JP3776195B2 - 医療用具及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿潤時に優れた表面潤滑性を示す医療用具及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、経皮的にカテーテルを体内に挿入して治療や診断を行うことが多くなり、それに伴ってカテーテルやガイドワイヤー等を目的の部位に挿入する必要が高まっている。そのため、これらの医療用具には血管等の組織損傷を軽減したり、目的部位への挿入性を向上させる目的で、低摩擦材料を基材表面に用いたり、材料表面の低摩擦化のために潤滑剤、低摩擦性樹脂、親水性ポリマー等をコーティングしている。例えば、シリコーンオイル、オリーブオイル、グリセリン等を塗布したり、シリコーン樹脂やフッ素系樹脂をコーティングすることにより低摩擦化が図られてきた。しかしながら、これらの方法は、潤滑剤や低摩擦性樹脂が基材表面から剥離、溶出することがあり、安全性や潤滑性の持続性において問題があった。
【０００３】
親水性ポリマーをコーティングする方法としては、米国特許第４１００３０９号明細書にイソシアネートを用いて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、特開昭５９−８１３４１号公報にはイソシアネートを用いて反応性官能基を有する親水性共重合体をコートする方法が、特開昭５８−１９３７６６号公報にはイソシアネートを用いてポリエチレンオキサイドをコートする方法が、特公平１−５５０２３号公報にはアミノ基、イミノ基、カルボキシル基、メルカプト基の少なくとも１種類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がそれぞれ開示されている。
さらに、ＷＯ９０／０１３４４号公報には反応性官能基を有するポリマーを基材表面に塗布した後、該反応性官能基と反応しうる反応性官能基を有する親水性ポリマーをコーティングする方法が開示されている。
さらにまた、特公平１−３３１８１号公報には基材表面に存在する反応性官能基と無水マレイン酸系高分子とを共有結合させることにより、潤滑性を付与する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様な表面潤滑性付与方法は、イソシアネート化合物と親水性ポリマーの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を必要とするため、作業が煩雑であり、また、イソシアネート基等の反応性の高い官能基を有する化合物は容易に不純物と反応するため、工程管理が困難であったり、人体に有害である等の問題を有していた。
さらに、特公平１−５５０２３号公報に開示されている方法や、特公平１−３３１８１号公報に開示されている方法では、潤滑性を付与しようとする基材表面に反応性官能基が必要であるため、潤滑性を付与できる材料が限定されるという問題を有していた。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、湿潤時に優れた表面潤滑性を有する医療用具を提供すること、及び医療用具を構成する基材の材質にかかわらず優れた表面潤滑性を付与できる簡便な医療用具の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記目的を達成するため鋭意検討した結果、医療用具を構成する基材表面で酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを架橋させることにより、医療用具を構成する基材の材質にかかわらず、湿潤時に潤滑性を有する医療用具が得られることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを基材表面で反応させて基材表面上に架橋被膜を形成させ、次いで水系媒体中に浸漬することを特徴とする湿潤時に潤滑性を有する医療用具の製造方法を要旨とするものであり、別の本発明は、酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを基材表面で反応させて基材表面上に架橋被膜を形成させ、次いで酸無水物基を有するポリマーとポリオールを共に溶解し得る溶媒に浸漬し、さらに、水系媒体中に浸漬することを特徴とする湿潤時に潤滑性を有する医療用具の製造方法を要旨とするものである。