JPH0322183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は人工臓器用のシール材に関するもので
ある。 人工臓器用シール材として、芳香族ジイソシア
ネート及びヒマシ油とトリメチロールプロパンと
の混合物を反応させてNCO基含有初期付加生成
物とし、この初期付加生成物をヒマシ油又はヒマ
シ油とトリメチロールプロパンとの混合物と網状
化することにより得られたポリウレタンよりなる
もの（特公昭58−26366号公報）およびシクロア
リフアテイツクジイソシアネートと、一般式
R′−（NH₂）ｍ、ｍ＞２，R″−（OH）ｎ，ｎ＞２
で表わされるアロマテイツクポリアミン又はアル
キルポリオールなどの当モル理論量とを混合して
得られる無発泡性ウレタンよりなるもの（特公昭
58−75556号公報）が知られている。 しかし、最近透析用人工腎臓装置基準による人
工臓器シール部の溶出物を大幅に減少させる要望
が出てきており、これらのウレタンでは溶出物が
少ないとは云えない。 本発明者らは溶出物の少ない人工臓器用シール
材およびそれを用いた人工臓器を得べく鋭意検討
した結果本発明に到達した。すなわち本発明は、
ポリイソシアネートとポリオールとのポリウレタ
ンからなる人工臓器用シール材においてポリイソ
シアネートの少なくとも一部としてヘキサメチレ
ンジイソシアネート（以下HDIという）系NCO
末端プレポリマーを使用し、ポリオールとしてア
ミン系ポリオール及び必要により他のポリオール
を使用することを特徴とするシール材である。 本発明においてポリオール成分として用いるア
ミン系ポリオールとしては、少なくとも２個の活
性水素原子を有するアミノ化合物のオキシアルキ
ル化誘導体が使用できる。このアミノ化合物とし
てはアンモニア，アルカノールアミン類，モノア
ミン類，ポリアミン類（脂肪族，芳香族，脂環式
または複素環式ポリアミン）が含まれる。これら
のアミノ合物の例としては特開昭54−122396号お
よび特開昭54−101899号公報にアミン系ポリエー
ルポリオール製造に用いるアミノ化合物として記
載のものがあげられる。 具体例としてはアンモニア，アルカノールアミ
ン類〔モノ−，ジ−，またはトリアルノール
（C₂〜C₄）アミン（トリエタノールアミンなど〕，
モノアミン類（脂肪族モノアミンたとえばモノメ
チルアミン，ステアリルアミン；芳香族アミンた
とえばアニリンなど），ポリアミン類〔脂肪族ポ
リアミンたとえばアルキレン（C₂〜₆）ジアミン
（エチレンジアミン，プロピレンジアミンなど）；
ポリアルキレンポリアミン（ジエチレントリアミ
ン，トリエチレンテトラミンなど），芳香族ポリ
アミン（フエニレンジアミン，トリレンジアミ
ン，ジフエニルメタンジアミン，キシリレンジア
ミンなど），脂環式ポリアミン（シクロヘキシレ
ンジアミン，イソホロンジアミンなど），複素環
式ポリアミン，〔ピペラジン，アミノアルキル置
換ピペラジン（アミノエチルピペラジンなど）な
ど〕があげられる。 これらのアミノ化合物は少なくとも２個の活性
水素原子を有することが必要であり、通常２〜７
個，好ましくは２〜５個，さらに好ましくは３〜
４個の活性水素原子を有するものが適当である。
これらのアミノ化合物は二種以上併用してもよ
い。 アミノ化合物のオキシアルキル化誘導体は種々
の方法で製造できるが、一般にアミノ化合物にア
ルキレンオキサイドを付加することにより製造さ
れる。アルキレンオキサイドとしてはエチレンオ
キサイド（EOという），プロピレンオキサイド
（POという），１，２−１，３−または２，３−
ブチレンオキサイド，テトラヒドロフラン，スチ
レンオキサイド，エピクロルヒドリンなどがあげ
られる。アルキレンオキサイドは単独でも２種以
上併用してもよく、後者の場合はブロツク付加で
もランダム付加でも両者の混合系でもよい。アル
キレンオキサイドのうちで好ましいものはPOお
よび／またはEOであり、とくに好ましいものは
PO単独またはPOとEOとの併用系（重量比で通
常30：70〜99：１とくに70：30〜90：10）であ
