JPH06509247A - 超吸収性材料及びその使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 超吸収性材料及びその使用 且王立夏 本発明は、吸収性材料及びその使用の分野に向けられる。

■−見 液体、特に水性溶液を吸収できる材料は、種々の日常使用に、たとえばタオル（ 布又は祇）の製造に及び種々の特殊吸収性材料、たとえばおむつ及び他の吸収性 衣服、傷口用包帯、医薬用スポンジ、ティッシュ、ナプキン、ライナー、トイレ ットペーパー、タンポン、月経用衛生綿、タオル地及びクリーニングワイパーの 製造に使用される。他の通常使用される吸収剤は、エアゾール吸収剤、たとえば 抗発汗剤及び多量の液体吸収剤を包含し、これらはしばしば粉末の形で存在し、 そして時々、表面上の多量のこぼれを吸収するために使用される。これらの材料 は従来、布又は紙から製造されて来たが、しかし最近の進歩は、異なった構造の 多くの吸収性材料、たとえばヒドロゲル及びヒドロキシメチルメタクリレートを もたらして来た。

たとえば、アメリカ特許第４，９３５，０２２号及び第４，６８５，９０９号を 参照のこと。吸収性材料はセルロースファイバー、ブローンマイクロファイバー 、ステーブルファイバー、イオン交換ファイバー及ヒ種々の融点の結合繊維から これまで製造されて来た。たとえばアメリカ特許第４，８５１．２８４号、第４ ，８１８，５９８号及び第４，８６５，５９６号を参照のこと。さらに、ステー ブルファイバー及び／又はヒドロゲル形成ポリマーゲル化剤の粒子を含むからみ 合わされた親水性ナイロンマイクロファイバーから製造されたウェブ構遺体がア メリカ特許第４．９２３，４５４号に記載されている。適切な費用で最適な吸収 性の機能的性質を提供する連続した必要性が存在する。

生物弾性ポリペプチドは、本発明者の実験室において生じ、そして一連のこれま でに出願された特許及び特許出願に開示される比較的新しい開発である。たとえ ばアメリカ特許第４，４７４，８５１号は、生物弾性ポリマーを形成するために 使用され得る多くのテトラペプチド及びペンタペプチド反復単位を記載する。特 定の生物弾性ポリマーがまた、アメリカ特許第４．１３２，７４６号；第４，１ ８７，８５２号；第４，５００，７００号；第４，５８９．８８２号及び第４， ８７０．０５５号にも記載されている。生物弾性ポリマーはまた、他の目的のた めに製造されているが、しかし最終ポリマーに生物弾性セグメントを含むことが できる、ペプチド反復単位を含むポリマーに向けられている関連特許に開示され ている；アメリカ特許第４，６０５，４１３号を参照のこと。多くの他の生物弾 性材料及びそれらの使用方法が、次のものを包含する継続中のアメリカ特許出願 に記載されている：　”Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆＣｈｅｍｏｔａｘｉｓ　 ｂｙ　Ｃｈｅｍｏｔａｃｔｉｃ　Ｐｅｐｔｉｄｅｓ″、　１９８９年５月１６日 に出願されたアメリカ出願番号第３５５，０９０号；　”Ｂｉｏｅｌａｓｔｏｍ ｅｒ　ＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＴｅｔｒａ　／　Ｐｅｎｔａｐｅｐｔｉｄｅ　Ｕｎ ｉｔｓ”　、　１９８７年６月１５日に出願されたアメリカ出願番号第０６２， ５５７号；　”Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ　Ｍｅｃｈａｎｏｃｈｅ＋ｗｉｃａｌ　Ｅ ｎｇｉｎｅｓＣｏｍｐｒｉｓｅｄ　ｏｆ　Ｂｉｏｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ”、　１ ９８９年９月２０日に出願されたアメリカ出願番号第４１０，０１８号；　”Ｂ ｉｏｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　５ｕｉｔａｂｌｅｆｏｒ　 ｔｈｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｏｕｎｄ　Ｒｅｐａｉｒ　５ｉｔｅｓ ″、　１９８８年４月２１日に出願されたアメリカ出願番号第１８４，４０７号 ；”ＥｌａｓｔｏｍｅｒｉｃＰｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅｓ　ａｓ　Ｖａｓｃｕｌａ ｒ　Ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ″、　１９８８年４月２２日に 出願されたアメリカ特許番号第１８４，８７３号；及び”Ｐａ１ｙｎｏｎａｐｅ ｐｔｉｄｅ　Ｂｉｏｅｌａｓｔｏ＋＊ｅｒｓ　ｈａｖｉｎｇ　ａｎ　Ｉｎｃｒｅ ａｓｅｄ　ＥｌａｓｔｉｃＭｏｄｕｌｕｓ　”　、　１９８９年２月２３日に出 願されたアメリカ出願番号第３１４．１１５号。それらの特許及び特許出願のす べては、それらが本発明の組成物及び方法に使用され得る生物エラストマーを詳 細に記載するので、本明細書に引用により引用される。それらの生物弾性材料は 、上記出願及び特許の一般的な対象物質により示されたように多くの用途のため に提案されて来た。

本発明は、生物弾性材料の吸収剤としての単独で又はこれまで知られている吸収 剤及び構造材料と一緒での新規用途に向けられる。

生物弾性材料は多くの性質、たとえば高レベルの吸収性を必要とする多くの情況 への使用のためにそれらを理想的にする調節可能な吸収性を有する（但し、これ だけには限定されない）ことが発見された。

Ｍ産叉藍 上記に引用された特許及び特許出願の他に、多くの科学文献出版物が本発明に関 連している。それらの出版物は下記に列挙されている。

１、　０ｒｒｙ、　Ｄ、　Ｗ、：　Ｊ、　Ｐｒｏｔｅｉｎ　ＣｈｅＩｌｌ、　７ ．　１−３４　（１９８８）。

２、　Ｕｒｒｙ、　Ｄ、　ＩＡ、：　Ｊ、　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｃｈｅｍ、　７． ８１−１１４　（１９８９）。

３、　Ｕｒｒｙ＋　Ｄ、　Ｗ、：　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｎ＋１ｃａｌ　５ ｏｃｉｅｔ　、　Ｄｉｖ、　ｏｆ　Ｐｏｌ　ｍｅｒｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ：　 Ｓｃｉ、　ａｎｄ　Ｅｎ　１ｎｅｅｒｉｎ　６２　（１９９０）。

４、　Ｈｏｌｌｉｎｇｅｒ、　Ｊ、　０．、Ｊ、　Ｐ、　５ｃｈｎ＋ｉｔＺ＋　 Ｒ，Ｙａｓｋｏｖｉｃｈ、　門、　Ｍ、　Ｌｏｎｇ。

Ｋ、　Ｕ、　Ｐｒａｓａｄ、　ａｎｄ　Ｄ、　Ｗ、　１ｌｒｒｙ：　Ｃａ１ａｃ ｉｆ、　Ｔｉ５ｓｕｅ　Ｉｎｔ、　４２＋　２３１−５、Ｕｒｒｙ、　Ｄ、　’ ｖＪ、：　Ｉｎｔｌ、　Ｊ、　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｃｈｅｍ、：　Ｑｕａｎｔｕｍ 　Ｂｉｏｌ、　Ｓ　Ｉｍ　。

１５、２３５−２４５　（１９８８）。

６、　Ｅｄｓａｌｌ、　Ｊ、　Ｔ、　ａｎｄ　Ｈ，Ａ、　ＭｃＫｅｎｚｉｅ：　 Ａｄｖ、　Ｂｉｏ　ｈ　ｓ、　１６．５３−１８３　（１９８３）。

７、Ｋａｕｚｍａｎ、　Ｗ、：　Ａｄｖ、　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｃｈｅｗ、１４． 　１−６３　（１９５９）。

８　、ＩＪｒｒｙ、Ｄ、　Ｍ、、Ｃ−ＨＬｕａｎ、Ｒ，Ｄｅａｎ　Ｈａｒｒｉｓ 、ａｎｄ　Ｋａｒｌ　Ｕ、Ｐｒａｓａｄ：Ｐｏｌ　ｍｅｒ　Ｐｒｅ　ｒｉｎｔ　 Ａｍ、　Ｃｈｅｍ、Ｓａｃ、Ｄｉｖ、Ｐｏｌ　ｔａ、　Ｃｈｅｗ、（１９９０） 。

９、　Ｕｒｒｙ、Ｄ、　Ｗ、：　Ｊ、　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｃｈｅｍ、　３．４０ ３−４３６　（１９８４）。

