohol solvents and halogen-containing solvents. For example, ethanol, methanol, acetone, chloroform, Asahi Clin AK225 (Asahi Glass Co., Ltd.), AC6000 (Asahi Glass Co., Ltd.) and the like can be mentioned. It is preferable to select a solvent that does not dissolve the device or the like. When using polystyrene as a device, ethanol, methanol, Asahi Clin AK225 (Asahi Glass Co., Ltd.), and AC6000 (Asahi Glass Co., Ltd.) are preferable.
塗布液中の重合体の濃度は、0.0001〜10質量%が好ましく、0.0005〜5質量%が特に好ましい。重合体の濃度が前記範囲であれば、均一に塗布することができ、均一な被覆層が形成できる。 The concentration of the polymer in the coating solution is preferably 0.0001 to 10% by mass, particularly preferably 0.0005 to 5% by mass. If the concentration of the polymer is within the above range, it can be applied uniformly and a uniform coating layer can be formed.
塗布液を塗布する際には、塗布液に重合体および溶媒以外の成分、例えばレベリング剤、架橋剤等を含ませてもよい。架橋剤を塗布液に配合し、被覆層中の架橋度合いを調整することで、タンパク質を付着させにくい効果がより長期にわたって持続する、より優れた耐久性を有する被覆層を形成できる。具体的には、本発明の重合体における単位(a1)の側鎖の末端がヒドロキシ基の場合は、該ヒドロキシ基と反応する架橋剤を添加することで、優れた耐久性を有する被覆層を形成できる。塗布液に架橋剤を含ませる場合は、被覆層は重合体と架橋剤とから形成される層となる。塗布液に架橋剤を含ませない場合は、被覆層は重合体のみから形成される層となる。 When applying the coating solution, the coating solution may contain components other than the polymer and the solvent, such as a leveling agent and a crosslinking agent. By blending a crosslinking agent in the coating solution and adjusting the degree of crosslinking in the coating layer, it is possible to form a coating layer having superior durability in which the effect of preventing protein adhesion lasts for a longer period of time. Specifically, when the end of the side chain of the unit (a1) in the polymer of the present invention is a hydroxy group, a coating layer having excellent durability can be obtained by adding a crosslinking agent that reacts with the hydroxy group. Can be formed. When a crosslinking agent is included in the coating solution, the coating layer is a layer formed from a polymer and a crosslinking agent. When a crosslinking agent is not included in the coating solution, the coating layer is a layer formed only from a polymer.
架橋剤としては、例えば、多官能イソシアネート化合物が挙げられる。多官能イソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、HDI系ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。HDI系ポリイソシアネートには、2液型用としてビウレットタイプ、イソシアヌレートタイプ、アダクトタイプ、2官能型が挙げられ、硬化開始温度に閾値があるブロック型も挙げられる。HDI系ポリイソシアネートは、市販品を使用することができ、デュラネート(旭化成社製)等が挙げられる。
使用する多官能イソシアネート化合物は、反応温度、デバイスの材質によって適宜選択できる。例えばデバイスとしてポリスチレンを使用する場合、アサヒクリンAK225(旭硝子社製)、AC6000(旭硝子社製)等に溶解でき、かつポリスチレンの熱変形温度である80℃以下でも硬化反応が進行するビウレットタイプ、イソシアヌレートタイプが好ましい。
Examples of the crosslinking agent include polyfunctional isocyanate compounds. Examples of the polyfunctional isocyanate compound include hexamethylene diisocyanate (HDI), HDI polyisocyanate, and isophorone diisocyanate (IPDI). The HDI polyisocyanate includes biuret type, isocyanurate type, adduct type, and bifunctional type for two-component type, and also includes a block type having a threshold for the curing start temperature. A commercial item can be used for HDI type polyisocyanate, and duranate (made by Asahi Kasei Co., Ltd.) etc. are mentioned.
The polyfunctional isocyanate compound to be used can be appropriately selected depending on the reaction temperature and the material of the device. For example, when polystyrene is used as a device, it can be dissolved in Asahi Clin AK225 (Asahi Glass Co., Ltd.), AC6000 (Asahi Glass Co., Ltd.), etc. The nurate type is preferred.
被覆層中の架橋度合いは、重合体中のヒドロキシ基量と添加する架橋剤の量、反応率によって決まり、本発明の効果を損なわない範囲で適宜調節できる。
架橋剤の使用量は、重合体の100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜1質量部が特に好ましい。架橋剤の使用量が前記範囲の下限値以上であれば、耐久性に優れた被覆層を形成しやすい。架橋剤の使用量が前記範囲の上限値以下であれば、タンパク質が付着しにくい被覆層を形成しやすい。
The degree of cross-linking in the coating layer depends on the amount of hydroxy groups in the polymer, the amount of cross-linking agent added, and the reaction rate, and can be appropriately adjusted within a range not impairing the effects of the present invention.
The amount of the crosslinking agent used is preferably from 0.01 to 10 parts by weight, particularly preferably from 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the polymer. If the usage-amount of a crosslinking agent is more than the lower limit of the said range, it will be easy to form the coating layer excellent in durability. If the usage-amount of a crosslinking agent is below the upper limit of the said range, it will be easy to form the coating layer to which protein does not adhere easily.
