JPH11505188A

JPH11505188A - 医療用チューブおよびアセンブリー

Info

Publication number: JPH11505188A
Application number: JP8534817A
Authority: JP
Inventors: エイチ．コ，ジョン; ビー．オデガード，レスター; アール．ボードマン，ジェイムス
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1999-05-18
Also published as: US5738923A; WO1996036374A1; AU707882B2; EP0835144A1; MX9708760A; AU5538396A

Abstract

(57)【要約】イオン性ポリマーおよび非イオン性ポリマーのブレンドから製造されたチューブおよびチューブアセンブリーが提供される。チューブは、ポリマーをブレンドし、そして押出成形することにより製造できる。アセンブリーは、カセットまたはバッグのようなプラスティック流体輸送部品にチューブを結合することにより製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】医療用チューブおよびアセンブリー分野本発明は、従来の塩化ビニル（ＰＶＣ）チューブおよびアセンブリーを代替するのに適切であるが、ＰＶＣ材料に関係した環境上および健康上の危険のない、チューブおよびチューブアセンブリー、例えば、医療用ポンピングカセットに関する。本発明は、また、医療用チューブおよびシートのために適切なポリマーブレンドにも関する。背景ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）をベースとするチューブおよびチューブアセンブリーは、様々な医療用製品において使用されている。しかし、ＰＶＣは環境面および人の健康の面の両方に対して危険であると見られている。ＰＶＣの燃焼は塩化水素酸（ＨＣｌ）の開放をもたらし、そしてＰＶＣは焼却炉のフルーガス中のＨＣｌに主として寄与するものとして見られている。また、ＰＶＣは、焼却の際に形成されるポリ塩化ジベンゾジオキシンおよびフラン毒素に寄与しているものと疑われている。これらの毒素のレベルは、医療伝染廃棄物においては、都市廃棄物ストリームと比較して、約３倍まで高い。焼却の懸念に加えて、ＰＶＣとともに使用されている一般的な可塑剤であるジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＥＨＰ）への暴露は健康に関連する多くの懸念があり、それは、血小板の効率が低下すること、および肝臓ガンを誘発しうる可能性を含む。ＰＶＣは、ニトログリセリンおよびインシュリンのような特定の医薬を吸収することも知られている。このことは、医薬のデリバリーの効率および正確性を低下させることがある。これらの懸念にも係わらず、ＰＶＣをベースとするチューブおよびチューブアセンブリーは科学および医学用途における材料の選択に貢献する。例えば、Ency clopedia of Polymer Science and Technology ，Vol 17，第50頁(1989)を参照されたい。ＰＶＣ材料の継続的使用は、少なくとも部分的にはＰＶＣの魅力的な性質によるものであり、その性質は、可撓性；靱性；ＵＶ光，γ線照射、溶剤、切断、引掻および酸に対する耐性；必要に応じた透明性および不透明性；および低コストを含む。更に、ＰＶＣの性質は、可塑剤、着色剤等のような様々な添加剤の添加により変性できる。例えば、米国特許第4,298,714 号は、ＰＶＣ主鎖への様々なチオール族化合物の付加により親水性を低下した、変性ＰＶＣ材料を開示している。ＰＶＣ以外の熱可塑性ポリマーは単一層のチューブおよびチューブアセンブリーを形成するために使用されてきた。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテートおよびポリブチレンは、全て、単一層のチューブおよびチューブアセンブリーを形成するために使用されてきた。例えば、Encyclopedia of Polymer Science and Technology，pp.50〜5 1を参照されたい。非ＰＶＣ医療用チューブセットの幾つかの商業的提供が市場に出ている。例えば、ドイツのB．Braun Melsungen AG はポリブタジエンをベースとする材料から製造された非ＰＶＣチューブを有する。Braun のチューブは半透明で容易に屈曲する。