JPH03184557A - 医療用器具の被覆方法 - 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〕 この発明は、ガイドワイヤー、カテーテルなどの医療用
器具の生体内への挿入又は刺入を容易にするための、粘
膜状材料による被覆方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、生体内に挿入又は刺入して使用するガイドワイヤ
ーや各種のカテーテルなどの表面は、ステンレス鋼やこ
れを弗素樹脂などの疎水性樹脂で被覆したもの、シリコ
ーン樹脂、ポリウレタン、塩化ビニル樹脂などの疎水性
樹脂で成形したものなど、いずれも疎水性のものが多く
使用されて来た。これらの表面をもった医療用の棒状又
は管状の器具を生体内に挿入又は刺入する際には、乾燥
状態では摩擦抵抗が極めて大きいために挿入が困難であ
るとか、生体に大きな苦痛を与えるなどの欠点があった
。これらの欠点を改善する目的で、多くの場合これらの
器具の表面に油状又はクリーム状などの潤滑剤を塗布し
て使用されているが、効果的にも不完全である上、感染
を招く可能性が大きいとか、操作上も煩雑となるため改
善の要求が強かった。

これに対して、近年、下塗り剤を施した上に親水性の材
料を塗布し、両者を化学反応によって結合する方法が提
案されてはいる（特開昭６０−２５９２６９号公報、特
開昭６１−４５７７５号公報）が、この化学反応は不完
全になり易いため均一な表面を得難いとか、新しく設け
た親水性の樹脂層中に反応性の高い薬物が遊離の状態で
残存し易いため、安全性の点で万全を期し難いなどの問
題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は、従来からこのように問題が残されていた、
体内に挿入又は刺入して使用する棒状又は管状の医療用
器具に対して、湿潤下で極めて大きな潤滑性を示し、安
定な化学結合によって固定され優れた安全性を有する被
覆層を持った医療用器具を提供することを目的としたも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ポリマー材料より成形され、もしくは表面
がポリマー材料で被覆されて戒り、生体内に挿入もしく
は刺入して使用する医療用器具の表面層に対して、親水
性ビニルモノマーの１種又は２種以上、あるいはこれに
少なくとも１種のジビニル又はトリビニル以上の多官能
性ビニルモノマーを添加しグラフト共重合せしめるか、
又は酸化エチレン、もしくはこれに対して疎水性の酸化
オレフィンの１種又は２種以上を添加しグラフト共重合
せしめることを特徴とする医療用器具の被覆方法である
。

この発明において用いられるグラフト共重合の開始手段
としては、棒状や管状の医療用器具表面に対して、余す
ところなく植毛するがごとく、均一かつ緻密にビニルモ
ノマー又は酸化オレフィンモノマーのグラフト共重合反
応を開始せしめることができ、これによって生成した各
グラフト分子鎖が、その基材面に共有結合によって強固
に結合されており、安全性の高い粘膜状の表面層を賦与
するものであることが必要である。ビニルモノマーのグ
ラフト重合によってこのような機能と安全性とを与える
ことができるものとして、放射性同位元素を用いるＴ−
線照射法があり、広く使用されている。また、各種の加
速機を用いる電子線照射法、及び各種紫外線ランプを用
いる紫外線照射法があり、これらを前照射もしくは同時
照射していずれも同様に使用することができる。

一方、酸化オレフィン系モノマーに対しては、表面層に
予め−Ｎ１１．、−ＮＲＨ（ＲニーＣＨａ、−ＣＪｓ　
−−Ｃｓ［１１などの各種アルキル基もしくはフェニル
基〉などの塩基性基、又は−ＣＬ”　　−ＣＲＩ（Ｇ（
ＲニーＣＨｓ、−Ｃｔｌｌｓ−Ｃｄｂなどの各種アルキ
ル基もしくはフェニル基）、ＣＨｚＯ”　　−ＣＲＩ（
ＯＯ，＜ＲニーＣＨｓ　、−ＣｔＨｓｌ−Ｃｓｌｌｔな
どの各種アルキル基もしくはフェニル基）などの陰イオ
ン性基を化学結合せしめておき、これらの活性種を用い
てグラフト共重合反応を開始せしめることができる・ これらの方法を医療用器具の製造に適用する際の利点の
１つは、遊離の化学物質を開始剤や増感剤として使用す
る場合に比較して、反応後も該医療用器具内に残存する
それら化学物質や、それらの断片を除去する手数が不要
であるという大きい利点がある。

