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WO2025018283A1 - 医療用具およびその製造方法 - Google Patents

医療用具およびその製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2025018283A1
WO2025018283A1 PCT/JP2024/025224 JP2024025224W WO2025018283A1 WO 2025018283 A1 WO2025018283 A1 WO 2025018283A1 JP 2024025224 W JP2024025224 W JP 2024025224W WO 2025018283 A1 WO2025018283 A1 WO 2025018283A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
monomer
group
substrate
antithrombotic
acrylate
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/025224
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
イファ リュウ
洋子 北原
聰亘 平木
Original Assignee
テルモ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テルモ株式会社 filed Critical テルモ株式会社
Publication of WO2025018283A1 publication Critical patent/WO2025018283A1/ja

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    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
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    • A61L27/16Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L33/00Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
    • A61L33/06Use of macromolecular materials

Definitions

  • biocompatibility required of medical materials varies depending on the purpose and method of use, but medical materials used as materials that come into contact with blood are required to have properties (antithrombotic properties) that inhibit the blood coagulation system, inhibit platelet adhesion and activation, and inhibit activation of the complement system.
  • Another aspect of the present invention is 13. Irradiating at least a portion of the surface of the substrate with plasma; contacting the substrate after the plasma exposure with the first monomer; contacting the substrate after contacting the first monomer with the second monomer; contacting the substrate with the copolymer after contacting the second monomer; 13.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the fixing of an antithrombogenic layer in the present invention.
  • Fig. 2 is a partial cross-sectional view showing a structure of a representative embodiment of a medical device according to the present invention, in which 10 denotes a substrate, 11 denotes an antithrombogenic layer, and 100 denotes a medical device.
  • Fig. 3 is a partial cross-sectional view showing a schematic example of a different structure as an application example of the embodiment of Fig. 2.
  • 10 denotes a substrate
  • 10a denotes a substrate core
  • 10b denotes a substrate surface layer
  • 11 denotes an antithrombotic layer
  • 100 denotes a medical device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the fixing of an antithrombogenic layer in the present invention.
  • Fig. 2 is a partial cross-sectional view showing a structure of a representative embodiment of a medical device according to the present invention, in which 10 denotes a substrate, 11 denote
  • a first antithrombotic monomer e.g., N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine (CBA)
  • CBA N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine
  • the "structural unit C derived from the copolymer having the structural unit c1 derived from the second monomer having an amino group and the structural unit c2 derived from the second antithrombotic monomer, which is bonded to the structural unit b" is also simply referred to as the "structural unit C according to the present invention” or "structural unit C".
  • the polymer (polymer) containing the structural unit a, the structural unit B, and the structural unit C is also simply referred to as the "polymer according to the present invention” or "polymer”.
  • a certain structural unit when a certain structural unit is defined as being "derived from” a certain monomer, it means that the structural unit is a structural unit that is generated by a condensation reaction of reactive groups in the corresponding monomer and/or is generated by cleavage of one of the bonds in an ethylenically unsaturated group (polymerizable unsaturated double bond).
  • the term “(meth)acrylic” includes both acrylic and methacrylic.
  • the term “(meth)acrylic acid” includes both acrylic acid and methacrylic acid.
  • the term “(meth)acryloyl” includes both acryloyl and methacryloyl.
  • the term “(meth)acryloyl group” includes both acryloyl and methacryloyl groups.
  • the term “(meth)acrylate” includes both acrylate and methacrylate.
  • alkoxyalkyl (meth)acrylate includes both alkoxyalkyl acrylate and alkoxyalkyl methacrylate.
  • X-Y includes X and Y and means “X or more and Y or less.”
  • a and/or B includes each of A and B and all combinations of one or more, and specifically means at least one of A and B, and A, B, and combinations of A and B.
  • operations and measurements of physical properties are performed under conditions of room temperature (20-25°C) and relative humidity of 40-50% RH.
  • a medical device 100 includes a substrate 10 and an antithrombotic layer 11 formed on at least a portion of the substrate 10.
  • the medical device 100 of this embodiment is formed by directly laminating the substrate 10 and the antithrombotic layer 11 in this order.
  • the substrate 10 and the antithrombotic layer 11 are laminated adjacent to each other in this order.
  • the polymer constituting the antithrombotic layer is chemically bonded to the surface of the substrate by a covalent bond (more specifically, the reactive group in the first monomer is covalently bonded to the hydroxyl group (-OH) or carboxyl group (-COOH) generated by the plasma treatment), allowing the antithrombotic properties to be maintained for a long period of time.
  • the substrate 10 constituting the medical device according to one embodiment of the present invention is not particularly limited, but preferably includes at least one of a plastic substrate (polymer substrate) and a metal substrate.
  • a plastic substrate polymer substrate
  • a metal substrate As the plastic substrate, an optimal substrate can be appropriately selected according to the characteristics (e.g., mechanical strength, etc.) required for medical devices such as artificial blood vessels, stent grafts, covered stents, and catheters, and as an example, a substrate having the characteristics required for a substrate such as mechanical strength, flexibility, and smoothness is preferable.
  • the substrate 10 is preferably made of at least a plastic substrate or a metal substrate on at least its surface.
  • the entire substrate may be made of a plastic substrate or a metal substrate.
  • the substrate may have a structure in which a substrate surface layer 10b made of a plastic substrate or a metal substrate is formed on the surface of a substrate core portion 10a made of a material such as a ceramic material.
  • the substrate core portion 10a and the substrate surface layer 10b may be combined (by suitable reaction treatment) to form the substrate 10.
  • the above polymeric materials can be appropriately selected depending on the application of the medical device.
  • the polymeric material (plastic) constituting (forming) the base material of artificial blood vessels, stent grafts, covered stents, catheters, and the like, which are examples of uses, preferably contains one or more types selected from the group consisting of polyester resin, fluororesin, polyurethane resin, and silicone resin (silicon resin), and more preferably contains one or more types selected from the group consisting of polyester resin, fluororesin, polyurethane resin, and silicone resin (silicon resin). Furthermore, from the viewpoint of mechanical strength, it is more preferable for the polymeric material (plastic) to contain polyester resin.
  • the metal material constituting (forming) the substrate 10 and the substrate surface layer 10b is not particularly limited, and metal materials commonly used in medical devices such as stent grafts, covered stents, stents, guide wires, and cardiac pacemakers are used. Specific examples include gold, platinum, silver, copper, nickel, cobalt, titanium, iron, aluminum, tin, stainless steel (e.g., SUS304, SUS314, SUS316, SUS316L, SUS420J2, SUS630, SUS631), nickel-titanium alloy, nickel-cobalt alloy, cobalt-chromium alloy, zinc-tungsten alloy, etc. These may be used alone or in combination of two or more. The above metal materials can be appropriately selected depending on the application of the medical device.
  • the material that can be used for the above-mentioned substrate core part 10a is not particularly limited, and a material that can fully exhibit the optimal function of the substrate core part 10a depending on the application of the medical device may be appropriately selected.
  • the substrate 10 and the substrate surface layer 10b are made of a plastic material
  • examples of the material for the substrate core part 10a include the above-mentioned various metal materials, inorganic materials such as various ceramic materials, and even metal-ceramic composites, but are not limited to these.
  • the material for the substrate core part 10a include the above-mentioned various plastic materials, inorganic materials such as various ceramic materials, and even metal-ceramic composites, but are not limited to these.
  • the substrate core portion 10a may be made of a plastic material or a metal material other than the plastic material or metal material that forms (constitutes) the substrate surface layer 10b.
  • plastic materials or metal materials are not particularly limited, and include the same as those mentioned above. These may be used alone or in combination of two or more types.
  • the substrate 10 includes or is made of a plastic substrate, or the substrate surface layer 10b includes or is made of a plastic substrate. More preferably, the substrate 10 is made of a plastic material, or the substrate surface layer 10b is made of a plastic material. That is, according to one embodiment of the present invention, the substrate includes a plastic substrate. According to a more preferred embodiment of the present invention, the substrate is made of a plastic substrate.
  • the shape of the substrate 10 is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the mode of use, such as a sheet, a film, a tube, a shape having multiple branched tubes such as a bifurcated one (e.g., a Y-shape), a linear (wire), or a fibrous (yarn) shape.
  • the substrate 10 is preferably made of a porous body.
  • the term "porous body” refers to a structure having voids that allow the progression or penetration of body fluids and/or cells.
  • the average pore diameter of the pores is preferably 1 to 100 ⁇ m, and more preferably 1 to 20 ⁇ m.
  • the average pore diameter is measured by the following method.
  • the substrate surface is observed using a scanning electron microscope (SEM), and the pore area of each pore observed in several to several tens of fields of view is measured. Then, the diameter (circle equivalent diameter) of a perfect circle having the same area as the pore area of each pore is calculated, and the arithmetic average value of these values is taken as the average pore diameter.
  • a porous body having pores with the above pore size has good cell adhesion to vascular endothelial cells, so that the surface of the metal substrate exposed to the blood is easily covered with endothelial cells, and the risk of thrombus formation can be further reduced. That is, in the medical device according to one embodiment of the present invention, the substrate is a porous body.
  • the substrate includes a plastic substrate, and the plastic substrate is a porous body.
  • porous bodies made of plastic substrates include, but are not limited to, cloth (woven fabric, nonwoven fabric) made of fibers (yarns), ePTFE (expanded polytetrafluoroethylene), and the like.
  • the antithrombotic layer according to the present invention has a polymer fixed to the substrate.
  • the polymer is bonded to the substrate, and has a structural unit a derived from a first monomer having a reactive group that reacts with a hydroxyl group or a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group; a structural unit B having a polymer chain including a structural unit b derived from a first antithrombotic monomer having a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group, and the structural unit a is bonded to the end of the polymer chain; and a structural unit C derived from a copolymer that is bonded to the structural unit b and has a structural unit c1 derived from a second monomer having an amino group and a structural unit c2 derived from a second antithrombotic monomer.
  • the antithrombotic layer may be in a single layer form or a laminated form of two or more layers. Preferably, the antithrombotic layer is in a single layer form.
  • antithrombotic refers to the property of reducing blood coagulation on a surface that comes into contact with blood.
  • the first monomer is not particularly limited as long as it has a reactive group that reacts with a hydroxyl group or a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group.
  • Examples of reactive groups that react with hydroxyl or carboxyl groups in the first monomer include epoxy groups (-C 2 H 3 O), glycidyl groups (-CH 2 (C 2 H 3 O)), and amino groups (-NH 2 ).
  • the reactive groups are preferably epoxy groups and glycidyl groups, and more preferably glycidyl groups, because they have high reactivity. More specifically, when a plastic substrate is subjected to plasma treatment, hydroxyl groups (-OH) and carboxyl groups (-COOH) are formed on the substrate surface. Also, when a metal substrate is subjected to plasma treatment, hydroxyl groups (-OH) are formed on the substrate surface.
  • the ethylenically unsaturated group in the first monomer is a group capable of undergoing a polymerization reaction with the first antithrombotic monomer described below.
  • the ethylenically unsaturated group include an acryloyl group (CH 2 ⁇ CH-C( ⁇ O)-), a methacryloyl group (CH 2 ⁇ C(CH 3 )-C( ⁇ O)-), a vinyl group (CH 2 ⁇ CH-), and an allyl group (CH 2 ⁇ CH-CH 2 -).
  • the first monomer has at least one of an acryloyl group and a methacryloyl group.
  • the first monomer examples include (meth)acrylic acid esters having a glycidyl group (epoxy group), such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate (GMA), 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, ⁇ -methylglycidyl acrylate, and ⁇ -methylglycidyl methacrylate; vinyl ethers having a glycidyl group (epoxy group), such as allyl glycidyl ether, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a glycidyl group epoxy group
  • epoxy group such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate (GMA), 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl me
  • first monomer examples include, but are not limited to, aminomethylacrylamide, aminomethylmethacrylamide, aminoethylacrylamide, aminoethylmethacrylamide, aminopropylacrylamide, aminopropylmethacrylamide (APMA), aminobutylacrylamide, aminobutylmethacrylamide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, from the viewpoint of further improving the reactivity with hydroxyl groups or carboxyl groups, it is preferable that the first monomer contains aminopropylmethacrylamide (APMA).
  • APMA aminopropylmethacrylamide
  • first antithrombotic monomer examples include the monomer represented by the following formula (II). Homopolymers derived from these monomers can exhibit excellent antithrombotic properties.
  • R4 represents a hydrogen atom or a methyl group. From the viewpoint of obtaining excellent antithrombotic properties, R4 is preferably a methyl group.
  • Y 1 represents an oxygen atom or -NH-. From the viewpoint of obtaining excellent antithrombotic properties, Y 1 is preferably an oxygen atom.
  • the second monomer include the monomer represented by the following formula (III) and its salt.
  • R9 represents a hydrogen atom or a methyl group. From the viewpoint of obtaining excellent antithrombotic properties, R2 is preferably a methyl group.
  • the second monomer is preferably one or more selected from aminomethylacrylamide, aminomethylmethacrylamide, aminoethylacrylamide, aminoethylmethacrylamide, aminopropylacrylamide, aminopropylmethacrylamide (APMA), aminobutylacrylamide, aminobutylmethacrylamide, aminomethylacrylate, aminomethylmethacrylate, aminoethylacrylate, aminoethylmethacrylate, aminopropylacrylate, aminopropylmethacrylate, aminobutylacrylate, and aminobutylmethacrylate, as well as salts thereof.
  • the second monomer is more preferably one or more selected from aminomethylacrylamide, aminomethylmethacrylamide, aminoethylacrylamide, aminoethylmethacrylamide, aminopropylacrylamide, aminopropylmethacrylamide (APMA), aminobutylacrylamide, aminobutylmethacrylamide
  • the second monomer is one or more selected from aminoethyl acrylamide, aminoethyl methacrylamide, aminopropyl acrylamide, aminopropyl methacrylamide (APMA) and salts thereof. Furthermore, it is particularly preferable that the second monomer is one or more selected from aminopropyl acrylamide, aminopropyl methacrylamide (APMA) and salts thereof. Furthermore, it is most preferable that the second monomer is selected from aminopropyl methacrylamide (APMA) and salts thereof. That is, in the most preferable embodiment of the present invention, the structural unit c1 is derived from aminopropyl methacrylamide (APMA).
  • the second antithrombotic monomer is not particularly limited as long as its homopolymer has antithrombotic properties.
  • the second antithrombotic monomer examples include monomers represented by the following formula (I). Homopolymers derived from these monomers have excellent antithrombotic properties as well as cell adhesive properties to vascular endothelial cells. For this reason, by using one or more monomers selected from the monomers represented by the above formula (I) as the second antithrombotic monomer, an antithrombotic layer having both antithrombotic properties and vascular endothelial cell adhesive properties can be formed on the surface of the substrate. As a result, in medical devices such as artificial blood vessels, stent grafts, covered stents, and catheters, the surface of the substrate exposed to the blood is more likely to be covered with endothelial cells, further reducing the risk of thrombus formation.
  • monomers represented by the following formula (I) Homopolymers derived from these monomers have excellent antithrombotic properties as well as cell adhesive properties to vascular endothelial cells. For this reason, by using one or more monomers selected from the monomers represented
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. From the viewpoint of obtaining excellent antithrombotic properties, R 1 is preferably a hydrogen atom.
  • X represents a group represented by the formula: -O-(R 2 O) m -R 3 , a group represented by the formula: -O-(CH 2 CHOH) n -CH 2 OH, or a tetrahydrofurfuryloxy group. From the viewpoint of obtaining excellent antithrombotic properties, X is preferably a group represented by the formula: -O-(R 2 O) m -R 3 .
  • R3 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms (methyl group, ethyl group), and particularly preferably a methyl group.
  • m represents the number of ( -R2O- ) groups and is an integer of 1 to 5. From the viewpoint of obtaining excellent antithrombotic properties, m is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • n represents the number of (-CH 2 CHOH-) groups and is an integer of 1 to 5. From the viewpoint of improving antithrombotic properties, n is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • the ratio of the number of structural units b to the number of structural units a is not particularly limited, but in order to exhibit sufficient antithrombotic properties, the ratio is preferably 30 or more, more preferably 30 to 200, and even more preferably 30 to 150. That is, in the medical device according to one embodiment of the present invention, the ratio of the number of structural units b to the number of structural units a in the polymer is 30 or more.
  • the terminus of the polymer chain containing the structural unit b is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the type of monomer used.
  • the terminus of the polymer chain according to the present invention is a hydrogen atom.
  • the terminus of the polymer can be blocked with a structural unit (functional group) derived from the polymerization initiator. In the latter form (a form blocked with a functional group derived from the polymerization initiator), the terminus of the polymer can be a carboxyl group.
  • the molar ratio (c1:c2) of the structural unit c1 derived from the second monomer having an amino group and the structural unit c2 derived from the second antithrombotic monomer in the structural unit C is not particularly limited. From the viewpoint of improving the reactivity with the structural unit B and the antithrombotic properties, the molar ratio is preferably 1:1 to 1:20, more preferably 1:3 to 1:18, and even more preferably 1:5 to 1:15. That is, in the medical device according to one embodiment of the present invention, the molar ratio (c1:c2) of the structural unit c1 to the structural unit c2 in the structural unit C is 1:1 to 1:20.
  • the molar ratio can be controlled by the blending amount of the second monomer and the second antithrombotic monomer when synthesizing the copolymer having the structural unit c1 and the structural unit c2.
  • the composition of each structural unit is substantially the same as the ratio of the amount (mol) of each monomer charged when producing the copolymer.
  • the molar ratio (c1:c2) can be measured by using an analytical means such as 1 H-NMR or 13 C-NMR.
  • the structure of the copolymer according to the present invention is not particularly limited, and may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a periodic copolymer, and a block copolymer.
  • the copolymer according to the present invention is a random copolymer or a block copolymer. That is, the copolymer according to the present invention is preferably a random copolymer having a segment having a structural unit c1 and a segment having a structural unit c2, or a block copolymer having a block consisting of a structural unit c1 and a block consisting of a structural unit c2.
  • the copolymer according to the present invention is more preferably a random copolymer.
  • the weight average molecular weight of the polymer according to the present invention is several thousand to several million, preferably 10,000 to 5 million.
  • the "weight average molecular weight” is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance and tetrahydrofuran (THF) as a mobile phase.
  • GPC gel permeation chromatography
  • THF tetrahydrofuran
  • the ratio of structural unit c1 to structural unit b is preferably 10 or more and 1000 or less, more preferably 50 or more and 800 or less, even more preferably 100 or more and 500 or less, and particularly preferably 200 or more and 400 or less.
  • the thickness (dry film thickness) of the antithrombotic layer is, for example, 0.1 to 10 ⁇ m, preferably 0.5 to 5 ⁇ m, and more preferably about 1 to 3 ⁇ m.
  • ⁇ Plasma irradiation process (plasma treatment process)>
  • plasma treatment is performed. This oxidizes the surface of the substrate, and as described above, hydroxyl groups (-OH) and carboxyl groups (-COOH) can be generated.
  • reactive groups e.g., epoxy groups (-C 2 H 3 O), glycidyl groups (-CH 2 (C 2 H 3 O)), amino groups (-NH 2 ), etc.
  • reactive groups e.g., epoxy groups (-C 2 H 3 O), glycidyl groups (-CH 2 (C 2 H 3 O)), amino groups (-NH 2 ), etc.
  • reactive groups e.g., epoxy groups (-C 2 H 3 O), glycidyl groups (-CH 2 (C 2 H 3 O)), amino groups (-NH 2 ), etc.
