Baxter Travenol Laboratories, Inc.
Deerfield, 111. , V.St.A.
Zum Blasformen und zur Behandlung in einem Autoklaven geeignete klare, flexible Kunststoffmasse und daraus hergestellter Behälter,
insbesondere Blutbeutel
Die Erfindung betrifft eine Kunststoffmasse, insbesondere
zur Herstellung von Behältern, insbesondere Beuteln, und Schläuchen zur Aufnahme von Blut und medizinischen
Lösungen. Die erfindungsgemäße Kunststoffmasse eignet sich jedoch ganz allgemein auch zur Herstellung von blasgeformten
und gegebenenfalls durchsichtigen flexiblen Behältern und Gegenständen der verschiedensten Art, die in vorteilhafter
Weise bei Sterilisationstemperaturen im Autoklaven behandelt werden können.
Besonders vorteilhaft an den Kunststoffmassen gemäß der Erfindung und den daraus hergestellten Formungen ist, daß
sie trotz Anwesenheit der verschiedensten Polymerisateinheiten, z.B. Propylen- und Styroleinheiten, die üblicherweise bei
härteren Materialien vorkommen, weich und flexibel sind. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Kunststoffmassen im
wesentlichen von flüssigen Plastifizierungsmitteln, wie Dioctylphthalat,
Mineralölen und dergleichen, frei. Wenn die erfindungsgemäßen Kunststoffmassen beispielsweise zur Herstellung von
Blutbeuteln verwendet werden, kommt es somit, wenn überhaupt, zu einem höchstens geringfügigen übertreten von Substanzen
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aus dem Kunststoffbeutel in das Blut.
Ein weiterer wesentlicher Faktor, aufgrund dessen sich die erfindungsgemäßen Kunststoffmassen zur Herstellung
von auf medizinischem Gebiet verwendbaren Gegenständen eignen, ist, daß sie keine stickstoffhaltigen Polymerisateinheiten,
d.h. ganz allgemein keine toxischen hydrolisierbaren Einheiten enthalten. Aus diesem Grunde bilden sich bei der Behandlung
der aus erfindungsgemäßen Kunststoffmassen hergestellten Gegenstände
im Autoklaven oder bei in sonstiger Weise einwirkenden höheren Temperaturen in höchstens geringfügiger Weise
unerwünschte - niedrigmolekulare Substanzen. Die erfindungsgemäßen Kunststoffmassen sind mit Blut verträglich
und üben offensichtlich auf Blutzellen keine verstärkte toxische Wirkung aus.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine zum Blasformen und zur Behandlung-in einem Autoklaven geeignete,
klare, flexible Kunststoffmasse, die aus
(A) 10 bis 40 Gew.-% eines im wesentlichen aus Propyleneinheiten gebildeten Polyolefins,
(B) 40 bis 85 Gew.-% eines Blockmischpolymerisats mit thermoplastischen Kautschukeigenschaften aus im
wesentlichen
(1) einem 50 bis 85 Gew.-% des Mischpolymerisatmoleküls ausmachenden zentralen Blocks aus
einem kautschukartigen Polyolefin aus in der Regel gleichen Anteilen Äthylen- und Butyleneinheiten
und
(2) endständigen Polystyrolblöcken und
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(C) O bis 40 Gew.-% eines Weichmachers, bestehend aus
Polyäthylen, einem Poly(äthylen/vinylacetat) mit nicht mehr als 35 Gew.-% Vinylacetateinheiten,
und einem Poly(äthylen/propylen) nicht mehr
als 60 Gew.-% Propyleneinheiten enthalten, besteht.
Vorzugsweise sollte eine Kunststoffmasse gemäß
der Erfindung mindestens etwa 15 Gew.-% Bestandteil (A) enthalten. Ferner sollte eine Kunststoffmasse gemäß der
Erfindung vorzugsweise keine flüssigen Plastifizierungsmittel
enthalten.
Schließlich sollte eine Kunststoffmasse gemäß der
Erfindung eine wirksame Spurenmenge, vorzugsweise 0,05 bis
0,2 Gew.-%, eines Antioxidationsmittels, vorzugsweise eines gehinderten phenolischen Antioxidationsmittels enthalten.
