JP2009082257A - Medical equipment having lubricative surface and its manufacturing method - Google Patents

Medical equipment having lubricative surface and its manufacturing method Download PDF

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JP2009082257A JP2007252942A JP2007252942A JP2009082257A JP 2009082257 A JP2009082257 A JP 2009082257A JP 2007252942 A JP2007252942 A JP 2007252942A JP 2007252942 A JP2007252942 A JP 2007252942A JP 2009082257 A JP2009082257 A JP 2009082257A
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Hiroaki Yamada
宏明 山田
Shuzo Yamashita
修蔵 山下
Koji Hirai
広治 平井
Osamu Yabuki
修 矢吹
Keiji Okamoto
圭司 岡本
Tatsuyuki Nakatani
達行 中谷
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SEAM KAGAKU KENKYUSHO KK
Toyo Advanced Technologies Co Ltd
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SEAM KAGAKU KENKYUSHO KK
Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Japan Stent Technology Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize medical equipment having a new function and showing lubrication durability when wetted by reducing the film thickness of a coating resin layer as much as possible with respect to a base material such as a metal material, an inorganic material, a fluororesin, and a polyolefin resin whose lubrication durability has been difficult to secure. <P>SOLUTION: The medical equipment realizes lubrication durability when wetted by forming a diamond-like carbon membrane, whose surface is activation-treated, on the surface of a base material forming the medical equipment and chemically fixing a hydrophilic polymer having a crosslinked structure to the surface and then treating it by an alkali. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は耐久性に優れた湿潤時潤滑性を有する医療用具およびその製造方法を提供するものであり、カテーテル、ガイドワイヤー、血液フィルター又は血液体外循環システム、人工肺等の医療用具表面の機能化に有用な発明である。 The present invention provides a medical device having excellent durability when wet and a method for manufacturing the same, and functionalization of the surface of a medical device such as a catheter, a guide wire, a blood filter or a blood extracorporeal circulation system, and an artificial lung. It is a useful invention.

医療分野において、気管、消化管、尿管、血管、その他の体腔、又は、組織に挿入されるカテーテル、イントロデューサー等、又は、これらに挿入されるガイドワイヤーなどの医療用具は、挿入時に目的部位にアクセスするための操作性を向上し、血管内壁や粘膜などへの組織損傷を最小限にするためには、潤滑性を有する表面が必要である。表面摩擦抵抗を低減する目的で、基材としてフッ素系樹脂やポリオレフィン系樹脂など低摩擦材料の採用、あるいは基材表面に親水性高分子をコートして、湿潤時における潤滑性を向上している。 In the medical field, a medical device such as a trachea, digestive tract, urinary tract, blood vessel, other body cavity, catheter inserted into a tissue, introducer, etc., or a guide wire inserted therein is a target site at the time of insertion. In order to improve the operability for accessing the body and minimize the tissue damage to the inner wall of the blood vessel or the mucous membrane, a surface having lubricity is required. In order to reduce surface frictional resistance, low friction materials such as fluororesins and polyolefin resins are used as the base material, or hydrophilic polymer is coated on the base material surface to improve lubricity when wet. .

医療用具の基材としては、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの高分子材料、ニッケル/チタン系合金、ステンレス鋼などの金属材料、セラミックスあるいはヒドロキシアパタイトなどの無機材料、などが使用されている。 As base materials for medical devices, polymer materials such as polyurethane resins, polyamide resins, fluorine resins and polyolefin resins, metal materials such as nickel / titanium alloys and stainless steel, inorganic materials such as ceramics or hydroxyapatite , Etc. are used.

しかしながら、これらの基材に対して、親水性高分子を直接にコーティングした場合は、親水性高分子が簡単に剥離、脱落するという大きな問題が発生し、実用価値の無いものとなる。特に、金属材料、無機材料、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂などに対して直接にコーティングした場合はこの問題はさらに深刻である。 However, when these substrates are directly coated with a hydrophilic polymer, a great problem that the hydrophilic polymer is easily peeled off and dropped off is not practically useful. In particular, this problem is more serious when a metal material, an inorganic material, a fluororesin, a polyolefin resin or the like is coated directly.

