WO2012176862A1 - 抗血液凝固作用を有する疎水性高分子化合物 - Google Patents

抗血液凝固作用を有する疎水性高分子化合物 Download PDF

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一裕 棚橋
博一 坂口
有佳 阪口
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrophobic polymer compound having an anticoagulant action.
  • the blood clotting reaction necessary to solidify the blood is an extremely complicated reaction involving various blood clotting factors.
  • fibrin is involved in the primary hemostasis stage involving platelets and blood clotting factors such as thrombin.
  • the stage of coagulation thrombus formation that stabilizes and strengthens is considered to be particularly important.
  • the blood coagulation reaction is indispensable for leading bleeding due to injury to hemostasis, but on the other hand, the blood coagulation reaction has progressed due to contact between blood and medical equipment and medical materials such as extracorporeal circuit in artificial dialysis. In some cases, there is a risk that the formed coagulated thrombus may cause an increase in circulation pressure or occlusion of blood vessels.
  • heparin an anticoagulant
  • heparin overdose has side effects.
  • problems such as complicated administration of dose and inapplicability to patients who tend to bleed.
  • Patent Documents 1 to 9 An attempt to prevent blood coagulation during treatment by immobilizing a compound having an anti-blood coagulation action, including heparin, on the surface of medical devices such as blood circuits and medical materials. Have been reported (Patent Documents 1 to 9).
  • the present invention can inhibit both blood coagulation reactions in the primary hemostasis stage involving platelets and the coagulation thrombus formation stage involving blood coagulation factors, and retains anticoagulant activity on the surface of a medical device or medical material.
  • An object of the present invention is to provide a hydrophobic polymer compound that can be firmly fixed in a state.
  • a hydrophobic polymer compound obtained by binding a compound that inhibits blood coagulation reaction to a polymer compound that inhibits platelet adhesion has a remarkable anticoagulant action. And found that it can be firmly fixed to the surface of medical equipment and medical materials.
  • the present invention provides a hydrophobic polymer compound in which a polymer compound that inhibits platelet adhesion and a compound that inhibits blood coagulation reaction are bound.
  • the polymer compound that inhibits the adhesion of platelets is a copolymer composed of a hydrophobic polymer and a hydrophilic polymer, and the adsorption amount to polymethyl methacrylate is 0.1 pg / mm 2 or more.
  • the compound that inhibits the blood coagulation reaction preferably has antithrombin ability, more preferably a compound represented by the following general formula (I), and (2R, 4R) -4-methyl-1- ((2S) -2- ⁇ [(3RS) -3-methyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolin-8-yl] sulfonyl ⁇ amino-5-guanidinopentanoyl) piperidine-2-carboxylic acid More preferably.
  • R1 represents a (2R, 4R) -4-alkyl-2-carboxypiperidino group
  • R2 represents a phenyl group or a condensed polycyclic compound residue
  • the group may be substituted with an amino group substituted with a lower alkyl group, a lower alkoxy group or a lower alkyl group.
  • the present invention also provides a surface treatment agent for medical devices or medical materials, which contains the above-described hydrophobic polymer compound and has an anticoagulant action.
  • the present invention provides a medical device or medical material treated with the above surface treatment agent.
  • the blood coagulation reaction in both the stage of primary hemostasis involving platelets and the stage of coagulation thrombus formation involving blood coagulation factors can be remarkably inhibited, and the surface of a medical device or medical material can be prevented. It can be firmly immobilized while maintaining its blood clotting activity.
  • the hydrophobic polymer compound of the present invention can be used as a surface treatment agent that imparts an anticoagulant action to medical devices or medical materials.
  • the “hydrophobic polymer compound” of the present invention is characterized in that a polymer compound that inhibits adhesion of platelets and a compound that inhibits blood coagulation reaction are combined.
  • “hydrophobic” means that the compound is water-insoluble and does not interact with water molecules due to electrostatic interaction or hydrogen bonding.
  • the “hydrophobic polymer compound” of the present invention includes, for example, ethylene glycol, vinyl acetate, vinyl chloride, styrene, acrylic acid, acrylate, alkyl acrylate, hydroxyalkyl acrylate, methacrylic acid, methacrylate, alkyl.
  • R 1 represents a (2R, 4R) -4-alkyl-2-carboxypiperidino group
  • R 2 represents a phenyl group or a condensed polycyclic compound residue
  • the condensed polycyclic The compound residue may be substituted with an amino group substituted with a lower alkyl group, a lower alkoxy group or a lower alkyl group.
  • Polymer compound that inhibits platelet adhesion is blood compatible and allows the adhesion of platelets to the surface of a substrate or material by allowing the polymer compound to exist on the surface of a medical device or material. It means a high molecular compound having a number average molecular weight of 1000 or more that can be suppressed.
  • polymer compound inhibiting platelet adhesion examples include, for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, a polymer compound comprising polysiloxane and polyether having high hydrophobicity, polyethyleneimine, polyallylamine, polyvinyl Examples include amines, polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polyacrylamide or polyhydroxyethyl methacrylate, or monomers of these polymer compounds and copolymers of other monomers or block copolymers of other polymers.
  • a copolymer comprising a hydrophobic polymer and a hydrophilic polymer is more preferable for adsorbing to the surface of the polymer, and a polymer compound comprising a highly hydrophobic polysiloxane and polyether, partially saponified polyvinyl alcohol or vinylpyrrolidone More preferred is a copolymer of styrene and vinyl acetate.
  • Examples of the “polymer compound composed of a highly hydrophobic polysiloxane and a polyether” include a copolymer, a polymer complex or a polymer blend of a highly hydrophobic polysiloxane and a polyether.
  • the copolymer of polysiloxane and polyether having high hydrophobicity consists of a polyether unit and a polysiloxane unit, and the copolymerization form is any of a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer.
  • polyether-modified silicone having high hydrophobicity is preferable.
  • polyether examples include a structure derived from polyethylene oxide or polypropylene oxide.
  • polyether refers to a structure represented by the general formula (II) (R 3 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms), and “polypropylene glycol-derived structure” which is an example of a polyether.
  • R 3 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms
  • polypropylene glycol-derived structure which is an example of a polyether.
  • Polyether-modified silicone refers to a silicone in which a polyether unit is bonded to the side chain of a silicone chain, and an amino- or carboxy-modified polyether having an amino group or a carboxyl group bonded to the side chain. It may be modified silicone.
  • the polymer compound that inhibits platelet adhesion is partially saponified polyvinyl alcohol
  • its saponification degree is preferably less than 10 to 65 mol% from the viewpoint of suitable handling or hydrophobicity, It is more preferably 15 to 60 mol%, and further preferably 15 to 55 mol%.
  • “degree of saponification” refers to a numerical value calculated by Equation 1.
  • Degree of saponification m / (n + m) x 100
  • m number of structures represented by general formula (IV) in polyvinyl alcohol
  • n number of structures represented by general formula (V) in polyvinyl alcohol
  • the vinyl pyrrolidone unit is 50 from the viewpoint of suitable handling, adsorbability to the substrate, or hydrophobicity. It is preferably less than unit mol%, more preferably less than 20 to 49.9 unit mol%.
  • the proportion of vinyl pyrrolidone units in the copolymer of vinyl pyrrolidone and vinyl acetate (unit mol%) can be calculated by 1 H-NMR measurement (solvent: CDCl 3 ) of the copolymer.
  • Adsorption amount of medical equipment or high molecular compound that inhibits the adhesion of platelets to substrates such as medical materials is preferably 0.1 pg / mm 2 or more, more preferably 1 pg / mm 2 or more, 10 pg / mm 2 or more and more preferable.
  • the above adsorption amount is measured by the following method.
  • an untreated sensor chip (Sensor Chip Au; GE Healthcare) was pretreated with a surface plasmon resonance device (hereinafter “SPR”) (BIACORE 3000; GE Healthcare) (25 ° C. distilled water, flow rate 20 ⁇ l / min, The signal value (RU: resonance unit) is measured for 10 minutes.
  • SPR surface plasmon resonance device
  • “Substrate”, ie, the adsorbed material, is dissolved in a solvent to prepare a 0.5 wt% adsorbed material solution.
  • One drop of this adsorbed material solution is dropped on the center of the gold film portion of the pretreated sensor chip attached to the spin coater, and immediately rotated at 3000 rpm for 1 minute at room temperature to coat the adsorbed material on the sensor chip. .
