JP6930894B2 - ガス低温滅菌を受ける医療機器用の樹脂組成物、可撓管、音響レンズ、および外皮、ならびにガス低温滅菌を受ける医療機器 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、γ線または電子線による放射線滅菌方法に対して、優れた変色安定性を有する医療用樹脂組成物、樹脂ペレット、および医療用部品が記載されている。特許文献1には、熱可塑性樹脂に、耐放射線剤としてシラン化合物を含むことによって滅菌耐性が向上することが記載されている。
例えば、特許文献2には、高圧蒸気滅菌に対する滅菌耐性を向上するため、水添ジエン系共重合体と誘拐ピーク温度が100〜200℃のポリオレフィン樹脂とからなる医療用樹脂組成物が記載されている。
近年、医療機器の滅菌処理として、ガス低温滅菌が広く用いられている。ガス低温滅菌では、例えば、過酸化水素ガスなどの滅菌ガスが用いられることが多い。
特許文献1、2に記載された技術は、それぞれ放射線滅菌、高圧蒸気滅菌に対して、体滅菌性が良好となる樹脂組成物に関するため、ガス低温滅菌において特に滅菌耐性を向上できる技術ではないという問題がある。
ガス低温滅菌に対して、良好な滅菌耐性を有する医療機器用の樹脂組成物が強く求められている。
以下では、本発明の第1の実施形態のガス低温滅菌を受ける医療機器用の樹脂組成物およびガス低温滅菌を受ける医療機器について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の医療機器である内視鏡の構成の一例を示す模式的な斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態の医療機器である内視鏡の挿入部における可撓管の構成の一例を示す模式的な平面図である。図3は、図2におけるA−A断面図である。図4は、本発明の第1の実施形態の樹脂組成物の構成の一例を示す模式的な断面図である。
なお、各図面は、模式図のため形状や寸法は誇張されている(以下の図面も同じ)。
挿入部11は、患者の体内に挿入するため、可撓性を有する管状に形成されている。挿入部11は、挿入方向の先端側から順に、先端部14、湾曲部15、および可撓管部16が設けられている。図1には図示されていないが、挿入部11の内部には、例えば、処置具チャンネル、ライトガイド、画像伝送ケーブル、操作ワイヤーなどの長尺の内蔵物が挿通されている。
撮像素子は、撮像光学系による像面に配置され、受光した光を光電変換することによって、画像信号を形成する。撮像素子によって生成された画像信号は必要に応じて信号処理されるなどして、金属配線を通して後述する操作部12に伝送される。画像信号を伝送する金属配線は、撮像素子に制御信号を供給する信号線と、駆動電圧を供給する電源線を含むケーブルにまとめられている。
ただし、撮像素子は、後述する操作部12に配置されてもよい。この場合、撮像光学系の像面には、光像を撮像素子まで伝送するイメージガイドファイバーの先端が配置される。イメージガイドファイバーは、後述する湾曲部15、可撓管部16の内部を経由して、撮像素子が配置された操作部12まで延ばされる。
このように、内視鏡10では、先端部14で取得された画像は、金属配線または光ファイバーからなる画像伝送ケーブルを通して、画像信号または画像光として伝送される。
図示は省略するが、先端部14の先端には、撮像窓、照明窓、および処置具用チャンネルに接続する開口などが設けられている。
湾曲部15は、例えば、円環状の複数の節輪が回動可能に連結され、内部には、操作ワイヤーが挿通されている。
湾曲部15の内部には、例えば、先端部14の撮像素子に接続された電気配線、照明窓まで延ばされたライトガイドなどの部材が収容されている。
上述した操作ワイヤー、画像伝送ケーブル、ライトガイドファイバーなどの部材(以下、長尺部材と称する場合がある)は、後述する可撓管部16の内部に挿通され、後述する操作部12まで延びている。
湾曲部15は、樹脂製の外皮チューブ15a(可撓管、外皮)によって被覆されている。
可撓管部16は、外周部を構成する可撓管20を有している。可撓管20の内腔には上述した長尺部材が挿通している。
図2、3に示すように、可撓管20は、少なくとも、チューブ本体21(可撓管)と、コート層23(外皮)と、を備える。
図3には、チューブ本体21およびコート層23の断面の一例を示されている。ただし、図3において、チューブ本体21の内周面21bよりも内側の部材の図示は省略されている。
チューブ本体21の内周面21bより内側には、可撓管20の湾曲時に可撓管20の内腔の円形断面を保つための補強部材が設けられていてもよい。このような補強部材としては、例えば、金属または樹脂からなる帯状部材が螺旋状に巻かれたフレックス、網状の金属ブレードなどが挙げられる。
指標22A、22Bは、チューブ本体21の長手方向において、例えば、50mmなどの適宜ピッチで、複数箇所に形成されている。
指標22A、22Bは、チューブ本体21の外周面21aの色と異なる色材で着色された塗料によって形成されている。
コート層23は、指標22A、22Aが視認されやすいように、光透過性が良好な材料で構成される。例えば、コート層23は、可視光の波長に対して、50%以上の光透過率を有することがより好ましい。
コート層23は、可撓管20の可撓性が良好となるように可撓性に優れる樹脂材料で構成されることがより好ましい。さらに、コート層23は、可撓管20を円滑に患者の体内に挿入することができるように、接触する可能性がある他の医療機器および患者の体腔に対する摩擦係数が低い樹脂材料で構成されることがより好ましい。