Ein in erfindungsgemäßen Kunststoffmassen besonders
gut geeignetes Antioxidationsmittel ist 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxylbenzyl)benzol,
und zwar deswegen, weil es in Gegenwart von Blut praktisch nicht"auslaugbar
ist. Ferner ist dieses Antioxidationsmittel bei Autoklaventemperaturen praktisch nicht hydrolysierbar, weswegen
es auch nicht in Substanzen niedrigeren Molekulargewichts, die dann leichter in das Blut ausgelaugt werden könnten,
gespalten wird. Das genannte Oxidationsmittel ist im Handel erhältlich.
Unter geeigneten Umständen kann als Antioxidationsmittel auch das im Handel erhältliche Tetrakis£methylen-3-(3'-5'-di-tert.-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionatJ
methan verwendet werden. Letzteres Antioxidationsmittel ist jedoch
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bei Autoklaventemperaturen an seinen Esterbindungen etwas hydrolyseanfällig.
Der Bestandteil (A) einer erfindungsgemäßen Kunststoffmasse
kann aus einem Polyolefin aus im wesentlichen Propyleneinheiten mit vorzugsweise einem Schmelzindex
(ermittelt nach'der US-Standard-Vorschrift ASTM D-1238,
Bedingung L) von zweckmäßigerweise 1,5 bis 3 bestehen. Zahlreiche im Handel erhältliche und erfindungsgemäß verwendbare
Polyolefine können 'geringe Mengen Äthyleneinheiten, beispielsweise
bis zu etwa 10 % Äthyleneinheiten, enthalten, ohne daß dadurch die Eigenschaften des Polypropylens wesentlich beeinträchtigt
werden. Der Polypropylenbestandteil vermittelt einer erfindungsgemäßen Kunststoffmasse in der Regel die erforderliche
Hitzebeständigkeit, insbesondere bei der bei der Behandlung im Autoklaven auftretenden Belastung. Gleichzeitig
erhöht sich mit einer Zunahme des Polypropylenanteils die Steifigkeit der Kunststoffmasse.
Ein erfindungsgemäß recht gut verwendbarer Bestandteil
(B) ist von der Firma Shell Chemical Company unter der Handelsbezeichnung KRATON G erhältlich. Andere kautschukartige
Blockmischpolymerisate enthalten einen Zentralblock aus Butadien oder Isopren und nicht die erfindungsgemäß bevorzugten
Äthylen/Butylen-Mischpolymerisateinheiten. Unter bestimmten Umständen können derartige Blockmischpolymerisate
als Äquivalente für die erfindungsgemäßen Äthylen/Butylen-Mischpolymerisatblöcke
dienen. Die erfindungsgemäßen Kunststoffmassen mit den Äthylen/Butylen-Mischpolymerisatblöcken
werden jedoch wegen ihrer besseren physikalischen Eigenschaften und dergleichen bevorzugt. Die erfindungsgemäß verwendbaren
Blockmischpolymerisate besitzen ein Molekulargewicht von
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vorzugsweise etwa 50.000 bis 120.000 und zeigen die Eigenschaften eines thermoplastischen Kautschuks. Dies ist auf
die kombinierten Wirkungen des Zentralblocks des Moleküls, der in typischer Weise aus einem kautschukartigen olefinischen
Material besteht, und den endständigen Blöcken aus thermoplastischem Polystyrol zurückzuführen.
Die Bestandteile (A) und (B) können alleinc zur Herstellung erfindungsgemäßer Kunststoffmassen verwendet
werden, und zwar insbesondere dann, wenn das Molekulargewicht des Bestandteils (B) etwa 70.000 nicht übersteigt. Bei einem
Molekulargewicht von über 70.000 des Bestandteils (B) werden die erhaltenen 2-Komponenten-Massen für einige Zwecke, insbesondere
für den erfindungsgemäßen Zweck, zu steif, sie eignen sich jedoch für andere Zwecke.
