WO2008032400A1

WO2008032400A1 - Procédé pour la production d'un substrat modifié

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Publication number: WO2008032400A1
Application number: PCT/JP2006/318383
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Takahashi; Hiroyuki Sugaya
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2009-03-15

Description

明細書

改質基材の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、医療やプロテオーム解析などの分野で好適に用いられる基材であって

、その表面が改質された改質基材の製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 血液は、異物と接触すると凝固系が活性化されて、やがて血栓が形成される。人ェ腎臓などの血液体外循環において回路内や透析器内などで血栓が生成すると、循環圧力が上昇し、やがて血液が循環できなくなるだけでなぐ生成した血栓の一部が体内へ入ると血管が詰まる危険がある。従って、血液体外循環では、血液中に血液抗凝固活性物質添加する必要がある。その血液抗凝固活性物質としては、安価なへパリンが一般的に用いられている。しかしながら、このへパリンは、へパリン起因性血小板減少症の患者や手術後など出血のある患者には使用することはできず、メシル酸ナファモスタツトゃメシル酸ガべキサートなどの高価な抗凝固剤を使用することになり、医療費の高額ィ匕が問題となっている (非特許文献 1、 2および 3参照。 )₀

[0003] 従来、材料表面に血液抗凝固性を付与し抗凝固剤の使用量を抑制する研究、あるいは抗凝固剤なしで使用可能な血液抗凝固性材料の研究が行われてきた。すなわち、材料表面に血液抗凝固活性物質などを固定化した材料の研究である。血液抗凝固活性物質を固定ィ匕した材料としては、最も研究されているものとして、へパリンを材料に固定ィ匕したパリン化材料が挙げられる。へパリンの材料への固定化方法としては、材料に導入したアンモ-ゥム塩等の正電荷とへパリンの負電荷を利用したイオン結合によるものが主流である（非特許文献 4参照)。し力しながら、この方法では、へノリンが溶出しやすいことからへパリン起因性血小板減少症の患者に使用できないのはもちろん、血液抗凝固活性が低下するという問題がある（特許文献 1参照。；)。

[0004] そこで、これらへパリン溶出に起因する問題を解決すベぐ共有結合によるへパリン固定ィ匕の方法力いくつか提案されている。 1つは、有機化学的に形成した共有結合によるへノリンの固定ィ匕方法 (特許文献 2参照。）であるが、この方法では化学反応時に血液抗凝固活性が低下するという問題がある。また別に、イオンビームとレーザ一光を用いて血液抗凝固活性の低下を抑えつつ、へパリンを共有結合で材料に固定化する方法 (特許文献 3参照。）である力この方法ではイオンビームやレーザー光を用いるために、中空糸内表面などビームの陰となる部分にはへノ^ンを固定ィ匕することは困難である。

特許文献 1：特開 2001— 213984号公報

特許文献 2：特表 2003 - 507082号公報

特許文献 3：特開 2001— 213984号公報

非特許文献 1 :太田和夫、「人工腎臓の実際 (改訂第 4版)」、南江堂、 1993年、 ppl 58 - 164

非特許文献 2 :阿岸鉄三ら、「透析入門」、秀潤社、 1994年、 pp. 170 - 182 非特許文献 3 : American journal of hematology. 2006 81(1), pp.36- 44

非特許文献 4 : Journal Biomedical Materials Research. 1998 39, pp.86- 91 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] そこで本発明の目的は、上記問題点を考慮して簡便な製造方法で、かっ血液抗凝固剤の溶出が少ない改質された基材の製造方法を提供すること、およびその製造方法で得られた改質基材を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有するものである。

[0007] 本発明の改質基材の製造方法の 1つは、血液抗凝固活性を有する化合物を接触させた基材に、放射線を照射することを特徴とする改質基材の製造方法である。

[0008] 本発明の改質基材の製造方法の他の 1つは、有機溶媒の存在下に血液抗凝固活性を有する化合物を接触させた基材に、放射線を照射することを特徴とする改質基材の製造方法である。

[0009] 本発明の改質基材の製造方法の好ま、態様によれば、前記の有機溶媒は、 2級または 3級の水酸基を有する溶媒であり、このような溶媒として好適には、イソプロパノール、グリセリンおよびプロピレングリコール力なる群力選択された溶媒が挙げられる。

[0010] 本発明の改質基材の製造方法の好ま、態様によれば、前記の血液抗凝固活性を有する化合物は、血液抗凝固活性を有する部分および高分子鎖部分を含む化合物であり、このような高分子鎖部分として好適には、ポリエチレングリコール残基、ポリビュルピロリドン残基、ポリプロピレングリコール残基、ポリビュルアルコール残基およびそれらを含む共重合体の残基力なる群力選択された高分子鎖が挙げられる。上記の高分子鎖部分であるポリビニルアルコールのケンィ匕度は、 50mol%以上 99.

9mol%以下であることが好まし、。

[0011] 本発明の改質基材の製造方法の好ましい態様によれば、前記の血液抗凝固活性を有する化合物はアミノ酸を構成要素とする化合物である。

[0012] 本発明の改質基材の製造方法の好ま、態様によれば、前記の血液抗凝固活性を有する化合物は抗トロンビン活性を有する化合物であり、好まし、抗トロンビン活性を有する化合物として、 4 メトキシベンゼンスルホ -ル— Asn (PEG2000 - Ome