  • the substrate Before irradiating the surface of the substrate with ionized gas plasma, it is advisable to clean the surface of the substrate using an appropriate method. In other words, it is preferable to remove any oils, fats, dirt, etc. adhering to the surface of the substrate before generating hydroxyl groups (-OH) or carboxyl groups (-COOH) on the surface of the substrate by irradiating the surface with ionized gas plasma.
  • the cleaning method there are no particular limitations on the cleaning method, and the substrate can be cleaned with an appropriate solvent (for example, ultrasonic cleaning, immersion in a cleaning solvent, pouring the cleaning solvent over, etc.).
  • the pressure conditions for plasma treatment are not particularly limited, and either reduced pressure or atmospheric pressure is possible. It is preferable to perform the treatment at atmospheric pressure, as this allows the plasma gas to be irradiated from any angle, the equipment can be made smaller as no vacuum device is required, the system configuration can be space-saving and low-cost, and it is also economically advantageous. In addition, by irradiating the plasma gas while rotating the plasma irradiation nozzle around the workpiece such as an artificial blood vessel or stent graft, the entire circumference of the workpiece can be plasma-treated uniformly without unevenness.
  • the ionized gas that can be used in the plasma treatment is one or more gases selected from the group consisting of helium, neon, argon, krypton, air, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, water vapor, nitrogen, and hydrogen.
  • the plasma treatment conditions irradiation time, RF output, applied current, gas flow rate, electrode gap, plasma irradiation distance
  • the plasma treatment conditions are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the binding between the first monomer and the substrate (ease of immobilization), the type of substrate used, the area, etc.
  • the irradiation time in the plasma treatment is preferably more than 10 seconds, more preferably 30 seconds to 10 minutes, and particularly preferably 1 to 5 minutes. Under these conditions, a sufficient amount of the first monomer can be bonded (fixed) to the surface of the substrate.
  • the LF output in plasma processing is preferably 100 to 300 W, and more preferably 200 W.
  • the gas flow rate in plasma processing is preferably 5 to 20 sccm, and more preferably 15 sccm.
  • the temperature of the workpiece (substrate) in plasma treatment is not particularly limited, and it may be room temperature or may be heated or cooled. From an economical point of view, it is preferable to perform the treatment at a temperature (e.g., 5 to 35°C) that does not require a heating or cooling device.
  • the plasma irradiation device that can be used for plasma treatment
  • examples include a plasma irradiation device (system) that has a plasma generating tube that introduces gas molecules and excites them to generate plasma, and an electrode that excites the gas molecules in the plasma generating tube, and that emits plasma from one end of the plasma generating tube, but there is no limitation to such configurations (systems).
  • Examples include devices that use high-frequency induction, capacitively coupled electrode, corona discharge electrode-plasma jet, parallel plate, remote plasma, atmospheric pressure plasma, low pressure plasma, and ICP high-density plasma.
  • ionized gas plasma irradiation devices systems
  • atmospheric pressure plasma irradiation devices systems
  • plasma irradiation devices such as DURADYNE (product name or trademark name) manufactured by TRI-STAR TECHNOLOGIES, PLASMABEAM manufactured by DIENER ELECTRONIC, and Pico Full PC can be used, but are not limited to these.
  • the substrate After carrying out the above plasma treatment, the substrate is exposed to an oxygen gas-containing atmosphere, which oxidizes the substrate surface and generates hydroxyl groups (-OH) and carboxyl groups (-COOH).
  • a reactive group contained in the first monomer e.g., an epoxy group (-C 2 H 3 O), a glycidyl group (-CH 2 (C 2 H 3 O)), an amino group (-NH 2 ), etc.
  • a reactive group contained in the first monomer e.g., an epoxy group (-C 2 H 3 O), a glycidy
  • the specific method of contacting the first monomer with the substrate after plasma irradiation may be either a method of contacting the first monomer directly with the substrate, or a method of preparing a first monomer solution by dissolving the first monomer in a solvent and then contacting the first monomer solution with the substrate. From the viewpoint of forming a more uniform antithrombogenic layer, it is preferable to employ the latter method of contacting the first monomer solution with the substrate.
  • the solvent used to prepare the first monomer solution is not particularly limited and is appropriately selected depending on the type of the first monomer (and other components, if used). From the viewpoint of high solubility, water (reverse osmosis water (RO water), pure water, ion-exchanged water, distilled water, etc.); alcoholic solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.; organic solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide (DMF), acetone, dioxane, benzene, etc. are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more (in the form of a mixed solvent).
  • RO water reverse osmosis water
  • pure water pure water, ion-exchanged water, distilled water, etc.
  • alcoholic solvents such as methanol, ethanol
  • the concentration of the first monomer in the first monomer solution is not particularly limited.
  • the concentration of the first monomer in the first monomer solution is preferably 0.01 to 20 mass%, more preferably 0.05 to 15 mass%, particularly preferably 0.1 to 10 mass%, and most preferably 1 to 5 mass%. If the concentration of the first monomer is within the above range, the obtained antithrombotic layer can fully exhibit the effects of the present invention.
  • the first monomer solution prepared as described above is brought into contact with the substrate after plasma irradiation.
  • a conventionally known method such as a method of applying the first monomer solution to the surface of the substrate or a method of immersing the substrate in the first monomer solution can be appropriately adopted. Of these, it is preferable to use the immersion method, which is easy to operate.
  • the substrate When forming an antithrombotic layer on a thin and narrow inner surface of an artificial blood vessel, a stent graft, a covered stent, a catheter, or the like, the substrate may be immersed in the first monomer solution and the system may be depressurized to degas the solution. By depressurizing the system to degas the solution, the solution can be quickly permeated into the thin and narrow inner surface, promoting the bonding of the first monomer to the substrate surface.
  • the contact by the immersion method may be performed while stirring the first monomer solution.
  • This can further promote contact between the first monomer solution and the workpiece, such as an artificial blood vessel or a stent graft.
  • the above stirring can be performed using a known device, such as stirring with a stirrer, an orbital shaker, a rotary shaker, or a paint shaker.
  • the stirring conditions are not particularly limited.
  • the stirring speed is, for example, 200 to 600 rpm, preferably 300 to 400 rpm.
  • the immersion time (stirring time) is, for example, 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
  • the temperature of the first monomer solution during contact by the immersion method may be around room temperature (for example, 20 to 40°C), but it may also be heated (for example, 40 to 60°C).
  • the first monomer when forming an antithrombogenic layer only on a portion of a substrate, can be bonded to the desired surface portion of the substrate by immersing only a portion of the substrate in the first monomer solution.
  • the surface portion of the substrate on which the antithrombogenic layer does not need to be formed can be protected (coated, etc.) with a suitable removable member or material, and then the substrate can be immersed in the first monomer solution, and the protective member (material) of the surface portion of the substrate on which the antithrombogenic layer does not need to be formed can be removed to bond the first monomer to the desired surface portion of the substrate.
  • the present invention is not limited to these formation methods, and the first monomer can be bonded by appropriately using a conventionally known method.
  • the immersion method (dipping method) is preferably used because it allows the first monomer to be bonded to both the outer and inner surfaces at the same time.
  • the substrate after contact with the first monomer may be washed.
  • an appropriate solvent e.g., ultrasonic washing, immersion in a washing solvent, pouring off a washing solvent, etc.
  • the washing time it is preferably 1 to 60 minutes. If necessary, the above washing process may be repeated multiple times (e.g., 2 to 5 times).
  • a specific method for contacting the first antithrombotic monomer with the substrate after contacting the first monomer may be either a method of contacting the first antithrombotic monomer as it is with the substrate after contacting the first monomer, or a method of preparing a first antithrombotic monomer solution by dissolving the first antithrombotic monomer in a solvent, and then contacting the first antithrombotic monomer solution with the substrate after contacting the first monomer. From the viewpoint of forming a more uniform antithrombotic layer, it is preferable to employ the latter method of contacting the first antithrombotic monomer solution with the substrate after contacting the first monomer.
  • the solvent (polymerization solvent) used in the preparation of the first antithrombotic monomer solution is not particularly limited as long as it can dissolve the first antithrombotic monomer and a suitable polymerization initiator, but examples thereof include water (reverse osmosis water (RO water), pure water, ion-exchanged water, distilled water, etc.); alcohols such as ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol; and organic solvents such as chloroform, tetrahydrofuran, acetone, dioxane, and benzene, but are not limited thereto.
  • RO water reverse osmosis water
  • distilled water etc.
  • alcohols such as ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol
  • the concentration of the first antithrombotic monomer contained in the first antithrombotic monomer solution is not particularly limited, but the weight-average molecular weight of the resulting polymer can be increased by setting the concentration relatively high.
  • the concentration (total concentration) of the antithrombotic monomer in the first antithrombotic monomer solution is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more.
  • the upper limit of the monomer concentration (total concentration) is not particularly limited, but is, for example, equal to or less than the saturated concentration, for example, equal to or less than 70% by mass, and preferably equal to or less than 50% by mass.
  • the first antithrombotic monomer is brought into contact with the substrate after the first monomer has been contacted, whereby the ethylenically unsaturated group derived from the first monomer bonded to the substrate is polymerized (graft polymerized) with the first antithrombotic monomer.
  • the specific method of polymerization is not particularly limited, and for example, a conventionally known polymerization method such as a radical polymerization method or a polymerization method using a macroinitiator can be applied.
  • examples of the polymerization reaction method include (i) a method in which the first antithrombotic monomer and a suitable polymerization initiator are dissolved in a polymerization solvent, and the obtained polymerization reaction liquid is heated to perform the polymerization reaction; and (ii) a method in which the first antithrombotic monomer is dissolved in a polymerization solvent, and the obtained solution is mixed with a separately prepared polymerization initiator solution to prepare a polymerization reaction liquid, and the polymerization reaction is performed. From the viewpoint of ease of operation, the method (i) is preferred.
  • the polymerization reaction liquid may be degassed before the polymerization reaction.
  • the degassing process can be carried out, for example, by bubbling with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas for about 5 minutes to 1 hour.
  • the polymerization initiator used here is not particularly limited, and any known initiator can be used.
  • a radical polymerization initiator is used because of its excellent polymerization stability.
  • persulfates such as potassium persulfate (KPS), sodium persulfate, and ammonium persulfate
  • peroxides such as hydrogen peroxide, t-butyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 3-hydroxy-1,1-dimethylbutyl peroxyneodecanoate, ⁇ -cumyl peroxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetrabutyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneoheptanoate, t-butyl peroxypivalate, t-amyl peroxyneodecanoate, t-amyl peroxypivalate, di(2-ethyl
  • azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]dihydrochloride, 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]disulfate dihydrate, 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride, 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine]hydrate, 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine]tetrahydrate, and 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid).
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the radical polymerization initiator may be used in combination with a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, or ascorbic acid as a redox initiator.
  • the amount of the polymerization initiator (addition amount) is preferably 0.01 to 5 mass % and more preferably 0.05 to 3 mass % relative to 100 mass % of the first antithrombotic monomer in total.
  • the amount of the polymerization initiator (addition amount) is preferably 0.01 to 5 mol and more preferably 0.05 to 3 mol relative to 100 mol of the first antithrombotic monomer in total.
  • Such an amount of the polymerization initiator (addition amount) allows the polymerization reaction to proceed efficiently.
  • the solvent in which the polymerization initiator is dissolved in advance is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerization initiator, but examples include the same solvents as the polymerization solvent described above.
  • the solvent for the polymerization initiator solution may be the same as or different from the polymerization solvent described above, but considering the ease of controlling the polymerization, it is preferable that the solvent is the same as the polymerization solvent described above.
  • the ethylenically unsaturated group derived from the first monomer bonded to the substrate can be polymerized with the first antithrombotic monomer.
  • known polymerization methods such as anionic polymerization and cationic polymerization can be used as the polymerization method, but it is preferable to use radical polymerization in consideration of ease of operation.
  • the polymerization conditions are not particularly limited as long as they allow the ethylenically unsaturated group derived from the first monomer bonded to the substrate to polymerize with the first antithrombotic monomer.
  • the polymerization temperature is preferably 30 to 150°C, more preferably 40 to 100°C.
  • the polymerization time is preferably 30 minutes to 30 hours, more preferably 1 to 10 hours. Under such conditions, the polymerization reaction can proceed efficiently.
  • chain transfer agents may be used as appropriate, if necessary.
  • polymerization rate regulators may be used as appropriate, if necessary.
  • the environment in which the polymerization reaction is carried out is not particularly limited, and the reaction can be carried out in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas, but it is preferable to carry out the reaction in a nitrogen gas atmosphere.
  • the reaction liquid may be stirred during the polymerization reaction.
  • the substrate after contact with the first antithrombotic monomer may be washed.
  • an appropriate solvent e.g., ultrasonic washing, immersion in a washing solvent, pouring off the washing solvent, etc.
  • the washing time it is preferably 1 to 60 minutes. If necessary, the above washing process may be repeated multiple times (e.g., 2 to 5 times).
  • ⁇ Copolymer contact step ⁇ In this step, the copolymer is brought into contact with the substrate after the first antithrombotic monomer has been contacted. This allows the carboxyl group derived from the antithrombotic monomer bound to the substrate to react with the copolymer.
  • the copolymer can be synthesized by a known polymerization method (radical polymerization method, polymerization method using a macroinitiator, polycondensation method).
  • the copolymer is a random copolymer
  • the polymerization solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the second monomer, the second antithrombotic monomer, and a suitable polymerization initiator, as well as the monomers constituting the other constituent units added as necessary.
  • water reverse osmosis membrane water (RO water), pure water, ion-exchanged water, distilled water, etc.
  • alcohols such as ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol
  • organic solvents such as chloroform, tetrahydrofuran, acetone, dioxane, and benzene, etc., can be selected from these, but are not limited thereto.
  • the concentration of the second monomer and the second antithrombotic monomer contained in the polymerization reaction solution, as well as the monomers constituting the other constituent units added as necessary is not particularly limited, but by setting the concentration relatively high, the weight average molecular weight of the resulting copolymer can be increased.
  • the concentration (total concentration) of the second monomer and the second antithrombotic monomer in the polymerization reaction solution, as well as the monomers constituting other constituent units added as necessary is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more.
  • the upper limit of the monomer concentration (total concentration) is not particularly limited, but is, for example, the saturated concentration or less, for example, 70% by mass or less, preferably 50% by mass or less.
  • the mixing ratio of the second monomer and the second antithrombotic monomer is preferably adjusted to the preferred composition (molar ratio) described above.
  • the polymerization reaction liquid may be degassed before the polymerization reaction.
  • the degassing process can be carried out, for example, by bubbling with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas for about 5 minutes to 1 hour.
  • the polymerization initiator used here is not particularly limited, and any known initiator can be used.
  • a radical polymerization initiator is used because of its excellent polymerization stability.
  • persulfates such as potassium persulfate (KPS), sodium persulfate, and ammonium persulfate
  • peroxides such as hydrogen peroxide, t-butyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 3-hydroxy-1,1-dimethylbutyl peroxyneodecanoate, ⁇ -cumyl peroxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetrabutyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneoheptanoate, t-butyl peroxypivalate, t-amyl peroxyneodecanoate, t-amyl peroxypivalate, di(2-ethyl
  • azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]dihydrochloride, 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]disulfate dihydrate, 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride, 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine]hydrate, 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine]tetrahydrate, and 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid).
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the polymerization initiator is preferably an azo compound, more preferably an azo compound having a hydroxyl group or a carboxyl group at the end, and even more preferably 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine] hydrate, 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine] tetrahydrate, or 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid), and particularly preferably 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine] tetrahydrate or 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid).
  • the above polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
  • the radical polymerization initiator may be used in combination with a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, or ascorbic acid as a redox initiator.
  • a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, or ascorbic acid
  • the amount of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 5 mass% and more preferably 0.05 to 3 mass% relative to 100 mass% of the total of the second monomer, the second antithrombotic monomer, and the monomers constituting the other structural units.
  • the amount of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 5 mol and more preferably 0.5 to 3 mol relative to 100 mol of the total of the second monomer, the second antithrombotic monomer, and the monomers constituting the other structural units. With such an amount of the polymerization initiator (addition amount), the copolymer can be produced more efficiently.
  • the solvent in which the polymerization initiator is dissolved in advance is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerization initiator, but examples include the same solvents as the polymerization solvent described above.
  • the solvent for the polymerization initiator solution may be the same as or different from the polymerization solvent described above, but considering the ease of controlling the polymerization, it is preferable that the solvent is the same as the polymerization solvent described above.
  • the second monomer, the second antithrombotic monomer, and the monomers constituting other structural units can be copolymerized.
  • known polymerization methods such as anionic polymerization and cationic polymerization can be used as the polymerization method, but it is preferable to use radical polymerization in consideration of ease of operation.
  • the polymerization conditions are not particularly limited as long as they allow the second monomer, the second antithrombotic monomer, and the monomers constituting the other structural units to be polymerized.
  • the polymerization temperature is preferably 30 to 150°C, more preferably 40 to 100°C.
  • the polymerization time is preferably 30 minutes to 30 hours, more preferably 1 to 10 hours. Under such conditions, the copolymer can be produced more efficiently.
  • chain transfer agents may be used as appropriate, if necessary.
  • polymerization rate regulators may be used as appropriate, if necessary.
  • the environment in which the polymerization reaction is carried out is not particularly limited, and the reaction can be carried out in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas.
  • the reaction liquid may be stirred during the polymerization reaction.
  • the copolymer is preferably purified by a common purification method such as reprecipitation, dialysis, ultrafiltration, or extraction, and among these, purification by reprecipitation is preferred.
  • the purified copolymer can be dried by any method, such as freeze-drying, reduced pressure drying (vacuum drying), spray drying, or heat drying, but freeze-drying or reduced pressure drying (vacuum drying) is preferred from the viewpoint of having little effect on the physical properties of the copolymer.
  • the copolymer is a block copolymer
  • a living radical polymerization method or a polymerization method using a macroinitiator is preferably used.
  • the living radical polymerization method is not particularly limited, but for example, the methods described in JP-A-11-263819, JP-A-2002-145971, JP-A-2006-316169, etc., as well as the atom transfer radical polymerization (ATRP) method, etc., can be applied in the same manner or with appropriate modifications.
  • a macroinitiator having a second monomer and a radically polymerizable group such as a peroxide group is prepared, and then the macroinitiator and the second antithrombotic monomer are polymerized in a polymerization solvent to prepare a copolymer.
  • a solution also referred to simply as a "coating liquid” in this specification
  • the coating liquid is applied to the substrate, causing a dehydration condensation reaction between the carboxyl group derived from the first antithrombotic monomer and the amino group in the copolymer to form an amide group.
  • the coating liquid includes a dehydration condensation agent.
  • a dehydration condensation agent is not particularly limited as long as it is water-soluble and can react with the carboxyl group (-COOH) in an aqueous solution.
  • triazine-based condensation agents such as 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM), a water-soluble salt of 1-cyclohexyl-3-(2-morpholinoethyl)carbodiimide, and 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (WSC).
  • DMT-MM 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride
  • WSC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride
  • the amount of the dehydration condensation agent in the coating liquid is not particularly limited, but it is preferable that the dehydration condensation agent is present in an excess amount relative to the copolymer.
  • the dehydration condensation agent in the coating liquid is present in an amount that is more than 1 mole and not more than 8 moles, preferably 1.5 to 7 moles, and more preferably 3 to 5 moles, relative to 1 mole of the copolymer. If the amount of the dehydration condensation agent is within the above range, the amino group (-NH 2 ) derived from the copolymer and the carboxyl group (-COOH) derived from the antithrombotic monomer bonded to the substrate can react more efficiently.
  • the dehydration condensation agent may be used alone or in a mixture of two or more kinds.