基材がポリウレタン系樹脂やポリアミド系樹脂などである場合は、親水性高分子をコートする前に、あらかじめイソシアネート系化合物などの反応性官能基を有する化合物で基材表面の前処理を行う、あるいは親水性高分子の変性やブレンドによる改質などを行うことで、親水性高分子の剥離、脱落が抑制されて潤滑耐久性が向上することが知られている。(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。しかし、基材が金属材料、無機材料、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂などの場合は、これらの方法を採用しても、改良効果は小さく、実用に耐える潤滑耐久性を確保することは困難であった。また、イソシアネート化合物など毒性のある化合物の使用は安全性の面からも好ましくない。
一方、ステント(金属材料)の表面に表面活性化されたDLC薄膜を固定し、その表面に再狭窄防止効果を有する薬剤を生分解性ポリマーに含有させて固定することを特徴とするステントの特許が公開になった(特許文献4)。しかしながら、この発明には、高度な潤滑性と潤滑耐久性に優れた医療器具やその製造方法に関する記載は全く無い。

特開昭59−081341号 特開昭59−19582号 米国特許第4100309号 特開2007−195883
If the substrate is a polyurethane resin or polyamide resin, pre-treat the surface of the substrate with a compound having a reactive functional group such as an isocyanate compound in advance before coating the hydrophilic polymer, or It is known that by performing modification of the hydrophilic polymer or modification by blending, the peeling and dropping off of the hydrophilic polymer are suppressed, and the lubrication durability is improved. (For example, refer to Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). However, when the base material is a metal material, an inorganic material, a fluororesin, a polyolefin resin, etc., even if these methods are adopted, the improvement effect is small and it is difficult to ensure lubrication durability to withstand practical use. . Also, use of toxic compounds such as isocyanate compounds is not preferable from the viewpoint of safety.
On the other hand, a stent patent characterized by fixing a surface activated DLC thin film on the surface of a stent (metal material) and fixing a biodegradable polymer with a drug having an anti-restenosis effect on the surface. Became public (Patent Document 4). However, this invention has no description regarding a medical device excellent in high lubricity and lubrication durability and a method for producing the same.

JP-A-59-081341 JP 59-19582 U.S. Pat. No. 4,100,309 JP2007-195883

本発明の目的は、これまで潤滑耐久性の確保が困難であった金属材料、無機材料、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの基材に対して、特定の親水性高分子を化学的に固定化することで、耐久性に優れた潤滑性を有する各種医療用具を提供することにある。 さらに、治療用ガイドワイヤーの場合、基材として用いられる金属芯材の直径は検査用ガイドワイヤーのそれに比べて細いことから、基材に対するコーティング樹脂層の膜厚をできるだけ薄くする必要があり、本発明はこれらの課題に対する技術もあわせて解決することを目的とする。
The object of the present invention is to chemically fix a specific hydrophilic polymer to a base material such as a metal material, an inorganic material, a fluororesin, or a polyolefin resin, which has been difficult to ensure lubrication durability. Therefore, it is an object of the present invention to provide various medical devices having lubricity excellent in durability. Furthermore, in the case of a guide wire for treatment, the diameter of the metal core material used as the base material is thinner than that of the guide wire for inspection, so it is necessary to make the coating resin layer on the base material as thin as possible. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.

本発明者は鋭意検討した結果、上記目的は、下記(1)から(7)の本発明により達成されることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above object can be achieved by the present inventions (1) to (7) below, and has reached the present invention.

(1)医療用具を構成する基材の表面に、表面活性化処理されたダイヤモンドライクカーボン薄膜が存在し、さらにその表面に架橋構造を有する親水性高分子が化学的に固定化されていることを特徴とする湿潤時に潤滑性を有する医療用具。
(2)ダイヤモンドライクカーボン薄膜の表面活性化処理がプラズマ照射により行われ、膜表面に官能基が導入されていることを特徴とする(1)に記載の医療用具。
(3)ダイヤモンドライクカーボン薄膜は膜厚が1nmから300nmであることを特徴とする(1)ないし(2)に記載の医療用具。
(4)親水性高分子はダイヤモンドライクカーボン薄膜の表面官能基と反応しうる官能基および架橋構造を形成しうる官能基を分子内に有することを特徴とする(1)ないし(3)に記載の医療用具。
(5)親水性高分子は無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物であることを特徴とする(1)ないし(4)に記載の医療用具。
(6)該医療用具を構成する基材の表面に、
1.ダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、プラズマ照射による表面活性化処理を行って薄膜表面に官能基を導入した後、
2.その表面に、無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物と架橋剤の混合溶液をコートし、乾燥、加熱処理した後、
3.アルカリ処理することによる
潤滑性表面を有する医療用具の製造方法。
(7)該医療用具を構成する基材の表面に、
1.ダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、プラズマ照射による表面活性化処理を行って薄膜表面に反応性官能基を導入した後、
2.その表面に、無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物と架橋剤の混合溶液をコートし、乾燥、加熱処理した後、
3.アルカリ金属アルコキサイドのアルコール溶液で処理することによる
潤滑性表面を有する医療用具の製造方法。
(1) The surface-activated diamond-like carbon thin film is present on the surface of the base material constituting the medical device, and the hydrophilic polymer having a crosslinked structure is chemically immobilized on the surface. A medical device having lubricity when wet.
(2) The medical device according to (1), wherein the surface activation treatment of the diamond-like carbon thin film is performed by plasma irradiation, and a functional group is introduced on the film surface.
(3) The medical device according to (1) or (2), wherein the diamond-like carbon thin film has a thickness of 1 nm to 300 nm.
(4) The hydrophilic polymer has a functional group capable of reacting with a surface functional group of the diamond-like carbon thin film and a functional group capable of forming a crosslinked structure in the molecule. (1) to (3) Medical tools.
(5) The medical device according to any one of (1) to (4), wherein the hydrophilic polymer is a maleic anhydride copolymer or a modified product thereof.
(6) On the surface of the base material constituting the medical device,
1. After forming a diamond-like carbon thin film and performing surface activation treatment by plasma irradiation to introduce functional groups on the thin film surface,
2. The surface is coated with a mixed solution of a maleic anhydride copolymer or a modified product thereof and a crosslinking agent, dried and heated,
3. A method for producing a medical device having a lubricious surface by alkali treatment.
(7) On the surface of the base material constituting the medical device,
1. After forming a diamond-like carbon thin film and performing surface activation treatment by plasma irradiation to introduce reactive functional groups on the thin film surface,
2. The surface is coated with a mixed solution of a maleic anhydride copolymer or a modified product thereof and a crosslinking agent, dried and heated,
3. A method for producing a medical device having a lubricious surface by treatment with an alcohol solution of an alkali metal alkoxide.

