JPH0638851B2 - Medical materials and instruments - Google Patents
Medical materials and instrumentsInfo
- Publication number
- JPH0638851B2 JPH0638851B2 JP1173188A JP17318889A JPH0638851B2 JP H0638851 B2 JPH0638851 B2 JP H0638851B2 JP 1173188 A JP1173188 A JP 1173188A JP 17318889 A JP17318889 A JP 17318889A JP H0638851 B2 JPH0638851 B2 JP H0638851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heparin
- substrate
- base material
- reaction
- coupling agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012567 medical material Substances 0.000 title claims description 14
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 137
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 claims description 130
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 claims description 130
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 41
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 34
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 14
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- 239000002585 base Substances 0.000 description 31
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 28
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 23
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 17
- 230000002785 anti-thrombosis Effects 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 11
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 11
- 239000004593 Epoxy Chemical group 0.000 description 10
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 10
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 10
- 108090000190 Thrombin Proteins 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 229960004072 thrombin Drugs 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 108010039209 Blood Coagulation Factors Proteins 0.000 description 4
- 102000015081 Blood Coagulation Factors Human genes 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002429 anti-coagulating effect Effects 0.000 description 4
- 239000003114 blood coagulation factor Substances 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 4
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 4
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 4
- KATAXDCYPGGJNJ-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-ol Chemical compound C1OC1COCC(O)COCC1CO1 KATAXDCYPGGJNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108090000935 Antithrombin III Proteins 0.000 description 3
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 3
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 3
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 3
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical group 0.000 description 3
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- FEMOMIGRRWSMCU-UHFFFAOYSA-N ninhydrin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(O)(O)C(=O)C2=C1 FEMOMIGRRWSMCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100022977 Antithrombin-III Human genes 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 210000003191 femoral vein Anatomy 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- ZXUJWPHOPHHZLR-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloro-2-fluoroethane Chemical compound FCC(Cl)(Cl)Cl ZXUJWPHOPHHZLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCCCOCC1CO1 SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000004411 Antithrombin III Human genes 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001161843 Chandra Species 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010062713 Haemorrhagic diathesis Diseases 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007711 Peperomia pellucida Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002433 Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002965 anti-thrombogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004019 antithrombin Substances 0.000 description 1
- 229960005348 antithrombin iii Drugs 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008081 blood perfusion Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- BPKIGYQJPYCAOW-FFJTTWKXSA-I calcium;potassium;disodium;(2s)-2-hydroxypropanoate;dichloride;dihydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-].[OH-].[Na+].[Na+].[Cl-].[Cl-].[K+].[Ca+2].C[C@H](O)C([O-])=O BPKIGYQJPYCAOW-FFJTTWKXSA-I 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- KRGNPJFAKZHQPS-UHFFFAOYSA-N chloroethene;ethene Chemical group C=C.ClC=C KRGNPJFAKZHQPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 229920006147 copolyamide elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 210000001105 femoral artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 208000031169 hemorrhagic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical group 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000014508 negative regulation of coagulation Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950003937 tolonium Drugs 0.000 description 1
- HNONEKILPDHFOL-UHFFFAOYSA-M tolonium chloride Chemical compound [Cl-].C1=C(C)C(N)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 HNONEKILPDHFOL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004992 toluidines Chemical class 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は抗血栓性に優れた医療用材料ならびに医療用器
具に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a medical material and a medical device having excellent antithrombotic properties.
<従来の技術> 従来より、人工肺、カテーテル、人工心臓などに利用す
るための抗血栓性材料はさまざまなものが考案されてい
る。ヘパリンを基材表面に固定する方法もその1つであ
る。その方法にはヘパリンを基材にイオン的に結合する
方法(特公昭54−18317号)、ヘパリンを基材に
共有結合させる方法(特公昭55−46741号)があ
る。<Prior Art> Conventionally, various antithrombogenic materials have been devised for use in artificial lungs, catheters, artificial hearts, and the like. One method is to fix heparin on the surface of the base material. Examples of the method include a method of ionically binding heparin to a substrate (Japanese Patent Publication No. 54-18317) and a method of covalently binding heparin to a substrate (Japanese Patent Publication No. 55-46741).
<発明が解決しようとする課題> しかしイオン的結合では血液に接触したときにヘパリン
が外れたり、あるいはヘパリンの活性発現に重要である
硫酸基と強固に結合しすぎるため、表面の活性が十分で
はなく、また共有結合では、AT−III(アンチトロン
ビンIII)との結合部の多くを基材との結合点にしてお
り、ヘパリンの表面活性は十分ではなかった。<Problems to be Solved by the Invention> However, in ionic bonding, heparin is dissociated when it comes into contact with blood, or it binds too strongly to the sulfate group, which is important for the expression of heparin activity, so the surface activity is not sufficient. In addition, in the covalent bond, most of the binding site with AT-III (antithrombin III) was used as the binding point with the substrate, and the surface activity of heparin was not sufficient.
また、ヘパリンを固定する際にプレポリマーをコーティ
ングする方法がとられる場合が多いが、弾性特性を要求
される部位ではポリマーのはがれ、ひび割れが生じてし
まう欠点を有していた。In addition, a method of coating a prepolymer is often used to fix heparin, but it has a defect that the polymer peels off and cracks occur at a site where elastic properties are required.
したがって、本発明は上記問題点を解決した抗血栓性に
優れた医療用材料ならびに医療用器具を提供することを
目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a medical material and a medical device having excellent antithrombotic properties that solve the above problems.
<課題を解決するための手段> 本発明者らは従来のごとく単に基材表面に、ヘパリンを
固定しようとしても十分な抗血栓性を得ることができに
くい、あるいは有用部位の多くをこの固定のために用い
てしまうことに鑑み、研究を重ねた結果、有用部位の殆
どは残したまま固定を行い、また弾性体にもヘパリンを
安定的に固定を行なうことに成功し本発明に至った。<Means for Solving the Problems> The inventors of the present invention cannot easily obtain sufficient antithrombogenicity even if they attempt to immobilize heparin simply on the surface of the substrate as in the conventional art, or many of the useful sites cannot be immobilized. As a result of repeated studies in view of the fact that it will be used for this purpose, the present invention has been succeeded by fixing with most of the useful site left, and also by stably fixing heparin on the elastic body.
本発明の医療用材料は、基材においては、オゾン処理に
よって基材上に直接または1つあるいは複数のカップリ
ング剤を介してヘパリンを結合しうる官能基を導入す
る。この官能基はアミノ基、アルデヒド基あるいはエポ
キシ基であるのがよい。In the medical material of the present invention, in the substrate, a functional group capable of binding heparin is introduced onto the substrate directly by ozone treatment or via one or more coupling agents. This functional group is preferably an amino group, an aldehyde group or an epoxy group.
このような基材およびヘパリンを用意して、基材表面に
ヘパリンを固定させる。基材上に導入された上記官能基
とヘパリンとの固定は、直接、または1種類あるいは複
数種のカップリング剤を介して共有結合により行う。1
種類のカップリング剤を用いる場合は、カップリング剤
として2つ以上のアルデヒド基や、エポキシ基を有する
化合物を用いることができる。Such a substrate and heparin are prepared, and heparin is fixed on the surface of the substrate. Immobilization of the functional group introduced on the substrate and heparin is carried out directly or by covalent bonding via one or more coupling agents. 1
When using a coupling agent of a kind, a compound having two or more aldehyde groups or an epoxy group can be used as the coupling agent.
また、複数種のカップリング剤を用いる場合は、基材上
に導入された上記官能基にアミノ基等の官能基を2つ以
上有する化合物からなるカップリング剤を予め結合させ
て基材をアミノ基等を導入した後、ヘパリンを2つ以上
のアルデヒド基やエポキシ基を有する化合物からなるカ
ップリング剤を用いて基材に結合させることが好まし
く、更にはヘパリンを結合する際に、カップリング剤を
ヘパリンと同時、あるいはヘパリン投入以降に反応系内
に投入することが好ましい。When a plurality of types of coupling agents are used, a coupling agent composed of a compound having two or more functional groups such as amino groups is preliminarily bonded to the above-mentioned functional group introduced onto the substrate to form an amino group on the substrate. After introducing a group or the like, it is preferable to bond heparin to the substrate using a coupling agent composed of a compound having two or more aldehyde groups or epoxy groups. Further, when coupling heparin, a coupling agent is used. Is preferably added to the reaction system at the same time as heparin or after the introduction of heparin.
このようにすると、ヘパリンが基材近傍に高密度で存在
している状態でカップリング剤を反応させるのでカップ
リング剤を有効に作用させることができ、ヘパリンがよ
り多く基材上に固定される。By doing so, since the coupling agent reacts in a state where heparin is present in the vicinity of the base material at a high density, the coupling agent can effectively act and more heparin is fixed on the base material. .
特に、前者のカップリング剤においてアミノ基を導入す
るようなカップリング剤を用いたときは、ヘパリンのア
ミノ基と反応系内でほぼ同様な反応性を示すので、より
効率的に後者のカップリング剤によるヘパリンの基材へ
の固定を行わせることができる。In particular, when a coupling agent that introduces an amino group in the former coupling agent is used, it shows almost the same reactivity in the reaction system as the amino group of heparin, and thus the latter coupling agent is more efficient. Heparin can be fixed to the base material by the agent.
