JP2008048883A - 医療用活栓 - Google Patents

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Abstract

【課題】透明性、摺動性、耐圧性能および耐放射線滅菌性、特に耐電子線滅菌性を有する医療用活栓を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート(PC)樹脂を主原料とするハウジング3と、曲げ弾性率(JIS K7171)が2,700〜3,200MPaのポリブチレンテレフタレート樹脂よりなるコック2と、を具備することを特徴とする医療用活栓1。
【選択図】図1

Description

本発明は、医療用器具に関し、詳しくは医療用活栓に関する。更に詳しくは冠動脈造影などに使用する多連多方活栓に関する。
医療用活栓は、医療現場において、造影剤や薬液を注入する際、液体の漏出防止や、薬液の種類の切り替えなどの役割を担うものとして必須のものである。
使用する活栓は、粘度の高い造影剤を注入する場合は、耐圧性が必要とされ、またプライミングを行う際は、泡抜けが視認できるような透明性が求められる。
特に、冠動脈造影で使用される三連三方活栓(マニホールド)は、カテーテルに接続し、血管内に血管造影剤や生理食塩水などを注入、もしくは血圧を測定する際、ラインの切り替えに使用されるため、その内部が観察できるように、活栓のハウジング素材が透明性に優れることが求められる。
また近年はそれらに加え、環境問題から電子線やγ線による放射線滅菌への転換促進も求められている。放射線滅菌、特に電子線滅菌への転換は、特定化学物質であるエチレンオキサイドガス(EOG)の排出規制、環境問題から今後非常に重要である。
従来の滅菌技術として、EOGを用いたバッチ滅菌があげられるが、この方法は、残留ガス除去のため、出荷前にエアレーションの期間を設ける必要があり、滅菌後の保管期間が長くなり好ましくない(特許文献1参照)。また、EOGは特定化学物質に指定されており、その取り扱いには厳重な管理が必要となる。
これに対し、電子線やγ線による放射線滅菌は、製品及び包装の中にも透過し、さらに残留物を残すこともないため、電子線やγ線による放射線滅菌への転換が促進されている。従って、活栓には、耐放射線滅菌性も求められる。
しかしながら、耐放射線滅菌性を有しつつ、活栓として求められるその他の性能(透明性、摺動性、耐圧性など)を満足するものは得られていなかった。
特表2005−524804号公報
本発明は、先に記載した問題点に鑑み、透明性、摺動性、耐圧性能および耐放射線滅菌性、特に耐電子線滅菌性を有する医療用活栓を提供することを目的とする。
本発明でいう耐圧性能とは、500[psi](34気圧)以上の静水圧性能をさす(静水圧の試験方法については、ISO規格試験法 ISO 10555−2:1996(E),Annex A“Test for freedom from leakage and damage under pressure conditions”参考)。
さらに耐放射線滅菌性とは、通常滅菌に用いられる15[kGy]以上の放射線を照射した前後の耐圧性能変化をさす(「医療用具の滅菌バリデーションに関するガイドラインについて」(医薬監第69号、平成10年5月1日)。
本発明の医療用活栓は、ハウジングに透明性に優れたポリカーボネート(PC)樹脂を使用し、これに組み合わせるコックの材料を特定の数値範囲の弾性率を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)を使用することにより上記目的を達成することを試みた。
上記課題は、下記(1)から(4)の本発明により解決される。
(1)ポリカーボネート樹脂を主なる構成材料とするハウジングと、曲げ弾性率(JIS K7171)が2,700〜3,200MPaのポリブチレンテレフタレート樹脂からなるコックと、を具備することを特徴とする医療用活栓。
(2)前記ポリブチレンテレフタレート樹脂の曲げ弾性率(JIS K7171)が2,750〜3,100MPaであることを特徴とする上記(1)の医療用活栓。
(3)前記ポリカーボネート樹脂の平均分子量が15,000〜30,000であることを特徴とする上記(1)または(2)の医療用活栓。
(4)多連多方活栓であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかの医療用活栓。
本発明の活栓によれば、冠動脈造影検査などに用いることが可能な、透明性、摺動性、耐圧性能および耐放射線滅菌性、特に耐電子線滅菌性を有する医療用活栓を達成することができる。
本発明の活栓は、2以上のチューブを接続してチューブの流路同士を開閉するために使用されるものである。以下、本発明の活栓およびその使用方法を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜5は、本発明の活栓の一実施形態として三連三方活栓(マニホールド)を示している。