本発明の目的は、これまで潤滑耐久性の確保が困難であった金属材料、無機材料、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの基材に対しても、高度な潤滑耐久性を付与しうる技術を開発すると共に、新しい機能を有する医療器具を提供することにある。この目的は、これらの基材の表面に表面活性化処理されたダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、さらにその表面に適量の架橋構造を導入した親水性高分子を化学的に固定化することによって達成されることを見出した。本発明に係るガイドワイヤー、カテーテルなどの各種医療器具は湿潤時において、摩擦係数が低く優れた潤滑性を有することから、実使用時における操作性に優れ、長期にわたり製品性能が変化することの無い潤滑耐久性に優れた各種医療器具が実現できる。さらに、ガイドワイヤーにおいても、従来、ポリウレタン樹脂あるいはポリアミド樹脂などの押出しチューブ(数十μの膜厚)に金属を挿入して中間コート層を形成すること無く、金属基材に対して親水性高分子を数μの厚さに直接コーティングすることで、潤滑性と潤滑耐久性に優れた治療用ガイドワイヤーの製造が可能となった。
The object of the present invention is a technology that can impart a high degree of lubrication durability to base materials such as metal materials, inorganic materials, fluororesins, and polyolefin resins, which have been difficult to ensure lubrication durability. And to provide a medical device having a new function. This objective is achieved by forming a surface-activated diamond-like carbon thin film on the surface of these substrates and chemically immobilizing a hydrophilic polymer with an appropriate amount of a crosslinked structure on the surface. I found out that Since various medical devices such as guide wires and catheters according to the present invention have a low coefficient of friction and excellent lubricity when wet, they have excellent operability during actual use and do not change product performance over a long period of time. Various medical devices with excellent lubrication durability can be realized. Furthermore, conventionally, guidewires are also highly hydrophilic to metal substrates without forming an intermediate coat layer by inserting metal into an extruded tube (thickness of several tens of microns) such as polyurethane resin or polyamide resin. By directly coating the molecules to a thickness of several microns, it became possible to produce a therapeutic guidewire with excellent lubricity and durability.

本発明は医療用具を構成する基材の表面に、ダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、その表面をプラズマなどによる表面活性化処理を行って、官能基を導入した後、さらにその表面の反応性官能基に親水性高分子を化学結合により固定すると共に親水性高分子に適量の架橋構造を導入し、さらにアルカリによる処理を行うことによって、湿潤時に高度な潤滑性を有し、かつ潤滑耐久性に優れた各種医療用具を実現したものである。 In the present invention, a diamond-like carbon thin film is formed on the surface of a base material constituting a medical device, the surface is subjected to a surface activation treatment by plasma or the like, a functional group is introduced, and the reactive functionalities on the surface are further introduced. By fixing the hydrophilic polymer to the base by chemical bonding and introducing an appropriate amount of cross-linked structure into the hydrophilic polymer, and further by treating with alkali, it has high lubricity when wet and also has excellent lubrication durability It has realized various excellent medical devices.

