本發明涉及可賦予針對血液以及體液中的蛋白質或細胞的低粘著性，或者針對癌細胞等的選擇性粘著性的表面改性方法，以及，至少具有一部分通過該改性方法得到的改性表面的醫療·醫用基質(matrices)、過濾器、流路、管等表面改性體。
背景技術：
醫療·醫用領域等中使用的醫療·醫用基質、過濾器、流路、管等，由于使用時在體內·體外與血液或體液接觸，因此存在它們的表面與血液或體液中的蛋白質或細胞粘著、吸附，本來的功能被損壞的問題。另一方面，對于癌細胞等特定的細胞，可對其捕捉用于診斷·診療，因此，要求對其選擇性地吸附回收，但存在難以進行選擇性吸附的問題。
專利文獻1～2提出了將聚合親水性單體得到的聚合物涂布于醫療·醫用基質、過濾器、流路、管表面，解決上述問題的方法，但是由于涂布層為親水性，因此發生剝離、卷曲等，耐久性存在問題。
【現有技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利特表2005-516736號公報
【專利文獻2】日本專利特表2005-523981號公報
技術實現要素：
【發明要解決的課題】
本發明的目的是解決上述課題，提供一種硫化橡膠或熱塑性樹脂的表面改性方法，其賦予的并非存在剝離或卷曲引起的性能下降等問題的涂層，而是被化學性固定的、針對蛋白質或細胞的低吸附性表面或選擇性吸附性表面，不僅如此，還能夠賦予其優異的耐久性。此外，其目的還在于提供至少具有一部分通過該表面改性方法得到的改性表面的醫療·醫用基質、過濾器、流路、管等表面改性體。
【用于解決課題的手段】
本發明是以硫化橡膠或者熱塑性樹脂為改性對象的表面改性方法，其涉及的表面改性方法包括：在上述改性對象的表面形成聚合引發點的工序1；和以上述聚合引發點為起點，在堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體進行自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長的工序2。
本發明是以硫化橡膠或者熱塑性樹脂為改性對象的表面改性方法，其涉及的表面改性方法包括：在光聚合引發劑以及堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長的工序I。
優選上述工序1，使光聚合引發劑吸附于上述改性對象的表面，或者進一步照射300～400nm的UV光，由上述表面上的光聚合引發劑形成聚合引發點。
優選包含上述工序1或者上述工序I之前，向上述改性對象的表面照射160～300nm的光，將該表面親水化的工序。
優選上述光聚合引發劑為二苯甲酮系化合物和/或噻噸酮系化合物。
優選上述堿金屬鹽為氯化鈉和/或氯化鉀。
優選在上述光照射時或光照射前，向反應容器、反應筒以及反應液中導入不活潑氣體，置換成不活潑氣體氣氛進行聚合。
優選上述工序2或者上述工序I中的上述親水性單體的自由基聚合如下進行：在上述改性對象的表面涂布或噴涂含有上述親水性單體的溶液后，用透明的玻璃或者樹脂覆蓋實施該涂布或者噴涂后的改性對象，進一步地從該透明的玻璃或者樹脂的上方照射UV光，進行自由基聚合。
上述親水性單體優選為從由丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸的堿金屬鹽、丙烯酸胺鹽、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸的堿金屬鹽、甲基丙烯酸的胺鹽、丙烯腈、丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、甲氧基乙基丙烯酰胺、丙烯酰基嗎啉、甲基丙烯酰胺、二甲基甲基丙烯酰胺、二乙基甲基丙烯酰胺、異丙基甲基丙烯酰胺、羥乙基甲基丙烯酰胺、甲氧基乙基甲基丙烯酰胺以及甲基丙烯酰基嗎啉構成的組中選出的至少1種。
優選上述親水性單體為含堿金屬鹽的單體。
此處，優選上述含堿金屬鹽的單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、3-乙烯基丙酸、乙烯基磺酸、(甲基)丙烯酸-2-乙磺酸酯、(甲基)丙烯酸-3-磺酸丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或者苯乙烯磺酸的堿金屬鹽的至少1種。
優選上述親水性單體為含鹵素單體。
此處，優選上述含鹵素單體為含氮單體。
