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JPH0585190B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0585190B2
JPH0585190B2 JP59195918A JP19591884A JPH0585190B2 JP H0585190 B2 JPH0585190 B2 JP H0585190B2 JP 59195918 A JP59195918 A JP 59195918A JP 19591884 A JP19591884 A JP 19591884A JP H0585190 B2 JPH0585190 B2 JP H0585190B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyurethane
prepolymer
diisocyanate
polyether
chain
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
Application number
JP59195918A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6173666A (en
Inventor
Masaaki Inoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Zeon Co Ltd filed Critical Nippon Zeon Co Ltd
Priority to JP59195918A priority Critical patent/JPS6173666A/en
Publication of JPS6173666A publication Critical patent/JPS6173666A/en
Publication of JPH0585190B2 publication Critical patent/JPH0585190B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は優れた力学的性質と優れた抗血栓性を
兼ね備えた新しいポリウレタン又はポリウレタン
ウレアからなる抗血栓性材料及びその製造方法に
関する。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 従来抗血栓エラストマーとしてポリエーテル系
のセグメントポリウレタン(たとえば米国エチコ
ン社のバイオマー)、シリコーン樹脂、あるいは
ポリシロキサンとポリウレタンとのブロツク共重
合体(たとえば米国コントロン社のカルデイオサ
ン)、ヘパリン化ポリウレタン(特公昭55−
13729)などが知られている。これら公知のエラ
ストマーは実用的にみて抗血栓性が未だ不充分で
ある。たとえば公知のセグメント化ポリウレタン
は抗血栓性に一段の改良が望まれているし、ヘパ
リン化ポリウレタンは短時間でヘパリンが流出し
て抗血栓の持続時間が極端に短くしかも、生理活
性なヘパリンを用いることから成形や滅菌が煩雑
であり、従つてコストが高い難点がある。又ポリ
シロキサンとポリウレタンが窒素と珪素で直接結
合したプロツク共重合体(米国特許3562352)は
架橋性の反応基を有する反応性物質であつて経時
安定性が悪い上に、抗血栓性の発現が貯蔵条件、
成形条件によつて大巾に変動し、一定の優れた抗
血栓性を与える血液接触面を生成させるための厳
重な工程管理をもつてしても非常に難しい。 又、セグメント化ポリウレタンで、親水性のポ
リウレタンは抗血栓性に優れているが、この親水
性の故に血液に接触すると、血液中の水分を吸つ
て膨潤し、体積変化をおこし、しかも水に一部溶
け出すことがあり、吸水によつて機械的性質が急
激に劣化し、とうてい実用に供することは出来な
い。このように、好ましい力学的性質と優れた抗
血栓性を兼ね備えたエラストマーが血液接触医療
器の開発に不可欠であるにもかかわらず実在せ
ず、その開発がつよく望まれている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者はポリエーテル系のセグメントポリウ
レタンでポリテトラメチレンオキシドを分子鎖中
に有するものが機械的に極めて優れていることに
着目し、この機械的性質を損なうことなしにこの
ポリウレタンを親水化する方法について種々検討
したところ、ポリエーテル部分がポリテトラメチ
レンオキシドである疎水性ポリウレタンと、ポリ
エーテル部分がポリアルキレンオキシド(アルキ
レンの炭素数が2及び/又は33)である親水性ポ
リウレタンとを混合する方法では、如何に混合
比、混合方法を変えても機械的性質は向上しない
ことを知つた。本発明は極めて特殊な方法によつ
て同一主鎖中に前記のポリテトラメチレンオキシ
ド(−CH2−CH2−CH2−CH2−O−)oとポリア
ルキレンオキシド(−CHR−CH2−O−)o(但
し、R=H又はCH3)を含有させた親水性のセグ
メントポリウレタンが機械的性質と優れた抗血栓
性を兼ね備えることを見出し本発明に到達したも
のである。 セグメントポリウレタンのソフトセグメント部
分のポリエーテルがポリアルキレンオキシド(但
しアルキレンの炭素数は2及び/又は3)、具体
的にポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキ
シド、エチレンオキジド−プロピレンオキシドラ
ンダム共重合体、、ポリエチレンオキシド−ポリ
プロピレンオキシドブロツク共重合体、(A−B
型、A−B−A型、B−A−B型など)であると
き、これらのポリウレタンは親水性に富み、水と
の接触によつて極端に吸水膨潤し、一部は水に可
溶であり、力学的性質は極めて劣悪であるが、前
記ポリアルキレンオキシドとポリテトラメチレン
オキシドを同一主鎖中に含有するものは機械的性
質が向上して充分に実用に供しうる上、抗血栓性
においても従来品に比べて飛躍的に向上すること
を見出したものである。 本発明の抗血栓性材料の製造方法としては両末
端水酸基のポリアルキレングリコール(但しアル
キレンの炭素数は2及び/又は3)、すなわち具
体的には両末端水酸基のポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、エチレングリコ
ール−プロピレングリコール共重合体、ポリプロ
ピレングリコール−ポリエチレングリコールブロ
ツク共重合体からなる群から選ばれた少なくとも
ひとつとジイソシアネートとを反応させて得られ
るプレポリマー()と、両末端水酸基のポリテ
トラメチレングリコールとジイソシアネートとを
反応させて得られるプレポリマー()とを混合
した組成物にジオール、ジアミン、水で鎖延長し
て得られる。この場合、プレポリマー()及
び/又は()を鎖延長するに際して、予め前記
()及び/又は()を独立に鎖延長剤の一部
と反応させておき、これらの部分的反応物をプレ
ポリマーとして用い、更に鎖延長を行う方法も本
発明に含まれる。 本発明に用いられるポリウレタンは、鎖延長剤
としてジアミン又は水を用いたときウレア結合を
生じてポリウレタンウレアとなる。このため、本
明細書においてポリウレタンの用語の中には、特
に明示しない限り、ポリウレタンウレアも含まれ
るものとする。 本発明の抗血栓性材料の親水性のポリエーテル
(前記ポリアルキレンオキシド)と疎水性のポリ
エーテル(前記ポリテトラメチレンオキシド)の
重量構成比は本発明の力学的性質と抗血栓性を発
揮するためには重要であつて、全ポリエーテル中
の、前記親水性ポリエーテルの含量が1.0〜60重
量%、好ましくは2〜30重量%である。 親水性ポリエーテルの含量が60重量%をこえる
と吸水性のための膨潤が大きく、一部水に可溶と
なる上、力学的性質が実用に耐えられず、一方親
水性ポリエーテルの含量が1.0重量%未満では抗
血栓性の発現が不充分である。親水性ポリエーテ
ルの分子量は100以上、好ましくは200〜3000、更
に好ましくは300〜2000である。 本発明に用いられる疎水性のポリエーテル(ポ
リテトラメチレンオキシド)の分子量は200〜