  • the solvent used to prepare the coating liquid is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of copolymer (and other components, if used). From the viewpoint of high solubility, water (reverse osmosis water (RO water), pure water, ion-exchanged water, distilled water, etc.); alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol; and organic solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide (DMF), acetone, dioxane, and benzene are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more (in the form of a mixed solvent).
  • RO water reverse osmosis water
  • pure water pure water, ion-exchanged water, distilled water, etc.
  • alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, is
  • the concentration of the copolymer in the coating solution is not particularly limited.
  • the concentration of the copolymer in the coating solution is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.05 to 15% by mass, and particularly preferably 0.1 to 10% by mass. If the concentration of the copolymer is within the above range, the obtained antithrombotic layer can fully exhibit the effects of the present invention.
  • the viscosity of the solution is within an appropriate range, which is preferable in terms of operability (e.g., ease of coating) and production efficiency. However, even if the concentration is outside the above range, it can be fully used as long as it is within a range that does not affect the effects of the present invention.
  • the method of applying (coating) the coating liquid to the substrate surface after contact with the first antithrombotic monomer is not particularly limited, and any conventionally known method can be applied, such as application/printing method, immersion method (dipping method, dip coating method), spraying method (spray method), spin coating method, mixed solution impregnated sponge coating method, bar coating method (e.g., wire bar method), die coating method, reverse coating method, comma coating method, gravure coating method, doctor knife method, etc.
  • the immersion method (dipping method, dip coating method) and bar coating method are preferably used, and the immersion method is more preferably used.
  • the substrate When forming an antithrombotic layer on a thin and narrow inner surface of an artificial blood vessel, a stent graft, a covered stent, etc., the substrate may be immersed in the coating solution and the system may be depressurized to degas it. By depressurizing and degassing, the solution can be quickly permeated into the thin and narrow inner surface, accelerating the formation of the antithrombotic layer.
  • the coating may be performed while stirring the coating liquid.
  • This can further promote contact between the coating liquid and the workpiece, such as the artificial blood vessel.
  • the above stirring can be performed using a known device such as an orbital shaker, a rotary shaker, or a paint shaker.
  • the stirring conditions are not particularly limited.
  • the stirring speed is, for example, 100 to 800 rpm, preferably 200 to 700 rpm.
  • the stirring time is, for example, 1 to 20 hours.
  • the stirring temperature may be around room temperature (for example, 20 to 40°C), but heating may be performed as long as it is lower than the boiling point of the solvent used.
  • the amount of coating solution applied is preferably selected so that the thickness of the resulting antithrombogenic layer (dry film thickness) falls within the above range.
  • the antithrombogenic layer may be washed if necessary.
  • the washing method is not particularly limited, but may be a method of immersing the antithrombogenic layer in a washing solvent, a method of pouring the washing solvent over the antithrombogenic layer, or a combination of these.
  • the washing solvent used here is not particularly limited as long as it does not dissolve the antithrombogenic layer, but water (e.g., ion-exchanged water, distilled water, RO water, filtered water, sterilized water, purified water, etc.) or hot water is preferably used.
  • the temperature of the washing water is not particularly limited, but is preferably 20°C to 80°C.
  • the washing time (the time for contacting the washing solvent with the antithrombogenic layer) is not particularly limited, but is preferably 1 to 60 minutes.
  • a drying step may be further performed.
  • the drying method and drying conditions are not particularly limited, and a conventionally known method may be used.
  • the above method produces medical devices with excellent antithrombotic properties.
  • medical device examples include implantable medical devices such as artificial trachea, artificial skin, and artificial pericardium; artificial organ systems such as artificial heart systems, artificial lung systems, artificial heart-lung systems, artificial kidney systems, artificial liver systems, and immune regulation systems; catheters inserted or placed in blood vessels, such as indwelling needles, IVH catheters, catheters for administering medicinal solutions, thermodilution catheters, catheters for angiography, catheters for dilating blood vessels, dilators, or introducers; guide wires and stylets for these catheters; and catheters inserted or placed in biological tissues other than blood vessels, such as gastric catheters, nutrition catheters, tube feeding (ED) tubes, urethral catheters, urinary catheters, balloon catheters, and various suction catheters and drainage catheters, including endotracheal suction catheters.
  • implantable medical devices such as artificial trachea, artificial skin, and artificial pericardium
  • artificial organ systems such as artificial heart systems, artificial lung systems, artificial heart-lung systems, artificial kidney
  • a stirrer was placed in the three-neck flask, and the mixture was stirred at room temperature (25°C) until all the reagents were dissolved. Nitrogen bubbling was performed from the end mouth of the three-neck flask for 30 minutes. A cooling tube was set up in the central mouth of the three-neck flask, and cooling water was allowed to flow. A thermocouple was inserted from the remaining mouth of the three-neck flask to record the solution temperature during the reaction. The three-neck flask was immersed in a water bath set at 80° C. and reacted for 3 hours. After the reaction for the predetermined time, the three-neck flask was removed from the water bath and cooled to room temperature (25° C.). As a result, a reaction solution containing p(MEA-APMA) was obtained.
  • THF tetrahydrofuran
  • the precipitated polymer was dissolved in a small amount (30 mL) of ethanol and transferred to a polycup.
  • the polycup was placed in a draft, and the solvent was sufficiently removed in the draft, and then the polymer was dried by vacuuming at room temperature (25°C) for 20 hours.
  • PET stent graft substrate A polyethylene terephthalate (PET) stent graft (thin part length 135 mm, diameter 8 mm) was cut into a length of 2 cm. The cut PET stent graft was immersed in ethanol for 1 minute. This operation was repeated three times for cleaning to obtain a PET stent graft substrate (PET SG (untreated with plasma), Comparative Example 1).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET stent graft substrate (2) Plasma treatment of PET stent graft substrate
  • the washed PET stent graft was dried overnight at room temperature in a draft, then set in a plasma irradiation device (Pico Full PC, manufactured by DIENER ELECTRONIC, low pressure type) and subjected to plasma irradiation (argon ionized gas plasma irradiation) for 3 minutes under the following conditions: pressure: 0.3 mbar, power: 50%, introduced gas: Ar gas 100%, LF output: 200 W, gas flow rate: 15 sccm.
  • the PET stent graft after plasma irradiation was taken out into the atmosphere and left to stand for 30 minutes. As a result, a PET stent graft substrate with a plasma-treated surface (PET SG (after plasma treatment)) was obtained.
  • PET SG plasma-treated surface
  • This recovery flask was placed in a water bath at 37 ° C. and reacted for 4 hours. Thereafter, the PET stent graft was removed, and the unreacted GMA was washed with ethanol for 1 hour and dried at room temperature. As a result, a PET stent graft (PET SG-GMA) to which GMA was bonded was obtained.
  • PET SG-GMA PET stent graft
  • the reagent solution in the beaker was transferred to an eggplant flask, and nitrogen gas was introduced using a glass tube for 5 minutes to replace the gas in the system with nitrogen gas.
  • a PET stent graft (PET SG-GMA) bound to GMA was placed in this reagent solution, and nitrogen gas was introduced for another 5 minutes, after which the mouth of the eggplant flask was covered with a rubber stopper.
  • the eggplant flask was placed in a water bath at 37°C and reacted for 4 hours.
  • the PET stent graft was then taken out and washed by immersing in ethanol to remove unreacted CBA, and then dried at room temperature. This resulted in a PET stent graft in which CBA was polymerized via GMA (PET SG-GMA-pCBA).
  • the stirring was performed at a speed of 400 rpm for 3 hours.
  • the Falcon tube was removed from the orbital shaker and left to stand overnight at room temperature to react the primary amino group (-NH 2 ) of the p(MEA-APMA) copolymer with the carboxyl group (-COOH) of the CBA.
  • the PET stent graft was removed from the Falcon tube and immersed in 50 mL of RO water for 5 minutes. This operation was repeated three times to perform washing, and the PET stent graft was removed from the RO water and left to dry at room temperature. This resulted in a PET stent graft (PET SG-GMA-pCBA-p(MEA-APMA), Example 1) in which the MEA-APMA copolymer was fixed via GMA and CBA polymer chains.
  • ⁇ Blood Circulation Test 1> For each of the PET SG (untreated with plasma, Comparative Example 1), the PET SG-GMA-pCBA-p (MEA-APMA), and Example 1 prepared above, a blood circulation test was carried out by the following method to evaluate the antithrombotic properties.
  • both ends of the stent graft were narrowed from the outside of the tube with a cable tie, and this was used as a blood circulation circuit for the stent graft.
  • An ACT measurement cartridge JACT-LR, Heiwa Bussan Corporation
  • Hemochron Hemochron Signature Elite, Heiwa Bussan Corporation
  • the ACT displayed on the screen was recorded. From the above measurements, it was confirmed that the ACT was around 200 sec, and the blood was used in the experiment.
  • ePTFE artificial blood vessel base material An artificial blood vessel made of expanded polyethylene tetrafluoroethylene (ePTFE) (manufactured by Gore Japan LLC, product name: Gore-Tex (registered trademark) EPTFE graft II, SGS-054L) was cut into a length of 5 cm. The cut ePTFE artificial blood vessel was washed by leaving it to stand in ethanol to obtain an ePTFE artificial blood vessel base material (ePTFEg (untreated with plasma), Comparative Example 2).
  • ePTFE expanded polyethylene tetrafluoroethylene
  • Plasma treatment of ePTFE artificial blood vessel substrate The washed ePTFE artificial blood vessel was set in a plasma irradiation device (Pico Full PC, manufactured by DIENER ELECTRONIC, low pressure type) and subjected to plasma irradiation (argon ionized gas plasma irradiation) for 3 minutes under the following conditions: pressure: 0.3 mbar, power: 50%, introduced gas: Ar gas 100%, LF output: 200 W, gas flow rate: 15 sccm.
  • the ePTFE artificial blood vessel after plasma irradiation was taken out into the atmosphere and left to stand for 30 minutes. As a result, an ePTFE artificial blood vessel substrate (ePTFEg (after plasma treatment)) with a plasma-treated surface was obtained.
  • the glass bottle was placed in a water bath at 37°C and reacted for 4 hours. Thereafter, the ePTFE artificial blood vessel was removed, and the unreacted GMA was washed with ethanol for 1 hour and dried at room temperature. As a result, an ePTFE artificial blood vessel (ePTFEg-GMA) to which GMA was bonded was obtained.
  • ePTFEg-GMA ePTFE artificial blood vessel
  • the reagent solution in the glass bottle was transferred to a glass tube, and nitrogen gas was introduced into the glass tube for 5 minutes to replace the gas in the system with nitrogen gas.
  • An ePTFE artificial blood vessel (ePTFEg-GMA) bound to GMA was placed in this reagent solution, and nitrogen gas was introduced from the glass tube for 5 minutes, after which the glass tube was covered with a rubber stopper.
  • the glass bottle was placed in a water bath at 37°C and reacted for 4 hours. After that, the ePTFE artificial blood vessel was taken out and washed by immersing in ethanol to remove unreacted CBA.
  • an ePTFE artificial blood vessel in which CBA was polymerized via GMA (ePTFEg-GMA-pCBA, Comparative Example 3) was obtained.
  • the stirring was performed at a speed of 400 rpm for 3 hours.
  • the Falcon tube was removed from the orbital shaker and left at room temperature overnight to react the primary amino group (-NH 2 ) of the p(MEA-APMA) copolymer with the carboxyl group (-COOH) of the CBA.
  • the ePTFE artificial blood vessel was removed from the Falcon tube and immersed in 50 mL of RO water for 5 minutes. This operation was repeated three times to perform washing, and the ePTFE artificial blood vessel was removed from the RO water and left at room temperature to dry.
  • an artificial blood vessel made of ePTFE (ePTFEg-GMA-pCBA-p(MEA-APMA), Example 2) was obtained in which the MEA-APMA copolymer was fixed via the GMA and CBA polymer chains.
  • ⁇ Blood Circulation Test 2> For each of the evaluation samples prepared above, ePTFEg (untreated with plasma, Comparative Example 2), ePTFEg-GMA-pCBA (Comparative Example 3), and ePTFEg-GMA-pCBA-p(MEA-APMA) (Example 2), a blood circulation test was carried out by the following method to evaluate the antithrombotic properties.
  • a circuit with a total length of 43 cm was filled with saline and set in a rotating device installed in an incubator at 40°C.
  • the rotating device was turned on, and saline was circulated at 20 rpm for 10 minutes, after which the saline was removed.
  • 4 mL of blood was filled into the circuit and set in a rotating device installed in an incubator at 40°C.
  • the rotating device was turned on, and blood was circulated at 20 rpm for 1 hour.
  • the glass bottle was placed in a water bath at 37°C, and the reaction was carried out for 4 hours. Thereafter, the silicone tube was removed, and the unreacted GMA was washed with ethanol for 1 hour and dried at room temperature. As a result, a silicone tube to which GMA was bonded (silicone tube-GMA) was obtained.
  • the reagent solution in the glass bottle was transferred to a glass tube, and nitrogen gas was introduced into the glass tube for 5 minutes to replace the gas in the system with nitrogen gas.
  • a silicone tube with GMA bonded thereto (silicone tube-GMA) was placed in the reagent solution, and nitrogen gas was introduced from the glass tube for 5 minutes, after which the glass tube was covered with a rubber stopper.
  • the glass bottle was placed in a water bath at 37°C and reacted for 4 hours. After that, the silicone tube was taken out and washed by immersing it in ethanol to remove the unreacted CBA. This resulted in a silicone tube in which CBA had been polymerized via GMA (silicone tube-GMA-pCBA).
  • the stirring was performed at a speed of 100 rpm for 3 hours. After stirring, the Falcon tube was removed from the orbital shaker and left to stand overnight at room temperature to react the primary amino group (-NH 2 ) of the p(MEA-APMA) copolymer with the carboxyl group (-COOH) of the CBA.
  • the silicone tube was removed from the Falcon tube and immersed in 50 mL of RO water for 5 minutes. This operation was repeated three times to perform washing, and the silicone tube was removed from the RO water and left to dry at room temperature. This resulted in a silicone tube in which the MEA-APMA copolymer was fixed via the GMA and CBA polymer chains (silicone tube-GMA-pCBA-p(MEA-APMA), Example 3).
  • a cut of about 1 cm was made in the direction parallel to the circuit at the location opposite the connector, and a micropipette tip with a cut tip was inserted into the cut.
  • the evaluation sample was cut to about 10 cm, and the lumen of the micropipette tip was used as a guide to insert the sample into the circuit by about 6 cm.
  • the micropipette tip was removed from the circuit, and the circuit inlet into which the sample was inserted and the opening outside the circuit of the sample were sealed with adhesive or the like.
  • PU Tube A polyurethane (PU) tube (Terumo Clinical Supply Corporation, product name: DewX (registered trademark) Eerna, outer diameter 1.7 mm, inner diameter 0.8 mm) was cut into a length of 10 cm. The cut PU tube was left to stand in ethanol for cleaning, to obtain a PU tube substrate (untreated with plasma).
  • PU polyurethane
  • Plasma treatment of PU tube The cleaned PU tube was set in a plasma irradiation device (Pico Full PC, manufactured by DIENER ELECTRONIC, low pressure type) and subjected to plasma irradiation (argon ionized gas plasma irradiation) for 3 minutes under the following conditions: pressure: 0.3 mbar, power: 50%, introduced gas: Ar gas 100%, LF output: 200 W, gas flow rate: 15 sccm.
  • the PU tube after plasma irradiation was taken out into the atmosphere and left to stand for 30 minutes. As a result, a PU tube substrate (PU tube (after plasma treatment)) with a plasma-treated surface was obtained.
  • the glass bottle was placed in a water bath at 37°C and reacted for 4 hours. Thereafter, the PU tube was removed, and the unreacted GMA was washed with ethanol for 1 hour and dried at room temperature. As a result, a PU tube bonded with GMA (PU tube-GMA) was obtained.
  • the reagent solution in the glass bottle was transferred to a glass tube, and nitrogen gas was introduced into the glass tube for 5 minutes to replace the gas in the system with nitrogen gas.
  • a PU tube with GMA bonded thereto (PU tube-GMA) was placed in this reagent solution, and nitrogen gas was introduced from the glass tube for 5 minutes, after which the glass tube was covered with a rubber stopper.
  • the glass bottle was placed in a water bath at 37°C and reacted for 4 hours.
  • the PU tube was then taken out and washed by immersing it in ethanol to remove unreacted CBA. This resulted in a PU tube in which CBA was polymerized via GMA (PU tube-GMA-pCBA).
  • the stirring was performed at a speed of 400 rpm for 3 hours.
  • the Falcon tube was removed from the orbital shaker and left to stand overnight at room temperature to react the primary amino group (-NH 2 ) of the p(MEA-APMA) copolymer with the carboxyl group (-COOH) of the CBA.
  • the PU tube was removed from the Falcon tube and immersed in 50 mL of RO water for 5 minutes. This operation was repeated three times to perform washing, and the PU tube was removed from the RO water and left to dry at room temperature.
  • a PU tube in which the MEA-APMA copolymer was fixed via GMA and CBA polymer chains (PU tube-GMA-pCBA-p(MEA-APMA), Example 4) was obtained.
  • ⁇ Blood Circulation Test 4> For the PU tube-GMA-pCBA-p (MEA-APMA) (Example 4) prepared above, a blood circulation test was carried out in the same manner as in the above ⁇ Blood circulation test 3> to evaluate the antithrombotic properties. A photograph of the appearance of the sample of Example 4 is shown in Figure 12. As shown in Figure 12, almost no thrombus formation was observed on the surface of the PU tube-GMA-pCBA-p (MEA-APMA) of Example 4.

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Abstract

医療用具において、抗血栓性をよりいっそう向上させうる手段を提供する。 本発明の医療用具は、基材と、前記基材に固定されたポリマーを有する抗血栓性層と、を備える医療用具であって、前記ポリマーは、前記基材に結合し、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー由来の構成単位a;カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有し、かつ、前記構成単位aと前記ポリマー鎖の末端とが結合した構成単位B;および前記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体由来の構成単位C;を有する。

Description

医療用具およびその製造方法
 本発明は、医療用具およびその製造方法に関する。
 近年、各種の高分子材料または金属材料を利用した医療材料の検討が進められており、人工腎臓用膜、血漿分離用膜、カテーテル、ステント、人工肺用膜、人工血管、癒着防止膜、人工皮膚、ステントグラフト、カバードステント、ガイドワイヤ、心臓ペースメーカー等への利用が期待されている。これらにおいては、生体にとって異物である合成高分子材料または金属材料を生体組織や血液等の体液と接触させて使用することとなる。したがって、医療材料は、生体適合性を有することが要求される。医療材料に要求される生体適合性はその目的や使用方法によって異なるが、血液と接する材料として使用する医療材料には、血液凝固系の抑制、血小板の粘着・活性化の抑制、補体系の活性化の抑制という特性(抗血栓性)が求められる。
 通常、医療用具への抗血栓性の付与は、医療用具を構成する基材を抗血栓性材料で被覆する方法や、基材の表面に抗血栓性材料を固定する方法により行われる。例えば、非特許文献1には、医療用延伸ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ePTFE)を表面グラフト重合により改質する手法が開示されている。より詳細には、当該文献には、ePTFE表面にアルゴンプラズマ処理を行うことで過酸化物基を生成させた後、グリシジルメタクリレート(GMA)を反応させてメタクリロイル基を構築し、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)をグラフト重合させることで、ePTFE表面にGMA由来の構成単位を介してMPCポリマー鎖を固定することが記載されている。当該文献によれば、GMAを用いたグラフト重合は、化学的に不活性なePTFE表面を改質し、新しい医療用具として機能させるための新しい方法を提供するものであるとされている。
Yihua Liu et al., "A surface graft polymerization process on chemically stable medical ePTFE for suppressing platelet adhesion and activation", Biomaterials Science, The Royal Society of Chemistry, 07 June 2018, Issue 6, Page 1908 to 1915.
