JPH03176068A - 医療用器具の製造方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば血液回路の構成部材のごとき、血液と
接触して使用される医療用器具およびその製造方法に関
する。

〈従来の技術〉 血戚体外循環回路は、各種チューブ、チューブを接続す
るコネクタ、人工臓器（人工肺、人工腎臓）等で構成さ
れており、チューブの構成材料としては主にポリ塩化ビ
ニル、コネクタおよび人工臓器のケーシングの構成材料
としては主にポリプロピレンやポリカーボネートが用い
られている。

これらの材料は、物性、加工性に優れ、人体に対する安
全性（溶出物や毒性がない）が高く、また材料コストが
安いという観点から選択されているものである。

しかるに、これらの材料には、血液との適合性に問題の
あるものもある。　即ち、長期間にわたり血液循環を行
うと、血液との接触面に血栓が形成される。

従って、長期血液循環を行うためには、回路内にヘパリ
ン等の抗凝固剤を連続的に注入する必要があるが、人体
への悪影響、例えば手術後の出血傾向等を考慮すると、
前記抗凝固剤の連続投与は好ましくなく極力避けるべき
である。

このような事情から、抗凝固剤を投与せずに抗血栓性を
有する血液回路構成部材の開発が望まれていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上述した従来技術の欠点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、それ自体が抗血栓性を有する医療用
器具およびその製造方法を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、以下の本発明により達成される。

即ち、本発明は、血液と接触して使用される医療用器具
であって、その血液との接触面を、下記の構造式Ｉおよ
びＩＩで示される繰り返し構造単位からなる高分子化合
物で形成し、かつその表面が球晶をなしていることを特
徴とする医療用器具である。

（ただし、 Ｒは炭素数２〜４の直鎖または分岐 アルキレン基または芳香族環残基、Ｒ”は炭素数２〜７
の直鎖または分岐のアルキレン基を表わし、ｎは１−１
８０　ｓ　ｍは１〜４００である。） 前記球晶の平均直径が０．５〜５０．０μｍである医療
用器具であるのが好ましい。

また、本発明は、血液と接触して使用される医療器具を
製造するに際し、基材の血液との接触面に、下記構造式
ＩおよびＩＩで示される繰り返し構造単位からなる高分
子化合物を含む溶液を塗布し、次いで、４０〜８０℃で
乾燥を行い、これにより表面が球晶をなしている前記高
分子化合物の層を形成することを特徴とする医療用器具
の製造方法である。

■ ■ （ただし、 Ｒは炭素数２〜４の直鎖または分岐 アルキレン基または芳香族環残基、Ｒ”は炭素数２〜７
の直鎖または分岐のアルキレン基を表わし、ｎは１〜１
８０．ｍは１〜４００である。） 前記高分子化合物の層の乾燥時の厚さは０．１〜５．０
μｍである医療用器具の製造方法であるのが好ましい。

前記球晶の平均直径が０．５〜５０．０μｍである医療
用器具の製造方法であるのが好ましい。

また、本発明は、血液と接触して使用される医療用具を
製造するに際し、下記構造式■および１１で示される繰
り返し構造単位からなる高分子化合物で溶融成形し、次
いで、溶媒で成形表面を処理し、４０〜８０℃で乾燥を
行い、これにより表面に球晶を形成することを特徴とす
る医療用器具の製造方法である。

のアルキレン基、 Ｒ。

は炭素数２〜１ ０の直鎖 （ただし、Ｒは炭素数２〜４の直鎖または分岐のアルキ
レン基、Ｒｏは炭素数２〜１０の直鎖アルキレン基また
は芳香族環残基、Ｒ”は炭素数２〜７の直鎖または分岐
のアルキレン基を表わし、ｎは１〜１８０１ｍは１〜４
００である。） 前記の球晶の平均直径が、０．５〜５０．０μｍである
医療用器具の製造方法であるのが好ましい。

以下、本発明の医療用器具およびその製造方法の構成に
ついて詳細に説明する。

本発明の医療用器具は、医療用器具（基材）の血液との
接触面に、下記の構造式■およびＩＩで示される繰り返
し構造単位からなる高分子化合物の層が形成されている
。

なお、このような高分子化合物は、いわゆるセグメント
化ナイロンと称される。

構造式Ｉの部分はポリエーテルの繰り返し単位を表わし
ており、一方、構造式Ｈの部分はポリアミドの繰り返し
単位を表わす。　構造式１の部分と構造式Ｈの部分はエ
ステル結合で連結されている。