優選上述含氮單體為2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨和/或2-(丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨。
優選上述親水性單體為兩性離子性單體。
優選含有上述親水性單體的溶液包含阻聚劑，在該阻聚劑的存在下進行聚合。
本發明涉及通過上述表面改性方法得到的表面改性體。
本發明涉及通過上述表面改性方法得到的，難以粘著、吸附血液以及體液中的蛋白質或細胞的表面改性體。
本發明涉及通過上述表面改性方法得到的，容易選擇性地粘著、吸附血液以及體液中的特定的蛋白質或細胞的表面改性體。
本發明涉及三維形狀的固體表面的至少一部分通過上述表面改性方法改性的表面改性體。
本發明涉及至少具有一部分通過上述表面改性方法改性得到的表面的醫療·醫用基質。
本發明涉及至少具有一部分通過上述表面改性方法改性得到的表面的醫療·醫用過濾器。
本發明涉及至少具有一部分通過上述表面改性方法改性得到的表面的醫療·醫用流路。
此外，本發明涉及至少具有一部分通過上述表面改性方法改性得到的表面的醫療·醫用管。
【發明的效果】
根據本發明，其為以硫化橡膠或者熱塑性樹脂作為改性對象的表面改性方法，包括：在上述改性對象的表面形成聚合引發點工序1，和以上述聚合引發點作為起點，在堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體進行自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長的工序2；或者，其為以硫化橡膠或者熱塑性樹脂作為改性對象的表面改性方法，包括在光聚合引發劑以及堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體進行自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長的工序I。由此，由于在改性對象表面固定有具有親水性高分子，因此不僅具有針對蛋白質或細胞的低吸附性，或者針對特定的蛋白質或細胞的選擇性吸附性，而且還能賦予對于反復使用的耐久性，能夠充分抑制該低粘著性或選擇性粘著性的劣化。因此，通過使用該方法在對象表面形成親水性聚合物鏈，能夠提供在以上性能上優異的醫療·醫用基質、過濾器、流路、管等表面改性體。
具體實施方式
本發明是以硫化橡膠或者熱塑性樹脂作為改性對象的表面改性方法，其包括：在上述改性對象的表面形成聚合引發點的工序1；以及，以上述聚合引發點作為起點，在堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體進行自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長的工序2。
本發明中，適宜在進行工序1或者工序I之前，進行向上述改性對象的表面照射160～300nm的光，將該表面親水化的工序。光聚合引發劑的在改性對象表面的吸附工序1之前，通過向改性對象的表面照射上述光，將表面親水化，溶解有光聚合引發劑的有機溶劑的親和性變得良好，結果，在工序1中，更多的光聚合引發劑能夠更均勻地吸附于上述改性對象表面。160～300nm的光照射可以通過以往公知的方法實施，例如可列舉低壓汞燈的照射、氙準分子燈、高壓汞燈等手法。其中，優選親水化效率高的低壓汞燈。
根據需要，可以在對改性對象表面實施上述親水化工序后，在工序1中，在硫化成形后的橡膠或成形后的熱塑性樹脂(改性對象)的表面形成聚合引發點。例如，上述工序1可以通過以下操作實施：通過使光聚合引發劑吸附于上述改性對象的表面形成聚合引發點；使光聚合引發劑吸附于上述改性對象的表面，進一步照射300～400nm的UV光，由該表面上的光聚合引發劑形成聚合引發點；等。
作為改性對象的熱塑性樹脂，可列舉聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷等。
作為改性對象的硫化橡膠，可列舉硅橡膠、氟橡膠、天然橡膠、脫蛋白天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠，含有數個百分點的異戊二烯單元作為不飽和度的丁基橡膠、鹵化丁基橡膠等。
另外，橡膠的硫化條件可以適當設定，橡膠的硫化溫度優選140℃以上，更優選170℃以上，進一步優選175℃以上。