１０、　Ｃｈａｎｇ、　Ｄ、　Ｋ、、Ｃ，Ｍ、　Ｖｅｎｋａｔａｃｈａｌａｍ、 　に、　ＩＪ、　Ｐｒａｓａｄ、　ａｎｄ　Ｄ、　Ｗ。

ｔｌｒｒｙ；　Ｊ、　ｏｆ　Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　 ＆　Ｄ　ｎａ＋ｍ１ｃｓ　６＋　８５１−８５８（１９８９）。

１１、　Ｃｈａｎｇ、　Ｄ、　Ｋ、　ａｎｄ　Ｄ、　ｉ＋１．　Ｕｒｒｙ：　Ｊ 、　ｏｆ　Ｃｏｗ　ｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｌｏ、８５０−８５ ５　（１９８９）。

１２、　Ｕｒｒｙ、　Ｄ、　Ｈ，、Ｂ、　Ｈａｙｎｅｓ、　Ｈ，Ｚｈａｎｇ、　 Ｒ，Ｄ、　Ｈａｒｒｉｓ、　ａｎｄ　Ｋ、　Ｕ。

Ｐｒａｓａｄ：　Ｐｒｏｃ、　Ｎａｔｌ、　Ａｃａｄ、　Ｓｃｉ、ＵＳＡ　８５ ．　３４０７−３４１１　（１９８Ｂ）。

１３、Ｕｒｒｙ、Ｄ、　Ｗ、、５ｈａｏ　Ｑｉｎｇ　Ｐｅｎｇ、Ｌａｒｒｙ　Ｈ ａｙｅｓ、　Ｊｏｈｎ　Ｊａｇｇａｒｄ。

ａｎｄ　Ｒ，Ｄｅａｎ　Ｈａｒｒｉｓ：　Ｂｉｏ　ｏｆ　ｍｅｒｓ　（１９９０ ）。

１４、ｔｌｒｒｙ、Ｄ、　Ｈ，、Ｄ、　Ｋ、　Ｃｈａｎｇ、Ｈ，Ｚｈａｎｇ、　 ａｎｄ　Ｋ、Ｕ、　Ｐｒａｓａｄ：Ｂｉｏｃｈｅｍ、　Ｂｉｏ　ｈ　ｓ、　Ｒｅ ｓ、　Ｃｏｍｍｕｎ、　１５３．８３２−８３９　（１９８８）。

１５、Ｒｏｂｉｎｓｏｎ、　Ａ、　Ｂ、：　Ｐｒｏｃ、　Ｎａｔ、　Ａｃａｄ、 　Ｓｃｉ、　ＵＳＡ　７１．８８５−８８８（１９７４）。

１６、　Ｕｒｒｙ、　Ｄ、　Ｗ、：　Ｉｎ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚ　ｍ ｏｌｏ　＋　（Ｌ、　Ｌ　Ｃｕｎｎｉｎｇｈａ＋ｗａｎｄ　Ｄ、　Ｗ、　Ｆｒｅ ｄｅｒｉｋｓｅｎ、Ｅｄｓ、　）　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、Ｉｎｃ、　 ８２＋　６７３−７１６　（１９８２）。

１７、Ｕｒｒｙ、　Ｄ、　ｌ＋１．、Ｊｏｈｎ　Ｊａｇｇａｒｄ、　Ｒ，Ｄ、　 Ｈａｒｒｉｓ、　Ｄ、　Ｋ、　Ｃｈａｎｇ、　ａｎｄＫ、　Ｕ、　Ｐｒａｓａｄ ：　Ｉｎ　Ｐｒｏ　ｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｐｏｌ　ｍｅｒｓ 　（Ｃｈａｒｌｅｓ　Ｇ。

Ｇｅｂｅｌｅｉｎ　ａｎｄ　Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｌ、Ｄｕｎｎ、Ｅｄｓ、）＋　Ｐ ＩｅｎｕＩＩ＋　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎ　Ｃｏ。

（１９９０）。

１８、　ｕｒｒｙ、　Ｄ、　Ｗ、、Ｊ、　Ｊａｇｇａｒｄ、に、　Ｕ、　Ｐｒａ ｓａｄ、　Ｔ、　Ｐａｒｋｅｒ、　ａｎｄ　Ｒ。

Ｄ、Ｈａｒｒｉｓ：　Ｐｌｅｎｕｍ　Ｐｒｅｓｓ　（１９９０）。

１９、　Ｕｒｒｙ、　Ｄ、　Ｗ、、Ｒ，Ｄ、　Ｈａｒｒｉｓ、　ａｎｄ　Ｋ、　 Ｕ、　Ｐｒａｓａｄ：　Ｊ、　Ａｍ、　Ｃｈｅｗ。

拡１１０．３３０３−３３０５　（１９８８）。

２０．　５ｃｉｏｒｔｉｎｏ、Ｆ、、Ｍ、Ｕ、Ｐａ１ｓａ、Ｄ、１１．　Ｌｌｒ ｒｙ、ａｎｄ　Ｋ、Ｕ、Ｐｒａｓａｄ：Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏ　ｈ　ｓ、Ｒｅ ｓ、Ｃｏｍｍｕｎ、１５７．　１０６１−１０６６　（１９８８）。

２１．５ｃｉｏｒｔｉｎｏ、Ｆ、、Ｄ、Ｗ、Ｕｒｒｙ、Ｍ、Ｕ、Ｐａｌ＋＋ａ、 ａｎｄ　Ｋ、Ｕ、Ｐｒａｓａｄ：８ｉｏ　ｏｌ　５ｅｒｓ　（１９９０）。

発明の要約 異なった条件、たとえば異なった温度、塩濃度、圧力及びｐｏ下で種々の吸収性 を有するであろう吸収剤を提供することが本発明の目的である。

高温で比較的低い吸収性質及び低温で高い吸収性を有するであろう吸収剤を提供 することが本発明のもう１つの目的である。

吸収剤を通常圧縮し、そして液体を放出する外圧下で容易に水溶液を吸収し、そ して保持するであろう形状安定性吸収剤を提供することが本発明のさらにもう１ つの目的である。

この後、より明確になるであろうような本発明のそれらの及び他の目的は、水性 液体と液体の水の範囲で逆温度転移を示すポリマーとを接触せしめることを含ん で成る水性液体を吸収するための方法を提供することによって達成された。好ま しいポリマーは、生物弾性ペンタペプチド、テトラペプチド及びノナペプチドか ら成る群から選択されたエラストマ一単位を含んで成る。組成物のポリマー部分 に存在する側鎖を選択することによって、応力及び外圧下で吸収された液体を保 持する吸収剤の能力を包含する組成物の吸収性質にわたって適切な調節を可能に する。特に好ましい態様において、本発明は、おむつ、他の吸収性衣服及び使用 者と直接的に接触する衛生上の装置、抗発汗剤、傷口用包帯、家庭電化製品又は 機械用コーチング、たとえばオフセットプリンターの水ロールのためのコーチン グ、及び生物エラストマーの性質が高温の点から除去される吸収剤の暖かな部分 からより冷たい部分への液体を吸収するように選択されている他の吸収剤を包含 する。調節可能なポリマーが外圧下で拡張する傾向にある場合、液体の圧力駆動 排除（たとえばおむつ上にすわることによって又は湿った紙タオルに圧力を適切 することによって）に対して耐性であるようなポリマーが供給される。従って、 本発明は、おむつの大腿又は腰部分、失禁装置及び同様のもの、並びに感圧性包 帯、滅菌包帯、及び圧力ローラー上のコーチング、たとえばプリント及びペイン トに使用されるローラーの圧縮された縁のまわりでの漏れを防ぐことにおいて特 に有用である。

Ｈ皿■脱所 本発明は、本明細書の一部を形成する次の詳細な記載及び図面により良好に理解 されるであろう： 図１は、異なった溶媒（水性塩濃度）による逆温度転移の変性を示すグラフであ る。