操作部12の先端側には、処置具、カテーテルなどを処置具用チャンネルに挿通するため、鉗子栓12cが設けられている。
操作部12の基端部には、内視鏡10の動作に必要な電源線、信号線などを、外部機器と接続するためのユニバーサルコード13が接続されている。
ユニバーサルコード13の基端部には、外部機器接続するコネクタ部13aが設けられている。
図4に模式的に示すように、本実施形態の樹脂組成物Mは、マトリクス樹脂R(樹脂)と、イオン交換体Iと、を備える。樹脂組成物Mは、例えば、摩擦低減剤、充填剤、架橋剤、可塑剤、補強剤、および着色剤などの添加物をさらに含有していてもよい。
マトリクス樹脂Rは、上述の少なくとも1つの樹脂を含む硬質の樹脂であってもよいし、上述の少なくとも1つの樹脂を成分中に含むエラストマーであってもよい。マトリクス樹脂Rは硬質の樹脂とエラストマーとの混合物であってもよい。
本発明者は、滅菌ガスが用いられたガス低温滅菌処理においてマトリクス樹脂Rの滅菌耐性をさらに向上するため、鋭意検討したところ、樹脂組成物Mがイオン交換体を含有することによって、マトリクス樹脂Rの滅菌耐性を格段に向上できることを新たに見出し、本発明に到った。
ガス低温滅菌における滅菌ガスの作用の機序は複雑であり、単に滅菌ガスのイオンの存在のみが滅菌に関わる化学反応に寄与するわけではないと考えられる。しかし、本発明者の検討によれば、樹脂組成物Mにイオン交換体が含まれると、より良好な滅菌耐性が得られる。
特に好ましいイオン交換体Iとしては、水酸化物イオンおよびプロトンの少なくとも一方を放出可能な無機物質を含有する構成が挙げられる。
イオン交換体Iとしては、例えば、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、およびアルミニウム(Al)のうち少なくとも一種類の金属原子を含む無機化合物が用いられてもよい。
イオン交換体Iとして好適な陰イオン交換体の具体例としては、例えば、IXE(登録商標)−770D(商品名;東亞合成(株)製、Mg、Al系)、IXE(登録商標)−800(商品名;東亞合成(株)製、Zr系)などが挙げられる。
イオン交換体Iとして好適な両イオン交換体の具体例としては、例えば、IXE(登録商標)−600(商品名;東亞合成(株)製、Sb、Bi系)、IXE(登録商標)−633(商品名;東亞合成(株)製、Sb、Bi系)、IXE(登録商標)−6107(商品名;東亞合成(株)製、Zr、Bi系)、IXE(登録商標)−6136(商品名;東亞合成(株)製、Zr、Bi系)、IXEPLAS(登録商標)−A1(商品名;東亞合成(株)製、Zr、Mg、Al系)、IXEPLAS(登録商標)−A2(商品名;東亞合成(株)製、Zr、Mg、Al系)、IXEPLAS(登録商標)−B1(商品名;東亞合成(株)製、Zr、Bi系)などが挙げられる。
イオン交換体Iの含有量が0.01質量部未満であると、滅菌ガスとマトリクス樹脂Rとの化学反応が抑制されにくくなるおそれがある。
イオン交換体Iの含有量が40質量部を超えると、マトリクス樹脂Rに対してイオン交換体Iの含有量が多くなりすぎるため、樹脂組成物Mの機械的特性、外観などが低下しすぎるおそれがある。例えば、無機粒子であるイオン交換体Iが多くなりすぎると、樹脂組成物Mとしての柔軟性が低下するため、引張強さ、可撓性などの機械的特性が低下するおそれがある。さらに、粒子状のイオン交換体Iの含有量が多くなることで透明性が損なわれたり、イオン交換体Iの表面への露出量が増大したりするなどして、外観が悪くなるおそれがある。
成形によって製造された樹脂組成物Mは、例えば、表面Mbにおいて適宜の接着剤層を介して基材B(図4の二点鎖線参照)に接着固定されてもよい。
例えば、樹脂組成物Mは、マトリクス樹脂Rとなる液状の樹脂材料にイオン交換体Iが混合された塗布用材料が基材B上に塗布された後、硬化されることによって製造されてもよい。塗布用材料の硬化方法としては、樹脂材料に応じて、例えば、加熱硬化、紫外線硬化などの適宜の硬化方法が用いられる。
例えば、樹脂組成物Mは、基材Bと固定されることなく当接するように配置されてもよい。
このようにして製造された樹脂組成物Mは、マトリクス樹脂Rに、粒子状のイオン交換体Iが分散されている。一部のイオン交換体Iは、例えば、表面Maにおいて外部に露出している。
例えば、樹脂組成物Mは、チューブ本体21を構成してもよい。この場合、マトリクス樹脂Rとしては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリブタジエン、およびポリエポキシからなる群から選択される少なくとも1つの樹脂を含むエラストマーなどが用いられてもよい。
例えば、樹脂組成物Mは、コート層23を構成してもよい。この場合、マトリクス樹脂Rとしては、フッ素系コート剤が硬化して形成されたフッ素系エラストマーなどであってもよい。
例えば、樹脂組成物Mは、外皮チューブ15aを構成してもよい。この場合、マトリクス樹脂Rとしては、フッ素系エラストマーなどが用いられてもよい。
例えば、樹脂組成物Mは、操作部12およびユニバーサルコード13を構成する適宜の樹脂成形品、樹脂チューブに用いられてもよい。この場合、マトリクス樹脂Rとしては、ポリサルフォン樹脂、ポリアミド樹脂などが用いられてもよい。
樹脂組成物Mは、可撓管20の内部に挿通される上述の長尺部材に用いられてもよい。
樹脂組成物Mは、マトリクス樹脂Rにイオン交換体Iが分散されて構成されている。一部のイオン交換体Iは、マトリクス樹脂Rの表面から外部に露出している。
内視鏡10には滅菌対象物である微生物などが付着しているおそれがあるため、内視鏡10は、ガス低温滅菌された後に使用される。
