CN114269400B - 医疗器械及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供发挥优异润滑性的医疗器械。医疗器械具有:基材层;粘接层,其形成于上述基材层的至少一部分且包含亲水性共聚物(1),亲水性共聚物(1)包含来自聚合性单体(A)的结构单元、来自聚合性单体(B)的结构单元和来自聚合性单体(C)的结构单元,聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构,聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(‑SO3H)、硫酸基(‑OSO3H)及亚硫酸基(‑OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,聚合性单体(C)具有光反应性基团;和表面润滑层,其形成于上述粘接层的至少一部分且包含亲水性共聚物(2)以及来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物,亲水性共聚物(2)包含来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,聚合性单体(A’)具有磺基三甲铵乙内酯结构,聚合性单体(B’)具有选自由磺酸基(‑SO3H)、硫酸基(‑OSO3H)及亚硫酸基(‑OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,聚合性单体(C’)具有光反应性基团。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械及其制造方法。特别地,本发明涉及具有发挥出优异的润滑性的表面润滑层的医疗器械及其制造方法。
背景技术
近年来,就导管而言,通过将其外径细径化而提高向血管的末梢部的插入性,从而可用于各种病变部的诊断、治疗。因此,在利用导管进行的诊断或治疗中,导管与生物体管腔内表面之间的间隙变得极小,有时在导管表面产生高的摩擦阻力。因此,就导管而言,要求对导管表面赋予润滑性及耐久性(润滑维持性)的涂层。
例如,国际公开第2018/038063号(相当于US 2019/0185776 A1)中公开了在表面润滑层中使用包含下述结构单元的亲水性共聚物:来自具有磺基三甲铵乙内酯结构的聚合性单体(A)的结构单元、来自具有磺酸基等基团的聚合性单体(B)的结构单元、和来自具有光反应性基团的聚合性单体(C)的结构单元。
发明内容
国际公开第2018/038063号(相当于US 2019/0185776 A1)中公开的表面润滑层确实发挥出优异的润滑性及耐久性(润滑维持性)。另一方面,在生物体内,使医疗器械接近屈曲性更高、更狭窄的病变部位的医疗手术正在推广,且对用于使医疗器械到达病变部位的操作性的要求近年来越来越高。因此,为了即使在更狭窄的病变部位也能够良好地操作医疗器械,要求进一步提高润滑性的技术。
因此,本发明的目的在于提供能够提高润滑性的手段。
本申请的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究。结果发现,通过在基材层上设置包含具有特定结构单元的亲水性共聚物的粘接层、以及包含具有特定的结构单元的亲水性共聚物和来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的表面润滑层,可以解决上述课题,从而完成了本发明。
即,上述目的可以利用下述医疗器械达成,所述医疗器械具有:基材层;粘接层,其形成于上述基材层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(1),所述亲水性共聚物(1)包含来自聚合性单体(A)的结构单元、来自聚合性单体(B)的结构单元和来自聚合性单体(C)的结构单元,所述聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,所述聚合性单体(C)具有光反应性基团;和,表面润滑层,其形成于上述粘接层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(2)以及来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物,所述亲水性共聚物(2)包含来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,所述聚合性单体(A’)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B’)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,所述聚合性单体(C’)具有光反应性基团。
附图说明
[图1]是示意性地表示本发明涉及的医疗器械的代表性实施方式的表面的层叠构成的部分截面图。
[图2]是示意性地表示作为图1的实施方式的应用例的、表面的层叠构成不同的构成例的部分截面图。
[图3]是实施例及比较例中使用的润滑性及耐久性试验装置(摩擦测定机)的示意图。
[图4]是示出实施例1及比较例1中的润滑性及耐久性试验结果的图。
具体实施方式
以下,针对本具体实施方式详细地进行说明。需要说明的是,本发明并不仅限定于以下的实施方式。另外,在本说明书中,表示范围的“X~Y”包括X及Y,是指“X以上Y以下”。在本说明书中,“X及/或Y”是指包括X及Y中的至少一者,包括“X单独”、“Y单独”及“X及Y的组合”。另外,只要没有特别说明,操作及物性等的测定在室温(20~25℃)/相对湿度为40~60%RH的条件下测定。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸-”这一术语包括丙烯酸-及甲基丙烯酸类这两者。因此,例如,“(甲基)丙烯酸”这一术语包括丙烯酸及甲基丙烯酸这两者。同样地,“(甲基)丙烯酰-”这一术语包括丙烯酰-及甲基丙烯酰-这两者。因此,例如,“(甲基)丙烯酰基”这一术语包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两者。
另外,本说明书中所谓“取代”,只要没有特别定义,则是指被下述基团取代:C1~C30烷基、C2~C30链烯基、C2~C30炔基、C1~C30烷氧基、烷氧基羰基(-COOR,R为C1~C30烷基)、卤素原子(F、Cl、Br或I原子)、C6~C30芳基、C6~C30芳氧基、氨基、C1~C30烷基氨基、氰基、硝基、硫醇基、C1~C30烷基硫基或羟基。需要说明的是,某个基团被取代时,不包括取代后的结构又被包含于取代前的定义中这样的取代方式。例如,取代基为烷基时,作为取代基的该烷基不被烷基进一步取代。
本说明书中,将“具有磺基三甲铵乙内酯结构的聚合性单体(A)”也简称为“聚合性单体(A)”或“本发明涉及的聚合性单体(A)”。同样地,将“具有磺基三甲铵乙内酯结构的来自聚合性单体(A)的结构单元”也简称为“结构单元(A)”或“本发明涉及的结构单元(A)”。同样地,本说明书中,将“具有磺基三甲铵乙内酯结构的聚合性单体(A’)”也简称为“聚合性单体(A’)”或“本发明涉及的聚合性单体(A’)”。同样地,将“具有磺基三甲铵乙内酯结构的来自聚合性单体(A’)的结构单元”也简称为“结构单元(A’)”或“本发明涉及的结构单元(A’)”。
本说明书中,将“具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团的聚合性单体(B)”也简称为“聚合性单体(B)”或“本发明涉及的聚合性单体(B)”。同样地,将“来自具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团的聚合性单体(B)的结构单元”也简称为“结构单元(B)”或“本发明涉及的结构单元(B)”。同样地,本说明书中,将“具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团的聚合性单体(B’)”也简称为“聚合性单体(B’)”或“本发明涉及的聚合性单体(B’)”。同样地,将“来自具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团的聚合性单体(B’)的结构单元”也简称为“结构单元(B’)”或“本发明涉及的结构单元(B’)”。
本说明书中,将“具有光反应性基团的聚合性单体(C)”也简称为“聚合性单体(C)”或“本发明涉及的聚合性单体(C)”。同样地,将“来自具有光反应性基团的聚合性单体(C)的结构单元”也简称为“结构单元(C)”或“本发明涉及的结构单元(C)”。同样地,本说明书中,将“具有光反应性基团的聚合性单体(C’)”也简称为“聚合性单体(C’)”或“本发明涉及的聚合性单体(C’)”。同样地,将“具有光反应性基团的来自聚合性单体(C’)的结构单元”也简称为“结构单元(C’)”或“本发明涉及的结构单元(C’)”。
本说明书中,将“包含结构单元(A)、结构单元(B)和结构单元(C)的亲水性共聚物(1)”也简称为“亲水性共聚物(1)”或“本发明涉及的亲水性共聚物(1)”。同样地,本说明书中,将“包含结构单元(A’)、结构单元(B’)和结构单元(C’)的亲水性共聚物(2)”也简称为“亲水性共聚物(2)”或“本发明涉及的亲水性共聚物(2)”。
本说明书中,将“聚合性单体”也简称为“单体”。
本说明书中,将“来自丙烯酰胺的结构单元”也简称为“丙烯酰胺结构单元”。另外,将“包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物”也简称为“丙烯酰胺系聚合物”。
本说明书中,在某个结构单元被表述为“来自”某个单体的情况下,是指该结构单元是通过与该结构单元对应的单体中存在的聚合性不饱和双键(C=C)成为单键(-C-C-)而由此生成的2价结构单元。
本发明的第一方式中提供医疗器械,所述医疗器械具有:基材层;粘接层,其形成于上述基材层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(1),所述亲水性共聚物(1)包含来自聚合性单体(A)的结构单元、来自聚合性单体(B)的结构单元和来自聚合性单体(C)的结构单元,所述聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,所述聚合性单体(C)具有光反应性基团;和,表面润滑层,其形成于上述粘接层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(2)以及来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物,所述亲水性共聚物(2)包含来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,所述聚合性单体(A’)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B’)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,所述聚合性单体(C’)具有光反应性基团。具有上述构成的医疗器械可以发挥出优异的润滑性。
近年来,随着医疗器械的小型化·细径化,在生物体内,使医疗器械接近屈曲性更高、更狭窄的病变部位的医疗手术正在不断推广。要求即使对于这种医疗器械与生物体管腔内表面的间隙小的部位也可保持良好的操作性的设备。本申请的发明人为了满足这样的要求而进行了深入研究。结果发现,通过将上述国际公开第2018/038063号(相当于US2019/0185776 A1)中记载的表面润滑层作为粘接层,在该粘接层上设置包含亲水性共聚物及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的表面润滑层,即使在高负荷条件下(即,即使在医疗器械与生物体管腔内表面的间隙小的部位),也能够发挥高润滑性。虽然实现上述效果的机理还不清楚,但可推测出以下机理。需要说明的是,下述机理是推测的,本发明并不通过下述推测而限定。详细而言,根据本发明,表面润滑层包含亲水性共聚物(亲水性共聚物(2))及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物。这里,表面润滑层中所含的亲水性共聚物(亲水性共聚物(2))在湿润时(例如,与体液、生理盐水等水性液体接触时)发挥出润滑性。另外,包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物具有保水作用(作为保水材料发挥作用)。上述表面润滑层除了保水材料本身的吸水效果之外,还由于保水材料的存在而使交联密度适度低。因此,水性液体易于进入表面润滑层中(亲水性共聚物(2)与水性液体接触而容易发挥润滑性(表面凝胶水合润滑))。另外,本发明的表面润滑层在高负荷条件下,通过表面润滑层所保持的水性液体而能够在医疗器械表面维持充分的水合层。因此,认为亲水性共聚物(2)即使在高负荷条件下也能够发挥出充分的润滑性。
另外,粘接层中的亲水性共聚物(1)及表面润滑层中的亲水性共聚物(2)具有光反应性基团。对粘接层、表面润滑层照射活性能量射线时,光反应性基团生成反应活性种,粘接层中的亲水性共聚物(1)与基材层(树脂)反应,而在基材层与粘接层之间形成共价键。另外,通过这样的反应活性种的生成,粘接层中的亲水性共聚物(1)与表面润滑层中的亲水性共聚物(2)、包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物反应,而在粘接层与表面润滑层之间也形成共价键。因此,本发明通过在基材层和表面润滑层之间设置粘接层,能够将表面润滑层经由粘接层而牢固地固定在基材层上。因此,本发明的医疗器械能够更长期地维持初始的润滑性,进一步提高耐久性(润滑维持性)。
因此,本发明的医疗器械即使在医疗器械与生物体管腔内表面之间的间隙更小的(高负荷)条件下,也能够发挥出优异的润滑性。另外,本发明的医疗器械能够发挥出优异的耐久性(润滑维持性)。