図２は、ポリマー疎水性度の変動による逆温度転移の変性を示すグラフである。

図３は、ｐＨの変化による逆温度転移の変性を示すグラフである。

図４は、本発明の組成物から流体の圧力駆動性放出に対する耐性を示すグラフで ある。

！足腹盪至Ｒ鳳 本発明は、生物弾性ポリペプチド、及び逆温度転移を有する他のポリマーを含む 新規組成物及びその新規使用を提供する。生物弾性ポリペプチドは、上記多くの 特許及び特許出願にこれまで特徴づけられ、そして記載されている。それらの好 ましい材料は、モノマー単位を含む合計のポリペプチド内で弾性単位として個々 に作用するテトラペプチド、ペンタペプチド又はノナペプチドモノマーのいづれ かを含む。モノマー単位の弾性は、β−回転間に存在する動的（固定的なものと 対立する）橋セグメントにより分離される、タンパク質の二次構造、すなわちそ のペプチド鎖のコンホメーションにおける一連のβ一回転によると思われる。β 一回転は、次の式の１０一原子水素結合環により特徴づけられる：この式におい て、Ｒ，−Ｒ，はそれぞれのアミノ酸残基の側鎖群を表わす、　１０−原子環は 、第１アミノ酸のカルボニル酸素、第４アミノ酸のアミノ水素及び第２及び第３ アミノ酸の介在主鎖原子から成る。示されるようなこのモノマー単位においては 、鎖の残る主鎖原子（第４アミノ酸の残り、第５アミノ酸、及び次のペンタマ一 単位の第１アミノ酸の第１部分）は、隣接するβ−回転間に存在する橋セグメン トを形成する。テトラペプチド及びノナペプチドエラストマー反復単位の両者の 存在により示されるように、橋セグメントの長さはアミノ酸５の不在又はアミノ 酸６−９の存在を適応せしめるために変化することができる。

β一回転含有構造は上記の従来の特許及び特許出願に記載されており、そして再 び詳細に記載される必要はない。反復単位において種々の位！で存在するアミノ 酸の相当な変動が、介在する橋セグメントを有する複数のβ一回転が弾性を保存 するために保持される限り可能である。さらに、モノマー単位が他の目的のため に企画されたペプチドセグメントを含む大きなポリペプチドしゆうに拡張される ことが可能である。たとえば、固定セグメントは、弾性率を高めるために包含さ れ得、又は生物学的活性（たとえば走化性及び細胞結合）を有するセグメントは それらの生物学的活性のために包含され得る。

プロトタイプのポリ（Ｖａｌ’　−Ｐｒｏ”−Ｇｌｙ３−Ｖａｌ’−Ｇｌｙ’） 及びポリ（Ｖａｌ’　−Ｐｒｏ”−Ｇｌｙ”−Ｇｌｙ’）分子並びに種々の類僚 体を含むそれらのエラストマー材料は、水と組合される場合、架橋される場合に 軟質のコンブライアントエラストマーマトリックスをもたらす粘弾性相を形成す る（１−３）。ＶＰＧＶＧ基材のポリペンタペプチド（及び他の生物エラストマ ー）は、架橋の前及び後の両者で生物適合性であることが示されている（４）。

移植する場合、そのような生物弾性ポリマーは生物分解可能であり、身体に生来 の生成物、たとえば短いペプチド鎖及び遊離アミノ酸の開放を導びく。エラスト マーポリペプチド生物材料又は単純な生物弾性材料としても言及されるそれらの ポリマーは、広く異なった水組成、広範囲の疎水性、はとんどのいづれかの所望 する形状及び多孔性及び種々の程度の架橋（化学的に又は照射により）を伴って 、七ツマ一単位の異なった位置について異なったアミノ酸を選択し、そして最終 生成物を形成するために使用される架橋工程を変えることによって調製され得る 。

本発明は、それらのポリマー材料が、水性流体の吸収を必要とする種々の環境へ の使用のためにそれらを理想的にする、それらの逆温度転移から一般的に生じる 多くの性質を有することの実現化に一部関係する。材料が逆温度転移を有するよ うな疎水性（非極性）及び極性成分のバランスの結果が、ポリペプチドに対して は独得ではないが、しかし適切なバランスが、たとえばポリエステル、ポリアミ ド、ポリ（オルガノホスファゼン）、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、 ポリメタクリルアミド、ポリメタクリレート、等のために達成され得るいづれか のポリマーに適用できるであろうことが本明細書において強調される。側鎖の相 対的疎水度及びサイズを用いて、組織的な知識に基づくアプローチにより逆温度 転移を示すであろうポリマーを構成することが可能である。このアプローチは、 天然の化合物、たとえば立体化学調和が存在するポリβ−ヒドロキシアルカノエ ートと共に使用され得る。もちろん、これは、分解できるポリマー並びにそのよ うに分解できないポリマー及びまた、高い熱安定性を有するポリマーにより達成 され得る。

水性システムにおける逆温度転移の現象は、一般的であり、そして多くの両親媒 性システム、通常、非極性及び極性成分の適切なバランス及び配置を有するポリ マーにおいて生じる。極性種は、低温度での水における溶解性に寄与し、溶解性 は、非極性成分のための疎水性水和化の水をもたらす。タラスレート又はクラス レーＩ−禄水としても言及される疎水性水和化の水は、特定の熱力学的性質：水 和化の発熱（負のΔＨ）及び水和化の負のエントロピーを有する（６．７）、温 度の上昇に基づいて、吸熱転移（８）により、疎水性水和化の低いエントロピー 水が、ポリマーが折りたたみ、そして凝集するにつれて溶媒エントロピーの有意 な上昇を伴って多量の水になり、溶媒エントロピーにおける上昇よりもポリマー エントロピーにおけるいく分低い下降を伴って、疎水性（非極性）成分間の分子 間及び分子内接触を最適化する。そのようなポリマーは、それらの転移が０°〜 １００°Ｃ間で生しる場合、生物学において生じる水性環境における出来事をｙ １節するために使用され得る。

゛　−の　に　づく　。　・ おむつ、月経用衛生綿、失禁用製品及び同様のものにおける吸収材料又は吸収コ アの選択は、吸収性及び経済的費用の実際の機能的性質に関して行なわれる。用 語“吸収性機能的性質”とは、流体の特定量を吸収し、そして保持するために利 用され、又は必要とされる吸収性材料間のバランスを言及する。吸収性の機能的 性質はまた、最終製品における他の材料、たとえば比較的長期間の使用の後、乾 燥状態を均等に保持する乾燥表面を得るために製品の使用者に面する材料の外部 層との同時作用能力を包含する。

疎水性（非極性）及び極性残基の正しいバランスを有する本発明のポリマーシス テムは、低温度で水に溶解性であるが、しかし温度が転移範囲を通して高められ るにつれて、それらは濃縮された、より規則的な状態に凝集する。すなわち、そ れらは状態■　（溶液）から状態■（濃縮された相）（より濃く、そしてオーバ ーレイ溶液と平衡化する）への相転移を示す。そのようなポリマーシステムが架 橋される場合、それらは転移以下に温度を下げることで架橋により可能にされる 程度に膨潤し、そして転移温度範囲以上の温度に高めることで水の放出により収 縮することが見出された。はとんどのシステム（通常の例は、母液との平衡化に おいて結晶である）は、温度の上昇に基づいて、より可溶性になり、そして低い 規則性になる。

対照的に、本発明に記載される現象は、逆温度転移と呼ばれ、ここでそのような 転移のための分子基礎は疎水性（非極性）成分を取り囲む水和化シェルの性質に 帰する。

水における疎水性成分の溶解は、発熱工程（ΔＨは負である）であるが、しかし 疎水性成分の水和化の負のギプス自由エネルギー（ΔＧ（水和化）−ΔＨ−ＴΔ Ｓ）に依存する溶解度は一般的に、多量の溶液における水分子が疎水性成分を取 り囲む水のシェルにおいてより規則的になるにつれて、有意な負のエントロピー 変化（ΔＳ）のために低い。従って、水に熔解されるあるポリマーの温度を高め ることがそれらを低いエントロピーの濃縮相にアセンブリーすることができたと しても、その溶解された状態におけるポリマーの疎水性成分を取り囲む疎水性水 和化のより規則的な水は、ポリマーが凝集するにつれて低い規則性の多量の水に なる。転移を通しての温度の上昇に対する全体の結果は、不規則性の上昇、すな わち熱力学の第２規則との調和において全体としてシステムのためのエントロピ ーの上昇であるが、しかし重要な事には、システムのポリマー部分のためには、 規則性のひじょうに有用な上昇、エントロピーの上昇が生した。

低い温度状態（状態Ｉ）において、架橋されたポリマーは、温度がより濃く、濃 縮された相（状態■）になるように高められる場合、実質的な量の水を放すヒド ロゲル又は超吸収荊である。転移の温度がシフトされ得る多くの手段が存在する 。これは、状態Ｉから状態「にシフトすることが、温度の変化を伴わないで可能 になることを意味する。相転移は、仕事を実施するために使用され得る（たとえ ば状態Ｉ→状態■転移に関しては、架橋されたマトリックスが収縮し・そして架 橋されたマトリックスの乾量よりも数千倍以上高い量を持ち上げることができる ）。従って、逆温度転移自体は熱的に推進された収縮であり、すなわちそのよう な材料は熱化学的交換を示す。