)— Pro— 4—アミジノベンジルアミドが挙げられる。

[0013] 本発明の改質基材の製造方法の好ま、態様によれば、前記の血液抗凝固活性を有する化合物の水溶液は放射線に不安定な水溶液であることである。

[0014] 本発明の改質基材の製造方法の好ましい態様によれば、前記の基材が医療用基材であり、医療用基材が人工腎臓用モジュールに内蔵されている基材である。

[0015] 本発明の改質基材の製造方法の好ま、態様によれば、前記の基材が分離膜であり、分離膜が中空糸膜である。

[0016] 本発明の改質基材の製造方法の更に他の 1つは、血液抗凝固活性を有する化合物を水に溶解した溶液に基材を接触させた後、水を有機溶媒に置換してカゝら基材に放射線を照射することを特徴とする改質基材の製造方法である。

[0017] 本発明の改質基材の製造方法の好ましい態様によれば、前記の放射線の照射後に基材を洗浄することであり、その洗浄には界面活性剤が用いられる。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、血液抗凝固活性を有する化合物を基材表面に導入すること〖こより、基材表面に極めて高い血液抗凝固活性を付与させることが可能となる。その結果、抗凝固剤の使用量低減あるいは抗凝固剤不使用で血液と材料を接触させることが可能となり、抗凝固剤に対する副作用等のリスクを減らすことや医療コストの低減が期待できる。また、有機溶媒の存在下で、血液抗凝固活性を有する化合物と基材を接触させた状態で放射線照射することにより、血液抗凝固活性を有する化合物の活性を維持しつつ基材表面に血液抗凝固活性を有する化合物を放射線により固定ィ匕させることができるので、基材表面に導入した血液抗凝固活性を有する化合物の溶出によるリスクを低減することも可能となる。また、同時に放射線照射による基材の滅菌も可能となる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]図 1は、本発明の実施例の血液循環実験で使用した血液回路を例示する概略系統図である。

[0020] 図 1において、ミニモジュール 6の片側の血液ポートにシリコンチューブ 7がつながれ、途中にペリスタポンプ 8と圧力計 11を設置されている。ミニモジュール 6の他方の血液ポートにもシリコンチューブがつながれている。両シリコンチューブの他端側（血液ポートにつながれていない側）が、ポリスチレンラウンドチューブ 9に差し込まれ、循環回路が形成されている。日本国清水製薬株式会社製「へノ^ンナトリウム注」を 0. 5U/mLになるように添カ卩した血液 10を、ポリスチレンラウンドチューブ 9に加え、血液 10をペリスタポンプ 8で循環し、循環圧力の変化を測定する。

[図 2]図 2は、本発明の実施例 1〜10および比較例 1〜12で用いられたミニモジユールを例示する概略側面図である。

[0021] 図 2において、複数本の束ねられた中空糸分離膜 4の両末端部が、その中空糸分離膜 4の中空部が閉塞されな！、ように、ポッティング剤 5でモジュールケース 3に固定されている。図 2に示す構造のミニモジュールでは、一般的な中空糸分離膜型透析器と同様に、中空糸分離膜 4の内側のポート（血液ポート 1、 1)と、外側のポート (透析液ポート 2、 2)が、それぞれ 2個ずつ設けられている。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 本発明の改質基材の製造方法は、血液抗凝固活性を有する化合物を接触させた基材に、放射線を照射することを特徴とするものである。本発明で用いられる放射線とは、高エネルギーの粒子線および電磁波のことであり、そのような放射線としては

、例えば、 α線、 j8線、 γ線、 X線、紫外線、電子線および中性子線などが挙げられる。これらの放射線のうち、エネルギーが特に高く効率よく基材の改質ができるという点で、 γ線と電子線がより好ましく用いられる。また、 γ線、 X線および電子線は、線量をコントロールすることにより滅菌も同時に行うことができるので、医療材料などの基材の改質に好適である。

[0023] また、基材に対して放射線を照射する場合、放射線の線量が少な!、場合は基材中の吸収線量にばらつきが生じるなど、線量のコントロールが困難となる。そのため、放射線の線量は、 lkGy以上であることが好ましぐより好ましくは 5kGy以上である。また、医療材料などに用いられる基材において、改質と同時に滅菌も行うような場合、放射線の線量は 15kGy以上であることが好ましぐより好ましくは 25kGy以上である。ただし、過剰な線量の放射線の照射は基材自身を劣化させるので、放射線の線量は 5000kGy以下であることが好ましぐより好ましくは lOOOkGy以下であり、さらに好ましくは lOOkGy以下である。

[0024] 血液抗凝固活性を有する化合物が放射線照射によりその活性が低下する場合は、有機溶媒を基材に添加することによりその活性低下を防ぐことが可能である。すなわち、有機溶媒の存在下に血液抗凝固活性を有する化合物を接触させた基材に、放射線を照射するのである。

[0025] 本発明で好適に用いられる有機溶媒としては、分子中に炭素原子もしくはケィ素原子またはこれらの両方の原子を含む溶媒が挙げられる。また、本発明では、分子中に水酸基を有する有機溶媒が好ましく用いられる。水酸基は、放射線照射により発生したラジカルを安定ィヒする効果が高ぐかつ非イオン性の官能基であり強い表面電荷を有する化合物との相互作用が小さぐかつ酸化還元力も小さぐ化合物の変性も少ないからである。

[0026] 水酸基を有する有機溶媒の例としては、メタノールやエタノールなどのアルコール類、ポリエチレングリコールおよびエチレングリコール等が挙げられる。

[0027] 特に、 2級および 3級の水酸基は、ラジカルを安定ィ匕する効果がより高いので、 2 級の水酸基もしくは 3級の水酸基またはこれら両方の水酸基をそれぞれ 1つ以上有する有機溶媒が好ましく用いられる。このような有機溶媒としては、例えば、グリセリン、プロピレングリコールおよびイソプロパノール等が挙げられる。

[0028] これらの有機溶媒は単独で用いてもよぐ 2種類以上を混合して用いてもよい。また、本発明で得られる改質基材を医療用具に用いる際は、その安全性を考慮する必要があるため、毒性の低い有機溶媒が用いられる。