る。末端にEOをチツプして１級化することによ
りさらに反応性を高めることもできる。 アルキレンオキサイドの付加は通常の方法で行
なうことができ、無触媒でまたは触媒（アルカリ
触媒，アミン系触媒，酸性触媒）の存在下（とく
にアルキレンオキサイド付加の後半の段階で）に
常圧または加圧下に行なわれる。アミノ化合物は
そのままでまたは適当な媒体〔不活性液体（キシ
レン，ジメチルホルムアミドなど），活性水素原
子含有液体（水，エチレングリコール，グリセリ
ンなどの多価アルコールなど）または予め製造し
たアミノ化合物のポリオキシアルキル化物〕の存
在下に、アルキレンオキサイドを付加することが
できる。 アルキレンオキサイドの付加モル数はアミノ化
合物の活性水素原子１個当り通常１モル以上好ま
しくは２〜20モルである。 アミン系ポリオールの水酸基当りの分子量は硬
化速度を阻害しない範囲で自由に変ることができ
るが、一般に25以上、好ましくは50〜1200さらに
好ましくは50〜800である。 アミン系ポリオールの具体例としてはトリエタ
ノールアミン，テトラキスヒドロキシプロピルエ
チレンジアミン，ペンタキスヒドロキシプロピル
ジエチレントリアミンなどがあげられる。 その他のポリオールとしては低分子ポリオール
および高分子ポリオール（ポリエーテルポリオー
ル，ひまし油系ポリオール，ポリエステルポリオ
ールなど）があげられる。低分子ポリオールとし
ては２価のものたとえば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，
１，４−ブタンジオール，１，６−ヘキサンジオ
ール，ネオペンチルグリコール，水添ビスフエノ
ールＡなど），３価以上のもの（３〜８価のもの）
たとえばグリセリン，トリメチロールプロパン
（TMP），ヘキサントリオール，ペンタエリスリ
トール，ソルビトール，シユークローズ，トリア
ルカノールアミン（トリエタノールアミン，な
ど）などがあげられる。低分子ポリオールの当量
は通常30〜200，好ましくは30〜100である。 ポリエーテルポリオールとしては上記低分子ポ
リオールのアルキレンオキサイド（炭素数２〜４
のアルキレンオキサイドたとえばエチレンオキシ
ド，プロピレンオキシド，ブチレンオキシド）付
加物およびアルキレンオキサイドの開環重合物が
あげられ、具体的にはポリエチレングリコール，
ポリプロピレングリコール，ポリテトラメチレン
グリコールが含まれる。ポリエーテルポリオール
の当量は通常200〜1500、好ましくは200〜500で
ある。 ひまし油系ポリオールとしてはひまし油および
ひまし油脂肪酸と低分子ポリオールとのポリエス
テルポリオール（ひまし油脂肪酸のジグリセライ
ド，モノグリセライド，ひまし油脂肪酸とトリメ
チロールプロパンとのモノ，ジまたはトリエステ
ルなど）があげられる。ひまし油系ポリオールの
当量は通常200〜1000，好ましくは200〜600であ
る。 ポリエステルポリオールとしては、ポリカルボ
ン酸（脂肪族飽和または不飽和ポリカルボン酸た
とえばアジピン酸，アゼライン酸，ドデカン酸，
マレイン酸，フタル酸，イタコン酸，二量化リノ
ール酸；芳香族ポリカルボン酸たとえばフタル
酸，イソフタル酸）とポリオール（上記低分子ポ
リオールおよび／またはポリエーテルポリオー
ル）との線状または分岐状ポリエステルポリオー
ル；ポリラクトンポリオールたとえば開始剤〔グ
リコール（エチレングリコールなど），トリオー
ルなど〕をベースとしてこれに（置換）カプロラ
クトン（ε−カプロラクトン，α−メチル−ε−
カプロラクトン，ε−メチル−ε−カプロラクト
ンなど）を触媒（有機金属化合物，金属キレート
化合物，脂肪酸金属アシル化物など）の存在下に
付加重合させたポリオールたとえばポリカプロラ
クトンポリオール；末端にカルボキシル基およ
び／またはOH基を有するポリエステルにアルキ
レンオキシド（例えばエチレンオキシド，プロピ
レンオキシド等）を付加反応させて得たポリエー
テルエステルポリオールがあげられる。ポリエス
テルポリオールの当量は通常200〜1500，好まし