Bei Verwendung höhermolekularer Komponenten, z.B. eines Bestandteils (B) eines Molekulargewichts von etwa
100.000, werden zweckmäßigerweise etwa 10 bis 40 Gew.-Teile eines Bestandteils (C) mit verwendet. Hierbei handelt es sich
um ein weicheres Polyolefin, z.B. ein Polyäthylen, oder vorzugsweise
um ein Poly(äthylen/vinylacetat) mit 10 bis 35 Gew.-% Vinylacetateinheiten. Ein solches Poly(äthylen/vinylacetat)
mit 28 Gew.-% Vinylacetateinheiten ist beispielsweise
im Handel erhältlich. Der Bestandteil (C) dient als Weichmacher oder Mittel zur Verbesserung des Schmelzeflusses,
d.h. es wirkt als festes und nicht extrahierbares Plastifizierungsmittel
und unterstützt die Be- oder Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Kunststoffmasse während des Blasformens und
dergleichen. Als Weichmacher eignet sich auch ein Poly(äthylen/ propylen) mit nicht mehr als 60 Gew.-% Propyleneinheiten.
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Die verschiedenen Bestandteile einer Kunststoffmasse gemäß der Erfindung können in einer üblichen Vorrichtung,
beispielsweise in einem Banbury-Mischer und dergleichen, zu einer Polymerisatmischung vereinigt werden. Nach Erhalt
eines homogenen Gemischs kann dieses in einer üblichen Vorrichtung erwärmt und in einen Meßbecher zum Blasformen der
gewünschten Behälter extrudiert oder in sonstiger Weise verarbeitet werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Beispiel 1
Ein Drehmischer wird mit 80 Gew.-Teilen eines Blockmischpolymerisats mit thermoplastischen Kautschukeigenschaften
aus im wesentlichen (1) einem etwa 70 Gew.-% des Mischpolymerisatmoleküls ausmachenden Zentralblock aus einem
kautschukartigen Polyolefin mit in der Regel gleichen Anteilen an Äthylen- und Butyleneinheiten und (2) endständigen Polystyrolblöcken
beschickt. Bei dem verwendeten Blockmischpolymerisat handelt es sich um ein Handelsprodukt eines Molekulargewichts
von etwa 60.000. Danach wird der Drehmischer mit 20 Gew.-Teilen eines eine geringe Menge an mischpolymerisierten
Äthyleneinheiten enthaltenden Polypropylens eines Schmelzflusses von etwa 2 beschickt. Zusätzlich zu den beiden Bestandteilen
wird noch eine geringe Menge, nämlich 0,1 Gew.-% der Masse, des handelsüblichen Antioxidationsmittels 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-buty1-4-hydroxybenzyl)benzol
verwendet. Ein flüssiges Plastifizierungsmittel wird nicht
mit verwendet.
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Die verschiedenen Bestandteile werden in dem Drehmischer vorgemischt und dann aus einer Strangpreßvorrichtung
zu einem stabförmigen Strang extrudiert. Die erhaltenen stabförmigen Stränge werden zu kleineren Teilen pelletisiert.
Die erhaltenen Pellets werden in eine handelsübliche Blasformvorrichtung, nämlich eine kontinuierlich arbeitende
Strangpreßvorrichtung mit einer sekundären Blasstation, gefüllt und mit Hilfe.dieser Vorrichtung zu Blutbeuteln verarbeitet.
Hierbei erhält man durchsichtige, flexible und faltbare Blutbeutel, die sich ohne unangemessene Beeinträchtigung
oder Zerstörung im Rahmen typischer Sterilisationszyklen in einem Autoklaven behandeln lassen.
In mit Blut gefülltem Zustand haben sich die erhaltenen Blutbeutel bei der Lagerung als extrem wenig auslaugbar
gezeigt. Insbesondere ist das verwendete Antioxidationsmittel auch nach der Behandlung in dem Autoklaven im wesentlichen
nicht in das Blut auslaugbar.
