JPH06285152A - 湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】医療用具の表面が、体液や水系溶媒中等の湿潤
時に永続的な潤滑性（低摩擦性）を有し、該表面の生成
に複数回のコーティング操作を必要とせず、しかも安全
性が高い医療用具を提供することにある。 【構成】分子内にエポキシ基、酸ハロゲン基、イソシア
ネート基等の反応性官能基の少なくとも１種が存在する
水膨潤性重合体を、該反応性官能基と反応可能なアミノ
基、イミノ基、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基
等のプロトン供与性基を有する医療用具材料表面にコー
ティングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用具に関する発明
で、更に詳しくは、本発明は医療用具の材料表面に存在
している重合体により、湿潤時に潤滑性の優れた効果を
発現する医療用具に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にカテーテル等の医療用具の材料
には血管内や組織損傷の低減、操作性を向上させるとい
った点から低摩擦材料を基材として用いたり、さらに基
材表面に親水性重合体をコーティングしたりしている。
例えば、低摩擦基材としてフッ素樹脂やポリエチレン樹
脂などを用いたり、さらにこれらの表面にフッ素樹脂、
シリコンオイル、オリーブオイル、グリセリンなどを塗
布したりしている。しかし、これらの方法では永続的な
潤滑性は期待できず、潤滑性を有する物質の基材表面か
らの脱離、剥離や溶出といった安全性の面で問題があっ
た。

【０００３】また、米国特許第４１００３０９号におい
ては潤滑性を有する物質としてポリビニルピロリドンと
ポリウレタンの共重合体を用いる旨が開示されており、
この方法においては潤滑性および持続性の点においては
満足のいく方法ではあるが、塗布してある重合体が２種
類以上であること、また基材表面に反応性基としてのイ
ソシアネート基の存在を必須としており、イソシアネー
ト基を導入しにくい基材および潤滑性を有する重合体と
の反応は不可能であった。

【０００４】また特開昭５９−８１３４１号にも同様に
基材表面のイソシアネート基を用いた潤滑性の付与方法
が開示されている。

【０００５】さらに、特公平１−５５０２３号にも医療
用具を構成する基材の表面に、ポリイソシアネートを介
してポリエーテル、ポリアミド、ポリシロキサン等の共
重合体を結合させる方法が開示されており、この方法に
おいてはポリイソシアネートの存在を必須としており、
基材の表面にアミノ基、イミノ基、カルボキシル基、メ
ルカプト基の少なくとも１種以上の存在が不可欠であ
り、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレフィンなどの
上記の官能基を有していない医療用具においては処理が
不可能であった。

【０００６】上記各種の表面潤滑化方法では、永続的な
潤滑性を付与する場合、少なくとも２回のコーティング
操作（例えば、イソシアネートなどの架橋性化合物のコ
ーティングと潤滑性を有する物質のコーティング）が必
要となり、操作性の上でも好ましくなかった。

【０００７】また、一般的に２反応性官能基（例えば、
ジイソシアネート基やジエポキシ基などの活性が大きい
官能基）は、反応性が高いため、これらの物質の使用は
安全性の点からも好ましくなかった。

【０００８】以上のように医療用具の表面上に潤滑性を
付与するためには、基材の種類に制限がみられたり、永
続的な潤滑性を付与する場合には複数回のコーティング
操作が必要であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は上記の問題点を解決し、医療用具表面が体液や水
系溶媒中等の湿潤時に永続的な潤滑性（低摩擦性）を有
し、該表面の生成に複数回のコーティング操作を必要と
せず、しかも安全性が高い医療用具を提供することにあ
る。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】このような目的は、下
記の本発明により達成される。即ち、本発明は、分子内
にエポキシ基、酸ハロゲン基、イソシアネート基等の反
応性官能基の少なくとも１種が存在する水膨潤性重合体
を、該反応性官能基と反応可能なアミノ基、イミノ基、
水酸基、カルボキシル基、メルカプト基等のプロトン供
与性基を有する材料にコーティングする事により、該材
料表面に該水膨潤性重合体を化学的に結合させた医療用
具である。

