JP6220777B2

JP6220777B2 - 結合方法

Info

Publication number: JP6220777B2
Application number: JP2014508557A
Authority: JP
Inventors: ディ．パドサルギカー、アジェイ
Original assignee: Aortech International PLC
Current assignee: Aortech International PLC
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: US9421737B2; EP2701889A1; JP2017192734A; US10195834B2; JP6530441B2; US20160101596A1; US20180186139A1; EP2701889A4; US9809016B2; JP2014521529A; US20140141256A1; US20170028694A1; WO2012149179A1; US9216558B2

Description

本発明は、シリコーンまたはシリコーンベースの材料をポリウレタンと結合させる方法、ならびに心臓病学、整形外科、形成外科および胃腸病学の分野における生体材料、機器、製品またはインプラント、特に長期埋め込み型医療機器の製造における結合したシリコーン−ポリウレタンの使用に関する。

シリコーン医療機器の部品は、可撓性および生物学的安定性が高いという利点がある。しかしそれらは、引張強度および耐摩耗性などの機械特性が相対的に弱いという不利点もある。シリコーン機器の基材上では、耐摩耗性の高い材料からなる表面層が必要とされることが多い。ポリウレタンは、その基材に高い耐摩耗性および他の良好な機械特性を付与する。

しかし、ポリウレタンの特性によって、シリコーン部品とポリウレタン部品を組み合わせることが困難になることがある。
大部分の市販ポリウレタンは、生物学的安定性がなく、インビボ条件下の長期移植において分解する傾向がある。

生物学的安定性があるポリウレタンは、特許文献１〜７に開示されており、それにはＥＬＡＳＴ−ＥＯＮ２（オーストラリアビクトリア州エイオーテクバイオマテリアルズ（ＡＯＲＴＥＣＨＢＩＯＭＡＴＥＲＩＡＬＳ））が含まれ、これは、８０ｗｔ％のヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）および２０ｗｔ％のポリエーテルポリオール、特にポリヘキサメチレンオキシド（ＰＨＭＯ）ベースの軟質セグメントを有するポリウレタンである。これらのポリマーは、インビボ条件下で安定であり、多くの長期埋め込み用途で使用することができる。

シリコーンベースの部品をポリウレタンベースの部品と結合させる試みが、いくつかの方法を使用して行われてきた。シリコーン表面のプライマー処理、接着剤の使用、およびプラズマ処理が用いられており、これらの方法では、ある程度の接着性により結合する。しかし、多くの用途において、この結合は不十分であることが証明されてきた。シリコーンとほとんどの材料との結合は、シリコーンの表面エネルギーが低いことに起因して困難なものになっている。実際、離型にはシリコーンスプレーが使用され、成型品を良好に取り出すために、鋳型がシリコーンから構築される場合がある。

国際公開第９２／００３３８号国際公開第９８／０１３４０５号国際公開第９８／５４２４２号国際公開第９９／００３８６３号国際公開第９９／０５０３２７号国際公開第００／６４９７１号国際公開第２００７／１１２４８５号

ここで本発明者らは、シリコーン表面を改変することによって、シリコーンの接着特性
が著しく変化し得ることを見出した。

一態様では、
（ａ）シリコーンまたはシリコーンベースの材料の表面を火炎処理する工程と、
（ｂ）シリコーンまたはシリコーンベースの材料の火炎処理された表面にポリウレタンを結合させる工程と
を含む、シリコーンまたはシリコーンベースの材料をポリウレタンに結合させる方法を提供する。

別の態様では、先に定義した方法によってポリウレタンに結合したシリコーンまたはシリコーンベースの材料を提供する。
さらなる一態様では、先に定義した方法によってポリウレタンに結合したシリコーンまたはシリコーンベースの材料から全体的にまたは部分的に構成されている、生体材料、機器、製品またはインプラントを提供する。

本発明の方法は、シリコーンまたはシリコーンベースの材料の表面を火炎処理する工程と、シリコーンの火炎処理された表面にポリウレタンを結合させる工程とを含む。いかなる理論にも拘束されるものではないが、この高温火炎処理によってシリコーン表面上に酸化物が形成され、これらの酸化物が、ポリウレタン上のイソシアネートおよびＮＣＯ基と反応すると考えられる。