各々の発明において、好ましくは、基材表面で反応させる酸無水物基を有するポリマーの反応性官能基とポリオールの反応性官能基のモル比が５：１〜１００００：１であることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明における医療用具は、主として体内への留置または体内からの抜去操作が行われるものであり、例えば、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、ダイレーター、留置針、ガイドワイヤー等の血管内に挿入ないし留置される医療用具、導尿カテーテル等の尿道又は尿管に挿入ないし留置される医療用具、気管切開チューブ、気管内チューブ等の気管に挿入ないし留置される医療用具、経管栄養チューブ、栄養カテーテル、胃管チューブ等の経口ないし経鼻的に挿入ないし留置される医療用具等が挙げられる。
【０００９】
これらの医療用具を構成する基材は、特に限定されるものではないが、高分子材料が好適であり、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン樹脂等が特に好適である。金属等の高分子材料以外の材料に潤滑性を付与する場合には、直接酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを材料表面で架橋させることもできるが、上記の様な高分子材料で被覆した後に架橋させるとより効果的である。
【００１０】
本発明において、酸無水物基を有するポリマーとは、酸無水物基を有する単量体単位が１分子中に少なくとも２個以上含まれるような重合体及び共重合体であり、例えば、無水マレイン酸−エチレン共重合体、無水マレイン酸−スチレン共重合体、無水マレイン酸−メチルビニルエーテル共重合体等の無水マレイン酸系ポリマー、ポリ無水アクリル酸、無水アクリル酸−スチレン共重合体等の無水アクリル酸系ポリマー、ポリ無水メタクリル酸、無水メタクリル酸−スチレン共重合体等の無水メタクリル酸系ポリマー等が挙げられる。
【００１１】
酸無水物基を有するポリマーの分子量は特に制限されるものではないが、例えば、１００万以下、好ましくは５０万以下、さらに好ましくは１０万以下である。分子量が１００万を越えると、ポリオールとの混合状態が均一でなかったり、ポリオールとの反応性が低下したり、また、溶液を調製して基材を処理する際に溶解度が低くなり、処理が行いにくくなることもある。
【００１２】
また、酸無水物基を有するポリマーが反応性官能基として有する１分子中の酸無水物基の数は、２個以上であれば本発明の目的を達することができるが、１分子中の酸無水物基の数が少ないと架橋被膜を形成させる反応に長時間要し、また、反応条件が緩やかであると架橋被膜の強度が充分でなかったり、湿潤時の潤滑性の持続性が低下することがあるので、１分子中の酸無水物基を有するモノマーユニットの数が多い方が好ましい。モノマーユニット数としては、例えば、５以上、好ましくは５０以上、さらに好ましくは１００以上である。
【００１３】
本発明に用いられるポリオールとは、１分子中に少なくとも２個のヒドロキシル基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ジグリセリン、ポリビニルアルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が挙げられる。
【００１４】
ポリオール１分子中の反応性官能基の数は、特に制限されるものではないが、用いる酸無水物基を有するポリマーが３個以上の反応性官能基を有する場合は２個の反応性官能基を有するポリオールが好ましい。
酸無水物基を有するポリマーとポリオールが共に反応性官能基を３個以上有する場合、架橋被膜の強度は高くなるが、架橋の密度が高くなり過ぎ、良好な潤滑性が得られない場合がある。良好な潤滑性を得るためには、酸無水物基を有するポリマーとポリオールのうち一方が１分子中に反応性官能基を２個有するものを使用すればよいが、ポリオールが反応性官能基を２個有する場合が好ましい。
【００１５】
本発明では、酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを基材表面上にて反応させて、基材表面に架橋被膜を形成させるが、基材表面に架橋被膜を形成させる方法としては、例えば、酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを溶解した溶液に基材表面を接触させ、次いで基材表面を加熱する方法が好適である。