Beispiel 2
Ein Rotationsmischer wird mit (1) 20 Gew.-Teilen des in Beispiel 1 verwendeten Polypropylens, (2) 60 Gew.-Teilen
eines Poly(äthylen/butylen)-Polystyrol-Mischpolymerisats eines Molekulargewichts von etwa 100.000, dessen mittlerer
Äthylen/Butylen-Block etwa 70 Gew.-% des Mischpolymerisats
ausmacht und der endständige Polystyrolblöcke enthält und das mit dem handelsüblichen Antioxidationsmittel des Beispiels
1 versetzt ist, und (3) 20 Gew.-Teilen eines handelsüblichen Poly(äthylen/vinylacetat)-Mischpolymerisats mit etwa 28 Gew.-%
Vinylacetateinheiten beschickt, worauf das Ganze zu einer Kunststoffmasse verarbeitet wird. Die erhaltene Kunststoffmasse
enthält etwa 0,1 Gew.-% Antioxidationsmittel.
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Nach dem Vermischen wird die Kunststoffmasse in der in Beispiel 1 geschilderten Weise pelletisiert, worauf die
erhaltenen Pellets in der in Beispiel 1 geschilderten Weise durch Blasformen zu Blutbeuteln verarbeitet werden.
Hierbei erhält man Blutbeutel entsprechender Eigenschaften wie sie die Blutbeutel des Beispiels 1 aufweisen.
Beispiel 3
Aus 60 Gaw.-% des in Beispiel 2 verwendeten Poly(äthylen/
butylen)-Polystyrol-Mischpolymerisats wird in Kombination mit im wesentlichen 40 Gew.-% des in Beispiel 2 verwendeten Propylen-Mischpolymerisats
eine Kunststoffmasse zubereitet. Diese wird in der in Beispiel 1 geschilderten Weise zu einem Extrudat
verarbeitet. Dieses läßt sich ohne Schwierigkeiten durch Blasformen verarbeiten. Der hierbei erhaltene Formling ist im
Autoklaven zu behandeln, zeigt eine gute Durchsichtigkeit und ist flexibel. Er ist allerdings steifer als die aus den
Kunststoffmassen der Beispiele 1 und 2 hergestellten Gegenstände.
Beispiel 4
Aus 70 Gew.-% des in Beispiel 2 verwendeten PoIy-(äthylen/butylen)-Polystyrol-Blockmischpolymerists
wird in Kombination mit 20 Gew.-% des in Beispiel 2 verwendeten Propylen-Mischpolymerisats und 10 Gew.-% eines dem in Beispiel
2 verwendeten Poly(äthylen/vinylacetat)-Mischpolymerisat ähnlichen Mischpolymerisats/eine Kunststoffmasse zubereitet.
Diese wird entsprechend Beispiel 1 zu einem Extrudat verarbeitet, das dann ohne Schwierigkeiten durch
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Blasformen weiterverarbeitbar ist. Der hierbei erhaltene
Gegenstand ist im Autoklaven zu behandeln, besitzt eine gute Durchsichtigkeit und ist flexibel. Es ist allerdings etwas
steifer als die aus der Kunststoffmasse des Beispiels 2 hergestellten
Gegenstände.
Beispiel 5
Aus 40 Gew.-% des in Beispiel 1 verwendeten Poly(äthylen/butylen)-Polystryrol-Blockmischpolymerisats
wird in Kombination mit 20 Gew.-% des in Beispiel 1 verwendeten Propylenmischpolymerisats und 40 Gew.-% eines aus
niedrigdichtem Polyäthylen bestehenden Erweichungsmittels eines Schmelzindex {ermittelt nach der US-Standard-rVorschrift
ASTM D1238 - Bedingung L) von 1,9 und einer Dichte von 0,010 g/cm3 eine Kunststoffmasse zubereitet.
Die erhaltene Kunststoffmasse wird entsprechend
Beispiel 1 zu einem Extrudat verarbeitet. Dieses läßt sich,
ohne Schwierigkeiten durch Blasformen in im Autoklaven zu behandelnde Gegenstände überführen. Diese besitzen eine etwas
geringere Durchsichtigkeit als die aus den Kunststoffmassen der Beispiele 1 und 2 hergestellten Gegenstände. Sie sind
auch etwas steifer als letztere.