シリコーンまたはシリコーンベースの材料
用語「シリコーン」は、本明細書で使用される場合、エラストマー、ゴムおよび樹脂を含む様々な硬度のシリコーンまたはシリコーンベースの固体を指す。その硬度は、１０〜９０ショアＡの範囲であってよい。これらのポリマーは、炭素、水素および酸素と一緒にケイ素を含む。シリコーンは、式（Ｒ）_２ＳｉＯ［式中、Ｒは、水素ではない有機側鎖である］を有する単位から構成された重合化シロキサンまたはポリシロキサンとしても公知である。その代表例は、［Ｓｉ（ＣＨ_３）_２Ｏ］_ｎ（ポリジメチルシロキサン）および［Ｓｉ（Ｃ_６Ｈ_５）_２Ｏ］_ｎ（ポリジフェニルシロキサン）［式中、ｎは、１以上の整数である］である。この化合物は、有機および無機化合物両方のハイブリッドとみなすことができる。有機側鎖は、疎水性の特性を付与し、骨格−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−は、純粋に無機である。シリコーンまたはシリコーンベースの材料の例には、シリコーンのゴム、コーティング、封止剤およびシーラントが含まれる。

ポリウレタン
ポリウレタンは、医療機器、製品またはインプラントにおける生体材料として使用するために、生物学的安定性があるのが好ましい。適切な生物学的安定性があるポリウレタンには、ケイ素含有ポリウレタン、ポリウレタン尿素またはポリカーボネートが含まれる。ケイ素含有ポリウレタン、ポリウレタン尿素またはポリカーボネートの例には、内容全体が参照によって本明細書に援用される特許文献１〜７に開示されているものが含まれる。ポリウレタン、ポリウレタン尿素またはポリカーボネートは、一般に、軟質セグメントおよび硬質セグメントを含有する。これらのセグメントは、コポリマーまたはブレンドとして組み合わせることができる。例えば、軟質セグメントを有するポリウレタン、例えばＰＴＭＯ、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリシロキサン（例えばポリジメチルシロキサン）およびより高度な相同性を示すジオールシリーズから生成された他のポリエーテル軟質セグメントを使用することができる。軟質セグメントのいずれかの混合物を使用することもできる。軟質セグメントはまた、アルコール末端基またはアミン末端基のいずれかを有することができる。軟質セグメ
ントの分子量は、約５００〜約６０００で変わり得る。本明細書で言及する分子量の値は、「数平均分子量」であることを理解されよう。

適切なポリエーテルジオールおよびジアミン軟質セグメントには、式（Ｉ）

によって表されるものが含まれ、
式中、Ａは、ＯＨまたはＮＨＲであり、Ｘは、ＯまたはＮＲであり、Ａ’は、Ｈであり、Ｒは、Ｈまたは場合によっては置換されているＣ_１−６アルキル、より好ましくは場合によっては置換されているＣ_１−４アルキルであり、
ｍは、４以上の整数、好ましくは４〜１８であり、
ｎは、２〜５０の整数である。

好ましくはポリエーテルジオール軟質セグメントには、ＡがＯＨであり、Ａ’がＨである式（Ｉ）によって表されるものが含まれる。
ｍが４〜１０である式（Ｉ）のポリエーテルジオール、例えばポリテトラメチレンオキシド（ＰＴＭＯ）、ポリヘキサメチレンオキシド（ＰＨＭＯ）、ポリヘプタメチレンオキシド、ポリオクタメチレンオキシド（ＰＯＭＯ）およびポリデカメチレンオキシド（ＰＤＭＯ）が好ましい。ＰＨＭＯが特に好ましい。

ポリエーテルの好ましい分子量範囲は、２００〜５０００、より好ましくは２００〜２０００である。
適切なポリカーボネートジオールには、ポリ（アルキレンカーボネート）、例えばポリ（ヘキサメチレンカーボネート）およびポリ（デカメチレンカーボネート）；アルキレンカーボネートを、アルカンジオール、例えば１，４−ブタンジオール、１，１０−デカンジオール（ＤＤ）、１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）および／または２，２−ジエチル１，３−プロパンジオール（ＤＥＰＤ）と反応させることによって調製したポリカーボネート；ならびにアルキレンカーボネートを１，３−ビス（４−ヒドロキシブチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（ＢＨＴＤ）および／またはアルカンジオールと反応させることによって調製したケイ素ベースのポリカーボネートが含まれる。

