循環器系医療デバイスへの応用に向けた新規生体機能性ポリマー材料の開発

本研究では，循環器系障害の治療に用いられる金属ステントを代表とする医療デバイスのためのポリマーコーティングとして実応用可能な，生分解性・抗血栓性ポリマーの開発を目的として，抗血栓性官能基を導入した生分解性ポリマーの合成方法の確立と，材料内部の構造制御による生分解性，接着性の最適化に取り組んでいる．昨年度はアミノ基を有するポリカプロラクトンの合成を達成したものの，その高分子量化が困難であるという課題が生じた．これは，モノマー自身の高い親水性により水分子が吸着してしまい，その水が開始剤として機能してしまうためだと考えられた．当該年度においては，この課題の解決に向け，ポリマーの化学構造を再検討し，親水性が低い化学構造を有し，かつ水分子が除去しやすい再結晶法で精製が可能な構造対称性を有するモノマーを合成した．具体的には，初めに再生可能資源から得られるグリセロールから合成可能な1,3-Dihydroxyacetoneを原料として，2,2-Dimethoxy-1,3-propanediolを合成した．これをクロロギ酸エチルを用いて環化することで目的とするモノマーである2,2-Dimethoxypropylene carbonateを得た．このモノマーは側鎖にメトキシ基を二つ有するポリマーを構築でき，このメトキシ基に結合する水分子により形成される水和構造によって優れた抗血栓性が発現されると期待できる．また，この得られたモノマーを用いれば目的とする分子量を得られるよう重合反応を制御できることを見出した．一方，このモノマーは合成及び精製過程で収率が30%程度と低くなることが課題であり，今後の研究において収率の向上に向けた合成および精製条件の最適化を試みる必要がある．

本研究では，循環器系障害の治療に用いられる金属ステントを代表とする医療デバイスのためのポリマーコーティングとして実応用可能な，生分解性・抗血栓性ポリマーの開発を目的として，抗血栓性官能基を導入した生分解性ポリマーの合成方法の確立と，材料内部の構造制御による生分解性，接着性の最適化に取り組んでいる．昨年度はアミノ基を有するポリカプロラクトンの合成を達成したものの，その高分子量化が困難であるという課題が生じた．これは，モノマー自身の高い親水性により水分子が吸着してしまい，その水が開始剤として機能してしまうためだと考えられた．当該年度においては，この課題の解決に向け，ポリマーの化学構造を再検討し，親水性が低い化学構造を有し，かつ水分子が除去しやすい再結晶法で精製が可能な構造対称性を有するモノマーを合成した．具体的には，初めに再生可能資源から得られるグリセロールから合成可能な1,3-Dihydroxyacetoneを原料として，2,2-Dimethoxy-1,3-propanediolを合成した．これをクロロギ酸エチルを用いて環化することで目的とするモノマーである2,2-Dimethoxypropylene carbonateを得た．このモノマーは側鎖にメトキシ基を二つ有するポリマーを構築でき，このメトキシ基に結合する水分子により形成される水和構造によって優れた抗血栓性が発現されると期待できる．また，この得られたモノマーを用いれば目的とする分子量を得られるよう重合反応を制御できることを見出した．一方，このモノマーは合成及び精製過程で収率が30%程度と低くなることが課題であり，今後の研究において収率の向上に向けた合成および精製条件の最適化を試みる必要がある．