[0029] 有機溶媒の存在下で、血液抗凝固活性を有する化合物を基材に接触させる方法としては、血液抗凝固活性を有する化合物を有機溶媒に溶解もしくは分散し、得られた液体に基材を浸漬させたり、基材に塗布したりする方法が挙げられる。ここで、血液抗凝固活性を有する化合物が溶解するとは、その化合物が溶媒に溶けて均一混合物、すなわち溶液になることを指す。また、血液抗凝固活性を有する化合物が分散するとは、その化合物が溶媒中に散在することを指す。また、血液抗凝固活性を有する化合物が目的の有機溶媒に溶解しにくい場合は、血液抗凝固活性を有する化合物に対する溶解度が高い溶媒に溶解させた溶液に基材に接触させた後に、その溶媒を目的とする有機溶媒に置換してもよ、。このとき血液抗凝固活性を有するィ匕合物を溶解させる溶媒は、水などの無機溶媒でもよい。すなわち、血液抗凝固活性を有する化合物を水に溶解した溶液に基材を接触させた後、水を有機溶媒に置換してから基材に放射線を照射するのである。

[0030] また、本発明では、あらカゝじめ血液抗凝固活性を有する化合物を基材に塗布もしくは吸着させ、その化合物が付着した基材を有機溶媒に浸漬させてもょ、。

[0031] 血液抗凝固活性を有する化合物が、放射線照射により活性低下することを防ぐ方法として、血液抗凝固活性を有する化合物の水分が少な！ヽ状態で放射線を照射する方法も挙げられる。すなわち、水分率が低い場合、放射線照射により発生したヒドロキシラジカルによる変性を抑制できるためである。この場合、水分率は 10%以下であることが好ましぐより好ましく 5%以下であり、更に好ましくは 1%以下である。また、放射線照射までの保管中に水分率が上がることを抑制するため、シリカゲルなどの乾燥剤を用いてもよい。

[0032] ここで、本発明における血液抗凝固活性を有する化合物の水分率とは、次のとおり定義されるものであり、水分率測定は、日本薬局方のカールフィッシャー法で行うこととする。

•血液抗凝固活性を有する化合物の水分率（％) = 100 X (血液抗凝固活性を有する化合物に含まれる水の重量) / (血液抗凝固活性を有する化合物の重量）また、有機溶媒として水分率が低ヽ有機溶媒の存在下で放射線を照射することも、血液抗凝固活性を有する化合物の活性低下抑制上有効である。この場合、水分率は 20%以下であることが好ましぐより好ましく 15%以下であり、更に好ましくは 10% 以下である。また、放射線照射までの保管中に水分率が上がることを抑制するためにシリカゲルなどの乾燥剤を用いてもょ、。

[0033] ここで、本発明における有機溶媒中の水分率は、次のとおり定義されるものであり、水分率測定は、日本薬局方のカールフィッシャー法で行うこととする。

有機溶媒中の水分率 (％) = 100 X (血液抗凝固活性を有する化合物および有機溶媒に含まれる水の重量) / (血液抗凝固活性を有する化合物および有機溶媒の重量 )

また、 pHをコントロールすることにより、血液抗凝固活性を有する化合物の加水分解などによる分解を抑制することが期待できる。したがって、血液抗凝固活性を有する化合物の溶媒として pH緩衝液を用いる方法も、血液抗凝固活性を有する化合物が放射線照射によりその活性低下を防ぐ方法として有効である。本発明において、 p H緩衝液とは溶液中の pHの変化に対する緩衝作用を有する溶液を指す。このような pH緩衝液としては、例えば、トリス（ヒドロキシメチル)ァミノメタン、グリシン、フタル酸カリウム、リン酸ナトリウムなどを含む水溶液が挙げられる。

[0034] さらに、血液抗凝固活性を有する化合物が放射線照射によりその活性低下を防ぐ方法として、抗酸化剤を併用することも可能である。抗酸化剤が、放射線照射により発生したヒドロキシラジカルを補足し、放射線に不安定な化合物の変性を抑制する効果が期待できるからである。ここでいぅ抗酸化剤とは、他の分子に電子を与えやすい性質を持つ分子を有する化合物のことを言うが、基材ゃ血液抗凝固活性を有するィ匕合物が放射線によって変性することを抑制する性質をもつものでもある。

[0035] 抗酸化剤としては、例えば、ビタミン Cなどの水溶性ビタミン類、ポリフエノール類、グルコース、ガラクトース、マンノース、トレハロースなどの糖類、ソジゥムハイドロサルファイト、ピロ亜硫酸ナトリウム、ニチオン酸ナトリウムなどの無機塩類、ポリビニルアルコール、尿酸、システィンおよびダルタチオンなどが挙げられる力これらに限定されるものではない。これらの抗酸化剤は、単独で用いてもよぐ 2種類以上を混合して用いてもよい。

[0036] 本発明で得られる改質基材を医療用具に用いる際は、その安全性を考慮する必要があるため、毒性の低い抗酸化剤が用いられる。抗酸化剤を含有する水溶液の濃度は、含有する抗酸化剤の種類や放射線の照射線量などにより異なるため、適宜、最適な濃度で使用すればょ、。

[0037] 本発明で用いられる基材とは、血液抗凝固活性を有する化合物を付与させたヽ材料力もなり、材料としては成形性の良さから高分子化合物材料が好ましく用いられる。高分子化合物材料の例としては、例えば、ポリメチルメタタリレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩ィ匕ビユリデン、ポリフッ化ビ-リデン、ポリ酢酸ビ二ノレ、ポリカーボネート、セノレロース、セノレロースアセテート、セノレローストリアセテート、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレンおよびポリゥレタンなどが挙げられる。

[0038] 本発明で用いられる基材は、その血液適合性の高さから医療用基材として好適に用いることができる。医療用基材としては、人工血管、カテーテル、血液バッグ、コンタクトレンズ、眼内レンズおよび手術用補助器具等が挙げられ、生体成分分離用モジユールや血液浄ィ匕用モジュールなどに内蔵され用いられる分離膜なども含まれる。本発明において、生体成分分離用モジュールとは、濾過もしくは透析により生体物質を分離し、一部を回収するモジュールのことをいい、医療用基材に限られるものではない。また、血液浄ィ匕用モジュールとは、血液を体外に循環させる際に、吸着、濾過および拡散等によって血中の老廃物や有害物質を取り除く機能を有したモジュールのことをいう。そのような血液浄ィ匕用モジュールとして、人工腎臓や外毒素吸着カラムなどがある。

[0039] 血液浄ィ匕用モジュールに内蔵される分離膜の形態は特に限定されるものではなく、平膜や中空糸膜などの形態で用いられる。しかしながら、処理効率、すなわち血液と接触する表面積の確保などを考慮すると、中空糸膜型であることが好まし、。 [0040] 本発明で用いられる血液抗凝固活性を有する化合物としては、アミノ酸を構成要素とする化合物を用いることができる。アミノ酸は、側鎖に種々の官能基を有しており、それ自身で活性を発現させたり活性基と結合したりできるので好適である。アミノ酸を構成要素として!/ヽる化合物とは、天然に存在するアミノ酸を含有する化合物のことであり、例えば、タンパク質やペプチドなどのアミノ酸だけ力も構成されるものや、糖タンパク質、アミノ酸錯体およびアミノアシルアデ-ル酸等のアミノ酸とアミノ酸以外のもの力も構成されるものも挙げられる。

[0041] 血液は、異物と接触すると凝固系成分が活性化されて、やがて血栓が形成される。

人工腎臓などの血液体外循環において、回路内や透析器内などで血栓が生成すると血液の循環圧力が上昇し、やがて循環できなくなるだけでなぐ生成した血栓の一部が体内へ入ると血管が詰まる危険がある。従って、血液体外循環では、体外循環する血液中に血液抗凝固活性を有する化合物を添加する必要がある。しかしながら、手術直後の患者や消化管出血を合併している患者などの血中に血液抗凝固作用を有する化合物を添加すると、出血の危険を伴う危険がある。そこで、体外循環に用いられる基材の表面に、血液抗凝固活性を有する化合物を固定ィ匕させることにより、血中への抗凝固活性を有する化合物を添加しなくとも血栓形成の抑制が可能となる

[0042] 血液抗凝固活性を有する化合物とは、血液にその化合物を 10 μ gZmLの濃度となるように加えたとき、未添加の血液と比較してプロトロンビン時間が 30%以上延長する化合物を指す。プロトロンビン時間の測定は、次の文献に記載の方法で行うことができる。

金井正光ら、「臨床検査法提要改訂第 30版」、金原出版、 1993年、 pp. 416— 41 8

すなわち具体的には、 3. 2%クェン酸ナトリウム 1容と血液の 9容を混じて、分取したクェン酸血漿 0. ImLを小試験管（内径 8mm、長さ 7. 5cm)〖ことり、 37°Cの温度の恒温水槽に入れ約 3分間加熱する。それに、同温度に保温した組織トロンボプラスチン 'カルシウム試薬 0. 2mLをカ卩えると同時に秒時計を始動し軽く振とうした後、また小試験管を傾斜させながら静置してフイブリンが析出するまでの時間を測定する。 [0043] 本発明で用いられる血液抗凝固活性を有する化合物としては、例えば、へパリン、ナファモスタツトメシレート、クェン酸ナトリウム、シユウ酸ナトリウム、 α 1アンチトリプシン、 α 2マクログロブリン、 C1インヒビタ、トロンボモジュリンおよびプロテイン C等が挙げられる。血液抗凝固活性を有する化合物の中で、トロンビンの活性を抑制することにより強力な血液抗凝固作用を示すィ匕合物、すなわち抗トロンビン活性を有するィ匕合物がある。

[0044] 本発明で用いられる抗トロンビン活性を有する化合物とは、血液中の凝固関連物質であるトロンビンの活性を抑制する化合物のことであり、その化合物を gZmL の濃度でカ卩えた血漿の HEAMOSYS社「ECA— Tkit」における測定値力化合物未添加血漿のものと比較して 50%以上増加する化合物を指す。

[0045] 超純水に抗トロビン活性を有する化合物として、下記の一般式

[0046] [化 1]

[0047] (式中、 PEGは数平均分子量 2000のポリエチレングリコール残基、 Meはメチル基を表す。）で示される 4ーメトキシ—ベンゼンスルホ-ルー Asn (PEG2000— Ome)— Pro— 4—アミジノベンジルアミド（以下、化合物 Aと略すことがある。）、アンチトロンビン IIIおよびヒルジンなどが挙げられる。

[0048] 血液抗凝固活性を有する化合物が上記化合物 Aのように血液抗凝固活性有する部分と高分子鎖部分とを含む場合、その高分子鎖部分で基材と結合することが可能となり、血液抗凝固活性有する部分が基材と結合することにより活性低下を抑止することができる。本発明で言うところの高分子鎖とは特定の化学構造を有する繰り返し単位が共有結合で連なった分子鎖で分子量 1000以上のものを指す。かかる高分子鎖部分としては、ポリエチレングリコール、ポリビュルピロリドン、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコールおよびそれらの、ずれかの共重合体等の親水性高分子鎖を有する化合物が挙げられる。このような親水性高分子鎖を有する化合物は、血液抗凝固活性を有する化合物としての水溶性が低下しにくヽこと、またアミノ基ゃカルボキシル基を有する誘導体が市販されており、これらを高分子鎖部分に導入して血液抗凝固活性を有する化合物を製造する方法が比較的容易なことから、特に好ましく用いることができる。

