JP2005287845A - 医療用具表面の潤滑性付与方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 医療用具の表面に、摩擦を繰り返しても潤滑性が悪化しにくい、耐久性の良い潤滑性表面を形成できる医療用具表面の潤滑性付与方法を提供する。
【解決手段】
高分子材料からなる医療用具の表面に、ジイソシアネート化合物を接触させ、次いで、当該医療用具の表面に、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物を接触させる医療用具表面の潤滑性付与方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、主として体内に挿入して使用される医療用具の表面に、湿潤時における潤滑性を付与する方法に関する。

カテーテルやガイドワイヤ等の体内に挿入して使用される医療用具においては、体内挿入時における生体組織との摩擦抵抗を低減させるべく、その表面にポリアルキレンオキサイド等の水溶性高分子化合物を固定して、湿潤時に潤滑性を有するように処理することが知られており、この潤滑性を付与するための方法が幾つか報告されている。

例えば、特許文献１には、ポリ塩化ビニル樹脂製尿道カテーテル等の医療用器具を、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等のイソシアネート化合物の溶液に浸漬し、次いで、ポリエチレンオキサイドを溶解した溶液に浸漬した後、７０℃程度で加熱することにより、医療用器具にポリエチレンオキサイド−ポリ尿素共重合体の親水性表面が形成されることが記載されている。

また、特許文献２には、比較的低温の処理によって医療用具表面にポリエチレンオキサイドを固定できる方法として、医療用具の基材の表面とジイソシアネート化合物とを接触させ、次に、ポリエチレンオキサイド及びジシクロアミジン化合物と接触させる方法が記載されている。
特開昭５８−１９３７６６号公報 特開２０００−９７６９２号公報

しかしながら、上述した従来の方法によって、表面にポリアルキレンオキサイドを固定した医療用具を体内に挿入して用いると、挿入した当初は潤滑性が良い（生体組織との摩擦抵抗が小さい）が、生体組織との摩擦を繰り返すうちに、固定化したポリアルキレンオキサイドが医療用具の表面から脱離して、潤滑性が悪化してしまうという問題があった。そのため、医療用具の表面にポリアルキレンオキサイドを固定して潤滑性表面を形成する潤滑性付与方法においては、摩擦を繰り返しても潤滑性が悪化しにくい、耐久性の良い潤滑性表面を形成することが望まれていた。

本発明の目的は、上述した従来技術の事情に鑑み、医療用具の表面に、摩擦を繰り返しても潤滑性が悪化しにくい、耐久性の良い潤滑性表面を形成できる医療用具表面の潤滑性付与方法を提供することにある。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、医療用具の表面をジイソシアネート化合物に接触させた後、ポリアルキレンオキサイドにポリウレタンプレポリマーを加えて、その医療用具の表面に接触させることで、耐久性の良い潤滑性表面を形成できることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。

かくして、本発明の第一によれば、高分子材料からなる医療用具の表面に、ジイソシアネート化合物を接触させ、次いで、当該医療用具の表面に、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物を接触させる医療用具表面の潤滑性付与方法が提供される。

本発明の第二によれば、上述の潤滑性付与方法により、表面に潤滑性が付与された医療用具が提供される。

本発明によれば、医療用具の表面に、摩擦を繰り返しても潤滑性が悪化しにくい、耐久性の良い潤滑性表面を形成できる医療用具表面の潤滑性付与方法が提供される。

本発明の潤滑性付与方法を適用できる医療用具は、少なくとも潤滑性を付与する表面が高分子材料からなる医療用具である。高分子材料としては、通常医療用具の分野で使用されているものであれば特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂；ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂；オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー；さらに、シリコーンゴム、天然ゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられる。

医療用具の表面が、ポリオレフィン樹脂やフッ素樹脂のように、ジイソシアネート化合物と反応する水酸基等の官能基を有しない樹脂からなる場合、医療用具の表面とジイソシアネート化合物を接触させる前に、予めプラズマ照射を施すことにより、医療用具の表面にアミノ基または水酸基等のイソシアネート基と反応する官能基を導入することが好ましい。

