JPH0744950B2

JPH0744950B2 - 抗血栓性材料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0744950B2
Application number: JP2099303A
Authority: JP
Inventors: 正幸斧原; 忠之大西
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH03297469A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、抗血栓性材料及びその製造方法、更に詳しく
は、比較的安価で、簡単に製造でき、しかも高い抗血栓
性を有する材料及びその製造方法に関するものである。

（従来の技術）ヘパリンを抗血栓性材料に応用する研究は、ブレンド・
コーティング法、イオン結合法、共有結合法に三つの大
別される。

ブレンド法、コーティング法は、ヘパリンが化学量論的
に消費されることによって、材料表面での血栓形成を阻
害するという考えに基づいている。コーティング法は、
材料表面にヘパリンを単に塗布したもので、その効果は
ほとんど持続しない。また、ブレンド法に於いては、ヘ
パリンを樹脂に直接混練しても均一に分散させることは
不可能で、従って、その徐放性を持続させることは極め
て困難であった。そこで、ヘパリンをグラファイトに吸
着させて、これをシリコーンゴム中に分散させたもの
（Hufnagel C.A.,他,Ann NY Acad Sci.,vol.146,262（1
968））や、ヘパリンをシリカに吸着させてそれをポリ
エチレン系樹脂中に分散させたもの（山下ら,Chem.Expr
ess,vol 1,NO.10,611（1986））、あるいは、ヘパリン
をヒドロゲルに包埋し、そのヒドロゲルを樹脂中に分散
させたもの（明石ら、特開平１−232968号公報）などが
提案されてきた。しかし、いずれの材料に於いても、ヘ
パリンを吸着させて蓄積するための担体が必要不可欠
で、かつこの担体の安全性も充分に考慮しなければなら
ないという煩雑さがあった。

一方、基材にヘパリンをイオン結合で結合させ、徐放さ
せる研究も盛んに行われてきた。例えば、基材を成型加
工した後に、ヘパリンの溶液に浸漬し、イオン結合によ
り基材中にヘパリンを高濃度に蓄積させたもの（長岡
ら、特開昭55−60461、特開昭57−119756各号公報）が
ある、この材料は、長期のヘパリン徐放性に優れている
といわれている。しかし、製造方法が煩雑で、製造時間
がかかること、比較的高温処理のためヘパリンの活性低
下などに疑問が残るとともに、コストが高くつくという
問題を有している。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、いままできわめて困難と言われてき
た、ヘパリンを吸着して蓄積するための担体を全く含ま
ず、ヘパリンとマトリックスポリマーのみからなる、極
めて単純で安全性の高い組成のヘパリン徐放性材料を、
簡単で安価に提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、非水溶性高分子マトリックス中に粒径が0.1
〜30μｍのヘパリン粒子が５〜40wt％分散されており、
37℃で血液と接触することによって、10^-1〜10^-3μg/cm
²minの速度でヘパリンが徐放され、24〜150時間に渡っ
て前記高分子表面での血栓形成を阻止することを特徴と
する抗血栓性材料であり、更に、 5wt％以上30wt％以下の濃度のヘパリン水溶液を、該水
溶液の３倍以上100倍以下の容積の沈澱剤中に、沈澱剤
を50rpm以上の速度で撹拌しながら注いでヘパリンを再
沈澱させ、4,000G以上10,000G以下の遠心加速度にて10
〜60分間超遠心してヘパリンを沈澱させ、次いで、その
上清を捨て、沈澱したヘパリンが乾燥しない内に前記沈
澱剤とほぼ等量の有機溶剤を注いで、ヘパリンを0.1μ
ｍ以上30μｍ以下の微粒子の状態で分散させ、該分散液
に前記有機溶剤に溶解可能な非水溶性高分子を溶解さ
せ、最終的に非水溶性高分子とヘパリンとの総重量に対
するヘパリンの重量が１乃至40wt％になるように調製
し、最後に、該調製液をキャスト法によって成型する
か、または、コーティング法によって基材の表面に塗布
した後乾燥することによって成型することを特徴とする
抗血栓性材料の製造方法である。