また、ヘパリンと直接結合するカップリング剤の官能基
または基材に導入された官能基がアルデヒド基である場
合は、ヘパリンとして、ヘパリンのN−硫酸基の一部を
脱硫化して第1級アミノ化したものを用いることが好ま
しい。When the functional group of the coupling agent that directly binds to heparin or the functional group introduced into the substrate is an aldehyde group, heparin is desulfurized by partially desulfurizing the N-sulfate group of heparin to give a primary amino group. It is preferable to use the compound.
以上のような製法で得られる医療用材料は種々の抗血栓
性材料として利用でき、この抗血栓性材料は特に血液を
接触する部分を有する医療用器具に用いることができ
る。医療用材料としては中空糸、チューブなどを挙げる
ことができ、医療用器具としては人工肺、人工心肺回
路、カテーテル、人工心臓などを挙げることができる。The medical material obtained by the above-described manufacturing method can be used as various antithrombotic materials, and this antithrombotic material can be used particularly for medical devices having a portion in contact with blood. Examples of the medical material include hollow fiber and tube, and examples of the medical device include artificial lung, artificial heart-lung circuit, catheter, artificial heart and the like.
また、中空糸、人工肺のガス交換膜はともに多数の細孔
を有する多孔質膜を用いるのがよく、予め細孔には細孔
より小径のシリカのような微粒子を充填したものがよ
い。Further, it is preferable to use a porous membrane having a large number of pores for both the hollow fiber and the gas exchange membrane of the artificial lung, and it is preferable that the pores are filled with fine particles such as silica having a diameter smaller than the pores in advance.
以下に本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.
本発明の医療用材料は、エポキシ基、アルデヒド基のよ
うな官能基を有する基材に、ヘパリンを直接または1つ
あるいは複数のカップリング剤を介して固定したもので
ある。また、ヘパリンは、カップリング剤を用いた場
合、カップリング剤の官能基がアルデヒド基である場合
は、反応性の点からN−硫酸基の一部を脱硫酸化して第
1級アミン化したヘパリンを用いることが好ましい。The medical material of the present invention is obtained by fixing heparin directly or via one or more coupling agents to a base material having a functional group such as an epoxy group or an aldehyde group. In the case of using a coupling agent, when heparin has a functional group of an aldehyde group, heparin is desulfated from a part of N-sulfate group from the viewpoint of reactivity to be a primary amine. It is preferable to use heparin.
まず上記官能基を有する基材について説明する。First, the base material having the functional group will be described.
基材としては、用途に応じて使い分けられることもある
が、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルな
どが一般に使用される。As the base material, polypropylene, polyurethane, polyvinyl chloride, etc. are generally used, although they may be used properly depending on the application.
この基材自体は一般にヘパリンと直接、あるいはカップ
リング剤を介して結合しうる官能基を有していない場合
が多い。このような場合には基材に上記官能基を導入す
る。導入方法には種々あるが、以下に述べるような方法
によるのが好ましい。In many cases, the substrate itself generally does not have a functional group capable of binding to heparin directly or via a coupling agent. In such a case, the functional group is introduced into the base material. There are various introducing methods, but the following method is preferable.
本発明においては、上記官能基を導入するために、オゾ
ン酸化を利用する。一般に有機化合物をオゾン酸化する
とさまざまな官能基、例えば、アルデヒド、ケトン、エ
ポキシなど反応性の高い官能基が生成される。In the present invention, ozone oxidation is used to introduce the functional group. Generally, when an organic compound is ozone-oxidized, various functional groups, for example, highly reactive functional groups such as aldehyde, ketone and epoxy are generated.
そこで基材をオゾン処理し、表面に導入されたこれらの
反応性の高い官能基を使用し、ヘパリンを固定化するこ
とを考案した。これらの官能基に直接官能基を結合させ
ることも可能ではあるが、立体障害等の問題もあり、こ
れらの官能基にスペーサー(カップリング剤)を導入
し、ヘパリンを結合する方法が、容易で、しかも表面の
ヘパリン活性発現の点からも有用である。Therefore, it was devised to subject the substrate to ozone treatment and immobilize heparin by using these highly reactive functional groups introduced on the surface. Although it is possible to directly bond a functional group to these functional groups, there are also problems such as steric hindrance, and the method of introducing a spacer (coupling agent) into these functional groups and binding heparin is easy. Moreover, it is also useful in terms of expression of heparin activity on the surface.
次に、オゾン処理法について説明する。Next, the ozone treatment method will be described.
オゾン処理は、O2をオゾン発生機で酸化させたO3/
O2ガスを基材と接触させればよい。また、オゾンを溶
媒に溶解させて用いてもよいが、用いる溶媒はオゾンに
より酸化されるのを防止するため、水、酢酸、トリクロ
ロフルオロエタン、四塩化炭素等がよい。Ozone treatment is carried out by oxidizing O 2 with an ozone generator to produce O 3 /
O 2 gas may be brought into contact with the base material. Although ozone may be dissolved in a solvent and used, the solvent used is preferably water, acetic acid, trichlorofluoroethane, carbon tetrachloride or the like in order to prevent the ozone from being oxidized.
またオゾンの処理条件は、濃度、反応時間、反応温度
等、その材質により千差万別である。The ozone treatment conditions vary depending on the material such as concentration, reaction time and reaction temperature.
たとえばある材質には至適条件でも、他の材質には十分
官能基が導入できなかったり反応が強すぎて材質が劣化
しすぎたりする。一つの目安として気体状態で接触させ
る時は、1〜20mg/の濃度、50〜1000ml/m
inの流量、0〜70℃の反応温度で0.5〜120m
inの反応時間のうちからその材質に合った至適条件を
選択することが可能である。For example, even under optimum conditions for one material, the functional group cannot be sufficiently introduced into another material, or the reaction is too strong and the material deteriorates too much. As a guide, when contacting in a gaseous state, the concentration is 1 to 20 mg / m, 50 to 1000 ml / m
flow rate of in, 0.5-120 m at reaction temperature of 0-70 ° C
It is possible to select the optimum condition suitable for the material from among the reaction times of in.
これらの手法により、ポリウレタン、ポリアミド/ポリ
エーテルのコポリマーなどの弾性体に直接官能基を導入
することができるため、ポリマー表面の剥離等もなく、
容易にヘパリンを結合することができる。By these methods, it is possible to directly introduce a functional group into an elastic body such as a polyurethane or a polyamide / polyether copolymer.
Heparin can be easily bound.
次に、上述した官能基を有する基材を固定するためのヘ
パリンについて述べる。Next, heparin for fixing the above-mentioned substrate having a functional group will be described.
ヘパリンは抗血栓性を示す化合物として広く知られ、NH
SO3NaというN−硫酸部位を有している。ヘパリンをそ
のまま基材表面に固定することもできるが、ヘパリンと
結合する相手の官能基がアルデヒド基のように元来ヘパ
リンが持つアミノ基だけでは十分に固定しきれない官能
基である場合は特に、ヘパリンのN−硫酸部位の一部の
脱硫酸化を行って第1級アミノ化しておく。Heparin is widely known as an antithrombotic compound, and NH
And a N- sulfate site of SO 3 Na. Heparin can be fixed on the surface of the substrate as it is, but especially when the functional group of the partner that binds to heparin is a functional group that cannot be sufficiently fixed only by the amino group originally possessed by heparin like an aldehyde group. , A part of the N-sulfate site of heparin is desulfated for primary amination.
この場合、第1級アミノ化の程度は、ヘパリン中の全ア
ミノ基の内、第1級アミノ基の量が5〜25%にするの
がよい。より好ましくは10〜20%、更に好ましくは
10〜15%がよい。ここで、ヘパリン中の第1級アミ
ノ基の量とは、N−硫酸部位を脱硫酸化して第1級アミ
ノ化したもの、およびヘパリン自体が持っていたもの両
方を含む。ヘパリン中の第1級アミノ基の量が5%未満
では基材に固定されにくくなり、25%を越えるとヘパ
リンの活性が低下してくるので、5〜25%にしておく
のがよい。In this case, the degree of primary amination is preferably 5 to 25% of the total amount of primary amino groups in heparin. It is more preferably 10 to 20%, further preferably 10 to 15%. Here, the amount of the primary amino group in heparin includes both the primary amino group obtained by desulfating the N-sulfate site and the primary amino group possessed by heparin itself. If the amount of the primary amino group in heparin is less than 5%, it becomes difficult to fix it on the substrate, and if it exceeds 25%, the activity of heparin decreases, so it is preferable to set it to 5 to 25%.
ヘパリンのN−硫酸部位の脱硫酸化は次のようにして行
うことができる。その具体例を挙げて説明する。Desulfation of the N-sulfate site of heparin can be performed as follows. A specific example will be described.
市販のヘパリンを蒸留水に溶かし、10%ヘパリン溶液
を作製した。このヘパリン溶液10mlに5.5N硫酸
0.4mlを加え、95℃にて反応させ、経時的にサンプ
リングし、そのアミノ基量の増加をニンヒドリン法(注
1)、ヘパリン活性を合成基質法で測定した。結果を第
1図に示す。Commercially available heparin was dissolved in distilled water to prepare a 10% heparin solution. To 10 ml of this heparin solution, 0.4 ml of 5.5N sulfuric acid was added, reacted at 95 ° C, and sampled over time. The increase in the amount of amino groups was measured by the ninhydrin method (Note 1) and the heparin activity was measured by the synthetic substrate method. did. The results are shown in Fig. 1.
また文献上、ヘパリン中の全スルホアミノ基を脱硫酸化
するとされる条件(2%ヘパリン、0.04N塩酸、9
5℃)にて反応を行ない、経時的なアミノ基量の増加を
同様に測定した。Further, in the literature, the condition that all sulfaamino groups in heparin are desulfated (2% heparin, 0.04N hydrochloric acid, 9%
The reaction was carried out at 5 ° C.), and the increase in the amount of amino groups over time was similarly measured.
