JP3131950B2 - 血管カテーテルの製造方法 - Google Patents

血管カテーテルの製造方法

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JP3131950B2 JP03268753A JP26875391A JP3131950B2 JP 3131950 B2 JP3131950 B2 JP 3131950B2 JP 03268753 A JP03268753 A JP 03268753A JP 26875391 A JP26875391 A JP 26875391A JP 3131950 B2 JP3131950 B2 JP 3131950B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は血管カテーテルの製造方
法に関する。詳しくは、高分子材料からなるカテーテル
基材の表面に水溶性単量体をグラフト重合させることに
よって抗血栓性と表面潤滑性に優れた血管カテーテルの
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、抗血栓性材料として種々の表面構
造をもつものが提唱されてきたが、いずれも、表面潤滑
性は不十分であった。このため血管カテーテルとして使
用する場合は、抗血栓性であっても血管内に挿入する
際、滑りが悪くて血管との摩擦が大きいために血管を損
傷し、これによって血栓が生成するおそれが高かった。
また操作性が悪いという問題点もあった。
【0003】特開昭62−87163に開示されている
ように、高分子からなる基材表面に水溶性単量体をグラ
フト化させた抗血栓性材料は、グラフト量が少ないため
に表面潤滑性が不十分である。従って、それらは表面潤
滑性を必要としない人工血管等には使用可能であろう
が、血管カテーテルに使用するには、表面潤滑性が不十
分という問題があった。更に、少量だけ均一に単量体を
グラフト重合させることは非常に困難であり、グラフト
重合に場所的不均一性の発生することによって抗血栓性
を有しない部分の生じるおそれがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように抗血栓性と
表面潤滑性とを同時に満足させるカテーテル材料はかっ
て存在しなかった。本発明は抗血栓性に優れると同時に
表面潤滑性においても非常に優れ、繰り返し摩擦による
劣化もない上に操作性も良好な血管カテーテルを提供し
ようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、高分子材料か
らなるカテーテル基材表面上に、オゾン処理によってペ
ルオキシドを生成させ、次いで重合調整剤の存在下での
加熱、又は常温下にレドツクス剤の存在下で水溶性単量
体を100〜200μg/cm2 の範囲でグラフト重合
させることを特徴とする血管カテーテルの製造方法を要
旨とする。
【0006】本発明においては、高分子材料からなる基
材の表面に水溶性単量体のグラフト重合により親水性グ
ラフト鎖を導入し、比較的自由に移動できる含水高分子
鎖層、いわゆる散漫層を形成することにより抗血栓性と
表面潤滑性を発現するものである。そのためには、単量
体が、高分子材料からなる基材の表面上に100〜20
0μg/cm2 の範囲でグラフト重合されていることが
必要である。このグラフト量が100μg/cm2 以下
では表面潤滑性が不十分となり、200μg/cm2
上では抗血栓性が不十分となる。
【0007】本発明におけるグラフト重合法は、カテー
テル基材である高分子材料に何らかの方法によって重合
活性種を生成した後、重合性単量体を反応させ、活性種
からグラフト鎖を生成させる方法である。活性種を生成
する方法にはオゾンやプラズマ等の活性化気体による方
法、セリウム塩や過酸化水素等の試薬による化学的方
法、あるいは光や放射線等による物理的方法等が知られ
ている。いずれの方法においても、グラフト重合が可能
であれば、本発明に使用可能であるが、複雑な形状の材
料にも簡便に処理ができ、その上、均一な処理のできる
オゾン処理による方法が優れている。血管カテーテルの
ようにチユーブ内側表面にまで、グラフト重合させるに
はオゾン処理による方法が最適である。他の方法による
場合はチユーブの外側のみにグラフト重合が起こり、チ
ユーブ内側表面にまでグラフト重合される場合が少ない
傾向が強い。
【0008】本発明においてカテーテル基材となる高分
子材料は、グラフト重合の可能な高分子であれば、いか
なる材料でも使用可能であるが、オゾン処理およびグラ
フト重合が可能なポリウレタンやポリオレフイン系高分