本発明者らは、分散させるヘパリン粒子の粒径とその含
有量、及びマトリックス高分子の親水性の三つの因子に
よって、ヘパリンの徐放性が支配されることを見出し、
さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。以
下、本発明につきさらに詳細に説明する。

本発明に於いてマトリックス高分子中に分散させるヘパ
リンの粒子の大きさは、0.1〜30μｍ、好ましくは0.5〜
５μｍが適している。0.1μｍ以下では、粒子の自然凝
集が起こり、分散剤などの化学物質の添加が必要にな
り、カテーテルの様な医療用途に使用した場合には安全
性に問題が生じる。また、30μｍを越えると、以下のよ
うな問題が生じてくる。まず、材料表面の起伏が大きく
なり、血液レオロジー的に血栓を誘発し易くなる。また
同一の添加量では分散しているヘパリン粒子間の距離が
大きくなり過ぎ、マトリックス中でのヘパリンの拡散が
遅延し、材料表面ではヘパリン密度が小さくなり過ぎ、
初期の抗血栓性が低下する。

本発明に於ける非水溶性高分子は、非水溶性であること
及び有機溶剤溶解性であること以外は特に限定しない
が、その表面の接触角が30〜80度程度のものがヘパリン
の徐放性能からみて好ましい。例えば、ポリウレタン、
特にポリエーテルウレタン、軟質塩化ビニル樹脂、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン−
酢酸ビニル三元共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体等が適している。

次に、本発明に於ける抗血栓性材料の製造方法について
詳細に述べる。

ヘパリンは、試薬として市販されているものも利用でき
るが、できれば臨床上汎用されているものが好ましい。
最近、副作用が少ないことで話題になっている、低分子
量ヘパリン（Fragmin^R,Kabi Vitrum社製など）も目的に
応じて応用することが可能である。また、その形態は、
粉末または固形物が好ましく、水溶液に調製されている
ものは改めて必要な濃度に調製する手間がかかるため好
ましくない。ヘパリンを溶解させる水は、特に限定はし
ないが、蒸留水、特に注射用蒸留水、純水、超純水等が
利用できる。

ヘパリンの沈澱剤は特に限定はしないが、メタノール、
プロパノール、アセトン、ジメチルアセトアミド等が好
ましい。エタノール、エチレングリコールなどは、水と
の混合比によってはヘパリンを溶解させるため、ヘパリ
ンの沈澱剤としては適切ではない。

最初に調製するヘパリンの水溶液の濃度は、５〜30wt％
が好ましい。5wt％に満たない場合は、再沈澱時に低分
子量のヘパリンの回収率が低下し、30wt％を越えると、
再沈澱の効率が低下しヘパリン粒子が大きくなりすぎて
しまう。

沈澱剤の量も重要で、ヘパリン水溶液の３〜100倍が好
ましい。３倍未満でも、100倍を越えても、沈澱による
ヘパリンの回収率が低下し、かつ粒子の大きさも不適当
になる。

ヘパリンの回収時の遠心条件は、4,000〜10,000Gが好ま
しく、この条件で約97％以上のヘパリンが回収可能であ
る。4,000G未満では、ヘパリンの回収率が低く、10,000
Gを越えても回収率にほとんど変化はない。

超遠心後に上清を捨てると、ヘパリンは水と沈澱剤を含
んだ微粒子のゲル状態で回収される。このゲルを乾燥さ
せてしまうと粒子が凝集し粗い粉末になってしまうた
め、乾燥しないうちに速やかに有機溶剤を投入し撹拌す
る。この時、ヘパリンの分散が不十分であれば、超音波
洗浄器中などで超音波の照射を行いながら撹拌するなど
の方法をとれば、ヘパリンを凝集せずに有効に分散させ
ることができる。

ここで使用する有機溶剤とは、前述した非水溶性高分子
が溶解可能なものなら特に限定はしないが、例えばテト
ラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
フォキシド、アセトン、メチルエチルケトンなど、汎用
の有機溶剤が使用可能である。