結果を第2図に示す。Results are shown in FIG.
(注1) ニンヒドリン試薬:ニンビドリン2g、 ヒドリンダンチン0.3gをメチルセロソルブ75mlに
溶かし、4N酢酸ナトリウム(pH5.5)を25ml加え
る。(Note 1) Ninhydrin reagent: Nimbidrin 2 g and hydrin danthine 0.3 g are dissolved in methyl cellosolve 75 ml, and 25 ml of 4N sodium acetate (pH 5.5) is added.
検体0.75mlにニンヒドリン試薬0.5mlを加え、沸
騰水中で15分間加熱する。急冷した後25%エタノー
ル5mlを加え、570nmで吸光度を測定する。アミノ
基の定量はロイシンの発色度として数値化する。0.5 ml of ninhydrin reagent is added to 0.75 ml of the sample and heated in boiling water for 15 minutes. After quenching, 5 ml of 25% ethanol is added and the absorbance is measured at 570 nm. The quantification of amino groups is quantified as the color development of leucine.
第1図において、○印は血液の凝固第2因子に対する抗
凝固性を示すもので、●印は血液の凝固第10因子に対
する抗凝固性を示すものである。ヘパリンが高分子量域
でなければその抗凝固性を発現しない凝固因子と、低分
子量域でもその抗凝固性を発現する凝固因子とがある。
そこで、第1図ではそれぞれの凝固因子の代表する第2
と第10因子を例にとってヘパリンの高低両分子量域に
対する抗凝固活性はほぼ同じであることを示した。In FIG. 1, the circles show the anticoagulant property of blood against the second factor of coagulation, and the black circles show the anticoagulant property of blood against the tenth coagulation factor. There are coagulation factors that do not exhibit their anticoagulant properties unless heparin is in a high molecular weight region, and coagulation factors that exhibit their anticoagulant properties even in a low molecular weight region.
Therefore, in FIG. 1, the second representative of each coagulation factor is shown.
It was shown that the anticoagulant activity of heparin against both high and low molecular weight regions was almost the same, taking Factor 10 and Factor 10 as examples.
第1図および第2図からわかるように、インキュベーシ
ョン時間とともにヘパリン中の第1級アミノ基は増加す
るが、第1図からわかるように、ヘパリン活性は徐々に
低下する。したがってヘパリン活性が不適当に低下しな
いような領域でヘパリンのN−硫酸部位の第1級アミノ
化を行う必要がある。As can be seen from FIGS. 1 and 2, the primary amino group in heparin increases with the incubation time, but as shown in FIG. 1, the heparin activity gradually decreases. Therefore, it is necessary to carry out primary amination of the N-sulfate site of heparin in a region where heparin activity is not inappropriately reduced.
具体的にはヘパリンのロイシン当量が0.05〜0.1
8(μmol/10mg)であることが好ましく、更には
0.05〜0.13(μmol/10mg)あることが好
ましい。即ち、ロイシン当量が0.05(μmol/1
0mg)より低いと、第1級アミノ基が十分でなく、基材
表面へのヘパリンの固定量が低下してしまい、0.18
(μmol/10mg)より高いと、ヘパリン活性が低下
してしまうので好ましくない。Specifically, the leucine equivalent of heparin is 0.05 to 0.1.
It is preferably 8 (μmol / 10 mg), more preferably 0.05 to 0.13 (μmol / 10 mg). That is, the leucine equivalent is 0.05 (μmol / 1
If the amount is less than 0 mg), the amount of primary amino groups is not sufficient, and the amount of heparin fixed on the surface of the base material decreases, resulting in 0.18
If it is higher than (μmol / 10 mg), the heparin activity will decrease, which is not preferable.
次に、前述のようにして得た官能基を有する基材と、ヘ
パリンとの固定について述べる。Next, fixing of the base material having a functional group obtained as described above and heparin will be described.
基材とヘパリンとの上記固定はカップリング剤の少なく
とも1つ好ましくは2つ以上のアルデヒド基やエポキシ
基等を有する化合物を用い、アミノ基とこれらの官能基
の反応により結合することができる。このようなアルデ
ヒド化合物としては、グルタルアルデヒドなどを挙げる
ことができる。カップリング剤としては、アルデヒド化
合物の他にエポキシ化合物であるポリエチレングリコー
ルジグリシジルエーテルなどを用いてもよい。これらの
場合、基材上のオゾン処理により得た官能基に、2つ以
上の第1級アミノ基を有するカップリング剤(例えば、
ポリエチレングリコールジアミン、ポリエチレンイミ
ン)をあらかじめカップリングすることが好ましく、以
下にその説明をする。The immobilization of the base material and heparin can be carried out by using a coupling agent having a compound having at least one, preferably two or more aldehyde groups or epoxy groups, and binding the amino group with these functional groups. Glutaraldehyde etc. can be mentioned as such an aldehyde compound. As the coupling agent, polyethylene glycol diglycidyl ether which is an epoxy compound may be used in addition to the aldehyde compound. In these cases, the functional group obtained by the ozone treatment on the substrate has a coupling agent having two or more primary amino groups (for example,
It is preferable to previously couple (polyethylene glycol diamine, polyethylene imine), which will be described below.
まず、基材上の導入された官能基に2つ以上の第1級ア
ミノ基を有するカップリング剤を、基材が成形されたも
のであれば、カップリング剤溶液を塗布、またはその溶
液中に基材を浸漬し、基材が液状であれば、カツプリン
グ剤を混合することによって結合させ、基材にアミノ基
を導入する。例えば、水、低級アルコール、クロロホル
ム、アセトン等の反応液中で基材と2つ以上の第1級ア
ミノ基を有するカップリング剤とを接触させることによ
り行なわれ、その際の条件は、水系溶媒の場合、pH4〜
12、温度0〜80℃、反応時間は10分〜24時間と
するのが好ましい。即ち、pHが4未満であるとカップリ
ング剤の基材表面への結合性が低下し、また材質によっ
ては基材の劣化のおそれがあり、12より大きいと、基
材の材質によっては劣化のおそれがあるので好ましくな
い。温度が0℃未満であると、反応性が低下してしま
い、80℃より高いと、第1級アミノ基が変性するおそ
れがあるので好ましくない。First, a coupling agent having two or more primary amino groups in the introduced functional group on the substrate is coated with a coupling agent solution if the substrate is molded, or in the solution. When the base material is liquid, the coupling agent is mixed by mixing with a coupling agent to introduce an amino group into the base material. For example, the reaction is carried out by bringing the base material into contact with a coupling agent having two or more primary amino groups in a reaction liquid such as water, lower alcohol, chloroform, or acetone. In case of, pH 4 ~
12, the temperature is 0 to 80 ° C., and the reaction time is preferably 10 minutes to 24 hours. That is, if the pH is less than 4, the binding property of the coupling agent to the surface of the base material may be deteriorated, and the base material may be deteriorated depending on the material. If the pH is higher than 12, the deterioration may be caused depending on the base material. There is a risk of this being undesirable. If the temperature is lower than 0 ° C, the reactivity is lowered, and if the temperature is higher than 80 ° C, the primary amino group may be modified, which is not preferable.
また、反応時間は10分未満であると反応が十分に進行
せず、24時間より長いとpHが極端に低かったり高かっ
たりする場合や、温度が極端に高かったりする場合に基
材等に悪影響を及ぼしたり、アミノ基の変性のおそれが
あるので好ましくない。If the reaction time is less than 10 minutes, the reaction will not proceed sufficiently, and if it is longer than 24 hours, the pH will be extremely low or high, or the temperature will be extremely high. And there is a risk that the amino group may be modified, which is not preferable.
アミノ基を2以上有するカップリング剤としては、ポリ
エチレンイミン(PEI)、ポリエチレングリコールジ
アミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン等
が挙げられる。Examples of the coupling agent having two or more amino groups include polyethyleneimine (PEI), polyethylene glycol diamine, ethylene diamine and tetramethylene diamine.
また、本発明に用いられる基材としては、末端に前記ア
ミノ基と結合可能な反応性基を有するものであればよ
く、カルボキシメチルセルロース、グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート共重合体などがある。ま
た、ポリ塩化ビニルをはじめ塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−
塩化ビニリデン共重合体、ポリ塩化ビニル−ウレタン共
重合体、ポリ塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、
塩化ビニル−メタクリル酸メチル共重合体、および上記
ポリマーと可塑剤とからなる軟質ポリ塩化ビニル変性
体、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、
アクリロニトリル−スチレン樹脂、ポリメタクリル酸メ
チルなどについてはこれらをオゾン酸化や、部分加水分
解等の処理を行なうことにより、容易にアミノ基と反応
する官能基に変換させることで用いることができる。Further, the base material used in the present invention may be any one having a reactive group capable of binding to the amino group at the terminal, such as carboxymethyl cellulose and glycidyl methacrylate-methyl methacrylate copolymer. In addition, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-ethylene copolymer, vinyl chloride-
Vinylidene chloride copolymer, polyvinyl chloride-urethane copolymer, polyvinyl chloride-acrylonitrile copolymer,
Vinyl chloride-methyl methacrylate copolymer, and a soft polyvinyl chloride modified product comprising the above polymer and a plasticizer, polyurethane, polycarbonate, polystyrene,
Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS),
With respect to acrylonitrile-styrene resin, polymethylmethacrylate, etc., these can be used by easily converting them into a functional group which reacts with an amino group by subjecting them to ozone oxidation, partial hydrolysis or the like.
