JP2010051631A - 医療用多層チューブ - Google Patents
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Abstract
【課題】 医療用多層チューブを構成する各層に応じた好ましい特性を備えた材料を用いて、複数の層を容易に成形できる医療用多層チューブを提供すること。
【解決手段】 スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料と、ポリウレタンからなる成形材料とを押出成形により同時に成形して一体の医療用多層チューブ１０を成形した。ポリウレタンからなる成形材料で外層１２を形成し、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料で内層１１を形成した。鉱物油として、パラフィン系オイルを用いた。
【選択図】 図１
【解決手段】 スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料と、ポリウレタンからなる成形材料とを押出成形により同時に成形して一体の医療用多層チューブ１０を成形した。ポリウレタンからなる成形材料で外層１２を形成し、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料で内層１１を形成した。鉱物油として、パラフィン系オイルを用いた。
【選択図】 図１
Description
本発明は、患者の体に薬液や血液等の液体を供給したり、患者の体から排液を排出したりする際に用いられる医療用多層チューブに関する。
従来から、医療用チューブを成形するための材料としては、ポリウレタン樹脂やシリコーン樹脂が一般的に用いられている。ポリウレタン樹脂からなる医療用チューブは、挿入性に優れるとともに裂け難く、シリコーン樹脂からなる医療用チューブは、柔軟性があるなど、それぞれに特性があり、状況に応じてそれぞれどちらかが選択される。しかしながら、ともにすべての点で優れたものではないため、異なる性質を備えた複数の材料で複数の層を形成することにより互いの欠点を補うようにした医療用多層チューブが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
この医療用多層チューブ（カテーテル）は、長軸方向に配向された熱可塑性高分子からなる外層と、配向されてない熱可塑性高分子からなる内層との２層で構成されている。そして、外層を構成する熱可塑性高分子としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、ナイロン系、フッ素系エラストマーなどの材料が利用され、内層を構成する熱可塑性高分子としては、前述した外層を構成する各材料や、ＳＥＢＳ等のスチレン系エラストマー、ポリ酢酸ビニル、水添スチレンブタジエンラバーなどが利用されている。また、外層を構成する材料と内層を構成する材料との相溶性が良くない場合には、外層と内層との間に、接着中間層を設けて外層と内層とを接着することも行われている。
特開２００４−３３３５４号公報
しかしながら、前述した医療用多層チューブでは、外層を構成する材料を、内層を構成する材料よりも融点の高いものにして、共押出し成形し、延伸したのちに、さらに双方の融点の間の温度で加熱処理することによって、外層を構成する熱可塑性高分子を延伸配向状態にしている。このため、融点に適度な差がある二つの材料を選ぶ必要が生じ、適正な材料を組み合わせることが難しいという問題や、製造が面倒になるという問題がある。また、二層以上の層を備えた医療用多層チューブの成形は、さらに困難になる。さらに、相溶性が良くない材料を選んで層間に接着中間層を設ける場合にも、製造が面倒になるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものでその目的は、医療用多層チューブを構成する各層に応じた好ましい特性を備えた材料を用いて、複数の層を容易に成形できる医療用多層チューブを提供することである。
前述した目的を達成するため、本発明に係る医療用多層チューブの構成上の特徴は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料と、ポリウレタンからなる成形材料とを含む複数の成形材料を押出成形により同時に成形して、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料で構成される層と、ポリウレタンからなる成形材料で構成される層とを接面させた状態で多層からなる一体のチューブにしたことにある。
このように構成した医療用多層チューブは、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料（以下、請求項の記載に関連する部分以外では、ＳＥＢＳブレンド材料と記す。）からなる層と、ポリウレタンからなる層とを備えている。そして、ＳＥＢＳブレンド材料は柔軟性を備えるとともに成形性がよく、ポリウレタンは体温軟化性等の生体適合性に優れるとともに裂け難いという特性を備えている。