くは200〜1000である。 これらのポリオールのうち好ましいものは低分
子ポリオール（とくに１，４−ブタンジオール，
トリメチロールプロパンおよびグリセリン），ポ
リエーテルポリオール（とくにポリエチレングリ
コール）およびひまし油系ポリオール（とくにひ
まし油）である。 ポリオール成分中、アミン系ポリオールの量は
通常１〜100重量％、好ましくは５〜50重量％で
ある。 アミン系ポリオールの量が１重量％未満ではポ
リイソシアネールとの硬化がおそく触媒〔アミン
系，金属（スズ，ナマリ系）触媒〕を使う必要が
あり、これらは溶出物として析出されるので好ま
しくない。 必要により用いられる他の活性水素含有化合物
としてはアミン類（脂肪族ポリアミンたとえばエ
チレンジアミン，脂肪族モノアミンたとえばｎ−
ブチルアミン，アミノアルコール類たとえばモノ
またはジエタノールアミン，モノまたはジプロパ
ノールアミン，アミノエチルエタノールアミンな
ど）があげられる。これらのうち好ましいものは
アミノアルコール類であり、とくに好ましいもの
はモノまたはジエタノールアミンである。 アミン類の活性水素含有基（NH₂基，NH基な
ど）当量は通常30〜500であり、好ましくは30〜
300である。また他の活性水素含有化合物として
ポリカルボン酸（脂肪族飽和または不飽和ポリカ
ルボン酸たとえばアジピン酸，アゼライン酸，ド
デカン酸，マレイン酸，フマル酸，イタコン酸，
二量化リノール酸；芳香族ポリカルボン酸たとえ
ばフタル酸，イソフタル酸）を使用することもで
きる。 ポリカルボン酸の当量は通常50〜500好ましく
は50〜200である。 ポリオールおよび必要により用いられる他の活
性水素含有化合物中のポリオール量は通常10〜
100重量％，好ましくは50〜100重量％である。 本発明におてポリイソシアネートの少くとも一
部として用いられるHDI系NCO末端プレポリマ
ーとしてはHDIおよび／または変性HDIとポリ
オールおよび必要により他の活性水素含有化合物
とから得られるものがあげられる。 変性HDIとしてはHDIの変性物（カーボジイ
ミド基，ウレトジオン基，ウレトイミン基，ウレ
ア基，ビユーレツト基および／またはイソシアヌ
レート基含有変性物）があげられ、具体的には
HDIの水変性物があげられる。 ポリオールとしては前記その他のポリオールと
同様なものがあげられ他の活性水素含有化合物と
しては前記他の活性水素含有化合物と同様のもの
があげられる。 HDI系NCO末端プレポリマーにおいてHDIお
よび／または変性MDIと活性水素含有化合物と
のNCO／活性水素含有基比は通常1.1〜10、好ま
しくは1.5〜６，とくに好ましくは２〜４である。 プレポリマー化反応に際し反応温度は通常40〜
140℃、好ましくは60〜120℃である。反応は通常
無溶剤下で行なうが、必要によりイソシアネート
基に不活性な溶剤〔芳香族炭化水素（トルエン，
キシレンなど），ケトン（メチルエチルケトン，
メチルイソブチルケトンなど）およびこれらの二
種以上の混合物など〕の存在下に行ない、後にこ
れら溶剤をトツピングにより除くこともできる。 HDI系NCO末端プレポリマーとともに必要に
より他のポリイソシアネートを使用することがで
きる。このようなポリイソシアネートとしては炭
素数（NCO基中の炭素を除く）２〜12の脂肪族
ポリイソシアネート（HDI，変性HDIを除く），
炭素数４〜15の脂環式ポリイソシアネート，炭素
数８〜12の芳香族ポリイソシアネート，炭素数６
〜20の芳香族ポリイソシアネート，これらのポリ
イソシアネートの変性物（カーボジイミド基，ウ
レトジオン基，ウレトイミン基，ウレア基，ビユ
ーレツト基および／またはイソシアヌレート基含
有変性物など），これらのNCO，末端プレポリマ
ーおよびこれらの２種以上の混合物があげられ
る。 このようなポリイソシアネートとしてはエチレ
ンジイソシアネート，テトラメチレンジイソシア
ネート，ドデカメチレンジイソシアネート，１，
６，11−ウンデカントリイソシアネート，２，
２，４−トリメチルヘキサンジイソシアネート，
リジンジイソシアネート，２，６−ジイソシアネ