3000の間で用いられ、更に好ましくは300〜2000
である。 本発明の抗血栓性材料の製造方法の特徴は、親
水性ポリエーテルと疎水性のポリエーテルを、プ
レポリマーの段階で混合し、これを鎖延長すると
ころにあり、プレポリマーは予め鎖延長剤の一部
と反応させて同種のポリエーテル部分を連鎖させ
たのち、混合して、更に鎖延長させてもよい。こ
れを今少し詳しく説明すると、合成された前記親
水性ポリエーテルのプレポリマー()と前記疎
水性ポリエーテルのプレポリマー()を溶液の
状態で、目的に応じた所定の比率に混合し、必要
に応じて溶媒で希釈し、これに鎖延長剤を添加し
て反応させてポリウレタン又はポリウレタンアレ
アを製造する。得られたエラストマーでは同一分
子鎖中に同種のソフトセグメントが偏在した構造
になる。上述のように予め合成された両末端にイ
ソシアネート基を含有する親水性ポリエーテル
と、同じく両末端イソシアネートの疎水性ポリエ
ーテルを混合して、これに鎖延長剤を加えて一段
で反応させてもよいが、鎖延長剤を反応させると
きに、両末端イソシアネートの親水性ポリエーテ
ル及び/又は疎水性ポリエーテルに鎖延長剤の一
部を予め加えてある程度鎖延長しておき、これら
予め所望の鎖延長を行つた両成分を混合して、こ
れらのブロツクを更に鎖延長剤でつなぎ高分子化
してもよい。このとき親水性ポリエーテル部、あ
るいは疎水性ポリエーテル部に予め反応させる鎖
延長剤の割合を変化させて親水性ポリエーテルブ
ロツク、疎水性ポリエーテルブロツクの連鎖の長
さを調節してもよい。このようにして合成したポ
リウレタン又はポリウレタンウレア中同一分子中
の同種のセグメントの全長を変えて偏在させるこ
とが出来る。 各プレポリマーの製造は溶媒の不在下で行うこ
とができるが、溶媒の存在下に行うことが好まし
い。 好ましい溶媒としてはジメチルホルムアミド、
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
テトラヒドロフラン、ジオキサン、N−メチルピ
ロリドンなど及びこれらを主体とする混合溶媒が
挙げられる。 イソシアネート化合物との反応は無触媒で加熱
によつて反応させてもよいが、触媒を用いて行つ
てもよい。触媒としては公知のウレタン合成に使
用されるものが使用できるが、トリエチレンジア
ミン、ジアザビシクロウンデセンなどが精製の過
程で除去し易いので特に医療用の点から好まし
い。 用いるイソシアネート化合物は、従来ポリウレ
タンの生成に用いられているジイソシアネートが
すべて使用できる。好ましいジイソシアネートの
例としては、4,4′−ジフエニルメタンジイソシ
アネート、1,4−フエニレンジイソシアネー
ト、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、2,4−トリレン
ジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシア
ネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネ
ート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,
6−トリレンジイソシアネートの混合物、キシリ
レンジイソシアネート、1,3−フエニレンジイ
ソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシア
ネート等が挙げられ、単独あるいは混合物として
用いられる。 鎖延長剤としては、2官能性のイソシアネート
基と反応する活性水素基を有する鎖延長剤、例え
ばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチ
レイジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪
族ジアミン:シクロヘキサンジアミン、ペピラジ
ン、キシレンジアミン等の脂環式、脂芳香族酸ジ
アミン類;トリレンジアミン、フエニレンジアミ
ン、4,4′−ジフエニルメタンジアミン等の芳香
族ジアミン、ヒドラジン類、エチレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール等のグリコール類、
及び水などが用いられる。 このようにして合成したポリウレタンは、合成
溶液の状態で、あるいは生成ポリウレタンを沈澱
剤、たとえば水、アルコール等に析出させ、水や
エタノール等で十分洗浄を行い、又所望によつて
は再沈澱を繰り返して不純物を除去した後、乾燥
して使用する。 また本発明の抗血栓性材料は、溶液としてコー
テイング法、デイツピング法、キヤステイング法
で成形できると共に、ペレツトとし、これから通
常の熱可塑性合成樹脂の成形方法、例えば押出成
形、射出成形、プレス成形等を用いて成形するこ
とができる。またこの抗血栓性材料は乾燥したペ
レツト状態ではもちろんのこと、溶液状態で保存
しても非常に安定で、水分の影響で分子崩壊が全
く生じないので取り扱いが容易で再現性がよく抗
血栓性を発現出来るすぐれた性質を有している。 抗血栓性材料としての力学的性質は一般に抗張
力が100Kg/cm2以上、伸びが300〜500%以上であ
れば良いと言われているが、本発明のポリウレタ
ンは100〜500Kg/cm2の抗張力と300%以上の伸び
があり、優れた力学的性質を有している。 〔作用〕 本発明の抗血栓性材料は同一主鎖中に親水性ポ
リエーテルセグメントと疎水性ポリエーテルセグ
メントを含み、ポリウレタン結合、ポリウレタン
ウレア結合の部分は共通しており、したがつてポ
リウレタンのハードセグメントの構造に乱れがな
く強固であつて、ソフトセグメントのドメインが
存在し、力学的性質は疎水性ポリエーテルが受持
ち、親水性ポリエーテルが水によつて膨潤して血
液接触部の抗血栓性に寄与するものである。 これらの結果から本発明の抗血栓性材料は、血
液と直接接触する医療用用具の血液接触面に好適
に用いることができる。これらの具体的用途とし
ては、人工心臓、補助循環装置用のポンピングチ
エンバー、バルーンポンプ、人工肝臓や人工心肺
等の補助循環装置用の体外循環回路、血液バツ
グ、カテーテル等がある。 以下、実施例によつて本発明を説明する。 〔実施例〕 実施例 1 充分乾燥させた反応容器中にポリエチレングリ
コール(分子量800)を入れ、90℃、0・1mmHg
以下の減圧下で5時間脱水した。温度を45℃に下
げ、これに4倍量の、水分を5ppm以下に脱水し
たジメチルアセトアミドを加えた後、常法によつ
て4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネートを
加え攪拌反応させた。触媒としてはジアザビシク
ロウンデセンを、用いたイソシアネートに対して
0.03%加え、2時間反応させプレポリマーを作つ
た。これをプレポリマー()とした。 これとは独立に前記と同様にして、別の反応容
器中で末端が水酸基のポリテトラメチレングリコ
ール(分子量1850)と4,4′−ジフエニルメタン
ジイソシアネートとを脱水ジメチルアセトアミド
中で反応させてプレポリマー()を作つた。 上記のプレポリマー()とプレポリマー
()を()/()が重量比で3/7になる
ように混合し、これに1,4−ブタンジオールを
加え50℃で3時間攪拌下に反応させポリウレタン
を合成した。 ポリウレタンの精製は、上記反応生成物にメタ
ノールを加えてポリウレタンを沈澱させ、これを
ジオキサン−ジメチルアセトアミド(7:3重量
比)の混合溶媒に再び溶解し、メタノールを加え
て沈澱させる操作を3回繰り返してポリウレタン
を精製し、減圧下に乾燥させた。 実施例 2 実施例1と同様の条件で調製した末端イソシア
ネートのポリエチレングリコール(分子量900の
ポリエチレングリコールを使用)プレポリマー
()と同じく実施例1と同じ条件で調節した末
端イソシアネートのポリテトラメチレングリコー
ルプレポリマー()を鎖延長するに際し、所用
量のブタンジオールの20%を夫々別々に上記プレ
ポリマーと予め50℃で2時間反応させた上で両者
を混合し、残りのブタンジオールをこの混合物に
追加して50℃で更に3時間攪拌下に反応させた。