この発明においてグラフト共重合基材として使用される
医療用器具のポリマー材料としては、グラフト共重合の
開始手段として使用するＴ−線、電子線、又は紫外線に
よって側鎖や主鎖が容易に切断されて亀裂を発生するな
どして強度が大幅に低下、し、あるいは劣悪な耐水性な
どのために該医療用器具表面から剥脱するというような
もののほか、毒性を有するものや、これらの放射線など
の照射によって毒性物質を発生して遊離するもの、上記
各種線源への暴露によって全く変化を生じずグラフト共
重合の開始に必要なイオン、ラジカル、イオンラジカル
などの活性種を発生しないものを除けば、一般には親水
性の各種モノマーのグラフト共重合基材として各種の樹
脂を使用することができる、このような樹脂としては、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポ
リペンテンなどの各種ポリオレフィン樹脂のほか、アク
リル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、Ｅ
ＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＡに塩化
ビニルをグラフト共重合せしめた樹脂、ポリスチレン、
Ａｓ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、各種の弗素樹脂などのビニル系樹脂、ポリウレタン
樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びＰＢＴ　（
ポリブチレンテレフタレート）樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、アルキッド樹脂などの各種合成樹脂のほか、Ｅ
ＰＴ　（エチレン−プロピレンターポリマー）、ＳＢＲ
（スチレン−ブタジェンゴム）、ＢＲ（ブチルゴム）な
どの各種合成ゴム、天然ゴムなどの各種ゴム状高分子物
質、コラーゲン、アルブミン、酢酸セルローズ、キトサ
ン、フィブロインなどの各種天然高分子物質もしくはこ
れらの変性物がある。

また、ポリ酸化エチレンなどの酸化オレフィンモノマー
のグラフト共重合基材として使用可能な医療用器具のポ
リマー材料としては、安全性が高く、耐水性があり、上
記のような塩基性基や陰イオン性基を表面層に有するも
のがあり、ポリリジン、ポリスチレンイ壽ン、ポリプロ
ピレンイミン、アルブミンなどの各種の水溶性ポリアミ
ンポリマーを多官能性のアルデヒド、イソシアナート、
カルボン酸などの架橋剤により架橋して不溶化したもの
、エポキシ樹脂用硬化剤として用いられるダイマー酸の
オリゴエチレンイミン誘導体などの各種ポリアミンの樹
脂状物もしくは油状物を、エポキシ樹脂もしくはウレタ
ン樹脂プレポリマーと反応せしめて不溶化させた塩基性
基含有樹脂があり、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂
、アルキッド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ウレタン
樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂が含有するフェニル基を
ハロメチル化した後、アルカリ金属と反応せしめるなど
の方法により合成した陰イオン性基含有樹脂などの樹脂
がある。

この発明における医療用器具としては、上記のような樹
脂を用いて押出成形等の方法で成形された線状、棒状、
チューブ状等の成形棒の他、ステンレス鋼線等の表面に
押出法、塗布法等の方法で上記の樹脂を被覆したものな
どがある。

この発明において用いられる親水性ビニルモノマーとし
ては、アクリルア逅ド、メタクリルアミド、Ｎ−ビニル
ピロリドン、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル
酸ヒドロキシエチル、エチレングリコールのオリゴマー
もしくはエチレングリコールとプロピレングリコールの
共オリゴマーの、アクリル酸エステルもしくはメタクリ
ル酸エステル、各種の単ｗｉ類又は多Ｗ類に、直接又は
エステル結合、エーテル結合、ウレタン結合、アミノ結
合などによりエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール
、エチレンイミン、ジエチレンイミン、プロピレンイミ
ンなどのスペーサーを介してアクリロイル基、メタクリ
ロイル基、ビニル基などの反応性基を結合せしめて得ら
れる各種の親水性の大きいモノビニル化合物のほか、メ
チレンビスアクリルアミド、エチレングリコールもしく
はその各種オリゴマー、共オリゴマーのジアクリル酸エ
ステルもしくはジメタクリル酸エステルなどの親水性の
ジビニル化合物、トリメチロールプロパンもしくはグリ
セリン、それらにエチレングリコール、その各種オリゴ
マーもしくは各種の共オリゴマー鎖を結合せしめた３又
は４以上の多価ポリオールをエステル化して得た多官能
性アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルなどが
あり、親水性が高いオリゴエチレングリコールの比較的
高分子量のものをベースにしたアクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル、ジアクリル酸エステル、ジメタク
リル酸エステルなどの群からなるビニル七ツマ−などが
ある。また、親水性の大きいポリマーを与える酸化エチ
レンも使用することができるが、これと併用する変性剤
としての、親水性のより小さい疎水性の酸化オレフィン
としては酸化プロピレン、オキセタン、テトラヒドロフ
ラン、１．４−及び１，３−ジオキサン等の環状エーテ
ルモツマー類があり、ビスフェノールＡジグリシジルエ
ーテル系の各種エポキシ樹脂プレポリマーはじめ、フタ
ル酸ジグリシジル、３，５−ジグリシジルオキシフェニ
ルグリシジルエーテル、メタクリル酸グリシジルオキシ
フェニルなどの各種の多官能性モノマーを挙げることが
でき、これらを併用してポリ酸化エチレンを変性するこ
とができる。