Baxter Internationalは、３層タイプの構造で最外層が可塑化ＰＶＣからなるチューブを販売している。McGaw，Inc.(Irvine，CA)は２層のチューブである静脈（ＩＶ）セットチューブを有する。その外側層はＥＶＡコポリマーであり、そして内側層はポリエチレンでできている。しかし、これらのポリマー材料のいずれも、ＰＶＣベースの材料の環境的に適合した代替品として使用するのに必要な有利な特性を有するチューブおよびチューブアセンブリーを提供するためにうまく使用されていない。更に、上記の材料の幾つかはポリオレフィンまたはそのコポリマーである。ポリオレフィンは一般に低い表面エネルギーを有し、そのことは、従来の接着剤または溶剤での接合を困難にしている。このことは、チューブアセンブリーの製造を考えたときに不利である。同時係属で且つ同一出願人の欧州特許出願第94.923407.4 号は、特定の多層チューブについて議論しており、そのチューブは、特に曲げの際の屈曲（キンク）および既に屈曲した位置での再屈曲（リキンク）に対する耐性に関して、同等のＰＶＣチューブの殆どの性質が近似している。しかし、幾分複雑な多層押出法は、ＰＶＣよりも、このチューブを提供する価格が高くなる傾向がある。このことは、価格に敏感な使い捨て医療用チューブ市場において非常に望ましくない。現在まで、ＰＶＣ材料の全ての有利な性質を付与し、なおかつ、廃棄時に環境上受け入れられるチューブも、チューブアセンブリーも存在しない。それ故、医療用製品および非医療用製品の両方の幅広い範囲で使用でき、そして、ＰＶＣベースの材料の代替品として使用できるチューブおよびチューブアセンブリーが要求されている。環境上受け入れられ、なおかつ、高い要求を満たすことができる、ＩＶ注入治療セットのような医療装置の要素が要求されている。詳細には、好ましくは可塑剤を含まない、極端に可撓性であるが、意図した使用に耐えるために十分に靱性である、ＰＶＣ代替ＩＶおよび洗浄セットが要求されている。それらは、好ましくは、視覚的に透明であり、且つ、溶剤、ＵＶ光およびγ−滅菌に対して耐性であり、そして、比較的に低コストで製造できるものである。要約本発明は、環境上受け入れられ、なおかつ、その高い可撓性および耐屈曲性を考慮すると驚くほど靱性であるポリマーブレンドを提供することにより上記の問題を解決する。このブレンドから製造したチューブおよびシートは良好な透明性を有し、耐溶剤性であり、耐ＵＶ光性であり、耐γ照射性であり、そして許容できるコストで製造できる。第一の態様において、本発明は、少なくとも１個の管腔（ルーメン）を有するポリマー材料を含むチューブを提供する。このポリマー材料は、特にブレンドに対して強度および良好な表面仕上の性質を付与する熱可塑性イオノマー、および、特にブレンドに対して可撓性および耐屈曲性／耐再屈曲性の性質を付与する非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドである。チューブは、好ましくは、約１４〜３５ＭＰａのヤング率を有する。本発明は、また、この耐屈曲性のチューブの製造法；およびこの新規チューブを含む全体のチューブアセンブリーをも提供する。第二の態様において、本発明は、特にブレンドに対して強度および良好な表面仕上の性質を付与する熱可塑性イオノマー、および、特にブレンドに対して可撓性および耐屈曲性／耐再屈曲性の性質を付与する非イオン性の熱可塑性ポリマーのブレンドを含むシートを提供する。シートは、例えば、流体をポンピングするために使用されるカセットのような医療用プラスティック流体輸送部品、およびオストミー（胃腸管への人工的小孔のための）バッグおよび血液バッグのような医療用バッグの構造において使用できる。図面の簡単な説明図１は本発明による例示のチューブの断面図である。図２はチューブの別態様の断面図である。図３ａは「キンク−ｏ−メータ」の正面平面図である。図３ｂは図３ａの「キンク−ｏ−メータ」の側面図である。定義特定の用語および語句はチューブおよびチューブアセンブリーを説明するために使用される。一般に、これらの用語および語句は当業者に理解される通常の意義を有する。しかし、幾つかは、下記に示すように特定の意味を有する。用語「ヤング率」とは、応力付加の開始後であって、応力−伸び曲線が直線でなくなる前に、材料を単位距離だけ伸ばすのに必要な、材料の単位面積当たりの力の量を意味する。ヤング率はメガパスカル（ＭＰａ）で測定される。用語「カセット」とは、特定の数の重ね合わせたプラスティックシートから一般に形成される装置である。