CN1222861A

CN1222861A - 医疗装置

Info

Publication number: CN1222861A
Application number: CN 97195764
Authority: CN
Inventors: A·伊萨耶尔松; J·乌塔斯
Original assignee: Astra AB
Current assignee: AstraZeneca AB
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1999-07-14

Abstract

生产医疗装置的方法,该装置可以提供亲水表面涂层的长柄以插入体内通路,该方法包括用选自聚醚嵌段酰胺和苯乙烯嵌段共聚物的热塑性、弹体材料形成长柄。并通过向长柄表面顺序涂布含有0.05—40%(重量/体积)的异氰酸酯化合物的溶液和含有0.5—50%(重量/体积)的聚乙烯吡咯烷酮的溶液在长柄上形成亲水涂层和在高温下固化的步骤。

Description

医疗装置

本发明涉及医疗装置，该装置可以提供具有外表面涂层的长柄以插入人或动物体内通路，并主要(但不是唯一地)涉及表面涂布的导管。

许多医疗装置具有长柄，例如用于插入或通过生物体通路如尿道和心血管系统的通路的管道。已知医疗装置中最普通类型的此类管道为导管。导管的实例包括那些指定用于泌尿、血管成形术和瓣膜成形术用途的导管，即分别用于插入生物体(一般为人体)的尿道、血管腔和心脏通路的导管。

因为该医疗装置的特定的用途，所以制备长柄的材料需要满足一些参数。该材料必须满足下列要求：如柔软性、良好的抗扭结性、良好的尺寸稳定性、可加工性，如易于形成和胶合，以及通过放射、蒸汽、环氧乙烷或其它方法灭菌的可能性。也需要该物质能接受表面处理，这些处理可以赋予该医疗装置所需的表面性质例如润滑性、亲水性和血液相容性。因此，由于作用物的化学性质影响涂布作用物的可能性，所以该作用物的化学性质是很关键的。

多年来，由于聚氯乙烯(PVC)满足前段所述的要求，因此PVC一直被用作制造具有长柄以供插入体内通路的医疗装置，例如导管。

例如，在先的欧洲专利申请公开号0093093(Astra Meditec AB)公开了制造PVC尿道导管的方法，该导管具有亲水性外表面涂层，当湿润时显示较低的摩擦系数。该方法包括通过顺序向所述导管的外表面涂布含有0.05-40％(重量/体积，即kg/L)的异氰酸酯化合物溶液和含有0.5-50％(重量/体积)的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的溶液形成亲水表面涂层，例如通过蘸涂，然后在高温并优选在含水气体例如环境空气存在下固化该亲水涂层。

然而，将PVC用于医疗装置例如导管的适用性目前由于环境问题而且由于加至PVC中的增塑剂的毒性受到质疑。而且，通过例如欧洲专利申请公开号0093093中的方法制备的涂布PVC导管在该PVC导管的纵向上产生明显的收缩，一般为原长度的6-7％，这是由于在涂布过程中使用的操作温度引起的。此明显的收缩性的显而易见的缺点是材料的浪费，因为考虑到收缩性，所以需要PVC导管比最后所需的要长。此外，该涂布方法的质量控制由该明显程度的收缩使得变得比理想状态更为复杂。

因此，需要一种医疗装置，该装置可以提供涂布非-PVC亲水表面的长柄以供插入体内通路，该长柄在亲水表面涂层使用时无明显的收缩性。

为此，本发明提供制造一种医疗装置的方法，该装置可以提供涂布亲水表面的长柄以插入体内通路，该方法包括用选自聚醚嵌段酰胺和苯乙烯嵌段共聚物的热塑性、弹体材料形成长柄，通过在该长柄表面顺序涂布含有0.05-40％(重量/体积)的异氰酸酯化合物溶液和含有0.5-50％(重量/体积)的聚乙烯吡咯烷酮溶液，在长柄表面形成亲水涂层和在高温下固化的步骤。

使用聚醚嵌段酰胺或苯乙烯嵌段共聚物可以产生长柄，与将用于亲水涂层上的PVC相比，该长柄基本上在纵向上无收缩并可以提供具有插入体内通路所需的一般性质的长柄。因此本发明能够提供避免上述PVC基导管的缺点、特别是节省原料的导管并可能使用TV监测器进行质量控制。

尽管由在先的欧洲专利中请公开号0566755(Cordis Corp.)的背景部分可知使用聚醚嵌段酰胺制造用于插入体内通路的医疗装置管道(其本身是已知的)，而欧洲专利申请公开号0566755进一步指出在储存较长时间后，该管道材料会产生不需要的喷霜(blooming)，这将干扰涂层(例如赋予管道润滑性的涂层)在其上的粘附性。根据欧洲专利公开号申请0566755，解决喷霜问题的途径是将聚醚嵌段酰胺与基本无酯键的聚醚酰胺成分共混。