[0049] ポリビュルアルコールのうちケン化度の低!、ポリビュルアルコールはさらに親水化の効果が高いので好ましい。ここで言うケンィ匕度とは、次式で求められる数値である。 (k) = (m) / ( (n) + (m) ) X 100

(式中、 kはケンィ匕度、 mは次の繰り返し単位

[0050] [化 2]

[0051] で示されるポリビュルアルコール中のモノマー繰り返し単位数、 nは次の繰り返し単位 [0052] [化 3]

[0053] で示されるポリビュルアルコール中のモノマー繰り返し単位数、をそれぞれ表す。 ) ただし、ケンィ匕度が低すぎると水に対する溶解性が著しく低くなるので水溶液として基材に対して表面処理することが困難となることがある。そのため、ケンィ匕度は好ましくは 50mol%以上であり、より好ましくは 74mol%以上であり、さらに好ましくは 78mo 1%以上である。逆にケンィ匕度が高すぎても、水に対する溶解性が低下し、溶解時に加熱などが必要となり、生産性が低下するので好ましくない。したがって、ケンィ匕度は 99. 9mol%以下が好ましぐ 95mol%以下がより好ましぐ 90mol%以下であること力 Sさらに好ま U、態様である。

[0054] 血液抗凝固活性を有する化合物の有機溶媒への溶解速度が小さ！ヽ場合は、既述のように、予め溶解速度が大き!ヽ溶媒に血液抗凝固活性を有する化合物を溶解した溶液を用意し、その溶液を基材に接触させた後、目的の有機溶媒と接触混合させ、抽出や乾燥や蒸留などの操作により、溶解速度が大きい溶媒を分離し、目的の有機溶媒の溶液を調整することも可能である。

[0055] 基材が分離膜の場合、溶液をろ過することにより溶質分子を膜の内部にも効率的に接触させることが可能になる。ただし、溶質分子のスト一タス半径が膜の細孔半径より同等あるいは大きい場合は、膜の目詰まりが発生し、当初計画した膜性能が得られない場合がある。

[0056] 血液抗凝固活性を有する化合物を基材表面に付与した後に、これら化合物の溶出を低減するために、放射線を照射する前もしくは後、または前後両方に基材を洗浄することも可能である。特に、放射線を照射した後は、血液抗凝固活性を有する化合物が基材表面に共有結合されて!/ヽるので、過剰な洗浄でも血液抗凝固活性を有する化合物が過剰に除去される危険性は低い。洗浄には水、生理食塩水、 pH緩衝液や有機溶媒を用いることができる。また、界面活性剤の溶液は、洗浄効果が高い。

[0057] 本発明において、界面活性剤とは、一般にいう界面活性剤を意味するものであり、水に対して強、表面活性を示し、分子内に親水性の部分と疎水性 (親油性)の部分とを併せ持つ物質である。界面活性剤のうち、イオン系界面活性剤は、イオン性の官能基を有する基材を用いた場合、静電的な相互作用により界面活性剤が結合して表面の物性が変化する可能性を否定できない。そのため、非イオン性の界面活性剤が好ましく用いられる。非イオン系の界面活性剤のうち、ポリオキシエチレンアルキルフェ-ルエーテルとポリオキシエチレンアルキルエーテルは特に洗浄効果が優れている。

[0058] 本発明にお、て、界面活性剤は固体や粘性の液体であることが多ぐ洗浄に用いる場合は、取扱性の面で溶液の状態とすることが好ましい。溶液の濃度は、低すぎると十分な洗浄効果が得られないことがあり、逆に高すぎると生産コストが高くなるのみでなく基材を変性させることにつながりかねない。したがって、界面活性剤水溶液の濃度は、好ましくは 0. 001重量％以上 20重量％以下の範囲であり、より好ましくは 0 . 005重量％以上 10重量％以下の範囲であり、さらに好ましくは 0. 01重量％以上 5 重量％以下の範囲である。

[0059] 基材の洗浄方法としては、余剰の血液抗凝固活性を有する化合物が溶脱し得るように、基材に界面活性剤あるいは界面活性剤を添加した溶液剤等の洗浄剤を接触せしめる方法であればよい。例えば、洗浄剤を所定の流量にて所定の方向に流通させることによって洗浄する方法が、最も効率的でありよく洗浄することができる。また、洗浄方法として、界面活性剤に基材を浸漬させる方法を採ってもよい。例えば、人工腎臓モジュールの充填液として界面活性剤あるいは界面活性剤を添加した溶液剤を用いることも可能である。基材に界面活性剤ある、は界面活性剤を添加した溶液剤を所定の方向に流通させるとき、基材周りを循環させてもよいが、血液抗凝固活性を有する化合物が溶出した界面活性剤を再使用することは、洗浄効率の低下につながることがある。洗浄剤を所定の流量で流通させて洗浄するときの流量は、少なすぎると十分な洗浄効果が得られないことがある。また、流量が多すぎると洗浄時間が長くなり生産性が低下する。したがって、基材表面積あたりの流量は、 0. 5LZm2以上 3

00LZm2以下が好ましぐより好ましくは lLZm2以上 200LZm2以下であり、更に好ましくは 3LZm2以上 100LZm2以下である。

[0060] また、基材を界面活性剤で洗浄した後に、さらに水もしくは生理食塩水で洗浄することにより、界面活性剤の基材への残存を防ぐことができる。ここで、水および生理食塩水で洗浄するとは、これらを別々に用いて洗浄することを意味する。

[0061] また、放射線照射前に洗浄することにより、グラフトしていない血液抗凝固活性を有する化合物の量を少なくすることが可能となり、放射線照射後の洗浄量を少なくすることがでさる。