以下,参照所附的附图,对本发明涉及的医疗器械的优选实施方式进行说明。
图1为示意性地表示本发明涉及的医疗器械(以下,也简称为“医疗器械”)的代表性实施方式的表面的层叠结构的部分截面图。图2为示意性地表示作为本实施方式的应用例的、表面的层叠结构的不同的构成例的部分截面图。需要说明的是,图1及图2中,分别地,1表示基材层,1a表示基材层芯部,1b表示基材表面层,2表示粘接层,3表示表面润滑层,10表示医疗器械。
如图1及图2所示,本实施方式的医疗器械10中,具备:基材层1;粘接层2,其包含以覆盖基材层1的表面的至少一部分的方式固定化(配置)(在图中,示出固定化(配置)于附图内的基材层1表面的整体(整面)的例子)的亲水性共聚物(1);和,表面润滑层3,其包含以覆盖粘接层2的表面的至少一部分的方式固定化(配置)(在图中,示出固定化(配置)于附图内的粘接层2表面的整体(整面)的例子)的亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物。粘接层2介由亲水性共聚物(1)的光反应性基团,而与基材层1以及表面润滑层3中的亲水性共聚物(2)、包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物结合。
以下,针对本实施方式的医疗器械的各构成进行说明。
本发明涉及医疗器械,其具有:基材层;粘接层,其形成于上述基材层的至少一部分且包含亲水性共聚物(1),所述亲水性共聚物(1)包含来自聚合性单体(A)的结构单元、来自聚合性单体(B)的结构单元和来自聚合性单体(C)的结构单元,所述聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,所述聚合性单体(C)具有光反应性基团;和,表面润滑层,其形成于上述粘接层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(2)以及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物,所述亲水性共聚物(2)包含来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,所述聚合性单体(A’)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B’)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种的基团,所述聚合性单体(C’)具有光反应性基团。
[基材层(基材)]
作为本方式中使用的基材层,可以由任意材料构成,只要能够与后述的亲水性共聚物(1)中包含的光反应性基团反应而形成化学键即可。具体而言,构成(形成)基材层1的材料可举出金属材料、高分子材料、陶瓷等。其中,对于基材层1而言,可以如图1所示那样,基材层1整体(全部)由上述任意材料构成(形成),或者也可以如图2所示那样具有下述结构:利用适当的方法,在由上述任意材料构成(形成)的基材层芯部1a的表面被覆(涂覆)其他的上述任意材料,构成(形成)基材表面层1b。作为后一情况的例子,可举出:利用适当的方法(镀覆、金属蒸镀、溅射等以往已知的方法),在由树脂材料等形成的基材层芯部1a的表面被覆(coating)金属材料,形成基材表面层1b而得到的结构;利用适当的方法(浸渍(浸入(dipping))、喷雾(喷射(spray))、涂布或印刷等以往已知的方法),在由金属材料、陶瓷材料等硬的增强材料形成的基材层芯部1a的表面被覆(涂覆)比金属材料等增强材料柔软的高分子材料,或者将基材层芯部1a的增强材料与基材表面层1b的高分子材料复合化(适当的反应处理),形成基材表面层1b而得到的结构;等等。因此,基材层芯部1a可以是将多层不同材料层叠而成的多层结构体,或者可以是将由不同材料形成医疗器械的各部分而得到的构件进行接合而成的结构(复合体)等。另外,也可以在基材层芯部1a与基材表面层1b之间进一步形成其他中间层(未图示)。此外,关于基材表面层1b,也可以是将多层不同材料层叠而成的多层结构体,或者可以是将由不同材料形成医疗器械的各部分而得到的构件进行接合而成的结构(复合体)等。
构成(形成)上述基材层1的材料中,作为金属材料,没有特别限定,可使用在导管、支架、导丝等医疗器械中通常使用的金属材料。具体而言,可举出SUS304、SUS316、SUS316L、SUS420J2、SUS630等各种不锈钢(SUS)、金、铂、银、铜、镍、钴、钛、铁、铝、锡或镍-钛(Ni-Ti)合金、镍-钴(Ni-Co)合金、钴-铬(Co-Cr)合金、锌-钨(Zn-W)合金等各种合金。这些可以单独使用一种,也可以并用两种以上。上述金属材料中,适当选择对于作为使用用途的导管、支架、导丝等的基材层而言最合适的金属材料即可。
另外,构成(形成)上述基材层1的材料中,作为高分子材料,没有特别限定,可以使用在导管、支架、导丝等医疗器械中通常使用的高分子材料。具体而言,可举出聚酰胺树脂、直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、改性聚乙烯等聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚苯乙烯等苯乙烯树脂、环状聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂(烯丙基树脂)、聚碳酸酯树脂、氟树脂、氨基树脂(脲树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂)、丙烯酸树脂、聚缩醛树脂、乙酸乙烯酯树脂、酚醛树脂、氯乙烯树脂、有机硅树脂(硅树脂)、聚醚醚酮(PEEK)等聚醚树脂、聚酰亚胺树脂等,从与后述粘接层的粘接性的观点考虑,优选高密度聚乙烯(HDPE)、改性聚乙烯等聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)等聚醚树脂、聚酰胺树脂。这些可以单独使用一种,也可以并用两种以上。上述高分子材料中,适当选择对于作为使用用途的导管、支架、导丝等的基材层而言最合适的高分子材料即可。
另外,上述基材层的形状没有特别限定,可根据使用方式而适当选择片状、线状(wire)、管状等。
[粘接层(亲水性共聚物(1))]
粘接层形成于基材层的至少一部分且包含亲水性共聚物(1),所述亲水性共聚物(1)包含来自聚合性单体(A)的结构单元(结构单元(A))、来自聚合性单体(B)的结构单元(结构单元(B))和来自聚合性单体(C)的结构单元(结构单元(C)),所述聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团,所述聚合性单体(C)具有光反应性基团。这里,粘接层不必形成于基材层表面整体。例如,粘接层只要形成在与体液接触的基材层表面部分(一部分)即可。
本发明涉及的粘接层中所含的亲水性共聚物(1)具有来自聚合性单体(A)(以下也称为“单体A”)的结构单元(结构单元(A))、来自聚合性单体(B)(以下也称为“单体B”)的结构单元(结构单元(B))和来自聚合性单体(C)(以下也称为“单体C”)的结构单元(结构单元(C)),所述单体A具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述单体B具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团,所述单体C具有光反应性基团。该亲水性共聚物(1)(因此,粘接层)可以发挥出充分的润滑性及耐久性(润滑维持性)。另外,该亲水性共聚物(1)与基材层及后述的表面润滑层内的亲水性共聚物(2)、作为保水材料的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物具有良好的结合性(粘接性)。关于可实现上述效果的机理尚不完全明确,但推测为以下的机理。来自单体C的结构单元中所含的光反应性基团由活性能量射线的照射而生成反应活性种,并与基材层表面及后述的表面润滑层内的亲水性共聚物(2)、包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物进行反应而形成化学键。因此,本发明涉及的包含亲水性共聚物(1)的粘接层可牢固地固定化于基材层上,并将表面润滑层牢固地固定化,因而耐久性(润滑维持性)优异。需要说明的是,上述机理为推测,本发明并不受上述推测限定。
本发明中,只要不对本发明的作用效果造成影响,则粘接层与基材层之间也可以具有其他层,但优选粘接层直接位于基材层上。
另外,粘接层的厚度没有特别限制。从与基材层的粘接性、与表面润滑层的粘接性、润滑性等观点考虑,粘接层的厚度(干燥膜厚)优选0.1~100μm,更优选0.2~50μm。
以下,针对构成本发明涉及的粘接层中所含的亲水性共聚物(1)的各聚合性单体进行说明。
(聚合性单体(A))
亲水性共聚物(1)具有来自聚合性单体(A)的结构单元(结构单元(A)),所述聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构。这里,构成亲水性共聚物(1)的结构单元(A)可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,结构单元(A)可以仅由单独1种的结构单元(A)构成,或者也可以由2种以上的结构单元(A)构成。需要说明的是,多个结构单元(A)可以以嵌段状存在,也可以以无规状存在。
聚合性单体(A)(单体A)为具有磺基三甲铵乙内酯结构的聚合性单体。就来自单体A的结构单元中所含的磺基三甲铵乙内酯结构而言,润滑性赋予效果优异。因此认为,具有来自单体A的结构单元的亲水性共聚物(1)的润滑性优异。另外,单体A的均聚物虽然可溶于NaCl水溶液,但不溶或难溶于水、低级醇。因此,表明了磺基三甲铵乙内酯结构的静电相互作用强。因此,在包含本发明涉及的亲水性共聚物(1)的粘接层的内部,强聚集力起作用。由此,认为粘接层具有高强度(耐久性优异)。需要说明的是,上述为推测,本发明不受上述推测限定。
其中,“磺基三甲铵乙内酯结构”是指,正电荷和包含硫元素的负电荷存在于不相邻的位置,具有正电荷的原子上未键合可解离的氢原子,且电荷的总和为零的结构。
作为单体A的例子,没有特别限定,可举出以下的通式所表示的化合物。
[化学式1]
上述通式中,Ra及Rd可以各自独立地为可被取代的碳原子数为1~30的亚烷基或可被取代的碳原子数6~30的亚芳基。Rb及Rc各自独立地为可被取代的碳原子数为1~30的烷基或可被取代的碳原子数6~30的芳基。Y可以为丙烯酰基(CH2=CH-C(=O)-)、甲基丙烯酰基(CH2=C(CH3)-C(=O)-)、乙烯基(CH2=CH-)等具有烯键式不饱和基团的基团。其中,上述通式中,正电荷及负电荷的总和为零。
作为碳原子数为1~30的亚烷基的例子,可举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、亚仲丁基、亚叔丁基、亚戊基等。
作为碳原子数为6~30的亚芳基的例子,可举出亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚芘基、亚苝基、亚芴基、亚联苯基等。
作为碳原子数为1~30的烷基的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基等。
作为碳原子数为6~30的芳基的例子,可举出苯基、联苯基、三联苯基、戊搭烯基、茚基、萘基、薁基(azulenyl)、庚搭烯基、二亚苯基(biphenylenyl)等。
其中,从进一步提高润滑性及耐久性(润滑维持性)的观点考虑,单体A优选为下述式(1)表示的化合物。即,在本发明的优选方式的情况下,聚合性单体(A)由下述式(1)表示。
[化学式2]
上述式(1)中,R11为氢原子或甲基。另外,Z1为氧原子(-O-)或-NH-,优选为氧原子(-O-)。
另外,从进一步提高润滑性及耐久性(润滑维持性)的观点考虑,上述式(1)中,R12及R15各自独立地为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,优选为碳原子数为1~12的直链或支链的亚烷基,更优选为碳原子数为1~8的直链或支链的亚烷基,进一步更优选为碳原子数为1~6的直链或支链的亚烷基,进一步优选为碳原子数为1~4的直链的亚烷基(亚甲基、亚乙基、三亚甲基或四亚甲基),特别优选为碳原子数为1~3的直链的亚烷基(亚甲基、亚乙基或三亚甲基)。另外,从进一步提高润滑性及耐久性(润滑维持性)的观点考虑,R12及R15的组合优选为R12为亚乙基且R15为三亚甲基;或,R12为三亚甲基且R15为四亚甲基。
从进一步提高润滑性及耐久性(润滑维持性)的观点考虑,上述式(1)中,R13及R14各自独立地为碳原子数为1~20的直链或支链的烷基,优选为碳原子数为1~12的直链或支链的烷基,更优选为碳原子数为1~8的直链或支链的烷基,进一步更优选为碳原子数为1~4的直链或支链的烷基,特别优选为甲基。
