JP5730213B2 - 抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、様々な医療用途において抗菌性コーティングを使用するためのシステムおよび方法に関する。近代の医学的治療の主な課題の１つは、微生物の感染および蔓延の抑制である。

この課題が常に提起される１つの分野は、様々な種類の点滴治療にある。点滴治療は、最も一般的な医療処置の１つである。入院患者、自宅看護患者および他の患者は、血管系に挿入された血管アクセスデバイスを介して液体、医薬および血液製剤を受ける。感染を治療し、麻酔もしくは鎮痛を提供し、栄養補助を提供し、癌成長を治療し、血圧および心臓律動性を維持するために、または多くの他の臨床的に有意な用途のために点滴治療を使用することができる。

点滴治療は、血管アクセスデバイスによって促進される。血管アクセスデバイスは、患者の末梢または中枢血管系にアクセスすることができる。また、血管アクセスデバイスは、短期間（例えば数日間）、中期間（例えば数週間）または長期間（例えば数カ月間から数年間）にわたって留置することができる。血管アクセスデバイスを連続的点滴治療または断続的治療のために使用することもできる。

一般的な血管アクセスデバイスは、患者の静脈に挿入されるプラスチックカテーテルである。一般に、当該カテーテルの長さは、末梢アクセスのための数センチメートルから中枢アクセスのための多センチメートルの範囲であってよい。カテーテルは経皮的に挿入することができ、または患者の皮膚の下に外科移植することができる。カテーテル、またはそれに装着された任意の他の血管アクセスデバイスは、単一の管腔、または多くの液体を同時に注入するための複数の管腔を有することができる。

血管アクセスデバイスは、一般には、他の医療デバイスを装着できるアダプタ（例えばルアーアダプタ）を含む。例えば、投与セットを血管アクセスデバイスの一端に装着し、静脈（ＩＶ）袋を他端に装着することができる。投与セットは、液体および医薬の連続注入のための液体導管である。一般に、ＩＶアクセスデバイスは、別の血管アクセスデバイスに装着し、血管アクセスデバイスを閉鎖し、液体および医薬の断続的注入または注射を可能にする血管アクセスデバイスである。ＩＶアクセスデバイスは、筐体および系を閉鎖するための隔膜を含むことができる。隔膜をブラントカニューレまたは医療デバイスの雄型ルアーで開放することができる。

血管アクセスデバイスの隔膜が適正に動作できないか、または不十分な設計特徴を有する場合は、特定の併発症が起こり得る。点滴治療に伴う併発症は、重大な罹患およびさらには死亡を引き起こし得る。１つの重大な併発症は、カテーテル関連血流感染（ＣＲＢＳＩ）である。米国の病院では推定で年間２５００００〜４０００００件の中枢静脈カテーテル（ＣＶＣ）関連血流感染（ＢＳＩ）が発生している。

現行の血管アクセスデバイスは、他の医療デバイスによる血管アクセスデバイスの装着および／またはアクセス中に適正に機能する隔膜を提供することによって、ＣＲＢＳＩをもたらす感染などの併発症を防止する。適正に機能する隔膜は、一部に、他の医療デバイスによる装着および／またはアクセス中に血管アクセスデバイスの内部環境と外部環境の間の感染遮断物として作用することになる。感染遮断物として適正に機能することによって、隔膜は、ＣＲＢＳＩおよび他の併発症を最小限に抑える。

場合によっては、血管アクセスデバイスは、汎発性ＢＳＩをもたらす感染の核として作用し得る。これは、定期的にデバイスを洗浄することを怠ること、非無菌挿入技術、またはカテーテル挿入後に流路のいずれかの端部を介して液体流路に入る病原体によって引き起こされ得る。血管アクセスデバイスが汚染されると、病原体は、血管アクセスデバイスに接着し、コロニー形成し、生物膜を形成する。多くの当該生物膜は、様々な殺生剤に対して抵抗性を有し、患者の血流に入ってＢＳＩを引き起こす病原体の補給源を提供する。

過去数十年間にわたって、熱可塑性ポリウレタン溶液を抗菌性コーティングの担体として使用することが慣例であった。溶媒は、通常、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、または両者のブレンドである。ＴＨＦは、非常に迅速に酸化することができ、非常に強い爆発性を有する傾向があるため、ＴＨＦを溶媒として使用する場合は高価な防爆のコーティング設備が必要である。ＴＨＦおよびＤＭＦなどの強過ぎる溶媒は、毒性が強く、環境的に有害でもある。さらに、強過ぎる溶媒は、医療デバイス（例えば血管アクセスデバイス）を製造するために使用される大抵のポリマー材料（すなわちポリウレタン、シリコーン、ポリイソプレン、ブチルゴムポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ＰＥＴおよびアクリル）を攻撃する傾向がある。したがって、これらの材料で作製される医療デバイスは、変形し、かつ／またはそれらの表面に微小亀裂を形成し得る。強過ぎる溶媒を含むコーティングの別の問題は、当該コーティングが、一般に、溶媒を完全に熱蒸発させるために比較的長い時間（例えば２４時間）を必要とすることである。強過ぎる溶媒を含むコーティングのさらに別の問題は、当該溶媒を医療デバイスの表面全体に均一に塗布することが困難なことである。よって、強過ぎる溶媒を使用する従来の技術は、処理および性能に関して根強い問題がある。

医療デバイスに抗菌性を付与するための別の従来の方法は、銀塩および銀元素の使用を含む。銀塩および銀元素は、医療外科業界および全般的な産業の両方において周知の抗菌剤である。それらは、通常、ポリマーバルク材料に含められるか、またはプラズマ、熱蒸着、電気メッキ、もしくは従来の溶媒コーティング技術によって医療デバイスの表面に塗布される。しかし、これらの技術は、しばしば非常に単調で、高価で、時間がかかり、環境的に有害である。

