JPH0366905B2

JPH0366905B2 -

Info

Publication number: JPH0366905B2
Application number: JP59025624A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Jo
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1984-02-14
Publication date: 1991-10-21
Also published as: JPS60168463A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は優れた抗血栓性被膜形成用のポリウレ
タン及び含珪素架橋剤を溶解して成る溶液組成物
に関するものである。従来から、ポリジアルキルシロキサン−ポリウ
レタン系の抗血栓性物質としてはポリジアルキル
シロキサン−ポリウレタンブロツク共重合体が知
られており（特公昭49−29350、特公昭55−
8177）、前者ではポリウレタンのブロツクとポリ
ジアルキルシロキサンのブロツクが珪素−窒素結
合によつて結合しているブロツク共重合体が提案
されている。一方後者ではポリジメチルシロキサ
ン−ポリウレタンブロツク共重合体で被覆された
血液接触面が径0.1〜3μの粒子でほぼ均一に分散
したミクロ不均一構造を示す場合に抗血栓性が発
現することが主張され、このようなミクロ不均一
構造をとるために高分子物質がブロツク共重合体
であることが好ましいことを述べている。またポ
リジメチルシロキサンやポリウレタン単独重合体
よりも上記ブロツク共重合体がはるかに優れた抗
血栓性を示すとしている。従来公知のこれらの抗血栓材料はいずれもポリ
ウレタン重合体又はポリシロキサン重合体を出発
物質としてつくられたものである。すなわち、公
知のブレンド（混合体）による抗血栓材料では、
その出発物質であるポリウレタンやポリシロキサ
ンは夫々重合体として供せられているし、一方共
重合体の場合、ランダム共重合体であつても又ブ
ロツク共重合体あるいはグラフト共重合体であつ
ても、共重合体を構成するブロツク単位は夫々高
分子量の重合体である。本発明者はポリウレタン−含珪素重合体系の抗
血栓材料を探究中、抗血栓性被膜形成用として従
来公知のものとは全く異なつた溶液組成物を用い
ることで抗血栓性に優れた抗血栓材料が得られる
ことを見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明はポリウレタン100重量部に
対し含珪素架橋剤を0.1〜200重量部の割合で、両
物質をこれらの可溶性溶媒に溶解して成る抗血栓
性被膜形成用溶液組成物を提供するものである。本発明の溶液組成物においてはポリウレタンと
低分子の含珪素架橋剤とは完全に相溶しており、
従つて該組成物は溶液形成に使用する溶媒と含珪
素架橋剤とから成る混合溶媒系にポリウレタンが
溶解している溶液組成物とも考えることができ
る。本発明では系の水分を能うかぎり脱水して無水
状態とすることが好ましく、水によつて活性化さ
れる含珪素架橋剤を用いた場合、含珪素架橋剤は
無水に保たれているかぎり不活性状態に保たれ、
経時的に極めて安定である。この溶液を成膜する
と溶媒が蒸発するにつれて、高沸点の含珪素架橋
剤は成膜内に残留し、溶倍の量が蒸発によつて減
少し、これにつれて成膜内部で含珪素架橋剤が相
互に凝集して独立したミクロのドメインを形成
し、空気中の水分を吸収して該架橋剤中の官能基
が活性化して相互に縮合反応を生じ、ついには該
架橋剤は架橋したポリシロキサンにまで変化す
る。このようにして生成したポリシロキサンはミ
クロのドメインを構成するとともに、当然そこに
はポリウレタン分子を交絡して相互侵入網目構造
を形成する。本発明で使用するポリウレタンは特に制限され
ず常法に従つて得られるポリエステル系ポリウレ
タン及びポリエーテル系ポリウレタンが使用でき
る。又、鎖延長剤としてジアミンを使用したポリ
ウレタンウレア、主鎖中に有機珪素重合体を含有
するポリウレタン及びポリウレタンウレア（例え
ば特開昭56−136565、特開昭57−211359などの）
も使用することができる。特に好ましいのはポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール
又はポリテトラメチレングリコールなどのポリア
ルキレングリコールをソフトセグメントとするポ
リエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリウレ
タンウレアである。使用に際してはポリウレタン
中あるいはポリウレタンの原料中の不純物を除去
して使用することが抗血栓性を高める上で好まし
い。本発明で使用する含珪素架橋剤はシリコンゴム
やシリコン樹脂の架橋剤として使用されるもので
あり、いわゆる室温型架橋剤、シランカツプリン
グ剤が好ましいものとして挙げられるが、架橋剤
が架橋、縮合反応によつてポリシロキサン構造を
有する重合体に転化するものであれば特に制限さ
れない。特に好ましいものは水によつて活性化さ
れる官能基、例えば≡SiO−COR、≡Si−OR（Ｒ
はCH₃、C₂H₅、C₃H₇などの炭化水素基）、≡Si
−OX（ＸはCl、Brなどのハロゲン）、≡Si−NR₂
（Ｒは上記と同じ）などを有する含珪素架橋剤で
ある。これらの含珪素架橋剤は必ずしも１種類の
ものを用いることに限定されず、２種類以上の混
合物で使用することができる。又、官能基の異な
る２種以上の含珪素架橋剤を使用することもでき
る。含珪素架橋剤としては、例えば一般式（）、
（）及び（）で示される化合物