あとの処理方法は実施例1と同じである。 実施例 3 実施例1と同様にして末端水酸基のポリテトラ
メチレンエーテルグリコール(分子量1600)、末
端が水酸基のポリプロピレングリコール(分子量
550)をそれぞれ別々に4,4′−ジフエニルメタ
ンジイソシアネートと反応させ常法でプレポリマ
ーを作つた。これらのプレポリマーを8:2で混
合し鎖延長剤としてエチレングリコールを用いて
ポリウレタンを合成した。実施例1と同様にして
精製したポリウレタンを得た。 実施例 4 エチレンオキシド(EO)とプロピレンオキシ
ド(PO)のブロツクコーポリーエーテルジオー
ル HO−(EO)a−(PO)b−(EO)a−OH a:b=1:2、分子量1200 を用い、溶媒としてジメチルスルホキシドを使つ
て、これと4,4′−ジフエニルメタンジイソシア
ネートを反応させて末端ジイソシアネートのプレ
ポリマー()を作つた。 これとは独立に、両末端水酸基のポリテトラメ
チレングリコール(分子量1500)と4,4′−ジフ
エニルメタンジイソシアネートを反応させて末端
イソシアネートのプレポリマー()を調製し
た。触媒としてジアザビシクロウンデセンを、用
いたイソシアネートに対して0.04%用いた。 プレポリマー()と()を混合して、鎖延
長剤としてエチレンジアミンを用いてポリウレタ
ンウレアを合成した。これにメタノールを加えて
ポリウレタンを析出させ、ジメチルアセトアミド
−メタノール系で再沈澱を3回繰り返し、更にソ
ツクスレーでエタノール抽出を行つて乾燥した。 このポリウレタンをジメチルアセトアミドに溶
解して溶液とし、ガラス板上に流延してフョルム
を作成した。このフイルムは着色もなく透明で走
査型電子顕微鏡や光学顕微鏡下での観察では極め
て平滑であつた。このフイルムの引張り試験を行
い引張り強さと破断時の伸びを求めたところ、引
張りの強さは0.69Kg/mm、破断伸度は650%であ
り充分の力学的性質を有していることが示され
た。抗血栓性の目安としてリーホワイト試験を行
つたところ90分であり、市販のバイオマーが55分
であるのと比べて飛躍的に向上していることが示
された。 比較例 1 ポリテトラメチレングリコール(分子量1600)
とポリプロピレングリコール(分子量550)の混
合物(混合比8:2)をジメチルアセトアミドに
溶解し、常法で4,4′−ジフエニルメタンジイソ
シアネートとを、ジアザビシクロウンデセンを触
媒として加え、50℃で攪拌下1時間反応させプレ
ポリマーを合成した。これに鎖延長剤としてエチ
レングリコールを加えて1時間鎖延長反応を行
い、ポリウレタンとした。実施例1と同様にして
精製ポリウレタンを得た。 比較例 2 両末端水酸基のポリエチレングリコール(分子
量800)、両末端か水酸基のポリテトラメチレング
リコール(分子量1850)を3:7の混合比でジメ
チルアセトアミドに溶解し、この溶液に4,4′−
ジフエニルメタンジイソシアネート17部とジアザ
ビシクロウンデセン0.008部を加え、50℃で攪拌
反応させ、ひきつづいて常法によつて1,4ブタ
ンジオールを鎖延長剤として用いてポリウレタン
を合成した。 実施例1と同様にして精製ポリウレタンを得
た。 実施例 5 実施例1,2及び3並びに比較例1及び2によ
つて合成したポリウレタンを溶媒に溶解し、ガラ
ス板に流延してフイルムを作成した。このフイル
ムは無色透明で、光学顕微鏡及び走査型電子顕微
鏡で観察したところ極めて平滑であつた。又この
フイルムの引張り試験を行い引張り強さ及び破断
時の伸びを求めた。 抗血栓性の測定は、上記ポリマー溶液を試験管
に2回コーテイングし、充分に溶媒を蒸発させて
形成した被膜を内面に有する試験管(内径10mm、
長さ100mm)とし、リー・ホワイト法(金井泉、
金井正光編著:臨床検査法提要、−81、金原出
版株式会社、昭和45年)により血液凝固時間を測
定した。又市販のポリウレタン(バイオマー:エ
チコン社製品バイオマー:カルデイオサン51:コ
ントロン社製品カルデイオサン51)についても試
験した結果も含めて、結果を次表にまとめた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a new antithrombotic material made of polyurethane or polyurethane urea that has both excellent mechanical properties and excellent antithrombotic properties, and a method for producing the same. [Prior art and problems to be solved by the invention] Conventional antithrombotic elastomers include polyether-based segmented polyurethanes (e.g. Biomer manufactured by Ethicon, Inc., USA), silicone resins, or block copolymers of polysiloxane and polyurethane (e.g. Cardiosan manufactured by Kontron, USA), heparinized polyurethane
13729) are known. These known elastomers still have insufficient antithrombotic properties from a practical standpoint. For example, known segmented polyurethane is desired to be further improved in its antithrombotic properties, and heparinized polyurethane allows heparin to flow out in a short period of time, resulting in an extremely short duration of antithrombotic action, and uses bioactive heparin. For this reason, molding and sterilization are complicated, resulting in high costs. In addition, a block copolymer (US Pat. No. 3,562,352) in which polysiloxane and polyurethane are directly bonded with nitrogen and silicon is a reactive material with a cross-linking reactive group, which has poor stability over time and has poor antithrombotic properties. storage conditions,