作為光聚合引發劑，例如可列舉羰基化合物、四乙基秋蘭姆二硫醚等有機硫化合物、過硫化物、氧化還原系化合物、偶氮化合物、重氮化合物、鹵化物、光還原性色素等，其中，優選羰基化合物。
作為光聚合引發劑的羰基化合物，優選二苯甲酮及其衍生物(二苯甲酮系化合物)，例如能夠適當地使用下述式表示的二苯甲酮系化合物。
【化1】
(式中，R1～R5以及R1′～R5′相同或不同，表示氫原子、烷基、鹵素(氟、氯、溴、碘)、羥基、伯～叔氨基、巰基或者可以含有氧原子、氮原子、硫原子的烴基，相鄰的任意2個可以相互連接，與它們所鍵合的碳原子一同構成環結構。)
作為二苯甲酮系化合物的具體例子，可列舉二苯甲酮、呫噸酮、9-芴酮、2,4-二氯二苯甲酮、鄰苯甲酰苯甲酸甲酯、4,4'-雙(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基氨基)二苯甲酮等。其中，從能夠良好地得到聚合物刷的觀點考慮，特別優選二苯甲酮、呫噸酮、9-芴酮。
作為光聚合引發劑，從聚合速度快的觀點以及易于與橡膠等發生吸附和/或反應的觀點考慮，還可以適當地使用噻噸酮系化合物。例如，可以適當地使用下述式表示的化合物。
【化2】
(式中，R6～R9以及R6′～R9′相同或不同，表示氫原子、鹵素原子、烷基、環烷基、芳基、烯基、烷氧基或者芳氧基。)
作為上述式表示的噻噸酮系化合物，可列舉噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2，3-二乙基噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮、2，4-二氯噻噸酮、2-甲氧基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、2-環己基噻噸酮、4-環己基噻噸酮、2-乙烯基噻噸酮、2，4-二乙烯基噻噸酮、2，4-二苯硫基噻噸酮、2-丁烯基-4-苯硫基噻噸酮、2-甲氧基噻噸酮、2-對辛基氧基苯基-4-乙基噻噸酮等。其中，優選R6～R9以及R6′～R9′中的1～2個，特別是2個被烷基取代，更優選2,4-二乙基噻噸酮(2，4-Diethylthioxanthone)。
作為二苯甲酮系、噻噸酮系化合物等光聚合引發劑在改性對象表面上的吸附方法，例如對于二苯甲酮系、噻噸酮系化合物，通過用將二苯甲酮系、噻噸酮系化合物溶解于有機溶劑得到的溶液處理對象的待改性的表面部位使其吸附于表面，根據需要，通過干燥有機溶劑使其蒸發，從而形成聚合引發點。作為表面處理方法，只要能將該二苯甲酮系、噻噸酮系化合物溶液與改性對象的表面接觸即可，沒有特別限定，例如，適宜為該二苯甲酮系、噻噸酮系化合物溶液的涂布、噴涂，在該溶液中浸漬等。進一步地，僅需要對一部分表面進行表面改性時，僅在需要的一部分的表面吸附光聚合引發劑即可，這種情況下，例如，該溶液的涂布、該溶液的噴涂等是適宜的。作為上述溶劑，可以使用甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、THF等，但從不使改性對象膨潤的觀點，干燥、蒸發快的觀點考慮，優選丙酮。
此外，如上所述，也可以使光聚合引發劑吸附于改性對象的表面后，進一步照射300～400nm的UV光，由該表面上的光聚合引發劑形成聚合引發點，這種情況下的UV光照射可以采用公知的方法，例如，可以實施與后述的工序2的UV光照射相同的方法。
工序2中進行如下操作：將工序1中形成的上述聚合引發點作為起點，在堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體進行自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長。特別地，通過在堿金屬鹽的存在下進行工序1，將具有親水性的高分子充分固定于改性對象表面，結果是除優異的針對蛋白質或細胞的低吸附性、針對特定蛋白質或細胞的選擇性吸附性以外，還改善了對于反復使用的耐久性，能夠抑制該低粘著性或選擇性粘著性的劣化。
作為堿金屬鹽，可以使用鹵化堿金屬鹽、碳酸堿金屬鹽、碳酸氫堿金屬鹽、硝酸堿金屬鹽、硫酸堿金屬鹽、硫酸氫堿金屬鹽、磷酸堿金屬鹽、氫氧化堿金屬鹽(alkali metal hydroxides)、醋酸堿金屬鹽、檸檬酸堿金屬鹽、乳酸堿金屬鹽等。堿金屬鹽可列舉鋰、鈉、鉀、銣、銫的水溶性鹽。