ポリエーテルマクロジオールおよびポリカーボネートマクロジオールの両方が存在する場合、これらは、混合物またはコポリマーの形態で存在し得ることを理解されよう。適切なコポリマーの例は、式（ＩＩ）によって表されるコポリ（エーテルカーボネート）マクロジオールである。

式中、
Ｒ_１およびＲ_２は、同じかまたは異なっており、場合によっては置換されているＣ_１−６アルキレン、Ｃ_２−６アルケニレン、Ｃ_２−６アルキニレン、アリーレンまたは複素環式の２価の基から選択され、
ｐおよびｑは、１〜２０の整数である。

先の式（ＩＩ）の化合物は、カーボネート基およびエーテル基のブロックを示すが、これらのブロックは、主構造にやはりランダムに分布し得ることを理解されよう。
適切なポリシロキサンジオールまたはジアミンは、式（ＩＩＩ）によって表される。

式中、
ＡおよびＡ’は、ＯＨまたはＮＨＲであり、Ｒは、Ｈまたは場合によっては置換されているＣ_１−６アルキル、より好ましくは場合によっては置換されているＣ_１−４アルキルであり、
Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４は、独立に、水素または場合によっては置換されているＣ_１−６アルキルから選択され、
Ｒ_１５およびＲ_１６は、同じかまたは異なっており、場合によっては置換されているＣ_１−６アルキレン、Ｃ_２−６アルケニレン、Ｃ_１２−６アルキニレン、アリーレンまたは複素環式の２価の基から選択され、
ｐは、１以上の整数である。

好ましいポリシロキサンは、ヒドロキシル末端をもつＰＤＭＳであり、これは、ＡおよびＡ’がヒドロキシルであり、Ｒ_１１〜Ｒ_１４がメチルであり、Ｒ_１５およびＲ_１６が先に定義の通りである式（ＩＩＩ）の化合物である。好ましくはＲ_１５およびＲ_１６は、同じかまたは異なっており、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、へキシレン、エトキシプロピル（−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−）、プロポキシプロピルおよびブトキシ
プロピルから選択され、より好ましくはエトキシプロピルである。特に好ましいポリシロキサンは、分子量９４７．１２を有する信越（ＳｈｉｎＥｔｓｕ）製品Ｘ−２２−１６０ＡＳであり、これはα−ω−ビス（ヒドロキシエトキシプロピル）ポリジメチルシロキサンである。

式（ＩＩＩ）の他のケイ素含有ジオールは、１，３−ビス（４−ヒドロキシブチル）テトラメチルジシロキサン（ＢＨＴＤ）［ＡおよびＡ’がＯＨであり、Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４がメチルであり、Ｒ_１５およびＲ_１６がブチルであり、ｐが１である式（ＩＩＩ）の化合物］、１，４−ビス（３−ヒドロキシプロピル）テトラメチルジシリルエチレン［ＡおよびＡ’がＯＨであり、Ｒ_１、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４がメチルであり、Ｒ_１５およびＲ_１６がプロピルであり、ｐが１であり、Ｏがエチレンによって置き換えられている式（ＩＩＩ）の化合物］、および１−４−ビス（３−ヒドロキシプロピル）テトラメチルジシロキサンであり、より好ましくはＢＨＴＤである。

ポリシロキサンは、日本の信越製のＸ−２２−１６０ＡＳなどの市販製品として得ることができ、または公知の手順に従って調製することができる。ポリシロキサンマクロジオールの好ましい分子量範囲は、２００〜６０００、より好ましくは２００〜５０００である。

他の好ましいポリシロキサンは、例えばアミノ末端をもつＰＤＭＳなどの、ＡがＮＨ_２である式（ＩＩＩ）のポリマーであるポリシロキサンマクロジアミンである。
適切なケイ素含有ポリカーボネートは、式（ＩＶ）を有する。

式中、
Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３、Ｒ_１４およびＲ_１５は、先の式（ＩＩＩ）で定義されている通りであり、
Ｒ_１６は、場合によっては置換されているＣ_１−６アルキレン、Ｃ_２−６アルケニレン、Ｃ_２−６アルキニレン、アリーレンまたは複素環式の２価の基であり、
Ｒ_１７は、２価の連結基、好ましくはＯ、ＳまたはＮＲ_１８であり、
Ｒ_１８およびＲ_１９は、同じかまたは異なっており、場合によっては置換されているＣ_１−６アルキルから選択され、
ＡおよびＡ’は、先の式（ＩＩＩ）で定義されている通りであり、
ｍ、ｙおよびｚは、０以上の整数であり、
ｘは、０以上の整数である。

