JP3886162B2 - 生体臨床用の造形品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は新しい高分子材料を原料として作られた生体臨床用の造形品に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
生体臨床用の柔軟性デバイスの製造に使用される材料の大部分は、可塑化したＰＶＣである。可塑化ＰＶＣの高い柔軟特性は、含有する可塑剤によるものである。
可塑剤が体液に移行され抽出されると、毒性のため患者の健康に悪い影響を与えることになる。これは今日まで解決されていないＰＶＣの本質的な問題である。その上、可塑剤が抽出されるとＰＶＣの機械特性を悪くし、柔軟性を減少させる。
【０００３】
加えて、血液凝固減少を回避するためにＰＶＣの表面に臨界表面張力を付与する外部滑剤として、有機シロキサン油ベースの付加剤がＰＶＣに使用され、これの表面移行の問題も心に留める必要がある。実際に有機シロキサン化合物が、ＰＶＣ表面から流出される傾向を示し、血液との相容性が悪いことに由来する問題を生ずる（ヨーロッパ特許請求の範囲EP-A-0287482号参照）。
【０００４】
そのため、この分野でＰＶＣを置換できる材料が必要とされている。
生体用の柔軟具を製造するのに使用しうる他の材料としては、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン（ＳＥＢＳ）ブロックコポリマーがある。ポリシロキサンで改質したＳＥＢＳを気管内チューブのようなものにＰＶＣとシリコン樹脂の代替材として利用することが示唆されている（米国特許第4,386,179号）。
【０００５】
これらのコポリマーは光学的透明度と低温でも柔軟性である良好な性質を備えている。
米国特許第4,335,225号には、弾性特性を有し熱可塑性材の技術で加工しうる高分子量のポリプロピレンが開示され、この材料が生体臨床用のある種の物品の製造に使用しうるとされている。その重合には、ジルコニウムの有機誘導体一般にはテトラネオフィルジルコニウムとヒドロキシ化アルミナとの反応生成物を触媒として使用して行われる。しかし、得られるポリマー中でのアルミニウム含量が非常に高く、１０００ｐｐｍ以上である。この材料は、今回迄、生体臨床分野での意義ある利用がされていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】
ここに、良好な機械特性と良好な光学性の両方を合せ有し、かつ金属の体液への溶出由来の問題を生じない生体臨床用途の物品の製造に適する新しい高分子材を意外にも見出した。
この発明による材料は、４５〜８５モル％好ましくは５０〜７５モル％のエチレン含量、１５〜５５モル％好ましくは２５〜５０モル％のプロピレン及び／又はアルファ−オレフィンＣＨ2＝ＣＨＲ（Ｒは２〜２０の炭素原子を有するアルキル基）含量と０〜１０モル％のジエン又はポリエン含量での、エチレンとプロピレン及び／又は他のオレフィン又はポリエンとの弾性コポリマーからなり、次の性質２５℃でのペンタン溶解性が９０％以上であり、実質的に結晶化度がない（２０Ｊ／ｇ以下の融解エンタルピー）トリアド（ｔｒｉａｄ）の形のプロピレン単位又はアルファ−オレフィンから誘導される単位の含量が４〜５０％のプロピレン又はアルファ−オレフィンからなるかつそのトリアドの少なくとも７０％がアイソタクチック構造を示す、コポリマー構造を有する鎖のセグメント中にエチレンとプロピレン単位及び/又はアルファ−オレフィン誘導の単位がランダム分布（エチレンとプロピレン又はアルファ−オレフィンコモノマーの反応性比の積の値が０．４〜１の間である）、ことを特徴としている。
【０００７】
この発明のコポリマーは、１．５ｄｌ／ｇ以上、好ましくは２ｄｌ／ｇ以上、一般に２．５〜３．５ｄｌ／ｇの固有粘度を有する。２．５〜３．０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するコポリマーが特に好ましい。
ジエン又はポリエン単位の含量は０．５〜５モル％が好ましい。