具體地，可列舉氯化鈉、氯化鉀、氯化銫、溴化鈉、溴化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸鈉、磷酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉、醋酸鈉、醋酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、乳酸鈉、乳酸鉀等。堿金屬鹽可以單獨使用也可以2種以上并用。
其中，從低粘著性、選擇性粘著性或對于反復使用的耐久性的觀點考慮，優選鹵化堿金屬鹽，特別優選氯化鈉、氯化鉀。
作為親水性單體，可列舉包含可以轉變為親水性官能團的官能團的單體，例如，是酰胺基、硫酸基、磺酸基、羧酸基、羥基、氨基、酰胺基、氧乙烯基或作為其前體的官能團等所代表的具有親水性基團的單體。親水性單體可以單獨使用也可以2種以上并用。
作為上述親水性單體的具體例子，可列舉(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯基酸酯((甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯等)、(甲基)丙烯酸的堿金屬鹽、(甲基)丙烯酸的胺鹽，進一步地還可列舉分子內具有C-N鍵的單體等。作為分子內具有C-N鍵的單體，可列舉(甲基)丙烯酰胺；N-烷基取代(甲基)丙烯酰胺衍生物(N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N-環丙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基乙基(甲基)丙烯酰胺等)；N，N-二烷基取代(甲基)丙烯酰胺衍生物(N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-乙基甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二乙基(甲基)丙烯酰胺等)；羥基(甲基)丙烯酰胺；羥基(甲基)丙烯酰胺衍生物(N-羥乙基(甲基)丙烯酰胺等)；具有環狀基團的(甲基)丙烯酰胺衍生物((甲基)丙烯酰基嗎啉等)等。其中，優選(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸的堿金屬鹽、(甲基)丙烯酸的胺鹽、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、異丙基(甲基)丙烯酰胺、羥乙基(甲基)丙烯酰胺、甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基嗎啉，更優選(甲基)丙烯酰胺、丙烯酸-2-甲氧基乙酯，特別優選丙烯酸-2-甲氧基乙酯。
作為上述親水性單體，還可以適當地使用含堿金屬鹽的單體(分子內含有堿金屬的單體)、兩性離子性單體(含兩性離子性基團化合物：具有永久正電荷中心以及負電荷中心的化合物)、含鹵素單體(分子內含有鹵素的單體)等。這些可以單獨使用也可以2種以上并用。另外，例如，含有堿金屬以及鹵素的單體(既屬于含堿金屬單體，又屬于含鹵素單體)等，同時屬于含堿金屬鹽單體、兩性離子性單體、含鹵素單體的2種以上的情況下，其在各單體中均被包括。單體可以單獨使用也可以2種以上并用。
作為含堿金屬鹽單體，可列舉丙烯酸的堿金屬鹽(丙烯酸鈉、丙烯酸鉀等)；甲基丙烯酸的堿金屬鹽(甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鉀等)；衣康酸的堿金屬鹽(衣康酸鈉、衣康酸鉀等)；3-乙烯基丙酸的堿金屬鹽(3-乙烯基丙酸鈉、3-乙烯基丙酸鉀等)；乙烯基磺酸的堿金屬鹽(乙烯基磺酸鈉、乙烯基磺酸鉀等)；(甲基)丙烯酸-2-乙磺酸酯的堿金屬鹽((甲基)丙烯酸-2-乙磺酸酯鈉、(甲基)丙烯酸-2-乙磺酸酯鉀等)；(甲基)丙烯酸-3-磺酸丙酯的堿金屬鹽((甲基)丙烯酸3-磺酸丙酯鈉、(甲基)丙烯酸-3-磺酸丙酯鉀等)；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的堿金屬鹽(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀等)；苯乙烯磺酸的堿金屬鹽(苯乙烯磺酸鈉、苯乙烯磺酸鉀等)；等。其中，優選甲基丙烯酸-3-磺酸丙酯鉀。