作为上述式(1)表示的化合物的例子,可举出:{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵、{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二甲基-(2-磺基乙基)氢氧化铵、{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二甲基-(2-磺基丁基)氢氧化铵、{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二乙基-(2-磺基乙基)氢氧化铵、{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二乙基-(3-磺基丙基)氢氧化铵、{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二乙基-(2-磺基丁基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氧基]丙基}二甲基-(2-磺基乙基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氧基]丙基}二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氨基)丙基}二甲基(3-磺基丁基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氧基]丙基}二乙基-(2-磺基乙基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氧基]丙基}二乙基-(3-磺基丙基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氧基]丙基}二乙基-(3-磺基丁基)氢氧化铵等。这些之中,优选{2-[(甲基)丙烯酰氧基]乙基}二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵、{3-[(甲基)丙烯酰氧基)丙基]二甲基(3-磺基丁基)氢氧化铵,更优选{2-[甲基丙烯酰氧基]乙基}二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵(MSPB)、[3-(甲基丙烯酰基氨基)丙基]二甲基(3-磺基丁基)氢氧化铵(MSBB),进一步优选{2-[甲基丙烯酰氧基]乙基}二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵(MSPB)。上述化合物可以单独使用,也可以并用2种以上。
单体A可以使用合成品或市售品中的任意。作为市售品,可以从Sigma-Aldrich公司、FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation等获得。另外,进行合成的情况下,可以参见A.Laschewsky,polymers,6,1544-1601(2014)等。
另外,单体A不限于由上述通式表示的化合物,只要是具有正电荷存在于末端的形态的化合物即可。
该亲水性共聚物(1)中,来自全部单体的结构单元的合计设为100摩尔%时,来自单体A的结构单元的含量优选为0.1~99摩尔%,更优选为1~99摩尔%,进一步更优选为5~99摩尔%,特别优选为10~99摩尔%。若为上述范围,则润滑性与溶剂溶解性的均衡性变得良好。需要说明的是,在结构单元(A)由2种以上的结构单元(A)构成的情况下,上述结构单元(A)的组成是结构单元(A)的合计相对于来自全部单体的结构单元的合计(100摩尔%)而言的比例(摩尔比(摩尔%))。另外,该摩尔%与制造聚合物时的、单体A的装料量相对于(摩尔)相对于全部单体的合计装料量(摩尔)的比例实质上是同等的。
(聚合性单体(B))
亲水性共聚物(1)具有来自聚合性单体(B)的结构单元(结构单元(B)),所述聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团。其中,构成亲水性共聚物(1)的结构单元(B)可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,结构单元(B)可以仅由单独1种的结构单元(B)构成,或者也可以由2种以上的结构单元(B)构成。需要说明的是,多个结构单元(B)可以以嵌段状存在,可以以无规状存在。
聚合性单体B(单体B)为具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种基团的聚合性单体。通过导入这样的基团,从而在水系溶剂中阴离子化,在亲水性共聚物间产生静电排斥。结果,在亲水性共聚物间的磺基三甲铵乙内酯结构彼此的静电相互作用及光反应性基团彼此的疏水性相互作用降低。因此,该共聚物的溶剂溶解性(特别是在水、低级醇、或水和低级醇的混合溶剂中的溶解性)提高。该提高效果在单体C的光反应性基团为二苯甲酮基的情况下尤其显著。认为二苯甲酮基具有多个芳香环,因此通过π-π相互作用而容易缔合,由此包含二苯甲酮基的聚合物容易聚集而不溶化。因此,通过导入来自单体B的结构单元,从而如上所述产生静电排斥,二苯甲酮基彼此的缔合得以被抑制,因此聚合物的溶解性或分散性飞跃性地提高。需要说明的是,上述机理为推测,本发明并不受上述推测的限定。或者,在单体C包含酯基的情况下,也可良好地获得上述的提高效果。另外,单体B除具有上述基团以外,优选还具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和基团。
其中,从进一步提高溶剂溶解性的观点考虑,单体B优选为下述式(2)、(3)或(4)表示的化合物,更优选为下述式(2)表示的化合物。即,在本发明的优选方式的情况下,聚合性单体(B)由下述式(2)、(3)或(4)表示。在本发明的更优选方式的情况下,聚合性单体(B)由下述式(2)表示。
[化学式3]
上述式(2)中,R21为氢原子或甲基。另外,Z2为氧原子(-O-)或-NH-,优选为-NH-。
上述式(2)中,从进一步提高溶剂溶解性的观点考虑,R22为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,优选为碳原子数为1~12的直链或支链的亚烷基,更优选为碳原子数为1~8的直链或支链的亚烷基,进一步更优选为碳原子数为1~6的直链或支链的亚烷基,特别优选为碳原子数3~5的支链的亚烷基。碳原子数为3~5的支链的亚烷基为-CH(CH3)-CH2-、-C(CH3)2-CH2-、-CH(CH3)-CH(CH3)-、-C(CH3)2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH(CH3)-CH2-、-CH(CH3)-CH2-CH(CH3)-、-CH2-C(CH3)2-CH2-、-C(CH3)2-CH(CH3)-等表示的基团(其中,上述式(2)中的上述基团的连结顺序没有特别限定)、其中,特别优选-C(CH3)2-CH2-表示的基团。
上述式(2)中,X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团,从酸的解离度(即阴离子化的容易度)及共聚物的溶剂溶解性的观点考虑,优选为选自由磺酸基及硫酸基以及它们的盐的基团组成的组中的基团,从单体的获得容易度这样的方面考虑,更优选为磺酸基或其盐的基团。其中,盐没有特别限定,例如,上述基团的碱金属盐(钠盐、钾盐等)。
作为上述式(2)表示的化合物的例子,可举出:2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸、1-[(甲基)丙烯酰氧基甲基]-1-丙磺酸、2-[(甲基)丙烯酰氧基]-2-丙磺酸、3-[(甲基)丙烯酰氧基]-1-甲基-1-丙磺酸、(甲基)丙烯酸2-磺基乙酯、(甲基)丙烯酸3-磺基丙酯及它们的盐(优选钠盐、钾盐)等。这些之中,优选为2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸或其盐(特别是碱金属盐),更优选为2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸或其盐(特别是钠盐)。这些化合物可以单独使用,也可以并用2种以上。
上述式(2)表示的化合物可以使用合成品或市售品中的任意,作为市售品,可以从东京化成工业株式会社、Sigma-Aldrich公司等获得。
[化学式4]
上述式(3)中,R31为氢原子或甲基。
上述式(3)中、R32为单键或碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,优选为单键或碳原子数为1~12的直链或支链的亚烷基,更优选为单键或碳原子数为1~8的直链或支链的亚烷基,进一步更优选为单键或碳原子数为1~4的直链或支链的亚烷基,特别优选为单键。其中,亚烷基的具体示例与上述式(2)同样,因此这里省略说明。
上述式(3)中,X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团,从酸的解离度(即阴离子化的容易度)及共聚物的溶剂溶解性的观点考虑,优选为选自由磺酸基及硫酸基以及它们的盐的基团组成的组中的基团,从单体的获得容易度这样的方面考虑,更优选为磺酸基或其盐的基团。
作为上述式(3)表示的化合物的例子,可举出乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸、2-丙烯-1-磺酸、2-甲基-2-丙烯-1-磺酸、及它们的盐等。这些化合物可以单独使用,也可以并用两种以上。
上述式(3)表示的化合物可以使用合成品或市售品中的任意,作为市售品,可以从Asahi Kasei Finechem株式会社、东京化成工业株式会社(例如,2-甲基-2-丙烯-1-磺酸钠盐)等获得。
[化学式5]
上述式(4)中,R41为氢原子或甲基。
上述式(4)中,R42为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,优选为碳原子数为1~12的直链或支链的亚烷基,更优选为碳原子数为1~8的直链或支链的亚烷基,进一步更优选为碳原子数为1~6的直链或支链的亚烷基。其中,亚烷基的具体示例与上述式(2)同样,因此这里省略说明。
上述式(4)中,X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团,从酸的解离度(即阴离子化的容易度)及共聚物的溶剂溶解性的观点考虑,优选为选自由磺酸基及硫酸基以及它们的盐的基团组成的组中的基团,从单体的获得容易度这样的方面考虑,更优选为磺酸基或其盐的基团。
作为上述式(4)表示的化合物的例子,可举出2-磺酸氧基乙基乙烯基醚、3-磺酸氧基正丙基乙烯基醚及它们的盐等。这些化合物可以单独使用,也可以并用两种以上。
上述式(4)表示的化合物可以使用合成品或市售品中的任意。
该亲水性共聚物(1)中,将来自全部单体的结构单元的合计设为100摩尔%时,来自单体B的结构单元的含量优选为0.1~99摩尔%,更优选为0.2~99摩尔%,进一步更优选为0.5~99摩尔%,特别优选为1~99摩尔%。如果为上述范围,润滑性及溶剂溶解性的均衡性变得良好。需要说明的是,在结构单元(B)由2种以上的结构单元(B)构成的情况下,上述结构单元(B)的组成是结构单元(B)的合计相对于来自全部单体的结构单元的合计(100摩尔%)而言的比例(摩尔比(摩尔%))。另外,该摩尔%与制造聚合物时的、单体B的装料量(摩尔)相对于全部单体的合计装料量(摩尔)而言的比例实质上是同等的。
(聚合性单体(C))
亲水性共聚物(1)具有来自聚合性单体(C)的结构单元(结构单元(C)),所述聚合性单体(C)具有光反应性基团。其中,构成亲水性共聚物(1)的结构单元(C)可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,结构单元(C)可以仅由单独1种的结构单元(C)构成,或者也可以由2种以上的结构单元(C)构成。需要说明的是,多个结构单元(C)可以以嵌段状存在,也可以以无规状存在。
聚合性单体(C)(单体C)为具有光反应性基团的聚合性单体。其中,“光反应性基团”是指,通过照射活性能量射线而生成自由基、氮烯、碳烯等反应活性种,并与基材层(树脂)、表面润滑层(亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物)反应而可形成化学键的基团。由此,包含该亲水性共聚物(1)的粘接层能够将基材层与表面润滑层的表面牢固地固定化。因此,通过将该粘接层配置于基材层与表面润滑层之间,医疗器械能够发挥充分的耐久性(润滑维持性)。另外,单体C除具有上述光反应性基团以外,优选还具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和基团。
作为光反应性基团的例子,可举出叠氮基、重氮基、二氮杂环丙烯基(diazirine)、酮基、醌基等。
作为叠氮基,例如,可举出:苯基叠氮基、4-氟-3-硝基苯基叠氮基等芳基叠氮基;苯甲酰基叠氮基、对甲基苯甲酰基叠氮基等酰基叠氮基;乙基叠氮基甲酸盐、苯基叠氮基甲酸盐等叠氮基甲酸盐基;苯磺酰基叠氮基等磺酰基叠氮基;二苯基磷酰基叠氮基、二乙基磷酰基叠氮基等磷酰基叠氮基;等等。
作为重氮基,例如,可举出衍生自下述化合物的基团等:重氮甲烷、二苯基重氮甲烷等重氮烷烃;重氮基苯乙酮、1-三氟甲基-1-重氮基-2-戊酮等重氮酮;重氮基乙酸叔丁酯、重氮基乙酸苯酯等重氮基乙酸酯;α-重氮基乙酰乙酸叔丁酯等α-重氮基乙酰乙酸酯;等等。
作为二氮杂环丙烯基(diazirine),例如,可举出衍生自3-三氟甲基-3-苯基二氮杂环丙烯等的基团等。
作为酮基,例如,可举出具有苯乙酮、二苯甲酮、蒽酮、黄嘌呤、噻吨酮等结构的基团等。
作为醌基,例如,可举出衍生自蒽醌等的基团等。
这些光反应性基团根据医疗器械的基材层的种类等进行适当选择。例如,在基材层由聚乙烯树脂等聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等形成的情况下,优选为酮基或苯基叠氮基,从单体的获得容易度的方面考虑,更优选为具有二苯甲酮结构的基团(二苯甲酮基)。即,在本发明的优选方式的情况下,聚合性单体(C)有具有二苯甲酮结构的基团。
作为单体C的例子,可举出:(甲基)丙烯酸2-叠氮基乙酯、(甲基)丙烯酸2-叠氮基丙酯、(甲基)丙烯酸3-叠氮基丙酯、(甲基)丙烯酸4-叠氮基丁酯、4-(甲基)丙烯酰氧基二苯甲酮(MBP)、4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基-4’-甲氧基二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基-4’-甲氧基二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基-4’-溴二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基-4’-溴二苯甲酮、4-苯乙烯基甲氧基二苯甲酮、4-(甲基)丙烯酰氧基噻吨酮、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-4-叠氮基苯甲酸酯等。
