JP7411643B2 - 自己潤滑性医療用物品 - Google Patents

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Description

本開示は、ジイソシアネート、ポリグリコール、およびジオール鎖延長剤の主鎖を含むポリウレタン系樹脂であって、樹脂特性を向上させる、少なくとも１つの変性剤の、主鎖へのまたは側鎖としての付加も含む、ポリウレタン系樹脂に関する。変性剤は、少なくとも１つ、好ましくは２つの、アルコール部分（Ｃ－ＯＨ）および機能的部分（functional moiety）を有する変性オリゴマーである。機能的部分は、例えば、フルオロエーテルまたはシリコーンであり得る。１つの改良された特性は、樹脂の軟質セグメントを、樹脂から形成される医療用物品の表面近くに集める相分離である。医療用物品の得られた表面は、自己潤滑性および／または防汚性（anti-fouling）を含む利点を提供し、これにより、潤滑剤および／または防汚剤などの機能性コーティングを別個に提供する必要がなくなる。
サンプリングまたは薬剤投与のために使用されるシリンジカニューレおよびカテーテルのような注入療法医療装置は、典型的には、使用中に摺接する構成要素を有する。このような装置は、可動部品の潤滑を必要とし、外部表面の潤滑を必要とすることもある。多くの医療装置は、本質的に非潤滑性であり、使用のためにそれらの表面への潤滑剤の別個の塗布を必要とするポリマー材料から製造される。最先端の表面潤滑技術の例には、シリコーン表面コーティング、フルオロカーボン表面コーティング、及び親水性ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）表面コーティングが含まれる。
カテーテル関連血流感染症は、微生物のコロニー形成によって引き起こされることがあり、これは血管内カテーテルおよび静脈内アクセス装置を含む治療を受けている患者に起こり得る。これらの感染症は、病気や過剰な医療費につながる可能性がある。種々の抗菌剤でカテーテルを含浸させることは、これらの感染を防止するために実施されている１つのアプローチである。他のアプローチは、直接の抗菌剤（例えば、クロルヘキシジン）表面コーティングおよび抗菌剤（例えば、ジクロキサシリンナトリウム）と結合するための結合剤としての水不溶性第四級アンモニウム塩（例えば、塩化トリドデシルメチルアンモニウム）のコーティングを含む表面改質技術である。
いくつかの血液接触装置は、血栓を生成する可能性がある。血液が異物に接触すると、一連の複雑な現象が起こる。これらは、蛋白質沈着、細胞接着と凝集、および血液凝固スキームの活性化を含む。血栓形成性は従来、ヘパリンなどの抗凝固薬を使用することによって、抑制されてきた。別の方法である血栓形成性のポリマー表面へのヘパリンの付着は、ヘパリンと結合するための結合剤としての、ポリマー基材表面上への水不溶性第四級アンモニウム塩（例えば、塩化トリドデシルメチルアンモニウム）のコーティング、およびヘパリンと結合することができる第三級アミノ官能基を含むポリマー基材の合成により達成され得る。
潤滑性、抗菌性、および／または非血栓形成性コーティングを医療装置表面に適用するための表面改質技術は、コーティング技術に関連するいくつかの問題を伴う：（ｉ）表面改質のための後コーティング（post-coating）の余分なステップは、医療装置製造プロセスを複雑にし、コストを増加させ、（ｉｉ）水性または有機溶媒がコーティングプロセスにおいて必要とされる。水溶液を使用することができる場合、それは、コーティング組成物が水溶性であることを意味し、それは、人体環境においてその完全性を失うであろう。強い極性有機溶媒を使用しなければならない場合、溶媒は、ポリマー基材材料を攻撃し、医療装置全体の機械的強度を劣化させ得る。さらに、有機溶媒の使用は、医療装置製造プロセスにおける環境、健康および安全性の点で不利である。外部コーティングに関する別の問題は、活性潤滑剤、抗菌剤および／または非血栓形成剤の移動および／または漏出であり、医療装置は、経時的にその有利な特性を失う可能性がある。
２次コーティングステップの排除は、製造コストを低減する利点を有する。また、溶媒やコーティング剤などの２次原料を排除することができ、コスト低減、環境保全につながり、職場の安全性を向上する。
したがって、添加剤または追加のコーティングなしで製造可能でありながら、自己潤滑性および／または自己防汚性を提供することができるポリマー樹脂、特にポリウレタン樹脂が必要とされている。
医療用物品、例えばカテーテルチューブが提供される。カテーテルチューブの非限定的な例としては、末梢静脈内（ＩＶ）カテーテル；血管内カテーテル；３管腔、２管腔、および単管腔を含む中心静脈カテーテル；尿道カテーテルが挙げられる。血管アクセス装置は、ニードルおよび／またはガイドワイヤなどの１つまたは複数の構成要素と共に、本明細書に開示されるカテーテルチューブを使用することができる。
様々な実施形態を以下に列挙する。理解されるように、以下に列挙される実施形態は、以下に列挙されるように結合されるだけでなく、本発明の範囲に従って他の適切な組み合わせでもよい。
一態様において、医療用物品は、下記成分：ジイソシアネート;ジオール鎖延長剤;ポリグリコール;およびジオール含有ペルフルオロポリエーテルを含む変性オリゴマー;の反応生成物であるポリウレタン系樹脂から形成され、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルが、ジイソシアネート、ポリグリコールおよびジオール鎖延長剤によって形成されるポリウレタン系樹脂の主鎖に組み込まれており、医療用物品は、自己潤滑性および/または自己防汚性の医療用物品として効果的である。
医療用物品の表面におけるペルフルオロポリエーテルの濃度は、成分の均一な分布に基づくペルフルオロポリエーテルの理論濃度より高くてもよい。
樹脂の硬質セグメントの含有量は２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量は７５重量％～２５重量％の範囲である。
一実施形態において、ペルフルオロポリエーテルは、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメントに、樹脂組成物全体の０．１～１０重量％の範囲の量で主鎖に存在する。
一実施形態において、変性オリゴマーは、更に、ポリウレタン系樹脂に側鎖として組み込まれた単官能性ポリシロキサンを含む。単官能性ポリシロキサンは、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンを含むことができる。
一実施形態において、ポリシロキサンは、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメントに、側鎖として、樹脂組成物全体の０．１～９．９重量％の範囲の量で存在し、ペルフルオロポリエーテルは、樹脂組成物全体の０．１～９．９重量％の範囲の量で存在する。
変性オリゴマーは、ポリウレタン系樹脂の全組成物の約０．１～約１０重量％の範囲の量でポリウレタン系樹脂中に存在し得る。
一態様において、医療用物品は、以下の成分：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール;および単官能性ポリシロキサンを含む変性オリゴマー；との反応生成物であるポリウレタン系樹脂から形成され、単官能性ポリシロキサンが、ジイソシアネートと、ポリグリコールと、ジオール鎖延長剤によって形成されるポリウレタン系樹脂の側鎖として組み込まれており、変性オリゴマー医療用物品は、自己潤滑性および/または自己防汚性の医療用物品として効果的である。
単官能性ポリシロキサンは、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンを含んでいてもよい。
医療用物品の表面におけるポリシロキサンの濃度は、成分の均一な分布に基づくポリシロキサンの理論濃度より高くてもよい。
樹脂の硬質セグメントの含有量が２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量が７５重量％～２５重量％の範囲である。
一実施形態において、ポリシロキサンは、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメントに、側鎖として、樹脂組成物全体の０．１～１０重量％の範囲の量で存在する。
一実施形態において、ポリシロキサンは、ポリウレタン系樹脂の全組成物の約０．１～約１０重量％の範囲の量でポリウレタン系樹脂中に存在する。
本明細書におけるいかなる医療用物品も、カテーテル、ニードル／ニードルレスコネクタ、またはチューブの構成要素であってよい。
本明細書における任意の実施形態の医療用物品は、０．２８以下の静摩擦係数を有することができる。
本明細書における任意の実施形態の医療用物品は、２．２重量％以下の水分収着を有することができる。
本明細書における任意の実施形態の医療用物品は、非水和性（non-hydratable）であってもよい。
本明細書における任意の実施形態の医療用物品は、細菌バイオフィルムコロニー形成を低減するのに効果的であり得る。
本明細書における任意の実施形態の医療用物品は、血栓形成を低減するのに効果的であり得る。
いずれの実施形態においても、成分の反応は、溶媒および触媒の非存在下であり得る。
本明細書における任意の実施形態のポリウレタン系樹脂は、少なくとも６０００ｐｓｉの破断点引張を有し得る。
本明細書における任意の実施形態のポリウレタン系樹脂は、少なくとも６７５０ｐｓｉの破断点引張を有し得る。
本願明細書の任意の実施形態のポリウレタン系樹脂は、１５０％以上の破断点伸びを有し得る。
さらなる態様は、以下のように、（Ａ）および（Ｂ）、場合により（Ｃ）、ならびに（Ｄ）および（Ｅ）の一方または両方の鎖セグメントを含むランダム共重合体であるポリウレタン系樹脂を含む医療用物品である：
ここで、樹脂の硬質セグメントの含有量が２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量が７５重量％～２５重量％の範囲である。
一実施形態において、ランダム共重合体は、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｄ）の鎖セグメントを含む。
一実施形態では、ランダム共重合体は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｄ）の鎖セグメントを含む。
一実施形態では、ランダム共重合体は、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｅ）の鎖セグメントを含む。
一実施形態において、ランダム共重合体は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の鎖セグメントを含む。
一実施形態において、ランダム共重合体は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｅ）の鎖セグメントを含む。
一実施形態において、ランダム共重合体は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の鎖セグメントを含む。
別の態様は、注入療法の方法であって、上記任意の実施形態による医療用物品から物質を患者に注入することを含む方法である。
本方法は、医療用物品にコーティングされる別個の潤滑剤の存在下または非存在下で実施することができる。
本方法は、医療用物品にコーティングされる別個の防汚剤の存在下または非存在下で実施することができる。
