DE2800484B2 - Medizinisches Gerät in Kontakt mit Körperflüssigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Medizinisches Gerät in Kontakt mit Körperflüssigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE2800484B2
DE2800484B2 DE2800484A DE2800484A DE2800484B2 DE 2800484 B2 DE2800484 B2 DE 2800484B2 DE 2800484 A DE2800484 A DE 2800484A DE 2800484 A DE2800484 A DE 2800484A DE 2800484 B2 DE2800484 B2 DE 2800484B2
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Description

f)
(CH2)
Y
CH2-C
20
wiedergegeben wird, worin jeder Rest Ri, R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, X ein Wasserstoffatom, ein Chlor- oder Bromatom, Y eine Gruppe
Il -c—o—
a die Zahl 0 oder 1, in und η ganze Zahlen, die die Anzahl der entsprechenden Einheiten jeweils angeben, bedeuten und m/m+ η den Wert 0,15 bis 0,5 r> besitzt.
2. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere aus einem Äthylen-Vinylacetatcopolymeren besteht.
3. Medizinisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis m/(m+n) den Wert 0,15 bis 0,3 besitzt.
4. Medizinisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis m/(m+n) den Wert 0,15 bis 0,2 besitzt und der Vernetzungsgrad 50 bis 75% beträgt.
5. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als Beutel (Fig. 1) vorliegt.
6. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch w gekennzeichnet, daß der Vernetzungsgrad 30 bis 75% beträgt.
7. Medizinisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Katheter (F i g. 5) vorliegt.
8. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das auf das Gewicht bezogene durchschnittliche Molekulargewicht des Copolymeren etwa lö 000 bis 250 000 beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Gerätes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formkörper entsprechend dem gewünschten medizinischen Gerät aus dem Copolymeren gebildet wird und dieser Formkörper mit Gammastrahlen und/oder Elektronenstrahlen aus einer Bestrahlungsquelle zur Vernetzung des Copolymeren zu einem Vernetzungsgrad von 20 bis 75% bestrahlt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestrahlungsquelle Kobalt 60 verwendet wird
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dosierung der Strahlung von 1 bis 15 M rad angewandt wird.
10
JO Die Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät, enthaltend einen Teil der im Kontakt mit Körperflüssigkeiten und/oder flüssigen Medikamenten kommt.
In der Medizin werden medizinische Geräte aus synthetischen Harzen verwendet, bei denen Durchsichtigkeit oder Flexibilität erforderlich ist, wie z. B. Blutbeutel, Flüssigkekszufuhrbeutel, Katheter, Rohre und dergleichen. Bekannte synthetische Harze dieser Art bestehen aus Polyvinylchlorid, Gemischen hiervon mit Polyurethan, Polybutadien oder Polyacrylnitril und dergleichen. Diese üblichen synthetischen Harze erfüllen die Anforderungen für medizinische Geräte nicht vollständig.
Die Erfordernisse für Materialien von medizinischen Geräten sind:
1) Das Material darf durch die hiermit in Kontakt kommende Körperflüssigkeit oder flüssige Medikamente nicht angegriffen werden,
2) es muß eine niedrige Durchlässigkeit für Wasserdampf oder andere Gase besitzen,
3) es muß eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen, da es einer Sterilisation bei hohem Dampfdruck ausgesetzt wird.
Darüber hinaus muß es eine hohe Schmelzbarkeit beim Erhitzen, insbesondere Hochfrequenzerhitzen, vom Gesichtspunkt der Formgebung her besitzen.
Polyvinylchlorid, welches zur Zeit am meisten als medizinisches Gerätematerial verwendet wird, enthält einen Plastifizierer zur Erzielung von Flexibilität, einen Wärmestabilisator zur Erzielung von Wärmestabilität, ein Gleitmittel zur Verbesserung der Formungseigenschaften und dergleichen. Wenn es mit Körperflüssigkeiten oder flüssigen Medikamenten in Kontakt kommt, werden derartige Zusatzmittel leicht aus dem Material herausgelöst. Dies ist für das Material von medizinischen Geräten problematisch. Dieses Material hat auch eine niedrige Wärmebeständigkeit. Auch die vorstehend aufgeführten Gemische sind hinsichtlich Flexibilität, Transparenz und Verträglichkeit unzufriedenstellend. Außerdem sind sie insbesondere hinsichtlich der Wärmebeständigkeit schlecht.
Ferner haben die vorstehend aufgeführten synthetischen Harze eine relativ hohe Durchlässigkeit für Dampf oder Gase. Deshalb besteht eine Neigung, daß die flüssigen Medikamente in den aus derartigen Harzen gefertigten Behältern ihie Zusammensetzung aufgrund von Wasserdampf und ihre Qualität aufgrund von Oxidation ändern.