カセットは、内部通路および／またはチャンバーおよび／またはバブルを有し、流体を伝播するのに適切である。カセットは、注入ポンプと連結されて流体を計量するのに適するポンピングカセットであることができる。用語「プラスティック流体輸送部品」とは、少なくとも部分的にポリマーから形成されており、且つ、流体を伝播するための管腔を有する部品を意味する。制限しない例は、カセット、チューブ、ルアーロック(luer lock)、インジェクションサイト、バッグスパイク、フィルター、チェックバルブおよびドリップチャンバーを含む。用語「ポリマー」とは、内容が異なることを示さないかぎり、ホモポリマーおよびコポリマーの両方を含む。「コポリマー」は２種以上の異なるモノマーを有するポリマーを含む。詳細な説明さて、図１を参照すると、本発明による例示のチューブ１０の断面図が示されている。チューブ１０は下記に規定する少なくとも２種のポリマーのブレンドを含むポリマー材料の層１２であって、管腔１４を画定する層、内側表面１５および外側表面１６からできている。さて、図２を参照すると、本発明によるチューブ１０ａの別態様の断面図が例示されている。チューブ１０ａは図１に関して議論した、少なくとも２種のポリマーのブレンドの層１２ａと、別個の内側層１８および外側層２０とを有する。層１８および２０は管腔１４および外側表面１６をそれぞれ画定している。この別態様において、内側層１８および外側層２０は層１２ａが押出されるときに一緒に、同時押出される追加の層であることができ、または、それらは第二の操作において、例えば、浸漬、スプレーまたはプラズマ蒸着により追加されてもよい。それらは特定の特殊用途に必要であることがある。例えば、特殊内側コーティングは、チューブにより輸送される特定の流体を閉じ込めるために必要であることがあり、または、外側層は特定の材料からできた部品と結合するために必要であることがある。一般には、内側層１８および／または外側層２０の存在は、予測される追加のコストのために、現在のところ、好ましいとは考えられない。しかし、本発明の広い範囲内において多層チューブは考えられる。層１２（または別態様１０ａの層１２ａ）に関して、上記で議論したポリマーのブレンドは、少なくとも２種のポリマーのブレンド、好ましくは均質ブレンドを含む。１つのポリマーは熱可塑性イオノマーであり、好ましくはブレンドの重量の約５〜９０重量％の量で含まれ、より好ましくはブレンドの重量の約１０〜５０重量％の量で含まれ、そして最も好ましくはブレンドの重量の約２０〜４０重量％の量で含まれる。第二のポリマーは非イオン性の熱可塑性ポリマーであり、好ましくはブレンドの重量の約１０〜９５重量％の量で含まれ、より好ましくはブレンドの重量の約５０〜９０重量％の量で含まれ、そして最も好ましくはブレンドの重量の約６０〜８０重量％の量で含まれる。材料およびその比率は、チューブが約１４〜３５ＭＰａのヤング率、より好ましくは約１７〜２８ＭＰａのヤング率を有するようなものである。このようなブレンドは、環境上受け入れられ、なおかつ、靱性で且つ可撓性である。好ましくは、それは視覚的に透明であり、可塑剤を含まず、溶剤、ＵＶ光およびγ線照射に対して耐性であるが、比較的に低コストであるものである。本発明の好ましいブレンドは可撓性であり、そして、医療用途に適するチューブに成形できる。ポリマーブレンドを含む好ましいチューブは、例１に記載したように試験したときに、少なくとも３００％の破断点引張伸び率を示す。より好ましくはポリマーブレンドは、例１に記載したように試験したときに、少なくとも６００％の引張伸び率を示し、そして最も好ましいチューブは少なくとも７５０％の引張伸び率を示す。本発明の好ましいブレンドは強いチューブを形成する。ポリマーブレンドを含む好ましいチューブは、例１に記載したように試験したときに、少なくとも１２ＭＰａの引張強さを示す。より好ましいチューブは、例１に記載したように試験したときに、少なくとも１３ＭＰａの引張強さを示し、そして最も好ましいチューブは少なくとも１４ＭＰａの引張強さを示す。医療用チューブは、輸送または使用（例えば、滅菌の際）のいずれかの際に、高温に暴露されうるのが一般的である。チューブの寸法または形状は、その軟化状態の間に影響を受けるので、輸送または使用の際に好ましくは軟化すべきでない。サイズおよび形状の意図しない変化は問題をもたらす。例えば、変形したチューブの片は、注入ポンプにうまく合わなくなり、または、変形した領域において、より容易に屈曲してしまうことがある。