尽管在储存数月后有时观察到喷霜这一事实，但是当使用本发明的方法时，没有出现亲水涂层粘附于聚醚嵌段酰胺方面的问题。这归因于将所述亲水涂层根据本发明的方法涂于长柄上的方式。

确信在本发明中使用的聚醚嵌段酰胺具有下列结构：

其中PA为聚酰胺，PE为聚醚，n为大于1的整数，该数字代表在共聚物分子式中嵌段的共聚物分子重复单元的数目。代表性的聚醚嵌段酰胺材料包括Pebax^共聚物(Elf Atochem S.A.)。

在本发明的实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，例如Evoprene^G(Evode Plastics Ltd.)。

将异氰酸酯溶液涂于长柄表面导致涂膜具有在长柄表面形成的未反应的异氰酸酯基的涂层。然后将聚乙烯吡咯烷酮溶液涂于长柄表面导致在长柄表面形成亲水聚乙烯吡咯烷酮-聚脲共聚合物涂层。该亲水涂层的固化使异氰酸酯化合物结合在一起形成稳定的结合亲水性聚乙烯吡咯烷酮的非-反应性网状结构。优选固化反应在含水气体例如环境空气的存在下发生，以使所述异氰酸酯基能够与水反应产生胺，而胺迅速与其它异氰酸酯基反应形成脲交联。

在本发明的实施方案中，所述方法进一步包括在涂布所述聚乙烯吡咯烷酮溶液前蒸发所述异氰酸酯溶液的溶剂的步骤和在固化该亲水涂层前蒸发聚乙烯吡咯烷酮溶液的溶剂的步骤，和在固化亲水涂膜前蒸发聚乙烯吡咯烷酮溶液的溶剂的步骤。这可以通过如空气干燥而完成。

在本发明的实施方案中，所述异氰酸酯化合物每分子至少含有两个未反应的异氰酸酯基。所述异氰酸酯选自2,4-甲苯二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯和氰尿酸酯型的甲苯二异氰酸酯的五聚物或三聚化的六亚甲基二异氰酸酯缩二脲或它们的混合物。

用于所述异氰酸酯化合物的溶剂优选为不与异氰酸酯基反应的溶剂。优选的溶剂为二氯甲烷，但是也可能使用如乙酸乙酯、丙酮、氯仿、甲基乙基酮和二氯乙烷。

所述异氰酸酯溶液含有0.5-10％(重量/体积)的所述异氰酸酯化合物比较好，可优选含有1-6％(重量/体积)的所述异氰酸酯化合物。一般而言，所述异氰酸酯溶液仅需要与所述表面短暂接触，例如5-60秒。

为提高亲水涂层与长柄表面的粘附性，可将长柄预先在适当的溶剂中溶胀。另一种方法是选择用于异氰酸酯溶液的溶剂，该溶剂具有溶胀或溶解待涂布长柄表面的能力。

为了缩短必需的反应时间和固化时间，可以加入适当的用于异氰酸酯固化的催化剂。可以将这些催化剂溶于所述异氰酸酯溶液或聚乙烯吡咯烷酮溶液中，但是优选溶于后一溶液中。各种不同类型的胺是非常有用的，例如二胺，但是也使用例如三亚乙基二胺。优选使用脂肪胺，它们在涂布所用的干燥和固化温度下是挥发性的而且为非毒性的。适当的胺的实例为N,N’-二乙基乙二胺、六亚甲基二胺、乙二胺、对二氨基苯、1,3-丙二醇-对-氨基苯甲酸二酯和二氨基双环-辛烷。

当在聚乙烯吡咯烷酮溶液中使用催化剂时，溶液中催化剂的比例适合为聚乙烯吡咯烷酮量的0.1-50％(重量)，优选0.1-10％(重量)。部分上述提到的胺，特别是二胺也可以与异氰酸酯反应，因此有助于异氰酸酯化合物的交联，从而得到亲水涂层和聚合物表面之间所需的强粘附性。

优选使用的聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为10⁴-10⁷，最优选其平均分子量约为10⁵。具有该分子量的聚乙烯吡咯烷酮是商业可得到的，例如商标Kollidon^(BASF)。可以使用的聚乙烯吡咯烷酮的适合的溶剂实例为二氯甲烷(优选)、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、甲乙酮和二氯乙烷。溶液中聚乙烯吡咯烷酮的比例优选为0.5-10％(重量/体积)，最优选为2-8％(重量/体积)。可以通过蘸涂、喷涂等，在很短的时间例如5-50秒涂布聚乙烯吡咯烷酮溶液。