図１は、一実施形態についての、熱重量分析（ＴＧＡ）曲線、重量（％）対温度（℃）である。 図２は、一実施形態についての、サイクル１およびサイクル２での、熱流（Ｗ／ｇ）対温度（℃）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）スキャンである。 図３は、実施形態のためのサイクル３での、熱流（Ｗ／ｇ）対温度（℃）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）スキャンである。 図４は、バイオフィルム形成のために使用されるチャンバーの概略図である。 図５は、本明細書の実施形態によるＰＵチューブ材料間の血栓形成の比較を参考例に対して示す注釈付き写真である。 図６は、本明細書の実施形態によるＰＵチューブ材料間の血栓形成の比較を参考例に対して示す注釈付き写真である。
本発明のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本発明は、以下の説明に記載される構造またはプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践または実施することができる。
次の用語は、本出願の目的のために、以下の各意味を有する。
ポリグリコールには、ポリアルキレングリコール、ポリエステルグリコール、およびポリカーボネートグリコールが含まれるが、これらに限定されない。ポリアルキレングリコールの非限定的な具体例は、ポリエーテルグリコールである。ポリエーテルグリコールはアルキレンオキシドから誘導される中程度の分子量のオリゴマーであり、エーテル結合とグリコール末端の両方を含む。
鎖延長剤は、短鎖（低分子量）分枝または分枝していないジオール、ジアミン、または１０個の炭素原子までのアミノアルコール、またはそれらの混合物である。このようなヒドロキシルおよび／またはアミン末端化合物は、ポリマーに所望の特性を付与するために重合中に使用される。
変性オリゴマー（中程度の分子量）は、ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；およびポリグリコールの基本的なポリウレタン構造を強化する化合物である。ポリグリコールとは異なる変性オリゴマーは、ポリウレタン表面上に移動して、得られる医療用物品を望ましい表面特性にする機能的部分（例えば、フルオロエーテルおよび／またはシリコーン）を含有する。本明細書中で使用される変性オリゴマーは、少なくとも１つ、好ましくは２つ、または２つを超えるアルコール部分（Ｃ－ＯＨ）を有する。アルコール部分は、オリゴマーの主鎖に沿って位置していてもよい。アルコール部分は、オリゴマーの末端に位置していてもよい。詳細な実施形態において、オリゴマーは、アルコール部分で終結する。１つ以上の実施形態において、変性オリゴマーには、シラノール（Ｓｉ－ＯＨ）基を有する化合物が除外される。
イソシアネート指数は、ポリオールおよび延長剤中に存在する全ヒドロキシルおよび／またはアミノ基に対するジイソシアネート中の全イソシアネート基のモル比として定義される。一般に、ポリウレタンは、イソシアネート指数が増加すると硬くなる。しかし、ある点を超えると、硬さが増加せず、他の物性が劣化し始める点がある。
本発明の原理および実施形態は、一般に、改良された表面特性を有するポリウレタン材料、ならびにそれらを調製および使用する方法に関する。潤滑剤及び／又は防汚剤のような機能性コーティングを別個に提供する必要性を排除する、自己潤滑性及び／又は防汚性である医療用物品、例えばカテーテルチューブを提供する。物品は、下記成分：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；ポリウレタン系樹脂の主鎖に、または側鎖として組み込まれた変性剤の反応生成物であるポリウレタン系樹脂を含む。主鎖は、ジイソシアネート、ポリグリコールおよびジオール鎖延長剤により形成される。このように組み込まれた変性剤は、変性オリゴマーと呼ばれ得る。
主鎖の変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）であってもよい。側鎖としての変性オリゴマーは、単官能性ポリシロキサン（例えば、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン）であってもよい。
変性オリゴマーの組み合わせも本開示に含まれる。一実施形態において、ポリウレタン系樹脂は、以下の反応生成物である：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；ジオール含有ペルフルオロポリエーテル。一実施形態において、ポリウレタン系樹脂は、以下の反応生成物である：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；及び単官能性ポリシロキサン（例えば、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン）。一実施形態において、ポリウレタン系樹脂は、以下の反応生成物である：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；ジオール含有ペルフルオロポリエーテル；及び単官能性ポリシロキサン（例えば、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン）。
本明細書に開示されるポリウレタン系樹脂は、強化された軟質セグメントを有する。本開示における樹脂は、従来の１段階共重合プロセスによって合成される。触媒や溶媒は必要ない。合成はまた、当業者に理解される触媒/溶媒の有無にかかわらず、種々の他の合成技術によっても達成され得る。共重合プロセスは、より均一なポリマー系を生成することが期待され、ＰＦＰＥ系および／またはモノジアルコール末端ＰＤＭＳ軟質セグメントは、ポリウレタン表面上に移動するＰＦＰＥおよび／またはＰＤＭＳ部分を有するポリマー鎖ブロック相分離が生じ、得られる医療用物品を望ましい表面特性にする可能性が高く、これにより、コーティング技術の使用を伴わない。構造的および組成的設計を通じて、得られた樹脂は、医療装置用途のための固有の潤滑性および／または防汚性の表面特性を有し、したがって、後処理工程は必要とされない。
ポリウレタン
本明細書に開示されるポリウレタン材料は、向上した表面特性を有し、これは、異なる実用的なニーズに適合するように調整することができる。これらのポリウレタン材料から形成された医療装置は、薬剤リザーバーからそれを必要とする患者への流体チャネルを形成するために使用され、ここで、流体チャネルは、血管または皮下組織に挿入され、これらと流体連通してもよく、ここで、侵襲性医療装置は、本明細書に記載されるポリウレタン材料のいずれかを含む。
これらのポリウレタン材料の利点は、ポリウレタン材料が自己潤滑性および／または防汚性であることである。
医療装置に適した熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、典型的には、３つの基本成分、ジイソシアネート、ポリグリコール、および鎖延長剤、通常、低分子量ジオール、ジアミン、アミノアルコールまたは水から合成される。鎖延長剤がジオールである場合、ポリウレタンは完全にウレタン結合からなる。延長剤が水、アミノアルコールまたはジアミンである場合、ウレタン結合および尿素結合の両方が存在し、ポリウレタン尿素（ＰＵＵ）が得られる。アミン末端ポリエーテルをポリウレタン合成に含めると、ポリウレタン尿素も得られる。熱可塑性ポリウレタンのデバイス用途には、中心静脈カテーテル（ＣＶＣ）、末梢挿入中心カテーテル（ＰＩＣＣ）、および末梢静脈内カテーテル（ＰＩＶＣ）が含まれる。
ポリウレタンおよびポリ尿素の化学は、イソシアネートと他の水素含有化合物との反応に基づいており、イソシアネートは、１つ以上のイソシアネート基（－Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を有する化合物である。イソシアネート化合物は、水（Ｈ2Ｏ）、アルコール（Ｒ－ＯＨ）、カルボン酸（Ｒ－ＣＯＯＨ）、アミン（Ｒx－ＮＨ(3-x)）、尿素（Ｒ－ＮＨ－ＣＯＮＨ2）、およびアミド（Ｒ－ＣＯＮＨ2）と反応させることができる。ある種のポリウレタンは熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であり得るが、他の組成物は高度に架橋され得る。
熱可塑性ポリウレタンは、慣習的に、硬質セグメントおよび軟質セグメントと称される、２相またはマイクロドメインを含み、その結果、しばしばセグメント化ポリウレタンと呼ばれる。一般に結晶性が高い硬質セグメントは、ジイソシアネートおよび鎖延長剤を含むポリマー分子の部分の局在化によって形成される。軟質セグメントは、一般に非結晶性または低結晶性のいずれかであり、ポリグリコールまたは任意のアミン末端ポリエーテルから形成される。硬質セグメント含有量は、ポリウレタン組成物中のジイソシアネートおよび鎖延長剤の重量パーセントにより決定され、軟質セグメント含有量は、ポリグリコールまたはポリジアミンの重量パーセントにより決定される。熱可塑性ポリウレタンは、硬質セグメントと軟質セグメントとの比に応じて、部分的に結晶性および／または部分的にエラストマー性であり得る。ポリマーの特性を決定する要因の１つは、硬質セグメントと軟質セグメントの比率である。一般に、硬質セグメントは硬度、引張強度、耐衝撃性、剛性および弾性率に寄与し、軟質セグメントは吸水性、伸び、弾性および柔らかさに寄与する。
ポリウレタン材料は、配合、押出／共押出または成形により、カテーテルチューブの原料として使用され得る。
ベースの熱可塑性ポリウレタンは、ジイソシアネート、ジオール鎖延長剤、少なくとも１つのポリグリコール、場合によりアミン末端ポリエーテル、および変性オリゴマーの反応によって製造することができる。ポリウレタンは、約２５％～約７５重量％の間の硬質セグメント含有量を有することができ、ここで硬質セグメントは、一般に双極子－双極子相互作用および／または水素結合のために高度に結晶性である、ジイソシアネートおよび延長剤成分を含むポリマー分子の部分である。対照的に、ポリグリコール部分およびポリマー鎖のジイソシアネート間の変性オリゴマーから形成される軟質セグメントは、ポリグリコールおよび変性オリゴマーの特性のために、一般に非晶質または部分的にのみ結晶性である。一実施形態では、硬質セグメント含有量は約５０％から約７５％の範囲であり、軟質セグメント含有量は約２５％から約５０％の範囲であり得る。
ベースポリウレタンの重合は、触媒、溶媒または他の添加剤を必要としない１段階共重合プロセスであり得る。合成は、当業者に理解される触媒／溶媒を用いて、または用いずに、種々の他の合成技術によって達成することもできる。
ジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートからなる群から選択され得る。様々な実施形態において、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（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、およびメチレン－ビス（４－シクロヘキシルイソシアネート）（ＨＭＤＩ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
ジオール鎖延長剤は、エチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、および１０個までの炭素原子を有する脂環式グリコールからなる群から選択され得る。
ポリグリコールは、ポリアルキレングリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。一実施形態において、ポリグリコールはポリアルキレングリコールを含む。一実施形態において、ポリアルキレングリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコールの一方または両方を含む。
ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、任意の所望の分子量であってよい。ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）は、ＰＴＭＥＧ２５０、ＰＴＭＥＧ６５０、ＰＴＭＥＧ１０００、ＰＴＭＥＧ１４００、ＰＴＭＥＧ１８００、ＰＴＭＥＧ２０００、およびＰＴＭＥＧ２９００とすることができる。ＰＴＭＥＧは、ＨＯ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2－Ｏ－）nＨの式を有し、これは３～４０の範囲の平均値ｎを有し得る。２以上のＰＴＭＥＧ２５０、ＰＴＭＥＧ６５０、ＰＴＭＥＧ１０００、ＰＴＭＥＧ１４００、ＰＴＭＥＧ１８００、ＰＴＭＥＧ２０００、およびＰＴＭＥＧ２９００のブレンドをこのように使用することができる。好ましい、組み合わせの平均分子量は１０００Ｄａ未満である。１以上の実施形態において、ポリオールは、式：ＨＯ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2－Ｏ－）nＨを有する２つ以上のＰＴＭＥＧのブレンドであり、式中、ｎは３から４０の範囲の平均値を有し、組み合わせの平均分子量は１０００Ｄａ未満である。
さらなるポリアルキレングリコールは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および／またはポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）であり得る。ＰＥＧおよび／またはＰＰＧは、任意の所望の分子量であり得る。一実施形態において、ＰＥＧはＰＥＧ４０００である。ＰＥＧ４０００は平均分子量４，０００Ｄａのポリエチレングリコールである。
ポリウレタン系樹脂は、ポリエーテルアミンをさらに含んでいてもよい。好適なポリエーテルアミンとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラメチレンオキシドまたはそれらの組み合わせの繰り返し単位を有し、平均分子量が約２３０から４０００の範囲にあるアミン末端ポリエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（登録商標）Ｄ４０００は、特定のポリエーテルアミンであり、約４０００の平均分子量を有するポリオキシプロピレンジアミンである。
変性オリゴマーは、ポリウレタン表面上に移動して、得られる医療用物品を望ましい表面特性にする機能的部分（例えば、フルオロエーテルおよび／またはシリコーン）を含み、少なくとも１つ、好ましくは２つのアルコール部分（Ｃ－ＯＨ）を有する。１つ以上の実施形態において、変性オリゴマーには、シラノール（Ｓｉ－ＯＨ）基を有する化合物が除外される。
主鎖の変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルであり得る。
１つ以上の実施形態において、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルは、以下の構造を有する。
ＨＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）pＣＨ2ＣＦ2Ｏ（ＣＦ2ＣＦ2Ｏ）q（ＣＦ2Ｏ）rＣＦ2ＣＨ2（ＯＣＨ2ＣＨ2）pＯＨ
式中、ｐ＋ｑ＋ｒの値の合計は、オリゴマーのフッ素含有量が５５重量％～６０重量％の範囲であってもよく、オリゴマーの平均分子量が１５００～２２００ｇ／ｍｏｌの範囲であるようなものである。
例示的なジオール含有ペルフルオロポリエーテルは、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈという商品名で販売される市販品であってよく、これは、約１，７００Ｄａの平均分子量および約５７％ｗ／ｗのフッ素含有量を有する、ジアルコール末端エトキシル化ＰＦＰＥである。
側鎖としての変性オリゴマーは、単官能性ポリシロキサンであってもよい。１つ以上の実施形態において、単官能性ポリシロキサンは、以下の構造を有するモノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。
ｓの値は５～２００の範囲である。
例示的なモノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンは、製品コードＭＣＲ－Ｃ６１、ＭＣＲ－Ｃ６２およびＭＣＲ－Ｃ６３の下で販売される市販品であり得る。ＭＣＲ－Ｃ６２は、５０００Ｄａ（６２～６３の範囲のｓ）の平均分子量を有し、ＭＣＲ－Ｃ６１は、１０００Ｄａ（８～９の範囲のｓ）の平均分子量を有し、ＭＣＲ－Ｃ６３は、１５，０００Ｄａ（１９７～１９８の範囲のｓ）の平均分子量を有する。１つ以上の実施形態において、側鎖としての変性オリゴマーは、ＭＣＲ－Ｃ６２である。
本明細書に記載されるポリウレタンは、溶融鋳造（ｍｅｌｔ ｃａｓｔｉｎｇ）、配合、押出／共押出、成形などを含む従来の熱可塑性製造技術によって、フィルム、チューブ、および他の形態に製造することができる。本明細書に記載されるポリウレタンは、ＰＩＣＣ、ＰＩＶＣ、およびＣＶＣに使用することができる。ポリマーには、必要に応じて、従来の安定剤、添加剤（例えば、放射線不透過性充填剤）、および／または加工助剤を組み込むことができる。これらの材料の量は、ポリウレタンの用途に応じて変化するが、存在する場合、典型的には、最終化合物の０．１から５０重量パーセントの範囲の量である。
ポリウレタン合成の一般的手順
本明細書で議論したポリウレタンを、パイロットスケールのポリウレタン（ＰＵ）プロセッサーを用いた１段階共重合プロセスによって調製した。合計約７．５ｋｇのポリグリコール、変性オリゴマーおよび鎖延長剤を、タンク攪拌器および材料リサイクルループを通して適切に混合しながらＰＵプロセッサーのＢタンク（リサイクルループを備えた２．５ガロンのフルタンク収容能力）に充填した。ジイソシアネート（Ｂタンクのポリオール混合物と反応する計算量）を、ＰＵプロセッサーのＡタンク（リサイクルループを備えた２．５ガロンのフルタンク収容能力）に充填した；反応中に、ＢタンクおよびＡタンク材料の両方を、制御された供給速度でそれぞれの供給ラインを通してポンピングして、１．０から１．１のイソシアネート指数を達成した；１つ以上の実施態様では、イソシアネート指数は、１．０２である；ＢおよびＡストリームの両方を、適切な混合のために、それぞれのインジェクターを通して、高速ローター速度で８ｃｃ混合ヘッドに連続的に注入し、シリコーンパンに注いだ；Ａ／Ｂタンク、充填／供給／リサイクル／排水ライン、インジェクター、および混合ヘッドを含むＰＵプロセッサーシステム全体を、５０～９０℃の温度（種々のゾーン温度制御）に維持し、タンクを、動作中、１００ｍｍＨｇ未満の真空下で引いた；ＰＵ反応物混合物で満たされたシリコーンパンを、完全な反応を達成するために、１０～２０分の硬化時間で１５０°Ｆのコンベアオーブンに通過させた；得られた白色ＰＵスラブは、７．７インチ×３．５インチ×０．３インチの寸法を有する。その後、ＰＵスラブを、下流の配合および押出／共押出プロセスのために顆粒状に粉砕した。
ＰＵ顆粒物／チップは、機械的特性および表面特性のキャラクタリゼーションのためにリボンシートに押出成形することができる。ＰＵリボンシートを、単一の共重合体組成物から、または２種以上の異なるＰＵ組成物のブレンドから押出してもよい。ブレンド／配合アプローチにより、既存のＰＵコポリマーを使用して、新しいＰＵ組成物を迅速に作り出し、特性化することができる。ミクロドメイン構造と分子量分布は、ブレンド／配合アプローチと比較して直接の共重合アプローチを用いることで異なるかもしれないが、それらが同じ全ＰＵ組成を有するので、発明者らは、同等の機械的および表面特性を期待している。１つ以上の実施形態において、ブレンド／配合アプローチは、特定のＰＵリボン組成物の押出しのために使用された。
例示的ポリウレタン系樹脂
医療用物品は、下記成分：ジイソシアネート;ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；および；ジオール含有ペルフルオロポリエーテル及び／又は単官能性ポリシロキサンを含む変性オリゴマーの反応生成物であるポリウレタン系樹脂から形成され、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルが、ジイソシアネートと、ポリグリコールと、ジオール鎖延長剤によって形成されるポリウレタン系樹脂の主鎖に組み込まれており、単官能性ポリシロキサンが、側鎖として組み込まれている。１つ以上の実施形態において、ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコールの一方または両方を含み得る、１つ以上のポリアルキレングリコールである。得られるポリウレタン系樹脂は、成分に基づくランダム共重合体である。硬質セグメントの含有量は２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量は７５重量％～２５重量％の範囲である。
以下の成分を使用して、種々のポリマー鎖セグメント（Ａ）～（Ｅ）が予想される：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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ＭＷの範囲が２５０～２９００Ｄａ（ｎ＝３～４０）であるポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、及び場合により、ＭＷの範囲が２００～８０００Ｄａ（ｍ＝４～１８２）であるポリエチレングリコールを含む；変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルおよび／または単官能性ポリシロキサンを含む。１つ以上の実施形態において、ポリウレタン系樹脂は、（Ａ）および（Ｂ）；場合により（Ｃ）；ならびに（Ｄ）および（Ｅ）の一方または両方の、以下の鎖セグメントを含むランダム共重合体である。
１つ以上の実施態様において、ポリウレタン系樹脂において、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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）を含む；変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルを含み、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｄ）の鎖セグメントを含むランダム共重合体となる。
１つ以上の実施態様において、ポリウレタン系樹脂において、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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）とポリエチレングリコールを含む；変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルを含み、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）の鎖セグメントを含むランダム共重合体となる。
１つ以上の実施態様において、ポリウレタン系樹脂において、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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）を含む；変性オリゴマーは、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含み、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｅ）の鎖セグメントを含むランダム共重合体となる。