  • the sensor chip After confirming that there are no droplets on the sensor chip, the sensor chip is washed with distilled water by SPR (25 ° C., flow rate 20 ⁇ l / min, 10 minutes), and further three times with 0.025 wt% Triton-X100 solution. Wash (25 ° C., flow rate 20 ⁇ l / min, 1 minute), and measure the signal value 10 minutes after the end of washing.
  • the “compound that inhibits blood clotting reaction” refers to a compound having anti-blood clotting ability such as anti-thrombin ability. More specifically, the compound is added to blood so that the compound has a concentration of 10 ⁇ g / mL. When added, it refers to a compound that prolongs the prothrombin time by 30% or more compared to blank blood.
  • prothrombin time is measured by a method described in a known document (Masamitsu Kanai et al., “Proposal for Clinical Examination, Rev. 30th Edition”, Kanehara Publishing, 1993, p. Specifically, 1 volume of 3.2% sodium citrate and 9 volumes of blood were mixed, and 0.1 mL of the collected citrated plasma was placed in a small test tube (inner diameter 8 mm, length 7.5 cm), 37 Add 0.2 mL of tissue thromboplastin / calcium reagent kept at 37 ° C. after heating for 3 minutes in a constant temperature water bath at 0 ° C., lightly shake the small test tube, and then leave it still and tilt to deposit fibrin.
  • prothrombin time the time from the addition of the tissue thromboplastin / calcium reagent to the deposition of fibrin is measured, and this is referred to as “prothrombin time”.
  • Examples of the “compound that inhibits blood coagulation reaction” include heparin, nafamostat mesylate, sodium citrate, sodium oxalate, ⁇ 1 antitrypsin, ⁇ 2 macroglobulin, C1 inhibitor, thrombomodulin, protein C, and guanidino structure.
  • Examples include compounds, prostaglandins, hirudin, Xa inhibitors, tissue factor inhibitors, urokinase or antithrombin, but compounds having antithrombin ability are preferred.
  • a compound having antithrombin ability means a compound having high binding affinity with thrombin.
  • Ki inhibition constant
  • Examples of the “compound having antithrombin ability” include compounds having a guanidino structure, and (2R, 4R) -4-methyl-1-((2S) -2- ⁇ [(3RS) -3- Methyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolin-8-yl] sulfonyl ⁇ amino-5-guanidinopentanoyl) piperidine-2-carboxylic acid (hereinafter “argatroban”) is preferred.
  • Argatroban is a pharmaceutical compound having a selective antithrombin ability of an arginine derivative synthesized in 1978.
  • the surface treatment agent of the medical device or medical material of the present invention is characterized by containing the hydrophobic polymer compound and having an anti-blood coagulation action.
  • Examples of the “medical device or medical material” include an implantable artificial organ, an artificial blood vessel, a catheter, a stent, a blood bag, a contact lens, an intraocular lens, a surgical auxiliary instrument, a biological component separation module, or a blood purification module. Separation membranes or adsorbents incorporated in the.
  • a method for surface treatment of a medical device or medical material using the above surface treatment agent that is, as a method for immobilizing the hydrophobic polymer compound as an active ingredient on the surface of the medical device or medical material
  • a method of bringing the surface treatment agent into contact with a medical device or a medical material and irradiating the surface treatment agent may be mentioned.
  • an electron beam and a gamma ray are preferable.
  • Examples of the “medical device or medical material” include cellulose, cellulose acetate, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polymethacrylate such as polymethyl methacrylate (hereinafter “PMMA”), polyacrylate, polyamide, and polyfluoride.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Examples include vinylidene, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyester, polyurethane, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polymethylpentene, polyetheretherketone, silicon, and polyimide.
  • Example 1 Bonding of polyether-modified silicone and argatroban
  • 15.4 g of amino-modified silicone KF-865; Shin-Etsu Silicone
  • anhydrous DMF anhydrous dimethylformamide
  • EDC 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
  • HOBt 4-hydroxybenzotriazole
  • Example 1 compound For the measurement, an ECA-T kit (HaemoSys) was used. To 100 ⁇ L of Example 1 compound / methanol solution prepared by dissolving 0.5 g of Example 1 compound in 1 mL of methanol, 900 ⁇ L of distilled water was added to prepare Example 1 compound dispersion. Example 1 30 ⁇ L of a compound dispersion was collected, mixed with 100 ⁇ L of ECA prothrombin buffer and 25 ⁇ L of ECA-T substrate and incubated at 37 ° C. for 60 seconds, and set in a device (COATRON M1 (code 80 800 000); Product) Further, 50 ⁇ L of ECA ecarin reagent was added for measurement.
  • COATRON M1 code 80 800 000
  • Example 2 (Examples 2 to 6) Except that the molar ratio of EDC, HOBt, KF-861 and SUNBRIGHT ME-020AS to argatroban hydrochloride and the volume ratio of anhydrous DMF to polyether-modified silicone A were changed, Example 2 to Six compounds were obtained and their antithrombin capacity was measured. Table 1 shows the molar ratio of EDC, HOBt, KF-861 and SUNBRIGHT ME-020AS to argatroban hydrochloride and the measurement results of the antithrombin ability of each of the compounds of Examples 2 to 6.
  • the anti-thrombin ability was similarly measured for the polyether-modified silicone A described in Example 1, but the value was not different from that of blank distilled water, and the polyether-modified silicone A itself had anti-thrombin ability. It was confirmed that it did not have.
  • Bovine thrombin solution (Ito Life Sciences) 10000 U was dissolved in 1 mL of physiological saline to prepare an aqueous bovine thrombin solution.
  • S-2238 stock solution (Sekisui Medical) was dissolved in 40 mL of distilled water to prepare an S-2238 stock aqueous solution.
  • dilution buffer 0.05 M Tris, 0.1 M NaCl, 1 mg / mL bovine serum albumin (BSA), pH 7.4
  • bovine thrombin aqueous solution 0.05 M Tris, 0.1 M NaCl, 1 mg / mL bovine serum albumin (BSA), pH 7.4
  • BSA bovine serum albumin
  • a 96-well plate was dispensed with 100 ⁇ L of S-2238 stock aqueous solution and 50 ⁇ L of Example 1 compound / methanol solution, sealed, and then heated in a constant temperature dryer set at 37 ° C. for 30 minutes. .
  • 50 ⁇ L of a diluted solution of bovine thrombin aqueous solution heated at 37 ° C. for 30 minutes was dispensed, and the absorbance was immediately measured with a microplate reader (measurement wavelength 405 nm, reference wavelength 595 nm).
  • Ki was similarly calculated for the polyether-modified silicone A, but the Ki of the polyether-modified silicone A having no antithrombin ability was also the same value as that of the blank.
  • Ki was 46 nM, which was 1.3 times higher than the Ki of Example 1 compound.
  • hydrophobic polymer compound has an extremely high binding affinity with thrombin, and is known to have antithrombin ability for medical devices or medical materials including hollow fiber dialyzer. It is clear that significant antithrombin ability can be conferred far exceeding that of argatroban.
  • a module case having an inner diameter of 10 mm and a length of 120 mm having two ports each connected to the inside of the hollow fiber (blood port) and two ports connected to the outside (dialysate port) was prepared. .
  • PMMA hollow fibers are bundled into a PMMA hollow fiber membrane, and both ends thereof are fixed to the module case with an epoxy potting agent while taking care not to block the hollow portion of the PMMA hollow fiber membrane.
  • the PMMA hollow fiber membrane and the inside of the module case were washed with distilled water to obtain a mini module 6 shown in FIG.
  • Example 1 compound in PMMA hollow fiber membrane
  • Distilled water remaining on the blood contact side (PMMA hollow fiber membrane inner side) and blood non-contact side (PMMA hollow fiber membrane outer side) of the manufactured mini-module 6 was removed with compressed air.
  • a propylene glycol solution of Example 1 compound corresponding to an argatroban concentration equivalent to 4000 ppm by weight was prepared as a filling liquid.
  • the above filling solution 400 ⁇ L was filled only on the blood contact side of the mini module 6 using a syringe. Thereafter, the filling liquid was removed with compressed air, and then the ⁇ -rays with an absorbed dose of 25 kGy were irradiated for about 3 hours on the mini-module 6 in which all the blood ports 1a, 1b and dialysate ports 2a, 2b were sealed.
  • Example 1 mini module 0.025 wt% polyoxyethylene octylphenyl ether aqueous solution was passed through the PMMA hollow fiber membrane 4 and the mini module 6 at a flow rate of 10 mL / min for 8 hours. The inside of 6 was washed. Thereafter, methanol, distilled water, and physiological saline were all passed through each at a flow rate of 10 mL / min for 30 minutes for further washing, and a mini module on which the compound of Example 1 was immobilized (hereinafter referred to as “Example 1 mini module”). )).