涂层的固化优选在温度50-130℃范围内进行，例如在干燥箱中进行5-300分钟。

根据本发明进一步提供根据本发明的方法制造的、具有亲水表面涂层的长柄以供插入体内通路的医疗装置。

根据本发明还提供具有插入体内通路的长柄的医疗装置，所述长柄由聚醚嵌段酰胺或苯乙烯嵌段共聚物制成并具有由聚乙烯吡咯烷酮和聚脲的互穿网络形成的亲水外表面涂层。

根据本发明另外提供具有长柄以供插入体内通路的医疗装置，所述长柄由聚醚嵌段酰胺或苯乙烯嵌段共聚物制成并具有增强渗透性的聚乙烯吡咯烷酮亲水外表面涂层。

在本发明的实施方案中，所述亲水涂层含有增加渗透性的化合物，例如选自钠和钾的氯化物、碘化物、柠檬酸盐和苯甲酸盐的无机盐。可以用在先欧洲专利申请公开号0217771中详述的方法涂布增加渗透性的化合物。

在本发明的实施方案中，所述医疗装置为导管，例如那些指定供泌尿、血管成形术和瓣膜成形术等使用的导管。在这种情况下，选择用于所述长柄的聚醚嵌段酰胺或苯乙烯嵌段共聚物具有的硬度分别在25 Sh D-70 Sh D范围内和40肖尔A-70肖尔D。当所述医疗装置为导尿管时，聚醚嵌段酰胺的硬度为25 Sh D-45 Sh D而苯乙烯嵌段共聚物在40肖尔A-45肖尔D比较理想，心血管用导管优选较高的硬度。

根据本发明也提供苯乙烯嵌段共聚物在制造具有长柄以供插入体内通路的医疗装置中的用途。

通过下列实施例对本发明进行说明而不加以限制。

实施例1

将二异氰酸酯(名称为DesmodurIL)以2％(重量/体积)的浓度溶于二氯甲烷中。将仅由或基本仅由硬度为70肖尔D的Pebax^形成的导尿管(此后指“导尿Pebax^管”)浸渍于上述溶液中15秒，然后于室温下干燥60秒。然后将该导管浸渍于溶于二氯甲烷中的6％(重量/体积)聚乙烯吡咯烷酮(K90，平均分子量约360000)的溶液中1秒钟。然后使该导管于室温下干燥60秒，最后于100℃固化50分钟。然后使该导管冷却至室温，接着用水洗涤。在湿润时，该导管具有光滑和粘附的表面。

在5秒-1分钟内，改变在异氰酸酯浴中浸渍时间重复该试验，但是增加浸渍时间没有获得益处。

实施例2

将二异氰酸酯(名称为Desmodur IL)以2％(重量/体积)的浓度溶于乙酸乙酯中。将硬度为35肖尔D的导尿Pebax^管浸渍于上述溶液中15秒，然后于室温下干燥60秒。然后将该导管浸渍于溶于乳酸乙酯(50％)和乙酸乙酯(50％)中的含6％(重量/体积)聚乙烯吡咯烷酮(K90，平均分子量约360000)的溶液中1秒钟。然后使该导管于室温干燥60秒，最后于80℃固化50分钟。然后使该导管冷却至室温，接着用水洗涤。在湿润时，该导管具有光滑和粘附的表面。

实施例3

将二异氰酸酯(名称为Desmodur IL)以2％(重量/体积)的浓度溶于二氯甲烷(75％)和三氯乙烯(25％)的溶液中。将硬度为63肖尔D的导尿Pebax^管浸渍于上述溶液中15秒，然后于室温下干燥60秒。然后将该导管浸渍于溶于二氯甲烷(75％)和三氯乙烯(25％)中的含6％(重量/体积)聚乙烯吡咯烷酮(K90，平均分子量约360000)的溶液中1秒钟。然后使该导管于室温下干燥60秒，最后于100℃固化50分钟。然后使该导管冷却至室温，接着用水洗涤。在湿润时，该导管具有光滑和粘附的表面。