好ましくは、ｚは０〜５０の整数であり、ｘは１〜５０の整数である。ｍの適切な値には、０〜２０、より好ましくは０〜１０が含まれる。ｙの好ましい値は、０〜１０、より好ましくは０〜２である。

好ましいケイ素含有ポリカーボネートは、ＡおよびＡ’がヒドロキシルである式（ＩＶ）の化合物である。
特に好ましいケイ素含有ポリカーボネートジオールは、ＡおよびＡ’がヒドロキシルであり、Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４がメチルであり、Ｒ_１８がエチルであり、Ｒ_１９がヘキシルであり、Ｒ_１５およびＲ_１６がプロピルであるか、またはＲ_１４がブチルであり、Ｒ_１７がＯまたは−ＣＨ_２−ＣＨ_２−であり、より好ましくはＲ_１７がＯである場合にＲ_１５およびＲ_１６がプロピルであり、Ｒ_１７が−ＣＨ_２−ＣＨ_２−である場合にＲ_１５およびＲ_１６がブチルである式（ＩＶ）の化合物である。ケイ素ベースのポリカーボネートマクロジオールの好ましい分子量範囲は、４００〜５０００、より好ましくは４００〜２０００である。

好ましくは、硬質セグメントは、ジイソシアネートおよび鎖延長剤から形成される。
ジイソシアネートは、式ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ［式中、−Ｒ−は、脂肪族、芳香族、脂環式、または脂肪族および芳香族部分の混合物であってよい］によって表すことができる。ジイソシアネートの例には、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート（Ｈ_１２ＭＤＩ）、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、例えばｐ−テトラメチルキシレンジイソシアネート（ｐ−ＴＭＸＤＩ）またはｍ−テトラメチルキシレン−ジイソシアネート（ｍ−ＴＭＸＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、メタキシレンジイソシアネート、ジエチルベンゼンジイソシアネート、デカメチレン１，１０ジイソシアネート、シクロヘキシレン１，２−ジイソシアネート、トランス−シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、２，４−トルエンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ｐ−ＰＤＩ）、ｍ−フェニレンジイソシアネート（ｍ−ＰＤＩ）、ヘキサヒドロトルイレン（ｈｅｘａｈｙｄｒｏｔｏｙｌｅｎｅ）ジイソシアネート（および異性体）、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、１−メトキシフェニル２，４−ジイソシアネート、４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアネートまたは１，６−ジイソシアネートヘキサン（ＤＩＣＨ）、その異性体または混合物が含まれる。好ましくは、ジイソシアネートはＭＤＩである。

用語「鎖延長剤」は、本発明の文脈では、ジイソシアネート基と反応することができる任意の鎖延長剤を意味する。鎖延長剤は、一般に５００以下、好ましくは１５〜５００、より好ましくは６０〜４５０の分子量範囲を有し、ジオール鎖延長剤またはジアミン鎖延長剤から選択することができる。

ジオール鎖延長剤の例には、Ｃ_１−１２アルカンジオール、例えば１，４−ブタンジオール（ＢＤＯ）、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオールおよび１，１２−ドデカンジオール；環式ジオール、例えば１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンおよびｐ−キシレングリコール；ならびにケイ素含有ジオール、例えば１，３−ビス（４−ヒドロキシブチル）テトラメチルジシ
ロキサンおよび１，３−ビス（６−ヒドロキシエトキシプロピル）テトラメチルジシロキサンが含まれる。好ましくは、ジオール鎖延長剤はＢＤＯである。

ジオール鎖延長剤は、ケイ素を含有することもできる。適切なケイ素含有ジオール鎖延長剤には、式（Ｖ）のものが含まれる。

式中、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は、同じかまたは異なっており、Ｈおよび場合によっては置換されているＣ_１−６アルキルから選択され、
Ｒ_５およびＲ_６は、同じかまたは異なっており、場合によっては置換されているＣ_１−６アルキレン、Ｃ_２−６アルケニレン、Ｃ_１２−６アルキニレン、アリーレンおよび複素環式の２価の基から選択され、
Ｒ_７は、２価の連結基、好ましくはＯであり、
ｎは、０以上であり、好ましくは２以下である。