このようにして得られた溶液は、適宜カテーテルなどに
塗布し乾燥することによって、そのカテーテル表面に抗
血栓性を簡単に付与することができ、また、キャスト法
によってフィルム状、チューブ状等の抗血栓性成形物を
得ることができる。

溶液中の非水溶性高分子及びヘパリンの濃度は、目的に
応じて選択することが可能である。基本的には、第一
に、添加するヘパリン量は主として初期のヘパリン徐放
速度を支配すると共に、表面の単位面積当りのヘパリン
密度を規定することによって抗血栓性のレベル（程度）
を支配する。また、第二に、塗布層の厚みは基本的には
ヘパリンの徐放期間を支配する。

更に、マトリックスの非水溶性高分子の種類によっても
異なるが、塗布層の厚みにはヘパリンの徐放に必要な最
低限の厚みが存在する。ヘパリン量や非水溶性高分子の
種類によって異なるが、おおよそその最低限の厚みは10
〜50μｍである。この最低限の厚みが必要な理由は明確
ではないが、以下のようなことが考えられる。ヘパリン
徐放の機構としては、塗布ポリマー中に血液中の水分が
拡散して浸入し、ポリマーを膨潤させ、ポリマーの内の
ヘパリン微粒子を溶解させてチューブ外に拡散させる機
構を推定している。この場合、基材ポリマー近傍では、
塗布ポリマーが基材に接着しているため、塗布ポリマー
の膨潤が阻害されると考えられる。従って、ヘパリンの
徐放を接続させるためには、塗布ポリマーの厚みが、そ
の膨潤を阻害されない程度に厚くなくてはならないと考
えられる。

本発明における抗血栓性材料は、使用に先だって滅菌の
必要があるが、これには汎用されているエチレンオキサ
イド・ガス滅菌が適用可能である。その滅菌条件は特に
限定しないが、ヘパリンの活性を可能な限り保持するた
めにできる限り低い温度で滅菌することが好ましく、通
常は、60℃以下で実施することが好ましい。

本発明における、抗血栓性材料はヘパリンとそれを分散
させるマトリックスポリマーのみからなり、余分な成分
は全く含有していない。このような単純な構造であって
も、従来ほとんど不可能と考えられていた有効量のヘパ
リンの徐放を約１週間以上にわたって持続することを可
能にしたものである。しかも、その製造方法から容易に
推定できるように、比較的簡単で安価に製品を提供でき
るという利点を有している。

以下実施例によって本発明の効果を説明する。

実施例１粉末状のヘパリン（和光純薬工業（株）製、試薬特級ヘ
パリンナトリウム）500mgを純水1.5mlに溶解し、100rpm
の速度で撹拌している50mlのアセトン中に約１分かけて
注ぎ、ヘパリンを再沈澱させた。これを、超遠心機にて
6000Gで30分遠心してヘパリンを沈澱させた。上清を捨
て、これにテトラヒドロフランを45g添加し、120rpmで1
0分間撹拌し、ヘパリン分散液を調製した。次いでこの
分散液に、軟質塩化ビニル樹脂（住友ベークライト
（株）製、1170G−50）4.5gを溶解させた。このように
して、乾燥固形分中に占めるヘパリン量が10wt％で、固
形分濃度（樹脂及びヘパリンの合計）が10wt％である溶
液を調製した。

この溶液を、塩化ビニル樹脂（住友ベークライト（株）
製、Ｇ−540R）のシート（厚み200μｍ）に、0.2mmのス
ペーサーを用いて塗布し、50℃で５時間減圧乾燥した。
得られた塗布シートを50cm²の面積分用意し、これを50m
lの燐酸緩衝溶液に浸漬し、37℃でインキュベートしな
がら、溶出してくるヘパリンの量をトルイジンブルーを
用いる吸光度法（吉沢善作ら，「ヘパリン」（講談社サ
イエンティフィク,1981）;Wollin.A,et al.,Throm.Re
s.,vol.2,377（1973））にて測定した。