<乾燥工程>
基材上に塗布した塗布液に由来する溶媒を除去する方法としては、特に限定されず、例えば、風乾、加熱による乾燥等の公知の乾燥方法を用いることができる。
乾燥温度は、30〜200℃が好ましい。
<Drying process>
The method for removing the solvent derived from the coating solution applied on the substrate is not particularly limited, and for example, a known drying method such as air drying or drying by heating can be used.
The drying temperature is preferably 30 to 200 ° C.
以上のように、本発明の重合体と溶媒とを含む塗布液を基材上に湿式塗布することで、重合体から形成されてなる被覆層を容易に形成することができる。なお、本発明の医療用デバイスの製造方法は、前記した方法には限定されず、本発明の重合体が常温(20〜25℃)で液体の場合には、該重合体をそのまま基材上に塗布して被覆層を形成してもよい。この場合には、基材の表面との密着性を向上させるために、重合体を加熱してもよい。本発明の重合体を用いた蒸着により被覆層を形成してもよい。 As mentioned above, the coating layer formed from a polymer can be easily formed by wet-coating the coating liquid containing the polymer of this invention and a solvent on a base material. In addition, the manufacturing method of the medical device of this invention is not limited to an above-described method, When the polymer of this invention is liquid at normal temperature (20-25 degreeC), this polymer is directly on a base material. The coating layer may be formed by applying the coating. In this case, the polymer may be heated in order to improve the adhesion to the surface of the substrate. You may form a coating layer by vapor deposition using the polymer of this invention.
以上説明した本発明の医療用デバイスは、本発明の重合体から形成されてなる被覆層を表面に有するため、タンパク質が吸着しにくく、また耐水性に優れ被覆成分が溶出しにくく、耐久性にも優れている。 Since the medical device of the present invention described above has a coating layer formed from the polymer of the present invention on the surface, it is difficult for proteins to be adsorbed, it is excellent in water resistance, and it is difficult for the coating components to elute, resulting in durability. Is also excellent.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[ガラス転移温度(Tg)]
重合体のガラス転移温度は、DSC(TAインスツメント社製)により、10℃/分の速度で−30℃から200℃まで昇降温させて測定した。降温時の2サイクル目のゴム状態からガラス状態へ変化する温度をガラス転移温度とした。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
[Glass transition temperature (Tg)]
The glass transition temperature of the polymer was measured by raising and lowering the temperature from −30 ° C. to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min by DSC (manufactured by TA Instruments). The temperature at which the temperature changed from the rubber state in the second cycle when the temperature decreased to the glass state was defined as the glass transition temperature.
[分子量]
重合体の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)および分子量分布(質量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするGPC装置(HLC8220、東ソー社製)を用いて測定した。
[Molecular weight]
The number average molecular weight (Mn), mass average molecular weight (Mw), and molecular weight distribution (mass average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)) of the polymer are GPC devices (HLC8220, Tosoh) using tetrahydrofuran (THF) as a solvent. The measurement was performed using
[耐水性]
各例で使用した重合体の10mgと、水の1gとをサンプル管に秤取し、室温で1時間撹拌した後に、目視にて耐水性を確認した。評価は以下の基準で行った。
<評価基準>
○:重合体が分散せずに残存していた。
△:重合体が水中に分散していた。
×:重合体が完全に溶解し、残存していなかった。
[water resistant]
10 mg of the polymer used in each example and 1 g of water were weighed in a sample tube, stirred for 1 hour at room temperature, and then visually checked for water resistance. Evaluation was performed according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
○: The polymer remained without being dispersed.
Δ: The polymer was dispersed in water.
X: The polymer was completely dissolved and did not remain.
[タンパク質非吸着性]
<タンパク質非吸着性試験>
(1)発色液、およびタンパク質溶液の準備
発色液は、ペルオキシダーゼ発色液(3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMBZ)、KPL社製)50mLとTMB Peroxidase Substrate(KPL社製)50mLとを混合したものを使用した。タンパク質溶液として、タンパク質(POD−goat anti mouse IgG、Biorad社製)を、リン酸緩衝溶液(D−PBS、Sigma社製)で16,000倍に希釈したものを使用した。
(2)タンパク質吸着
各ウェル表面に被覆層を形成した24ウェルマイクロプレートにおける3ウェルに、タンパク質溶液の2mLを分注し(1ウェル毎に2mLを使用)、室温で1時間放置した。ブランクとして、タンパク質溶液を96ウェルマイクロプレートにおける3ウェルに、2μL分注(1ウェル毎に2μLを使用)した。
(3)ウェル洗浄
次いで、24ウェルマイクロプレートを、界面活性剤(Tween20、和光純薬社製)を0.05質量%含ませたリン酸緩衝溶液(D−PBS、Sigma社製)の4mLで4回洗浄した(1ウェル毎に4mLを使用)。
(4)発色液分注
次いで、洗浄を終えた24ウェルマイクロプレートに、発色液の2mLを分注し(1ウェル毎に2mLを使用)、7分間発色反応を行った。2N硫酸の1mLを加えることで(1ウェル毎に1mLを使用)発色反応を停止させた。
ブランクは、96ウェルマイクロプレートに、発色液の100μLを分注し(1ウェル毎に100μLを使用)、7分間発色反応を行い、2N硫酸の50μLを加えることで(1ウェル毎に50μLを使用)発色反応を停止させた。
(5)吸光度測定準備
次いで、24ウェルマイクロプレートの各ウェルから150μLの液を取り、96ウェルマイクロプレートに移した。
(6)吸光度測定およびタンパク質吸着率Q
吸光度は、MTP−810Lab(コロナ電気社製)により、450nmの吸光度を測定した。ここで、ブランクの吸光度(N=3)の平均値をA0とした。24ウェルマイクロプレートの3ウェルから96ウェルマイクロプレートに移動させた液のそれぞれについて吸光度A1を測定した。
各吸光度A1についてタンパク質吸着率Q1を下式によりそれぞれ求め、それらの平均値をタンパク質吸着率Q(N=3)とした。
Q1=A1/{A0×(100/ブランクのタンパク質溶液の分注量)}×100
=A1/{A0×(100/2μL)}×100 [%]
[Non-adsorptive protein]
<Protein non-adsorption test>
(1) Preparation of color developing solution and protein solution The color developing solution includes peroxidase color developing solution (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine (TMBZ), manufactured by KPL) and 50 mL TMB Peroxidase Substrate (manufactured by KPL). A mixture of 50 mL was used. As the protein solution, a protein (POD-goat anti mouse IgG, manufactured by Biorad) diluted 16,000 times with a phosphate buffer solution (D-PBS, manufactured by Sigma) was used.
