JP3580843B2

JP3580843B2 - Low friction medical device and method of manufacturing the same

Info

Publication number: JP3580843B2
Application number: JP00671694A
Authority: JP
Inventors: 誠人大西; 賢一志村; 直樹石井
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1994-01-26
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JPH07204262A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、医療用具に関する。さらに詳しくは、基材表面に固定化された水膨潤性重合体により低摩擦性を発現しており、血管や生体組織を著しく損傷させることなく、比較的容易に血管や生体組織へ挿入したり脱着したりすることができる操作性及び生体適合性に優れた医療用具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、カテーテル等の医療用具は、血管などの組織損傷の低減、操作性を向上させるといった点から低摩擦材料を基材表面に用いていたり、材料表面の低摩擦化のために、潤滑剤、低摩擦性樹脂、水膨潤性重合体などをコーティングしている。例えば、低摩擦基材としてフッ素樹脂やポリエチレン樹脂などを用いたり、材料表面にフッ素樹脂やシリコン樹脂、シリコンオイル、オリーブオイル、グリセリンなどを塗布している。しかしながら、これらの方法は、潤滑性物質の基材表面からの脱離、剥離、溶出といった安全面や効果の持続性において、問題があるものが多い。
【０００３】
近年では、実用性や安全性の面から、水膨潤性ポリマーをコーティングする方法が研究されている。例えば、米国特許第４１００３０９号では、イソシアネートを用いて水膨潤性ポリマー（ポリビニルピロリドン）をコートする方法が開示されている。また、イソシアネートを利用して、反応性官能基を共重合した水膨潤性ポリマーをコートする方法（特開昭５９−８１３４１号）やポリエチレンオキサイド（特開昭５８−１９３７６６号）をコートする方法が開示されている。しかしながら、これらの方法は、基材と水膨潤性ポリマー層との結合が不十分であり、溶出や剥離が起こる。特に、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンのように、イソシアネートと反応する官能基を持たない基材に対しては結合性が悪かった。
【０００４】
基材との結合性を向上させた例として、特公平１−５５０２３号がある。これは、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、メルカプト基の少なくとも１種以上が存在している表面に、ポリイソシアネートを介してポリエーテル、ポリアミド、ポリシロキサン等の共重合体を結合させる方法である。しかしながらが、この方法も上記官能基を有していない基材に対しての結合性は悪かった。
【０００５】
上記各種の表面潤滑化方法は、イソシアネート化合物と水膨潤性ポリマーの２種類の化合物を均一にコーティングしなければならなかったり、複数のコーティング操作（例えば、ポリイソシアナートなどの架橋性化合物のコーティングと水膨潤性ポリマーのコーティング）を必要としており、操作性の面において好ましくなかった。また、イソシアネート基などの反応性官能基を分子内に複数有する化合物は、高い反応性を有しており容易に空気中の水分や不純物と反応するため、工程や試薬の管理が煩雑となったり、人体に対しても有害であることなどの欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、上記問題点を解決し、体液や水系液体中において永続的な低摩擦性表面を有する安全性の高い医療用具とその簡便な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の発明により達成される。即ち、
（１）酸無水物を分子内に有する合成高分子からなる医療用具において、該医療用具の表面に、該酸無水物と反応しうる官能基を有する水膨潤性重合体が被覆された低摩擦性医療用具。
【０００８】
（２）該官能基がヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基である（１）記載の低摩擦性医療用具。
【０００９】
（３）該水膨潤性重合体が、親水性単量体と該官能基を有する単量体との共重合体である（１）（２）記載の低摩擦性医療用具。
【００１０】
（４）酸無水物を分子内に有する合成高分子を構成成分とする基材表面に、該酸無水物と反応しうる官能基を有する水膨潤性高分子を被覆した後、３０℃以上で加熱処理を行うことを特徴とする低摩擦性医療用具の製造方法。
【００１１】
（５）酸無水物を分子内に有する合成高分子を構成成分とする基材表面に、酸無水物と反応しうる官能基を有する水膨潤性高分子を被覆した後、該水膨潤性高分子を架橋することを特徴とする低摩擦性医療用具の製造方法。
【００１２】
酸無水物とは、カルボン酸２分子が水１分子を失って縮合した化合物であり、一般式（ＲＣＯ）_２Ｏ