内視鏡10のガス低温滅菌が開始されると、例えば、滅菌ガス、滅菌ガスに由来するイオンおよびラジカル成分などが、滅菌対象物にケミカルアタックすることにより、滅菌対象物が死滅する。一方、滅菌ガス等は、内視鏡10の各構成部材に接触すると、各構成部材とも化学反応を起こす可能性がある。特に、樹脂材料は、滅菌ガス等のケミカルアタックを受けやすい。
詳しい反応機序は明らかではないが、本発明者の実験的な検討によれば、樹脂組成物Mにイオン交換体Iが含まれることによって、マトリクス樹脂Rが受けるケミカルアタックは格段に減少している。この結果、マトリクス樹脂Rの劣化が抑制される。
この理由としては、イオン交換体Iが、イオン交換する過程で滅菌ガスに由来して生成される生成物のイオンをイオン交換して捕捉(トラップ)したり、イオン交換に際してイオン交換体Iから放出されるイオンが、滅菌ガス等と反応したりすることが考えられる。このため、イオン交換体Iの周辺のマトリクス樹脂Rは、滅菌ガス等に含まれる反応成分が減少し、マトリクス樹脂Rに対するケミカルアタックが抑制されると考えられる。
本発明者の検討によれば、特に、滅菌ガスが過酸化水素ガスの場合、イオン交換体Iが、水酸化物イオンおよびプロトンの少なくとも一方を放出可能な無機物質を含有することで、酸性雰囲気および塩基性雰囲気の少なくとも一方を中和できるため、よりケミカルアタックが抑制される。
特に、内視鏡10の外表面に露出する構成部材に樹脂組成物Mが用いられる場合、樹脂組成物Mによって、内視鏡10の内部の部材に対する滅菌ガス等のケミカルアタックが抑制される。
次に、本発明の第2の実施形態のガス低温滅菌を受ける医療機器について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態の医療機器である超音波内視鏡の構成の一例を示す模式的な正面図である。図6は、本発明の第2の実施形態の医療機器である超音波内視鏡および音響レンズの一例を示す模式的な斜視図である。図7は、本発明の第2の実施形態の音響レンズの一例を示す模式的な断面図である。
超音波内視鏡30には、上記第1の実施形態の内視鏡10と同様のガス低温滅菌が施される。
超音波内視鏡30は、患者の体内に挿入される細長の挿入部31と、挿入部31の基端に接続された操作部32と、操作部32から延出するユニバーサルコード33とを備える。
挿入部31は、上記第1の実施形態の挿入部11の先端部14に代えて、先端部34を備え、さらに、先端部34の先端に超音波プローブ35が追加されて構成される。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
超音波プローブ35は、先端部34の先端面34aから前方に突出して設けられている。超音波プローブ35の外形は、略円筒状である。
図7に示すように、超音波プローブ35の内部には、後述する超音波振動子42の保持部材である円筒状部材40が配置されている。円筒状部材40の内部には、後述する超音波振動子42と電気的に接続する同軸ケーブル41が挿通している。同軸ケーブル41は、上記第1の実施形態における各長尺部材と同様、先端部14、湾曲部15、および可撓管20の内部を通して、操作部32まで延びている。
各超音波振動子42は、それぞれ、圧電素子43、バッキング材44、音響整合層45、音響レンズ46、および図示略の電極を備える。
バッキング材44は、圧電素子43で発生する超音波振動のうち径方向内側に向かう振動を吸収するための部材である。バッキング材44は、円筒状部材40と圧電素子43との間に充填されている。バッキング材44は、軸方向においては、円筒状部材40を内部に挿通する環状部材47A、47Bに挟まれている。
バッキング材44の材質としては、適宜の振動吸収特性を有する樹脂材料が用いられる。
音響整合層45は、被検体と圧電素子43とにおける音響インピーダンスの差を低減する層状部である。被検体の音響インピーダンスに応じて、音響整合層45の音響インピーダンスが適正に設定されることにより、被検体による超音波の反射が低減される。
音響整合層45は、径方向から見て、少なくとも圧電素子43を覆うように設けられている。音響整合層45は、単層で構成されてもよいし、複数層で構成されてもよい。
本実施形態では、音響レンズ46は、全体としては略円筒状に形成されている。音響レンズ46は、音響整合層45を径方向外側から覆うように設けられている。音響レンズ46のレンズ表面46aは、径方向から見て少なくとも圧電素子43に重なる範囲では、外側に凸の湾曲面になっている。音響レンズ46は、径方向において圧電素子43と重ならない範囲にも周方向に連続する帯状に延びている。
音響レンズ46は、ケーシング48、49とともに、超音波プローブ35の最表面の一部を構成している。
例えば、本実施形態の挿入部31において、上記第1の実施形態における挿入部11と同様の構成部材に、樹脂組成物Mが用いられてもよい。
例えば、本実施形態の操作部32、ユニバーサルコード33において、上記第1の実施形態における操作部12、ユニバーサルコード13と同様の構成部材に樹脂組成物Mが用いられてもよい。
例えば、超音波プローブ35の最表面に位置する音響レンズ46は、樹脂組成物Mで構成されることが特に好ましい。
ただし、シリコーンエラストマーは、耐薬品性、成形性、接着性などに優れる材料が用いられることがより好ましい。例えば、成形性の観点からシリコーンは、非ミラブル型がより好ましい。この場合、音響レンズ46は、液状のシリコーンが成形型に流し込んでから硬化されることで、音響レンズ46の形状に成形されるとともに音響整合層45およびケーシング48、49などに接合される。