This varies widely depending on the molding conditions, and it is extremely difficult to create a blood-contacting surface that provides a certain level of excellent antithrombotic properties, even with strict process control. Hydrophilic segmented polyurethane has excellent antithrombotic properties, but due to its hydrophilic nature, when it comes into contact with blood, it absorbs water in the blood and swells, causing a change in volume. Parts of the material may melt out, and the mechanical properties deteriorate rapidly due to water absorption, making it impossible to put it to practical use. As described above, although an elastomer having both favorable mechanical properties and excellent antithrombotic properties is essential for the development of blood-contacting medical devices, it does not exist, and its development is strongly desired. [Means for Solving the Problems] The present inventor focused on the extremely excellent mechanical properties of polyether-based segmented polyurethanes having polytetramethylene oxide in the molecular chain, and After various studies on how to make this polyurethane hydrophilic without damaging it, we found that we can use hydrophobic polyurethane in which the polyether part is polytetramethylene oxide, and polyurethane in which the polyether part is polyalkylene oxide (alkylene has 2 and/or 33 carbon atoms). ), it was found that no matter how much the mixing ratio and mixing method were changed, the mechanical properties did not improve. The present invention combines the polytetramethylene oxide (-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-) o and polyalkylene oxide (-CHR-CH 2 -) in the same main chain using a very special method. The present invention was achieved by discovering that hydrophilic segmented polyurethane containing O- ) o (where R=H or CH 3 ) has both mechanical properties and excellent antithrombotic properties. The polyether of the soft segment part of the segmented polyurethane is polyalkylene oxide (however, the number of carbon atoms in alkylene is 2 and/or 3), specifically polyethylene oxide, polypropylene oxide, ethylene oxide-propylene oxide random copolymer, polyethylene oxide - polypropylene oxide block copolymer, (A-B
type, A-B-A type, B-A-B type, etc.), these polyurethanes are highly hydrophilic and will extremely absorb water and swell upon contact with water, and some of them are soluble in water. Although the mechanical properties are extremely poor, those containing polyalkylene oxide and polytetramethylene oxide in the same main chain have improved mechanical properties and are suitable for practical use, and also have antithrombotic properties. It has also been found that this product is dramatically improved compared to conventional products. The method for producing the antithrombotic material of the present invention includes polyalkylene glycol having hydroxyl groups at both ends (however, alkylene has 2 and/or 3 carbon atoms), specifically polyethylene glycol, polypropylene glycol, and ethylene glycol having hydroxyl groups at both ends. - A prepolymer () obtained by reacting a diisocyanate with at least one selected from the group consisting of a propylene glycol copolymer and a polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymer, a polytetramethylene glycol having hydroxyl groups at both terminals, and a diisocyanate. It is obtained by chain-extending a composition prepared by mixing a prepolymer () obtained by reacting with a diol, a diamine, and water. In this case, when chain-extending the prepolymer () and/or (), the above-mentioned () and/or () are reacted with a part of the chain extender independently in advance, and these partially reacted products are reacted with the prepolymer () and/or (). The present invention also includes a method of using it as a polymer and further extending the chain. When a diamine or water is used as a chain extender, the polyurethane used in the present invention forms a urea bond and becomes a polyurethane urea. Therefore, in this specification, the