加えて、銀コーティング医療デバイスの性能は、せいぜい月並みである。例えば、銀塩または銀元素から電離した銀イオンが抗菌剤として一定の効果を達成できるまで８時間までの時間を要し得る。その結果、銀コーティングが一様に効果的になる前に実質的な微生物活性が生じ得る。また、銀化合物または銀元素は、濃琥珀色から黒色の不快な色を有する。

よって、当該技術分野において、様々な種類の医療デバイス、特に点滴治療に関連するデバイスに抗菌機能を付与するための改良されたコーティングが必要である。当該抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布する改良された方法も必要である。

米国特許出願第１２／３９７，７６０号明細書 米国特許出願第１２／４７６，９９７号明細書

本発明は、抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布するための現在利用可能なシステムおよび方法によってまだ十分に解決されていない当該技術分野での問題および必要性に対応して開発された。したがって、本方法、システムおよび組成物は、医療デバイスに改良された抗菌性コーティングを塗布するための改良された方法およびシステムを提供することによって、問題（例えば、ＣＲＢＳＩの発生、強過ぎる溶媒によって引き起こされる医療デバイスの損傷、強過ぎる溶媒によって引き起こされる環境的損傷など）を軽減するために開発されている。

一般に、本発明は、医療デバイスに抗菌性コーティングを塗布することを含む。本方法を使用して、様々な材料から作製された医療デバイスを被覆することができる。しかし、いくつかの好適な実施態様において、本方法を使用して、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリルおよびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない１つまたは複数のポリマー基板を含む医療デバイスを被覆する。

本方法を、広範なコーティングの１種または複数を用いて実施することができる。しかしながら、好適なコーティングは、紫外光（ＵＶ）硬化性抗菌性組成物および抗菌性溶液から選択される。

コーティングがＵＶ硬化性抗菌性組成物を含む場合には、ＵＶ硬化性組成物は任意の好適な成分を含むことができる。いくつかの実施態様において、ＵＶ硬化性組成物は、少なくとも１つのアクリレート型官能基を有する１つまたは複数のウレタンまたはポリエステル型オリゴマー、アクリル型モノマーおよび光開始剤を含むＵＶ硬化性材料を含む。また、いくつかの実施態様において、ＵＶ硬化性組成物は、１つまたは複数の流動改質剤および抗菌剤をさらに含む。

コーティングが抗菌性溶液を含む場合には、溶液は任意の好適な成分を含むことができる。実際、いくつかの実施態様において、溶液は、１つまたは複数の溶媒、コーティング樹脂、流動改質剤および抗菌剤を含む。

本方法は、一般に、医療デバイスを用意するステップと、抗菌性コーティングをデバイスの表面に施こすステップと、過剰のコーティングをデバイスから洗い流すステップと、コーティングをデバイス上に硬化させるステップとを含む。勿論、それらの方法を任意の好適な方式で改造することができる。改造の一例において、それらの方法は、デバイスの一部をマスキングして、マスキングによって被覆された医療デバイスの部分にコーティングが堆積されることを防止するステップを含む。

本方法において、コーティングを任意の好適な方式でデバイスの表面上に施こすことができる。一例において、装置が、計算された量のコーティングをデバイスに注入する。

抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布した後に、過剰のコーティングが存在すれば、それを任意の好適な方式でデバイスから除去することができる。例えば、デバイスからの過剰のコーティングに不活性ガスを吹きつけること、医療デバイスを遠心で旋回させること、デバイスを材料で拭くこと、重力を利用すること等によって過剰のコーティングを除去することができる。しかし、ここで好適ないくつかの実施態様において、窒素ガスを使用して、医療デバイスからの過剰のコーティングに吹き付けを行う。

過剰のコーティングを医療デバイスから除去すると、コーティングを任意の好適な方式で硬化させることができる。例えば、ＵＶ硬化性組成物を、ＵＶ光への露光を介して迅速に硬化させることができる。例えば、ＵＶ硬化性組成物を医療デバイスに塗布した後に、処方および硬化条件に応じて、組成物を数秒または数分以内に硬化させることができる。別の例において、抗菌性溶液を熱（例えば赤外線熱）への曝露によって比較的迅速に硬化させることができる。実際、特定の状況下で、溶液を約５分以内に摂氏約１００度（Ｃ）で熱硬化させることができる。

本発明の方法は、ＩＶアクセスデバイスを被覆する分野において特に有用であることが証明されたが、物体に抗菌性コーティングを塗布することを含む様々な異なる製造分野における様々な異なる用途に本方法を使用できることを当業者なら理解するであろう。

本発明のこれらの特徴および他の特徴ならびに利点は、以降の説明および添付の特許請求の範囲において記載されているか、またはより明らかになるであろう。それらの特徴および利点を、特に添付の特許請求の範囲に指摘されている装置および組合せによって認識および取得することができる。また、本発明の特徴および利点は、本発明の実施によって学習され得るか、または以降に記載される説明から明らかになるであろう。

本発明の上記特徴および他の特徴ならびに利点を取得する方法を、容易に理解するために、添付の図面に示されるその具体的な実施形態を参照することによって、簡単に上述した本発明のより具体的な説明を提示する。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すため、その範囲を限定するものと見なされるべきでないことを理解した上で、添付の図面の使用を介して、本発明をさらに具体的かつ詳細に記載および説明する。