で表される。酸無水物を分子内に含む合成高分子は特に限定されないが、酸無水物を含む単量体、例えば無水マレイン酸を共重合した合成高分子などを好適に例示できる。好ましくは、無水マレイン酸を含むポリエチレンやポリプロピレンである。無水マレイン酸を含むこれらのポリオレフィンは、近年、オレフィンの改質や多層成形における接着性ポリマーとして需要が増加しており、「変性ポリオレフィン」として生産・販売されているため、容易に入手することができる。また、成形加工性にも優れた熱可塑性ポリマーであり、物性・加工性・安定性（耐劣化性）・安全性・コスト等の面から好ましい。
【００１３】
酸無水物を有する合成高分子は、基材の表面層に存在していればよい。従って、該高分子単体で成形加工された基材であってもかまわないし、アロイ化により成形加工され基材表面に存在している基材であってもよい。たとえば、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルやそれらの共重合体などの基材の表面に、酸無水物を有する合成高分子層を、多層成形、ラミネート、コーティング、ブレンドなどによって、低摩擦化が必要とされる部位のみに存在させてもよい。
【００１４】
酸無水物の含量は、合成高分子を構成する単量体とのモル組成において、０．０１モル％以上あることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜５０モル％である。酸無水物と反応する官能基としては、ヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基などが存在するが、好ましくは、反応性の面よりエポキシ基である。これらの官能基を有する水膨潤性高分子とは、吸水して溶解もしくは膨潤する高分子であり、アクリルアミドやジメチルアクリルアミドのようなアクリルアミド類、ビニルピロリドン類、ビニルエーテル類などの親水性単量体と上記官能基を有する単量体との共重合体を例示できる。これら水膨潤性高分子は、材料表面に固定化された後、体液や生理食塩水と接触すると、吸水して表面に高含水性層を形成する。この高含水性層は、医療用具の表面と生体組織との直接的な接触を回避させる「潤滑層」となり、摩擦を低減させることとなる。
【００１５】
共重合体としては、ランダム、ブロック、グラフト共重合体などが存在するが、好ましくはブロックもしくはグラフト共重合体である。ブロック共重合体やグラフト共重合体の優位性については、今後、詳細な研究を必要とするが、現時点での推測を、ビニルピロリドン（ＶＰ）とグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）の共重合体を例にして、以下に示す。ＶＰとＧＭＡのブロック共重合体やグラフト共重合体は、反応性を発現するドメイン（ポリＧＭＡ）を有しており、反応性基（ＧＭＡ）や親水性基（ＶＰ）がランダムに分散しているポリマーと比べて、基材表面の酸無水物との反応性や結合性が強くなる。なぜなら、ポリＧＭＡ部分はポリＶＰ部分と比べて疎水的であり、基材表面への吸着性に勝るため、基材表面層の酸無水物とも反応しやすくなると考えられる。また、分子間同士のＰＧＭＡドメインを介しての結合（架橋）においても、複数の結合（架橋）がチェーン状に生成するため、強固な表面改質層を形成することとなる。一方、ランダムに導入されたＧＭＡは、ＧＭＡ分子の周辺に存在するＶＰの影響により、基材表面の酸無水物との反応性が低下していると推測している。また、ブロック共重合体等のポリＤＭＡＡドメインは、水を十分吸水するため良好な潤滑性を発現できることとなるが、ＧＭＡがランダムに分散している共重合体は、ランダムに生成したＧＭＡ間の分子内架橋やＧＭＡ自体の疎水性により、ＤＭＡＡの吸水性や膨潤性が抑制されるため、潤滑性が低くなる。これらの水膨潤性高分子において、酸無水物と反応しうる官能基の含量は、親水性単量体とのモル組成において、２〜５０％が好ましく、さらに好ましくは５〜２５％である。
【００１６】
本発明において、低摩擦性医療用具とは、唾液、消化液、血液等の体液や生理食塩水、水等の水系液体に濡れた状態で、挿入、脱着、移動、体内留置時などに、摩擦抵抗が低い表面を有する医療用具である。摩擦抵抗の測定は、医療用具と同様の表面を有するシートを作製し、図１のような測定器により測定することができる。簡易的には、指で擦ることにより評価できる。水膨潤性高分子が結合した低摩擦性表面は、ヌルヌルとした感触を有することが特徴である。
【００１７】
低摩擦性が要求される医療用具としては、限定されないが、検査や治療などに使用される下記の医療器を例示できる。
【００１８】
１）胃管カテーテル、栄養カテーテル、経管栄養用（ＥＤ）チューブなどの経口ないし経鼻的に消化器管内に挿入ないし留置されるカテーテル類。
２）酸素カテーテル、酸素カヌラ、気管内チューブのチューブやカフ、気管切開チューブのチューブやカフ、気管内吸引カテーテルなど経口ないし経鼻的に気道ないし気管内に挿入ないし留置されるカテーテル類
３）尿道カテーテル、導尿カテーテル、バルーンカテーテルのカテーテルやバルーンなどの尿道ないし尿管内に挿入ないし留置されるカテーテル類
４）吸引カテーテル、排液カテーテル、直腸カテーテルなど各種体腔、臓器、組織内に挿入ないし留置されるカテーテル類。