このようにして基材にアミノ基を導入した後、このアミ
ノ基とヘパリンのアミノ基とを2つ以上のアルデヒド基
やエポキシ基を有するカップリング剤により結合し、基
材にヘパリンを固定する。2つ以上のエポキシ基を有す
るカップリング剤を例にとって説明する。このカップリ
ング剤としては、2つ以上のエポキシ基を有する化合物
であればいかなるものでもよいが、反応に有利な点で水
溶性の化合物であることが好ましい。具体的には、デナ
コールEX−421、512、521、611、61
2、614、614B、あるいはジエポキシ化合物とし
て、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、デ
ナコールEX−313、810、811、851、8
21、830、832、841、861(ナガセ化成社
製)等が挙げられる。さらにエポキシの反応性のちがい
から、デナコールEX−313、421、512、52
1、810、811、821、851等がさらに好まし
い。After introducing the amino group into the base material in this manner, the amino group and the amino group of heparin are bonded by a coupling agent having two or more aldehyde groups or epoxy groups, and heparin is fixed to the base material. A coupling agent having two or more epoxy groups will be described as an example. The coupling agent may be any compound as long as it is a compound having two or more epoxy groups, but a water-soluble compound is preferable from the viewpoint of being advantageous in the reaction. Specifically, Denacol EX-421, 512, 521, 611, 61
2,614,614B or a diepoxy compound, 1,4-butanediol diglycidyl ether, Denacol EX-313, 810, 811, 851, 8
21, 830, 832, 841, 861 (manufactured by Nagase Kasei Co.) and the like. Furthermore, due to the difference in the reactivity of the epoxy, Denacol EX-313, 421, 512, 52
1, 810, 811, 821, 851 and the like are more preferable.
さらに前述の方法によって共有結合した基材上のアミノ
基とヘパリンのアミノ基とが、エポキシ基を2以上有す
る化合物のエポキシ基と、それぞれ結合するその反応方
法は、アミノ基が導入された基材と、上記カップリング
剤と、ヘパリンとを同時に混合し反応させてもよいし、
はじめに基材のアミノ基とヘパリンの官能基とを反応さ
せ、軽く結合させた後、カップリング剤のエポキシ基と
反応させてもよい。Furthermore, the amino group on the substrate and the amino group of heparin, which are covalently bonded by the above-described method, are respectively bonded to the epoxy groups of the compound having two or more epoxy groups. And the coupling agent and heparin may be mixed and reacted at the same time,
First, the amino group of the base material and the functional group of heparin may be reacted with each other and lightly bonded, and then reacted with the epoxy group of the coupling agent.
例えば、同時に混合し反応させる際には、反応条件とし
て、pH2.0〜10.0、反応時間1hr〜200h
r、反応温度15〜80℃とするのがよい。For example, when mixing and reacting at the same time, the reaction conditions are pH 2.0 to 10.0, reaction time 1 hr to 200 h
The reaction temperature is preferably 15 to 80 ° C.
pHがこの範囲にあるとヘパリンの安定性が好ましい。When the pH is within this range, the stability of heparin is preferable.
反応時間は1hr未満では反応が十分でなく、200h
r超ではヘパリンの分解、過度の架橋による表面に固定
されたヘパリンの表面活性低下のため好ましくない。If the reaction time is less than 1 hr, the reaction is not sufficient,
If it exceeds r, the decomposition of heparin and the reduction of the surface activity of heparin fixed on the surface due to excessive crosslinking are not preferable.
反応温度は15℃未満では反応が十分に進まず、80℃
超ではヘパリンの安定性が低下するため好ましくない。If the reaction temperature is less than 15 ° C, the reaction does not proceed sufficiently,
If it exceeds the above range, the stability of heparin is lowered, which is not preferable.
また溶媒は、例えば、水等を用いることができる。As the solvent, for example, water can be used.
また、はじめに基材のアミノ基と、ヘパリンの官能基と
を反応させて、これらをイオン結合させておき、その後
エポキシ基を有する化合物と架橋反応させる場合は、は
じめの基材とヘパリンとの反応条件として、pH2.0〜
5.0とするのがよい。When the amino group of the base material is first reacted with the functional group of heparin to form an ionic bond between them and then the compound having an epoxy group is subjected to a crosslinking reaction, the reaction between the base material and heparin is first performed. As conditions, pH 2.0 ~
A value of 5.0 is recommended.
pH2.0未満ではヘパリンの安定性が低下し、pH5.0
超では基材表面の陽荷電が低下し、結合ヘパリン量が低
下するため好ましくない。If the pH is less than 2.0, the stability of heparin will decrease and the pH will be 5.0.
If it exceeds the above range, the positive charge on the surface of the base material is reduced, and the amount of bound heparin is reduced, which is not preferable.
反応温度は、0〜80℃とするのがよい。0℃未満では
イオン結合速度が著しく低下し、80℃超ではヘパリン
の安定性が低下するため好ましくない。The reaction temperature is preferably 0 to 80 ° C. If the temperature is lower than 0 ° C, the ionic bond rate is remarkably reduced, and if it exceeds 80 ° C, the stability of heparin is lowered, which is not preferable.
また反応時間は、10〜1500分とするのがよい。1
0分未満ではイオン結合が不十分であり、1500分超
ではイオン結合量が完全に飽和してしまい、新たに結合
することはないため無駄である。The reaction time is preferably 10 to 1500 minutes. 1
If it is less than 0 minutes, the ionic bond is insufficient, and if it exceeds 1500 minutes, the ionic bond amount is completely saturated, and no new bond is formed.
反応方法としては、基材にヘパリン溶液を浸漬させても
よいし、塗布してもよい。As a reaction method, a heparin solution may be dipped in or applied to the substrate.
また、基材が液体の場合は、ヘパリン溶液と混合すれば
よい。When the substrate is liquid, it may be mixed with the heparin solution.
さらに前記基材とヘパリンとの反応生成物とエポキシ基
を有する化合物とを架橋反応させる際、pHはアルカリ下
でも酸性下でもよい。しかし、本発明において、酸性下
でなければアミノ基をもった表面が、にチャージしな
いため、ヘパリンが表面からすみやかに離脱するため酸
性でないと効果的な架橋はできず、好ましくない。Further, when the reaction product of the base material and heparin is cross-linked with the compound having an epoxy group, the pH may be either alkaline or acidic. However, in the present invention, the surface having an amino group is not charged unless it is under acidic condition, and thus heparin is promptly released from the surface, so that effective crosslinking cannot be achieved unless it is acidic, which is not preferable.
化合物の濃度は効率的な架橋のため、エポキシ基の含量
で0.01〜2mol/lとするのがよい。The concentration of the compound is preferably 0.01 to 2 mol / l in terms of the content of epoxy groups for efficient crosslinking.
また、反応温度としては、15〜80℃とするのがよ
い。15℃未満では反応が十分でなく、80℃超ではヘ
パリンの安定性が低下するため好ましくない。The reaction temperature is preferably 15 to 80 ° C. If it is lower than 15 ° C, the reaction is not sufficient, and if it exceeds 80 ° C, the stability of heparin is lowered, which is not preferable.
反応時間は1hr〜200hrとするのがよい。1hr
未満では反応が十分でなく、200hr超ではヘパリン
の分解、過度の架橋による固定ヘパリンの表面活性の低
下のため好ましくない。The reaction time is preferably 1 hr to 200 hr. 1 hr
If it is less than 200 hr, the reaction is not sufficient, and if it exceeds 200 hr, heparin is decomposed and the surface activity of fixed heparin is lowered due to excessive crosslinking, which is not preferable.
また反応方法としては、前記基材とヘパリンとの反応生
成物が成形済の場合は、化合物中に浸漬させてもよい
し、塗布してもよい。As a reaction method, when the reaction product of the base material and heparin is already molded, it may be immersed in the compound or applied.
また、成形前の液体の場合は、化合物の溶液と混合すれ
ばよい。In the case of a liquid before molding, it may be mixed with a solution of the compound.
この反応によって得られる生成物は、 基材のアミノ基と化合物のエポキシ基とが反応し、網
目構造になっている中に、ヘパリンが閉じ込められてい
る。In the product obtained by this reaction, heparin is trapped in the network structure in which the amino group of the base material reacts with the epoxy group of the compound to form a network structure.
基材のアミノ基とヘパリン中のアミノ基がエポキシ基
と架橋されている場合の2つの固定状態が考えられる。Two fixing states are conceivable when the amino group of the base material and the amino group in heparin are crosslinked with the epoxy group.
しかし、ヘパリンの溶出実験の結果、ヘパリンの溶出は
初期から全く認められないことにより、ほとんどがに
よるものと思われる。However, as a result of the heparin elution experiment, heparin elution was not observed at all from the initial stage, and it is considered that most of the heparin elution was due to this.
架橋にアルデヒドではなく、エポキシ化合物を用いるこ
とで、還元剤等を用いた工程繁雑な後処置は必要ではな
く、エタノールアミン等を接触させるだけの、より簡便
な処理で行なうことができる。By using an epoxy compound instead of an aldehyde for the cross-linking, a complicated process post-treatment using a reducing agent or the like is not necessary, and a simpler treatment of contacting with ethanolamine or the like can be performed.