医療デバイスに抗菌性コーティングを塗布するための方法の代表的な実施形態の構成図である。 医療デバイスに抗菌性コーティングを塗布するための方法の代表的な実施形態の構成図である。 ＩＶアクセスデバイスの代表的な実施形態の斜視図である。 抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布するためのシステムの代表的な実施形態の斜視図である。 図４Ａに示されるシステムの動作中に医療デバイスを保持するための代表的なパレットの斜視図である。

本発明は、医療デバイスの１つまたは複数の表面に抗菌性コーティングを塗布するための方法および組成物に関する。抗菌性コーティングを医療デバイス上に硬化させると、コーティング中の抗菌剤は、コーティングがＩＶ液または他の種類の液体によって軟化されたときにコーティングから徐々に拡散することができる。よって、医療デバイスの被覆面に接触する微生物を殺すことができ、医療デバイスは、長時間にわたって衛生状態を維持することができる。

図１は、本コーティング方法の代表的な実施形態を示す。具体的には、図１は、医療デバイスに抗菌性コーティングを塗布するための方法１０が、一般に、医療デバイス１２を用意するステップと、抗菌性コーティングをデバイス１４上に施こすステップと、過剰のコーティングをデバイス１６から洗い流すステップと、コーティングをデバイスに硬化させるステップとを含むことを示す。本コーティング方法をより深く理解するために、以下の開示は、コーティング方法に使用できる医療デバイスおよび抗菌性コーティング、方法の様々な段階、ならびに方法を実施こすためのシステムのより詳細な開示を提供する。

本コーティング方法に使用できる医療デバイスの種類に関して、ＩＶアクセスデバイス、医療用チューブ、カテーテル組立品、および患者に流入する、または患者から流出する液体と接触する任意の他の実用可能な医療用装置を含むが、それらに限定されない任意の好適な医療デバイスに対してそれらの方法を使用することができる。

医療デバイスは、本方法に使用するのに好適である任意の材料を含むことができる。しかし、いくつかの典型的な実施形態において、医療デバイスは、１つまたは複数のポリマー基板を含む。例えば、医療デバイスは、１つまたは複数のポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、シリコーン、ＰＥＴプラスチック、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルおよびそれらの組合せを含むことができる。

抗菌性コーティングは、医療デバイスに対して使用するのに好適である任意の好適な抗菌性組成物を含むことができる。しかしながら、好適な実施形態において、抗菌性コーティングは、ＵＶ硬化性抗菌性組成物および抗菌性溶液から選択される。ＵＶ硬化性組成物および抗菌性溶液をより深く理解するために、各々を以下により詳細に説明する。

ここで好適ないくつかの実施形態において、抗菌性コーティングは、ＵＶ硬化性抗菌性組成物を含む。当該実施形態において、ＵＶ硬化性組成物は、任意の好適な成分を含むことができる。本発明の一態様において、ＵＶ硬化性コーティングは、ＵＶ硬化性ポリマー組成物を形成することが可能である材料（本明細書ではＵＶ硬化性材料と称する）を含む。ＵＶ硬化性材料は、任意の好適な成分を含むことができるが、いくつかの好適な実施形態において、ＵＶ硬化性材料は、１つまたは複数のオリゴマー、モノマーおよび光開始剤を含む。ＵＶ硬化性材料に加えて、ＵＶ硬化性組成物は、効果的な抗菌剤をさらに含む。ＵＶ硬化性組成物を形成するために一緒に添加される様々な成分を以下に記載する。以下の説明において、ＵＶ硬化性材料は、１００重量部を構成することになる。また、ＵＶ硬化性組成物を形成するためにＵＶ硬化性材料に添加される成分は、１００重量部のＵＶ硬化性材料に添加される重量部で定義されることになる。

ＵＶ硬化性材料は、ＵＶ硬化性組成物の他の成分と相溶性があり、本発明の範囲内で使用可能である任意のオリゴマーを含むことができる。しかしながら、オリゴマーは、一般に、１つまたは複数のアクリル化脂肪族ウレタン、アクリル化芳香族ウレタン、アクリル化ポリエステル、不飽和ポリエステル、アクリル化ポリエーテルおよびアクリル化アクリル等またはそれらの組合せから選択される。実際、いくつかの実施形態において、ＵＶ硬化性コーティングは、ウレタンまたはポリエステル型アクリレート、例えば、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃｓ．（ＥＭＩ）（ＥＭ Ｂｒｅｃｋｅｎｒｉｄｇｅ，Ｃｏ）の７１０４、７１０１、７１２４−Ｋ、７１０５−５Ｋ、Ｄｙｍａｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（コネチカット州Ｔｏｒｒｉｎｇｔｏｎ）の１１６８−Ｍ、Ｉ−２０７８１、またはＰｅｒｍａｂｏｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（ニュージャージ州Ｓｏｍｅｒｓｅｔ）のＵＶ６３０を含む。オリゴマーがアクリル化官能基を含む場合には、官能基は、好ましくは、一官能性、二官能性、三官能性、四官能性、五官能性および六官能性アクリレートから選択される。

オリゴマーは、ＵＶ硬化性材料の任意の好適な部分を占めることができる。しかし、典型的には、オリゴマーは、ＵＶ硬化性材料の約１０％から約９０％を構成することになる。いくつかの好適な実施形態において、オリゴマーは、ＵＶ硬化性材料の約２０％から約８０％を構成する。しかし、一部の他の実施形態において、オリゴマーは、ＵＶ硬化性材料の約３０％から約７０％を構成する。