適切なジアミン鎖延長剤には、Ｃ_１−１２アルカンジアミン、例えば１，２−エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミンおよび１，６−ヘキサンジアミン；ならびにケイ素含有ジアミン、例えば１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンおよび１，３−ビス（４−アミノブチル）テトラメチルジシロキサンが含まれる。

ジアミン鎖延長剤は、ケイ素を含有することもできる。適切なケイ素含有ジアミン鎖延長剤には、式（ＶＩ）のものが含まれる。

式中、
Ｒは、水素または場合によっては置換されているＣ_１−６アルキルであり、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は、同じかまたは異なっており、水素および場合によっては置換されているＣ_１−６アルキルから選択され、
Ｒ_５およびＲ_６は、同じかまたは異なっており、場合によっては置換されているＣ_１−６アルキレン、Ｃ_２−６アルケニレン、Ｃ_１２−６アルキニレン、アリーレンおよび複素環式の２価の基から選択され、
Ｒ_７は、２価の連結基、好ましくはＯであり、
ｎは、０以上であり、好ましくは２以下である。

他の適用できる生物学的安定性があるポリウレタンには、硬質セグメントの成分としてポリオールを使用するものが含まれる。ポリオールは、脂肪族、芳香族、脂環式であってよく、または脂肪族および芳香族部分の混合物を含有することができる。例えば、ポリオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、プロピレングリコール、２，３−ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール、グリセロール、またはその混合物であってよい。カチオン性、アニオン性および脂肪族の側鎖で修飾されているポリウレタンを使用することもできる（例えば、米国特許第５，０１７，６６４号明細書参照）。

生物学的安定性がないポリウレタンも、生物学的安定性があるシリコーンまたはシリコーンベースの材料への結合を企図される場合には、本発明の方法で使用することができ、したがってやはり医療機器、製品またはインプラントにおける使用に適していることを理解されよう。

生物学的安定性がないポリウレタンの例には、ポリエステルポリオールベースのポリウレタンが含まれ、ポリエーテルポリオールベースのポリウレタンなどの、生物学的安定性が制限されているポリウレタンも含まれる。

本発明の結合方法は、ポリウレタンが、溶媒中などの液体の形態で、または反応性の液体として、火炎処理されたシリコーン表面に適用される場合に特に有利であることが見出された。適切な溶媒には、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの有機溶媒が含まれる。

火炎処理
任意の公知の火炎処理を使用して、シリコーンまたはシリコーンベースの材料の表面の少なくとも１部を酸化させることができる。火炎処理のための適切なパラメータの範囲は、以下の通りである。燃焼後に検出可能な酸素率（％）０．０５％〜５％、好ましくは０．２％〜２％；処理速度０．１ｍ／ｍｉｎ〜２０００ｍ／ｍｉｎ、好ましくは１０ｍ／ｍｉｎ〜１００ｍ／ｍｉｎ；処理の距離１ｍｍ〜５００ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜５０ｍｍ。天然ガス；メタン、エタン、プロパンおよび水素などの純粋な可燃性ガス；または様々な可燃性ガスの混合物を含む多くのガスが、火炎処理に適している。燃焼用混合物には、空気、純粋な酸素または酸素含有ガスも含まれる。

シリコーン表面は、好ましくは１５５０℃〜３０００℃の温度範囲の青炎で処理され、得られた表面は、ポリウレタンとの優れた接着性を有する。火炎処理は、プロパン、ブタンまたはメタンなどの天然ガスをベースとするバーナーなどの、任意の適切な公知の装置を使用して実施することができる。火炎処理は、過度の不適切な処理によってシリコーンが燃焼するおそれがあるため、２〜１０秒などのごく短時間で注意深く行うべきである。火炎処理は、ポリウレタンを適切に結合させるために、数回反復することができる。ポリ
ウレタンがシリコーンに結合した後、結合したシリコーン−ポリウレタンを硬化させて、必要に応じてさらに結合を促進することができる。

用途
本発明の結合したシリコーン−ポリウレタンは、それらの生物学的安定性、耐酸性および耐摩耗性、ならびに引張弾性率および耐クリープ性を含む機械特性の結果として、生体材料および医療機器、製品またはインプラントを調製するのに特に有用である。

用語「生物学的に安定な」は、動物またはヒトの細胞および／または体液と接触する場合の安定性を指す。
用語「生体材料」は、動物またはヒトの細胞および／または体液と接触させる状況で使用する材料を指す。