システムがたとえば周囲温度で状態Ｉにあり、そして化学的温度変化が周囲温度 以下に転移温度を低める場合、その化学的温度変化は、システムが状Ｂ■にシフ トするにつれて収縮を推進する。これは化学機械的な交換であり、そしてそれは ２種の異なった一般的な化学工程、すなわちポリマー基材の工程及び溶媒基材の 工程により達成され得る。

ポリマー基材の工程は、たとえばプロトン化又は脱プロトン化（すなわちｐＨ変 化）により高い極性（低い疎水性）の状態と低い極性（高い疎水性）の状態との 間でシフトされ得る、ポリマーにおける官能的例説を利用する。溶媒基材の工程 においては、溶媒の組成物における変化が転移の温度を変えることができる。た とえば塩（ＮａＣＩ　）の濃度を下げることは、転移温度を下げ；尿素（たとえ ば尿からの）の添加は転移温度を上げ；エチレングリコールの添加は転移温度を 下げ、そして同様である。水性媒体の塩含有率の変化に伴っての転移温度の変化 の例が図１に示されている。それはまた、圧力の変化が転移温度をシフトし、そ して圧力化学的転換をもたらす特許出願（１９９１年４月２２日に出願されたア メリカ特許出願第６８８．３２４号）と同じ日付で出願された出願者の出願に最 近示されている。

本発明に従って企画されたポリマーシステムは、所望する転移温度による種々の 機能のために使用され得る。特定の用途に包含される溶質の効果の知識により、 転移温度はその目的のために企画され得る。たとえば、好ましい態様は、体液の 吸収の態様、特におむつへの適用である。この態様においては、暖かめから冷た い温度の水性流体を吸収するように適切に企画されたポリマー材料と組合して、 身体の表面の温度〜おむつ又は失禁用器具又は衣服において天然に存在する周囲 温度の熱グラジェントを利用することが可能である。

この態様においては、逆温度転移の温度は、所望によりＯ″Ｃ〜７０°臥特に身 体の表面温度〜周囲温度の間に調節され得る。さらに、適切に架橋されたマトリ ックスは形状記憶を示すので、おむつは、湿潤する場合、それは身体の断面形に 適切に変形するように正しく形状化され、そして分けられ得る。上記のように、 圧力の効果は、その転移を状態Ｉ、すなわち超吸収状態にシフトし、そこでおむ つ上にすわることの効果は高められた吸収性の成分を有し、それによっておむつ から流体及び内容物が押し出される傾向を低める。

本発明の吸収剤と他の吸収剤とを組合し、又はセルロース又は他の支持体又は表 面上でのその性質に固有の可能性を伴って、逆温度転移を受けることができる超 吸収剤を供給するために本発明の転換可能吸収剤によりセルロース又は他の適切 な材料により被覆し又はそれらと共に配合することがある環境下で好都合である 。生骨分解能力は、おむつ、衛生パッド又はタンパクの充填物がフラッシュでき るのに十分な速度で分解できるように、十分且つ選択的に不安定化される化学結 合を有する能力を包含する。この工程は、大便器への添加される酵素、たとえば サーモリシンの使用、又は吸収側製品が廃棄される袋の内部に被覆された他の化 学物質の使用を包含する。

生物エラストマーの生物分解性の論議については、１９９０年３月２７日に出願 されたアメリカ特許出願第０７／４９９．６９７号を参照のこと。しかしながら 、再利用できるおむつがまた、本発明により企画されている。

従って、本発明は、傷口用包帯、バンドエージ、薬物を送り出す医薬用パッチ、 及び使用者の皮膚又は体表面と接触する他の製品への多くの適用を存する。獣医 の使用にも本発明は向けられ、並びにこぼれた掃除物の吸収への使用、及び所望 により選択された温度が液体を層又は表面に吸収するために利用され得る液体分 布システムへの使用にも向けられる。

本発明の材料の明らかに異なった関連する使用は、ソフトコンタクトレンズを形 成する構造ポリマーとしてである。そのようなレンズは高い吸収性のポリマー材 料から現在調製される。コンタクトレンズのための特に有用な材料は、上記に詳 細に説明され、そして上記特許及び特許出願に記載されるポリ（ＶＰＧＶＧ）で ある、このポリマーは、ヒトの眼のレンズと同じ密度及び屈折率を有し、そして 良好なコンタクトレンズに必要とされる超吸収性特性を有する。さらに、ポリ（ ＶＰＧＶＧ）はひじょうに生物適合性であり、そしてコンタクトレンズ着用者の 苦悩の原因である、その表面上でのタンパク質被膜の形成を引き起こす傾向を示 さない。この材料の生物学的移植物は、生存システムに移植される場合に、繊維 封入の発生を引き起こさないことをこれまでに示されている。コンタクトレンズ は、他の材料のために現在使用されるのと同じ態様で、単に、これまで使用され て来た構造ポリマーと本発明のポリマーとを置換することにより調製され得る。

生　エラストマーにおけるパｒ１８Ｐ″亡の量　び企　する　へ鬼長里 選択的吸収剤としての特に使用のだめの生物エラストマーの調製方法の記載は、 下記に詳細に示される。基本的には、生物エラストマーの逆温度転位点が、その 生物エラストマ〜が見出される局部環境の周囲温度以上又はそれ以下のいづれか に選択的に位置するように、予備選択された生理学的条件（たとえば温度又は塩 含有率）との接触に基づいて濃縮状態から膨潤状態に変化できる生物エラストマ ーが選択され；これはポリマーマトリックスの選択的開放及び分解が吸収性を示 持するようにし、又はエラストマーの疎水性性質が優位になるようにする収縮を 引き起こす。

本発明を例示するために下記に使用される特定の例は、はとんどエラストマー性 ポリペンタペプチドマトリックスの例である。しかしながら、エラストマー性テ トラペプチド及びノナペプチドマトリックス、及び他の環境に使用される生物弾 性材料について前で記載されたように他のポリペプチド単位と組合して、それら のエラストマ一単位を用いて調製されたマトリックスに、同し考慮が適用され得 ることは明らかであろう。

水性システムにおける逆温度転位の現象は一般的であり、そして非極性及び極性 成分の適切なバランス及び配置を有する多くの両親媒性システム、通常ポリマー において生じる。極性種は、低温度での水における溶解性に寄与し、溶解性は、 非極性成分のための疎水性水和化の水をもたらす。タラスレート又はクラスレー ト様水としても言及される疎水性水和化の水は、特定の熱力学的性質：水和化の 発熱（負のΔＨ）及び水和化の負のエントロピーを有する（６゜７）。温度の上 昇に基づいて、吸熱転移（８）により、疎水性水和化の低いエントロピー水が、 ポリマーが折りたたみ、そして凝集するにつれて溶媒エントロピーの有意な上昇 を伴って多量の水になり、溶媒エントロピーにおける上昇よりもポリマーエント ロピーにおけるいく分低い下降を伴って、疎水性（非極性）成分間の分子間及び 分子内接触を最適化する。そのようなポリマーは、それらの転移がＯ°〜１００ °Ｃ間で生じる場合、生物学において生じる水性環境における出来事を調節する ために使用され得る。

ポリペンタペプチド　ポリ（Ｖａｌ’　−Ｐｒｏ”−Ｇｌｙ’　−Ｖａｔ’　− Ｇｌｙ’　）（またポリ（ＶＰＧＶＧ）とも称する）は、その転移が３７°Ｃ近 くで完全であるので、生物学的利用性のために特にバランス良いポリマーである 。２５°Ｃ以下で、それは、それがＶａｌ’　−ＣｏとＶａｌ’−ＮＨ酸成分の 間に水素結合が生じるβ一回転（上記構造式を参照のこと）を示す場合、すべて の割合で水と不混和性である（９）。温度の上昇に基づいて、ポリペンタペプチ ドはゆるいヘリックスに折りたたみ、ここで目立った回転量疎水性接触が１つの 回転におけるＶａｌ　’　−Ｉ　ＣＩ３成分及び隣接する回転におけるＰｒｏ” −βＣＨ，成分を包含する（１０）。ゆるいヘリックス構造は力学的β−螺旋と 呼ばれ、そしていったん架橋すれば、この材料により示されるエントロピーニラ ストマーカのための基礎であることが提案されている（１１）。分子間接触を最 適化する捩れたフィラメントを形成するためにβ−螺旋のアセンブリーが折りた たみに付随する。