コポリマーは熱可塑性材料の通常の製造法（成形、押出、射出など）により物品に変換することができ、関連の物品は、特に生体臨床用物品に興味ある弾性プラスチック性を備えている。
【０００８】
高弾性プラスチック性のコポリマーは２５℃、１分で２００％の低い残留伸び値（この値は３０％より低く、一般に１０〜２０％の間）、及び４ＭＰａ一般に５〜１０ＭＰａで高い極限引張強さで明らかである。これらの値は、ＡＳＴＭ Ｄ４１２により行ったテストのものである。
光学特性は、１ｍｍ厚のプレート上で、原入射角からの透過光の量（“曇り（ｈａｚｅ）”）を測定して評価される。この発明の造形品の製造に使用されるコポリマーは、一般に約４０％以下、好ましくは約２５％以下の曇り価で特徴付けられる。
【０００９】
この発明のコポリマーは、エチレンと、プロピレン及び／又はアルファ−オレフィンＣＨ2＝ＣＨＲ（Ｒは２〜１０の炭素原子含有のアルキル基）とを任意にジエン又はポリエンの存在下で、ジルコニウムのメタロセン誘導体（例えばエチレンビス（テトラインデニル）ジルコニウムジクロリド又はジメチルシラニレン−ビステトラヒドロインデニル）ジルコニウムジクロリド）及びテトライソブチル−アルモキサンから得られたキラール触媒（イタリア特許出願MI92-A-000666）により重合させて作ることができる。
【００１０】
共重合は、プロピレン及び／又はアルファ−オレフィンの液相中で約４０〜５０℃の温度で行うことができる。
使用しうるアルファ−オレフィンとしては、例えばブチレン−１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、ドデセン−１がある。ジエン又はポリエンとしては、１，４−ヘキサジエンのような、線状非共役ジオレインから、又は、５−エチリデン−２−ノルボルネンのような環と内部ブリッジを有するものから選択するのが好ましい。
【００１１】
得られるコポリマーは、金属含量が非常に低いのが特徴で、一般にジルコニウムの量は約１ｐｐｍ以下、アルミニウムの量は５００ｐｐｍ以下一般に４０〜１００ｐｐｍである。しかし、より低い金属の残留量を有するコポリマーを得ることができる。その上、含有金属は、体液との接触で溶出せず、生体臨床適用に有利である。
【００１２】
これらのコポリマーは、低温（−４０℃以下）での柔軟性、熱可塑加工性及び光学的透明性を併有したユニークな性質を示し、さらに、血液及び軟組織との適合性が良好である。
これらの性質のため、コポリマーは、生体臨床用物品の製造に特に適するものである。
【００１３】
生体臨床用物品とは、体液との接触を意図した物品や生体への注射用物品を意味する。例えば、この発明による物品には、腸内及び非経口供給用チューブ、ぜん動ポンプ用チューブ、カテーテル、溶血用装置、血液又はプラズマ用バッグ、シリンジシール、人工器具及び類似のものが挙げられる。
【００１４】
この発明の物品の製造に使用されるコポリマーが透明特性を有する（２０％より低い曇り値）ため、血液と生理学的液体を含有、投与、排出及び運搬する装置、例えば、静注用カテーテル、透析用チューブ、血液、生理学的溶液用のバッグ、及び類似のものに使用するのに特に興味がある。装置内の、泡の存在、血栓、透析具中の生体ミネラル源のスケール、外来性材料の存在などを実際に容易に検出することができる。
【００１５】
この発明による物品は、公知の技術によるガンマー線照射のような照射による滅菌又は化学的（殺菌剤による）滅菌、病院で使用される溶剤に対する耐性、公知の溶接技術による溶接性や寸法安定性の興味ある特性を示す。
【００１６】
【実施例】
次に実施例を示すが、これによって限定されるものではない。
実施例１と２
エチレン−ビス−（テトラヒドロインデニル）ジルコニウムジクロリドとテトライソブチルアルキモサンから得た触媒成分を用い、イタリア特許出願MI-92-A-000666号記載の方法によって、エチレンの６９モル％（実施例１）と７５モル％（実施例２）をそれぞれ含有するエチレン−プロピレンコポリマーを作った。得られたコポリマーは２．５〜３．０ｄｌ／ｇの間の固有粘度を示した。
【００１７】
コポリマーの特徴付けは、一般に製造品の生産に使用される冷却に近づけるため４０℃／分の２００℃から室温度への冷却速度を用い、圧力ダイカストで作った標品で行った。実験データを表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