【００１１】本発明において、湿潤時に潤滑性を発現す
る水膨潤性重合体は、上記反応性官能基を有し、体液や
水系溶媒中において潤滑性を発現すればいかなるもので
あっても良いが、合成の容易性や操作性などを考慮する
と、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミドなどのア
クリルアミド誘導体や無水マレイン酸、ビニルメチルエ
ーテルなどが挙げられ、好ましくはジメチルアクリルア
ミドを主成分とすることが望ましい。さらに好ましく
は、潤滑性を発現する部位と上記反応性官能基を有する
部位とからなる共重合体が望ましい。共重合体として
は、ランダム、ブロック、グラフト共重合体などが存在
するが、好ましくはブロックもしくはグラフト共重合体
である。ブロック共重合体やグラフト共重合体の優位性
について、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）とグリ
シジルアクリレート（ＧＭＡ）の共重合体を例にして示
すと、ブロック共重合体やグラフト共重合体は、反応性
基（ＧＭＡ）や親水性基（ＤＭＡＡ）がランダムに分散
しているポリマ−と比べて、基材表面の上記反応性官能
基との反応性や結合性が強くなる。なぜなら、ポリＧＭ
Ａ部分はポリＤＭＡＡ部分と比べて疎水的であり、基材
表面への吸着性に勝るため、基材表面層の上記反応性官
能基とも反応しやすくなる。また、分子間同士のＰＧＭ
Ａドメインを介しての結合（架橋）においても、複数の
結合（架橋）がチェ−ン状に生成するため、強固な表面
改質層を形成することとなる。一方、ランダムに導入さ
れたＧＭＡは、ＧＭＡ分子の周辺に存在するＤＭＡＡの
影響により、基材表面の上記反応性官能基との反応性が
低下している。また、ブロック共重合体等のポリＤＭＡ
Ａドメインは、水を十分吸水するため良好な潤滑性を発
現できることとなるが、ＧＭＡがランダムに分散してい
る共重合体は、ランダムに生成したＧＭＡ間の分子内架
橋やＧＭＡ自体の疎水性により、ＤＭＡＡの吸水性や膨
潤性が抑制されるため、潤滑性が低くなる。また、潤滑
性を発現する部位は水膨潤性重合体中に４０重量部以
上、好ましくは６０重量部以上、更に好ましくは８０重
量部以上が望ましく、上記反応性官能基を有する部位は
１重量部以上、好ましくは１０重量部以上、更に好まし
くは２０重量部以上が望ましい。また、湿潤時に潤滑性
を発現する重合体を合成後、化学的処理により、部分的
にエポキシ基、酸ハロゲン基、イソシアネート基等に変
換させても構わない。

【００１２】また本発明において、医療用具を構成する
材料は、エポキシ基、酸ハロゲン基、イソシアネート基
等と反応し得る官能基、即ち、アミノ基、イミノ基、水
酸基、カルボキシル基、メルカプト基等のプロトン供与
性基を有する変性ポレオレフィン、ポリエーテル、、ポ
リウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン等の素
材で主に構成された成形物もしくは他の素材との多層化
成形物やアロイ化成形物であっても良い。好ましくは操
作性を考慮するとアクリル酸で変性した変性ポリオレフ
ィンが望ましい。また、医療用具を構成する材料表面の
少なくとも１部の表面に、プラズマ開始グラフト重合法
などの表面処理によりプロトン供与性基を導入したもの
であっても良い。該素材の含有量は、要求される機械的
強度や性能により異なるが、医療用具材料中に５０重量
部以上、好ましくは７０重量部以上、更に好ましくは９
０重量部以上であることが望ましい。

【００１３】更に本発明において、医療用具とは、唾
液、消化液、血液等の体液や生理食塩水、水等の水系液
体に濡れた状態で、挿入時や、摺動時や、体内留置時
に、低い摩擦抵抗を要求される表面を、医療用具の内表
面ないし外表面に持つものである。従って、本発明の医
療用具としては、下記のようなものがある。