５）留置針、ＩＶＨカテーテル、サーモダイリューションカテーテル、血管造影用カテーテル、血管拡張用カテーテル及びダイレーターあるいはイントロデユーサなどの血管内に挿入ないし留置されるカテーテル類。あるいは、
これらのカテーテル用のガイドワイヤー、スタイレット等。
６）各種器官挿入用の検査器具や治療器具、コンタクトレンズ等
【００１９】
本発明の低摩擦性医療用具は、酸無水物を有する合成高分子を構成成分とする基材表面に、該酸無水物と反応しうる官能基を有する水膨潤性高分子を被覆し、３０℃以上で加熱処理を行うことにより得られる。加熱処理は、水膨潤性高分子と基材表面の酸無水物との反応や水膨潤性高分子間の反応を促進し、その温度は、好ましくは３０〜１２０℃以上、さらに好ましくは５０〜８０℃以上である。酸無水物の反応を促進するために、触媒、特にトリアルキルアミン化合物やピリジンなどの３級アミン化合物が好適に使用される。
【００２０】
また、水膨潤性低摩擦表面の耐久性を向上させたり潤滑性を制御することを目的として、水膨潤性高分子を被覆した後、該水膨潤性高分子に架橋処理を施こすことも可能である。つまり、少量の３次元網目構造を形成させることにより潤滑性を著しく低下させることなく表面潤滑化層の強度を高めることができる。しかしながら、架橋構造が多くなり過ぎると、水膨潤性が低下して表面の低摩擦性が損なわれるため、架橋の形成には注意を要する。架橋せしめる方法としては、一般的な種々の方法が適用可能である。例えば、光、熱、もしくは放射線を用いて活性ラジカルを発生させて該ポリマーを架橋せしめたり、それに加えて重合性多官能モノマーを添加する方法や、多官能性の架橋剤を塗布する方法、触媒を用いて分子内の官能基同士を架橋させる方法などを例示できる。例えば、エポキシ基のように反応性に富む官能基を含んだ水膨潤性高分子であれば、エポキシ基間での重合、ジアミノ化合物、ジヒドロキシ化合物、ジアルデヒド化合物などにより容易に架橋することができる。
【００２１】
【実施例】
（実施例１〜３）
アジピン酸２塩化物７２．３ｇ中に５０℃でトリエチレングリコール２９．７ｇを滴下した後、５０℃で３時間塩酸を減圧除去して得られたオリゴエステル２２．５ｇにメチルエチルケトン４．５ｇを加え、水酸化ナトリウム５ｇ，３１％過酸化水素６．９３ｇ，界面活性剤ジオクチルホスフェート０．４４ｇ、水１２０ｇよりなる溶液中に滴下し、−５℃で２０分間反応させた。得られた生成物は、水洗、メタノール洗浄を繰り返した後、乾燥させて分子内に複数のパーオキサイド基を有するポリ過酸化物を（ＰＰＯ）を得た。続いて、このＰＰＯを重合開始剤として０．５ｇ、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）９．５ｇを、ベンゼン３０ｇを溶媒として、６５℃２４時間、減圧下で撹拌しながら重合した。反応物は、ジエチルエーテルで再沈して、分子内にパーオキサイド基を有するポリＧＭＡを得た。続いて、このポリＧＭＡ１ｇを重合開始剤とし、親水性モノマーとしてジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）８ｇをＤＭＳＯ中に仕込み、７０℃、１８時間重合させることにより、反応性ドメインとしてポリＧＭＡ、水膨潤性の親水性ドメインとしてポリＤＭＡＡを有するブロックコポリマー（実施例１）を得た。組成比（モル比）をＨ^１−ＮＭＲで分析したところ、ＤＭＡＡ：ＧＭＡ＝１０．１：１であった。同様にして、実施例２として組成比（モル比）をＤＭＡＡ：ＧＭＡ＝７．１：１としたブロックポリマーを，実施例３としてＤＭＡＡの代わりにビニルピロリドンを使用したブロックポリマー（組成比（モル比）はビニルピロリドン：ＧＭＡ＝６．６：１）を得た。
【００２２】
上記ブロックポリマーの２％テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液（ピリジンを１ｗｔ％含む）に、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸３元共重合体（住化シーディーエフ化学：ボンダインＴＸ８０３０）よりなるシート（２００μ）を、２５℃で３０秒浸漬した後、８０℃のオーブン中で１８時間反応させ、水洗−乾燥を行った。得られたシートは、湿潤下で表面がヌルヌルと潤滑性を示し、低摩擦性表面となった。
【００２３】
図１に示したように、水中（１）にて重さ１Ｋｇの真鍮製円柱状の重り（２）を３０°傾いたプラスチック板状に接着した評価用シート（４）の上に静かにのせ、１００ｃｍ／ｍｉｎの速さで、１ｃｍの幅を１００回繰り返して上下に移動させ、その時の抵抗値の変化を測定した。
【００２４】
潤滑性の指標として１００回試験後の最終摩擦抵抗値、また潤滑性の持続的指標として下式（Ａ）の摩擦抵抗値の変化（Δ摩擦抵抗値）を表１に示す。
Δ摩擦抵抗値＝（最終摩擦抵抗値）−（初期摩擦抵抗値）（Ａ）
【００２５】
摩擦抵抗値は７０ｇｆ前後、また、Δ摩擦抵抗値も１０ｇｆ以下であり、１００回の移動試験においても安定した低摩擦性を示した。走査型電子顕微鏡（日本電子ＪＳＭ８４０）でシートの表面と断面を観察した結果、試験前後で変化がないことから、表面改質層が剥離することなく安定して結合していることが確認できた。
【００２６】
（比較例１）