構造式Ｉの部分におけるＲは、例えばエチレン、イソプ
ロピレン、テトラメチレン基等の炭素数２〜４の直鎖ま
たは分岐のアルキレン基であり、ｎは１〜１８０、好ま
しくはＯ〜６０程度である。

構造式Ｈの部分におけるＲｏは、炭素数２〜１０、好ま
しくは４〜８の直鎖アルキレン基またはベンゼン環等の
芳香族環含有基であり、Ｒ”は、炭素数２〜７の直鎖ま
たは分岐のアルキレン基である。　ＲｏとＲ”との組み
合せに特に制限はないが、抗血栓性の向上の点から、好
ましくは、結晶−非結晶のミクロドメイン構造を形成す
るようなものがよい。

そのためには、構造式Ｈの部分で表わされるポリアミド
部分（高分子体）は高結晶化度のものが好ましく、例え
ばＲｏがオクタメチレン基、Ｒ”がヘキサメチレン基の
ような炭素数が偶数同士の直鎖状炭化水素基のものが好
ましい。

また、構造式ＩＩ中のｍは１〜４００、好ましくは１〜
１２０である。

構造式ＩおよびＨの部分の重合単位の高分子体における
量的関係は特に限定されないが、構造式■部分が全体の
１０〜５０重量％程度のものが好ましい。

このような高分子化合物（セグメント化ナイロン）の分
子量は特に限定されないが、好ましくは１０，０００〜
３００，０００．より好ましくは２０，０００〜１００
，０００である。

セグメント化ナイロンの具体例としては、次のようなも
のが挙げられる。

（ｎ（平均）＝５１゜ ＩＩ＋（平均）＝３３、分子量は約７０．０００）（ｎ
（平均）＝５１゜ ｍ（平均）＝９０、 分子量は約２５．０００） （ｎ（平均）＝１３、 ｆｆ１（平均）＝９、 分子量は約６５．０００） このようなセグメント化ナイロンは、それ自体抗血栓性
を有し、また耐久性や成形性、加工性にも優れるが、単
に基材の血液との接触面にセグメント化ナイロンの層を
形成したというだけでは十分な抗血栓性が得られない。

即ち、本発明において重要なことは、セグメント化ナイ
ロンの層の表面（血液接触面）を球晶（球状結晶）とす
ることである。　これにより優れた抗血栓性が発揮され
る。

ここで、球晶とは、核を中心としてフィブリルを成長さ
せ、一つの球状に結晶化した高分子の形態をいい、電子
顕微鏡（ＳＥＭ）での観察により、半球状またはそれに
類似した形状の突起として表われる。

球晶とすることにより優れた抗血栓性が得られる原理は
明らかではないが、結晶部分と非結晶部分の配列を整え
、ミクロ相分ｍｌ　ｔｌ造を明瞭にした状態となるから
であると推定される。

球晶の平均直径は特に限定されないが、この範囲のもの
は特に抗血栓が優れるからである。

本発明の医療用器具は、血液体外循環回路の構成部材に
適用される。　この回路構成部材としては、送血チュー
ブ、ポンプチューブ等の各種チューブ、チューブを接続
する異径コネクタ、動・静脈挿入カテーテル、人工肺、
人工腎臓等の人工臓器のガス交換膜や透析膜、バブルト
ラップ、血液バッグ、チャンバー　混注口、遠心ポンプ
等が挙げられる。

また、人工血管、人工心臓、血管的留置カテーテル、ペ
ースメーカーのリード線等を収納するカテーテル等の生
体内に留置される器具や、シリンジ、採血管、血液バッ
グ、およびそれらの付属品等の輸血または採血用器具に
も適用することができる。

なお、上記各器具は一例であって、これらに限定される
ものではない。

医療用器具の基材の構成材料は、前記セグメもよい。　
後者の場合、例えば、可撓性を有する材料として、ポリ
塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ナイロン、ＥＶＡ、シリコーンゴム等、剛性を有
する材料として、ポリプロピレン、ポリカーボネート、
高密度ポリエチレン、アクリル樹脂等が挙げられる。

特に、本発明においては、基材の構成材料は、可塑剤を
実質的に含有しないもの（無可塑剤材料）が好ましい。

無可塑剤材料を用いるのが好ましい理由は、可塑剤のセ
グメント化ナイロン層中への溶出が防止され、基材との
接着性が向上し、また、血液中への可塑剤の混入もなく
安全性が高いからである。

