ヒドロキシプロピルセルロースゲルの特性改質; モノマーの添加効果

Transparent hydrogels prepared by radiation crosslinking hydroxypropyl cellulose with functional monomers

廣木 章博; 佐藤 利弘*; 長澤 尚胤; 田口 光正; 玉田 正男

Hiroki, Akihiro; Sato, Toshihiro*; Nagasawa, Naotsugu; Taguchi, Mitsumasa; Tamada, Masao

ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)ゲルを医用材料として利用するためには、伸びにくく、裂けやすいという機械的特性を改質する必要がある。本研究では、HPCの濃厚水溶液(ペースト状サンプル)に橋かけ助剤やモノマーを混合し、放射線照射することにより機械的特性の向上を目指した。20wt%のHPC、0.21.0wt%のポリエチレングリコールジメタクリレート(23G)、2wt%のメタクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEMA)から成るペースト状サンプルを調製し、成膜後、電子線照射を行い、無色透明なゲル膜を作製した。HPCに23Gを0.2wt%添加すると、低線量(20kGy以下)でも高いゲル分率を示した。しかし、さらにHEMAを添加したHPC/23G/HEMAでは、ホモポリマーの生成が増え、ゲル分率が低下した。一方、ゲルの強度及び伸長率は、50kGy照射のHPCゲルでは、それぞれ1.0kg/cm, 70%であったが、橋かけ助剤の23Gを0.2wt%添加すると、橋かけ構造の形成促進により強度が増加し、30kGyで3.1kg/cm, 97%を示した。さらに、2wt%のHEMAを添加したHPC/23G/HEMA(20/0.2/2wt%)のゲルでは、50kGyで最大値を示し、強度は2.0kg/cm、伸長率は124%になることがわかった。したがって、HPCとHEMAと23Gを混合し放射線橋かけすることで、HPCのみのゲルに比べて2倍の強度と1.8倍の伸長率を示す透明なゲルを作製することができた。

Preparation of HPC hydrogels with good mechanical properties as well as transparency was investigated. The modified HPC hydrogels were prepared by electron beam irradiation to highly concentrated aqueous solutions containing HPC, tricosaethylene glycol dimethacrylate (23G) and 2-hydroxy methacrylate (HEMA). The addition of 23G with HPC induced the increase in the gel fraction, especially at less than 20 kGy. It was found that the gel fraction of the HPC/23G/HEMA hydrogel decreased drastically. Tensile strength and elongation at break of HPC/HEMA/23G hydrogel (20/2.0/0.2 wt%) obtained at 50 kGy were 2.0 kg/cm and 124%, which exhibited about 2.0 and 1.8 times larger than these of the pure HPC hydrogel, respectively. Therefore, the HPC hydrogels with desired properties were obtained by radiation crosslinking HPC with monomers.