実施例１〜３で用いた基材シート（エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸３元共重合体）よりなるシート（２００μ）に対して、実施例１〜３と同様の試験を行った。結果を表１に示す。
Δ摩擦抵抗値が大きくなっているが、これはシートの極表面の酸化層が、重りにより削られたことに起因すると推測している。
【００２７】
（参考例）
実施例１と同様にして、反応性ドメインとしてポリＧＭＡ、親水性ドメインとしてポリＤＭＡＡを有するブロックコポリマー（組成比（モル比）がＤＭＡＡ：ＧＭＡ＝２．８：１）を合成した。実施例１〜３と同様に、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸３元共重合体（住化シーディーエフ化学：ボンダインＴＸ８０３０）よりなるシート（２００μ）に固定化した。実施例１〜３と同様の試験を行い、結果を表１に示す。基材シートと比較すると、表面の潤滑性は向上していた。
【００２８】
（実施例４）
エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸３元共重合体（住化シーディーエフ化学：ボンダインＴＸ８０３０）とポリエチレンを１：１でブレンドした後、内径３ｍｍ，外径４ｍｍのカテーテルチューブに成形した。このチューブの内に、実施例１の２％ＴＨＦ溶液（ピリジンを１ｗｔ％含む）を、シリンジポンプで注入して３０秒、室温で放置した後、溶液を排出させた。続いて、８０℃のオーブン中で１８時間反応させ、水洗−乾燥を行った後、カッターで切り開いてチューブの内面をむき出し、水を滴下させて潤滑性を調べたところ、ヌルヌルとした低摩擦性表面となっていた。
【００２９】
（実施例５、６）
エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸３元共重合体（住化シーディーエフ化学：ボンダインＡＸ８３９０）に増感剤としてタングステンを５０ｗｔ％練り込んだＸ線造影用カテーテル（外径３．６ｍｍ）を作製した。このチューブを、実施例２または実施例３の２％ＴＨＦ溶液（ピリジンを１ｗｔ％含む）からなるコート漕に室温で３秒浸漬した後、乾燥させ、６０℃のオーブン中で４０時間反応させた。水洗−乾燥を行った後、チューブ表面に水を滴下させて潤滑性を調べたところ、ヌルヌルとした低摩擦性表面となっていた。また、指先で２０回程度強く擦っても潤滑性は失われることがなかった。
【００３０】
（実施例７）
エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸３元共重合体（住化シーディーエフ化学：ボンダインＴＸ８０３０）とポリエチレンを１：１でブレンドした材料よりなる、内径３ｍｍ，外径４ｍｍのカテーテルを作製した。架橋剤としてヘキサメチレンジアミンを０．１％含んだ実施例１の２％ＴＨＦ溶液（トリエチルアミンを１ｗｔ％含む）にこのチューブを室温で３０秒浸漬した後、８０℃のオーブン中で１８時間反応させた。チューブを生理食塩水に浸漬して、指で擦ったところ、未処理のチューブと比較して滑りやすい低摩擦性表面となっていた。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【発明の効果】
本発明の低摩擦性医療用具は、水膨潤性の水膨潤性重合体を材料表面に化学的に堅固に固定化しているため、材料表面にシリコンオイルやグリセリンなどの潤滑剤を塗布する方法において見られる材料表面からの潤滑剤の脱離や溶出という現象も観察されず、高い安全性と耐久性を有する低摩擦性医療用具となっている。従って、唾液や消化液、血液などの体液や生理食塩水、水等の水系液体に濡れた状態、即ち湿潤状態における摩擦抵抗は極めて小さくなり、このためカテーテル挿入や脱着の際、挿入（脱着）操作の容易性、患者の苦痛軽減、粘膜や血管内膜の損傷防止等の利点が得られる。更に、本発明は、イソシアネートのような反応性の高い架橋性化合物を使用することなく、一度のコーティングで潤滑性が得られるため、医療用具の製造時の操作性や安全性にも優れることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の潤滑性の試験方法を示す概略図。
【符号の説明】
１水
２真鍮製円柱状の重り
３ポリエチレンシート
４試料[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to medical devices. More specifically, the water-swellable polymer immobilized on the surface of the base material exhibits low friction, and can be inserted into blood vessels and living tissues relatively easily without significantly damaging blood vessels and living tissues. The present invention relates to a medical device that is detachable and has excellent operability and biocompatibility.
