JP6335179B2 - 医療用具およびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記樹脂被覆層は、前記マレイン酸系高分子物質を、前記医療用具を構成する基材の少なくとも表面に存在する反応性官能基と共有結合させることにより形成され、
前記マレイン酸系高分子物質は、マレイン酸由来の構成単位を含み、前記マレイン酸由来の構成単位は、下記構成単位(a)および下記構成単位(b)からなり、前記構成単位(a):構成単位(b)のモル比が100:2〜100:50である、医療用具を提供する。
本発明の医療用具は、生体内に挿入される基材(部分)の表面にマレイン酸系高分子物質を含む樹脂被覆層が形成されてなる生体内に挿入される医療用具である。医療用具は、いずれの用途に使用されてもよいが、体液や血液との接触による潤滑性付与効果を考慮すると、体液や血液と接触して用いられることが好ましい。具体的には、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(例えば、PCTAカテーテル)、ダイレーターあるいはイントロデューサー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、スタイレット;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もしくは経鼻的に消化器官内に挿入ないし留置されるカテーテル類;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の経口または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;尿道カテーテル、導尿カテーテル、尿道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;吸引カテーテル、排液カテーテル、直腸カテーテルなどの各種体腔、臓器、組織内に挿入ないし留置されるカテーテル類;人工気管、人工気管支;体外循環治療用の医療用具(人工肺、人工心臓、人工腎臓など)やその回路類;各種器管内挿入用内視鏡の外表面など生体内挿入時、摺動時または留置時等に低い摩擦抵抗を要求される医療用具などが挙げられる。これらのうち、体液や血液との接触による潤滑性付与効果に対する要求が高いという面では、血管や尿管等の生体管腔内で使用されるカテーテル、ガイドワイヤ、留置針の体液/血液接触面に本発明に係る被覆層を設けることが好ましい。
本発明に係る樹脂被覆層(被覆層)は、体液や血液や生理食塩水などの水系液体中で表面潤滑性を発揮して、カテーテルやガイドワイヤ等の医療用具を容易に生体管腔内に挿入できるなど、操作性を向上できる。また、本発明に係る樹脂被覆層(被覆層)は、上記操作中による組織粘膜の損傷を低減できる。
上記マレイン酸系高分子物質は、少なくとも基材表面に存在する反応性官能基と共有結合させることにより、被覆層を基材上に形成させる。この被覆層は、体液や血液などの水系液体中に溶解することなく、持続的な潤滑性を発揮できる。反応性官能基は、少なくとも基材表面に存在すればよい。これにより、被覆層中のマレイン酸系高分子物質と容易に結合できる。このため、反応性官能基は、基材表面に加えて基材の内部に存在していてもよい。
本実施形態で用いられる基材は、いずれの材料から構成されてもよく、その材料は特に制限されず、表面に被覆層を設ける医療用具の種類によって適宜選択できる。具体的には、基材を構成(形成)する材料としては、金属材料、高分子材料、ガラス材料、およびセラミックス材料等が挙げられる。ここで、基材は、基材全体(全部)が上記いずれかの材料で構成(形成)されても、または、上記いずれかの材料で構成(形成)された基材コア部の表面に他の上記いずれかの材料を適当な方法で被覆(コーティング)して、基材表面層を構成(形成)した構造を有していてもよい。後者の場合の例としては、樹脂材料等で形成された基材コア部の表面に金属材料が適当な方法(メッキ、金属蒸着、スパッタ等従来公知の方法)で被覆(コーティング)されて、基材表面層を形成してなるもの;金属材料やセラミックス材料等の硬い補強材料で形成された基材コア部の表面に、金属材料等の補強材料に比して柔軟な高分子材料が適当な方法(浸漬(ディッピング)、噴霧(スプレー)、塗布・印刷等従来公知の方法)で被覆(コーティング)あるいは基材コア部の補強材料と基材表面層の高分子材料とが複合化(適当な反応処理)されて、基材表面層を形成してなるものなどが挙げられる。よって、基材コア部が、異なる材料を多層に積層してなる多層構造体、あるいは医療用具の部分ごとに異なる材料で形成された部材を繋ぎ合わせた構造(複合体)などであってもよい。また、基材コア部と基材表面層との間に、さらに別のミドル層が形成されていてもよい。さらに、基材表面層に関しても異なる材料を多層に積層してなる多層構造体、あるいは医療用具の部分ごとに異なる材料で形成された部材を繋ぎ合わせた構造(複合体)などであってもよい。
本発明の医療用具は、基材表面に潤滑性を付与するための被覆層が設けられていればよく、その製造方法は特に制限されない。具体的には、本発明の医療用具は、基材表面に反応性官能基を導入した後、本発明のマレイン酸系高分子物質で処理して、反応性官能基とマレイン酸系高分子物質とを共有結合させて、被覆層を形成することが好ましい。ここで、上述したように、反応性官能基は、基材上に反応性官能基を有する別の層(下地層)を形成することによって、基材表面に導入されることが好ましく、反応性官能基を有する化合物を含む溶液で医療用具を構成する基材を処理して、該基材の少なくとも表面に反応性官能基が存在する下地層を形成することによって、基材表面に導入されることがより好ましい。また、マレイン酸系高分子物質を含む被覆層は、上記下地層を有する基材をマレイン酸系高分子物質で処理して、反応性官能基とマレイン酸系高分子物質とを共有結合させて、下地層上に形成することが好ましい。さらに、上記したようにして形成された被覆層をアルカリ処理することが好ましい。
反応性官能基を有する化合物を含む溶液で医療用具を構成する基材を処理して、該基材の少なくとも表面に反応性官能基が存在する下地層を形成する段階[工程(2)]と、
