JPH0280056A

JPH0280056A - 易滑性医療用材料

Info

Publication number: JPH0280056A
Application number: JP63233121A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nagaoka; 長岡　昭二; Riyoujirou Akashi; 量磁郎明石
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-09-17
Filing date: 1988-09-17
Publication date: 1990-03-20
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JP2745558B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分ｇｆ］本発明は湿潤時に優れた低摩擦性、すなわち易滑性を発
現する医療用材料に関するものであり、カテーテル、ガ
イドワイヤー、カニユーレなどに広く応用可能な有用な
ものである。

［従来の技術］生理衛生材料等を含む医療材料、特にカテーテルやガイ
ドワイヤーにおいて、その表面の低摩擦化（易滑性）は
必須の要求項目となっている。例えば易滑性を有さない
場合、カテーテルを人体に挿入する際に痛みを伴なった
り、また組織粘膜を損傷したり炎症を引き起こす恐れが
ある。

従来の易滑性の付与技術としては基材表面に種々オイル
を塗布する方法、テフロン等の低摩擦係数を有するポリ
マーをコーティングする方法、親水性ポリマーをコーテ
ィングする方法等が公知である。特に親水性ポリマーを
コーティングする方法は実用性や安全性の面から優れて
いるとされている。

親水性ポリマーをコーティングする具体的な方法として
は、インシアネートを用いたポリビニルピロリドンの固
定（特開昭５９−１９５８２号公報、米国特許４１００
３０９号公報）、反応性官能基を共重合した親水性ポリ
マーとイソシアネートを用いた方法（特開昭５９−８１
３４１号公報）、インシアネートを用いたポリエチレン
オキシドの固定（特開昭５８−１９３７６６号公報）等
が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、基材表面に種々オイルを塗布する方法は
耐久性が低く、また溶出物による安全面での問題がある
。テフロン等の低摩擦係数を有するポリマーをコーティ
ングする方法は十分な易滑性を得ることが困難である。

親水性ポリマーをコーティングする方法はこれらに比べ
優れた易滑性を有しているが耐久性に問題がある。例え
ばイソシアネートを用いたポリビニルピロリドンの固定
（特開昭５９−１９５８２号公報、米国特許４１００３
０９号公報）ではポリビニルピロリドンと基材との結合
が不十分で溶出が起こる。さらにその改良方法である反
応性官能基を共重合した親木性ポリマーとイソシアネー
トを用いた方法（特開昭５９−８１３４１号公報）にお
いてもこれらは完全に解決されていない。これは、その
結合（アミド結合等）が比較的加水分解され易いことに
起因するものと考えられる。またインシアネートを用い
たポリエチレンオキシドの固定（特開昭５８−１９３７
６６号公報）においても同様に耐久性に問題があった。

この様に、従来、性能と耐久性および安全性を兼ね備え
た易滑性付与方法は存在しなかった。すなわち本発明は
かかる従来技術の問題を解決した優れた易滑性付与技術
を提供することを目的とするものである。

［問題を解決するための手段］本発明は上記目的を達成しようとするものであり、以下
の構成を有する。

すなわち本発明は［３級アミノ基および／または４級ア
ンモニウム塩を有する成分（Ａ）、重合度が５０以上の
ポリエチレンオキサイド基を有する成分（Ｂ）、疎水性
成分（Ｃ）および（Ａ）とイオン結合した酸性多糖（Ｄ
）からなる易滑性医療用材料」を提供するものである。

本発明の３級アミノ基および／まなは４級アンモニウム
塩を有する成分（Ａ）とは、例えば、側鎖に３級アミノ
基および／または４級アンモニウム塩を有する単量体で
ある。好ましくは側鎖に４級アンモニウム塩を有する単
量体であり、例えばで示されるものである。

また（Ｂ）成分としては、例えば一般式であられされるビニル単量体等があげられる一十分な易
滑性を得るためにはポリエチレンオキサイドの重合度は
５０以上とする必要があり、好ましくは８０以上である
。

この様な付加重合性化合物の製法は公知であり、例えば
Ｒ１＝Ｒ２＝ＣＨ３の化合物はメタノールにエチレンオ
キサイドを付加（付加数ｎ≧５０）して得られる片末端
メトキシポリエチレングリコールとメタクリル酸メチル
のエステル交換反応により得ることができる。この様な
化合物中のポリエチレンオキサイドの重合度ｎは該化合
物の分子量をゲルパーミエーショングロマトグラフィー
等で測定することにより求めることができる。

疎水性成分（Ｃ）は、その単独重合体が水不溶性を示す
ことで特徴づけられる成分であり、例えば単量体として
は、（メタ）アクリル酸アルキル、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、（メタ
）アクリロニトリル、スチレンおよびその誘導体等があ
げられる。