医療機器、製品またはインプラントには、カテーテル；スタイレット；骨縫合アンカー；血管、食道および胆管（ｂｉｌｉａｌ）用ステント；人工内耳；再建的顔面手術；薬物制御放出機器；鍵穴外科手術用の部品；バイオセンサー；細胞カプセル用の膜；医療用ガイドワイヤ；医療用ガイドピン；カニューレ用器具（ｃａｎｎｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）；ペースメーカー、除細動器および神経刺激装置、ならびにそれらのそれぞれの電極リード；心室補助機器；整形外科用関節または脊椎円板および小関節を含むその部品；頭蓋形成術用プレート；眼内レンズ；泌尿器用ステントおよび他の泌尿器用機器；ステント／グラフト機器；機器を結合／延長／修復するスリーブ；心臓弁；静脈グラフト；血管アクセスポート；血管短絡；血液精製機器；骨折肢用ギプス；静脈弁、血管形成術、電気生理学および心拍出用のカテーテル；乳房再建術用シェルなどの形成外科用インプラント；ラップバンド；胃バルーン；ならびに医療機器挿入用のツールおよび付属品、輸液および流量制御機器が含まれ得る。

様々な医療機器、製品またはインプラントの構築で使用するために最適化された特性を有するポリウレタンには、医療以外の他の用途があることも理解されよう。このような用途には、玩具および玩具部品、形状記憶フィルム、管継手、電気コネクタ、ゼロ挿入力コネクタ、ロボット工学、航空宇宙用アクチュエータ、ダイナミックディスプレイ、流動制御機器、スポーツ用品およびその部品、身体適合機器、温度制御機器、セーフティリリース機器、ならびに熱収縮性絶縁体が含まれ得る。

実施例
ここで、以下の非限定的な実施例を参照することによって、本発明を説明する。
埋め込み型の整形外科用機器は、シリコーンでコーティングされた部分を有するものとした。この部分は、下層の摩耗を防止し、したがって機器の故障を防止するために、Ｅｌａｓｔ−Ｅｏｎ２で外側被覆しなければならなかった。

プロパンガスベースのブロートーチに火を付けた。シリコーン部分を炎の青色部分で処理した。シリコーン部分にわたって、この処理工程を約２秒間行い、合計３回、炎をかざした。炎は機器から約５ｍｍの距離、離した。

次に、α−ω−ビス（ヒドロキシエトキシプロピル）ポリジメチルシロキサン（信越製品Ｘ−２２−１６０ＡＳ、ＭＷ９４７．１２）、ポリヘキサメチレンオキシド（ＰＨＭＯ）および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を含有するプレポリマーを、１，４−ブタンジオール（ＢＤＯ）と混合することによって、Ｅｌａｓｔ−Ｅｏｎ２混合物を調製した。このミックスが用意できたら、シリンジに移し、処理したシリコーン表面上に注射した。次に、機器全体を鋳型に入れ、１時間硬化させた後に離型した。離型した後の機器を、１００℃の温度のオーブンでさらに１０時間硬化させた。

すべての刊行物、特許および特許出願を、参照によって本明細書に援用する。先の明細書により、本発明をその特定の好ましい実施形態に関して記載し、例示目的で多くの詳細を記載してきたが、本発明には、追加の実施形態を受け入れる余地があり、本明細書に記載の詳細のいくつかは、本発明の基本的原則から逸脱せずに大きく変わり得ることが、当業者には明らかとなろう。

