JP7157930B2 - 筒状構造体 - Google Patents

筒状構造体 Download PDF

Info

Publication number
JP7157930B2
JP7157930B2 JP2018517243A JP2018517243A JP7157930B2 JP 7157930 B2 JP7157930 B2 JP 7157930B2 JP 2018517243 A JP2018517243 A JP 2018517243A JP 2018517243 A JP2018517243 A JP 2018517243A JP 7157930 B2 JP7157930 B2 JP 7157930B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
fabric
tubular
formula
warp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018517243A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018181918A1 (ja
Inventor
恭平 山下
功治 門脇
一裕 棚橋
伸明 田中
諭 山田
弘至 土倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of JPWO2018181918A1 publication Critical patent/JPWO2018181918A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7157930B2 publication Critical patent/JP7157930B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/507Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06Blood vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/16Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/18Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/34Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/04Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08Materials for coatings
    • A61L29/085Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3653Interfaces between patient blood circulation and extra-corporal blood circuit
    • A61M1/3655Arterio-venous shunts or fistulae
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3653Interfaces between patient blood circulation and extra-corporal blood circuit
    • A61M1/3659Cannulae pertaining to extracorporeal circulation
    • A61M1/3661Cannulae pertaining to extracorporeal circulation for haemodialysis
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • D03D13/004Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft with weave pattern being non-standard or providing special effects
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D3/00Woven fabrics characterised by their shape
    • D03D3/02Tubular fabrics
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/06Load-responsive characteristics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/10Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

本発明は、筒状構造体に関する。
人工血管は、例えば動脈硬化等の病的な生体血管の代替、あるいはバイパスを形成するために用いられる医療機器である。中でも、慢性腎不全患者に対しては人工透析で治療を行うのが一般的であり、体外循環を行うための十分な血流量を確保するために、透析シャントが用いられる。透析シャントとは、動脈と静脈を相互にバイパスする動脈-静脈(A-V)シャントとして用いられる人工血管の呼称である。特に、患者の高齢化や糖尿病等の原疾患により生体血管が脆弱になっている場合、自己血管によるグラフトが困難である場合、透析シャントを移植して用いることが多い。
しかしながら、透析治療には透析針による平均週3回の穿刺を行う必要があり、血管壁に多くの穴が開けられることになる。中でも、シャントに用いる典型的な人工血管には、延伸ポリテトラフルオロエチレン(以下、ePTFE)製の人工血管が挙げられるが、そのまま用いると一度開けられた穴が塞がらないという課題を有しており、透析針を刺したりした後に、生じた穴から出血するという問題がある。
この問題を解決するために、従来のePTFE製の人工血管の外層に、例えば、シリコーン、ポリウレタン及びポリスチレン等に代表されるようなエラストマー系ポリマーを被覆することで、穿刺耐性を付与した例が報告されている(特許文献1~5)。
生体血管には内表面に内膜が存在し、血管内皮細胞を有することで血栓形成を阻害することができるが、従来のePTFE製の人工血管は細胞親和性が低く、血管内皮細胞の定着が起こりにくいだけでなく、血管内皮細胞の定着及び内膜が形成するまでに時間を要する。
そこで、基材に弾性を有するポリエステル系繊維からなる多孔体構造を用いることで、多孔質部分への血管内皮細胞の増殖を促進し、生体内で長期に亘り安定させる人工血管が報告されている(特許文献6)。また、この人工血管は、刺後のシール性を付与するため、外層をシリコーン又はポリスチレン系エラストマー等で被覆することで穿刺耐性を持たせている。
一方で、優れた弾性を有するポリウレタンからなる不織布を基材に巻き付けて筒状に成形することで、優れた弾性を維持しつつ、かつ、穿針後漏水量が200ml/分以下にした内シャント用人工血管も報告されている(特許文献7)。
特許第2970320号 特開2005-152178号 特表2015-501173号 特開2005-152181号 特表2006-511282号 特許第3591868号 特開平2-98352号
しかしながら、特許文献1~5に記載の人工血管は、被覆材に用いるエラストマー系のポリマーが高弾性なため、柔軟性を損なってしまう。人工血管の柔軟性が損なわれた場合、例えば、透析を行う際に行う透析針の穿刺が困難になることや、硬い人工血管を埋め込んだことによる異物感が生じ、患者のQOL(Quality Of Life)の低下等の問題が発生する。
特許文献1に記載の人工血管は、基材に対して厚みが80μmのePTFE製シートを10層分巻き付けることで耐穿刺性を付与しているが、満足のいく漏水性ではない。特許文献2、4及び5に記載の人工血管は、ePTFE製の基材に対し、スチレン系エラストマー又は低分子量エチレン/酢酸ビニルからなるポリマーをコーティングすることで、エラストマー層の効果によりある程度の耐キンク性と耐穿刺性が付与されているが、満足のいく性能ではない。特許文献3に開示された、ePTFE製の基材にePTFE製シート巻き付けて裏返す工程を含む方法は、裏返す工程を経ることでチューブに圧縮弾性を発生させ、耐穿刺性を付与しているが、幾重にもテープを巻き付けていることから、十分な耐キンク性がないものと推測できる。
特許文献6に記載の人工血管は、シリコーン層が薄いことから元の基材の柔軟性を維持していると推測される。しかしながら、耐穿刺性の観点からは、17Gの穿刺部材で穿刺した場合でも漏血が少ないと記載があるが、臨床現場の人工透析でよく使われる透析針は16Gであり、一回り太い針で穴を開ける必要があることから、十分ではない。
特許文献7に記載の内シャント用人工血管は、ポリウレタンの優れた弾性により低漏水性を実現しているが、ポリウレタンは長期間生体内で留置し続けると強度劣化することが知られており、長期に渡り耐穿刺性を維持できない可能性がある。
そこで本発明は、基材の柔軟性を損なうことなく、かつ、針刺し部材で穿刺した後の漏水性を軽減した筒状構造体を提供することを目的としている。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の(1)~()の発明を見出した。
(1) 筒状の基材と、前記基材を被覆する被覆材と、を備え、
前記被覆材は、シリコーンモノマー及びフルオロアルキル基を有する重合性モノマーをモノマーユニットとして有する共重合体を含み、
前記シリコーンモノマーは、下記の一般式(I)
Figure 0007157930000001