ただし、音響レンズ46は、ミラブル型シリコーンにイオン交換体Iが添加されレンズ形状に成形された後、音響整合層45およびケーシング48、49などに固定されてもよい。
摩擦低減剤としては、例えば、固体潤滑剤、低摩擦の微粒子などが用いられてもよい。例えば、摩擦低減剤として好適な材料としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、マイカ、タルク、フッ化カルシウム、二酸化珪素、フラーレン、カーボンナノチューブ、一酸化鉛、金、銀、錫、鉛、銅、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、などが挙げられる。
摩擦低減剤としては、1種類の物質が用いられてもよいし、2種類以上の物質が用いられてもよい。
音響レンズ46の音響特性は、イオン交換体Iの含有量によって調整されてもよい。
ただし、音響レンズ46の音響特性は、樹脂組成物Mに充填剤が添加されることによって調整されてもよい。
充填剤としては、例えば、無機フィラーが用いられてもよい。充填剤として好適な無機フィラーの例としては、シリカ、アルミナ、ベーマイト、酸化セリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、三酸化タングステン、ジルコニア、ダイヤモンド、窒化珪素、炭化珪素、サファイヤなどが挙げられる。
充填剤としては、1種類の物質が用いられてもよいし、2種類以上の物質が用いられてもよい。
特に、音響レンズ46が樹脂組成物Mで構成されると、イオン交換体Iによって、音響レンズ46におけるマトリクス樹脂Rと、樹脂組成物Mに含有される添加物と、に対するガス低温滅菌時のケミカルアタックが抑制される。このため、ガス低温滅菌によるマトリクス樹脂Rおよび添加物の劣化が抑制される結果、繰り返し滅菌処理を受けても音響レンズ46の音響特性の劣化が防止される。
本実施形態では、音響レンズ46が、超音波プローブ35の内部部材を覆うように設けられているため、音響レンズ46よりも内側の構成部材もガス低温滅菌から保護される。
実施例1〜27は、樹脂組成物Mにおけるマトリクス樹脂Rを変えた実施例である。
下記[表1]には、実施例1〜27の樹脂組成物の組成が示されている。
「両イオン交換体C」は、IXE(登録商標)−6107(商品名;東亞合成(株)製)を表す。両イオン交換体Cは、Zr、Bi系の無機化合物である。
「陰イオン交換体D」は、IXE(登録商標)−770D(商品名;東亞合成(株)製)を表す。陰イオン交換体Dは、Mg、Al系の無機化合物である。
「陽イオン交換体E」は、IXE(登録商標)−300(商品名;東亞合成(株)製)を表す。陽イオン交換体Eは、Sb系の無機化合物である。
実施例23〜27の樹脂組成物Mのマトリクス樹脂Rは、いずれも、ポリアミドとされた。
実施例1〜27の樹脂組成物Mにおけるイオン交換体Iは、いずれも両イオン交換体Aが用いられた。
イオン交換体Iの含有量は、各マトリクス樹脂Rを100質量部として、[表1]に示す通りとされた。具体的には、実施例1、10、13、21におけるイオン交換体Iの含有量は、いずれも0.5質量部とされた。実施例2〜9、11、12、14〜20、22におけるイオン交換体Iの含有量は、いずれも3質量部とされた。実施例23〜27におけるイオン交換体Iの含有量は、それぞれ3質量部、0.1質量部、30質量部、0.05質量部、40質量部とされた。
実施例23〜27は、マトリクス樹脂Rの種類を同一にして、イオン交換体Iの含有量を変えた例になっている。
引張り試験用サンプルは、各樹脂組成物Mを、JIS K 7161に準拠した8号型引張試験片の形状に成形して製造された。
ガスバリア性評価用サンプルは、各樹脂組成物Mが100mm×100mm×20μmの矩形フィルム状に成形されて製造された。
下記[表3]に、比較例1〜23の樹脂組成物の組成が示されている。
比較例1〜23の樹脂組成物によって、実施例と同様の引張り試験用サンプルと、ガスバリア性評価用サンプルとが、製造された。
実施例1〜27、比較例1〜23に対して、それぞれ引張り強度評価と、過酸化水素ガスバリア性評価(以下、ガスバリア性評価と略記)と、が行われた。
引張り強度評価では、滅菌処理されていない引張り試験用サンプルと、過酸化水素プラズマ滅菌された引張り試験用サンプルと、の引張強さ[MPa]が測定された。引張り試験機としては、精密万能試験機 AG−X(商品名;(株)島津製作所製)が用いられた。
過酸化水素プラズマ滅菌は、各引張り試験用サンプルを、ステラッド(登録商標)NX(登録商標)(商品名;ジョンソン・エンド・ジョンソン(株)製)に投入して、100例(回)ずつ行われた。
ガスバリア性評価では、過酸化水素によって変色する過酸化水素インジケータが、ガスバリア性評価用サンプルを用いて密閉された。過酸化水素インジケータが封入された各ガスバリア性評価用サンプルは、引張り試験用サンプルと同様の条件で、過酸化水素プラズマ滅菌された。各ガスバリア性評価用サンプルにおいて、1例の滅菌処理が終了するごとに、過酸化水素インジケータの変色が評価された。過酸化水素インジケータが変色したときの滅菌処理の例数が記録された。過酸化水素インジケータを封入した各ガスバリア性評価用サンプルは、ステラッド(登録商標)NX(登録商標)(商品名;ジョンソン・エンド・ジョンソン(株)製)に投入されて過酸化水素に曝露された。
下記[表4]に、実施例1〜27の評価結果が示されている。下記[表5]には、比較例1〜23の評価結果が示されている。
[表5]には、引張り強度評価の評価結果として、引張強さ[MPa]、強度保持率(S2/S1)[%]が記載されている。