【００１６】
酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを溶解する溶媒としては、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、クロロホルム、ニトロメタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を用いることができる。
【００１７】
溶液中の酸無水物基を有するポリマーの濃度は、例えば、０．１重量％以上、好ましくは０．２〜１０．０重量％、さらに好ましくは０．５〜５．０重量％であり、また、溶液中のポリオールの濃度は、例えば、０．００１重量％以上、好ましくは０．００５〜１０．０重量％、さらに好ましくは０．０１〜５．０重量％である。酸無水物基を有するポリマー、ポリオールの溶液中の濃度が低過ぎると形成される被膜の強度が低下する傾向があり、濃度が高過ぎると被膜の厚みにムラが生じることがある。
【００１８】
また、溶液中の酸無水物基を有するポリマーの酸無水物基とポリオールの反応性官能基のモル比は、例えば、酸無水物基／反応性官能基が５以上、好ましくは５０以上、さらに好ましくは１００以上である。反応性官能基が酸無水物基に対して過剰な場合、反応性が低下し、架橋被膜の形成に長時間要するので、酸無水物基がポリオールが有する反応性官能基に対して過剰になるように用いることが好ましい。
また、酸無水物基と反応性官能基が等量に近いと架橋反応を行った後、未反応の酸無水物基、反応性官能基が少なくなるため、良好な潤滑性が得られにくい場合がある。
しかし、酸無水物基に対して反応性官能基が少ない場合には、架橋被膜の強度が低くなり、脱落する可能性が生じるので、酸無水物基のモル比は、例えば、酸無水物基／反応性官能基が１００００以下、好ましくは５０００以下、さらに好ましくは１０００以下である。
以上の点から、溶液中の酸無水物基を有するポリマーの酸無水物基とポリオールが有する反応性官能基のモル比は、酸無水物基：反応性官能基＝５：１〜１００００：１であることが好ましい。
この際、得られた架橋被膜中のポリオールの反応性官能基に対する酸無水物基を有するポリマーの酸無水物基のモル比は５以上となる。
【００１９】
用いる酸無水物基を有するポリマー、ポリオールの分子量が共に大きいと溶液中の混合状態が悪くなるので、少なくとも片方の化合物の分子量が５０００以下であることが好ましい。この際、酸無水物基を有するポリマーとポリオールのうち、反応性官能基が少ない化合物の方を分子量５０００以下のものとすることが好ましい。反応性官能基が多い化合物の分子量が小さいと、反応性官能基同士の距離が短くなるため、反応性が低下することがある。
【００２０】
酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを溶解した溶液には、必要に応じて酢酸、硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の酸、トリエチルアミン、ピリジン等の塩基を添加してもよい。
【００２１】
このようにして調製した溶液を基材表面に接触させる方法としては、基材を溶液に浸漬する方法、溶液を基材表面に噴霧する方法、溶液を基材表面に塗布する方法等を適宜選択することができる。
基材を溶液に浸漬する方法は、接触時間の制御が容易であるので特に好適である。基材を溶液に浸漬する時間は、１０秒〜２４時間、好ましくは３０秒〜２時間である。
基材表面に溶液を接触させた後、加熱することにより酸無水物基を有するポリマーとポリオールとが反応し、基材表面上に被膜を形成させることができる。加熱操作は、常温、減圧のいずれの状態で行ってもよい。
加熱温度と時間は、例えば、３０℃以上、好ましくは５０〜１８０℃、さらに好ましくは７０〜１５０℃で、５分〜４８時間、好ましくは１０分〜２４時間、さらに好ましくは３０分〜６時間である。
【００２２】
酸無水物基を有するポリマーとポリオールの反応によって形成された架橋被膜を表面に有する基材は、そのままでも水系媒体と接触すると潤滑性を示すが、一度水系媒体と接触させた後、乾燥することにより、再度水系媒体と接触したときには直ちに潤滑性を示すようになる。
