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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung und ihr Herstellungsverfahren.
Insbesondere betrifft diese Erfindung eine medizinische Vorrichtung
mit einer Oberfläche,
die eine ausgezeichnete Nässegleitfähigkeit
aufweist, was auf die Verbindung mit hohem Molekulargewicht auf
der Oberfläche
der Vorrichtung zurückzuführen ist
und ihr Herstellungsverfahren.
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Stand der
Technik
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Die
Materialien, die für
die Herstellung von Kathetern, Führungsdrähten und
anderen medizinischen Vorrichtungen verwendet werden, sollten in
der Lage sein, eine Oberflächengleitfähigkeit
zu zeigen, weil eine Verringerung des Reibungswiderstands der Oberfläche kritisch
für die
Verminderung von Gewebeschäden
und für
die Verbesserung der Operationskapazität ist.
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Typische
Methoden, die zur Verringerung des Oberflächenreibungswiderstands verwendet
worden sind, umfassen die Verwendung eines Materials, das eine verminderte
Reibung zeigt, wie TeflonTM, das inhärent eine
geringe Reibung aufweist, und das Beschichten von verschiedenen Ölen auf
der Oberfläche
der Oberfläche
des Substrats. Diese Methoden haben allerdings an einer unzureichenden
Verminderung des Reibungswiderstands oder einer unzureichenden Erhaltung
der Gleitfähigkeit
gelitten.
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Ein
anderes Verfahren, das für
die Oberflächengleitfähigkeit
angewendet wurde, ist die Vermittlung von Gleitfähigkeit durch Beschichten eines
hydrophilen Polymers auf der Oberfläche. Diese Beschichtung ist gegenüber der
Verwendung von TeflonTM oder der Ölbeschichtung,
die bereits vorstehend beschrieben wurden, im Hinblick auf die Gleitfähigkeit überlegen.
Allerdings muss im Allgemeinen zugestanden werden, dass diese Beschichtung
eine schlechte Haltbarkeit aufweist, und es sind verschiedene Methoden
zur Verbesserung der Haltbarkeit vorgeschlagen worden.
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Die
JP-B 59-19582 beschreibt beispielsweise eine Oberflächengleitfähigkeitsmethode,
worin Polyvinylpyrrolidon (PVP), das ein hydrophiles Polymer ist,
und eine Isocyanatgruppe, die eine reaktive funktionelle Gruppe
ist, verwendet werden, um ein Netzwerk aus chemischen Bindungen
für die
Immobilisierung des PVP an der Substratoberfläche auszubilden. Die JP-B 59-193766
beschreibt eine Oberflächengleitfähigkeitsmethode
durch Umsetzen von Polyethylenoxid (PEO) und Isocyanatgruppen. Die
JP-B 1-55023 beschreibt eine Oberflächengleitfähigkeitsmethode, worin die
Oberfläche
mit einer Kombination aus einem Copolymer, das zwei oder mehr Typen
von Monomeren mit einer funktionellen Gruppe und einer Isocyanatgruppe
umfasst, beschichtet wird.
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Diese
Methoden nutzen allerdings die Umsetzung zwischen einer hochreaktiven
protonenakzeptierenden funktionellen Gruppe, die durch das Isocyanat
dargestellt ist und einer protonengebenden funktionellen Gruppe,
und als Konsequenz daraus ergaben sich Probleme im Hinblick auf
die Einschränkung
des Lösungsmittels,
die für
die nicht protonengebenden organischen Lösungsmittel verwendet werden,
eine komplizierte Beschichtungsprozedur und die Notwendigkeit einer
strengen Steuerung der Feuchtigkeit der Beschichtungslösung und
dem Arbeitsbereich.
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Als
Beispiel für
eine neuere Technologie beschreibt die JP-A 10-5325 eine Oberflächengleitfähigkeitsmethode
unter Verwendung einer Polyurethanemulsion, wobei das Phänomen der
Reaktivierung der einmal blockierten Isocyanatgruppe (oder Carboxylgruppe)
durch Temperaturerhöhung
genutzt wird. Diese Reaktion erfordert allerdings eine hohe Reaktionstemperatur
und die Anwendung dieser Reaktion bei der Oberflächengleitfähigkeit ist mit dem reellen
Risiko verbunden, dass das Substrat seine physikalischen Eigenschaften verliert,
die primär
für das
Substrat erforderlich sind, weil die Temperatur des Substrats ebenfalls
erhöht
wird.
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Bei
der Methode, wobei die Oberflächengleitfähigkeit
durch Verwendung eines hydrophilen Polymeren bewerkstelligt wird,
wird das hydrophile Polymer im Allgemeinen auf der Oberfläche des
Substrats durch einen Beschichtungsvorgang immobilisiert, und die
Affinität
der beschichteten Oberfläche
mit Wasser wird dann durch einen Schritt verbessert, wobei die beschichtete
Oberfläche
mit Wasser in Kontakt gebracht wird, beispielsweise durch Eintauchen
in Wasser oder Inkontaktbringen mit Dampf. Diese Prozedur hat den
Vorteil, dass die Oberflächengleitfähigkeit
schneller beim Benetzen realisiert wird. Allerdings ist bei der
Oberflächengleitfähigkeitsmethode
das für
die Beschichtung verwendete Lösungsmittel
im Allgemeinen ein organisches Lösungsmittel,
und die Stufe des Inkontaktbringens mit Wasser sollte nach und separat
von der Beschichtungsstufe durchgeführt werden. Dies führt zu einem
komplizierten Herstellungsverfahren und zu erhöhten Kosten.
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Wenn
eine physiologische Aktivität,
wie eine Antithrombogenizität
der Oberfläche
zusätzlich
durch das Gleitvermögen
durch Verwendung einer wasserlöslichen
physiologischen Substanz, wie Heparin, verliehen werden soll, sollte
die Stufe des Gleitfähigmachens
durch Beschichten der Oberfläche
mit einer Lösung
eines hydrophilen Polymers in einem organischen Lösungsmittel
separat von der Stufe der Verleihung der physiologischen Aktivität durchgeführt werden
durch Behandeln der Oberfläche
mit einer Lösung
der wasserlöslichen physiologisch
aktiven Substanz in einem wässrigen
Lösungsmittel,
wobei die wasserlösliche
physiologisch aktive Substanz im Allgemeinen in einem organischen
Lösungsmittel
unlöslich
ist. Mit anderen Worten, die Stufe des Verleihens der Gleitfähigkeit
und die Stufe des Verleihens der physiologischen Aktivität konnte
nicht in der gleichen Stufe durchgeführt werden, was das Problem
einer komplizierten Prozedur mit sich gezogen hatte.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFIDNUNG
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Mit
Blick auf die oben beschriebene Situation besteht eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, die oben beschriebenen Probleme zu
beseitigen und eine hoch sichere medizinische Vorrichtung, die mit
einer lang andauernden Gleitfähigkeit
unter moderaten Beschichtungsbedingungen ohne Verwendung der hoch-reaktiven
protonenakzeptierenden funktionellen Gruppe, wie sie durch die Isocyanatgruppe
dargestellt ist, ausgestattet worden ist, wobei kein Verlust der
physikalischen Eigen schaften primär für das Substrat der medizinischen
Vorrichtung vorkommt, und ein Verfahren zur Herstellung dieser medizinischen
Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine medizinische
Vorrichtung, die mit der Oberflächengleitfähigkeit
in einer vereinfachten Prozedur ausgestattet worden ist, indem die
Stufe des Kontaktbringens der Oberfläche mit Wasser und die Stufe
des Beschichtens der Oberfläche
in der gleichen Stufe durchgeführt
werden, wobei als Folge daraus eine medizinische Vorrichtung mit
einer Oberflächengleitfähigkeit
bei verminderten Kosten ausgestattet worden ist, und ein Verfahren
zur Herstellung medizinischen Vorrichtung zur Verfügung zu
stellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine medizinische
Vorrichtung, die eine stabile Gleitfähigkeit und physiologische
Aktivität
zeigt, wobei eine wasserlösliche
physiologisch aktive Substanz, wie Heparin, verlässlich immobilisiert worden
ist auf ihrer Oberfläche
in einer verlässlichen,
einfachen Beschichtungsoperation gleichzeitig mit der Substanz,
die für
die Schmierfähigkeit
verantwortlich ist, und ein Verfahren zur Herstellung dieser medizinischen
Vorrichtung zur Verfügung
zur Verfügung
zu stellen.
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Die
oben beschriebenen Aufgaben sind durch die vorliegende Erfindung,
die in (1) bis (15) unten zusammengefasst ist, gelöst worden.
- (1) Eine medizinische Vorrichtung mit einer
Oberfläche,
die bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, wobei die medizinische Vorrichtung eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
aufweist, die auf dem Substrat, das die medizinische Vorrichtung
bildet, gebildet ist, und die Oberflächengleitfähigkeitsschicht ein Reaktionsprodukt
aus einer hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht mit
mindestens einer Carbonylgruppe im Molekül und einem Vernetzungsmittel,
das eine Hydrazidverbindung mit mindestens zwei Hydrazinresten im
Molekül
umfasst, umfasst.
- (2) Eine medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche, die
bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, worin die medizinische Vorrichtung eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
aufweist, die auf dem Substrat, das die medizinische Vorrichtung
bildet, gebildet ist, und die Oberflächengleitfähigkeitsschicht ein Reaktionsprodukt
aus einer hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht mit
mindestens einem Hydrazinrest im Molekül und einem Vernetzungsmittel,
das eine Carbonylgruppen enthaltende Verbindung mit mindestens zwei
Carbonylgruppen im Molekül
umfasst, umfasst.
- (3) Die medizinische Vorrichtung nach (1) oder (2), worin die
Oberflächengleitfähigkeitsschicht
weiterhin eine hochmolekulare wasserlösliche oder Wasser quellbare
Substanz umfasst.
- (4) Die medizinische Vorrichtung nach einem von (1) bis (3),
worin das Vernetzungsmittel in einem wässrigen Lösungsmittel löslich ist.
- (5) Eine medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche, die
bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, worin die medizinische Vorrichtung eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
aufweist, die auf dem Substrat, das die medizinische Vorrichtung
bildet, gebildet ist und die Oberflächengleitfähigkeitsschicht ein ineinander
geschachteltes Netzwerk aufweist, das ein Reaktions produkt aus einer
Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung mit mindestens einer Carbonylgruppe
im Molekül
mit einer Hydrazidverbindung mit mindestens zwei Hydrazinresten
im Molekül
und einer wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren Substanz mit hohem Molekulargewicht umfasst.