子が好ましい。用いる単量体はラジカル重合し易く、重
合よって水溶性高分子を生成するものならば、いかなる
単量体でもよいが、特にN,N−ジメチルアクリルアミ
ド、アクリルアミド、メトキシポリエチレングリコール
メタクリレートが適している。
【0009】本発明においてグラフト重合のためのレド
ツクス剤及び/又は重合調整剤は周知のものを使用すれ
ばよい。
【0010】
【作用】本発明では、グラフト鎖のある表面が比較的自
由に移動する水を保持しているため、それが潤滑剤の役
割となって表面潤滑性を発現する。また、この表面は血
液と相互作用しにくい水を高濃度に保持しているため、
血液成分の吸着や粘着を防ぐ。その結果、抗血栓性に優
れていることになる。
【0011】
【実施例】以下、実施例により、具体的に本発明の効果
を示す。
【0012】〔実施例1〕実施例として肉厚が0.2m
mで内径が3.5mmのポリウレタンチユーブ及び肉厚
が0.1mmで内径が3.5mmのポリエチレンチユー
ブを試料とした。
【0013】表1・表2に示すような条件で種々のグラ
フト量を有する試料を作製した。すなわち、オゾン濃度
が1000〜5000ppm存在する雰囲気中でポリウ
レタンは1分間、ポリエチレンは10分間さらし、次い
で試験管を使用し、レドツクス剤である濃度1.0×1
-2モル/Lの硫酸第一鉄アンモニウム塩をあらかじめ
含有したN,N−ジメチルアクリルアミド及びアクリル
アミドの1〜10%水溶液中に、試料を浸漬させ、酸素
を除去するため脱気・封管し、グラフト重合させた。
また、単量体にメトキシポリエチレングリコールメタク
リレート(ポリエチレングリコールの重合度は9)を用
いる場合には、重合調整剤である濃度0.1%のベンジ
ルアルコールをあらかじめ含有した単量体溶液中に、試
料を浸漬させ、酸素を除去するため脱気・封管し、グラ
フト重合させた。
【0014】上記の処理試料から細片(1×1cm2
を切出し、それを 125Iでラベルした牛免疫グロブリン
G(IgG)を1mg/ml含有する燐酸緩衝溶液中に
浸漬させ、37℃で3時間IgGを吸着させた。次い
で、試料面をゆるやかに緩衝液で洗浄して非吸着タンパ
ク質を除去した。IgG吸着量は 125Iの放射線量と予
め作っておいた検量線から求めた。
【0015】結果を表1・表2に示した。表1・表2か
ら明らかなように、ポリウレタンやポリエチレンの表面
へのオゾン処理後、N,N−ジメチルアクリルアミド、
アクリルアミド及びメトキシポリエチレングリコールメ
タクリレートをグラフト重合させた場合、グラフト量が
200μg/cm2 以上では抗血栓性が不十分であっ
た。
【0016】
【表1】
【表2】
【0017】〔実施例2〕実施例1で得られたポ
リウレタン及びポリエチレンの試料を用い、血小板粘着
性を以下のとおり測定した。カルシウムキレート剤によ
ってカルシウムイオンを除き、血小板を比較的多く含有
する血漿を前述の試料上に載せ、37℃で、1時間放置
した。次に試料面をゆるやかに緩衝液で洗浄して粘着し
なかった血小板を除去し、光学顕微鏡で血小板粘着数を
数えた。
【0018】結果を表3に示した。表3から明らかなよ
うに、本発明の製造方法を採用した試料、つまりポリウ
レタンではNo.5、6、9及び12、ポリエチレンで
はNo.3の場合は血小板粘着数が明らかに少なかっ
た。
【0019】
【表3】
【0020】〔実施例3〕内径2.5mmのポリウレタ
ンチユーブを、オゾン濃度が1000〜5000ppm
存在する雰囲気中で1分間さらし、次いでレドツクス剤
である濃度1.0×10-2モル/Lの硫酸第一鉄アンモ
ニウム塩をあらかじめ含有したN,N−ジメチルアクリ
ルアミド及びアクリルアミドの1〜10%水溶液中に浸
漬させ、酸素を除去するため脱気・封管し、グラフト重
合させた。また、単量体にメトキシポリエチレングリコ
ールメタクリレート(ポリエチレングリコールの重合度
は9)を用いる場合には、重合調整剤である濃度0.1
%のベンジルアルコールをあらかじめ含有した単量体溶
液中に、試料を浸漬させ、酸素を除去するため、脱気・
封管し、グラフト重合させた。
【0021】これによって内面を表面グラフト重合した
5種のチユーブを表4のように得た。
【0022】これを未処理のポリウレタンチユーブ〔比
較例1〕とともに兎の頸静脈と頸動脈を連通したいわゆ
る動脈・静脈(A−V)シヤントを行い、1時間又は1
2時間にわたり血流に接触させた。
【0023】表4に示すように、実施例3が特に抗血栓
性に優れていた。
【0024】
【表4】
【0025】〔実施例4〕外径1.15mmのポリウレ
タンチユーブを、濃度が1500ppmのオゾン雰囲気
中に1分間さらし、次いでレドツクス剤として濃度1.