【式】

【式】（式中R₁は炭化水素基、Ｙ、Y′、Y″及びＹは
同種又は異種の水によつて活性化される架橋性官
能基を表わす）、 R′_oY_3-o−Si−Ｏ−Si−R′_nY′_3-n （）（式中R′は同種又は異種の炭化水素基、Ｙ及び
Y′は前記と同じ、ｎ及びｍは０、１、２、３で
ｎ＋ｍ＝０、１、２、３のいずれかの整数を表わ
す）が水によつて活性化される架橋剤として挙げられ
る。前記一般式（）、（）で表わされる化合物
（式中R₁はアルキル基、アリル基、アルケニル
基、アリール基、アリールアルキル基などの炭化
水素基が、Ｙ、Y′、Y″、Ｙはアルコキシ基、
アシルオキシ基、ハロオキシ基、ハロゲン又はア
ミン残基などが好ましい）の具体的な例として
は、たとえばテトラアセトキシシラン、メチルト
リアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラ
ン、プロピルトリアセトキシシラン、ブチルトリ
アセトキシシラン、フエニルトリアセトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、テトラエトキシシラン、フエニルト
リエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラ
ン、ブチルトリエトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、テトラメトキシシラン、エチルトリ
メトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、
ブチルトリメトキシシランあるいはテトラクロロ
シラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリク
ロロシラン、ブチルトリクロロシラン、ビニルト
リアセトキシシラン、ビス−（Ｎ−メチルベンジ
ルアミド）エトキシメチルシラン、トリス−（ジ
メチルアミノ）メチルシラン、トリス−（シクロ
ヘキシルアミノ）メチルシラン、ビニルトリクロ
ロシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、テトラプ
ロポキシシランなどを代表例として挙げることが
できる。又、前記の一般式（）で表わされる含
珪素架橋剤の代表例としては、たとえばテトラア
セトキシジシロキサン、１，３−ジメチルテトラ
アセトキシジシロキサン、１，３−ジビニルテト
ラエトキシジシロキサン、１，３，５−トリエト
キシ−１，１，３，５，５，−ペンタメチルトリ
シロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサア
セトキシ−１，５−メチルトリシロキサンなどが
挙げられる。本発明では上記の水によつて活性化されて架
橋、縮合したポリシロキサン構造を有する重合体
に転化する含珪素架橋剤と一般式（）で示され
る水によつて活性化される２官能性の含珪素化合
物の（式中R₁〜R₄は同種又は異種の炭化水素基、ｎ
は０、１、２、３等の正の整数、Ｙ及びY′は同
種又は異種の水によつて活性化される前記の架橋
性官能基をそれぞれ表わす）１種以上とを併用することにより抗血栓性を更
に改善することができる。一般式（）で示される珪素原子に２ケの架橋
能のない炭化水素基と分子中に２ケの架橋性官能
基を含有する含珪素化合物の例としてはジメチル
ジアセトキシシラン、ジエチルジアセトキシシラ
ン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチ
ルジメトキシシラン、メチルエチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジクロロシラン、メチルフエニル
ジアセトキシシラン、ジフエニルジアセトキシシ