Beispiel 6
Aus 70 Gew.-% des in Beispiel 2 verwendeten PoIy-(äthylen/butylen)-Polystyrol-Blockmischpolymerisats
wird in Kombination mit 15 Gew.-% des in Beispiel 1 verwendeten Propylen-Mischpolymerisats
und 15 Gew.-% eines aus handelsüblichem niedrigdichtem Polyäthylen bestehenden festen Plastifizierungsmittels
eines Schmelzindex von 2 und einer Dichte von 0,918 g/cm3
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eine Kunststoffmasse zubereitet.
Die erhaltene Kunststoffmasse wird entsprechend Beispiel 1 zu Gegenständen verarbeitet, die entsprechende
Eigenschaften wie die Gegenstände der vorherigen Beispiele aufweisen.
Beispiel 7
Aus 50 Gew.-%. des in Beispiel 1 verwendeten PoIy-(äthylen/butylen)-Polystyrol-Blockmischpolymerisats
wird in Kombination mit 20 Gew.-% des gemäß Beispiel 1 verwendeten
Propylen-Mischpolymerisats und 30 Gew.-% des in Beispiel 6
verwendeten und aus Polyäthylen bestehenden festen Plastifizierungsmittels
eine Kunststoffmasse zubereitet. Diese wird entsprechend Beispiel 1 zu Gegenständen verarbeitet,
die entsprechende Eigenschaften aufweisen wie die aus der
Kunststoffmasse des Beispiels 5 hergestellten Gegenstände.
Beispiel 8
Aus dem in Beispiel 1 verwendeten Polyethylen/
butylen)-Polystyrol-Mischpolymerisat wird in Kombination mit 10 Gew.-% des in Beispiel 1 verwendeten Propylen-Mischpolymerisats
und 30 Gew.-% eines handelsüblichen PoIy-(äthylen/propylen)-Mischpolymerisats
mit 75 Gew.-% fithyleneinheiten und eines Schmelzindex von 0,5 eine Kunststoffmasse
zubereitet. Diese wird entsprechend Beispiel 1 zu Gegenständen verarbeitet, die entsprechende Eigenschaften
aufweisen wie die aus der Kunststoffmasse des Beispiels 1 hergestellten Gegenstände.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
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Fig. 1 ein aus einer Kunststoffmasse gemäß der
Erfindung hergestellte Blutbeutel in der Draufsicht und
Fig. 2 eine Seitenansicht des um 90° um seine Längsachse gedrehten Blutbeutels von
Fig. 1, wobei der Blutspendeschlauch im vorliegenden Falle nur angedeutet ist. .
Ein in den Zeichnungen dargestellter Blutbeutel 10 ist als geschlossener, flexibler, faltbarer Behälter von
im wesentlichen ovalem Querschnitt mit einem Schulterteil 12 einer Wandstärke, die beträchtlich größer ist als die
Wandstärke eines restlichen Teils 14 des verschlossenen und faltbaren Teils , dargestellt. Insbesondere kann die
Stärke des Schulterteils 12 von 5,1 mm bis 2,5 mm und in typischer Weise bis zu 1,5 mm herunter reichen. Der restliche
Teil 14 des Beutels 10 kann von 0,2 bis 4,6, in typischer Weise bis 3,3 mm reichen. Hierbei gibt es in unterschiedlichen
Teilen 14 des Behälters (nur) relativ geringe Änderungen in der Wandstärke.
Durch den Schulterteil 12 ist eine Reihe von im Abstand angeordneten, aufrechtstehenden, röhrenförmigen Rohrstutzen
16 und 17, die sich vom Beutelende nach auswärts erstrecken und mit dem Beutelinneren eine Verbindung herstellen,
festgelegt. Der Rohrstutzen 16 ist, wie dargestellt, an einen Spendeschlauch 18 angeschlossen. Der Spendeschlauch 18 endet
in einer üblichen Nadelvorrichtung 20. Der Anschluß an den Rohrstutzen 16 erfolgt in der in der US-Patentanmeldung
mit der Serial Nr. 705.319 vom 14. Juli 1976 geschilderten Weise. Der andere Rohrstutzen 17 trägt röhrenförmige Formlinge
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22, die mit den äußeren Enden 24 des Rohrstutzens 16 hitzeverschweißt
sind. Der Rohrstutzen 17 legt eine Dichtungsmembran über seine Bohrungen fest. Diese kann (um Zugang zum
Beutelinneren zu haben) durch eine sterile Nadel durchgestochen werden.