Aus der DE-GM 66 02 847 sind Blutbeutel aus organischem thermoplastischen Kunststoff wie Hochdruckpolyäthylen oder Propylen bekannt. Aufgrund des verwendeten Materials, das frei von Weichmachern ist, ergibt sich eine halbstarre Ausführung des Blutbeutels. Das verwendete Blutbeutelmaterial ist insofern nachteilig als auch durch dieses Material nicht alle biochemischen Anforderungen erfüllt werden und die Flexibilität unter Umständen nicht ausreicht.
Aus der DE-GM 71 38 770 sind Blutbeutel bekannt, die aus weichmacherfreien Folien oder Verbundfolien bestehen. An sieb hätte die Verwendung von Verbundfolien in biochemischer Hinsicht Vorteile, da die Eigenschaften der einzelnen Schichten der Verbundfolie speziell auf ihre chemisch-physikalisciie Eigenschaft hin ausgesucht werden können. Die Freiheit in der Eigenschaftenwahl wird jedoch durch die notwendige Forderung nach Verschweißbarkeit und Vei träglicnkeit der einzelnen Folien gegeneinander eingeschränkt. Obendrein entsteht bei Verbundfolien das Problem der Delaminierung der einzelnen Schichten, und zwar unabhängig von der gewählten Herstellungsart der Verbundfolien. Durch die Delaminierung der einzelnen Schichten gehen die physikalische Haltbarkeit bzw. die chemischen Eigenschaften des Blutbeutelmaterials wieder verloren. V/enn zur Herstellung der Blutbeutel aus Einfachfolien einer der obenerwähnten Kunststoffe verwendet wird, so weisen diese die Nachteile auf, auf welche bereits hingewiesen wurde.
Blutbeutel oder Beutel zur Aufbewahrung parenteraler Lösungen sind auch aus der DE-OS 22 50 540 bekannt, wobei als Material Polyvinylchlorid, Polypropylen-Homopolymere oder -Copolymere verwendet wird. Diese Materialien können die Anforderungen für medizinische Geräte, wie bereits erwähnt, nicht vollständig erfüllen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, medizinische Geräte zu schaffen, die eine ausgezeichnete Flexibilität und Wärmebeständigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegenüber Körperflüssigkeiten oder flüssigen Medikamenten besitzen und eine niedrige Gasdurchlässigkeit aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt sich ein medizinisches Gerät unter Einschluß eines mit Körperflüssigkeiten und/oder flüssigen Medikamenten in Kontakt kommenden Teiles, wobei mindestens dieser Teil aus einem zu einem Vernetzungsgrad von 20 bis 75% durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen und/oder Gammastrahlung vernetzten Copolymeren gebildet ist, wobei das Copolymere durch die Formel:
CH2-C
CH2-C
(1)
ι ■>
(CH2).
Y
"-2 / m
wiedergegeben wird, worin jeder Rest Ri, R2 und R3 unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, X ein Wasserstoffatom, ein Chlor- oder Bromatom, Y eine Gruppe
—c—o—
a die Zahlen 0 oder 1, m und η ganze Zahlen, die die Anzahl der entsprechenden Einheiten angeben, bedeuten, wobei m/m+nden Wert 0,15 bis 0,5 besitzt.
Das erfindungsgemäße Copolymere braucht keine Plastifizierer zu enthalten und zeigt trotzdem eine auseezeiehnete Medikamenten-, Säure- sowie Alkalibeständigkeit und Kautschukelastizität und gute mechanische Bearbeitungsfähigkeit, Gasundurchlässigkeit und Wärmebeständigkeit. Ferner ist das Copolymere gegenüber Körperflüssigkeiten wie Blut stabil. Zusätzlich webt es eine Hochfrequenz-Schmelzbarkeit auf, was eine leichte Verarbeitbarkeit sicherstellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung kann der Teil, der mit Körperflüssigkeiten oder flüssigen Medikamenten in Berührung kommt, aus Äthylen-Venylacetat-Copolymere bestehen, bei dem vorteilhafterweise das Verhältnis m : (m + n) einen Wert zwischen 0,5 und 0,3 besitzt. Für einen erfindungsgemäßen Beutel liegt der Wert des Verhältnisses m:(m+n) zwischen 0,15 und 0,2 und der notwendige Vernetzungsgrad zwischen 50 und 75%.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel liegt der Vernetzungsgrad zwischen 30 und 75% bei Verwendung als Material für einen Katheter. Bei den Ausführungsbeispielen liegt das Molekulargewicht der Copolymere zwischen 10 000 und 250 000. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen medizinischen Gerätes kann aus dem Copolymere ein Formkörper gebildet werden, der nach der Ausformung mit Hilfe von Gamma- und/oder Elektronenstrahlen bis zur gewünschten Vernetzung von 20 bis 75% bestrahlt wird, wobei vorteilhaft als Bestrahlungsquelle Kobalt 60 mit einer Dosierung der Strahlung von l-15Mrad angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung wird im Rahmen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, worin
F i g. 1 eine Aufsicht auf einen Flüssigkeitszufuhrbeutel, der eines der medizinischen Geräte gemäß der Erfindung darstellt,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Flüssigkeitszufuhrsatzes gemäß der Erfindung,
Fig. 3 einen Blutbeutel, der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
F i g. 4 eine Verweilnadeleinrichtung, der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
F i g. 5 einen Katheter, der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und
F i g. 6 graphische Darstellungen, die im Vergleich die charakteristischen Wasserdampfdurchlässigkeitskurven der medizinischen Geräte gemäß der Erfindung und üblicher Geräte zeigen, darstellen.