図1は、本発明の活栓の外観図であり、図2は、図1に示す活栓の分解図である。図3は、図1の上面図を示し、図4は、図1のA−A’に沿う縦断面図であり、図5は、図1のB−B’に沿う横断面図である。
図1に示すように、本発明の活栓1は、2a、2b、2cの3つのコック2、コック2を受けるハウジング3、前記ハウジング3の基台4により構成される。
基台4上には、コック2a、2b、2cの3つのコック2をそれぞれ固定するための5a、5b、5cの3つのファスナーピン5が設けられている(図2)。ただし、ファスナーピン5は、コック2をファスナーピン5で固定する方法をとる場合に用いられるものであり、ファスナーピン5なしで、コック2を固定することができれば、必ずしも必須のものではない。
図2が示すように、3つのコック2a、2b、2cは、それぞれ、コック本体21a、21b、21c、流路22a、22b、22c、ハンドル部23a、23b、23cから構成される。
ハウジング3は、コック2a、2b、2cをそれぞれ受ける円筒胴部31a、31b、31cを有している。
コック2aのコック本体21aは、円筒胴部31aの内部空間にプレスフィットされ、ファスナーピン5aによって回転自在に固定されている。コック2bのコック本体21bは、円筒胴部31bの内部空間にプレスフィットされ、ファスナーピン5bによって回転自在に固定されている。コック2cのコック本体21cは、円筒胴部31cの内部空間にプレスフィットされており、ファスナーピン5cによって回転自在に固定されている。
なお、プレスフィットとは、寸法の比較的小さいハウジングに比較的大きな寸法のコック等の部品を圧入嵌合させ耐圧性能を得る手法であり、ハウジングとコックの剛性差(弾性率の差)を利用して、耐圧性を得る手法である。
図3(図1)に示した位置の状態にコックを操作した場合の一部断面図が図4および図5である。図4は、図1(図3)をA−A’で縦断したときの図であり、図5は、図1(図3)をB−B’で横断したときの図であり、どちらの図もコック2とハウジング3が組み合わさっている部分は、断面図で示し、内部構造が分かるようにしてある。
図3〜5が示すように、ハウジング3は、輸液チューブのコネクタなど(図示せず)と接続するための内部空間に連通する流路ポート32a〜32eおよび流路32f、32gを有し、コックのハンドル部分をOFF位置に回転させることにより、コック本体で流路を閉鎖する。
なお、流路ポート32a、32b、32cおよび32eはメス型のポートであり、流路ポート32dは、ルアーロック(回転式ロックアダプタ)33を有するオス型のポートである。
図4および図5により、具体的に説明すれば、コック2のハンドル部分23a、23b、23cを図3に示した位置の状態にした場合、コック本体21a内に形成された流路22aは、流路ポート32eおよびハウジング3内の流路32gと連通している。そして、流路ポート32aとの流路は、コック本体21aで閉鎖されている。また、コック本体21b内に形成された流路22bは、ハウジング3内の流路32fおよび32gと連通している。そして、流路ポート32bとの流路は、コック本体21bで閉鎖されている。また、コック本体21c内に形成された流路22cは、ハウジング3内の流路ポート32cおよび流路32fと連通させる。そして、流路ポート32dとの流路をコック本体21cで閉鎖されている。
なお、上述したコックは、ハンドルの位置がOFF(流路閉鎖)となるいわゆるOFFコックであるが、T字型のハンドルで、ハンドルの位置がON(流路開通)となるONコックを採用することもできる。
以上、本発明による医療用活栓を添付図面に基づいて説明したが、これらは活栓の一例を示したにすぎず、例えば、連続する活栓の数、流路ポート数、その形状、さらにはハウジング胴部形状、コック形状など、本発明の形態はこれらの図に限定されるものではない。従って、活栓のタイプは、二方および四方活栓でもよいし、それら活栓が二連、四連または五連の活栓でもよい。また、単体(一連)の活栓でもよい。
以下、本発明の活栓の各構成材料について説明する。
ハウジング3の構成材料は、ポリカーボネート(PC)樹脂である。
ポリカーボネート(PC)樹脂は、熱可塑性の非結晶質のエンジニアリングプラスチックであり、強度、靭性、耐放射線滅菌、耐薬品性、寸法精度・寸法安定性、透明性に優れる。
なお、ポリカーボネート(PC)樹脂製の活栓は、放射線滅菌を施すと黄変を生じ、美観を損ねる場合があるため、黄変対策を施したポリカーボネート(PC)樹脂を使用することもできる。
上記ポリカーボネート(PC)樹脂の平均分子量は15,000〜30,000が好ましく、19,000〜26,000であればより好ましい。
上記数値範囲であれば、射出成形の容易さと物性(特に強度と靭性)を両立できる。
ポリカーボネート(PC)樹脂は、重合度等が異なるポリカーボネート(PC)同士をブレンドすることができる。