【００１４】１）胃管カテーテル、栄養カテーテル、Ｅ
Ｄ（経管栄養用）チューブなどの経口ないし経鼻的に消
化器官内に挿入ないし留置されるカテーテル類。 ２）酸素カテーテル、酸素カヌラ、気管内チューブのチ
ューブやカフ、気管切開チューブのチューブやカフ、気
管内吸引カテーテルなど経口ないし経鼻的に気道ないし
気管内に挿入ないし留置されるカテーテル類。 ３）尿道カテーテル、導尿カテーテル、バルーンカテー
テルのカテーテルやバルーンなどの尿道ないし尿管内に
挿入ないし留置されるカテーテル類。 ４）吸引カテーテル、排液カテーテル、直腸カテーテル
など各種体腔ないし組織内に挿入ないし留置されるカテ
ーテル類。 ５）留置針、ＩＶＨカテーテル、サーモダリューション
カテーテル、血管造影用カテーテル、血管拡張用カテー
テルおよびダイレーターあるいはイントロデューサーな
どの血管内に挿入ないし留置されるカテーテル類。ある
いはこれらのカテーテル用のガイドワイヤー、スタイレ
ット等。 ６）各種器官内挿入用内視鏡、コンタクトレンズ等。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例によりさらに具体的に
説明する。

【００１６】（実施例１〜３） ａ．ブロックコポリマーの製造 アジピン酸２塩化物７２．３ｇ中に５０℃でトリエチレ
ングリコ−ル２９．７ｇを滴下した後、５０℃で３時間
塩酸を減圧除去して得られたオリゴエステル２２．５ｇ
にメチルエチルケトン４．５ｇを加え、水酸化ナトリウ
ム５ｇ，３１％過酸化水素６．９３ｇ，界面活性剤ジオ
クチルホスフェ−ト０．４４ｇ、水１２０ｇよりなる溶
液中に滴下し、−５℃で２０分間反応させた。得られた
生成物は、水洗、メタノ−ル洗浄を繰り返した後、乾燥
させて分子内に複数のパ−オキサイド基を有するポリ過
酸化物を（ＰＰＯ）を得た。続いて、このＰＰＯを重合
開始剤として０．５ｇ、グリシジルメタクリレ−ト（Ｇ
ＭＡ）９．５ｇを、ベンゼン３０ｇを溶媒として、６５
℃２４時間、減圧下で撹拌しながら重合した。反応物
は、ジエチルエ−テルで再沈して、分子内にパ−オキサ
イド基を有するポリグリシジルメタクリレート（ＰＧＭ
Ａ）を得た。続いて、このＰＧＭＡ１．０ｇ、ジメチル
アクリルアミド９．０ｇ，溶媒としてジメチルスルホキ
シド９０ｇを仕込み減圧で溶封した後８０℃に加熱して
１８ｈｒ重合反応を行った。この溶液を、急速に撹拌さ
れている２ｌのジエチルエーテルに注ぎ、重合体を沈澱
させ、その沈澱物を濾過した。濾別された沈澱物をテト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）を良溶媒、ジエチルエーテル
を貧溶媒として精製を繰り返した後、減圧してブロック
共重合体を得た。さらに、実施例２では上記ＧＭＡの代
わりにメタクリル酸クロリド９．５ｇを使用し、この分
子内にパ−オキサイド基を有するポリメタクリル酸クロ
リド０．７ｇとジメチルアクリルアミドでブロック共重
合体を得た。実施例３ではメタクリロイルオキシエチル
イソシアネート９．５ｇを使用し、この分子内にパ−オ
キサイド基を有するポリメタクリロイルオキシエチルイ
ソシアネート０．５ｇとジメチルアクリルアミドでブロ
ック共重合体を得た。 ｂ．潤滑性の試験方法 変性ポリオレフィンシート（三井ＤｕＰｏｎｔ社製、ニ
ュクレルＮ−１５２５、メタクリル酸変性ポリエチレ
ン）を上記のブロックポリマーの５ｗｔ％ＴＨＦ溶液に
室温で３０秒間浸漬後、８０℃のオーブン中で１８ｈｒ
反応させ潤滑性を有する材料を得た。このシートを用い
て、図１に示すように、水中１にて重さ１ｋｇの鉄製円
柱状の重り２を傾いたプラスチック板上に接着したシー
ト４の上に静かにのせ１００ｍｍ／ｍｉｎの速さで１ｃ
ｍの幅を１００回繰り返して摺動させた抵抗値を測定し
た。潤滑性の指標として１００回試験後の最終摩擦抵抗
値、また潤滑性の持続的指標として下式（Ａ）の摩擦抵
抗値の変化（△摩擦抵抗値）を表１に示す。 △摩擦抵抗値＝（最終摩擦抵抗値）−（初期摩擦抵抗値） （Ａ）