(2)
(3) Well Washing Next, a 24-well microplate was added with 4 mL of a phosphate buffer solution (D-PBS, Sigma) containing 0.05% by mass of a surfactant (Tween 20, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Washed 4 times (
(4) Coloring solution dispensing Next, 2 mL of the coloring solution was dispensed to the washed 24-well microplate (2 mL was used for each well), and a coloring reaction was performed for 7 minutes. The color reaction was stopped by adding 1 mL of 2N sulfuric acid (1 mL per well was used).
For the blank, dispense 100 μL of the coloring solution to a 96-well microplate (use 100 μL per well), perform the color reaction for 7 minutes, and add 50 μL of 2N sulfuric acid (use 50 μL per well). ) The color reaction was stopped.
(5) Preparation for absorbance measurement Next, 150 μL of liquid was taken from each well of the 24-well microplate and transferred to a 96-well microplate.
(6) Absorbance measurement and protein adsorption rate Q
Absorbance was measured at 450 nm using MTP-810Lab (Corona Electric Co., Ltd.). Here, the average absorbance of the blank (N = 3) was A 0. Absorbance was measured A 1 for each of the 3 wells of 24-well microplate liquid has been moved to the 96-well microplates.
Respectively obtained by the following equation protein adsorption rate Q 1 for each absorbance A 1, and the average value thereof and protein adsorption rate Q (N = 3).
Q 1 = A 1 / {A 0 × (100 / amount of dispensed blank protein solution)} × 100
= A 1 / {A 0 × (100/2 μL)} × 100 [%]
[被覆層の耐久性]
(1)マイクロプレートのウェル表面に形成した被覆層の耐久性
ウェル表面に被覆層を形成した24ウェルのマイクロプレートを37℃の水に1週間浸漬させた後、60℃で2時間加熱して乾燥させた。浸漬の前後でタンパク質非吸着性試験を行ってタンパク質吸着率Qを測定し、以下の式によりタンパク質吸着率Qの上昇率を算出した。
タンパク質吸着率Qの上昇率(%)=(37℃の水に1週間浸漬させた後のタンパク質吸着率(%)÷初期のタンパク質吸着率(%)−1)×100
[Durability of coating layer]
(1) Durability of the coating layer formed on the well surface of the microplate A 24-well microplate having a coating layer formed on the well surface was immersed in water at 37 ° C for 1 week and then heated at 60 ° C for 2 hours. Dried. A protein non-adsorption test was performed before and after the immersion to measure the protein adsorption rate Q, and the increase rate of the protein adsorption rate Q was calculated by the following equation.
Rate of increase in protein adsorption rate Q (%) = (protein adsorption rate after immersion in water at 37 ° C. for 1 week (%) ÷ initial protein adsorption rate (%) − 1) × 100
(2)ガラスシャーレの表面に形成した被覆層の耐久性
表面に被覆層を形成したガラスシャーレに水を6mL入れ、40℃のオーブン内で24時間静置させた。次いで、水を除去した後、該ガラスシャーレをオーブンにより100℃で1時間加熱して乾燥させた。静置前と乾燥後でタンパク質非吸着性試験を行ってタンパク質吸着率Qを測定し、以下の式によりタンパク質吸着率Qの上昇率を算出した。
タンパク質吸着率Qの上昇率(%)=(水を入れて40℃で24時間静置させた後のタンパク質吸着率(%)÷初期のタンパク質吸着率(%)−1)×100
(2) Durability of the coating layer formed on the surface of the glass petri dish 6 mL of water was placed in a glass petri dish having a coating layer formed on the surface and allowed to stand in an oven at 40 ° C. for 24 hours. Next, after removing water, the glass petri dish was dried by heating in an oven at 100 ° C. for 1 hour. A protein non-adsorption test was performed before standing and after drying to measure the protein adsorption rate Q, and the increase rate of the protein adsorption rate Q was calculated by the following equation.