１つ以上の実施態様において、ポリウレタン系樹脂において、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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）を含む；変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルおよびモノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含み、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）および（Ｅ）の鎖セグメントを含むランダム共重合体となる。
１つ以上の実施態様において、ポリウレタン系樹脂において、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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）とポリエチレングリコールを含む；変性オリゴマーは、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含み、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｅ）の鎖セグメントを含むランダム共重合体となる。
１つ以上の実施態様において、ポリウレタン系樹脂において、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（ＭＤＩ）を含む；ジオール鎖延長剤は、１，４－ブタンジオールを含む；ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）とポリエチレングリコールを含む；変性オリゴマーは、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルおよびモノジアルコール末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含み、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）の鎖セグメントを含むランダム共重合体となる。
医療用物品
医療用物品は、流体通路の任意のプラスチック部分であり得る。本明細書に開示されるポリウレタンによって形成され得る例示的な医療用物品は、カテーテル；ニードル／ニードルレスコネクタ；またはチューブの構成要素であり得る。例示的なデバイスは、中心静脈カテーテル、末梢挿入中心カテーテル、および末梢静脈内カテーテルである。カテーテルチューブは、配合および押出／共押出プロセスによって形成することができる。配合中に、本明細書に記載される合成されたベースのポリウレタンの粒状物、および任意の放射線不透過性充填剤が、２軸式配合機に同時に添加される。混合比は重量測定マルチフィーダシステムによって制御および調整できる。混合ポリウレタン溶融物（複数の加熱ゾーンを介した搬送）は、ダイ、急冷タンクを連続的に通過し、続いて、プラーペレタイザーによってレギュラーサイズのペレットに切断される。収集されたペレットは、チューブの特定の形状に応じて、押出機／共押出機に供給され、カテーテルチューブを形成するために使用される。
実施形態
様々な実施形態を以下に列挙する。理解されるように、以下に列挙される実施形態は、本発明の範囲に従って、全ての態様および他の実施形態と組み合わせることができる。
実施形態１．下記成分：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；およびジオール含有ペルフルオロポリエーテルを含む変性オリゴマー；の反応生成物であり、ジオール含有ペルフルオロポリエーテルが、ジイソシアネート、ポリグリコールおよびジオール鎖延長剤によって形成されるポリウレタン系樹脂の主鎖に組み込まれている、ポリウレタン系樹脂から形成される医療用物品であり、医療用物品は、自己潤滑性および／または自己防汚性の医療用物品として効果的である。
実施形態２．医療用物品の表面におけるペルフルオロポリエーテルの濃度が、成分の均一な分布に基づくペルフルオロポリエーテルの理論濃度よりも高い、上記実施形態の医療用物品。
実施形態３．硬質セグメントの含有量が、２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量が、７５重量％～２５重量％の範囲である、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態４．ペルフルオロポリエーテルが、樹脂組成物全体の０．１～１０重量％の範囲の量で主鎖中のポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に存在する、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態５．変性オリゴマーが、更に、ポリウレタン系樹脂に側鎖として組み込まれた単官能性ポリシロキサンを含む、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態６．ポリシロキサンが、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に、側鎖として、樹脂組成物全体の０．１～９．９重量％の範囲の量で存在し、ペルフルオロポリエーテルが、樹脂組成物全体の０．１～９．９重量％の範囲の量で存在する、上記実施形態の医療用物品。
実施形態７．単官能性ポリシロキサンが、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンを含む、実施形態５または実施形態６の医療用物品。
実施形態８．ポリグリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコール４０００を含み、ポリエチレングリコール４０００が、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に、樹脂組成物全体で０～１０重量％の範囲の量で存在する、実施形態１の医療用物品。
実施形態９．ポリグリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコール４０００を含み、ポリエチレングリコール４０００が、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に、樹脂組成物全体の、０～１０重量％の範囲の量で存在し、ペルフルオロポリエーテルが、軟質セグメント中に０．１～９．９重量％の範囲の量で存在し、ポリシロキサンが０．１～９．９重量％の範囲の量で軟質セグメント中に存在する、実施形態５の医療用物品。
実施形態１０．ジイソシアネートが、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートからなる群から選択される、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態１１．ジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、およびメチレンビス（４－シクロヘキシルイソシアネート）（ＨＭＤＩ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記実施形態の医療用物品。
実施形態１２．ジオール鎖延長剤が、エチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、および１０個までの炭素原子を有する脂環式グリコールからなる群から選択される、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態１３．ポリグリコールが、ポリアルキレングリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態１４．ポリグリコールが、ポリアルキレングリコールを含む、上記実施形態の医療用物品。
実施形態１５．ポリアルキレングリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコール及びポリエチレングリコールの一方又は両方を含む、上記実施形態の医療用物品。
実施形態１６．ポリアルキレングリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びＰＥＧ４０００を含むポリエチレングリコールを含む、上記実施形態の医療用物品。
実施形態１７．変性オリゴマーが、ポリウレタン系樹脂の全組成物の約０．１～約１０重量％の範囲の量でポリウレタン系樹脂中に存在する、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態１８．医療用物品が、カテーテル、ニードル／ニードルレスコネクタ、またはチューブの構成要素である、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態１９．成分の反応が、溶媒および触媒の非存在下で行われる、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態２０．ポリウレタン系樹脂が、少なくとも６０００ｐｓｉの破断点引張を有する、上記実施形態の医療用物品。
実施形態２１．ポリウレタン系樹脂が、少なくとも６７５０ｐｓｉの破断点引張を有する、上記実施形態の医療用物品。
実施形態２２．ポリウレタン系樹脂が、１５０％以上の破断点伸びを有する、上記いずれかの実施形態の医療用物品。
実施形態２３．下記成分：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコール；および、単官能性ポリシロキサンを含む変性オリゴマー；の反応生成物であり、単官能性ポリシロキサンが、ジイソシアネート、ポリグリコール及びジオール鎖延長剤により形成されるポリウレタン系樹脂の側鎖として組み込まれている、ポリウレタン系樹脂から形成される医療用物品であって、医療用物品は、自己潤滑性および／または自己防汚性の医療用物品として効果的である、医療用物品。
実施形態２４．単官能性ポリシロキサンが、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンを含む、上記実施形態の医療用物品。
実施形態２５．医療用物品の表面におけるポリシロキサンの濃度が、成分の均一な分布に基づくポリシロキサンの理論濃度より高い、実施形態２３または実施形態２４の医療用物品。
実施形態２６．硬質セグメントの含有量が、２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量が、７５重量％～２５重量％の範囲である、実施形態２３から実施形態２５のいずれかの医療用物品。
実施形態２７．ポリシロキサンが、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメントに、側鎖として、樹脂組成物全体の０．１～１０重量％の範囲の量で存在する、実施形態２３から実施形態２６のいずれかの医療用物品。
実施形態２８．ポリグリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコール４０００を含み、ポリエチレングリコール４０００が、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に、樹脂組成物全体の０～１０重量％の範囲の量で存在する、実施形態２３から実施形態２７のいずれかの医療用物品。
実施形態２９．ジイソシアネートが、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートからなる群から選択される、実施形態２３から実施形態２８のいずれかの医療用物品。