[0062] 基材表面の血液抗凝固活性を有する化合物の量は、少なすぎると血液抗凝固活性効果が低ぐ多すぎるとコストアップや溶出という問題がある。その化合物の量は、 0. OOl /z g/cmS以上 0. Ig/cm2未満力好ましく、より好ましく ίま 0. 005 μ g/cm 2以上 0. 01g/cm2未満であり、更に好ましく ίま 0. 01 g/cm2以上 0. OOlg/c m2未満である。

[0063] 以下、実施例を挙げて本発明を説明する力本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

実施例

[0064] (ミニモジュール血液循環実験）

図 1は、本発明の各実施例の血液循環実験で使用した血液回路を例示する概略系統図である。図 1において、あら力じめ中空糸膜の外側の空間を生理食塩水（大塚製薬工場製「大塚生食注」 )で満たしてお!、たミニモジュール 6の片側の血液ポートに、内径 0. 8mm、長さ 52cmのシリコンチューブ 7をつなぎ、途中にはペリスタポンプ 8と圧力計 11 (キーエンス社製 AP— 32A)を設置した。ミニモジュール 6のもう一方の血液ポートに、内径 0. 8mm、長さ 16cmのシリコンチューブをつないだ。両シリコンチューブの血液ポートにつないでいない側を、 BECTON DICKINSON社製 5mL ポリスチレンラウンドチューブ 9 (352054)に差し込み、図 1に示した循環回路を作製した。

[0065] ポリスチレンラウンドチューブ 9に生理食塩水をカ卩え、ペリスタポンプ 8でシリコンチューブとミニモジュール 6内の中空糸膜内側の空間を生理食塩水で満たした。

[0066] 巿販ヒト血漿（コスモバイオ株式会社製「Human PlasmaJ Co.No.6030123045)に大日本製薬株式会社製「カルチコール注射液 8. 5%」を血漿 lmLに対して 43. 6 L の割合で加え、転倒混和した。転倒混和後速やかに、該血漿 5mLを前記ポリスチレンラウンドチューブ 9に加えて、ペリスタポンプ 8で流速 0. 9mLZminで循環した。このとき、循環の初流液 1. 8mLは廃棄した。循環開始後、循環圧力が lOkPaを超えた時間を測定した。血液の凝固反応が進行し、血栓による中空糸膜の目詰まりで循環圧力が上昇する。したがって、 lOkPaを超えるまでの時間が長いほど基材の抗血栓性は高いことになる。

[0067] (水分率の測定）

放射線照射直前のミニモジュールの中空糸膜に含まれる溶媒を搾取した。その溶媒の水分率測定を、平沼産業株式会社製 AQ— 7平沼微量水分測定装置を用い、電解液として平沼産業株式会社製ハイドラナールアクアライト RSとアクアライト CNを用い、装置付属の取扱説明書に従って行った。

[0068] (ポリスルホン中空糸膜の作製方法）

ポリスルホン（ソルベー社製"ユーデル"（登録商標） P— 3500) 18重量部およびポリビュルピロリドン（BASF社製 K30) 9重量部を、 N, N，—ジメチルァセトアミド 72重量部および水 1重量部の混合溶媒に加え、 90°Cの温度で 14時間加熱して溶解し、製膜原液を得た。この製膜原液を、外側の内径 0. 3mm,内側の内径 0. 2mmのォリフィス型二重円筒型口金の外側の管から吐出した。芯液として、 N, N'—ジメチルァセトアミド 58重量部および水 42重量部力もなる溶液を内側の管から吐出した。吐出された製膜原液は、口金カゝら凝固浴液面までの距離 350mmを通過した後、水 10 0%の凝固浴に導かれ、中空糸膜が得られた。得られた中空糸膜の構造を電子顕微鏡（日立社製 S800)で確認したところ、非対称構造を有していた。

[0069] (ポリメタクリル酸メチル中空糸膜の作製方法）

iso—ポリメタクリル酸メチル 5重量部と syn—ポリメタクリル酸メチル 20重量部を、ジメチルスルホキシド 75重量部に加え、加熱溶解し製膜原液を得た。この製膜原液をオリフィス型二重円筒型口金から吐出し、空気中を 300mm通過させた後、水 100% の凝固浴中に導き中空糸膜を得た。この際、内部注入気体として乾燥窒素を用いた

。得られた中空糸膜の内径は 0. 2mmであり、膜厚は 0. 03mmであった。

[0070] (中空糸膜ミニモジュールの作製方法）

図 2は、ミニモジュールを例示する概略側面図である。中空糸膜 4を 50本束ね、中空糸膜 4の中空部を閉塞しないように、ポリウレタン系のポッティング剤 5で両末端をポリカーボネート管のミニモジュールケース 3に固定し、図 2に示す構造のミニモジュールを作成した。このミニモジュールの内径は約 5mmであり、長さは約 12cmであり、一般的な中空糸膜型透析器同様に中空糸膜の内側のポート (血液ポート 1)を 2個と、外側のポート (透析液ポート 2)を 2個有している。該ミニモジュール内の中空糸膜およびミニモジュール内部を蒸留水にて洗浄し、中空糸膜ミニモジュールを得た。

[0071] (実施例 1)

ポリスルホン中空糸膜ミニモジュールの中空糸内側と外側の水を 0. 2kgfZcm2の圧縮空気を用いて取り除いた。

[0072] 超純水にトリス (ヒドロキシメチル)ァミノメタン (片山化学工業製 code30-5000)と塩化ナトリウム（シグマアルドリッチジャパン販売 code28- 2270- 5)を濃度が各 0. O5mol ZLと 0. ImolZLとなるように溶液を調製した。該溶液に塩酸 (和光純薬工業製 code 080-01066)を加え、 pHを 7. 8に調節することで緩衝液を準備した。該緩衝液に血液抗凝固活性を有する化合物である化合物 Aと 2—プロノ V—ル (アルドリッチ製 codel 0982-7)を濃度が各 100重量 ppmと 10重量％となるように溶液を調製した。