ポリカーボネート(PC)樹脂には、例えば、完成品における強度、剛性、靱性、耐クリープ性、耐疲労性等の種々の物理的特性(機械的特性)を改善するため、製造時の材料特性、例えば流動性、寸法安定性を調整するため、または化学的性質、例えば耐熱性、耐薬品性、生体適合性を改善するために各種添加剤を添加してもよく、その他、安定剤、硬化剤、軟化点調整剤等、種々の目的に応じて添加することができる。
コック2の構成材料は、曲げ弾性率が特定の範囲のポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂を使用する。
但し、コック本体21a、21b、21cの構成材料がポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂であればよく、ハンドル部分23a、23b、23cの構成材料は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂でなくてもよい。
ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂は、剛性、耐放射線性、耐薬品性、摺動性、成形性、高寸法精度、形状安定性、表面光沢性などに優れる熱可塑性の結晶性プラスチックであり、ポリカーボネート(PC)樹脂製のハウジングにプレスフィットされるコックの材料として好適である。
上記ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂としては、密度は、1.2〜1.8g/cmが好ましく、特に1.3〜1.5g/cmが好ましい。
上記材料および数値範囲にすれば、目的の耐圧性が得られ、かつ活栓を組立てる際、プレスフィットが可能な程度の弾性が得られる。
上記ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂の曲げ弾性率は、2,700MPa〜3,200MPaであり、2,750MPa〜3,100MPaであれば、より好ましい。なお、本明細書中に記載された「曲げ弾性率」とは、JIS K7171(ISO−178)に基づく。
なお、上記範囲の弾性率を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂であれば、弾性率や摺動性が異なるグレードのPBT樹脂を組み合わせる二色成形により、コック本体2を得ることもできる。
例えば、このようなコック本体21a、21b、21cとしては、内部に弾性率や摺動性の異なるグレードのPBT樹脂製の芯を有するものが挙げられる。
理想的な活栓は、ハウジングおよびコックの両者がいずれも高寸法精度(高真円度)であることが求められる。しかしながら、樹脂製成形品には限度があるため(成形精度、組立後の変形)、バランスということになり、どちらか一方を高剛性の素材とし、もう一方を形状変化させ一方に馴染ませるような設定が必要となるため、活栓は、高剛性であるコックを真円に、ハウジングをコックに馴染ませる。但し、完全に馴染んでしまう(クリープが大きい)と耐圧性能(気密性)を保持できないので、圧入状態も保持される必要がある(かつ摺動性が求められる)。
上記曲げ弾性率の範囲であれば、射出成形することができ、またハウジング素材であるポリカーボネート(PC)樹脂よりも、高剛性であるため、耐圧性能(気密性)、摺動性に優れた医療用活栓を得ることができる。
また、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂を単独で用いる他、このポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂を主構成成分として、これに他の樹脂をブレンドする、または他の樹脂と共重合体とし、ポリマーアロイ化したポリブチレンテレフタレート系アロイも用いることもできる。
ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂は、本発明の活栓に好適な剛性を持たせるために、ガラス繊維、無機フィラー、ウィスカ、炭素繊維等のフィラーを含有することができる。
その中でも、無機フィラー、ウィスカが好ましく、さらにその中でも、無機フィラーが寸法精度と剛性の観点から好ましい。
上記ポリブチレンテレフタレート樹脂に添加するフィラーの含有量は、0質量%超、30質量%以下含有させることが好ましく、さらに5〜15質量%であれば、より好ましい。
上記数値範囲であれば、剛性、靭性の両立と成形品表面の滑らかさが得られるため、耐圧性及び摺動性という観点で好ましい。
また、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂には、目的に応じて、ポリカーボネート(PC)樹脂の説明で記載したように、各種添加剤を添加してもよい。
また、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂のコック2は、接液部やハウジングとの接触部に他の樹脂製の被膜を設けてもよく、PBT樹脂製のコックの内部に他の樹脂製の芯を有していてもよい。
上記他の樹脂製の被膜としては、ポリエチレン等の使用が挙げられる。