プラズマ照射をする場合の条件は、特に限定されないが、通常、真空度が０．３〜１．０トール、出力が１００〜４５０ワット、時間が１〜１５分間の条件下で、窒素ガス、酸素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、またはネオンガス等を導入して行う。

本発明の潤滑性付与方法において、医療用具の表面と接触させるジイソシアネート化合物は、分子中にイソシアネート基を２個有する化合物であって、通常、炭素数が、２〜１３の範囲のものである。具体例としては、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、フエニレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられ、なかでも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。

ジイソシアネート化合物には、必要に応じて、少量のトリイソシアネート、ポリイソシアネートとポリオールとの付加化合物等を併用することができる。その具体例としては、トリフェニルメタントリイソシアネート、トルエントリイソシアネート等が挙げられる。また、ポリイソシアネートとポリオールとの付加化合物としては、トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加化合物、ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加化合物及びトリマー等が挙げられる。

ジイソシアネート化合物は、適当な溶媒に溶解して医療用具の表面に接触させることが好ましい。溶媒は、ジイソシアネート化合物と反応しないものであればとくに限定されないが、例えば、塩化メチレン、酢酸エチル、アセトン、クロロホルム、メチルエチルケトン、エチレンジクロライド等が挙げられる。溶液中のジイソシアネート化合物の濃度は、通常、０．５〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。

本発明の潤滑性付与方法では、ジイソシアネート化合物を接触させた医療用具の表面に、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物を接触させる。この混合物の成分として用いるポリアルキレンオキサイドは、アルキレンオキサイドを単量体とする重合体である。ポリアルキレンオキサイドとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体が好ましく、ポリエチレンオキサイドが特に好ましい。また、ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量は通常５千〜５０万の範囲のものである。

ポリアルキレンオキサイドは、適当な溶媒に溶解して使用することが好ましい。溶媒は、非水系のものがとくに好ましく、ジイソシアネート化合物を溶解するときに使用するものと同様なものを使用することができる。溶液中のポリアルキレンオキサイドの濃度は、通常、０．１〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。

ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーの混合物の成分となるポリウレタンプレポリマーは、高分子ポリオール、ジイソシアネート化合物および必要に応じて鎖伸長剤を、溶媒の存在下または不存在下で反応させて得られる、分子中にイソシアネート基を１個以上、好ましくは２個以上有する高分子化合物である。

ポリウレタンプレポリマーを得るために用いられる高分子ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオールなどを挙げることができ、なかでも、ポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。また、ポリウレタンプレポリマーの製造においてはこれらの高分子ポリオールを２種以上組み合わせて使用しても良い。

ポリウレタンプレポリマーを得るための高分子ポリオールとして用いるポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどを挙げることができ、これらの１種または２種以上を用いることができる。

ポリウレタンプレポリマーを得るために用いられるジイソシアネート化合物としては、上述した医療用具に接触させるジイソシアネート化合物と同様の化合物を用いることができる。

ポリウレタンプレポリマーを得る際に、必要に応じて鎖伸長剤成分を用いることができる。用いうる鎖伸長剤成分としては、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に２個以上有する分子量３００以下の低分子化合物が挙げられ、より具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオール、ビス−（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート、キシリレングリコールなどのジオール類；トリメチロールプロパンなどのトリオール類；ペンタエリスリトールなどのペンタオール類；ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンおよびその誘導体、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドなどのジアミン類；アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコールなどのアミノアルコール類などが挙げられ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。

ポリウレタンプレポリマーは、上述の各成分を混合し、例えば、３０〜１５０℃の温度条件下、有機溶媒の存在下または不存在下で反応させれば得ることができる。また、ポリウレタンプレポリマーの分子量は特に限定されないが、５０００〜２００００が好ましい。なお、このようなポリウレタンプレポリマーは、例えば、コロネート（商標）２４６６（日本ポリウレタン社製）として市販されており、これを用いてもよい。