[0073] 同溶液 20mLを、ペリスタポンプにより lmLZminの流速でミニモジュールの一方の血液ポート 1から入れて中空糸分離膜 4内を経由しもう一方の血液ポート 1から出し、同様に同溶液をチューブを介し該血液ポート 1側の透析液ポート 2に入れもう一方の透析液ポート 2へと 15分間循環した。 4ケ所のポートを密栓した状態で γ線を照射した。このとき γ線の吸収線量は 26kGyであった。

[0074] ミニモジュールの中空糸分離膜 4およびミニモジュール内部を、ポンプにより 25°C の 0. 025体積⁰ /₀のポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル（シグマアルドリツチ製 Code30-5140-5)水溶液 lOOmLを、該ミニモジュールの一方の血液ポート 1から入れて中空糸分離膜 4内を経由しもう一方の血液ポート 1から出し、同様にチューブを介し該血液ポート 1側の透析液ポート 2に入れもう一方の透析液ポート 2へと 10mL Zminの流速で 4時間循環洗浄を行った後、再び 0. 025体積％のポリオキシェチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液 lOOmLで同様に 4時間洗浄を行った。その後、ペリスタポンプにより lOmLZminの流速で 25°Cの超純水 300mLを該ミ -モジユールの一方の血液ポート 1から入れて中空糸分離膜 4内を経由しもう一方の血液ポート 1から出し、同様に超純水をチューブを介し該血液ポート 1側の透析液ポート 2に入れもう一方の透析液ポート 2から排出することにより洗浄した。

[0075] その後、生理食塩水 300mLを用いて、流速 lOmLZminで上記超純水と同様の経路を流通させることにより、ミニモジュール内の液を生理食塩水に置換し、中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0076] (実施例 2)

実施例 1における緩衝液の代わりに超純水を用、たこと以外は、実施例 1と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。該ミニモジュールによる血液循環実験の結果、循環圧力が lOkPaを超えた時間は 77分であった。また、水分率は 90. 2%であった。結果を表 1に示す。

[0077] (実施例 3)

ミニモジュール中空糸内側と外側の水を 0. 2kgfZcm2の圧縮空気を用いて取り除いた。超純水を用いて前記の化合物 Aが 10重量 ppmの濃度になるように溶液を調製した。同溶液 20mLをペリスタポンプにより、実施例 1と同様の方法で 15分間循環した。

[0078] 超純水を用いて 2—プロパノール（アルドリッチ製 codel0982-7)が 65重量％の濃度になるように溶液を調製し、該溶液 10mLをポンプにより lmL/minの流速でミニモジュール中空糸分離膜 4の内側の一方の血液ポート 1から入れて中空糸分離膜 4内を経由しもう一方の血液ポート 1から出し、同溶液をチューブ 9を介し該血液ポート 1 側の透析液ポート 2に入れもう一方の透析液ポート 2から排出した。その後、該ミニモジュール中空糸分離膜 4の内側の血液ポート 1からもう一方の血液ポート 1に 20kPa の圧縮空気を 30秒間通し、続いて透析液ポート 2からもう一方の透析液ポート 2に 20 kPaの圧縮空気を 60秒間通し、脱液した。該ミニモジュールを 50°Cの温度で 3時間乾燥した後、 4ケ所のポートを密栓した状態で γ線を照射した。このとき γ線の吸収線量は 26kGyであった。

[0079] ミニモジュールの中空糸分離膜 4およびミニモジュール内部を、実施例 1と同じポリォキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液 lOOmLを用いて、実施例 1と同様に循環洗浄を行った後、再び 0. 025体積％のポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液 lOOmLで同様に 4時間洗浄を行った。その後、実施例 1と同様の超純水 300mLを実施例 1と同様にミニモジュールを流通させ、排出することにより洗浄した。その後、生理食塩水 300mLを用いて、流速 lOmLZminで上記超純水と同様の経路を流通させることにより、ミニモジュール内の液を生理食塩水に置換し、中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0080] (実施例 4)

実施例 3における 2—プロパノールをプロピレングリコール (和光純薬工業 (株)製 C ode : 164— 04996)に換えたこと以外は、実施例 3と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0081] (実施例 5)

実施例 3における 2 -プロパノールをグリセリン（シグマアルドリッチ発売 code : 12- 1120- 5)に換えたこと以外は、実施例 3と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0082] (実施例 6)

実施例 1におけるポリスルホン中空糸膜ミニモジュールをポリメタクリル酸メチル中空糸膜ミニモジュールに換えたことと、ポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液による 2回の洗浄を超純水 20Lで lmL/minでワンパス洗浄に換えたこと以外は、実施例 1と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0083] (実施例 7)

実施例 2におけるポリスルホン中空糸膜ミニモジュールをポリメタクリル酸メチル中空糸膜ミニモジュールに換えたことと、ポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液による 2回の洗浄を超純水 20Lで lmL/minでワンパス洗浄に換えたこと以外は、実施例 2と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。 [0084] (実施例 8)

実施例 3におけるポリスルホン中空糸膜ミニモジュールをポリメタクリル酸メチル中空糸膜ミニモジュールに換えたことと、ポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液による 2回の洗浄を超純水 20Lで lmL/minでワンパス洗浄に換えたこと以外は、実施例 3と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0085] (実施例 9)

実施例 4におけるポリスルホン中空糸膜ミニモジュールをポリメタクリル酸メチル中空糸膜ミニモジュールに換えたことと、ポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液による 2回の洗浄を超純水 20Lで lmL/minでワンパス洗浄に換えたこと以外は、実施例 4と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0086] (実施例 10)