ラン、ジベンジルジアセトキシシラン、ジビニル
ジエトキシシラン、１，１，３，３−テトラメチ
ル−１，３−ジアセトキシシラン、１，１，３，
３−テトラメチル−１，３−ジメトキシシラン、
１，１，３，３−テトラエチル−１，３−ジエト
キシシラン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメ
チル−１，５−ジアセトキシシラン、１，１，
３，３，５，５−ヘキサエチル−１，５−ジエト
キシシラン、１，13，３，５，５−ヘキサメチル
−１，５−ジメトキシシラン、１，１，１，５，
５，５−ヘキサメチル−３，３−ジアセトキシシ
ラン、１，１，１，３，５，５−ヘキサメチル−
３，５−ジアセトキシシランなどが挙げられる。本発明で使用する含珪素架橋剤及び含珪素化合
物は例示の化合物に限定されず、例えばペトラー
チシステム社（Petrarch、System Inc.）発行
のカタログ（Silicon Compounds、Regiester
＆ Review、1979年）や同社のシリコンズ
（Silicons、1981年）等に記載されている化合
物から前記の要件を具備する化合物を選択するこ
とができる。本発明の溶液組成物はポリウレタン、含珪素架
橋剤、さらには含珪素化合物を溶媒に溶解するこ
とによつて得られる。本発明で使用する溶媒はポリウレタンを溶解す
る環状エーテル類やジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシドのよう
な有機極性溶媒であり、医療器への反応の観点か
ら、塗布膜からの溶剤の除去（蒸発、水洗など）
が容易であることが必要であり、沸点が低いこと
が望ましく、沸点は160℃以下、更に好ましくは
沸点110℃以下が望ましい。また水洗除去の容易
さから水溶性の溶媒であることが望ましい。従つて好ましい環状エーテル類としてはテトラ
ビドロフラン、ジオキサンなどが挙げられる。本発明においては溶媒は単独であるいは混合し
て使用することができる。優れた抗血栓性を与え
かつ塗布や脱溶剤が容易な点でテトラヒドロフラ
ンとジオキサンの混合物を使用することが最も好
ましい。ジオキサン／テトラヒドロフランの重量
比は１以下が好ましく、より好ましくは１／１〜
１／４、さらに好ましくは１／1.5〜１／3.0であ
る。１より大きいとポリウレタンの溶解性が低下
し、１／４より小さいとテトラヒドロフラン（低
沸点）の蒸発速度のコントロールがむつかしく、
好ましい表面をうる条件設定がむつかしくなる。
ジオキサン／テトラヒドロフラン混合比がこの範
囲にあるときに抗血栓性がすぐれているのは、こ
の範囲の溶媒の、蒸発速度と表面形成が微妙に影
響しているためと思われる。またエーテル類に、本発明を実施するに際し程
度の大きい影響を及ぼさない範囲で少量の他の溶
媒、例えばアルコールやアセトン、ジメチルホル
ムアミドなどが含まれることは差しつかえない。
ポリウレタンと含珪素架橋剤の混合比は大巾に変
更可能である。すなわち混合物中の含珪素架橋剤
の量はポリウレタン100重量部に対して0.1〜200
重量部の範囲で使用可能で好ましくは1.0〜180重
量部、より好ましくは1.5〜160重量部、更に好ま
しくは2.0〜150重量部、更に好ましくは20部〜
120部である。含珪素架橋剤の量がポリウレタン100重量部に
対して0.1重量部未満ではポリウレタン単独の場
合と比べて差違は認められず又、含珪素架橋剤の
量が200重量部を越えるとフイルムの機械的性能
が劣り好ましくない。又、含珪素架橋剤と２官能性の含珪素化合物を
併用する場合には、２官能性含珪素化合物／含珪
素架橋剤の重量比は95／５〜５／95の範囲であ
り、好ましくは90／10〜10／90である。この比が
95／５を超えるとこの溶液組成物をコーテイング
したあとで該含珪素化合物が充分架橋縮合せず液