捩り性率の測定は、幅１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ、有用なセグメント長さ２０ｍｍの標品に関して、ポリマーラボラトリーのＤＭＴＡで１０Ｈｚの振動数で行った。
実施例１と２のコポリマーが生体用の物品の製造に適することは、実験上次のテストに合格することにより証明された。テストには、内径ＩＤ＝２．６ｍｍ、外形ＯＤ＝３．６ｍｍ、厚みｔ＝０．５ｍｍの管状標品を用いた。
【００２０】
引っ張りテスト
長さＬ＝６１ｃｍの標品を長さが２倍になるまで手で引伸す。テストの合格は“クラック”のないことで示される。
【００２１】
結節テスト
簡単な結節を長さ役３０．５ｃｍの標品で作り、自由端をゆっくり引伸し結節をタイトにする。このテストを合格するには、管の壁は、管自体を通しの液体の流れをブロックするように互にくっついてはならない。
【００２２】
キンクテスト
管を室温で６時間Ｖ型クランプで曲げを保持し、その後フリーにする。管はふさがらず、曲がりやネックを示さない。
【００２３】
【発明の効果】
上述のように、この発明で使用されるコポリマー中に含まれる金属は体液と接触しても本質的に抽出されず、生体用途に特に有利な性質である。
【産業上の利用分野】
この発明は新しい高分子材料を原料として作られた生体臨床用の造形品に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
生体臨床用の柔軟性デバイスの製造に使用される材料の大部分は、可塑化したＰＶＣである。可塑化ＰＶＣの高い柔軟特性は、含有する可塑剤によるものである。
可塑剤が体液に移行され抽出されると、毒性のため患者の健康に悪い影響を与えることになる。これは今日まで解決されていないＰＶＣの本質的な問題である。その上、可塑剤が抽出されるとＰＶＣの機械特性を悪くし、柔軟性を減少させる。
【０００３】
加えて、血液凝固減少を回避するためにＰＶＣの表面に臨界表面張力を付与する外部滑剤として、有機シロキサン油ベースの付加剤がＰＶＣに使用され、これの表面移行の問題も心に留める必要がある。実際に有機シロキサン化合物が、ＰＶＣ表面から流出される傾向を示し、血液との相容性が悪いことに由来する問題を生ずる（ヨーロッパ特許請求の範囲EP-A-0287482号参照）。
【０００４】
そのため、この分野でＰＶＣを置換できる材料が必要とされている。
生体用の柔軟具を製造するのに使用しうる他の材料としては、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン（ＳＥＢＳ）ブロックコポリマーがある。ポリシロキサンで改質したＳＥＢＳを気管内チューブのようなものにＰＶＣとシリコン樹脂の代替材として利用することが示唆されている（米国特許第4,386,179号）。
【０００５】
これらのコポリマーは光学的透明度と低温でも柔軟性である良好な性質を備えている。
米国特許第4,335,225号には、弾性特性を有し熱可塑性材の技術で加工しうる高分子量のポリプロピレンが開示され、この材料が生体臨床用のある種の物品の製造に使用しうるとされている。その重合には、ジルコニウムの有機誘導体一般にはテトラネオフィルジルコニウムとヒドロキシ化アルミナとの反応生成物を触媒として使用して行われる。しかし、得られるポリマー中でのアルミニウム含量が非常に高く、１０００ｐｐｍ以上である。この材料は、今回迄、生体臨床分野での意義ある利用がされていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】
ここに、良好な機械特性と良好な光学性の両方を合せ有し、かつ金属の体液への溶出由来の問題を生じない生体臨床用途の物品の製造に適する新しい高分子材を意外にも見出した。