実施例 5におけるポリスルホン中空糸膜ミニモジュールをポリメタクリル酸メチル中空糸膜ミニモジュールに換えたことと、ポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液による 2回の洗浄を超純水 20Lで lmL/minでワンパス洗浄に換えたこと以外は、実施例 5と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0087] (比較例 1)

実施例 1における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 1と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0088] (比較例 2)

実施例 2における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 2と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0089] (比較例 3)

実施例 3における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 3と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0090] (比較例 4)

実施例 4における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 4と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0091] (比較例 5) 実施例 5における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 5と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0092] (比較例 6)

実施例 6における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 6と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0093] (比較例 7)

実施例 7における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 7と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0094] (比較例 8)

実施例 8における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 8と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0095] (比較例 9)

実施例 9における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 9と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0096] (比較例 10)

実施例 10における γ線照射を行な力つたこと以外は、実施例 10と同様にして中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。

[0097] (比較例 11)

ポリスルホン中空糸膜ミニモジュールに超純水を充填し、 4ケ所のポートを密栓した状態で γ線を照射した。このとき γ線の吸収線量は 26kGyであった。ミニモジュールの中空糸分離膜 4およびミニモジュール内部を、実施例 1と同じポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液 lOOmLを用いて、実施例 1と同様に循環洗浄を行つた後、再び 0. 025体積⁰ /₀のポリオキシエチレンォクチルフエ-ルエーテル水溶液 10 OmLで同様に 4時間洗浄を行った。その後、実施例 1と同様の超純水 300mLを実施例 1と同様にミニモジュールを流通させ、排出することにより洗浄し洗浄した。その後、生理食塩水 300mLを流速 1 OmLZminで流速 1 OmLZminで上記超純水と同様の経路を流通させることにより、ミニモジュール内の液を生理食塩水に置換し、中空糸膜ミニモジュールを得た。結果を表 1に示す。 [0098] (比較例 12)

比較例 11におけるポリスルホン中空糸膜ミニモジュールをポリメタクリル酸メチル中空糸膜ミニモジュールに換えたこと以外は、比較例 11と同様にして中空糸膜ミニモジユールを得た。結果を表 1に示す。

[0099] [表 1]

【表 1】

産業上の利用可能性

本発明は、血液抗凝固活性を有する化合物を、基材表面に放射線照射で固定化した改質基材であり、血液抗凝固剤の使用量を減らすことができる。そのため、血液抗凝固剤に対する副作用等のリスクを減らすことが期待できる。

Claims

請求の範囲

[I] 血液抗凝固活性を有する化合物を接触させた基材に、放射線を照射することを特徴とする改質基材の製造方法。

[2] 有機溶媒の存在下に血液抗凝固活性を有する化合物を接触させた基材に、放射線を照射することを特徴とする改質基材の製造方法。

[3] 有機溶媒が、 2級および Zまたは 3級の水酸基を有する溶媒であることを特徴とする請求項 2記載の改質基材の製造方法。

[4] 有機溶媒が、イソプロパノール、グリセリンおよびプロピレングリコール力選ばれる少なくともひとつを含むことを特徴とする請求項 2または 3記載の改質基材の製造方法。

[5] 血液抗凝固活性を有する化合物が、血液抗凝固活性を有する部分および高分子鎖部分を含むことを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の改質基材の製造方法

[6] 高分子鎖部分が、ポリエチレングリコール残基、ポリビュルピロリドン残基、ポリプロピレンダリコール残基、ポリビニルアルコール残基およびそれらを含む共重合体の残基からなる群から選択された化合物であることを特徴とする請求項 5記載の改質基材の製造方法。

[7] ポリビュルアルコールのケン化度力 50mol%以上 99. 9mol%以下であることを特徴とする請求項 6記載の改質基材の製造方法。

[8] 血液抗凝固活性を有する化合物が、アミノ酸を構成要素とする化合物であることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[9] 血液抗凝固活性を有する化合物が、抗トロンビン活性を有する化合物であることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[10] 抗トロンビン活性を有する化合物力 4ーメトキシーベンゼンスルホ-ルー Asn (PEG

2000 - Ome)— Pro— 4—アミジノベンジルアミドであることを特徴とする請求項 9記載の改質基材の製造方法。

[II] 血液抗凝固活性を有する化合物の水溶液力放射線に不安定な水溶液であることを特徴とする請求項 1〜10のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[12] 該基材が、ポリメタクリル酸メチル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビュル、ポリエステル、シリコーンゴム、ポリ沸化ビ-リデン、ポリアクリロニトリル、ポリアミドおよびポリテトラフルォロエチレン力なる群より選択される少なくとも一種の化合物を含むことを特徴とする請求項 1〜11のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[13] 基材が医療用に用いられることを特徴とする請求項 1〜12のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[14] 基材が人工腎臓用モジュールに内蔵されている基材であることを特徴とする請求項 1

〜 13のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[15] 基材が分離膜であるであることを特徴とする請求項 1〜14のいずれかに記載の改質基材の製造方法。

[16] 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする請求項 15記載の改質基材の製造方法。

[17] 血液抗凝固活性を有する化合物を水に溶解した溶液に基材を接触させた後、水を有機溶媒に置換して力基材に放射線を照射することを特徴とする改質基材の製造方法。

[18] 放射線照射する前および Zまたは後に基材を洗浄することを特徴とする請求項 1〜1

7の、ずれかに記載の改質基材の製造方法。

[19] 界面活性剤を用いて洗浄することを特徴とする請求項 18記載の改質基材の製造方法。

[20] 請求項 1〜19のいずれかに記載の改質基材の製造方法で得られた改質基材。