ポリ（ＶＰＧＶＧ）が、たとえば２０メガラドのγ−照射により架橋される場合 、２５°Ｃ以下で膨潤されるが、しかし転移を通しての温度の上昇に基づいて、 十分な水の押出しによりその体積の１／１０に低下し、そしてその膨潤された長 さの４５％にマトリックスのストラングの長さを低めるために収縮するエラスト マーマトリックスが形成される（２）。この熱駆動の収縮は、マトリックスの乾 量の千倍である重量を持ち上げるためにこれまで使用されて来た。従って、この 性質は、熱機械的交換と呼ばれる。下記で論ぜられるように、転移の温度をシフ トする可逆性又は非可逆性のいづれかの化学的手段が、化学機械的交換を達成し 、そして今、発見されたように、生物エラストマーの吸収性質を同様に変性する ために、等温的に使用され得る。

４−　び　のヒ　・　゛　：生　エラストマーの゛逆温度転移の温度は、ポリマ ーの疎水性を変えることによって変えられ得る。たとえば、ポリ（ｌｉｅ’　− Ｐｒｏ”−Ｇｌｙ３−Ｖａｌ’−Ｇｌｙ’）（ここでｌｉｅ’によるＶａｌ’の 置換はペンタマー当たり１つのＣＨｔ成分の追加を表わす）に関して、そのポリ ペプチドをより疎水性にし、そして転移の温度がポリ（ＶＰＧＶＧ）に関しては ３０℃から２０°Ｃ、ポリ（ＩＰＧ’ＶＧ）に関しては１０°Ｃ下がる（１）６ 同様に、Ａｌａ’によるＶａｌ’の置換によるように疎水性を低下し、すなわち ペンタマー当たり２つのＣＨ，成分を除去し、及び転移の温度を４０°Ｃ〜７０ ℃高める。この性質を図的に示す図２を参照のこと。

−膜化された疎水性規模に関しては、Ｃ０ＯＨ成分は、遊離カルボキシル基と生 物エラストマーとを接触する環境のｐＨを単純に変えることによって、転移の温 度が変えられ得るように、ｃｏｏ−成分よりも高い疎水性である。転移温度は、 ｐＨを低めることによって低められ、そしてｐＨを高めることによって高められ 、ここでカルボキシル基が存在する（又はｐＨを高めることによりイオンを形成 できる他の基が存在する）。中間温度が維持される場合、ポリＣ４（ＶＰＧＶＧ ）。

（ＶＰＧＥＧ））　、すなわちランダムコポリマー（ここで２つのペンタマーモ ノマーは４：１の比で存在し、ＥはＧｌｕである）の２０メガラド架橋マトリツ クスが、ｐＨの低下に基づいて収縮し、そしてｐＨの上昇に基づいて緩和し、又 は膨潤する（１２）。他方、この式は、本明細書の他の場所に見出される式を用 いて、ポリＣ０，８（ＶＰＧＶＧ）、０−２（ＶＰＧＥＧ）　）とも書かれ得る 。リン酸緩衝溶液における転移の温度は、低いｐＨで約２０°Ｃから５０°Ｃに シフトし、Ｃ０ＯＨを付与し、中性ｐＨでほぼ７０°Ｃにシフトし、ここですべ てのカルボキシルはカルボキシレートアニオンに転換された。この性質を図的に 示す図３を参照のこと。

同１に架橋されたポリＣ４（ＴＰＧＶＧ）、（ｒｐＧＥｃ）〕ニ関しては、逆温 度転移の温度は、Ｃ００Ｈのために１０°Ｃ近くから、Ｃ００−のために５０° Ｃ以上にシフトする（５）。１００個の合計アミノ酸残基当たり４個のＧｌｕ残 基を含むこのより疎水性のポリペンタペプチドに関しては、それは、ＶＰＧＶＧ モノマーに基づく低い疎水性のポリペンタペプチドのために転移を４０°Ｃにシ フトするためのカルボキシレートアニオンの２倍を取る。従って、化学的変化を 受ける基を取り囲む領域の疎水性度を変えることによって転移の条件を変えるこ とが可能である。

塊状ポリマーの収縮及び緩和はすべての局部的な熱力学状態の合計に依存するの で、十分な調節が、たとえばイオン性基の平均的な環境を調節することによって 、たとえばランダム（又は組織化された）コポリマーに依存するモノマーの％を 変えることによってのみ可能である。

ｐＨが３７°Ｃの等温条件下で低められる（すなわち、存在するプロトンの化学 ポテンシャル、μの上昇に基づく）場合、それらのマトリックスは、それらの乾 量の数千倍の重量を持ち上げるのに十分な力、ｆを及ぼすことができる。これは 、機械化学的カンブリングとも呼ばれる、化学機械的交換である。これが生じる 機構は、水和化仲介の非極性−極性反撥自由エネルギーと呼ばれ、そして等式（ δμ／δｆ）、＜Ｏにより特徴づけられ；すなわち一定のマトリックス組成物で の力に関しての化学ポテンシャルの変化が負の量である（１３）。

そのようなマトリックスは延伸に基づいてプロトンを取り、すなわち延伸は、Ｃ ０〇−成分を精力的により低い好ましいものにする水に対して高い疎水性基を暴 露する。これは、（δμ／δｆ）、＞Ｏであり、そしてそのようなマトリックス の延伸がプロトンの開放を引き起こすタイプの機械化学的カップリングのための 電荷−電荷反撥とはまったく異なる。水和化仲介の非極性−極性反撥機構は、化 学的仕事を機械的仕事に転換することにおいてより効果的な程度であると思われ る。

ポリマーの平均疎水性を変えるいづれかの化学的手段、たとえば酸−塩基滴定機 能、脱リン酸化／リン酸化、レドックスカップルの還元／＃１化、等が、収縮／ 緩和を生ぜしめるために使用され得ることが本明細書に強調される。はとんどの 転移は、あるアミノ酸、好ましくは２０の遺伝的にコードされたアミノ酸の１つ 又はその誘導体の側鎖上で生じるであろう。生理学的環境との接触の結果として 、遺伝的にコードされたアミノ酸への存在する変化が特に好ましい。

例としては、Ｇｌｕ、　Ａｓｐ、　Ｌｙｓ及び旧Ｓ側鎖のイオン化及び中和；　 Ｃｙｓのチオ基の酸化（たとえばシスティンを形成するために）又はＣｙｓへの 酸化された形の還元；　Ｇｌｕ又はＡｓｐのアミド化；及びＧｌｕ又はＡｓｎの 脱アミノ化を挙げることができる。天然に存在するアミノ酸側鎖のために結合で きる条件とは異なる条件下で転移を受ける官能基を含む成分を結合することもま た可能である。たとえば、Ｓｅｔのスルフェートエステルが調製され得、ここで スルフェートのイオン化がカルボキシレート基により経験される範囲外のｐＨで 生じるであろう。変性成分における官能基及びアミノ酸側鎖における官能基の反 応によりアミノ酸に結合されるＮＡＤ　、フラビン又はキノンの酸化状態におけ る変化がまた有効である。そのような変性されたアミノ酸残基の特定の例は、エ ステル結合の形成を通してＧｌｕ又はＡｓｐ残基のカルボキシレート基に結合さ れるリボフラビンである。もう１つの例は、アミノ酸の側鎖に共有結合されるヘ ム成分である。たとえばプロトポルフィリン■は、それ自体のカルボキシレート 基の１つを通してＬｙｓのアミノ基に結合され得る。ヘムＡ（クラスＡのシトク ロムからの）は、類似する態様で結合される。アミノ酸側鎖に結合されるヘムに おける鉄原子の酸化状態又はその鉄原子とりガントとの配位の変化がまた、所望 する転移を引き起こすために使用され得る。

転移を受ける種々の官能基が位置する平均的環境をｔｌｉ１節することによって 緩和状態から収縮状態に（又は逆も正しい）、転移に対して細かな調節を付与す ることもまた可能である。たとえば全体のポリマーの疎水性度（及び従って、ポ リマーに存在する官能基の平均的疎水性度）は、前で例示されたように、種々の タイプのモノマー単位の割合を変えることによって変性され得る。それらは、転 移を受ける官能基を含むモノマー単位又はポリマーに存在する他のモノマー単位 であり得る。たとえば塩基性モノマー単位がＶＰＧＶＧであり、そして転移を受 ける単位がＶＰＧＫＧ（ここでＫはリシン残基である）である場合、ＶＰＧＶＧ 単位：　ＶＰＧＫＧ単位の比が変えられ得、又は異なった構造単位、たとえばｒ ＰＧＶＧが、適切な転移温度が達成されるまで、種々の量で含まれ得る。