本発明の医療用具を構成する基材としては、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの高分子材料、ニッケル/チタン系合金、ステンレス鋼などの金属材料、セラミックス材料などの無機材料、更に、それらの材料を複合した基材など、従来から一般的に使用されている基材が使用可能である。特に、本発明においては、親水性高分子の直接コーティングが困難な金属材料、無機材料、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂などの基材に対しても、親水性高分子を直接コートすることで潤滑性や潤滑耐久性を確保することができることから、用途に応じた基材の活用ならびに表面を構成する樹脂の薄膜化なども可能となり、各種医療用具の機能化・高性能化とともに広範な用途への展開が期待できる。 As the base material constituting the medical device of the present invention, polymer materials such as polyurethane resins, polyamide resins, fluorine resins, polyolefin resins, metal materials such as nickel / titanium alloys and stainless steel, ceramic materials, etc. Inorganic materials, and base materials generally used in the past, such as base materials obtained by combining these materials, can be used. In particular, in the present invention, it is possible to directly apply a hydrophilic polymer to a base material such as a metal material, an inorganic material, a fluororesin, or a polyolefin resin, which is difficult to be directly coated with a hydrophilic polymer. Since the lubrication durability can be secured, it is possible to utilize the base material according to the application and to reduce the thickness of the resin that constitutes the surface. Can be expected.

上記基材の表面に形成されたダイヤモンドライクカーボン薄膜(DLC膜)はダイヤモンドに類似したカーボンからなる薄膜であり、非常に緻密でかつ強固な膜である。DLC膜は、スパッタ法、DCマグネトロンスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ法、化学気相堆積法(CVD法)、プラズマCVD法、プラズマイオン注入法、重畳型RFプラズマイオン注入法、イオンプレーティング法、アークイオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法またはレーザーアブレーション法などの公知の方法により基材の表面に形成することができる。   The diamond-like carbon thin film (DLC film) formed on the surface of the substrate is a thin film made of carbon similar to diamond, and is a very dense and strong film. DLC films are sputtering, DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, chemical vapor deposition (CVD), plasma CVD, plasma ion implantation, superimposed RF plasma ion implantation, ion plating, arc It can be formed on the surface of the substrate by a known method such as an ion plating method, an ion beam vapor deposition method or a laser ablation method.

DLC膜の膜厚は本発明の効果が得られるならば、薄いほど好ましい。また、膜の厚さが300nm以上になると変形の際にクラックが発生し、DLC膜が剥離するという問題が起こる。好ましい膜厚の範囲は1nmから300nmである。   The thinner the DLC film, the better if the effects of the present invention can be obtained. Further, when the thickness of the film is 300 nm or more, there is a problem that cracks occur during deformation and the DLC film is peeled off. A preferable film thickness range is 1 nm to 300 nm.

DLC膜の表面は平滑で不活性であるため、この表面に親水性高分子を直接コーティングしても、簡単に剥離してしまう。しかし、その表面にプラズマなどの照射による表面活性化処理を行うことで、表面の炭素−炭素結合の一部を開裂させて、DLC膜の表面にフリーラジカルまたはイオン種を生起させることができる。生成したフリーラジカルまたはイオン種を活用して、DLC膜の表面に水酸基、カルボキシル基、アミノ基などの官能基を導入することができる。DLC膜の炭素−炭素結合の開裂は、例えば、アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノン、窒素、酸素、アンモニア、水素、水蒸気、アセチレン、などのガスにより発生させたプラズマにDLC膜を曝すことにより行えばよい。ガスは単独で用いても混合ガスとして用いてもよい。   Since the surface of the DLC film is smooth and inert, even if a hydrophilic polymer is directly coated on this surface, it is easily peeled off. However, by performing surface activation treatment by irradiation with plasma or the like on the surface, it is possible to cleave part of the carbon-carbon bonds on the surface and generate free radicals or ionic species on the surface of the DLC film. By using the generated free radical or ionic species, a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group can be introduced on the surface of the DLC film. The cleavage of the carbon-carbon bond of the DLC film is performed by exposing the DLC film to plasma generated by a gas such as argon, neon, helium, krypton, xenon, nitrogen, oxygen, ammonia, hydrogen, water vapor, acetylene, etc. Just do it. The gas may be used alone or as a mixed gas.

また、紫外光またはオゾン雰囲気における紫外光照射などによって炭素−炭素結合を開裂させてもよい。開裂された炭素−炭素結合は水と容易に反応するため、DLC膜の表面に水酸基またはカルボキシル基などを容易に導入することができる。   Further, the carbon-carbon bond may be cleaved by irradiation with ultraviolet light or ultraviolet light in an ozone atmosphere. Since the cleaved carbon-carbon bond easily reacts with water, a hydroxyl group or a carboxyl group can be easily introduced into the surface of the DLC film.

