表面化学的性質の異なる材料の合成と細胞応答の評価

親水性のメタクリル酸エステル系モノマーとして、第4級アンモニウム塩型のベタイン構造を有するスルホベタイン系4種およびカルボキシベタイン系メタクリル酸エステル1種を合成し、モノマーの細胞毒性、ポリマーの性質を検討した。モノマーは、N,N-ジアルキルアミノアルキルメタクリレートとプロパンスルトンあるいはβ-プロピオラクトンと反応させ合成した。合成したベタイン系モノマーは、水、DMSOに可溶であり、その細胞毒性は従来の医用親水性モノマーの代表である2-ヒドロキシエチルメタクリレートに比べ桁違いに、また塩化ナトリウムと比べても同程度ないしはそれ以下の低毒性であることが明らとなった。ポリマーは1%NaCl水溶液や1%LiClを含むDMFに溶解した。モノマー、ポリマーともに電解質であるため溶解性はかなり特異的であった。NaCl水溶液中でポリマーの粘度を測定すると、低濃度側で還元粘度が上昇するという高分子電解質に特有のの現象が観察された。メチレンビアスクリルアミドで架橋したゲルを合成し、濃度の異なる塩化ナトリウム水溶液に浸漬したところ、その濃度変化に応じて吸水状態での重量が可逆的に変化した。これまで、NaCl並みという低毒性のビニル系モノマーは見い出されておらず、今回合成したベタイン構造を有するメタクリル酸エステルは、毒性的にはかなり画期的なものであるといえ、医用の新しいモノマーとしての利用が期待される。また、これらポリマーのゲルは電解質の種類・濃度に応じて可逆的に膨張、収縮を繰り返すことができるため、生体適合性のよい電解質応答型のゲルとしての応用も期待できる。

親水性のメタクリル酸エステル系モノマーとして、第4級アンモニウム塩型のベタイン構造を有するスルホベタイン系4種およびカルボキシベタイン系メタクリル酸エステル1種を合成し、モノマーの細胞毒性、ポリマーの性質を検討した。モノマーは、N,N-ジアルキルアミノアルキルメタクリレートとプロパンスルトンあるいはβ-プロピオラクトンと反応させ合成した。合成したベタイン系モノマーは、水、DMSOに可溶であり、その細胞毒性は従来の医用親水性モノマーの代表である2-ヒドロキシエチルメタクリレートに比べ桁違いに、また塩化ナトリウムと比べても同程度ないしはそれ以下の低毒性であることが明らとなった。ポリマーは1%NaCl水溶液や1%LiClを含むDMFに溶解した。モノマー、ポリマーともに電解質であるため溶解性はかなり特異的であった。NaCl水溶液中でポリマーの粘度を測定すると、低濃度側で還元粘度が上昇するという高分子電解質に特有のの現象が観察された。メチレンビアスクリルアミドで架橋したゲルを合成し、濃度の異なる塩化ナトリウム水溶液に浸漬したところ、その濃度変化に応じて吸水状態での重量が可逆的に変化した。これまで、NaCl並みという低毒性のビニル系モノマーは見い出されておらず、今回合成したベタイン構造を有するメタクリル酸エステルは、毒性的にはかなり画期的なものであるといえ、医用の新しいモノマーとしての利用が期待される。また、これらポリマーのゲルは電解質の種類・濃度に応じて可逆的に膨張、収縮を繰り返すことができるため、生体適合性のよい電解質応答型のゲルとしての応用も期待できる。