[式中、X 及びX は、それぞれ独立に(メタ)アクリロイル基を表し、R ~R は、それぞれ独立に、水素、炭素数1~20のアルキル基、フェニル基及び炭素数1~20のフルオロアルキル基からなる群から選択される官能基を表し、L1及びL2は、それぞれ独立に2価の基を表し、m及びnは、それぞれ独立に0~1500の整数を表す。ただし、mとnは同時に0ではない。]
で示され、
前記フルオロアルキル基を有する重合性モノマーは、下記の一般式(II)
Figure 0007157930000002
[式中、R は、水素又はメチル基を表し、R 10 は、炭素数1~20のフルオロアルキル基を表す。]
で示され、
一回反射赤外分光法を用いて前記被覆材の表面を2.5~25μmの波長、入射角45°で測定した時、以下の式1
/I ≦3.48 ・・・式1
[式中、I は、エステル基由来のC=O伸縮振動に基づく1740~1780cm -1 の吸光度を表し、I は、アルキル基由来のC-H変角振動に基づく1430~1470cm -1 の吸光度を表す。]
の条件を満たす、筒状構造体。
(2) 前記共重合体は、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する、(1)記載の筒状構造体。
(3) 前記共重合体は、下記の一般式(III)で示される構造を含む、(1)又は(2)記載の筒状構造体。
Figure 0007157930000003
[式中、Rは、水素又はメチル基を表し、Lは、1価の基を表す。]
(4) 前記基材は、ポリエステル、ポリウレタン又はポリテトラフルオロエチレンからなる、(1)~()のいずれか記載の筒状構造体。
(5) 前記筒状の基材は、経糸及び緯糸を有する筒状の織物であり、
前記筒状の織物は、経糸方向の外径の差が10%以内であり、かつ、下記の式2の条件を満たす、(1)~()のいずれか記載の筒状構造体。
(L2-L1)/L1≧0.1 ・・・式2
[式中、L1は、応力を加えない状態で測定した時の筒状の織物の外径において、該織物の外径の最大値の5倍の距離で該織物の外周上に標線を引き、該織物の経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の標線間距離を表し、L2は、該織物の経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の標線間距離を表す。]
(6) 前記筒状の基材は、経糸及び緯糸を有する筒状の織物であり、
前記筒状の織物は、下記の式3の条件を満たす、(1)~()のいずれか記載の筒状構造体。
0.03≦(a-b)/a<0.2 ・・・式3
[式中、aは、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の該織物の最大外径を表し、bは、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の該織物の最小外径を現す。]
(7) 生体内に埋め込み可能な医療用チューブである、(1)~()のいずれか記載の筒状構造体。
(8) 人工血管である、(1)~()のいずれか記載の筒状構造体。
本発明の筒状構造体は、基材の柔軟性を損なうことなく、かつ、針刺し部材で穿刺した後の漏水性を軽減でき、生体内に埋め込み可能な医療用チューブ、特に人工血管や透析シャントに特に好適に利用できる。
筒状の織物に標線を引くための説明を示す図である。 筒状の織物の圧縮時標線距離を測定するための装置の概念図である。 筒状の織物の伸長時時標線距離を測定するための装置の概念図である。
本発明の筒状構造体は、筒状の基材と、上記基材を被覆する被覆材とを備え、上記被覆材は、シリコーンモノマー及びフルオロアルキル基を有する重合性モノマーをモノマーユニットとして有する共重合体を含むことを特徴とする。
共重合体は、2つ以上の重合性官能基を有するモノマーをモノマーユニットとして、各分子間で化学結合することで架橋構造を形成する共重合体を示す。ここでいう化学結合とは、共有結合、イオン結合、水素結合、疎水性相互作用及びπ-πスタッキング等が挙げられ、特に限定されないが、各種溶媒への不溶化と、耐熱性、弾性率及び伸度等の機械的物性の観点から、共有結合が好ましい。
上記の共重合体は、液体との接触による膨潤が少ない方が、基材との接着性を維持するうえで好ましいため、含水率が10重量%以下であることが好ましく、5%以下がより好ましく、2%以下がさらに好ましく、1%以下が最も好ましい。ここで、共重合体の含水率とは、共重合体を用いて作製した試験片の乾燥状態の重量と、試験片を水に一晩浸漬した後、試験片の表面水分を拭き取った際の湿潤状態での重量から、以下の式Aにより与えられる。
含水率=((湿潤状態での重量)-(乾燥状態での重量)/(湿潤状態での重量))×100 ・・・式A
また、上記の共重合体の引張弾性率の下限は、0.1MPa以上が好ましく、0.2MPa以上がより好ましく、0.3MPa以上がさらに好ましい。また、共重合体の引張弾性率の上限は、20MPa以下が好ましく、10MPa以下がより好ましく、0.8MPa以下がさらに好ましく、0.6MPa以下が最も好ましい。
また、上記の共重合体の引張伸度(破断伸度)の下限は、50%以上であり、150%以上が好ましく、170%以上がより好ましく、200%以上がさらに好ましく、400%以上が最も好ましい。また、上記の共重合体の引張伸度の上限は、3000%以下であり、2500%以下がより好ましく、2000%以下がさらに好ましく、1000%以下が最も好ましい。
共重合体中のシリコーンモノマーは、モノマーあたりに複数の重合性官能基を有するポリジメチルシロキサン化合物であることが好ましい。また、共重合体であり、上記ポリジメチルシロキサン化合物とは異なる化合物との共重合体を主成分とすることが好ましい。ここで、主成分とは乾燥状態の基材の重量を基準(100重量%)として50重量%以上含まれる成分であることを意味する。
シリコーンモノマーの数平均分子量は、6,000以上であることが好ましい。発明者らは、シリコーンモノマーの数平均分子量がこの範囲にあることで、柔軟で耐キンク性等の機械物性に優れた共重合体が得られることを見出した。シリコーンモノマーの数平均分子量は、8,000~100,000の範囲にあることが好ましく、9,000~70,000の範囲にあることがより好ましく、10,000~50,000の範囲にあることが最も好ましい。
シリコーンモノマーの分散度(重量平均分子量を数平均分子量で除した値)は、6以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましく、1.5以下が最も好ましい。シリコーンモノマーの分散度が小さい場合、他の成分との相溶性が向上し、得られる成型体に含まれる抽出可能な成分が減る、成型に伴う収縮率が小さくなる等の利点が生じる。
シリコーンモノマーの数平均分子量は、クロロホルムを溶媒として用いたゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC法)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。重量平均分子量及び分散度(重量平均分子量を数平均分子量で除した値)も同様の方法で測定される。
シリコーンモノマーは、重合性官能基を有するシリコーンモノマーである。シリコーンモノマーの重合性官能基の数は、モノマーあたり1個以上であればよいが、より柔軟(低弾性率)性が得られやすいという観点からは、モノマーあたり2個が好ましい。特に分子鎖の両末端に重合性官能基を有する構造が好ましい。
シリコーンモノマーが有する重合性官能基は、ラジカル重合が可能な官能基が好ましく、炭素-炭素二重結合を有する官能基がより好ましい。好ましい重合性官能基としては、例えば、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α-アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基及びシトラコン酸残基が挙げられる。これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
なお、本明細書において(メタ)アクリロイルという語はメタクリロイル及びアクリロイルの両方を表すものであり、(メタ)アクリル、(メタ)アクリレート等の語も同様である。
シリコーンモノマーとしては、下記一般式(I)で示されるモノマーが好ましい。
Figure 0007157930000004
[式中、X及びXは、それぞれ独立に重合性官能基を表し、R~Rは、それぞれ独立に水素、炭素数1~20のアルキル基、フェニル基及び炭素数1~20のフルオロアルキル基からなる群から選択される1種以上の官能基を表し、L及びLは、それぞれ独立に2価の基を表し、m及びnは、それぞれ独立に0~1500の整数を表す。ただし、mとnは、同時に0ではない。]
及びXは、重合性官能基の中でも、ラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素-炭素二重結合を有するものが好ましい。重合性官能基としては、例えば、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α-アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基及びシトラコン酸残基が挙げられる。これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
~Rの好適な具体例は、水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、デシル基、ドデシル基及びオクタデシル基等の炭素数1~20のアルキル基;フェニル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ヘキサフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロヘプチル基、ドデカフルオロオクチル基、トリデカフルオロオクチル基、ヘキサデカフルオロデシル基、ヘプタデカフルオロデシル基、テトラフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基、テトラデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基及びノナデカフルオロデシル基等の炭素数1~20のフルオロアルキル基である。これらの中で、良好な機械物性を与えるという観点からさらに好ましいのは、水素及びメチル基であり、最も好ましいのはメチル基である。
及びLとしては、炭素数1~20の2価の基が好ましい。この中でも、高純度で得られやすい利点を有することから、L及びLは、下記式(LE1)~(LE12)で表される基が好ましい。なお、下記式(LE1)~(LE12)は、左側が重合性官能基X又はXに結合する末端、右側がケイ素原子に結合する末端として描かれている。
Figure 0007157930000005
また、上記式(LE1)~(LE12)で表される基の中でも、下記式(LE1)、(LE3)、(LE5)、(LE9)及び(LE11)で表される基がより好ましく、下記式(LE1)、(LE3)、及び(LE5)で表される基がさらに好ましく、下記式(LE1)で表される基が最も好ましい。
ここで、m及びnは、それぞれ独立に各繰返し単位の数を表す。m及びnはそれぞれ独立に0~1500の整数を表す。mとnの合計値(m+n)は、80以上が好ましく、100以上がより好ましく、100~1400がより好ましく、120~950がさらに好ましく、130~700が最も好ましい。
~Rが全てメチル基の場合、n=0であり、mは、80~1500が好ましく、100~1400がより好ましく、120~950がさらに好ましく、130~700が最も好ましい。この場合、mの値は、シリコーンモノマーの分子量によって決まる。
上記のシリコーンモノマーは1種類のみ用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
シリコーンモノマーと共重合させる他の化合物としては、下記の一般式(II)で示される、フルオロアルキル基を有する重合性モノマーが好ましい。
Figure 0007157930000006
[式中、Rは、水素又はメチル基を表し、R10は、炭素数1~20のフルオロアルキル基を表す。]
10である炭素数1~20のフルオロアルキル基の好適な具体例は、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ヘキサフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロヘプチル基、ドデカフルオロオクチル基、トリデカフルオロオクチル基、ヘキサデカフルオロデシル基、ヘプタデカフルオロデシル基、テトラフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基、テトラデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基及びノナデカフルオロデシル基等の炭素数1~20のフルオロアルキル基である。より好ましくは、炭素数2~8のフルオロアルキル基、例えば、トリフルオロエチル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、オクタフルオロペンチル基及びドデカフルオロオクチル基であり、最も好ましくはトリフルオロエチル基である。フルオロアルキル基に起因する疎水性相互作用により、生体中の疎水性タンパク質や細胞を誘引することで、人工血管等に用いた場合、筒状構造体の内面における生体組織化を促す効果が期待できる。また、フルオロアルキル基を有する重合性モノマーを用いることで、共重合体は、柔軟で耐キンク性等の機械物性に優れた特性を有する。
上記のフルオロアルキル基を有する重合性モノマーは1種類のみ用いてもよいし、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
共重合体中におけるフルオロアルキル基を有する重合性モノマーの好ましい含有量は、シリコーンモノマー100重量部に対して、10~500重量部、より好ましくは20~400重量部、さらに好ましくは20~200重量部である。使用量が少なすぎる場合は、耐キンク性等の機械物性が不十分になったりする傾向がある。
また、上記の筒状構造体における共重合体としては、シリコーンモノマー及びフルオロアルキル基を有する重合性モノマーに加えて、異なるモノマーをさらに共重合させてもよい。
異なるモノマーとしては、共重合体のガラス移転点を室温あるいは0℃以下に下げるものがよい。これらは凝集エネルギ-を低下させるので、共重合体にゴム弾性と柔らかさを与える効果がある。
異なるモノマーの重合性官能基としてはラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素-炭素二重結合を有するものがより好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α-アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基及びシトラコン酸残基等であるが、これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
異なるモノマーとして、柔軟性や耐キンク性等の機械的特性の改善のために好適な例は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、好ましくはアルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、その具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n-ドデシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート及びn-ステアリル(メタ)アクリレート等を挙げることができ、より好ましくは、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレートである。これらの中でアルキル基の炭素数が1~10の(メタ)アクリル酸アルキルエステルはさらに好ましい。
さらに、機械的性質及び寸法安定性等を向上させるためには、所望に応じ、以下に述べるモノマーを共重合させることができる。
機械的性質を向上させるためのモノマーとしては、例えばスチレン、tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物等が挙げられる。
寸法安定性を向上させるためのモノマーとしては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ビスフェノールジメタクリレート、ビニルメタクリレート、アクリルメタクリレート及びこれらのメタクリレート類に対応するアクリレート類、ジビニルベンゼン並びにトリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
異なるモノマーは、1種類のみ用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