[0002]
[Prior art]
In general, medical devices such as catheters use a low-friction material on the base material surface in order to reduce tissue damage such as blood vessels and improve operability, and use lubrication to reduce the friction of the material surface. Agent, low friction resin, water swellable polymer, etc. For example, a fluororesin or polyethylene resin is used as a low friction substrate, or a fluororesin, silicone resin, silicone oil, olive oil, glycerin, or the like is applied to the material surface. However, these methods have many problems in terms of safety and sustainability of effects such as detachment, separation, and elution of the lubricating substance from the substrate surface.
[0003]
In recent years, a method of coating a water-swellable polymer has been studied from the viewpoint of practicality and safety. For example, US Pat. No. 4,100,309 discloses a method of coating a water-swellable polymer (polyvinylpyrrolidone) with an isocyanate. Further, a method of coating a water-swellable polymer obtained by copolymerizing a reactive functional group using isocyanate (JP-A-59-81341) and a method of coating polyethylene oxide (JP-A-58-193766) are known. It has been disclosed. However, in these methods, the bonding between the substrate and the water-swellable polymer layer is insufficient, and elution and peeling occur. In particular, the bondability was poor for substrates having no functional group that reacts with isocyanate, such as polyolefins such as polyethylene and polypropylene.
[0004]
Japanese Patent Publication No. 1-55023 discloses an example in which the bonding property with the base material is improved. This is a method in which a copolymer such as a polyether, a polyamide, or a polysiloxane is bonded via a polyisocyanate to a surface on which at least one of an amino group, an imino group, a carboxyl group, and a mercapto group is present. . However, this method was also poor in binding to a substrate having no functional group.
[0005]
In the above various surface lubrication methods, it is necessary to uniformly coat two types of compounds, an isocyanate compound and a water-swellable polymer, or to perform a plurality of coating operations (for example, coating with a crosslinkable compound such as polyisocyanate). Water-swellable polymer coating), which is not preferable in terms of operability. In addition, a compound having a plurality of reactive functional groups such as isocyanate groups in a molecule has high reactivity and easily reacts with moisture or impurities in the air, so that the management of steps and reagents becomes complicated. However, there are drawbacks such as being harmful to the human body.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a highly safe medical device having a permanent low friction surface in a body fluid or an aqueous liquid, and a simple manufacturing method thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the following invention. That is,
(1) A low-friction medical device comprising a synthetic polymer having an acid anhydride in a molecule, wherein the surface of the medical device is coated with a water-swellable polymer having a functional group capable of reacting with the acid anhydride. Sex medical tools.
[0008]
(2) The low friction medical device according to (1), wherein the functional group is a hydroxy group, an amino group, or an epoxy group.
[0009]
(3) The low friction medical device according to (1) or (2), wherein the water-swellable polymer is a copolymer of a hydrophilic monomer and a monomer having the functional group.
[0010]
(4) A water-swellable polymer having a functional group capable of reacting with the acid anhydride is coated on the surface of a base material containing a synthetic polymer having an acid anhydride in the molecule, and then heated at 30 ° C. or higher. A method for producing a low-friction medical device, comprising performing a heat treatment.
[0011]
(5) A water-swellable polymer having a functional group capable of reacting with an acid anhydride is coated on a surface of a base material containing a synthetic polymer having an acid anhydride in a molecule, and then the water-swellable polymer having a high water-swellability is coated. A method for producing a low-friction medical device, comprising crosslinking molecules.
[0012]
An acid anhydride is a compound in which two molecules of a carboxylic acid are condensed after losing one molecule of water, and represented by the general formula (RCO) ₂ O
It is represented by The synthetic polymer containing an acid anhydride in the molecule is not particularly limited, but a monomer containing an acid anhydride, for example, a synthetic polymer obtained by copolymerizing maleic anhydride can be preferably exemplified. Preferably, polyethylene or polypropylene containing maleic anhydride is used. In recent years, the demand for these polyolefins including maleic anhydride has been increasing as an adhesive polymer for olefin modification and multilayer molding, and since they are produced and sold as "modified polyolefins", they can be easily obtained. it can. In addition, it is a thermoplastic polymer having excellent moldability, and is preferable in terms of physical properties, workability, stability (deterioration resistance), safety, cost, and the like.