得られたポリウレタンプレポリマーは、上述のポリアルキレンオキサイド溶液に添加して、混合すればよい。添加量は、特に限定されないが、ポリアルキレンオキサイドに対して、３０〜５０重量％であることが好ましい。また、ポリアルキレンオキサイド溶液にポリウレタンプレポリマーを添加する時は、ポリウレタンプレポリマーのイソシアネート基がポリアルキレンオキサイドの末端基と反応して失活することを避けるため、それにより得られる混合物を医療用具の表面に接触させる直前であることが好ましい。

本発明を具体的に実施するには、通常、医療用具の表面を、浸漬、スプレー、その他の方法によって、ジイソシアネート化合物を溶解した溶液と接触させる。接触時間は、例えば、浸漬の場合は５〜６０秒間である。

医療用具の表面が、ポリオレフィン樹脂またはフッ素樹脂等の場合は、上述したように、医療用具の表面をジイソシアネート化合物に接触させる前に、予めプラズマ照射を行う。

次いで、室温で風乾して、溶媒を除去する。溶媒を除去するための時間は、通常、３０秒間〜数十分間である。続いて、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物を溶解した溶液を、浸漬、スプレーその他の方法により医療用具の表面と接触させ、続いて、室温で風乾して溶媒を除去する。浸漬の場合は、浸漬時間は５〜６０秒間であり、溶媒を除去するための時間は、通常、３０秒〜数十分間である。

その後、医療用具を、４０〜８０℃の範囲で、好ましくは５０〜７０℃の範囲で加熱処理し、ポリアルキレンオキサイドを医療用具の表面に固定させる。この場合、処理時間は、通常２〜２０時間である。なお、この後、水洗することにより、未反応のポリアルキレンオキサイド、ジイソシアネート化合物、及び、ポリウレタンプレポリマーを除去することが好ましい。

本発明の潤滑性付与方法によれば、ジイソシアネート化合物を接触させた医療用具の表面に、ポリアルキレンオキサイドを接触させるにあたり、ポリアルキレンオキサイドにポリウレタンプレポリマーを添加して混合することにより、従来の方法と比較して、ポリアルキレンオキサイドが医療用具の表面から脱離しにくくなる。すなわち、医療用具の表面に耐久性の良い潤滑性表面が形成される。そのため、この方法によって潤滑性が付与された医療用具は、その医療用具が繰り返し摩擦されても、潤滑性が悪化しにくい。なお、ポリアルキレンオキサイドにポリウレタンプレポリマーを加えることによって、医療用具の表面からポリアルキレンオキサイドが脱離しにくくなる理由は必ずしも明らかではないが、ポリウレタンプレポリマーが、医療用具の表面及びポリアルキレンオキサイドと反応して結合し、さらには、ポリアルキレンオキサイドと絡み合うことによるものと推測される。

本発明の医療用具は、上述の潤滑性付与方法により、表面に湿潤時における潤滑性が付与された医療用具であり、繰り返し摩擦されても、潤滑性が悪化しにくい。医療用具としての種類は特に限定されず、例えば、尿道カテーテル類、吸引カテーテル類等の経口または経鼻的に消化管内に挿入または留置されるカテーテル類；サーモダイリーションカテーテル（ＴＤＣ）、血管造影カテーテル、シースイントロデユーサ、大動脈バルーンポンピング用カテーテル（ＩＡＢＰ）、経皮的冠状動脈経血管形成術用バルーンカテーテル（ＰＴＣＡ）、マイクロカテーテル、血栓吸引用カテーテル、狭窄貫通用カテーテル等の血管又は心臓内に挿入または留置されるカテーテル類；さらに、ガイドワイヤ等が挙げられる。医療用具の形状は、その種類に応じて決定すればよく、特に限定されないが、例えば、チューブ状、線状が挙げられる。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