 しかしながら、本発明者らの検討によれば、非特許文献1に記載の手法によっても、充分な抗血栓性を有する医療用具が得られない場合があることが判明した。
 そこで、本発明は、医療用具において、抗血栓性をよりいっそう向上させうる手段を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、基材表面に、所定の構成単位を介して抗血栓性モノマーをグラフト重合させてポリマー鎖を構築すること;および、抗血栓性モノマー由来の共重合体と上記ポリマー鎖とを結合させること;によって、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、上記目的は、下記の構成を有する本発明によって達成でき、本発明は、下記態様および形態を包含する。
 本発明の一形態は、
 1.基材と、
 上記基材に固定されたポリマーを有する抗血栓性層と、
を備える医療用具であって、
 上記ポリマーは、上記基材に結合し、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー由来の構成単位a;
 カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有し、かつ、上記構成単位aと上記ポリマー鎖の末端とが結合した構成単位B;および
 上記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体由来の構成単位C;を有する、医療用具である。
 2.上記1.に記載の医療用具において、上記第2の抗血栓性モノマーは、下記式(I)で表されるモノマーから選択される1種または2種以上であることが好ましい;
 上記式(I)中、
 Rは水素原子またはメチル基を表し、
 Xは式:-O-(RO)-Rで示される基、式:-O-(CHCHOH)-CHOHで示される基またはテトラヒドロフルフリルオキシ基を表し、この際、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキレン基を表し、Rは、炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキル基を表し、mは1~5の整数を表し、nは1~5の整数を表す。
 3.上記1.または2.に記載の医療用具において、上記第2の抗血栓性モノマーは、メトキシメチルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)、3-メトキシプロピルアクリレート(MC3A)、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート(EEA)、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート(EEEA)、エトキシプロピルアクリレート、エトキシブチルアクリレート、プロポキシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシブチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート(THFA)、メトキシメチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルメタクリレート、プロポキシメチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートおよびグリセロール(メタ)アクリレートから選択される1種または2種以上であることが好ましい。
 4.上記1.~3.のいずれかに記載の医療用具において、上記第1のモノマーは、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート(GMA)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、β-メチルグリシジルアクリレート、β-メチルグリシジルメタクリレートおよびアリルグリシジルエーテルから選択される1種または2種以上であることが好ましい。
 5.上記1.~4.のいずれかに記載の医療用具において、上記第1の抗血栓性モノマーは、下記式(II)で表されるモノマーから選択される1種または2種以上であることが好ましい:
 上記式(II)中、
 Rは水素原子またはメチル基を表し、
 Rは炭素原子数1~6の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、
 RおよびRはそれぞれ独立して炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキル基を表し、
 Rは炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、
 Zは-COOを表し、
 Yは酸素原子または-NH-を表す。
 6.上記1.~5.のいずれかに記載の医療用具において、上記第1の抗血栓性モノマーは、N-(メタ)アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシメチル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタインおよびN-(メタ)アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタインから選択される1種または2種以上であることが好ましい。
 7.上記1.~6.のいずれかに記載の医療用具において、上記第2のモノマーは、下記式(III)で表されるモノマーおよびその塩から選択される1種または2種以上であることが好ましい;
 上記式(III)中、
 Rは水素原子またはメチル基を表し、
 Yは酸素原子または-NH-を表し、
 pは1~4の整数を表す。
 8.上記1.~7.のいずれかに記載の医療用具において、上記第2のモノマーは、アミノメチルアクリルアミド、アミノメチルメタクリルアミド、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)、アミノブチルアクリルアミド、アミノブチルメタクリルアミド、アミノメチルアクリレート、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、アミノプロピルメタクリレート、アミノブチルアクリレートおよびアミノブチルメタクリレートならびにこれらの塩から選択される1種または2種以上であることが好ましい。
 9.上記1.~8.のいずれかに記載の医療用具において、上記構成単位Cにおける、上記構成単位c1と上記構成単位c2とのモル比(c1:c2)は、1:1~1:20であることが好ましい。
 10.上記1.~9.のいずれかに記載の医療用具において、上記基材は、プラスチック基材含むことが好ましい。
 11.上記10.に記載の医療用具において、上記プラスチック基材は、多孔質体であることが好ましい。
 12.上記1.~11.のいずれかに記載の医療用具において、上記医療用具は、人工血管、ステントグラフト、カバードステントまたはカテーテルであることが好ましい。
 また、本発明の他の態様は、
 13.上記基材表面の少なくとも一部にプラズマを照射することと、
 上記プラズマ照射後の上記基材に上記第1のモノマーを接触させることと、
 上記第1のモノマーを接触させた後の上記基材に上記第2のモノマーを接触させることと、
 上記第2のモノマーを接触させた後の上記基材に上記共重合体を接触させることと、
を有する、上記1.~12のいずれかに記載の医療用具の製造方法である。
図1は、本発明における抗血栓性層の固定を説明するための図である。 図2は、本発明に係る医療用具の代表的な実施形態の構造を模式的に表した部分断面図である。図2において、10は基材を、11は抗血栓性層を、100は医療用具を、それぞれ表す。 図3は、図2の実施形態の応用例として、構造の異なる構成例を模式的に表した部分断面図である。図3において、10は基材を、10aは基材コア部を、10bは基材表面層を、11は抗血栓性層を、100は医療用具を、それぞれ表す。 図4は、ステントグラフト用の血液循環回路を示す写真である。 図5は、血液循環試験後の比較例1のPET製ステントグラフト基材(PET製SG(プラズマ未処理))の外観写真である。 図6は、血液循環試験後の実施例1のGMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたPET製ステントグラフト(PET製SG-GMA-pCBA-p(MEA-APMA))の外観写真である。 図7は、血液循環試験後の比較例2のePTFE製人工血管(ePTFEg(プラズマ未処理))を走査型電子顕微鏡によって観察したSEM画像である。 図8は、血液循環試験後の比較例3のGMAを介してCBAが重合したePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA-pCBA)を走査型電子顕微鏡によって観察したSEM画像である。 図9は、血液循環試験後の実施例2のGMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA-pCBA-p(MEA-APMA))を走査型電子顕微鏡によって観察したSEM画像である。 図10は、血液循環試験後の比較例4のシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ(プラズマ未処理))の外観写真である。 図11は、血液循環試験後の実施例3のGMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA))の外観写真である。 図12は、血液循環試験後の実施例4のGMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたポリウレタン製チューブ(PU製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA))の外観写真である。
 本発明の一形態によれば、基材と、上記基材に固定されたポリマーを有する抗血栓性層を備える医療用具が提供される。上記ポリマーは、上記基材に結合し、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー由来の構成単位a;カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有し、かつ、上記構成単位aと上記ポリマー鎖の末端とが結合した構成単位B;および上記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体由来の構成単位Cを有する。
 本発明者らは、驚くべきことに、かような構成を有する医療用具は、優れた抗血栓性を有する(すなわち、血栓を構成しうるタンパク質や細胞等の付着を効果的に抑制できる)ことを見出した。ここで、本発明の構成による上記作用効果の発揮のメカニズムは以下のように推測される。
 図1は、本発明における抗血栓性層の固定を説明するための図である。図1に示すように、本発明に係る医療用具は、プラズマ照射により、表面に水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH、図示せず)が形成された基材に対して、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基(例えば、グリシジル基)およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー(例えば、グリシジルメタクリレート(GMA))を反応させ、第1のモノマー由来の構成単位aを基材表面に固定する。これにより、エチレン性不飽和基が基材表面に構築される。その後、構成単位a中のエチレン性不飽和基に、カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー(例えば、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA))をグラフト重合させることにより、第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有する構成単位Bが形成される。当該ポリマー鎖は、上記構成単位aのエチレン性不飽和基からグラフト重合により伸長したものであるため、上記構成単位aと当該ポリマー鎖の末端とは互いに結合している。その後、アミノ基(-NH)を有する第2のモノマー(例えば、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA))由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー(例えば、メトキシエチルアクリレート(MEA))由来の構成単位c2とを有する共重合体(p(MEA-APMA))を上記ポリマー鎖と反応(脱水縮合反応)させる。これにより、CBA由来のカルボキシル基と、APMA由来のアミノ基とがアミド結合(-C(=O)-NH-)を形成し、上記共重合体由来の構成単位Cが固定される。その結果、構成単位a、構成単位Bおよび構成単位Cを含むポリマーを有する抗血栓性層が、基材表面に共有結合を介して固定される。かような構成により、非特許文献1と比較して、より多くの抗血栓性モノマー由来のポリマーを基材表面に固定することができるため、医療用具における抗血栓性をよりいっそう向上させることが可能となる。なお、非特許文献1に記載された技術では、グラフト重合のみによって抗血栓性モノマー由来のポリマーを基材表面に固定化している。本発明者らの検討によれば、グラフト重合によるポリマー鎖の伸長には限界があるため、非特許文献1に記載された技術では、充分な抗血栓性を付与することができない場合があることが判明した。本発明に係る抗血栓性層は、第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有する構成単位Bに加え、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2を含む共重合体由来の構成単位Cをも有するものであるため、医療用具の抗血栓性をよりいっそう向上させることが可能となる。ゆえに、本発明によれば、医療用具において、抗血栓性をよりいっそう向上させうる手段が提供される。
 なお、上記メカニズムは推測であり、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではない。
 本明細書において、上記構成を有する医療用具を、単に「本発明に係る医療用具」または「医療用具」とも称する。また、本明細書において、「水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー由来の構成単位a」を、単に「本発明に係る構成単位a」または「構成単位a」とも称する。本明細書において、「カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位b」を、単に「本発明に係る構成単位b」または「構成単位b」とも称する。本明細書において、「カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖」を、単に「本発明に係るポリマー鎖」または「ポリマー鎖」とも称する。本明細書において、「カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有し、かつ、前記構成単位aと前記ポリマー鎖の末端とが結合した構成単位B」を、単に「本発明に係る構成単位B」または「構成単位B」とも称する。本明細書において、「アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1」を、単に「本発明に係る構成単位c1」または「構成単位c1」とも称する。本明細書において、「第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2」を、単に「本発明に係る構成単位c2」または「構成単位c2」とも称する。本明細書において、「前記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体」を、単に「本発明に係る共重合体」または「共重合体」とも称する。本明細書において、「前記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体由来の構成単位C」を、単に「本発明に係る構成単位C」または「構成単位C」とも称する。本明細書において、構成単位aと、構成単位Bと、構成単位Cとを含むポリマー(重合体)を、単に「本発明に係るポリマー」または「ポリマー」とも称する。
 本明細書において、ある構成単位があるモノマー(単量体)に「由来する」と規定される場合には、当該構成単位が、対応するモノマー(単量体)の有する反応性基が縮合反応することにより生じる、および/または、エチレン性不飽和基(重合性不飽和二重結合)の一方の結合の切断により生じる、構成単位であることを意味する。
 本明細書において、「(メタ)アクリル」との語は、アクリルおよびメタクリルの双方を包含する。よって、例えば、「(メタ)アクリル酸」との語は、アクリル酸およびメタクリル酸の双方を包含する。同様に、「(メタ)アクリロイル」との語は、アクリロイルおよびメタクリロイルの双方を包含する。よって、例えば、「(メタ)アクリロイル基」との語は、アクリロイル基およびメタクリロイル基の双方を包含する。さらに同様に、「(メタ)アクリレート」との語は、アクリレートおよびメタクリレートの双方を包含する。よって、例えば、「アルコキシアルキル(メタ)アクリレート」との語は、アルコキシアルキルアクリレートおよびアルコキシアルキルメタクリレートの双方を包含する。
 本明細書において、範囲を示す「X~Y」は、XおよびYを含み、「X以上Y以下」を意味する。また、「Aおよび/またはB」は、A、Bの各々および一つ以上のすべての組み合わせを含み、具体的には、AおよびBの少なくとも一方を意味し、A、BならびにAとBとの組み合わせを意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20~25℃)/相対湿度40~50%RHの条件で測定する。
 以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみに限定されず、特許請求の範囲内で種々改変することができる。また、本明細書に記載される実施の形態は、任意に組み合わせることにより、他の実施の形態とすることができる。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明した場合では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
 本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むと理解されるべきである。したがって、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」等)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むと理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられると理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含む)が優先する。
 [医療用具]
 以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係る医療用具の構成について説明する。
 図2は、本発明に係る医療用具の代表的な実施形態の構造を模式的に表した部分断面図である。図3は、本実施形態の応用例として、構造の異なる構成例を模式的に表した部分断面図である。
 図2および図3に示されるように、本発明の一実施形態に係る医療用具100は、基材10と、上記基材10の少なくとも一部に形成された抗血栓性層11と、を備える。ここで、本実施形態の医療用具100は、基材10と、抗血栓性層11と、がこの順に直接積層されてなる。すなわち、基材10と、抗血栓性層11と、がこの順に隣接して積層されてなる。
 本実施形態においては、抗血栓性層を構成するポリマーと、基材の表面とは共有結合によって化学的に結合しており(より詳細には、第1のモノマー中の反応性基と、プラズマ処理により生成した水酸基(-OH)またはカルボキシル基(-COOH)とは、共有結合により結合しており)、これにより抗血栓性を長期間維持することができる。
 また、本明細書において、「抗血栓性層が、基材の少なくとも一部に形成されている」としたのは、医療用具の用途の一例である、人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等において、必ずしもこれらの医療用具の全ての表面(表面全体)に抗血栓性を付与する必要はなく、抗血栓性を有することが求められる表面部分(一部の場合もあれば全部の場合もある)のみに抗血栓性層が形成されていればよいためである。このため、抗血栓性層は、基材10のうち少なくとも血液と接触する部分に形成されることが好ましい。例えば、医療用具が人工血管、ステントグラフト、カバードステントまたはカテーテルである場合には、基材の全表面に抗血栓性層が形成されることが好ましい。
 《基材(基材層)》
 本発明の一実施形態に係る医療用具を構成する基材10は、特に制限されないが、プラスチック基材(高分子基材)および金属基材の少なくとも1種を含むことが好ましい。プラスチック基材としては、人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等の医療用具に求められる特性(例えば、機械的強度など)に応じて、最適な基材を適宜選択することができ、一例として、機械的強度、可撓性、平滑性などの基材に求められる特性を有するものが好ましい。また、金属基材としては、ステントグラフト、カバードステント、ステント、ガイドワイヤ、心臓ペースメーカー等の医療用具に求められる特性(例えば、機械的強度等)に応じて、最適な基材を適宜選択することができる。一例として、機械的強度、弾性、靭性等の基材に求められる特性を有するものが好ましい。
 基材10は、その少なくとも表面がプラスチック基材または金属基材で構成されていることが好ましい。一例として、図2に示されるように、基材全体(全部)がプラスチック基材または金属基材で構成(形成)されていてもよい。また、図3に示されるように、セラミックス材料等の材料で形成された基材コア部10aの表面に、プラスチック基材または金属基材で形成された基材表面層10bを構成(形成)した構造を有していてもよい。また、基材コア部10aと基材表面層10bとが複合化(適当な反応処理)されて、基材10を形成してなるものであってもよい。よって、基材コア部10aが、異なる材料を多層に積層してなる多層構造体、あるいは医療用具の部分ごとに異なる材料で形成された部材を繋ぎ合わせた構造(複合体)等であってもよい。また、基材コア部10aと基材表面層10bとの間に、さらに別のミドル層(図示せず)が形成されていてもよい。さらに、基材表面層10bに関しても、その表面がプラスチック基材または金属基材で構成(形成)されているものであれば、異なる材料を多層に積層してなる多層構造体、あるいは医療用具の部分ごとに異なる材料で形成された部材を繋ぎ合わせた構造(複合体)等であってもよい。
 基材10および基材表面層10bを構成(形成)するプラスチック材料(高分子材料)としては、特に制限されるものではなく、人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等の医療用具に一般的に使用される高分子材料が使用される。具体的には、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66(いずれも登録商標)などのポリアミド樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、変性ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリスチレン等のスチロール樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂(アリル樹脂)、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ePTFE(延伸ポリエチレンテトラフルオロエチレン:expanded polytetrafluoroethylene)等のフッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノ樹脂(ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂)、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂(ケイ素樹脂)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等のポリエーテル樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。上記高分子材料としては、医療用具の用途に応じて適宜選択することができる。使用用途の一例である人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等の基材を構成(形成)する高分子材料(プラスチック)としては、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーン樹脂(ケイ素樹脂)からなる群より選択される1種または2種以上を含むと好ましく、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーン樹脂(ケイ素樹脂)からなる群より選択される1種または2種以上であることがより好ましい。さらに機械的強度の観点から、上記高分子材料(プラスチック)としては、ポリエステル樹脂を含むとより好ましい。