- (6) Die medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche, die
bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, worin die medizinische Vorrichtung eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
aufweist, die auf dem Substrat, dass die medizinische Vorrichtung
bildet, gebildet ist, und die Oberflächengleitfähigkeitsschicht ein ineinander
geschachteltes Netzwerk aufweist, das ein Reaktionsprodukt aus einer
Hydrazidverbindung mit mindestens einem Hydrazinrest im Molekül mit einer
Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung mit mindestens zwei Carbonylgruppen
im Molekül
und einer wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren Substanz mit hohem Molekulargewicht umfasst.
- (7) Die medizinische Vorrichtung nach (5) oder (6), worin die
mindestens eine Verbindung der Hydrazidverbindung und der Carbonylgruppen
enthaltenden Verbindung in einem wässrigen Lösungsmittel löslich ist.
- (8) Medizinische Vorrichtung nach einem von (1) bis (7), worin
die Oberflächenleitfähigkeitsschicht
weiterhin eine wasserlösliche,
physiologisch aktive Substanz umfasst.
- (9) Ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
mit einer Oberfläche,
die bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, das die Schritte aufweist: Beschichten der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, mit einer Lösung, die
eine hydrophile Verbindung mit hohem Moleku largewicht mit mindestens
einer Carbonylgruppe im Molekül
enthält
und beschichtende Oberfläche
mit einer Lösung,
die ein Vernetzungsmittel, das eine Hydrazidverbindung mit mindestens
zwei Hydrazinresten im Molekül
umfasst, enthält.
- (10) Ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
mit einer Oberfläche,
die bei Nässe Gleitfähigkeit
zeigt, das die Schritte aufweist: Beschichten der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, mit einer Lösung, die
eine hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht mit mindestens
einem Hydrazinrest im Molekül
enthält
und Beschichten der Oberfläche
mit einer Lösung,
die ein Vernetzungsmittel, das eine Carbonylgruppen enthaltende
Verbindung mit mindestens zwei Carbonylgruppen im Molekül umfasst,
enthält.
- (11) Ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
nach (9) oder (10), worin mindestens eine Lösung der Lösung, die die hydrophile Verbindung
mit hohem Molekulargewicht enthält
und der Lösung,
die das Vernetzungsmittel enthält,
weiterhin eine wasserlösliche
oder Wasser quellbare Substanz mit hohem Molekulargewicht umfasst.
- (12) Das Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
nach (9) bis (11), worin ein wässriges Lösungsmittel
für das
Lösungsmittel
des Vernetzungsmittels verwendet wird.
- (13) Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
nach (12), worin die Lösung
des Vernetzungsmittels in dem wässrigen
Lösungsmittel
weiterhin eine wasserlösliche,
physiologisch aktive Substanz umfasst.
- (14) Ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
mit einer Oberfläche,
die bei Nässe Gleitfähigkeit
zeigt, dass die Schritte aufweist: Beschichten der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, mit einer Lösung, die
eine Carbonylgruppen enthaltende Verbindung mit mindestens einer
Carbonylgruppe im Molekül
enthält
und Beschichten der Oberfläche
mit einer Lösung,
die eine Hydrazidverbindung mit mindestens zwei Hydrazinresten im
Molekül
enthält,
worin mindestens eine Lösung
der Lösung,
die die Carbonylgruppen enthaltende Verbindung und der Lösung, die
die Hydrazidverbindung enthält,
weiterhin eine wasserlösliche
oder Wasser quellbare Substanz mit hohem Molekulargewicht umfasst.
- (15) Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung
mit einer Oberfläche
die bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, das die Schritte aufweist: Beschichten der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, mit einer Lösung, die
eine Hydrazidverbindung mit mindestens einem Hydrazinrest im Molekül enthält und Beschichten
der Oberfläche
mit einer Lösung,
die ein Vernetzungsmittel, das eine Carbonylgruppen enthaltende
Verbindung mit mindestens zwei Carbonylgruppen im Molekül umfasst,
enthält, worin
mindestens eine Lösung
der Lösung,
die die Carbonylgruppen enthaltende Verbindung enthält und der
Lösung,
die die Hydrazidverbindung enthält,
weiterhin eine wasserlösliche
oder Wasser quellbare Substanz mit hohem Molekulargewicht umfasst.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche, die
bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, wobei die Oberfläche
gebildet worden ist durch Umsetzen einer hydrophilen Verbindung
mit hohem Molekulargewicht mit mindestens einem Hydrazinrest oder
einer Carbonylgruppe und eines Vernetzungsmittels, das eine Verbindung
mit mindestens zwei funktionellen Gruppen umfasst, die in der Lage
sind, mit dem Hydrazinrest oder der Carbonylgruppe auf der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, zu reagieren,
so dass sich eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
durch das Reaktionsprodukt ausbildet. Die vorliegende Erfindung
betrifft nämlich
eine medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche, die Gleitfähigkeit
bei Nässe
zeigt, wobei die medizinische Vorrichtung eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
aufweist, die auf dem Substrat, das die medizinische Vorrichtung
ausbildet, gebildet ist, und diese Oberflächengleitfähigkeitsschicht ein Reaktionsprodukt
aus einer hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A)
mit mindestens einer Gruppe, die aus der Gruppe gewählt ist,
die aus Carbonylgruppen und Hydrazinresten im Molekül besteht,
und einem Vernetzungsmittel (B) mit mindestens zwei Carbonylgruppen
oder Hydrazinresten, die in der Lage sind, mit der Carbonylgruppe
oder dem Hydrazinrest in der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht
(A) zu reagieren, umfasst.
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Diese
Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung dieser
medizinischen Vorrichtung.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls eine medizinische Vorrichtung mit einer
Oberfläche,
die bei Nässe
Gleitfähigkeit
zeigt, worin die Oberfläche
eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht
aufweist, die auf dem Substrat, das die medizinische Vorrichtung
bildet, gebildet ist und die Oberflächengleitfähigkeitsschicht ein ineinander
geschachteltes Netzwerk aufweist aus einer Was ser löslichen
oder Wasser quellbaren Substanz (C) und ein Reaktionsprodukt (C)
aus einer Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung mit mindestens
einer Carbonylgruppe im Molekül
mit einer Hydrazidverbindung mit mindestens zwei Hydrazinresten
im Molekül
oder einer Hydrazidverbindung mit mindestens einem Hydrazinrest
im Molekül
mit einer Carbonylgruppen enthaltenden mit mindestens zwei Carbonylgruppen
im Molekül
umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt die Vernetzungsreaktion zwischen der
Carbonylgruppe und dem Hydrazinrest, und demzufolge bildet sich
eine kovalente Bindung zwischen der Verbindung mit dem hohen Molekulargewicht
und dem Vernetzungsmittel durch eine Reaktion unter moderaten Bedingungen.
Eine starke Insolubilisierung der hydrophilen Verbindung mit hohem
Molekulargewicht auf der Oberfläche
des Substrats ist damit ermöglicht,
ohne dass physikalische Eigenschaften verloren gehen, die primär für das Substrat
einer medizinischen Vorrichtung erforderlich sind. Diese Reaktion
ermöglicht
ebenfalls die Verwendung eines protonengebenden Lösungsmittels,
und es ist keine strikte Steuerung der Feuchtigkeit im Arbeitsbereich
während
der Reaktion erforderlich.
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Als
nächstes
wird die vorliegende Erfindung für
die Ausführungsform
beschrieben, wobei sich eine Oberflächengleitfähigkeitsschicht auf dem Reaktionsprodukt
zwischen der Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und dem Vernetzungsmittel
(B) bildet.
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Die
Kombination der Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und des
Vernetzungsmittels (B) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen,
wenn die eine eine Hydrazidverbindung mit einem Hydrazinrest ist
und die andere eine Carbonylgruppe ent haltende Verbindung ist. Berücksichtigt
man die Arbeitsbedingungen oder den Dampf während der Reaktion, ist es
bevorzugt, eine Carbonylgruppen enthaltende Verbindung für die hydrophile
Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und eine Hydrazidverbindung
mit zwei oder mehr Hydrazinresten im Molekül für das Vernetzungsmittel (B)
zu verwenden.
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Die
erfindungsgemäß verwendete
hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) ist eine Verbindung
mit hohem Molekulargewicht, die mindestens eine funktionelle Gruppe
(Hydrazinrest oder Carbonylgruppe) im Molekül aufweist, wobei die funktionelle
Gruppe in der Lage ist, mit einem Vernetzungsmittel mit zwei oder
mehreren funktionellen Gruppen zu reagieren, und die bei der Absorption
von Feuchtigkeit quillt oder sich löst. Wenn diese hydrophile Verbindung
mit hohem Molekulargewicht in ein wässriges Medium, wie physiologische
Salzlösung,
ein Puffer oder Blut, getaucht wird, quillt die Verbindung durch
Absorption des Wassers, und das absorbierte Wasser verleiht der
Oberfläche
der medizinischen Vorrichtung eine Gleitfähigkeit beim Kontakt der medizinischen
Vorrichtung damit, beispielsweise die Innenwand einer Körperhöhlung, wie
ein Blutgefäß. Im Hinblick
auf diese Situation kann die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht
bevorzugt eine Wasserabsorption von 50 Gew-% oder höher und
bevorzugt eine Wasserabsorption von 100 Gew-% oder höher, bezogen
auf ihr eigenes Gewicht, in einem Bereich der Arbeitstemperatur
(in der Regel im Bereich von 30 bis 40°C) aufweisen, um eine ausreichende
Gleitfähigkeit
zu realisieren.
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Die
hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) weist keine
Beschränkungen
hinsichtlich ihres Molekulargewichts auf. Allerdings liegt das durchschnittliche
Molekulargewicht in ei nem Bereich von 2.000 bis 5.000.000 und insbesondere
in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000.