作為兩性離子性單體，可列舉羧基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸甜菜堿等。此外，還可列舉下述式(1)所示的化合物，其中，適宜為下述式(2)所示的化合物。
【化3】
(式中，R11表示-H或者-CH3，X表示-O-、NH-或者N+-，m表示1以上的整數，Y表示兩性離子性基團或鹵素基團(Cl-、Br-、F-等)。)
式(1)中，R11優選-CH3，X優選-O-，m優選1～10的整數。Y表示的兩性離子性基團中，作為陽離子，可列舉四烷基銨等季銨；作為陰離子，可列舉羧酸、磺酸、磷酸鹽等。
【化4】
(式中，R11表示-H或者-CH3，p以及q表示1以上的整數，Y1以及Y2表示具有相反電荷的離子性官能團。)
式(2)中，p優選2以上的整數，更優選2～10的整數。q優選1～10的整數，更優選2～4的整數。此外，優選的R11與上述相同。Y1以及Y2與上述陽離子、陰離子相同。
作為上述兩性離子性單體的適當的代表例，可列舉下述式(2-1)～(2-4)表示的化合物。
【化5】
(式中，R11表示氫原子或甲基，p以及q表示1～10的整數。)
【化6】
(式中，R11表示氫原子或甲基，p以及q表示1～10的整數。)
【化7】
(式中，R11表示氫原子或甲基，R12表示碳原子數1～6的烴基，p以及q表示1～10的整數。)
【化8】
(式中，R11表示氫原子或者甲基，R13、R14以及R15相同或不同，表示碳原子數1或2的烴基，p以及q表示1～10的整數。)
作為上述式(2-1)表示的化合物，可列舉二甲基(3-磺基丙基)(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)銨甜菜堿等；作為式(2-2)表示的化合物，可列舉二甲基(2-羧基乙基)(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)銨甜菜堿等；作為式(2-3)表示的化合物，可列舉二甲基(3-甲氧基磷酸丙基)(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)銨甜菜堿等；作為式(2-4)表示的化合物，可列舉2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸膽堿等。此外，作為兩性離子性單體，還可列舉2-(甲基)丙烯酰氧基乙基羧酸甜菜堿、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磺基甜菜堿等。其中，從生物相容性高，即蛋白質吸附性低的觀點考慮，優選2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸膽堿。
含鹵素單體是分子內具有鹵素原子的親水性單體。含鹵素單體可以單獨使用也可以2種以上并用。
從低粘著性、選擇性粘著性或對于反復使用的耐久性的觀點考慮，作為適當的含鹵素單體，可列舉含氮單體(含鹵素-氮單體)，具體地，優選下述式(I)所示的化合物等。
【化9】
(式中，A表示氧原子或NH。B表示碳原子數1～4的亞烷基。R101表示氫原子或甲基。R102、R103以及R104相同或不同，表示碳原子數1～4的烷基。X-表示鹵素離子。)
A優選氧原子。作為B，可列舉亞甲基、亞乙基、亞丙基等直鏈、含支鏈的亞烷基，其中，優選亞甲基、亞乙基。作為R102～104，可列舉甲基、乙基、丙基等直鏈、含支鏈的烷基，其中，優選甲基、乙基。作為X(鹵素原子)，可列舉氟、氯、溴等，其中，優選氯。
作為式(I)所示的含氮單體，可示例2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨)、2-(丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨(2-(丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨)、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基乙基氯化銨(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基二甲基乙基氯化銨)、2-(丙烯酰氧基)乙基二甲基乙基氯化銨(2-(丙烯酰氧基)乙基二甲基乙基氯化銨)等。
