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カテコール含有接着性ハイドロゲル、接着性ハイドロゲル作製用組成物、及び該接着性ハイドロゲルを応用した組成物 NEW

国内特許コード P180014981
整理番号 (K105P13)
掲載日 2018年5月23日
出願番号 特願2017-520807
出願日 平成28年5月26日(2016.5.26)
国際出願番号 JP2016065634
国際公開番号 WO2016190400
国際出願日 平成28年5月26日(2016.5.26)
国際公開日 平成28年12月1日(2016.12.1)
優先権データ
  • 特願2015-106809 (2015.5.26) JP
発明者
  • 藪 浩
  • 西澤 松彦
  • 長峯 邦明
  • 齊藤 祐太
  • 亀井 潤
  • 島崎 立彬
  • 千原 駿
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 カテコール含有接着性ハイドロゲル、接着性ハイドロゲル作製用組成物、及び該接着性ハイドロゲルを応用した組成物 NEW
発明の概要 水溶性主鎖モノマー、架橋剤、重合開始剤及び側鎖に少なくともカテコール基を有する接着性モノマーを構成要素とすることにより、材料表面に接着するハイドロゲルを提供する。
従来技術、競合技術の概要


ハイドロゲルは高分子が架橋して形成される3次元網目構造体である。ハイドロゲルは含水性、柔軟性を備え、吸収性に富み、体積相転移を示すことなどから医療材料、工業製品等、様々な分野で利用されている。例えば、医療材料としては、組織を接着する創傷治癒材、インプラントの接着、薬物送達システム(DDS)用マトリックス等、様々な応用が検討されている。



近年では、その目的に応じて種々の機能をハイドロゲルに付与し、所望の目的に応用することが検討されている。また、熱、電気、光、pH等、外界からの刺激を感知してゲルが自律的に機能する「スマートゲル」の開発も盛んに行われている。このように、種々の機能が付与されたハイドロゲルが開発されているものの、ハイドロゲルが金属等、他の材料表面との接着性をほとんど備えていないことが応用を限られたものとする原因となっている。



ハイドロゲルが他の材料表面への接着性を備えていない理由としては、ハイドロゲルの架橋高分子の3次元網目に水が担持されており含水率が高いこと、容易に構造変形することが主な原因となっている。そこで、ハイドロゲルに接着性を付与する種々の試みがなされている。今までに基板にフェニルアジド基などの光開始基を導入しハイドロゲルを固定したり、エキシマレーザーでゲルの一部を分解させた後に付着させる方法が開示されている(非特許文献1、2)。



また、高分子主鎖を化学修飾して、接着性を有する基を導入する方法が開示されている。特許文献1には、ドーパ(3,4-dihydroxyphenylalanine、DOPA)、又はドーパ誘導体との結合を通じて組織接着力を有する生体注入型組織接着性ハイドロゲルが開示されている。ドーパ誘導体は、ムール貝などに代表されるイガイ類が、湿った環境や激しい潮にさらされる環境下でも、岩、木、金属、コンクリート構造物等、様々な材料表面に付着することから見出された接着物質である。イガイが、足糸腺から分泌するドーパに含まれるカテコール基は水中であっても多様な材料に強固に接着することができる。特許文献1は、ドーパ誘導体をハイドロゲルの主鎖に持つ化合物を連結させることによって、接着性を備えたハイドロゲルを作製するものである。



特許文献2には、主鎖にポリアクリレート構造等を有し側鎖に鎖状オリゴアルキレンオキシド構造を有するポリマーを基材多孔質膜に含浸させることによって、接着性を備えた高分子ゲルの作製方法が開示されている。

産業上の利用分野


カテコール基を含有した接着性ハイドロゲル、接着性ハイドロゲル用組成物、ハイドロゲルを含む接着剤、生体用粘着剤、医療用接着剤、船底防汚塗料、水系潤滑剤、防汚用被覆材に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
水溶性主鎖モノマー、
架橋剤、
重合開始剤、
及び側鎖にカテコール基を有する接着性モノマーを構成要素とする接着性ハイドロゲル。

【請求項2】
前記カテコール基が、ドーパ又はその誘導体に由来する、請求項1記載の接着性ハイドロゲル。

【請求項3】
前記水溶性主鎖モノマーがビニル基含有モノマーである、請求項1又は2記載の接着性ハイドロゲル。

【請求項4】
水溶性主鎖モノマー、
架橋剤、
重合開始剤、
及び側鎖にカテコール基を有する接着性モノマーから合成された接着性ハイドロゲル。

【請求項5】
前記カテコール基が、ドーパ又はその誘導体に由来する、請求項4記載の接着性ハイドロゲル。

【請求項6】
前記水溶性主鎖モノマーがビニル基含有モノマーである請求項4又は5記載の接着性ハイドロゲル。

【請求項7】
前記カテコール基の少なくとも1つの水素が、水酸基、ニトロ基、カルボキシ基、及びカルボニル基から選択される置換基で置換されている、請求項1~6いずれか1項記載の接着性ハイドロゲル。

【請求項8】
さらに電解質を含む、請求項1~7のいずれか1項記載の接着性ハイドロゲル。

【請求項9】
請求項8に記載の接着性ハイドロゲルを含む、生体用粘着剤。

【請求項10】
水溶性主鎖モノマー、
架橋剤、
重合開始剤、
及び側鎖にカテコール基を有する接着性モノマーを含む接着性ハイドロゲル作製用組成物。

【請求項11】
前記カテコール基が、ドーパ又はその誘導体に由来する請求項10記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物。

【請求項12】
前記水溶性主鎖モノマーがビニル基含有モノマーである請求項10又は11記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物。

【請求項13】
前記カテコール基の少なくとも1つの水素が、水酸基、ニトロ基、カルボキシ基、及びカルボニル基から選択される置換基で置換されている、請求項10~12いずれか1項記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物。

【請求項14】
さらに電解質を含む、請求項10~13のいずれか1項記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物。

【請求項15】
請求項10~14のいずれか1項記載の接着性ハイドロゲル作成用組成物からなる接着剤。

【請求項16】
請求項15記載の接着剤が、
前記水溶性主鎖モノマー、前記架橋剤、前記重合開始剤、及び前記接着性モノマーを一液中に含む一液型接着剤、
又は前記水溶性主鎖モノマー、前記架橋剤、及び前記接着性モノマーを第一液に含み、前記重合開始剤とを第二液に含む二液型接着剤として使用される、ハイドロゲルを含有する接着剤。

【請求項17】
請求項15又は16記載の前記接着剤が、
骨、歯、若しくは軟組織の接着、又は骨、歯、若しくは軟組織と医療用部材との接着に使用される、医療用接着剤。

【請求項18】
前記医療用部材が、
検知電極、刺激電極、インプラントである、請求項17記載のハイドロゲルを含有する医療用接着剤。

【請求項19】
請求項10~14いずれか1項記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物を含有する、船底防汚塗料。

【請求項20】
請求項10~14いずれか1項記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物を含有する、水系潤滑剤。

【請求項21】
請求項10~14いずれか1項記載の接着性ハイドロゲル作製用組成物を含有する、防汚用被覆材。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 分子技術と新機能創出 領域
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