ＵＶ硬化性材料におけるモノマーを、ＵＶ硬化性組成物の他の成分と相溶性があり、本発明の範囲内で使用可能である任意のモノマーから選択することができるが、モノマーは、好ましくは、２−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸イソオクチル、イソボルニルアクリレート、ジアクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸トリエチレングリコール、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメトキシフェニルアセトフェノンヘキシルメチルアクリレート、メタクリル酸１，６−ヘキサンジオール等またはそれらの組合せから選択される。

典型的な実施形態において、モノマーは、ＵＶ硬化性材料の約５％から約９０％を構成する。しかし、他の実施形態において、モノマーは、ＵＶ硬化性材料の約１０％から約７５％を構成する。さらに他の実施形態において、モノマーは、ＵＶ硬化性材料の約２０％から約６０％を構成する。

光開始剤は、ＵＶ硬化性組成物（すなわちＵＶ硬化性材料）の他の成分と相溶性があり、本発明の範囲内で使用可能である任意の光開始剤を含むことができる。一般に、光開始剤は、単一の分子開裂型光開始剤、例えば、１つまたは複数のベンゾインエーテル、アセトフェノン、ベンゾイルオキシムおよびアシルホスフィン酸化物；または水素誘引型光開始剤、例えば、ミヒラーケトン、チオキサントン、アントロギオノン、ベンゾフェノン、メチルジエタノールアミンおよび２−Ｎ−ブトキシエチル−４−（ジメチルアミノ）ベンゾエートから選択される。

光開始剤は、典型的には、ＵＶ硬化性材料の約０．５％から約１０％を構成する。実際、いくつかの実施形態において、光開始剤は、ＵＶ硬化性材料の約１％から約８．５％を構成する。さらに他の実施形態において、光開始剤は、ＵＶ硬化性材料の約２％から約７％を構成する。

抗菌剤は、ＵＶ硬化性組成物の他の成分と相溶性があり、本発明の範囲内で使用可能である任意の抗菌剤を含むことができる。また、いくつかの実施形態において、抗菌剤は、ＵＶ硬化性組成物に溶解するか、または均一に分散され得る薬剤を含む。よって、当該実施形態において、十分な抗菌剤がＵＶ硬化性組成物内を移動して、微生物活性の箇所に接触することができる。いずれの場合も、抗菌剤は、ＵＶ硬化性組成物の他の成分と化学的に反応しないことが好適である。ＵＶ硬化性組成物との使用に好適である抗菌剤のいくつかの例としては、１つまたは複数のアルデヒド、アニリド、ビグアニド、銀、銀化合物、ビスフェノールおよび第四級アンモニウム化合物が挙げられる。

抗菌剤は、一般に、１００重量部のＵＶ硬化性材料に対して、約０．５から約５０重量部の量でＵＶ硬化性組成物に存在する。他の実施形態において、抗菌剤は、１００重量部のＵＶ硬化性材料に対して、約０．５から約３０重量部の量でＵＶ硬化性組成物に存在する。ＵＶ硬化性組成物のさらなる実施形態において、抗菌剤は、１００重量部のＵＶ硬化性材料に対して、約０．５から約２０重量部の量で存在する。

前記材料に加えて、ＵＶ硬化性組成物は、任意の他の好適な成分を含むことができる。実際、一部の実施形態において、ＵＶ硬化性組成物は、組成物の流動特性を向上させ、成分を組成物全体に均一に分散させるのに役立つ流動改質剤をも含む。当該実施形態において、流動改質剤は、好ましくは、有機粘土、キャスター蝋、ポリアミド蝋、ポリウレタンおよびヒュームドシリカから選択される。また、当該実施形態において、流動改質剤は、一般には、１００重量部のＵＶ硬化性材料に添加される約０．１から約３０重量部を構成する（すなわち、ＵＶ硬化性材料は１００重量単位であり、流動改質剤は、１００重量部のＵＶ硬化性材料に添加される追加的な重量の約０．１から約３０重量部を構成する）。他の実施形態において、流動改質剤は、１００重量部のＵＶ硬化性材料に対して０．１から約２０重量部を構成する。一部のさらなる実施形態において、流動改質剤は、１００重量部のＵＶ硬化性材料に対して約０．２から約１０重量部を構成する。

ＵＶ硬化性組成物は、任意の他の好適な特徴を有することもできる。例えば、いくつかの実施形態において、ＵＶ硬化性組成物は、約１００００センチポアズ（ｃｐｓ）未満の粘度を有する。他の実施形態において、ＵＶ硬化性組成物の粘度は、約５０００ｃｐｓ未満である。ここで好適ないくつかの実施形態において、ＵＶ硬化性組成物は、約２０から約１０００ｃｐｓの粘度を有する。

ＵＶ硬化性組成物を以上に具体的に説明したが、ＵＶ硬化性組成物のより詳細な説明は、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００９年３月４日に出願され、「Antimicrobial Compositions」という名称の特許文献１に見いだされる。

抗菌性コーティングが抗菌性溶液を含む場合には、溶液は、任意の好適な成分を含むことができる。いくつかの実施形態において、抗菌性溶液は、アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマー、溶媒および抗菌剤を含む。抗菌性溶液をより深く理解するために、その前記成分の各々を以下により詳細に説明する。

アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマーは、抗菌性溶液の他の成分と相溶性があり、本発明の範囲内で使用可能である任意のアクリレートポリマーおよび／またはコポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態において、アクリレート型ポリマー、コポリマーまたはポリマー樹脂は、水に不溶であるが、以降に記載する溶媒の１種または複数に可溶である。例えば、アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマーは、一般に、１つまたは複数のアクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アルキルヒドロキシル（メタ）アクリレートおよびアルキルメトキシシンナメートアクリレートから選択される。この例において、アクリレートは、アクリル酸アルキル、アルキルヒドロキシ（メタ）アクリレートまたはメタクリル酸アルキルであり得る。また、この例において、アルキル基は、０から２２の炭素数を有することができる（０は水素を指し、１はメチル基を指し、２はエチル基を指し、３はプロピル基を指すなどであるが、０から６の数字が好ましく、０から３がより好ましい）。