異なるモノマーの好ましい使用量は、シリコーンモノマー100重量部に対して、0.001~400重量部、より好ましくは0.01~300重量部、さらに好ましくは0.01~200重量部、最も好ましくは0.01~30重量部である。異なるモノマーの使用量が少なすぎる場合は異なるモノマーに期待する効果が得られにくくなる。異なるモノマーの使用量が多すぎる場合は耐キンク性等の機械物性が不十分になったりする傾向がある。
上記の被覆材は、色素、着色剤、湿潤剤、スリップ剤、医薬及び栄養補助成分、相溶化成分、抗菌成分、離型剤等の成分をさらに含んでいてもよい。上記した成分はいずれも、共重合体に対して、非反応性形態又は共重合形態で含有されうる。着色剤を含むことで識別が容易になり、取扱時の利便性が向上する。
上記した被覆材に含まれる成分はいずれも、共重合体に対して、非反応性形態又は共重合形態で含有されうる。上記成分を共重合した場合、すなわち重合性基を有する着色剤等を使用した場合は、該成分がシリコーンモノマー及びフルオロアルキル基を有する重合性モノマーと共重合されて固定化されるため、溶出の可能性が小さくなるので好ましい。
重合反応の際は、重合をしやすくするために過酸化物やアゾ化合物に代表される熱重合開始剤又は光重合開始剤を添加することが好ましい。熱重合を行う場合は、所望の反応温度において最適な分解特性を有するものが選択される。一般的には、10時間半減期温度が40~120℃のアゾ系開始剤及び過酸化物系開始剤が好適である。光重合を行う場合の光開始剤としてはカルボニル化合物、過酸化物、アゾ化合物、硫黄化合物、ハロゲン化合物、及び金属塩等を挙げることができる。これらの重合開始剤は単独又は混合して用いられる。重合開始剤の量は、重合混合物に対し最大で5重量%までが好ましい。
重合反応の際は、重合溶媒を使用することができる。溶媒としては有機系、無機系の各種溶媒が適用可能である。溶媒の例としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブチルアルコール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、t-アミルアルコール、テトラヒドロリナロール、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、テトラエチレングリコール及びポリエチレングリコール等のアルコール系溶剤;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル及びポリエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、乳酸エチル及び安息香酸メチル等のエステル系溶剤;ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン及びノルマルオクタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;シクロへキサン及びエチルシクロへキサン等の脂環族炭化水素系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;並びに石油系溶剤が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく、また2種以上を混合して用いてもよい。
上記の筒状構造体が有する被覆材の厚みは、1000μm以下が好ましく、800μm以下がより好ましく、600μm以下が最も好ましい。
針刺し部材で穿刺した後の漏水性を軽減するためには、上記の筒状構造体が有する被覆材の表面に露出する部分の共重合体は、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有することがより好ましい。共重合体にカルボキシル基又はヒドロキシル基を導入し、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する共重合体にする方法としては、特に限定されないが、表面処理により被覆材の表面に存在する共重合体を加水分解することにより達成される。加水分解の方法としては、例えば、酸処理、アルカリ処理、プラズマ処理等が挙げられるが、反応コスト、実験設備の観点から、アルカリ処理が好ましい。得られた筒状構造体の表面をアルカリ処理することで、被覆材の表面に存在する共重合体の、(メタ)アクリロイル酸アルキルエステル結合及びシロキサン結合が加水分解されることにより、カルボキシル基又はヒドロキシル基を含む共重合体となる。
特に限定されるものでは無いが、上記の筒状構造体が有する被覆材の表面に露出する部分の共重合体がカルボキシル基又はヒドロキシル基を有すると、体内で水和・膨潤することによって、針刺し部材で穿刺した際に生じた孔を封じることができる。
共重合体は、少なくとも一部に下記の式(III)で示される構造を含んでも良い。ここで、該共重合体は、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有することが好ましい。
Figure 0007157930000007
[式中、Rは、水素又はメチル基を表し、Lは、1価の基を表す。]
としては、下記式(LE13)~(LE15)で表される基からなる群から選択される官能基が好ましい。
Figure 0007157930000008
[式中、R~Rは、それぞれ独立に水素、炭素数1~20のアルキル基、フェニル基及び炭素数1~20のフルオロアルキル基からなる群から選択される1種以上の官能基を表し、L及びLは、それぞれ独立に2価の基を表し、m及びnは、それぞれ独立に0~1500の整数を表す。ただし、mとnは、同時に0ではない。]
ここで、式(LE13)で表される基は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム及びマグネシウム等の金属と塩を形成していても良い。また、上記式(LE14)~(LE15)で表される基中の、R~Rの好適な具体例は、水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、デシル基、ドデシル基及びオクタデシル基等の炭素数1~20のアルキル基;フェニル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ヘキサフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロヘプチル基、ドデカフルオロオクチル基、トリデカフルオロオクチル基、ヘキサデカフルオロデシル基、ヘプタデカフルオロデシル基、テトラフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基、テトラデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基及びノナデカフルオロデシル基等の炭素数1~20のフルオロアルキル基である。これらの中で、良好な機械物性を与えるという観点からさらに好ましいのは、水素及びメチル基であり、最も好ましいのはメチル基である。
及びLとしては、上記式(LE1)~(LE12)で表される基が好ましく、中でも上記式(LE1)、(LE3)、(LE5)、(LE9)及び(LE11)で表される基がより好ましく、上記式(LE1)、(LE3)、及び(LE5)で表される基がさらに好ましく、下記式(LE1)で表される基が最も好ましい。なお、上記式(LE1)~(LE12)で表される基は、右側がケイ素原子に結合する末端として描かれている。
m及びnは、それぞれ独立に各繰返し単位の数を表す。m及びnはそれぞれ独立に0~1500の範囲が好ましい。mとnの合計値(m+n)は、80以上が好ましく、100以上がより好ましく、100~1400がより好ましく、120~950がより好ましく、130~700がさらに好ましい。
以下に示すアルカリ処理とは、0.01~10Mのアルカリ水溶液に、上記の筒状構造体を浸漬させ、被覆材に対して表面処理を施す方法である。例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はアンモニア等の塩基の溶液中に浸漬させる等の方法により行なえばよい。上記酸処理及びアルカリ処理に用いる溶液には、アルコール等の水溶性の有機溶媒を含んでもよい。
上記アルカリ処理を施した被覆材の表面分析には、ATR(一回反射赤外分光法)を用いることができる。一回反射赤外分光(ATR)を用いて被覆材の表面を2.5~25μmの波長、入射角45°で測定した結果、得られた赤外分光スペクトルから、カルボン酸エステル由来のC=O伸縮振動の1740~1780cm-1の吸光度、アルキル基に由来するC-H変角振動に基づく1430~1470cm-1の吸光度を読み取ることができる。
上記アルカリ表面処理を施すことで、被覆材の表面に存在する共重合体のエステル基が加水分解され、カルボキシル基が生成するため、エステル由来の1740~1780cm-1の吸光度は減少する。一方、アルキル基に由来するC-H変角振動に基づく1430~1470cm-1の吸光度は、上記アルカリ表面処理後でも加水分解が起こらず、吸光度は減少しない。ゆえに、1740~1780cm-1の吸光度Iを1430~1470cm-1の吸光度Iで除することにより、上記アルカリ表面処理後の被覆材の表面に存在する共重合体のエステル基/アルキル基の吸光度比であるI/Iを求めることができる。ここで、I/Iは、以下の式1を満たすことが好ましい。I/Iは、5.0以下であることが好ましいが、さらに、4.0以下がさらに好ましく、3.31以下が最も好ましい。
/I≦5.0 ・・・式1
[式中、Iは、エステル基由来のC=O伸縮振動に基づく1740~1780cm-1の吸光度を表し、Iは、C-H変角振動に基づく1430~1470cm-1の吸光度を表す。]
上記の筒状構造体は、後述する筒状の基材に対し、上記被覆材で被覆することで構成されている。該被覆材は、筒状の基材の外面又は内面のどちらを被覆していてもよいが、内面において基材の表面性状を活用する場合、外面のみを被覆していることが好ましく、外面において基材の表面性状を活用する場合、内面のみを被覆していることが好ましい。
筒状の基材に対し、上記被覆材で被覆する方法としては、公知の方法を使用することができる。例えば、丸棒や板状の重合体を得てから、これを切削加工等によって所望の形状に加工する方法又はモールド重合法及びスピンキャスト重合法等を使用することができる。
一例としては、筒状の基材に丸棒を挿入し、筒状モールドに丸棒を挿入した基材を入れ、モールドの一方の出口をゴム栓で封止し、もう一方の出口から、モールド内壁と基材の隙間にモノマー混合溶液を注入する。続いて、紫外線、可視光線又はこれらの組み合わせ等の活性光線を照射するか、若しくは、オーブンや液槽中等で加熱することで、注入したモノマー原料を重合する方法が考えられる。この重合方法においては、2通りの重合方法を併用する方法も考えられる。すなわち、光重合の後に加熱重合又は加熱重合後に光重合することもできる。光重合の具体的な方法としては、例えば、水銀ランプや紫外線ランプ(例えばFL15BL(株式会社東芝))の光のような紫外線を含む光をモノマー混合溶液に対し短時間(通常は1時間以下)照射する方法がある。また、熱重合の具体的な方法としては、モノマー混合溶液を室温付近から徐々に昇温し、数時間又は数十時間かけて60℃~200℃の温度まで高めて行く条件が、再現性を高めるために好まれる。
上記筒状モールドに用いられる素材は、特に限定されないが、ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン及びステンレス等が挙げられる。この中でも、光重合可能な透明性を有し、耐薬品性の観点から、ガラス、ポリエチレン及びポリプロピレンがより好ましく、ポリプロピレンが最も好ましい。
上記筒状の基材に挿入する丸棒としては、ポリエチレン、プリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン及びステンレス等が挙げられる。この中でも、耐久性、耐薬品性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン及びステンレス製鋼材がより好ましく、ステンレス製鋼材が最も好ましい。
上記モノマー原料を重合した後、アルコールに浸漬して50~120℃の温度まで加熱する工程を経ることで、残存モノマーおよび重合溶媒を除く工程を含んでも良い。用いるアルコールの好適な具体例は、メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブチルアルコール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール及びエチレングリコール等が挙げられる。これらの中でも、真空乾燥による除去が容易な点から、メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマルプロピルアルコール及びイソプロピルアルコールがより好ましく、イソプロピルアルコールが最も好ましい。これらの溶媒は単独で用いてもよく、また2種以上を混合して用いてもよい。また、アルコールに浸漬して加熱する温度については、60~100℃がより好ましく、70~90℃が最も好ましい。
上記の筒状構造体に用いる筒状の基材に用いられる素材としては、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン又はポリウレタンが挙げられる。この中でも、柔軟性、耐キンク性、伸縮性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエステルが好ましく、さらに、生体親和性の観点から、ポリエステルを用いることが特に好ましい。
上記の筒状構造体に用いる基材は、経糸及び緯糸を交錯させて製織された筒状の織物であって、通常行われるようなクリンプ加工は施さない。そのため、該筒状の織物の経糸方向の外径の差を10%以内とすることができる。なお、上記「外径の差が10%以内」とは、経糸方向に50mm間隔で5箇所測定を行い、最大値と最小値で評価し、最大値から最小値を引き、その値を最大値で除して百分率で表した値を「外径の差」とする。
そして、上記の筒状構造体に用いる筒状の基材が経糸及び緯糸を有する筒状の織物である場合、応力を加えない状態で測定した時の筒状の織物の外径において、該織物の外径の最大値の5倍の距離で該織物の外周上に標線を引き、該織物の経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の標線間距離(図2に示す1本目の標線2と2本目の標線3の間の距離)をL1とし、筒状の織物の経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の標線間距離(図3に示す1本目の標線2と2本目の標線3の間の距離)をL2とした場合、L1とL2の関係が下記式2で表されることが好ましい。
(L2-L1)/L1≧0.1 ・・・式2
また、上記(L2-L1)/L1の値は、伸縮性、柔軟性をよりいっそう向上させ得る点から0.15以上であることが好ましく、0.18以上であることがより好ましい。上限としては1.0であることが好ましい。
上記標線間距離L1及びL2との関係を、上記式2に記載の範囲とすることで、伸縮性、柔軟性、耐キンク性(易屈曲性)に優れた筒状の織物を提供することができる。これは、通常は、筒状の織物をたわませて屈曲させる際、屈曲させた内周側では圧縮方向に応力がかかると同時に外周側では伸長方向に応力がかかる。しかしながら、上記標線間距離L1及びL2との関係を式2に記載の範囲とすることにより、内周に対し外周が十分に伸長し得るので、耐キンク性に優れることを意味する。そして0.01cN/dtexの応力での伸長操作又は圧縮操作は、通常、人が該筒状の織物を経糸方向に軽く手で伸長圧縮する際の応力に相当し、上記範囲にある場合に人が手で屈曲操作をする際にも操作性がよく、伸縮性、柔軟性に優れることを意味する。
上記の筒状構造体に用いる筒状の織物は、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の伸度が、30%以下であることが、人が軽く手で引っ張った際に手応えを感じやすい点で好ましい。更に好ましくは20%以下、より好ましくは10%程度である。また、下限としては、人が軽く手で引っ張った際に伸長感を感じられる点で、5%以上であることが好ましく、8%以上であることがより好ましい。
また、筒状の織物を経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の該織物の最大外径aと、該織物を経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の該織物の最小外径bは、以下の式3を満たすことが好ましい。ここで、(a-b)/aの値を変動指数cとし、変動指数cは、0.03以上、0.2未満であることが好ましく、0.05以上、0.15未満であることがより好ましい。
0.03≦(a-b)/a<0.2 ・・・式3
(変動指数c=(a-b)/a)
最大外径aと最小外径bとの関係を、上記式3に記載の範囲とすることで、屈曲等の動作によって伸長及び圧縮が同時に生じる際であっても、筒状の織物の内径差は小さくなり、変化のない流路を確保することができる。また、筒状の織物の内面の凹凸は、100μm以下であることが好ましく、更に好ましくは80μm以下、より好ましくは60μm以下である。下限としては、人工血管として用いた場合における内皮形成の点から3μm以上であることが好ましい。筒状の織物の内面の凹凸を上記の範囲とすることで、内径が小さい場合であっても流体に乱流が発生せず、特に細い人工血管として使用する場合であっても、血流に乱流が発生せず、血栓が生成し難い利点がある。また、筒状の織物は蛇腹構造を有しないことが好ましい。蛇腹構造を有しないことで、内面の凹凸が無く、細い間に流体が流れる場合も乱流が発生せず、特に細い人工血管に使用する際には血流に乱流が発生せず、血栓が生成し難い利点がある。なお、「蛇腹構造を有しない」とは、筒状の織物に螺旋状又は環状の波形溝を有する心棒を挿入し、加熱して波形セット加工されていない構造の織物又はプリーツ加工されていないものをいう。