この発明による材料は、４５〜８５モル％好ましくは５０〜７５モル％のエチレン含量、１５〜５５モル％好ましくは２５〜５０モル％のプロピレン及び／又はアルファ−オレフィンＣＨ2＝ＣＨＲ（Ｒは２〜２０の炭素原子を有するアルキル基）含量と０〜１０モル％のジエン又はポリエン含量での、エチレンとプロピレン及び／又は他のオレフィン又はポリエンとの弾性コポリマーからなり、次の性質２５℃でのペンタン溶解性が９０％以上であり、実質的に結晶化度がない（２０Ｊ／ｇ以下の融解エンタルピー）トリアド（ｔｒｉａｄ）の形のプロピレン単位又はアルファ−オレフィンから誘導される単位の含量が４〜５０％のプロピレン又はアルファ−オレフィンからなるかつそのトリアドの少なくとも７０％がアイソタクチック構造を示す、コポリマー構造を有する鎖のセグメント中にエチレンとプロピレン単位及び/又はアルファ−オレフィン誘導の単位がランダム分布（エチレンとプロピレン又はアルファ−オレフィンコモノマーの反応性比の積の値が０．４〜１の間である）、ことを特徴としている。
【０００７】
この発明のコポリマーは、１．５ｄｌ／ｇ以上、好ましくは２ｄｌ／ｇ以上、一般に２．５〜３．５ｄｌ／ｇの固有粘度を有する。２．５〜３．０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するコポリマーが特に好ましい。
ジエン又はポリエン単位の含量は０．５〜５モル％が好ましい。
コポリマーは熱可塑性材料の通常の製造法（成形、押出、射出など）により物品に変換することができ、関連の物品は、特に生体臨床用物品に興味ある弾性プラスチック性を備えている。
【０００８】
高弾性プラスチック性のコポリマーは２５℃、１分で２００％の低い残留伸び値（この値は３０％より低く、一般に１０〜２０％の間）、及び４ＭＰａ一般に５〜１０ＭＰａで高い極限引張強さで明らかである。これらの値は、ＡＳＴＭ Ｄ４１２により行ったテストのものである。
光学特性は、１ｍｍ厚のプレート上で、原入射角からの透過光の量（“曇り（ｈａｚｅ）”）を測定して評価される。この発明の造形品の製造に使用されるコポリマーは、一般に約４０％以下、好ましくは約２５％以下の曇り価で特徴付けられる。
【０００９】
この発明のコポリマーは、エチレンと、プロピレン及び／又はアルファ−オレフィンＣＨ2＝ＣＨＲ（Ｒは２〜１０の炭素原子含有のアルキル基）とを任意にジエン又はポリエンの存在下で、ジルコニウムのメタロセン誘導体（例えばエチレンビス（テトラインデニル）ジルコニウムジクロリド又はジメチルシラニレン−ビステトラヒドロインデニル）ジルコニウムジクロリド）及びテトライソブチル−アルモキサンから得られたキラール触媒（イタリア特許出願MI92-A-000666）により重合させて作ることができる。
【００１０】
共重合は、プロピレン及び／又はアルファ−オレフィンの液相中で約４０〜５０℃の温度で行うことができる。
使用しうるアルファ−オレフィンとしては、例えばブチレン−１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、ドデセン−１がある。ジエン又はポリエンとしては、１，４−ヘキサジエンのような、線状非共役ジオレインから、又は、５−エチリデン−２−ノルボルネンのような環と内部ブリッジを有するものから選択するのが好ましい。
【００１１】
得られるコポリマーは、金属含量が非常に低いのが特徴で、一般にジルコニウムの量は約１ｐｐｍ以下、アルミニウムの量は５００ｐｐｍ以下一般に４０〜１００ｐｐｍである。しかし、より低い金属の残留量を有するコポリマーを得ることができる。その上、含有金属は、体液との接触で溶出せず、生体臨床適用に有利である。
【００１２】
これらのコポリマーは、低温（−４０℃以下）での柔軟性、熱可塑加工性及び光学的透明性を併有したユニークな性質を示し、さらに、血液及び軟組織との適合性が良好である。
これらの性質のため、コポリマーは、生体臨床用物品の製造に特に適するものである。
【００１３】
生体臨床用物品とは、体液との接触を意図した物品や生体への注射用物品を意味する。例えば、この発明による物品には、腸内及び非経口供給用チューブ、ぜん動ポンプ用チューブ、カテーテル、溶血用装置、血液又はプラズマ用バッグ、シリンジシール、人工器具及び類似のものが挙げられる。
【００１４】