また、上記他の樹脂製の芯としては、曲げ弾性率3,200MPa以下で射出成形可能で耐放射線性のある樹脂であれば、樹脂は限定されない。
上記他の樹脂の具体例としては、EVA(エチレンビニル共重合体、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、POM(ポリオキシメチレン)、PA(ポリアミド、PPE(ポリフェニレンエーテル)、PPO(ポリフェニレンオキサイド)、PPS(ポリフェニレンサルフィド)、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などがある。
なお、他の樹脂製の芯を有するPBT樹脂製のコック2は、嵌合、二色成形またはチューブ伸縮被覆などによって得ることができる。
また、ハンドル部材の構成材料としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリエチレン樹脂、ABS樹脂、エチレンプロピレンゴム(EPR)、イソプレンゴム、シリコーンゴム、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリロニトリル樹脂(SAN樹脂)、ポリプロピレン樹脂、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロックコポリマー(SEBS樹脂)、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM樹脂)等が挙げられる。
ファスナーピン5の材料としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂またはポリエチレン(PE)を使用することができる。
なお、ファスナーピンの材料に使用するポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂の曲げ弾性率は、2,700〜3,200MPaでなくてもよい。
本発明の活栓の各要素、すなわち、ハウジング、コックおよびファスナーピンは、公知の成形方法、例えば、射出成形、切削成形、圧縮成形によって成形できる。
上記手順で得られたコック2aのコック本体21aは、円筒胴部31aの内部空間にプレスフィットさせ、ファスナーピン5aによって回転自在に固定する。コック2bのコック本体21bは、円筒胴部31bの内部空間にプレスフィットさせ、ファスナーピン5bによって回転自在に固定する。コック2cのコック本体21cは、円筒胴部31cの内部空間にプレスフィットさせ、ファスナーピン5cによって回転自在に固定する。上記手順により、図1、2に示す活栓1が得られる。
ポリカーボネート(PC)樹脂製のハウジングに特定の曲げ弾性率を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂製のコックがプレスフィットされた本発明の活栓は、冠動脈検査などに使用可能な、透明性、摺動性、耐圧性能及び耐放射線滅菌性、特に耐電子線滅菌性を有する。
図6は、本発明の活栓の使用形態を説明するための図であり、カテーテル6、注入用シリンジ8および活栓1の組立体10を示している。図7〜11の図は、図6の組立体10における活栓1の使用形態を説明するための図である。
なお、使用形態は、組立体10を冠動脈造影検査に使用する場合の説明とする。
図6に示す組立体10は、図7〜11に示した活栓1の流路ポート32dと、カテーテル(血管造影カテーテル)6の基端側に設けられたハブ7と、がルアーロック(回転式ロックアダプタ)33を用いて接続されている。ルアーロック(回転式ロックアダプタ)33については、あっても無くても良いが、ハブ7と流路ポート32dとをより強固にするため、使用した方が好ましい。また、図7〜11に示した活栓1の流路ポート32eには、注入用シリンジ8に通じるカテーテルチューブが接続されている。
なお、流路ポート32aは、造影剤充填ライン9a、流路ポート32bは、ヘパリン添加生理食塩水充填ライン9b、流路ポート32cは、血圧モニタリングライン9cと接続される。
まず冠動脈造影検査において、造影剤を患者の冠動脈に注入する場合、活栓1のコック2aを操作し、図7に示すような状態の位置にすることで、造影剤充填ライン9aと注入用シリンジ8との間が接続され、点線矢印が示すように、造影剤が注入シリンジ8に充填される。
そして、コック2aを図8に示すように戻し、注入用シリンジ8を活栓1を介して、血管造影用カテーテル6と液密に接続し、カテーテル6の先端側を血管内に留置した状態にすれば、点線矢印が示すように、用手的に造影剤を注入することが可能になる。
なお、流路ポート32eは、機械式注入装置(インジェクターともいう。図示せず)から伸びる耐圧延長チューブ(図示せず)をルアーテーパーを利用して液密に接続して、該インジェクターから、造影剤を注入することも可能である。
次に、冠動脈造影検査中の血圧のモニタリングにおける活栓1の操作方法について説明する。
冠動脈造影検査中は、カテーテル6の先端が冠動脈口へ挿入されることによる冠血流の障害、および造影剤注入による冠血流の希釈化から、患者がショックを起こす場合があることから、連続した血圧の測定(血圧のモニタリング)が必要である。