各「引張強さ」欄における「初期(S1)」欄には、滅菌処理されなかった引張り試験用サンプルによる引張強さの測定値が記載されている。各「引張強さ」欄における「滅菌後(S2)」欄には、100例(回)の過酸化水素プラズマ滅菌が施された引張り試験用サンプルによる引張強さの測定値が記載されている。
各「強度保持率(S2/S1)」欄には、S1に対するS2の引張強さの比が百分率で示されている。強度保持率(S2/S1)は、滅菌前の滅菌処理後の引張強さの変化を表している。
各「強度保持率(対比較例)」欄には、マトリクス樹脂Rが対応する比較例のS1に対するS1の引張強さの比が百分率で示されている。強度保持率(対比較例)は、滅菌前の引張強さに及ぼすイオン交換体Iの影響の程度を表している。
[表4]における「強度保持率(対比較例)」欄には、[表5]のS1に対する[表4]のS1の引張強さの比が百分率で示されている。「強度保持率(対比較例)」は、イオン交換体Iの添加による引張強さへの影響を表している。
強度保持率(対比較例)が80%以上であれば、イオン交換体Iの添加による引張強さの低下量が20%未満であるため、機械的特性への影響が少ないと言える。
実施例1〜27に関しては、強度保持率(S2/S1)が90%以上、強度保持率(対比較例)が80%以上、かつガスバリア性評価が「良い」の評価であった場合に、総合評価は「良い」と評価された。
強度保持率(S2/S1)が70%未満、強度保持率(対比較例)が70%未満、およびガスバリア性評価が「不可」のうちいずれかに該当する場合に、総合評価は「不可」と評価された。
総合評価が「良い」でもなく「不可」でもない場合、総合評価は「可」と評価された。
比較例1〜23に関しては、強度保持率(対比較例)は100%であると見なして、実施例1〜27の判定条件と同様に評価された。
実施例26は、強度保持率(S2/S1)が75%、ガスバリア性評価が「可」であっため、実施例26の総合評価は「可」であった。
実施例27は、強度保持率(対比較例)が75%であっため、実施例27の総合評価は「可」であった。
[表5]に示すように、比較例1〜23は、いずれもガスバリア性評価が「不可」であったため、総合評価は「不可」であった。特に、比較例2、11、12、21、23は、強度保持率(S2/S1)が70%未満であった点でも「不可」であった。
実施例23〜27は、マトリクス樹脂Rがポリアミドの場合に、イオン交換体Iの含有量が変えられた例になっている。
実施例26は、ガスバリア性の評価結果が「可」であり、かつ滅菌後の引張強さが比較的低くなった。イオン交換体Iが0.05質量部と少なかったために滅菌ガスのケミカルアタックの影響を受けて、滅菌ガスが浸透する亀裂などが発生したおそれがある。
実施例27は、イオン交換体Iが40質量部と多かったために、滅菌処理の影響による強度低下がほとんどなく、ガスバリア性も良好であった。ただし、イオン交換体Iが多いため、初期の引張強さは比較例に対する低下量が大きくなったと考えられる。
実施例29〜33は、上記第1の実施形態における可撓管20の実施例である。ただし、実施例29〜33の後述する評価用サンプルでは、可撓管20における指標22A、23B、およびコート層23は省略された。
下記[表6]には、実施例29〜33の各樹脂組成物Mの組成および評価結果が、比較例25の樹脂組成物の組成および評価結果とともに示されている。
実施例29〜33の各マトリクス樹脂Rは、熱可塑性ポリエステルエラストマーが用いられた。具体的には、いずれのマトリクス樹脂Rも、PBT(ポリブチレンテレフタレート)系の熱可塑性ポリエステルエラストマーであるハイトレル(登録商標)(商品名;東レ・デュポン(株)製)が用いられた。
実施例29のイオン交換体Iは、マトリクス樹脂Rを100質量部として25質量部の陽イオン交換体Eが用いられた。
実施例30〜32のイオン交換体Iは、いずれも両イオン交換体Cが用いられた、実施例30〜32のイオン交換体Iの含有量は、マトリクス樹脂Rを100質量部として、それぞれ25質量部、0.01質量部、5質量部とされた。
実施例33のイオン交換体Iは、マトリクス樹脂Rを100質量部として5質量部の両イオン交換体Aが用いられた。
得られた評価用サンプルにおけるチューブ本体21の外径、長さ、厚さは、それぞれ、13mm、200mm、0.7mmであった。
各実施例、比較例の評価用サンプルは、内視鏡用の可撓管として使用可能な可撓性、硬さ、外観を有していた。
[表6]に示すように、比較例25の評価用サンプルは、イオン交換体が含まれない以外は、実施例29と同様の樹脂組成物を用いて実施例29と同様にして製造された。
実施例29〜33、比較例25に対して、外観評価、滅菌耐性評価、および内容物保護性評価が行われた。
外観評価は、滅菌処理前の評価用サンプルを、評価者が目視することによって行われた。
滅菌耐性評価および内容物保護性評価は、評価用サンプルが過酸化水素プラズマ滅菌処理された後に行われた。
過酸化水素プラズマ滅菌は、各評価用サンプルをステラッド(登録商標)NX(登録商標)に投入して、200例(回)ずつ行われた。
滅菌耐性評価では、滅菌処理後の評価用サンプルの外観の目視評価が行われた。
内容物保護性評価では、評価用サンプルの内側に過酸化水素インジケータが挿入され、評価用サンプルの端部から過酸化水素が入らないように端部が密封された。過酸化水素インジケータが封入された評価用サンプルに上述の過酸化水素プラズマ滅菌が施された後、過酸化水素インジケータの変色が評価された。
[表6]に示すように、各評価は、いずれも「非常に良い」(very good、表中では「◎」)、「良い」(good、表中では「○」)、「不良」(no good、表中では「×」)の三段階で行われた。