また、プラズマ源となるガスに鎖式または環式の炭化水素、酸素を含む有機化合物、および窒素を含む有機化合物を用いれば、炭素−炭素結合が開裂するとともに、プラズマ中のイオン種と反応するため、ガス種に応じた官能基をDLC膜の表面に直接導入することも可能である。   In addition, if a chain or cyclic hydrocarbon, an organic compound containing oxygen, and an organic compound containing nitrogen are used as the plasma source gas, the carbon-carbon bond is cleaved and reacts with ion species in the plasma. Therefore, it is possible to directly introduce a functional group corresponding to the gas type to the surface of the DLC film.

さらに、これらの表面官能基に対して反応しうる官能基を有する化合物を反応させることで、異なる種類の官能基に変換することも可能である。例えば、DLC表面に導入された水酸基は3−アミノプロピルトリメトキシシランなどの各種官能基含有アルコキシシラン化合物、ポリイソシアネート化合物、2−イソシアネートエチルアクリレート、チオグリコール酸、などと反応させることで、アミノ基、イソシアネート基、アクリル基、チオール基、などに容易に変換することができる。 Furthermore, it is also possible to convert into a different kind of functional group by making the compound which has a functional group which can react with respect to these surface functional groups react. For example, the hydroxyl group introduced on the DLC surface is reacted with various functional group-containing alkoxysilane compounds such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, polyisocyanate compounds, 2-isocyanatoethyl acrylate, thioglycolic acid, etc. , An isocyanate group, an acrylic group, a thiol group, and the like.

本発明は、上記の方法に従って導入されたDLC表面官能基に対して、反応性を有する親水性高分子を化学的に固定化するとともに、親水性高分子に適量の架橋を導入することで、これまで、潤滑耐久性の確保が困難であった基材を用いて、優れた潤滑耐久性を有する各種医療用具の製造が可能であることを見出したものである。 The present invention chemically fixes a hydrophilic polymer having reactivity to the DLC surface functional group introduced according to the above method, and introduces an appropriate amount of crosslinking into the hydrophilic polymer. It has been found that various medical devices having excellent lubrication durability can be produced using a base material that has been difficult to ensure lubrication durability.

本発明における親水性高分子には、前記のDLC表面に導入された官能基と化学的に結合しうる官能基を分子内に有し、さらに、架橋剤を添加することで、親水性高分子の官能基と反応して架橋構造を生成しうる親水性高分子が用いられる。例えば、各種無水マレイン酸共重合体、特に、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物、ヒアルロン酸、および水酸基、カルボキシル基、グリシジル基などの官能基を有するアクリル系モノマーを共重合した各種アクリル系ポリマー、ポリエチレングリコールおよびその誘導体、などが好適に使用されうる。   The hydrophilic polymer in the present invention has a functional group that can be chemically bonded to the functional group introduced on the surface of the DLC in the molecule, and further, by adding a crosslinking agent, the hydrophilic polymer A hydrophilic polymer capable of generating a cross-linked structure by reacting with the functional group is used. For example, various maleic anhydride copolymers, in particular, methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymers or modified products thereof, hyaluronic acid, and acrylic monomers having functional groups such as hydroxyl groups, carboxyl groups, and glycidyl groups were copolymerized. Various acrylic polymers, polyethylene glycol and derivatives thereof can be suitably used.

特に、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物は、DLC表面の各種官能基との反応性に優れ、かつ架橋導入にも有利な酸無水物環を有する高分子化合物であり、かつ人体に対する安全性も十分に確認されていることから、特に好ましく用いられる。   In particular, a methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer or a modified product thereof is a polymer compound having an acid anhydride ring that is excellent in reactivity with various functional groups on the DLC surface and is advantageous for cross-linking, and Since the safety | security with respect to a human body is fully confirmed, it uses especially preferable.

また、本発明の架橋剤としては、ジオール、ポリオール、ポリエチレングリコール、ジチオール、チオグリセロール、アミノアルコール、ジアミン、ポリアミン、など酸無水物環と反応性を有し、2つ以上の官能基を有する化合物であれば使用しうる。   In addition, as the crosslinking agent of the present invention, a diol, a polyol, a polyethylene glycol, a dithiol, a thioglycerol, an amino alcohol, a diamine, a polyamine, and the like are reactive with an acid anhydride ring and have two or more functional groups. Can be used.

親水性高分子に対する架橋剤の配合割合は重量比で、親水性高分子100部に対して架橋剤0.03〜3.0部の範囲である。特に好ましい範囲は0.05〜1部である。この範囲を外れると、潤滑性および潤滑耐久性が劣悪なものとなる。   The blending ratio of the crosslinking agent to the hydrophilic polymer is in a weight ratio, and is in the range of 0.03 to 3.0 parts of the crosslinking agent with respect to 100 parts of the hydrophilic polymer. A particularly preferred range is 0.05 to 1 part. Outside this range, the lubricity and lubrication durability will be poor.