Wie bereits vorstehend erwähnt, besitzen die medizinischen Geräte gemäß der Erfindung einen Teil, der mit den Körperflüssigkeiten und/oder flüssigen Medikamenten in Kontakt kommt und zumindest dieser Teil ist aus einem vernetzten Copolymeren der Formel (I) gebildet. Das Copolymere der Formel (I) kann durch Polymerisation mittels bekannter radikahscher Polymerisationsverfahren mindestens einer Art eines Esters mit einer Acrylgruppe ei.tsprechend der allgemeinen Formel:
CH2=C I»)
(CH2),,
Y
I
R2
worin Ri, R2, Y und a die vorstehend angegebenen
Bedeutungen besitzen, und mindestens einer Art einer Äthylenverbindung entsprechend der allgemeinen Formel:
R,
CH1 =
worin R3 und X die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen, hergestellt werden.
In den Formeln (I) und (II) hat a die Bedeutung 0 oder 1, was das Vorhandensein oder das Fehlen einer Methylengruppe angibt, wie vorstehend erwähnt. Falls a den Wert 0 hai, sind die Gruppe
R,
CH2 = C-
und die Gruppe Y direkt miteinander verbunden. Der Rest Y besteht aus einer Gruppe
Ii —co-
und dies begrenzt die Bindungsweise desselben mit dem Rest R2 nicht. Das heißt, die Gruppe -Y-R2 bezeichnet die beiden Gruppen
O
-(-OR,
und
Ii
R1-C-O-
Zu den Estern der Formel (II) gehören Vinylacetat, Allylacetat. Methylacrylat. Methylmethacrylat, Äthylacrylat. Äthylmethacrylat. Propylacrylat, Propylmethacrylat. n-Butylacry!at, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacryiat, Diäthyihexyiacryiat u. dgi. Vinylacetat, Butylacrylat und Diäthyihexyiacryiat werden besonders bevorzugt.
Beispiele für Verbindungen der Formel (III) sind Äthylen. Propylen, Vinylchlorid, Vinylbromid, Buten. Penten u. dgl. Bevorzugt werden Äthylen. Vinylchlorid und Vinylbromid.
!η der Formel (I) bedeuten m und π die Anzahl der sich von dem Monomeren der Formel (II) ableitenden ~>o Einheiten bzw. die Anzahl der sich von den Monomeren der Formel (III) ableitenden Einheiten. Allgemein nimmt die Anzahl der sich von dem Monomeren der Formel (II) ableitenden Einheiten 15 bis 50% der Gesamtanzahl der gesamten Einheiten im Copolymeren der Formel (I) ein und die restlichen 85 bis 50% werden durch Anzahl der sich von dem Monomeren der Formel (III) ableitenden Einheiten eingenommen. Das heißt, m/m +η beträgt 0,15 bis 0,5. Es wird später dargelegt werden, daß, falls das Verhältnis m/m+η niedriger als bo 0.15 liegt, die Wärmeschmelzbarkeit des erhaltenen Copolymeren nach der Vernetzung schlecht wird. Falls der Wert 0,5 überschreitet, wird die Formbarkeit des erhaltenen Copolymeren erniedrigt. Der bevorzugte Wert hiervon liegt im Bereich von 0,2 bis 0,45. Besonders bevorzugt werden Äthylen-Vinylacetatcopoiymere unter Einschluß von 15 bis 30% Vinylacetateinheiten und 70 bis 85% Äthyleneinheiten.
Der hier verwendete Ausdruck »Copolymeres« bezeichnet alternierende Polymere und Blockpolymere sowie Copolymere, Terpolymere u. dgl.
Ganz allgemein hat das Copolymere gemäß dei Erfindung ein ausreichend hohes Molekulargewicht, tirr zu einem Bogen geformt zu werden, und hat eir durchschnittliches, auf das Gewicht bezogenes Molekulargewicht im Bereich von etwa 10 000 bis 250 000.