外観評価では、評価用サンプルの外観に光沢があり、模様のない均一な状態であった場合に「非常に良い」、評価用サンプルの外観にイオン交換体の光散乱による均一な白化があった場合に「良い」、評価用サンプルの外観にイオン交換体の光散乱による不均一な模様、白色部があった場合に「不良」と評価された。
滅菌耐性評価では、滅菌後における、評価用サンプルの外観に光沢があった場合に「非常に良い」、評価用サンプルの外観の光沢が失われて曇りが発生する程度であった場合に「良い」、評価用サンプルの外観が荒れて白く見える・ざらつく、樹脂が溶解して変形する、樹脂がもろくなって割れる・亀裂が入る、といった不具合のいずれかが発生した場合に「不良」と評価された。
内容物保護性評価では、過酸化水素インジケータの変色が無かった場合に「非常に良い」、過酸化水素インジケータがわずかに変色したが許容範囲であった場合に「良い」、過酸化水素インジケータが許容できないほど変色した場合に「不良」と評価された。
このように、実施例29〜33の評価用サンプルは、イオン交換体Iを含む樹脂組成物Mで構成されていても、可撓管20に必要な外観を有していた。さらに実施例29〜33の評価用サンプルは、過酸化水素ガス滅菌に対する滅菌耐性に優れ、可撓管20の内側の内容物保護性にも優れていた。
これに対して、比較例25では、過酸化水素ガス滅菌に対する滅菌耐性および内容物保護性が格段に劣っていた。
実施例29、30を互いに比較すると、イオン交換体Iの含有量が同一の場合、陽イオン交換体よりも両イオン交換体の方が滅菌耐性および内容物保護性に優れていた。
実施例30〜33を互いに比較すると、イオン交換体Iの含有量が5質量部以上25質量部以上の場合(実施例30、32)、滅菌耐性および内容物保護性が非常に優れていた。しかし、イオン交換体Iの含有量が0.01質量部(実施例31)の場合には許容範囲ではあっても、滅菌耐性および内容物保護性は、実施例30、32に比べるとやや劣っていた。
実施例34〜38は、上記第1の実施形態におけるコート層23として特に好適な樹脂組成物Mの実施例である。
下記[表7]には、実施例34〜38の樹脂組成物Mの組成および評価結果が、比較例26の樹脂組成物の組成および評価結果とともに示されている。
実施例34〜38のマトリクス樹脂Rは、いずれもフッ素系コート材が用いられた。具体的には、いずれのマトリクス樹脂Rも、ルミフロン(登録商標)(商品名;旭硝子 (株)製)が用いられた。
実施例34のイオン交換体Iは、マトリクス樹脂Rを100質量部として0.03質量部の陽イオン交換体Eが用いられた。陽イオン交換体Eの粒子径は、メディアン径で0.5μmであった。
実施例35〜37のイオン交換体Iは、いずれも両イオン交換体Aが用いられた、両イオン交換体Aの粒子径は、メディアン径で0.5μmであった。実施例35〜37のイオン交換体Iの含有量は、マトリクス樹脂Rを100質量部として、それぞれ0.03質量部、4質量部、0.1質量部とされた。
実施例38のイオン交換体Iは、マトリクス樹脂Rを100質量部として0.1質量部の両イオン交換体Bが用いられた。両イオン交換体Bの粒子径は、メディアン径で0.2μmであった。
ガスバリア性評価用サンプルは、基材シートに樹脂組成物Mがコーティングされて製造された。基材シートの材料は、PBT系熱可塑性ポリエステルエラストマーであるハイトレル(登録商標)(商品名;東レ・デュポン(株)製)が用いられた。基材シートは、50mm×50mm×0.3mmの矩形フィルム状に成形された。
ガスバリア性評価用サンプルにおいて各樹脂組成物Mは、コート厚が5μmになるように基材シートにコーティングされた。
光透過性評価用サンプルは、スライドガラスの表面に樹脂組成物Mがコーティングされて製造された。各樹脂組成物Mのコート厚は5μmとされた。
[表7]に示すように、比較例26のガスバリア性評価用サンプルおよび光透過性評価用サンプルは、イオン交換体が含まれない以外は、実施例34と同様の樹脂組成物を用いて実施例34と同様にして製造された。
実施例34〜38、比較例26に対して、ガスバリア性評価および光透過性評価が行われた。
ガスバリア性評価では、過酸化水素によって変色する過酸化水素インジケータが、ガスバリア性評価用サンプルを用いて密閉された。過酸化水素インジケータが封入された各ガスバリア性評価用サンプルは、ステラッド(登録商標)NX(登録商標)(商品名;ジョンソン・エンド・ジョンソン(株)製)に投入され、1例(回)ずつ過酸化水素ガスプラズマ滅菌が施された。
各例(回)の滅菌処理が終わるごとに、過酸化水素インジケータの変色が評価された。ガスバリア性評価用サンプルごとに過酸化水素インジケータが変色したときの滅菌処理の例(回)数が記録された。
光透過性評価では、各光透過性評価用サンプルの製造後に、各光透過性評価用サンプルの光透過率が測定された。
[表7]に示すように、ガスバリア性は、ガスバリア性評価用サンプルが100例の滅菌処理まで変色しなかった場合に「非常に良い」(very good、表中では「◎」)、50例以上100例未満で変色した場合に「良い」(good、表中では「○」)、10例以上50例未満で変色した場合に「可」(fair、表中では「△」)、10例未満で変色した場合に「不良」(no good、表中では「×」)と評価された。
光透過性評価における評価結果は、光透過率(%)の測定値によって示されている。コート層23に求められる光透過性は、指標22A、22Bが視認できればよい。このため、光透過率は50%以上であれば、コート層23の光透過率として好適である。