前記下地層が形成された基材を前記マレイン酸系高分子物質で処理して、前記反応性官能基と前記マレイン酸系高分子物質とを共有結合させて、前記下地層上にマレイン酸系高分子物質を含む樹脂被覆層を形成して、下地層及び樹脂被覆層を有する基材を得る段階[工程(3)]と、を有することが好ましい。さらに、下地層及び樹脂被覆層を有する基材をアルカリ処理する段階[工程(4)]を有することが好ましい。
本工程では、無水マレイン酸系高分子物質を炭素数1〜24の直鎖または分岐鎖のアルコールおよび水を含有し、前記アルコール:水の含有質量比が100:0.1〜150である溶液(以下、単に混合溶液とも称する)と反応させることにより、無水マレイン酸系高分子物質中の無水マレイン酸由来の構成単位(c)のエステル化反応と加水分解反応とを同時に進行させて、構成単位(c)を上記構成単位(a)および(b)とするものである。
本工程では、反応性官能基を有する化合物を含む溶液(塗布溶液)で医療用具を構成する基材を処理して、該基材の少なくとも表面に反応性官能基が存在する下地層を形成する。
本工程では、上記工程(2)で得られた下地層を有する基材(基材/下地層)を、マレイン酸系高分子物質で処理して、反応性官能基とマレイン酸系高分子物質とを共有結合させて、下地層上にマレイン酸系高分子物質を含む樹脂被覆層を形成する。
本工程では、上記工程(3)で得られた下地層及び樹脂被覆層を有する基材をアルカリ処理する。アルカリ処理により、上記工程(1)のエステル化反応および加水分解反応で得られた被覆層中のマレイン酸系高分子物質中のカルボキシル基(−COOH)及びエステル部分(−COOR)の少なくとも一部がカルボン酸塩(−COOX)に変換する。アルカリ処理により、マレイン酸系高分子物質が体液や血液と接触すると、マレイン酸系高分子物質中のカルボン酸塩が体液や血液で膨潤してゲル化して、優れた潤滑性を発揮できる。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体(商品名:GANTREZ AN−169 G.A.F.社製)12gをエタノール85g−蒸留水0.7gの混合溶液中に入れ、24時間、78℃で還流させた。還流液冷却後ヘキサン中に入れ、析出した沈殿物を採取し、随時粉砕しながら70℃、減圧下で3日間乾燥させメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の反応物(以下、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体とする)を得た(収量9g)。得られたメチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体のエステル化度(マレイン酸由来の構成単位中のエステル部分の割合)をNMRで測定したところ49%であった(構成単位(a):構成単位(b)のモル比=100:2)。加水分解およびエステル化反応は完全に進行し、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体中のマレイン酸由来の構成単位は、構成単位(a)および構成単位(b)のみであった。
共鳴周波数:399.897 MHz
積算:8回
測定溶媒:Acetone−d6
基準ピーク:2.04 ppm(Acetone−d6中の残留プロトン)
試料濃度:10mg/0.75mL Acetone−d6
さらに、下記構造の(1)、(2)の2プロトン分の積分値A(δ3.2〜2.8ppm)と、(3)の2プロトン分の積分値B(δ4.25〜4.0ppm)を用い、エステル化度=(B/2/A)×100(%)を算出した。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体(商品名:GANTREZ AN−169 G.A.F.社製)12gをエタノール83g−蒸留水3.2gの混合溶液中に入れ、24時間還流させた。実施例1と同様に処理してメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の反応物を得た(収量11g)。得られたメチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体のエステル化度(マレイン酸由来の構成単位中のエステル化度)をNMRで測定したところ46%であった(構成単位(a):構成単位(b)のモル比=100:8.7)。加水分解およびエステル化反応は完全に進行し、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体中のマレイン酸由来の構成単位は、構成単位(a)および構成単位(b)のみであった。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体(商品名:GANTREZ AN−169 G.A.F.社製)12gをエタノール80g−蒸留水6.3gの混合溶液中に入れ、24時間還流させた。実施例1と同様に処理してメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の反応物を得た(収量8g)。得られたメチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体のエステル化度(マレイン酸由来の構成単位中のエステル化度)をNMRで測定したところ43%であった(構成単位(a):構成単位(b)のモル比=100:16.3)。加水分解およびエステル化反応は完全に進行し、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体中のマレイン酸由来の構成単位は、構成単位(a)および構成単位(b)のみであった。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体(商品名:GANTREZ AN−169 G.A.F.社製)12gをエタノール53g−蒸留水41gの混合溶液中に入れ、24時間還流させた。還流液冷却後ジエチルエーテル中に入れ、析出した沈殿物を採取し、随時粉砕しながら70℃、減圧下で3日間乾燥させメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の反応物を得た(収量8g)。得られたメチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体のエステル化度(マレイン酸由来の構成単位中のエステル化度)をNMRで測定したところ35%であった(構成単位(a):構成単位(b)のモル比=100:42.9)。加水分解およびエステル化反応は完全に進行し、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体中のマレイン酸由来の構成単位は、構成単位(a)および構成単位(b)のみであった。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体のハーフエチルエステル(エステル化度約50%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較医療用具(1)を得た。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体(商品名:GANTREZ AN−169 G.A.F.社製)12gをエタノール38g−蒸留水60gの混合溶液中に入れ、24時間還流させた。実施例1と同様に処理してメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の反応物を得た(収量8g)。得られたメチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体のエステル化度(マレイン酸由来の構成単位中のエステル化度)をNMRで測定したところ30%であった(構成単位(a):構成単位(b)のモル比=100:66.6)。加水分解およびエステル化反応は完全に進行し、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体中のマレイン酸由来の構成単位は、構成単位(a)および構成単位(b)のみであった。
メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体(商品名:GANTREZ AN−169 G.A.F.社製)12gをエタノール85gの溶液中に入れ、3.5時間還流させた。還流液冷却後ヘキサン中に入れ、析出した沈殿物を採取し、随時粉砕しながら70℃、減圧下で3日間乾燥させメチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体の反応物を得た(収量10g)。得られたメチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体のエステル化度(マレイン酸由来の構成単位中のエステル化度)をNMRで測定したところ40%であった。しかしながら、この共重合体は、加水分解およびエステル化反応が完全には進行せず、メチルビニルエーテル−マレイン酸系共重合体中のマレイン酸由来の構成単位は、構成単位(a)、構成単位(b)の他、構成単位(c)を含むものであった。
各医療用具を蒸留水中に、25℃で1分間浸漬し、十分膨潤させた後、顕微鏡にて膜厚(μm)を測定する。測定された膜厚によって、下記のとおりに分類する。なお、この膜厚が20μm以上(下記表2中の「○」)であれば、その医療用具は十分な潤滑性を発揮できると判定される。
各医療用具について、下記表1に示される条件で温湿度サイクル試験を行った。温湿度サイクル試験後の各医療用具を蒸留水中に、25℃で1分間浸漬し、十分膨潤させた後、顕微鏡にて膜厚(μm)を測定する。測定された膜厚によって、上記(通常の環境下での膨潤性の評価)と同様にして分類する。なお、この膜厚が20μm以上(下記表2中の「○」)であれば、その医療用具は十分な潤滑性を発揮できると判定される。
温湿度サイクル試験を行った各医療用具(以下、単に「サンプル」とも略記する)について、下記方法にしたがって、図1に示される摩擦測定機(トリニティーラボ社製、ハンディートライボマスターTL201)10を用いて、表面潤滑層の潤滑性を評価した。
Claims (6)
- 基材の表面にマレイン酸系高分子物質を含む樹脂被覆層を設けてなる生体内に挿入される医療用具であって、
前記樹脂被覆層は、前記マレイン酸系高分子物質を、前記医療用具を構成する基材の少なくとも表面に存在する反応性官能基と共有結合させることにより形成され、
前記マレイン酸系高分子物質は、マレイン酸由来の構成単位を含み、前記マレイン酸由来の構成単位は、下記構成単位(a)および下記構成単位(b)からなり、前記構成単位(a):構成単位(b)のモル比が100:2〜100:50である、医療用具。
- 前記X1〜X3のうち少なくとも1つはアルカリ金属である、請求項1に記載の医療用具。
- 前記反応性官能基は、イソシアネート基、アミノ基、アルデヒド基またはエポキシ基である、請求項1または2に記載の医療用具。
- 前記マレイン酸系高分子物質は、アルキルビニルエーテル−マレイン酸エステル共重合体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の医療用具。
- 炭素数1〜24の直鎖または分岐鎖のアルコールおよび水を含有し、前記アルコール:水の含有質量比が100:0.1〜150である溶液と、無水マレイン酸系高分子物質と、を反応させて、マレイン酸由来の構成単位を含むマレイン酸系高分子物質を得る段階と、
反応性官能基を有する化合物を含む溶液で医療用具を構成する基材を処理して、該基材の少なくとも表面に反応性官能基が存在する下地層を形成する段階と、
前記下地層が形成された基材を前記マレイン酸系高分子物質で処理して、前記反応性官能基と前記マレイン酸系高分子物質とを共有結合させて、前記下地層上にマレイン酸系高分子物質を含む樹脂被覆層を形成する段階と、を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の医療用具の製造方法。 - さらに、前記下地層及び樹脂被覆層を有する基材をアルカリ処理する段階を有する、請求項5に記載の方法。
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