  • Example 1 mini module in place of the propylene glycol solution of Example 1 equivalent to an argatroban equivalent concentration of 4000 ppm by weight, the same procedure as described above was performed except that the polyether-modified silicone A was used, and the polyether-modified silicone A was immobilized.
  • a mini module hereinafter referred to as “Comparative Example 1 mini module”.
  • Test blood was prepared by adding 43.6 ⁇ L of cartilol as a coagulation promoter to 1 mL of citrated blood.
  • the silicon tubes 7a and 7b were connected to the mini module of Example 1, and the peristaltic pump 8 was installed in the middle of the silicon tube 7b.
  • the test blood was passed through the silicon tube 7a connected to the blood port 1a at a flow rate of 0.9 mL / min for 5 seconds, and the test blood that flowed out of the blood port 1b was discarded from the silicon tube 7b, and the inside of the PMMA hollow fiber membrane The bubbles were removed. Subsequently, the silicon tubes 7a and 7b were connected to each other by the inclusion portion 9 to create a closed system circuit shown in FIG.
  • the circulation of the test blood was started at a flow rate of 0.9 mL / min, and the circulatory continuation time from when the internal pressure of the circuit rose due to the coagulated thrombus generated in the circuit and the silicon tube 7a or 7b was released from the inclusion 9 was measured.
  • Example 1 When the mini-module was used, the circulation duration was 37 minutes.
  • a mini-module 6 (hereinafter referred to as “Comparative Example 2 mini-module”) in which no compound is immobilized on the PMMA hollow fiber membrane was prepared, and a blood circulation test similar to the above was performed.
  • the circulation continuation time in this case was 20 minutes, which was 60% or less when the mini module of Example 1 was used. From these results, it is clear that the hydrophobic polymer compound can impart an excellent anticoagulant action to medical devices or medical materials including hollow fiber dialyzer.
  • a silicon tube 7b having an inner diameter of 0.8 mm and a length of 520 mm was connected to a blood port 1b of a separately prepared mini module of Example 1 and a peristaltic pump 8 was installed in the middle thereof.
  • the blood port 1a was connected with a silicon tube 7a having an inner diameter of 0.8 mm and a length of 160 mm.
  • the other end of each of the silicon tubes 7a and 7b was inserted into a polystyrene round tube (Code: 352054; BECTON DICKINSON) 10 containing 5 mL of human plasma to produce a circulation circuit shown in FIG.
  • Example 1 compound in human plasma in the polystyrene round tube 10 was measured using an ECA-T kit.
  • concentration of Example 1 compound in post-circulation human plasma was below the detection limit of the ECA-T kit, and no elution of Example 1 compound from Example 1 minimodule was confirmed. This result indicates that the above-described hydrophobic polymer compound can be firmly fixed to a medical device or a medical material including a hollow fiber type dialyzer.
  • VA copolymer As a copolymer of vinyl pyrrolidone and vinyl acetate (hereinafter referred to as “VA copolymer”), which is one of the polymer compounds that inhibit the adhesion of platelets, constituting the hydrophobic polymer compound, VA37 (sometimes Also prepared BASF).
  • VA37 (sometimes Also prepared BASF).
  • partially saponified polyvinyl alcohol which is one of polymer compounds that inhibit platelet adhesion
  • the polyether-modified silicone A obtained in Example 1 was prepared.
  • the prepared VA copolymer, partially saponified polyvinyl alcohol, and polyether-modified silicone A were all diluted with methanol to prepare a 10000 ppm by weight methanol solution.
  • Partially saponified polyvinyl alcohol was prepared as follows. 20 g of vinyl acetate (Wako Pure Chemical Industries) and 20 mg of azobisbutyronitrile (Wako Pure Chemical Industries) were dissolved in anhydrous DMF and stirred at 70 ° C. for 5 hours. The reaction solution was added to sodium hydrogen carbonate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), the precipitated polymer was collected, washed with water, and dried under reduced pressure. After 5 g of the dried polymer was dissolved in 15 mL of methanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.05 g of sodium hydroxide was added and stirred at 60 ° C. to conduct a hydrolysis reaction.
  • the precipitated polymer was filtered off with a glass filter, and the residue obtained by removing methanol from the filtrate was dried under reduced pressure to obtain 2.1 g of partially saponified polyvinyl alcohol having a saponification degree of 16%.
  • Partially saponified polyvinyl alcohols of various saponification degrees were obtained by changing the amount of sodium hydroxide and the hydrolysis reaction time.
  • PEG2000, PEG4000, PEG6000, PEG20000 (all are Nacalai Tesque) and PEG methyl ether as polymer compounds that are not included in the polymer compounds that constitute the hydrophobic polymer compound and inhibit platelet adhesion.
  • PEG-em PEG-em
  • PEG-dm PEG dimethyl ether
  • All the prepared polymer compounds were diluted with distilled water to prepare a 10,000 ppm by weight aqueous solution.
  • PMMA weight average molecular weight 93000; Sigma Aldrich
  • polyurethane / dimethylacetamide solution polysulfone (Udel made by Solvay) as a 0.5% by weight solution of an adsorbed material that adsorbs a polymer compound that inhibits platelet adhesion (Registered trademark) P-3500) / dimethylacetamide solution
  • polyvinyl chloride weight average molecular weight 80000; Sigma-Aldrich
  • tetrahydrofuran solution polystyrene (Wako) / chloroform solution
  • polycarbonate weight average molecular weight 20000; Teijin
  • the polymer compound constituting the hydrophobic polymer compound which inhibits platelet adhesion, is not limited to polyether-modified silicone, but includes medical devices such as a hollow fiber type dialyzer. Or it is clear that strong adsorption is possible for medical materials.
  • Example 1 hollow fiber membrane a PMMA hollow fiber membrane in which the compound of Example 1 was immobilized
  • a double-sided tape was affixed to one side of a circular film made of polyethylene terephthalate having a diameter of 18 mm, and after fixing the hollow fiber membrane in Example 1 to the semi-cylindrical shape, the inner surface was exposed. I let you.
  • a hollow fiber membrane of an embodiment fixed to a circular film is placed inside a Falcon (registered trademark) cylindrical tube (18 mm ⁇ , No. 2051) cut into a cylindrical shape, and the gap between the cylindrical tube and the circular film is sealed with a parafilm. did. Thereafter, the cylindrical tube was filled with physiological saline.
  • Heparinized blood was prepared by adding the venous blood of a volunteer immediately after collection into a blood collection tube from which heparin had been collected in advance and mixing by inversion. The heparin concentration of heparinized blood was adjusted to 50 U / mL.
  • Example 1 After drying under reduced pressure, a circular film on which a hollow fiber membrane of Example 1 was fixed was attached to a sample stage of a scanning electron microscope with a double-sided tape, and then a platinum / palladium thin film was formed on the surface of the hollow fiber membrane of the Example by sputtering.
  • Comparative Example 2 Hollow Fiber Membrane the hollow fiber membrane on which no compound was immobilized was taken out.
  • the adhesion platelet count of Comparative Example 2 hollow fiber membrane was 100 or more.
  • hydrophobic polymer compound can impart remarkable antiplatelet adhesion ability to medical devices or medical materials including hollow fiber type dialyzer.
  • IM ACT ONSET value obtained as a whole blood coagulation time.
  • Whole blood clotting time of blood collected from volunteers was 545 seconds.
  • the whole blood coagulation times were 590, 780, and 910 seconds, respectively.
  • Example 14 Bonding of vinyl acetate-vinylpyrrolidone copolymer and Compound 1
  • 14.9 g of tetrahydrofuran, 23.0 g of vinyl acetate, 10.8 g of N-vinylpyrrolidone, 0.028 g of 2-aminoethanethiol and 0.016 g of azobisisobutyronitrile are taken and sealed and then subjected to ultrasonic waves.
  • Open the screw bottle bubble with argon gas for 10 minutes, seal it again, stir in the water bath at 60 ° C for 1 hour, and then in the water bath at 70 ° C for 6 hours with stirring.
  • Copolymerization reaction with vinylpyrrolidone was carried out.
  • a solution obtained by adding 80 mL of methanol to this reaction solution was added to about 5 times the amount of ether, and the supernatant was removed.