【００１７】（比較例１）実施例１〜３と同じシートに
対してコーティングを行わずに潤滑性の試験を行った。
結果を表１に示す。

【００１８】（実施例４〜６） ａ．ランダムコポリマーの製造 溶封し得る反応容器に表１に示す化合物（モノマー）
１．０ｇ，ジメチルアクリルアミド９．０ｇ，開始剤と
してアゾビスイソブチロニトリル０．０５ｇ，溶媒とし
てジメチルスルホキシド９０ｇを仕込み減圧で溶封した
後８０℃に加熱して１８ｈｒ重合反応を行った。精製
は、実施例１〜３と同様に行った。 ｂ．潤滑性の試験方法 ポリプロピレンシート（二村化学株式会社製、ＦＯＰ＃
６０）の表面に低温プラズマ（Ａｒ：０．１Ｔｏｒｒ）
を１０秒間照射した後、メタクリル酸モノマーを気相に
て供給し、２８８Ｋの温度で表面グラフトを行った。該
シートはポリメタクリル酸の良溶媒にて１日間洗浄した
後、乾燥させた。乾燥後、上記のランダムコポリマーの
５ｗｔ％ＴＨＦ溶液に室温で３０秒間浸漬後、８０℃の
オーブン中で１８ｈｒ反応させ潤滑性を有する材料を得
た。潤滑性の試験は、実施例１〜３と同様に行った。結
果を表１に示す。

【００１９】（比較例２）実施例４〜６と同様の処理を
施したシートに対してコーティングを行わずに潤滑性の
試験を行った。結果を表１に示す。

【００２０】（実施例７） ａ．ランダムコポリマーの製造 溶封し得る反応容器にグリシジルアクリレート２．０
ｇ，無水マレイン酸８．０ｇ，開始剤としてアゾビスイ
ソブチロニトリル０．０５ｇ，溶媒としてジメチルスル
ホキシド９０ｇを仕込み減圧で溶封した後８０℃に加熱
して１８ｈｒ重合反応を行った。精製は、実施例１〜３
と同様に行った。 ｂ．潤滑性の試験方法 ポリウレタンシート（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、Ｐ
ｅｌｌｅｔｈａｎｅ）を上記のランダムポリマーの５ｗ
ｔ％ＴＨＦ溶液に室温で３０秒間浸漬後、８０℃のオー
ブン中で１８ｈｒ反応させた。次にシートに固定化され
たポリマーの無水マレイン酸部位をエタノール中で硫酸
を触媒として６０℃に加熱し、６ｈｒかけて開環させ、
エタノールのハーフエステルとし、最後にこのシートを
ＮａＨＣＯ₃０．０１ｗｔ％の０．１ｗｔ％食塩水で６
０℃、１８ｈｒアルカリ洗浄して潤滑性を有する材料を
得た。潤滑性の試験は、実施例１〜３と同様に行った。
結果を表１に示す。

【００２１】（比較例３）実施例７と同じシートに対し
てコーティングを行わずに潤滑性の試験を行った。結果
を表１に示す。

【００２２】（実施例８） ａ．ランダムコポリマーの製造 重合、精製共に実施例７と同様に行った。 ｂ．潤滑性の試験方法 ポリエチレンテレフタレートシート（ダイアホイル株式
会社製、Ｈ１００）の表面に低温プラズマ（Ａｒ：０．
１Ｔｏｒｒ）を１０秒間照射した後、メタクリル酸モノ
マーを気相にて供給し、２８８Ｋの温度で表面グラフト
を行った。該シートはポリメタクリル酸の良溶媒にて１
日間洗浄した後、乾燥させた。乾燥後、実施例７と同様
の操作を行い潤滑性を有する材料を得た。潤滑性の試験
は、実施例１〜３と同様に行った。結果を表１に示す。