单体C可以使用合成品或市售品中的任意,作为市售品,可以从MCC UNITEC株式会社等获得。
该亲水性共聚物(1)中,将来自全部单体的结构单元的合计设为100摩尔%时,来自单体C的结构单元的含量优选为0.1~40摩尔%,更优选为0.1~30摩尔%,进一步更优选为0.1~25摩尔%,特别优选为0.1~20摩尔%。如果为上述范围,亲水性共聚物(1)可以与基材层(树脂)、表面润滑层(亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物)充分地结合。因此,包含该亲水性共聚物(1)的粘接层可将基材层与表面润滑层更牢固地固定化。另外,如果为上述范围,则其他单体(单体A以及B)能够以充分量存在,因此对于亲水性共聚物(1)而言,能够更有效地提高由单体A带来的充分的润滑性及耐久性、以及由单体B带来的溶剂溶解性。需要说明的是,在结构单元(C)由2种以上的结构单元(C)构成的情况下,上述结构单元(C)的组成是结构单元(C)的合计相对于来自全部单体的结构单元的合计(100摩尔%)而言的比例(摩尔比(摩尔%))。另外,该摩尔%与制造聚合物时的、单体C的装料量(摩尔)相对于全部单体的合计装料量(摩尔)而言的比例实质上是同等的。
在不损害本发明效果的范围内,该亲水性共聚物(1)可以包含来自上述单体A、单体B及单体C以外的聚合性单体(以下,也称为“其他单体”)的结构单元。本发明的亲水性共聚物(1)中,相对于来自全部单体的结构单元的合计量100摩尔%而言,来自其他单体的结构单元的含量优选小于10摩尔%,更优选小于5摩尔%,进一步更优选小于1摩尔%(下限值:超过0摩尔%)。需要说明的是,来自其他单体的结构单元由2种以上的结构单元构成的情况下,上述来自其他单体的结构单元的组成是来自其他单体的结构单元的合计相对于来自全部单体的结构单元的合计(100摩尔%)而言的比例(摩尔比(摩尔%))。优选的是,本发明的亲水性共聚物(1)仅由单体A、单体B及单体C构成(其他单体的组成=0摩尔%)。需要说明的是,该摩尔%与制造聚合物时的、其他单体的装料量(摩尔)相对于全部单体的合计装料量(摩尔)而言的比例实质上是同等的。
该亲水性共聚物(1)的末端没有特别限定,根据使用的原料的种类而适当规定,通常为氢原子。共聚物的结构也没有特别限定,可以为无规共聚物、交替共聚物、周期性共聚物、嵌段共聚物中的任意。
该亲水性共聚物(1)的重均分子量(Mw)优选为数千~数百万,更优选为1,000~1,000,000,特别优选为5,000~500,000。本发明中,“重均分子量”采用通过以聚乙二醇作为标准物质的凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography,GPC)测得的值。
[亲水性共聚物(1)的制造方法]
该亲水性共聚物(1)的制造方法没有特别限定,可以采用自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等已知的聚合方法,优选使用制造容易的自由基聚合。
聚合方法通常采用下述方法:通过在聚合溶剂中将上述单体A、单体B、单体C及根据需要添加的其他单体与聚合引发剂一同搅拌及加热,从而使其共聚。
聚合温度没有特别限定,优选为25~100℃,更优选为30~80℃。聚合时间也没有特别限定,优选为30分钟~24小时,更优选为1~8小时。
作为聚合溶剂,优选水;甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、2,2,2-三氟乙醇等醇类等水性溶剂。从使聚合中使用的原料溶解的观点考虑,可以单独使用它们中的一种,也可以并用两种以上。
聚合性单体的浓度没有特别限定,作为各聚合性单体相对于聚合溶剂(mL)的总固态成分量(g),优选为0.05~1g/mL,更优选为0.1~0.5g/mL。另外,相对于全部单体的总装料量(摩尔)而言的各单体的优选装料量(摩尔)的比例如上所述。
包含聚合性单体的反应溶液可以在添加聚合引发剂前进行脱气处理。脱气处理只要利用例如氮气、氩气等非活性气体将反应溶液鼓泡0.5~5小时左右即可。脱气处理时,可以将反应溶液加热至30~100℃左右。
聚合物的制造中,可以使用以往已知的聚合引发剂,没有特别限定,例如可以使用2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等偶氮系聚合引发剂;使亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、抗坏血酸等还原剂与过硫酸钾(KPS)、过硫酸钠、过硫酸铵等过硫酸盐、过氧化氢、叔丁基过氧化物、甲基乙基酮过氧化物等过氧化物等氧化剂组合而得到的氧化还原系聚合引发剂等。
相对于聚合性单体的总量(摩尔),聚合引发剂的配合量优选为0.001~10摩尔%,更优选为0.01~5摩尔%。
此外,根据需要,聚合时可适当使用链转移剂、聚合速度调节剂、表面活性剂及其他添加剂。
进行聚合反应的气氛没有特别限定,可以在大气气氛下、氮气或氩气等非活性气体气氛等下进行。另外,聚合反应中也可以搅拌反应液。
共聚物可以在聚合反应中析出。聚合后的共聚物可利用再沉淀法、透析法、超滤法、萃取法等通常的纯化法进行纯化。
纯化后的共聚物也可以利用冷冻干燥、减压干燥、喷雾干燥或加热干燥等任意的方法进行干燥,从对聚合物的物性造成的影响小的观点考虑,优选冷冻干燥或减压干燥选。
相对于共聚物整体,得到的共聚物中包含的未反应单体优选为0.01重量%以下。未反应单体越少越好(下限值:0重量%)。残留的单体的含量可利用高效液相色谱法等已知的手段进行测定。
另外,就粘接层中的亲水性共聚物(1)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例而言,例如,可以使用IR、NMR、热解GC/MS等已知的手段、通过对各结构单元中所含的基团的峰强度进行分析来确认。本说明书中,粘接层中的亲水性共聚物(1)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例可根据下述方法测定。
(粘接层中的亲水性共聚物(1)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例的检测·测定方法)
在用重水等使医疗器械表面溶胀的状态下,对医疗器械进行精密斜向切削,而制作医疗器械的倾斜截面。从该截面对位于医疗器械的基材附近的粘接层部分进行切削,提取该粘接层部分的材料。接下来,将该粘接层部分的材料紧密地填充至固体NMR用的样品管,制备样品并测定NMR。其中,在对结构单元(A)中特有的部位(例如,磺基三甲铵乙内酯结构);结构单元(B)中特有的部位(例如,磺酸基的盐);结构单元(C)中特有的部位(例如,二苯甲酮基)中特有的峰进行确认,且可以确认这些峰的情况下,判断在样品中存在对应的结构单元。另外,分别地,测定结构单元(A)中特有的部位(例如,磺基三甲铵乙内酯结构)的浓度(浓度(a));测定结构单元(B)中特有的部位(例如,磺酸基的盐)的浓度(浓度(b));测定结构单元(C)中特有的部位(例如,二苯甲酮基)的浓度(浓度(c))。它们的浓度(a)、(b)、(c)的比例视为亲水性共聚物(1)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在比。需要说明的是,上述测定中使用的分析装置及测定条件如下所述。
分析装置:日本电子株式会社制,NM080006
测定条件:重水、或重水与低级醇的氘化溶剂(deuterated solvent)的混合液体。
[表面润滑层]
本发明中的表面润滑层形成于粘接层的至少一部分,且包含(i)包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物以及(ii)亲水性共聚物(2),所述亲水性共聚物(2)包含来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,所述来自聚合性单体(A’)的结构单元具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述来自聚合性单体(B’)的结构单元具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团,所述来自聚合性单体(C’)的结构单元具有光反应性基团。其中,表面润滑层不必形成于粘接层表面整体。表面润滑层只要形成在与体液接触的粘接层表面部分(一部分)即可,优选形成于粘接层整面。
表面润滑层包含(i)包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物(丙烯酰胺系聚合物)及(ii)亲水性共聚物(2)。其中,(ii)亲水性共聚物(2)在湿润时(例如,与体液、生理盐水等水性液体接触时)发挥出润滑性。(i)丙烯酰胺系聚合物起到保持水性液体的作用。另外,通过丙烯酰胺系聚合物的存在,表面润滑层的交联密度适度地变低。因此,水性液体易于进入表面润滑层中,亲水性共聚物(2)易于发挥润滑性(凝胶水合润滑)。并且,对于表面润滑层而言,在高负荷条件下,通过表面润滑层所保持的水性液体而在生物体管腔内表面与医疗器械之间形成水合层。因此,对于亲水性共聚物(2)而言,认为即使在高负荷条件下也能够与充分量的水性液体接触而发挥润滑性。需要说明的是,上述机理为推测,本发明并不受上述推测限定。
本发明中,只要不对本发明的作用效果造成影响,则表面润滑层与粘接层之间也可以具有其他层,但优选表面润滑层直接位于粘接层上。另外,只要不对本发明的作用效果造成影响,则表面润滑层上也可以具有其他层,但优选在表面润滑层上不配置其他层(表面润滑层为最表层)。利用该形态可以有效地发挥本发明所带来的效果(润滑性)。
另外,表面润滑层的厚度没有特别限制。从润滑性、耐久性(润滑维持性)、与粘接层的粘接性等观点考虑,表面润滑层的厚度(干燥膜厚)优选为0.1~100μm,更优选为0.2~50μm。
以下,针对本发明涉及的表面润滑层中所含的构成(包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物及亲水性共聚物(2))进行说明。
(包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物)
表面润滑层包含聚合物(丙烯酰胺系聚合物),所述聚合物包含下述化学式的来自丙烯酰胺的结构单元(丙烯酰胺结构单元)。
[化学式6]
包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物除了上述丙烯酰胺结构单元之外,可以还具有来自其他单体的结构单元。其中,作为丙烯酰胺系聚合物具有来自其他单体的结构单元的情况下可含有的其他单体,只要不阻碍保水作用则没有特别限制。具体而言,可以例示出N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、以及丙烯酸及丙烯酸盐(例如,钠盐、钾盐)等。其中,上述来自其他单体的结构单元可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,来自其他单体的结构单元可以仅由单独1种的结构单元构成,或者也可以由2种以上的结构单元构成。需要说明的是,多个来自其他单体的结构单元可以以嵌段状存在,也可以以无规状存在。另外,该形态中,相对于来自全部单体的结构单元的合计量100摩尔%而言,来自其他单体的结构单元的含量优选为小于10摩尔%,更优选小于5摩尔%,进一步更优选小于1摩尔%(下限值:0摩尔%)。需要说明的是,该摩尔%与其他单体的装料量(摩尔)相对于制造聚合物时的全部单体的合计装料量(摩尔)而言的比例实质上是同等的。优选的是,本发明涉及的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物(丙烯酰胺系聚合物)优选仅由丙烯酰胺构成。即,在本发明的优选方式的情况下、包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物为聚丙烯酰胺。
包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的分子量没有特别限制。例如,包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的数均分子量(Mn)为500~50,000,000,优选为1,000~25,000,000,进一步优选为1,000~20,000,000,进一步优选为5,000~10,000,000,特别优选为10,000~5,000,000,最优选为10,000~2,000,000。如果为这样范围的丙烯酰胺系聚合物则可以发挥充分的保水作用。本发明中,“数均分子量”采用通过以聚乙二醇作为标准物质的凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography、GPC)测定的值。
包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物可以使用合成品或市售品中的任意。作为市售品,可以由Sigma-Aldrich公司等获得。
(亲水性共聚物(2))