  • the washing operation of newly adding ether and removing the supernatant was repeated three times, followed by drying under reduced pressure to obtain a vinyl acetate-vinyl pyrrolidone copolymer.
  • the obtained vinyl acetate-vinyl pyrrolidone copolymer was subjected to 1 H-NMR measurement (solvent: CDCl 3 ). As a result, the vinyl pyrrolidone unit was 28.6 unit mol%.
  • Example 7 compound / methanol solution concentration 20 wt% was measured, and the calculated concentration of Example 7 compound / methanol solution equivalent to Compound 1 of 87 ppm was determined.
  • Example 7 A value indicating the antithrombin ability of a compound / methanol solution was used.
  • the above-mentioned hydrophobic polymer compound can extend the whole blood coagulation time even at a very low concentration compared to argatroban known to have antithrombin ability, and hollow fiber dialysis It is apparent that an excellent anticoagulant action can be imparted to medical devices and medical materials including blood vessels.
  • the present invention can be used for imparting an excellent anticoagulant action to medical devices or medical materials including hollow fiber dialyzer.

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Abstract

 本発明は血小板が関与する一次止血の段階と血液凝固因子が関与する凝固血栓形成の段階における双方の血液凝固反応を阻害でき、医療器材又は医療材料の表面に抗血液凝固活性を保持した状態で強固に固定化できる疎水性高分子化合物を提供する。本発明は、血小板の付着を阻害する高分子化合物と、血液凝固反応を阻害する化合物とが結合している、疎水性高分子化合物を提供する。

Description

抗血液凝固作用を有する疎水性高分子化合物
 本発明は、抗血液凝固作用を有する疎水性高分子化合物に関する。
背景技術
 血液を固めるために必要な血液凝固反応は、様々な血液凝固因子が関与する極めて複雑な反応であるが、血小板が関与する一次止血の段階と、トロンビンのような血液凝固因子が関与してフィブリンを安定強化する凝固血栓形成の段階が特に重要であると考えられている。
 血液凝固反応は、怪我等による出血を止血に導くために不可欠なものであるが、一方で、人工透析において血液と体外循環回路等の医療器材や医療材料との接触により血液凝固反応が進行した場合には、形成された凝固血栓によって循環圧力の上昇や血管の閉塞を生じさせる危険性もある。
 これらの危険性を軽減する方法として、人工透析を受ける患者に予め抗血液凝固剤であるヘパリンを投与して血液凝固を防ぐ方法が知られているが、ヘパリンの過剰投与には副作用があること、投与量の管理が煩雑であること、出血傾向にある患者には適用できないこと等といった多くの問題点がある。
 最近では、これらの問題点を回避するために、ヘパリンを含む抗血液凝固作用を有する化合物を血液回路等の医療器材や医療材料の表面に固定化し、治療中の血液凝固を防ごうとする試みが報告されている(特許文献1~9)。
特表2003-507082号公報 特開2001-213984号公報 特表2004-525888号公報 特開2006-291193号公報 国際公開第08/032758号公報 特開2009-225824号公報 特開2010-082067号公報 特開2007-181691号公報 特開2007-181692号公報
 しかしながら、血液回路等の医療器材や医療材料の表面に固定化する抗血液凝固作用を有する化合物として、血小板が関与する一次止血の段階と血液凝固因子が関与する凝固血栓形成の段階における双方の血液凝固反応を阻害できる具体的な化合物は未だ開発されていないのが現状である。また、従来の抗血液凝固作用を有する化合物を医療器材や医療材料の表面に固定化しようとしても、十分な抗血液凝固活性を保持した状態で固定化することは困難であり、たとえ固定化に成功した場合であっても、治療中に固定化した化合物が医療器材や医療材料から離れ、血液中に溶出してしまう問題点があった。さらに、血小板が関与する一次止血の段階と血液凝固因子が関与する凝固血栓形成の段階における双方の血液凝固反応を阻害するために複数の化合物を用いる場合には、化合物間の競争吸着や固定化比率を制御する必要があり、その作業は極めて煩雑なものであった。
 そこで本発明は、血小板が関与する一次止血の段階と血液凝固因子が関与する凝固血栓形成の段階における双方の血液凝固反応を阻害でき、医療器材又は医療材料の表面に抗血液凝固活性を保持した状態で強固に固定化できる疎水性高分子化合物を提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、血小板の付着を阻害する高分子化合物に血液凝固反応を阻害する化合物を結合した疎水性高分子化合物が、顕著な抗血液凝固作用を示し、かつ、医療器材や医療材料の表面に対し強固な固定化を実現できることを見出した。
 すなわち、本発明は、血小板の付着を阻害する高分子化合物と、血液凝固反応を阻害する化合物とが結合している、疎水性高分子化合物を提供する。
 上記の血小板の付着を阻害する高分子化合物は、疎水性高分子と親水性高分子とからなる共重合体であり、ポリメタクリル酸メチルに対する吸着量が0.1pg/mm以上であることが好ましく、エチレングリコール、酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレン、アクリル酸、アクリル酸塩、アルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、メタクリル酸、メタクリル酸塩、アルキルメタクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリレート、アクリルアミド、N-アルキルアミド、N,N-ジアルキルアクリルアミド、メタクリルアミド、N-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジアルキルメタクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルピロリドン、プロピレングリコール、ビニルアルコール、エチレン、プロピレン、エチレンイミン、アリルアミン、ビニルアミン及びシロキサンからなる群から選択されるモノマーの共重合体、又は、該モノマーの共重合体と、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される重合体とのブロック共重合体であることがより好ましく、ポリエーテル変性シリコーンであることがさらに好ましい。
 上記の血液凝固反応を阻害する化合物は、抗トロンビン能を有することが好ましく、下記の一般式(I)で示される化合物であることがより好ましく、(2R,4R)-4-メチル-1-((2S)-2-{[(3RS)-3-メチル-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-イル]スルホニル}アミノ-5-グアニジノペンタノイル)ピペリジン-2-カルボン酸であることがさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、R1は、(2R,4R)-4-アルキル-2-カルボキシピペリジノ基を表し、R2は、フェニル基又は縮合多環式化合物残基を表し、該縮合多環式化合物残基は、低級アルキル基若しくは低級アルコキシ基又は低級アルキル基で置換されたアミノ基で置換されていてもよい。]
 また本発明は、上記の疎水性高分子化合物を含有し、抗血液凝固作用を有する、医療器材又は医療材料の表面処理剤を提供する。
 さらに本発明は、上記の表面処理剤で処理された医療器材又は医療材料を提供する。
 本発明によれば、血小板が関与する一次止血の段階と血液凝固因子が関与する凝固血栓形成の段階における双方の血液凝固反応を顕著に阻害することができ、医療器材又は医療材料の表面に抗血液凝固活性を保持した状態で強固に固定化することができる。また、本発明の疎水性高分子化合物は、医療器材又は医療材料に抗血液凝固作用を付与する表面処理剤として利用できる。