材料の熱安定性は、５０ｍＮ侵入プローブを備えた熱機械分析器を用いて、そして１０℃／分の速度で０〜１００℃の温度上昇で操作して測定される。本発明の好ましいブレンドは、約６０℃を越える軟化点、より好ましくは約６５℃を越える軟化点を有する。本発明のチューブにおいて、熱可塑性イオノマーは、ブレンドに対して特に強度および良好な表面仕上の性質を付与する。適切な熱可塑性イオノマーは、有機主鎖からなり、そして、金属若しくは第四級アンモニウムイオンで、部分的にまたは完全に中和されているペンダントの酸基（例えば、カルボン酸基、スルホン酸基等）を有するイオン性のポリマーである。好ましい態様において、熱可塑性イオノマーは、エチレンと、アクリル酸の金属カチオンで中和された塩とのコポリマー、エチレンと、メタクリル酸の金属カチオンで中和された塩とのコポリマーからなる群より選ばれたイオノマーのコポリマーを含むであろう。２種以上の異なる熱可塑性イオノマーは本発明のブレンドにおいて使用されうる。好ましい熱可塑性イオノマーの例は、イオノマーのエチレンとメタクリル酸とのコポリマーで、亜鉛中和されたもの（ＥＭＡＺ）またはナトリウム中和されたもの（ＥＭＡＳ）、例えば、E.I.Du Pont de Nemours Co.，Wilmington，DE(Du Pont)により製造されたSurlyn（商標）コポリマーを含む。亜鉛中和されたエチレン／アクリレート／アクリル酸コポリマー、例えば、Exxon Chemical Co.，Houston，TXの Iotek （商標）も適切であると考えられる。熱可塑性イオノマーのヤング率が約１４〜５６ＭＰａであり、より好ましくは約１７〜４９ＭＰａであるときに、最も良好な結果が得られる。好ましい熱可塑性イオノマーは約５０，０００〜１，０００，０００ダルトン、より好ましくは約７０，０００〜５００，０００ダルトン、そして最も好ましくは約１００，０００〜２００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。適切な熱可塑性イオノマーは、ブレンドを押出すときに使用される温度においてＡＳＴＭＤ１２３８−９０ｂにより試験したときに、好ましくは約０．５〜２０ｇ／１０分、より好ましくは約０．５〜１０ｇ／１０分の流速を有する。本発明のチューブにおいて、非イオン性の熱可塑性ポリマーは、特に、ブレンドに対して、可撓性および耐屈曲性／耐再屈曲性を付与する。非イオン性の熱可塑性ポリマーは、好ましくは、オレフィンモノマーのポリマーおよびオレフィンモノマーと置換されたオレフィンモノマーとのコポリマーからなる群より選ばれる。より好ましくは、ブレンド中の非イオン性熱可塑性ポリマーはＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンのポリマー；過半量のＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンと、より少量の置換されたオレフィンモノマー、例えば、Ｃ₄〜Ｃ₁₄モノ不飽和アルケンとのコポリマー；または、過半量のＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンと、より少量の置換されたＣ₂〜Ｃ₆モノ不飽和アルケンであってカルボン酸エステル基のような置換基を有するものとのコポリマーからなる群より選ばれる。最初のクラスの例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンとブテンのコポリマー（ＥＢ）またはプロピレンとブテンのコポリマー（ＰＢ）を含む。第二のクラスの例は、エチレンとオクテンとのコポリマー（ＥＯ）またはプロピレンとオクテンとのコポリマー（ＰＯ）を含む。第三のクラスの例は、エチレンまたはプロピレンのようなオレフィンと、酢酸ビニルのような置換オレフィンとのコポリマー（ＥＶＡまたはＰＶＡ）を含む。第三のクラスの他の例は、エチレンとｎ−ブチルアクリレートとのコポリマー、および、エチレンとエチルアクリレートとのコポリマーを含む。２種以上の異なる非イオン性熱可塑性ポリマーは本発明のブレンド中に使用できる。適切であると考えられる幾つかの特定の材料はExxon，Houston，TXからExact （商標）として市販されているエチレン／ブテンコポリマー；Mitsui Petrochem ical Industries，Tokyo，Japan からTafmer（商標）として市販されているエチレン／α−オレフィンコポリマー；Dow Chemical，Midland，Michigan からAtta ne（商標）またはInsite（商標）として市販されているエチレン／オクテンコポリマー；および、Du Pont，Wilmington，DE からElvax（商標）として市販されており、または、Quantum Chemical，New York，NYからUltrathene（商標）として市販されているエチレン／アセテートコポリマーを含む。