そのヘパリン徐放速度の経時変化は第１図に示した通り
で、本発明における材料は、極めて簡単な構造にも関わ
らず、比較的長期間に渡って10^-3μg/cm²min以上の速度
でヘパリンを徐放することが分かる。また、処方を考え
ることによって更に長期の徐放を可能である。また、本
方法で作製した塗布シートの表面及び断面を走査型電子
顕微鏡（日立Ｓ−800）で観察すると、粒径が0.5から10
μｍ程度のヘパリン粒子が規則正しく分散していること
が確認できた。

実施例２実施例１と基本的には同様にして、固形分濃度10wt％、
固形分（サーメディックス社製、ポリウレタン（テコフ
レックス80A）、及びヘパリン）中に占めるヘパリン濃
度2wt％のヘパリン分散溶液を調製した。これを、塩化
ビニル樹脂製チューブ（外径5.0mm、内径3.5mm、長さ25
0mm、両端を各々45度の角度でカットしたもの）の内
側、及び両側から各々6cmまでの外側に塗布後、７時間
減圧乾燥した。

このようにして得られたチューブ、及び本発明における
抗血栓性材料を塗布していない塩化ビニル樹脂製チュー
ブを、各々エチレンオキサイドガスにて50℃で５時間滅
菌した。

これらのチューブを用いて、以下の抗血栓性動物実験を
実施した。

ハロセン麻酔下に雑種成犬（雄性20kg）の両頸静脈を露
出し、左上から右下、及び右上から左下の頸静脈に各々
のチューブを一本ずつ挿入して固定した。血流計にて血
液の流速を監視しながら、５時間の血液バイパス試験を
実施した。血液は、いずれのチューブも試験期間中約40
ml/minを維持し、ほとんど変化はなかった。５時間のバ
イパス試験の後、いずれのチューブも上流側のチューブ
の先端から更に2cm程度上流側の血管を切断し、下流側
はチューブを静かに抜き去り、チューブと上流側血管と
を一体のまま取り出した。生理的食塩水にて静かにチュ
ーブの内腔をリンスした後、血管は血流方向に縦に切開
し、チューブの先端と血管壁との間、及びチューブ全体
の様子を観察した。更に、チューブの上流先端部、中央
部、下流先端部を各々約3cm程度切断し、２％グルター
ルアルデヒド（和光純薬（株）製、電顕用）にて24時間
固定し、走査型電子顕微鏡にてチューブの内腔面を観察
した、それらの結果を第１表に示す。

（発明の効果）このように、本発明における抗血栓性材料は、血小板等
の活性化能がヒトよりもかなり高いといわれるイヌの実
験に於いても、かなり優れた抗血栓性を有していること
が分かった。しかも、その製造方法は、従来のものと比
較して極めて簡単でかつ再現性に富み、安価に提供でき
るという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による抗血栓性材料を塗布したシートの
ヘパリン徐放速度の経時変化を示した図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非水溶性高分子マトリックス中に粒径が0.
1〜30μｍのヘパリン粒子が５〜40wt％均一に分散され
ており、37℃において血液と接触することによって、10
^-1〜10^-3μg/cm²minの速度でヘパリンが徐放され、24〜
150時間に渡って前記高分子表面での血栓形成を阻止す
ることを特徴とする抗血栓性材料。
【請求項２】5wt％以上30wt％以下の濃度のヘパリン水
溶液を、該水溶液の３倍以上100倍以下の容積の沈澱剤
中に、沈澱剤を50rpm以上の速度で撹拌しながら注いで
ヘパリンを再沈澱させ、4,000G以上10,000G以下の遠心
加速度にて10〜60分間超遠心してヘパリンを沈澱させ、次いで、その上清を捨て、沈澱したヘパリンが乾燥しな
い内に前記沈澱剤とほぼ等量の有機溶剤を注いで、ヘパ
リンを微粒子状に分散させ、該分散液に前記有機溶剤に
溶解可能な非水溶性高分子を溶解させ、最終的に非水溶
性高分子とヘパリンとの総重量に対するヘパリンの重量
が１乃至40wt％になるように調製し、最後に、該調製液をキャスト法によって成型し、もしく
は、コーティング法によって基材の表面に塗布、乾燥す
ることによって成型することを特徴とする抗血栓性材料
の製造方法。