また、アルカリ下でエタノールアミン等を用いること
で、イオン結合性のヘパリンを除去することができるた
め、使用時でのイオン結合性のヘパリンの大量脱離によ
る出血傾向を防止する点において優れたものとなる。In addition, since it is possible to remove ion-binding heparin by using ethanolamine or the like under alkali, it is excellent in preventing bleeding tendency due to mass desorption of ion-binding heparin during use. Becomes
また親水性のエポキシ化合物を用いれば、水系で処理を
行なうことができ、かつ表面の血液とのなじみもよくな
ることから、より大きな表面活性を発現することが可能
となる。Further, when a hydrophilic epoxy compound is used, the treatment can be carried out in an aqueous system, and the surface becomes better compatible with blood, so that it becomes possible to express a larger surface activity.
またヘパリンをあらかじめスルフォアミノ基の脱硫酸化
をする必要がないため、工程が簡略化できるだけでな
く、反応条件の微妙なちがいによるバッチ間のヘパリン
力価の変動、力価の低下を生じることなく高力価のヘパ
リンを安定して固定することができる。In addition, since it is not necessary to desulfate the sulfoamino group of heparin in advance, it not only simplifies the process, but also does not cause fluctuations in heparin titer between batches due to subtle differences in reaction conditions and high potency without lowering the titer. Valence heparin can be immobilized stably.
また医療用器具は、前記抗血栓性材料に例示したと同様
の樹脂を用いて、成形したものを基材として用い、後ヘ
パリンおよびカップリング剤と反応させてもよいし、抗
血栓性材料をシート状に加工したものを医療用器具の成
形品表面に貼付けてもよい。Further, the medical device, using the same resin as exemplified in the antithrombotic material, using the molded one as a substrate, may be reacted with heparin and a coupling agent later, the antithrombotic material The sheet-shaped product may be attached to the surface of the molded article of the medical device.
また、基材とヘパリンとは直接結合することもできる。
このとき、官能基としてはアミノ基と結合しうるエポキ
シ基、アルデヒド基が共通結合点となる。Further, the base material and heparin can be directly bonded.
At this time, as a functional group, an epoxy group and an aldehyde group capable of binding to an amino group serve as common bonding points.
このように、上記官能基を有する基材にヘパリンを固定
した医療用材料は、ヘパリンの抗血栓性を利用した抗血
栓性材料であり、これは種々の医療器具、例えば、人工
肺、人工心肺回路、カテーテル、人工心臓などに少なく
とも血液と接触する部分に用いることができる。特に人
工心肺回路、体内留置カテーテルに用いれば、抗血栓性
に優れ、しかも折れ、曲げ、クランプにも安定な人工心
肺回路、体内留置カテーテルが得られる。また、ガス交
換膜として多数の細孔を有する多孔質膜(たとえば中空
糸)を上記のごとく処理すれば、抗血栓性を有する中空
糸が得られ、上記多孔質膜(たとえば中空糸)を人工肺
に用いれば、抗血栓性のすぐれた人工肺が得られる。As described above, the medical material in which heparin is immobilized on the base material having the functional group is an antithrombotic material utilizing the antithrombotic property of heparin, and this is various medical devices such as artificial lungs and heart-lung machines. It can be used in a circuit, a catheter, an artificial heart, etc., at least in a portion in contact with blood. In particular, when it is used for an artificial cardiopulmonary circuit or an indwelling catheter in the body, an artificial cardiopulmonary circuit or an indwelling catheter having excellent antithrombotic properties and stable in bending, bending and clamping can be obtained. Further, when a porous membrane having a large number of pores (eg, hollow fiber) is treated as a gas exchange membrane as described above, a hollow fiber having antithrombogenicity is obtained, and the porous membrane (eg, hollow fiber) is artificially produced. When used in the lungs, an artificial lung with excellent antithrombotic properties can be obtained.
また、人工肺に用いる多孔質膜の細孔中には予め細孔よ
り小径の微粒子を充填しておくのがよい。その理由は、
ガス交換膜が多孔質で疎水性でしかもオゾン処理により
官能基が出現しない場合、官能基が出現するようなポリ
マーをあらかじめコーティングしなければならないが、
その場合ガス交換膜に均一にポリマーをコーティングす
ることができず、このため抗血栓性が十分に発揮できな
い、またヘパリンの固定により膜が親水化するため、長
時間循環時に細孔からの血漿の漏れが生じてくることが
あるのでそれを防ぐためである。Further, it is preferable to previously fill the pores of the porous membrane used for the artificial lung with fine particles having a diameter smaller than the pores. The reason is,
If the gas exchange membrane is porous and hydrophobic and functional groups do not appear due to ozone treatment, a polymer that allows functional groups to appear must be coated in advance.
In that case, the polymer cannot be uniformly coated on the gas exchange membrane, so that the antithrombogenicity cannot be sufficiently exerted, and since the membrane becomes hydrophilic due to the fixing of heparin, the plasma from the pores is circulated during a long circulation. This is to prevent leaks that may occur.
多孔質膜への微粒子の充填については特開昭62−64
374号に記載されているようにするとよい。ここでは
簡潔に述べる。Japanese Patent Laid-Open No. 62-64 discloses a method for filling fine particles into a porous film.
No. 374. Here is a brief description.
多孔質膜にこの細孔よりも小径の微粒子の分散液をちょ
うど細孔内に微粒子が目詰りするように流す。A dispersion liquid of fine particles having a diameter smaller than the pores is flowed through the porous film so that the fine particles are exactly clogged in the pores.
該微粒子の材質としては、シリカ、アルミナ、ジルコニ
ア、マグネシア、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ
酸塩、酸化チタン、シリコンカーバイト、カーボンブラ
ック、ホワイトカーボン等の無機物質、あるいは、ポリ
スチレンラテックス、スチレンゴム(SBR)ラテック
ス、ニトリルゴム(NBR)ラテックス等の高分子ラテ
ックスなどが用いられ得るが、特にシリカが望ましい。Examples of the material of the fine particles include silica, alumina, zirconia, magnesia, barium sulfate, calcium carbonate, silicate, titanium oxide, silicon carbide, carbon black, white carbon, and other inorganic substances, or polystyrene latex, styrene rubber ( Polymer latex such as SBR latex and nitrile rubber (NBR) latex may be used, but silica is particularly preferable.
また、該微粒子の平均直径は0.003〜1.0μm、
好ましくは0.003〜0.5μm程度のものである。
該微粒子は、分散液とされて、該ガス交換膜にかけられ
る。分散媒としては、該微粒子および該ガス交換膜に対
して安定なものであればいずれを用いても良いが、たと
えば水、アルコール類等が用いられる。しかしながら分
散媒が水である場合には、該ガス交換膜が疎水性の場合
は、分散液を流す前にエタノール、イソプロパノール等
のアルコール類を該ガス交換膜の表面に接触させてガス
交換膜の表面を親水化させておくことが必要である。The average diameter of the fine particles is 0.003 to 1.0 μm,
It is preferably about 0.003 to 0.5 μm.
The fine particles are made into a dispersion liquid and applied to the gas exchange membrane. Any dispersion medium may be used as long as it is stable with respect to the fine particles and the gas exchange membrane. For example, water, alcohols, etc. are used. However, when the dispersion medium is water, when the gas exchange membrane is hydrophobic, alcohols such as ethanol and isopropanol are brought into contact with the surface of the gas exchange membrane before the dispersion liquid is flowed. It is necessary to make the surface hydrophilic.
ガス交換膜が中空糸の場合には、中空糸の内部から適当
に加圧した微粒子分散液を通過させると、微粒子の充填
が好適になされる。When the gas exchange membrane is a hollow fiber, fine particles are suitably filled by passing an appropriately pressurized fine particle dispersion liquid from the inside of the hollow fiber.
<実施例> 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。<Examples> The present invention will be specifically described below with reference to Examples.
A.カップリング剤として2以上のアルデヒド基を有す
る化合物を用いた場合 I.基材への官能基の導入 (実施例1) ナイロンとポリエーテルのブロックコポリマーであるP
EBAX6333SAOO、同2533SAOO(At
ochem社)および溶媒可溶性ポリウレタン(NKY
−9LH/日本ポリウレタン)(以下各々A、B、Cと
する)のシートを作製した。これらのシートを、オゾン
発生機(日本オゾン(株))にて、0.8l/minO
2、50℃の条件で、Aは10分、B,Cは20分処理
した(以下各々A1、B1、C1とする)。A. When a compound having two or more aldehyde groups is used as a coupling agent I. Introduction of Functional Group to Substrate (Example 1) P which is a block copolymer of nylon and polyether
EBAX 6333 SAOO, 2533 SAOO (At
Ochem) and solvent-soluble polyurethane (NKY
A sheet of -9LH / Japan Polyurethane) (hereinafter referred to as A, B, and C, respectively) was prepared. Using an ozone generator (Nippon Ozone Co., Ltd.), these sheets were placed at 0.8 l / min
Under the conditions of 2 and 50 ° C., A was treated for 10 minutes and B and C were treated for 20 minutes (hereinafter referred to as A1, B1, and C1).
ESCAにより、オゾン処理前後での表面元素組成比の
変化を測定した。その結果を表1に示す。The change in the surface elemental composition ratio before and after the ozone treatment was measured by ESCA. The results are shown in Table 1.
またシッフ試薬により、表面のアルデヒドの確認を行な
った。その結果、オゾン処理をしたもの(A1、B1、
C1)は赤紫から青紫色に染色されたが、オゾン処理を
していないもの(A、B、C)は染色されなかった。Further, the surface aldehyde was confirmed with a Schiff reagent. As a result, those treated with ozone (A1, B1,
C1) was stained from red purple to blue purple, but those not treated with ozone (A, B, C) were not stained.