実施形態３０．ジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、およびメチレン－ビス（４－シクロヘキシルイソシアネート）（ＨＭＤＩ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記実施形態の医療用物品。
実施形態３１．鎖延長剤が、エチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、および１０個までの炭素原子を有する脂環式グリコールからなる群から選択される、実施形態２３から実施形態３０のいずれかの医療用物品。
実施形態３２．ポリグリコールが、ポリアルキレングリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態２３から実施形態３１のいずれかの医療用物品。
実施形態３３．ポリグリコールが、ポリアルキレングリコールを含む、上記実施形態の医療品。
実施形態３４．ポリアルキレングリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコール及びポリエチレングリコールの一方又は両方を含む、上記実施形態の医療用物品。
実施形態３４．ポリアルキレングリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びＰＥＧ４０００を含むポリエチレングリコールを含む、上記実施形態の医療用物品。
実施形態３６．ポリシロキサンが、ポリウレタン系樹脂の全組成物の約０．１～約１０重量％の範囲の量でポリウレタン系樹脂中に存在する、実施形態２３から実施形態３５のいずれかの医療用物品。
実施形態３７．医療用物品が、カテーテル、ニードル／ニードルレスコネクタ、またはチューブの構成要素である、実施形態２３から実施形態３６のいずれかの医療用物品。
実施形態３８．成分の反応が、溶媒および触媒の非存在下で行われる、実施形態２３から実施形態３７のいずれかの医療用物品。
実施形態３９．ポリウレタン系樹脂が、少なくとも６０００ｐｓｉの破断点引張を有する、実施形態２３から実施形態３８のいずれかの医療用物品。
実施形態４０．ポリウレタン系樹脂が、少なくとも６７５０ｐｓｉの破断点引張を有する、上記実施形態の医療用物品。
実施形態４１．ポリウレタン系樹脂が、１５０％以上の破断点伸びを有する、実施形態２３から実施形態４０のいずれかの医療用物品。
実施形態４２．下記の（Ａ）および（Ｂ）、場合により（Ｃ）、ならびに（Ｄ）および（Ｅ）の一方または両方の鎖セグメントを含むランダム共重合体であるポリウレタン系樹脂を含む医療用物品：
ここで、硬質セグメントの含有量が２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量が７５重量％～２５重量％の範囲である。
実施形態４３．ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｄ）の鎖セグメントを含む、実施形態４２の医療用物品。
実施形態４４．ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の鎖セグメントを含む、実施形態４２の医療用物品。
実施形態４５．ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｅ）の鎖セグメントを含む、実施形態４２の医療用物品。
実施形態４６．ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の鎖セグメントを含む、実施形態４２の医療用物品。
実施形態４７．ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｅ）の鎖セグメントを含む、実施形態４２の医療用物品。
実施形態４８．ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の鎖セグメントを含む、実施形態４２の医療用物品。
実施形態４９．患者に、上記いずれかの実施形態による医療用物品から物質を注入することを含む、注入療法の方法。
実施形態５０．医療用物品にコーティングされる別個の潤滑剤の存在下または非存在下での、実施形態４９の方法。
実施形態５１．医療用物品にコーティングされる別個の防汚剤の存在下または非存在下での、実施形態４９または５０の方法。
実施形態５２．医療用物品にコーティングされる別個の防汚剤の非存在下での、上記実施形態の方法であって、医療用物品は、アルコール（Ｃ－ＯＨ）部分と機能的部分を有する変性オリゴマーの非存在下での、以下の成分：ジイソシアネート；ジオール鎖延長剤；ポリグリコールの反応生成物であり、樹脂の硬質セグメントの含有量が２５重量％～７５重量％の範囲であり、樹脂の軟質セグメントの含有量が７５重量％～２５重量％の範囲であるポリウレタン系樹脂から形成される医療用物品と比較して、血栓形成の量を低減するために効果的である、方法。
実施例
実施例１
種々のポリウレタン樹脂を、上記の例示的配合物Ｉ－Ｃに従って、前述したようなパイロットスケールのポリウレタン（ＰＵ）プロセッサーを使用する１段階共重合プロセス（無触媒および無溶媒）によって、表１に従って製造した。例示的配合物は、芳香族ジイソシアネートとしてのＭＤＩ、ポリグリコール混合物としてのポリテトラメチレンエーテルグリコール（平均等価分子量５００～１０００ＤａのＰＴＭＥＧ）および場合によりポリエチレングリコール４０００（ＰＥＧ－４０００）の組み合わせ、鎖延長剤としての１，４－ブタンジオール、および表１による変性オリゴマーを有する。変性オリゴマーを有しない参考例ポリウレタンも同様に製造した。
変性オリゴマーは、ジアルコール末端化、エトキシル化ペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）（Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ）およびモノジアルコール末端化ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）（ＭＣＲ－Ｃ６２）、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択された。実施例１－Ａ～１－Ｈは、１つの変性オリゴマーのみを組み入れた「１機能的（mono-functional）」である。実施例１－Ｉ～１－Ｋは、２つの変性オリゴマーを組み入れた「２機能的（bi-functional）」である。例１－Ｌ～１－Ｎは、変性オリゴマーを有しない参考例である。
実施例１－Ｂ－Ｉ及び１－Ｂ－ＩＩは、全体として同じ材料組成を有する。ＰＵ１－Ｂ－Ｉは直接の共重合により調製し、一方ＰＵ１－Ｂ－ＩＩは２つの異なるＰＵ（すなわち、ＰＵ１－Ｃおよび参考例１－Ｌの５０／５０重量％ブレンド）の均一なブレンド／配合により調製した。同様に、実施例１－Ｆ－Ｉおよび１－Ｆ－ＩＩは、全体として同じ材料組成を有する。ＰＵ１－Ｆ－Ｉは直接の共重合により調製し、ＰＵ１－Ｆ－ＩＩはブレンド／配合（すなわち、ＰＵ１－Ｇおよび参考例１－Ｌの５０／５０重量％ブレンド）により調製した。
表２は、実施例１－Ｂ－Ｉ、１－Ｃ、１－Ｆ－Ｉ、１－Ｇ、参考例１－Ｌ及び参考例１－Ｎによる共重合反応のゲル温度及びゲル時間を示す。
共重合中の変性オリゴマーの導入は反応系の全反応性を低下させなかった。本発明のポリウレタン樹脂の共重合反応は、参考例ＰＵ樹脂と同じ速さで進行した。
実施例２
試験
表１の各例について、ポリウレタン（ＰＵ）スラブ（約７．７インチ×３．５インチ×０．３インチの寸法）は、上述のパイロットスケールＰＵプロセッサーおよびコンベヤーオーブン硬化システムから製造され、その後、粒状に粉砕され、材料の物理的特性評価のためにリボンシートに押出成形された。リボンシートの厚さは、０．００４インチから０．００８インチであった。
引張特性試験。参考例ＰＵリボン及び本発明ＰＵリボン（厚さ０．００４～０．００８インチ。）の両方の引張特性を、インストロンを用いて特性化した。試験は、表３に示す室内条件（２３℃、５０％ＲＨ、および４０時間を超える平衡時間）で実施した（各データについては１０回の測定の平均）。
試験は、体内条件（body indwell condition）（３７℃、生理食塩水で４時間平衡）でも実施されており、これは表４（各データについては１０回の測定の平均）に記載されている。軟化比は、次式（１）に従って定義される。
表３および４のデータは、本発明のＰＵ１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｂ－ＩＩ（ＰＵ１－Ｂ－Ｉが単一の標的ＰＵ組成であり、ＰＵ１－Ｂ－ＩＩが２つの異なるＰＵのブレンド、すなわち５０／５０重量％のＰＵ１－Ｃおよび参考例１－Ｌのブレンドである、同じ全材料組成）が同等の引張特性を示すことを示す。同様に、本発明のＰＵ１－Ｆ－Ｉおよび１－Ｆ－ＩＩも、同等の引張特性を示した。
参考例ＰＵ１－Ｌ、１－Ｍおよび１－Ｎの引張特性を、室内条件および体内条件の両方で比較すると、ＰＴＭＥＧ軟質セグメント中のＰＥＧ－４０００含有量の増加とともに、材料破断点引張は減少し、材料破断点伸びは増加した；材料の室内条件でのヤング率は減少したが、体内条件でのヤング率は増加し、その結果、式（１）で定義される軟化率が減少した。同様の傾向は、本発明のＰＵ１－Ａ対１－Ｄ、１－Ｅ対１－Ｈおよび１－Ｉ対１－Ｊの比較によって観察することができる。
室内条件および体内条件の両方での参考例ＰＵ１－Ｌと本発明のＰＵ１－Ａ、１－Ｂおよび１－Ｃの引張特性比較は、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入により、材料破断点引張および破断点伸びは有意に変化しなかったことを示す。しかし、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ含有量の増加に伴い、室内条件と体内条件の両方で材料のＹｏｕｎｇ率は増加した。同様の傾向は、参考例ＰＵ１－Ｍと本発明のＰＵ１－Ｄとの比較によって観察することができる。
室内条件および体内条件の両方での参考例ＰＵ１－Ｌと本発明ＰＵ１－Ｅおよび１－Ｆの引張特性の比較は、変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２の導入により、材料の破断点引張および破断点伸びが有意に変化しなかったことを示す。しかし、変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２含有量の増加に伴い、材料のＹｏｕｎｇ率は、室内条件および体内条件の両方で増加した。同様の傾向は、参考例ＰＵ１－Ｍと本発明のＰＵ１－Ｈとの比較によって観察することができる。
室内条件および体内条件での参考例ＰＵ１－Ｌと本発明ＰＵ１－Ｉおよび１－Ｋの引張特性の比較は、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨおよびＭＣＲ－Ｃ６２の導入により、材料の破断引張および破断点伸びは有意に変化しなかったが、材料のヤング率は室内条件および体内条件の両方で増加したことを示している。
全体として、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈおよび／またはＭＣＲ－Ｃ６２の導入後、本発明の新規ＰＵは、医療装置用途に対して望ましい引張特性を示した。
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）表面分析。Ｆｉｓｏｎｓ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＳＳＸ－１００ Ｍｏｄｅｌ ２０６ ＥＳＣＡ／ＸＰＳ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを用いて、参考例ＰＵリボンと本発明ＰＵリボン両方の表面元素分析を特性化した。Ｘ線源は、１４８６．６ｅＶの光子エネルギーを有する単色のＡｌ Ｋ－アルファ放射線である。電子の離脱角は３５°で、表面深さが６～７ｎｍであることを検出した。ＰＵリボンを、７０％ＩＰＡ／３０％脱イオン水で表面洗浄し、ＸＰＳ表面分析の前に９５℃で２時間アニールした。表５は、ＸＰＳリボン表面分析に基づく元素重量％と比較した、材料のバルク組成に基づいて計算した元素重量％を示す（各データについては６回の測定の平均）。ＸＰＳ法は水素を分析しないので、バルク組成計算でも水素を省略した。