ここに記載したこれらの各種モノマーは、この発明を実
施してなる医療用器具表面の親水性を大きくする上で特
に有効であり、これらのモノマーのみを単独又は複数種
組合せて使用するほか、他種の分子量が低く反応性に冨
んだモノマーを併用して、グラフト共重合の際の反応速
度や該医療用器具表面の諸性質を改良して使用すること
ができる。

また、上記のような各種のモノマーの内から、官能基Ｉ
ケを有するモノマーに対しては、各種の多官能性モノマ
ーの少なくとも１種を添加し、併用することにより、得
られるグラフトポリマーの耐水性や強度などが向上し好
ましい結果を得ることも可能である。

〔作　用〕

この発明を実施して得られる極めて大きい親水性を有す
るグラフト共重合体層は、吸水した状態においては優れ
た潤滑性を示す粘膜状の表面性状を呈し、このような被
覆層を設けることによって該医療用器具の挿入を極めて
容易ならしめるものであり、このため挿入部位の侵襲を
最小限にとどめるとともに、患者の苦痛を軽減すること
を可能にしたものである。

この発明を実施して得た、大きい親水性を有するグラフ
ト額層は、生体における粘膜と同様に多数の水分子をそ
の分子鎖のまわりに吸着した状態で安定化したものから
構成されているため、この層は生体の粘膜表面と同様に
ヌルヌルした感触を呈するものであり、強度の点でもこ
の層を形成する親水性のグラフト鎖は、その主鎖が下地
樹脂から直接上ツマ−の連鎖重合により成長して形成さ
れたものであり、この主鎖に結合した一０Ｈ５０−−Ｃ
ＯＯ−−ＣＯＮＨ！などの各種の親水性基を有する残基
やオリゴマーからなる側鎖が水分子を強く抱含して安定
化するため、該被覆層は強靭な粘膜性状を呈するもので
ある。

以下に、実施例を用いてこの発明を説明する。

実施例１ 外径３ｍｌ、内径２−の低密度ポリエチレンチューブに
２■径のステンレス鋼線を挿入し、ポリ袋に入れて窒素
置換してシールし、電子線加速機により加速電圧１．５
ＭｅＶ、電流ＩＡで１回、裏面を上にしてさらに１回、
各１０Ｍｒａｄ照射し、直ちに袋から試料を取出し、２
．０％のアクリルアミド水溶液を入れた筒型容器中に沈
めミ窒素雰囲気下で封青し、静置して８０°Ｃで反応さ
せた。２時間後に水冷して反応を停止し、ゲル状物をか
き出した後、試料を取り出し、チューブ表面を軽くこす
って水洗した。

実ａ例２ 可塑剤としてＤＯＰを５０％含む、外径７■、内径４■
の塩ビチューブ表面に対して、高圧水銀ランプを用いて
空気中で３Ｊ／ｒｄの紫外線を満遍なく照射した。還流
冷却器とかきまぜ器をつけたフラスコに注入した、アク
リルア藁ド２％、メチレンビスアクリルアミド０．２％
を含む水溶液中に投入し、雰囲気を窒素ガスに置換した
後、静かにかきまぜながら昇温し、６０℃で９０分間反
応させた。

水冷後ゲル状物中から試料チューブを取り出し、表面を
軽くこすって水洗した。

実施例３ 直径１ｍのステンレス鋼線に、０．５■厚の弗素樹脂チ
ューブを被せ、ガラス管に入れたアクリルア１ドの２％
水溶液中に沈め、窒素置換した後封管し、静置下に１Ｃ
Ｏを用いてＩ　ＸＩＯ’　Ｒ／ｈで０、５　Ｍ　ＲのＴ
−線を同時に照射してグラフト共重合を行った０反応後
は系全体がゲル状になったが、ホモポリマーゲルをかき
出した後鋼線を取り出し、チューブ表面を軽くこすって
水洗した。