この冠動脈造影検査中の血圧のモニタリングは、コック2a、2b、2cを図9に示した状態に操作し、血圧モニタリングライン9cを流路ポート32cに接続し、さらに、先端部が冠動脈に挿入されているカテーテル6の基端部のハブ7をポート32dに接続された状態にすることにより、カテーテル6を通じて得た心拍による血液の動きを、血液モニタリングライン9cに充填されたヘパリン添加生理食塩水(充填方法は、後述する)を介して導いた圧力トランスデューサ(図示せず)で電気信号に変換し、血圧波形としてモニタリングする。
次に、冠動脈造影検査中の血圧モニタリングを行う際に、血圧モニタリングライン9cにヘパリン添加生理食塩水を充填させる活栓1の操作方法を説明する。
まず、図10の状態のようにコック2a、2b、2cを操作し、点線矢印が示すように、注入用シリンジ8にヘパリン添加生理食塩水を充填した後、図11が示すようにコック2bおよび2cを切り替え、注入用シリンジ8を押圧することで点線矢印が示すように、血圧モニタリングラインにヘパリン添加生理食塩水を充填させることができる。
次に、カテーテル6のフラッシングを行う活栓1の操作方法を説明する。
カテーテル6内に血液が残留したまま放置された場合、カテーテル6内に血栓が付着してくるため、フラッシングが必要とされる。また、カテーテル6内に薬液を注入した場合もフラッシングが必要となる。
フラッシングを行うため、コック2a、2b、2cを操作し、図10に示す状態にして、注入用シリンジ8へ、ヘパリン添加生理食塩水を充填した後、図8が示すようにコック2bを切り替え、注入用シリンジ8を押圧することで、点線矢印が示すように、カテーテル6にヘパリン生理活性食塩水を流し、カテーテル6をフラッシングすることができる。
粘性の高い油性の造影剤を注入するため、活栓1には、耐圧性が必要とされるが、本発明の活栓は、十分な耐圧性を有している。造影剤注入時、本発明の活栓を使用すれば、術者は延長チューブや注射器に制限されること無く、自由にカテーテル操作が可能であり、血液が漏出する心配もない。
なお、本発明の活栓1の滅菌方法についてはEOG滅菌、過酸化水素滅菌等の他の滅菌方法も利用することが可能であるが、γ線または電子線を用いた放射線滅菌、特に電子線滅菌が好ましい。また、アルコール消毒やオゾン殺菌、紫外線殺菌等の医療現場で用いるほとんど全ての消毒方法を用いることが可能である。
従って、EOG滅菌を用いていない本発明の活栓1はEOG残留物に起因する溶血毒性の心配が無く好適に用いることが可能である。
なお、上記のようなポリカーボネート(PC)樹脂およびポリブチレンテレフタレート(PBT)の組合せは、ガイドワイヤーなどの手元部を保持しトルク伝達、操作性を補助するトルクデバイスのキャップと本体のような、互いに摺動する複数の部材からなるその他の医療用器具へ応用することも可能である。
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、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1>
実施例1では、図1〜5に示す三連三方活栓1を使用した。
(1)ハウジングの成形
ハウジング3は、ポリカーボネート(PC)樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、登録商標ユーピロン グレードRS−3001RI 曲げ弾性率2,000MPa、分子量21000〜22000)を用いて、メーカー推奨条件にて射出成形することで得た。なお、比較例で使用する各樹脂に関してもそれぞれの樹脂のメーカー推奨条件にて射出成形物を得た。
上記ポリカーボネート(PC)樹脂は、耐放射線用として、黄変対策が施されたグレードを使用している。なお、上記ポリカーボネート(PC)は、同社製のグレードRS−1001R(曲げ弾性率2,000MPa、分子量21000〜25000)を使用することもできる。
(2)コックおよびファスナーピンの成形
図2が示すように、コック本体21a、21b、21cとハンドル部分23a、23b、23cを有するコック2a、2b、2cは、ポリブチレンテレフタレート(PBT)(ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス 2002K/曲げ弾性率3,100MPa)を用いて、メーカー推奨条件にて射出成形して得た。ファスナーピンについても同様にポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード2002K)を用いて射出成形により得た。なお、上記使用したポリブチレンテレフタレート(PBT)は、摺動用途に優れるグレードである。
なお、比較例で使用する各樹脂に関してもそれぞれの樹脂の推奨条件にて射出成形物を得た。
(3)活栓の組立て