表５のデータは、本発明のＰＵ１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｂ－ＩＩ（ＰＵ１－Ｂ－Ｉが単一の標的ＰＵ組成であり、ＰＵ１－Ｂ－ＩＩが２つの異なるＰＵのブレンドである、同じ全材料組成）が同等の表面元素含有量を示したことを示す。同様に、本発明のＰＵ１－Ｆ－Ｉ及び１－Ｆ－ＩＩは同等の表面元素含有量を示した。
参考例ＰＵ１－Ｌ、１－Ｍおよび１－ＮのＸＰＳ表面分析に基づくと、ＰＵ内の軟質および硬質セグメントの相分離のために、理論値より高い濃度のポリグリコール系軟質セグメント（酸素含有量が高いことによって証明される）が表面に存在し、理論値より低い濃度のウレタン系硬質セグメント（窒素含有量が低いことによって証明される）が表面に存在する。
本発明のＰＵ１－Ａ、１－Ｂおよび１－ＣのＸＰＳ表面分析に基づくと、理論値よりも有意に高い濃度のＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ軟質セグメント（有意に高いフッ素含有量によって証明される）が表面に存在する。１００％のＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ系のＰＵ化学的性質（chemistry）が表面に存在するならば、ＸＰＳ分析（水素を除く）に基づく最大潜在フッ素含有量が５０．９４重量％であるべきであることを指摘することは価値がある。表５は、１．７７重量％のみのＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ（実施例１－Ａ）の導入が、２８．１２重量％の表面フッ素含有量を与えた；３．５５重量％のみのＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ（実施例１－Ｂ）の導入が４１．３８重量％の表面フッ素含有量を与え、これは、その理論上の最大値に近い；Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ含有量が７．１１重量％にさらに増加すると（実施例１－Ｃ）、表面フッ素含有量が４３．８９重量％までわずかに増加したことを示している。したがって、１０重量％未満のＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入が、得られるＰＵ表面特性を最大化するのに十分であった；１０重量％超のＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ変性オリゴマーの導入は、表面特性改質に関して利益をもたらさないと結論できる。理論に拘束されるつもりはないが、材料表面上のこのような高いフッ素含有量は、その表面特性（疎水性、潤滑性および／または防汚性）を改善するであろう。
本発明のＰＵ１－Ｅおよび１－ＦのＸＰＳ表面分析に基づくと、理論値よりも有意に高い濃度のＭＣＲ－Ｃ６２軟質セグメント（有意に高いケイ素含有量によって証明される）が表面に存在する。１００％のＭＣＲ－Ｃ６２系のＰＵ化学的性質が表面に存在するならば、ＸＰＳ分析（水素を除く）に基づく最大潜在ケイ素含有量が３７．５８重量％であるべきであることを指摘することは価値がある。表５は、１．７７重量％のみのＭＣＲ－Ｃ６２（実施例１－Ｅ）の導入が１７．１９重量％の表面ケイ素含有量を与えた。；３．５５重量％のみのＭＣＲ－Ｃ６２（実施例１－Ｆ）の導入が２７．００重量％の表面ケイ素含有量を与え、これは、その理論上の最大値に近いことを示している。従って、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈと同様に、１０重量％未満のＭＣＲ－Ｃ６２の導入は、得られるＰＵ表面特性を最大化するのに十分であった；１０重量超のＭＣＲ－Ｃ６２変性オリゴマーの導入は、表面特性改質に関して利益をもたらさないと結論できる。理論に拘束されるつもりはないが、材料表面上のこのような高いケイ素含有量は、その表面特性（疎水性、潤滑性および／または防汚性）を改善するであろう。
本発明のＰＵ１－Ｉおよび１－ＫのＸＰＳ表面分析に基づくと、理論値よりも有意に高い濃度のＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨおよびＭＣＲ－Ｃ６２軟質セグメント（フッ素とケイ素の含有量が有意に高いことによって証明される）が表面に存在する。表５は、１．１８重量％のみのＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの％および１．１８重量％のみのＭＣＲ－Ｃ６２（実施例１－Ｉ）の導入が、２３．０２重量％の表面フッ素含有量および９．０８重量％の表面ケイ素含有量を与えた；Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨおよびＭＣＲ－Ｃ６２含有量を１．７７重量％にさらに増加させる（実施例１－Ｋ）と、表面フッ素含有量はさらに増加せず、表面ケイ素含有量は１２．６０重量％までわずかに増加したことを示している。したがって、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨおよびＭＣＲ－Ｃ６２の合計で１０重量％未満の導入は、得られるＰＵ表面特性を最大化するのに十分であった；Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨおよびＭＣＲ－Ｃ６２変性オリゴマーの合計で１０重量％超の導入は、表面特性改質に関して利益をもたらさないと結論できる。理論に拘束されるつもりはないが、材料表面上のこのような高いフッ素およびケイ素含有量は、その表面特性（疎水性、潤滑性および／または防汚性）を改善するであろう。
本発明のＰＵ１－Ａ及び１－ＤのＸＰＳ表面分析に基づいて、元のＰＴＭＥＧ軟質セグメントの代わりにＰＥＧ－４０００を導入すると、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの表面への移動が促進され得た。表５は、原実施例１－Ａの表面フッ素含有量が２８．１２重量％である；しかし、実施例１－Ｄ（１．７７重量％のＰＥＧ－４０００導入）の表面フッ素含有量が、より高い３４．２１重量であることを示している。これは、おそらく、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈが疎水性であり、ＰＥＧ－４０００がＰＴＭＥＧよりも親水性であるので、セグメント相分離が増加したためである。ＭＣＲ－Ｃ６２も疎水性であるため、本発明のＰＵ１－Ｅ対１－Ｈおよび１－Ｉ対１－Ｊの比較により、同様の傾向が観察され得る。
加えて、本発明のＰＵリボン実施例１－Ａ～１－Ｋは、参考例ＰＵリボン実施例１－Ｌ～１－Ｎと比較して、はるかに透明性が低い（白濁）。理論に拘束されるつもりはないが、これは、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈおよび／またはＭＣＲ－Ｃ６２の導入による本発明のＰＦＰＥおよび／またはＰＤＭＳ含有ＰＵ内のコポリマー相分離の増加による可能性が高く、結果的に光散乱に影響を与え得る。この増加した共重合体相分離をＸＰＳ分析により、上述に考察した。白濁していても、本発明のＰＦＰＥおよび／またはＰＤＭＳ含有ＰＵリボン実施例１－Ａ～１－Ｋは、カテーテルチューブ用途に使用された場合、依然として、血液フラッシュバック識別（blood flashback identification）のために透視するのに十分な透明性を示す。
静摩擦係数。この試験には摩擦係数試験機モデル３２～２５を使用した。静摩擦係数は、傾斜が一定の速度で増加するにつれて、金属ブロック表面が参考例および本発明のＰＵリボン表面に対して滑り始める角度を測定することによって決定した。静摩擦係数は、表６（各データについては１５回の測定の平均）に示すその角度の正接と数値的に同等である。
表６のデータは、本発明のＰＵ１－Ｆ－Ｉおよび１－Ｆ－ＩＩ（ＰＵ１－Ｆ－Ｉが単一の標的ＰＵ組成であり、ＰＵ１－Ｆ－ＩＩが２つの異なるＰＵのブレンドである、同じ全材料組成）が同等の静摩擦の表面係数を示すことを示す。
表６は、１．７７重量％およびさらに３．５５重量％の変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入が、静摩擦の材料表面係数を有意に変化させなかった；しかし、７．１１重量％の変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ（実施例１－Ｃ）の導入が、静摩擦の材料表面係数を０．２８２８から０．２２７７に低下させたことを示す。他方、１．７７重量％のみの変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２の導入は、静摩擦の材料表面係数を約０．２のレベルまで低下するのに十分であった。従って、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨとＭＣＲ－Ｃ６２の両方は潤滑性表面特性を提供できるが、ＭＣＲ－Ｃ６２は、この場合において、より効率的な変性オリゴマーである。全体として、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨとＭＣＲ－Ｃ６２の合計が１０重量％未満の場合に、得られるＰＵ表面特性を最大化するのに十分であった。
水接触角。参考例および本発明のＰＵリボンを、７０％ＩＰＡ／３０％脱イオン水で表面洗浄し、次いで水接触角測定の前に９５℃で２時間アニールした。表７に水接触角データ（各データについては１０回の測定の平均）を示す。
表７のデータは、本発明のＰＵ１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｂ－ＩＩ（ＰＵ１－Ｂ－Ｉが単一の標的ＰＵ組成であり、ＰＵ１－Ｂ－ＩＩが２つの異なるＰＵのブレンドである、同じ全材料組成）が同等の表面接触角を示したことを示す。
表７は、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入により、改質されたＰＵ表面がより疎水性になったため、増加した接触角がもたらされた；変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ含有量の増加と共に、接触角（表面疎水性）が増加したことを示す。同様に、変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２またはＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨとＭＣＲ－Ｃ６２の両方の導入も、より疎水性のＰＵ表面と増加した接触角をもたらした。
水分収着。参考例ＰＵリボン及び本発明ＰＵリボンは、水分収着測定のために以下の手順を経た：（ｉ）リボン（リボン材料の各グループに対して５回の反復）を矩形形状（約１．４インチの長さ、０．５１インチの幅）に切断する；（ｉｉ）すべての試料のリボンカットを９５℃のオーブンで一晩乾燥する；（ｉｉｉ）乾燥した各リボンカットの重量を測定する；（ｉｖ）３７℃の脱イオン水中に４時間、乾燥した各リボンカットを沈める；（ｖ）水からリボンカットを取り出した直後に、ティッシュペーパーを使って表面の自由水（free water）を拭き取り、水で飽和状態にしたリボンカットの重さを再測定する；（ｖｉ）すべての水和前及び水和後の重量データを記録し、次式（２）に基づいて水分収着を計算した。