表面润滑层除了包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物之外,还包含亲水性共聚物(2)。亲水性共聚物(2)具有来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,所述来自聚合性单体(A’)的结构单元具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述来自聚合性单体(B’)的结构单元具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团,所述来自聚合性单体(C’)的结构单元具有光反应性基团。表面润滑层中所含的亲水性共聚物(2)可以具有与粘接层中所含的亲水性共聚物(1)相同的结构,或者也可以具有不同的结构。从粘接层与表面润滑层的固定化强度(即,耐久性)等观点考虑,亲水性共聚物(1)及亲水性共聚物(2)优选具有相同的结构。另外,若为上述方式,则制造亲水性共聚物的工艺只需1种,另外,由于亲水性共聚物的使用量增加,特别是从大量生产时的制造工序数、制品的成本等观点考虑是优选的。其中,“亲水性共聚物(1)及亲水性共聚物(2)具有相同的结构”是指,构成亲水性共聚物(1)的结构单元(A)、(B)及(C)以及在存在的情况下来自其他单体的结构单元的种类与构成亲水性共聚物(2)的结构单元(A’)、(B’)及(C’)以及在存在的情况下来自其他单体的结构单元中的各自均相同(亲水性共聚物(1)及(2)由相同的结构单元构成)。从粘接层与表面润滑层的固定化强度(即,耐久性)更加提高的效果、生产性等观点考虑,构成亲水性共聚物(1)及(2)的结构单元的种类及组成(含有比例(摩尔比))均相同(亲水性共聚物(1)及(2)由相同的结构单元且以相同的组成构成)是优选的。
表面润滑层中,包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与亲水性共聚物(2)的存在比(混合比)没有特别限制。表面润滑层中,对于包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与亲水性共聚物(2)的存在比(混合比)而言,相对于包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物1重量份而言,亲水性共聚物(2)优选为0.5重量份以上、小于500重量份,更优选为0.5~450重量份、进一步优选为0.5~350重量份、进一步更优选为0.5~200重量份、进一步优选为0.5~50重量份、进一步优选超过0.5重量份、小于50重量份,特别优选为0.8~30重量份,最优选超过1重量份且为20重量份以下。即,在本发明的优选方式的情况下,相对于包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物1重量份而言,亲水性共聚物(2)以0.5重量份以上小于500重量份(更优选为0.5~450重量份,进一步优选为0.5~350重量份,进一步更优选为0.5~200重量份,进一步优选为0.5~50重量份,进一步优选为超过0.5重量份、小于50重量份,特别优选为0.8~30重量份,最优选为超过1重量份且为20重量份以下)的比例包含于表面润滑层中。如果为这样的存在比(混合比),则能够以更良好的均衡性发挥基于包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的保水效果及基于亲水性共聚物(2)的润滑性。需要说明的是,在表面润滑层包含2种以上的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的情况下,上述“1重量份”是指,这些包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的合计量为1重量份。同样地,在表面润滑层包含2种以上的亲水性共聚物(2)的情况下,上述亲水性共聚物(2)的量(重量份)是指这些亲水性共聚物(2)的合计量。另外,上述存在比(混合比)与亲水性共聚物(2)的合计装料量(重量)相对于形成表面润滑层时的、包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的合计装料量(重量)而言的比例实质上是同等的。
其中,对于表面润滑层中的亲水性共聚物(2)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例(组成)以及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的存在而言,例如,可以使用IR、NMR、热解GC/MS等已知的手段,通过分析各结构单元中所含的基团的峰强度而确认。本说明书中,表面润滑层中的亲水性共聚物(2)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例(组成)可以通过与上述(粘接层中的亲水性共聚物(1)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例的检测·测定方法)同样的方法来检测、测定。另外,表面润滑层中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物也可以与上述(粘接层中的亲水性共聚物(1)中的来自各聚合性单体的结构单元的存在及其比例的检测·测定方法)同样地进行确认。即,上述方法中,在可以确认包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物中特有的部位(例如,1H-NMR中为酰胺基的质子(氢原子)、或13C-NMR中为与酰胺基邻接的碳原子)中特有的峰,且可以确认这些峰的情况下,则判断包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物存在于样品中。
另外,表面润滑层中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与亲水性共聚物(2)的存在比(混合比)也可以使用与上述同样的已知手段来测定。本说明书中,表面润滑层中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与亲水性共聚物(2)的存在比(混合比)可按照下述方法测定。
(表面润滑层中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与亲水性共聚物(2)的存在比(混合比)的测定方法)
在用重水等使医疗器械表面溶胀的状态下,对医疗器械进行精密斜向切削,而制作医疗器械的倾斜截面。从该截面对位于医疗器械的表面附近的表面润滑层部分进行切削,提取该表面润滑层部分的材料。接下来,将该表面润滑层部分的材料紧密地填充至固体NMR用的样品管,制备样品并测定NMR。其中,对结构单元(C’)中特有的部位(例如,二苯甲酮基)的浓度(浓度(c’))进行测定。基于该浓度(c’)及亲水性共聚物(2)的组成,算出共聚物浓度(浓度(c”))。将该浓度(c”)视为表面润滑层中的亲水性共聚物(2)的量。另外,同样地,对包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物中特有的部位(例如,1H-NMR中为酰胺基的质子(氢原子)、或13C-NMR中为与酰胺基邻接的碳原子)的浓度进行测定(浓度(h))。将该浓度(h)视为表面润滑层中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的量。浓度(c”)除以浓度(h)而得的值(浓度(c”)/浓度(h))为表面润滑层中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与亲水性共聚物(2)的存在比(混合比)。需要说明的是,上述测定中使用的分析装置及测定条件如下所述。
分析装置:日本电子株式会社制,NM080006
测定条件:重水、或重水与低级醇的氘化溶剂的混合液体。
以下,针对构成本发明涉及的表面润滑层中所含的亲水性共聚物(2)的各聚合性单体进行说明。
(聚合性单体(A’))
亲水性共聚物(2)具有来自聚合性单体(A’)的结构单元(结构单元(A’)),所述聚合性单体(A’)具有磺基三甲铵乙内酯结构。其中,构成亲水性共聚物(2)的结构单元(A’)可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,结构单元(A’)可以仅由单独1种的结构单元(A’)构成,或者也可以由2种以上的结构单元(A’)构成。需要说明的是,多个结构单元(A’)可以以嵌段状存在,也可以以无规状存在。
聚合性单体(A’)(单体A’)为具有磺基三甲铵乙内酯结构的聚合性单体。来自单体A’的结构单元中所含的磺基三甲铵乙内酯结构的润滑性赋予效果优异。因此,认为具有来自单体A’的结构单元的亲水性共聚物(2)的润滑性优异。另外,单体A’的均聚物可溶于NaCl水溶液,不易溶解于或难以溶解于水、低级醇。因此,磺基三甲铵乙内酯结构显示出强的静电相互作用的可能性。因此,在包含本发明涉及的亲水性共聚物的表面润滑层的内部,强聚集力起作用。由此,认为表面润滑层具有高强度(耐久性优异)。需要说明的是,上述为推测,本发明不受上述推测限定。
聚合性单体(A’)的具体定义、例示与上述粘接层中的(聚合性单体(A))是同样的,因此这里省略说明。
从润滑性及耐久性(润滑维持性)的进一步提高的观点考虑,单体A’优选为上述式(1)表示的化合物。即,在本发明的优选方式的情况下,聚合性单体(A’)由上述式(1)表示。
(聚合性单体(B’))
亲水性共聚物(2)具有来自聚合性单体(B’)的结构单元(结构单元(B’)),所述聚合性单体(B’)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团。其中,构成亲水性共聚物(2)的结构单元(B’)可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,结构单元(B’)可以仅由单独1种的结构单元(B’)构成,或者也可以由2种以上的结构单元(B’)构成。需要说明的是,多个结构单元(B’)可以以嵌段状存在,也可以以无规状存在。
聚合性单体(B’)(单体B’)为聚合性单体,所述聚合性单体具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少1种基团。通过导入上述基团,在水系溶剂中发生阴离子化,在亲水性共聚物间产生静电排斥。结果,亲水性共聚物间的磺基三甲铵乙内酯结构彼此的静电相互作用及光反应性基团彼此的疏水性相互作用降低。因此,该共聚物的溶剂溶解性(特别是在水、低级醇、或水与低级醇的混合溶剂中的溶解性)提高。该提高效果在单体C’的光反应性基团为二苯甲酮基的情况下特别显著。由于二苯甲酮基具有多个芳香环,因而易于由π-π相互作用而缔合,由此包含二苯甲酮基的聚合物易于聚集而不溶化。由此,认为通过导入来自聚合性单体(B’)的结构单元,产生如上所述静电排斥,并抑制二苯甲酮基彼此的缔合,因此聚合物的溶解性或者分散性飞跃性地提高。需要说明的是,上述机理为推测,本发明并不受上述推测限定。或者,即使在单体C’含有酯基的情况下,上述的提高效果也可以良好地得到。
聚合性单体(B’)的具体定义、例示与上述粘接层中的(聚合性单体(B))是同样的,因此这里省略说明。
其中,从进一步提高溶剂溶解性的观点考虑,聚合性单体(B’)优选为下述式(2)、(3)或(4)表示的化合物,更优选为下述式(2)表示的化合物。即,在本发明的优选方式的情况下,聚合性单体(B’)由下述式(2)、(3)或(4)表示。在本发明的更优选方式的情况下、聚合性单体(B’)由下述式(2)表示。需要说明的是,下述式(2)~(4)的定义与上述(聚合性单体(B))中的定义是同样的,因此这里省略说明。
[化学式7]
上述式(2)中,
R21为氢原子或甲基,
Z2为氧原子或-NH-,
R22为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团;
[化学式8]
上述式(3)中,
R31为氢原子或甲基,
R32为单键或碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团;
[化学式9]
上述式(4)中,
R41为氢原子或甲基,
R42为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团。
(聚合性单体(C’))
亲水性共聚物(2)具有来自聚合性单体(C’)的结构单元(结构单元(C’)),所述聚合性单体(C’)具有光反应性基团。其中,构成亲水性共聚物(2)的结构单元(C’)可以为单独1种,也可以为2种以上的组合。即,结构单元(C’)可以仅由单独1种的结构单元(C’)构成,或者也可以由2种以上的结构单元(C’)构成。需要说明的是,多个结构单元(C’)可以以嵌段状存在,也可以以无规状存在。
聚合性单体(C’)(单体C’)为具有光反应性基团的聚合性单体。利用聚合物单体C’,包含该亲水性共聚物(2)的表面润滑层可以介由粘接层而与基材层牢固地固定化。因此,医疗器械可以发挥出充分的耐久性(润滑维持性)。
聚合性单体(C’)的具体定义、例示与上述粘接层中的(聚合性单体(C))是同样的,因此这里省略说明。
对于聚合性单体(C’)的光反应性基团而言,从与粘接层形成共价键而与基材层牢固地固定化的观点考虑,优选为与粘接层中所含的亲水性共聚物(1)的聚合性单体(C)的光反应性基团相同。即,在本发明的优选方式的情况下,聚合性单体(C’)具有包含二苯甲酮结构的基团。
在不损害本发明效果的范围内,该亲水性共聚物(2)可以含有来自上述单体A’、单体B’及单体C’以外的聚合性单体(以下,也称为“其他单体”)的结构单元。本发明的亲水性共聚物(2)中,相对于来自全部单体的结构单元的合计量100摩尔%而言,来自其他单体的结构单元的含量优选为小于10摩尔%,更优选为小于5摩尔%,进一步更优选为小于1摩尔%(下限值:超过0摩尔%)。需要说明的是,在来自其他单体的结构单元由2种以上的结构单元构成的情况下,上述来自其他单体的结构单元的组成是来自其他单体的结构单元的合计相对于来自全部单体的结构单元的合计(100摩尔%)而言的比例(摩尔比(摩尔%))。优选的是,本发明的亲水性共聚物(2)仅由单体A’、单体B’及单体C’构成(其他单体的组成=0摩尔%)。需要说明的是,该摩尔%与其他单体的装料量(摩尔)相对于制造聚合物时的全部单体的合计装料量(摩尔)而言的比例实质上是同等的。