Rate of increase of protein adsorption rate Q (%) = (protein adsorption rate (%) after water was allowed to stand at 40 ° C. for 24 hours ÷ initial protein adsorption rate (%) − 1) × 100
[合成例1]
以下に示す合成スキームにより化合物Bを合成した。具体的には、300mL3つ口フラスコに、トリエチレングリコールモノメチルエーテルの21.5g(131mmol)、パラトルエンスルホン酸クロリドの25.0g(131mmol)およびジクロロメタンの100mLを投入した。得られた混合物に、トリエチルアミン(TEA)の18.6g(183mmol)およびジクロロメタンの50mLの混合物を0℃、窒素雰囲気下で滴下し、室温で16時間撹拌した。得られた反応混合物を500mL分液ロートに移し、1N塩酸水溶液で1回、飽和食塩水で2回有機相を洗浄した。得られた有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させて濃縮した後、酢酸エチル:ヘキサン(体積比)=5:5の展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物Bの無色透明液体を得た。化合物Bの収量は37.3g、収率は89.3%であった。
[Synthesis Example 1]
Compound B was synthesized according to the following synthesis scheme. Specifically, 21.5 g (131 mmol) of triethylene glycol monomethyl ether, 25.0 g (131 mmol) of paratoluenesulfonic acid chloride, and 100 mL of dichloromethane were charged into a 300 mL three-necked flask. To the obtained mixture, a mixture of 18.6 g (183 mmol) of triethylamine (TEA) and 50 mL of dichloromethane was added dropwise at 0 ° C. under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 16 hours. The obtained reaction mixture was transferred to a 500 mL separatory funnel, and the organic phase was washed once with 1N aqueous hydrochloric acid and twice with saturated brine. The obtained organic phase was dried over sodium sulfate and concentrated, and then purified by silica gel column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane (volume ratio) = 5: 5 to obtain a colorless transparent liquid of compound B It was. The yield of Compound B was 37.3 g, and the yield was 89.3%.
[合成例2]
以下に示す合成スキームにより化合物Cを合成した。具体的には、1L2つ口フラスコに、マレイミドの29.1g(300mmol)、フランの61.3g(900mmol)、ジブチルヒドロキシトルエンの22mg(0.1mmol)およびトルエンの600mLを投入した。得られた混合物を60℃、窒素雰囲気下で24時間撹拌し、反応液を氷冷した後、析出した結晶をろ過し、冷トルエンで洗浄して、化合物Cの白色粉末を得た。化合物Cの収量は43.5g、収率は87.6%であった。
[Synthesis Example 2]
Compound C was synthesized according to the following synthesis scheme. Specifically, 29.1 g (300 mmol) of maleimide, 61.3 g (900 mmol) of furan, 22 mg (0.1 mmol) of dibutylhydroxytoluene, and 600 mL of toluene were charged into a 1 L two-necked flask. The obtained mixture was stirred at 60 ° C. under a nitrogen atmosphere for 24 hours, and the reaction solution was ice-cooled. Then, the precipitated crystals were filtered and washed with cold toluene to obtain a white powder of Compound C. The yield of Compound C was 43.5 g, and the yield was 87.6%.
[合成例3]
以下に示す合成スキームにより化合物Dを合成した。具体的には、300mL2つ口フラスコに、化合物Bの9.55g(30mmol)、化合物Cの4.95g(30mmol)、炭酸カリウム20.7g(150mmol)およびアセトニトリル200mLを投入した。得られた混合物を50℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、炭酸カリウムをろ過で除去した。得られた反応混合物を濃縮した後、酢酸エチル:メタノール(体積比)=20:1の展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物Dの無色透明液体を得た。化合物Dの収量は3.83g、収率は41.0%であった。
[Synthesis Example 3]
Compound D was synthesized according to the following synthesis scheme. Specifically, 9.55 g (30 mmol) of Compound B, 4.95 g (30 mmol) of Compound C, 20.7 g (150 mmol) of potassium carbonate, and 200 mL of acetonitrile were charged into a 300 mL two-necked flask. The resulting mixture was stirred at 50 ° C. under a nitrogen atmosphere for 16 hours, and potassium carbonate was removed by filtration. The obtained reaction mixture was concentrated and purified by silica gel column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: methanol (volume ratio) = 20: 1 to obtain a colorless transparent liquid of compound D. The yield of Compound D was 3.83 g, and the yield was 41.0%.
[合成例4]
以下に示す合成スキームにより、側鎖にポリオキシエチレン基を有するマレイミド誘導体である化合物(1−1)を合成した。具体的には、100mLフラスコに、化合物Dの3.5g(11.2mmol)、ジブチルヒドロキシトルエンの2.2mg(0.01mmol)、およびトルエンの50mLを投入し、4時間還流撹拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、酢酸エチルを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物(1−1)の無色透明液体を得た。化合物(1−1)の収量は1.87g、収率は68.4%であった。
[Synthesis Example 4]
The compound (1-1), which is a maleimide derivative having a polyoxyethylene group in the side chain, was synthesized according to the following synthesis scheme. Specifically, 3.5 g (11.2 mmol) of Compound D, 2.2 mg (0.01 mmol) of dibutylhydroxytoluene, and 50 mL of toluene were added to a 100 mL flask and stirred at reflux for 4 hours. The obtained reaction mixture was concentrated and then purified by silica gel column chromatography using ethyl acetate as a developing solvent to obtain a colorless transparent liquid of compound (1-1). The yield of compound (1-1) was 1.87 g, and the yield was 68.4%.