総合評価では、ガスバリア性評価が「非常に良い」かつ光透過率が90%以上であった場合に「非常に良い」と評価された。総合評価では、ガスバリア性評価結果が「良い」でありかつ光透過率が50%以上であった場合、またはガスバリア性評価結果が「非常に良い」でありかつ光透過率が50%以上90%未満であった場合に「良い」と評価された。総合評価では、ガスバリア性評価結果が「可」でありかつ光透過率が50%以上であった場合に「可」と評価された。総合評価では、ガスバリア性評価結果が「不可」または光透過率が50%未満であった場合に「不可」と評価された。
これに対して、比較例26は、光透過率は95%と良好であったが、ガスバリア性が「不可」であったため、総合評価は「不可」であった。
実施例35〜37を互いに比較すると、イオン交換体Iの含有量が多い方がガスバリア性に優れていた。ただし、イオン交換体Iの含有量が多いほど、光透過率は低下していた。
実施例37、38を互いに比較すると、イオン交換体Iの含有量が同じであれば、粒子径が小さい方が光透過率は高くなっていた。
実施例39は、上記第1の実施形態における外皮チューブ15aの実施例である。
下記[表8]には、実施例39の樹脂組成物Mの組成および評価結果が、比較例27の
樹脂組成物の組成および評価結果とともに示されている。
さらに、実施例39の樹脂組成物Mには、添加物として、架橋剤、充填剤、および着色剤が含有された。具体的には、架橋剤としては過酸化物系架橋剤が用いられた。
架橋剤、充填剤、および着色剤の含有量は、マトリクス樹脂Rを100質量部として、それぞれ、2質量部、10質量部、0.7質量部とされた。
[表8]に示すように、比較例27の評価用サンプルは、イオン交換体が含まれない以外は、実施例39と同様の樹脂組成物を用いて実施例39と同様にして製造された。
実施例39および比較例27に対して、滅菌耐性評価が行われた。
滅菌耐性評価は、評価用サンプルが異なる以外は、実施例1〜27等に対して行われた上述のガスバリア性評価と同様にして行われた。
[表8]に滅菌耐性評価の評価結果が示されている。評価基準は、実施例1〜27等に対して行われた上述のガスバリア性評価とまったく同様とされた。具体的には、評価用サンプルが100例の滅菌処理まで変色しなかった場合に「良い」(good、表中では「○」)、10例以上100例未満で変色した場合に「可」(fair、表中には該当無し)、10例未満で変色した場合に「不良」(no good、表中では「×」)と評価された。
実施例39の滅菌耐性は「良い」と評価された。これに対して、比較例27の滅菌耐性は「不良」と評価された。
このように、実施例39は、樹脂組成物Mにイオン交換体Iが含有されているため、比較例27よりも滅菌耐性に優れていた。
実施例40〜47は、上記第2の実施形態における音響レンズ46の実施例である。
下記[表9]には、実施例40〜47の樹脂組成物Mの組成および評価結果が、比較例28、29の樹脂組成物の組成および評価結果とともに示されている。
具体的には、実施例40の樹脂組成物Mは、ポリスチレンであるREXOLITE(登録商標) 1422(商品名;エンズィンガー社製)100質量部に、陰イオン交換体D0.3質量部が添加された。陰イオン交換体Dの粒子径(メディアン径)は6μmであった。
実施例41の樹脂組成物Mは、陰イオン交換体Dの含有量が50質量部とされた以外は、実施例40と同様に構成された。
実施例42の樹脂組成物Mは、マトリクス樹脂Rが100質量部のシリコーンに変えられた以外は、実施例40と同様に構成された。
実施例43、44の樹脂組成物Mは、イオン交換体Iとして、それぞれ両イオン交換体C、両イオン交換体Aが用いられた以外は、実施例42と同様に構成された。両イオン交換体C、両イオン交換体Aの粒子径(メディアン径)は、それぞれ1.5μm、0.5μmであった。
実施例45の樹脂組成物Mは、両イオン交換体Cの含有量が0.5質量部とされた以外は、実施例43と同様に構成された。
実施例46、47の樹脂組成物Mは、両イオン交換体Cの含有量が、それぞれ10質量部、40質量部とされた以外は、実施例45と同様に構成された。
音響特性評価用サンプルは、JIS Z 2354:固体の超音波減衰係数の測定方法における、対比測定片を使用しない水浸多重反射法に準拠した試験片とされた。具体的には、各樹脂組成物Mが30mm×30mm×1mmのシート状に成形されて製造された。
突き刺し強度評価用サンプルは、各樹脂組成物Mが30mm×30mm×0.5mmのシート状に成形されて製造された。
。
ガスバリア性評価用サンプルは、実施例40〜47の樹脂組成物Mをそれぞれ用いて、上述した実施例1〜27におけるガスバリア性評価用サンプルと同様にして製造された。
[表9]に示すように、比較例28、29は、イオン交換体が含まれない以外は、それぞれ実施例40、42と同様の樹脂組成物とされた。
比較例28,29の樹脂組成物によって、それぞれ実施例40、42と同様にして音響特性評価用サンプル、突き刺し強度評価用サンプル、およびガスバリア性評価用サンプルが製造された。
実施例40〜47、比較例28、29に対して、減衰率、音響インピーダンス、突き刺し強度、およびガスバリア性の評価が行われた。
[表9]に示すように、減衰率は、7dB/cm/MHz以下の場合に「非常に良い」(very good、表中では「◎」)、7dB/cm/MHzを超え10dB/cm/MHz以下の場合に「良い(good、表中では「○」)、10dB/cm/MHzを超える場合に「不良」(no good、表中では「×」)と評価された。