该亲水性共聚物(2)的末端没有特别限制,可根据所使用的原料的种类而适当规定,但通常为氢原子。共聚物的结构也没有特别限制,可以为无规共聚物、交替共聚物、周期性共聚物、嵌段共聚物中的任意。
该亲水性共聚物(2)的重均分子量(Mw)优选为数千~数百万,更优选为1,000~1,000,000,特别优选为5,000~500,000。本发明中,“重均分子量”采用通过以聚乙二醇作为标准物质的凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography、GPC)测定的值。
[亲水性共聚物(2)的制造方法]
该亲水性共聚物(2)的制造方法没有特别限制,具体的说明与上述粘接层中的[亲水性共聚物(1)的制造方法]是同样的,因此这里省略说明。
[医疗器械的制造方法]
对于本发明涉及的医疗器械的制造方法而言,使用上述亲水性共聚物(1)而形成粘接层,使用上述亲水性共聚物(2)以及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物而形成表面润滑层,除此以外没有特别限制,可以与已知的方法同样地操作或者适当改变而适用。例如,将上述亲水性共聚物(1)溶解于溶剂而制备涂覆液,将该涂覆液涂布于医疗器械的基材层上而形成粘接层,然后将上述亲水性共聚物(2)以及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物溶解于溶剂而制备涂覆液,将该涂覆液涂布在上述粘接层上而形成表面润滑层的方法是优选的。即,本发明还提供下述方法,其为本发明的医疗器械的制造方法,所述方法具有将包含上述亲水性共聚物(1)的涂覆液(1)涂布于上述基材层而形成粘接层,将包含上述包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物及上述亲水性共聚物(2)的涂覆液(2)涂布于上述粘接层而形成表面润滑层。利用这样的方法,可以对医疗器械表面赋予润滑性,进而赋予耐久性(润滑维持性)。
(粘接层的涂布工序)
上述方法中,作为用于溶解亲水性共聚物(1)而使用的溶剂,从操作安全性(毒性低)及溶解性的观点考虑,优选水、低级醇、或者水与低级醇的混合溶剂。其中,低级醇是指碳原子数为1~3的伯醇,即,甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。上述低级醇可以单独使用,也可以并用两种以上。
另外,涂覆液(1)中的亲水性共聚物(1)的浓度没有特别限定,优选为0.01~50重量%,更优选为0.05~40重量%,进一步更优选为0.1~30重量%。如果为上述范围,则涂覆液(1)的涂布性良好,得到的粘接层具有充分的润滑性及耐久性(润滑维持性)。另外,利用一次涂覆即能够容易地得到所期望的厚度均匀的粘接层。因此,通过后续的活性能量射线的照射(粘接层的固定化工序),亲水性共聚物(1)能够与基材层形成牢固且均匀的化学键。另外,从生产效率的方面考虑是优选的。需要说明的是,亲水性共聚物(1)的浓度小于0.01重量%的情况时,存在无法在基材层表面固定充分量的亲水性共聚物(1)的情况。另外,亲水性共聚物(1)的浓度超过50重量%的情况下,涂覆液(1)的粘度变得过高,存在无法得到均匀厚度的粘接层的情况。其中,即使在上述范围之外,只要是不对本发明的作用效果造成影响的范围,即可充分地利用。
涂覆液(1)的涂布量没有特别限制,优选成为上述粘接层的厚度这样的量。
在将涂覆液(1)进行涂布前,可以利用紫外线照射处理、等离子体处理、电晕放电处理、火焰处理、氧化处理、硅烷偶联处理、磷酸偶联处理等对基材层表面预先进行处理。涂覆液(1)的溶剂仅为水时,难以在疏水性的基材层表面涂布,但通过对基材层表面进行等离子体处理,从而基材层表面亲水化。由此,涂覆液(1)向基材层表面的润湿性提高,能够形成均匀的粘接层。另外,通过对金属、氟系树脂等不具有C-H键的基材层表面实施上述处理,从而能够与亲水性共聚物(1)的光反应性基团形成共价键。
作为将涂覆液(1)涂布于基材层表面的方法,没有特别限制,可以使用涂布·印刷法、浸渍法(浸入法、浸涂法)、喷雾法(喷射法)、旋涂法、含浸有混合溶液的海绵涂布法等以往已知的方法。这些之中,优选浸渍法(浸入法、浸涂法)。
(粘接层的干燥工序)
优选如上所述包含本发明的亲水性共聚物(1)的涂覆液(1)涂布于基材层表面,然后从涂覆液(1)中取出基材层,并使被膜干燥。干燥条件只要能够将溶剂从被膜除去则没有特别限制,可以使用干燥器等进行温风处理,也可以使其自然干燥。另外,干燥时的压力条件也没有任何限制,可以在常压(大气压)下进行,此外,也可以在加压下或减压下进行。作为干燥机构(装置),例如可利用烘箱、减压干燥机等,自然干燥的情况下,无需特别的干燥机构(装置)。
(粘接层的固定化工序)
对上述干燥工序后的被膜照射活性能量射线。由此,被膜中(亲水性共聚物(1)的单体C)的光反应性基团活化,在光反应性基团与基材层中所含的烷基(烃基)之间形成化学键。更具体而言,针对具有二苯甲酮结构的光反应性基团、与构成基材层的树脂(具有烃基的材料)的组合的情况进行说明。亲水性共聚物(1)包含具有二苯甲酮结构的光反应性基团时,通过照射紫外线,从而在光反应性基团内产生2个自由基。其中的1个自由基从树脂内的烷基(烃基)提取出氢原子,另一方面,在材料中产生1个自由基。然后,通过光反应性基团内的残留的自由基与材料中产生的自由基结合,从而在粘接层中的亲水性共聚物(1)的光反应性基团与基材层内的材料(树脂)之间形成共价键。通过这样的化学键,包含亲水性共聚物(1)的粘接层可在基材层上牢固地固定化。因此,该粘接层能够发挥充分的耐久性(润滑维持性)。
作为活性能量射线,可举出紫外线(UV)、电子射线、γ射线等,优选紫外线或电子射线,从对人体的影响方面考虑,更优选为紫外线。作为活性能量射线为紫外线时的照射波长,能够适当选择光反应性基团可活化的波长。具体而言,紫外线的波长范围优选为200~400nm,进一步优选为220~390nm。另外,紫外线照射在10~100℃,更优选20~80℃的温度条件下进行是优选的。紫外线的照射强度没有特别限制,优选为1~5000mW/cm2,更优选为10~1000mW/cm2,进一步优选为50~500mW/cm2。另外,紫外线的累积光量(对涂布表面润滑层前的粘接层的紫外线的累积光量)没有特别限制,优选为100~100,000mJ/cm2,更优选为500~50,000mJ/cm2。作为照射紫外线的装置,可以例示出高压汞灯、低压汞灯、金属卤化物灯、氙气灯、卤素灯等。需要说明的是,活性能量射线的照射方法没有特别限制,可以沿一个方向进行照射,可以沿多个方向进行照射,也可以一边使照射源旋转一边进行照射,或者一边使被照射物(在基材层上形成粘接层的被膜而成)旋转一边进行照射。
进行上述活性能量射线照射后,可以用溶剂(例如,涂覆液(1)制备中使用的溶剂)清洗被膜,除去未反应的亲水性共聚物(1)。
被膜(粘接层)向基材层的固定化可以使用FT-IR、XPS、TOF-SIMS等已知的分析手段进行确认。例如,在活性能量射线的照射前后进行FT-IR测定,通过比较由活性能量射线照射形成的键的峰值与未变化的键的峰值之比,从而能够确认。
通过上述方法,对于本发明涉及的医疗器械而言,在基材层的表面形成包含上述亲水性共聚物(1)的粘接层。
(表面润滑层的涂布工序)
这里,将上述亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物溶解于溶剂而制备涂覆液(2),将该涂覆液(2)涂布于上述方式形成的粘接层上。上述方法中,作为用于溶解亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物而使用的溶剂,从操作安全性(毒性低)及溶解性的观点考虑,优选水、低级醇、或者水与低级醇的混合溶剂。其中,低级醇是指,碳原子数为1~3的伯醇,即甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。上述低级醇可以单独使用,也可以并用2种以上。其中,可以为下述中的任一种方式:亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物可以一同添加至溶剂,可以依次(亲水性共聚物(2)后包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物或包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物后亲水性共聚物(2))添加至相同的溶剂,或者也可以将亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物溶解于其他溶剂,然后混合。需要说明的是,对于将亲水性共聚物(2)及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物溶于其他溶剂时的溶剂而言,可以相同或者也可以不同,但考虑到操作的容易度等,优选为相同。
涂覆液(2)中的亲水性共聚物(2)的浓度没有特别限定,优选为超过0.05重量%、小于5重量%,更优选为0.1~2.5重量%,特别优选为0.1~1.0重量%。如果为上述范围,则涂覆液(2)的涂布性良好,可以通过之后的活性能量射线的照射(表面润滑层的固定化工序)而与粘接层(亲水性共聚物(1))、包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物形成牢固且均匀的化学键(因此,表面润滑层的润滑性及耐久性(润滑维持性)优异)。另外,从生产效率的方面考虑是优选的。另外,涂覆液(2)中的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的浓度没有特别限定,优选为超过0.001重量%、小于5重量%,更优选为0.003~3重量%,进一步优选为0.007~0.5重量%,进一步更优选为超过0.01重量%、小于0.5重量%,特别优选为0.03~0.3重量%。如果为上述范围,涂覆液(2)的涂布性良好,得到的表面润滑层可以发挥充分的保水作用(因此,表面润滑层即使在高负荷条件下,也可以发挥优异的润滑性)。其中,涂覆液(2)中的亲水性共聚物(2)与包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的混合比没有特别限制,优选为与上述表面润滑层事项中记载的混合比相同。
涂覆液(2)的涂布量没有特别限制,优选为成为上述表面润滑层的厚度这样的量。
作为将涂覆液(2)涂布于粘接层表面的方法,没有特别限制,可以适用涂布·印刷法、浸渍法(浸入法、浸涂法)、喷雾法(喷射法)、旋涂法、含浸有混合溶液的海绵涂布法等以往已知的方法。这些之中,优选浸渍法(浸入法、浸涂法)。
(表面润滑层的干燥工序)
优选如上所述地在涂覆液(2)中浸渍预先形成有粘接层的基材层,然后从涂覆液(2)中取出基材层,使被膜干燥。干燥条件只要能够将溶剂从被膜除去即可,没有特别限定,可以使用干燥器等进行温风处理,也可以使其自然干燥。另外,干燥时的压力条件也没有任何限制,可以在常压(大气压)下进行,此外,也可以在加压下或减压下进行。作为干燥机构(装置),例如可利用烘箱、减压干燥机等,自然干燥的情况下,无需特别的干燥机构(装置)。
(表面润滑层的固定化工序)
对上述干燥工序后的被膜照射活性能量射线。由此,粘接层中的亲水性共聚物(1)(单体C)的光反应性基团及表面润滑层中的亲水性共聚物(2)(单体C’)的光反应性基团活化、亲水性共聚物(1)的光反应性基团、亲水性共聚物(2)的光反应性基团及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物之间形成化学键。作为一个例子,针对粘接层中的亲水性共聚物(1)的具有二苯甲酮结构的光反应性基团、与表面润滑层中的亲水性共聚物(2)的具有二苯甲酮结构的光反应性基团及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的组合的情况进行说明。在亲水性共聚物(1)、(2)包含具有二苯甲酮结构的光反应性基团时,通过照射紫外线,在各亲水性共聚物的光反应性基团内生成2个自由基。其中1个自由基从包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物内的烷基(烃基)中夺取氢原子,另一方面,包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物中生成1个自由基。之后,光反应性基团内的残存自由基与包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物中生成的自由基结合,由此在粘接层中的亲水性共聚物(1)的光反应性基团与表面润滑层内的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物之间,或在表面润滑层内的亲水性共聚物(2)的光反应性基团与包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物之间,形成共价键。利用这样的包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物与粘接层或表面润滑层内的亲水性共聚物的化学键,在表面润滑层与粘接层牢固地固定化的同时,包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物牢固地固定化于表面润滑层中。此外,在通过紫外线照射而生成的亲水性共聚物(1)的2个自由基中,1个自由基从亲水性共聚物(2)内的烷基(烃基)中夺取氢原子,另一方面,亲水性共聚物(2)中生成1个自由基。然后,亲水性共聚物(1)的光反应性基团内残存的自由基与亲水性共聚物(2)中生成的自由基结合,从而在粘接层中的亲水性共聚物(1)的光反应性基团与表面润滑层内的亲水性共聚物(2)之间形成共价键。同样地,通过紫外线照射而生成的亲水性共聚物(2)的2个自由基中,1个自由基从亲水性共聚物(1)内的烷基(烃基)中夺取氢原子,另一方面,亲水性共聚物(1)中生成1个自由基。然后,亲水性共聚物(2)的光反应性基团内残存的自由基与亲水性共聚物(1)中生成的自由基结合,从而在粘接层中的亲水性共聚物(1)的光反应性基团与表面润滑层内的亲水性共聚物(2)之间形成共价键。利用这样的粘接层中的亲水性共聚物(1)与表面润滑层中的亲水性共聚物(2)的化学键,表面润滑层与粘接层牢固地固定化。因此,该表面润滑层可以有效地发挥出由包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物带来的保水效果,并可以发挥出优异的润滑性。另外,可以长期维持由上述包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物带来的保水效果,还可以发挥出优异的耐久性(润滑维持性)。