具体的には、無可塑剤材料であるＰｖＣ−ポリウレタン
共重合体、ＰＶＣ−ＥＶＡ共重合体、ポリウレタン等を
挙げることができる。

次に、本発明の医療用器具の製造方法について説明する
。

Ａ、　セグメント化ナイロン層を塗布により、形成する
場合、以下の工程より製造される。

１）前処理工程 必要に応じて、医療用器具の基材に対し洗浄、親水化処
理等の前処理を施す。

特に、セグメント化ナイロンの層を形成する面に対して
は、層の密着性を良好とするための処理として、親水化
処理を施しておくのが好ましい。　具体的には、酸処理
、プラズマ処理、オゾン処理等が行われる。

これにより、セグメント化ナイロンの層の剥離等が防止
され、耐久性が向上するため、長期の使用にも対応する
ことができる。

２）塗布工程 前述したセグメント化ナイロンを含有する溶液、（以下
、塗布液という）を基材の血液との接触面に塗布する。

塗布液の溶媒としては、ギ酸、ヘキサフロロイソプロピ
ルアルコール、ギ酸／イソプロピルアルコール混合溶媒
等が挙げられる。

また、塗布液中のセグメント化ナイロンの濃度は特に限
定されないが、０．５〜１０．０％程度とするのが好ま
しい。

０．５％未満であると球晶が形成されないか、または形
成されたとしても不均一となりやすくなり、また１０．
０％を超えると表面の凸凹が大きくなり、不均一になり
やすくなるからである。

なお、塗布液には、核剤、安定剤等の添加物が添加され
ていてもよい。

塗布の方法としては、基材全体を塗布液中に浸漬する方
法、基材に塗布液を吹き付ける（シャワー）方法、ロー
ラまたははけにより塗布液を塗布する方法等が挙げられ
る。　また、血液流路を有する医療用器具（例えば、回
路チューブ、人工臓器、人工血管）に対しては、その流
路内に塗布液を流通させて流路内面に付着させることも
可能である。

なお、塗布量は、乾燥時の層の厚さが前述したＯ、１〜
５．ｏ、ｍとなるように調整するのが好ましい。

３）乾燥工程 基材に塗布された塗、重液を乾燥してセグメント化ナイ
ロンの層を形成する。

乾燥条件（乾燥温度、乾燥時間）は、使用する溶媒の種
類や濃度、基材の種類や形状等に応じて適宜決定される
。

このうち、乾燥温度は、４０〜８０℃とするのが好まし
い。　この範囲を外れると、セグメント化ナイロンの層
の表面に球晶が形成されないか、または球晶が形成され
たとしてもその分布が不均一となったり、球晶の直径が
前述の範囲外となるか、直径にバラツキが生じたりする
からである。

なお、このような乾燥は、公知の任意の乾燥装置（オー
ブンおよび真空乾燥器）を用いて行えばよい。

また、血液流路を有する医療用器具に対しては、その流
路内に温風を供給することにより乾燥することができる
。　この場合、温風の供給量は、例えば１〜１０４／分
程度のものが可能である。

本発明では、塗布工程→乾燥工程を２回以上繰り返し行
ってもよい。　この場合、セグメント化ナイロンの層の
表面を球晶とするには、少なくとも最後の乾燥工程にお
いて、上記乾燥条件を実行すればよい。

Ｂ、　医療用器具をセグメント化ナイロンにて溶融成形
する場合、以下の工程より製造される。

１）前記セグメント化ナイロンを射出成形機やプレス成
形機等を用いてコネクターや人工臓器のケーシング等の
医療用器具（基材）に成形する。　このとき、成形温度
は、２３０〜２５０℃程度であるのが好ましい。　なお
、セグメント化ナイロンには、熱安定剤および核剤等の
添加物が添加されてもよい。

２）次に、上記成形物の表面を溶媒にて処理する。　溶
媒には、ギ酸、ヘキサフロロイソプロピルアルコール等
が挙げられる。

処理方法は、基材に溶媒を吹き付ける （シャワー）方法、溶媒に基材を浸漬する方法、コネク
ター等、管状の医療用器具に関しては、その流路内に溶
媒を流通させる方法が挙げられる。

処理時間は、基材の厚さに応じて決定される。　例えば
厚さ５ｎ＋ｍの膜では、５〜３０秒程度が好ましい。　
５秒未満であると、表面に球晶が形成されないか、また
は球晶が形成されたとしてもその分布が不均一になる。

また、３０秒を超えると基材の形状が変形する場合があ
る。

３）溶媒での処理が終了した後は、乾燥を行う。　この
乾燥は、前述した塗布液の塗布による方法と同様にして
行う。

〈実施例〉 実」Ｌ上 （本発明例１） 基材としてポリカーボネート製の異径コネクタを用意し
、これを０．４％過マンガン酸／硫酸溶液に２分間浸漬
し、次いで十分に洗浄、乾燥することにより表面を親水
化処理した。