Wie vorstehend angegeben, sind die medizinischer Geräte gemäß der Erfindung aus solchen Copolymerer gefertigt, die zu einem Vernetzungsausmaß von 20 bi: 75% durch Bestrahlung mit Gammastrahlen und/odei Elektronenstrahlen vernetzt sind. Die Bestrahlung zui Vernetzung des Copolymeren kann in einigen Stufer beim Herstellungsverfahren des medizinischen Gerätes ausgeführt werden.
In einer ersten Ausführungsform wird der gewünsch te Formkörper für das medizinische Gerät, beispielswei se ein Blutbeutelforrnkörper oder ein Katheterformkör per, unter Anwendung des nicht vernetzten Copolyme ren der Formel (I) in geeigneter Weise, wie ζ. Β Wärmeverschmelzung, Blasverformung u. dgl. herge stellt. Dann wird der Formkörper mit Gammastrahler und/oder einem Elektronenstrahl bestrahlt, um da; gewünschte Ausmaß' der Vernetzung zu erzielen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird eir Pulver oder Pellets des nicht vernetzten Copolymerer in gewissem Ausmaß mit einem Elektronenstrahl und/oder Gammastrahl bestrahlt und ein Vernetzungs grad von einigen Prozent erzielt. Dann wird dei gewünschte Formkörper unter Anwendung des be strahlten Copoiymerpulvers oder -pellets in geeignete! Weise wie Extrudierformung, Spritzgußformung u. dgl gebildet und der Formkörper wird erneut mii Gammastrahlen und/oder Elektronenstrahlen bestrahlt so daß der abschließende Vernetzungsgrad erzielt wird Dieses Verfahren ist günstig, falls das nicht vernetzte Copolymere so weich ist, daß der erhaltene Formkörpei seine ursprüngliche Form verliert.
In einer dritten Ausführungsform wird das nichtver netzte Copolymere zu einem Bogen geformt und dei Bogen wird der Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl und/oder Gammastrahl in solchem Ausmaß ausgesetzt daß der gewünschte Vernetzungsgrad erzielt wird Dann wird der vernetzte Copolymerbogen zur Bildung des gewünschten medizinischen Gerätes nach derr Wärmeschmelzverfahren verwendet. Allgemein wird falls das Ausmaß der Vernetzung 50% überschreitet, die Anwendung von Wärmeverschmelzung, beispielsweise Hochfrequenzverschmelzung, mit hoher Verarbeitungsfähigkeit unmöglich. Wenn man bei dieser Ausführungs form das Ausmaß der Vernetzung erhöhen will, ist eine erneute Bestrahlung des Gerätes nach der Formgebung ausreichend.
Wie vorstehend beschrieben, beträgt der Vernetzungsgrad des vernetzten Copolymeren 20 bis 75%. 3( bis 75% wird für ein elastisches Gerät wie ein Rohi bevorzugt und 50 bis 75% werden für ein Gerät mil Nichtdurchlässigkeit für Dampf und/oder hoher Ölbe ständigkeit bevorzugt.
Die Bestrahlungsquellen umfassen Gammastrahlquel len wie Kobalt 60 und Elektronenstrahlgeneratoren wie Elektronenstrahlquellen vom Resonanzumwandlertyp.
Die Dosierung der Bestrahlung bestimmt sich ir Abhängigkeit von der Art des Copolymeren und derr gewünschten Ausmaß der Vernetzung. Im Fall dei Gammabestrahlung wird der vorstehende Vernetzungs grad durch Bestrahlung des Copolymeren mit ! bi!
15 Mrad, vorzugsweise 5 bis 10 Mrad, insgesamt in einer Dosis von 0,5 Mrad/Std., erzielt. Um den vorstehend aufgeführten Vernetzungsgrad durch Elektronenstrahl zu erzielen, ist eine Gesamtdosierung von 1 bis 10 Mrad bei 10 Mrad/sec ausreichend, falls eine Spannung von 2 Mega-Elektronenvolt angelegt wird.
Das Ausmaß der Vernetzung bestimmt sich nach folgender Gleichung:
Vernetzungsgrad (%) = BiA ■ 100
worin A das Trockengewicht des vernetzten Copolymeren und B das Trockengewicht des verbliebenen Rückstandes angeben, wenn das vernetzte Copolymere in einem Lösungsmittel wie Xylol während etwa 2 Std. erhitzt wird. Zur Erläuterung sind die erhaltenen Vernetzungsgrade, falls eine spezifische Dosierung von Gammastrahlen in einem bestimmten Ausmaß auf ein Äthylen-Vinylacetatcopolymeres mit variierenden Zusammensetzungen aufgestrahlt wird, in Tabelle A zusammengefaßt.