抗菌性溶液における溶媒は、抗菌性溶液の他の成分と相溶性があり、溶液が意図された通りに機能することを可能にする任意の溶媒を含むことができる。例えば、溶媒は、前記アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマーを溶解させることが可能である様々な溶媒の１種または複数を含むことができる。好適な溶媒のいくつかの例としては、１つまたは複数の低分子量アルコール、低分子量アルカン、単純ケトンおよびそれらの組合せが挙げられる。好適な低分子量アルコールのいくつかの例は、１から６個の炭素を含むアルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールおよびブタノール）を含む。しかし、メタノールは比較的迅速に蒸発するため、いずれの実施形態においてもメタノールは好適でない。その代わり、ここで好適ないくつかの実施形態において、溶媒は、エタノールまたはイソプロパノールを含む。好適な低分子量アルカンのいくつかの好適な例は、５から７個の炭素を有するアルカン（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびそれらの異性体）を含む。実際、いくつかの好適な実施形態において、溶媒は、ヘキサンおよび／またはヘプタンを含む。また、好適な単純ケトンの例はアセトンである。しかし、アセトンを含むいくつかの実施形態において、溶媒は、好ましくは、アルコールまたはアルカンなどの別の溶媒をも含むことに留意されたい。

溶媒は、抗菌性溶液の任意の好適な量を構成することができるが、いくつかの実施形態において、溶媒は、抗菌性溶液の乾燥重量の約６７％未満を構成する。例えば、ポリマーが抗菌性溶液の約６０％±１０％を占める場合には、溶媒は、溶液の約４０％±１０％未満を占めることができる。しかし、他の実施形態において、溶媒は、組成物の乾燥重量の約５０％未満を構成する。さらに他の実施形態において、溶媒は、組成物の乾燥重量の約４０％未満を構成する。

抗菌性溶液における抗菌剤は、溶液の他の成分と相溶性があり、溶液が意図した通りに機能することを可能にする任意の抗菌剤を含むことができる。実際、抗菌性溶液のための抗菌剤は、一般に、１つまたは複数のアルデヒド、アニリド、ビグアニド、銀、銀化合物、ビスフェノールおよび第四級アンモニウム化合物から選択される。場合によっては、抗菌剤は、好ましくは、塩化セチルピリジウム、セトリミド、塩化ベンズアルコニウム、アレキシジン、二酢酸クロルヘキシジンおよびｏ−フタルアルデヒドから選択される。

抗菌剤は、抗菌性溶液の任意の好適な量を構成することができ、いくつかの実施形態において、抗菌剤は、溶液の乾燥重量の約５０％未満を構成する。他の実施形態において、抗菌剤は、抗菌性溶液の乾燥重量の約３０％未満を構成する。さらに他の実施形態において、抗菌剤は、抗菌性溶液の乾燥重量の約０．５％から約２０％を構成する。

前記成分に加えて、抗菌性溶液は、任意の他の好適な成分を含むことができる。実際、いくつかの実施形態において、抗菌性溶液は、一般に、有機粘土、キャスター蝋、ポリアミド蝋、ポリウレタンおよびヒュームドシリカから選択される流動改質剤を含む。当該実施形態において、流動改質剤は、一般に、抗菌性溶液の乾燥重量の約０．２％から約３０％の量で存在する。すなわち、溶媒が蒸発したときの組成物の重量である。一部の他の実施形態において、流動改質剤は、抗菌性溶液の乾燥重量の約０．２％から約２０％の量で存在する。一部の他の実施形態において、流動改質剤は、抗菌性溶液の乾燥重量の約０．２％から約１０％の量で存在する。

抗菌性溶液を以上に具体的に説明したが、抗菌性溶液のより詳細な説明は、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００９年６月２日に出願され、「Antimicrobial Coating Compositions」という名称の特許文献２に見いだされる。

本方法を任意の好適な方式で実行または改造することができる。例として、図２は、医療デバイスを被覆するための本方法の好適な１つの実施形態を示す。具体的には、図２は、方法１１が、医療デバイスを用意することによって１２で開始する例を示す。

次に、１３において、図２は、方法１０が医療デバイスの１つまたは複数の所望の部分をマスキングして、抗菌性コーティングがマスキングされた部分と接触することを防止するステップを場合によって含むことを示す。例として、図３は、医療デバイスが、ルアー構成要素１０２を有するＩＶアクセスデバイス１００（例えばＢＥＣＴＯＮ ＤＩＣＫＩＮＳＯＮのＱ−ＳＹＴＥ（登録商標）ＩＶアクセスデバイス）の一部を含む場合に、ルアー１０２の外面が抗菌性コーティングで被覆されるのを防止するように、ルアー構成要素１０２を医療用チューブ１０４に挿入できることを示す。

図２に戻ると、ボックス１４は、方法１０が、抗菌性コーティング（例えば、ＵＶ硬化性組成物または抗菌性溶液）を医療デバイス上に施こすことによって継続することを示す。任意の好適な量の抗菌性コーティングを医療デバイスの所望の（１つまたは複数の）表面上に施こすことができる。例えば、医療デバイスが図３のＩＶアクセスデバイスを含む場合には、約０．０１から約０．０５グラムの抗菌性コーティングをデバイスの内部管腔１０６に施こすことができる。さらに別の例において、医療デバイスが図３のＩＶアクセスデバイスを含む場合には、約０．０２から約０．０４グラムの抗菌性コーティングをデバイスの内部管腔に施こす。