 また、基材10および基材表面層10bを構成(形成)する金属材料としては、特に制限されるものではなく、ステントグラフト、カバードステント、ステント、ガイドワイヤ、心臓ペースメーカー等の医療用具に一般的に使用される金属材料が使用される。具体的には、金、白金、銀、銅、ニッケル、コバルト、チタン、鉄、アルミニウム、スズ、ステンレス鋼(例えば、SUS304、SUS314、SUS316、SUS316L、SUS420J2、SUS630、SUS631)、ニッケル-チタン合金、ニッケル-コバルト合金、コバルト-クロム合金、亜鉛-タングステン合金等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。上記金属材料は、医療用具の用途に応じて適宜選択することができる。使用用途の一例であるステントグラフト、カバードステント、ステント、ガイドワイヤ、心臓ペースメーカー等の基材を構成(形成)する金属材料としては、ステンレス鋼およびニッケル-チタン合金からなる群より選択される1種または2種以上であることがより好ましく、汎用性の観点から、ニッケル-チタン合金からなる群より選択される1種または2種以上であることがさらに好ましい。すなわち、本発明の一実施形態に係る医療用具は、上記金属が、金、白金、銀、銅、ニッケル、コバルト、チタン、鉄、アルミニウム、スズ、ステンレス鋼、ニッケル-チタン合金、ニッケル-コバルト合金、コバルト-クロム合金および亜鉛-タングステン合金からなる群より選択される1種または2種以上である。より好ましい一形態によれば、金属は、ステンレス鋼およびニッケル-チタン合金からなる群より選択される1種または2種以上である。さらに好ましい一形態によれば、金属は、ニッケル-チタン合金からなる群より選択される1種または2種以上である。
 上述の基材コア部10aに用いることができる材料としては、特に制限されるものではなく、医療用具の用途に応じて最適な基材コア部10aとしての機能を充分に発現し得る材料を適宜選択すればよい。基材10および基材表面層10bがプラスチック材料から構成される場合においては、基材コア部10aの材料としては、上述した各種金属材料、各種セラミックス材料などの無機材料、さらには金属-セラミックス複合体などが例示できるが、これらに何ら制限されるものではない。また、基材10および基材表面層10bが金属材料から構成される場合においては、基材コア部10aの材料としては、上述した各種プラスチック材料、各種セラミックス材料等の無機材料等が例示できるが、これらに何ら制限されるものではない。
 または、基材コア部10aが、基材表面層10bを形成(構成)するプラスチック材料または金属材料以外の、プラスチック材料もしくは金属材料で構成されてもよい。このようなプラスチック材料もしくは金属材料の例としては、特に限定されるものではなく、上記と同様のものが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 好ましくは、上記基材10は、プラスチック基材を含むもしくはプラスチック基材から構成される、または、基材表面層10bがプラスチック基材を含むもしくはプラスチック基材から構成される。より好ましくは、上記基材10は、プラスチック材料から構成される、または基材表面層10bがプラスチック材料から構成される。すなわち、本発明の一形態によれば、上記基材は、プラスチック基材を含む。本発明のより好ましい一形態によれば、上記基材は、プラスチック基材からなる。
 基材10の形状は、特に制限されることはなく、シート状、フィルム状、管状、二股など複数の分岐管を有する形状(例えば、Y字状)、線状(ワイヤ)、繊維(糸)状など使用態様により適宜選択される。また、基材10は、多孔質体から構成されることが好ましい。本明細書において、本発明において「多孔質体」とは、体液および/または細胞の進展または侵入を許容する空隙を有する構造体を意味する。細孔の平均細孔径は、好ましくは1~100μmであり、より好ましくは1~20μmである。ここで、平均細孔径は、以下の手法により測定される。まず、基材表面を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察し、数~数十視野中に観察される各細孔の細孔面積を測定する。そして、各細孔の細孔面積と同じ面積を有する真円の直径(円相当径)を算出し、それらの算術平均値を平均細孔径とする。上記細孔径を有する細孔を備えた多孔質体は、血管内皮細胞に対する細胞接着性が良好であることから、血液中に露出する金属基材の表面が内皮細胞に覆われ易くなり、血栓形成のリスクをより低下させることができる。すなわち、本発明の一実施形態に係る医療用具において、上記基材は、多孔質体である。本発明のより好ましい一実施形態によれば、上記基材は、プラスチック基材を含み、当該プラスチック基材は、多孔質体である。なお、プラスチック基材からなる多孔質体としては、特に制限されないが、例えば、繊維(糸)を用いて構成される布(織布、不織布)、ePTFE(延伸ポリエチレンテトラフルオロエチレン:expanded polytetrafluoroethylene)などが挙げられる。
 《抗血栓性層》
 本発明に係る抗血栓性層は、上記基材に固定されたポリマーを有する。上記ポリマーは、上記基材に結合し、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー由来の構成単位a;カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有し、かつ、上記構成単位aと上記ポリマー鎖の末端とが結合した構成単位B;および上記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体由来の構成単位C;を有する。抗血栓性層は、1層形態であってもまたは2層以上の積層形態であってもよい。好ましくは、抗血栓性層は1層形態である。なお、本明細書において、「抗血栓性」とは、血液と接触する表面において血液の凝固を低減する性質をいう。
 第1のモノマーは、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有するものであれば、特に制限されない。
 第1のモノマー中の水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基としては、例えば、エポキシ基(-CO)、グリシジル基(-CH(CO))、アミノ基(-NH)などが挙げられる。中でも、反応性基は、高い反応性を有することから、エポキシ基およびグリシジル基が好ましく、グリシジル基がより好ましい。より詳細には、プラスチック基材にプラズマ処理を施すと、基材表面に水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)が形成される。また、金属基材にプラズマ処理を施すと、基材表面に水酸基(-OH)が形成される。上記の反応性基は、水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)と反応(縮合反応)し、共有結合(例えば、エーテル結合(-O-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)など)を形成する。これにより、抗血栓性層は基材に強固に固定化される。
 第1のモノマー中のエチレン性不飽和基は、後述する第1の抗血栓性モノマーと重合反応しうる基である。エチレン性不飽和基としては、アクリロイル基(CH=CH-C(=O)-)、メタクリロイル基(CH=C(CH)-C(=O)-)、ビニル基(CH=CH-)、アリル基(CH=CH-CH-)が挙げられる。中でも、第1のモノマーは、アクリロイル基およびメタクリロイル基の少なくとも一方を有することが好ましい。
 一実施形態において、第1のモノマーの具体例としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート(GMA)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、β-メチルグリシジルアクリレート、β-メチルグリシジルメタクリレート等のグリシジル基(エポキシ基)を有する(メタ)アクリル酸エステル;アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基(エポキシ基)を有するビニルエーテル等が挙げられるが、これらに制限されない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、水酸基またはカルボキシル基との反応性のさらなる向上の観点から、第1のモノマーは、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、β-メチルグリシジルアクリレート、およびβ-メチルグリシジルメタクリレートからなる群より選択される1種または2種以上を含むことが好ましい。さらに、第1のモノマーは、グリシジルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートからなる群より選択される1種または2種を含むことがより好ましい。さらにまた、第1のモノマーは、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートを含むことがさらに好ましく、グリシジルメタクリレートを含むことが特に好ましく、グリシジルメタクリレートであることが最も好ましい。すなわち、本発明の最も好ましい形態では、構成単位aは、グリシジルメタクリレート(GMA)由来である。
 また、他の実施形態において、第1のモノマーの具体例としては、アミノメチルアクリルアミド、アミノメチルメタクリルアミド、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)、アミノブチルアクリルアミド、アミノブチルメタクリルアミド等が挙げられるが、これらに制限されない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、水酸基またはカルボキシル基との反応性のさらなる向上の観点から、第1のモノマーは、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)を含むことが好ましい。
 第1の抗血栓性モノマーは、カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有し、そのホモポリマーが、抗血栓性を有するものであれば、特に制限されない。
 第1の抗血栓性モノマーの具体例としては、下記式(II)で表されるモノマーが挙げられる。これらのモノマー由来のホモポリマーは、優れた抗血栓性を示しうる。
 上記式(II)中、
 Rは水素原子またはメチル基を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、Rはメチル基であると好ましい。
 Rは炭素原子数1~6の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表す。炭素原子数1~6の直鎖または分岐鎖のアルキレン基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。これらのうち、優れた抗血栓性を得るという観点から、Rは、炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキレン基であると好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基であるとより好ましく、エチレン基、トリメチレン基であると特に好ましい。
 RおよびRはそれぞれ独立して炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキル基を表す。炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。これらのうち、優れた抗血栓性を得るという観点から、RおよびRは、それぞれ独立して炭素数1~3の直鎖状または分岐状のアルキル基であると好ましく、炭素数1または2のアルキル基(メチル基、エチル基)であるとより好ましく、メチル基であると特に好ましい。
 Rは炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表す。炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキレン基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基等が挙げられる。これらのうち、優れた抗血栓性を得るという観点から、Rは、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基であると好ましく、メチレン基であるとより好ましい。
 Zは-COOを表す。
 Yは酸素原子または-NH-を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、Yは、酸素原子であると好ましい。
 上記式(II)で表されるカルボキシベタイン型の双性イオンモノマーとしては、N-(メタ)アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシメチル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、後者の場合、各モノマー由来の構成単位は、ブロック状に存在しても、ランダム状に存在してもよい。これらのうち、優れた抗血栓性を得るという観点からは、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタインが好ましく、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)がより好ましい。すなわち、本発明の最も好ましい形態では、構成単位bは、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)由来である。
 第2のモノマーは、アミノ基を有するものであれば、特に制限されない。当該アミノ基は、上記第1の抗血栓性モノマー由来のカルボキシル基とアミド結合を形成しうる。なお、第2のモノマーは、そのホモポリマーが、抗血栓性を有するものであっても構わない。
 第2のモノマーの具体例としては、下記式(III)で表されるモノマーおよびその塩が挙げられる。
 上記式(III)中、
 Rは水素原子またはメチル基を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、Rはメチル基であると好ましい。
 Yは酸素原子または-NH-を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、Yは-NH-であると好ましい。
 pは1~4の整数を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、pは2~4の整数であると好ましく、2または3であるとより好ましく、3であるとさらに好ましい。
 上記式(III)で表される第2のモノマーの具体例としては、アミノメチルアクリルアミド、アミノメチルメタクリルアミド、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)、アミノブチルアクリルアミド、アミノブチルメタクリルアミド、アミノメチルアクリレート、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、アミノプロピルメタクリレート、アミノブチルアクリレートおよびアミノブチルメタクリレート等が挙げられるが、これらに制限されない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、後者の場合、各モノマー由来の構成単位は、ブロック状に存在しても、ランダム状に存在してもよい。これらのうち、カルボキシル基との反応性のさらなる向上、抗血栓性をさらに付与できるとの観点から、第2のモノマーは、アミノメチルアクリルアミド、アミノメチルメタクリルアミド、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)、アミノブチルアクリルアミド、アミノブチルメタクリルアミド、アミノメチルアクリレート、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、アミノプロピルメタクリレート、アミノブチルアクリレートおよびアミノブチルメタクリレートならびにこれらの塩から選択される1種または2種以上であることが好ましい。さらに、第2のモノマーは、アミノメチルアクリルアミド、アミノメチルメタクリルアミド、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)、アミノブチルアクリルアミド、アミノブチルメタクリルアミドおよびこれらの塩から選択される1種または2種以上であることがより好ましい。さらに、第2のモノマーは、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)およびこれらの塩から選択される1種または2種以上であることがさらに好ましい。さらに、第2のモノマーは、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)およびこれらの塩から選択される1種または2種以上であることが特に好ましい。さらに、第2のモノマーは、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)およびその塩から選択されることが最も好ましい。すなわち、本発明の最も好ましい形態では、構成単位c1は、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)由来である。
 第2の抗血栓性モノマーは、そのホモポリマーが、抗血栓性を有するものであれば、特に制限されない。
 第2の抗血栓性モノマーの具体例としては、下記式(I)で表されるモノマーが挙げられる。これらのモノマー由来のホモポリマーは、優れた抗血栓性に加え、血管内皮細胞に対する細胞接着性を有する。このことから、第2の抗血栓性モノマーとして、上記式(I)で表されるモノマーから選択される1種または2種以上を用いることにより、基材の表面に、抗血栓性と血管内皮細胞接着性の両方を有する抗血栓性層を形成できる。これにより、例えば、人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等の医療用具において、血液中に露出する基材の表面が内皮細胞に覆われ易くなり、血栓形成のリスクをより低下させることができる。
 上記式(I)中、
 Rは水素原子またはメチル基を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、好ましくは、Rは水素原子である。
 Xは式:-O-(RO)-Rで示される基、式:-O-(CHCHOH)-CHOHで示される基またはテトラヒドロフルフリルオキシ基を表す。優れた抗血栓性を得るという観点から、Xは式:-O-(RO)-Rで示される基であることが好ましい。
 Xが式:-O-(RO)-Rで示される基である場合において、Rは、それぞれ独立して炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基等が挙げられる。これらのうち、優れた抗血栓性を得るという観点から、Rは、それぞれ独立してメチレン基、エチレン基またはトリメチレン基であるとより好ましく、エチレン基またはトリメチレン基であると特に好ましく、エチレン基であると最も好ましい。なお、-RO-が複数存在する(mが2以上である)場合には、各-RO-は同じであってもまたは異なるものであってもよい。Rは、炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基といった直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。これらのうち、優れた抗血栓性を得るという観点から、Rは、炭素数1~3の直鎖状または分岐状のアルキル基であると好ましく、炭素数1または2のアルキル基(メチル基、エチル基)であるとより好ましく、メチル基であると特に好ましい。mは、(-RO-)基の数を表し、1~5の整数であり、優れた抗血栓性を得るという観点から、mは1~3の整数であると好ましく、1または2であるとより好ましく、1であると特に好ましい。
 Xが式:-O-(CHCHOH)-CHOHで示される基である場合において、nは、(-CHCHOH-)基の数を表し、1~5の整数である。抗血栓性向上の観点から、nは1~3の整数であると好ましく、1または2であるとより好ましく、1であると特に好ましい。
 上記式(I)で表されるモノマーの具体例としては、メトキシメチルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)、3-メトキシプロピルアクリレート(MC3A)、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート(EEA)、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート(EEEA)、エトキシプロピルアクリレート、エトキシブチルアクリレート、プロポキシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシブチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート(THFA)、メトキシメチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルメタクリレート、プロポキシメチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等が挙げられるが、これらに制限されない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、後者の場合、各モノマー由来の構成単位は、ブロック状に存在しても、ランダム状に存在してもよい。これらのうち、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)、3-メトキシプロピルアクリレート(MC3A)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(THFA)が好ましく、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)、3-メトキシプロピルアクリレート(MC3A)がより好ましい。2-メトキシエチルアクリレート(MEA)がさらに好ましい。すなわち、本発明の最も好ましい形態では、構成単位c2は、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)由来である。
 本発明に係る共重合体は、第2のモノマー由来の構成単位c1および第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2を必須に含むが、これらの構成単位に加えて、他の構成単位を有していてもよい。共重合体が他の構成単位を有する場合の、他の構成単位を構成するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロイルモルホリン、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート、N-ビニルピロリドン、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、2-メタクリロイルオキシエチル-D-グリコシド、2-メタクリロイルオキシエチル-D-マンノシド、ビニルメチルエーテル、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、1-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェニルオキシ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、アジピン酸、グルタル酸、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどが挙げられる。他の構成単位を構成するモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明に係る共重合体が他の構成単位を有する場合の、他の構成単位の含有量は、共重合体を構成する全構成単位に対して、0モル%を超えて5モル%以下であることが好ましい。すなわち、共重合体において、共重合体を構成する全構成単位の合計を100モル%としたとき、構成単位c1および構成単位c2の含有量の合計が95モル%以上であると好ましい(上限:100モル%未満)。より好ましくは、共重合体は、構成単位c1および構成単位c2から実質的に構成される(他の構成単位の含有量=0モル%を超えて5モル%未満)。当該形態であれば、より優れた抗血栓性が発揮されうる。好ましくは、本発明に係る共重合体は、上記他の構成単位を含まない(他の構成単位の含有量=0モル%)。
 なお、各構成単位の組成は、公知の方法によって測定できる。例えば、共重合体溶液のH-NMRスペクトルの各シグナルの強度の積分比を測定することによって、構成単位の組成(モル比)を測定できる。
 本発明に係るポリマーにおいて、構成単位aの数に対する構成単位bの数の割合は特に制限されないが、充分な抗血栓性を発現させることから、当該割合は、好ましくは30以上であり、より好ましくは30以上200以下であり、さらに好ましくは30以上150以下である。すなわち、本発明の一実施形態に係る医療用具は、上記ポリマーにおける上記構成単位aの数に対する上記構成単位bの数の割合が30以上である。第1のモノマーを反応させた後の基材との反応に供する(接触させる)第1の抗血栓性モノマーのモル数や、基材への第1の抗血栓性モノマーの反応時間を制御することによって、一つの構成単位aに対して、所定の数の構成単位bが連結したポリマーを得ることができる。
 構成単位bを含むポリマー鎖の末端は、特に制限されず、使用されるモノマーの種類によって適宜規定されうる。一実施形態において、本発明に係るポリマー鎖の末端は、水素原子である。また、本発明に係るポリマー鎖をラジカル重合法により調製する場合、ポリマーの末端は、重合開始剤に由来する構成単位(官能基)によって封止されうる。後者の形態(重合開始剤に由来の官能基により封止された形態)においては、ポリマーの末端は、カルボキシル基でありうる。