II一部脱硫酸化ヘパリンの作製 (実施例2) 市販のヘパリンを蒸留水に溶かし、10%ヘパリン溶液
を作製した。このヘパリン溶液10mlを5.5N硫酸
0.4ml中に入れ、97℃で10分間インキュベート
した。 II Preparation of partially desulfated heparin (Example 2) Commercially available heparin was dissolved in distilled water to prepare a 10% heparin solution. 10 ml of this heparin solution was placed in 0.4 ml of 5.5N sulfuric acid and incubated at 97 ° C. for 10 minutes.
得られたヘパリン中の全アミノ基内の第1級アミノ基
は、ヘパリンが最初から有するものおよびN−硫酸部位
が脱硫酸化されて第1級アミノ化されたものを含めて1
1%であった。The primary amino groups in all the amino groups in the obtained heparin include those which are originally possessed by heparin and those which are primary aminated by desulfating the N-sulfate site.
It was 1%.
III基材へのヘパリンの固定および評価 (実施例3) 実施例1にしたがって作製したシート(A、B、C、A
1、B1、C1)をpH10に調整した1.7%PGD−
10(ポリエチレングリコールジアミン)または0.5
%ポリエチレンイミン(PEI)(BASF社)に45
℃、24時間浸漬した。続いて実施例2により反応させ
た一部脱硫酸化ヘパリンおよび反応前のヘパリンについ
て0.5%、pH4.5酢酸緩衝溶液を作製し、この膜を
この溶液中に45℃、24時間浸漬した。続いて2.5
%グルタルアルデヒドpH4.5酢酸緩衝溶液中に、室温
で24時間浸漬した。続いて1%NaBH4、pH10炭
酸緩衝溶液中に、室温、4時間浸漬した。III Immobilization and Evaluation of Heparin on Substrate (Example 3) Sheets prepared according to Example 1 (A, B, C, A)
1, B1, C1) 1.7% PGD- adjusted to pH 10
10 (polyethylene glycol diamine) or 0.5
% Polyethyleneimine (PEI) (BASF) 45
It was soaked at ℃ for 24 hours. Subsequently, 0.5% pH 4.5 acetic acid buffer solution was prepared for the partially desulfated heparin and heparin before the reaction, which were reacted in Example 2, and this membrane was immersed in this solution at 45 ° C. for 24 hours. Then 2.5
It was immersed in a% glutaraldehyde pH 4.5 acetate buffer solution at room temperature for 24 hours. Then, it was immersed in a 1% NaBH 4 , pH 10 carbonate buffer solution at room temperature for 4 hours.
これらの処理をしたシートを0.01N塩酸に浸漬した
後、トルイジンブルーにより染色した結果、オゾン処理
をしないシート(A、B、C)は、いずれもほとんど染
色されなかった。As a result of soaking the treated sheets in 0.01N hydrochloric acid and dyeing with toluidine blue, the sheets not subjected to the ozone treatment (A, B, C) were hardly dyed.
また、オゾン処理したもの(A1、B1、C1)では、
反応前のヘパリンを反応させたものについてはわずかに
染色されたのみであったが一部脱硫酸化したヘパリンを
反応させたものはA1、B1、C1とも紫〜赤紫色に染
色された。In addition, in the case of ozone treatment (A1, B1, C1),
Those reacted with heparin before the reaction were only slightly stained, but those reacted with partially desulfated heparin were stained purple to magenta in all of A1, B1 and C1.
また、実施例1にしたがって作製したシート(A、B、
C、A1、B1、C1)をPEI、PGD−10を反応
させる工程を除いて同様に処理したものについて確認し
たところ、オゾン処理した後、一部脱硫酸化されたヘパ
リンを反応させたもののみ青紫色に染色された。In addition, the sheets (A, B, and
C, A1, B1, and C1) were similarly treated except for the step of reacting PEI and PGD-10. After ozone treatment, only partially desulfated heparin was reacted with blue. It was stained purple.
(実施例4)ヘパリン固定化チューブの抗血栓性 実施例1に示したポリマーBにて、内径1.4mmのチュ
ーブを作製した。また、ポリウレタンの内面にポリマー
Cをコーテイングした内径1.4mmのチューブを作製し
た。ついで実施例1と同様のオゾン処理条件にてこれら
のチューブの内側をオゾン処理した後、実施例2で得た
一部脱硫酸化ヘパリンを実施例3のようにして固定化し
た(以下各々B2、C2、B3、C3とする)。また上
記チューブをオゾン処理せずに同様にヘパリン固定処理
したものも作製した(以下各々B4、C4、B5、C5
とする)。(Example 4) Antithrombotic property of heparin-immobilized tube The polymer B shown in Example 1 was used to prepare a tube having an inner diameter of 1.4 mm. Further, a tube having an inner diameter of 1.4 mm was produced by coating the polymer C on the inner surface of polyurethane. Then, the inside of these tubes was subjected to ozone treatment under the same ozone treatment conditions as in Example 1, and then the partially desulfated heparin obtained in Example 2 was immobilized as in Example 3 (hereinafter, B2 and B2, respectively). C2, B3, C3). In addition, the above tubes were also treated with heparin fixation without ozone treatment (hereinafter, respectively, B4, C4, B5, C5).
And).
ここで、B2、C2、B4、C4はポリエチレングリコ
ールジアミンを、B3、C3、B5、C5はポリエチレ
ンイミンを基材とヘパリンのカップリング剤として用い
たものである。Here, B2, C2, B4, and C4 are polyethylene glycol diamines, and B3, C3, B5, and C5 are polyethylene imines, which are used as coupling agents for the base material and heparin.
これらのチューブついて、pH9のホウ酸緩衝溶液で15
時間洗浄し、さらにpH7.4のリン酸緩衝溶液で2時間
洗浄した後、各チューブの表面抗トロンビン活性を測定
した。具体的な方法は、ヘパリン固定チューブを56cm
にて切断し、トロンビン0〜10U/cc(4%Alb生
食溶液)を0.5ml注入し、15minロータリーミキ
サーで内面と接触させる。その後、内液のトロンビン濃
度を測定し、内面吸着トロンビン量を算出する。トロン
ビン吸着チューブは生食で洗浄後、0.6mn S−2
238 1.0mlを2ml/minでチューブ内を流し、
チューブから出てきた液は50%酢酸0.2ml中に滴下
し、反応を止める。その反応液の吸光度を測定し、内面
吸着トロンビン量に対するS−2238の発色性の検量
線を作成する。For these tubes, use a borate buffer solution of pH 9 for 15
After washing for an hour and further with a phosphate buffer solution of pH 7.4 for 2 hours, the surface antithrombin activity of each tube was measured. The specific method is to use a heparin-fixed tube with a length of 56 cm.
Then, 0.5 ml of thrombin 0 to 10 U / cc (4% Alb saline solution) is injected, and the inner surface is brought into contact with the rotary mixer for 15 minutes. After that, the thrombin concentration of the inner solution is measured, and the amount of adsorbed thrombin on the inner surface is calculated. After washing the thrombin adsorption tube with saline, 0.6 mn S-2
Flow 238 1.0 ml at 2 ml / min through the tube,
The liquid coming out of the tube is dropped into 0.2 ml of 50% acetic acid to stop the reaction. The absorbance of the reaction solution is measured, and a calibration curve for the color development of S-2238 with respect to the amount of adsorbed thrombin on the inner surface is prepared.
次にトロンビンを吸着させたチューブにATIII 1U
/ccを入れ、インキュベーションした後、同様にS−2
238を内面残存トロンビンで発色させ、その発色度と
検量線より内面残存トロンビンを算出する。Next, add ATIII 1U to the tube that adsorbed thrombin.
/ Cc was added and incubated, then S-2
238 is colored with the remaining thrombin on the inner surface, and the remaining thrombin on the inner surface is calculated from the degree of color development and the calibration curve.
ATIIIのインキュベーション時間を変化させた時の内
面残存トロンビン量の変化が第3図である。その結果を
第3図に示す。以上よりオゾン処理したものは活性があ
った。FIG. 3 shows changes in the amount of thrombin remaining on the inner surface when the incubation time of ATIII was changed. The results are shown in FIG. From the above, those treated with ozone were active.
また、同チューブをさらに30分血漿で洗浄し、血漿中
に洗い出されるヘパリンを洗浄した後、チャンドラーズ
ループテストを行なった。The tube was further washed with plasma for 30 minutes to wash the heparin washed out in the plasma, and then the Chandler's loop test was performed.
その結果を表2に示す。これからオゾン処理をしたもの
でヘパリン固定の効果が実際の血液中で表われているこ
とがわかる。The results are shown in Table 2. From this, it can be seen that the effect of fixing heparin is exhibited in actual blood by the ozone treatment.
チャンドラーズループテストの方法および意義は以下の
通りである。The method and significance of the Chandler's Loop test are as follows.
抗凝固されていない新鮮血が凝固するまでの時間を測定
することによりその新鮮血がふれている材質の抗血栓性
のレベルを評価できる。By measuring the time until fresh blood that has not been anticoagulated is coagulated, it is possible to evaluate the antithrombotic level of the material that is exposed to the fresh blood.
同チューブを20cmに切断し、その中に家兎耳静脈より
採血した新鮮血88μを入れ、輪にして8r.p.
m.で回転させる。The tube was cut into 20 cm pieces, and 88 μm of fresh blood collected from the rabbit ear vein was put into the tube and looped to 8 r. p.
m. Rotate with.
そして血液が凝固してチューブと一緒に回り出すまでの
時間を測定する。Then, measure the time it takes for the blood to coagulate and start spinning with the tube.