term polyurethane also includes polyurethane urea, unless otherwise specified. The weight composition ratio of the hydrophilic polyether (the polyalkylene oxide) and the hydrophobic polyether (the polytetramethylene oxide) of the antithrombotic material of the present invention exhibits the mechanical properties and antithrombotic properties of the present invention. It is important for this purpose that the content of the hydrophilic polyether in the total polyether is 1.0 to 60% by weight, preferably 2 to 30% by weight. If the content of hydrophilic polyether exceeds 60% by weight, swelling due to water absorption will be large, it will become partially soluble in water, and the mechanical properties will not be suitable for practical use. If the amount is less than 1.0% by weight, antithrombotic properties will be insufficient. The molecular weight of the hydrophilic polyether is 100 or more, preferably 200-3000, more preferably 300-2000. The molecular weight of the hydrophobic polyether (polytetramethylene oxide) used in the present invention is 200~
Used between 3000 and more preferably 300 to 2000
It is. A feature of the method for producing an antithrombotic material of the present invention is that a hydrophilic polyether and a hydrophobic polyether are mixed at the prepolymer stage, and this is chain-extended. After reacting with a portion of the polyether to chain the same type of polyether moieties, the chain may be further extended by mixing. To explain this in a little more detail, the synthesized hydrophilic polyether prepolymer () and the hydrophobic polyether prepolymer () are mixed in a solution state at a predetermined ratio depending on the purpose. The polyurethane or polyurethane area is produced by diluting it with a solvent depending on the conditions, adding a chain extender thereto, and reacting it. The resulting elastomer has a structure in which soft segments of the same type are unevenly distributed in the same molecular chain. It is also possible to mix a hydrophilic polyether containing isocyanate groups at both terminals synthesized in advance as described above and a hydrophobic polyether also containing isocyanate at both terminals, add a chain extender to this, and react in one step. However, when reacting with a chain extender, add a portion of the chain extender to the hydrophilic polyether and/or hydrophobic polyether having isocyanates at both terminals in advance to extend the chain to some extent. The two extended components may be mixed and these blocks may be further connected with a chain extender to form a polymer. At this time, the chain length of the hydrophilic polyether block and hydrophobic polyether block may be adjusted by changing the proportion of the chain extender reacted with the hydrophilic polyether part or the hydrophobic polyether part in advance. In the polyurethane or polyurethane urea synthesized in this way, the total length of the same type of segments in the same molecule can be varied to make them unevenly distributed. Although the production of each prepolymer can be carried out in the absence of a solvent, it is preferably carried out in the presence of a solvent. Preferred solvents include dimethylformamide,
dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide,