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Die
verwendete hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A)
ist bevorzugt ein Copolymer mit einer hydrophilen Einheit (A-1),
die für
die Gleitfähigkeit
zuständig
ist und einer reaktiven Einheit (A-2) mit einer reaktiven funktionellen
Gruppe (Hydrazinrest oder Carbonylgruppe). Die Art des verwendeten
hydrophilen Copolymeren unterliegt keinen besonderen Einschränkungen,
und das hydrophile Copolymer ist bevorzugt ein Blockcopolymer oder
ein Pfropfcopolymer wegen der Gleitfähigkeit, während das hydrophile Copolymer bevorzugt
ein statistisches Copolymer mit dispergiertem Vernetzungspunkt im
Hinblick auf die Festigkeit nach Vervollständigung der Vernetzung ist.
Ein geeigneter Typ sollte allerdings entsprechend in Abhängigkeit
der physikalischen Eigenschaften, die für den zu bildenden Film erforderlich
sind, gewählt
werden.
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Bei
dem oben beschriebenen hydrophilen Copolymer kann die hydrophile
Einheit (A-1), die für
die Gleitfähigkeit
verantwortlich ist, 90 Gew-Teile, bevorzugt 95 Gew-Teile und insbesondere
bevorzugt 98 Gew-Teile des hydrophilen Copolymeren umfassen.
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Dieses
hydrophile Copolymer kann durch Copolymerisieren eines reaktiven
Monomeren (A-2) mit einem Hydrazinrest oder einer Carbonylgruppe
im Molekül
und eines hydrophilen Monomeren (A-1) hergestellt werden; oder durch Copolymerisieren
eines reaktiven Monomeren mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die
nicht dem Hydrazinrest oder der Carbonylgruppe entspricht, die weiterhin
in den Hydrazinrest oder die Carbonylgruppe umgewandelt werden kann,
und eines hydrophilen Monomeren (A-1) und anschließendes Umwandeln
der reaktiven funktionellen Gruppe in den Hydrazinrest oder die
Carbonylgruppe. Das reaktive Monomer macht die reaktive Einheit
mit der reaktiven funktionellen Gruppe im hydrophilen Copolymer
aus, während das
hydrophile Monomer die hydrophile (Gleitfähigkeits)-Einheit ausmacht,
die für
die Gleitfähigkeit
des hydrophilen Copolymeren verantwortlich ist.
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Das
verwendete hydrophile Monomer (A-1) ist nicht auf irgendeinen besonderen
Typ beschränkt,
solange wie eine Gleitfähigkeit
in einer Körperflüssigkeit
oder einem wässrigen
Medium realisiert ist. Bevorzugte Beispiele für dieses hydrophile Monomer
umfassen solche, die die als Hauptkomponente ein wasserlösliches Monomer,
die Acrylamid oder seine Derivate, Vinylpyrrolidon und Acrylsäure, Methacrylsäure oder
ihre Derivate, enthalten. Beispiele sind Acrylamid und seine Derivate,
wie Acrylamid, N-Methylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, Acryloylmorpholin
und N,N-Dimethylaminoethylacrylat; Vinylpyrrolidon, 2-Methacryloyloxyethyl-D-glycosid,
2-Methacryloyloxyethyl-D-mannosid,
Methylvinylether und Substanzen mit hohem Molekulargewicht auf Maleinanhydridbasis,
wie Methylvinylether/Maleinanhydrid-Copolymer und seine partiellen
Alkylester. Darunter sind, bevorzugt im Hinblick auf die Einfachheit
ihrer Synthese und ihrer Handhabung Acrylamid und Acrylamidderivate,
wie Dimethylacrylamid, Substanzen mit hohem Molekulargewicht auf
Maleinanhydridbasis und Methylvinylether. Die Substanzen mit hohem
Molekulargewicht auf Maleinanhydridbasis sind nicht auf solche eingeschränkt, die
wasserlöslich
sind, und ebenfalls eingeschlossen sind solche, die unlöslich gemacht
worden sind, solange wie die Substanzen mit hohem Molekulargewicht
auf Maleinanhydridbasis die Hauptkomponenten sind. Das verwendete
hydrophile Monomer ist am meisten bevor zugt ein solches, das Dimethylacrylamid
als seine Hauptkomponente enthält.
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Das
verwendete reaktive Monomer (A-2) ist nicht auf irgendeinen speziellen
Typ eingeschränkt,
solange es ein Monomer ist, das eine Einheit bilden kann, die eine
Carbonylgruppe enthält
oder eine Einheit, die den Hydrazinrest im hydrophilen Copolymer
enthält.
Beispielhafte Monomere umfassen solche, die eine Carbonylgruppe
oder einen Hydrazinrest enthalten, und Monomere die eine funktionelle
Gruppe enthalten, die nicht der Carbonylgruppe und dem Hydrazinrest
entsprechen, die in die Carbonylgruppe oder in den Hydrazinrest
umgewandelt werden kann. Diese Umwandlung der funktionellen Gruppe
kann ebenfalls nach der Copolymerisation mit dem hydrophilen Monomer
stattfinden.
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Das
verwendete, die Carbonylgruppe enthaltende reaktive Monomer (A-2)
ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ beschränkt, solange wie es mindestens
eine Carbonylgruppe im Molekül
enthält.
Die bevorzugten Monomeren sind allerdings solche, die eine polymerisierbare
Doppelbindung aufweisen. Beispiele für diese Monomere umfassen Diacetonacrylamid,
Diacetonmethacrylamid und Vinylalkylketon. Das am meisten bevorzugte
ist Diacetonacrylamid.
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Das
verwendete, einen Hydrazinrest enthaltene reaktive Monomer (A-2)
ist nicht auf irgendein speziellen Typ beschränkt, solange es mindestens
einen Hydrazinrest im Molekül
enthält
und es polymerisierbar ist. Beispielhafte bevorzugte Monomere sind
solche, worin die Carboxylatgruppe in einem Ester einer ungesättigten
Säure mit
einer polymerisierbaren Doppelbindung, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Krotonsäure und α-Chloracrylsäure und
bevorzugt einer ungesättigten
Säure mit einem
niederen Alkohol in den Hydrazinrest durch Reaktion mit Hydrazin
oder Hydrazinhydrat umgewandelt worden ist. Beispiele für das Monomer
mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die nicht dem Hydrazinrest
entspricht, die weiterhin in den Hydrazinrest umgewandelt werden
kann, umfassen Ester einer ungesättigten
Säure mit
einer polymerisierbaren Doppelbindung, wie Acrylsäure, Methylacrylsäure, Itakonsäure, Krotonsäure und α-Chloracrylsäure und
insbesondere einen Ester einer ungesättigten Säure mit einem niederen Alkohol.
Es ist ebenfalls bevorzugt, das hydrophile Copolymer durch Copolymerisieren
dieses Monomeren mit dem hydrophilen Monomer herzustellen und dann
die Carboxylatgruppe im Copolymer für die Umwandlung in das Hydrazin
oder den Hydrazinrest zu behandeln.
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Die
Polymerisation dieser Monomere kann durch Erhitzen, Photonen- oder
Strahlenenergie induziert werden, und mit einem Polymerisationskatalysator,
wie einem radikalischen Initiator, beispielsweise Peroxid, wie Benzoylperoxid
(BPO), einer Azoverbindung, wie Azobisisobutyronitril( (AIBM), Peroxosulfat,
ein Redoxkatalysator, der ein Peroxid und ein reduzierendes Reagenz
umfasst und Sauerstoff einer organisch-metallischen Verbindung initiiert
werden. Polyperoxid (PPO) mit zwei oder mehreren Peroxidgruppen
im Molekül kann
ebenfalls als Polymerisationskatalysator (Initiator) verwendet werden.
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Die
Lösungspolymerisation
kann bevorzugt unter Verwendung eines Lösungsmittels, die Dioxan, angewendet
werden.
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In
der vorliegenden Erfindung ist das Vernetzungsmittel (B), das mit
der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht reaktiv ist,
eine Hydrazidverbindung mit mindestens zwei Hydrazinresten im Molekül, wenn
die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht eine Carbonylgruppen
enthaltende Verbindung ist, und eine Carbonylgruppen enthaltende
Verbindung mit mindestens zwei Carbonylgruppen im Molekül, wenn
die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht eine Hydrazinrest
enthaltende Verbindung ist. Dieses Vernetzungsmittel (B) bildet
eine kovalente Bindung durch Reaktion mit der Carbonylgruppe oder
dem Hydrazinrest der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht
(A), und das Reaktionsprodukt (vernetzte Produkt) ist auf der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, insolubilisiert. Die
hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) ist somit fest
auf der Oberfläche
des Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, immobilisiert.
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Das
Vernetzungsmittel (B) wird in einer Menge von 0,01 bis 1,5 Mol und
bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Mol pro 1 Mol der funktionellen
Gruppe des hydrophilen Copolymeren eingesetzt.
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Des
Weiteren ist das Vernetzungsmittel (B) vorzugsweise ein solches,
das in einem wässrigen
Lösungsmittel
(das heißt,
welches wasserlöslich
ist) löslich
ist. Die Verwendung dieses Vernetzungsmittels (B) ermöglicht die
Verwendung eines wässrigen
Lösungsmittels
für seine
Auflösung,
und die Arbeitsbedingungen einschließlich die Dämpfe, verbessern sich während der
Reaktion der Lösung,
die das Vernetzungsmittel (B) enthält, mit der hydrophilen Verbindung
hohem Molekulargewicht (A), die auf der Oberfläche des Substrats aufgetragen
ist. Die Verwendung eines wässrigen
Lösungsmittels
verleiht ebenfalls der erhaltenen Oberflächengleitfähigkeitsschicht eine Affinität zu Wasser
gleichzeitig oder konkurrierend mit der Reaktion zwischen der hydrophilen
Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und dem Vernetzungsmittel
(B), und die separate Stufe des Inkontaktbringens der Oberfläche mit
Wasser kann weggelassen werden, was zu den vereinfachten Schritten
für die
Gleitfähigkeit
der Oberflächen
führt.
Außerdem
ermöglicht
die Verwendung eines wässrigen Lösungsmittels
die gleichzeitige Eingabe der wasserlöslichen physiologisch aktiven
Substanz, die nachfolgend beschrieben wird, mit dem Vernetzungsmittel
(B) und eine Oberfläche
mit einer physiologisch Aktivität
zusätzlich
zu der Oberflächengleitfähigkeit
bei Nässe
kann auf einmal in der Stufe realisiert werden, die für die Gleitfähigkeit
der Oberfläche
notwendig ist.