Außerhalb des Formlings 22 ist ein geschlossener Einlaßschutz 23 vorgesehen. Der röhrenförmige Formling 22
und der Einlaßschutz 23 können von üblicher Bauweise sein. Der Formling 22, de*r Spendeschlauch 18 und die Schutzglieder
23 können nach dem Ausformen des Beutels 10 angebracht werden.
Die Rohrstutzen 16 und 17 können durch mit den Rohrstutzen eine Einheit bildende dünne bandförmige Teile
25 verbunden sein. Der bandförmige Teil 25 weist einen darin festgelegten perforierbaren Teil 27 auf. Dieser ist
infolge Anwesenheit der in dem bandförmigen Teil 25 vorgesehenenSchwächungslinie
29 perforierbar. Die Schwächungslinie ist lediglich etwa 0,025 bis 0,05 mm dick und weist
eine geschlossene, in der Regel rechteckige oder gegebenenfalls kreisförmige Form auf. Auf diese Weise kann der
Bandteil 27 ausgestanzt werden, um durch die hierbei entstandenen Öffnungen Ausrichtstäbe oder Plasmaextraktoren
oder sonstige Aufhäng- oder Orientierungsglieder durchführen zu können.
Am anderen Ende des Behälters oder Beutels 10
sind als integraler Bestandteil eine flache Enddichtung und ein Aufhängteil 26 vorgesehen. In letzterem befindet sich ein
perforierbarer Schlitz 28 zum Hindurchführen eines Aufhängestabs oder eines Hakens (um den Beutel in umgedrehter Stellung
aufhängen zu können).
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Der Aufhänger 26 reicht, wie dargestellt, mit seinem Mittelteil 30 gegenüber seinen Seitenteilen 32 in
Längsrichtung weiter in den Behälter hinein. Infolgedessen kann der Aufhänger beim Zentrifugieren des Blutbeutels
nach beendeter Blutabnahme in den Hauptteil des Beutels hineingedrückt bzw. in diesem verstaut werden.
Bei einem Beutel der dargestellten Art kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl von öffnungen 16 vorgesehen
sein. So kann· beispielsweise zur permanenten Verbindung mit einer Schlauchverbindung an einen zweiten Blutbeutel
(zur Ausbildung eines Doppelsbeutels ähnlicher Funktion, wie sie derzeit übliche Doppelbeutel ausüben) eine vierte öffnung
vorgesehen sein. Weiterhin kann ein erfindungsgemäß.er Beutel
auch in Verbindung mit anderen Mehrfachbeutelsystemen zum Einsatz gelangen.
Aus Fig. 1 und 2 geht hervor, daß der Umfang des Behälterwandabschnitts, beispielsweise Abschnitte 34 und 36,
die senkrecht zu einer Längsachse 38 der Kammer verlaufen, mit Ausnahme der äußersten Enden des Behälters im wesentlichen
überall gleichmäßig verläuft. Dies erfolgt dadurch, daß beide Behälterenden, wie aus Fig. 2 hervorgeht, in Querrichtung
konisch auslaufen und, wie aus Fig. 1 hervorgeht, entsprechend in seitlicher Richtung zunehmen. Hierdurch wird der im wesentlichen
gleichmäßige Umfang der Kammerwandabschnitte 34 und 36 über den Hauptteil des erfindungsgemäßen Behälters hinweg
erreicht und dies trotz der sich ändernden Quer- und Seitenabmessungen (vergleiche Fig. 1 und 2). Diese Anordnung erleichtert
das flache Zusammenlegen des Behälters trotz seiner
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- 18 Ausformung in ovaler Gestalt (vergleiche CA-PS 1.001.511).
Die besonders bevorzugten Kunststoffmassen gemäß der Erfindung lassen sich besonders gut durch Blasformen
in flexible, durchsichtige, leicht faltbare Blutbeutel ohne merklich auslaugbare Bestandteile überführen. Diese Blutbeutel
vertragen sich (bei der Lagerung) besonders gut mit Vollblut und Blutbestandteilen.
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