実施例４ 直径１閤のステンレス鋼線に対して、１０％のＥＶＡ含
有塩ビグラフト樹脂の５％テトラヒドロフラン溶液を０
．２■厚に被覆し、乾燥後実施例２と全く同様にして紫
外線を照射した０分子量４００エチレングリコールオリ
ゴマーのモノアクリル酸エステル３％、分子量ｌ０５０
のエチレングリコールオリゴマーのモノアクリル酸エス
テル２％を含む水溶液を満たしたガラス管中に沈め、窒
素置換して封管し、６０℃で１２時間静置重合し、放冷
後試料を取出し、軽く押して水洗した。

実施例５ 直径１ｗｓのステンレス鋼線に対して、５％のエチレン
グリコール／プロピレングリコールのランダム共重合ポ
リエーテル系セグメント化ポリウレタン尿素溶液を塗布
して０．１　ａｍ厚の被覆を設け、実施例２と同様にし
てＩＯＪ／％の紫外線を照射し、分子量４００のエチレ
ングリコールオリゴマーのモノアクリル酸エステル２％
、分子量１０５０のエチレングリコールオリゴマーのモ
ノアクリル酸エステル３％、分子量４００のエチレング
リコールオリゴマーのジアクリル酸エステル０．５％を
含む水溶液中に沈めて、実施例１と同様にして６０℃で
４時間反応せしめた。放冷後試料を取り出して軽くこす
って水洗した。

実施例６ 直径ｌ■のステンレス鋼線に対して、メルトインデック
ス２０のストレートポリプロピレン樹脂微粉末をコート
して、平均５０μｍＮ、の被膜を形成せしめ、その表面
に実施例２と同じ条件で紫外線を照射した。精製したジ
メチルホルムアミドにメタクリル酸グルコシルエチル、
メタクリル酸メトキシテトラエチレングリコール各２０
％を溶解したモノマー溶液を用い、実施例２と同様にし
てグラフト共重合せしめた後、反応器から試料の鋼線を
抜きとり、超音波洗浄器を用いて５分間洗浄した。

実施例７ 外径３■、内径２■のステンレス鋼管型ノニオン洗剤を
用いて洗浄し、乾燥後、表面にエポキシ当量１８０のビ
スフェノールＡジグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂
プレポリマーに対して活性水素当量４５のエチレンイミ
ンオリゴマーを５％過剰に添加して混合、塗布した。５
０℃で２時間、続いて１２０℃に一夜加熱して硬化せし
めた後水洗し、酸化エチレン２０％、酸化プロピレン５
％を溶解した蒸留水中に浸漬し、ステンレス鋼製オート
クレーブ中にて窒素ガス置換し、密封して８０℃で２４
時間静置下に重合せしめ、放冷後表面を軽くこすって洗
浄した。

第１表に実施例１〜７で作成した粘膜状被覆の評価結果
をまとめた。

第 表 （注〉 〇−優 〇−良 〇−可 ×−不可 〔発明の効果〕 一連の実施例で得られた試料表面は、湿潤時の潤滑性の
点で未処理の軟質塩ビ表面、ステンレス鋼表面に比べて
極めてすぐれたものであったことからも、この発明を実
施して得られる医療用器具表面は、湿潤時に高い親水性
を有するグラフトｍに多数吸着する水分子によって、医
療用器具表面として好適な潤滑性を獲得することができ
、軽い押圧を与えて又は超音波洗浄器により水洗・押出
処理を行って残留モノマーを除去した後は、下地樹脂と
の化学結合によって一体的に固定された該グラフト鎖が
密植された表面が残るため、機能性、強度、安全性の点
で極めて満足すべき医療用器具の被覆層を与えるもので
あり、この発明は極めて有意義な発明であるということ
ができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリマー材料より成形され、もしくは表面がポリ
   マー材料で被覆されて成り、生体内に挿入もしくは刺入
   して使用する医療用器具の表面層に対して、親水性ビニ
   ルモノマーの１種又は２種以上をグラフト共重合せしめ
   ることを特徴とする医療用器具の被覆方法。
2. （２）（１）項記載の被覆方法において、前記親水性ビ
   ニルモノマーに対して、少くとも１種のジビニル又はト
   リビニル以上の多官能性ビニルモノマーを添加しグラフ
   ト共重合せしめることを特徴とする医療用器具の被覆方
   法。
3. （３）第（１）項記載の被覆方法において、前記親水性
   ビニルモノマーに代えて酸化エチレンを用い、さらにこ
   れに対して疎水性の酸化オレフィンの１種又は２種以上
   を添加し、もしくは添加せざるしてグラフト共重合せし
   めることを特徴とする医療用器具の被覆方法。