また、ＳＥＢＳブレンド材料とポリウレタンとは、押出成形可能な温度、例えば、２００℃程度で良好な相溶性を備えている。したがって、ＳＥＢＳブレンド材料とポリウレタンとで医療用多層チューブを成形する場合には、接着中間層が不要になるとともに、単に二つの成形材料を同時に押出成形するだけで済むため成形が容易になる。また、ＳＥＢＳブレンド材料からなる層と、ポリウレタンからなる層とをその特性に応じて外層または内層に配置することにより、使用目的に適合した医療用多層チューブを得ることができる。
また、本発明に係る医療用多層チューブの他の構成上の特徴は、ポリウレタンからなる成形材料で外層を形成し、外層の内周側に、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料からなる層を形成したことにある。これによると、裂け難く生体適合性に優れる外層を備えた医療用多層チューブを得ることができる。
また、本発明に係る医療用多層チューブのさらに他の構成上の特徴は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料からなる層の内周側に、ポリエチレンまたはポリプロピレンからなる層を形成したことにある。このポリエチレンまたはポリプロピレンとＳＥＢＳブレンド材料とは、押出成形可能な温度で良好な相溶性を備えているため、三層からなる医療用多層チューブを容易に成形できる。また、ポリエチレンまたはポリプロピレンは、耐薬品性を備えているため、内部に薬液等を流す医療用多層チューブの内層を構成する材料として適している。
また、本発明に係る医療用多層チューブのさらに他の構成上の特徴は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料を、重量比が２０〜４０％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体と、重量比が３０〜４５％の鉱物油と、合計重量比が１５〜５０％のポリプロピレンとポリウレタンとで構成したことにある。これによると、より好ましい特性を備えたＳＥＢＳブレンド材料からなる層を形成することができる。特に、鉱物油の重量比を３０〜４５％にすることにより、柔軟性に優れた医療用多層チューブを得ることができる。
また、本発明に係る医療用多層チューブのさらに他の構成上の特徴は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料に含まれるポリプロピレンとポリウレタンとの重量比を、それぞれ１％以上にしたことにある。この場合のポリプロピレンとポリウレタンとの比率は、ＳＥＢＳブレンド材料からなる層をどの部分に配置するかによって適宜変更する。これによって、ＳＥＢＳブレンド材料からなる層を配置される層に応じた特性を備えたものにすることができる。
また、本発明に係る医療用多層チューブのさらに他の構成上の特徴は、鉱物油が、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルまたは高級脂肪酸のいずれかであることにある。これによると、鉱物油が軟化剤としての優れた効果を発揮できる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る医療用多層チューブ１０の断面を示している。この医療用多層チューブ１０は、ＳＥＢＳブレンド材料（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料）からなる内層１１と、内層１１の外周に形成されたポリウレタン樹脂からなる外層１２とで構成されている。内層１１を構成するＳＥＢＳブレンド材料としては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量比が２０〜４０％、鉱物油の重量比が３０〜４５％、ポリプロピレンとポリウレタンとの合計重量比が１５〜５０％のものが用いられ、ポリプロピレンとポリウレタンとの重量比は、それぞれ１％以上に設定される。
この場合の医療用多層チューブ１０の内層１１は、重量比が３０％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、重量比が３８％の鉱物油、重量比がそれぞれ１６％のポリプロピレンとポリウレタンとで構成されている。また、ＳＥＢＳブレンド材料の鉱物油としては、パラフィン系オイルが用いられている。医療用多層チューブ１０は、外径が２ｍｍ〜５ｍｍ、内径が０．５ｍｍ〜３ｍｍのチューブで構成され、内層１１の厚みは、０．５ｍｍ〜１ｍｍ、外層１２の厚みは、１ｍｍ〜４ｍｍに設定されている。また、内層１１を構成するＳＥＢＳブレンド材料としてはショア硬度が３０Ａ〜７０Ａのものが用いられ、外層１２を構成するポリウレタン樹脂としてはショア硬度が７０Ａ〜７０Ｄのものが用いられている。すなわち、内層１１よりも外層１２の方がやや硬質の材料で構成されている。