抗菌性コーティングを医療デバイス上に施した後に、図２のボックス１６は、デバイス上の過剰のコーティングを洗い流すか、または医療デバイスから別のやり方で除去することを示す。このようにして、抗菌性コーティングが、被覆表面全体にわたって均一の厚さを有するようにすることができる。不活性ガスを医療デバイスの被覆表面全体に吹きつけること、医療デバイスを遠心で旋回させること、過剰の材料を引力によりデバイスから滴下させること等を含む任意の好適な方法で過剰のコーティングを除去することができる。しかしながら、ここで好適ないくつかの実施形態において、窒素、ヘリウムまたはアルゴンなどの加圧不活性ガスを被覆表面全体に吹きつける。例として、医療デバイスが図３のＩＶアクセスデバイス１００を含む場合には、好ましくは、約５から約２５ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）（例えば１０ｐｓｉ±５ｐｓｉ）の空気圧の窒素などの不活性ガスを被覆面に吹きつける。

本方法を通じて廃棄される抗菌性コーティングの量を減少させるために、図２のボックス１７は、医療デバイスから洗い流される過剰の抗菌性コーティングを場合により回収およびリサイクルすることを示す。換言すれば、過剰の抗菌性コーティングを回収し、別の医療デバイスを被覆するために使用することができる。

過剰の抗菌性コーティングを医療デバイスから除去すると、ボックス２０および２２は、デバイス上に残ったコーティングを硬化させることを示す。抗菌性コーティングを任意の好適な方法で硬化させることができるが、ボックス２０は、抗菌性コーティングがＵＶ硬化性組成物を含むいくつかの実施形態において、ＵＶ硬化性組成物をＵＶ光に露光することによって硬化させることを示す。当該実施形態において、ＵＶ硬化性組成物を任意の波長のＵＶ光に露光することができる。１つの例において、ＵＶ硬化性組成物を、約３２０から約５００ｎｍの波長のＵＶ光に露光する。別の例において、ＵＶ硬化性組成物を、約３５０から約４５０ｎｍの波長の光に露光することによって架橋させる。

また、ＵＶ硬化性組成物が乾燥し、医療デバイスに硬化されることを可能にする任意の時間にわたってＵＶ硬化性組成物をＵＶ光に露光することができる。実際、１つの例において、ＵＶ硬化性組成物はＵＶ光への約１分未満の露光後に硬化する。別の例において、ＵＶ硬化性コーティングはＵＶ光への約３０秒未満の露光後に硬化する。さらに別の例において、ＵＶ硬化性コーティングはＵＶ光への約１０秒未満の露光後に硬化する。最後の例において、ＵＶ硬化性コーティングはＵＶ光への約４秒未満の露光後に硬化する。

次にボックス２２を参照すると、図２は、抗菌性コーティングが抗菌性溶液を含むいくつかの実施形態において、溶液を熱源（例えば、赤外線加熱器、対流加熱器、従来の加熱器等）からの熱に曝露することによって硬化させることを示す。当該実施形態において、デバイスを被覆する抗菌性溶液は任意の好適な温度で硬化可能である。１つの例において、溶液を約１２０℃未満の温度で硬化させる。別の例において、抗菌性溶液は約１００℃未満の温度で硬化する。さらに別の例において、抗菌性溶液を約６０℃未満の温度で硬化させる。

抗菌性溶液は特定の条件下で任意の好適な時間内で硬化させることができるが、溶液は約６０℃未満の温度への約１０分未満の曝露後に硬化する。同様に、特定の条件下で、抗菌性溶液は約１００℃未満の温度への約５分未満の曝露後に硬化する。

抗菌性コーティングを硬化すると、図２のボックス２４は、任意のマスキング材料を医療デバイスから場合により除去することを示す。その時点で医療デバイスを使用することができ、抗菌性コーティングが、液体（例えばＩＶ液）に曝露したほぼ直後に有効になり得る。

本方法を、図２に示される特徴の１つまたは複数を実施こすことが可能である任意の好適なシステムおよび／または装置によって実施こすことができる。実際、いくつかの実施形態において、本方法の少なくとも一部を医療デバイスコーティングシステムによって実施する。当該システムは、任意の好適な構成要素または特徴を含むことができるが、図４Ａは、医療デバイスコーティングシステム２００が、医療デバイスパレット２０２、コーティング施与ヘッド２０６およびガス施与ヘッド２０８を有する上部スライド２０４、コーティング弁２１０、ガス弁２１２、ガス溜２１４、過剰漏斗２１６ならびに加圧コーティング溜２１８を含む代表的な実施形態を示す。

医療デバイスコーティングシステムを任意の好適な方法で使用することができるが、システムをより深く理解するために、その使用の典型的な例を本明細書に示す。具体的には、図４Ｂは、ＩＶアクセスデバイス１００などの１つまたは複数の医療デバイスを、デバイス１００の内部管腔１０６に対する開口１０８が（図４Ａに示される）コーティング施与ヘッド２０６の方に向くように医療デバイスパレット２０２上に配置できることを示す。

医療デバイスがコーティング処理を通じて適正な方向にとどまるようにするために、パレットは、任意の好適な方法で医療デバイスを所望の方向に固定することができる。例示として、図４Ｂは、アクセスデバイス１００上のリップ１１０がパレット２０２上の溝２２０に滑入するとＩＶアクセスデバイス１００がパレット２０２に固定される実施形態を示す。