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In
der vorliegenden Erfindung wird eine Hydrazidverbindung mit mindestens
zwei Hydrazinresten im Molekül
für das
Vernetzungsmittel (B) verwendet, wenn die hydrophile Verbindung
mit hohem Molekulargewicht (A) eine Carbonylgruppen enthaltende
Verbindung ist. Beispiele für
solche Hydrazidverbindungen umfassen Hydrazidverbindungen, wie Carbohydrazid,
Adipindihydrazid und 1,3-Bis(hydrazinocarboethyl)-5-isopropylhydantoin),
ein Polymer oder Copolymer, das hergestellt wird durch Behandeln
von Poly(meth)acrylat, damit es den Hydrazinrest nach seiner Polymerisation
enthält
und ein Polymer oder Copolymer eines Monomeren, das im Stadium des
Monomeren behandelt worden ist, damit es den Hydrazinrest enthält. Darunter
ist das am meisten bevorzugte wegen der Reaktivität und des
Reinigungsprozesses Carbohydrazid, das ohne weiteres in Wasser löslich ist.
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In
der vorliegenden Erfindung wird eine Carbonylgruppen enthaltende
Verbindung mit mindestens zwei Carbonylgruppen im Molekül für das Vernetzungsmittel
(B) verwendet, wenn die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht
(A) eine Hydrazinrest enthaltende Verbindung ist. Beispiele für diese Carbonylgruppen
enthaltenden Verbindungen umfassen Verbindungen, wie Glyoxal, Butandion,
2,4-Pentandion, Diacetonacrylamid, Diacetonmethacrylamid und Vinylalkylketon
und ein Polymer oder Copolymer, das hergestellt wird durch (Co)polymerisieren
eines Carbonylgruppen enthaltenden polymerisierbaren Monomeren,
wie Diacetonacrylamid, Diacetonmethacrylamid und Vinylalkylketon.
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In
der vorliegenden Erfindung werden eine Lösung der hydrophilen Verbindung
mit hohem Molekulargewicht (A) in dem Lösungsmittel und eine Lösung des
Vernetzungsmittels (B) im Lösungsmittel
separat hergestellt. Die Lösung,
die die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) enthält, wird
zunächst
auf die Oberfläche
des Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, aufgetragen
und dann wird die Lösung, die
das Vernetzungsmittel (B) enthält,
in Kontakt gebracht (aufgetragen), um die Vernetzungsreaktion zwischen
der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und dem
Vernetzungsmittel (B) zu beschleunigen und damit das Reaktionsprodukt
(das vernetzte Produkt) auf der Substratoberfläche zu insolubilisieren und
die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) auf der
Substratoberfläche
fest zu immobilisieren. Als Folge zeigt die medizinische Vorrichtung
eine Gleitfähigkeit,
wenn sie mit einem wässrigen Medium,
wie einer Körperflüssigkeit
und physiologischer Salzlösung,
in Kontakt gebracht wird.
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Es
sollte hier bemerkt werden, dass, in der vorliegenden Erfindung,
wenn die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) fest
auf der Oberfläche
des Substrats immobilisiert werden kann und damit Gleitfähigkeit
zeigt, eine Lösung,
die hergestellt ist aus sowohl der hydrophilen Verbindung mit ho hem
Molekulargewicht (A) als auch dem Vernetzungsmittel (B), auf der
Oberfläche
des Substrats aufgetragen werden kann.
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Das
für die
Lösung
der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) verwendete
Lösungsmittel
und das für
die Lösung
des Vernetzungsmittels (B) verwendete Lösungsmittel unterliegen keinen
besonderen Einschränkungen,
und das Lösungsmittel
kann entsprechend in Abhängigkeit
des Typs des Materials, dass das Substrat der medizinischen Vorrichtung
bildet, aus Lösungsmitteln
gewählt
werden, zu denen protonengebende Lösungsmittel, die nicht in herkömmlichen
Reaktionen, bei denen das Isocyanat beteiligt ist, verwendet werden
konnten, zählen.
Beispielsweise kann ein organisches Lösungsmittel, das Wasser enthält, für die Lösung der
hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und des Vernetzungsmittels
(B) verwendet werden, und die Substratoberfläche kann mit der Lösung beschichtet
werden, um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen. Allerdings
ist wegen einer stärkeren
Immobilisierung der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht
(A) an die Substratoberfläche
das Lösungsmittel
die Lösung
der hydrophilen Verbindung (A) mit hohem Molekulargewicht bevorzugt
aus Lösungsmitteln
gewählt,
die das Substrat quellen können.
Die Verwendung dieses Lösungsmittels
ermöglicht
die Imprägnierung
der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) im Substrat
und die feste Immobilisierung der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht
(A) im Substrat. Andererseits ist das Lösungsmittel, das für die Lösung des
Vernetzungsmittels (B) verwendet wird, bevorzugt ein Lösungsmittel,
das im Wesentlichen nicht das Substrat quillt.
-
Es
sollte hier festgestellt werden, dass, wenn das Material, das das
Substrat bildet, ein Material ist, das nicht durch das Lösungsmittel
gequollen ist, Effekte, die äquivalent
zur Verwendung eines quellbaren Lösungsmittels sind, durch die
Prozedur erreicht werden können,
wobei die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A),
die in einem Polymer dispergiert ist, das keine funktionelle Gruppe
aufweist, die mit der Carbonylgruppe und dem Hydrazinrest der hydrophilen
Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) reagiert, oder das Vernetzungsmittel
(B), das in dem Lösungsmittel
löslich
ist, auf die Substratoberfläche
aufgetragen wird, wonach dann das Vernetzungsmittel (B) mit der
hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) reagiert,
oder, wenn die eingesetzte hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht
das oben beschriebene Copolymer ist, durch Eingabe eines Monomeren
(Struktureinheit), das eine hohe Affinität für das Material, das das Substrat
bildet, im Copolymer aufweist.
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Dieses
Polymer umfasst ein Polyurethan, wie "PANDEX T-5210", hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
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Die
Bedingungen für
die Reaktion zwischen der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A)
und dem Vernetzungsmittel (B) unterliegen keinen besonderen Einschränkungen,
solange wie der pH des Reaktionssystems auf der sauren Seite liegt
(pH <7), weil die
Reaktion in diesem Bereich beschleunigt wird, und der pH wird bevorzugt
auf einen Bereich von bis zu 5, und bevorzugt in einem Bereich von
bis zu 3 für
die Vervollständigung
der Vernetzungsreaktion innerhalb eines kurzen Zeitraums eingestellt.
Andererseits ist die Verwendung einer Lösung mit einem pH nahe 7 bevorzugt
wegen der Handhabbarkeit der Lösung,
und zusätzlich
ist das in der Reaktion eingesetzte Copolymer bevorzugt ein Copolymer,
das in erster Linie ein anionisches Monomer, wie Acrylsäure, enthält. Diese
Reaktionsbedingungen unterliegen keinen besonderen Einschränkungen,
und die Reaktionsbedingungen sollten entsprechend in Abhängigkeit
des pH des Reaktionssystems, der spezifischen angewendeten Prozedur
und der Reaktionsdauer gewählt
werden.
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In
der vorliegenden Erfindung kann eine wasserlösliche oder Wasser quellbare
Substanz mit hohem Molekulargewicht weiterhin in die Oberflächengleitfähigkeitsschicht,
die oben beschrieben ist, eingegeben werden. Die wasserlösliche oder
Wasser quellbare, hochmolekulare Substanz ist auf keinen besonderen
Typ eingeschränkt,
solange sie Gleitfähigkeit
zeigt, wenn sie in Kontakt mit einem wässrigen Medium, wie einer Körperflüssigkeit
oder einer physiologischen Salzlösung
in Kontakt gebracht wird, und bevorzugte Beispiele für diese
Substanzen sind Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol, eine hoch
molekulare Verbindung auf Maleinanhydridbasis, wie Maleinanhydrid/Methylvinylether-Copolymer
und Natriumpolyacrylat. Diese Verwendungen sind ebenfalls als wasserlöslich oder
Wasser quellbare hochmolekulare Substanzen (D) unten beschrieben.
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Die
wässerlösliche oder
Wasser quellbare hochmolekulare Substanz kann bevorzugt ein ineinander geschachteltes
Netzwerk mit dem Reaktionsprodukt (vernetztes Produkt) der hydrophilen
Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und des Vernetzungsmittels
(B) auf der Oberfläche
des Substrats bilden. Diese Bildung des ineinander geschachtelten
Netzwerks ermöglicht
eine feste Immobilisierung der wasserlöslichen oder Wasser quellbaren
hochmolekularen Substanz an die Substratoberfläche. Diese Bildung des ineinander geschachtelten
Netzwerks kann man durch Eingabe der wasserlöslichen oder Wasser quellbaren
hochmolekularen Substanz in mindestens eine Lösung der Lösung, die die hydrophile Verbindung
mit hohem Molekulargewicht (A) ent hält und der Lösung, die
das Vernetzungsmittel (B) enthält,
erreichen.
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Die
Methode der Eingabe der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz in die Oberflächengleitfähigkeitsschicht
ist nicht auf die Bildung des oben beschriebenen ineinander geschachtelten
Netzwerks beschränkt.
Diese Inkorporierung bzw. Eingabe kann man erreichen beispielsweise
durch Binden der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz mit dem Reaktionsprodukt zwischen
der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht (A) und dem
Vernetzungsmittel (8) durch die reaktive funktionelle Gruppe im
Reaktionsprodukt oder durch Umsetzen der hydrophilen Verbindung
mit hohem Molekulargewicht (A) und des Vernetzungsmittels (B) unter
Bildung des Reaktionsprodukts, wonach dann eine Lösung, die
die wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz enthält, auf
die Substratoberfläche
zur Imprägnierung
aufgetragen wird, um somit die wasserlösliche oder Wasser quellbare hochmolekulare
Substanz in die Oberflächengleitfähigkeitsschicht
zu inkorporieren.
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Als
nächstes
wird die Erfindung im Einzelnen anhand einer Ausführungsform
beschrieben, wobei ein ineinander geschachteltes Netzwerk zwischen
dem Reaktionsprodukt (C) aus der Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung
und der Hydrazidverbindung mit der wasserlöslichen oder Wasser quellbaren
hochmolekularen Substanz (D) zur Bildung der Oberflächengleitfähigkeitsschicht
gebildet wird.