一般的に、特定の七ツマ一単位におけるアミノ酸の配列の選択及びモノマー単位 の必要とされる割合の選択は、既知の生物エラストマーの性質を決定しく又は調 らべ）、本明細書に提供されるガイドを測定することによって始まる経験方法に より達成され得る。しかしながら、好ましくは、実験を伴わないで転移温度を算 定するためにアミノ酸残基（天然に存在するか又は変性された）の相対的疎水性 度の表を用いる。たとえば、疎水性データの特に有用な編集のたｌ堕上掲鏝よ（ １９７４）　１６１　：　６６４〜６７０を参照のこと。３０種の異なった疎水 性規模が存在し、そしてほとんどの疎水性（又はほとんどの疎水性残基のうち少 なくとも１つの）残基としてトリプトファン（Ｔｒｐ）を示す疎水性規模が本発 明の実施のためにより適切である。

たとえば適切な転移温度の大まかな評価は、ポリマーのモノマー単位における個 々のアミノ酸残基の平均疎水性度を合計し、そして既知の転移温度を有するポリ マーについて得られた合計に前記結果を比較することによって得られる。

いづれか一定のポリマーについてのより正確な値は、１種のみの成分が変えられ る一連の関連するポリマーについての転移温度を測定することによって計算され 得る。たとえば、種々の量（たとえば２％、４％及び８％のＫ）のＶＰＧＫＧモ ノマー及びＶＰＧＶＧモノマーをほとんど含むポリマーが調製され、そして転移 温度について試験され得る。その試験は、架橋された形でのポリマーを調製し、 そのポリマーを水に溶解し、そして溶液からのポリマーの沈殿を示す濁りが現わ れるまで、溶液の温度を高めることから成る。転移温度がポリマーにおけるＶＰ ＧＫＧモノマーの両分に対してプロットされる場合、直線が得られ、そしていづ れか他の所望する温度のために必要なＶＰＧＫＧの両分（０％〜１００％のＶＰ ＧＫＧモノマーにより示す限界内）がグラフから直接的に得られる。この技法が 上記のような疎水性度を合計する大まかな評価能力と組合される場合、液体水の 範囲におけるいづれか所望する転移温度が得られる。

゛　の　に　かある　ニーストマーの′生物弾性ペンタペプチド、テトラペプチ ド及びノナペプチドから成る群から選択されたエラストマ一単位を含む生物弾性 ポリマーを含んで成る、外圧の影響下で保持された水の放出に耐えることができ る組成物の形で本発明の吸収剤を供給することもまた可能であり、ここで前記エ ラストマ一単位の両分は、少なくとも０．２″′にの前記ポリマーのためのＰｄ Ｖ／ｄＳを提供するのに十分な量で、疎水性側鎖を有する少なくとも１つのアミ ノ酸残基を含む。前記エラストマーの転移特徴は、側鎖の疎水性度及びサイズを 変えることによって及び全体のポリマーにおける疎水性単位のモル画分を変える ことによって調節され得る。

ポリマーに比較的多量の疎水性側基を含むことによって、そのようなポリマーが 意外な手段で圧力に応答するであろうことが見出された。圧力が水溶液における ポリマーに対して高められる場合（又はポリマーが水性媒体を取り込む場合）、 ポリマーは、追加の多量（関係ない）水が存在する場合、収縮するよりもむしろ 拡張する。

この性質は、下記のように、本発明の吸収剤からの吸収された水の機械的放出に 耐えるために利用され得る。

耐圧性のこの性質の理論的基礎の追加の情報については、本発明と同じ日に出願 され、そして”Ｐｏ１ｙ＋ａｅｒｓ　Ｃａｐａｂｌｅ　ｏｆ　Ｂａｒｏａ＋ｅｃ ｈａｎｉｃａｌａｎｄ　Ｂａｒｕｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ″の標題の本発明者による出願（１９９１年４月２２日に出願されたアメリカ特 許出願筒６８８，３２４号）を参照のこと。この関連出願は、ポリ（ＶＰＧＶＧ ）及びそのより敏感な類似体のための圧に対する圧力の効果についての最初の報 告を含み、そして圧力化学的変換を示すためにそれらのシステムをいかに使用す るかを記載する。高速度超遠心分離が、高められた圧力を開発するために使用さ れ、そして分析的超遠心分離がその転移温度をモニターするために使用された。

いくつかのポリマー、たとえばホモボリペンタベブチドボリ（ＧＶＧＶＰ）及び ポリ（ＧＭＧＶＰ）、並びに複合ポリヘンタペプチドボリ（０，８（ＧＶＧＶＰ ）、Ｏ６２（ＧＹＧＶＰ））　、ポリ〔０，８（ＧＶＧＶＰ）、０．２　（ＧＦ ＧＶＰ））及びポリ（０，８５７（ＧＶＧＶＰ）　、　０．１４３（ＧＷＧＶＰ ）　）　（ここでＭ＝Ｍｅｔ　、Ｙ＝Ｔｙｒ　、Ｆ＝Ｐｈｅ及びＷ＝Ｔｒｐ）（ 上昇する圧力効果の順に列挙される）が合成され、そして研究され、そしてそれ らの及び他の研究の結果は、押しつぶす圧力に耐えるために吸収剤として使用さ れる生物エラストマー及び他のポリマーをいかに企画するかの理解を導びいて来 た。

そのようなポリマーは、得られる全体のポリマーにおけるこれまで認識されてい ない性質、すなわち外圧に対してのポリマーの逆温度転移の感受性を生成するた めにモノマーポリペプチド単位中に比較的多くの疎水性側鎖を導入する。この新 しい性質は、転移Ｔｔの温度と同じ割合で疎水性度に厳密には関係しないが、し かし多くの疎水性側鎖の存在を必要とする。ここで、′多くの”とは、好ましく はイソプロピル基よりも体積上多いことを意味し；すなわち２０ｄ１モルよりも 多いことを意味する。さらに多くの疎水性基が好ましいたとえば１００．５００ ．１０００．又はそれ以上の体積（ｄ）１モル）。疎水性基は、十分に多く、そ して少なくとも０．２’Ｋ、好ましくは少なくとも１°Ｋ、より好ましくは少な くとも５°Ｋ及び最っとも好ましくは少なくとも２０°にのｐｄＶ／ｄＳ　（こ こでＰ＝正圧力■＝体積、及びＳ＝エントロピー）を提供するために十分な程度 で存在するように選択される。ＰｄＶ／ｄＳ値は、圧力の変化と共に一定のポリ マーについての逆温度転位の変化を測定し、そして温度変化対圧力の対数をプロ ントすることによって実験的に決定され得る。得られた直線の傾斜がＰｄＶ／ｄ Ｓである。この方法の詳細な実験例のためには上記出願を参照のこと。

側鎖として有用な典型的な疎水性基の例は、ブチル基及び４又はそれ以上の炭素 原子を含む大きな炭化水素を包含する。実験的に容易に決定され得る、所望する 逆温度転移を受ける全体のポリマーの能力以外、炭化水素の上限の大きさに特定 の制限は存在しない。好ましい炭化水素基は、７〜５０個の炭素、より好ましく は、７〜２０個の炭素及び典型的には７〜１５個の炭素を含む。通常の置換基は 、６員の芳香族環、たとえばフェニル環を含んで成る。官能基は、全体として側 鎖の疎水性性質が保持される限りそれらの炭化水素上に存在できる。置換基のた めの有用な疎水性規模は、下記により詳細に論ぜられる。ポリペプチドが調製さ れる場合、アミノ酸フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン及びヒスチジ ンが、所望する大きな疎水性側鎖を提供するためにアミノ酸鎖中に組込まれ得る 。

存在する疎水性基の疎水性度の大きさの上昇又はポリマーにおけるそれらの量（ モル画分として通常示される）の上昇は、ＰｄＶ／ｄｓ値を高める。しかしなが ら、特定のポリマーのための正確なＰｄＶ／ｄＳ値の知識は、本発明を実施する ために必要とされず、そしていづれか一定のポリマーが所望する圧力機械又は圧 力化学的応答をたぶん有するかどうかの評価は、特定のポリマーに存在する疎水 性基の量及びタイプの比較により容易に行なわれ得る。得られるポリマーが逆温 度転位を受け、そして言及されたＰｄＶ／ｄＳ値を有する限り、本発明のポリマ ーにおける疎水性基の大きさ又は量、又は特定の置換基の疎水性度に対して特定 の上限は存在しない。しかしながら、製造は−ｉ的に、水溶性ポリマー（転移温 度以下）が使用される場合、より容易である。非水溶性ポリマーは有機溶媒を用 いて製造され得るが、しかしほとんどの場合、本明細書に記載される結果を達成 するためにポリマーマトリックスを形成した後、有機溶媒は除去され、そして水 により置換されるべきである。