作为活性能量射线,可举出紫外线(UV)、电子射线、γ射线等,优选紫外线或电子射线,若考虑到对人体的影响,更优选为紫外线。作为活性能量射线为紫外线时的照射波长,能够适当选择光反应性基团可活化的波长。具体而言,紫外线的波长范围,优选为200~400nm,进一步优选为220~390nm。另外,优选在10~100℃、更优选在20~80℃的温度条件下进行紫外线照射。紫外线的照射强度没有特别限制,优选为1~5000mW/cm2,更优选为10~1000mW/cm2,进一步优选为50~500mW/cm2。另外,紫外线的累积光量(对表面润滑层的紫外线的累积光量)没有特别限制,优选为100~100,000mJ/cm2,更优选为500~50,000mJ/cm2。作为照射紫外线的装置,可以例示出高压汞灯、低压汞灯、金属卤化物灯、氙气灯、卤素灯等。需要说明的是,活性能量射线的照射方法没有特别限制,可以沿一个方向进行照射,可以沿多个方向进行照射,也可以一边使照射源旋转一边进行照射,或者一边使被照射物(在基材层上形成粘接层的被膜而成)旋转一边进行照射。
进行上述的活性能量射线照射后,可以使用溶剂(例如,涂覆液制备中使用的溶剂)对被膜进行洗涤,从而除去未反应的亲水性共聚物。
被膜(表面润滑层)向粘接层的固定化可以使用FT-IR、XPS、TOF-SIMS等已知的分析手段进行确认。例如,在活性能量射线的照射前后进行FT-IR测定,通过比较由活性能量射线照射形成的键的峰值与未变化的键的峰值之比,从而能够确认。
通过上述方法,对于本发明涉及的医疗器械而言,在粘接层的表面形成包含上述亲水性共聚物(2)以及包含来自丙烯酰胺的结构单元的聚合物的表面润滑层。
[医疗器械的用途]
本发明涉及的医疗器械与体液、血液等接触而使用,在体液、生理盐水等水系液体中,表面具有润滑性,可提高操作性,减少组织粘膜的损伤。具体而言,可举出在血管内使用的导管、支架、导丝等。即,本发明的一个实施方式涉及的医疗器械为导管、支架或导丝。此外,还可示出以下的医疗器械。
(a)胃管导管、营养导管、经管营养用管等经口或经鼻插入或留置在消化器官内的导管类。
(b)氧导管、给氧插管、气管内管的管或套囊、气管切开管的管或套囊、气管内抽取导管等经口或经鼻插入或留置在呼吸道或气管内的导管类。
(c)尿道导管、导尿导管、尿道球囊导管的导管、球囊等插入或留置在尿道或输尿管内的导管类。
(d)抽吸导管、排液导管、直肠导管等插入或留置在各种体腔、器官、组织内的导管类。
(e)留置针、IVH导管、热稀释导管、血管造影用导管、血管扩张用导管及扩张器或插管器等插入或留置在血管内的导管类、或者这些导管用的导丝、通管心针等。
(f)人工气管、人工支气管等。
(g)体外循环治疗用的医疗器械(人工肺、人工心脏、人工肾脏等)、其回路类。
实施例
以下,利用实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不受这些实施例的限定。需要说明的是,各例中的份及%均为重量基准。以下的例子中,没有特别规定的室温放置条件均为23℃/55%RH。
制造例1:亲水性共聚物(A)的制造
使Sigma-Aldrich公司制[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵(MSPB)1.82g(6.5mmol)、Sigma-Aldrich公司制2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸钠盐(AMPS(Na))50重量%水溶液1.46g(3.2mmol)及MCCUNITEC株式会社制4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮(MBP)0.080g(0.3mmol)溶解于2,2,2-三氟乙醇/水(9/1v/v)混合溶剂10mL,制备反应液。接下来,将该反应液放入30mL的茄型烧瓶中,通过充分的氮鼓泡来除去氧,添加聚合引发剂4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)2.8mg(0.010mmol),然后迅速地密闭,在75℃的水浴中进行3小时聚合。接下来,在丙酮中再沉淀,利用倾析将上清液除去,由此得到共聚物。
得到的共聚物(A)的组成以摩尔%计为MSPB:AMPS(Na):MBP=65:32:3。其中,得到的共聚物(A)相当于本发明涉及的粘接层中所含的亲水性共聚物(1)及本发明涉及的表面润滑层中所含的亲水性共聚物(2)。另外,利用GPC对得到的共聚物的重均分子量(Mw)进行测定,结果以聚乙二醇换算计为180,000。
制造例2:亲水性共聚物(B)的制造
使FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制[3-(甲基丙烯酰基氨基)丙基]二甲基(3-磺基丁基)氢氧化铵分子内盐(MSBB)1.99g(6.5mmol)、Sigma-Aldrich公司制2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸钠盐(AMPS(Na))50重量%水溶液1.46g(3.2mmol)及MCCUNITEC株式会社制4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮(MBP)0.080g(0.3mmol)溶解于2,2,2-三氟乙醇/水(9/1v/v)混合溶剂10mL,制备反应液。接下来,将该反应液放入30mL的茄型烧瓶中,通过充分的氮鼓泡来除去氧,添加聚合引发剂4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)2.8mg(0.010mmol),然后迅速地密闭,在75℃的水浴中进行3小时聚合。接下来,在丙酮中再沉淀,利用倾析将上清液除去,由此得到共聚物(B)。
得到的共聚物(B)的组成以摩尔%计为MSBB:AMPS(Na):MBP=65:32:3。其中,得到的共聚物(B)相当于本发明涉及的粘接层中所含的亲水性共聚物(1)及本发明涉及的表面润滑层中所含的亲水性共聚物(2)。另外,利用GPC对得到的共聚物(B)的重均分子量(Mw)进行测定,结果以聚乙二醇换算计为190,000。
[实施例1]
将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(1))以成为10重量%的方式溶解于乙醇/水(3/7w/w),制备涂覆液(1-A)。接着,将聚酰胺管(外径2.4mm×长度70mm)浸于上述涂覆液(1-A),以1mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管照射3分钟波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管上形成粘接层(聚酰胺管(1-A))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。
接下来,分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.1重量%、并将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(1’)。涂覆液(1’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。接下来,将上述制作的聚酰胺管(1-A)浸于上述涂覆液(1’),并以5mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管(1-A)于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管(1-A)照射3分钟波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管(1)的粘接层上形成表面润滑层(聚酰胺管(1’))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。聚酰胺管(1’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(1’),利用下述方法,使用图3所示的摩擦测定机(Trinity-lab公司制,Handy Tribo Master TL201)20,评价润滑性及耐久性(润滑维持性)。将结果示于图4。
即,将芯材18插入上述样品(聚酰胺管(1’))来准备样品16。将该样品16沿长度方向横卧地固定于培养皿12中,浸渍在将样品16整体浸没的高度的生理盐水17中。将该培养皿12载置于图3所示的摩擦测定机20的移动工作台15。使硅端子()13与样品16接触,在端子上施加450g的载荷14。以滑动距离25mm、滑动速度16.7mm/sec的设定,测定使移动工作台15水平地往复移动10次时的滑动阻力值(gf)。将从第1次往复至第10次往复的去路时的滑动阻力值按各往复次数进行平均,以试验力的形式绘制曲线,由此评价相对于10次反复滑动的滑动阻力值的变化。
[比较例1]
将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(1))以成为10重量%的方式,溶解于乙醇/水(3/7w/w),制备涂覆液(1-A)。接下来将聚酰胺管(外径2.4mm×长度70mm)浸于上述涂覆液(1-A),以1mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管照射3分钟波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管上形成共聚物层(比较聚酰胺管(1))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。对于比较聚酰胺管(1)而言,在实施例1的聚酰胺管(1’)中不存在表面润滑层,除此以外为相同的结构。
接下来,针对得到的比较聚酰胺管(1),与实施例1同样地评价润滑性及耐久性(润滑维持性)。将结果示于图4。
由图4可知,本发明的聚酰胺管(1’)的初始(第1次往返)的滑动阻力值低(润滑性优异),到第10次往返为止其滑动阻力值几乎没有变化(耐久性(润滑维持性)优异)。与此相对,比较聚酰胺管(1)虽然耐久性(润滑维持性)优异,但初始的滑动阻力值比本发明的聚酰胺管(1’)高。本评价方法是预想了导管与生物体管腔内表面之间的间隙小的高负荷条件的方法。即,以管作为样品来测定滑动阻力值。管状的样品与片状的样品相比,与端子的接触面积小。因此,管状的样品与片状的样品相比,从端子施加的每单位面积的力变大(负荷大)。因此,本发明的医疗器械被认为即使在导管与生物体管腔内表面之间的间隙小的高负荷条件下,也能够发挥出优异的润滑性及耐久性(润滑维持性)。需要说明的是,比较例1的比较聚酰胺管(1)与本发明的聚酰胺管(1’)相比,虽然初始(第1次往返)及第10次往返为止的滑动阻力值高,但在通常的条件下,认为也能够发挥充分的润滑性和耐久性(润滑维持性)。
[实施例2~6]
分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.1重量%、且将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为5重量%(涂覆液(2’))、2.5重量%(涂覆液(3’))、0.5重量%(涂覆液(4’))、0.1重量%(涂覆液(5’))、及0.05重量%(涂覆液(6’))的方式,溶解于水,制备涂覆液(2’)~(6’)。涂覆液(2’)~(6’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)各自为1:50、1:25、1:5、1:1及1:0.5。
实施例1中,代替涂覆液(1’)而分别使用上述方式制备的涂覆液(2’)~(6’),除此以外与实施例1同样地制作聚酰胺管(2’)~(6’)。其中,聚酰胺管(2’)~(6’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)各自为1:50、1:25、1:5、1:1及1:0.5。
接下来,针对与得到的聚酰胺管(2’)~(6’)及实施例1同样地制作而成的聚酰胺管(1’),与实施例1同样地评价润滑性(第1次的滑动阻力值)。将结果示于下表1。需要说明的是,在下表1中,同时示出比较例1的结果。另外,下表1中的各评价标准如下所述。表1中的润滑性(第1次的滑动阻力值)表示样品数为2(n=2)的结果,在两个样品为◎的情况下,润滑性(第1次的滑动阻力值)表示为“◎”,在一个样品为◎另一个样品为○的情况下,润滑性(第1次的滑动阻力值)表示为“○~◎”。
(评价标准)
◎:第1次的滑动阻力值相对于比较例1而言小于40%
○:第1次的滑动阻力值相对于比较例1而言为40%以上、小于60%
△:第1次的滑动阻力值相对于比较例1而言为60%以上、小于90%
×:第1次的滑动阻力值相对于比较例1而言为90%以上
[表1]
[实施例7~9]