また、架橋被膜を表面に有する基材を、酸無水物基を有するポリマーとポリオールを共に溶解し得る溶媒中に浸漬した後、水系媒体中に浸漬すると湿潤時の潤滑性が向上するので好ましい。潤滑性が向上する機序は明らかではないが、架橋を形成する２種類の分子を共に溶解し得る溶媒は容易に架橋被膜中に侵入し、架橋被膜を膨潤させる。このため、分子鎖の自由度が増し、水系媒体と接触させた時に水分子が架橋被膜中に入りやすくなるのではないかと考えられる。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
分子量約６９０００の無水マレイン酸−メチルビニルエーテル共重合体〔アイエスピー社（ＩＳＰ Co., Ltd.）製〕５重量％と分子量４００のポリエチレングリコール（丸善薬品工業株式会社製）０．０６重量％を溶解したアセトン溶液にナイロン６フィルム（ユニチカ株式会社製）を室温で１時間浸漬した後、９０℃で３時間減圧下で加熱した。加熱後得られたナイロン６フィルムを水中に２４時間浸漬した後、乾燥した（試料１）。また、これとは別に、上記加熱後得られたナイロン６フィルムをアセトンに９０分間浸漬し、乾燥した後、水中に２４時間浸漬して再び乾燥した（試料２）。
【００２５】
次に、上記試料１、試料２及び未処理のナイロン６フィルム（試料３）の摩擦係数を以下の方法により測定した。
試料１、試料２、及び試料３をそれぞれ２４時間水中に浸漬した後、乾燥し、アルミ板に貼付し、１００ｇの重りを載せ、板を徐々に傾斜させて、重りが動き始めたときの傾斜角（θ）を測定して、ｔａｎθを算出し、摩擦係数とした。また、各試料を水中に浸漬した後、湿潤した状態のままで同様に摩擦係数を測定した。結果を表１に示す。表面に架橋被膜が形成されているフィルムは湿潤時に著しく摩擦係数が低下し、その効果は水中浸漬前に酸無水物基を有するポリマーとポリオールを共に溶解する溶媒に浸漬した方が大きいことが明らかである。
【００２６】
【表１】

【００２７】
実施例２
ポリウレタン（ダウケミカル株式会社製，ペレセン）を１８０℃で押出成形して厚さ約４００μm のフィルムを得た。次に分子量約６９０００の無水マレイン酸−メチルビニルエーテル共重合体〔アイ・エス・ピー社（ＩＳＰ Co., Ltd.）製〕５重量％と分子量４００のポリエチレングリコール（丸善薬品工業株式会社製）０．０６重量％を溶解したアセトン溶液に、得られたポリウレタンフィルムを室温で１分間浸漬した後、６０℃で２４時間加熱した。更にこれを水中に２４時間浸漬した後、乾燥した（試料４）。
得られた試料４を実施例１と同様の方法により摩擦係数を測定したところ、湿潤時の摩擦係数は０．０２以下であった。
【００２８】
実施例３
ポリ塩化ビニル（積水化学工業株式会社製，エスメディカ）を１７０℃で押出成形して厚さ約４００μm のフィルムを得た。次に分子量約６９０００の無水マレイン酸−メチルビニルエーテル共重合体〔アイ・エス・ピー社（ＩＳＰ Co., Ltd.）製〕５重量％と分子量４００のポリエチレングリコール（丸善薬品工業株式会社製）０．０６重量％を溶解したアセトン溶液に、得られたポリ塩化ビニルフィルムを室温で１分間浸漬した後、８０℃で２４時間加熱した。更にこれを水中に２４時間浸漬した後、乾燥した（試料５）。
得られた試料５を実施例１と同様の方法により摩擦係数を測定したところ、湿潤時の摩擦係数は０．０２以下であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の医療用具は優れた表面潤滑性を有する。また、本発明の医療用具の製造方法は、基材の材質にかかわらず、簡便な方法により湿潤時に優れた表面潤滑性を有する医療用具を得ることができる。

Claims (3)

1. 酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを基材表面で反応させて基材表面上に架橋被膜を形成させ、次いで水系媒体中に浸漬することを特徴とする湿潤時に潤滑性を有する医療用具の製造方法。
2. 酸無水物基を有するポリマーとポリオールとを基材表面で反応させて基材表面上に架橋被膜を形成させ、次いで酸無水物基を有するポリマーとポリオールを共に溶解し得る溶媒に浸漬し、さらに、水系媒体中に浸漬することを特徴とする湿潤時に潤滑性を有する医療用具の製造方法。
3. 基材表面で反応させる酸無水物基を有するポリマーの反応性官能基とポリオールの反応性官能基のモル比が５：１〜１００００：１であることを特徴とする請求項１又は２記載の湿潤時に潤滑性を有する医療用具の製造方法。