Tabelle A
Äthylen-Vinyl-Copolymere Dosierungs Dosierung Gelgehalt
Gehalt (%) an ausmaß
Vinylacetat (Mrad/Std.) (Mrad) (%)
0,475 10,5 54
15 0,475 10,5 55
20,5 0,475 10,5 54
30 0,475 21 64
15 0,475 21 62
20,5 0,475 21 55
30 0,475 31,5 64
15 0,475 31,5 63
20,5 0,475 31,5 54
30 0,545 4,6 75
30 0,96 5,4 75
26
F i g. 3 zeigt einen Blutbeutel, der aus dem vernetzten Copolymeren gefertigt ist. Der Blutbeutel umfaßt einen Beutelkörper, welcher durch Hochfrequenzverschmelzung der Umfangskanten 31a von zwei Bögen aus dem vernetzten Copolymeren gebildet wurde, und ein am Hauptkörper befestigtes Verbindungsrohr 32 und ein Rohr 33, dessen Vorderende mit einer Nadel 34 verbunden ist.
In F i g. 4 ist eine Verweilnadelvorrichtung mit einem Rohr 41 aus dem vernetzten Copolymeren gezeigt. Das Rohr 41 ist an einem Ende mit einer Nadel 43 mit Verweilflügel 42 ausgestattet, während es am anderen Ende mit einer Verbindungseinrichtung 44 zur Verbindung mit anderen Vorrichtungen ausgerüstet ist.
In Fig. 5 ist ein Katheter unter Einschluß eines Rohres 51, das aus dem vernetzten Copolymeren gefertigt ist, gezeigt. Das Rohr 51 ist an einem Ende mit einer Verbindungsvorrichtung 52 zur Verbindung an eine Saug- oder Exhaustereinrichtung verbunden.
Die medizinischen Geräte gemäß der Erfindung umfassen auch künstliche Organe, wie künstliche Nieren sowie die vorstehend aufgeführten Beispiele.
Die medizinischen Geräte gemäß der Erfindung erfüllen die in Pharmacopeia of Japan, Plastic containers for aqueous infusions, vorgeschriebenen Standarderfordernisse.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Bögen von 0,4 mm Dicke aus Äthylen-Vinylacetatcopolymeren jeweils mit dem in Tabelle 1 angegebenen Vinylacetateinheitengehalt, Rest Äthyleneinheiten, wurden zu einem Hantelbogen Nr. 1 gestanzt. Der Hantelbogen wurde der Bestrahlung mit Gammastrahlen von Kobalt 60 mit der in Tabelle I angegebenen Dosierung in einer Menge von 0,5 Mrad/Std. unter Stickstoff bei 200C unterworfen, wobei die jeweils in Tabelle 1 aufgeführten Probestücke erhalten wurden.
Tabelle I
Das erfindungsgemäß eingesetzte Copolymere braucht keine Plastifizierer zu enthalten und zeigt trotzdem eine ausgezeichnete Medikamentenbeständigkeit, Säurebeständigkeit, Alkalibeständigkeit und Kautschukelastizität sowie gute mechanische Verarbeitungsfähigkeit, Gasundurchlässigkeit und Wärmebeständigkeit. Ferner ist das Copolymere gegenüber Körperflüssigkeiten wie Blut stabil. Zusätzlich besitzt es eine gute Hochfrequenzschmelzbarkeit, was eine leichte Verarbeitbarkeit sicherstellt.
In F i g. 1 ist ein Flüssigkeitszufuhrbeutel gezeigt, welcher durch Hochfrequenzverschmelzung des Umfangteiles 11a von zwei vernetzten Copolymerbögen U gebildet wurde. An einem Ende des Beutels ist ein Paar Rohre 13 mit Kappen 12 angebracht, die aus dem vernetzten Copolymeren gefertigt sind.
In Fig.2 ist ein Flüssigkeitszufuhrsatz gezeigt, welcher 2 Rohre 21 und 22 umfaßt, die aus dem vernetzten Copolymeren gefertigt sind. Eine Tropfvorrichtung 23 befindet sich zwischen den Rohren 21 und 22. Eine Nadel 24 zum Einsatz in die Tropfflüssigkeit ist mit dem oberen Ende des Rohres 22 verbunden. Eine Injektionsnadel 25 ist am vorderen Ende des Rohres 21 befestigt. Eine Klammer 26 zur Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit der tropfenden Flüssigkeit ist etwa an der Mitte des Rohres 21 angebracht.
Dosierung 45 OMrad Vinylacetat 10% 11% 16% 20% 28%
1 Mrad 6% 010 011 016 020 028
50 3 Mrad 06 110 111 116 120 128
5 Mrad 16 310 311 316 320 328
8 Mrad 36 510 511 516 520 528
10 Mrad 56 810 811 816 820 828
86 1010 1011 1016 1020 1028
106
Die in den Tabellen II und III aufgeführten Versuche wurden unter Anwendung der vorstehend erhaltenen Probestücke durchgeführt.
Wie aus Tabelle II ersichtlich, wird insbesondere der Kaliumpermanganatverbrauch beträchtlich durch die Kobaltbestrahlung verringert. Daraus ergibt es sich, daß nur wenig reduzierbares Material in den vernetzten Copolymeren enthalten ist.