[合成例5]
以下に示す合成スキームにより化合物Eを合成した。具体的には、1L3つ口フラスコに、カリウム−t−ブトキシド(t−BuOK)の13.5g(120mmol)およびテトラヒドロフラン(THF)の200mLを投入した。得られた混合物にp−アミノフェノールの10.9g(100mmol)およびテトラヒドロフランの300mLの混合物を0℃、窒素雰囲気下で滴下し、60℃で30分撹拌した。得られた反応液に化合物Bの31.8g(100mmol)およびテトラヒドロフラン100mLの混合物を60℃、窒素雰囲気下で滴下し、2時間還流撹拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、クロロホルム500mLを加え、1L分液ロートに移し、1N塩酸水溶液で1回、飽和食塩水で2回有機相を洗浄した。得られた有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させて濃縮した後、酢酸エチル:ヘキサン(体積比)=7:3の展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物Eの無色透明液体を得た。化合物Eの収量は13.8g、収率は54%であった。
[Synthesis Example 5]
Compound E was synthesized according to the following synthesis scheme. Specifically, 13.5 g (120 mmol) of potassium-t-butoxide (t-BuOK) and 200 mL of tetrahydrofuran (THF) were charged into a 1 L three-necked flask. To the obtained mixture, a mixture of 10.9 g (100 mmol) of p-aminophenol and 300 mL of tetrahydrofuran was added dropwise at 0 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 30 minutes. A mixture of 31.8 g (100 mmol) of Compound B and 100 mL of tetrahydrofuran was added dropwise to the obtained reaction solution at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at reflux for 2 hours. After concentration of the resulting reaction mixture, 500 mL of chloroform was added, transferred to a 1 L separatory funnel, and the organic phase was washed once with 1N aqueous hydrochloric acid and twice with saturated brine. The obtained organic phase was dried over sodium sulfate and concentrated, and then purified by silica gel column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane (volume ratio) = 7: 3 to obtain a colorless transparent liquid of compound E It was. The yield of Compound E was 13.8 g, and the yield was 54%.
[合成例6]
以下に示す合成スキームにより化合物Fを合成した。具体的には、300mL3つ口フラスコに、化合物Eの12.8g(50mmol)およびアセトンの100mLを投入した。得られた混合物に無水マレイン酸の4.9g(50mmol)およびアセトンの50mLの混合物を室温、窒素雰囲気下で滴下し、室温で2時間撹拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、トルエン:ヘキサン(体積比)=3:2の混合液で再結晶し、精製して化合物Fの黄色粉末を得た。化合物Fの収量は9.14g、収率は51.8%であった。
[Synthesis Example 6]
Compound F was synthesized according to the following synthesis scheme. Specifically, 12.8 g (50 mmol) of Compound E and 100 mL of acetone were charged into a 300 mL three-necked flask. To the resulting mixture, a mixture of 4.9 g (50 mmol) of maleic anhydride and 50 mL of acetone was added dropwise at room temperature under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The obtained reaction mixture was concentrated, recrystallized with a mixed solution of toluene: hexane (volume ratio) = 3: 2, and purified to obtain a yellow powder of compound F. The yield of compound F was 9.14 g, and the yield was 51.8%.
1H−NMR(300MHz、溶媒:CDCl3、基準:TMS)により化合物Fの同定を行った。化合物FのNMRスペクトルは以下のとおりである。
σ=9.78(1H、COOH)、7.54(2H、Ar−H)、6.79(2H、Ar−H)、6.65(1H、CHCONH)、6.36(1H、CHCOOH)、4.02−3.53(12H、OCH2CH2O)、3.32(3H、OCH3)。
Compound F was identified by 1 H-NMR (300 MHz, solvent: CDCl 3 , standard: TMS). The NMR spectrum of Compound F is as follows.
σ = 9.78 (1H, COOH), 7.54 (2H, Ar—H), 6.79 (2H, Ar—H), 6.65 (1H, CHCONH), 6.36 (1H, CHCOOH) , 4.02-3.53 (12H, OCH 2 CH 2 O), 3.32 (3H, OCH 3).
[合成例7]
以下に示す合成スキームにより、側鎖にポリオキシエチレン基を有するマレイミド誘導体である化合物(1−2)を合成した。具体的には、300mLフラスコに、化合物Fの8.84g(25mmol)、ジブチルヒドロキシトルエンの8.8mg(0.04mmol)、濃硫酸の112mg(1.1mmol)、ジメチルホルムアミド(DMF)の0.4mLおよびトルエンの180mLを投入した。得られた混合物を3時間還流撹拌し、トルエンと共沸した水を適時抜き出した。得られた反応混合物を1L分液ロートに移し、クロロホルムの300mLを加え、飽和食塩水で3回有機相を洗浄した。得られた有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させて濃縮した後、酢酸エチル:ヘキサン(体積比)=9:1の展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物(1−2)の黄色粉末を得た。化合物(1−2)の収量は6.14g、収率は73.2%であった。
[Synthesis Example 7]
The compound (1-2), which is a maleimide derivative having a polyoxyethylene group in the side chain, was synthesized according to the synthesis scheme shown below. Specifically, in a 300 mL flask, 8.84 g (25 mmol) of Compound F, 8.8 mg (0.04 mmol) of dibutylhydroxytoluene, 112 mg (1.1 mmol) of concentrated sulfuric acid, and 0.8 mg of dimethylformamide (DMF) were added. 4 mL and 180 mL of toluene were charged. The resulting mixture was stirred at reflux for 3 hours, and water azeotroped with toluene was withdrawn in a timely manner. The obtained reaction mixture was transferred to a 1 L separatory funnel, 300 mL of chloroform was added, and the organic phase was washed 3 times with saturated brine. The obtained organic phase was dried over sodium sulfate and concentrated, and then purified by silica gel column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane (volume ratio) = 9: 1 to give compound (1-2) yellow A powder was obtained. The yield of compound (1-2) was 6.14 g, and the yield was 73.2%.