上記の筒状構造体に用いる筒状の織物の経糸及び緯糸は、合成繊維を用いることが好ましく、具体的には、ナイロン繊維又はポリエステル繊維等が挙げられるが、いわゆる非弾性糸を用いることがより好ましい。「非弾性糸」は、いわゆるゴム弾性を有しない繊維であって、ポリエーテル系エラストマー、ポリスルフィド系エラストマー及びポリウレタン系エラストマー等で代表される熱可塑性エラストマーのような伸長性と回復性に優れた素材で構成される、ゴム弾性を有する繊維、いわゆる弾性糸とは異なる繊維である。なかでも、上記の筒状の織物に用いられる繊維は、強度や寸法安定性の点で、非弾性糸のポリエステル繊維が好ましい。非弾性糸のポリエステル繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート及びそれらの共重合体等からなる繊維を挙げることができる。
上記の筒状構造体に用いる筒状の織物は、それ自体に伸縮性を有するものである。そのため、弾性糸を用いてもよいし、非弾性糸を用いて、織物を製造してもよい。上記の筒状の織物は、例えば、下記のようにして製造することができる。
製織工程において、経糸としては、少なくとも2種類(経糸A及び経糸B)を使用することが好ましい。これらについても上記のとおり非弾性糸であることが好ましい。経糸Aとしては、例えば、ナイロン繊維又はポリエステル繊維等の種々の合成繊維で構成することができる。なかでも、強度や寸法安定性の点で、非弾性糸のポリエステル繊維が好ましい。非弾性糸のポリエステル繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート及びそれらの共重合体等からなる繊維を挙げることができる。ここで、織物を構成する経糸Aは、直接紡糸した極細繊維でも良く、海島複合繊維を脱海処理した極細繊維であってもよい。なかでも経方向の合成繊維の単糸直径の一部又は全てが5μm以下のマルチフィラメントであることが好ましい。単糸直径を上記の範囲とすることで、筒状の織物の柔軟性が向上し、より緻密な構造とすることができる。
経糸Bとしては、溶解糸で構成することが好ましい。溶解糸は、水又はアルカリ性溶液等の溶媒に対して可溶性を示す繊維であり、溶解糸の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール系繊維等の水溶性繊維、イソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸及びメトオキシポリオキシエチレングリコール等の第3成分が共重合されたポリエステル系繊維、ポリ乳酸系繊維等の易アルカリ溶解性繊維等を用いることができるが、特に限定されるものではない。また、経糸Bとして、製織後に除去される仮糸を使用することもできる。
各経糸の総繊度としては、560dtex以下が好ましく、更に好ましくは235dtex以下、より好ましくは100dtex以下である。後加工後の経糸Aの織密度としては、300本/inch(2.54cm)以下が好ましく、更に好ましくは280本/inch(2.54cm)以下、より好ましくは250本/inch(2.54cm)以下である。
また、緯糸としては、少なくとも2種類(緯糸C及び緯糸D)を使用することが好ましい。この場合、2層構造を有する筒状の織物とすることが好ましい。この場合の好ましい態様は、緯糸Cが筒状の織物の内層に位置し、緯糸Dが筒状の織物の外層に位置する場合である。上記内層に位置する緯糸C及び外層に位置する緯糸Dとしては、例えば、ナイロン繊維又はポリエステル繊維等の種々の合成繊維で構成することができるが、非弾性糸であることが好ましい。なかでも、強度や寸法安定性の点で、非弾性糸のポリエステル繊維が好ましい。非弾性糸のポリエステル繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート又はポリプロピレンテレフタレートからなる繊維を挙げることができる。
また、内層に位置する緯糸Cは、海島複合繊維又は直接紡糸した極細繊維を原糸として用い、海島複合繊維の脱海処理後又は直接紡糸した極細繊維であることが好ましい。また、緯糸Cの単糸直径は、一部又は全てが5μm以下であることが好ましい。単糸直径を上記の範囲とすることで、筒状の織物の柔軟性が向上し、より緻密な構造とすることができる。
外層に位置する緯糸Dの単糸直径は、10μm~20μmであることが好ましい。単糸直径を上記の範囲とすることで、内層に対し剛性が向上し、また、加水分解による劣化を抑制し、耐久性を向上することができる。各緯糸の総繊度としては、560dtex以下が好ましく、更に好ましくは235dtex以下、より好ましくは100dtex以下である。後加工後の各緯糸の織密度としては、200本/inch(2.54cm)以下が好ましく、更に好ましくは180本/inch(2.54cm)以下、より好ましくは150本/inch(2.54cm)以下である。
そして、製織時において、経糸Bは張力を高くするとともに、経糸Aは開口に支障のない範囲で張力を低くして製織することが好ましい。例えば、経糸Bの張力は、0.5~1.5cN/dtexであり、経糸Aの張力は、0.05~0.15cN/dtexであることが好ましい。なお、経糸Aと経糸Bの配置は、2~10本の経糸Aに対して、1本の経糸Bとする比率で配置することが好ましい。一般に、高密度の織物で、経糸のクリンプ率を大きくするため、製織時に経糸の張力を低くすると、バンピング(緯糸打戻)により、緯糸密度を高くすることが難しい。しかしながら、上記の実施形態によれば、経糸Bを支点にして経糸Aで緯糸を拘束することができ、バンピングを抑制することができる。そのため、経糸Aのクリンプ率を大きくすることができ、製織後に経糸Bを除去することで、筒状の織物に柔軟性を付与することができる。さらに、経糸Bは、内層に位置する緯糸Cと外層に位置する緯糸Dの間に配置することが好ましい。また、緯糸は、筒状の織物の内層に位置する緯糸Cと外層に位置する緯糸Dの少なくとも2種類を使用することで、緯糸Cと緯糸Dの周長の違いから、構造的ひずみが生じる。これにより、筒状の織物に伸長性を付与することができる。
筒状の織物の内径としては、100mm以下が好ましく、更に好ましくは50mm以下、より好ましくは10mm以下である。好ましい下限としては、製織性の点から1.5mm程度である。
後加工工程は、例えば、下記の工程を経ることが好ましい。なお、下記の実施形態では、筒状の織物の内径が3mmの場合を例示する。
(a)湯洗
湯洗により、原糸油剤を落とし、経糸Bを収縮させる。処理条件は、温度80~98℃、時間15~40分が好ましい。
(b)プレ熱セット
プレ熱セットにより、経糸Bの収縮に伴いクリンプ率が大きくなった経糸Aの形状を安定化させる。外径2.8mmの丸棒を筒状の織物に挿入し、両端を針金等で固定して、熱処理を行う。処理条件は、温度160~190℃、時間3~10分が好ましい。なお、上記丸棒の材質は、例えば、ステンレス鋼材を挙げることができる。
(c)脱海処理
必要に応じて、経糸A及び緯糸Cの脱海処理を行うとともに、経糸Bの溶解除去を行う。脱海処理及び溶解除去は、下記工程で行う。
(c-1)酸処理
酸処理により、海島複合繊維の海成分を脆化させる。酸としては、マレイン酸を挙げることができる。処理条件は、濃度0.1~1重量%、温度100~150℃、時間10~50分が好ましい。海島複合繊維を使用しない場合は、酸処理は省くことができる。
(c-2)アルカリ処理
アルカリ処理により、溶解糸及び酸処理により脆化した海島複合繊維の海成分を溶出させる。アルカリとしては、水酸化ナトリウムを挙げることができる。処理条件は、濃度0.5~2重量%、温度70~98℃、時間60~100分が好ましい。
(d)熱セット(1回目)
1回目の熱セットにより、脱海処理により緩んだ経糸のクリンプを再度最大化させることを目的とする。外径3mmの丸棒を筒状の織物に挿入し、シワが入らないよう経糸方向に最大限圧縮した状態で、両端を針金等で固定して、熱処理を行う。処理条件は、温度160~190℃、時間3~10分が好ましい。なお、丸棒の材質は、例えば、ステンレス鋼材を挙げることができる。
(e)熱セット(2回目)
2回目の熱セットにより、クリンプの屈曲点を残しながら縮み代を有した織物にすることを目的とするが2回目は実施しなくても良い。外径3mmの丸棒を筒状の織物に挿入し、経糸方向に20~50%伸長した状態で、両端を針金等で固定して、熱処理を行う。処理条件は、熱セット1回目より10~20℃低い温度とし、時間3~10分が好ましい。なお、上記丸棒の材質は、例えば、ステンレス鋼材を挙げることができる。
このようにして得られた筒状の織物は、内面の凹凸が小さく、かつ伸縮性、柔軟性、耐キンク性(易屈曲性)に優れた筒状の織物となる。
上記の筒状構造体を人工血管として用いる場合は、血液と接触する筒状の基材の内面に抗凝固活性を有する化合物が結合することで抗血栓性を有していることがより好ましい。ここで、抗血栓性とは、血液と接触する表面で血液が凝固しない性質であり、例えば、血小板の凝集や、トロンビンに代表される血液凝固因子の活性化等で進行する血液凝固、を阻害する性質である。抗血栓性表面を形成させる方法は特に限定されず、筒状の基材の内面を改質させた後、筒状の基材の内面に対してヘパリン又はヘパリン誘導体を共有結合させる方法(特表2009-545333号公報、特許第4152075号公報、特許第3497612号公報)や、筒状の基材の内面に対してヘパリン又はヘパリン誘導体をイオン結合させる方法又はコラーゲンやゼラチン等のゲルに含ませたヘパリン又はヘパリン誘導体を塗布する方法(特許第3799626号公報及び特公平8-24686号公報)、筒状の基材を有機溶媒に溶かしたセグメント化ポリウレタンに含浸させ、筒状の基材の内面をセグメント化ポリウレタンでコーティングする方法(特開平7-265338号公報)、筒状の基材の内面に対して血液凝固反応に関与する複数の血液凝固因子及び血栓形成の段階に関与するトロンビン等を阻害する化合物を結合させる方法(特許第4461217号公報、WO08/032758号公報、WO12/176861号公報)等があるが、特に筒状の基材の内面に対し、イオン結合でヘパリン又はヘパリン誘導体を結合させる方法が好ましい。
抗血栓性材料は、抗凝固活性を有する化合物であることが好ましい。抗凝固活性を有する化合物としては、血小板の凝集や、トロンビンに代表される血液凝固因子の活性化等で進行する血液凝固を阻害する性質を有している化合物であればよく、アスピリン、クロピドグレル硫酸塩、プラスグレル硫酸塩、塩酸チクロピジン、ジピリダモール、シロスタゾール、ベラプロストナトリウム、リマプロストアルファデクス、オザグレルナトリウム、塩酸サルポグレラート、イコサペント酸エチル、トラピジル、ワルファリンカリウム、ヘパリンナトリウム、ヘパリンカリウム、ダルテパリンナトリウム、パルナパリンナトリウム、レバピリンナトリウム、リバーロキサバン、アピキサバン、エンドキサバン、ダビガトラン、アルガトロバン、デキストラン硫酸、ポリビニルスルホン酸及びポリスチレンスルホン酸等が挙げられるが、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物であることが好ましい。
抗凝固活性を有する化合物としてアニオン性の抗凝固活性を有する化合物を用いる場合、抗凝固活性を有する化合物に加えてカチオン性ポリマーを含んでいることが好ましく、具体的には、アルキレンイミン、ビニルアミン、アリルアミン、リジン、プロタミン及びジアリルジメチルアンモニウムクロライドからなる群から選択される化合物をモノマー単位として含むカチオン性ポリマーを含んでいることがより好ましい。
これらのモノマー単位は、カチオン性の窒素原子を有しているため、ポリマーはカチオン性となり、一方、抗凝固活性を有する硫黄原子を含んだ化合物はアニオン性であるため、両者はイオン結合することができる。硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物は、ヘパリン、ヘパリン誘導体、デキストラン硫酸、ポリビニルスルホン酸及びポリスチレンスルホン酸等が挙げられ、ヘパリン又はヘパリン誘導体がより好ましい。また、ヘパリン又はヘパリン誘導体は、精製されていてもよいし、されていなくてもよく、血液凝固反応を阻害できるものであれば特に限定されず、臨床で一般的に広く使われているヘパリン、未分画ヘパリンや低分子量ヘパリンのほか、アンチトロンビンIIIに高親和性のヘパリン等も含まれる。ヘパリンの具体例としては、“ヘパリンナトリウム”(Organon API社製)等が挙げられる。
カチオン性ポリマーは、カチオン性を有しているために溶血毒性等を発現する可能性があるため、血液中に溶出することは好ましくない。そのため、カチオン性ポリマーは、筒状の基材の内側と化学的に結合していることが好ましく、共有結合していることがより好ましい。
ここで、共有結合とは、原子同士で互いの電子を共有することによって生じる化学結合を指す。上記の筒状構造体においては、抗血栓性材料を構成するポリマー及び基材の表面が有する炭素、窒素、酸素、硫黄等の原子同士の共有結合であり、単結合であっても多重結合であっても構わない。共有結合の種類は、限定されるものではないが、例えば、アミン結合、アジド結合、アミド結合及びイミン結合等が挙げられる。その中でも特に共有結合の形成しやすさや結合後の安定性等の観点からアミド結合がより好ましい。
カチオン性ポリマーは、単独重合体であってもよく、共重合体であってもよい。カチオン性ポリマーが共重合体である場合には、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体又は交互共重合体のいずれであってもよいが、窒素原子を含んだ繰り返し単位が連続するブロックの場合、そのブロックの部分と硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物とが相互作用して強固にイオン結合するため、ブロック共重合体がより好ましい。
ここで、単独重合体とは、1種類のモノマー単位を重合して得られる高分子化合物をいい、共重合体とは、2種類以上のモノマーを共重合して得られる高分子化合物をいう。中でもブロック共重合体とは、繰り返し単位の異なる少なくとも2種類以上のポリマーが共有結合でつながり、長い連鎖になったような分子構造の共重合体をいい、ブロックとは、ブロック共重合体を構成する繰り返し単位の異なる少なくとも2種類以上のポリマーのそれぞれを指す。
上記の筒状構造体において、カチオン性ポリマーの構造は直鎖状でもよいし、分岐状でもよい。上記の筒状構造体においては、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物、と多点でより安定なイオン結合を形成することができるため、分岐状の方がより好ましい。
上記の筒状構造体において、カチオン性ポリマーは、第1級から第3級のアミノ基及び第4級アンモニウム基のうち少なくとも1つの官能基を有しているが、その中でも、第4級アンモニウム基は、第1級から第3級のアミノ基よりも硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物、とのイオン相互作用が強固であり、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物、の溶出速度が制御しやすいため、好ましい。
上記の筒状構造体において、第4級アンモニウム基を構成する3つのアルキル基の炭素数は特に限定されるものではないが、疎水性及び立体障害を大きくしすぎないことで、第4級アンモニウム基に効果的に硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物がイオン結合しやすくなる。また、溶血毒性を小さくするため、第4級アンモニウム基を構成する窒素原子に結合しているアルキル基1つあたりの炭素数は1~12が好ましく、さらには、2~6が好ましい。第4級アンモニウム基を構成する窒素原子に結合している3つのアルキル基は全て同じ炭素数であってもよいし、異なっていてもよい。
上記の筒状構造体において、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物、とイオン相互作用に基づく吸着量が多いことから、カチオン性ポリマーとしてポリアルキレンイミンを用いることが好ましい。ポリアルキレンイミンとしては、ポリエチレンイミン(以下、「PEI」)、ポリプロピレンイミン及びポリブチレンイミン、さらにはアルコキシル化されたポリアルキレンイミン等が挙げられ、PEIがその中でも最も好ましい。
PEIの具体例としては、“LUPASOL(登録商標)”(BASF社製)や“EPOMIN(登録商標)”(株式会社日本触媒社製)等が挙げられるが、上記の筒状構造体の作用効果を妨げない範囲で他のモノマーとの共重合体であってもよく、PEIは、変性体であってもよい。ここで、変性体とは、カチオン性ポリマーを構成するモノマーの繰り返し単位は同じであるが、例えば、後述する放射線の照射により、その一部がラジカル分解や再結合等を起こしているものを指す。