表８に水分収着データ（各データについては５回の測定の平均）を示す。
表８のデータは、本発明のＰＵ１－Ｆ－Ｉおよび１－Ｆ－ＩＩ（ＰＵ１－Ｆ－Ｉが単一の標的ＰＵ組成であり、ＰＵ１－Ｆ－ＩＩが２つの異なるＰＵのブレンドである、同じ全材料組成）が同等の水分収着を示したことを示す。
参考例ＰＵ１－Ｌおよび１－Ｎの水分収着の比較は、ＰＴＭＥＧ軟質セグメントの代わりにＰＥＧ－４０００を導入すると、ＰＵ材料の水分収着が増加することを示している。これは、ＰＥＧ－４０００がＰＴＭＥＧよりも親水性であることと一致している。同様の傾向は、本発明のＰＵ１－Ａ対１－Ｄおよび１－Ｅ対１－Ｈの比較によって観察することができる。
表８はまた、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈおよび／またはＭＣＲ－Ｃ６２の導入が、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨならびにＭＣＲ－Ｃ６２の疎水性特性により、水分収着の低下をもたらしたことも示す。
水和性。参考例ＰＵリボン及び本発明ＰＵリボンは、水和性測定のために以下の手順を経た：（ｉ）リボン（リボン材料の各グループに対して５回の反復）を矩形形状（約１．４インチ。長さ０．５１インチ。幅）に切断する。（ｉｉ）各リボンカットの寸法（長さと幅）の測定；（ｉｉｉ）３７℃の食塩水に４時間浸した各リボン；（ｉｖ）生理食塩水からリボンカットを取り出した直後に、各飽和リボンカットの寸法（長さと幅）を再測定した。（ｖ）すべての水和前及び水和後の寸法データを記録し、次式（３）に基づいて寸法変化を計算した。
表９に、寸法変化データ（各データについては５回の測定の平均）を示す。
表９は、参考例および本発明のＰＵリボンの両方が、水和後に１％未満の寸法変化を示したことを示す。したがって、これらのＰＵ材料はすべて水和時に寸法的に安定であり、非水和性材料として分類できる。
熱重量分析（ＴＧＡ）。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＴＧＡ Ｑ５００を用いて、参考例および本発明のＰＵ顆粒物／チップを分析した。試験のために、各試料３ｍｇを、窒素ガス中で２５℃から８００℃に１０℃／分で加熱した。表１０は、参考例ＰＵ材料及び本発明ＰＵ材料の両方の分解温度（１％および５％の重量減少に基づく）を示す。
表１０は、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入が、得られたＰＵの熱特性を有意に変化させなかったことを示す；変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２の導入により、分解温度が約１０℃上昇した。
図１は、本発明のＰＵ１－Ｂ－ＩのＴＧＡスキャンの例を示す。
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＤＳＣ Ｑ２０００を用いて、参考例および本発明のＰＵ顆粒物／チップを分析した。試験のために、各試料５ｍｇを、加熱／冷却／加熱サイクル；サイクル１＝２５℃から２５０℃に１０℃／分で加熱；サイクル２＝２５０℃から－５０℃に１０℃／分で冷却；サイクル３＝－５０℃から２５０℃に１０℃／分での加熱に用いた。表１１は、参考例ＰＵ材料及び本発明ＰＵ材料両方のガラス転移温度（Ｔg：加熱サイクル３からの開始）、結晶化温度（Ｔc、冷却サイクル２からのピーク）、加熱サイクル１からの溶融温度開始（Ｔm1）、及び加熱サイクル３からの溶融温度開始（Ｔm2）を示す。
Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ変性ＰＵ１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｃは、冷却サイクル２において２つの別個のピークを示し、したがって、２つの個別のＴｃが表１１において同定された；ＭＣＲ－Ｃ６２変性ＰＵ１－Ｆ－Ｉおよび１－Ｇは、加熱サイクル１対加熱サイクル３に基づくＴmのより大きな差を示した；Ｔm吸熱では、２つ以上の吸熱転移が、ある場合には重複し、これは短／長範囲規則度（short/long range order）を持つドメインの破壊／解離と、硬質セグメントの微結晶の融解に起因すると考えられる。それらの吸熱転移を個々に完全に区別することは困難であるため、これらはすべて分析のためにまとめられ、結果として１つのオンサイトＴm（onsite Tm）のみが報告された。これらの情報は有用であり、本発明の新規ＰＵ材料のリボン及びチューブ押出のために参照することができる。
図２は、本発明のＰＵ１－Ｂ－Ｉに関するサイクル１およびサイクル２のＤＳＣスキャンであり、図３は、本発明のＰＵ１－Ｂ－Ｉに関するサイクル３のＤＳＣスキャンである。
メルトフローインデックス。参考例および本発明のＰＵ顆粒物／チップを、Ｚｗｉｃｋ／Ｒｏｅｌｌ押出プラストメータを用いて、メルトフローインデックスに関して特性化した。その装置は、押し出しバレルの直径が９．５５ｍｍ（長さ１７０ｍｍ）であり、ピストンの直径が９．４８ｍｍ（重量３２５ｇ）である。各予乾試料５ｇ（９５～１１０℃で１２時間以上乾燥させる）を用いて、２２０℃、負荷重量５ｋｇ、予熱時間３００秒で試験を実施した。表１２は、参考例ＰＵ材料及び本発明ＰＵ材料両方のメルト質量流量、メルト体積流量及びメルト密度を示す。
表１２は、高密度（１．６９ｇ／ｃｍ3）変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入が、得られるＰＵ材料の、より高いメルト密度をもたらしたことを示す；Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈ変性ＰＵ１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｃのメルトフローレートは、主鎖型軟質セグメントのみがこれらの場合に使用されたので、参考例ＰＵ１－Ｌおよび１－Ｎと同等である。３．５５重量％の変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２（実施例１－Ｆ－Ｉ）の導入は、ＰＵメルトフローレートを有意に変化させなかった；しかし、７．１１重量％の変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２（実施例１－Ｇ）の導入は、得られるＰＵメルトフローレートの有意な増加をもたらした。
バイオフィルム形成。参考例および本発明のＰＵリボンを、７０％ＩＰＡ／３０％脱イオン水で表面洗浄し、次いで９５℃で２時間アニールした；その後、リボンは、滅菌バッグに密封され、標準的なエチレンオキシド滅菌工程を経た；滅菌したリボン試料を、バイオフィルム形成試験に用いた。図４に示すように、内径１．２５インチ、長さ２１インチである円筒形透明ポリカーボネートチャンバーを、試験に用いた；参考例および本発明のＰＵリボンを、小さな長方形（７ｍｍ×２５ｍｍ）のクーポンに切断し、チャンバーに配置されるときにチャンバー内にクーポンを吊り下げるキャップに取り付けた；４つの異なるリボン材料（各材料につき６回の反復）を、並べて比較するために同時に試験した；サンプルの位置をランダム化するために、４つの異なる材料をチャンバー内で、交互の位置（図４に示すように）に配置した。この試験用の細菌として、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓを用いた。試験手順は、以下の通りである：試験チャンバーに細菌／培地を満たし、２４枚の試験クーポン全てを浸した；細菌をクーポンに付着させるために３５℃で１時間インキュベートした；１５００ｍｌの生理食塩水を１０分で重力供給して、チャンバーから細菌／培地を除去し、次いでチャンバーを空にした；蠕動ポンプを用いて、３５℃、１５００ｍｌ／分の高剪断で、２４時間、培地リザーバーとチャンバーの間で培地を循環させて、バイオフィルムを形成した；２０００ｍｌの生理食塩水を１３分で重力供給して、チャンバーから培地を除去し、次いでチャンバーを空にした；クーポンを取り出し、各クーポンを、滅菌生理食塩水に１回、次に滅菌生理食塩水の別の容器にさらに３回浸した；各クーポン上の細菌バイオフィルムを、次に、ボルテックスおよび超音波処理によって食塩水中に回収した；１０倍連続希釈を実施することによって細菌コロニー数を計数した；次いで、各希釈液のアリコートを、スプレッドプレート法により培養した；培養のインキュベーション後、プレートを調べ、約３０～３００のコロニー数を有する希釈液を計数した；希釈係数を用いて、クーポンから除去された細菌バイオフィルムの初期総数を計算できた。
表１３および１４は、参考例および本発明のＰＵリボンクーポン（各材料に対して６回の反復したクーポンの平均）に対する最終の細菌バイオフィルムコロニー数を示す。
データは、変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨとＭＣＲ－Ｃ６２の両方の導入により、おそらくバイオフィルムなどの種々の生物由来物質の付着を困難にする疎水性で潤滑性の表面のために、細菌バイオフィルムコロニー形成がいくらか減少したことを示す。
実施例３
表１のいくつかの組成物（本発明のＰＵ１－Ｂ－Ｉ、１－Ｃ、１－Ｆ－Ｉ、および参考例ＰＵ１－Ｌ）について、ポリウレタン顆粒物／チップを、さらなるチューブ特性試験のために、２２ＧＡ標準単層カテーテルチューブに押し出し成形した。押出後、チューブを９０～９５℃で１時間アニールした。前掲のリボンの発見と同様に、本発明のＰＵチューブサンプル１－Ｂ－Ｉ、１－Ｃおよび１－Ｆ－Ｉは、参考例ＰＵチューブサンプル１－Ｌと比較して透明性が低い（濁っている）。前述のように、これはおそらく、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨまたはＭＣＲ－Ｃ６２の導入による本発明のＰＦＰＥ－およびＰＤＭＳ－変性ＰＵ内のコポリマー相分離の増加によるものであり、結果的に光散乱に影響を及ぼし得る。しかしながら、本発明のＰＦＰＥ－およびＰＤＭＳ－変性ＰＵチューブ試料１－Ｂ－Ｉ、１－Ｃおよび１－Ｆ－Ｉは、カテーテルチューブ用途に使用された場合に、依然として、血液フラッシュバック識別のために透視するのに十分な透明性を示した。
カテーテルチューブの抵抗力。上記の本発明および参考例の２２ＧＡ ＰＵカテーテルチューブサンプルを組み合わせて、（カテーテルチューブ、ウェッジ、カテーテルアダプター、ニードルおよびニードルハブを使用して）カテーテルアセンブリを製造した。カテーテル潤滑剤を、この試験では、カテーテルチューブの外側に塗布しなかった。カテーテルチューブの抵抗力を、インストロンのユニバーサル圧縮試験機を用いて試験した。約１２ミルの厚さの天然ゴムラテックスを試験フィルムとして用いた。表１５は、天然ゴムラテックスフィルム（各データについては３～５回の測定の平均）に対する本発明及び参考例ＰＵカテーテルチューブ材料の抵抗力を示す。
表１５は、表６に示した先の試験データ（静摩擦係数）と類似の傾向を示している。変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入は、チューブの抵抗力を減少させたが、それほど際立ったものではなかった；しかしながら、変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２の導入は、チューブ抵抗力をより有意に減少させることができる。これは表６の先の結論と一致しており、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－ＨおよびＭＣＲ－Ｃ６２の導入は両方とも潤滑性表面特性を提供できるが、ＭＣＲ－Ｃ６２は潤滑性の観点からより効率的な変性オリゴマーである。