状のままになつて、水洗によつてコーテイング表
面から脱することがあり、不都合を生じる。又こ
の比が５／95未満になると珪素重合体の疎水性が
低下するために抗血栓性にばらつきが生じること
がある。本発明で使用する含珪素架橋剤を溶解したポリ
ウレタン溶液中のポリウレタン濃度は１〜50重量
％が用いられ、好ましくは３〜40重量％、より好
ましくは５〜30重量％、更に好ましくは８〜20重
量％である。この範囲よりポリウレタン濃度が低
いときは粘度が低すぎて成膜時に塗布回数の増加
や形成フイルムの極薄などの問題を生じ、又この
範囲を超えると粘度が高すぎてフイルム厚の調整
が困難となり、塗布膜の厚さが不均一となる。本発明の溶液組成物は溶媒に各成分を溶解して
調製されるが、ポリウレタンを先ず溶媒に溶解
し、次いで含珪素架橋剤、２官能性含珪素化合物
を加えることが望ましい。この場合、溶液組成物
を長期間安全に保つために溶媒をできるだけ脱水
しておくことが好ましい。しかし、上記溶液中に
所定量の水を加えて溶液内である程度の縮合反応
で進ませて溶液中のポリウレタン分子と交絡させ
て溶液中で交互侵入網目構造を適度にとらせるこ
とも出来る。本発明の溶液組成物を血液接触医療器の血液接
触面に塗布や浸漬などの公知の被膜形成法を用い
ることにより該面に抗血栓性の被膜が形成され
る。その際、成膜中に含珪素架橋剤を活性化して
縮合、架橋反応を進行させるためには水分は不可
欠であり、通常は空気中の湿分で充分であるが、
被膜表面に水を噴霧する等の強制的水分補給を行
つて反応を促進させることもできる。該反応を充
分に進行させるには室温〜100℃の温度で通常１
時間〜１ケ月が必要である。このようにして形成された被膜は優れた抗血栓
性と共に強靭で優れた弾性を有しているので、本
発明の溶液組成物は人工心臓や大動脈内バルーン
ポンプのように絶えず拍動する血液接触部の形成
に特に適しているが、抗血栓性が要求されるその
他の血液接触医療器具の血液接触部の形成にも使
用することができる。以下実施例により本発明を具体的に説明する。実施例１ポリテトラメチレンエーテルグリコール（平均
分子量2000）と４，4′−ジフエニルメタンジイソ
シアネートを用い、連鎖拡張剤としてブタンジオ
ール用いて公知の方法で調製したポリエーテル系
ポリウレタン100重量部を水分10ppm以下にまで
脱水したジメチルホルムアミド／テトラヒドロフ
ラン混合溶剤（重量混合比１／２）に35℃で、撹
拌下に溶解し、粘稠な溶液（重合体濃度10重量
％）を調製した。この溶液は最終的に13.5ppmの
水分を含有していた。この溶液に蒸留直後のメチルトリアセトキシシ
ランをポリウレタン100重量部に対し１、４、８、
20、50、75、100、140、180重量部を夫々加えて
９種類の溶液をつくつた。これらの溶液を夫々１
−(1)、１−(2)、…１−(9)とする。これらの溶液はいずれも無色透明であつて、６
ケ月の貯蔵に対しても変化なく安定であつた。これらの溶液からガラス板に成膜したフイルム
について言うと、溶液１−(1)、１−(2)から製膜し
たフイルムはほとんど無色透明であり、溶液１−
(3)から成膜したフイルムは少し乳白色を帯び、溶
液中のメチルトリアセトキシシランの含量が増加
するにしたがつて白化度は増加する。これらの表面を走査型電顕で観察すると極めて
平滑であつた。これらのフイルムを用いてリーホワイト試験
（臨床検査法提要、Ｖ−86、金井泉、金井正光編
著金原出版）を行い、血液の凝固時間を測定し
た。結果を第１表に示した。参考までにガラス、
シリコーン処理（ポリジメチルシロキサンで被
覆）ガラス、本実施例のポリウレタンの結果も併
記した。供試フイルムはガラス製時計皿を前記の
各溶液でコーテイングし、室温、65％RHの雰囲
気中で10日以上放置して充分メチルトリアセトキ
シシランの架橋を行わせたのち、試験に供した。