1H−NMR(300MHz、溶媒:CDCl3、基準:TMS)により化合物(1−2)の同定を行った。化合物(1−2)のNMRスペクトルは以下のとおりである。
σ=7.22(2H、Ar−H)、6.99(2H、Ar−H)、6.84(2H、O=CCHCHC=O)、4.17−3.55(12H、OCH2CH2O)、3.38(3H、OCH3)。
The compound (1-2) was identified by 1 H-NMR (300 MHz, solvent: CDCl 3 , standard: TMS). The NMR spectrum of the compound (1-2) is as follows.
σ = 7.22 (2H, Ar—H), 6.99 (2H, Ar—H), 6.84 (2H, O = CCHCHC═O), 4.17-3.55 (12H, OCH 2 CH 2 O), 3.38 (3H, OCH 3).
[実施例1]
100mLフラスコに、単量体として化合物(1−1)の0.70g(2.88mmol)、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)の7mg(0.043mmol)、および重合溶媒としてジクロロエタンの2.8gを投入した。反応液中の単量体の濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。得られた混合物を75℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、反応液を氷冷した後、ヘキサンに滴下することにより重合体を沈殿させた。得られた重合体を充分にヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥して白色粉末状の重合体(A−1)を得た。重合体(A−1)の収量は0.60g、収率は85.7%であった。
得られた重合体(A−1)をその濃度が0.05質量%となるようにエタノールに溶解させ、塗布液を調製した。ポリスチレン製の24ウェルのマイクロプレートに該塗布液を2.2mL分注し、3日間放置して溶媒を揮発させ、ウェル表面に被覆層を形成した。また、ガラス製シャーレに該塗布液を2.2mL注入し、3日間放置して溶媒を揮発させ、シャーレ表面に被覆層を形成した。
[Example 1]
In a 100 mL flask, 0.70 g (2.88 mmol) of compound (1-1) as a monomer, 7 mg (0.043 mmol) of azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization initiator, and dichloroethane as a polymerization solvent 2.8 g of was added. The monomer concentration in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The obtained mixture was stirred at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere for 16 hours, and the reaction solution was ice-cooled and then dropped into hexane to precipitate a polymer. The obtained polymer was sufficiently washed with hexane and then dried under reduced pressure to obtain a white powdery polymer (A-1). The yield of the polymer (A-1) was 0.60 g, and the yield was 85.7%.
The obtained polymer (A-1) was dissolved in ethanol so that the concentration thereof was 0.05% by mass to prepare a coating solution. 2.2 mL of the coating solution was dispensed onto a polystyrene 24-well microplate and allowed to stand for 3 days to evaporate the solvent, thereby forming a coating layer on the well surface. In addition, 2.2 mL of the coating solution was poured into a glass petri dish and allowed to stand for 3 days to evaporate the solvent, thereby forming a coating layer on the petri dish surface.
[実施例2]
単量体として化合物(1−1)の2.19g(9.0mmol)と、化合物(2−1)(トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、商品名「KBM−503」、信越シリコーン社製)の0.25g(1.0mmol)とを300mLの3つ口フラスコに秤取し、さらに重合開始剤としてAIBNの0.244gと、重合溶媒としてトルエンの13.4gとを加えた。化合物(1−1)と化合物(2−1)の仕込みモル比は化合物(1−1)/化合物(2−1)=90/10とした。反応液中の単量体の合計濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。フラスコ内を充分にアルゴン置換した後に密封し、16時間75℃に加温することにより重合反応を行った。反応液を氷冷した後、ヘキサンに滴下することにより重合体を沈殿させた。得られた重合体を充分にヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥して白色粉末状の重合体(A−2)を得た。重合体(A−2)の収量は2.05g、収率は84.2%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(A−2)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Example 2]
2.19 g (9.0 mmol) of the compound (1-1) as a monomer and 0.02 of the compound (2-1) (trimethoxysilylpropyl methacrylate, trade name “KBM-503”, manufactured by Shin-Etsu Silicone). 25 g (1.0 mmol) was weighed into a 300 mL three-necked flask, and 0.244 g of AIBN as a polymerization initiator and 13.4 g of toluene as a polymerization solvent were added. The charged molar ratio of the compound (1-1) and the compound (2-1) was compound (1-1) / compound (2-1) = 90/10. The total concentration of monomers in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The flask was sufficiently purged with argon and sealed, and the polymerization reaction was carried out by heating to 75 ° C. for 16 hours. The reaction solution was ice-cooled and then dropped into hexane to precipitate a polymer. The obtained polymer was sufficiently washed with hexane and then dried under reduced pressure to obtain a white powdery polymer (A-2). The yield of the polymer (A-2) was 2.05 g, and the yield was 84.2%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (A-2) was used instead of the polymer (A-1).