[0013]
The synthetic polymer having an acid anhydride may be present in the surface layer of the substrate. Therefore, the substrate may be a substrate formed by processing the polymer alone, or may be a substrate formed by alloying and present on the surface of the substrate. For example, on the surface of a substrate such as polyolefin, polyether, polyurethane, polyamide, polyimide, polyester or a copolymer thereof, a synthetic polymer layer having an acid anhydride, by multi-layer molding, laminating, coating, blending, etc. You may make it exist only in the site | part which requires low friction.
[0014]
The content of the acid anhydride is preferably 0.01 mol% or more, more preferably 0.5 to 50 mol%, in the molar composition with the monomer constituting the synthetic polymer. As the functional group that reacts with the acid anhydride, there are a hydroxy group, an amino group, an epoxy group and the like, and preferably an epoxy group from the viewpoint of reactivity. The water-swellable polymer having these functional groups is a polymer that dissolves or swells by absorbing water, and includes acrylamides such as acrylamide and dimethylacrylamide, vinylpyrrolidones, and hydrophilic monomers such as vinyl ethers. A copolymer with a monomer having the above functional group can be exemplified. When these water-swellable polymers are immobilized on the surface of the material and come into contact with body fluids or physiological saline, they absorb water and form a highly water-containing layer on the surface. This highly water-containing layer serves as a “lubricating layer” that avoids direct contact between the surface of the medical device and living tissue, and reduces friction.
[0015]
The copolymer includes random, block, and graft copolymers, and is preferably a block or graft copolymer. Detailed studies are needed on the superiority of block copolymers and graft copolymers in the future, but at the present time the speculation is based on vinyl pyrrolidone (VP) and glycidyl methacrylate (GMA) as an example. And shown below. The block copolymer or the graft copolymer of VP and GMA has a domain that expresses reactivity (polyGMA), and the reactive group (GMA) and the hydrophilic group (VP) are randomly dispersed. The reactivity and binding with the acid anhydride on the surface of the base material are stronger than that of the polymer. This is because the poly-GMA portion is more hydrophobic than the poly-VP portion and excels in the adsorptivity to the surface of the substrate, so that it is considered that the poly-GMA portion easily reacts with the acid anhydride in the substrate surface layer. Further, also in the bonding (cross-linking) between molecules via the PGMA domain, a plurality of bonds (cross-linking) are formed in a chain, so that a strong surface-modified layer is formed. On the other hand, it is speculated that the reactivity of the randomly introduced GMA with the acid anhydride on the substrate surface is reduced due to the influence of VP existing around the GMA molecule. In addition, the poly-DMAA domain such as a block copolymer absorbs water sufficiently to exhibit good lubricity, but the copolymer in which GMA is randomly dispersed has a property in which GMA is randomly generated. The water absorption and swelling properties of DMAA are suppressed by intramolecular crosslinking and the hydrophobicity of GMA itself, so that lubricity is reduced. In these water-swellable polymers, the content of the functional group capable of reacting with the acid anhydride is preferably 2 to 50%, more preferably 5 to 25%, based on the molar composition with the hydrophilic monomer.
[0016]
In the present invention, a low-friction medical device refers to saliva, digestive juice, body fluids such as blood, physiological saline, or wet with water-based liquids such as water. A medical device having a surface with low resistance. The frictional resistance can be measured by preparing a sheet having a surface similar to that of a medical device and measuring the frictional resistance by a measuring instrument as shown in FIG. Simply, it can be evaluated by rubbing with a finger. The low friction surface to which the water-swellable polymer is bonded is characterized by having a slimy feel.
[0017]
Examples of the medical device requiring low friction properties include, but are not limited to, the following medical devices used for inspection and treatment.
[0018]
1) Catheters, such as gastric tube catheters, feeding catheters, and tubes for tube feeding (ED), which are inserted or placed in the digestive tract orally or nasally.
2) Oxygen catheter, oxygen cannula, endotracheal tube tube and cuff, tracheostomy tube tube and cuff, intratracheal suction catheter, etc., which are inserted or placed in the airway or trachea orally or nasally 3) Urethra Catheters inserted into or placed in the urethra or ureter, such as catheters, urinary catheters, balloon catheters and balloons 4) Inserted or placed in various body cavities, organs, tissues such as suction catheters, drainage catheters, and rectal catheters Catheters.
5) Indwelling needles, IVH catheters, thermodilution catheters, angiographic catheters, vascular dilatation catheters, and catheters to be inserted or indwelled in blood vessels such as dilators and introducers. Or
Guide wires, stylets, etc. for these catheters.