Die in Tabelle III aufgeführten Ergebnisse belegen, daß das vernetzte Copolymere für medizinische Geräte, insbesondere Flüssigkeitszufuhrbeutel, Rohre für Flüssigkeitszufuhrsätze, Flüssigkeitszufuhrrohre u.dgl. geeignet ist
ι 9 Kaliumpermanganat- 28 00 020 daß das 510 484 Copolymere 10 net net 528 106 1010 1020 1028 Bemer
···■ verbrauch (0,01η, ml) 0,39 0,11 geeig- geeig 0,09 0,09 0,09 0,09 0,08 kungen
'.':■ Änderung des pH Kobaltbe- vernetzte net
■ Die ausgeprägtesten Effekte aufgrund der Γ: (Λ pH) Schwellfähigkeit 0,19 56 0,13 0,13 0,12 0,12 0,11 0,12
strahlung sind die Verringerung der ^ Chlorid in Sojabohnenöl, so 0,11
und der Löslichkeit geeig geeig geeig geeig geeig geeig
Tabelle Il '■'■ Ammoniak, Sulfat Probe-Nr. net 0,13 net net net net net Fuß
/ Testart 06 010 geeig für Nährflüssigkeitszufuhrsätze geeig geeig geeig geeig geeig note1) I
,ν 0,39 0,35 net geeig oder -beutel anwendbar wird. net net net net net I
net I
0,18 0,18 geeig
net
geeig- geeig 520
net net 0,09
geeig- geeig
net net 0,14
geeig- geeig
net
Schwermetall, Verdampfung (mg)
Verfärbung
Zellvirulenz
0,4
0,3
0,4
0,2 0,2
0,2
0,2 0,09 0,08 0,08 0,08
keine keine keine keine keine keine keine hell- hell- hell- hellbraun braun braun braun
minus minus minus minus minus minus minus minus minus minus minus Fußnote2)
Hämolytische Virulenz minus minus minus minus minus minus minus minus minus minus minus
minus minus minus minus minus minus minus minus
minus minus minus minus minus minus minus minus
minus minus minus minus minus minus minus minus
minus minus minus minus minus minus minus minus
minus minus minus minus minus minus minus minus
Fußnote '): Destilliertes Wasser für Lösungsmittelinjektion, bei 121 C während 60 min. Fußnote2): 1 g/3 ml MEM-Kulturmedium bei 121 C während 20 min. Fußnote3): 12Γ C während 20 min, Autoklavenextraktion, nach 24 Std.
Tabelle III
Gewichtsverringerung (%)
Fußnote3)
Mikrobendurch minus minus minus
lässigkeit
Akute Virulenz minus minus minus
Subkutanreaktion minus minus minus
Pyrexie-Material minus minus minus
Transplantationstest minus minus minus
Testart Probe Ni. nach 3Tg. 511 nach 3Tg. 520 nach 3 Tg.
011 0,49 0,20 0,20
0,04 nach 3 Tg. 0,01 nach 3Tg. 0,01
0,05 0,20 0,01 0,20 0,01
99,5% Äthylalkohol Eintauchungstage 0,23 0,01 0,02 0,01 0,02
43% Glycerin nach 3Tg. 11,23 0,01 0,20 0,01 0,20
50% Polyäthylenglykol 0,42 0,02 0,02
10% Intralipit 0,02 0,21 0,21
Sojabohnenöl 0,03
0,15
8,75
Die Wärmebeständigkeit ist von der Zusammensetzung des Äthylen-Vinylacetatcopolymeren abhängig. Die Verformungstemperatur für dieses Copolymere beträgt 70°C bei 28% Vinylacetatgehalt 86° C bei 16% Vinylacetatgehalt und 890C bei 11% Vinylacetatgehalt Das vernetzte Copolymere mit einem Vinylacetatgehalt von 6 bis 28%, hergestellt durch Aufstrahlung einer Dosierung von 1 bis lOMrad, ist gegenüber den Bedingungen einer Autoklavsterilisierung, welche in Dampf bei 121° C während 60 min ausgeführt wird, dauerhaft Selbst wenn die Dosierung lOMrad übersteigt, wird die Wärmebeständigkeit weiterhin erhöht, iedoch werden nachteilig die Hochfrequenzsiegelungs-
eigenschaften beeinflußt.