圧力に対する耐性は、後で本明細書に記載される本発明の広い観点の決定に有用 であるモデルシステムを用いて初めに記載される。

しかしながら、初期の記載は本発明を限定するものではな（、それらの例は、本 明細書に論ぜられる性質を有し、そして後で記載される方法及び装置に使用され 得る多くの組成物を供給するために、後で記載される技法を用いて容易に変性さ れ得ることがＵ２識されるであろう。

本明細書に記載される圧力機械的性質を示す最初のポリマーシステムハ、式：　 ホＩＪ　（ｆ、　（ＶＰＧＸＧ）、　ｆ、　（ＶＰＧＶＧ）　）　Ｃココ”？！ 　ｆ、！及びｆｖはモル画分であり、そしてｆ、＋ｆ、＝１である）で表わされ る弾性タンパク質基材のポリマーを用いた。上記のように、それらの生物エラス トマーは、ｆＡ縮された（コアセルベート）相のより規則的な状態中への水溶性 ポリマーの折りたたみ及び凝集が温度の上昇に基づいて生じる、相分離の形で逆 温度転移を示す。この逆温度転移は、ポリマーの領域においてはまれであるが、 本明細書に記載される生物エラストマーに共通し、そして上記単純な溶液／加熱 スケムにより他のポリマーにおいて容易に検出され得る。上記式（Ｘ−Ｔｒｐ、 　Ｐｈｅ又は丁ｙｒ）のポリマーの調査は、圧力の通用が、ポリマーが転移温度 以上で存在する場合、そのポリマーの開き及び離間を導びき、すなわちコアセル ベート相（又は架橋されたマトリックス）の体積が圧力の上昇により上昇するよ うに、転移の温度の実質的な上昇を引き起こしたことを示した。本発明者は、こ の拡張がいかにして生しるかの理論により制限されないが、Ｔｒｐ（Ｗ）、　Ｐ ｈｅ（Ｆ）又はＴｙｒ（Ｙ）の芳香族側鎖を取り囲む水分子は、ポリマーを取り 囲む多量の水における水分子よりも少ない体積を出頭すると思われる。疎水性会 合が、疎水性成分が取り囲まれる水に分散されるように疎水性水和化の水を多（ 排除しているコアセルベート相から生じる、ポリ［０，８（ＧＶＧＶＰ）、　０ ．２　（ＧＦＧＶＰ））　ニツイテの計算された体積変化は、平均ペンタマー１ モル当たり８０ｃｄ又は（ＧＦＧＶＰ）１モル当たり４００　ｃｉである。この 結果は、圧力機械的交換を示すことができる材料を企画する能力を提供する。

上記のようなポリマーにおける“Ｘ”残基の位置は臨界でなく、そしてこれらの 例においては主に、合成を容易にするために製造されるが、但し、性質のいくら かの変動は、ペンタマーのエラストマ一単位における他のアミノ酸残基の置換に より生しることが注目されるべきである。しかしながら、ポリマーにおける側鎖 の特定位置は、ポリマーの塊状性質が維持される限り重要ではない。

逆温度転移Ｔｔの温度に対する高められた圧力の効果は、ポリ（ＧＶＧＶＰ）及 びポリ　（Ｇｌ’１ＧＶＰ）に関してはまったく著名ではない。他方、芳香族残 基を含むポリペンタペプチドについてのＴｔの圧力依存性は著しい。ポリ（Ｖａ ｌ’　Ｐｒｏ”−Ｇａｙ”−シａｌ’−Ｇｌｙ’）内の同じ位置での同し程度の １換について比較すれば、転移の温度の変化の大きさΔＴｔは、圧力の一定の増 加により、Ｔｒｐ’のために７０倍高く、そしてνａｌ’含有ポリペンタペプチ ドのためによりもＰｈｅ’含有ポリペンタペプチドのために６０倍高い。転移の エントロピーΔＳｔ　（＝ΔＨｔ／Ｔｔ）の実験的評価を得るために必要とされ る、転移のための異なった相対熱り一ΔＨｔのために、転移のための体積の計算 された変化ΔＶｔはいく分異なる。得られたプロット対ｌｏｇ　（又はｆｎ）　 Ｐの傾斜から及びΔＳｔの値により、ΔＶｔのための値が得られ；体積の変化は 、Ｖａｌ’残基よりも、位置４で芳香族残基を含むペンタペプチドのために１０ ０倍高い。有意には、ポリペンタペプチドの（又はコアセルへ一トの）架橋され たマトリックスのための逆温度転移に関しての収縮された状態は、実際、全体的 にシステム（すなわちポリマー及び取り囲む多量の水）のために高められた体積 の状態である。もちろん、これは、疎水性水和化の水１ｇが多量の水１ｇよりも 少ない体積を占めることを意味する。この結果は吸収剤において有用な効果であ る。

なぜならば、圧力が逆温度転移を示すことができる分子システムに適用される場 合、分子システムが転移温度内の温度で存在する場合、及び組成物が感圧性であ る場合、液体の放出は、組成物が隣接する多量の水（すなわち吸収剤における吸 収された水）を組成物上に維持し、又は実際、組成物中に吸い取るように試みる につれて妨害されるであろうからである。

逆温度転移の温度を高めるための圧力の効果は、膨潤された状態へのポリマーの ための平衡をシフトすることの転移温度範囲における重要な結果を有する。なぜ ならば、これは全体としてシステム及び特に水が少量の体積を占める状態である からである。ポリ（ＶＰＧＶＧ）のためのコアセルベート相は、３７°Ｃで水６ ０ＭＭ％及びペプチド４０重量％である（３３）。たとえば、水６０重量％によ り占められる体積が疎水性水和化の水により占められる体積よりもそれ自体高い 場合、水槽と平衡状態にあるコアセルヘート相又は架橋されたマトリックスの圧 縮は、ポリペンタペプチドの開きが疎水性水和化のそのより密にバックされた水 による疎水性残基の暴露を引き起こす、低温の折りたたまれていない膨潤状態へ のシフトにより逆の圧力を生成するであろう。

この性質は図４に示されており、ここでこの図は体積対温度のプロットを含む。

実線の曲線は、１大気圧に関してのコアセルへ一ト（又は架橋されたマトリック ス）体積対温度のプロントである。逆温度転移に対するユニークな圧力効果のさ しあたっての無視及び収縮された状態よりも高い圧縮係数を有するようにより膨 潤された状態を取ることは、高圧に関しての点線の曲線又は）−７トされた曲線 （２種の異なったポリマーのための）を付与する。高められた圧力の効果は転移 温度を高めることであるので、３０ａ　ＬｍでのＴｔ（たとえばＰｈｅ含をポリ マーに関しての）の実験的な４°Ｃの変化の結果は、ドントされた曲線により示 されるシフトである。圧力の効果は、圧力の適用の効果に逆らうような手段で逆 温度転移の温度をシフトすることである。

これらの実験結果を考慮すれば、生物エラストマーは、本明細書に記載される所 望する圧力機械的性質を達成するために合理的に企画され得る。次の議論は、種 々の異なった生物エラストマーによる本発明の結果を達成するための一般的な選 択技法を記載する。

生物エラストマーにおける逆温度転移を調節することの現象に一般的に関連する 上記議論は、それらの材料が圧力機械的及び圧力化学的性質を有することにかか わらず、感圧性質を有する組成物の逆温度転移を変えることに関連する。前で論 ぜられたように、感圧性を示すポリマーは、所望する感圧効果を付与するために 十分な数及び大きさの疎水性側鎖を組込む。しかしながら、本発明の感圧効果の ポリマーへの付与は、それらのポリマーの他の性質を排除しない。

従って、感圧性のために必要とされるものの他に官能基を含むポリマーを供給す ることにより、たとえば生物弾性材料において、これまで記載されて来た種々の 機械化学的及び熱化学的性質を達成することが可能である。ポリマーは、それが ポリマー主鎖及び必要とされる逆温度転移を単に有する場合、固有の熱及び機械 性質（吸収性を包含する）を有するであろう。多くの疎水性側鎖を供給すること により、圧力能力が供給され、そして化学官能基を有する側鎖を供給することに より、化学的相互作用の発生を可能にするであろう。

本発明は今一般的に記載されて来たが、次の例は、本発明をより離解するために 例示されるものであって、本発明を制限するものではない。

■ おむつとして使用するための吸収剤装置は、いわゆる毛羽−パルプ及び結合バル ブ、たとえばアメリカの会社ＨｅｒｃｕｌｅｓによりＰＵＬＰＥＸとして市販さ れているものの形で紙繊維から構成され得る。結合バルブを、それらの結合温度 で溶融し、そして対象の吸収剤と共に結合し、それによって、湿潤及び乾燥状態 の両者において比較的形状安定性である吸収本体を得る。