これらの各成分の共重合形態は限定されないが、特に成
分（Ｃ）の重合体を幹ポリマーとし、成分（Ａ）、（Ｂ
）がグラフトされたものは医療用材料として必要な物性
を供えている点で好ましい共重合体形態である。この際
、幹ポリマーとして用いる成分（Ｃ）の重合体は塩化ビ
ニル含有ポリマーが特に好ましく用いられる。幹ポリマ
ーとしては、ポリ塩化ビニルの他に、ポリ塩化ビニルと
酢酸ビニルその他のモノマーとの共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体に塩化ビニルをグラフトしたポリマ
ー、これらのポリマーの混合物などがあげられる。

これら共重合体の製造に際し、成分（Ａ＞は３級アミノ
基の状態で重合させ、重合後に４級塩化してもよい。

かくして得られる共重合体の性贋は、成分（Ａ）。

（Ｂ）、　（Ｃ）の組成により広範囲に変化させ得るが
、優れた易滑性と耐久性を満足するには成分（Ａ＞は５
〜２０ｗｔ％、成分（Ｂ）は２０〜５０ｗｔ％、成分（
Ｃ）は３０〜７５ｗｔ％（但し成分（Ａ）十戒分（Ｂ）
十戒分（Ｃ）＝１００％）の組成より成る共重合体が好
ましい。

一方、この共重合体中の（Ａ＞成分とイオン結合可能な
酸性多糖成分（Ｄ＞としては、ヒアルロン酸、コンドロ
イチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパリン、ヘパラン硫酸
のようなムコ多糖類の他に、キトサン硫酸、セルロース
硫酸、アミロペクチン硫酸、ペクチン硫酸、アルギン酸
、アルギン酸硫酸等があげられる。

この中でも特にヘパリンあるいはその誘導体（ヘバリノ
イド）は材料に易滑性と共に抗血栓性もあわせて付与で
きる点で好ましいものである。

本発明の医療材料の湿潤状態での易滑性は成分（Ｂ）中
のポリエチレンオキサイド鎖長ｎの他に、これら酸性多
糖の含有率に依存する。

共重合体中のこれら酸性多糖の含有率は１〜５０重量％
、好ましくは５〜２５重量％である。

本発明の材料は（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　
（Ｄ）の各成分より成形することもできるが、既存の基
材にコーティングすることによっても同様な効果をあげ
ることができる。

次に、−例として本発明の材料を利用した易滑性表面の
形成方法について溶媒コーティング法を例にとって詳細
に説明する。

コーティングを形成するなめに用いる基材は使用目的に
よって種々選択されるが、種々プラスチック、種々無機
材料や金属材料などが好ましく用いられる。具体的には
、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリメタクリ
ル酸メチル、ナイロン、ポリエステル、ポリアクリロニ
トリルやそれらが被覆された金属線、ステンレス、弾性
金属、セラミックスや木材などがあげられる。

これら基材表面への本発明の材料のコーティング方法と
しては、まず、成分（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）の
からなる共重合体を適当な良溶媒に所定景溶解させた溶
液を用いてデイツプやスピンコーティングを行った後、
乾燥し、さらに通常、水またはホルムアミドを２０％以
上含む酸性多糖濃度０．５％以上の溶液中に温度５０〜
１００℃で３０分〜１００時間、好ましくは１２〜３６
時間浸漬して、（Ｄ＞成分をイオン結合せしめることが
望ましい。

共重合体をコーティングする際に用いる溶媒としては、
アルコール類、芳香族炭化水素類、鎖状あるいは環状炭
化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン類やアミド類
など該共重合体を溶解するものであればよいが、特にテ
トラヒドロフランやジオキサンのような環状エーテル類
、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、ジ
メチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶媒が好ま
しく用いられる。溶液中の共重合体濃度は、目的とする
コーティング膜厚によって適宜選択されうるが０．０１
〜５０　ｗ　ｔ％の範囲で好ましく用いられる。特に１
〜１０ｗｔ％の範囲が好ましい。

本発明のコーティングの形成方法は種々分野に広く応用
可能である。特に優れた易滑性と耐久性（安全性）を合
せ持つことから、種々カテーテル、ガイドワイヤー、内
視鏡、コンタクトレンズなどの医療材料やコンドームな
どの生理衛生材料などの表面処理などに適用可能である
。また、一般に親水性コーティングは生体適合性に優れ
ることからこれを特に医療材料に適用することは、先の
特性に加えてさらに高い抗血栓性等の優れた性能の発現
が期待される。