Gute Ergebnisse wurden auch bei der Absorption von Vitaminen, der Nichtdurchdringbarkeit mit Wasserdampf, dem verbliebenen Äthylenoxidgas nach der Sterilisierung durch Äthylenoxidgas u. dgl. erzielt. Die meisten dieser Teste wurden entsprechend Pharmacopeia of Japan, Plastic containers for infusion, durchgeführt
Weiterhin wurden Blutbeutel, Katheter, Flüssigkeitszufuhrsätze (diese werden als typische Güter unter den Bezeichnungen Teruflex, Sufud und Terufusion durch die Terumo Co, Ltd, Japan, im Handel geführt) aus den Probestücken mit der Bezifferung 020,520,820 und 1020
gemäß Beispiel 1 hergestellt. Diese wurden auf ihre Wirkung als gewünschtes medizinisches Gerät untersucht. Das Probestück 020 war gegenüber den Bedingungen einer Autoklavsterilisierung nicht dauerhaft, zeigte jedoch keine Fehler, wenn die anderen Teste durchgeführt wurden. Die Transparenz war praktisch gleich bei den Probestücken 520, 820 und 1020. Hinsichtlich der Flexibilität ist das Probestück 520 dem Probestück 1020 überlegen, so daß das erstere für weiche medizinische Geräte und das letztere für Katheter mit relativ großem Durchmesser geeignet ist.
Beispiel 2
Als Probematerial wurde ein Äthylen-Vinylacetat-Vinylchloridcopolymeres (R-5L der lapan Geon Co., Ltd.) verwendet. Die Zusammensetzung des Copolymeren betrug 35% Äthylen, 50% Vinylchlorid und 15% Vinylacetat. Zur Bestrahlung wurde Kobalt 60 mit einer Dosierung von 5 Mrad und lOMrad verwendet. Die Testuntersuchungen bestanden aus einem Eluierungsmaterialtest (Tabelle IV), einem biologischen Versuch (Tabelle V) und der Untersuchung der Wärmebeständigkeit und der Hochfrequenzverschließbarkeit (Tabelle VI).
Tabelle IV
(Eluierungsmaterialtest)
Probestück Nr.
R-O R-5
R-10
Dosierung (Mrad) 0 5 10
Art Transpa Transpa Transpa·
rent rent rent
Schäumung geeignet geeignet geeignet
Änderung des 0,48 0,08 0,08
pH-Wertes
Chlorid, Acetat, geeignet geeignet geeignet
Phosphorsalz,
Salz, Ammonium
Verdampfungsrück 0 0 0
stand
Kaliumpermanganat- 0,10 0,02 0,02
verbrauch (ml)
Tabelle V
(Biologischer Versuch)
Probenummer
R-O R-5
R-10
Zellvirulenz
Hemolytische Virulenz
nach IStd.
nach 4 Std.
nach 24 Std.
Akute Virulenz
Mikrobendurchlässigkeit
Subkutanreaktion
Pyrexie
TransDlantationstest
Tabelle VI
(Wiirmebeständigkeit)
Probe-Nr.
R-O
R-5
R-10
Wärmebestän- <75 C <121C <125C
digkeit
|0 (Umwandlungstemperatur)
Autoklaven- unmöglich möglich möglich sterilisierung,
121 C, 60 min
Hochfrequenz- möglich möglich möglich verschließbarkeit
Die Ergebnisse der Versuche unter Anwendung eines Äthylen- Vinylaeetat-Vinylchloridcopolymeren zeigen zahlreiche wertvolle Verbesserungen: Die Wärmebeständigkeit ist aufgrund der radioaktiven Bestrahlung verbessert; der Verbrauch an Kaliumpermanganat ist beträchtlich verbessert; die hemolytische Virulenz, die für medizinische Geräte wesentlich ist, ist verbessert.
Beispiel 3
Unter Anwendung von Benzoylperoxid als Initiator wurden Äthylen (80%) und Butylacrylat (20%) radikalisch bei 50°C während 8 Std. in einem rostfreien Autoklav polymerisiert. Das erhaltene Äthylen-Butylacrylatcopolymere wurde zu einem Bogen (Hantel Nr. 1 mit 0,4 mm Stärke) geformt, welcher wiederum mit Kobalt 00 bestrahlt wurde. Die Bestrahlungsbedingung war die gleiche wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse sind in Tabelle VII (Eluierungsmaterialtest), Tabelle VIII (Biologischer Versuch) und Tabelle IX (Wärmebeständigkeit) aufgeführt.
Tabelle VII
Probe-Nr. B-O
B-5
B-10
Dosierung (Mrad)
Art
Schäumung
Änderung des
so pH-Wertes
Chlorid, Acetat,
Phosphorsalz,
Ammoniak
Verdampfungsrückstand
UV-Absorption
Tabelle VIII
0 5 10
Trans- Trans- Transparent parent parent
geeignet geeignet geeignet
0,59 0,10 0,10
geeignet geeignet geeignet
0,01 0,01 0,01
geeignet geeignet geeignet
Probe-Nr. B-O B-5
Zellvirulenz + Hemolytische Virulenz
nach 1 Std. +
nach 4 Std. +
nach 24 Std. +
Fortsetzung
Probe-Nr.