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Die
Carbonylgruppen enthaltende Verbindung und die Hydrazidverbindung,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, unterliegen
keinen besonderen Einschränkungen,
solange sie die Reaktion eingehen, wobei sich das Reaktionsprodukt
(vernetztes Produkt) (C), das ein hochpolymeres Netzwerk umfasst,
bildet. Allerdings sind für
eine ausreichende Ausbildung des hochpolymeren Netzwerks die Carbonylgruppen enthaltende
Verbindung und die Hydrazidverbindung bevorzugt eine Kombination
aus einer hochmolekularen Verbindung (C-1) mit einem substantiellen
Molekulargewicht mit mindestens einer Carbonylgruppe oder einem Hydrazinrest
im Molekül
und eine polyfunktionelle Verbindung (C-2) mit mindestens zwei Carbonylgruppen oder
Hydrazinresten im Molekül,
die in der Lage ist, ein Vernetzungsmittel zu funktionieren.
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Die
Verbindung mit hohem Molekulargewicht (C-1) mit mindestens einer
Carbonylgruppe oder Hydrazinrest im Molekül unterliegt keinen Einschränkungen
im Hinblick auf ihr durchschnittliches Molekulargewicht. Allerdings
liegt das durchschnittliche Molekulargewicht bevorzugt in einem
Bereich von 2.000 bis 5.000.000 und bevorzugter in einem Bereich
von 20.000 bis 2.000.000. Wenn das Molekulargewicht unterhalb dieses
Bereichs ist, wird die Bildung des ineinander geschachtelten Netzwerks
des Reaktionsprodukts (vernetzt) mit der wasserlöslichen oder Wasser quellbaren
hochmolekularen Substanz unzureichend. Wenn andererseits das Molekulargewicht
weit oberhalb dieses Bereichs liegt, vermindert sich die Löslichkeit
im Lösungsmittel,
und die Beschichtung der Substratoberfläche wird schwierig.
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Die
eingesetzte hochmolekulare Verbindung (C-1) ist bevorzugt ein Copolymer,
das eine Einheit mit einem Hydrazinrest oder einer Carbonylgruppe
und eine andere Einheit umfasst. Der Typ des eingesetzten Copolymers
unterliegt keinen besonderen Ein schränkungen, und das Copolymer
kann ein Blockcopolymer, ein statistisches Polymer oder ein Pfropfcopolymer
sein.
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Dieses
Copolymer kann hergestellt werden durch Copolymerisieren eines Monomeren
mit einem Hydrazinrest oder einer Carbonylgruppe im Molekül mit einem
anderen polymerisierbaren Monomeren oder durch Copolymerisieren
eines Monomeren mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die nicht
den Hydrazinrest oder der Carbonylgruppe entspricht, das dann weiterhin
in den Hydrazinrest oder in die Carbonylgruppe mit einem anderen
polymerisierbaren Monomer umgewandelt werden kann, und anschließendes Umwandeln
der reaktiven funktionellen Gruppe in den Hydrazinrest oder die
Carbonylgruppe.
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Das
eingesetzte, die Carbonylgruppe enthaltende Monomer ist auf keinen
bestimmten Typ eingeschränkt,
solange es mindestens eine Carbonylgruppe in einem Molekül enthält. Die
bevorzugten Monomere sind allerdings solche mit einer polymerisierbaren
Doppelbindung. Beispiele für
diese Monomere umfassen Diacetonacrylamid, Diacetetonmethacrylamid,
und Vinylalkylketon. Das am meisten bevorzugte ist Diacetonacrylamid.
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Das
eingesetzte, den Hydrazinrest enthaltene Monomer ist auf keinen
bestimmten Typ eingeschränkt, solange
es mindestens einen Hydrazinrest in einem Molekül enthält und polymerisierbar ist.
Bevorzugte Beispiele für
Monomore sind solche, worin die Carboxylatgruppe in einem Ester
einer ungesättigten
Säure mit
einer polymerisierbaren Doppelbindung, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Crotonsäure und α-Chloracrylsäure und
bevorzugt ein Ester einer ungesättigten
Säure mit
einem niedrigen Alkohol in einen Hydrazinrest durch Reaktion mit
Hydrazin oder Hydrazinhydrat umgewandelt worden ist.
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Beispiele
für das
Monomer mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die nicht im Hydrazinrest
entspricht, das weiter in den Hydrazinrest umgewandelt werden kann,
umfassen Ester einer ungesättigten
Säure mit
einer polymerisierbaren Doppelbindung, wie Methacrylsäure, Itakonsäure, Crotonsäure und α-Chloracrylsäure und
bevorzugt Ester einer ungesättigten
Säure mit
einem niederen Alkohol, und das den Hydrazinrest enthaltende Copolymer
kann in geeigneter Weise hergestellt werden durch Copolymerisieren
dieses Monomeren mit einem anderen polymerisierbaren Monomer, und
anschließende
Behandlung der Carboxylatgruppe im Copolymer für die Umwandlung in das Hydrazin
oder den Hydrazinrest.
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Das
Monomer, das mit dem Hydrazinrest enthaltenen Monomer oder dem Monomer
mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die nicht dem Hydrazinrest
entspricht, die weiter in den Hydrazinrest umgewandelt werden kann,
copolymerisiert ist, kann ein ungesättigtes Säuremonomer mit einer polymerisierbaren
Doppelbindung, wie Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Itakonsäure,
Crotonsäure
und α-Chloracrylsäure sein.
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Die
polyfunktionelle Verbindung (C-2), die mindestens zwei Carbonylgruppen
oder Hydrazinreste im Molekül
aufweist, reagiert mit der Verbindung (C-1) mit mindestens einer
Carbonylgruppe oder Hydrazinrest im Molekül in Gegenwart der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz (D) unter Bildung
einer kovalenten Bindung, und das Reaktionsprodukt (vernetztes Produkt)
bildet ein ineinander geschachteltes Netzwerk mit der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz (D) auf der Oberfläche des
Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, und wird unlöslich bzw.
insolubilisiert. Die wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) wird dadurch fest
auf der Oberfläche
des Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, immobilisiert.
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Diese
polyfunktionelle Verbindung (Vernetzungsmittel) (C-2) wird in einer
Menge von 0,01 – 1,5
Mol und bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Mol pro 1 Mol der
funktionellen Gruppe in der Verbindung (C-1) mit mindestens einer
Carbonylgruppe oder einem Hydrazinrest in einem Molekül eingesetzt.
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Die
polyfunktionelle Verbindung (Vernetzungsmittel) (C-2) ist bevorzugt
eine solche, die in einem wässrigen
Lösungsmittel
löslich
ist (das heißt,
die wasserlöslich
ist). Die Verwendung dieser polyfunktionellen Verbindung (C-2) ermöglicht die
Verwendung eines wässrigen
Lösungsmittels
für ihre
Lösung,
und die Arbeitsbedingungen einschließlich die Dämpfe verbessern sich während der
Beschichtung der Lösung,
die die polyfunktionelle Verbindung (C-2) enthält, auf die Oberfläche des
Substrats im Hinblick auf die Reaktion mit der hochmolekularen Verbindung
(C-1) und die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht (D).
Des Weiteren verleiht die Verwendung eines wässrigen Lösungsmittels der erhaltenen
Oberflächengleitfähigkeitsschicht
eine Affinität
gegenüber
Wasser gleichzeitig oder konkurrierend mit der Reaktion zwischen
der Carbonylgruppe und dem Hydrazinrest und die Bildung des ineinander
geschachtelten Netzwerks mit der wasserlöslichen oder Wasser quellbaren
hochmolekularen Substanz (D), und die separate Stufe des Inkontaktbringens der
Oberfläche
mit Wasser kann weggelassen werden, was zu vereinfachten Oberflächengleitfähigkeitsstufen führt. Weiterhin
ermöglicht
die Verwendung eines wässrigen
Lösungsmittels
die Inkorporierung der wasserlöslichen,
physiolo gisch aktiven Substanz, die unten beschrieben wird, gleichzeitig
mit der polyfunktionellen Verbindung (Vernetzungsmittel) (C-2),
und eine Oberfläche
mit physiologischer Aktivität
kann zusätzlich
zu der Oberflächengleitfähigkeit
bei Nässe
auf einmal in der Stufe realisiert werden, die für die Oberflächengleitfähigkeit
notwendig ist.
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Wenn
in der vorliegenden Erfindung eine Hydrazidverbindung mit mindestens
zwei Hydrazinresten im Molekül
für die
polyfunktionelle Verbindung (C-2) verwendet wird, die in der Lage
ist, als Vernetzungsmittel zu funktionieren, sind Beispiele für diese
Hydrazidverbindungen Hydrazidverbindungen, wie Carbohydrazid, Adipindihydrazid
und 1,3-Bis(hydrazinocarboethyl)-5-isopropylhydantoin; ein Polymer oder
Copolymer, hergestellt durch Behandeln von Poly(meth)acrylat, um
den Hydrazinrest nach seiner Polymerisation abgehen zu lassen und
ein Polymer oder Copolymer eines Monomeren, das im Stadium des Monomeren
behandelt worden ist, damit es den Hydrazinrest enthält. Darunter
ist das am meisten Bevorzugte wegen der Reaktivität und des
Reinigungsprozesses Carbohydrazid, das ohne weiteres in Wasser löslich ist.
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Wenn
in der vorliegenden Erfindung eine Carbonylgruppen enthaltende Verbindung
mit mindestens zwei Carbonylgruppen im Molekül für die polyfunktionelle Verbindung
(C-2), die in der Lage ist, als vernetzungsmittel zu funktionieren,
eingesetzt wird, sind Beispiele für diese Carbonylgruppen enthaltende
Verbindungen Verbindungen, wie Glyoxal, Butandion, 2,4-Pentandion, Diacetonacrylamid,
Diacetonmethacrylamid und Vinylalkylketon und ein Polymer und ein
Copolymer, hergestellt durch (Co)Polymerisieren eines Carbonylgruppen
enthaltenden polymerisierbaren Monomers, wie Diacetonacrylamid,
Diacetonmethacrylamid und Vinylalkylketon.
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Die
wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D), die in der vorliegenden
Verbindung eingesetzt wird, ist eine Verbindung, die durch Feuchtigkeitsabsorption
quillt oder sich löst.