【００２３】（比較例４）実施例８と同じシートに対し
てコーティングを行わずに潤滑性の試験を行った。結果
を表１に示す。

【００２４】（実施例９） ａ．ランダムコポリマーの製造 重合、精製共に実施例８と同様に行った。 ｂ．潤滑性の試験方法 図２に示すように、ポリエチレンテレフタレート製バル
ーン１１（外径３ｍｍ、長さ４５ｍｍ）の表面に低温プ
ラズマ（Ａｒ：０．１Ｔｏｒｒ）を１０秒間照射した
後、メタクリル酸モノマーを気相にて供給し、２８８Ｋ
の温度で表面グラフトを行った。該バルーン１１はポリ
メタクリル酸の良溶媒にて１日間洗浄した後、乾燥させ
た。乾燥後、実施例８と同様の操作を行い潤滑性を有す
るバルーン１１を得た。得られたバルーン１１をシャフ
ト１２（外径１ｍｍ）に接続してカテーテル１０を得
た。潤滑性試験は、触感にて行ない、結果を表１に示
す。

【００２５】

【表１】

【００２６】（実施例１０，１１）実施例１の（ａ）の
ポリグリシジルアクリレートを３．０ｇ、ジメチルアク
リルアミド１２．５ｇを、実施例１と同様の条件で重合
し、実施例１０のブロックポリマーを得た。また、実施
例４の（ａ）のグリシジルアクリレートを３．０ｇ、ジ
メチルアクリルアミド１２．５ｇを、実施例４と同様な
条件で重合し、実施例１１のランダムポリマーを得た。
さらに上記のブロックポリマー、ランダムポリマーの５
ｗｔ％ＴＨＦ溶液を使用して、実施例１の（ｂ）の潤滑
性試験を行った結果が表２である。但し、重り２の繰り
返し回数は５００回とした。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、分子中にエ
ポキシ基、酸ハロゲン基、イソシアネート基等の反応性
官能基の少なくとも１種が存在する水膨潤性重合体を、
該反応性官能基と反応可能なアミノ基、イミノ基、水酸
基、カルボキシル基、メルカプト基等のプロトン供与性
基を有する材料表面にコーティングしてあることを特徴
とする湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具である。
さらに本発明の医療用具は材料表面に水可溶性もしくは
水膨潤性の重合体を化学的に堅固に導入しているもので
ある。このため本発明の医療用具は材料表面にシリコン
オイル、オリーブオイル、グリセリン等を塗布する方法
において見られる材料表面からの塗布剤の脱離、剥離、
溶出という現象も観察されない為、高い安全性を確保で
きる。

【００２９】また、本発明の医療用具は医療用具の材料
表面の摩擦抵抗が極めて低くなり、特に唾液、消化液、
血液等の体液や生理食塩水、水等の水系液体に濡れた状
態、すなわち湿潤状態における摩擦抵抗は極めて小さく
なり、このためカテーテル挿入の際、挿入の容易性、患
者の苦痛軽減、粘膜や血管内膜の損傷防止等の利点が得
られる。

【００３０】さらに、本発明は、コーティング操作に、
ジイソシアネートのような反応性の高い架橋性化合物を
使用する必要もなく１度のコーティング操作で潤滑性が
得られるため、操作性、安全性に優れ、また基材に対す
る制限もほとんどないので様々な医療用具に用いること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の潤滑性の試験方法を示す概略図であ
る。

【図２】本発明の医療用具の一実施例であるカテーテル
を示す図である。

【符号の説明】

１・・・水 ２・・・鉄製円柱状の重り ３・・・ポリエチレンシート ４・・・シート １０・・カテーテル １１・・バルーン １２・・シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分子内に反応性官能基が存在する水膨潤性
   重合体と、該反応性官能基と反応可能なプロトン供与性
   基を有する基材の反応物からなり、湿潤時に潤滑性を発
   現することを特徴とする医療用具。