ートメチルカプロエート，ビス（２−イソシアネ
ートエチル）フマレート，ビス（２−イソシアネ
ートエチル）カーボネート，２−イソシアネート
エチル−２，６−ジイソシアネートヘキサノエー
ト；イソホロンジイソシアネート（IPDI），ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート（水添
MDI），シクロヘキシレンジイソシアネート，メ
チルシクロヘキシレンジイソシアネート（水添
TDI），ビス（２−イソシアネートエチル）−４−
シクロヘキセン−１，２−ジカルボキシレート；
キシリレンジイソシアネート，ジエチルベンゼン
ジイソシアネート；IPDIの三量化物など；トリ
レンジイソシアネート（TDI），粗製TDI，ジフ
エニルメタンジイソシアネート（MDI），ポリフ
エニルメタンポリイソシアネート（PAPI；粗製
MDI），変性MDI（カーボジイミド変性など），ナ
フチレンジイソシアネート；およびこれらの２種
以上の混合物があげられる。 NCOプレポリマーとしてはこれらポリイソシ
アネートとポリオールおよび他の活性水素含有化
合物とからのNCO末端プレポリマーがあげられ
る。ポリオールおよび他の活性水素含有化合物と
しては前記その他のポリオールと同様なものおよ
び前記他の活性水素含有化合物と同様なものが使
用できる。この場合NCO末端プレポリマーにお
けるNCO／活性水素含有基比は通常1.1〜10であ
り、好ましくは1.5〜６，特に好ましくは２〜５
である。プレポリマー化反応はHDI系NCO末端
プレポリマーの場合と同様の方法で行うことがで
きる。 これらのポリイソシアネートのうちで好ましい
ものは芳香族ジイソシアネートであり、特に好ま
しくはMDIおよびその変性物である。 ポリイソシアネート中のHDI系NCO末端プレ
ポリマー量は通常10〜100重量％、好ましくは25
〜90重量％である。HDI系NCO末端プレポリマ
ーの量が10重量％未満では溶出物の量を大幅に減
少させるのが困難である。 ポリイソシアネートとポリオールとからポリウ
レタンを得る場合、ポリイソシアネートとポリオ
ールのNCO／OH当量比は通常0.95〜4.0，好まし
くは1゜〜2゜、特に好ましくは1.0〜1.4である。 ポリイソシアネートとポリオールは混合するこ
とにより通常室温で硬化し、ゲル化時間は５〜60
分である。完全硬化には室温で通常24〜72時間を
要する。ただし、必要により、40〜50℃に加温す
ることにより、ゲル化時間および完全硬化までの
時間を短縮することもできる。 完全硬化後のポリウレタンは、シヨアＡ硬度は通
常60〜100，樹脂強度は通常200〜500Kg／cm²
（JIS3号ダンベル使用，樹脂厚約0.5mm，クロスヘ
ツドスピード50mm／min）である。 このポリウレタンは、人工臓器例えば人工腎臓
（ダイアライザー），人工肺及び類似物中に中空繊
維（中空系）等の埋封材料を埋封する際に結合又
はシール材としてまた透析膜の結合または臓器代
用器のシール材として用いる。 埋封材料としては一般にセルロース系，アクリ
ル系，ポリビニルアルコール系，ポリアミド系お
よびポリスルホン系等の中空繊維が用いられる。 これら中空繊維を埋封する方法としては、例え
ば特公昭57−58963号公報、特公昭57−58964号公
報，西独特許第1544107号明細書などに記載の遠
心成型法等を用いることができる。またその他の
公知の埋封法例えば特公昭58−26366号公報，西
独特許第1236476号明細書，英国特許第970400号
明細書などに記載の方法を用いることもできる。
シール材の加工は室温でできる。ポリウレタンの
硬化は短時間で進行し、室温で約１時間後に高め
られた温度例えば50℃では約30分後に遠心分離機
より透析器を取り除いてもシール部に変形が起き
ない程度にまでゲル化する。 本発明のシール材でシールされた人工臓器（人
工透析用ダイアライザー）としてはシール材以外
は特開昭58−75556号公報（図面）に記載されて
いるものと同様のものをあげることができる。 本発明のシール材は溶出物が極めて少なく、こ