次に、コネクタ内部の流路に６％ポリテトラメチレンオ
キシド−ナイロン６１０／ギ酸溶液を流通して、この塗
布液を流路内面にコーティングした。

その後、コネクタ内部の流路に、７０℃の温風を供給量
３Ｉ！、／分で６時間供給して塗布液を乾燥し、さらに
２４時間真空乾燥し、厚さ１．０−のセグメント化ナイ
ロンの層を形成した。

このセグメント化ナイロンの層の表面の状態を、第１図
の電子顕微鏡（Ｓ　ＥＭ）写真（１０００倍）に示す。

　これによると、層の表面には、平均直径的５−の球晶
が、はぼ均一に形成されていることがわかる。

なお、比較のために、前記コーティングが施されていな
いコネクタの内面の電子顕微鏡写真（１０００倍）を第
３図に示す。

（本発明例２） 基材として、血液体外循環回路用のチューブ（外径９ｍ
ｍ、内径６１）を用意した。　このチューブは、ＰＶＣ
−ＥＶＡ共重合体（セキスイ社製）で構成されている。

　この材料は、可塑剤が含まれていない無可塑塩ビ材料
である。

このチューブの内面に、２％ポリテトラメチレンオキシ
ド−ナイロン６１０／ヘキサフロロイソプロピルアルコ
ールをコーティングした。

コーティング方法は、チューブの一端部を塗布液内に浸
漬し、チューブの他端部からポンプにより塗布液を吸い
上げてチューブ内に塗布液を満たし、次いでポンプを停
止し、８．０ｃｍ／分の定速度で塗布液の液面を降下さ
せることにより行った。

その後、チューブの内部に７０℃の温風を供給量３Ｉ２
／分で２時間供給して塗布液を乾燥し、さらに２４時間
真空乾燥し、厚さ１．Ｏｐｓのセグメント化ナイロンの
層を形成した。

このセグメント化ナイロンの層の表面の状態を、第２図
の電子顕微鏡写真（１０００倍）に示す。　これによる
と、層の表面には、平均直径約５−の球晶が、はぼ均一
に形成されていることがわかる。

なお、回路チューブに代り、同材質の動・静脈挿入カテ
ーテルに対しても、同様の条件でセグメント化ナイロン
の層の形成を行ったところ、同様の結果が得られた。

夏型１ （本発明例３） ポリプロピレンオキシド−ナイロン６１０を金型温度２
４０℃で射出成形して１０Ｘ３Ｘ５０＋＋＋＋ｎのブロ
ックを得、これをヘキサフロロイソプロピルアルコール
に１０秒間浸漬して表面を処理し、次いで、４０℃、６
時間オーブンで乾燥した。

処理前の表面の状態を、第４図の電子顕微鏡写真（２０
００倍）に、処理後の表面の状態を、第５図の電子顕微
鏡写真（２０００倍）に示す。　これによると、処理前
は平坦な表面であるが、処理後は平均直径約５−の球晶
がほぼ均一に形成されていることがわかる。

及並ユ 次の方法により血小板拡張能試験を行った。

まず、基材の試料として下記Ｎｏ、　　１〜４を用意し
た。

Ｎｏ、１−ＰＶＣシート Ｎｏ、　　２・・・ＰＶＣ−ポリウレタン共重合体シー
トＮｏ、　３・・・ポリテトラメチレンオキシド−ナイ
ロン６１０の層（厚さ１．０戸、球晶直 径５−）を形成したｐｖｃ−ポリウレ タン共重合体シート Ｎｏ、　４・・・ポリプロピレンオキシド−ナイロン６
１０の層（厚さ１．０−１球晶直径 ５ｕ）を形成したＰＶＣ−ポリウレタ ン共重合体シート なお、各試料Ｎｏ、　　１〜４の寸法は、８Ｘ８ｍｍで
ある。

次に、検体として血小板数を１０’個／ｍｌに調整した
ＰＲＰを各試料Ｎｏ、　　１〜４上に２００ｐｌづつ滴
下し、室温で３０分放置し、グルタルアルデヒドで固定
した。

洗浄、乾燥した後、電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により粘
着した血小板の数と、形態分類（■、■、■型）の算定
を行った。

〈形態分類〉 ■：正常状態である円盤形から球状化して偽足を１〜３
本まで伸ばしたもの ＩＩ　：　４本以上の偽足を伸ばし、偽足の長さの半分
まで泡体を広げているもの １■：偽足の長さの半分以上に泡体を広げたものから泡
体がほぼ完全につぶれているもの３検体について試験を
行ったときの結果を下記表 １にボす。