［実施例］
ポリアミド系エラストマー（ＰＥＢＡＸ（商標）７２３３）を押出成形することにより得たチューブ（外径０．８ｍｍ、内径０．５ｍｍ、長さ１３５０ｍｍ）を、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートのメチルエチルケトン溶液（濃度：２０重量％）に３０秒間浸漬して引き上げ、３０秒間風乾した。次いで、このチューブを、直前に調製した分子量４０万のポリエチレンオキサイド（濃度：３重量％）と分子量８０００のポリプロピレングリコール系ポリウレタンプレポリマー（日本ポリウレタン社製コロネート（商標）２４６６）（濃度：１．３重量％）のアセトニトリル溶液に、１０秒間浸漬後、２分間風乾した。さらに、このチューブを６０℃で１５時間加熱処理し、その後、水洗して未反応のポリエチレンオキサイドを除去して、実施例のチューブを得た。

次に、得られた実施例のチューブについて、潤滑性の耐久性試験を行った。まず、駆動方向が地面に対して垂直方向になるように設置されたアクチエーターに、測定端子が下方を向くようにフォースゲージを取り付けた。次いで、フォースゲージの測定端子に実施例１のチューブを接続して吊り下げて、そのチューブを３７℃の水浴中に浸した。次いで、チューブの下端から１２０ｍｍの位置を２枚のシリコーンゴムシート（３０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）で、圧力を３０ｋＰａに調整して挟んだ。この際、シリコーンゴムシートとチューブの長手方向が一致するように、シリコーンゴムシートの向きを調整した。次いで、アクチエーターを８ｍｍ／ｓｅｃで上方に動かして、その直後から１５秒後の間、１秒毎に、フォースゲージで測定される応力（チューブがシリコーンゴムシートから受ける摩擦応力）を記録し、その平均値を求めた。そして、この測定に用いたチューブをそのまま使用して、同様の測定を５０回繰り返した。その結果、測定１回目の摩擦応力は４６ｍＮ、２５回目の摩擦応力は６１ｍＮ、５０回目の摩擦応力は７１ｍＮであった。

［比較例１］
ポリエチレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーのアセトニトリル溶液の代わりに、分子量２０万のポリエチレンオキサイド（濃度：３重量％）と１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（濃度：０．０２重量％）のアセトニトリル溶液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、潤滑性を付与した比較例１のチューブを得た。そして、この比較例１のチューブについて、実施例１と同様に、潤滑性の耐久性試験を行った。その結果、測定１回目の摩擦応力は９３ｍＮ、２５回目の摩擦応力は１４７ｍＮ、５０回目の摩擦応力は１８９ｍＮであった。

［比較例２］
ポリエチレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーのアセトニトリル溶液の代わりに、分子量４０万のポリエチレンオキサイド（濃度：３重量％）と分子量８０００のポリプロピレングリコール系ポリウレタンプレポリマー（日本ポリウレタン社製コロネート（商標）２４６６）をアセトニトリル溶液中、６０℃で１５時間加熱して、ポリウレタンプレポリマーをポリエチレンオキサイドと完全に反応させて得た、ポリエチレンオキサイドとポリウレタンのアセトニトリル溶液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、潤滑性を付与した比較例２のチューブを得た。そして、この比較例２のチューブについて、実施例１と同様に、潤滑性の耐久性試験を行った。その結果、測定１回目の摩擦応力は６８ｍＮ、２５回目の摩擦応力は９８ｍＮ、５０回目の摩擦応力は１３７ｍＮであった。

以上の実施例及び比較例により、本発明によれば、医療用具の表面に、摩擦を繰り返しても潤滑性が悪化しにくい、耐久性の良い潤滑性表面を形成することができる。

Claims (2)

1. 高分子材料からなる医療用具の表面に、ジイソシアネート化合物を接触させ、次いで、当該医療用具の表面に、ポリアルキレンオキサイドとポリウレタンプレポリマーとの混合物を接触させる医療用具表面の潤滑性付与方法。
2. 請求項１に記載の潤滑性付与方法により、表面に潤滑性が付与された医療用具。