図2に示すように、シリコーンオイルまたはその他の潤滑剤をコック本体21aの外周に塗布し、ハウジング3の円筒胴部31aの内部空間にコック本体21aをプレスフィットした後、ファスナーピン5aで固定する。また、シリコーンオイルまたはその他の潤滑剤をコック本体21b外周に塗布し、ハウジング3の円筒胴部31b内部空間にコック本体21bプレスフィットした後、ファスナーピン5bで固定する。さらに、シリコーンオイルまたはその他の潤滑剤をコック本体21cの外周に塗布し、ハウジング3の円筒胴部31c内部空間にコック本体21cをプレスフィットした後、ファスナーピン5cで固定する。このような手順により、活栓を図1に示すように組立てた。
(4)活栓、カテーテルおよび注入用シリンジの接続
活栓1の流路ポート32dをルアーテーパー嵌合または接着剤を用いてカテーテル6のハブ7に接続して、ルアーロック(回転式ロックアダプタ)33で固定し、流路ポート32e側には注入用シリンジ8(ガラス製)を接続して図6に示す組立体10にした。
(5)放射線滅菌(電子線滅菌)
上記手順で得られた組立体10は、個別にガス透過性不織布包材であるタイベック(登録商標)で包装し、照射線量33,40,50または55[kGy]で放射線滅菌(電子線滅菌)を行った。
通常、電子線滅菌を行う際の照射線量は15[kGy]以上であるが、放射線滅菌(電子線滅菌)では、線量分布を考慮して、実線量と許容線量照射が求められる。このため、通常よりも材料劣化を起こしやすい条件で評価を行った。
各照射線量で電子線滅菌した後、下記の耐圧性能試験(静水圧試験)およびコック破損評価、コック摺動性試験、各種物性試験(引張強さ、破断伸びおよびシャルピー衝撃)、溶出物試験(安全性試験)を実施し評価を行った。
(6)耐圧性能試験(静水圧試験)、コック破損評価およびコック摺動性試験
上記手順で得られた組立体10を照射線量55[kGy]による放射線滅菌(電子線滅菌)を行った後、ISO規格試験法(ISO 10555−2:1996(E),Annex A“Test for freedom from leakage and damage under pressure conditions”)に従い、耐圧性能試験(静水圧試験)を行った。同様に、滅菌後60℃オーブン中に168時間放置したもの(加速条件)についても、耐圧性能試験を行った。
但し、試験環境温度は23℃、圧力媒体は水道水を用いる条件とした。これは、粘性のある造影剤に比べるとリークに対しては、より厳しい条件となる。また、60℃で7日間保持することは、室温条件での180日間に相当すると考えられる(日本規格協会 ISO規格翻訳版 「医療用具の滅菌方法/滅菌バリデーション/滅菌保証」(1996年第1版、第1刷)、74頁、ISO規格11137 附属書A(参考)用具及び包装材料の性能証明)。
耐圧性能(静水圧性能)は、200[psi]以上であることが好ましく、500[psi]以上であることがより好ましい。
コック破損評価は、(1)手による負荷、および(2)アイゾッド衝撃試験機を使用した打撃による負荷を加えた後の破損有無で評価した。(2)アイゾッド衝撃試験機を使用した打撃は、具体的にはコック基部(回転軸部分)を試験機の試験片固定用バイスに固定し、ハンドル端部(先端より5mm位置)にアイゾッド試験機のハンマーによる打撃を加えた。
コック摺動性試験は、上記手順で得られた組立体10を照射線量33,40または55[kGy]による放射線滅菌(電子線滅菌)を行った後、市販のトルクゲージを用いてコックを回転させる際に生じる最大トルク[kgf・cm]で評価した。
結果は、操作性の観点から、3kgf・cm以下(好ましくは、2kgf・cm以下)を目標とした。
これら結果を表1に示す。
(7)各種物性試験(耐放射線性)
上記手順で得られた組立体10を構成するコックと同じ樹脂による試験片に対して、33または50[kGy]で電子線滅菌し、室温で4週間保管後、引張破壊強さ、引張破壊伸び、シャルピー衝撃強さを測定し、電子線照射による物性への影響を評価した。
JIS K7113に規定される1号形試験片(準拠)を射出成形により作成し、引張試験機(AG−IS(10kN)、島津製作所製)にかけて引張破壊強さと引張破壊伸びを測定した。
シャルピー衝撃強さは、JIS K7152の方法に基づき、射出成形により80×10×4[mm]の試験片を作製、JIS K7111に準じてタイプAのノッチを切削加工により入れ、シャルピー衝撃強さを測定した。振り子による衝撃エネルギーは、4.0[J]、衝撃速度は2.9[m/s]とした。
引張破壊強さ、引張破壊伸び、シャルピー衝撃強さそれぞれについて、電子線照射前後の保持率70%以上であれば、物性が維持されるものと評価した。
この結果を表2に示す。
(8)溶出物試験(安全性試験)
溶出物試験は、上記手順で得られた組立体10を構成するコック1個(約2g)を用いて、照射線量55[kGy]で電子線滅菌を行った後、第十四改正日本薬局方のプラスチック製医薬品容器試験法の溶出物試験(pH/過マンガン酸カリウム還元性物質)を行った。