0×10-2となる硫酸第一鉄アンモニウム塩とN,N−
ジメチルアクリルアミドの7%水溶液を入れた試験管中
に浸漬させ、酸素を除去するために脱気・封管し、グラ
フト重合した。これによってグラフト量が110μg/
cm2 のチユーブを得た。
【0026】このチユーブを兎の下大静脈に17cm埋
入し、1週間から1カ月間留置した(大静脈内埋入
法)。
【0027】このチユーブ表面と血管の状態を観察し、
その状態を以下のような5段階で評価した。 5:血栓の付着なし 4:小さな血栓の付着(数個) 3:大きな血栓の付着(1〜2個) 2:大きな血栓の付着(3〜4個) 1:大きな血栓が多数付着
【0028】未処理のポリウレタンチユーブ〔比較例
2〕とシリコーンゴムのチユーブ〔比較例3〕を実施例
4と対比して同様に評価した。以上の評価結果を表5に
示した。実施例4は長期間にわたり抗血栓性であること
が分かる。
【0029】
【表5】
【0030】〔実施例5〕実施例1と同様にして作製し
た表6・表7に示すような各種試料の摩擦係数を測定し
た。測定方法は水平なシヤーレの中に平滑なガラス板
(2cmx10cm)を丁度ガラス板が水に漬かる程度
に水中に置き、その上に試料(1cmx1.5cm)を
載せ、スライダーを試料面の全面とガラス面が完全に接
するようにして置き、その上におもりを載せる。
【0031】スライダーを糸で水平方向に10mm/分
の速度で引き、その引いている間の力を摩擦力(g)と
して容量100gのロードセルで読む。おもりの重さ5
0gのときの摩擦力とおもりの重さ10gのときの摩擦
力の差をおもりの重さの差(40g)で除した数を摩擦
係数とした。
【0032】
【表6】
【表7】
【0033】各試料とも6回測定し平均値を求めた。測
定結果を表6・表7に示す。表6・表7からグラフト量
が100μg/cm2 以上になると摩擦係数が低くなる
ことが分かる。
【0034】〔実施例6〕実施例4と同様にして得られ
た表面グラフト化ポリウレタンチユーブを用い、兎の下
大静脈への挿入を繰り返し、血管の損傷度と入れ易さを
評価した。血管の損傷度の評価結果は、損傷なしを◎、
殆ど血管の損傷なしを○、血管内皮細胞の損傷が所々あ
るのを△、かなり血管の損傷があるのを×で表した。
【0035】また、外径1.15mmのポリウレタンチ
ユーブをコロナ放電処理によって親水化し、ポリN,N
−ジメチルアクリルアミドを表面にコーテイングし〔比
較例4〕とした。コーテイング量は1.2mg/cm2
であった。これを用い実施例6と同様の評価を行った。
【0036】
【表8】
【0037】前述の比較例2と比較例3のチユーブと比
較例4を実施例6と同様の評価を行った。以上の評価結
果を表8に示した。
【0038】
【発明の効果】本発明で製造された血管カテーテルの表
面には親水性のグラフト鎖が存在するので、前述の実施
例から明らかなように、本発明の方法によれば抗血栓性
と表面潤滑性において極めて優れた血管カテーテルを製
造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−227763(JP,A) 特開 昭61−209670(JP,A) 特開 昭61−209669(JP,A) 特開 昭62−87163(JP,A) 特開 平4−159336(JP,A) 特開 昭50−38790(JP,A) 特開 昭49−125493(JP,A) 実開 昭61−4643(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61L 33/06 - 33/12 A61L 29/08 - 29/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子材料からなるカテーテル基材表面
    上に、オゾン処理によってペルオキシドを生成させ、次
    いで重合調整剤の存在下での加熱、又は常温下にレドツ
    クス剤の存在下で水溶性単量体を100〜200μg/
    cm2 の範囲でグラフト重合させることを特徴とする血
    管カテーテルの製造方法。
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