（実施例）以下に実施例を示すが、本発明はこれら実施例により限
定されるものではない。

実施例１光官能基としてジエチルジチオカルバマート基を０．０
３２モル％含有する重合度１１００のポリ塩化ビニル５
０ｇと重合度９０のポリエチレングリコール単位を有す
るメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート
（新中村化学製、Ｍ−９００Ｇ＞５０ｇおよびメタクリ
ル酸ジメチルアミノエチル（東京化成）２０ｇを５００
ｇのテトラヒドロフランに溶解し、光源内部浸漬型光重
合装置（ウシオ電機製ＵＬＯ−６ＤＱ）中で高圧水銀灯
を用いて、３０℃で８時間、アルゴン気流下に紫外線を
照射し、ポリ塩化ビニルに上記２種の単量体がグラフト
したグラフト共重合体を得た。

元素分析により求めたこの共重合体の化学組成はポリ塩
化ビニル６０．５％、メトキシポリエチレングリコール
モノメタクリレート２８゜２％、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル１１．３％であった。

この共重合体をＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドに５％の
濃度に溶解しコーティング溶液とした。

ステンレス線にポリウレタンを被覆した長さ７０ｃｍ、
直径２ｍｍのガイドワイヤーをこの溶液に１分間浸漬し
、静かに引上げてチッ素気流下に５０℃で１時間乾燥し
た。

つぎにこのガイドワイヤーを臭化エチル５％含むメタノ
ール中に３５℃で２時間浸漬し、共重合体中の３級アミ
ン基を４級化した。さらに、水で十分洗浄した後、この
ガイドワイヤーを２％のコンドロイチン硫酸　水溶液中
に５０℃で２４時間浸漬して、イオン結合による固定化
を行なった。

次いでイオン交換水により未結合コンドロイチン硫酸お
よび残留塩を除去し、常温で２昼夜真空乾燥した。

コーティングポリマー層中のコンドロイチン硫酸含有量
をＸ線マイクロアナライザーによるイオウ原子の定量に
より測定したところ、１２．５重量％であった。このガ
イドワイヤーを生理食塩水、水あるいは血液で湿潤させ
以下の方法でその易滑性を調べた。

測定はベルト掛は法によって行なった。測定装置の概略
を第１図に示す。測定は次の手順で実施した。

ａ、滑り面（９４ｍｍφＸ３０ｍｍｈのリング）上に、
あらかじめ蒸溜水中に浸漬しておいたブタ皮を巻き付け
て固定する。

ｂ、試料を滑り面上にセットし荷重を取り付けた後、試
料を蒸留水で濡らす。

Ｃ１試験台を駆動し、荷重計に出力された荷重をレコー
ダで記録する。

ｄ、測定荷重が安定したら駆動を停止し荷重を変更後再
測定する。

就職条件試験機　：テンシロン　ＵＴＭ−ＩＩＩ−ＬＨ（０ＲＩ
ＥＮＴＥＣ製）荷重計　ニストレンゲージ（荷重容量　±５５０ｇ）就職速度：　５０　ｍｍ／ｍｉｎ荷重　　：１０〜４０ｇ摩擦係数μは（１）式によって算出した。

θ ここでＴ１：張力、Ｔ２：荷重、 θ：接触角（３，１４ラジアン）この結果、Ｔ２　＝４０　ｇの場合、このガイドワイヤ
ーの静摩擦係数は０．２１であった。−方、コーティン
グをしない比敦試料の静摩擦係数は同じ条件で測定した
場合０．８５と大きかった。

またこのワイヤーの易滑性は１００回以上の繰り返し試
験後、あるいは、１時間の煮沸においても変化せず、耐
久性に優れることがわかった。

実施例２実施例１で用いた光官能基を含有するポリ塩化ビニル５
０ｇと重合度１１０のポリエチレングリコール単位を有
するメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレー
ト（新中村化学製、Ｍ−１１０Ｇ＞１００ｇおよびメタ
クリル酸ジメチルアミノエチル（東京化成製）３０ｇを
５００ｇのテトラヒドロフランに溶解し、実施例１と同
様にしてグラフト共重合体を得た。

元素分析により求めたこの共重合体の化学組成はポリ塩
化ビニル５６，５％、メトキシポリエチレングリコール
モノメタクリレート３１゜３％、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル１２゜２％であった。

この共重合体を用いて実施例１と同様にガイドワイヤー
にコーテイング後、４級化およびコンドロイチン硫酸の
固定化を行なった。

コーティングポリマー層中のコンドロイチン硫酸含有量
は１３．０重量％であった。

次に実施例１と同様な方法でその易滑性を評価したとこ
ろ静摩擦係数は０，１６であった。

実施例３実施例１のコンドロイチン硫酸のかわりにヘパリンを用
い、他は同じ条件でガイドワイヤー試料を作成しな。共
重合体中のヘパリン含有量は１５，０重量％であった。