表面血栓形成性試験。標準チャンドラーループシステムを、体外血液循環をシミュレートするために用いた。再石灰化した新鮮なウシ血液を部分的に充填したＰＶＣチューブ（１／４インチ ＩＤ）を、再閉鎖可能なループに形成し、温度制御水浴（３７℃）中で２０ｒｐｍの回転速度で回転させ、動脈血流条件をシミュレートした。ループ内に、種々のカテーテルチューブ試料（２２ＧＡ、４インチ長、標準エチレンオキシド滅菌プロセスを経る）を配置して、血液とカテーテルチューブ材料および表面との相互作用を試験した。血栓形成性試験は、血液との接触を目的とした医療装置の開発において、重要な要素である。本研究では、再石灰化した新鮮なウシ血液を用いて、異なるカテーテルチューブ材料の異なる血栓形成能を検出する能力を評価するために、チャンドラーループモデルを用いた。
図５は、１単位／ｍｌの高ヘパリン濃度で、２時間の試験時間でのチャンドラーループシステムを用いた、本発明のＰＵチューブ材料１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｆ－Ｉと参考例ＰＵチューブ材料１－Ｌとの血栓形成の比較を示す注釈付き写真である。図５は、これら３つの材料のうち、本発明のＰＵチューブ材料１－Ｂ－Ｉ（３．５５重量％の変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入）が最良の非血栓形成特性を示したことを明確に示している；本発明のＰＵチューブ材料１－Ｆ－Ｉ（３．５５重量％の変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２の導入）は、チューブ材料１－Ｂ－Ｉと比較して比較的多くの血栓形成を示したが、参考例ＰＵチューブ材料１－Ｌよりもなお良好であった。
図６は、０．２単位／ｍｌの低ヘパリン濃度で、２時間の試験時間でのチャンドラーループシステムを用いた、本発明のＰＵチューブ材料１－Ｂ－Ｉおよび１－Ｆ－Ｉと参考例ＰＵチューブ材料１－Ｌとの血栓形成の比較を示す。図６は、これら３つの材料のうち、本発明のＰＵチューブ材料１－Ｂ－Ｉ（３．５５重量％の変性オリゴマーＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｅ１０－Ｈの導入）が最良の非血栓形成特性を示したことを再度示す；本発明のＰＵチューブ材料１－Ｆ－Ｉ（３．５５重量％の変性オリゴマーＭＣＲ－Ｃ６２の導入）は、このような低ヘパリン濃度では参考例ＰＵチューブ材料１－Ｌと区別できなかった。
本明細書を通して、「１つの実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、または「一実施形態」という言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な場所に現れる「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「１つの実施形態では」、「一実施形態では」などの語句は、必ずしも本発明の同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。
本明細書では、特定の実施形態を参照して本発明を説明してきたが、これらの実施形態は、本発明の原理および用途の単なる例示であることを理解されたい。当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の方法および装置に様々な修正および変更を加えることができることが明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内の修正および変形を含むことが意図される。

Claims (18)

  1. ポリウレタン系樹脂から形成される医療用物品であって、前記ポリウレタン系樹脂は、以下の成分：
    ジイソシアネート；
    ジオール鎖延長剤；
    ポリグリコール；および
    ジオール含有ペルフルオロポリエーテルを含む変性オリゴマー；
    の反応生成物のランダム共重合体であり、
    前記ジオール含有ペルフルオロポリエーテルが、前記ジイソシアネート、前記ポリグリコールおよび前記ジオール鎖延長剤によって形成される前記ポリウレタン系樹脂の主鎖に組み込まれており、
    前記ジオール含有ペルフルオロポリエーテルが、
    ＨＯ（ＣＨ 2 ＣＨ 2 Ｏ） p ＣＨ 2 ＣＦ 2 Ｏ（ＣＦ 2 ＣＦ 2 Ｏ） q （ＣＦ 2 Ｏ） r ＣＦ 2 ＣＨ 2 （ＯＣＨ 2 ＣＨ 2 ） p ＯＨ
    （式中、ｐ＋ｑ＋ｒは、５５重量％～６０重量％の範囲内のオリゴマーのフッ素含有量、および１５００～２２００ｇ／ｍｏｌの範囲内の変性オリゴマーの平均分子量を提供する）の構造を有し、
    前記樹脂の硬質セグメントの含有量が、２５重量％～７５重量％の範囲であり、前記樹脂の軟質セグメントの含有量が、７５重量％～２５重量％の範囲であり、前記ペルフルオロポリエーテルが、樹脂組成物全体の０．１～１０重量％の範囲の量で軟質セグメント中に存在し、
    前記医療用物品は、自己潤滑性および／または自己防汚性の医療用物品として効果的である、医療用物品。
  2. 前記医療用物品の表面における前記ペルフルオロポリエーテルの濃度が、前記成分の均一な分布に基づく前記ペルフルオロポリエーテルの理論濃度よりも高い、請求項１に記載の医療用物品。
  3. 前記ジオール含有ペルフルオロポリエーテルが、５５重量％～６０重量％の範囲のフッ素含有量、および１５００～２２００ｇ／ｍｏｌの範囲の平均分子量を有する、請求項１に記載の医療用物品。
  4. 前記変性オリゴマーが、モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンを更に含み、前記モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンは前記ポリウレタン系樹脂に側鎖として組み込まれている、請求項１に記載の医療用物品。
  5. 前記モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンが、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に側鎖として０．１～９．９重量％の範囲の量で存在し、前記ペルフルオロポリエーテルが、樹脂組成物全体の０．１～９．９重量％の範囲の量で存在する、請求項４に記載の医療用物品。
  6. 前記ポリグリコールが、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコール４０００を含み、前記ポリエチレングリコール４０００が、前記ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に、樹脂組成物全体で０～１０重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の医療用物品。
  7. 前記変性オリゴマーが、前記ポリウレタン系樹脂の全組成物の約０．１～約１０重量％の範囲の量で前記ポリウレタン系樹脂中に存在する、請求項１に記載の医療用物品。
  8. 前記ポリウレタン系樹脂が、少なくとも６０００ｐｓｉの破断点引張、および／または１５０％以上の破断点伸びを有する、請求項１に記載の医療用物品。
  9. ポリウレタン系樹脂から形成される医療用物品であって、以下の成分：
    ジイソシアネート；
    ジオール鎖延長剤；
    ポリグリコール；および
    モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンを含む変性オリゴマー；
    の反応生成物であり、
    前記ポリグリコールは、１０００ｇ／モル未満の平均分子量を有するポリテトラメチレンエーテルグリコールを含み、
    前記モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンが、前記ジイソシアネートと、前記ポリグリコールと、前記ジオール鎖延長剤によって形成されるポリウレタン系樹脂の側鎖として組み込まれており、
    前記ポリウレタン系樹脂は、１．０～１．１のイソシアネート指数を有し、
    前記樹脂の硬質セグメントの含有量が、２５重量％～７５重量％の範囲であり、前記樹脂の軟質セグメントの含有量が、７５重量％～２５重量％の範囲であり、
    前記医療用物品は、自己潤滑性および／または自己防汚性の医療用物品として効果的である、医療用物品。
  10. 前記医療用物品の表面における前記モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンの濃度が、前記成分の均一な分布に基づくモノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンの理論濃度より高い、請求項９に記載の医療用物品。
  11. 前記モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンは、ポリウレタン系樹脂の軟質セグメントに、側鎖として、樹脂組成物全体の０．１～１０重量％の範囲の量で存在する、請求項９に記載の医療用物品。
  12. 前記ポリグリコールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリエチレングリコール４０００を含み、前記ポリエチレングリコール４０００が、前記ポリウレタン系樹脂の軟質セグメント中に、樹脂組成物全体の０～１０重量％の範囲の量で存在し、および／または、前記ジイソシアネートが、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートからなる群から選択され、および／または前記鎖延長剤が、エチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、および１０個までの炭素原子を有する脂環式グリコールからなる群から選択され、および／または、前記ポリグリコールが、ポリアルキレングリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項９に記載の医療用物品。
  13. 前記モノジアルコール末端ポリジメチルシロキサンは、前記ポリウレタン系樹脂の全組成物の約０．１～約１０重量％の範囲の量で前記ポリウレタン系樹脂中に存在する、請求項９に記載の医療用物品。
  14. 前記ポリウレタン系樹脂は、少なくとも６０００ｐｓｉの破断点引張を有し、および／または、１５０％以上の破断点伸びを有する、請求項９に記載の医療用物品。
  15. 下記の（Ａ）および（Ｂ）、場合により（Ｃ）、ならびに（Ｄ）および（Ｅ）の一方または両方の鎖セグメントを含むランダム共重合体であるポリウレタン系樹脂を含む医療用物品：
    前記樹脂の硬質セグメントの含有量が、２５重量％～７５重量％の範囲にあり、前記樹脂の軟質セグメントの含有量が、７５重量％～２５重量％の範囲である、医療用物品。
  16. 前記ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｄ）、または（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｄ）の鎖セグメントを含む、請求項１５に記載の医療用物品。
  17. 前記ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｅ）、または（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の鎖セグメントを含む、請求項１５に記載の医療用物品。
  18. 前記ランダム共重合体が、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｅ）、または（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の鎖セグメントを含む、請求項１５に記載の医療用物品。
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