以上の結果よりオゾン処理をする事によりヘパリンが固
定され、抗血栓性が付与されることがわかる。From the above results, it can be seen that the ozone treatment fixes heparin and imparts antithrombogenicity.
(実施例5) 実施例4で得たB3、C3、B4、C4およびB5、C
5の各チューブについて15kgの雑犬の左右大腿静脈に
カニュレーションし、内側に乳酸リンゲルを5ml/hr
流しながら、8hr放置し、その後、取り出してチュー
ブの血栓の形成度を目視で観察した。その結果、B3、
C3共にニューブの内外ともほとんど血栓は形成されな
かったが、B4、C4、B5、C5では内側はほとんど
閉塞し、外面にも血栓が多数付着しており、オゾン処理
によるヘパリン固定化の効果は明らかであった。 (Example 5) B3, C3, B4, C4 and B5, C obtained in Example 4
Each tube of 5 was cannulated into the left and right femoral veins of a 15 kg miscellaneous dog, and 5 ml / hr of lactated Ringer was placed inside.
While flowing, it was left for 8 hours, then taken out and the degree of thrombus formation in the tube was visually observed. As a result, B3,
In C3, almost no thrombus was formed both inside and outside the nub, but in B4, C4, B5, and C5, the inside was almost blocked, and many thrombus adhered to the outer surface. The effect of immobilizing heparin by ozone treatment was clear. Met.
IV人工肺へのヘパリンの固定および評価 (実施例6) 内径200μm、肉厚25μm、空孔率45%、平均孔
径700Åのポリプロピレン性中空糸型人工肺(膜面積
0.8m2)の中空糸にポリエーテル・ポリアミドブロ
ックコポリマーをコーティングした後、実施例1と同様
のオゾン処理をし、さらにpH10に調整した0.5%P
EI(ポチエチレンイミン)に45℃、24時間浸漬し
た。Immobilization and evaluation of heparin in IV artificial lung (Example 6) Hollow fiber of polypropylene hollow fiber type artificial lung (membrane area 0.8 m 2 ) having an inner diameter of 200 μm, a wall thickness of 25 μm, a porosity of 45% and an average pore diameter of 700 Å After coating a polyether / polyamide block copolymer on the above, the same ozone treatment as in Example 1 was performed, and 0.5% P adjusted to pH 10 was further added.
It was immersed in EI (polyethyleneimine) at 45 ° C. for 24 hours.
続いて実施例2により反応させた一部脱硫酸化ヘパリン
0.5%、pH4.5酢酸緩衝溶液を作製し、この中空糸
をこの溶液中に45℃、24時間浸漬した。続いて2.
5%グルタルアルデヒド、pH4.5酢酸緩衝溶液中に、
室温で24時間浸漬した。続いて1%NaBH4、pH1
0炭酸緩衝溶液中に、室温、4時間浸漬して人工肺Aを
得た。Subsequently, a partially desulfated heparin 0.5%, pH 4.5 acetic acid buffer solution reacted according to Example 2 was prepared, and this hollow fiber was immersed in this solution at 45 ° C. for 24 hours. Then 2.
In 5% glutaraldehyde, pH 4.5 acetate buffer solution,
It was immersed at room temperature for 24 hours. Then 1% NaBH 4 , pH 1
Oxygenator A was obtained by immersing in 0 carbonate buffer at room temperature for 4 hours.
一方同様の人工肺について、血液入口からエタノールを
流入させガス交換膜を親水化した後、蒸留水で置換した
後、平均粒径が0.0125μmのコロイダルシルカ/
水分散液を流入させガス交換膜に濾過させ、シリカを細
孔に充填した。次に蒸留水を流入してガス交換膜内部に
残留するシリカ/水分散液を十分排除した後、乾燥を行
なった。その後、人工肺Aと同様の処理を行なって人工
肺Bを得た。On the other hand, in a similar artificial lung, ethanol was introduced from the blood inlet to make the gas exchange membrane hydrophilic, and after replacement with distilled water, colloidal silica / average particle size 0.0125 μm /
The water dispersion was introduced, and the gas exchange membrane was filtered to fill the pores with silica. Then, distilled water was introduced to sufficiently remove the silica / water dispersion liquid remaining inside the gas exchange membrane, and then dried. Then, the same treatment as that for the artificial lung A was performed to obtain the artificial lung B.
また、オゾン処理をしていない同様の人工肺を比較とし
て人工肺Cとする。A similar artificial lung that has not been subjected to ozone treatment is referred to as an artificial lung C for comparison.
(抗血栓性の評価実験) 人工肺A、BおよびCについて、25Kgの雑犬にて大腿
動静脈A−Vシャントを行ない、max400ml/mi
nで血液を循環させた。(Evaluation experiment of antithrombotic property) With regard to artificial lungs A, B and C, femoral arteriovenous AV shunt was performed in 25 kg of dogs, max 400 ml / mi.
Blood was circulated at n.
その結果、人工肺A、Bとも8時間の循環中圧損の増加
に伴う流量の低下は生じなかった。As a result, in both the artificial lungs A and B, the flow rate did not decrease with the increase in circulating pressure loss for 8 hours.
人工肺Aは9時間より流量の低下が見られたが、人工肺
Bでは12時間後も流量の低下は見られなかった。The artificial lung A showed a decrease in the flow rate after 9 hours, but the artificial lung B did not show a decrease in the flow rate even after 12 hours.
これに対し、人工肺Cにおいては、人工肺中の血栓形成
のため、2時間で循環は不能になった。On the other hand, in the artificial lung C, the circulation became impossible in 2 hours due to the formation of thrombus in the artificial lung.
また、人工肺Aでは6hrより血漿の漏出が見られた
が、人工肺Bでは12hr後も血漿の漏出は見られなか
った。In the artificial lung A, plasma leakage was observed from 6 hr, but in the artificial lung B, plasma leakage was not seen even after 12 hr.
B.カップリング剤として2以上のエポキシ化合物を用
いた場合 (実施例7) 軟質塩化ビニルチューブ(テルモ社製NO.CBT65
0)に溶媒可溶性ポリウレタン(NKY−9LH/日本
ポリウレタン)をコーティングした。このチューブをオ
ゾン発生機にて、0.8l/minO250℃の条件で1
0min処理した。このチューブに0.05%ポリエチ
レンイミン(PEI)に45℃ 20hr浸漬し、続い
て0.5%ヘパリン(pH4.0、0.1M酢酸Buffer)
に45℃、4hr浸漬した。B. When Two or More Epoxy Compounds are Used as Coupling Agents (Example 7) Soft Vinyl Chloride Tube (NO.CBT65 manufactured by Terumo Corp.)
0) was coated with a solvent-soluble polyurethane (NKY-9LH / Nippon Polyurethane). This tube was placed in an ozone generator under conditions of 0.8 l / min O 2 50 ° C.
It was processed for 0 min. The tube was immersed in 0.05% polyethyleneimine (PEI) at 45 ° C for 20 hours, and then 0.5% heparin (pH 4.0, 0.1M acetic acid buffer).
It was soaked at 45 ° C. for 4 hours.
これとはべつにポリエポキシ化合物(デナコール EX
−421(ナガセ化成社製))、ジエポキシ化合物(デ
ナコールEX−313(ナガセ化成社製))をpH4.
0、10mM酢酸Bufferに溶かし、5%ポリエポキシ化
合物、10%ジエポキシ化合物の水溶液を作り、続いて
3000rpm、10minの遠心分離により水不溶分を沈殿
させ、上清を分取し、上記処理チューブをそれぞれ浸漬
し、各々をI、IIとする。なお、比較対照としてエポキ
シ化合物を含まないpH4.0、10mM酢酸Bufferを上
記処理チューブに浸漬し、これをIIIとする。In contrast to this, a polyepoxy compound (Denacol EX
-421 (manufactured by Nagase Kasei) and a diepoxy compound (Denacol EX-313 (manufactured by Nagase Kasei)) at pH 4.
Dissolve it in 0, 10 mM acetic acid buffer to make an aqueous solution of 5% polyepoxy compound and 10% diepoxy compound.
The water-insoluble matter is precipitated by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes, the supernatant is separated, and the above-mentioned treated tubes are respectively immersed, and designated as I and II. As a comparative control, 10 mM acetic acid buffer (pH 4.0) containing no epoxy compound was dipped in the above treatment tube and designated as III.
これらを45℃で20hr、44hr反応させ各々をI
−20(hr)、I−44(hr)、II−20(h
r)、II−44(hr)とする。その後、pH10、1M
エタノールアミンに16hr浸漬させた後水洗した。こ
れらのサンプルについてトルイジンブル−染色を行なっ
たところ表3のようになった。These were reacted at 45 ° C. for 20 hours and 44 hours to give I
-20 (hr), I-44 (hr), II-20 (h
r) and II-44 (hr). After that, pH 10, 1M
It was immersed in ethanolamine for 16 hours and then washed with water. Toluidine Bull-staining was performed on these samples, and the results are shown in Table 3.