溶出物試験の結果は、透析型人工腎臓装置承認基準に従って、安全性が満たされているかどうかを判断した。すなわち、溶出物試験のpH試験の結果は、空試験液とのpHの差が1.5未満であり、過マンガン酸カリウム還元性物質試験の結果は、試験液と空試験液の過マンガン酸カリウム液消費量の差が1.0ml以下のものを安全性が満たされているものとして評価した。
これらの結果を表3に示す。
<実施例2>
コック2a、2b、2cの構成材料を曲げ弾性率が2,780MPaであるポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード209AW)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
[比較例]
コックの構成材料として、曲げ弾性率2,700〜3,200MPaのポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂以外に、2,700〜3,200MPaを除く曲げ弾性率を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂(ポリアセタール樹脂)、フィラー入り高密度ポリエチレン樹脂を用いて比較した。
<比較例1>
コック2a、2b、2cの構成材料を高流動性POM樹脂(ポリプラスチックス社製 登録商標ジュラコン グレードM270−02)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<比較例2>
コック2a、2b、2cの構成材料を中分子量POM樹脂(ポリプラスチックス社製 登録商標ジュラコン グレードM90−44)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<比較例3>
コック2a、2b、2cの構成材料を高分子量POM樹脂(ポリプラスチックス社製 登録商標ジュラコン グレードM25S)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<比較例4>
コック2a、2b、2cの構成材料を耐衝撃性POM樹脂(ポリプラスチックス株式会社製、登録商標ジュラネックス グレードSF15)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<比較例5>
コック2a、2b、2cの構成材料を硫酸バリューム25質量%含有高密度ポリエチレン樹脂:フィラー入りポリエチレン樹脂(日本ポリエチレン株式会社製、グレードHY540)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<比較例6>
コック2a、2b、2cの構成材料を曲げ弾性率が2,500MPaであるポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード2000)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<比較例7>
コック2a、2b、2cの構成材料を曲げ弾性率が2,630MPaであるポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード2002)に代えた以外は、実施例1と同様にして活栓1を作製した。
<耐圧性能試験、コック破損評価およびコック摺動性試験の結果>
Figure 2008048883

PC:ポリカーボネート樹脂 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、登録商標ユーピロン グレードRS−3001RI 曲げ弾性率2,000MPa
PBT(1):ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂 ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード2002K/曲げ弾性率3,100MPa
PBT(2):ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂 ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード209AW/曲げ弾性率2,780MPa
PBT(3):ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂 ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード2000/曲げ弾性率2,500MPa
PBT(4):ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂 ポリプラスチックス株式会社製 登録商標ジュラネックス グレード2002/曲げ弾性率2630MPa
高流動POM:高流動ポリオキシメチレン樹脂
耐衝撃性POM:耐衝撃性ポリオキシメチレン樹脂
フィラー入りHDPE:硫酸バリューム25質量%含有高密度ポリエチレン樹脂