該医療用具を構成する金属やテフロンなどの基材の表面にDLC薄膜を形成し、さらにプラズマ照射による表面活性化処理を行って薄膜表面に官能基を導入した後、その表面に、無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物などの親水性高分子をコーティングするためには、これらの親水性高分子と架橋剤を上記の配合組成で混合した溶液を作成し、この溶液に浸漬する方法、溶液を塗布する方法、溶液を噴霧する方法など、従来から一般に採用されている方法を用いることができる。特に、浸漬する方法が効率よく均一にコーティングできることから好ましい。   A DLC thin film is formed on the surface of a base material such as metal or Teflon constituting the medical device, and further a surface activation treatment is performed by plasma irradiation to introduce a functional group on the surface of the thin film. In order to coat a hydrophilic polymer such as a copolymer or a modified product thereof, a method in which a solution in which these hydrophilic polymer and a crosslinking agent are mixed with the above composition is prepared and immersed in this solution, a solution Conventionally employed methods such as a method for applying a solution and a method for spraying a solution can be used. In particular, the dipping method is preferable because it can be efficiently and uniformly coated.

上記のコーティング溶液に用いられる溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、エタノール、メタノールなどのアルコール系溶剤、テトラヒドロフラン、あるいはそれらの混合溶剤、など汎用的な有機溶剤が使用しうる。これらの溶剤に、0.5〜10重量%、好ましくは1〜8重量%の濃度に溶解してコーティング溶液を調製する。   As the solvent used in the coating solution, a general organic solvent such as a ketone solvent such as acetone or methyl ethyl ketone, an alcohol solvent such as ethanol or methanol, tetrahydrofuran, or a mixed solvent thereof can be used. A coating solution is prepared by dissolving in these solvents at a concentration of 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 8% by weight.

上記のコーティング溶液に浸漬した後、乾燥し、引き続き、60〜130℃の温度で10〜300分の加熱処理を行う。この処理によって、親水性高分子に架橋構造が導入され、潤滑耐久性が大きく向上する。   After being immersed in the above coating solution, it is dried and subsequently subjected to a heat treatment at a temperature of 60 to 130 ° C. for 10 to 300 minutes. By this treatment, a crosslinked structure is introduced into the hydrophilic polymer, and the lubrication durability is greatly improved.

さらに、アルカリ溶液にて浸漬することにより、親水性高分子のカルボキシル基をアルカリ塩にすることで、潤滑性、および潤滑耐久性の優れた医療用具の製造が可能となる。このアルカリ処理に用いられるアルカリとしては、上記カルボキシル基をアルカリ塩へ変換する目的を達成できるアルカリであれば使用可能であるが、潤滑耐久性の点から、特に、アルカリ金属アルコキサイドのアルコール溶液で処理するのが最も良い結果を与える。   Furthermore, by making the carboxyl group of the hydrophilic polymer into an alkali salt by immersing in an alkaline solution, it is possible to produce a medical device having excellent lubricity and lubrication durability. As an alkali used for this alkali treatment, any alkali can be used as long as it can achieve the purpose of converting the carboxyl group into an alkali salt. From the viewpoint of lubrication durability, it is particularly treated with an alcohol solution of an alkali metal alkoxide. To give the best results.

アルカリ処理後、エタノール、水などで十分洗浄を行い、アルカリを完全に除去することが好ましい。 After the alkali treatment, it is preferable to thoroughly remove the alkali by thoroughly washing with ethanol, water or the like.

以下に本発明に係る具体的な実施例および比較例についてより詳しく説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
( 親水性化合物の合成 )
Specific examples and comparative examples according to the present invention will be described in more detail below, but the present invention is not limited to the following examples.
(Synthesis of hydrophilic compounds)

メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体<IPS社製GANTREZ−AN169>10 gを200 mlのエチルアルコールに溶解し,1時間エチルアルコール加熱還流下にエステル化反応を行なった。反応溶液を1000mlのヘキサン中へ滴下して,反応生成物を再沈殿させた。反応生成物を濾別して,室温にて24時間減圧乾燥して固体状のメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の部分エステル化物(以下PHEと称す)を得た。赤外吸収スペクトルの測定から,酸無水物環が残存していることを確認した。
このPHEをアセトン溶液の6重量%濃度に調整し,コーティング溶液<1>とした。
( コーティング溶液の調整 )
10 g of methyl vinyl ether maleic anhydride copolymer <GANTREZ-AN169> manufactured by IPS Co. was dissolved in 200 ml of ethyl alcohol, and esterification was carried out for 1 hour under heating and refluxing of ethyl alcohol. The reaction solution was dropped into 1000 ml of hexane to reprecipitate the reaction product. The reaction product was separated by filtration and dried under reduced pressure for 24 hours at room temperature to obtain a partially esterified solid methyl vinyl ether maleic anhydride copolymer (hereinafter referred to as PHE). From the measurement of the infrared absorption spectrum, it was confirmed that the acid anhydride ring remained.
This PHE was adjusted to a concentration of 6% by weight of an acetone solution to obtain a coating solution <1>.
(Adjustment of coating solution)