Examples include tetrahydrofuran, dioxane, N-methylpyrrolidone, and mixed solvents mainly composed of these. The reaction with the isocyanate compound may be carried out without a catalyst by heating, or may be carried out using a catalyst. As the catalyst, those used in known urethane synthesis can be used, but triethylenediamine, diazabicycloundecene, etc. are particularly preferred from the viewpoint of medical use because they are easy to remove during the purification process. As the isocyanate compound used, all diisocyanates conventionally used for producing polyurethane can be used. Examples of preferred diisocyanates include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,
Examples include a mixture of 6-tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, and naphthalene-1,5-diisocyanate, which may be used alone or as a mixture. Examples of chain extenders include chain extenders having active hydrogen groups that react with difunctional isocyanate groups, such as aliphatic diamines such as ethylene diamine, propylene diamine, butylene diamine, and hexamethylene diamine; cyclohexane diamine, pepyrazine, and xylene diamine. Alicyclic and aliphatic acid diamines such as; aromatic diamines such as tolylene diamine, phenylene diamine, 4,4'-diphenylmethane diamine, hydrazines, ethylene glycol, 1,4-butanediol, etc. glycols,
and water are used. The polyurethane synthesized in this way can be produced in the form of a synthetic solution, or by precipitating the polyurethane in a precipitant such as water or alcohol, thoroughly washing it with water or ethanol, and, if desired, precipitating it again. After repeatedly removing impurities, it is dried and used. Furthermore, the antithrombotic material of the present invention can be molded as a solution by a coating method, dipping method, or casting method, or it can be made into pellets and then molded using conventional thermoplastic synthetic resin molding methods such as extrusion molding, injection molding, press molding, etc. It can be molded using In addition, this antithrombotic material is extremely stable not only in dry pellet form but also when stored in solution form, and does not undergo any molecular breakdown due to the influence of moisture, making it easy to handle and has good antithrombotic properties. It has an excellent property of being able to express. It is generally said that the mechanical properties of an antithrombotic material are good if the tensile strength is 100 Kg/cm 2 or more and the elongation is 300 to 500% or more, but the polyurethane of the present invention has a tensile strength of 100 to 500 Kg/cm 2 It has an elongation of over 300% and has excellent mechanical properties. [Function] The antithrombotic material of the present invention contains a hydrophilic polyether segment and a hydrophobic polyether segment in the same main chain, and the polyurethane bond and polyurethane urea bond are common. The segment structure is undisturbed and strong, there are soft segment domains, the hydrophobic polyether takes care of the mechanical properties, and the hydrophilic polyether swells with water, resulting in antithrombotic properties at the blood contact area. This contributes to Based on these results, the antithrombotic material of the present invention can be suitably used for blood contact surfaces of medical devices that come into direct contact with blood. Specific applications include artificial hearts, pumping chambers for auxiliary circulation devices, balloon pumps, extracorporeal circulation circuits for auxiliary circulation devices such as artificial livers and heart-lung machines, blood bags, and catheters. The present invention will be explained below with reference to Examples. [Example] Example 1 Polyethylene glycol (molecular weight 800) was placed in a sufficiently dried reaction vessel, and heated at 90°C and 0.1 mmHg.