実施例で作製したミニモジュールを示す概略図である。 in vitro血液循環試験の閉鎖系回路の概略図である。 疎水性高分子化合物の溶出量の測定における、ヒト血漿循環回路の概略図である。
 本明細書で使用する用語は、特に断りがない限り、下記の定義の通りである。
 本発明の「疎水性高分子化合物」は、血小板の付着を阻害する高分子化合物と、血液凝固反応を阻害する化合物とが結合していることを特徴としている。ここで「疎水性」とは、化合物が非水溶性であり、静電相互作用や水素結合により水分子と相互作用しないことを意味する。なお、本発明の「疎水性高分子化合物」としては、例えば、エチレングリコール、酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレン、アクリル酸、アクリル酸塩、アルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、メタクリル酸、メタクリル酸塩、アルキルメタクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリレート、アクリルアミド、N-アルキルアミド、N,N-ジアルキルアクリルアミド、メタクリルアミド、N-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジアルキルメタクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルピロリドン、プロピレングリコール、ビニルアルコール、エチレン、プロピレン、エチレンイミン、アリルアミン、ビニルアミン及びシロキサンからなる群から選択されるモノマーの共重合体、又は、該共重合体とポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される重合体とのブロック共重合体と、下記の一般式(I)で示される化合物とが結合している、疎水性高分子化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、Rは、(2R,4R)-4-アルキル-2-カルボキシピペリジノ基を表し、Rは、フェニル基又は縮合多環式化合物残基を表し、該縮合多環式化合物残基は、低級アルキル基若しくは低級アルコキシ基又は低級アルキル基で置換されたアミノ基で置換されていてもよい。]
 「血小板の付着を阻害する高分子化合物」とは、血液適合性を有し、その高分子化合物を医療器材や医療材料の表面に存在させることで基材又は材料の表面への血小板の付着を抑制可能である、数平均分子量が1000以上の高分子化合物を意味する。
 「血小板の付着を阻害する高分子化合物」としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、疎水性の高いポリシロキサンとポリエーテルからなる高分子化合物、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド若しくはポリヒドロキシエチルメタクリレート又はこれら高分子化合物のモノマーと、他のモノマーとの共重合体若しくは他の重合体とのブロック共重合体が挙げられるが、血液凝固反応を阻害する化合物を結合させるためにアミノ基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、イソチオシアネート基又はメルカプト基を有していることが好ましく、医療器材や医療材料の表面への吸着のために疎水性高分子と親水性高分子とからなる共重合体がより好ましく、疎水性の高いポリシロキサンとポリエーテルからなる高分子化合物、部分ケン化ポリビニルアルコール又はビニルピロリドンと酢酸ビニルとの共重合体がさらに好ましい。
 「疎水性の高いポリシロキサンとポリエーテルとからなる高分子化合物」としては、例えば、疎水性の高いポリシロキサンとポリエーテルとの共重合体、ポリマーコンプレックス又はポリマーブレンド物が挙げられる。疎水性の高いポリシロキサンとポリエーテルとの共重合体は、ポリエーテルユニットとポリシロキサンユニットとからなり、それらの共重合形態はランダム共重合体、ブロック共重合体又はグラフト共重合体のいずれであっても構わないが、中でも疎水性の高いポリエーテル変性シリコーンが好ましい。
 「ポリエーテル」とは、例えば、ポリエチレンオキサイド又はポリプロピレンオキサイド由来の構造が挙げられる。ここで、「ポリエーテル」とは、一般式(II)で示される構造(Rは、炭素数6以下のアルキル基を表す)をいい、ポリエーテルの一例である「ポリプロピレングリコール由来の構造」とは、一般式(III)で示される構造をいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 「ポリエーテル変性シリコーン」とは、シリコーン鎖の側鎖にポリエーテルユニットが結合しているシリコーンをいうが、さらに側鎖にアミノ基やカルボキシル基が結合した、アミノ変性やカルボキシ変性されたポリエーテル変性シリコーンであっても構わない。
 血小板の付着を阻害する高分子化合物が部分ケン化ポリビニルアルコールである場合、そのケン化度は、取扱い容易性又は疎水性を好適なものとする観点から10~65mol%未満であることが好ましく、15~60mol%であることがより好ましく、15~55mol%であることがさらに好ましい。ここで、「ケン化度」とは、式1で算出される数値をいう。
 ケン化度 = m/(n+m)×100・・・・・・式1
  m : ポリビニルアルコール中の、一般式(IV)で表される構造の数
  n : ポリビニルアルコール中の、一般式(V)で表される構造の数
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 血小板の付着を阻害する高分子化合物がビニルピロリドンと酢酸ビニルとの共重合体である場合、取扱い容易性、基材に対する吸着性又は疎水性を好適なものとする観点から、ビニルピロリドンユニットが50ユニットモル%未満であることが好ましく、20~49.9ユニットモル%未満であることがより好ましい。なお、ビニルピロリドンと酢酸ビニルとの共重合体においてビニルピロリドンユニットが占める割合(ユニットモル%)は、共重合体をH-NMR測定(溶媒:CDCl)することで算出できる。
 医療器材又は医療材料等の基材に対する血小板の付着を阻害する高分子化合物の吸着量は、0.1pg/mm以上が好ましく、1pg/mm以上がより好ましく、10pg/mm以上がさらに好ましい。
 上記の吸着量は、以下の方法により測定される。まず、未処理のセンサーチップ(Sensor Chip Au;GEヘルスケア)を表面プラズモン共鳴装置(以下、「SPR」)(BIACORE3000;GEヘルスケア)で前処理(25℃の蒸留水、流速20μl/min、10分間)し、そのシグナル値(RU:resonance unit)を測定する。
 「基材」、すなわち被吸着素材は溶媒に溶解し、0.5重量%被吸着素材溶液を調製する。この被吸着素材溶液を、スピンコーターに取り付けた前処理済みのセンサーチップの金膜部分の中心へ1滴滴下し、室温下、直ちに3000rpmで1分間回転させてセンサーチップに被吸着素材を被覆する。
 センサーチップ上に液滴がないことを確認後、SPRでセンサーチップを蒸留水洗浄(25℃、流速20μl/min、10分間)してから、さらに0.025重量%Triton-X100溶液で3回洗浄(25℃、流速20μl/min、1分間)し、洗浄終了から10分後のシグナル値を測定する。
 上記のようにして得たセンサーチップの内、スピンコート前後のシグナル値の差が3000~8000の範囲にあるものを選別し、蒸留水で洗浄(25℃、流速20μl/min、10分間)してから、さらに0.025重量%Triton-X100溶液で3回洗浄(25℃、流速20μl/min、1分間)した。
 洗浄終了から10分後に、基材に吸着する疎水性高分子化合物メタノール溶液(濃度:100μg/ml)を注入(25℃、流速20μl/min、1分間)し、蒸留水で洗浄(25℃、流速20μl/min、3分間)する。注入開始直前のシグナル値(以下、「シグナル値A」)と、注入終了から3分後のシグナル値(以下、「シグナル値B」)の差を求め、1RU=1pg/mmとして換算する。
 続けて蒸留水で洗浄(25℃、流速20μl/min、2分間)をし、さらに0.025重量%Triton-X100溶液で3回洗浄(25℃、流速20μl/min、1分間)をしてから、再び吸着する疎水性高分子化合物メタノール溶液(濃度:100μg/ml)を注入(25℃、流速20μl/min、1分間)する。以降、同様の作業を繰り返し、計5回のシグナル差(シグナル値Aとシグナル値Bの差)を求め、その平均値を「基材に対する血小板の付着を阻害する高分子化合物の吸着量」とする。
 「血液凝固反応を阻害する化合物」とは、抗トロンビン能のような抗血液凝固能を有する化合物をいい、より具体的には、血液にその化合物を10μg/mLの濃度になるように血液に添加した場合に、プロトロンビン時間がブランクの血液と比較して30%以上延長する化合物をいう。
 「プロトロンビン時間」は、公知の文献(金井正光ら、「臨床検査法提要 改訂第30版」、金原出版、1993年、p.416-418)記載の方法により測定される。具体的には、3.2%クエン酸ナトリウム1容と血液の9容を混ぜて、分取したクエン酸血漿0.1mLを小試験管(内径8mm、長さ7.5cm)に採り、37℃の恒温水槽に入れて3分間加熱してから37℃に保温した組織トロンボプラスチン・カルシウム試薬0.2mLを加え、小試験管を軽く振盪した後、静置して傾斜させながらフィブリンを析出させる。ここで、組織トロンボプラスチン・カルシウム試薬を加えてからフィブリンが析出するまでの時間を測定し、これを「プロトロンビン時間」とする。