この発明の物品の製造に使用されるコポリマーが透明特性を有する（２０％より低い曇り値）ため、血液と生理学的液体を含有、投与、排出及び運搬する装置、例えば、静注用カテーテル、透析用チューブ、血液、生理学的溶液用のバッグ、及び類似のものに使用するのに特に興味がある。装置内の、泡の存在、血栓、透析具中の生体ミネラル源のスケール、外来性材料の存在などを実際に容易に検出することができる。
【００１５】
この発明による物品は、公知の技術によるガンマー線照射のような照射による滅菌又は化学的（殺菌剤による）滅菌、病院で使用される溶剤に対する耐性、公知の溶接技術による溶接性や寸法安定性の興味ある特性を示す。
【００１６】
【実施例】
次に実施例を示すが、これによって限定されるものではない。
実施例１と２
エチレン−ビス−（テトラヒドロインデニル）ジルコニウムジクロリドとテトライソブチルアルキモサンから得た触媒成分を用い、イタリア特許出願MI-92-A-000666号記載の方法によって、エチレンの６９モル％（実施例１）と７５モル％（実施例２）をそれぞれ含有するエチレン−プロピレンコポリマーを作った。得られたコポリマーは２．５〜３．０ｄｌ／ｇの間の固有粘度を示した。
【００１７】
コポリマーの特徴付けは、一般に製造品の生産に使用される冷却に近づけるため４０℃／分の２００℃から室温度への冷却速度を用い、圧力ダイカストで作った標品で行った。実験データを表１に示す。
【００１８】
【表１】
捩り性率の測定は、幅１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ、有用なセグメント長さ２０ｍｍの標品に関して、ポリマーラボラトリーのＤＭＴＡで１０Ｈｚの振動数で行った。
実施例１と２のコポリマーが生体用の物品の製造に適することは、実験上次のテストに合格することにより証明された。テストには、内径ＩＤ＝２．６ｍｍ、外形ＯＤ＝３．６ｍｍ、厚みｔ＝０．５ｍｍの管状標品を用いた。
【００２０】
引っ張りテスト
長さＬ＝６１ｃｍの標品を長さが２倍になるまで手で引伸す。テストの合格は“クラック”のないことで示される。
【００２１】
結節テスト
簡単な結節を長さ役３０．５ｃｍの標品で作り、自由端をゆっくり引伸し結節をタイトにする。このテストを合格するには、管の壁は、管自体を通しの液体の流れをブロックするように互にくっついてはならない。
【００２２】
キンクテスト
管を室温で６時間Ｖ型クランプで曲げを保持し、その後フリーにする。管はふさがらず、曲がりやネックを示さない。
【００２３】
【発明の効果】
上述のように、この発明で使用されるコポリマー中に含まれる金属は体液と接触しても本質的に抽出されず、生体用途に特に有利な性質である。
Claims (6)
- 次の性質：
融解エンタルピーとして測定した結晶化度含量が２０Ｊ／ｇより低く、
ペンタン溶解性が２５℃で９０％より高く、
トリアドの形のプロピレン単位又はアルファ−オレフィン誘導の単位の含量がプロピレン又はアルファ−オレフィンの４〜５０％の間でありかつアイソタクチック構造を有するトリアドの％が少なくとも７０％で、
エチレンｒ1とプロピレン又はアルファ−オレフィンｒ2の反応比の積ｒ1・ｒ2が０．４と１の間で、固有粘度が１．５ｄｌ／ｇより大きい、
ことを特徴とする、４５〜８５モル％のエチレン、１５〜５５モル％のプロピレン及び／又はアルファ−オレフィンと０〜１０モル％のジエン又はポリエンを含有する、エチレンとプロピレン及び／又はアルファ−オレフィンＣＨ2＝ＣＨＲ（Ｒは２〜１０の炭素原子を含有するアルキル基）と任意に少量のジエン又はポリエン誘導の単位でのコポリマーから製造された生体臨床用の造形品。 - コポリマーが、２．５〜３．０ｄｌ／ｇの固有粘度で特徴付けられる請求項１による造形品。
- コポリマーが、５０〜７５モル％のエチレンを含有するものである請求項１による造形品。
- コポリマーが３０％以下の残留伸びと４ＭＰａ以下の極限引張り強さを有する請求項１による造形品。
- コポリマーが４０％以下の曇り値を有する請求項１による造形品。
- 造形品が、血液、生体又は生理液を含有、投与、排出又は運搬用の装置、腸内及び非経口供給用チューブ、カテーテル、シリンジシール又は人工器官の形である請求項１による造形品。
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