Dehydration was carried out for 5 hours under the following reduced pressure. The temperature was lowered to 45°C, and 4 times the amount of dimethylacetamide which had been dehydrated to a water content of 5 ppm or less was added thereto, and then 4,4'-diphenylmethane diisocyanate was added in a conventional manner and reacted with stirring. Diazabicycloundecene was used as a catalyst, and
0.03% was added and reacted for 2 hours to produce a prepolymer. This was designated as prepolymer (). Separately, in the same manner as above, polytetramethylene glycol (molecular weight 1850) having a hydroxyl group at the end was reacted with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate in dehydrated dimethylacetamide in a separate reaction vessel. I made a polymer (). The above prepolymer () and prepolymer () were mixed so that the weight ratio ()/() was 3/7, and 1,4-butanediol was added to this and reacted at 50℃ for 3 hours with stirring. Synthesized polyurethane. Purification of polyurethane involves adding methanol to the above reaction product to precipitate polyurethane, dissolving it again in a mixed solvent of dioxane-dimethylacetamide (7:3 weight ratio), and adding methanol to precipitate three times. The polyurethane was purified repeatedly and dried under reduced pressure. Example 2 A polyethylene glycol prepolymer (using polyethylene glycol with a molecular weight of 900) with a terminal isocyanate prepared under the same conditions as in Example 1 and a polytetramethylene glycol prepolymer with a terminal isocyanate prepared under the same conditions as in Example 1. When chain-extending the polymer (), 20% of the required amount of butanediol was separately reacted with the above prepolymer at 50°C for 2 hours, then both were mixed, and the remaining butanediol was added to this mixture. The reaction was then continued at 50°C for an additional 3 hours with stirring.
The rest of the processing method is the same as in the first embodiment. Example 3 In the same manner as in Example 1, polytetramethylene ether glycol with a terminal hydroxyl group (molecular weight 1600), polypropylene glycol with a terminal hydroxyl group (molecular weight
550) were separately reacted with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate to prepare prepolymers in a conventional manner. Polyurethane was synthesized by mixing these prepolymers at a ratio of 8:2 and using ethylene glycol as a chain extender. Polyurethane purified in the same manner as in Example 1 was obtained. Example 4 Block copolyether diol of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) HO-(EO)a-(PO)b-(EO)a-OH a:b=1:2, molecular weight 1200, Using dimethyl sulfoxide as a solvent, it was reacted with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate to produce a terminal diisocyanate prepolymer (). Separately, polytetramethylene glycol (molecular weight 1500) having hydroxyl groups at both terminals was reacted with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate to prepare a terminal isocyanate prepolymer (2). Diazabicycloundecene was used as a catalyst in an amount of 0.04% based on the isocyanate used. Polyurethane urea was synthesized by mixing prepolymers () and () and using ethylenediamine as a chain extender. Methanol was added to this to precipitate polyurethane, reprecipitation was repeated three times using a dimethylacetamide-methanol system, and further ethanol extraction was performed using a Soxhlet and dried. This polyurethane was dissolved in dimethylacetamide to form a solution, and the solution was cast onto a glass plate to create a form. This film was transparent with no coloration and was extremely smooth when observed under a scanning electron microscope or an optical microscope. When this film was subjected to a tensile test to determine the tensile strength and elongation at break, the tensile strength was 0.69 Kg/mm and the elongation at break was 650%, indicating that it has sufficient mechanical properties. It was done. When the Lee-white test was conducted as a measure of antithrombotic properties, it was found to be 90 minutes, which is a dramatic improvement compared to the commercially available Biomer, which takes 55 minutes. Comparative example 1 Polytetramethylene glycol (molecular weight 1600)