 「血液凝固反応を阻害する化合物」としては、例えば、ヘパリン、ナファモスタットメシレート、クエン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、α1アンチトリプシン、α2マクログロブリン、C1阻害剤、トロンボモジュリン、プロテインC、グアニジノ構造を有する化合物、プロスタグランジン、ヒルジン、Xa阻害剤、組織因子阻害剤、ウロキナーゼ又はアンチトロンビンが挙げられるが、抗トロンビン能を有する化合物が好ましい。
 「抗トロンビン能を有する化合物」とは、トロンビンとの結合親和性が高い化合物を意味する。
 化合物の抗トロンビン能を評価する指標としては、例えば、被検溶液の吸光度値に基づきLineweaver-Burk plotから算出される、阻害定数(以下、「Ki」)が挙げられる。Kiは小さいほど、トロンビンとの結合親和性が高く、抗トロンビン能が高いことを示す。
 「抗トロンビン能を有する化合物」としては、例えば、グアニジノ構造を有する化合物が挙げられるが、(2R,4R)-4-メチル-1-((2S)-2-{[(3RS)-3-メチル-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-イル]スルホニル}アミノ-5-グアニジノペンタノイル)ピペリジン-2-カルボン酸(以下、「アルガトロバン」)が好ましい。アルガトロバンは、1978年に合成されたアルギニン誘導体の選択的抗トロンビン能を有する医薬化合物である。
 また、本発明の医療器材又は医療材料の表面処理剤は、上記疎水性高分子化合物を含有し、抗血液凝固作用を有することを特徴としている。
 「医療器材又は医療材料」としては、例えば、埋め込み型人工臓器、人工血管、カテーテル、ステント、血液バッグ、コンタクトレンズ、眼内レンズ又は手術用補助器具あるいは生体成分分離用モジュール若しくは血液浄化用モジュール等に内蔵される分離膜又は吸着剤が挙げられる。
 上記の表面処理剤を用いて医療器材又は医療材料の表面処理をする方法、すなわち、その有効成分である上記の疎水性高分子化合物を医療器材又は医療材料の表面へ固定化する方法としては、例えば、医療器材又は医療材料に上記の表面処理剤を接触させておき、そこへ放射線を照射する方法が挙げられる。なお、放射線の種類としては、電子線、γ線が好ましい。
 「医療器材又は医療材料」の素材としては、例えば、セルロース、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル(以下、「PMMA」)等のポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルペンテン、ポリエーテルエーテルケトン、シリコン又はポリイミドが挙げられる。
 以下、実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1:ポリエーテル変性シリコーンとアルガトロバンとの結合)
 15.4gのアミノ変性シリコーン(KF-865;信越シリコーン社)を50mLの無水ジメチルホルムアミド(以下、「無水DMF」)に溶解し、アミノ変性シリコーン/無水DMF溶液を調製した。また、0.3gの1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(以下、「EDC」)を5mLの無水DMFに溶解し、EDC/無水DMF溶液を調製した。さらに、0.3gの4-ヒドロキシベンゾトリアゾール(以下、「HOBt」)を5mLの無水DMFに溶解し、HOBt/無水DMF溶液を調製した。
 調製したアミノ変性シリコーン/無水DMF溶液の全量を氷冷しながら、EDC/無水DMF溶液及びHOBt/無水DMF溶液をそれぞれ全量添加し、さらに2.1gのN-ヒドロキシスクシンイミド化ポリエチレングリコール(SUNBRIGHT ME-020AS;日油社)を添加して室温で3日間反応させた。次に、反応液を透析チューブ(スペクトラポアRC ポア6 MWCO=1000)に入れ、反応液の10倍体積量超の蒸留水中で適宜蒸留水を交換しながら3日間透析した。透析後の反応液を濾過し、不溶物を真空乾燥機中で一晩乾燥させ、ポリエーテル変性シリコーン(以下、「ポリエーテル変性シリコーンA」)を得た。
 アルガトロバン5mmolをナスフラスコに採り、無水DMFを10mL添加して溶解した後、ナスフラスコを氷冷しながら4N塩酸/1,4-ジオキサン(東洋化成株式会社)を10mL滴下し、1時間撹拌した。次に、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、さらに真空乾燥機中で一晩乾燥したものに無水DMFを25mL添加し、アルガトロバン塩酸塩/無水DMF溶液を調製した。
 表1に示す分量で二口フラスコにアルガトロバン塩酸塩/無水DMF溶液を採り、氷冷下で撹拌しながら、EDC/無水DMF溶液及びHOBt/無水DMF溶液をそれぞれ添加し、さらにポリエーテル変性シリコーンAを添加して室温で3日間反応させた。次に、反応液を透析チューブ(スペクトラポアRC ポア6 MWCO=1000)に入れ、反応液の10倍体積量超の蒸留水中で適宜蒸留水を交換しながら3日間透析した。透析後の反応液を濾過し、不溶物を真空乾燥機中で一晩乾燥させ、疎水性高分子化合物(以下、「実施例1化合物」)を得た。
(実施例1化合物の抗トロンビン能の測定)
 測定には、ECA-Tキット(HaemoSys社)を使用した。0.5gの実施例1化合物を1mLのメタノールに溶解して調製した実施例1化合物/メタノール溶液100μLに、蒸留水900μLを添加し、実施例1化合物分散液を調製した。実施例1化合物分散液を30μL採取し、ECA prothrombin buffer 100μL及びECA-T substrate 25μLを混合して37℃で60秒間インキュベートしてから装置(COATRON M1(code 80 800 000);Production社)にセットし、さらにECA ecarin reagent 50μLを添加して測定を行った。
 エタノール/塩酸(体積比率4/1)混合溶媒を用いて任意の濃度に調製したアルガトロバン溶液20μLをヒト血漿80μLに混合したもの、又は、ブランクの蒸留水20μLをヒト血漿80μLに混合したものを、上記の実施例1化合物分散液に代えてECA-Tキットを用いてそれぞれ測定し、それらの結果から検量線を作成した。検量線に基づき算出した実施例1化合物分散液のアルガトロバン相当濃度1450重量ppmを、実施例1化合物分散液の抗トロンビン能を示す値とした。
(実施例2~6)
 アルガトロバン塩酸塩に対するEDC、HOBt、KF-861及びSUNBRIGHT ME-020ASのモル比並びにポリエーテル変性シリコーンAに対する無水DMFの体積比を変更した点を除き、実施例1と同一の方法で実施例2~6化合物をそれぞれ得て、それらの抗トロンビン能を測定した。アルガトロバン塩酸塩に対する、EDC、HOBt、KF-861及びSUNBRIGHT ME-020ASのモル比及び実施例2~6化合物それぞれの抗トロンビン能の測定結果を、表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 なお、実施例1に記載のポリエーテル変性シリコーンAについても同様に抗トロンビン能を測定したが、その値はブランクの蒸留水と変わらないものであり、ポリエーテル変性シリコーンA自体は抗トロンビン能を有しないことが確認できた。
(実施例1化合物のトロンビン阻害定数の測定)
 ウシトロンビン液(伊藤ライフサイエンス)10000Uを生理食塩水1mLに溶解し、ウシトロンビン水溶液を調製した。
 S-2238ストック液(積水メディカル)25mgを蒸留水40mLに溶解し、S-2238ストック水溶液を調製した。
 希釈緩衝液(0.05M Tris, 0.1M NaCl,1mg/mL 牛血清アルブミン(BSA),pH 7.4)を用いて、ウシトロンビン水溶液、S-2238ストック水溶液及び上記の実施例1化合物/メタノール溶液をそれぞれ希釈した。
 96穴プレートに、S-2238ストック水溶液の希釈液100μL及び実施例1化合物/メタノール溶液の希釈液50μLを分注し、シールをしてから37℃に設定した恒温乾燥機で30分間加温した。次に、37℃で30分間加温したウシトロンビン水溶液の希釈液をさらに50μL分注し、直ちにマイクロプレートリーダ(測定波長405nm、参照波長595nm)でその吸光度を測定した。
 1回目の吸光度測定が終了した後、直ちに2回目の吸光度測定を行った。3回目以降の吸光度測定は、ウシトロンビン水溶液の希釈液の分注から4、6、8、10、12、14、16、18、20分後にそれぞれ行った。得られた各吸光度の値から、KiをLineweaver-Burk plotにより算出した。実施例1化合物のKiは、36nMであった。
 なお、ポリエーテル変性シリコーンAについても同様にKiを算出したが、抗トロンビン能を有しないポリエーテル変性シリコーンAのKiは、やはりブランクと同じ値となった。
 さらに、アルガトロバンについても同様にKiを算出したところ、Kiは46nMであり、実施例1化合物のKiと比較した場合、1.3倍の数値となった。