Claims

長期埋め込み型医療機器を製造するためにシリコーンまたはシリコーンベースの材料をポリウレタンに結合させる方法であって、
シリコーンまたはシリコーンベースの材料からなるかシリコーンまたはシリコーンベースの材料でコーティングされた部分を有する機器の基材を提供する工程と、
前記シリコーンまたはシリコーンベースの材料の表面を火炎処理する工程と、
前記シリコーンまたはシリコーンベースの材料の火炎処理された前記表面にポリウレタンまたはポリウレタン尿素の有機溶媒溶液を適用する適用工程と、
を備え、
前記ポリウレタンまたはポリウレタン尿素は、軟質セグメントおよび硬質セグメントを含む生物学的に安定なポリウレタンまたはポリウレタン尿素から選択され、
前記軟質セグメントは約５００〜約６０００の数平均分子量を有し、
前記軟質セグメントは、
（１）式（ＩＩＩ）によって表されるポリシロキサンジオールまたはジアミン
であって、
ＡおよびＡ’は、ＯＨまたはＮＨＲであり、Ｒは、ＨまたはＣ_１−６アルキルであり、
Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４は、独立に、水素またはＣ_１−６アルキルから選択され、
Ｒ_１５およびＲ_１６は、同じかまたは異なっており、Ｃ_１−６アルキレン、Ｃ_２−６
アルケニレン、Ｃ_２−６アルキニレン、アリーレンまたは複素環式の２価の基から選択され、
ｐは、１以上の整数である、ポリシロキサンジオールまたはジアミンと、
（２）式（Ｉ）によって表されるポリエーテルジオールおよびジアミン
であって、
Ａは、ＯＨまたはＮＨＲであり、Ｘは、ＯまたはＮＲであり、Ａ’は、Ｈであり、Ｒは、ＨまたはＣ_１−６アルキルであり、
ｍは、４〜１８の整数であり、
ｎは、２〜５０の整数である、ポリエーテルジオールおよびジアミンと
に加えて、
（３）ポリ（アルキレンカーボネート）と、
（４）式（Ｉ）によって表される前記ポリエーテルジオールおよびジアミンとポリ（アルキレンカーボネート）とのコポリマーであるコポリ（エーテルカーボネート）マクロジオール（ＩＩ）と、
（５）式（ＩＩＩ）によって表される前記ポリシロキサンジオールまたはジアミンとポリ（アルキレンカーボネート）とのコポリマーであるケイ素含有ポリ（アルキレン）カーボネート（ＩＶ）と、
からなる群（３，４，５）から選択された１つ以上から形成され、
前記硬質セグメントは、（Ｃ_１−１２）アルカンジオールまたは（Ｃ_１−１２）アルカンジアミンと、ジイソシアネートとから形成される、方法。
前記機器は、カテーテル；スタイレット；骨縫合アンカー；血管、食道または胆管用ステント；人工内耳；薬物制御放出機器；バイオセンサー；医療用ガイドワイヤ；医療用ガイドピン；カニューレ用器具；ペースメーカー、除細動器および神経刺激装置、ならびにそれらのそれぞれの電極リード；心室補助機器；整形外科用関節または脊椎円板および小関節を含むその部品；頭蓋形成術用プレート；眼内レンズ；泌尿器用ステント；ステント／グラフト機器；機器を結合、延長または修復するスリーブ；心臓弁；静脈グラフト；血管アクセスポート；血管短絡器具；血液精製機器；静脈弁、血管形成術、電気生理学または心拍出用のカテーテル；形成外科用インプラント；乳房再建術用シェル；ラップバンド；、または胃バルーンである、請求項１に記載の方法。
前記火炎処理が、前記表面を、１５５０〜３０００℃の青炎に１ｍｍ〜５００ｍｍの距離をおいて２〜１０秒間曝すことによって行われる、請求項１または２に記載の方法。
前記ポリウレタンまたはポリウレタン尿素が、式（ＩＩＩ）によって表される前記ポリシロキサンジオール、式（Ｉ）によって表される前記ポリエーテルジオール、またはポリ（アルキレンカーボネート）ジオール（ＩＩ）から形成される軟質セグメントを含む、請求項１に記載の方法。
前記軟質セグメントが、α−ω−ビス−（ヒドロキシエトキシプロピル）ポリジメチルシロキサンから形成される軟質セグメントおよびポリヘキサメチレンオキシドから形成される軟質セグメントである、請求項４に記載の方法。
前記ジイソシアネートは、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートである、請求
項１に記載の方法。
前記硬質セグメントは、（Ｃ_１−１２）アルカンジオールを含む、請求項６に記載の方法。
ポリウレタンが、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドまたはテトラヒドロフラン中で、前記シリコーンまたはシリコーンベースの材料の火炎処理された前記表面に適用される、請求項１に記載の方法。
前記機器を型に入れる工程と、
前記機器を硬化させる工程と、
前記機器を離型させる工程と、をさらに備える請求項１に記載の方法。
前記機器を離型させる工程の後に、前記機器をさらにオーブン中で硬化させる工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
前記適用工程の後に、前記ポリウレタン尿素に結合された前記シリコーンまたはシリコーンベースの材料から全体的にまたは部分的に構成されている長期埋め込み型医療機器を提供する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。