表 粘着血小板数 表 １から明らかなように、 本発明例である試 料Ｎｏ、　３および４は、比較例である試料Ｎｏ、　　
１および２に比べ、粘着した血小板数が少なく、かつそ
の形態変化も少ない。

麦翌１ 実験３と同様にして、以下の試料の血小板拡張能試験を
行った。

試料として、下記Ｎｏ、　５および６を用意した。

Ｎｏ、　　５・・・ポリプロピレンオキシド−ナイロン
６１０の射出成形シート（球晶なし） Ｎｏ、　６・・・Ｎｏ、　５を溶媒処理し、表面に球晶
（球晶直径４−）を形成したシート 表　２　粘着血小板数 表２から明らかなように、 本発明例である試 料Ｎｏ、　５は比較例である試料Ｎｏ、　６に比べ、粘
着した血小板数が少なく、かつその形態変化も少ない。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明の医療用器具およびその製造
方法によれば、抗血栓性に優れた医療用器具が提供され
る。

従って、例えば血液回路を用いて長期間血液循環を行う
際、ヘパリン等の抗凝固剤を投与する必要がなくなり、
人体への安全性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、いずれも結晶の構造を示す図面代用
写真である。 第１図および第２図は、それぞれ本発明に関するセグメ
ント化ナイロンの層の表面の状態を示す電子顕微鏡写真
（１０００７音）である。 第３図は、ポリカーボネート製基材の表面の電子顕微鏡
写真（ｉｏｏｏ倍）である。 第４図は、球晶を形成していないセグメント化ナイロン
６１０の射出成形シートの電子顕微鏡写真（２０００倍
）である。 第５図は、球晶を形成している本発明に関するセグメン
ト化ナイロンの表面の形態を示す電子顕微鏡写真（２０
００倍）である。 出 代 人 人 テ　　ル 桜　　井 緒　　方 新　　技

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）血液と接触して使用される医療用器具であって、
   その血液との接触面を、下記の構造式 I およびIIで示
   される繰り返し構造単位からなる高分子化合物で形成し
   、かつその表面が球晶をなしていることを特徴とする医
   療用器具。 ▲数式、化学式、表等があります▼ I ▲数式、化学式
   、表等があります▼II （ただし、Ｒは炭素数２〜４の直鎖または分岐のアルキ
   レン基、Ｒ’は炭素数２〜１０の直鎖アルキレン基また
   は芳香族環残基、Ｒ”は炭素数２〜７の直鎖または分岐
   のアルキレン基を表わし、ｎは１〜１８０、ｍは１〜４
   ００である。） （２）前記球晶の平均直径が０．５〜５０．０μｍであ
   る請求項１に記載の医療用器具。 （３）血液と接触して使用される医療器具を製造するに
   際し、基材の血液との接触面に、下記構造式 I および
   IIで示される繰り返し構造単位からなる高分子化合物を
   含む溶液を塗布し、次いで、４０〜８０℃で乾燥を行い
   、これにより表面が球晶をなしている前記高分子化合物
   の層を形成することを特徴とする医療用器具の製造方法
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼ I ▲数式、化学式
   、表等があります▼II （ただし、Ｒは炭素数２〜４の直鎖または分岐のアルキ
   レン基、Ｒ’は炭素数２〜１０の直鎖アルキレン基また
   は芳香族環残基、Ｒ”は炭素数２〜７の直鎖または分岐
   のアルキレン基を表わし、ｎは１〜１８０、ｍは１〜４
   ００である。） （４）前記高分子化合物の層の乾燥時の厚さは０．１〜
   ５．０μｍである請求項３に記載の医療用器具の製造方
   法。 （５）前記球晶の平均直径が０．５〜５０．０μｍであ
   る請求項３または４に記載の医療用器具の製造方法。 （６）血液と接触して使用される医療用具を製造するに
   際し、下記構造式 I およびIIで示される繰り返し構造
   単位からなる高分子化合物で溶融成形し、次いで、溶媒
   で成形表面を処理し、４０〜８０℃で乾燥を行い、これ
   により表面に球晶を形成することを特徴とする医療用器
   具の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ I ▲数式、化学式
   、表等があります▼II （ただし、Ｒは炭素数２〜４の直鎖または分岐のアルキ
   レン基、Ｒ’は炭素数２〜１０の直鎖アルキレン基また
   は芳香族環残基、Ｒ”は炭素数２〜７の直鎖または分岐
   のアルキレン基を表わし、ｎは１〜１８０、ｍは１〜４
   ００である。） （７）前記の球晶の平均直径が、０．５〜 ５０．０μｍである請求項６に記載の医療用器具の製造
   方法。