このように構成された医療用多層チューブ１０は、ＳＥＢＳブレンド材料と、ポリウレタンからなる軟質の熱可塑性樹脂材料とを、図２に示した押出成形機Ａを用いて成形することによって得られる。この押出成形機Ａは、金型２０と、一対の押出機２０ａ，２０ｂとを備えている。金型２０は、後部（図２の左側）に配置された後部ピンホルダ２１と、中央側に配置された円錐筒状の前部ピンホルダ２２と、前部ピンホルダ２２の外周側に配置された円錐筒状のブッシング２３と、ブッシング２３の外周側および前方（図２の右側）にかけて配置されたブロック状のブッシングホルダ部２４とを備えている。前部ピンホルダ２２およびブッシング２３は、それぞれ後部が大径で前部が細径に形成されている。
また、ブッシングホルダ部２４の前部側中央には凹部が形成されており、この凹部に環状のブッシング２５が配置されている。そして、後部ピンホルダ２１、前部ピンホルダ２２、ブッシング２３、ブッシングホルダ部２４およびブッシング２５の内部にピン２６が設置されている。後部ピンホルダ２１は、円筒状のピン保持部２１ａの後端外周に、外周側に向って突出するフランジ状の固定板２１ｂを設けて構成されている。ピン保持部２１ａの内部にピン２６が設置されており、ピン２６の後部は、ピン保持部２１ａに支持されている。
前部ピンホルダ２２は、円錐筒状のピン保持部２２ａの後端外周に、外周側に向って突出するフランジ状の固定板２２ｂを設けて構成されている。この前部ピンホルダ２２は、固定板２２ｂを固定板２１ｂの前面に重ねてボルト２７ａで固定することにより、後部ピンホルダ２１の前部に設置されている。ピン保持部２２ａは、略一定の厚みで前後に延びているが、先端部は、前方に行くほど徐々に薄肉に形成されている。すなわち、ピン保持部２２ａの先端内周面は直径が略一定になって前後方向に延びており、この先端内周面でピン２６の前部が支持されている。
ブッシング２３は、円錐筒状の材料通路形成部２３ａの後端外周に、外周側に向って突出するフランジ状の固定板２３ｂを設けて構成されている。このブッシング２３は、固定板２３ｂを固定板２２ｂの前面に重ねてボルト２７ｂで固定することにより、材料通路形成部２３ａの外周に設置されている。材料通路形成部２３ａは、後部が肉厚に形成され、後部から前方に行くほど徐々に薄肉になっている。また、材料通路形成部２３ａの一方（図２の上方）には、ブッシングホルダ部２４に形成された材料通路２４ａに連通する材料通路２３ｃが外周面から内周面に貫通して形成されており、この材料通路２３ｃの先端は、ピン保持部２２ａの外周面に達している。
ピン保持部２２ａの前部側部分の外周面と、材料通路形成部２３ａの前部側部分の内周面との間には、円錐筒状の材料通路２８ａが形成されており、材料通路２３ｃの先端は、材料通路２８ａに連通している。また、材料通路形成部２３ａの他方（図２の下方）の外周面には、ブッシングホルダ部２４に形成された材料通路２４ｂの先端が達している。ブッシングホルダ部２４の後面中央には、材料通路形成部２３ａの外周面に対応する円錐状の凹部が形成されており、ブッシング２３は、材料通路形成部２３ａを円錐状の凹部内に入れ、固定板２３ｂをブッシングホルダ部２４の後面に重ねてボルト２７ｃで固定することにより、ブッシングホルダ部２４に固定されている。
また、ブッシングホルダ部２４の一方には、押出機２０ａから供給される材料を受ける材料入口２４ｃが形成され、ブッシングホルダ部２４の他方には、押出機２０ｂから供給される材料を受ける材料入口２４ｄが形成されている。材料入口２４ｃは、材料通路２４ａに連通し、材料入口２４ｄは、材料通路２４ｂに連通している。材料通路形成部２３ａの前部側部分の外周面と、ブッシングホルダ部２４の前部側部分の内周面との間には、円錐筒状の材料通路２８ｂが形成されており、材料通路２４ｂの先端は、材料通路２８ｂに連通している。
そして、押出機２０ａから材料入口２４ｃ、材料通路２４ａ、材料通路２３ｃおよび材料通路２８ａを介して供給される材料は、内層１１の成形に用いられ、押出機２０ｂから材料入口２４ｄ、材料通路２４ｂおよび材料通路２８ｂを介して供給される材料は、外層１２の成形に用いられる。また、ブッシングホルダ部２４の前面中央には、円形の凹部が形成され、この凹部に、ブッシング２５が設置されている。ブッシング２５は、ブッシングホルダ部２４の凹部内に配置される大径環状の固定部２５ａと、固定部２５ａの前面中央から前方に突出する小径環状の突出部２５ｂとで構成されている。
そして、固定部２５ａの前面外周側とブッシングホルダ部２４の前面とに環状の固定板２９を重ね、この固定板２９をボルト２７ｄでブッシングホルダ部２４に固定することにより、固定部２５ａがブッシングホルダ部２４と固定板２９とで挟まれた状態で、ブッシング２５は固定されている。また、ブッシング２５の中央部には、前後に貫通する穴部が形成されており、この穴部の内周面と、ピン２６の先端部の外周面との間には、材料通路２８ａと材料通路２８ｂとが合流する合流材料通路２８が形成されている。すなわち、材料通路２８ａから供給されてくる材料は合流材料通路２８の内周側を流れ、材料通路２８ｂから供給されてくる材料は合流材料通路２８の外周側を流れる。