医療デバイスをパレット２０２に固定すると、図４Ａは、パレット２０２を上部スライド２０４の下に配置することを示す。この時点で、上部スライド２０４は、コーティング施与ヘッド２０６が（図４Ａに示されない）各デバイスの開口の上に配置されるようにパレット２０２に対して移動することができる。

施与ヘッドを被覆すべき医療デバイスの表面と位置合わせすると、コーティング弁２１０を開放して、所定量（例えば約０．０１から約０．０５ｇ）の抗菌性コーティングを、加圧コーティング溜２１８からコーティング施与ヘッド２０６を介して医療デバイス上に噴出させる。この施与プロセスは任意の好適な時間をとることができるが、場合によっては、施与プロセスは、４秒以下程度の短い時間（例えば約２秒±１秒）をとる。

コーティングを施した後に、上部スライド２０４は、ガス施与ヘッド２０８が各医療デバイスの被覆表面の上に配置されるように、矢印２２２の方向に移動する。ガス施与ヘッドを適正に位置合わせすると、上部スライド２０４は、ガス施与ヘッド２０８が（図４Ａに示されない）医療デバイスの開口に対するシールを形成するように、矢印２２４の方向に移動する。シールが形成されると、ガス弁２１２が開放して、制御圧力における制御量の不活性ガスが過剰のコーティングを医療デバイスから洗い流すことを可能にする。次いで、この過剰のコーティングを、過剰のコーティングを将来の使用のために加圧コーティング溜２１８に戻す過剰漏斗２１６に回収する。

過剰コーティングを医療デバイスから除去すると、パレット２０２を上部スライド２０４の下から除去し、抗菌性コーティングの組成に応じてＵＶ光チャンバまたは加熱チャンバなどの（図示しない）硬化チャンバに配置することができる。

硬化プロセスに続いて、プロセスを繰り返すことができるように、医療デバイスをパレットから除去し、新たなバッチの未被覆医療デバイスをパレットに配置することができる。

本システムを任意の好適な方法で改造することができる。１つの例において、図４Ａは、システム２００が医療デバイスを同時に被覆（４）するように構成される実施形態を示すが、システムを、任意の好適な数の医療デバイスを同時に被覆するように改造することができる。例えば、システムを、１つ、２つ、３つ、５つ、６つ、７つまたは８つ以上の医療デバイスを同時に被覆するように改造することができる。別の例において、コーティング施与ヘッドおよび個別ガス施与ヘッドを含む代わりに、その方法の施与部分と洗い流し部分との間の時間を速くするように単一ヘッドを介して抗菌性コーティングおよび不活性ガスを医療デバイスに施こすことができる。さらに別の実施形態において、パレット、ガス施与ヘッド、または医療デバイスの近傍の何らかの他の構成要素はＵＶ光源を含むことができる。当該実施形態において、システムは、パレットを上部スライドの下の箇所から除去することを必要とせずに医療デバイスを硬化させることができる。

以上に説明したように、本方法、装置および組成物は、いくつかの有利な特徴を有する。１つの例において、本方法は、比較的短時間で医療デバイスを抗菌性コーティング（例えばＵＶ硬化性組成物）で被覆することを可能にする。例えば、数時間（例えば２４時間）かけて強過ぎる溶媒（例えばＴＨＦまたはＤＭＦ）を医療デバイス上に硬化させる代わりに、ＵＶ硬化性コーティングおよび抗菌性溶液をそれぞれ数秒または数分以内に医療デバイス上に硬化させることができる。実際、抗菌性コーティングがＵＶ硬化性組成物を含むいくつかの実施形態において、組成物を施し、洗い流し、約３０秒以内で硬化させることができる。いくつかの好適な実施形態において、ＵＶ硬化性組成物を施し、洗い流し、約１０秒以内で硬化させることができる。同様に、抗菌性コーティングが抗菌性溶液を含むいくつかの実施形態において、溶液を施し、洗い流し、約１０分以内で硬化させる。しかし、ここで好適ないくつかの実施形態において、抗菌性溶液を施し、洗い流し、約５分以内で硬化させる。

本方法の有益な特徴の別の例において、それらの方法は、抗菌性コーティングを医療デバイスに実質的に均一なコーティング厚さで塗布することを可能にすることができる。さらに別の例において、本方法は、過剰の抗菌性コーティングをリサイクルさせるため、全体的に一定の従来のコーティング技術より少ない抗菌性コーティングを使用することができる。

さらに別の例において、本ＵＶ硬化性および抗菌性溶液は、一定の既知の抗菌性コーティングと比較していくつかの利点を提供する。例えば、ＵＶ硬化性および抗菌性溶液は、いくつかの競合的な抗菌性コーティング（例えばＴＨＦおよびＤＭＦ）より毒性が弱く、安価であり、環境に優しく、医療デバイスにもたらす変形または亀裂が小さく、見た目に快く、必要な装置が安価である可能性がある。

本発明を、本明細書および以降の特許請求の範囲に広く記載されるその構造、方法または他の実質的な特徴から逸脱することなく、他の具体的な形で具現化することができる。本実施形態および例は、あらゆる点において、単なる例示であり、限定的でないものと見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、先述の説明でなく、添付の請求項によって示される。特許請求の範囲と同等の意味および範囲内にあるすべての変更が、それらの範囲内に包含されることになる。

Claims (13)