上記の筒状構造体において、カチオン性ポリマーの重量平均分子量が小さすぎると、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物、よりも分子量が小さくなるため、安定したイオン結合が形成されず、目的の抗血栓性が得られにくくなる。一方で、カチオン性ポリマーの重量平均分子量が大きすぎると、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物、がカチオン性ポリマーによって内包されてしまい、抗血栓性材料が埋没してしまう。このため、カチオン性ポリマーの重量平均分子量は、600~2000000が好ましく、1000~1500000がより好ましく、10000~1000000がさらにより好ましい。カチオン性ポリマーの重量平均分子量は、例えば、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー法や、光散乱法等により測定することができる。
抗血栓性材料の製造方法を以下に示す。例えば、筒状の基材に対し抗血栓性材料を被覆するため、アルキレンイミン、ビニルアミン、アリルアミン、リジン、プロタミン及びジアリルジメチルアンモニウムクロライドからなる群から選択される化合物をモノマー単位として含むポリマーと、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物を含んだ溶液を、目的の基材を浸漬させて被覆を行なってもよいが、上記ポリマーと、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物の間で、その全て又はいずれか一部を予め反応させた後の抗血栓性材料により、基材の内面を被覆し、基材の内面に抗血栓性材料の層を形成してもよい。
その中でも、基材の表面で抗血栓性を効率良く発現させるためには、第1の抗血栓性材料被覆工程として、アルキレンイミン、ビニルアミン、アリルアミン、リジン、プロタミン及びジアリルジメチルアンモニウムクロライドからなる群から選択される化合物をモノマー単位として含むカチオン性ポリマーを基材の内面に共有結合させた後、第2の抗血栓性材料被覆工程として硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物を上記カチオン性ポリマーにイオン結合させる方法がより好ましい。
また、カチオン性ポリマーが第1級~第3級のアミノ基を官能基として有している場合、硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物とのイオン相互作用を強固にし、ヘパリンの溶出速度を制御しやすくするため、第1の抗血栓性材料被覆工程後に、カチオン性ポリマーを第4級アンモニウム化する工程を追加してもよい。
第1の抗血栓性材料被覆工程として、アルキレンイミン、ビニルアミン、アリルアミン、リジン、プロタミン及びジアリルジメチルアンモニウムクロライドからなる群から選択される化合物をモノマー単位として含むカチオン性ポリマーを基材の内面に共有結合させた後、第2の抗血栓性材料被覆工程として硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物を上記カチオン性ポリマーにイオン結合させる方法を用いた場合の製造方法を以下に示す。
カチオン性ポリマーを基材の内面に共有結合させる方法は、特に限定されるものではないが、基材が官能基(水酸基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基、アルデヒド基、イソシアネート基及びチオイソシアネート等)を有する場合、カチオン性ポリマーと化学反応により共有結合させる方法がある。例えば、基材の内面がカルボキシル基等を有する場合、水酸基、チオール基及びアミノ基等を有するポリマーを基材の内面に共有結合させればよいし、水酸基、チオール基及びアミノ基等を有する化合物をポリマーと共有結合させた後、カルボキシル基等を有する基材の内面に共有結合させる方法等が挙げられる。
また、基材が官能基を有しない場合、プラズマやコロナ等で基材の内面を処理した後に、カチオン性ポリマーを共有結合させる方法や、放射線を照射することにより、基材の内面及びカチオン性ポリマーにラジカルを発生させ、その再結合反応により基材の内面とカチオン性ポリマーを共有結合させる方法がある。放射線としてはγ線や電子線が主に用いられる。γ線を用いる場合、γ線源量は250万~1000万Ciが好ましく、300万~750万Ciがより好ましい。また、電子線を用いる場合、電子線の加速電圧は5MeV以上が好ましく、10MeV以上がより好ましい。放射線量としては、1~50kGyが好ましく、5~35kGyがより好ましい。照射温度は10~60℃が好ましく、20~50℃がより好ましい。
放射線を照射することにより共有結合させる方法の場合、ラジカル発生量を制御するため、抗酸化剤を用いてもよい。ここで、抗酸化剤とは、他の分子に電子を与えやすい性質を持つ分子のことを指す。用いられる抗酸化剤は特に限定されるものではないが、例えば、ビタミンC等の水溶性ビタミン類、ポリフェノール類、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリン等のアルコール類、グルコース、ガラクトース、マンノース及びトレハロース等の糖類、ソジウムハイドロサルファイト、ピロ亜硫酸ナトリウム、二チオン酸ナトリウム等の無機塩類、尿酸、システイン、グルタチオン、ビス(2-ヒドロキシエチル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン(以下、「Bis-Tris」)等の緩衝剤等が挙げられる。しかしながら、取り扱い性や残存性等の観点から、特にメタノール、エタノール、プロピレングリコール、Bis-Trisが好ましく、プロピレングリコール又はBis-Trisがより好ましい。これらの抗酸化剤は単独で用いてもよいし、2種類以上混合して用いてもよい。また、抗酸化剤は、水溶液に添加することが好ましい。
筒状の基材の材質としてポリエステルを用いる場合、特に限定されるものではないが、加熱条件下でカチオン性ポリマーを接触させることでアミノリシス反応により共有結合させる方法を用いることもできる。また、酸及びアルカリ処理により基材の内面のエステル結合を加水分解させ、基材の内面に生じたカルボキシル基とカチオン性ポリマーのアミノ基を縮合反応させ、共有結合させることもできる。これらの方法において、カチオン性ポリマーを基材の内面に接触させて反応させてもよいが、溶媒に溶解した状態で接触させて反応させてもよい。溶媒としては、水やアルコール等が好ましいが、取り扱い性や残存性等の観点から、特に水が好ましい。また、カチオン性ポリマーを構成するモノマーを基材の内面と接触させた状態で重合した後に、反応させて共有結合させてもよい。
加熱の手段は、特に限定されるものではないが、電気加熱、マイクロ波加熱、遠赤外線加熱等が挙げられる。アミノリシス反応によりポリエステル繊維とカチオン性ポリマーを共有結合させる場合、加熱温度はガラス転移点付近以上、融点以下であることが好ましい。
第1の抗血栓性材料被覆工程の前に、エステル基を有する基材の内面に対し、エステル結合を加水分解及び酸化する工程を用いてもよい。具体的には、酸又はアルカリ並びに酸化剤により処理する方法が好適に用いられる。特に、補体を活性せずカチオン性ポリマーの被覆量を上げて抗血栓性を高めるためには、酸又はアルカリ並びに酸化剤により処理する方法が特に好適に用いられる。
エステル基を有する筒状の基材の内面に対し、エステル結合を加水分解及び酸化する工程としては、酸と酸化剤の組合せ又はアルカリと酸化剤との組み合わせのどちらを処理方法として用いてもよいが、酸と酸化剤の組合せにより処理する方法が好ましい。また、アルカリにより基材の内面を処理した後、酸と酸化剤の組合せにより処理してもよい。
用いられる酸の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸、硫酸、フルオロスルホン酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、テトラフルオロホウ酸、クロム酸及びホウ酸等の無機酸や、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸、酢酸、クエン酸、ギ酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸及び酒石酸等のカルボン酸、アスコルビン酸及びメルドラム酸等のビニル性カルボン酸並びにデオキシリボ核酸及びリボ核酸等の核酸等が挙げられる。その中でも取り扱い性等の観点から、塩酸や硫酸等がより好ましい。
用いられる塩基の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水酸化テトラエチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムの水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化ユウロピウム及び水酸化タリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、グアニジン化合物、ジアンミン銀(I)水酸化物及びテトラアンミン銅(II)水酸化物等のアンミン錯体の水酸化物並びに水酸化トリメチルスルホニウム及び水酸化ジフェニルヨードニウム等が挙げられる。その中でも取り扱い性等の観点から、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等がより好ましい。
用いられる酸化剤の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、硝酸カリウム、次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素等のハロゲン、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム三水和物、過マンガン酸アンモニウム、過マンガン酸銀、過マンガン酸亜鉛六水和物、過マンガン酸マグネシウム、過マンガン酸カルシウム及び過マンガン酸バリウム等の過マンガン酸塩、硝酸セリウムアンモニウム、クロム酸、二クロム酸及び過酸化水素水等の過酸化物、トレンス試薬並びに二酸化硫黄等が挙げられるが、その中でも酸化剤の強さや抗血栓性材料の劣化を適度に防ぐことができる等の観点から、過マンガン酸塩がより好ましい。
ポリエステルからなる筒状の基材の内面にカチオン性ポリマーを共有結合させる方法としては、例えば脱水縮合剤等を用いて縮合反応させる方法がある。用いられる脱水縮合剤の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、1-エーテル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、1-エーテル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、1,3-ビス(2,2-ジメチルー1,3-ジオキソランー4-イルメチル)カルボジイミド、N-{3-(ジメチルアミノ)プロピル-}-N’-エチルカルボジイミド、N-{3-(ジメチルアミノ)プロピル-}-N’-エチルカルボジイミドメチオダイド、N-tert-ブチル-N’-エチルカルボジイミド、N-シクロヘキシル-N’-(2-モルフォイノエチル)カルボジイミド、メソ-p-トルエンスルフォネート、N,N’-ジ-tert-ブチルカルボジイミド及びN,N’-ジ-p-トリカルボジイミド等のカルボジイミド系化合物や、4(-4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルフォリニウムクロリドn水和物(以下、「DMT-MM」)等のトリアジン系化合物が挙げられる。
脱水縮合剤は、脱水縮合促進剤と共に用いてもよい。用いられる脱水縮合促進剤は、特に限定されるものではないが、例えば、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール及びN-ヒドロキシコハク酸イミドが挙げられる。
カチオン性ポリマー、脱水縮合剤及び脱水縮合促進剤は、混合水溶液にして反応させてよいし、順番に添加して反応を行なってもよい。また、カチオン性ポリマーが第1級~第3級のアミノ基を官能基として有している場合、ヘパリン又はヘパリンの誘導体とのイオン相互作用を強固にし、ヘパリンの溶出速度を制御しやすくさせる場合に、ポリマーを第4級アンモニウム化する工程を追加しても良い。
カチオン性ポリマーを第4級アンモニウム化する方法としては、カチオン性ポリマーを基材の内面に共有結合する前に第4級アンモニウム化してもよいし、カチオン性ポリマーを基材の内面に共有結合した後に第4級アンモニウム化してもよいが、カチオン性ポリマーと硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物とのイオン相互作用を強固にするためには、基材の内面に共有結合した後に第4級アンモニウム化するのが好ましい。具体的には、カチオン性ポリマーを基材の内面に共有結合した後に、ハロゲン化アルキル化合物又はグリシジル基含有4級アンモニウム塩を直接接触させてもよいし、水溶液又は有機溶剤に溶解させて接触させてもよい。
硫黄原子を含むアニオン性の抗凝固活性を有する化合物をカチオン性ポリマーにイオン結合させる第2の抗血栓性材料被覆工程としては、特に限定されるものではないが、水溶液の状態で接触させる方法が好ましい。
抗血栓性を示す指標として、抗血栓性材料の抗ファクターXa活性がある。ここで、抗ファクターXa活性とは、プロトロンビンからトロンビンへの変換を促進する第Xa因子の活性を阻害する程度を表す指標であり、抗血栓性材料におけるヘパリン又はヘパリンの誘導体の活性単位での表面量を知ることができる。測定には、“テストチーム(登録商標) ヘパリンS”(積水メディカル株式会社製)を用いた。抗ファクターXa活性が低すぎると、抗血栓性材料におけるヘパリン又はヘパリンの誘導体の表面量が少なく、目的の抗血栓性は得られにくくなる。一方で、抗ファクターXa活性が高すぎると、ヘパリン又はヘパリンの誘導体の表面量が目的の抗血栓性を発現するために十分量存在するが、抗血栓性材料の厚みが増えることで基材の表面の微細構造を保持できなくなることがある。すなわち、抗血栓性材料の表面の抗ファクターXa活性による総被覆量が基材の単位重量あたり10mIU/mg以上、20000mIU/mg以下であることが好ましく、総被覆量が50mIU/mg以上、10000mIU/mgであることがより好ましい。ここでの総被覆量とは、約0.5cm×1cmに切り出した基材をヒト正常血漿5mLに浸漬し、37度雰囲気下で24時間振とうした後のヒト正常血漿中溶出ヘパリン量と基材表面に残存する表面ヘパリン量を合計することによって算出する。
本発明の被覆材は、上記の筒状構造体の外面のみを被覆することで、内面の抗血栓性を損なうこと無く、上記の筒状構造体へ被覆することが可能である。
上記の筒状構造体の柔軟性を表す指標として、耐キンク性がある。キンクとは、糸や棒、筒状の物を徐々に曲げていった際に、明らかに極端な折れ、潰れが発生し、戻りにくくなることをいう。特に、筒状構造体を人口血管として用いる場合、キンクの発生が即座に血管の閉塞に繋がる恐れがあることから、キンクの発生しにくい柔軟性が求められる。耐キンク性を測定する方法として、IS07198のガイダンスに則って最小キンク半径を測定する手法がある。上記の筒状構造体において、この手法により測定した最小キンク半径は、15mm以下が好ましく、12mm以下がより好ましく、8mm以下がさらに好ましく、5mm以下が最も好ましい。
上記の筒状構造体の耐穿刺性を表す指標として、漏水性がある。漏水性とは、内腔を水で満たした筒状構造体に穿刺部材で穿刺し、内側から漏れ出る水の重量を測定することで、単位時間あたりの漏水量を算出した値である。本明細書に記載の方法で測定することにより、穿刺1回あたりの漏水性は、50g/min以下が好ましく、40g/min以下がより好ましく、20g/min以下がより好ましく、10g/min以下が最も好ましい。
以下、参考例、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、各種特性の測定方法は以下のとおりである。
(1)繊度、フィラメント数
繊度は、JIS L 1013:2010 8.3.1 正量繊度(A法)に基づき測定した。フィラメント数は、JIS L 1013:2010 8.4に基づき測定した。
(2)単糸直径
使用するマルチフィラメントの単糸側面をキーエンス製マイクロスコープVHX-2000にて400倍に拡大した写真をもとに測定し、μm単位で算出した。その際、偏平糸等の異形断面糸は側面が最小となる部分で測定した。
(3)筒状の織物の内径
ISO7198のガイダンスに則り、テーパー度1/10以下の円錐を垂直にたて、その上に筒状の織物を径方向に切断した断面を被せるように垂直にそっと落とし、止まったサンプルの下端位置の円錐の径を測定した。経糸方向に50mm間隔で切断し、5箇所測定を行い、最大値と最小値で評価した。
(4)筒状の織物の外径
筒状の織物の外径をノギスにて測定した。筒状の織物に応力を加えない状態で経糸方向に50mm間隔で5箇所測定を行い、最大値と最小値で評価した。外径の差は、最大値から最小値を引き、その値を最大値で除した値とした。
(5)筒状の織物の圧縮時標線間距離L1、伸長時標線間距離L2
先ず、上記(4)により、織物外径の最大値(筒状の織物に応力を加えない状態で測定した時の織物外径最大部分)を求める。