材料通路２８ａと材料通路２８ｂとは、ブッシング２５の後面よりもやや後方で合流しており、合流材料通路２８におけるブッシング２５の後面よりも後方の部分は前後方向に略同一の直径をした円筒状に形成されている。また、合流材料通路２８における固定部２５ａの内部に位置する部分は、後部（上流）から前部（下流）に向って徐々に直径が小さくなる円錐筒状に形成され、合流材料通路２８における突出部２５ｂの内部に位置する部分は、略同一の小さな直径をした円筒状に形成されている。
ピン２６は、後部から前部に向ってそれぞれ位置する被固定部２６ａ、ストレート部２６ｂ、テーパ部２６ｃおよび細径部２６ｄで構成されている。被固定部２６ａは、後部ピンホルダ２１のピン保持部２１ａと、前部ピンホルダ２２のピン保持部２２ａの先端部とに固定されている。このピン保持部２２ａの先端内周に対向する部分は他の部分よりも細径にされて、その部分にピン保持部２２ａの一部が嵌合している。ストレート部２６ｂは、被固定部２６ａの前端から前方に向かって延びる軸方向の長さが短い円柱状に形成され、テーパ部２６ｃは、ストレート部２６ｂの前端から前方に向かって延び前端側が徐々に細くなった円錐台状に形成されている。
また、細径部２６ｄは、テーパ部２６ｃの前端から前方に向って延びる細径の棒状に形成され、その先端面はブッシング２５の前面と前後方向で同じ位置に位置している。材料通路２８ａと材料通路２８ｂとは、ストレート部２６ｂの外周後部側で合流しており、ストレート部２６ｂ、テーパ部２６ｃおよび細径部２６ｄの外周面と、ブッシングホルダ部２４およびブッシング２５の内周面との間に、合流材料通路２８が形成されている。
このように構成された押出成形機Ａを用いて、医療用多層チューブ１０を成形する場合には、まず、押出機２０ａにＳＥＢＳブレンド材料からなる成形材料を投入するとともに、押出機２０ｂにポリウレタン樹脂からなる成形材料を投入する。つぎに、金型２０を適正温度（２００℃程度）に加熱にしたのちに、押出機２０ａ，２０ｂに投入した成形用材料をそれぞれ押出機２０ａ，２０ｂの加熱シリンダーで２００℃程度に加熱しながらスクリューで送り出して、材料入口２４ｃ，２４ｄ内に充填する。
さらに、押出機２０ａ，２０ｂからそれぞれ成形用材料を送り出して、ＳＥＢＳブレンド材料からなる成形用材料を材料通路２４ａおよび材料通路２８ａを介して合流材料通路２８に移動させ、ポリウレタン樹脂からなる成形材料を材料通路２４ｂおよび材料通路２８ｂを介して合流材料通路２８に移動させていく。合流材料通路２８に入ったＳＥＢＳブレンド材料からなる成形用材料は、合流材料通路２８内の内周側を通過しながら直径が略同一の円筒状に形成されたのちに徐々に直径が小さくなり合流材料通路２８の下流端に向って移動する。
ポリウレタン樹脂からなる成形材料は、合流材料通路２８内の外周側を通過しながら直径が略同一の円筒状に形成されたのちに徐々に直径が小さくなり合流材料通路２８の下流端に向って移動する。その間に、両成形用材料は、接合されて二層からなる細径のチューブに形成され、合流材料通路２８の下流端で外部に押し出される。外部に押し出されたチューブは、冷却され略相似形のまま４０〜７０％程度に収縮したのちに医療用多層チューブ１０として使用される。この押出成形の際、両成形用材料は、適度な温度に加熱されて材料通路２８ａ，２８ｂから合流材料通路２８に移動するまでに徐々に変形していくため、無理なく成形されていく。
以上のように、本実施形態に係る医療用多層チューブ１０は、ＳＥＢＳブレンド材料からなる内層１１と、ポリウレタン樹脂からなる外層１２との二層で構成されている。このため、医療用多層チューブ１０は、内層１１が柔軟性を備え、外層１２が体温軟化性等の生体適合性に優れるとともに、裂け難いという特性を備えたものになる。また、ＳＥＢＳブレンド材料とポリウレタンとは、押出成形可能な温度で相溶性を備えているため、容易に一体成形ができる。
図３は、本発明の他の実施形態に係る医療用多層チューブ３０を示している。この医療用多層チューブ３０は、ポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂からなる内層３１と、内層３１の外周に形成されたＳＥＢＳブレンド材料からなる中間層３２と、中間層３２の外周に形成されたポリウレタン樹脂からなる外層３３とで構成されている。中間層３２を構成するＳＥＢＳブレンド材料としては、前述した医療用多層チューブ３０の内層１１を構成するＳＥＢＳブレンド材料と同じものを用いた。内層３１の厚みは、０．１ｍｍ〜１ｍｍに設定され、内層３１を構成するポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂としては、ショア硬度が７０Ａ〜７０Ｄのものを用いた。この医療用多層チューブ３０のそれ以外の部分の構成については、前述した医療用多層チューブ１０と同一である。
この医療用多層チューブ３０を成形する押出成形機には、前述した押出成形機Ａにおける前部ピンホルダ２２とブッシング２３との間にさらに他のブッシングを設置し、このブッシングの内周面と前部ピンホルダ２２の外周面との間に、内層３１を形成するためのポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂からなる成形材料を流すための材料通路を設ける。また、ポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂からなる成形材料を金型に供給するための押出機も追加する。成形の際には、ポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂とＳＥＢＳブレンド材料とは、押出成形可能な２００℃の温度で良好な相溶性を備えているため、医療用多層チューブ３０を容易に成形できる。また、ポリエチレン樹脂またはポリプロピレンは、耐薬品性を備えているため、医療用多層チューブ３０の内層３１を構成する材料として適している。
なお、本発明は、前述した各実施形態に限るものでなく適宜変更実施が可能である。例えば、前述した実施形態では、医療用多層チューブ１０の内層１１および医療用多層チューブ３０の中間層３２を、重量比が３０％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、重量比が３８％の鉱物油および重量比がそれぞれ１６％のポリプロピレンとポリウレタンとで構成しているが、この重量比は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量比が２０〜４０％、鉱物油の重量比が３０〜４５％、ポリプロピレンとポリウレタンとの合計重量比が１５〜５０％の範囲で適宜変更することができる。
また、前述した実施形態では、鉱物油として、パラフィン系オイルを用いているが、この鉱物油としては、ナフテン系オイルや高級脂肪酸を用いることもできる。さらに、医療用多層チューブの各層を構成する材料は適宜変更することができる。なお、本発明に係る医療用多層チューブは、消化管用チューブ、経腸栄養チューブ、腸管減圧用チューブ、排液用チューブ等として用いることができる。
１０，３０…医療用多層チューブ、１１，３１…内層、１２，３３…外層、３２…中間層。
Claims (6)
- スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料と、ポリウレタンからなる成形材料とを含む複数の成形材料を押出成形により同時に成形して、前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料で構成される層と、前記ポリウレタンからなる成形材料で構成される層とを接面させた状態で多層からなる一体のチューブにしたことを特徴とする医療用多層チューブ。
- 前記ポリウレタンからなる成形材料で外層を形成し、前記外層の内周側に、前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料からなる層を形成した請求項１に記載の医療用多層チューブ。
- 前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料からなる層の内周側に、ポリエチレンまたはポリプロピレンからなる層を形成した請求項２に記載の医療用多層チューブ。
- 前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料を、重量比が２０〜４０％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体と、重量比が３０〜４５％の鉱物油と、合計重量比が１５〜５０％のポリプロピレンとポリウレタンとで構成した請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載の医療用多層チューブ。
- 前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料に含まれる前記ポリプロピレンと前記ポリウレタンとの重量比を、それぞれ１％以上にした請求項４に記載の医療用多層チューブ。
- 前記鉱物油が、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルまたは高級脂肪酸のいずれかである請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載の医療用多層チューブ。
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