 本発明に係るポリマーにおいて、構成単位Cにおける、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とのモル比(c1:c2)は特に制限されない。構成単位Bとの反応性および抗血栓性を向上させる観点から、当該モル比は、好ましくは1:1~1:20であり、より好ましくは1:3~1:18であり、さらに好ましくは1:5~1:15である。すなわち、本発明の一実施形態に係る医療用具は、上記構成単位Cにおける、上記構成単位c1と上記構成単位c2とのモル比(c1:c2)は、1:1~1:20である。当該モル比は、構成単位c1と構成単位c2とを有する共重合体を合成する際の、第2のモノマーと、第2の抗血栓性モノマーとの配合量により制御することができる。各構成単位の組成は、共重合体を製造する際の各モノマーの仕込み量(モル)の割合と実質的に同等である。なお、上記モル比(c1:c2)は、H-NMR、13C-NMR等の分析手段を用いることにより測定できる。
 本発明に係る共重合体の構造は、特に制限されず、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよい。好ましくは、本発明に係る共重合体は、ランダム共重合体またはブロック共重合体である。すなわち、本発明に係る共重合体は、構成単位c1を有するセグメントと構成単位c2を有するセグメントとを有するランダム共重合体、または構成単位c1からなるブロックと構成単位c2からなるブロックとを有するブロック共重合体であると好ましい。構成単位Bと構成単位Cとの結合性を向上させる(抗血栓性を向上させる)観点から、本発明に係る共重合体は、ランダム共重合体であることがより好ましい。本発明に係るポリマーの重量平均分子量は、数千~数百万、好ましくは1万~500万である。本明細書において、「重量平均分子量」は、ポリスチレンを標準物質とし、移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を用いるゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography、GPC)により測定した値を採用するものとする。なお、本発明に係るポリマーの分子量は、構成単位の種類およびその構成単位数により算出することもできる。構成単位Bと構成単位Cとの結合性を向上させる(抗血栓性を向上させる)観点から、本発明に係るポリマーにおいて、構成単位bに対する構成単位c1の割合は、好ましくは10以上1000以下であり、より好ましくは50以上800以下であり、さらに好ましくは100以上500以下であり、特に好ましくは200以上400以下である。
 抗血栓性層の厚み(乾燥膜厚)は、例えば、0.1~10μmであり、好ましくは0.5~5μmであり、より好ましくは1~3μm程度である。
 [医療用具の製造方法]
 本発明の他の態様は、上記医療用具の製造方法もまた提供する。すなわち、本発明の一実施形態は、上記基材表面の少なくとも一部にプラズマを照射することと、上記プラズマ照射後の上記基材に上記第1のモノマーを接触させることと、上記第1のモノマーを接触させた後の上記基材に上記第1の抗血栓性モノマーを接触させることと、上記第1の抗血栓性モノマーを接触させた後の上記基材に上記共重合体を接触させることと、を有する、上記医療用具の製造方法(本明細書中、単に「本発明に係る医療用具の製造方法」とも称する)である。
 以下、本発明に係る医療用具の製造方法において行われる各工程について、好ましい形態を説明する。なお、本発明に係る医療用具の製造方法は、下記形態に限定されない。
 《プラズマ照射工程(プラズマ処理工程)》
 本工程では、基材表面の少なくとも一部にプラズマを照射する(プラズマ処理を行う)。これにより、基材の表面が酸化され、上述したように、水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)が生成しうる。そして、このような基材表面に対して、第1のモノマーを接触させることで、第1のモノマーに含まれる反応性基(例えば、エポキシ基(-CO)、グリシジル基(-CH(CO))、アミノ基(-NH)など)と、基材表面に形成された水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)とが反応(縮合反応)し、エーテル結合(-O-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)結合などを形成しうる。その結果、本発明に係るポリマーが基材上に強固に固定されるため、抗血栓性を長期にわたって維持しうる医療用具を製造することができる。
 小口径の人工血管、ステントグラフト等の細く狭い内表面であっても、所望のプラズマ処理を施すことが可能であることから、プラズマ照射工程は、イオン化ガスプラズマ処理によって行われると好ましい。
 基材の表面にイオン化ガスプラズマ照射する前に、適当な方法で基材表面を洗浄しておくのがよい。すなわち、イオン化ガスプラズマ照射により基材の表面に水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)を生成させる前に、基材表面に付着した油脂や汚れなどを取り除いておくことが好ましい。洗浄処理の方法は特に制限されず、適当な溶剤で洗浄(例えば、超音波洗浄、洗浄溶媒に浸漬する方法、洗浄溶媒をかけ流す方法、等)することによって行うことができる。
 プラズマ処理における圧力条件は、特に制限されるものではなく、減圧下、大気圧下のいずれでも可能である。自由な角度からプラズマガスの照射ができること、真空装置が必要ないため装置が小型化できること、省スペース、低コストでのシステム構成が実現できること、経済的にも優れることなどの観点から、大気圧下で行うことが好ましい。また、プラズマ照射ノズルを人工血管、ステントグラフトなどの被処理物を中心にその周りを一回転させながらプラズマガスを照射することで、被処理物の全周をムラなく均一にプラズマ処理することもできる。
 プラズマ処理に用いることのできるイオン化ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、空気、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気、窒素および水素等からなる群より選択される一種類以上のガスである。なお、プラズマ処理条件(照射時間、RF出力、印過電流、ガス流量、電極間ギャップ、プラズマ照射距離)は、特に制限されず、第1のモノマーと基材との結合性(固定化しやすさ)や、用いられる基材の種類、面積等に応じて適宜選択されうる。
 一例として、プラズマ処理における照射時間は、好ましくは10秒を超え、より好ましくは30秒以上10分以下であり、特に好ましくは1~5分である。このような条件であれば、充分な量の第1のモノマーを基材表面に結合させる(固定する)ことができる。
 一例として、プラズマ処理におけるLF出力は、100~300Wであると好ましく、200Wであるとより好ましい。
 一例として、プラズマ処理におけるガス流量は、5~20sccmであると好ましく、15sccmであるとより好ましい。
 プラズマ処理における被処理物(基材)の温度は、特に制限されるものではなく、室温のほか、加熱や冷却を行ってもよい。経済的な観点からは、加熱装置や冷却装置が不要な温度(例えば、5~35℃)で行われると好ましい。
 プラズマ処理に用いることのできるプラズマ照射装置(システム)としては、特に制限されるものではなく、例えば、ガス分子を導入し、これを励起してプラズマを発生するプラズマ発生管と、このプラズマ発生管の中のガス分子を励起する電極とを有し、プラズマ発生管の一端からプラズマを放出するような構成のプラズマ照射装置(システム)などが例示できるが、こうした構成(システム)に何ら制限されるものではない。例えば、高周波誘導方式、容量結合型電極方式、コロナ放電電極-プラズマジェット方式、平行平板型、リモートプラズマ型、大気圧プラズマ型、低圧プラズマ型、ICP型高密度プラズマ型等を採用した装置が挙げられる。また既に市販されているものから、人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等への照射に適しているイオン化ガスプラズマ照射装置(システム)、特に大気圧でのプラズマ照射装置(システム)を用いることができる。具体的には、TRI-STAR TECHNOLOGIES製のプラズマ照射装置:DURADYNE(商品名または商標名)、DIENER ELECTRONIC製のプラズマ照射装置:PLASMABEAM、Pico Full PCなどを利用できるが、これらに何ら制限されるものではない。
 上記プラズマ処理を行った後、基材を酸素ガス含有雰囲気に暴露することで、基材の表面が酸化され、水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)が生成される。
 《第1のモノマー接触工程》
 本工程では、上記プラズマ照射後の上記基材に上記第1のモノマーを接触させる。これにより、第1のモノマーに含まれる反応性基(例えば、エポキシ基(-CO)、グリシジル基(-CH(CO))、アミノ基(-NH)など)と、基材表面に形成された水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)とが、反応(縮合反応)し、共有結合(例えば、エーテル結合(-O-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)など)が形成されうる。
 本工程において、プラズマ照射後の基材に第1のモノマーを接触させる具体的な方法としては、第1のモノマーをそのまま基材と接触させる方法や、第1のモノマーを溶媒に溶解した第1のモノマー溶液を調製した後、当該第1のモノマー溶液を基材と接触させる方法のいずれであってもよい。より均一な抗血栓性層を形成する観点からは、後者の第1のモノマー溶液を基材と接触させる方法を採用することが好ましい。
 第1のモノマー溶液の調製に使用される溶媒としては、特に制限されず、第1のモノマー(および他の成分を使用する場合には、他の成分)の種類に応じて適切に選択される。高い溶解性の観点から、水(逆浸透膜水(RO水)、純水、イオン交換水、蒸留水等);メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、ジオキサン、ベンゼン等の有機溶媒などが好ましく使用される。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して(混合溶媒の形態で)用いてもよい。
 第1のモノマー溶液中の第1のモノマーの濃度は、特に限定されない。例えば、第1のモノマー溶液中の第1のモノマーの濃度は、0.01~20質量%であると好ましく、0.05~15質量%であるとより好ましく、0.1~10質量%であると特に好ましく、1~5質量%であると最も好ましい。第1のモノマーの濃度が上記範囲であれば、得られる抗血栓性層は、本発明による効果を充分発揮できる。
 次に、上記のようにして調製された第1のモノマー溶液をプラズマ照射後の基材に接触させる。ここで、「接触」の具体的な方法としては、基材表面に第1のモノマー溶液を塗布する方法や、第1のモノマー溶液に基材を浸漬させる方法などの従来公知の方法を適宜採用することができる。これらのうち、操作が容易な浸漬法を用いることが好ましい。
 なお、人工血管、ステントグラフト、カバードステント、カテーテル等の細く狭い内面に抗血栓性層を形成する場合、第1のモノマー溶液中に基材を浸漬して、系内を減圧にして脱泡させてもよい。減圧にして脱泡させることにより、細く狭い内面に素早く溶液を浸透させ、基材表面への第1のモノマーの結合を促進できる。
 または、浸漬法による接触は第1のモノマー溶液を攪拌しながら行ってもよい。これにより、第1のモノマー溶液と人工血管、ステントグラフトなどの被処理物との接触をさらに促進できる。上記攪拌は、撹拌子を用いた撹拌、オービタルシェーカー、ロータリーシェーカー、ペイントシェーカー、等の公知の装置を用いて行うことができる。また、攪拌条件は、特に制限されない。人工血管などの被処理物と第1のモノマー溶液とがより効率よく接触できるとの観点から、攪拌速度は、例えば、200~600rpm、好ましくは300~400rpmである。同様の観点から、浸漬時間(撹拌時間)は、例えば、0.5~24時間、好ましくは1~12時間である。なお、浸漬法による接触の際の第1のモノマー溶液の温度は、室温付近(例えば、20~40℃)程度でよいが、加熱(例えば、40~60℃)してもよい。
 また、基材の一部にのみ抗血栓性層を形成する場合には、基材の一部のみを第1のモノマー溶液中に浸漬することで、当該基材の所望の表面部位に、第1のモノマーを結合させることができる。
 基材の一部のみを第1のモノマー溶液中に浸漬するのが困難な場合には、予め抗血栓性層を形成する必要のない基材の表面部分を着脱(装脱着)可能な適当な部材や材料で保護(被覆等)した上で、当該基材を第1のモノマー溶液中に浸漬させた後、抗血栓性層を形成する必要のない基材の表面部分の保護部材(材料)を取り外すことで、基材の所望の表面部位に第1のモノマーを結合させることができる。ただし、本発明では、これらの形成法に何ら制限されるものではなく、従来公知の方法を適宜利用して、第1のモノマーを結合させることができる。例えば、基材の一部のみを第1のモノマー溶液中に浸漬するのが困難な場合には、浸漬法に代えて、他のコーティング手法(例えば、医療用具の所定の表面部分に、第1のモノマー溶液を、スプレー装置、バーコーター、ダイコーター、リバースコーター、コンマコーター、グラビアコーター、スプレーコーター、ドクターナイフなどの塗布装置を用いて、塗布する方法など)を適用してもよい。なお、医療用具の構造上、円筒状の用具の外表面と内表面の双方が、抗血栓性層を有する必要があるような場合には、一度に外表面と内表面の双方に第1のモノマーを結合させることができる点で、浸漬法(ディッピング法)が好ましく使用される。
 本工程では、必要であれば、第1のモノマーを接触させた後の基材を洗浄してもよい。洗浄処理の方法は特に制限されず、適当な溶剤で洗浄(例えば、超音波洗浄、洗浄溶媒に浸漬する方法、洗浄溶媒をかけ流す方法、等)することによって行うことができる。洗浄時間は特に制限されないが、好ましくは1~60分である。必要に応じて、上記洗浄処理を複数回(例えば、2~5回)繰り返してもよい。
 《第1の抗血栓性モノマー接触工程》
 本工程では、上記第1のモノマーを接触させた後の上記基材に上記第1の抗血栓性モノマーを接触させる。これにより、基材に結合した第1のモノマー由来のエチレン性不飽和基と、第1の抗血栓性モノマーとが重合し、基材表面に抗血栓性層が形成される。
 本工程において、上記第1のモノマーを接触させた後の上記基材に上記第1の抗血栓性モノマーを接触させる具体的な方法としては、第1の抗血栓性モノマーをそのまま第1のモノマーを接触させた後の基材と接触させる方法や、第1の抗血栓性モノマーを溶媒に溶解した第1の抗血栓性モノマー溶液を調製した後、当該第1の抗血栓性モノマー溶液を第1のモノマーを接触させた後の基材と接触させる方法のいずれであってもよい。より均一な抗血栓性層を形成する観点からは、後者の第1の抗血栓性モノマー溶液を第1のモノマーを接触させた後の基材と接触させる方法を採用することが好ましい。
 第1の抗血栓性モノマー溶液の調製に使用される溶媒(重合溶媒)としては、第1の抗血栓性モノマーおよび適当な重合開始剤を溶解できるものであれば、特に限定されないが、例えば、水(逆浸透膜水(RO水)、純水、イオン交換水、蒸留水等);エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のアルコール類;クロロホルム、テトラヒドロフラン、アセトン、ジオキサン、ベンゼン等の有機溶媒等から選択される1種または2種以上が挙げられるが、これらに限定されない。また、第1の抗血栓性モノマー溶液に含まれる第1の抗血栓性モノマーの濃度は、特に制限されないが、濃度を比較的高く設定することによって、得られるポリマーの重量平均分子量を大きくすることができる。一例として、第1の抗血栓性モノマー溶液中の抗血栓性モノマーの濃度(合計濃度)は、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。また、上記単量体濃度(合計濃度)の上限は特に制限されないが、例えば飽和濃度以下であり、例えば70質量%以下であり、好ましくは50質量%以下である。
 本工程においては、上記第1のモノマーを接触させた後の上記基材に上記第1の抗血栓性モノマーを接触させることにより、基材に結合した第1のモノマー由来のエチレン性不飽和基と、第1の抗血栓性モノマーとが重合(グラフト重合)する。当該重合の具体的な方法は、特に制限されず、例えば、ラジカル重合法、マクロ開始剤を用いた重合法など、従来公知の重合法を適用することができる。また、重合反応の方法としては、(i)第1の抗血栓性モノマーおよび適当な重合開始剤を重合溶媒に溶解させ、得られた重合反応液を加熱して重合反応を行う方法;(ii)第1の抗血栓性モノマーを重合溶媒に溶解させ、得られた溶液を、別途調製した重合開始剤溶液と混合して重合反応液を調製し、重合反応を行う方法などが挙げられる。操作の簡便性という観点からは、(i)の方法が好ましい。
 また、重合反応液について、重合反応を行う前に脱気処理を行ってもよい。脱気処理は、例えば、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスで5分~1時間程度バブリングすることによって行うことができる。
 また、このとき用いられる重合開始剤としては、特に制限されず、公知のものを使用できる。好ましくは、重合安定性に優れる点で、ラジカル重合開始剤が用いられ、具体的には、過硫酸カリウム(KPS)、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t-ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド、3-ヒドロキシ-1,1-ジメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α-クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-アミルパーオキシネオデカノエート、t-アミルパーオキシピバレート、ジ(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(s-ブチル)パーオキシジカーボネート等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジスルフェートジハイドレート、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]ヒドレート、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等のアゾ化合物;が挙げられる。上記重合開始剤は、1種を単独で使用してもまたは2種以上を併用してもよい。
 また、例えば、上記ラジカル重合開始剤に、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸等の還元剤を組み合わせてレドックス系開始剤として用いてもよい。重合開始剤の配合量(添加量)は、第1の抗血栓性モノマーの合計100質量%に対して、好ましくは0.01~5質量%であり、より好ましくは0.05~3質量%である。または、重合開始剤の配合量(添加量)は、第1の抗血栓性モノマーの合計100モルに対して、好ましくは0.01~5モルであり、より好ましくは0.05~3モルである。かような重合開始剤の配合量(添加量)であれば、重合反応を効率よく進行させることができる。
 また、(ii)の方法を用いる場合、重合開始剤を予め溶解させる溶媒(重合開始剤溶液の溶媒)としては、重合開始剤を溶解できるものであれば特に制限されないが、上記重合溶媒と同様の溶媒が例示できる。重合開始剤溶液の溶媒は、上記重合溶媒と同じであってもまたは異なってもよいが、重合の制御のしやすさなどを考慮すると、上記重合溶媒と同じ溶媒であることが好ましい。
 上記のように調製される重合反応液を加熱することにより、基材に結合した第1のモノマー由来のエチレン性不飽和基と、第1の抗血栓性モノマーとを重合させることができる。ここで、重合方法は、例えば、上記のラジカル重合の他、アニオン重合、カチオン重合などの公知の重合方法が採用できるが、操作の簡便性を考慮して、ラジカル重合を用いることが好ましい。
 重合条件は、基材に結合した第1のモノマー由来のエチレン性不飽和基と、第1の抗血栓性モノマーとが重合できる条件であれば特に制限されない。一例として、重合温度は、好ましくは30~150℃、より好ましくは40~100℃とするのが好ましい。また、重合時間は、好ましくは30分~30時間、より好ましくは1~10時間である。かような条件であれば、重合反応を効率よく進行させることができる。
 また、重合の際、必要に応じて、連鎖移動剤、重合速度調整剤、界面活性剤、およびその他の添加剤を適宜使用してもよい。
 重合反応を行う環境は特に制限されるものではなく、大気雰囲気下、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下等で行うことができるが、窒素ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、重合反応中は、反応液を攪拌してもよい。
 本工程では、必要であれば、第1の抗血栓性モノマーを接触させた後の基材を洗浄してもよい。洗浄処理の方法は特に制限されず、適当な溶剤で洗浄(例えば、超音波洗浄、洗浄溶媒に浸漬する方法、洗浄溶媒をかけ流す方法、等)することによって行うことができる。洗浄時間は特に制限されないが、好ましくは1~60分である。必要に応じて、上記洗浄処理を複数回(例えば、2~5回)繰り返してもよい。
 《共重合体接触工程》
 本工程では、上記第1の抗血栓性モノマーを接触させた後の上記基材に上記共重合体を接触させる。これにより、基材に結合した抗血栓性モノマー由来のカルボキシル基と、共重合体由来のアミノ基とが反応(脱水縮合反応)し、アミド結合(-C(=O)-NH-)を形成されることで、上記共重合体由来の構成単位Cが固定される。
 まず、本工程で使用される共重合体の合成方法について説明する。共重合体は、公知の重合法(ラジカル重合法、マクロ開始剤を用いた重合法、重縮合法)により合成することができる。例えば、各構成単位をランダム状に配置する(共重合体がランダム共重合体である)場合には、(i)第2のモノマー、第2の抗血栓性モノマーおよび適当な重合開始剤、ならびに必要に応じて添加される他の構成単位を構成するモノマーを重合溶媒に溶解させ、得られた重合反応液を加熱して重合反応を行う方法;(ii)第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに必要に応じて添加される他の構成単位を構成するモノマーを重合溶媒に溶解させ、得られた溶液を、別途調製した重合開始剤溶液と混合して重合反応液を調製し、重合反応を行う方法などが挙げられる。操作の簡便性という観点からは、(i)の方法が好ましい。
 ここで、重合溶媒としては、第2のモノマー、第2の抗血栓性モノマーおよび適当な重合開始剤、ならびに必要に応じて添加される他の構成単位を構成するモノマーを溶解できるものであれば、特に限定されないが、例えば、水(逆浸透膜水(RO水)、純水、イオン交換水、蒸留水等);エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のアルコール類;クロロホルム、テトラヒドロフラン、アセトン、ジオキサン、ベンゼン等の有機溶媒等から選択される1種または2種以上が挙げられるが、これらに限定されない。また、重合反応液に含まれる第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに必要に応じて添加される他の構成単位を構成するモノマーの濃度は、特に制限されないが、濃度を比較的高く設定することによって、得られる共重合体の重量平均分子量を大きくすることができる。一例として、重合反応液中の第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに必要に応じて添加される他の構成単位を構成するモノマーの濃度(合計濃度)は、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。また、上記単量体濃度(合計濃度)の上限は特に制限されないが、例えば飽和濃度以下であり、例えば70質量%以下であり、好ましくは50質量%以下である。
 重合反応液において、第2のモノマーと、第2の抗血栓性モノマーとの混合比は、上述の好ましい組成(モル比)となるように調整されると好ましい。
 また、重合反応液について、重合反応を行う前に脱気処理を行ってもよい。脱気処理は、例えば、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスで5分~1時間程度バブリングすることによって行うことができる。
 また、このとき用いられる重合開始剤としては、特に制限されず、公知のものを使用できる。好ましくは、重合安定性に優れる点で、ラジカル重合開始剤が用いられ、具体的には、過硫酸カリウム(KPS)、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t-ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド、3-ヒドロキシ-1,1-ジメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α-クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-アミルパーオキシネオデカノエート、t-アミルパーオキシピバレート、ジ(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(s-ブチル)パーオキシジカーボネート等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジスルフェートジハイドレート、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]ヒドレート、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等のアゾ化合物;が挙げられる。これらのなかでも重合開始剤は、アゾ化合物であると好ましく、末端にヒドロキシル基またはカルボキシル基を有するアゾ化合物であることがより好ましく、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]ヒドレート、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)であることがさらに好ましく、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)であることが特に好ましい。上記重合開始剤は、1種を単独で使用してもまたは2種以上を併用してもよい。