实施例4

将二异氰酸酯(名称为Desmodur IL)以2％(重量/体积)的浓度溶于乙酸乙酯中。将用硬度为65肖尔A的Evoprene^G制成的导尿管浸渍于上述溶液中15秒，然后于室温下干燥60秒。然后将该导管浸渍于溶于二氯甲烷中的含6％(重量/体积)的聚乙烯吡咯烷酮(K90，平均分子量约360000)的溶液中1秒钟。然后使该导管于室温干燥60秒，最后于100℃固化50分钟。然后使该导管冷却至室温，接着用水洗涤。在湿润时，该导管具有光滑和粘附的表面。

根据上述实施例制成的导尿管显示低摩擦性、良好的抗扭结性、良好的尺寸稳定性和灭菌的可能性。而且，由涂布过程引起的所述导管的纵向收缩小于原长度的1％。

尽管上述实施例涉及导尿管的制造，但可以理解本发明不仅限于此应用，而且同样适用于其它形式的导管以及属于具有长柄以适用于插入体内通路的广泛医疗装置的其它构造物，例如用于治疗勃起功能障碍的经尿道的装置和插入伤口腔内形式的体内通路的伤口引流管。

Claims

1．制造一种医疗装置的方法，该装置可以提供亲水表面涂层的长柄以插入体内通路，该方法包括用选自聚醚嵌段酰胺和苯乙烯嵌段共聚物的热塑性、弹体材料形成长柄，通过向长柄表面顺序涂布含有0.05-40％(重量/体积)的异氰酸酯化合物的溶液和含有0.5-50％(重量/体积)的聚乙烯吡咯烷酮的溶液在长柄上形成亲水涂层和在高温下固化的步骤。

2．权利要求1的方法，其特征在于所述异氰酸酯化合物每分子至少包括两个未反应的异氰酸酯基团。

3．权利要求1或2的方法，其特征在于所述异氰酸酯溶液的溶剂为不与异氰酸酯反应的有机溶剂。

4．权利要求1、2或3的方法，其特征在于所述方法进一步包括在涂布所述聚乙烯吡咯烷酮溶液前蒸发所述异氰酸酯溶液的溶剂和在固化前蒸发所述聚乙烯吡咯烷酮溶液的溶剂的步骤。

5．前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述固化在含水气体存在下进行。

6．前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述固化在温度为约50-130℃范围内进行。

7．前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。

8．权利要求1-6中任何一项的方法，其特征在于选择作为所述长柄的所述聚醚嵌段酰胺具有的硬度在25 Sh D-70 Sh D范围内。

9．权利要求7的方法，其特征在于选择作为长柄的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物具有的硬度在40 Sh D-70 Sh D范围内。

10．前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述异氰酸酯选自2,4-甲苯二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯和氰尿酸酯型的甲苯异氰酸酯的五聚物或三聚化的六亚甲基二异氰酸酯缩二脲或它们的混合物。

11．前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述方法包括将含有增加渗透性的化合物的溶液涂布于所述涂层上和蒸发含有增加渗透性的化合物的溶液的步骤。

12．权利要求11的方法，其特征在于所述增加渗透性化合物为选自钠和钾的氯化物、碘化物、柠檬酸盐和苯甲酸盐的无机盐。

13．根据权利要求1-12中任何一项的方法制造的可以提供具有亲水表面涂层的长柄以插入体内通路的医疗装置。

14．可以提供插入体内通路的医疗装置，其特征在于所述长柄由聚醚嵌段酰胺或苯乙烯嵌段共聚物制造并提供由聚乙烯吡咯烷酮和聚脲的互穿网络形成的亲水外表面。

15．可以提供长柄以插入体内通路的医疗装置，其特征在于所述长柄由聚醚嵌段酰胺或苯乙烯嵌段共聚物制造并提供具有增强渗透性的聚乙烯吡咯烷酮亲水外表面涂层。

16．权利要求14或15的医疗装置，其特征在于所述苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。

17．权利要求14或15的医疗装置，其特征在于所述长柄由具有硬度在25 Sh D-70 Sh D范围内的聚醚嵌段酰胺形成。

18．权利要求16的医疗装置，其特征在于所述长柄由具有硬度在40 Sh A-70 Sh D范围内的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物形成。

19．权利要求14-18中任何一项的医疗装置，其特征在于所述亲水涂层含有增加渗透性的化合物。

20．权利要求19的医疗装置，其特征在于所述增加渗透性的化合物为选自钠和钾的氯化物、碘化物、柠檬酸盐和苯甲酸盐的无机盐。

21．权利要求13-20中任何一项的医疗装置，其特征在于所述装置为导管。

22．权利要求21的医疗装置，其特征在于所述装置为导尿管。

23．苯乙烯嵌段共聚物在制造提供长柄以插入体内通路的医疗装置中的用途。

24．权利要求23的用途，其特征在于所述苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。