B-O B-5
R-IO
Akute Virulenz +
Mikrobendurchlässigkeit +
Subkutanreaktion +
Pyrexie +
Transplantationstest +
Tabelle IX
Wärmebestandigkeit
Hochfrequenzverschließbarkeit
B-O
B-5
B-IO
<60 C
<115 C
<119 C
möglich
möglich
möglich
Die Angaben dieser Tabellen belegen, daß die Anwendung des Äthylen-Butylacrylatcopolymeren die Wärmebeständigkeit bei radioaktiver Bestrahlung verbessert und zu Materialien für medizinische Geräte geeignet macht.
Beispiel 4
Ein Flüssigkeitszufuhrbehälter, ein Blutzufuhrbehälter, ein Nährflüssigkeitszufuhrbehälter und ein Urinbeutei wurden gemäß der Erfindung in der folgenden Weise hergestellt. Das Äthylen-Vinylacetatcopolymere mit einem Gehalt von 17, 20 oder 25% Vinylacetat wurde 7ur Bildung von Bögen mit Dicken von 0.1,0,15,0,2,0,25 und 0.4 mm Dicke extrudiergeformt. Zwei Bögen mit der gleichen Dicke wurden aufeinander gelegt und am Umfang, ausgenommen eine Öffnung von etwa 1 cm, durch -Hochfrequenzversiegelung zur Bildung eines rechteckigen ebenen Behälters von 10 cm χ 10 cm geschmolzen. Der Behälter wurde in einen Polyäthylenbeutel gebracht und dann wurde die Luft durch Stickstoff ersetzt. Anschließend wurde mit einem Elektronenstrahl von 8 Mrad zur Vernetzung bestrahlt. Zum Test der Abdampfung des Lösungsmittels als Zufuhrflüssigkeit, Antikoaguliermittel für die Zufuhrflüssigkeit. Nährflüssigkeit zur Zuführung, Urin od. dgl. wurden 80 ml Wasser in den in dieser Weise hergestellten Behälter gegossen und die öffnung durch Hochfrequenzversiegelung verschlossen. Zwei Vinyl-
chloridbehäiter A und B mit der gleichen Form wie der Äthylen-Vinylacetatbehälter wurden hergestellt, die gleichfalls 80 ml Wasser enthielten.
Die Dampfdurchlässigkeit dieser Behälter wurde in der Weise bestimmt, daß diese Behälter in einer Atmosphäre von 20° C und 65% absoluter Feuchtigkeit während 0,7 und 14 Tagen gebracht wurden, worauf die Gewichte dann bestimmt wurden. Die Ergebnisse sind in F i g. VI gezeigt. In der Figur beziehen sich die Kurven £ bis / auf die in der nachfolgenden Tabelle X gezeigter Fälle.
Tabelle X
Kurven
Vinylacetatgehalt
Dicke
a b c d e
f
g h
17
17
17
17
17
20
:s
Behälter A
Behälter B
0,4
0,25
0,2
0,15
0,1
0,4
0,4
0,4 0,4
Der Behälter aus dem Äthylen-Vinylacetatcopolymeren mit einem Vinylacetatgehalt von 17 bis 20% wai hinsichtlich der Wasserdampfdurchlässigkeit gegenübei dem üblichen Vinylacetatbehälter als Blutbeutel A (Dicke 0,4 mm) und dem Vinylchloridbehälter B ah Flüssigkeitszufuhrbeutel (0,4 mm Dicke) überlegen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Behälter au; Äthylen-Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt vor 17% gegenüber den üblichen hinsichtlich der Dampf durchlässigkeit überlegen war, selbst falls die Stärk« desselben gleich oder die Hälfte des üblichen war Ferner zeigt sich aus dem Ergebnis, daß, je niedriger dei Gehalt von Vinylacetat ist, desto besser die Dampfun durchlässigkeit wird. Weiterhin wurde das vernetzt! Äthylen-Vinylacetatcopolymere mit Wasser gefüllt unc dann mit Dampf von hohem Druck sterilisiert. Ein Brucl oder eine Auflösung des Behälters und eine Eluierunj des Monomeren in Wasser wurde nicht beobachtet.
Hinsichtlich Medikamentenbeständigkeit, Mikroben durchlässigkeit, akuter Virulenz und des Pyrexie-Mate rialversuchs zeigte das Äthylen-Vinylacetatcopolymeri
so praktisch die gleichen Ergebnisse wie das Material nacl Beispiel 1.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Medizinisches Gerät, enthaltend einen Teil, der in Kontakt mit Körperflüssigkeiten und/oder flüssigen Medikamenten kommt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens dieser Teil aus einem zu einem Vernetzungsgrad von 20 bis 75% durch Gammastrahlung und/oder Elektronenstrahlbestrahlung vernetzten Copolymeren gebildet ist, wobei das Copolymere durch die Formel
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