and polypropylene glycol (molecular weight 550) (mixing ratio 8:2) was dissolved in dimethylacetamide, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and diazabicycloundecene were added as a catalyst in a conventional manner, and the mixture was heated at 50°C. The mixture was reacted for 1 hour with stirring to synthesize a prepolymer. Ethylene glycol was added as a chain extender to this, and a chain extension reaction was performed for 1 hour to obtain polyurethane. Purified polyurethane was obtained in the same manner as in Example 1. Comparative Example 2 Polyethylene glycol (molecular weight 800) having hydroxyl groups at both ends and polytetramethylene glycol (molecular weight 1850) having hydroxyl groups at both ends were dissolved in dimethylacetamide at a mixing ratio of 3:7, and 4,4'-
17 parts of diphenylmethane diisocyanate and 0.008 parts of diazabicycloundecene were added and reacted with stirring at 50°C. Subsequently, polyurethane was synthesized by a conventional method using 1,4-butanediol as a chain extender. Purified polyurethane was obtained in the same manner as in Example 1. Example 5 The polyurethanes synthesized in Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were dissolved in a solvent and cast onto a glass plate to prepare a film. This film was colorless and transparent, and was extremely smooth when observed under an optical microscope and a scanning electron microscope. This film was also subjected to a tensile test to determine its tensile strength and elongation at break. Antithrombotic properties were measured using a test tube (inner diameter 10 mm,
length 100 mm), and the Lee-White method (Izumi Kanai,
Blood coagulation time was measured according to Masamitsu Kanai (ed.: Clinical Testing Methods Summary, -81, Kanehara Publishing Co., Ltd., 1972). The results are summarized in the table below, including the results of tests on commercially available polyurethane (Biomer: Biomer: Cardiosan 51, manufactured by Ethicon; Cardiosan 51, manufactured by Kontron).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は力学的性質を充分維持し、しかも親水
性を付与した全く新しいポリウレタン又はポリウ
レタンウレアからなる抗血栓性材料であつて、新
規な、実用的な抗血栓性材料として優れたもの
で、血液接触医療器の発展に寄与するものであ
る。
The present invention is an antithrombotic material made of a completely new polyurethane or polyurethane urea that maintains sufficient mechanical properties and is hydrophilic, and is excellent as a novel and practical antithrombotic material. This will contribute to the development of contact medical devices.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 両末端水酸基のポリアルキレングリコール
(但しアルキレンの炭素数は2及び/又は3)と
ジイソシアネートとからなるプレポリマー()
と、両末端水酸基のポリテトラメチレングリコー
ルとジイソシアネートとからなるプレポリマー
()と、鎖延長剤とから合成されて成ることを
特徴とするポリウレタン又はポリウレタンウレア
からなる抗血栓性材料。 2 両末端水酸基のポリアルキレングリコール
(但しアルキレンの炭素数は2及び/又は3)と
ジイソシアネートからつくられたプレポリマー
()と、両末端水酸基のポリテトラメチレング
リコールとジイソシアネートとからつくられたプ
レポリマー()とを混合したのち、鎖延長剤を
作用させて合成することを特徴とするポリウレタ
ン又はポリウレタンウレアからなる抗血栓性材料
の製造方法。 3 両末端水酸基のポリアルキレングリコール
(但しアルキレンの炭素数は2及び/又は3)と
ジイソシアネートとからつくられたプレポリマー
()と、両末端水酸基のポリテトラメチレング
リコールとジイソシアネートとの反応によつてつ
くられたプレポリマー()とを用い、前記プレ
ポリマー()及び()の少なくともひとつを
予め鎖延長剤で反応させて鎖延長させたのち混合
し、この混合物に更に鎖延長剤を作用させること
を特徴とするポリウレタン又はポリウレタンウレ
アからなる抗血栓性材料の製造方法。
[Claims] 1. A prepolymer () consisting of a polyalkylene glycol having hydroxyl groups at both ends (alkylene has 2 and/or 3 carbon atoms) and a diisocyanate.
An antithrombotic material made of polyurethane or polyurethane urea, characterized in that it is synthesized from a prepolymer () made of polytetramethylene glycol and diisocyanate having hydroxyl groups at both ends, and a chain extender. 2 Prepolymer () made from polyalkylene glycol having hydroxyl groups at both ends (alkylene has 2 and/or 3 carbon atoms) and diisocyanate, and prepolymer made from polytetramethylene glycol having hydroxyl groups at both ends and diisocyanate 1. A method for producing an antithrombotic material made of polyurethane or polyurethane urea, characterized in that the antithrombotic material is synthesized by mixing () with () and then acting with a chain extender. 3. By reacting a prepolymer () made from polyalkylene glycol (alkylene has 2 and/or 3 carbon atoms) having hydroxyl groups at both ends and diisocyanate, and polytetramethylene glycol having hydroxyl groups at both ends and diisocyanate. Using the prepared prepolymer (), at least one of the prepolymers () and () is reacted in advance with a chain extender to extend the chain, and then mixed, and further the chain extender is allowed to act on this mixture. A method for producing an antithrombotic material made of polyurethane or polyurethaneurea, characterized by:
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JPS58109062A (en) * 1981-12-23 1983-06-29 鐘淵化学工業株式会社 Medical material

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