作為工序2的親水性單體的自由基聚合的方法，例如，可以在吸附有二苯甲酮系、噻噸酮系化合物等的改性對象的表面涂布(噴涂)含有堿金屬鹽以及親水性單體的溶液，或者將該改性對象浸漬于含有堿金屬鹽以及親水性單體的溶液中，通過照射UV光分別進行自由基聚合(光自由基聚合)，對于該改性對象表面增長聚合物鏈。進一步地，可以在上述涂布后，用透明玻璃、PET、聚碳酸酯等覆蓋表面，通過在其上方照射紫外線等光分別進行自由基聚合(光自由基聚合)，對于改性對象表面，增長聚合物。
涂布(噴涂)溶劑、涂布(噴涂)方法、浸漬方法、照射條件等可以應用以往公知的材料以及方法。另外，作為自由基聚合性單體的溶液，可以使用水溶液，或者將其溶解于不使所使用的光聚合引發劑(二苯甲酮系、噻噸酮系化合物等)溶解的有機溶劑中得到的溶液。此外，作為含有自由基聚合性單體的溶液，可以使用含有4-甲基苯酚等公知的阻聚劑的溶液。
本發明中，通過涂布含有親水性單體的溶液后，或者浸漬在親水性單體或其溶液中后，進行光照射，從而進行親水性單體的自由基聚合，可以適當地使用主要具有紫外線發光波長的高壓汞燈、金屬鹵化物燈、LED燈等UV照射光源。照射光量可以考慮聚合時間或反應進行的均勻性進行適當設定。此外，為了防止反應容器內和反應筒內的氧氣等活性氣體引起的對聚合的抑制，優選在光照射時或光照射前，除去反應容器內、反應筒內和反應液中的氧氣。因此，可以適當地進行以下操作：在反應容器內、反應筒內和反應液中導入氮氣或氬氣等不活潑氣體將氧氣等活性氣體排出反應體系外，將反應體系內置換成不活潑氣體的氣氛等。進一步地，為了防止氧氣等對反應的抑制，還可以進行將UV照射光源設置于玻璃或塑料等反應容器與反應液或改性對象之間的空氣層(含氧量15％以上)無法進入的位置等的操作。
紫外線的波長是300～400nm。因此，可以在改性對象的表面良好地形成聚合物鏈。作為光源，可以使用高壓汞燈或具有365nm的中心波長的LED、具有375nm的中心波長的LED、具有385nm的中心波長的LED等。更優選照射355～390nm的LED光。特別是從效率方面考慮，優選具有與二苯甲酮的激發波長366nm相近的365nm的中心波長的LED等。波長不足300nm時，有改性對象的分子被切斷，受損傷的可能性，因此優選300nm以上的光，從改性對象的損傷極少的觀點考慮，進一步優選355nm以上的光。另一方面，超過400nm的光時，光聚合引發劑難以活化，難以進行聚合反應，因此優選400nm以下的光。另外，LED光由于具有波長窄、不發出中心波長以外的波長的特點而適宜使用，但即使是汞燈等，只要使用濾波器除去不足300nm的光，也能得到與LED光相同的效果。
本發明中，能夠將波長300～400nm的光照射時間縮短，形成生產性良好的聚合物鏈。例如，能夠將光照射時間控制在3～120分鐘，還能夠縮短至5～100分鐘、10～60分鐘內。
此外，本發明是以硫化橡膠或者熱塑性樹脂作為改性對象的表面改性方法，是包含在光聚合引發劑以及堿金屬鹽的存在下，照射300～400nm的UV光使親水性單體進行自由基聚合，使聚合物鏈在上述改性對象的表面增長的工序I的表面改性方法。具體地，通過除作為引發劑的光聚合引發劑以外，進一步地在堿金屬鹽的存在下，照射UV光使親水性單體進行自由基聚合，制造親水性聚合物鏈，從而能夠制造在改性對象的表面上固定有親水性聚合物層(親水性高分子)的表面改性體。作為工序I中使用的改性對象、光聚合引發劑、堿金屬鹽、親水性單體，可以使用與上述相同的材料。
另外，優選在進行工序I之前，進行上述的親水化工序。與上述相同，將表面親水化，溶解有光聚合引發劑的有機溶劑的親和性變好，其結果，在工序I中，更多的光聚合引發劑能夠更均勻地吸附于上述改性對象的表面。
例如，工序I可以通過以下方式實施：使光聚合引發劑、堿金屬鹽以及親水性單體與改性對象的表面接觸后，通過照射300～400nm的LED光，由該光聚合引發劑產生聚合引發點，同時以該聚合引發點為起點，在堿金屬鹽的存在下使單體進行自由基聚合，使聚合物鏈增長。
作為工序I的親水性單體的自由基聚合的方法，在改性對象的表面涂布(噴涂)含有二苯甲酮系化合物、噻噸酮系化合物等光聚合引發劑以及堿金屬鹽的含親水性單體溶液，或者，將改性對象浸漬于含有光聚合引發劑以及堿金屬鹽的含親水性單體溶液中，通過照射紫外線等光，能夠進行自由基聚合(光自由基聚合)，相對于該改性對象表面，使聚合物鏈增長。進一步地，還可以采取用上述透明的玻璃、PET、聚碳酸酯等覆蓋，從其上方照射紫外線等光的方法等。另外，涂布(噴涂)溶劑、涂布(噴涂)方法、浸漬方法、照射條件等，可以應用與上述相同的材料以及方法。此外，與上述相同，能夠將波長300～400nm的光照射時間縮短至3～120分鐘，5～100分鐘、10～60分鐘。