1. 抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布するための方法であって、
   第１の医療デバイスを用意するステップと、
   ａ）ＵＶ硬化性抗菌性組成物であって、
   光開始剤、
   オリゴマー、
   モノマー、
   流動改質剤、および
   抗菌剤、
   からなるＵＶ硬化性抗菌性組成物、または、
   （ｂ）抗菌性溶液であって、
   アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマー、
   １から６個の炭素を有するアルコール、１から６個の炭素を有するアルカン、アセトン、およびそれらの組合せから選択される溶媒、
   流動改質剤、および
   抗菌剤、
   からなる抗菌性溶液、
   から選択される抗菌性コーティングを前記第１のデバイス上に施すステップと、
   過剰量のコーティングを前記第１のデバイスから洗い流すステップと、
   前記コーティングを硬化させるステップと、
   を含み、
   前記医療デバイスの材料は、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリルポリマー、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記光開始剤は、ベンゾインエーテル、アセトフェノン、ベンゾイルオキシム、アシルホスフィン酸化物、ミヒラーケトン、チオキサントン、アントロギオノン、ベンゾフェノン、メチルジエタノールアミン、２−Ｎ−ブトキシエチル−４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記オリゴマーは、アクリル化脂肪族ウレタン、アクリル化芳香族ウレタン、アクリル化ポリエステル、不飽和ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、アクリル化アクリル、およびそれらの組合せから選択され、
   前記モノマーは、２−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸イソオクチル、イソボルニルアクリレート、ジアクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸トリエチレングリコール、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメトキシフェニルアセトフェノンヘキシルメチルアクリレート、メタクリル酸１，６−ヘキサンジオール、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記流動改質剤は、有機粘土、キャスター蝋、ポリアミド蝋、ポリウレタンおよびヒュームドシリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記抗菌剤は、アルデヒド、アニリド、ビグアニド、銀、銀化合物、ビスフェノール、第四級アンモニウム化合物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマーは、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アルキルヒドロキシル（メタ）アクリレート、メトキシ桂皮酸アルキル、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 過剰のコーティングを洗い流すステップは、前記デバイスからの過剰のコーティングに加圧不活性ガスを吹きつけるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記過剰のコーティングをリサイクルし、第２の医療デバイス上に施すことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. コーティングを硬化させるステップは、前記ＵＶ硬化性組成物が配置された前記第１のデバイスをＵＶ光に露光するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 硬化ステップは、前記抗菌性溶液を有する前記第１のデバイスを熱に曝露するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布するための方法であって、
   医療デバイスを用意するステップと、
   前記コーティングが、
   オリゴマー、
   モノマー、
   光開始剤、
   流動改質剤、および
   抗菌剤、
   からなるＵＶ硬化性抗菌性組成物であって、これを前記医療デバイス上に施すステップと、
   過剰量の前記組成物を前記デバイスから洗い流すステップと、
   前記組成物をＵＶ光に露光することによって硬化させるステップと、
   を含み、
   前記医療デバイスの材料は、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリルポリマー、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記光開始剤は、ベンゾインエーテル、アセトフェノン、ベンゾイルオキシム、アシルホスフィン酸化物、ミヒラーケトン、チオキサントン、アントロギオノン、ベンゾフェノン、メチルジエタノールアミン、２−Ｎ−ブトキシエチル−４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記オリゴマーは、アクリル化脂肪族ウレタン、アクリル化芳香族ウレタン、アクリル化ポリエステル、不飽和ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、アクリル化アクリル、およびそれらの組合せから選択され、
   前記モノマーは、２−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸イソオクチル、イソボルニルアクリレート、ジアクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸トリエチレングリコール、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメトキシフェニルアセトフェノンヘキシルメチルアクリレート、メタクリル酸１，６−ヘキサンジオール、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記流動改質剤は、有機粘土、キャスター蝋、ポリアミド蝋、ポリウレタンおよびヒュームドシリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
   前記抗菌剤は、アルデヒド、アニリド、ビグアニド、銀、銀化合物、ビスフェノール、第四級アンモニウム化合物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、
   ことを特徴とする方法。
8. 前記組成物を施すステップ、洗い流すステップおよび硬化させるステップを、３０秒未満の時間で完了させることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記組成物を施すステップ、洗い流すステップおよび硬化させるステップを、１０秒未満の時間で完了させることを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 抗菌性コーティングを医療デバイスに塗布するための方法であって、
    医療デバイスを用意するステップと、
    抗菌性溶液を前記医療デバイスに施すステップと、
    過剰量の前記組成物を前記医療デバイスから洗い流すステップと、
    前記組成物を熱源で硬化させるステップと、
    を含み、
    前記抗菌性溶液が、
    アクリレートポリマーまたはアクリレートコポリマー、
    １から６個の炭素を有するアルコール、１から６個の炭素を有するアルカン、アセトン、およびそれらの組合せから選択される溶媒、
    流動改質剤、および
    抗菌剤、
    からなり、
    前記医療デバイスの材料は、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリルポリマー、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
    前記流動改質剤は、有機粘土、キャスター蝋、ポリアミド蝋、ポリウレタンおよびヒュームドシリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択され、
    前記抗菌剤は、アルデヒド、アニリド、ビグアニド、銀、銀化合物、ビスフェノール、第四級アンモニウム化合物、およびそれらの組合せからなる群から選択される、
    ことを特徴とする方法。
11. 前記組成物を施すステップ、洗い流すステップおよび硬化させるステップを、１０分未満の時間で完了させることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記組成物を施すステップ、洗い流すステップおよび硬化させるステップを、５分未満の時間で完了させることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記抗菌剤は、塩化セチルピリジウム、セトリミド、塩化ベンズアルコニウム、アレキシジン、二酢酸クロルヘキシジン、フタルアルデヒドおよびそれらの組合せから選択されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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