Wenn diese wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) in ein wässriges
Medium, wie physiologische Salzlösung,
ein Puffer oder Blut, eingetaucht wird, quillt die Verbindung durch
Absorption des Wassers, und das absorbierte Wasser verleiht der
Oberfläche
der medizinischen Vorrichtung eine Gleitfähigkeit, beispielsweise bei
Kontakt der medizinischen Vorrichtung mit der Innenwand einer Körperhöhlung, wie
ein Blutgefäß. Im Hinblick
auf diese Situation besitzt die wasserlösliche oder Wasser quellbare
hochmolekulare Substanz (D) bevorzugt eine Wasserabsorption von
50 Gew-% oder höher
und bevorzugt eine Wasserabsorption von 100 % oder höher, bezogen
auf ihr eigenes Gewicht, im Arbeitstemperaturbereich (in der Regel
in einem Bereich von 30 oder 40°C),
um eine ausreichende Gleitfähigkeit
zu realisieren.
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Die
wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) sollte eine Substanz
sein, die ein ineinander geschachteltes Netzwerk mit dem Reaktionsprodukt
(vernetztes Produkt) (C) zwischen der Carbonylgruppen enthaltenen
Verbindung und der Hydrazidverbindung bildet und die sich nicht
ablöst,
delaminiert oder löst
bei wiederholtem Abrieb im lebenden Körper, und demzufolge sollte
die wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz eine Substanz mit
substantiellem Molekulargewicht sein. Im Hinblick auf diese Situation
liegt das durchschnittliche Molekulargewicht der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz (D) bevorzugt in
einem Bereich von 2.000 bis 5.000.000 und bevorzugter in einem Bereich
von 20.000 bis 2.000.000. Wenn das Molekulargewicht unterhalb dieses
Bereichs liegt, kann die Bildung des ineinander geschachtelten Netzwerks
der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz (D) mit dem Reaktionsprodukt
(vernetztes Produkt) (C) zwischen der Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung
und der Hydrazidverbindung unzureichend werden, und das Risiko der
Ablösung,
Delaminierung oder Auflösung
im Körper
erhöht
sich. Wenn andererseits das Molekulargewicht wesentlich über diesem
Bereich liegt, kann sich die Löslichkeit
der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz (D) im Lösungsmittel
vermindern, und die Beschichtung der Substratoberfläche kann
schwierig werden.
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Bevorzugte
Beispiele für
die wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) sind Polyvinylpyrrolidon,
Polyethylenglykol, eine hochmolekulare Verbindung auf Maleinanhydridbasis,
wie Maleinanhydrid/Methylvinylether-Copolymer und Natriumpolyacrylat.
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In
der vorliegenden Erfindung werden eine Lösung in dem Lösungsmittel
der Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung oder der Hydrazidverbindung
(C-1) mit mindestens einer Carbonylgruppe oder Hydrazidrest im Molekül und eine
Lösung
in dem Lösungsmittel
der polyfunktionellen Verbindung (Vernetzungsmittel) (C-2) mit mindestens
zwei Hydrazidgruppen oder Carbonylgruppen im Molekül separat
hergestellt, und die wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) wird in mindestens
einer dieser Lösungen inkorporiert.
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Die
Lösung
in dem Lösungsmittel
der Verbindung (C-1) mit mindesten einer Carbonylgruppe oder Hydrazidgruppe
im Molekül
wird zunächst
auf die Oberfläche
des Substrats, das die medizinische Vorrichtung bildet, aufgetragen,
und die Lösung,
die die polyfunktionelle Verbindung (C-2) enthält, wird dann aufgetragen,
um die Vernetzungsreaktion zwischen der hydrophilen Verbindung mit
hohem Molekulargewicht und dem Vernetzungsmittel zu fördern, um
somit die Bildung und Insolubilisierung des ineinander geschachtelten
Netzwerks des Reaktionsprodukts (das vernetzte Produkt) und der
wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz (D-) auf der Substratoberfläche zu fördern. Die
wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) wird dadurch fest
immobilisiert, und die medizinische Vorrichtung zeigt Gleitfähigkeit, wenn
sie in Kontakt mit einem wässrigen
Medium, wie einer Körperflüssigkeit
oder physiologische Salzlösung, in
Kontakt gebracht wird.
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Wenn
die wasserlösliche
oder Wasser quellbare hochmolekulare Substanz (D) in mindestens
eine Lösung
der Lösung,
die die Carbonylgruppen enthaltende Verbindung und der Lösung, die
die Hydrazidverbindung enthält,
inkorporiert wird, kann die Stufe des Beschichtens der wasserlöslichen
oder Wasser quellbaren hochmolekularen Substanz auf der Oberfläche des
Substrats und die Stufe des Beschichtens der Carbonylgruppen enthaltenden
Verbindung oder der Hydrazidverbindung auf der Oberfläche des
Substrats in einem Schritt durchgeführt werden, und die Herstellungsprozedur
kann vereinfacht werden.
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Das
für die
Lösung
der Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung verwendete Lösungsmittel
und das für
die Lösung
der Hydrazidverbindung verwendete Lösungsmittel unterliegen keinen
besonderen Einschränkungen,
und das Lösungsmittel
kann entsprechend in Abhängigkeit
des Typs des Materials, das das Substrat der medizinischen Vorrichtung
bildet, aus Lösungsmitteln
einschließlich
Protonen gebenden Lösungsmitteln gewählt werden,
die nicht in herkömmlichen
Reaktionen, bei denen Isocyanat beteiligt ist, verwendet werden konnten.
Beispielsweise kann ein Wasser enthaltendes organisches Lösungsmittel
für die
Lösung
der hydrophilen hochmolekularen Verbindung und des Vernetzungsmittels
verwendet werden, und die Substratoberfläche kann mit der Lösung beschichtet
werden, um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen. Allerdings
ist das Lösungsmittel
für die
Lösung
der Verbindung (C-2), die als Vernetzungsmittel funktioniert, unter
der Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung und der Hydrazidverbindung
bevorzugt ein Lösungsmittel
sein, das das Substrat nicht im Wesentlichen quillt.
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Die
Bedingungen für
die Reaktion zwischen der Carbonylgruppen enthaltenden Verbindung
und der Hydrazidverbindung unterliegen keinen besonderen Einschränkungen,
solange der pH des Reaktionssystems auf der sauren Seite liegt (pH < 7), weil die Reaktion
in diesem Bereich beschleunigt wird, und der pH wird bevorzugt in
einem Bereich bis zu 5 und bevorzugter in einem Bereich bis zu 3
für die
Vervollständigung
der Vernetzungsreaktion innerhalb eines kurzen Zeitraums eingestellt.
Andererseits ist die Verwendung einer Lösung mit einem pH nahe 7 wegen
der einfachen Handhabung der Lösung
bevorzugt, und außerdem
ist das in der Reaktion eingesetzte Copolymer bevorzugt ein Copolymer,
das vornehmlich ein anionisches Monomer, wie Acrylsäure, enthält. Diese
Reaktionsbedingungen unterliegen keinen besonderen Einschränkungen,
und die Reaktionsbedingungen sollten entsprechend in Abhängigkeit
des pH des Reaktionssystems der eingesetzten speziellen Prozedur
und der Reaktionsdauer gewählt
werden.
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In
der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung kann eine wasserlösliche physiologisch
aktive Substanz in die Oberflächengleitfähigkeitsschicht
für die
Anwesenheit der physiologisch aktiven Substanz in der Oberflächengleitfähigkeitsschicht
oder für
die langsame Freisetzung der physiologisch aktiven Substanz aus
der Oberflächengleitfähigkeitsschicht
inkorporiert werden. Beispiele für
wasserlösliche
physiologisch aktive Substanzen umfassen antithrombogene Substanzen,
wie Heparin, niedrig molekulares Heparin, Dermatansulfat, Heparansulfat,
aktiviertes Protein C, Hirudin, Aspirin, Thrombomodulin, DHG, Plasminogenaktivator, Streptokinase,
Urokinase, Aprotinin, Nafamostatmeylat (FUT) und Gabexatmesylat
(FOY); antibakterielle Reagentien, wie Penicillin N, Cephalosporin
C, Cephabacin, Kanamycin, Gentamycin, Neomycin, Chlorhexidinhydrochlorid
(Hibitan) und Polymyxin; Nukleinsäuren, wie DNA und RNA, Polysaccharide,
wie Argininsäure, Hyaluronsäure und
Chitosan und Proteine, wie Collagen und Albumin.
-
Diese
physiologisch aktive Substanz kann in die Oberflächengleitfähigkeitssicht inkorporiert
werden durch Inkorporierung der wasserlöslichen physiologischen aktiven
Substanz in mindestens eine der Lösung, die die Carbonylgruppen
enthaltende Verbindung enthält
oder der Lösung,
die die Hydrazidverbindung enthält und
Beschichten der Substratoberfläche
mit der Lösung
oder alternativ durch Herstellen einer Lösung der wasserlöslichen
physiologisch aktiven Substanz in einem entsprechenden Lösungsmittel
separat von der Lösung, die
die Carbonylgruppen enthaltende Verbindung enthält und der Lösung, die
die Hydrazidverbindung enthält und
Beschichten des Substrats mit der Lösung der physiologisch aktiven
Substanz unabhängig
von der Beschichtung mit der Lösung,
die die Carbonylgruppe enthalten de Verbindung enthält und der
Lösung,
die die Hydrazidverbindung enthält.
-
In
der vorliegenden Erfindung kann eine Substanz, die in einem wässrigen
Lösungsmittel
löslich
ist, für
das Vernetzungsmittel verwendet werden, und die Verwendung dieses
Vernetzungsmittels ermöglicht
die Inkorporierung der wasserlöslichen
physiologisch aktiven Substanz in der Lösung des Vernetzungsmittels
in dem wässrigen
Lösungsmittel
und die Beschichtung der Substratoberfläche mit dieser Lösung. Als
Folge davon kann die Stufe des Beschichtens der Substratoberfläche mit
dem Vernetzungsmittel und die Stufe des Beschichtens der Substratoberfläche mit
der physiologisch aktiven Substanz in der gleichen Stufe durchgeführt werden,
und es kann eine Oberfläche
mit physiologischer Aktivität
zusätzlich
zur Oberflächengleitfähigkeit
bei Nässe
in einer einfachen Prozedur realisiert werden.