 また、例えば、上記ラジカル重合開始剤に、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸等の還元剤を組み合わせてレドックス系開始剤として用いてもよい。重合開始剤の配合量(添加量)は、第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに他の構成単位を構成するモノマーの合計100質量%に対して、好ましくは0.01~5質量%であり、より好ましくは0.05~3質量%である。または、重合開始剤の配合量(添加量)は、第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに他の構成単位を構成するモノマーの合計 100モルに対して、好ましくは0.1~5モルであり、より好ましくは0.5~3モルである。かような重合開始剤の配合量(添加量)であれば、共重合体をより効率よく製造することができる。
 また、(ii)の方法を用いる場合、重合開始剤を予め溶解させる溶媒(重合開始剤溶液の溶媒)としては、重合開始剤を溶解できるものであれば特に制限されないが、上記重合溶媒と同様の溶媒が例示できる。重合開始剤溶液の溶媒は、上記重合溶媒と同じであってもまたは異なってもよいが、重合の制御のしやすさなどを考慮すると、上記重合溶媒と同じ溶媒であることが好ましい。
 上記のように調製される重合反応液を加熱することにより、第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに他の構成単位を構成するモノマーを共重合することができる。ここで、重合方法は、例えば、上記のラジカル重合の他、アニオン重合、カチオン重合などの公知の重合方法が採用できるが、操作の簡便性を考慮して、ラジカル重合を用いることが好ましい。
 重合条件は、第2のモノマーおよび第2の抗血栓性モノマーならびに他の構成単位を構成するモノマーを重合できる条件であれば特に制限されない。一例として、重合温度は、好ましくは30~150℃、より好ましくは40~100℃とするのが好ましい。また、重合時間は、好ましくは30分~30時間、より好ましくは1~10時間である。かような条件であれば、共重合体をより効率よく製造することができる。
 また、重合の際、必要に応じて、連鎖移動剤、重合速度調整剤、界面活性剤、およびその他の添加剤を適宜使用してもよい。
 重合反応を行う環境は特に制限されるものではなく、大気雰囲気下、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下等で行うこともできる。また、重合反応中は、反応液を攪拌してもよい。
 重合後の共重合体は、再沈殿法、透析法、限外濾過法、抽出法など一般的な精製法により精製することが好ましく、なかでも、再沈殿法による精製を行うと好ましい。
 精製後の共重合体は、凍結乾燥、減圧乾燥(真空乾燥)、噴霧乾燥、または加熱乾燥等、任意の方法によって乾燥することもできるが、共重合体の物性に与える影響が小さいという観点から、凍結乾燥または減圧乾燥(真空乾燥)が好ましい。
 また、例えば、各構成単位をブロック状に配置する(共重合体がブロック共重合体である)場合には、リビングラジカル重合法またはマクロ開始剤を用いた重合法が好ましく使用される。リビングラジカル重合法としては、特に制限されないが、例えば特開平11-263819号公報、特開2002-145971号公報、特開2006-316169号公報等に記載される方法、ならびに原子移動ラジカル重合(ATRP)法などが、同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。また、マクロ開始剤を用いた重合法では、例えば、第2のモノマーとパーオキサイド基等のラジカル重合性基とを有するマクロ開始剤を作製した後、そのマクロ開始剤と第2の抗血栓性モノマーとを重合溶媒中で重合させることで、共重合体を作製することができる。
 次に、上記第1の抗血栓性モノマーを接触させた後の上記基材に上記共重合体を接触させる工程について説明する。本工程では、共重合体および溶媒、ならびに必要であれば他の成分を含む溶液(本明細書中、単に「コート液」とも称する)を調製し、当該コート液を基材上に塗布して、上記第1の抗血栓性モノマー由来のカルボキシル基と、共重合体中のアミノ基とを脱水縮合反応させて、アミド基を形成する。
 コート液に含まれる他の成分としては、脱水縮合剤などがある。特に、基材に結合した第1の抗血栓性モノマーのカルボキシル基(-COOH)と、共重合体由来のアミノ基(-NH)との縮合反応を促進させる観点から、コート液が脱水縮合剤をさらに含むことが好ましい。脱水縮合剤は、水溶性であり、水溶液中でカルボキシル基(-COOH)と反応可能であるものであれば特に限定されない。具体的には、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)などのトリアジン系縮合剤、1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)カルボジイミドの水溶性塩、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(WSC)などが挙げられる。
 コート液が脱水縮合剤をさらに含む場合の、コート液中の脱水縮合剤の量は、特に限定されないが、共重合体に対して過剰に存在することが好ましい。例えば、コート液中の脱水縮合剤は、共重合体1モルに対して、1モルを超え8モル以下、好ましくは1.5~7モル、より好ましくは3~5モルの割合となるような量で存在する。脱水縮合剤量が上記範囲であれば、共重合体由来のアミノ基(-NH)と基材に結合した抗血栓性モノマー由来のカルボキシル基(-COOH)とがより効率よく反応できる。なお、脱水縮合剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
 コート液の調製に使用される溶媒としては、特に制限されず、共重合体(および他の成分を使用する場合には、他の成分)の種類に応じて適切に選択される。高い溶解性の観点から、水(逆浸透膜水(RO水)、純水、イオン交換水、蒸留水等);メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、ジオキサン、ベンゼン等の有機溶媒などが好ましく使用される。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して(混合溶媒の形態で)用いてもよい。
 コート液中の共重合体の濃度は、特に限定されない。例えば、コート液中の共重合体の濃度は、0.01~20質量%であると好ましく、0.05~15質量%であるとより好ましく、0.1~10質量%であると特に好ましい。共重合体の濃度が上記範囲であれば、得られる抗血栓性層は、本発明による効果を十分発揮できる。また、溶液の粘度が適切な範囲内となり、操作性(例えば、コーティングのしやすさ)、生産効率の点で好ましい。但し、上記範囲を外れても、本発明の作用効果に影響を及ぼさない範囲であれば、十分に利用可能である。
 上記第1の抗血栓性モノマーを接触させた後の基材表面にコート液を塗布(コーティング)する方法は、特に制限されず、塗布・印刷法、浸漬法(ディッピング法、ディップコート法)、噴霧法(スプレー法)、スピンコート法、混合溶液含浸スポンジコート法、バーコート法(例えば、ワイヤーバー法)、ダイコート法、リバースコート法、コンマコート法、グラビアコート法、ドクターナイフ法など、従来公知の方法を適用することができる。これらのうち、浸漬法(ディッピング法、ディップコート法)、バーコート法を用いるのが好ましく、浸漬法を用いるのがより好ましい。
 なお、人工血管、ステントグラフト、カバードステント等の細く狭い内面に抗血栓性層を形成する場合、コート液中に基材を浸漬して、系内を減圧にして脱泡させてもよい。減圧にして脱泡させることにより、細く狭い内面に素早く溶液を浸透させ、抗血栓性層の形成を促進できる。
 または、塗布(コーティング)はコート液を撹拌しながら行ってもよい。これにより、コート液と人工血管などの被処理物との接触をさらに促進できる。上記撹拌は、オービタルシェーカー、ロータリーシェーカー、ペイントシェーカー等の公知の装置を用いて行うことができる。また、撹拌条件は、特に制限されない。人工血管などの被処理物とコート液とがより効率よく接触できるとの観点から、撹拌速度は、例えば、100~800rpm、好ましくは200~700rpmである。同様の観点から、撹拌時間は、例えば、1~20時間である。なお、撹拌温度は、室温付近(例えば、20~40℃)程度でよいが、使用溶媒の沸点よりも低温であれば加熱してもよい。
 コート液の塗布量は、得られる抗血栓性層の厚み(乾燥膜厚)が上記範囲となるように選択されることが好ましい。
 本工程では、必要であれば、抗血栓性層を洗浄してもよい。ここで、洗浄方法は特に限定されないが、抗血栓性層を洗浄溶媒に浸漬する方法、抗血栓性層に洗浄溶媒をかけ流す方法、またはこれらを組合せてもよい。このとき使用される洗浄溶媒は、抗血栓性層を溶解しないものであれば特に限定されないが、水(例えば、イオン交換水、蒸留水、RO水、濾過水、滅菌水、精製水等)または温水が好ましく用いられる。洗浄水の温度は特に制限されないが、好ましくは20℃~80℃である。また、洗浄時間(洗浄溶媒を抗血栓性層と接触させる時間)は特に制限されないが、好ましくは1~60分である。上記洗浄工程の後、さらに、乾燥工程を行ってもよい。乾燥方法および乾燥条件(温度、時間等)は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
 上記方法によって、抗血栓性に優れた医療用具が製造される。
 [医療用具の用途]
 本発明に係る医療用具は、抗血栓性に優れる。本発明に係る医療用具としては、例えば、体内埋入型の人工器官や治療器具、体外循環型の人工臓器類、カテーテル、ガイドワイヤ等を例示できる。なかでも、医療用具は血管内留置用具であることが好ましく、具体的には、人工血管、ステント、ステントグラフト、カバードステント、人工弁、弁クリップ、補助循環用ポンプカテーテル等が挙げられる。本発明の一実施形態に係る医療用具は、人工血管、ステントグラフト、カバードステントまたはカテーテルである。その他にも以下の医療用具が示される。具体的には、人工気管、人工皮膚、人工心膜等の埋入型医療用具や、人工心臓システム、人工肺システム、人工心肺システム、人工腎臓システム、人工肝臓システム、免疫調節システム等の人工臓器システムや、留置針、IVHカテーテル、薬液投与用カテーテル、サーモダイリューションカテーテル、血管造影用カテーテル、血管拡張用カテーテルおよびダイレーターあるいはイントロデューサー等の血管内に挿入ないし留置されるカテーテルや、あるいは、これらのカテーテル用のガイドワイヤ、スタイレット等や、胃管カテーテル、栄養カテーテル、経管栄養用(ED)チューブ、尿道カテーテル、導尿カテーテル、バルーンカテーテル、気管内吸引カテーテルをはじめとする各種の吸引カテーテルや排液カテーテル等の血管以外の生体組織に挿入ないし留置されるカテーテル類が例示できる。
 本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。以下の実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いる場合があるが、特に断りがない限り、「質量部」あるいは「質量%」を表す。また、特記しない限り、各操作は、室温(25℃)で行った。
 <メトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)ランダム共重合体(p(MEA-APMA(14/1)))の合成>
 (1)準備
 ウォーターバスを水道水で満たし、ポリプロピレン(PP)ボールで水面を覆った。次に、このウォーターバスをマグネチックスターラーに載せ、温度を80℃に設定した。
 (2)p(MEA-APMA)の重合
 250mLの3口フラスコに、N-(3-アミノプロピルメタクリルアミド)塩酸塩(APMA)(Combi-Blocks社製)2.00g(11mmol)、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)20.24g(156mmol)、重合開始剤としての4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)(ACVA)(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.44g(1.6mmol)、ならびに1,4-ジオキサン30mLおよびRO水20mLを添加した。この3口フラスコに攪拌子を入れ、全ての試薬が溶解するまで室温(25℃)で攪拌した。3口フラスコの端の口から窒素バブリングを30分間行った。3口フラスコの中央の口に冷却管を立て、冷却水を流した。反応中の溶液温度を記録するために、3口フラスコの残りの口から熱電対を挿入した。3口フラスコを80℃に設定したウォーターバスに浸漬させ、3時間反応させた。所定時間反応後、3口フラスコをウォーターバスから取り出し、室温(25℃)に戻るまで冷却した。これにより、p(MEA-APMA)を含む反応溶液を得た。
 (3)p(MEA-APMA)の精製
 ヘキサンおよびイソピロピルアルコール(IPA)を、250mLずつ1Lビーカーに添加した。この1Lビーカーに、上記1-2で得られた反応溶液を注ぎ入れ、15分間攪拌した後、上澄み液を静かに除去した。沈殿したポリマーを、4:1(v/v)テトラヒドロフラン(THF)・エタノール混合溶液(THF=40mL、エタノール=10mL)に溶解させた(ポリマー溶液1)。さらに、このポリマー溶液1に、70:30(v/v)ヘキサン・IPA溶液(ヘキサン=350mL、IPA=150mL)を加え、15分間攪拌することによって、ポリマーを沈殿させた後、上澄み液を静かに除去した。沈殿したポリマーを、再び4:1(v/v)テトラヒドロフラン(THF)・エタノール混合溶液(THF=40mL、エタノール=10mL)に溶解させた(ポリマー溶液2)。さらに、このポリマー溶液2に、500mLのヘキサンを加え、20分間攪拌することによって、ポリマーを沈殿させた後、上澄み液を静かに除去した。沈殿したポリマーを少量(30mL)のエタノールに溶解し、ポリカップに移し替えた。ポリカップをドラフトに入れ、ドラフト内で溶媒を十分飛ばした後、室温(25℃)で20時間真空引きし、ポリマーを乾燥させた。これにより、MEA-APMAランダム共重合体(MEA:APMA=14:1(モル比))[p(MEA-APMA)]を得た。
 <PET製ステントグラフトへの抗血栓性層の形成>
 (1)PET製ステントグラフト基材の準備
 ポリエチレンテレフタレート(PET)製ステントグラフト(細径部の長さ135mm、直径8mm)を2cmの長さに切り出した。切り出したPET製ステントグラフトをエタノールに1分間浸漬させた。この操作を3回繰り返すことで洗浄を行い、PET製ステントグラフト基材(PET製SG(プラズマ未処理)、比較例1)を得た。
 (2)PET製ステントグラフト基材のプラズマ処理
 洗浄済みのPET製ステントグラフトを、ドラフト内で一晩室温乾燥させた後、プラズマ照射装置(Pico Full PC, DIENER ELECTRONIC製、低圧型)にセットし、圧力:0.3mbar、POWER:50%、導入ガス:Arガス100%、LF出力:200W、ガス流量:15sccmの条件にて、3分間プラズマ照射(アルゴンイオン化ガスプラズマ照射)を行った。プラズマ照射後のPET製ステントグラフトを大気中に取り出し、30分間静置した。これにより、表面がプラズマ処理されたPET製ステントグラフト基材(PET製SG(プラズマ処理後))を得た。
 (3)グリシジルメタクリレート(GMA)の結合
 ナスフラスコに、グリシジルメタクリレート(GMA)(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.435mL(3.3mmol)と、エタノール33mLとを入れ、試薬を溶解させた。ナスフラスコ中の試薬溶液にガラス管を用いて窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にプラズマ処理されたPET製ステントグラフト基材を入れ、窒素ガスをさらに5分間導入した後、ナスフラスコの口をゴム栓で覆った。このナスフラスコを37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、PET製ステントグラフトを取り出し、未反応物のGMAをエタノールで1時間洗浄し、室温で乾燥させた。これにより、GMAが結合したPET製ステントグラフト(PET製SG-GMA)を得た。
 (4)N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)の重合
 ビーカーに、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)5.91g(27.45mmol)と、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70、富士フイルム和光純薬株式会社製)5.7mg(0.018mmol)と、エタノール30mLとを入れ、全ての試薬が溶解するまで室温で攪拌した。ビーカー中の試薬溶液をナスフラスコに移し、ガラス管を用いて窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にGMAが結合したPET製ステントグラフト(PET製SG-GMA)を入れ、窒素ガスをさらに5分間導入した後、ナスフラスコの口をゴム栓で覆った。このナスフラスコを37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、PET製ステントグラフトを取り出し、未反応物のCBAを除去するために、エタノールに浸漬させることで洗浄し、室温で乾燥させた。これにより、GMAを介してCBAが重合したPET製ステントグラフト(PET製SG-GMA-pCBA)を得た。
 (5)メトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))の結合
 4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)(脱水縮合剤)1.248g(4.5mmol)をRO水1.5mLに溶解して、DMT-MM溶液を調製した。上記で合成したメトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))200mg(1.5mmol)を20mLのRO水に溶解して、p(MEA-APMA)溶液を調製した。このp(MEA-APMA)溶液を50mL Falcon(登録商標、以下同じ)チューブに移し替え、GMAを介してCBAが重合したPET製ステントグラフト(PET製SG-GMA-pCBA)を投入した。その後、上記DMT-MM溶液を滴下し、直ちにオービタルシェーカーを用いてFalconチューブ内の混合物を攪拌した。当該撹拌は、400rpmの速度で3時間行った。撹拌後、オービタルシェーカーからFalconチューブを外し、室温で一晩静置して、p(MEA-APMA)共重合体の第1級アミノ基(-NH)とCBAのカルボキシル基(-COOH)とを反応させた。FalconチューブからPET製ステントグラフトを取り出し、RO水50mLに5分間浸漬させた。この操作を3回繰り返すことで洗浄を行い、PET製ステントグラフトをRO水から取り出し、室温で静置して乾燥させた。これにより、GMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたPET製ステントグラフト(PET製SG-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)、実施例1)を得た。
 <血液循環試験1>
 上記で作製した、PET製SG(プラズマ未処理、比較例1)およびPET製SG-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)、実施例1のそれぞれについて、以下の手法にて血液循環試験を行い、抗血栓性を評価した。
 (1)循環回路の作製
 ポリ塩化ビニル(PVC)製チューブ(埼玉化成工業株式会社製、SCB04T070、サイズ:6.0(内径)×9.0(外径)mm、9.5×14.2)、異形コネクター(三益化学工業株式会社製、CB00X320N)にポリメトキシエチルアクリレート(PMEA)の0.5質量%メタノール溶液を通液し、抗血栓コートした。PVC製チューブに評価用サンプルを挿入し、回路を作製した(図4)。血液循環中にステントグラフトの位置がずれるのを防ぐため、チューブ外側から結束バンドでステントグラフト両端部を狭小化し、これをステントグラフト用の血液循環回路とした。
 (2)血液の入手
 ヘパリン(10,000u/10mL)1mLと、PBS10mLを予め1Lの採血ボトルに添加した。採血ボトルの1000mLラインまでブタ血液を採血し、ヘパリン濃度1u/mLの血液(1L)を得た。採血後、その場で組み込み型のフィルターユニット(フィルターユニット:アズワン株式会社、FH-PP47; メッシュ:SEFER社製、HC-58)を用いて血液をろ過し、テルモ分離バッグ(テルモ株式会社製、BB-T020CJ)に充填した。バッグを握りつぶすようにして、バッグ内の空気をできる限り除去した。バッグに接続されたチューブを縛って封止し、血液を実験室まで輸送した。
 (3)実験開始時点の血液についての活性化凝固時間(ACT)の測定
 バッグの中央の口に操作アダプター(テルモ株式会社製、TC-MP)を挿入した。操作アダプターに留置針(テルモ株式会社製、SR-OT1451C)を穿刺した。カテーテルを残して内針を引き抜き、カテーテルのハブに三方活栓(テルモ株式会社製、TS-TR2K)を接続した。5mLテルモシリンジの中を血液で満たし、シリンジ内を一度プライミングした。プライミング後のシリンジに血液を採取した。ヘモクロン(平和物産株式会社、ヘモクロン シグニチャーエリート)にACT測定用カートリッジ(平和物産株式会社、JACT-LR)を挿入し、採取した血液を50μL滴下した。画面に表示されたACTを記録した。以上の測定により、ACTが200sec付近であることを確認し、血液を実験に使用した。
 (4)血液循環試験
 5mLのテルモシリンジに4mLの血液を充填後、留置針のカテーテルハブに接続した。カテーテルを通して血液循環回路に血液を充填し、回路の両端を接続した(血液の充填率35%)。血液を充填した回路を、40℃のインキュベーター内に設置した回転装置にセットした。回転装置の電源をONにし、血液を20rpmで2時間循環させた。
 (5)サンプルの固定および観察
 血液循環後、回転装置の電源をOFFにし、先端をカットしたピペットチューブに循環後の血液を回収した。回路から評価用サンプルを取り出し、生理食塩水で軽く洗浄した。洗浄後のサンプルを1質量%に希釈したグルタルアルデヒド溶液(関東化学工業株式会社、17502-72)中に4℃で12時間以上浸漬することで、固定を行った。その後、グルタルアルデヒド溶液からサンプルを取り出し、RO水で洗浄した。室温で乾燥後、外観を観察した。比較例1および実施例1の各サンプルの外観写真を図5および図6にそれぞれ示す。
 (6)結果
 図5および図6に示すように、実施例1のPET製SG-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)は、比較例1のPET製SG(プラズマ未処理)と比較して、血栓形成が著しく抑制されることが確認された。
 <ePTFE製人工血管への抗血栓性層の形成>
 (1)ePTFE製人工血管基材の準備
 延伸ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ePTFE)製人工血管(日本ゴア合同会社製、製品名:ゴアテックス(登録商標)EPTFEグラフトII、SGS-054L)を5cm長さに切り出した。切り出したePTFE製人工血管をエタノール中に静置することで洗浄を行い、ePTFE製人工血管基材(ePTFEg(プラズマ未処理)、比較例2)を得た。
 (2)ePTFE製人工血管基材のプラズマ処理
 洗浄済みのePTFE製人工血管を、プラズマ照射装置(Pico Full PC, DIENER ELECTRONIC製、低圧型)にセットし、圧力:0.3mbar、POWER:50%、導入ガス:Arガス100%、LF出力:200W、ガス流量:15sccmの条件にて、3分間プラズマ照射(アルゴンイオン化ガスプラズマ照射)を行った。プラズマ照射後のePTFE製人工血管を大気中に取り出し、30分間静置した。これにより、表面がプラズマ処理されたePTFE製人工血管基材(ePTFEg(プラズマ処理後))を得た。
 (3)グリシジルメタクリレート(GMA)の結合
 ガラス瓶に、グリシジルメタクリレート(GMA)(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.145mL(1.1mmol)と、エタノール11mLとを入れ、試薬を溶解させた。ガラス瓶中の試薬溶液をガラス管に移し、ガラス管に窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にプラズマ処理されたePTFE製人工血管基材を入れ、ガラス管より窒素ガスを5分間導入した後、ガラス管をゴム栓で覆った。このガラス瓶を37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、ePTFE製人工血管を取り出し、未反応物のGMAをエタノールで1時間洗浄し、室温で乾燥させた。これにより、GMAが結合したePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA)を得た。