【表】

【表】第１表に示すようにリーホワイト試験の結果、
溶液１−(7)〜(9)を用いた場合血液はほぼ200分以
上にわたつて凝固せず、従来の常識をこえた画期
的性能を有することがわかつた。実施例２ポリエチレングリコール（平均分子量1600）と
メチレンビス（４−フエニルイソシアネート）を
用い、連鎖拡張剤とブタンジオールを用いポリエ
ーテルポリウレタンを調製した。このポリエーテ
ルポリウレタン100重量部を充分に脱水したジオ
キサン／テトラヒドロフラン（重量比１／３）に
室温で撹拌下に溶解させ重合体濃度9.0％の粘稠
な溶液とした。この溶液にメチルトリメトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシランを下記表に示す
ような割合で添加し、均一透明の溶液を得た。実
施例１と同様にガラス板上に流延して製膜したフ
イルム及び試験管に塗布してリーホワイト試験を
行つた結果を第２表にまとめた。

【表】実施例３実施例１と同じポリウレタン溶液にトリアセト
キシシランとテトラアセトキシシランを第３表記
載の量（ポリウレタン100重量部当りの重量部）
添加して６種の溶液を得た。これらの溶液から成
膜したフイルムを用いてリーホワイト試験を行つ
た。結果を第３表に併記した。

【表】実施例４ポリエチレングリコール（平均分子量1200）の
４，4′−ジフエニルメタンジイソシアネートを用
い、連鎖拡張剤としてエチレンジアミンを用いて
公知の方法で調製したポリエーテル系ポリウレタ
ン100重量部を水分8ppm以下にまで脱水したジオ
キサン／テトラヒドロフラン混合溶剤（重量混合
比１／２）に35℃で、撹拌下に溶解し、粘稠な溶
液（重合体濃度10重量％）を調製した。この溶液
は最終的に11.5ppmの水分を含有していた。この溶液に蒸留直後のジメチルアセトキシシラ
ン／メチルトリアセキシシラン混合物（混合比
90／10、70／30、50／50、20／80、５／95）をポ
リウレタン100重量部に対し１、４、８、14、20、
40、80、120、180重量部を夫々加えて塗布用の溶
液をつくつた。これらの溶液を夫々４−(1)、４−(2)、…、４−
(9)とする。これらの溶液はいずれも無色透明であつて、６
ケ月の貯蔵に対しても変化なく安定であつた。これらの溶液からガラス板に成膜したフイルム
について言うと、溶液４−(1)、４−(2)から製膜し
たフイルムはほとんど無色透明であり、溶液４−
(3)から成膜したフイルムは少し乳白色を帯び、溶
液中の含珪素架橋剤の含量が増加するにしたがつ
て白化度は増加する。これらの表面を走査型電顕で観察すると極めて
平滑であつた。これらのフイルムを用いてリーホワイト試験を
行い、血液の凝固時間を測定した。結果を第１表
に示した。参考までにガラス、シリコーン処理
（ポリジメチルシロキサンで被覆）ガラス、本実
施例のポリウレタンの結果も併記した。供試フイ
ルムはガラス製時計皿を前記の各溶液でコーテイ
ングし、室温、65％RHの雰囲気中で10日以上放
置して充分ジメチルジアセトキシシランとメチル
トリアセトキシシランの架橋を行わせたのち、試
験に供した。第４表に示すようにリーホワイト試験の結果、
溶液４−(7)〜(9)を用いた場合血液は200分以上に
わたつて凝固せず、従来の常識をこえた画期的性
能を有することがわかつた。

【表】実施例５市販のポリエーテルポリウレタン（Ethicon社
製品Biomer）の10重量％ジメチルアセトアミド
溶液を調製し、充分に脱水した。この溶液に蒸留
直後の精製したジメトキシジメチルシラン、テト
ラメトキシシラン、テトラエトキシシランを第５
表記載の量加えて８種の溶液を得た。これらの溶
液から成膜したフイルムを用いてリーホワイト試
験を行つた。結果を第５表に併記する。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ポリウレタン100重量部に対し含珪素架橋剤
を0.1〜200重量部の割合で、両物質をこれらの可
溶性溶媒に溶解して成ることを特徴とする抗血栓
性被膜形成用溶液組成物。２含珪素架橋剤と水によつて活性化される２官
能性含珪素化合物を併用する特許請求の範囲第１
項記載の溶液組成物。