[実施例3]
100mL2口フラスコに、単量体として化合物(1−2)の2.0g(6.0mmol)、重合開始剤としてAIBNの20mg(0.12mmol)、および重合溶媒としてジクロロエタン8.0gを投入した。反応液中の単量体の濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。得られた混合物を75℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、反応液を氷冷した後、ヘキサンに滴下することにより重合体を沈殿させた。得られた重合体を充分にヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥して白色粉末状の重合体(A−3)を得た。重合体(A−3)の収量は1.64g、収率は82.0%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(A−3)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Example 3]
A 100 mL two-necked flask was charged with 2.0 g (6.0 mmol) of compound (1-2) as a monomer, 20 mg (0.12 mmol) of AIBN as a polymerization initiator, and 8.0 g of dichloroethane as a polymerization solvent. The monomer concentration in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The obtained mixture was stirred at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere for 16 hours, and the reaction solution was ice-cooled and then dropped into hexane to precipitate a polymer. The obtained polymer was sufficiently washed with hexane and then dried under reduced pressure to obtain a white powdery polymer (A-3). The yield of the polymer (A-3) was 1.64 g, and the yield was 82.0%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (A-3) was used instead of the polymer (A-1).
[実施例4]
単量体として化合物(1−2)の1.59g(4.75mmol)と、化合物(2−1)(トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、商品名「KBM−503」、信越シリコーン社製)の62mg(0.25mmol)とを100mL2口フラスコに秤取し、さらに重合開始剤としてAIBNの16.5mg(0.10mmol)と、重合溶媒としてジクロロエタンの6.6gとを加えた。化合物(1−2)と化合物(2−1)の仕込みモル比は化合物(1−2)/化合物(2−1)=90/10とした。反応液中の単量体の濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。得られた混合物を75℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、反応液を氷冷した後、ヘキサンに滴下することにより重合体を沈殿させた。得られた重合体を充分にヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥して白色粉末状の重合体(A−4)を得た。重合体(A−4)の収量は0.93g、収率は58.5%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(A−4)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Example 4]
1.59 g (4.75 mmol) of compound (1-2) as a monomer and 62 mg of compound (2-1) (trimethoxysilylpropyl methacrylate, trade name “KBM-503”, manufactured by Shin-Etsu Silicone) 0.25 mmol) was weighed into a 100 mL two-necked flask, and 16.5 mg (0.10 mmol) of AIBN as a polymerization initiator and 6.6 g of dichloroethane as a polymerization solvent were added. The charged molar ratio of the compound (1-2) and the compound (2-1) was set to compound (1-2) / compound (2-1) = 90/10. The monomer concentration in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The obtained mixture was stirred at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere for 16 hours, and the reaction solution was ice-cooled and then dropped into hexane to precipitate a polymer. The obtained polymer was sufficiently washed with hexane and then dried under reduced pressure to obtain a white powdery polymer (A-4). The yield of the polymer (A-4) was 0.93 g, and the yield was 58.5%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (A-4) was used instead of the polymer (A-1).
[比較例1]
100mLフラスコに、単量体として2−(2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ)エチルアクリレート(PEGA)の0.70g(2.88mmol)、重合開始剤としてAIBNの7mg(0.043mmol)、および重合溶媒としてジクロロエタンの2.8gを投入した。反応液中の単量体の濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。得られた混合物を75℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、減圧乾燥して、重合体(G−1)の粘調性液体を得た。重合体(G−1)の収量は0.69g、収率は98.7%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(G−1)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Comparative Example 1]
In a 100 mL flask, 0.70 g (2.88 mmol) of 2- (2- (2-ethoxyethoxy) ethoxy) ethyl acrylate (PEGA) as a monomer, 7 mg (0.043 mmol) of AIBN as a polymerization initiator, and As a polymerization solvent, 2.8 g of dichloroethane was added. The monomer concentration in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The resulting mixture was stirred at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere for 16 hours and dried under reduced pressure to obtain a viscous liquid of polymer (G-1). The yield of the polymer (G-1) was 0.69 g, and the yield was 98.7%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (G-1) was used instead of the polymer (A-1).
[比較例2]
単量体としてPEGAの2.09g(9.0mmol)と、化合物(2−1)(トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、商品名「KBM−503」、信越シリコーン社製)の0.25g(1.0mmol)とを300mLの3つ口フラスコに秤取し、さらに重合開始剤としてAIBNの0.234gと、重合溶媒としてトルエンの12.9gとを加えた。PEGAと化合物(2−1)の仕込みモル比をPEGA/化合物(2−1)=90/10とした。また、反応液中の単量体の合計濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。フラスコ内を充分にアルゴン置換した後に密封し、16時間75℃に加温することにより重合反応を行った。反応液を氷冷した後、減圧乾燥して、重合体(G−2)の粘調性液体を得た。重合体(G−2)の収量は2.30g、収率は98.5%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(G−2)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Comparative Example 2]
As a monomer, 2.09 g (9.0 mmol) of PEGA and 0.25 g (1.0 mmol) of compound (2-1) (trimethoxysilylpropyl methacrylate, trade name “KBM-503”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) ) In a 300 mL three-necked flask, and 0.234 g of AIBN as a polymerization initiator and 12.9 g of toluene as a polymerization solvent were added. The charged molar ratio of PEGA to compound (2-1) was set to PEGA / compound (2-1) = 90/10. Further, the total concentration of the monomers in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The flask was sufficiently purged with argon and sealed, and the polymerization reaction was carried out by heating to 75 ° C. for 16 hours. The reaction solution was ice-cooled and then dried under reduced pressure to obtain a viscous liquid of polymer (G-2). The yield of the polymer (G-2) was 2.30 g, and the yield was 98.5%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (G-2) was used instead of the polymer (A-1).