その装置の表面は、その製品の使用者に面し、そして反対側はブラスチンク又は 他のそのような材料の防水性カバーで被覆され得る。

ポリマーシステムは、ヒドロゲルとして配合され、又は繊維ウェブに分配され得 、ここで前記ウェブのバルク寸法における温度グラジェントが変えられ得る。

従って、流体はおむつ中に及び吸収性材料しゆうに侵入し、ここで流体は、使用 者との接触から離れて、及び一般的により暖だかな湿潤点から離れてより冷たい 領域の超吸収性部に取込まれる。

本明細書に言及されるすべての出版物及び特許出願は、それぞれ個々の出版物又 は特許出願が、引用されている位置で参照により特別に及び個々に示されている のと同じ程度に参照により組込まれている。

本発明は現在、十分に記載されて来たが、本発明の範囲内で多くの変更及び変性 を行なえることは当業者に明らかであろう。

市１ｉｆｆ酎督％ ＊耶２に耐着％ ＊隻３！！社軒％ 国際調査報告 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ａ６１Ｆ　１３／２０　３ ２１　７１０８−４ＣＡ６１Ｌ　１５１００　７２５２−４ＣＣＯ８Ｇ　６９／ １０　ＮＲＮ　９２８６−４ＪＩ

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. １．身体表面と接触し、そして体液を含む水性液体を吸収するのに適切な装置で あって、 逆温度転移を受けるポリマー材料を前記装置中に導入することを含んで成る装置 。
2. ２．前記ポリマー材料が、高温で収縮状態及び低温で膨潤状態で存在するように 選択される請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．前記ポリマー材料が、身体表面に隣接する第１の位置で存在する温度で収縮 された状態及び前記第１の位置から離れた、低温を有する第２位置で膨潤状態で 存在するように選択される請求の範囲第２項記載の装置。
4. ４．前記ポリマー材料が、使用の前、収縮された状態で存在する請求の範囲第１ 項記載の装置。
5. ５．前記ポリマー材料が体液の成分との反応を受ける反応性官能基を含み、前記 ポリマーと前記体液との接触が前記ポリマーの膨潤状態への転換を引き起こす請 求の範囲第４項記載の装置。
6. ６．前記体液が尿、血液又は傷口分泌物である請求の範囲第５項記載の装置。
7. ７．前記官能基が電荷を有し、そして前記反応が前記電荷と前記体液におけるイ オンとの間でのイオン性相互反応である請求の範囲第５項記載の装置。
8. ８．前記ポリマーが繊維性ウェブに含まれる請求の範囲第１項記載の装置。
9. ９．前記反応が前記官能基のプロトン化又は脱プロトン化である請求の範囲第５ 項記載の装置。
10. １０．前記ポリマー材料が、生物弾性ペンタペプチド、テトラペプチド及びノナ ペプチドから成る群から選択されたエラストマー単位を含む生物弾性ポリマーを 含んで成る請求の範囲第１項記載の装置。
11. １１．前記ポリマーが、β−回転間に存在する力学的橋セグメントにより分離さ れる一連のβ−回転を含んで成る請求の範囲第１０項記載の装置。
12. １２．前記ポリマーが、ポリペプチドエラストマーモノマーから実質的に成り、 それぞれがβ−回転を含んで成る請求の範囲第１０項記載の装置。
13. １３．前記ポリマーが複数のポリペプチドエラストマーモノマーを含んで成り、 それぞれがβ−回転を含む、そしてさらに、少なくともいくつかのエラストマー モノマー間に介在ポリペプチドセグメントを含んで成る請求の範囲第１０項記載 の装置。
14. １４．前記ポリマーが前記装置において構造的要素である請求の範囲第１項記載 の装置。
15. １５．前記装置が、布及び紙繊維から成る群から選択された構造要素を含んで成 る請求項１記載の装置。
16. １６．前記ポリマーが前記繊維のウェブにより取り込まれる請求の範囲第１５項 記載の装置。
17. １７．前記ポリマーが結合剤と共に組合される請求の範囲第１項記載の装置。
18. １８．前記ポリマーが前記繊維上に被覆される請求の範囲第１５項記載の装置。
19. １９．前記装置が、おむつ、失禁用装置及びトレーニングパンツから成る群から 選択された吸収性衣服から成る群から選択された吸収性衣服である請求の範囲第 １項記載の装置。
20. ２０．前記装置が衛生用パッド、タンポン及び汗用パッドから成る群から選択さ れた衛生用装置である請求の範囲第１項記載の装置。
21. ２１．前記装置がティッシュ、ナプキン、ネコ用箱のライナー、トイレット紙、 タオル及び清浄用ワイパーから成る群から選択された衛生用装置である請求の範 囲第１項記載の装置。
22. ２２．前記装置か、バンドエージ、傷用包帯、医療用スポンジ及び綿棒から成る 群から選択された医療用装置である請求の範囲第１項記載の装置。
23. ２３．前記生物弾性ポリマーが、生物弾性ペンタペプチド、テトラペプチド及び ノナペプチドから成る群から選択されたエラストマーモノマーを含み、ここで少 なくとも前記エラストマーモノマーの画布が少なくとも０．２°Ｋの前記ポリマ ーのためのＰｄＶ／ｄＳを供給するのに十分な量で存在する疎水性側鎖を有する 少なくとも１つのアミノ酸残基を含む請求の範囲第１項記載の装置。
24. ２４．前記アミノ酸がフェニルアラニン、トリプトファン、チロシン又はヒスチ ジンである請求の範囲第２３項記載の装置。
25. ２５．少なくとも前記エラストマー単位の画分が、可逆的化学変化を受けること ができる側鎖を有する少なくとも１種のアミノ酸残基を含む請求の範囲第２３項 記載の装置。
26. ２６．少なくとも前記エラストマーモノマーの画分がＶＰＧＶＧ反復単位を含ん で成る請求の範囲第２３項記載の装置。
27. ２７．前記ポリマーが、式：ポリ〔（７ＰＧＸＧ）ｘ，（ＶＰＧＶＧ）ｙ〕（こ こでｘ及びｙはモル画分を表わし、ｘ＋ｙ＝１であり、そしてＸは前記疎水性ア ミノ酸残基を表わす）を有するセグメントを含んで成る請求の範囲第２３項記載 の装置。
28. ２８．前記ポリマーが、式：ポリ〔〔ＶＰＧＸＧ）ｘ，（ＶＰＧＶＧ）ｙ，（Ｖ ＰＧＺＧ）ｘ〕（ここで、ｘ，ｙ及びｚはモル画分を表わし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１で あり、Ｘは前記疎水性アミノ酸残基を表わし、そしてＺは水性環境において可逆 的プロトン化を受けることができる側鎖を有するアミノ酸残基を表わす）を有す るセグメントを含んで成る請求の範囲第２３項記載の装置。
29. ２９．吸収剤により水性液体を吸収するための方法であって：生物弾性ペンタペ プチド、テトラペプチド及びノナペプチドから成る群から選択されたエラストマ ー単位を含んで成る乾燥生物弾性ポリマーを前記吸収剤として使用することを含 んで成る方法。
30. ３０．前記水性液体がインキ、ペイント又は染料である請求の範囲第２９項記載 の方法。
31. ３１．前記液体が汗、尿又は血液である請求の範囲第２９項記載の方法。
32. ３２．前記液体がインキ、ペイント又は染料であり、そして前記ポリマーがトラ ンスファーローラー上に被覆される請求の範囲第２９項記載の方法。
33. ３３．前記液体が多量の漏れたものであり、そして前記ポリマーが粉末の形で存 在する請求の範囲第２９項記載の方法。
34. ３４．コンタクトレンズであって： 逆温度転移を受けるポリマー材料から前記レンズを形成することを含んで成るレ ンズ。
35. ３５．前記ポリマー材料が、生物弾性ペンタペプチド、テトラペプチド及びノナ ペプチドから成る群から選択されるエラストマー単位を含む生物弾性ポリマーを 含んで成る請求の範囲第３４項記載のレンズ。
36. ３６．前記生物弾性ポリマーがポリ（ＶＰＧＧ）を含んで成る請求の範囲第３５ 項記載のレンズ。
37. ３７．吸収剤により水性液体を吸収するための方法であって：逆温度転移を受け るポリマー材料を前記吸収剤として使用することを含んで成る方法。