-
Das
Material, das für
das Substrat, das die medizinische Vorrichtung bildet, verwendet
wird, unterliegt in der vorliegenden Erfindung keinen besonderen
Einschränkungen,
und beispielhafte Materialien umfassen hochmolekulare Materialien,
wie Polyolefine, modifizierte Polyolefine, Polyether, Polyurethane,
Polyamide, Polyimide, Polyester und Copolymere davon, Metallmaterialien
und Keramikmaterialien. Das Substrat ist nicht auf den Formgegenstand
unter Verwendung eines der Materialien, die oben allein beschrieben
wurden, beschränkt,
und das Substrat kann ebenfalls einen Gegenstand umfassen, der aus
einer Mischung oder einer Legierung des Materials, wie oben beschrieben,
geformt ist, sowie ein Vielschichtenformgegenstand. Allerdings ist
die Verwendung eines hochmolekularen Materials zumindest bevorzugt
für das
Material der Substratoberfläche,
wenn man eine stärkere
Insolubilisierung der hydrophilen hoch molekularen Verbindung durch Quellen
des Substrats mit dem Lösungsmittel
erreichen will, weil das hochmolekulare Material eine stärkere Empfindlichkeit
gegenüber
den Quellen durch das Lösungsmittel
aufweist.
-
Typische
Beispiele für
die erfindungsgemäße medizinische
Vorrichtung sind Katheder und Führungsdrähte. Andere
beispielhafte medizinische Vorrichtungen umfassen:
- (1) Katheter, die oral oder nasal eingesetzt, eingeführt werden
in den Verdauungsapparat, wie ein Magenkatheter, Ernährungskatheter
und eine Röhre
für die
Elementardiät
(ED);
- (2) Katheter, die oral oder nasal eingesetzt/eingeführt werden
in den Atmungstrakt oder in die Trachea, wie ein Sauerstoffkatheter,
eine Sauerstoffkanüle,
eine Röhre
und Manschette einer endotrachealen Röhre, eine Röhre und Manschette einer Tracheotomieröhre und
ein endotrachealer Saugkatheter;
- (3) Katheter, die in die Urethra oder den Ureter eingesetzt/eingeführt werden,
wie Urethralkatheter, Ureteralkatheter, und ein Ballon oder Katheter
eines Ballonkatheters;
- (4) Katheter, die in verschiedene Körperhöhlen, Organe oder Gewebe eingesetzt/eingeführt werden,
wie ein Saugkatheter, Drainagekatheter und Rektalkatheter;
- (5) Katheter, die in ein Blutgefäß eingesetzt/eingeführt werden,
wie ein Dauerkatheter, IVH-Katheter, Thermodilutationskatheter,
Angiographiekatheter und ein vaskulärer Dialatationskatheter und
Dilator oder Einführungskatheter
und Einfüh rungsdraht
und Stylet, die in Kombination mit diesem Katheder verwendet werden;
- (6) eine analytische oder therapeutische Vorrichtung, die verschiedene
Organe, Kontaktlinsen, etc. eingesetzt werden können;
- (7) Stents, ein künstliches
Blutgefäß, eine
künstliche
Tra chea, ein künstlicher
Bronchus, etc.; und
- (8) eine medizinische Vorrichtung für die Anwendung bei der extrakorporalen
Zirkulation (künstliches
Herz, Oxygenator, künstliche
Niere, etc.) und deren Kreisläufe.
-
BEISPIELE
-
Als
nächstes
wird nun die Erfindung weiterhin durch Bezugnahme auf die erfindungsgemäßen Beispiele
beschrieben, die allerdings nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung
einschränken
sollen.
-
Beispiel 1
-
24,6
g Dimethylacrylamid (DMAA), 0,4 g Diacetonacrylamid (DA-AAm) und 0,005 g
Azobisisobutyronitril (AIBM) wurden polymerisiert unter Verwendung
von 100 g 1,4-Dioxan, das einer N2-Begasung für 1 Stunde
unterworfen worden ist, als Lösungsmittel
und in Gegenwart von N2 bei 75°C für 6 Stunden
unter Rühren. Die
Lösung
nach der Polymerisation wurde gereinigt durch Wiederholen der Umfällung in
n-Hexan für
5 Male, und das Pro dukt wurde unter vermindertem Druck getrocknet,
und man erhielt ein statistisches Copolymer.
-
Eine
Polyurethanfolie (Miractran E998PNAT, hergestellt von Japan Miractran)
wurde in eine 5 gew-%ige Lösung
dieses statistischen Copolymeren in Tetrahydrofuran (THF) für 15 Sekunden
eingetaucht. Die Folie, die aus der Lösung genommen worden war, wurde
bei 60°C
für 2 Stunden
getrocknet und dann in eine 1,0 Gew-%ige wässrige Lösung von Carbohydrazid, die
auf einen pH von 3,0 eingestellt war, für 3 Sekunden eingetaucht, um
die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen und dann getrocknet.
-
Die
erhaltene Folie mit dem hydrophilen Polymer, das auf ihrer Oberfläche insolubilisiert
war, zeigte eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit, wenn die Folie mit
physiologischer Salzlösung
oder Wasser benetzt worden war. Die Folie zeigte ebenfalls eine
ausgezeichnete Gleitfähigkeit
in dem unten beschriebenen Gleittest, und es wurde keine Verschlechterung
in der Leistung während
des Gleittests festgestellt.
-
Beispiel 2
-
29,7
g Triethylenglykol wurde tropfenweise in 72,3 g Sebacindichlorid
bei 50°C
gegeben, und der Chlorwasserstoff wurde unter vermindertem Druck
für 3 Stunden
bei 50°C
entfernt. In 22,5 g des erhaltenen Oligoesters wurden 4,5 g Methylethylketon
gegeben, und die Mischung wurde tropfenweise in eine Lösung aus 5,0
g Natriumhydroxid, 6,93 g 31 % Wasserstoffperoxid und 0,44 g Dioctylphosphat
(oberflächenaktives
Mittel) und 120 g Wasser gegeben, und man ließ die Reaktion bei –5°C für 20 Minuten
stattfinden. Das erhaltene Produkt wurde wiederholt mit Wasser und
Methanol gewaschen und getrocknet, um ein Polyperoxid (PPO) mit zwei
oder mehr Peroxidgruppen im Molekül herzustellen.
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Als
nächstes
wurden 10 g dieses PPO als Polymerisationsinitiator bei Polymerisation
von 90 g Diacetonacrylamid (DAAAm) im Lösungsmittel aus 1,4-Dioxan
durch Rühren
der Lösung
bei 80°C
für 30
Minuten in Gegenwart von N2 verwendet. Das
Reaktionsprodukt wurde in Hexan umgefällt, und man erhielt PolyDAAAm mit
einer Peroxidgruppe im Molekül.
Als nächstes
wurden 0,5 g dieses PolyDAAAm als Polymerisationsinitiator verwendet,
und 24,5 g des Dimethylacrylamids (DMAA) in 100 g 1,4-Dioxan wurden
bei 80°C
für 6 Stunden polymerisiert,
und man erhielt ein Blockcopolymer, das die reaktive Domäne von PolyDAAAm
und die wasserlösliche
hydrophile Domäne
von PolyDMAAA umfasste.
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Eine
Polyurethanfolie (Miractran E998PNAT, hergestellt von Japan Miractran)
wurde für
15 Sekunden in eine % Gew-%ige Lösung
dieses Blockcopolymeren in Tetrahydrofuran (THF) eingetaucht, und
die Folie wurde dann aus der Lösung
entfernt. Nach dem Trocknen der Folie bei 60°C für 2 Stunden wurde die Folie
in eine 1,0-Gew-%ige wässrige
Lösung
aus Carbohydrazid, das auf einen pH von 3,0 eingestellt war, für 3 Sekunden
eingetaucht, um die Vernetzungsreaktion zu fördern und getrocknet.
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Die
erhaltene Folie mit dem darauf insolubiliserten hydrophilen Copolymer
zeigte eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit bei Benetzung mit physiologischer
Salzlösung
oder Wasser. Diese Folie zeigte ebenfalls eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit
im Gleittest, der nachfolgend beschrieben ist, und man stellte im
Test keine Verschlechterung ihrer Leistung fest.
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Vergleichsbeispiel 1
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Die
Polyurethanfolie, die gleicht ist, die in Beispiel 1 verwendet wurde,
wurde für
15 Sekunden in eine 5-Gew-%ige Lösung
des in Beispiel 2 synthetisierten Blockcopolymeren in Tetrahydrofuran
(THF) eingetaucht. Die Folie wurde dann aus der Lösung entfernt
und bei 60°C
für 2 Stunden
getrocknet. Die erhaltene Folie zeigte eine Gleitfähigkeit
für eine
Weile bei der Benetzung mit physiologischer Salzlösung oder
Wasser. Die Probenfolie zeigte allerdings keine Gleitfähigkeit
nach dem unten beschriebenen Gleittest, was eine geringe Abriebbeständigkeit
indiziert.
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Beispiel 3
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Eine
Lösung
aus dem 5 Gew-%igen Blockcopolymeren, das in Beispiel 1 hergestellt
wurde, und 2,5 Gew-% Polyurethan (adhäsives Polyurethan PANDEX T-5210,
hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
in Tetrahydrofuran (THF) wurde hergestellt. Eine Polyethylenfolie
(VLDPE Lumitack 12-1, hergestellt von Tosoh Corp.) wurde für 1 Minute
in diese Lösung
eingetaucht, und die Folie wurde dann aus der Lösung entfernt. Nach dem Trocknen
der Folie bei 60°C
für 2 Stunden
wurde die Folie in eine 1,0 Gew-%ige wässrige Lösung aus Carbohydrazid, das
auf einen pH von 3,0 eingestellt war, für 3 Sekunden eingetaucht, um
die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen und getrocknet.
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Die
erhaltene Polyethylenfolie mit dem darauf insolubilisierten hydrophilen
Copolymer zeigte eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit bei der Benetzung mit
physiologischer Salzlösung
oder Wasser. Diese Folie zeigte ebenfalls eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit
im Gleittest, der unten beschrieben ist, und man stellte keine Verschlechterung
ihrer Leistung im Test fest.