図1は筒状の織物に標線を引くための説明図である。この図1に示す通り、筒状の織物1の一方端部から5mmの織物外周に1本目の標線2を引く。この1本目の標線から織物外径の最大値の5倍の距離Aで織物外周に2本目の標線3を引く。この2本目の標線から5mmの位置で、筒状の織物1を径方向に切断する。
図2は、筒状の織物の圧縮時標線間距離を測定するための装置の概念図である。この図2に示す通り、当該装置は、荷重測定器(フォースゲージ)4として、HANDY DIGITAL FORCE GAUGE HF-1(定格容量10N;日本計測システム株式会社製)を、架台5に設置し、芯棒部を有する圧縮用チャック治具6を荷重測定器4に取り付け、上記芯棒部を挿入可能な孔部を有する圧縮用受け治具7を架台5に取り付けられたものである。そして、筒状の織物1に圧縮用チャック治具6の芯棒部を通して上記装置にセットし、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の標線間距離L1(圧縮時標線間距離)をノギスにて測定した。
ここで、圧縮用チャック治具6の、筒状の織物1に挿入する芯棒部は、筒状の織物1の織物内径の最小部-0.1mm(±0.03mm)を芯棒部の直径とし、圧縮用受け治具7の孔部は、筒状の織物の織物内径最小部と同径とする。ここで同径とは厳密に同じ径である必要はなく、±0.03mm程度の差は同じ径として取り扱うものとする。また、図3は、筒状の織物の伸長時時標線間距離を測定するための装置の概念図であるが、この図3に示す通り、当該装置は、荷重測定器(フォースゲージ)4として、日本計測システム株式会社製HANDY DIGITAL FORCE GAUGE HF-1(定格容量10N)を、架台5に設置し、伸長用チャック治具8を荷重測定器4に取り付け、伸長用受け治具9を架台5に取り付けられたものである。筒状の織物1の標線外側を固定ヒモ10で固定し、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の標線間距離L2(伸長時標線間距離)をノギスにて測定した。試料を変えて5回測定を行い、平均値で評価した。なお、上記応力は、下記式4により算出した。
応力(cN)=0.01×経糸繊度×経糸本数 ・・・式4
(6)筒状の織物の最大外径a及び最小外径b
上記(5)と同様の手順で、筒状の織物を経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の筒状の織物の外径をノギスにて測定した。試料を変えて5回測定を行い、最大値を「最大外径a(圧縮時織物外径)」とした。また、筒状の織物を経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の筒状の織物の外径をノギスにて測定した。試料を変えて5回測定を行い、最小値を「最小外径b(伸長時織物外径)」とした。いずれの場合も外径の測定位置は筒状の織物に記した二つの標線間の中央部と標線から5mm内側の3箇所とする。試料を5回変えて測定するため、測定は15回行う。
(7)筒状の織物の内面凹凸
筒状の織物を経糸方向に切断した緯糸断面を電子顕微鏡にて150倍に拡大した写真をもとに、筒状の織物内面の隣り合う経糸の頭頂部と緯糸の頭頂部の差を測定した。試料を変えて5回測定を行い、平均値で評価した。平均値を「筒状の織物の内面凹凸」とした。
(8)織密度
JIS L 1096:2010 8.6.1に基づき測定した。試料を平らな台上に置き、不自然なしわや張力を除いて、異なる5カ所について0.5cm間の経糸及び緯糸の本数を数え、それぞれの平均値を算出し、2.54cm当たりの本数に換算した。
(9)モノマー混合溶液の調製条件
被覆材のモノマー混合溶液として、以下の成分を混合した。
トリフルオロエチルアクリレート(ビスコート3F;大阪有機化学工業株式会社): 57.9重量部
2-エチルヘキシルアクリレート: 7重量部
ジメチルアミノエチルアクリレート: 0.1重量部
着色剤(Reactive Blue246): 0.02重量部
重合開始剤(“イルガキュア(登録商標)”819;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ:0.5重量部
t-アミルアルコール: 10重量部
ポリジメチルシロキサン(FM7726、JNC株式会社、重量平均分子量29kD、数平均分子量26kD): 28重量部
ポリジメチルシロキサン(FM0721、JNC株式会社、重量平均分子量5000): 7重量部
を加え、よく混合し攪拌した。この混合物をメンブレンフィルター(0.45μm)でろ過して不溶分を除いてモノマー混合溶液を得た。
(10)耐キンク性
IS07198のガイダンスに則り、耐キンク性は4~15mmの範囲でキンク半径を測定した。筒状構造体をループさせていき、折れ曲がりが生じた際に内径の直径が50%未満になった時点の、筒状構造体のループ半径を半径既知の円筒状治具を用いて測定した。織成管状体自体の特性を評価するため、内圧維持は行わなかった。
(11)被覆材の表面の官能基量
被覆材の表面に対して、下記の測定条件により一回反射赤外分光(ATR)測定を実施した。
装置 :Varian7000
光源 :高輝度セラミックス
検知器 :DTGS(重水素化硫酸三グリシン)
パージ :窒素ガス
分解能 :4cm-1
積算回数:128
測定方法:一回反射型
入射角 :45°
プリズム:Ge
測定波長:2.5~25μm
一回反射赤外分光(ATR)を用いて被覆材の表面を2.5~25μmの波長、入射角45°で測定した結果、得られた赤外分光スペクトルから、エステル基由来のC=O伸縮振動に基づく1740~1780cm-1の吸光度I及びアルキル基由来のC-H変角振動に基づく1430~1470cm-1の吸光度Iを求めることができる。それぞれの吸光度からさらに、エステル基/アルキル基の吸光度比であるI/Iを算出した。
(12)漏水性試験
各々の筒状構造体を3cmの長さに切り取り、片端にコネクターとシリコンチューブを接続、もう片端は鉗子を用いて穴を閉じた。ペリスタポンプを用いて18℃のRO水を送液し、シリコンチューブを通して筒状構造体内をRO水で満たした。次に、16Gのサーフロー留置針を用いて45°の角度で筒状構造体に穿刺、引き抜いた後、水圧が120mmHgになるよう負荷をかけ、1分間に漏れ出た漏水量の重量を測定することで、穿刺1回あたりの漏水性を算出した。続いて、用いた筒状構造体の外表面積から、8回/(外表面積:cm)に相当する穿刺回数を算出し、すでに穿刺した穴に重ならないよう長軸方向に一列に穿刺した後、上記と同様の操作により、8回/cmあたりの漏水性を算出した。
(参考例1)
製織工程において、下記の経糸(経糸A及びB)並びに緯糸(緯糸C及びD)を使用した。
経糸A(海島複合繊維):ポリエチレンテレフタレート繊維、66dtex、9フィラメント(脱海処理後:52.8dtex、630フィラメント)
経糸B(溶解糸):5-ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合した易アルカリ溶解性のポリエステル繊維、84dtex、24フィラメント
緯糸C(内層)(海島複合繊維):ポリエチレンテレフタレート繊維、66dtex、9フィラメント(脱海処理後:52.8dtex、630フィラメント)
緯糸D(外層):ポリエチレンテレフタレート繊維、56dtex、18フィラメント
製織時において、経糸Bの張力を0.9cN/dtex、経糸Aの張力を0.1cN/dtexとして、後加工後を行った。結果、経糸Aの織密度が201本/inch(2.54cm)、緯糸Cの織密度が121本/inch(2.54cm)、緯糸Dの織密度が121本/inch(2.54cm)となる、内径3mmの筒状の織物を製織した。なお、経糸Aと経糸Bの配置は、経糸A3本に対して経糸B1本の比率で配置した。また、経糸Bは、内層に位置する緯糸Cと外層に位置する緯糸Dの間に配置した。次に、下記の工程により、後加工を行った。
(a)湯洗
処理条件を温度98℃、時間20分として、筒状の織物の湯洗を行った。
(b)プレ熱セット
外径2.8mmの丸棒を筒状の織物に挿入し、両端を針金で固定して、熱処理を行った。処理条件は、温度180℃、時間5分であった。なお、上記丸棒の材質は、ステンレス鋼材であった。
(c)脱海処理
筒状の織物について、上記経糸A及び緯糸Cの脱海処理を行うとともに、経糸Bの溶解除去を行った。
(c-1)酸処理
酸としては、マレイン酸を使用した。処理条件は、濃度0.2重量%、温度130℃、時間30分として、筒状の織物の酸処理を行った。
(c-2)アルカリ処理
アルカリとしては、水酸化ナトリウムを使用した。処理条件は、濃度1wt%、温度80℃、時間90分として、筒状の織物のアルカリ処理を行った。
(d)熱セット(1回目)
外径3mmの丸棒を筒状の織物に挿入し、経糸方向にシワが入らないよう最大限圧縮した状態で、両端を針金等で固定して、熱処理を行った。処理条件は、温度180℃、時間5分であった。なお、上記丸棒の材質は、ステンレス鋼材であった。
(e)熱セット(2回目)
外径3mmの丸棒を筒状の織物に挿入し、経糸方向に30%伸長した状態で、両端を針金等で固定して、熱処理を行った。処理条件は、温度170℃、時間5分であった。なお、上記丸棒の材質はステンレス鋼材であった。得られた筒状の織物の特性(繊度、フィラメント数、単糸直径、筒状の織物の内径(最大部及び最小部)、筒状の織物の外径(最大部及び最小部)、筒状の織物の圧縮時標線距離L1、伸長時標線距離L2、最大外径a、最小外径b、変動指数(C)及び内面凹凸)を表1に示す。また、上記方法により測定したキンク半径、漏水性試験の結果を表2に示す。
(参考例2)
参考例1において得られた筒状の織物に対し、5.0重量%過マンガン酸カリウム(和光純薬工業株式会社製)、0.6mol/L硫酸(和光純薬工業株式会社製)の水溶液に浸漬し、60℃で3時間反応させて筒状の織物を加水分解及び酸化した。次いで、0.5重量%DMT-MM(和光純薬工業株式会社製)、5.0重量%PEI(LUPASOL(登録商標) P;BASF社製)の水溶液に浸漬し、30℃で2時間反応させ、参考例1において得られた筒状の織物の内面に、PEIを縮合反応により共有結合させた。
さらに、臭化エチル(和光純薬工業株式会社製)の1重量%メタノール水溶液に浸漬し、35℃で1時間反応させた後、50℃に加温して4時間反応させ、参考例1において得られた筒状の織物の内面に共有結合されたPEIを第4級アンモニウム化した。
最後に、0.75重量%ヘパリンナトリウム(Organon API社製)、0.1mol/L塩化ナトリウムの水溶液(pH=4)に浸漬し、70℃で6時間反応させて、第4級アンモニウム化したPEIとのイオン結合により抗血栓性を表面に有する筒状の織物を得た。得られた筒状の織物のヘパリン被覆量を表3に示す。
比較例9
参考例1で得られた筒状の織物5cmに直径3mmのステンレス鋼材製の丸棒6cmを挿入し、ポリプロピレンからなる直径6mm、内径4.5mm、長さ6cmの筒状モールドにステンレス鋼材製の丸棒を挿入した筒状の織物を入れ、モールドの一方の出口をゴム栓で封止した。もう一方の出口から、筒状モールドと筒状の織物の隙間に、調製したモノマー混合溶液を筒状の織物が完全に浸漬するまで注入し、蛍光ランプ(東芝、FL-6D、昼光色、6W、4本)を用いて光照射(1.01mW/cm 、20分間)して重合した。重合後、モールドごとイソプロピルアルコール中に浸漬して80℃で1時間加温した後、モールドから得られた筒状構造体をステンレス鋼材製の丸棒ごと取り出して剥離した。さらに、イソプロピルアルコールに室温、30分間浸漬した後、筒状構造体からステンレス鋼材の棒を取り外し、一晩風乾させた。得られた筒状構造体のキンク半径、漏水性及び吸光度比I/Iの結果を表2に示す。
(実施例2)
比較例9と同じ操作により得られた、共重合体を被覆した筒状の織物を、エタノール濃度10v/v%の水溶液に、水酸化ナトリウム濃度4.0mol/Lになるよう調製したアルカリ処理液に浸漬し、60℃で反応処理時間を1時間として静置した。反応後、筒状構造体を処理液から取りだし、RO水で3回洗浄したのち、一晩風乾させた。得られた筒状構造体のキンク半径、漏水性及び吸光度比I/Iの結果を表2に示す。
(実施例3~9)
アルカリ処理液中の水酸化ナトリウム濃度及び反応処理時間をそれぞれ、実施例3(水酸化ナトリウム濃度が2.0mol/L;反応処理時間が1時間)、実施例4(水酸化ナトリウム濃度が1.0mol/L;反応処理時間が6時間)、実施例5(水酸化ナトリウム濃度が0.5mol/L;反応処理時間が6時間)、実施例6(水酸化ナトリウム濃度が0.25mol/L;反応処理時間が6時間)、実施例7(水酸化ナトリウム濃度が0.125mol/L;反応処理時間が6時間)、実施例8(水酸化ナトリウム濃度が0.05mol/L;反応処理時間が6時間)、実施例9(水酸化ナトリウム濃度が0.01mol/L;反応処理時間が6時間)と変更した以外は、実施例2と同様の操作を実施した。得られた各筒状構造体のキンク半径、漏水性及び吸光度比I/Iの結果を表2に示す。
(比較例1)
参考例1と同様の操作により得られた筒状の織物5cmに、一液硬化性シリコーン(信越化学製;RTVゴム一般工業用、KE42T-330 )を均一に塗布した後、3日間風乾した。これにより、ポリエステルのみからなる基材を、シリコーンのみからなる被覆材で被覆した筒状構造体を得た。得られた筒状構造体のキンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例2)
参考例1と同様の操作により得られた筒状の織物5cmに、ポリウレタンのみからなる、フィルム厚が20μmのドレッシングテープ(防水フィルムロール;株式会社共和製)を5層巻きした。これにより、ポリエステルのみからなる基材に対し、被覆材としてウレタンテープを用いて被覆した筒状構造体を得た。得られた筒状構造体のキンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例3)
参考例1と同様の操作により得られた筒状の織物5cmに、生体吸収性材料として30wt%に調製したゼラチン溶液(ビーマトリックス(登録商標)ゼラチンLS-H;新田ゼラチン株式会社製)を塗布し、塗布後に4℃で1時間冷却することでゼラチンを固化させた。次いで、0.2%グルタルアルデヒド溶液中に30分間浸漬し、固化したゼラチンを架橋した後、40℃で一晩乾燥させた。これにより、ポリエステルのみからなる基材に対し、被覆材として架橋ゼラチンを被覆した筒状構造体を得た。得られた筒状構造体のキンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例4)
ePTFEのみからなる、長さ5cm、内径3mm、厚み0.5mmの人工血管(ゴアテックス(登録商標);ゴア社製)を用意し、比較例4として用いた。キンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
比較例10)
比較例4で用意したePTFEのみからなる人工血管を基材として用い、比較例9と同様の操作により共重合体を被覆した。得られた筒状構造体のキンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例5)
比較例4で用意したePTFEのみからなる人工血管を基材として用い、比較例1と同様の操作により基材にシリコーンを被覆し、ePTFE基材にシリコーンを被覆した筒状構造体が得られ、以下の試験の比較例5として用いた。得られた筒状構造体のキンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例6)
比較例4で用意したePTFEのみからなる人工血管を基材として用い、比較例2と同様の操作によりウレタン製ドレッシングテープを巻き付けたことで、ePTFE基材にウレタンテープを被覆した筒状構造体が得られ、以下の試験の比較例6として用いた。得られた筒状構造体のキンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例7)
ポリウレタンのみからなる、長さ5cm、内径6mm、厚み1.0mmの人工血管(ソラテック(登録商標);株式会社グッドマン製)を用意し、以下の試験の比較例7として用いた。キンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
(比較例8)
ポリエステル、スチレン系エラストマー及びポリオレフィンの三層構造からなる、長さ5cm、内径5.6mm、厚み1.2mmの人工血管(グラシル(登録商標);テルモ株式会社製)を用意し、以下の試験の比較例8として用いた。キンク半径及び漏水性の結果を表2に示す。
Figure 0007157930000009
Figure 0007157930000010
Figure 0007157930000011
上記の筒状構造体は、流体、粉体移送用及び線状物保護用ホース並びに筒状フィルターや人工血管の基材等に有用に用いることができる。また、生体内に埋め込み可能な医療用チューブとしても好適に用いることができ、耐キンク性を有していることから、人工血管に好適であり、また、穿刺後の漏水性が低いことから、繰り返し穿刺する必要のある、透析シャントに特に好適に利用できる。
筒状の織物・・・1、1本目の標線・・・2、2本目の標線・・・3、荷重測定器・・・4、架台・・・5、圧縮用チャック治具・・・6、圧縮用受け治具・・・7、伸長用チャック治具・・・8、伸長用受け治具・・・9、固定ヒモ・・・10、織物外径の最大値の5倍の標線距離・・・A