の点で特に血液透析に有利である。 さらに本発明のシール材は無色透明であり、泡
等の混入もないため、血液透析のための透析装置
中の中空繊維の埋封のために使用する際に有利で
ある。また硬化に際して収縮は起らず、中空繊維
が圧し潰される心配もない。中空繊維へのシール
材の付着は極めて良好である。また、このシール
材は膨張傾向はなく、これは殊に血液洗浄用透析
装置中での使用の際に重要な点である。このシー
ル材は無害であり、殊に無害な材料が重要である
血液透析等に有利に使用することができる。他の
人工臓器例えば人工肺あるいは血漿分離器及び類
似物中の中空繊維あるいは膜等のシール材として
も本発明のシール材は極めて好適である。 本発明においてアミン系ポリオールに代えてア
ミン化物を用いた場合硬化が早くなりすぎる。 以下実施例により本発明をさらに説明するが本
発明はこれに限定されるものではない。 製造例１〜３および比較製造例１ （ポリイソシアネートの製造） 撹拌機，温度計および窒素導入管を付した２
容積の４つ口コルベンに、HDIおよび活性水素
含有化合物を仕込み窒素気流下90〜100℃に加熱
し、撹拌しながら８時間反応させHDI系NCO末
端プレポリマーを得た（製造例１〜３）。 別に撹拌器，温度計および窒素導入管を付した
１容積の４つ口コルベンに、MDIおよび活性
水素含有化合物を仕込み、窒素気流下60〜70℃に
加熱撹拌しながら８時間反応させてMDI系NCO
末端プレポリマーを得た（製造例１〜３，比較製
造例１）。 これを先の２コルベンに投入混合して均一な
ポリイソシアネートを得た（製造例１〜３）。詳
細を表−１に示す。

【表】 実施例１〜３，比較例１ 製造例１〜３および比較製造例１のポリイソシ
アネート各100ｇに表−２に示すように計算量の
ポリオール（テトラキスヒドロキシプロピルエチ
レンジアミン（THPEDA）とひまし油）を混合
して中空繊維を充填したダイアライザーに特公昭
57−58963号の方法に準じて注入し、遠心分離法
にて40℃にて成型した。

【表】 試験例１〜３比較試験例１ 中空系接着部分の溶出試験 実施例１〜３および比較例１にて成型したダイ
アライザーを分解し中空系接着部分を切り取り、
（約50ｇ）、約１cm角の大きさに細断した。これに
水200mlを加え、40℃で２時間ゆるやかに振とう、
加温した。冷却後上澄液をとり、この液を試験液
とし、水を対照として、層長10mmで波長220mmに
おける吸光度を日局の吸光測定法により測定し
た。このとき、その吸光度が小さいほど溶出物が
少なく、シール材として望ましいものである。 実施例１〜３，比較例１について溶出試験を実
施した。結果を表−３に記載する。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリイソシアネートとポリオールのポリウレ
   タンからなる人工臓器用シール材においてポリイ
   ソシアネートの少なくとも一部としてヘキサメチ
   レンジイソシアネート系NCO末端プレポリマー
   を使用し、ポリオールとしてアミン系ポリオール
   及び必要により他のポリオールを使用することを
   特徴とするシール材。 ２ 該プレポリマーが、ヘキサメチレンジイソシ
   アネートと活性水素含有化合物とのNCO／活性
   水素含有基比1.1〜10のプレポリマーである特許
   請求の範囲第１項記載のシール材。 ３ ポリイソシアネート中の該プレポリマーの含
   有量が10〜100重量％である特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載のシール材。 ４ ポリオール中のアミン系ポリオールの含有量
   が１〜100重量％である特許請求の範囲第１項〜
   第３項のいずれか記載のシール材。 ５ 他のポリオールが1.4−ブタンジオール、グ
   リセリン、トリメチロールプロパン、ひまし油お
   よびポリエチレングリコールからなる群より選ば
   れるポリオールである特許請求の範囲第１項〜第
   ４項のいずれか記載のシール材。