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Beispiel 4
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Eine
Lösung
aus 5 Gew-% des statistischen Copolymeren, das in Beispiel 1 hergestellt
wurde, und 2,5 Gew-% Polyvinylpyrrolidon (K-90, hergestellt von
Wako Pure Chemicals; durchschnittliches Molekulargewicht (Mw), 1.200.000)
in CHCl3 wurde hergestellt. Eine Polyurethanfolie
(Tecoflex EG-65D, hergestellt von Nippon Surmedics) wurde für 15 Sekunden
in diese Lösung
eingetaucht, und die Folie wurde dann aus der Lösung entfernt. Nach dem Trocknen
der Folie bei 60°C
für 2 Stunden
wurde die Folie in eine 1,0 Gew-%ige wässrige Lösung aus Carbohydrazid, die
auf einen pH von 3,0 eingestellt war, für 3 Sekunden eingetaucht, um
die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen und getrocknet.
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Die
erhaltene Folie mit dem darauf insolubilisierten hydrophilen Copolymer
zeigte eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit bei Vernetzung mit
physiologischer Salzlösung
oder Wasser. Diese Folie zeigte ebenfalls eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit
im Gleittest, der unten beschrieben ist, und man stellte keine Verschlechterung Ihrer
Leistung in dem Test fest.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine
Lösung
aus dem 5-Gew-%igen statistischen Copolymer, das in Beispiel 1,
die in Beispiel synthetisiert wurde und 2,5 Gew-% Polyvinylpyrrolidon
(K-90, hergestellt von Wako Bio Chemicals; durchschnittliches Molekulargewicht
(Mw), 1.200.000) in CHCl3 wurde hergestellt.
Eine Polyethylenfolie (VLDPE Lumitack 12-1, hergestellt von Tosoh
Corp.) wurde für
1 Minute in diese Lösung
eingetaucht, und die Folie wurde dann aus der Lösung entfernt und bei 60°C für 2 Stunden
getrocknet.
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Die
erhaltene Polyethylenfolie zeigte Gleitfähigkeit für eine Weile bei der Benetzung
mit physiologischer Salzlösung
oder Wasser. Die Folie zeigte allerdings keine Gleitfähigkeit
nach dem nachfolgend beschriebenen Gleittest, was einen geringen
Abriebwiderstand bestätigte.
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Beispiel 5
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22,0
g Dimethylacrylamid (DMAA), 0,5 g Diacetonacrylamid (DA-AAm) und 2,5 g 2-Ethylhexylacrylat (2-EHA),
und 0,005 g Azobisbutyronitril (AIBM) wurden bei 75°C für 6 Stunden
unter Rühren
in Gegenwart von N2 und in dem Lösungsmittel
aus 100 g 1,4 Dioxan, die für
1 Stunde einer N2-Einströmung unterworfen worden war,
polymerisiert. Die Lösung
nach der Polymerisierung wurde dreimal durch Umfällung in n-Hexan gereinigt und
unter vermindertem Druck getrocknet, und man erhielt ein statistisches
Copolymer.
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Eine
Polyethylenfolie (VLDPE Lumitack 12-1, hergestellt von Tosoh Corp.)
wurde für
1 Minute in die Lösung
aus 5 Gew-% dieses statistischen Copolymeren in Tetrahydrofuran
(THF) eingetaucht, und die Folie wurde dann aus der Lösung entfernt.
Nach dem Trocknen der Folie bei 60°C für 2 Stunden wurde die Folie
in eine 1,0 Gew-%ige wässrige
Lösung
aus Carbohydrazid, die auf einen pH von 3,0 eingestellt war, für 3 Sekunden
getaucht, um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen und getrocknet.
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Die
erhaltene Folie zeigte eine ausgezeichnet Gleitfähigkeit bei der Benetzung mit
physiologischer Salzlösung
oder Wasser. Diese Folie zeigte ebenfalls eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit
im Gleittest, der unten beschrieben ist, und man stellte keine Verschlechterung
ihrer Leistung im Test fest.
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Beispiel 6
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24,5
g Diemthylacrylamid (DMAA), 0,5 g Diacetonacrylamid (DA-AAm) und 0,05 g Acrylsäure (AA)
und 0,005 g Azobisisobutyronitril (AIBM) wurden bei 75°C für 6 Stunden
unter Rühren
in Gegenwart von N2 und in dem Lösungsmittel
aus 100 g 1,4-Dioxan, das einer N2-Einströmung für 1 Stunde
unterworfen worden ist, polymerisiert. Die Lösung nach der Polymerisierung
wurde für
dreimal durch Umfällung
in n-Hexan gereinigt und unter vermindertem Druck getrocknet, um
ein statistisches Copolymer herzustellen.
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Eine
Polyurethanfolie (Miractran E998PNAT, hergestellt von Japan Miractran)
wurde für
15 Sekunden in einer Lösung
aus 5 Gew-% dieses statistischen Copolymeren in Tetrahydrofuran
(THF) eingetaucht, und die Folie wurde dann aus der Lösung entfernt.
Nach dem Trocknen der Folie bei 60°C für 2 Stunden wurde die Folie
in eine 1,0 Gew-%ige wässrige
Lösung
aus Carbohydrazid, die auf einen pH von 3,0 eingestellt war, für 3 Sekunden
eingetaucht, um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen und getrocknet.
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Die
erhaltene Folie mit dem darauf insolubilisierten hydrophilen Copolymer
zeigte eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit bei der Benetzung mit
physiologischer Salzlösung
oder Wasser. Diese Folie zeigte ebenfalls eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit
beim Gleittest, der unten beschrieben ist, und man stellte keine
Verschlechterung ihrer Leistung in dem Test fest.
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Beispiel 7
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Eine
5 Gew-%ige Lösung
in Tetrahydrofuran (THF) des in Beispiel hergestellten statistischen
Copolymeren wurde hergestellt. Eine Röhre aus Polyurethan (Tecoflex
EG-65D, hergestellt von Nippon Surmedics) wurde für 15 Sekunden
in diese Lösung
eingetaucht, und die Röhre
wurde dann aus der Lösung
entfernt. Nach dem Trocknen der Folie bei 60°C für 2 Stunden wurde die Röhre in eine
1,0 Gew-%ige wässrige
Lösung
aus Carbohydrazid, die auf einen pH von 3,0 eingestellt war, und
mit 1 Gew-% Heparinnatrium (hergestellt von Wako Bio Chemicals)
ergänzt
war, für
3 Stunden eingetaucht, um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen und
getrocknet. Die erhaltene Röhre
mit dem darauf insolubilisierten hydrophilen Copolymer zeigte eine
ausgezeichnete Gleitfähigkeit
bei der Benetzung mit physiologischer Salzlösung oder Wasser. Diese Röhre zeigte keine
Thromboseadhäsion,
als die Röhre
in die femorale Vene eines Kaninchens für zwei Wochen eingesetzt wurde.
Die Bildung einer gleitfähigen,
antithrombogenen Oberfläche
in der Röhre
ist durch diese Ergebnisse bestätigt
worden.
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Gleittest
-
Der
Gleitwiderstand wurde unter Verwendung eines Kriechmessers, hergestellt
durch YAMADEN K.K. (RHEONER RE-33005) unter Verwendung des Bohrwerkzeugs
für den
Reibungs- und Abriebtest, hergestellt vom gleichen Hersteller (FW-3305-1)
gemessen. Die Messung wurde für
die gleiche Probenfolie, die mit Wasser benetzt war, unter dem Gewicht
von 200 g Gewicht durchgeführt.
Der Gleittest wurde für
jede Probenfolie bei einer Testgeschwindigkeit von 10 mm / s und
einer Testbreite von 20 mm für
50 Zyklen durchgeführt,
um den Wert des Widerstands am Anfang des Tests und den Wert am
Ende des Tests zu vergleichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1
unten gezeigt.
-
-
Vorteile der Erfindung
-
Wie
oben beschrieben wurde, ermöglicht
die erfindungsgemäße medizinische
Vorrichtung und ihr Herstellungsverfahren die Inkorporierung eines
hydrophilen Polymeren in die Oberfläche des Substrats der medizinischen
Vorrichtung auf feste, chemisch stabile Weise. Die erfindungsgemäße medizinische
Vorrichtung ist frei von dem Phänomen
der Ablösung,
Delaminierung oder Lösung
der Beschichtung von der Materialoberfläche, wie bei den Methoden der
Beschichtung von pflanzlichen Ölen
oder anderen synthetischen Ölen
auf der Materialoberfläche
festgestellt worden ist. Demzufolge wird erfindungsgemäß eine hochverlässliche
Sicherheit realisiert.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
ebenfalls die Durchführung
der Oberflächengleitfähigkeitsbehandlung
ohne Verwendung der hoch-reaktiven protonenakzeptierenden funktionellen
Gruppe, wie die Isocyanatgruppe. Dieses wiederum ermöglicht die
Verwendung eines protonengebenden Lösungsmittels, so dass eine
strikte Feuchtigkeitssteuerung im Arbeitsbereich nicht notwendig
geworden ist. Als Folge daraus kann die Oberflächengleitfähigkeitsbehandlung unter moderaten
Bedingungen ohne Verlust der physikalischen Eigenschaften, die dem
Substratmaterial inhärent
sind, durchgeführt
werden. Im Hinblick auf diese Situation ergibt sich keine substantielle
Einschränkung
im Hinblick auf das für
das Substrat zu verwendende Material, und die Oberflächengleitfähigkeitsbehandlung
kann für
eine große
Vielzahl medizinischer Vorrichtungen durchgeführt werden.
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Die
erfindungsgemäße medizinische
Vorrichtung ermöglicht
die Verminderung des Oberflächenreibungswiderstands
der medizinischen Vorrichtung auf einen extrem niedrigen Wert, insbesondere
wenn die medizinische Vorrichtung mit einer Körperflüssigkeit, wie Speichel, Verdauungsflüssigkeit
oder Blut oder mit einer wässrigen
Flüssigkeit,
wie physiologischer Salzlösung
oder Wasser, benetzt wird. Demzufolge genießt die erfindungsgemäße medizinische
Vorrichtung die Vorteile einer leichten Einführung, eines verringerten Schmerzes
des Patienten, der Verhinderung der Schädigung der Schleimhautmembran
oder inneren Membran des Blutgefäßes und
dergleichen, wenn sie als Führungsdraht,
Katheder und dergleichen, verwendet wird.
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Außerdem hat
die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Oberflächengleitfähigkeitsbehandlung in
Gegenwart einer wässerlöslichen
physiologisch aktiven Substanz, wie Heparin, durchgeführt werden
kann, und dass die Materialoberfläche gleichzeitig eine physiologische
Aktivität
(wie Antithromogenizität)
verleiht bekommt.