6) Examination instruments, treatment instruments, contact lenses, etc. for inserting various organs
The low-friction medical device of the present invention comprises a substrate comprising a synthetic polymer having an acid anhydride as a constituent, and a water-swellable polymer having a functional group capable of reacting with the acid anhydride, It is obtained by performing a heat treatment at a temperature of not less than ° C. The heat treatment promotes the reaction between the water-swellable polymer and the acid anhydride on the substrate surface or the reaction between the water-swellable polymers, and the temperature is preferably 30 to 120 ° C. or higher, more preferably 50 to 120 ° C. 80 ° C. or higher. In order to accelerate the reaction of the acid anhydride, a catalyst, particularly a tertiary amine compound such as a trialkylamine compound or pyridine is preferably used.
[0020]
It is also possible to apply a cross-linking treatment to the water-swellable polymer after coating the water-swellable polymer for the purpose of improving the durability of the water-swellable low friction surface or controlling the lubricity. It is. That is, by forming a small amount of the three-dimensional network structure, the strength of the surface lubricating layer can be increased without significantly lowering the lubricity. However, if the crosslinked structure is too large, the water swelling property is reduced and the low friction property of the surface is impaired, so that care must be taken in the formation of the crosslinked. As a method for crosslinking, various general methods can be applied. For example, a method in which active radicals are generated using light, heat, or radiation to crosslink the polymer, a method of adding a polymerizable polyfunctional monomer to the polymer, a method of applying a polyfunctional crosslinking agent, a catalyst And a method of cross-linking functional groups in a molecule with each other. For example, a water-swellable polymer containing a highly reactive functional group such as an epoxy group can be easily crosslinked by polymerization between epoxy groups, a diamino compound, a dihydroxy compound, a dialdehyde compound, or the like. .
[0021]
【Example】
(Examples 1 to 3)
After 29.7 g of triethylene glycol was added dropwise to 72.3 g of adipic dichloride at 50 ° C., hydrochloric acid was removed under reduced pressure at 50 ° C. for 3 hours, and 4.5 g of methyl ethyl ketone was added to 22.5 g of the obtained oligoester. , 5 g of sodium hydroxide, 6.93 g of 31% hydrogen peroxide, 0.44 g of surfactant dioctyl phosphate, and 120 g of water, and reacted at -5 ° C for 20 minutes. The obtained product was repeatedly washed with water and methanol, and then dried to obtain a polyperoxide having a plurality of peroxide groups in the molecule (PPO). Subsequently, 0.5 g of this PPO was used as a polymerization initiator and 9.5 g of glycidyl methacrylate (GMA) were polymerized using 30 g of benzene as a solvent at 65 ° C. for 24 hours while stirring under reduced pressure. The reaction product was reprecipitated with diethyl ether to obtain polyGMA having a peroxide group in the molecule. Subsequently, 1 g of the polyGMA was used as a polymerization initiator, 8 g of dimethylacrylamide (DMAA) was charged as a hydrophilic monomer in DMSO, and polymerized at 70 ° C. for 18 hours to obtain polyGMA as a reactive domain and a water-swellable hydrophilic polymer. A block copolymer having poly-DMAA as a functional domain (Example 1) was obtained. When the composition ratio (molar ratio) was analyzed by H ¹ -NMR, DMAA: GMA = 10.1: 1. Similarly, in Example 2, a block polymer having a composition ratio (molar ratio) of DMAA: GMA = 7.1: 1 was used. In Example 3, a block polymer using vinylpyrrolidone instead of DMAA (composition ratio (molar ratio)) was used. Ratio) yielded vinylpyrrolidone: GMA = 6.6: 1).
[0022]
A sheet (200 μ) of a 2% tetrahydrofuran (THF) solution of the above block polymer (containing 1% by weight of pyridine) in an ethylene-acrylate-maleic anhydride terpolymer (Sumika CDF Chemical Co., Bondyne TX8030) Was immersed at 25 ° C. for 30 seconds and reacted in an oven at 80 ° C. for 18 hours, followed by washing and drying. The surface of the obtained sheet was slimy and lubricious under wet conditions, and became a low friction surface.
[0023]
As shown in FIG. 1, a brass cylindrical weight (2) weighing 1 kg in water (1) is gently placed on an evaluation sheet (4) adhered to a plastic plate inclined at 30 °. At a speed of 100 cm / min, the 1 cm width was moved up and down repeatedly 100 times, and the change in resistance value at that time was measured.
[0024]
Table 1 shows the final frictional resistance value after 100 tests as an index of lubricity, and the change in frictional resistance value (Δ frictional resistance value) of the following formula (A) as a continuous index of lubricity.