コーティング溶液<1>に架橋剤としてPEG200をPHEに対して0.15重量%となるように添加し,コーティング溶液<2>とした。
<実施例1>
PEG200 as a cross-linking agent was added to the coating solution <1> so as to be 0.15% by weight with respect to PHE to obtain a coating solution <2>.
<Example 1>

直径0.45mmのNiTiワイヤの表面にダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し,さらにプラズマ照射による表面活性化処理を行なって反応性官能基を導入したNiTiワイヤ基材を作成した。この基材を上記に調製したコーティング溶液<2>に浸漬することによって基材表面にコーティング溶液<2>を塗布し,風乾後,80℃30分間乾燥を行なった。 A diamond-like carbon thin film was formed on the surface of a NiTi wire with a diameter of 0.45 mm, and surface activation treatment was performed by plasma irradiation to prepare a NiTi wire substrate with reactive functional groups introduced. The substrate was dipped in the coating solution <2> prepared above to apply the coating solution <2> to the surface of the substrate, followed by air drying and then drying at 80 ° C. for 30 minutes.

さらに,125℃2時間の熱処理によって,PHE分子中の酸無水物基と基材表面の反応性官能基および架橋剤との反応を行ない,潤滑成分を化学結合により基材表面に固定化した。
その後,5重量%のナトリウムエトキシドエチルアルコール溶液中に浸漬し,室温で3分間処理した。さらに,水洗を十分に行い,60℃30分乾燥した。
Furthermore, the heat treatment at 125 ° C for 2 hours reacted the acid anhydride groups in the PHE molecules with the reactive functional groups on the substrate surface and the crosslinking agent, and the lubricating components were immobilized on the substrate surface by chemical bonding.
Then, it was immersed in a 5% by weight sodium ethoxide ethyl alcohol solution and treated at room temperature for 3 minutes. Furthermore, it was thoroughly washed with water and dried at 60 ° C for 30 minutes.

上記方法にて得られたNiTiワイヤは水の中において優れた潤滑性を示した。また,このワイヤを水の中において手で扱くことにより,潤滑性が消失するまでの手扱きの回数を測定したが330回まで潤滑性を維持し,潤滑耐久性に優れることが確認された。
<実施例2>
The NiTi wire obtained by the above method showed excellent lubricity in water. In addition, when this wire was handled by hand in water, the number of times of handling until the lubricity disappeared was measured, and it was confirmed that the lubricity was maintained up to 330 times and the lubrication durability was excellent. .
<Example 2>

NiTiワイヤの代わりに基材としてテフロンを用いたこと以外は実施例1と同様の条件で加工処理を行った。このようにして潤滑剤がコートされたテフロンは非常に優れた潤滑性を示し、また水中における手扱き回数も350回で,潤滑耐久性にも優れていた。
<実施例3>
Processing was performed under the same conditions as in Example 1 except that Teflon was used as the base material instead of the NiTi wire. Teflon coated with a lubricant in this way showed very good lubricity, and the number of times it was handled in water was 350, and it had excellent lubrication durability.
<Example 3>

架橋剤濃度をPHEに対して0.2重量%としたこと以外は実施例1と同様の条件で加工処理を行ったNiTiワイヤは水中での手扱き回数が260回までの潤滑耐久性を維持した。
<実施例4>
The NiTi wire processed under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of the crosslinking agent was 0.2% by weight with respect to PHE maintained the lubrication durability up to 260 handling times in water.
<Example 4>

架橋剤としてPEG200の代わりに1,4-ブタンジオールを使用し,その添加量をPHEに対して0.1重量%としたこと以外は実施例1と同様の条件で加工処理を行ったNiTiワイヤは水中における手扱き回数が250回までの潤滑耐久性を維持した。
<比較例1>
NiTi wire processed under the same conditions as in Example 1 except that 1,4-butanediol was used in place of PEG200 as a cross-linking agent and the addition amount was 0.1 wt% with respect to PHE. The lubrication durability was maintained up to 250 times.
<Comparative Example 1>

コーティング溶液<1>に架橋剤を入れないで,それ以外については実施例1と同様の条件で加工処理を行ったNiTiワイヤは水中での手扱き回数が20回であり,潤滑耐久性は劣るものであった。
<比較例2>
NiTi wire processed with the same conditions as in Example 1 with no cross-linking agent added to the coating solution <1> has 20 handling operations in water, resulting in poor lubrication durability. It was a thing.
<Comparative example 2>

ダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成していないNiTiワイヤ基材を用いたこと以外は実施例1と同様の条件で加工処理を行ったNiTiワイヤについては,水中において潤滑性がほとんど認められず、手扱き回数は0回と潤滑耐久性は非常に劣悪なものであった。 The NiTi wire processed under the same conditions as in Example 1 except that a NiTi wire base material without a diamond-like carbon thin film was used had almost no lubricity in water, and the number of handling 0 times and lubrication durability was very poor.