 (4)N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)の重合
 ガラス瓶に、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)1.97g(9.15mmol)と、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70、富士フイルム和光純薬株式会社製)1.9mg(0.006mmol)と、エタノール10mLとを入れ、全ての試薬が溶解するまで室温で攪拌した。ガラス瓶中の試薬溶液をガラス管に移し、ガラス管に窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にGMAが結合したePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA)を入れ、ガラス管より窒素ガスを5分間導入した後、ガラス管をゴム栓で覆った。このガラス瓶を37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、ePTFE製人工血管を取り出し、エタノールに浸漬させることで洗浄し、未反応物のCBAを除去した。これにより、GMAを介してCBAが重合したePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA-pCBA、比較例3)を得た。
 (5)メトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))の結合
 4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)(脱水縮合剤)1.248g(4.5mmol)をRO水1.5mLに溶解して、DMT-MM溶液を調製した。上記で合成したメトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))200mg(1.5mmol)を20mLのRO水に溶解して、p(MEA-APMA)溶液を調製した。このp(MEA-APMA)溶液を50mL Falcon(登録商標、以下同じ)チューブに移し替え、GMAを介してCBAが重合したePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA-pCBA)を投入した。その後、上記DMT-MM溶液を滴下し、直ちにオービタルシェーカーを用いてFalconチューブ内の混合物を攪拌した。当該撹拌は、400rpmの速度で3時間行った。撹拌後、オービタルシェーカーからFalconチューブを外し、室温で一晩静置して、p(MEA-APMA)共重合体の第1級アミノ基(-NH)とCBAのカルボキシル基(-COOH)とを反応させた。FalconチューブからePTFE製人工血管を取り出し、RO水50mLに5分間浸漬させた。この操作を3回繰り返すことで洗浄を行い、ePTFE製人工血管をRO水から取り出し、室温で静置して乾燥させた。これにより、GMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたePTFE製人工血管(ePTFEg-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)、実施例2)を得た。
 <血液循環試験2>
 上記で作製した評価用サンプルである、ePTFEg(プラズマ未処理、比較例2)、ePTFEg-GMA-pCBA(比較例3)およびePTFEg-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)(実施例2)のそれぞれについて、以下の手法にて血液循環試験を行い、抗血栓性を評価した。
 (1)循環回路の作製
 ポリ塩化ビニル(PVC)製チューブ(Φ4.7mm)、4.7mmストレートコネクタに、ポリメトキシエチルアクリレート(PMEA)の0.5質量%メタノール溶液を通液し、抗血栓コートした。PVC製チューブの両端にストレートコネクタを接続し、コネクタ間に評価用サンプルを接続した。よじれを防止ために、サンプルの外をΦ9.5mmPVCチューブで補強した。これを人工血管用の血液循環回路とした。
 (2)血液の入手
 上記<血液循環試験1>における「(2)血液の入手」と同様の手法で行った。
 (3)実験開始時点の血液についての活性化凝固時間(ACT)の測定
 上記<血液循環試験1>における「(3)実験開始時点の血液についての活性化凝固時間(ACT)の測定」と同様の手法で行った。
 (4)血液循環試験
 全長43cmの回路を生理食塩水で満たし、40℃のインキュベーター内に設置した回転装置にセットした。回転装置の電源をONにし、生理食塩水を20rpmで10分間循環させた後、生理食塩水を除去した。次に、回路に4mLの血液を充填し、40℃のインキュベーター内に設置した回転装置にセットした。回転装置の電源をONにし、血液を20rpmで1時間循環させた。
 (5)サンプルの固定および観察
 血液循環後、回転装置の電源をOFFにし、循環後の血液を回収した。回路から評価用サンプルを取り出し、生理食塩水で洗浄した。洗浄後のサンプルを1(w/v)%グルタルアルデヒドPBS溶液で固定した。4℃で一晩静置した後、サンプルを蒸留水で洗浄した。各サンプルを室温で乾燥し、白金蒸着した後、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察および写真撮影(1000倍)を行った。比較例2および3ならびに実施例2の各サンプルSEM写真を図7~図9に示す。
 (6)結果
 図9に示すように、実施例2のePTFEg-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)は、表面の血栓形成がほとんど確認されなかった。一方、図8に示す比較例3のePTFEg-GMA-pCBAは、表面の一部に血栓の形成が確認された。このことから、本発明によれば、従来技術と比較して、医療用具の抗血栓性をよりいっそう向上できることがわかる。
 <シリコーン製チューブへの抗血栓性層の形成>
 (1)シリコーン製チューブの準備
 シリコーン製チューブ(株式会社ハギテック製、製品名:ラボラン(登録商標)シリコンチューブ、外径2mm、内径1mm)を10cm長さに切り出した。切り出したシリコーン製チューブをエタノール中に静置することで洗浄を行い、シリコーン製チューブ基材(プラズマ未処理)(比較例4)を得た。
 (2)シリコーン製チューブのプラズマ処理
 洗浄済みのシリコーン製チューブを、プラズマ照射装置(Pico Full PC, DIENER ELECTRONIC製、低圧型)にセットし、圧力:0.3mbar、POWER:50%、導入ガス:Arガス100%、LF出力:200W、ガス流量:15sccmの条件にて、3分間プラズマ照射(アルゴンイオン化ガスプラズマ照射)を行った。プラズマ照射後のシリコーン製チューブを大気中に取り出し、30分間静置した。これにより、表面がプラズマ処理されたシリコーン製チューブ基材(シリコーン製チューブ(プラズマ処理後))を得た。
 (3)グリシジルメタクリレート(GMA)の結合
 ガラス瓶に、グリシジルメタクリレート(GMA)(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.145mL(1.1mmol)と、エタノール11mLとを入れ、試薬を溶解させた。ガラス瓶中の試薬溶液をガラス管に移し、ガラス管に窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にプラズマ処理されたシリコーン製チューブ基材を入れ、ガラス管より窒素ガスを5分間導入した後、ガラス管をゴム栓で覆った。このガラス瓶を37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、シリコーン製チューブを取り出し、未反応物のGMAをエタノールで1時間洗浄し、室温で乾燥させた。これにより、GMAが結合したシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ-GMA)を得た。
 (4)N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)の重合
 ガラス瓶に、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)1.97g(9.15mmol)と、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70、富士フイルム和光純薬株式会社製)1.9mg(0.006mmol)と、エタノール10mLとを入れ、全ての試薬が溶解するまで室温で攪拌した。ガラス瓶中の試薬溶液をガラス管に移し、ガラス管に窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にGMAが結合したシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ-GMA)を入れ、ガラス管より窒素ガスを5分間導入した後、ガラス管をゴム栓で覆った。このガラス瓶を37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、シリコーン製チューブを取り出し、エタノールに浸漬させることで洗浄し、未反応物のCBAを除去した。これにより、GMAを介してCBAが重合したシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ-GMA-pCBA)を得た。
 (5)メトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))の結合
 4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)(脱水縮合剤)624mg(2.25mmol)をRO水5mLに溶解して、DMT-MM溶液を調製した。上記で合成したメトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))200mg(1.5mmol)を20mLのRO水に溶解して、p(MEA-APMA)溶液を調製した。このp(MEA-APMA)溶液を50mL Falcon(登録商標、以下同じ)チューブに移し替え、GMAを介してCBAが重合したシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ-GMA-pCBA)を投入した。その後、上記DMT-MM溶液を滴下し、直ちにオービタルシェーカーを用いてFalconチューブ内の混合物を攪拌した。当該撹拌は、100rpmの速度で3時間行った。撹拌後、オービタルシェーカーからFalconチューブを外し、室温で一晩静置して、p(MEA-APMA)共重合体の第1級アミノ基(-NH)とCBAのカルボキシル基(-COOH)とを反応させた。Falconチューブからシリコーン製チューブを取り出し、RO水50mLに5分間浸漬させた。この操作を3回繰り返すことで洗浄を行い、シリコーン製チューブをRO水から取り出し、室温で静置して乾燥させた。これにより、GMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたシリコーン製チューブ(シリコーン製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)、実施例3)を得た。
 <血液循環試験3>
 上記で作製した評価用サンプルである、シリコーン製チューブ(プラズマ未処理、比較例4)、およびシリコーン製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)(実施例3)のそれぞれについて、以下の手法にて血液循環試験を行い、抗血栓性を評価した。
 (1)循環回路の作製
 ポリ塩化ビニル(PVC)製チューブ(埼玉化成工業株式会社製、SCB04T070、サイズ:6.0(内径)×9.0(外径)mm、9.5×14.2)、異形コネクター(三益化学工業株式会社製、CB00X320N)にポリメトキシエチルアクリレート(PMEA)の0.5質量%メタノール溶液を通液し、抗血栓コートした。チューブの両端をコネクターに接続し、ループ状にした。コネクターと反対に位置する箇所に1cm程度の切り込みを回路と並行な方向に入れ、先端を切断したマイクロピペット用チップを切り込みに挿入した。次に、評価用サンプルを10cm程度に切断したうえで、マイクロピペット用チップの内腔をガイドとして、回路内に添わせるように6cm程度挿入した。マイクロピペット用チップを回路から抜き取り、サンプルが差し込まれた状態となっている回路の差し込み口、および、サンプルの回路外にある開口を接着剤等で封入した。
 (2)血液の入手
 上記<血液循環試験1>における「(2)血液の入手」と同様の手法で行った。
 (3)実験開始時点の血液についての活性化凝固時間(ACT)の測定
 上記<血液循環試験1>における「(3)実験開始時点の血液についての活性化凝固時間(ACT)の測定」と同様の手法で行った。
 (4)血液循環試験
 上記<血液循環試験1>における「(4)血液循環試験」と同様の手法で行った。
 (5)サンプルの観察
 血液循環後、回転装置の電源をOFFにし、循環後の血液を回収した。評価用サンプルを回路内から抜き取り、生理食塩水で洗浄したうえで、目視で観察を行った。比較例4および実施例3の各サンプルの外観写真を図10および図11にそれぞれ示す。
 (6)結果
 図11に示すように、実施例3のシリコーン製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)は、表面の血栓形成がほとんど確認されなかった。一方、図10に示す比較例4のシリコーン製チューブ(プラズマ未処理)は、表面に血栓の形成が確認された。このことから、本発明によれば、医療用具の抗血栓性をよりいっそう向上できることがわかる。
 <PU製チューブへの抗血栓性層の形成>
 (1)PU製チューブの準備
 ポリウレタン(PU)製チューブ(テルモ・クリニカルサプライ株式会社製、製品名:DewX(登録商標) Eerna、外径1.7mm、内径0.8mm)を10cm長さに切り出した。切り出したPU製チューブをエタノール中に静置することで洗浄を行い、PU製チューブ基材(プラズマ未処理)を得た。
 (2)PU製チューブのプラズマ処理
 洗浄済みのPU製チューブを、プラズマ照射装置(Pico Full PC, DIENER ELECTRONIC製、低圧型)にセットし、圧力:0.3mbar、POWER:50%、導入ガス:Arガス100%、LF出力:200W、ガス流量:15sccmの条件にて、3分間プラズマ照射(アルゴンイオン化ガスプラズマ照射)を行った。プラズマ照射後のPU製チューブを大気中に取り出し、30分間静置した。これにより、表面がプラズマ処理されたPU製チューブ基材(PU製チューブ(プラズマ処理後))を得た。
 (3)グリシジルメタクリレート(GMA)の結合
 ガラス瓶に、グリシジルメタクリレート(GMA)(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.145mL(1.1mmol)と、エタノール11mLとを入れ、試薬を溶解させた。ガラス瓶中の試薬溶液をガラス管に移し、ガラス管に窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にプラズマ処理されたPU製チューブ基材を入れ、ガラス管より窒素ガスを5分間導入した後、ガラス管をゴム栓で覆った。このガラス瓶を37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、PU製チューブを取り出し、未反応物のGMAをエタノールで1時間洗浄し、室温で乾燥させた。これにより、GMAが結合したPU製チューブ(PU製チューブ-GMA)を得た。
 (4)N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)の重合
 ガラス瓶に、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CBA)1.97g(9.15mmol)と、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70、富士フイルム和光純薬株式会社製)1.9mg(0.006mmol)と、エタノール10mLとを入れ、全ての試薬が溶解するまで室温で攪拌した。ガラス瓶中の試薬溶液をガラス管に移し、ガラス管に窒素ガスを5分間導入し、系内のガスを窒素ガスで置換した。この試薬溶液にGMAが結合したPU製チューブ(PU製チューブ-GMA)を入れ、ガラス管より窒素ガスを5分間導入した後、ガラス管をゴム栓で覆った。このガラス瓶を37℃のウォーターバス中に入れ、4時間反応を行った。その後、PU製チューブを取り出し、エタノールに浸漬させることで洗浄し、未反応物のCBAを除去した。これにより、GMAを介してCBAが重合したPU製チューブ(PU製チューブ-GMA-pCBA)を得た。
 (5)メトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))の結合
 4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)(脱水縮合剤)624mg(2.25mmol)をRO水1.5mLに溶解して、DMT-MM溶液を調製した。上記で合成したメトキシエチルアクリレート(MEA)-アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)共重合体(p(MEA-APMA))200mg(1.5mmol)を20mLのRO水に溶解して、p(MEA-APMA)溶液を調製した。このp(MEA-APMA)溶液を50mL Falcon(登録商標、以下同じ)チューブに移し替え、GMAを介してCBAが重合したPU製チューブ(PU製チューブ-GMA-pCBA)を投入した。その後、上記DMT-MM溶液を滴下し、直ちにオービタルシェーカーを用いてFalconチューブ内の混合物を攪拌した。当該撹拌は、400rpmの速度で3時間行った。撹拌後、オービタルシェーカーからFalconチューブを外し、室温で一晩静置して、p(MEA-APMA)共重合体の第1級アミノ基(-NH)とCBAのカルボキシル基(-COOH)とを反応させた。FalconチューブからPU製チューブを取り出し、RO水50mLに5分間浸漬させた。この操作を3回繰り返すことで洗浄を行い、PU製チューブをRO水から取り出し、室温で静置して乾燥させた。これにより、GMA、CBAポリマー鎖を介してMEA-APMA共重合体が固定されたPU製チューブ(PU製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)、実施例4)を得た。
 <血液循環試験4>
 上記で作製したPU製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)(実施例4)について、上記<血液循環試験3>と同様の手法にて血液循環試験を行い、抗血栓性を評価した。実施例4のサンプルの外観写真を図12に示す。図12に示すように、実施例4のPU製チューブ-GMA-pCBA-p(MEA-APMA)は、表面の血栓形成がほとんど確認されなかった。
 本出願は、2023年7月14日に出願された日本特許出願番号2023-116081号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として組み入れられている。
 10…基材、
 10a…基材コア部、
 10b…基材表面層、
 11…抗血栓性層、
 100…医療用具。

Claims (13)

  1.  基材と、
     前記基材に固定されたポリマーを有する抗血栓性層と、
    を備える医療用具であって、
     前記ポリマーは、前記基材に結合し、水酸基またはカルボキシル基と反応する反応性基およびエチレン性不飽和基を有する第1のモノマー由来の構成単位a;
     カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する第1の抗血栓性モノマー由来の構成単位bを含むポリマー鎖を有し、かつ、前記構成単位aと前記ポリマー鎖の末端とが結合した構成単位B;および
     前記構成単位bと結合し、かつ、アミノ基を有する第2のモノマー由来の構成単位c1と、第2の抗血栓性モノマー由来の構成単位c2とを有する共重合体由来の構成単位C;を有する、医療用具。
  2.  前記第2の抗血栓性モノマーは、下記式(I)で表されるモノマーから選択される1種または2種以上である、請求項1に記載の医療用具;

     上記式(I)中、
     Rは水素原子またはメチル基を表し、
     Xは式:-O-(RO)-Rで示される基、式:-O-(CHCHOH)-CHOHで示される基またはテトラヒドロフルフリルオキシ基を表し、この際、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキレン基を表し、Rは、炭素数1~4の直鎖状または分岐状のアルキル基を表し、mは1~5の整数を表し、nは1~5の整数を表す。
  3.  前記第2の抗血栓性モノマーは、メトキシメチルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)、3-メトキシプロピルアクリレート(MC3A)、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート(EEA)、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート(EEEA)、エトキシプロピルアクリレート、エトキシブチルアクリレート、プロポキシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシブチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート(THFA)、メトキシメチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルメタクリレート、プロポキシメチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートおよびグリセロール(メタ)アクリレートから選択される1種または2種以上である、請求項2に記載の医療用具。
  4.  前記第1のモノマーは、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート(GMA)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、β-メチルグリシジルアクリレート、β-メチルグリシジルメタクリレートおよびアリルグリシジルエーテルから選択される1種または2種以上である、請求項1に記載の医療用具。
  5.  前記第1の抗血栓性モノマーは、下記式(II)で表されるモノマーから選択される1種または2種以上である、請求項1に記載の医療用具;

     上記式(II)中、
     Rは水素原子またはメチル基を表し、
     Rは炭素原子数1~6の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、
     RおよびRはそれぞれ独立して炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキル基を表し、
     Rは炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、
     Zは-COOを表し、
     Yは酸素原子または-NH-を表す。
  6.  前記第1の抗血栓性モノマーは、N-(メタ)アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシメチル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタインおよびN-(メタ)アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジエチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタインから選択される1種または2種以上である、請求項5に記載の医療用具。
  7.  前記第2のモノマーは、下記式(III)で表されるモノマーおよびその塩から選択される1種または2種以上である、請求項1に記載の医療用具;

     上記式(III)中、
     Rは水素原子またはメチル基を表し、
     Yは酸素原子または-NH-を表し、
     pは1~4の整数を表す。
  8.  前記第2のモノマーは、アミノメチルアクリルアミド、アミノメチルメタクリルアミド、アミノエチルアクリルアミド、アミノエチルメタクリルアミド、アミノプロピルアクリルアミド、アミノプロピルメタクリルアミド(APMA)、アミノブチルアクリルアミド、アミノブチルメタクリルアミド、アミノメチルアクリレート、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、アミノプロピルメタクリレート、アミノブチルアクリレートおよびアミノブチルメタクリレートならびにこれらの塩から選択される1種または2種以上である、請求項7に記載の医療用具。
  9.  前記構成単位Cにおける、前記構成単位c1と前記構成単位c2とのモル比(c1:c2)は、1:1~1:20である、請求項1に記載の医療用具。
  10.  前記基材は、プラスチック基材を含む、請求項1に記載の医療用具。
  11.  前記プラスチック基材は、多孔質体である、請求項10に記載の医療用具。
  12.  前記医療用具は、人工血管、ステントグラフト、カバードステントまたはカテーテルである、請求項1に記載の医療用具。
  13.  前記基材表面の少なくとも一部にプラズマを照射することと、
     前記プラズマ照射後の前記基材に前記第1のモノマーを接触させることと、
     前記第1のモノマーを接触させた後の前記基材に前記第1の抗血栓性モノマーを接触させることと、
     前記第1の抗血栓性モノマーを接触させた後の前記基材に前記共重合体を接触させることと、
    を有する、請求項1に記載の医療用具の製造方法。
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