工序2、工序I中，可以使2種以上的單體同時自由基聚合。進一步地，可以在改性對象的表面使多條聚合物鏈增長。本發明的表面改性方法可以將聚合物鏈之間交聯。這種情況下，聚合物鏈之間可以形成離子交聯、具有氧原子的親水性基團引起的交聯、碘等鹵素基團引起的交聯。
通過對硫化橡膠或者熱塑性樹脂應用上述表面改性方法，能夠得到表面改性體。此外，通過對三維形狀的固體表面的至少一部分應用上述方法，能夠得到經改性的表面改性體。進一步地，作為該表面改性體的優選例，可列舉聚合物刷(高分子刷)。此處，聚合物刷是指通過使用表面引發聚合的接枝法能夠得到的接枝聚合物。此外，接枝鏈優選為配置在與改性對象的表面大致垂直的方向上的接枝鏈，其熵變小、接枝鏈的分子運動變低，從而能夠得到潤滑性。進一步地，作為刷密度，優選0.01鏈/nm2(0.01chains/nm2)以上的準稀以及濃密刷(semidilute or concentrated brushes)。
此外，通過對硫化橡膠或者熱塑性樹脂應用上述表面改性方法，能夠制造至少具有一部分經改性的表面的醫療·醫用基質、過濾器、流路、管等醫療用具。優選至少在醫療·醫用基質(從采集的血液以及體液提取特定的蛋白質或細胞(癌細胞等)，對其進行吸附基質等)、過濾器、流路、管等的醫療用具的表面與血液以及體液接觸的位置實施改性，也可以對表面整體實施。根據所期望的性能，通過適當地選擇親水性單體，能夠防止血液以及體液中的蛋白質或細胞與表面粘著、吸附，能夠選擇性地粘著、吸附癌細胞等，同時由于聚合物鏈被固定化，因此還能夠得到優異的耐久性。
【實施例】
以下，基于實施例具體地說明本發明，但本發明不僅僅限定于這些實施例。
(實施例1)
在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的改性對象表面涂布二苯甲酮的3wt％丙酮溶液，使二苯甲酮吸附，進行干燥。然后，照射具有365nm的波長的LED光(5mW/cm2)60分鐘。此時，旋轉改性對象，使其能夠全面地照射到光。
然后，在丙烯酰胺水溶液(1.25M)中添加氯化鈉，調整氯化鈉濃度為1.5M得到水溶液，在加入有所得水溶液的玻璃反應容器中浸漬改性對象，用橡膠加蓋，導入氬氣鼓泡120分鐘，除去氧氣。旋轉玻璃反應容器，同時照射具有365nm的波長的LED光30分鐘，進行自由基聚合，使聚合物鏈在PET表面增長，得到表面改性體(聚合物刷)。
(實施例2)
在PET的改性對象表面涂布二苯甲酮的3wt％丙酮溶液，使二苯甲酮吸附，進行干燥。
然后，在丙烯酰胺水溶液(1.25M)中添加氯化鈉，調整氯化鈉濃度為1.5M得到水溶液，在加入有得到的水溶液的玻璃反應容器內浸漬改性對象，用橡膠加蓋，導入氬氣鼓泡120分鐘，除去氧氣。旋轉玻璃反應容器，同時照射具有365nm的波長的LED光30分鐘，進行自由基聚合，使聚合物鏈在PET表面增長，得到表面改性體(聚合物刷)。
(實施例3)
使用溶解有0.015wt％二苯甲酮的水，添加丙烯酰胺水溶液調整其濃度為1.25M，添加氯化鈉調整其濃度為1.5M制備水溶液，在加入有該水溶液的玻璃反應器中浸漬PET的改性對象表面，用橡膠加蓋，導入氬氣鼓泡120分鐘，除去氧氣。旋轉玻璃反應容器，同時照射具有365nm的波長的LED光30分鐘，進行自由基聚合，使聚合物鏈在PET表面增長，得到表面改性體。
(實施例4)
除將氯化鈉1.5M改為氯化鉀0.75M，照射時間控制為60分鐘以外，與實施例1進行相同的操作，得到表面改性體(聚合物刷)。
(實施例5)
除將丙烯酰胺改為丙烯酸-2-甲氧基乙酯以外，與實施例2進行相同的操作，得到表面改性體。
(實施例6)
除將丙烯酰胺改為丙烯酸-2-甲氧基乙酯以外，與實施例3進行相同的操作，得到表面改性體。
(實施例7)
除將丙烯酰胺改為丙烯酸-2-甲氧基乙酯以外，與實施例4進行相同的操作，得到表面改性體。
(實施例8)
除將丙烯酰胺改為2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸膽堿以外，與實施例2進行相同的操作，得到表面改性體。