Claims (8)

  1. 筒状の基材と、前記基材を被覆する被覆材と、を備え、
    前記被覆材は、シリコーンモノマー及びフルオロアルキル基を有する重合性モノマーをモノマーユニットとして有する共重合体を含み、
    前記シリコーンモノマーは、下記の一般式(I)
    Figure 0007157930000012
    [式中、X 及びX は、それぞれ独立に(メタ)アクリロイル基を表し、R ~R は、それぞれ独立に、水素、炭素数1~20のアルキル基、フェニル基及び炭素数1~20のフルオロアルキル基からなる群から選択される官能基を表し、L1及びL2は、それぞれ独立に2価の基を表し、m及びnは、それぞれ独立に0~1500の整数を表す。ただし、mとnは同時に0ではない。]
    で示され、
    前記フルオロアルキル基を有する重合性モノマーは、下記の一般式(II)
    Figure 0007157930000013
    [式中、R は、水素又はメチル基を表し、R 10 は、炭素数1~20のフルオロアルキル基を表す。]
    で示され、
    一回反射赤外分光法を用いて前記被覆材の表面を2.5~25μmの波長、入射角45°で測定した時、以下の式1
    /I ≦3.48 ・・・式1
    [式中、I は、エステル基由来のC=O伸縮振動に基づく1740~1780cm -1 の吸光度を表し、I は、アルキル基由来のC-H変角振動に基づく1430~1470cm -1 の吸光度を表す。]
    の条件を満たす、筒状構造体。
  2. 前記共重合体は、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する、請求項1記載の筒状構造体。
  3. 前記共重合体は、下記の一般式(III)で示される構造を含む、請求項1又は2記載の筒状構造体。
    Figure 0007157930000014
    [式中、Rは、水素又はメチル基を表し、Lは、1価の基を表す。]
  4. 前記基材は、ポリエステル、ポリウレタン又はポリテトラフルオロエチレンからなる、請求項1~のいずれか一項記載の筒状構造体。
  5. 前記筒状の基材は、経糸及び緯糸を有する筒状の織物であり、
    前記筒状の織物は、経糸方向の外径の差が10%以内であり、かつ、下記の式2の条件を満たす、請求項1~のいずれか一項記載の筒状構造体。
    (L2-L1)/L1≧0.1 ・・・式2
    [式中、L1は、応力を加えない状態で測定した時の筒状の織物の外径において、該織物の外径の最大値の5倍の距離で該織物の外周上に標線を引き、該織物の経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の標線間距離を表し、L2は、該織物の経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の標線間距離を表す。]
  6. 前記筒状の基材は、経糸及び緯糸を有する筒状の織物であり、
    前記筒状の織物は、下記の式3の条件を満たす、請求項1~のいずれか一項記載の筒状構造体。
    0.03≦(a-b)/a<0.2 ・・・式3
    [式中、aは、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で圧縮した時の該織物の最大外径を表し、bは、経糸方向に0.01cN/dtexの応力で伸長した時の該織物の最小外径を現す。]
  7. 生体内に埋め込み可能な医療用チューブである、請求項1~のいずれか一項記載の筒状構造体。
  8. 人工血管である、請求項1~のいずれか一項記載の筒状構造体。
JP2018517243A 2017-03-31 2018-03-30 筒状構造体 Active JP7157930B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017070163 2017-03-31
JP2017070163 2017-03-31
PCT/JP2018/013681 WO2018181918A1 (ja) 2017-03-31 2018-03-30 筒状構造体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018181918A1 JPWO2018181918A1 (ja) 2020-02-06
JP7157930B2 true JP7157930B2 (ja) 2022-10-21