本発明により得られる技術によって、耐久性に優れた潤滑性を有する各種医療用具を提供することが可能になった。特に、これまで潤滑耐久性の確保が困難であった金属材料、無機材料、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの基材に対しても、本発明に係る薄膜コーティング技術によって、新しい機能を有する医療用具などへの展開を含めた幅広い応用が期待できる。 With the technology obtained by the present invention, it has become possible to provide various medical devices having excellent durability and lubricity. In particular, even for base materials such as metal materials, inorganic materials, fluorine-based resins, and polyolefin-based resins, which have been difficult to ensure lubrication durability, medical treatment having a new function by the thin film coating technology according to the present invention. A wide range of applications including the development of tools can be expected.

Claims (7)

湿潤時に潤滑性を有する医療用具であって、該医療用具を構成する基材の表面に、表面活性化処理されたダイヤモンドライクカーボン薄膜が存在し、さらにその表面に架橋構造を有する親水性高分子が化学的に固定化されていることを特徴とする医療用具 A hydrophilic medical device having lubricity when wet, wherein a surface-treated diamond-like carbon thin film is present on the surface of a base material constituting the medical device, and the surface thereof has a crosslinked structure Medical device characterized in that is chemically immobilized ダイヤモンドライクカーボン薄膜の表面活性化処理がプラズマ照射により行われ、膜表面に官能基が導入されていることを特徴とする請求項1に記載の医療用具     The medical device according to claim 1, wherein the surface activation treatment of the diamond-like carbon thin film is performed by plasma irradiation, and a functional group is introduced on the film surface. ダイヤモンドライクカーボン薄膜は膜厚が1nmから300nmであることを特徴とする請求項1ないし2に記載の医療用具 The medical device according to claim 1 or 2, wherein the diamond-like carbon thin film has a thickness of 1 nm to 300 nm. 親水性高分子はダイヤモンドライクカーボン薄膜の表面官能基と反応しうる官能基および架橋構造を形成しうる官能基を分子内に有することを特徴とする請求項1ないし3に記載の医療用具     4. The medical device according to claim 1, wherein the hydrophilic polymer has a functional group capable of reacting with a surface functional group of the diamond-like carbon thin film and a functional group capable of forming a crosslinked structure in the molecule. 親水性高分子は無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物であることを特徴とする請求項1ないし4に記載の医療用具     The medical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophilic polymer is a maleic anhydride copolymer or a modified product thereof. 該医療用具を構成する基材の表面に、
(1)
ダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、プラズマ照射による表面活性化処理を行って薄膜表面に官能基を導入した後、
(2)
その表面に、無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物と架橋剤の混合溶液をコートし、乾燥、加熱処理した後、
(3)
アルカリ処理することによる
潤滑性表面を有する医療用具の製造方法
On the surface of the base material constituting the medical device,
(1)
After forming a diamond-like carbon thin film and performing surface activation treatment by plasma irradiation to introduce functional groups on the thin film surface,
(2)
The surface is coated with a mixed solution of a maleic anhydride copolymer or a modified product thereof and a crosslinking agent, dried and heated,
(3)
Method for producing medical device having lubricious surface by alkali treatment
該医療用具を構成する基材の表面に、
(1)
ダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成し、プラズマ照射による表面活性化処理を行って薄膜表面に官能基を導入した後、
(2)
その表面に、無水マレイン酸共重合体あるいはその変性物と架橋剤の混合溶液をコートし、乾燥、加熱処理した後、
(3)
アルカリ金属アルコキサイドのアルコール溶液で処理することによる
潤滑性表面を有する医療用具の製造方法
On the surface of the base material constituting the medical device,
(1)
After forming a diamond-like carbon thin film and performing surface activation treatment by plasma irradiation to introduce functional groups on the thin film surface,
(2)
The surface is coated with a mixed solution of a maleic anhydride copolymer or a modified product thereof and a crosslinking agent, dried and heated,
(3)
Method for producing a medical device having a lubricious surface by treatment with an alcohol solution of an alkali metal alkoxide
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