(實施例9)
除將丙烯酰胺改為2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨以外，與實施例2進行相同的操作，得到表面改性體。
(實施例10)
除將丙烯酰胺改為甲基丙烯酸-3-磺酸丙酯鉀以外，與實施例2進行相同的操作，得到表面改性體。
(實施例11)
在PET的改性對象表面涂布二苯甲酮的3wt％丙酮溶液，使二苯甲酮吸附，進行干燥。
然后，涂布通過在丙烯酸-2-甲氧基乙酯水溶液(1.25M)中添加氯化鈉調整氯化鈉濃度為1.5M得到的水溶液，在表面覆蓋玻璃。
接著，在玻璃上方照射具有365nm的波長的LED光30分鐘，進行自由基聚合，使聚合物鏈在PET表面增長，得到表面改性體(聚合物刷)。
(實施例12)
除使用PS(聚苯乙烯)代替PET以外，與實施例5進行相同的操作得到表面改性體。
(實施例13)
除使用丙烯酸樹脂代替PET以外，與實施例5進行相同的操作得到表面改性體。
(實施例14)
除在使二苯甲酮吸附于PET之前，照射5分鐘低壓汞燈(在185nm和254nm具有高強度的光譜)將表面親水化以外，與實施例5進行相同的操作得到表面改性體。
(實施例15)
除在使二苯甲酮吸附于PET之前，照射5分鐘低壓汞燈(在185nm和254nm具有高強度的光譜)將表面親水化以外，與實施例6進行相同的操作得到表面改性體。
(比較例1)
直接使用PET。
(比較例2)
在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的改性對象表面涂布二苯甲酮的3wt％丙酮溶液，使二苯甲酮吸附，進行干燥。然后，照射具有365nm的波長的LED光(5mW/cm2)60分鐘。此時，旋轉改性對象，使其能全面地照射到光。
然后，浸漬于加入有丙烯酰胺水溶液(1.25M)的玻璃反應容器內，用橡膠加蓋，導入氬氣鼓泡120分鐘，除去氧氣。旋轉玻璃反應容器，同時照射具有365nm的波長的LED光300分鐘，進行自由基聚合，使聚合物鏈在PET表面增長，得到表面改性體。
用以下方法評價實施例、比較例中制造的表面改性體。
(蛋白質吸附量)
將樣品(表面改性體)的表面與1mg/ml的牛血清白蛋白(BSA)溶液接觸，在37℃靜置3小時。用磷酸緩沖生理鹽水輕輕洗滌樣品表面，作為蛋白質吸附樣品。將全部質量的蛋白質吸附樣品放入50ml用的離心管，按照JIS T9010：1999“有關于橡膠制品的生物學安全性的試驗方法”的3.6項水溶性蛋白質中記載的方法，提取樣品表面吸附的蛋白質。在得到的蛋白質中精確地加入0.1mol/l氫氧化鈉水溶液0.5ml進行溶解，制成樣品溶液。此外，將沒有加入樣品進行相同操作的試驗作為操作對照組。
精確量取樣品溶液以及標準溶液(BSA溶液(5～100μg/ml))0.2ml，通過Lowry法將蛋白質量進行定量。根據標準溶液的BSA濃度(μg/ml)和吸光度制成標準曲線，使用該標準曲線算出每1ml試樣溶液的蛋白質濃度(μg/ml)，將該數值換算成表面改性體的單位面積的值。
(耐久后的蛋白質吸附量)
進行蛋白質吸附試驗，然后，將表面浸漬于70℃的熱水中洗滌，使蛋白質掉落。將該吸附、洗滌重復10次后，再次進行蛋白質吸附試驗，算出耐久后的蛋白質吸附量以及相比初期吸附量的增加率。
【表1】
【表2】
根據表1～2的結果可知，實施例的表面改性體，蛋白質的吸附量少，反復的吸附、洗滌所引起的蛋白質吸附量的增加率也低。另一方面，PET表面本身的比較例1的起初的吸附量多，反復吸附、洗滌引起的蛋白質吸附量的增加率也高。另外，由于在細胞是吸附有蛋白質的基礎上產生粘著、吸附，若是蛋白質吸附量少，那么也難以引起與細胞的粘著、吸附。此外，根據比較例2與實施例1的比較可知，添加堿金屬鹽時，即使照射時間大幅縮短，也能得到同等以上的性能，非常經濟。
因此明確可知，在堿金屬鹽的存在下，使用丙烯酰胺、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸膽堿等親水性單體，在醫療·醫用基質、過濾器、流路、管等醫療用具的表面形成聚合物鏈，從而能夠降低蛋白質吸附性和細胞吸附性，同時還能賦予對于反復使用引起的耐久性。
此外，實施例5～7中增長的丙烯酸-2-甲氧基乙酯的聚合物是在血液中不吸附血小板或白血球或紅血球，選擇性地僅吸附癌細胞的材料，例如，能夠期待其在含有癌細胞的血液中選擇性地僅粘著、吸附癌細胞。