Family

ID=63676272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018517243A Active JP7157930B2 (ja) 2017-03-31 2018-03-30 筒状構造体

Country Status (10)

Country Link
US (1) US12053366B2 (ja)
EP (1) EP3603573B1 (ja)
JP (1) JP7157930B2 (ja)
KR (1) KR20190130618A (ja)
CN (1) CN110461274B (ja)
BR (1) BR112019016808A2 (ja)
CA (1) CA3058121A1 (ja)
RU (1) RU2019133671A (ja)
TW (1) TW201841592A (ja)
WO (1) WO2018181918A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202031211A (zh) 2018-08-31 2020-09-01 日商東麗股份有限公司 植入物用之筒狀體
WO2020095713A1 (ja) * 2018-11-08 2020-05-14 デンカ株式会社 人工血管
WO2020095715A1 (ja) 2018-11-08 2020-05-14 デンカ株式会社 樹脂組成物及びそれを用いた生体モデル

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021093A (ja) 1999-07-07 2001-01-26 Bridgestone Corp サブマリンホース
JP2009122457A (ja) 2007-11-15 2009-06-04 Tachibana Shoten Co Ltd 弾性部材、トナー定着部体、定着装置及び弾性部材の製造方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS497612B1 (ja) 1969-02-07 1974-02-21
JPS591868B2 (ja) 1980-02-15 1984-01-14 松下電工株式会社 隅木飾り
JPS57176244U (ja) * 1981-04-30 1982-11-08
DE3217579A1 (de) 1982-05-11 1983-11-17 Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt Laufrolle
US4816339A (en) * 1987-04-28 1989-03-28 Baxter International Inc. Multi-layered poly(tetrafluoroethylene)/elastomer materials useful for in vivo implantation
JPH0824686B2 (ja) 1987-09-01 1996-03-13 東レ株式会社 高機能人工血管
JPH0298352A (ja) 1988-10-05 1990-04-10 Kanebo Ltd 内シャント用人工血管
JP2970320B2 (ja) 1993-06-07 1999-11-02 住友電気工業株式会社 人工血管
JPH07265338A (ja) 1994-03-31 1995-10-17 Nippon Zeon Co Ltd 人工血管
JP3591868B2 (ja) 1994-05-10 2004-11-24 テルモ株式会社 人工補綴物
JP3799626B2 (ja) 1995-04-25 2006-07-19 有限会社ナイセム 心臓血管修復材及びその製造方法
JPH0971749A (ja) * 1995-07-03 1997-03-18 Toray Ind Inc 生物付着防止性重合体及びその製造方法並びに生物付着防止性海洋構造体
NO984143L (no) 1998-09-09 2000-03-10 Norsk Hydro As Ny prosess for å fremstille overflatemodifiserende stoffer
DE10102878A1 (de) 2001-01-23 2002-08-01 Haemosys Gmbh Oligo- oder Polyalkylengekoppelte Thrombininhibitoren
US6926735B2 (en) 2002-12-23 2005-08-09 Scimed Life Systems, Inc. Multi-lumen vascular grafts having improved self-sealing properties
JP2005152178A (ja) 2003-11-25 2005-06-16 Terumo Corp 人工血管
JP2005152181A (ja) 2003-11-25 2005-06-16 Terumo Corp 埋込み可能な管状体治療具
JP2009545333A (ja) 2006-05-12 2009-12-24 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 物理的操作または殺菌の後に大きな生物活性を有する固定化された生物活性物質
CA2664299C (en) 2006-09-15 2016-01-19 Toray Industries, Inc. Substrate comprising an anticoagulant and a hydrophilic polymer and manufacturing method thereof
CN102058450B (zh) * 2010-11-26 2012-07-18 哈尔滨工业大学 一种用于血管破裂修复的超疏水血管支架的制备方法
TW201309354A (zh) 2011-06-23 2013-03-01 Toray Industries 醫療材料
CN103747812A (zh) * 2011-08-17 2014-04-23 东丽株式会社 医疗设备及其制造方法
US9539360B2 (en) 2011-10-07 2017-01-10 W. L. Gore & Associaes, Inc. Puncturable and resealable graft
JP5820489B2 (ja) * 2014-01-06 2015-11-24 住友ゴム工業株式会社 表面改質方法及び表面改質弾性体
BR112016018452A2 (pt) * 2014-02-12 2018-06-26 Toray Industries vaso sanguíneo artificial.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021093A (ja) 1999-07-07 2001-01-26 Bridgestone Corp サブマリンホース
JP2009122457A (ja) 2007-11-15 2009-06-04 Tachibana Shoten Co Ltd 弾性部材、トナー定着部体、定着装置及び弾性部材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018181918A1 (ja) 2018-10-04
RU2019133671A3 (ja) 2021-07-02
CN110461274A (zh) 2019-11-15
CA3058121A1 (en) 2018-10-04
RU2019133671A (ru) 2021-04-30
EP3603573A1 (en) 2020-02-05
TW201841592A (zh) 2018-12-01
CN110461274B (zh) 2022-09-02
US12053366B2 (en) 2024-08-06
EP3603573B1 (en) 2023-03-22
JPWO2018181918A1 (ja) 2020-02-06
US20200022799A1 (en) 2020-01-23
EP3603573A4 (en) 2020-12-09
BR112019016808A2 (pt) 2020-04-07
KR20190130618A (ko) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7157930B2 (ja) 筒状構造体
US8932694B2 (en) Fluorinated polymers and lubricious coatings
JP6863295B2 (ja) 筒状織物
JP6495241B2 (ja) 医療用具の製造方法および医療用具
JP2992556B2 (ja) 表面改質した医療器具
EP1230074B1 (en) Process for impregnating a porous material with a cross-linkable composition
KR101851960B1 (ko) 항혈전성 재료
US20020169493A1 (en) Anti-thrombogenic coatings for biomedical devices
US20140322512A1 (en) Core-sheath fibers and methods of making and using same
KR20000069693A (ko) 반응성 피막
JP2016519222A (ja) コア−シース繊維ならびにそれを作製するための方法およびそれを使用するための方法
WO1996020023A1 (en) Combined plasma and gamma radiation polymerization method for modifying surfaces
PT92817B (pt) Processo para encapsular substratos pre-formados mediante copolimerizacao de enxerto
JP2000503044A (ja) プラズマに誘導されたポリマー被覆
WO2016190202A1 (ja) 筒状織物構造体
EP3851132A1 (en) Medical member and method for manufacturing same
JPS6397158A (ja) 人工血管
PAYNTER et al. The Atrium Plasma TFE® Arterial Prosthesis: Physical and Chemical Characterization

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20191010

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20191010

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220909

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220922

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7157930

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151