 これらの結果から、上記の疎水性高分子化合物は、トロンビンとの結合親和性が極めて高く、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し、抗トロンビン能の有することで知られるアルガトロバンをはるかに上回る顕著な抗トロンビン能を付与可能であることは明白である。
(PMMA中空糸膜ミニモジュールの作製)
 アイソタクティック-PMMA5重量部とシンジオタクティック-PMMA20重量部を、ジメチルスルホキシド75重量部に加え、110℃で8時間撹拌し製膜原液を得た。この製膜原液をオリフィス型二重円筒型口金から吐出し、空気中を300mm通過させた後、水100%の凝固浴中に導いて、内径0.2mm、膜厚0.03mmのPMMA中空糸を得た。なお、内部注入気体としては乾燥窒素を用いた。
 一般的な中空糸型透析器同様、中空糸の内側に通ずるポート(血液ポート)及び外側に通ずるポート(透析液ポート)をそれぞれ2個ずつ有する、内径10mm、長さ120mmのモジュールケースを用意した。
 上記のPMMA中空糸を50本束ねてPMMA中空糸膜とし、PMMA中空糸膜の中空部が閉塞しないように留意しながらその両末端をエポキシ系ポッティング剤で上記のモジュールケースに固定してから、PMMA中空糸膜及びモジュールケース内部を蒸留水で洗浄し、図1に示すミニモジュール6を得た。
(PMMA中空糸膜への実施例1化合物の固定化)
 作製したミニモジュール6の血液接触側(PMMA中空糸膜内側)と血液非接触側(PMMA中空糸膜外側)に残存する蒸留水を、圧縮空気により除去した。次に、アルガトロバン濃度相当4000重量ppm相当の実施例1化合物のプロピレングリコール溶液を調整し、充填液とした。
 上記の充填液400μLを、シリンジを用いてミニモジュール6の血液接触側にのみ充填した。その後、圧縮空気により充填液を除去してから、血液ポート1a、1b及び透析液ポート2a、2bをすべて密栓したミニモジュール6に吸収線量25kGyのγ線を約3時間照射した。
 ペリスタポンプ8を用いて、PMMA中空糸膜4及びミニモジュール6の内部に0.025重量% ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル水溶液を流速10mL/minで8時間通液し、PMMA中空糸膜4及びミニモジュール6の内部を洗浄した。その後、メタノール、蒸留水及び生理食塩水をいずれも流速10mL/minで30分ずつ通液してさらなる洗浄をし、実施例1化合物が固定化されたミニモジュール(以下、「実施例1ミニモジュール」)を得た。
 一方で、アルガトロバン相当濃度4000重量ppm相当の実施例1化合物プロピレングリコール溶液に代えて、ポリエーテル変性シリコーンAを用いた以外は上記と同様の操作を行い、ポリエーテル変性シリコーンAが固定化されたミニモジュール(以下、「比較例1ミニモジュール」)を得た。
(in vitro血液循環試験)
 ボランティアから提供された血液と、クエン酸とを体積比率9/1で混合し、クエン酸加血を得た。クエン酸加血1mLに対し、凝固促進剤としてカルチコールを43.6μL添加したものを、被験血液とした。
 シリコンチューブ7a、7bを実施例1ミニモジュールに接続し、シリコンチューブ7bの途中にペリスタポンプ8を設置した。血液ポート1aに接続したシリコンチューブ7aから被験血液を流量0.9mL/minで5秒間通液し、血液ポート1bから流出した被験血液はこれをシリコンチューブ7bから廃棄して、PMMA中空糸膜内部の気泡を除去した。続いて、シリコンチューブ7aと7bとを包接部9で接続して、図2に示す閉鎖系回路を作成した。
 流量0.9mL/minで被験血液の循環を開始し、回路内に生成した凝固血栓により回路内圧が上昇して包接部9からシリコンチューブ7a又は7bが外れるまでの循環継続時間を測定した。実施例1ミニモジュールを用いた場合の循環継続時間は、37分であった。
 PMMA中空糸膜にいかなる化合物も固定化されていないミニモジュール6(以下、「比較例2ミニモジュール」)を用意し、上記と同様の血液循環試験を行った。この場合の循環継続時間は20分であり、実施例1ミニモジュールを用いた場合の60%以下の値であった。これらの結果から、上記の疎水性高分子化合物が、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し優れた抗血液凝固作用を付与可能であることは明白である。
 なお、比較例1ミニモジュールを用いて上記と同様の血液循環試験を行った場合の循環継続時間は20分であって、PMMA中空糸膜にいかなる化合物も固定化されていない比較例2ミニモジュールを用いた場合と変わらないものであった。
(実施例1化合物の溶出量の測定)
 別途作成した実施例1ミニモジュールの血液ポート1bに内径0.8mm、長さ520mmのシリコンチューブ7bを接続し、その途中にペリスタポンプ8を設置した。血液ポート1aには、内径0.8mm、長さ160mmのシリコンチューブ7aを接続した。その後、シリコンチューブ7a及び7bのそれぞれの他端を、ヒト血漿5mLを入れたポリスチレンラウンドチューブ(Code:352054;BECTON DICKINSON社)10に差し込み、図3に示す循環回路を作製した。
 ペリスタポンプ8を用いて、ヒト血漿中を流速0.5mL/minで4時間循環してから、ポリスチレンラウンドチューブ10内のヒト血漿中の実施例1化合物濃度をECA-Tキットを使用して測定した。しかしながら、循環後ヒト血漿中の実施例1化合物濃度は、ECA-Tキットの検出限界以下であり、実施例1ミニモジュールからの実施例1化合物の溶出は確認されなかった。この結果は、上記の疎水性高分子化合物は、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し、強固な固定化が可能であることを示すものである。
(抗血小板付着能を有する高分子化合物の吸着量評価)
 上記の疎水性高分子化合物を構成する、血小板の付着を阻害する高分子化合物の一つであるビニルピロリドン及び酢酸ビニルの共重合体(以下、「VA系共重合体」)として、VA37(いずれもBASF社)を準備した。同じく、血小板の付着を阻害する高分子化合物の一つである部分ケン化ポリビニルアルコールを準備した。さらに、実施例1にて得られたポリエーテル変性シリコーンAを準備した。なお、準備したVA系共重合体、部分ケン化ポリビニルアルコール及びポリエーテル変性シリコーンAは、いずれもメタノールで希釈して10000重量ppmのメタノール溶液を調製した。
 部分ケン化ポリビニルアルコールは以下の通り調製した。酢酸ビニル(和光純薬)20gとアゾビスブチロニトリル(和光純薬)20mgを無水DMFに溶解し、70℃で5時間攪拌した。反応液を炭酸水素ナトリウム(和光純薬)中に添加し、析出したポリマーを採取して水で洗浄し減圧乾燥した。乾燥ポリマー5gをメタノール(和光純薬)15mLに溶解した後、水酸化ナトリウム0.05gを添加して60℃で攪拌し加水分解反応を行った。析出したポリマーをガラスフィルターで濾別した後、濾液のメタノールを除去して得られた残査を減圧乾燥し、ケン化度16%の部分ケン化ポリビニルアルコール2.1gを得た。水酸化ナトリウムの量および加水分解反応時間を変えることによって様々なケン化度の部分ケン化ポリビニルアルコールを得た。
 比較対象として、上記の疎水性高分子化合物を構成する、血小板の付着を阻害する高分子化合物には包含されない高分子化合物として、PEG2000、PEG4000、PEG6000、PEG20000(いずれもナカライテスク)及びPEGメチルエーテル(PEG-em)、PEGジメチルエーテル(PEG-dm)(いずれもシグマアルドリッチ)を準備した。なお、準備した高分子化合物は、いずれも蒸留水で希釈して10000重量ppmの水溶液を調製した。
 血小板の付着を阻害する高分子化合物を吸着する被吸着素材の0.5重量%溶液として、PMMA(重量平均分子量93000;シグマアルドリッチ)/トルエン溶液、ポリウレタン/ジメチルアセトアミド溶液、ポリスルホン(ソルベー社製ユーデル(登録商標)P-3500)/ジメチルアセトアミド溶液、ポリ塩化ビニル(重量平均分子量80000;シグマアルドリッチ)/テトラヒドロフラン溶液、ポリスチレン(Wako)/クロロホルム溶液及びポリカーボネート(重量平均分子量20000;帝人)/クロロホルム溶液をそれぞれ調製した。
 それぞれの被吸着素材に対する、種々の血小板の付着を阻害する高分子化合物の吸着量を測定した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表2の結果から、上記の疎水性高分子化合物を構成する、血小板の付着を阻害する高分子化合物は、ポリエーテル変性シリコーンに限られるものではなく、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し、強固な吸着が可能であることは明白である。
(抗血小板付着能の評価)
 別途製作した実施例1ミニモジュールのモジュールケースを超音波カッターにて切断し、実施例1化合物が固定化されたPMMA中空糸膜(以下、「実施例1中空糸膜」)を取り出した。
 直径18mmのポリエチレンテレフタレート製の円形フィルムの片面に両面テープを貼り付け、そこに実施例1中空糸膜を固定してから、固定したPMMA中空糸膜を半円筒状にそぎ切り、その内表面を露出させた。筒状に切ったFalcon(登録商標)円筒チューブ(18mmφ、No.2051)の内部に、円形フィルムに固定した実施例中空糸膜を入れ、円筒チューブと円形フィルムとの隙間をパラフィルムで封止した。その後、この円筒チューブ内は、生理食塩水生理食塩水で満たしておいた。