このガイドワイヤーの易滑性を実施例１と同様の方法で
測定した結果、その静摩擦係数は０．１８であった。

一方、ヘパリンを結合する前の試料の静摩擦係数は０．
８０であり、コーティングをしない比較試料と同程度で
あった。

さらにこのヘパリン化ガイドワイヤーをエチレンオキサ
イドガスによって滅菌を行ない、工大静脈留置法により
その抗血栓性の評価を行なった。

成犬（約１５ｋｇ＞を用いて、ベンドパルビタールソー
ダを静注することによって麻酔を行ない、布設静脈を切
開して、ガイドワイヤーを切開部から工大静脈の右心房
流入部近傍まで挿入し、１．２時間留置した後、脱血、
開腹して工大静脈を開きガイドワイヤー表面の血栓付着
状況を観察した。

その結果、本実施例のヘパリン化した易滑性表面には肉
眼的にも電子顕微鏡的にも全く血栓の付着が見られず、
この材料が優れた易滑性と共に抗血栓をもあわせもつこ
とがわかった。

比較例１実施例１で用いた光官能基を含有するポリ塩化ビニル５
０ｇと重合度２３のポリエチレングリコール単位を有す
るメトキシポリエチレングリコールモノメタクレート（
新中村化学製、Ｍ−２３Ｇ＞５０ｇおよびメタアクリル
酸ジメチルアミノエチル（東京化成）２０ｇを５００ｇ
のテトラヒドロフランに溶解し、実施例１と同様にして
グラフト共重合体を得た。

元素分析により求めたこの共重合体の化学組成は、ポリ
塩化ビニル５９，５％、メトキシポリエチレングリコー
ルモノメタクレート２９゜１％、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル１１゜４％であった。この共重合体を用い
て実施例１と同様にしてガイドワイヤーにコーテイング
後、４級化およびおよびコンドロイチン硫酸の固定化を
行なった。コーティングポリマ層中のコンドロイチン硫
酸含有量は１２．８重量％であった。

次に実施例１と同様な方法でその易滑性を評価したとこ
ろ静摩擦係数は０．８５であり、実施例１．２．３と比
べ易滑性が低いことが明らかになった。

比較例２重合度９０のポリエチレングリコール単位を有するメト
キシポリエチレングリコールモノメタクリレート５０ｇ
およびメタクリル酸ジメチルアミノエチル２０ｇを５０
０ｇのテトラヒドロフランに溶解し、３０ｍｇのアゾビ
スイソブチロニトリルを添加し、チッ素気流下に５０℃
で１６時間重合せしめた。元素分析より求めたこの共重
合体の組成はメトキシポリエチレングリコールモノメタ
クリレート６０．５％、メタグリル酸ジメチルアミンエ
チル３９．５％であった。この共重合体を実施例１と同
様の方法でガイドワイヤーにコーティングし、四級化し
コンドロイチン硫酸溶液に浸漬してイオン結合による固
定化を行なった。

このポリマー層のコンドロイチン硫酸含有率は１１．０
％であった。

得られたワイヤーの易滑性は静摩擦係数で０゜２３であ
ったが、数回の繰り返し試験や数分の煮沸によって全く
易滑性を示さなくなり、耐久性の低いことがわかった。

比較例３実施例と同様なポリウレタンで被覆したワイヤーをポリ
イソシアナート（日本ポリウレタン工業社製、商品名：
　Ｃ−Ｌ、ＴＤＩ／ＴＭＰ付加物）の２％メチルエチル
ケトン（ＭＥＫ＞溶液に１分間浸漬後、５０℃で１時間
乾燥した。

つぎにこれをポリビニルピロリドン（ポリサイエンス社
製、分子１３６万）の４％クロロホルム溶液に５秒間浸
漬後引上げて乾燥した後、８０℃で５時間反応させた。

得られたワイヤーの易滑性は静摩擦係数で０゜２０であ
ったが、数回もの繰返し試験や数分の煮沸によって全く
易滑性を示さなくなり、耐久性の低いことが分った。

［発明の効果］本発明の医療用材料は優れた易滑性、耐久性および抗血
栓性をあわせもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の医療用材料の摩擦特性検査装置である１・・・ドラム　　　　２・・・ブタ皮３・・・試験台
　　　　４・・・荷重５・・・荷重計特許出願人　東　し　株　式　会　社

Claims

【特許請求の範囲】

３級アミノ基および／または４級アンモニウム塩を有す
る成分（Ａ）、重合度が５０以上のポリエチレンオキサ
イド基を有する成分（Ｂ）、疎水性成分（Ｃ）および（
Ａ）とイオン結合した酸性多糖（Ｄ）からなる易滑性医
療用材料。