表1の結果より、電子線照射前後において、コックが破損せず、耐圧性能が500psiを満たしていたのは、コックが高剛性である、ポリブチレンテレフタレート(PBT)で、ハウジングがポリカーボネート(PC)の組合せである実施例1,2、比較例6,7であった。その中でも、曲げ弾性率2,700〜3,200MPaである実施例1および2は、電子線照射後も耐圧性の低下がなく、インジェクターによる強制的な注入にも耐えることが期待できる800psi以上の耐圧性能を維持することができる。また、高い耐圧性能(気密性)を有すると共に、摺動性にも優れることが明らかとなった。
なお、ハウジング素材の方が高剛性である比較例5に示す活栓は、ハウジングとコックの間で十分な締め付けが得られず、耐圧性能(気密性)に劣る。
<各種物性試験の結果>
Figure 2008048883

中分子量POM:中分子量ポリオキシメチレン樹脂
高分子量POM:高分子量ポリオキシメチレン樹脂
表2の結果から、電子線滅菌前後の引張強さ、破断伸び、シャルピー衝撃度に関して、それら値の低下が最も低いのは、実施例1に示す活栓であった。従って、ハウジングがポリカーボネート(PC)、コックがポリブチレンテレフタレート(PBT)である組合せの活栓であれば、電子線照射前の物性を電子線照射後も維持できることが明らかとなった。
なお、比較例1〜比較例4において、33[kGy]照射後の引張破壊伸びが著しく低下していること(概ね1/10以下)、及び衝撃強さの低下が大きいこと(半減以下)から、材料劣化がより大きくなる50[kGy]照射後の評価は不要とした(表2には、「−」として記載)。
<溶出物試験(安全性試験)の結果>
Figure 2008048883
表3から、電子線滅菌後の活栓で、溶出物試験(安全性試験)における各試験の基準を満たしていたのは、実施例1と比較例5に示す活栓であった。
従って、上記に示す結果から、ハウジングの構成材料がポリカーボネート(PC)樹脂で、曲げ弾性率2,700〜3,200MPaのポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂のコック材料である組合せの活栓は、冠動脈検査に用いることが可能で、透明性、耐圧性能および耐放射線滅菌性、特に耐電子線滅菌性、摺動性を有し、破断強度、破断伸び、シャルピー衝撃度の物性に優れ、実際の医療用現場で使用される際、安全性に問題を生じることのない医療用活栓であることが明らかとなった。
図1は、本発明の概観図である。 図2は、図1に示す活栓の分解図である。 図3は、図1に示す活栓の上面図である。 図4は、図1(図3)のA−A’に沿って縦断した一部断面図である。 図5は、図1(図3)のB−B’に沿って横断した一部断面図である。 図6は、図1に示す活栓の使用形態を説明するための図である。 図7は、図6の組立体10における活栓1の使用形態を説明するための図である。 図8は、図6の組立体10における活栓1の使用形態を説明するための図である。 図9は、図6の組立体10における活栓1の使用形態を説明するための図である。 図10は、図6の組立体10における活栓1の使用形態を説明するための図である。 図11は、図6の組立体10における活栓1の使用形態を説明するための図である。
符号の説明
1 三連三方活栓(マニホールド)
2 コック
2a コックa
2b コックb
2c コックc
21a コックa本体
21b コックb本体
21c コックc本体
22a コックa本体内に形成された流路
22b コックb本体内に形成された流路
22c コックc本体内に形成された流路
23a コックaのハンドル部分
23b コックbのハンドル部分
23c コックcのハンドル部分
3 ハウジング
31a 円筒胴部
31b 円筒胴部
31c 円筒胴部
32a 流路ポート
32b 流路ポート
32c 流路ポート
32d 流路ポート
32e 流路ポート
32f 流路
32g 流路
33 ルアーロック(回転式ロックアダプタ)
4 基台
5 ファスナーピン
5a ファスナーピン
5b ファスナーピン
5c ファスナーピン
6 カテーテル
7 ハブ
8 注入用シリンジ
9a 造影剤充填ライン
9b ヘパリン添加生理食塩水充填ライン
9c 血圧モニタリングライン
10 組立体

Claims (4)

  1. ポリカーボネート樹脂を主なる構成材料とするハウジングと、曲げ弾性率(JIS K7171)が2,700〜3,200MPaのポリブチレンテレフタレート樹脂よりなるコックと、を具備することを特徴とする医療用活栓。
  2. 前記ポリブチレンテレフタレート樹脂の曲げ弾性率(JIS K7171)が2,750〜3,100MPaであることを特徴とする請求項1に記載の医療用活栓。
  3. 前記ポリカーボネート樹脂の平均分子量が15,000〜30,000であることを特徴とする請求項1または2に記載の医療用活栓。
  4. 多連多方活栓であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の医療用活栓。
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