 予めヘパリンを採取しておいた採血管に、採取直後のボランティアの静脈血を入れて転倒混和し、ヘパリン加血を調製した。なお、ヘパリン加血のヘパリン濃度は50U/mLとなるようにした。
 上記の円筒チューブ内の生理食塩水を廃棄してから、ヘパリン加血を1.0mL入れて37℃で1時間振盪した。次に、上記の円筒チューブ内の実施例1中空糸膜を10mLの生理食塩水で洗浄してから、2.5体積%のグルタルアルデヒドを含有した生理食塩水を加えて血液成分の固定を行い、さらに蒸留水にて洗浄した。その後、上記の円筒チューブから実施例1中空糸膜を固定した円形フィルムを取り除き、実施例中空糸膜を固定した円形フィルムを常温、0.5Torr絶対圧で12時間減圧乾燥した。
 減圧乾燥後の実施例1中空糸膜を固定した円形フィルムを、走査型電子顕微鏡の試料台に両面テープで貼り付けてから、スパッタリングにより白金/パラジウム薄膜を実施例中空糸膜表面に形成した。白金/パラジウム薄膜を表面に形成した実施例中空糸膜の長手方向における中央付近の内表面を、フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡(S800;日立製作所)を用いて、倍率1500倍で観察し、1視野中(4.3×10μm)の付着血小板数を数えた。
 異なる5視野での付着血小板数の平均値の整数値を、血小板付着数(個/4.3×10μm)としたところ、実施例1中空糸膜への付着血小板数は15個であった。
 一方で、別途製作した比較例2ミニモジュールのモジュールケースを超音波カッターにて切断し、いかなる化合物も固定化されていない中空糸膜を取り出し(以下、「比較例2中空糸膜」)、これについても同様に血小板付着数を確認したところ、比較例2中空糸膜の付着血小板数は100個以上であった。
 これらの結果から、上記の疎水性高分子化合物が、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し、顕著な抗血小板付着能を付与可能であることは明白である。
(全血凝固時間の測定)
 ボランティアから採取した血液と、クエン酸とを体積比率9/1で混合し、クエン酸加血を調製した。
 キュベット(NON-ACTIVATED CLOTTING TEST KIT)に生理食塩水18μL採り、これにカルチコール14.8μLを加え、さらにクエン酸加血342μLを加えてから、ソノクロット血液凝固/血小板機能分析装置(アイ・エム・アイ株式会社)で測定し、得られたACT ONSET値を全血凝固時間とした。ボランティアから採取した血液の全血凝固時間は、545秒であった。
 生理食塩水に代えて、2、10、20μMのアルガトロバン溶液(溶媒はメタノール/塩酸(体積比率4/1))をそれぞれ用いて同様の測定をしたところ、全血凝固時間はそれぞれ520、734、893秒であった。
 生理食塩水に代えて、1、2、5μMの実施例1化合物分散液をそれぞれ用いて同様の測定をしたところ、全血凝固時間はそれぞれ590、780、910秒であった。
(実施例14:酢酸ビニル-ビニルピロリドン共重合体と化合物1との結合)
 スクリュー瓶に、テトラヒドロフラン14.9g、酢酸ビニル23.0g、N-ビニルピロリドン10.8g、2-アミノエタンチオール0.028g及びアゾビスイソブチロニトリル0.016gを採り、密閉してから超音波を10分間照射した。スクリュー瓶を一旦開封してアルゴンガスを10分間バブリングし、再び密閉後、撹拌しながら60℃の湯浴に1時間、さらに70℃の湯浴に6時間、スクリュー瓶を浸して、酢酸ビニルとビニルピロリドンとを共重合反応させた。この反応液にメタノール80mLを加えたものを、約5倍量のエーテル中に添加し、上澄みを除去した。新たにエーテルを加え、上澄みを除去するという洗浄作業を3回繰り返してから減圧乾燥をして、酢酸ビニル-ビニルピロリドン共重合体を得た。得られた酢酸ビニル-ビニルピロリドン共重合体をH-NMR測定(溶媒:CDCl)したところ、ビニルピロリドンユニットは28.6ユニットモル%であった。
 得られた酢酸ビニル-ビニルピロリドン共重合体4.6gを、無水DMF20mLに溶解して、酢酸ビニル-ビニルピロリドン共重合体/無水DMF溶液を調製した。二口フラスコに、調製した酢酸ビニル-ビニルピロリドン共重合体/無水DMF溶液の全量及びアルガトロバン塩酸塩/無水DMF溶液(0.49M)0.5mLを採り、氷冷下で撹拌しながら、EDC/無水DMF溶液(1.04M)0.5mL及びHOBt/無水DMF溶液(1.02M)0.5mLをそれぞれ添加し、窒素雰囲気下、室温で3日間反応させた。次に、反応液を透析チューブ(スペクトラポアRC ポア6 MWCO=1000)に入れ、反応液の10倍体積量超の蒸留水中で適宜蒸留水を交換しながら3日間透析した。透析後の反応液を濾過し、濾液の溶媒をロータリーエバポレーターで留去してから真空乾燥機中で一晩乾燥させ、疎水性高分子化合物(以下、「実施例7化合物」)を得た。
(実施例7化合物の抗トロンビン能の測定)
 実施例1化合物の抗トロンビン能の測定と同様の方法で、実施例7化合物/メタノール溶液(濃度20重量%)を測定し、算出した実施例7化合物/メタノール溶液の化合物1相当濃度87ppmを、実施例7化合物/メタノール溶液の抗トロンビン能を示す値とした。
 これらの結果から、上記の疎水性高分子化合物は、抗トロンビン能を有することで知られるアルガトロバンと比べて、極めて低濃度であっても全血凝固時間の延長が可能であり、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し、優れた抗血液凝固作用を付与可能であることは明白である。
 本発明は、中空糸型透析器をはじめとする医療器材又は医療材料に対し優れた抗血液凝固作用を付与するために用いることができる。
 1a,1b・・・血液ポート、2a,2b・・・透析液ポート、3・・・モジュールケース、4・・・PMMA中空糸膜、5・・・ポッティング剤、6・・・ミニモジュール、7a,7b・・・シリコンチューブ、8・・・ペリスタポンプ、9・・・包接部、10・・・ポリスチレンラウンドチューブ

Claims (9)

  1.  血小板の付着を阻害する高分子化合物と、血液凝固反応を阻害する化合物とが結合している、疎水性高分子化合物。
  2.  前記血小板の付着を阻害する高分子化合物は、疎水性高分子と親水性高分子とからなる共重合体であり、ポリメタクリル酸メチルに対する吸着量が0.1pg/mm以上である、請求項1記載の疎水性高分子化合物。
  3.  前記共重合体は、エチレングリコール、酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレン、アクリル酸、アクリル酸塩、アルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、メタクリル酸、メタクリル酸塩、アルキルメタクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリレート、アクリルアミド、N-アルキルアミド、N,N-ジアルキルアクリルアミド、メタクリルアミド、N-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジアルキルメタクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルピロリドン、プロピレングリコール、ビニルアルコール、エチレン、プロピレン、エチレンイミン、アリルアミン、ビニルアミン及びシロキサンからなる群から選択されるモノマーの共重合体、又は、該モノマーの共重合体と、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される重合体とのブロック共重合体である、請求項2記載の疎水性高分子化合物。
  4.  前記共重合体は、ポリエーテル変性シリコーンである、請求項2又は3記載の疎水性高分子化合物。
  5.  前記血液凝固反応を阻害する化合物は、抗トロンビン能を有する化合物である、請求項1~4のいずれか一項記載の疎水性高分子化合物。
  6.  前記血液凝固反応を阻害する化合物は、下記の一般式(I)で示される化合物である、請求項1~5のいずれか一項記載の疎水性高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、Rは、(2R,4R)-4-アルキル-2-カルボキシピペリジノ基を表し、Rは、フェニル基又は縮合多環式化合物残基を表し、該縮合多環式化合物残基は、低級アルキル基若しくは低級アルコキシ基又は低級アルキル基で置換されたアミノ基で置換されていてもよい。]
  7.  一般式(I)の化合物は、(2R,4R)-4-メチル-1-((2S)-2-{[(3RS)-3-メチル-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-イル]スルホニル}アミノ-5-グアニジノペンタノイル)ピペリジン-2-カルボン酸である、請求項6記載の疎水性高分子化合物。
  8.  請求項1~7のいずれか一項記載の疎水性高分子化合物を含有し、抗血液凝固作用を有する、医療器材又は医療材料の表面処理剤。
  9.  請求項8記載の表面処理剤で処理された医療器材又は医療材料。
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