音響インピーダンスは、1.4×106N・s/m3以上1.6×106N・s/m3以下の場合に「非常に良い」(very good、表中では「◎」)と評価された。音響インピーダンスは、1.2×106N・s/m3以上1.4×106N・s/m3未満または1.6×106N・s/m3を超え1.8×106N・s/m3以下の場合に「良い」(good、表中では「○」)と評価された。音響インピーダンスは、1.2×106N・s/m3未満または1.8×106N・s/m3を超える場合に「不良」(no good、表中では「×」)と評価された。
過酸化水素プラズマ滅菌は、各突き刺し強度評価用サンプルを、ステラッド(登録商標)NX(登録商標)に投入して、50例(回)行われた。
突き刺し強度は、JIS Z 1707:1997に準拠して測定された。具体的には、滅菌処理された突き刺し強度評価用サンプルに直径1mmの試験針が突き刺されたときに、試験針が受ける最大荷重の測定値を突き刺し強度評価用サンプルの厚さで除することによって算出された。
突き刺し強度は、25N/mm以上の場合に「非常に良い」(very good、表中では「◎」)、20N/mm以上25N/mm未満の場合に「良い」(good、表中では「○」)、20N/mm未満の場合に「不良」(no good、表中では「×」)と評価された。
過酸化水素プラズマ滅菌は、各突き刺し強度評価用サンプルをステラッド(登録商標)NX(登録商標)に投入して、100例(回)行われた。
各ガスバリア性評価用サンプルにおいて、1例の滅菌処理が終了するごとに、過酸化水素インジケータの変色が評価された。過酸化水素インジケータが変色したときの滅菌処理の例数が記録された。
ガスバリア性は、ガスバリア性評価用サンプルが100例の滅菌処理まで変色しなかった場合に「非常に良い」(very good、表中では「◎」)、70例以上100例未満で変色した場合に「良い」(good、表中では「○」)、70例未満で変色した場合に「不良」(no good、表中では「×」)と評価された。
[表9]に示すように、実施例40〜47は、すべての評価結果において「不可」がなかった。実施例40〜44は、総合評価では「良い」と評価された。実施例45〜47は、総合評価では「非常に良い」と評価された。
これに対して、比較例28は、突き刺し強度およびガスバリア性が「不可」のため、総合評価では「不可」と評価された。比較例29は、ガスバリア性が「不可」のため、総合評価では「不可」と評価された。
実施例44〜47では、ガスバリア性も「非常に良い」と評価されたため、イオン交換体Iを0.5質量部以上40質量部以下含有することで、滅菌耐性が向上したと考えられる。実施例44〜47によれば、ガスバリア性に優れるため、滅菌ガスによる超音波プローブ35内の内容物の劣化が防止される。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
11、31 挿入部
12、32 操作部
12a 操作スイッチ
12b 操作ノブ
13、33 ユニバーサルコード
13a コネクタ部
14、34 先端部
15 湾曲部
15a 外皮チューブ(可撓管、外皮)
16 可撓管部
20 可撓管
21 チューブ本体(可撓管)
23 コート層(外皮)
35 超音波プローブ
42 超音波振動子
43 圧電素子
44 バッキング材
45 音響整合層
46 音響レンズ
I イオン交換体
M 樹脂組成物
R マトリクス樹脂
Claims (12)
- シリコーン、アクリル、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ウレタン、ポリウレタン、ポリフェニルサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリベンゾイミダゾール、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、フッ素系エラストマー、ポリブタジエン、およびポリエポキシエラストマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの樹脂と、
両イオン交換体と、
を含む、ガス低温滅菌を受ける医療機器用の樹脂組成物。 - 前記両イオン交換体は、水酸化物イオンおよびプロトンの少なくとも一方を放出可能な無機物質を含有する、
請求項1に記載のガス低温滅菌を受ける医療機器用の樹脂組成物。 - 前記両イオン交換体は、前記樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上40質量部以下含有されている、
請求項1または2に記載のガス低温滅菌を受ける医療機器用の樹脂組成物。 - 請求項1記載の樹脂組成物を備える、
ガス低温滅菌を受ける医療機器。 - 請求項1に記載の樹脂組成物を含み、
前記樹脂は、ポリエステル、ポリスチレン、ポリブタジエン、およびポリエポキシからなる群から選択される少なくとも1つの樹脂を含む、
ガス低温滅菌を受ける医療機器用の可撓管。 - 請求項5に記載の可撓管を備える、
ガス低温滅菌を受ける医療機器。 - 請求項1に記載の樹脂組成物を含み、
前記樹脂は、フッ素系エラストマーを含む、
ガス低温滅菌を受ける医療機器用の可撓管。 - 請求項7に記載の可撓管を備える、
ガス低温滅菌を受ける医療機器。 - 請求項1に記載の樹脂組成物を含み、
前記樹脂は、シリコーンを含む、
ガス低温滅菌を受ける医療機器用の音響レンズ。 - 請求項9に記載の音響レンズを備える、
ガス低温滅菌を受ける医療機器。 - 請求項1に記載の樹脂組成物を含み、
前記樹脂は、フッ素系エラストマーを含む、
ガス低温滅菌を受ける医療機器用の外皮。 - 請求項11に記載の外皮を備える、
ガス低温滅菌を受ける医療機器。
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