Δ frictional resistance = (final frictional resistance)-(initial frictional resistance) (A)
[0025]
The frictional resistance value was around 70 gf, and the Δ frictional resistance value was 10 gf or less, and stable low frictional properties were shown even after 100 movement tests. As a result of observing the surface and cross section of the sheet with a scanning electron microscope (JEOL JSM840), there was no change before and after the test, and it was confirmed that the surface-modified layer was stably bonded without peeling. .
[0026]
(Comparative Example 1)
The same test as in Examples 1 to 3 was performed on a sheet (200 μ) composed of the base sheet (ethylene-acrylate-maleic anhydride terpolymer) used in Examples 1 to 3. Table 1 shows the results.
The Δ frictional resistance value is large, which is presumed to be due to the oxide layer on the very surface of the sheet being cut by the weight.
[0027]
(Reference example)
In the same manner as in Example 1, a block copolymer having polyGMA as the reactive domain and polyDMAA as the hydrophilic domain (composition ratio (molar ratio): DMAA: GMA = 2.8: 1) was synthesized. In the same manner as in Examples 1 to 3, it was immobilized on a sheet (200 μ) made of an ethylene-acrylate-maleic anhydride terpolymer (Sumitika CFD Chemicals: Bondyne TX8030). The same tests as in Examples 1 to 3 were performed, and the results are shown in Table 1. The lubricity on the surface was improved as compared to the base sheet.
[0028]
(Example 4)
After ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer (Sumika CDF Co., Ltd .: Bondyne TX8030) and polyethylene were mixed at a ratio of 1: 1, the mixture was molded into a catheter tube having an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 4 mm. The 2% THF solution of Example 1 (containing 1 wt% of pyridine) was injected into the tube with a syringe pump, left at room temperature for 30 seconds, and then drained. Subsequently, the mixture was reacted in an oven at 80 ° C. for 18 hours, washed and dried, then cut open with a cutter to expose the inner surface of the tube, and dropped water to check lubricity. Had become the surface.
[0029]
(Examples 5 and 6)
X-ray contrast catheter (outer diameter 3.6 mm) prepared by kneading 50 wt% of tungsten as a sensitizer into an ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer (Sumitika DF Chemical Co., Ltd .: Bondyne AX8390). did. This tube was immersed in a coat tank made of the 2% THF solution (containing 1 wt% of pyridine) of Example 2 or 3 at room temperature for 3 seconds, dried, and reacted in an oven at 60 ° C. for 40 hours. . After washing and drying, water was dropped on the tube surface and the lubricity was examined. As a result, it was found that the tube had a slimy low friction surface. Even if the fingertip was rubbed strongly about 20 times, the lubricity was not lost.
[0030]
(Example 7)
A catheter having an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 4 mm was prepared from a material obtained by blending ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer (Sumika CFD Chemical Co., Bondine TX8030) and polyethylene in a ratio of 1: 1. The tube was immersed in a 2% THF solution of Example 1 (containing 1 wt% of triethylamine) containing 0.1% of hexamethylenediamine as a cross-linking agent at room temperature for 30 seconds, and reacted in an oven at 80 ° C. for 18 hours. Was. When the tube was immersed in physiological saline and rubbed with a finger, the tube had a low-friction surface that was more slippery than the untreated tube.
[0031]
[Table 1]

[0032]
【The invention's effect】
The low-friction medical device of the present invention is a method for applying a lubricant such as silicone oil or glycerin to a material surface because a water-swellable water-swellable polymer is chemically firmly fixed on the material surface. No observed phenomenon of desorption or elution of the lubricant from the material surface is observed, and it is a low friction medical device having high safety and durability. Accordingly, the frictional resistance in a state of being wet with a body fluid such as saliva, digestive juice, blood, or a physiological liquid, or an aqueous liquid such as water, that is, a frictional resistance in a wet state is extremely small. Advantages such as ease of operation, reduction of patient pain, and prevention of damage to mucous membranes and vascular intima are obtained. Further, the present invention provides excellent lubricity by a single coating without using a highly reactive crosslinkable compound such as isocyanate. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a method for testing lubricity according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Water 2 Brass cylindrical weight 3 Polyethylene sheet 4 Sample

Claims

In medical devices made of a synthetic polymer substrate obtained by copolymerizing a monomer containing an acid anhydride, the monomer on the surface of the base material having a functional group capable of reacting with the hydrophilic monomer and the acid anhydride A low-friction medical device comprising a water-swellable polymer which is a block copolymer or a graft polymer .

The low friction medical device according to claim 1, wherein the functional group is any one of a hydroxy group, an amino group, and an epoxy group.

The low friction medical device according to claim 1 , wherein the hydrophilic monomer is any of acrylamides, vinylpyrrolidones, and vinyl ethers.