分别将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%、以及将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.01重量%(涂覆液(7’))、0.05重量%(涂覆液(8’))及1重量%(涂覆液(9’))的方式溶解于水,制备涂覆液(7’)~(9’)。涂覆液(7’)~(9’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)各自为1:100、1:20及1:1。
实施例1中,代替涂覆液(1’)而分别使用上述方式制备的涂覆液(7’)~(9’),除此以外,与实施例1同样地制作聚酰胺管(7’)~(9’)。其中,聚酰胺管(7’)~(9’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)各自为1:100、1:20及1:1。
接下来,针对与得到的聚酰胺管(7’)~(9’)及实施例1同样地制作而成的聚酰胺管(1’),与实施例1同样地评价润滑性(第1次的滑动阻力值)。将结果示于下表2。需要说明的是,在下表2中同时示出比较例1的结果。另外,下表2中的各评价标准与上述表1是同样的。
[表2]
/>
[实施例10]
分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=40,000)以成为0.1重量%、以及将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(10’)。涂覆液(10’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
实施例1中,代替涂覆液(1’)而使用上述方式制备的涂覆液(10’),除此以外与实施例1同样地制作聚酰胺管(10’)。其中,聚酰胺管(10’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(10’),与实施例1同样操作且以同样的评价标准评价润滑性(第1次的滑动阻力值),结果为“◎”。
[实施例11]
分别将丙烯酰胺-丙烯酸-丙烯酸钠共聚物(Sigma-Aldrich公司制、制品名:含聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)钠盐的[Poly(acrylamide-co-acrylic acid)partial sodiumsalt(聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)部分钠盐)]、数均分子量(Mn)=150,000、丙烯酰胺的含量=84摩尔%)以成为0.1重量%、以及将制造例1中得到的共聚物(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(11’)。涂覆液(11’)中的丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
实施例1中,代替涂覆液(1’)而使用上述方式制备的涂覆液(11’),除此以外,与实施例1同样地制作聚酰胺管(11’)。其中,聚酰胺管(11’)的表面润滑层中的丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(11’),与实施例1同样地操作且以同样的评价标准评价润滑性(第1次的滑动阻力值),结果为“○”。
[实施例12]
将制造例2中得到的共聚物(B)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(1))以成为10重量%的方式溶解于乙醇/水(3/7w/w),制备涂覆液(1-B)。接下来将聚酰胺管(外径2.4mm×长度70mm)浸于上述涂覆液(1-B),以1mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管照射3分钟波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管上形成粘接层(聚酰胺管(1-B))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。
接下来,分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.1重量%、以及将制造例2中得到的共聚物(B)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(12’)。涂覆液(12’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。接下来,将上述方式制作的聚酰胺管(1-B)浸于上述涂覆液(12’),以5mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管(1-B)于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管(1-B)照射3分钟波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管(1-B)的粘接层上形成表面润滑层(聚酰胺管(12’))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。聚酰胺管(12’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(12’),与实施例1同样地操作且以同样的评价标准评价润滑性(第1次的滑动阻力值),结果为“◎”。
[实施例13]
分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.1重量%、以及将制造例2中得到的共聚物(B)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(13’)。涂覆液(13’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
实施例1中,代替涂覆液(1’)而使用上述方式制备的涂覆液(13’),除此以外,与实施例1同样地制作聚酰胺管(13’)。其中,聚酰胺管(13’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(13’),与实施例1同样地操作且以同样的评价标准评价润滑性(第1次的滑动阻力值),结果为“◎”。
[实施例14]
分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.1重量%、以及将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(14’)。涂覆液(14’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
实施例12中,代替涂覆液(12’)而使用上述方式制备的涂覆液(14’),除此以外,与实施例12同样地制作聚酰胺管(14’)。其中,聚酰胺管(14’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(14’),与实施例1同样地操作且以同样的评价标准评价润滑性(第1次的滑动阻力值),结果为“◎”。
[实施例15]
将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(1))以成为7重量%的方式溶解于乙醇/水(3/7w/w),制备涂覆液(1-C)。接下来将聚酰胺管(外径2.4mm×长度70mm)浸于上述涂覆液(1-C),以1mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管照射3分钟照射波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管上形成粘接层(聚酰胺管(1-C))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。
接下来,分别将Sigma-Aldrich公司的聚丙烯酰胺(数均分子量(Mn)=150,000)以成为0.1重量%、以及将制造例1中得到的共聚物(A)(相当于本发明涉及的亲水性共聚物(2))以成为1重量%的方式溶解于水,制备涂覆液(15’)。涂覆液(15’)中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。接下来,将上述方式制作的聚酰胺管(1-C)浸于上述涂覆液(15’),以5mm/sec的速度提起。接下来,使聚酰胺管(1-C)于室温干燥60秒,除去溶剂。接下来,以照射距离250mm、样品旋转速度3mm/sec的条件,对聚酰胺管(1-C)照射3分钟波长365nm、照射输出功率105mW/cm2的紫外线(UV),在聚酰胺管(1-C))的粘接层上形成表面润滑层(聚酰胺管(15’))。需要说明的是,UV照射装置使用Dymax公司的ECE2000(高压汞灯)。聚酰胺管(15’)的表面润滑层中的聚丙烯酰胺与亲水性共聚物(2)的混合比(重量比)为1:10。
接下来,针对得到的聚酰胺管(15’),与实施例1同样地操作且以同样的评价标准评价润滑性(第1次的滑动阻力值),结果为“◎”。
将上述实施例及比较例的结果归纳于下表3。需要说明的是,在下表3中,混合比表示表面润滑层中的亲水性共聚物:丙烯酰胺系聚合物的重量比。另外,在各亲水性共聚物及各丙烯酰胺系聚合物的栏中,示出涂覆液中的各亲水性共聚物及各丙烯酰胺系聚合物的浓度,润滑性是指润滑性(第1次的滑动阻力值)。
[表3]
表3
本申请基于2019年8月21日提出申请的日本专利申请号2019-151583号,将其公开内容作为参照而整体并入。
附图标记说明
1 基材层,
1a 基材层芯部,
1b 基材表面层,
2 粘接层,
3 表面润滑层,
10 医疗器械,
12 培养皿,
13 硅端子,
14 载荷,
15 移动工作台,
16 样品,
17 生理盐水,
18 芯材,
20 摩擦测定机。
Claims (9)
1.医疗器械,其具有:
基材层;
粘接层,其形成于所述基材层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(1),所述亲水性共聚物(1)包含来自聚合性单体(A)的结构单元、来自聚合性单体(B)的结构单元和来自聚合性单体(C)的结构单元,所述聚合性单体(A)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种基团,所述聚合性单体(C)具有光反应性基团;和
表面润滑层,其形成于所述粘接层的至少一部分且包含下述亲水性共聚物(2)以及聚丙烯酰胺,所述亲水性共聚物(2)包含来自聚合性单体(A’)的结构单元、来自聚合性单体(B’)的结构单元和来自聚合性单体(C’)的结构单元,所述聚合性单体(A’)具有磺基三甲铵乙内酯结构,所述聚合性单体(B’)具有选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的至少一种基团,所述聚合性单体(C’)具有光反应性基团。
2.如权利要求1所述的医疗器械,其中,相对于1重量份的所述聚丙烯酰胺而言,所述亲水性共聚物(2)以超过0.5重量份且为小于50重量份的比例被包含在所述表面润滑层中。
3.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,所述聚合性单体(A)及/或(A’)由下述式(1)表示:
[化学式1]
所述式(1)中,
R11为氢原子或甲基,
Z1为氧原子或-NH-,
R12及R15各自独立地为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
R13及R14各自独立地为碳原子数为1~20的直链或支链的烷基。
4.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,所述聚合性单体(B)及/或(B’)由下述式(2)、(3)或(4)表示:
[化学式2]
所述式(2)中,
R21为氢原子或甲基,
Z2为氧原子或-NH-,
R22为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团;
[化学式3]
所述式(3)中,
R31为氢原子或甲基,
R32为单键或碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团;
[化学式4]
所述式(4)中,
R41为氢原子或甲基,
R42为碳原子数为1~20的直链或支链的亚烷基,
X为选自由磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)及亚硫酸基(-OSO2H)以及它们的盐的基团组成的组中的基团。
5.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,聚合性单体(C)及/或(C’)包含具有二苯甲酮结构的基团。
6.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,所述亲水性共聚物(1)与亲水性共聚物(2)具有相同的结构。
7.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,所述医疗器械为导管、支架或导丝。
8.权利要求1~7中任一项所述的医疗器械的制造方法,其具有:
将包含所述亲水性共聚物(1)的涂覆液(1)涂布于所述基材层,以形成粘接层;
将包含所述亲水性共聚物(2)及所述聚丙烯酰胺的涂覆液(2)涂布于所述粘接层,以形成表面润滑层。
9.如权利要求8所述的方法,其中,所述涂覆液(2)中的所述亲水性共聚物(2)的浓度为0.1~2.5重量%。
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