(実施例8) 溶媒可溶性ウレタン(NKY−9LH)のシートを、デ
ィッピングにより作製した。このシートについて実施例
7のように処理し、このシートにヘパリンを固定し、さ
らに実施例7と同じポリエポキシ化合物およびジエポキ
シ化合物を20hrあるいは44hr浸漬させ、エポキ
シ処理をし、次いで1Mエタノールアミン処理とし
てpH10.0、1Mエタノールアミン浸漬を16hr
し、さらにpH10、1M塩化ナトリウムに浸漬し、イオ
ン結合性のヘパリンの除去を行なった。 Example 8 A sheet of solvent-soluble urethane (NKY-9LH) was prepared by dipping. This sheet was treated as in Example 7, heparin was fixed to this sheet, and the same polyepoxy compound and diepoxy compound as in Example 7 were dipped for 20 hr or 44 hr, epoxy treated, and then treated with 1M ethanolamine. pH 10.0, 1M ethanolamine immersion for 16 hours
Then, it was further immersed in 1 M sodium chloride at pH 10 to remove the ion-binding heparin.
これらについて、各操作時のシートをESCAにより、
N、O、C、Sの元素組成比を測定した。結果を表4に
示す。About these, the sheet at each operation is
The elemental composition ratios of N, O, C and S were measured. The results are shown in Table 4.
(実施例9) 内径1.4mmの軟質塩化ビニールチューブに溶媒可溶性
ポリウレタン(NKY−9LH)を内面コートし、実施
例7と同様に処理し、I−44(hr)、II−20(h
r)、II−44(hr)の3種についてヘパリン化チュ
ーブを作製した。このチューブについてチャンドラルー
プ法による抗血栓性評価を行なった。また比較対照とし
ては実施例7のIIIを用いた。なおこれは、そのまま行
なったもの、24hrを3回、6%アルブミンによりイ
ンキュベーションし、さらに余剰の吸着ヘパリンを徹底
的に洗浄したものとについて行なった。その結果を表5
に示す。 (Example 9) A solvent-soluble polyurethane (NKY-9LH) was coated on the inner surface of a soft vinyl chloride tube having an inner diameter of 1.4 mm, treated in the same manner as in Example 7, and I-44 (hr) and II-20 (h).
r) and II-44 (hr) were prepared as heparinized tubes. The antithrombogenicity of this tube was evaluated by the Chandra loop method. In addition, III of Example 7 was used as a comparative control. This was carried out as it was, or after incubation for 24 hr three times with 6% albumin and further washing the excess adsorbed heparin thoroughly. The results are shown in Table 5.
Shown in.
以上の結果よりエポキシ化合物にヘパリンを固定したこ
とにより抗血栓性が付与された。またpH10、1Mエタ
ノールアミン処理により余剰ヘパリンはほぼ除去されて
いると思われる。From the above results, immobilization of heparin on the epoxy compound imparted antithrombotic properties. Further, it is considered that the excess heparin is almost removed by the treatment with pH 1 and 1M ethanolamine.
(実施例10) 内径1.4mm、外径2mmの軟質塩化ビニールチューブの
内外面に溶媒可溶性ポリウレタン(NKY−9LH)を
コーティングし、実施例7と同様にI−44(hr)
(比較対照IIIとしてエポキシ化合物0%−44hr処
理)にしたがってヘパリン化チューブを作製した。これ
を15kgの雑犬の左右大腿動静脈にカニューレーション
し、内側を5ml/hrの乳酸リンゲルで流しながら、8h
r放置し、その後取り出してチューブの血栓の形成度を
目視で観察した。その結果、I−44はほとんど血栓は
みられなかったが、III−44は内外とも血栓が多数み
られた。 (Example 10) Solvent-soluble polyurethane (NKY-9LH) was coated on the inner and outer surfaces of a soft vinyl chloride tube having an inner diameter of 1.4 mm and an outer diameter of 2 mm, and I-44 (hr) was applied in the same manner as in Example 7.
A heparinized tube was prepared according to (Epoxy compound 0% -44 hr treatment as Comparative Control III). This is cannulated into the left and right femoral arteries and veins of a 15 kg miscellaneous dog, and the inside is flushed with 5 ml / hr lactated Ringer's for 8 h.
After being left for a while, the tube was taken out and the degree of thrombus formation in the tube was visually observed. As a result, I-44 showed almost no thrombus, while III-44 had many thrombi both inside and outside.
<発明の効果> 本発明においては、予め基材に所定の官能基を導入し、
これらの基材およびヘパリンの官能基同士を直接、ある
いは1つもしくは複数のカップリング剤を介して結合す
ることにより、ヘパリンを基材に固定しているために、
得られる医療用材料、またこれを用いた人工肺、心肺回
路のような医療用器具における抗血栓性、基材に固定さ
れたヘパリンの安定性が著しく改良され、血液灌洗時に
もヘパリンの流出のおそれが少なく、長時間の使用に耐
えられるようになった。<Effects of the Invention> In the present invention, a predetermined functional group is introduced into the substrate in advance,
Since the functional groups of these base material and heparin are bonded directly or via one or more coupling agents to fix heparin to the base material,
The obtained medical material, the antithrombotic property in the medical devices such as artificial lungs and cardiopulmonary circuits, and the stability of heparin fixed to the substrate are remarkably improved, and heparin efflux even during blood perfusion. There is little danger of it being able to withstand long-term use.
第1図はヘパリンのN−硫酸部位の脱硫酸化と活性の変
化を示すグラフである。 第2図はヘパリンのN−硫酸部位の脱硫酸化による第1
級アミノ基量の変化を示すグラフである。 第3図は実施例4で得られた試料(医療用材料)の表面
ヘパリン活性を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing changes in the desulfation and activity of the N-sulfate site of heparin. Fig. 2 shows the result of desulfation of the N-sulfate site of heparin.
It is a graph which shows the change of the amount of primary amino groups. FIG. 3 is a graph showing the surface heparin activity of the sample (medical material) obtained in Example 4.
Claims (3)
材料であって、 基材表面の酸化物中に含まれる官能基と、ヘパリンのア
ミノ基とが、直接、または少なくとも一種のカップリン
グ剤を介して共有結合していることを特徴とする医療用
材料。1. A medical material comprising heparin immobilized on a substrate, wherein the functional group contained in the oxide on the surface of the substrate and the amino group of heparin are directly or at least one cup. A medical material characterized by being covalently bonded via a ring agent.
に記載の医療用材料から形成されてなる医療用器具。2. The method according to claim 1, wherein at least a portion in contact with blood is included.
A medical device formed from the medical material according to 1.
材上に官能基を導入し、 (b)この官能基と、ヘパリンとを、直接、または少な
くとも一種のカップリング剤を介して共有結合させる、 ことを特徴とする医療用材料の製法。3. A functional group is introduced onto a substrate by (a) treating the substrate with ozone, and (b) the functional group and heparin are directly or through at least one coupling agent. A method for producing a medical material, which comprises covalently bonding.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17236188 | 1988-07-11 | ||
| JP63-172361 | 1988-07-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119867A JPH02119867A (en) | 1990-05-07 |
| JPH0638851B2 true JPH0638851B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=15940481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173188A Expired - Fee Related JPH0638851B2 (en) | 1988-07-11 | 1989-07-05 | Medical materials and instruments |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638851B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6174326B1 (en) | 1996-09-25 | 2001-01-16 | Terumo Kabushiki Kaisha | Radiopaque, antithrombogenic stent and method for its production |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6956170B2 (en) * | 2017-03-14 | 2021-11-02 | テルモ株式会社 | Manufacturing method of artificial lung |
| JP6956169B2 (en) * | 2017-03-14 | 2021-11-02 | テルモ株式会社 | Manufacturing method of artificial lung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5126987A (en) * | 1974-08-30 | 1976-03-05 | Seikagaku Kogyo Co Ltd | Datsu nn ryusankaheparinnoseizoho |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP1173188A patent/JPH0638851B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6174326B1 (en) | 1996-09-25 | 2001-01-16 | Terumo Kabushiki Kaisha | Radiopaque, antithrombogenic stent and method for its production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02119867A (en) | 1990-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0351314B1 (en) | Medical material and medical implement | |
| EP0807141B1 (en) | Process for modifying surfaces | |
| US5053048A (en) | Thromboresistant coating | |
| EP0699103B1 (en) | Surface modified biocompatible membranes | |
| Larm et al. | A new non-thrombogenic surface prepared by selective covalent binding of heparin via a modified reducing terminal residue | |
| US3826678A (en) | Method for preparation of biocompatible and biofunctional materials and product thereof | |
| JPH0520109B2 (en) | ||
| US6454998B1 (en) | Blood circulation apparatus coupling device which improves biocompatibility of inner surfaces with treated blood | |
| WO1998057679A1 (en) | Antithrombotic medical material | |
| Wilson | Heparinized polymers as thromboresistant biomaterials | |
| JPH0638851B2 (en) | Medical materials and instruments | |
| US5236592A (en) | Haemocompatible composite material and method of using thereof | |
| JP2711112B2 (en) | Medical materials and medical instruments | |
| JPH0523391A (en) | Antithrombogen surface, its manufacturing process and its material | |
| CN101146558B (en) | Medical treatment device and its making method | |
| JP2003515110A (en) | Blood compatible polymer surface | |
| Wilson | Hemocompatible polymers: preparation and properties | |
| JPH03223377A (en) | Functional group-containing substrate, preparation of the same, and medical material and equipment using the substrate | |
| JPS60190966A (en) | Anti-thrombotic material | |
| CN115337471B (en) | A blood-compatible coating for extracorporeal membrane oxygenation system and its preparation method and application | |
| JP2974854B2 (en) | Bioactive material and method for producing the same | |
| JPS6092762A (en) | Anti-thrombotic polymer material | |
| JPH0221875A (en) | Medical material and medical appliance | |
| JP2002102692A (en) | Method for producing lipid peroxide adsorbent | |
| JPH06218038A (en) | Medical device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525 Year of fee payment: 15 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |