JP2020503392A - 微生物バリア特性を有する通気性フィルム - Google Patents

Abstract

医療機器用および／または包装用フィルムは、ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）のベース高分子配合物中に、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含む。前記フィルムは、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯに導入される一酸化窒素放出剤を含むように処理されてもよい。さらに、医療機器に組込むための抗微生物剤が提供され、それはオレフィン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマーを含み、ポリ（エチレンオキシド）の一部は一酸化窒素放出剤に変換された末端基を含む。抗微生物剤の両親媒性グラフトコポリマーは、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）、ポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）、またはそれらの混合物を含んでもよい。

Description

本発明の原理および実施形態は一般に、ベース高分子配合物中にポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含むフィルムに関する。特に、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯを含む、ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）の配合物から形成されるフィルムは、通気性および微生物バリアの両方を提供する。さらに、医療機器に組込むための抗微生物剤も提供され、抗微生物剤はオレフィン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマーを含み、ポリ（エチレンオキシド）の一部は一酸化窒素放出剤に変換された末端基を含む。

ポリエチレン（ＰＥ）は世界的に最も広く使用されている高分子材料の１つである。線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は特に、農業用フィルム、サランラップ、および気泡シートから、多層フィルムおよび複合フィルムまで、フィルム用途の広い範囲で使用されている。フィルムはまた、医療機器産業においても使用され、リサイクル可能であり、非政府組織（ＮＧＯ）から「最も地球に優しい」石油由来の高分子系の１つと見なされている。

市場で使用されているポリエチレンフィルムの多くは、インフレーションフィルムから作られる。ＰＥフィルムは優秀な靭性、柔軟性およびある程度の透明性を有する。しかし、ＰＥフィルムは通気性ではない。ＰＥは極端に疎水性である。ＰＥフィルム表面を親水性にするために、親水性のコーティングを適用することもできるが、その処理は簡単ではない。コーティング性能を制御することは、ＰＥとコーティング材料との間でしばしば認められる乏しい結合強度のため、課題ともなっている。

医療用包装に関して、米国およびヨーロッパ諸国以外では、放射線に基づく滅菌技術は容易に利用できるものではなく、エチレンオキシド（ＥｔＯ）滅菌が使用される主な方法である。そのため、通気性の包装がＥｔＯ滅菌に必要である。加えて、通気性でないフィルム−フィルム包装は現在、包装が開封することなく経験できる高度の制限のために、それらを販売できる地域的な市場に制限されている。高地では、通気性でない包装の中の空気は膨張し、開封、製品の無菌性の喪失、およびその結果として製品のリコールの原因となる可能性がある。ペーパートップウェブが使用される一般的な代替物だが、それらは通常、接着性のコーティングを必要とし、コストを増加させる。加えて、紙は引き裂きおよび突き刺しの影響を受けやすく、それらは製品の無菌性の喪失およびリコールをもたらす可能性がある。ダイレクトシールペーパーは接着コーティングを有しない紙であり、低コストであるが現在の包装装置で運用することが難しく、弱い、開いているシール、または、結果として繊維の引き裂きまたは紙の裂けをもたらす強いシールの間の狭いシール性能ウィンドウを有することがある。弱いシールおよび紙の裂けはどちらも製品の無菌性を損なう。通気性の非紙製フィルム、例えばＴｙｖｅｋ（登録商標）が使用できるが、それらは従来のフィルムよりもかなり高価である。ＰＥＢＡＸ（登録商標）は、商業的に入手可能なポリアミド／ポリマーエーテルコポリマーであり、無菌バリアを維持しながら、通気性、蒸気滅菌機能を提供する。Ｔｙｖｅｋのように、それらは特殊化された、高価な材料である。これらのフィルムは、本来はよりエラストマー性であり、医療機器の一次包装用のトップウェブには適用できないであろう。

高分子フィルムの通気性を達成するためのアプローチは、微細な穴の開いた（ｍｉｃｒｏ−ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ）フィルムという考え方であり、フィルムは幅広い様々な商業的用途、一般的には食品包装および医療・健康分野に利用される。食品包装用途は、保管期限を延ばすために生鮮製品のラッピングに主に適用されるが、焼き立てのパンおよび他の焼成品などの物を包むことにも使用される。これらの微細な穴の開いたフィルムは、酸素、二酸化炭素および水蒸気に対して極めて選択的な透過率を有するように作られる。低い水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）は製品の水分を保ち、販売可能な保存期間を延長する。あるいは、穴の開いたフィルムはまた、医療および健康用途に使用される。これらのフィルムは、典型的にはより大きな穿孔、および極めて高いＭＶＴＲを有しており、結果的に乏しい物理的性質をもたらす。これらのフィルムは、おむつおよび女性の衛生製品用の通気性シートのような用途を含む。これらはまた、創傷被覆材、診察室および手術室の紙等に使用される。これらのフィルムは、微生物バリアおよび医療機器の一次包装に要求される物理的性質を維持しつつ適切な通気性を有することはないであろう。

通気性を達成するまた別のアプローチは、例えばタルクのような剛直な充填剤の使用、および、成形加工後の延伸をフィルムに適用することである。フィルムにおけるこの結果は、微生物バリアを保持しないであろう細孔と共に構造的完全性を低下させるであろうし、また残留する剛直な充填剤が包装内の医療機器を汚染するかもしれない。

創傷被覆材に関して、急性または慢性のいずれであろうと、創傷は、世界の数百万の人々の生命に影響する。急性創傷の修復過程は、凝固、炎症、肉芽組織の形成、および瘢痕形成を含む４つの段階を含む。血管系、糖尿病、または褥瘡の慢性創傷に関して、修復過程は長期の炎症段階、持続性感染または回復刺激に対する不能を含む。被覆材はさらなる損傷を防ぎ、治癒過程を促進させるために創傷に適用される。

傷のタイプ（急性または慢性）、深刻度または創傷の場所（皮膚、血管、またはその他）に関わらず、典型的には、創傷被覆材は皮膚または創傷に直接接触し、回復の促進およびさらなる損傷の予防に集中する。創傷被覆材の特性は、創傷に封をして凝固過程を促進するための止血；血液、血漿、体液等のような液体排出物を輸送／吸収するための滲出液の吸収；物理的障壁を提供して創傷を細菌、微生物または機械的損傷から保護するための感染予防；創傷からかさぶたまたは異物を取り除くための創傷清拭；創傷が湿潤または乾燥状態を維持できるように水分を制御するための水分調整；肉芽形成および上皮形成を通じて回復に貢献するための治癒促進を含む。

創傷被覆材は、望ましくは、以下の物理的／機械的／生物学的性質を有する：機械的強度；気体／液体に対する透過性；細菌、微生物等に対するバリア性；水分保持特性；生体適合性。すべての性質を満たすための一般的なアプローチは、異なる材料または構造の層を組み合わせることにより、構成要素のそれぞれは、１つまたは２つの別個の性質／機能を提供する。創傷被覆材は複合デバイスとすることができ、当該デバイスは、典型的にいくらかの液体／気体透過性および微生物バリア特性を提供する機能層、機械的性能および被覆材の完全性を提供する担体層、および機能層と担体層との間にあり、それら両方を一体に保持する接着層を有する。例えば、創傷被覆材複合体は、透過性およびいくらかの微生物バリア特性を提供する機能性ポリウレタンフィルムと、接着層（低アレルギー性アクリレートコポリマーでもよい）と、比較的固く、実質的に透明で一体型フィルムの担体シート（ポリエチレンでもよい）と、を含むことができる。機能性ポリウレタンフィルムはその形の保持や完全性の維持に十分なほど強くはない。しかし、担体層は、望ましくは創傷被覆材として機能できる。

治癒の活性化のために、適切な水分が必要である。例えば、ポリ（エチレンオキシド）またはポリ（エチレングリコール）のようなヒドロゲル、発泡体、親水コロイド、セルロース、ポリウレタンフィルム等がこの目的のために使用されており、受動的創傷被覆材と呼ばれる。このような材料は、以下の有益な性質を提供できる：創傷周辺皮膚の保護、適切な水分レベルの維持、およびバイオフィルム形成の防止。多くの合成ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール−ゼラチンベースの半相互侵入ネットワーク、ポリビニルアルコール−ゼラチンエステル化ヒドロゲル、ポリビニルアルコールおよびポリアクリル酸ベースのヒドロゲル等がこの目的に使用されている。ヒドロゲルタイプの材料の制約は、機械的強度である。そのような材料の大部分は不十分な機械的性質を有し、したがって、基材または担体が機械的完全性のために使用される。

創傷被覆材にしばしば用いられる透過性フィルムのまた別のグループは、不織ポリマーフィルムである。エレクトロスピニング法を通して、ポリマーはマイクロ／ナノスケール繊維を、そして不織フィルムを形成できる。例えば、ポリラクチド、ポリグリコール酸、ポリアクリル酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等の、多くの材料がこの過程を通してフィルムに作られる。これらの材料によって良好な機械的性能が達成され得るが、水分制御はトレードオフになりやすく、逆もまたそうである。

米国特許第９１５０６７４号明細書

医療産業用の通気性フィルムを作成することへの継続的な要求が存在する。汎用樹脂ベースのトップウェブフィルムに対する要求が存在し、それはＥｔＯ滅菌および世界的な販売を可能にするであろう。幅広い包装ラインおよび製品に応じるために、頑強な物理的性質および加工特性を有する医療フィルムに対する要求もまた存在する。通気性、水蒸気、および微生物バリアの基準を満たす創傷被覆フィルムに対する要求もまた存在する。継続的な抗菌性保護および創傷治癒の促進をもたらす創傷被覆フィルムの提供に対する要求もまた存在する。

通気性および微生物バリアの両方を提供するフィルムが提供される。ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を、遊離のポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）とともにＰＥフィルムに導入することにより、商用グレードのＰＥを用いて、キャスト押出および潜在的にはインフレーションフィルム成形のような従来のフィルム製造法により、通気性および微生物バリアを有するＰＥフィルムを製造できる。フィルム成分の組成および製造パラメータを調整することにより、フィルムの透過性およびバリア性が微調整され得る。本質的には、フィルムは親水性表面および親水性の細孔表面を有する。フィルムの細孔構造および表面の親水性は熱力学により多かれ少なかれ制御される。したがって、ある程度まで、親水性表面を有する通気性フィルムの製造は、頑強なフィルムの形成プロセスである。本発明のフィルムは、従来のＰＥフィルムと同じ方法でリサイクルおよび再加工できる。そのようなフィルムはＥｔＯ滅菌および世界的な販売を可能にするであろう。フィルムは広範な包装ラインおよび製品に対応する。

フィルム表面はＰＥ−ＰＥＯグラフトコポリマーを含有し、それは表面の親水性および生体適合性をもたらす。そうして作られる不織構造は、固有の望ましい手触りおよび皮膚接触の快適性のためのコンプライアンスを有する。フィルム表面におけるグラフト化ＰＥＯブラシは、本来的にバイオフィルム抑制剤として働くことができ、効果的な治癒、および、存在する場合に感染症の潜在的抗生剤治療を可能にする。ＰＥＯの末端基は、一酸化窒素放出剤であるジアゼニウムジアレート（ｄｉａｚｅｎｉｕｍｄｉａｌａｔｅｓ）に変換することもできる。これにより、一酸化窒素の制御放出機能をフィルムに加えることができ、持続的な抗菌性保護および創傷治癒促進を可能にする。

多様な実施形態が以下に列挙される。以下に列挙される実施形態は、以下に記載されるようにだけでなく、本開示の範囲にしたがって他の好適な組合せと組み合わせてもよいことが理解される。

第一の態様は、ブレンドから形成される医療機器または包装用のフィルムである。当該ブレンドは：ポリエチレンが約５０〜約７０重量％未満の範囲の量でブレンド中に存在し、ポリ（エチレンオキシド）が約２５超〜約５０重量％の範囲の量でブレンド中に存在する、ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物と；約０．０１〜約５．０重量％の範囲の量でブレンド中に存在する、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含む添加剤と；を含む。当該フィルムは、通気性および微生物バリアの両方を有する。フィルムは、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前空気透気度および、０．１％未満の透過率を有してもよい。フィルムは約０．００１〜約０．０７５％の範囲の透過率を有してもよい。フィルムは創傷被覆材または医療機器包装の形態でもよい。

ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは、１０から４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物でもよく、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは式（Ｉ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００のエチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する。

ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが、約４００から約５００ｋＤａの範囲の分子量、１７〜１８の範囲のブラシ密度、および１２０〜１２５の範囲のブラシ内平均ＥＯ単位を有する、請求項１のフィルム。ＰＥ−ｇ−ＰＥＯはＰＶＯＨ４６０−ｇ−ＰＥＯ７を含んでもよい。両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）のＰＥＯの一部は、一酸化窒素放出剤に変換された末端基を含んでもよい。一酸化窒素放出剤はジアゼニウムジオレートを含んでもよい。

また別の態様は、医療機器に組込むための抗微生物剤であり、ポリ（エチレンオキシド）の一部が一酸化窒素放出剤に変換された末端基を有する、オレフィン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマーを含む。一酸化窒素放出剤はジアゼニウムジオレートを含む。

両親媒性グラフトコポリマーは、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）、ポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）、またはそれらの混合物を含んでもよい。

一実施形態において、両親媒性グラフトコポリマーは、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物であるポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含み、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは式（Ｉ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する。

一実施形態において、両親媒性グラフトコポリマーは、１０〜５０重量％の無水マレイン酸を有するポリプロピレン−無水マレイン酸コポリマー（ＰＰ−ＭＡ）の生成物であるポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）を含み、ＰＰ−ｇ−ＰＥＯは式（ＩＩ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；グラフト化無水マレイン酸単位のモル百分率であるｍは、２〜１０モル％の範囲であり；プロピレン単位のモル値であるｎは９８〜９０モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する。

付加的な態様は、ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物と、本明細書で開示される任意の抗微生物剤とのブレンドを含む創傷被覆フィルムであり、フィルムは通気性および微生物バリアを有する。一酸化窒素放出剤はジアゼニウムジオレートを含んでもよい。創傷被覆フィルムは、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度、および０．１％未満の透過率を有してもよい。

また別の態様は、医療機器の製造方法であって、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を得るステップと；ＰＥ−ｇ−ＰＥＯとポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物とを配合してブレンドを形成するステップであって、ブレンドが約５０〜約７０重量％未満の範囲の量のポリエチレン；約２５超〜約５０重量％の範囲の量のポリ（エチレンオキシド）；および約０．０１〜約５．０重量％の範囲の量のＰＥ−ｇ−ＰＥＯを含む、ステップと；ブレンドからフィルムを形成するステップと、を含み、フィルムは通気性および微生物バリアの両方を有する、方法である。フィルムは、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度、および０．１％未満の透過率を有してもよい。

方法は、フィルムまたはＰＥ−ｇ−ＰＥＯを一酸化窒素放出剤で処理してＰＥＯの一部の末端基を変換するステップをさらに含んでもよい。一酸化窒素放出剤はジアゼニウムジアレートを含んでもよい。ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物でもよく、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは式（Ｉ）の構造を有する。

図１は、一実施形態によるフィルム表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。 図２は、一実施形態によるフィルムの横断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。 図３は、２つの拡大率における参照材料である通気性紙の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。

本発明のいくつかの例示的実施形態を記載する前に、本発明は、以下の説明に記載される詳細な構成または製造方法に限定されないことが理解されるべきである。本発明は他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または実行することができる。

以下の用語は、本願の目的のために、以下に記載する代表的な意味を有するものとする。

通気性フィルムは、シールを破ることなく気圧の変化（例えば、０．５〜１０ｐｓｉ）を可能にするような方法で、フィルムの微細気孔が空気の透過を可能にするものである。通気性フィルムはまた、エチレンオキシド（ＥｔＯ）滅菌に適している。通気性フィルムは、例えば空気／酸素、二酸化炭素、および水蒸気といった、対象の分子に対して選択的な透過率を有するように作られてもよい。高い通気性を有するものとして多くの紙製品が知られており、それは高い透気性を可能にするが、紙ベースの製品は医療機器包装装置における問題に影響されやすく、扱っている間に裂けおよび穴が生じる。

微生物バリアを有するフィルムは、望ましい割合の対象試験微生物を排除する。多くの紙は、それらの比較的大きい細孔構造のために、微生物バリアの効果はないことが知られている。

ベース高分子配合物は、フィルムが作られ得る材料である。好ましくは、本明細書に開示されるポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）と共に使用されるベース高分子配合物は、ポリエチレン（ＰＥ）およびポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）を含む。例示的なポリエチレンは線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含むが、これに制限されない。例示的なＰＥＯは約１００ｋｇ／ｍｏｌの分子量を有する。ベース配合物は他の成分をさらに含んでもよく、補強および非補強充填剤、可塑剤、酸化防止剤、安定剤、加工油、エキステンダー油、潤滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、ワックス、発泡剤、顔料、難燃剤および配合分野で知られている他の加工助剤の１つまたは複数から独立して選択される。使用できる充填剤およびエキステンダーは、例えば炭酸カルシム、粘土、シリカ、タルク、二酸化チタン、カーボンブラック等の従来の無機物を含む。加工油は一般的に、石油留分由来のパラフィン系油、ナフテン系油または芳香族系油である。油は、配合物中に存在する特定のプラスチックまたはゴムと共に通常使用される油から選択される。

ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）の参照は、モノマーまたはプレポリマーを含有するエチレン−酢酸ビニル、およびポリ（エチレンオキシド）から形成されるグラフトコポリマーを意味し、結果としてポリエチレン主鎖およびＰＥＯ側鎖を有する。モノマーまたはプレポリマーを含有するエチレン−酢酸ビニルは、望ましい官能基または側鎖を受け入れる反応性を提供でき、ＰＥＯを導入するために好適なペンダント基を有するポリエチレン主鎖を有することができる。

添加剤は、配合物に加えられる成分であり、配合物内において非反応性である。

本発明の原理および実施形態は一般に、ベース高分子配合物から作られる医療機器または包装用のフィルムに関する。ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含む添加剤が溶融工程を通じて配合物に添加されるが、相溶性溶媒に溶解するような他の機構を通じて導入されてもよい。これらの医療機器および成分の製造方法および使用方法もまた、本明細書に示される。

本発明の実施形態は、先行技術に対する利点を提供する。本明細書に開示されるポリエチレンベースのフィルムは、微生物バリア特性と共に通気性を有する。フィルムは微孔構造を有し、良好なバリア特性を維持しながら、優れた気体／液体透過性を提供することができる。フィルムの主要な成分は疎水性であるポリエチレンであるが、フィルムおよび微孔構造の表面それ自体は親水性である。このフィルムの製造に使用される材料に基づき、フィルムはまた良好な生体適合性を有する。一酸化窒素放出剤で処理することにより、フィルムは持続的な抗微生物的保護および創傷治癒促進を提供するであろう。

ＰＥ−ｇ−ＰＥＯグラフトコポリマーは、二種類のセグメントを有する。ＰＥセグメントはポリエチレンなどのポリオレフィンと混和性であり、ＰＥＯセグメントは親水性で、医療機器の表面において官能基を提供する。すなわち、極性、非晶質、および柔軟性のＰＥＯセグメントを、ＰＥなどの結晶性疎水性ポリオレフィンに導入することにより、気体透過性の増加がもたらされる。なぜなら、極性のエーテル酸素単位を有するＰＥＯセグメントは、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ分子および他の軽量な気体（例えば、Ｈｅ、Ｈ₂、Ｏ₂、Ｎ₂）との良好な親和性を有することが知られており、したがって、結果的に高レベルの吸着／溶解性、拡散性および透過性をもたらすためである。

（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ合成およびベース高分子配合物を含むブレンド調製の基本手順）
ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）は、医療機器の構成要素であるベース高分子配合物のための添加剤である。これらのコポリマーは、参照によって本明細書に組み込まれる、共通の譲受人に譲渡された特許文献１において論じられている。両親媒性グラフトコポリマーの製造工程は、オキソ−アニオン開環重合化学を用いて、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）のプラットフォーム上にポリ（エチレンオキシド）をグラフト化することを含む。ポリエチレンベースのグラフトコポリマーは、ポリ（エチレン−ｃｏ−酢酸ビニル）から開始して調製される。両親媒性特性は、親水性ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）側鎖の導入によって生じるであろう。

両親媒性ポリエチレンベースコポリマーの調製方法は、２〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーを得るステップ；エチレン酢酸ビニルコポリマーをカリウムメトキシドと反応させて、ポリマー性カリウムアルコキシドおよび酢酸メチル副生成物の混合物を調製するステップ；ポリマー性カリウムアルコキシドおよび酢酸メチル副生成物の混合物に蒸留を実施して酢酸メチル副生成物を除去するステップ；ポリマー性カリウムアルコキシドにエチレンオキシド開環重合を実施するステップ；エチレンオキシド側鎖の重合度の系統的変化を可能にするために、エチレンオキシド開環重合の間、アリコートを取り出すステップ；および、両親媒性ポリエチレンベースのグラフトコポリマーを回収するステップ、を含む。

例示的なＰＥ−ｇ−ＰＥＯコポリマーは式（Ｉ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）により示される。「ｎ」の参照はエチレン単位に関し、「ｍ」はグラフト化ＰＥＯ単位に関し、「ｐ」はグラフト鎖のエチレンオキシド単位に関する。

ｍのモル百分率の値は１０〜４０モル％の範囲でもよい。ｎのモル百分率の値は６０〜９０モル％の範囲でもよい。ｐのモル百分率の値は５〜４００の範囲でもよい。

１つまたは複数の実施形態において、エチレン酢酸ビニルコポリマーは０．３〜５００ｄｇ／分のメルトインデックスを有する。

１つまたは複数の実施形態において、エチレンオキシド開環重合は−２０〜１００℃の範囲の反応温度で行われる。特定の実施形態において、エチレンオキシド開環重合は３０℃より高い反応温度で行われる。また別の実施形態において、エチレンオキシド開環重合は６０℃の反応温度で行われる。

エチレンオキシド開環重合は、アルカリ条件下で行われてもよい。エチレンオキシド開環重合は１，３−プロパンスルトンおよび／またはトリエチルアミンを用いて行われてもよい。

１つまたは複数の実施形態において、両親媒性ポリエチレンベースのグラフトコポリマーは、２〜１０、あるいは１．０５〜１．２５の範囲の分散指数を有する。

例示的なＰＥ−ｇ−ＰＥＯコポリマー組成物は表１に示される。

ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）とベース高分子配合物との配合は、溶融加工を通じて行われる。用語「溶融加工」は、例えばポリオレフィンなどのポリマーを溶融または軟化させるあらゆる工程を意味するために使用される。溶融加工は、押出、ペレット化、インフレーション成形またはキャスト成形、熱成形、ポリマー溶融形態における混合、紡糸、または他の溶融工程を含む。

十分な混合および温度制御が提供される限り、溶融加工に適したあらゆる装置を使用することができる。例えば、押出機、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ撹拌機などの据付型のポリマー混合装置といった連続的ポリマー加工システム、または、バンバリーミキサーのような半連続ポリマー加工システムなどを使用することができる。用語「押出機」はポリオレフィン押出用のあらゆる装置を含む。例えば、該用語は、材料を粉体またはペレット、シート、繊維、または他の望ましい形状および／または輪郭の形態で押し出すことのできるあらゆる装置を含む。一般に、押出機は、１つまたは複数のスクリューと接触する供給口（バレル後部近くの開口部）を通して材料を供給することにより稼働する。回転スクリューは、ポリオレフィンを１つまたは複数の加熱バレル（例えば、バレル当たり１つのスクリューがあってもよい）に向かって前方へと押し出す。多くのプロセスにおいて、加熱プロファイルはバレルに対して設定でき、３つ以上の独立した比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラーに制御された加熱領域が、後部（プラスチックを入れる場所）から前部へ向かってバレルの温度を段階的に上げることができる。溶融押出を使用する場合、混合は溶融押出工程の間行うことができる。押出工程の間に行われる加熱は、異なる成分間の混合に必要なエネルギーを供給する。ポリマーの溶融温度以上の温度が、全ての成分を混ぜるために十分な時間にわたって維持されてもよい。例えば、混合時間は、少なくとも５秒、少なくとも１０秒、または少なくとも１５秒でもよい。典型的には、混合時間は１５〜９０秒である。

ポリエチレン、ＰＥＯおよび添加剤の溶融混合中の適切な混合温度は、最も高い融点または軟化点を有する組成物中の成分を溶融または軟化するために十分であるべきである。典型的な温度範囲は、６０〜３００℃、例えば、１００〜２８０℃、９０〜１５０℃である。当業者は、ポリオレフィンが典型的には、ある温度で急にというよりも、ある温度範囲にわたって溶融または軟化することを理解する。したがって、ポリオレフィンが部分的に溶融状態にあることでも十分であり得る。溶融温度または軟化温度の範囲は、ポリオレフィンの示差走査熱量計（ＤＳＣ）曲線から概算できる。

３つの成分、ＰＥ、ＰＥＯおよびＰＥ−ｇ−ＰＥＯは、二軸スクリュー押出機に定量投入される。投入は、３つの個々の供給機、または適宜成分を混ぜ合わせることにより、１つまたは２つの供給機を通して行うことができる。二軸スクリュー押出機において高温で混合された後に、均一なブレンドが得られる。

例示的配合物Ａ、ＢおよびＣを含む１つまたは複数の実施形態において、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）添加剤は、約０．０１〜約５．０重量％；約０．１〜約４．０重量％；約０．２〜約２．５重量％；約０．２５〜約１重量％；または約０．５重量％の量で存在してもよい。例示的配合物Ａ、ＢおよびＣを含む１つまたは複数の実施形態において、ポリ（エチレンオキシド）は、２５超〜約５０重量％、または約２５．１〜約５０重量％；約３０〜約４５重量％；約３５〜４３重量％；または４０重量％の量で存在してもよい。例示的配合物Ａ、ＢおよびＣを含む１つまたは複数の実施形態において、ポリエチレンは、５０〜７０重量％未満、または約５０〜約６９．９％；約５３〜約６５重量％；約５５〜約６５重量％；または約５５〜５９．５重量％の量で存在してもよい。

本発明のプロセスでの使用に好適な線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを含む。α−オレフィンは、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン等、およびそれらの混合物を含む。ＬＬＤＰＥは、好ましくは、約０．８６５〜約０．９２５ｇ／ｃｍ³（ＡＳＴＭ Ｄ７９２−１３）の範囲内の密度、ならびに、製造工程および最終用途における要求に基づき、０．５ｇ／１０分未満〜２０ｇ／１０分超までのメルトマスフローレート（１９０℃／２．１６ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−１３）を有する。ＬＬＤＰＥは、例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＤｏｗｌｅｘ（商標）２０４５．０１Ｇ ＬＬＤＰＥが、商業的に入手可能である。好適なＬＬＤＥＰはチーグラー重合触媒、シングルサイト重合触媒または他のあらゆるオレフィン重合触媒により生産することができる。

好適な商業的に入手可能なポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）は、５，０００〜２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する。例えば、ＰＥＯ ５ｋＤａ、ＰＥＯ １００ｋＤａおよびＰＥＯ ２００ｋＤａである。様々な分子量のＰＥＯを組み合わせて使用してもよい。ＰＥＯ樹脂は、２０℃および大気圧で、０．１％〜１００％の水への溶解度を有し得る。

（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ合成の基本手順）
ポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）は、参照によって本明細書に組み込まれる、共通の譲受人に譲渡された特許文献１において論じられている。両親媒性グラフトコポリマーの製造工程は、オキソ−アニオン開環重合化学を用いて、マレイン化ポリプロプレンのプラットフォーム上にポリ（エチレンオキシド）をグラフト化することを含む。ポリプロピレンベースのグラフトコポリマーは無水マレイン酸グラフト化アイソタクチックポリプロピレンから開始して調製される。両親媒性特性は、親水性ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）側鎖の導入によって生じるであろう。

両親媒性ポリプロピレンベースコポリマーの調製は、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン（グラフト化無水マレイン酸単位のモル百分率が２〜１０モル％の範囲であり、プロピレン単位のモル値が９８〜９０モル％の範囲である）を得るステップ；無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンを還元剤と反応させ、ｉＰＰ−ジオールコポリマー（ジオール成分は元のグラフト化無水マレイン酸のモル百分率と同量）を調製するステップ；ｉＰＰ−ジオールコポリマー上でエチレンオキシド開環重合を連続的に実施するステップ；および両親媒性ｉＰＰ−ｇ−ＰＥＯコポリマーを単離するステップ、を含む。

例示的なＰＰ−ｇ−ＰＥＯコポリマーは式（ＩＩ）（式中、Ｒは、チーグラー・ナッタまたはメタロセンのいずれかに触媒されたポリプロピレンに存在する末端基を表し、水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基を含むが、これらに限定されない；グラフト化無水マレイン酸単位のモル百分率ｍは、２〜１０モル％の範囲であり；プロピレン単位のモル値ｎは、９８〜９０モル％の範囲であり；ｐは５〜５００の範囲である）により示される。無水マレイン酸還元後のジオールの量は、２〜１０のモル％の範囲でもよい。

プロピレンのモル百分率の値は９０〜９８モル％の範囲でもよく、無水マレイン酸の還元に由来するジオールのモル百分率の値は１０〜２モル％の範囲でもよく、ｐのモル百分率の値は５〜４００モル％の範囲でもよい。

１つまたは複数の実施形態において、エチレンオキシド開環重合は−２０〜１５０℃の範囲の反応温度で行われる。特定の実施形態において、エチレンオキシド開環重合は３０℃より高い反応温度で行われる。また別の特定の実施形態において、エチレンオキシド開環重合は、１３０℃の反応温度で行われる。

エチレンオキシド開環重合は、アルカリ条件下で行われてもよい。エチレンオキシド開環重合は１，３−プロパンスルトンおよび／またはトリエチルアミンを用いて行われてもよい。

１つまたは複数の実施形態において、両親媒性ｉＰＰ−ｇ−ＰＥＯコポリマーは、２〜８の範囲の分散指数を有する。

（医療機器および／または包装成形の基本手順）
本発明のプロセスに従って調製されたＰＥ−ｇ−ＰＥＯ添加物を含むベース高分子材料は、その分野において既知の標準的な成形方法、例えば、インフレーション成形、キャストフィルム押出、射出もしくは吹込成形、ペレット化、発泡、熱成形、ポリマー溶融形態における配合、または紡糸により、実用品に成形されてもよい。例えば、溶融プロセスを記載する上述の実施形態において論じられたいかなる技術も、修飾ポリマーの調製に使用することができ、それにより、使用された溶融プロセス技術の種類次第で、様々な実用品が成形できる。

フィルムに関して、本明細書に記載するブレンドは一般に、インフレーションフィルムまたはキャストフィルムなどの、望ましいフィルムを成形するために使用されてもよい。インフレーション成形およびキャストフィルム成形の技術は、薄いプラスチックフィルム製造の分野における当業者に既知である。

ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ添加物を含むポリマーはまた、共押出フィルムに使用されてもよい。共押出インフレーションフィルム成形は、当業者に既知である。用語「共押出」は、例えば冷却前または急冷前に押出物が互いに融合して積層構造となるように配列された２つ以上のオリフィスを有する１つのダイを通して、２つ以上の材料を押し出すプロセスを意味する。キャストフィルムダイが二軸スクリュー押出機に取り付けられた場合、混合工程の最後にキャストフィルムを成形することができる。もしくは、ブレンドをペレット化し、成形のためのインフレーションフィルムプロセスに通すことができる。フィルムは、ＰＥＯ成分を除去するために、オンラインもしくはオフラインで、水槽または溶媒槽を通す。

典型的なポリエチレンに対するフィルム成形プロセスは、インフレーションフィルム化による。医療用途に適した通気性微生物バリアフィルムにするために、典型的には、フィルムの微細構造を制御する不織製造プロセスが選択される。フィルムは、溶融混合、フィルム成形および押出加工の組み合わせを通して製造されてもよい。それは、別個の単位操作の組み合わせまたは連続的な工程でもよい。どちらの方法においても、ポリエチレン（ＰＥ）は、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）およびポリエチレングラフト化ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）と溶融混合される。ブレンドの組成は、望ましい微細構造を得るために調節される。次に、ブレンドはフィルム成形プロセスを経て、１μｍから数十μｍの範囲の厚さを有するフィルムを形成する。フィルムは、ブレンド成分の１つ、ＰＥＯを洗い落として細孔構造を形成するために、水またはほかの溶媒で抽出される。

（用途）
本明細書に開示されるフィルムは、良好な水蒸気透過性、微生物バリア特性、流体／液体排出機能、および制御放出抗微生物剤／治癒促進剤付与の選択肢といった、ヒドロコロイド被覆材および泡被覆材を組み合わせた機能性を提供することができる。フィルムは基材を必要としない。フィルムはまた、陰圧閉鎖療法のための機能性フィルムになり得る。

本明細書に開示されるフィルムは創傷被覆材に使用できる。親水性表面は生体適合性であり、快適な皮膚接触を提供できる。気体透過性は、創傷被覆材を通気性にし、治癒過程を助ける。バリア特性は、あらゆる更なる感染を防ぐことができる。液体透過性は、創傷からの流体排出物があったとしても、排出物が被覆材を通り抜ける選択肢を提供して、被覆材内側の圧力上昇の可能性を防止する。フィルムはまた、ろ過用途に使用することもできる。親水性表面は、これに制限されないが、水溶液に対して非常に有効である。フィルムの卓越した生体適合性は、フィルムを生物学的ろ過の目的、例えば血液ろ過などに適したものにする。親水性表面の特性および良好な透過性は、フィルムを、あらゆる皮膚接触パッチ類の用途に適したものにする。フィルムはまた、おむつの裏地にも使用できる。

本明細書に開示されるフィルムは、創傷被覆材に対する全ての要求を満たすことができる、性質および機能の独自の組み合わせを提供する。フィルムの主な構成はポリエチレンであり、優秀な機械的性能および完全性を提供する。これは、被覆材担体の役割として役立ち得る。フィルムはまた優秀な透過性を有し、フィルム内側のあらゆる圧力増加を最小限にするために、あらゆる滲出物を創傷からその外側へ輸送することができる。加えて、フィルムは空気または水蒸気を創傷に輸送して、治癒を促進することができる。フィルムのバリア特性は、創傷が微生物でさらに汚染されること、またはあらゆる他の形態の外部感染を防ぐことができる。フィルムの表面およびその細孔構造の表面は親水性であり、それはフィルムを生体適合性にし、皮膚／創傷接触に適したものにする。フィルムの表面およびその細孔構造の表面は、ポリエチレンオキシドで覆われている。表面のＰＥＯ鎖は、２つの機能を提供する。第一に、表面のＰＥＯ鎖がブラシ層を形成し、あらゆるバイオフィルム形成を防ぐことができる。第二に、ＰＥＯ鎖は、治癒過程を促進し得る創傷の水分環境を調整することもできる。

本明細書に開示されるフィルムはまた、エチレンオキシド（ＥｔＯ）滅菌のようなガス透過性およびバリア特性が要求される包装用途に使用されてもよい。医療機器包装用ポリマーフィルムは、滅菌後の製品の寿命（最大５年）を通した、製品に対する無菌バリアおよび構造的支持の提供；広い製法ウィンドウを有する高い製造率の実現；費用効率性；拡大する世界市場の要求／制限への適合；および環境への責務に対する増加する要求への適合を含む、広範囲の厳しい基準の対象となる。

（実施形態）
多様な実施形態が以下に列挙される。以下に列挙される実施形態は、全ての態様および本発明の範囲に従う他の実施形態と組み合わされ得ることが理解されるであろう。

実施形態１ ブレンドから形成される医療機器または包装用のフィルムであって、当該ブレンドは、ポリエチレンが約５０〜７０重量％未満の範囲の量でブレンド中に存在し、ポリ（エチレンオキシド）が約２５％超〜５０重量％の範囲の量でブレンド中に存在する、ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物と；約０．０１〜約５．０重量％の範囲の量でブレンド中に存在する、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含む添加剤と；を含み、フィルムが通気性および微生物バリアの両方を有する、フィルム。

実施形態２ フィルムが、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度および、０．１％未満の透過率を有する、実施形態１のフィルム。

実施形態３ 約０．００１〜約０．０７５％の範囲の透過率を有する、実施形態２のフィルム。

実施形態４ 創傷被覆材または医療機器包装の形態である、実施形態１〜３の中の１つのフィルム。

実施形態５ 実施形態１〜４の中の１つのフィルムであって、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物であり、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが式（Ｉ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、フィルム。

実施形態６ ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが、約４００〜約５００ｋＤａの範囲の分子量、１７〜１８の範囲のブラシ密度、および１２０〜１２５の範囲のブラシ内平均ＥＯ単位を有する、実施形態１〜５の中の１つのフィルム。

実施形態７ ＰＥ−ｇ−ＰＥＯがＰＶＯＨ４６０−ｇ−ＰＥＯ７を含む、実施形態１〜６の中の１つのフィルム。

実施形態８ 両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）のＰＥＯの一部が、一酸化窒素放出剤に変換された末端基を有する、実施形態１〜７の中の１つのフィルム。

実施形態９ 一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジオレートを含む、実施形態８のフィルム。

実施形態１０ 医療機器に含むための抗微生物剤であって、オレフィン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマーを含み、ポリ（エチレンオキシド）の一部が一酸化窒素放出剤に変換された末端基を含む、抗微生物剤。

実施形態１１ 一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジオレートを含む、実施形態１０の抗微生物剤。

実施形態１２ 両親媒性グラフトコポリマーがポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）、ポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）、またはそれらの混合物を含む、実施形態１０〜１１の中の１つの抗微生物剤。

実施形態１３ 実施形態１〜１２の中の１つの抗微生物剤であって、両親媒性グラフトコポリマーが、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物であるポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含み、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは式（Ｉ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、抗微生物剤。

実施形態１４ 実施形態１０〜１２の中の１つの抗微生物剤であって、両親媒性グラフトコポリマーが、１０〜５０重量％の無水マレイン酸を有するポリプロピレン−無水マレイン酸コポリマー（ＰＰ−ＭＡ）の生成物であるポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）を含み、ＰＰ−ｇ−ＰＥＯは式（ＩＩ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；グラフト化無水マレイン酸単位のモル百分率であるｍは、２〜１０モル％の範囲であり；プロピレン単位のモル値であるｎは、９８〜９０モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、抗微生物剤。

実施形態１５ ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物と、実施形態１０〜１４の中の１つの抗微生物剤とのブレンドを含む創傷被覆フィルムであって、フィルムが通気性および微生物バリアを有する、創傷被覆フィルム。

実施形態１６ 一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジオレートを含む、実施形態１５の創傷被覆フィルム。

実施形態１７ ガーレーデンソメーター透気度測定による、約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度、および０．１％未満の透過率を有する、実施形態１５の創傷被覆材。

実施形態１８ 医療機器の製造方法であって、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を得るステップと；ＰＥ−ｇ−ＰＥＯとポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物とを配合して、約５０〜約７０重量％未満の範囲の量のポリエチレン、約２５超〜約５０重量％の範囲の量のポリ（エチレンオキシド）、および約０．０１〜約５．０重量％の範囲の量のＰＥ−ｇ−ＰＥＯを含むブレンドを形成するステップと；ブレンドからフィルムを成形するステップと、を含み、フィルムが通気性および微生物バリアの両方を有する、方法。

実施形態１９ フィルムが、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度および０．１％未満の透過率を有する、実施形態１８の方法。

実施形態２０ フィルムまたはＰＥ−ｇ−ＰＥＯを一酸化窒素放出剤で処理してＰＥＯの一部の末端基を変換するステップをさらに含む、実施形態１８または１９の方法。

実施形態２１ 一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジアレートを含む、実施形態２０の方法。

実施形態２２ 実施形態１８〜２０のいずれか１つの方法であって、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルのエチレンオキシド開環重合の生成物であり、ＰＥ−ｇ−ＰＥＯは式（Ｉ）（式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）による、方法。

本明細書で試験したＰＥ−ｇ−ＰＥＯは、米国特許第９１５０６７４号明細書（特許文献１）の方法に従って調製した。具体的には、ポリエチレンベースグラフトコポリマーは、出発物質のポリ（エチレン−ｃｏ−酢酸ビニル）から調製した。制御された開環重合を使用し、エチレンオキシドのポリマー側鎖をポリエチレン主鎖にグラフトして、官能性側基を有するポリエチレン−グラフト−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）コポリマーを調製した。ポリエチレン主鎖上への親水性ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）側鎖の導入は、望ましい両親媒性特性を有するコポリマーをもたらす。

より具体的には、本発明の両親媒性グラフトコポリマーを２ステップの合成シークエンスで調製した。まず、ＥＶＡのプラットフォーム上で加水分解反応を行うことにより、アセテート単位を除去し、エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）および酢酸メチル副生成物を生成した。アセテート単位はカリウムメトキシドとの反応により除去し、副生成物の酢酸メチルは蒸留により除去した。次に、結果として得られたポリマー性カリウムアルコキシドを使用し、エチレンオキシド開環重合（ＲＯＰ）を開始した。プロセスの第２ステップにおいて、エチレンおよび酢酸ビニルのコポリマー上でオキソ−アニオン重合を行い、新規ポリエチレンベースグラフトコポリマーを生成した。

実施例１〜３において調製および使用したＰＥ−ｇ−ＰＥＯはＰＥ−４６０−ｇ−ＰＥＯ−７であり、４４７．６ｋＤａの分子量、１７．４の平均−ＣＨ₂−ＣＨ₂−区間数（ブラシ密度）（ｎ）、１２２のブラシ内平均ＥＯ単位（ｐ）、および１１００の質量増加（％）を有する。

（実施例１）
一連の溶融ブレンドを作成した。以下の成分：線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）Ｄｏｗｌｅｘ（商標）２０４５、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）（１００ｋｇ／ｍｏｌ）、およびＰＥ−４６０−ｇ−ＰＥＯ−７を乾式混合した。１５０〜１６０℃、２０ｒｐｍのローター回転速度の二軸スクリュー混合機（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ型式 Ｒ．Ｅ．Ｅ．６）内に、ＬＬＤＰＥ、ＰＥ−４６０−ｇ−ＰＥＯ−７、およびＰＥＯを連続して投入した。投入したすべての材料が溶融したら、ローター回転速度を１５０ｒｐｍまで上げた。温度を１５０〜１６０℃で５分間維持した。バッチ混合が完了したら、ブレンドを液体窒素で急速に冷却し、そのモルホロジーを凍結した。

（実施例２）
以下の組成を有する一連のフィルムを成形した。

フィルムは以下のように作成した。実施例１に従って調製したブレンドを小片にカットし、カプトンフィルムのシートの間に置き、次に圧縮成形機（Ｃａｒｖｅｒ，Ｉｎｃ）の加熱された金属プレートの間に置いた。１５０〜１５５℃および１５，０００ＰＳＩで６０秒間にわたって、０．０８ｍｍアルミ箔を用いて、フィルムの厚さを制御した。ホットプレートから離すとすぐに、フィルムを液体窒素中で冷却した。ポリマーブレンドのフィルムを液体窒素中で剥離した。

プレスしたブレンドから多孔性フィルムを得て、次いで室温で２４時間、水でＰＥＯを抽出した。次にフィルムを高真空下、室温で乾燥させた。

エアロゾル負荷試験では、負荷微生物として枯草菌（Bacillus atrophaeus）を使用した。透過率を、それぞれの試料に対する微生物負荷から算出した。圧力差は２インチＨｇであった。

材料の平方インチ当たりの一定の圧力下で、１００ｃｃの空気が材料を通り抜けるために必要な時間（秒）に基づき、ガーレーデンソメーター透気度測定結果を得た。

基準材料に対するフィルムの性質、気体透過性および抗微生物バリアの概要を示す。

ＰＥ／ＰＥＯ／ＰＥ−ｇ−ＰＥＯフィルムは、許容可能な気体透過性（通気性）および抗微生物バリア特性の両方を提供する。表面ＦＴＩＲの結果はＰＥＯピークを示す。

図１は、１００μｍのスケールで、１００倍（１００×）の拡大率での、実施例２−Ａによるフィルムの表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す（シグナルＡ＝ＳＥ２、開口サイズ ３０．００μｍ、ＥＨＴ＝１０．００ｋＶ、ＷＤ＝１１．０ｍｍ、プローブ＝２００．０ｎＡ）。

図２は、２０μｍのスケールで、５００倍（５００×）の拡大率での、実施例２−Ｃによるフィルムの横断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す（シグナルＡ＝ＱＢＳＡ、開口サイズ ３０．００μｍ、ＥＨＴ＝１０．００ｋＶ、ＷＤ＝１０．４ｍｍ、プローブ＝２００．０ｎＡ）。

図３は、２つの拡大率（１００×および５００×）における通気性紙基準材料表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す（シグナルＡ＝ＳＥ２、開口サイズ＝３０．００μｍ、ＥＨＴ＝５．００ｋＶ、ＷＤ＝９．８ｍｍ、真空モード＝高真空）。

本発明のフィルム、基準材料、および比較ＰＥフィルムの機械的性質を示す。

（実施例３）
以下のように変化させた組成を有する一連のフィルムを作成した。

実施例２に従い、フィルムを作成した。

⁽¹⁾「×カウント」はフィルム層の総数を意味する。

プレスしたブレンドから多孔性フィルムを得て、次いで室温で２４時間、水でＰＥＯを抽出した。次にフィルムを高真空下、室温で乾燥させた。

実施例２に記載されている基準材料に対するフィルムの特性、気体透過性および抗微生物バリアの概要を示す。

ＰＥ／ＰＥＯ／ＰＥ−ｇ−ＰＥＯフィルムは、許容可能な気体透過性（通気性）および抗微生物バリア特性の両方を提供する。

フィルム上で接触角測定をさらに実施した。フィルム表面は完全に濡れることができた。水滴は直ちに多孔質構造に吸収され、細孔表面も同様に完全に濡れた。これは、フィルム表面および多孔質構造表面の両方が親水性であることを示す。

ＰＥ／ＰＥＯ／ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ単層または多層フィルムは、標準的なポリオレフィンの運転パラメータ内で、従来のキャストフィルムまたはインフレーションフィルムのライン上で容易に加工でき、また容易に再加工できる。

（実施例４）
実施例２〜３による本発明のフィルムを処理して、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）の末端基の一部を、一酸化窒素放出剤を含むように変換した。処理は以下の反応による。

ＰＥ−ＰＥＯ−ＯＨ ―→ （ＰＥ−ＰＥＯ−ＳＨ） ―→ ＰＥ−ＰＥＯ−ジアゼニウムジオレート（一酸化窒素放出剤）

（実施例５）
オレフィン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマーを一酸化窒素放出剤の前駆体と反応させ、医療機器形成用ベース高分子配合物において一成分として使用され得る抗微生物剤を形成した。そのようなコポリマーの１つはポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）であり、特許文献１に記載の方法により調製される。また別のそのようなコポリマーは、ポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）であり、特許文献１に記載の方法により調製される。反応は以下の通りである。

ＰＥ−ＰＥＯ−ＯＨ ―→ （ＰＥ−ＰＥＯ−ＳＨ） ―→ ＰＥ−ＰＥＯ−ジアゼニウムジオレート（一酸化窒素放出剤）；または

ＰＰ−ＰＥＯ−ＯＨ ―→ （ＰＰ−ＰＥＯ−ＳＨ） ―→ ＰＰ−ＰＥＯ−ジアゼニウムジオレート（一酸化窒素放出剤））

本明細書を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つまたは複数の実施形態」、または「実施形態」の参照は、その実施形態と関連して記載された特定の特徴、構造、材料または性質が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な場所における、「１つまたは複数の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、または「実施形態において」などの語句は、必ずしも本発明の同じ実施形態を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料または性質は、あらゆる好適な方法で、１つまたは複数の実施形態と組み合わされてもよい。

本明細書において、本発明が特定の実施形態への参照と共に記載されてきたが、これらの実施形態は、本発明の原則および用途の単なる例示であることが理解されるべきである。当業者にとって、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の方法および装置に多様な改変および変更をすることができることは明らかである。したがって、本発明は添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内での改変および変更を含むことが意図される。

Claims (22)

1. ブレンドから形成される医療機器または包装用フィルムであって、前記ブレンドは：
   ポリエチレンが約５０〜約７０重量％未満の範囲の量で前記ブレンド中に存在し、ポリ（エチレンオキシド）が約２５超〜約５０重量％の範囲の量で前記ブレンド中に存在する、ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物と；
   約０．０１〜約５．０重量％の範囲の量で前記ブレンド中に存在する、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含む添加剤と；
   を含み、
   前記フィルムが通気性および微生物バリアの両方を有する、フィルム。
2. 前記フィルムが、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度、および０．１％未満の透過率を有する、請求項１に記載のフィルム。
3. 約０．００１〜約０．０７５％の範囲の透過率を有する、請求項２に記載のフィルム。
4. 創傷被覆材または医療機器用包装の形態である、請求項１に記載のフィルム。
5. ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物であり、前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが式（Ｉ）
   

   

   （式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、請求項１に記載のフィルム。
6. 前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが、約４００〜約５００ｋＤａの範囲の分子量、１７〜１８の範囲のブラシ密度、および１２０〜１２５の範囲のブラシ内平均ＥＯ単位を有する、請求項１に記載のフィルム。
7. 前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯがＰＶＯＨ４６０−ｇ−ＰＥＯ７を含む、請求項６に記載のフィルム。
8. 前記両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）のＰＥＯの一部が、一酸化窒素放出剤に変換された末端基を含む、請求項１に記載のフィルム。
9. 前記一酸化窒素放出剤が、ジアゼニウムジオレートを含む、請求項８に記載のフィルム。
10. 医療機器に組込むための抗微生物剤であって、オレフィン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマーを含み、前記ポリ（エチレンオキシド）の一部が一酸化窒素放出剤に変換された末端基を含む、抗微生物剤。
11. 前記一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジオレートを含む、請求項１０に記載の抗微生物剤。
12. 前記両親媒性グラフトコポリマーが、ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）、ポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）、またはそれらの混合物を含む、請求項１０に記載の抗微生物剤。
13. 請求項１０に記載の抗微生物剤であって、前記両親媒性グラフトコポリマーが、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物であるポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を含み、前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが式（Ｉ）
    

    

    （式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり、ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、抗微生物剤。
14. 請求項１０に記載の抗微生物剤であって、前記両親媒性グラフトコポリマーが、１０〜５０重量％の無水マレイン酸を有するポリプロピレン−無水マレイン酸コポリマー（ＰＰ−ＭＡ）の生成物であるポリプロピレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＰ−ｇ−ＰＥＯ）を含み、前記ＰＰ−ｇ−ＰＥＯが式（ＩＩ）
    

    

    （式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；グラフト化無水マレイン酸単位のモル百分率であるｍは、２〜１０モル％の範囲であり；プロピレン単位のモル値であるｎは９８〜９０モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、抗微生物剤。
15. ポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子化合物と、
    請求項１０に記載の抗微生物剤と、
    のブレンドを含む創傷被覆フィルムであって、前記フィルムが通気性および微生物バリアを有する、創傷被覆フィルム。
16. 前記一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジオレートを含む、請求項１５に記載の創傷被覆フィルム。
17. ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度、および０．１％未満の透過率を有する、請求項１５に記載の創傷被覆フィルム。
18. 医療機器の製造方法であって、
    ポリエチレン−ポリ（エチレンオキシド）両親媒性グラフトコポリマー（ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ）を得るステップと；
    ＰＥ−ｇ−ＰＥＯとポリエチレンおよびポリ（エチレンオキシド）を含むベース高分子配合物とを配合してブレンドを形成するステップであって、前記ブレンドが
    約５０〜約７０重量％未満の範囲の量のポリエチレン；
    約２５超〜約５０重量％の範囲の量のポリ（エチレンオキシド）；および
    約０．０１〜約５．０重量％の範囲の量のＰＥ−ｇ−ＰＥＯ；
    を含む、ステップと；
    ブレンドからフィルムを形成するステップと；
    を含み、前記フィルムが通気性および微生物バリアの両方を有する、方法。
19. 前記フィルムが、ガーレーデンソメーター透気度測定による約３．５〜約２５秒毎１００ｃｃの範囲の滅菌前透気度、および０．１％未満の透過率を有する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記フィルムまたは前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯを一酸化窒素放出剤で処理して前記ＰＥＯの一部の末端基を変換するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記一酸化窒素放出剤がジアゼニウムジアレート（ｄｉａｚｅｎｉｕｍｄｉａｌａｔｅ）を含む、請求項２０に記載の方法。
22. 請求項１８に記載の方法であって、前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが、１０〜４０重量％の酢酸ビニルを有するエチレン酢酸ビニルコポリマーのエチレンオキシド開環重合の生成物であり、前記ＰＥ−ｇ−ＰＥＯが式（Ｉ）
    

    

    （式中、Ｒは水素、アルキル基、置換アルキル基、ビニル置換アルキル基、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、またはビニル置換ヒドロカルビル基であり；ｍのモル値は２〜４０モル％の範囲であり；ｎのモル値は６０〜９８モル％の範囲であり；ｐは５〜５００エチレンオキシド単位の範囲である）の構造を有する、方法。

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