[比較例3]
100mLフラスコに、単量体として2−(2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ)エチルメタアクリレート(PEGMA)の0.70g(2.88mmol)、重合開始剤としてAIBNの7mg(0.043mmol)、および重合溶媒としてエタノール2.8gを投入した。反応液中の単量体の濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。得られた混合物を75℃、窒素雰囲気下で16時間撹拌し、減圧乾燥して、重合体(G−3)の粘調性液体を得た。重合体(G−3)の収量は0.69g、収率は99.1%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(G−3)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Comparative Example 3]
In a 100 mL flask, 0.70 g (2.88 mmol) of 2- (2- (2-ethoxyethoxy) ethoxy) ethyl methacrylate (PEGMA) as a monomer, 7 mg (0.043 mmol) of AIBN as a polymerization initiator, And 2.8 g of ethanol was added as a polymerization solvent. The monomer concentration in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The obtained mixture was stirred at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere for 16 hours and dried under reduced pressure to obtain a viscous liquid of polymer (G-3). The yield of the polymer (G-3) was 0.69 g, and the yield was 99.1%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (G-3) was used instead of the polymer (A-1).
[比較例4]
単量体としてPEGMAの2.19g(9.0mmol)と、化合物(2−1)(トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、商品名「KBM−503」、信越シリコーン社製)の0.25g(1.0mmol)とを300mLの3つ口フラスコに秤取し、さらに重合開始剤としてAIBNの0.244gと、重合溶媒としてトルエンの13.4gを加えた。PEGMAと化合物(2−1)の仕込みモル比をPEGMA/化合物(2−1)=90/10とした。また、反応液中の単量体の合計濃度を20質量%、開始剤濃度を1質量%とした。フラスコ内を充分にアルゴン置換した後に密封し、16時間75℃に加温することにより重合反応を行った。反応液を氷冷した後、減圧乾燥して、重合体(G−4)の粘調性液体を得た。重合体(G−4)の収量は2.42g、収率は99.0%であった。
重合体(A−1)の代わりに重合体(G−4)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウェル表面およびシャーレ表面にそれぞれ被覆層を形成した。
[Comparative Example 4]
2.19 g (9.0 mmol) of PEGMA as a monomer and 0.25 g (1.0 mmol) of compound (2-1) (trimethoxysilylpropyl methacrylate, trade name “KBM-503”, manufactured by Shin-Etsu Silicone) ) Was weighed into a 300 mL three-necked flask, and 0.244 g of AIBN as a polymerization initiator and 13.4 g of toluene as a polymerization solvent were added. The charged molar ratio of PEGMA to compound (2-1) was PEGMA / compound (2-1) = 90/10. Further, the total concentration of the monomers in the reaction solution was 20% by mass, and the initiator concentration was 1% by mass. The flask was sufficiently purged with argon and sealed, and the polymerization reaction was carried out by heating to 75 ° C. for 16 hours. The reaction solution was ice-cooled and then dried under reduced pressure to obtain a viscous liquid of polymer (G-4). The yield of the polymer (G-4) was 2.42 g, and the yield was 99.0%.
A coating layer was formed on each of the well surface and the petri dish surface in the same manner as in Example 1 except that the polymer (G-4) was used instead of the polymer (A-1).
実施例および比較例における重合体のMn、Mw、Mw/Mn、Tgの測定結果、および評価結果を表1に示す。耐水性における「×〜△」は、評価が「×」と「△」の間であること、すなわち重合体の一部が溶解して残部が分散していることを意味する。 Table 1 shows the measurement results and evaluation results of Mn, Mw, Mw / Mn, and Tg of the polymers in Examples and Comparative Examples. “× ˜Δ” in water resistance means that the evaluation is between “×” and “Δ”, that is, a part of the polymer is dissolved and the remainder is dispersed.
表1に示すように、本発明の重合体を用いて形成した実施例1〜4の被覆層は、耐水性に優れ、またタンパク質が付着しにくく、耐久性にも優れていた。一方、単位(a1)を有さず、ガラス転移温度が20℃未満の重合体を用いて形成した比較例1〜4の被覆層は、耐水性および耐久性が実施例1〜4の被覆層に比べて劣っていた。 As shown in Table 1, the coating layers of Examples 1 to 4 formed using the polymer of the present invention were excellent in water resistance, hardly adhered to proteins, and excellent in durability. On the other hand, the coating layers of Comparative Examples 1 to 4 which are formed using a polymer having no unit (a1) and having a glass transition temperature of less than 20 ° C. are water-resistant and durable. It was inferior to.
1 医療用デバイス、2 基材、3 被覆層、4 底面部、5 側面部。
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