非イオン性熱可塑性ポリマーのヤング率が約１４〜３５ＭＰａであり、または、より好ましくは約１４〜２８ＭＰａであるときに最も良好な結果が得られる。好ましい非イオン性の熱可塑性ポリマーは、約１０，０００〜５００，０００ダルトンの重量平均分子量を有し、より好ましくは約２０，０００〜４００，０００ダルトン、そして最も好ましくは３０，０００〜３００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。適切な非イオン性熱可塑性ポリマーは、ブレンドを押出すときに使用される温度において、ＡＳＴＭＤ１２３８−９０ｂにより試験したときに、好ましくは０．５〜１００ｇ／１０分、より好ましくは約１〜５０ｇ／１０分、最も好ましくは約３〜１０ｇ／１０分の流速を有する。本発明のチューブおよびシートは可撓性であり、靱性であり、耐摩耗性であり、そして耐熱性である。チューブは、また、同様のコストの代替品と比較したときに、曲げの際の顕著な耐屈曲性および既に屈曲された位置での耐再屈曲性を有する。塩素を含まない態様が記載される。これらの態様は、燃焼しまたはさもなければ分解したときに、塩化水素のような有害化学物質を大気中に放出しない。本発明のポリマーブレンド、チューブおよびチューブアセンブリーは、また、安全であり、そして医療用途における使用のために有効であり、そして好ましくは、その用途のために、医薬流体を汚染しうる、可塑剤または他の滲出可能な若しくはしみ出し可能な成分を含まない。特に、チューブの少なくとも流体接触表面はフタル酸エステルまたはクエン酸エステルまたは他の可塑剤、或いは、医薬流体中に滲出可能な添加剤を含まない。ポリマーブレンド、チューブおよびチューブアセンブリーは、また、好ましくは、溶剤、医薬品、薬剤およびそれらと接触する他の材料の吸収を避ける。この性質は、チューブおよび／またはチューブアセンブリーへと成形され、そして医療製品において使用されるときに特に望ましい。この用途では、チューブおよびチューブアセンブリーは、医薬、医薬キャリアまたは他の医薬液体の吸収を最小とするかまたは全く吸収を示さない。必要に応じて、チューブおよびチューブアセンブリーは、酸、溶剤、ＵＶ光およびγ滅菌に対して耐性である層をなし、そしてチューブおよびチューブアセンブリーを透明にし、不透明にし、または着色するであろう熱可塑性ポリマーを含むことができる。本発明によるチューブを製造するための好ましい方法は押出成形によるものである。最も好ましくは、成分は押出機に装填される前に完全に混合される（例えば、個々の材料のペレットがブレンドされ、その後、押出機に装填され、そこで、押出機により更に混合されそして押出される）。または、材料は、正しい比率で押出機中に個々に計量されて導入されてもよい。一度、チューブが適切な形状およびサイズに押し出されると、これらの長さのものを１以上のプラスティック流体輸送部品に結合することによりチューブアセンブリーが形成されることができる。同時係属出願で同一の出願人の欧州特許出願第 94.922482.8 号において議論されているような多層フィルムから形成された非ＰＶＣポンピングカセットは、これらのプラスティック流体輸送部品の中でも注目に値する。その中で議論されている通り、カセットは、適切な接着剤により非ＰＶＣチューブに結合されることができ、または、有利には、ポリマーバインダーと感受体(susceptor)粒子との混合物を装置に塗布し、装置の部品同士を接触させ、そしてこの組み合わせ物に電磁線を付すことによっても結合が行える。感受体粒子は電磁線を吸収し、そして熱を放出する。この熱はポリマーバインダー材料を加熱し、そしてこの熱は部品同士を熱溶接する。好ましい感受体結合技術に関する更なる情報は、同一出願人の欧州特許出願第92.301540.8 号および第92.9 18890.2 号に記載されている。チューブは、好ましくは約１〜１３ｍｍ、より好ましくは約２〜７ｍｍ、そして最も好ましくは約２〜５ｍｍの外径（Ｏ．Ｄ．）を有して製造される。適切なチューブの例は、医療用シリンジセットでの使用のためのチューブ（例えば、約２ｍｍのＯ．Ｄ．および約０．７〜０．８ｍｍの内径（Ｉ．Ｄ．）を有する）；関節鏡セットでの使用のためのチューブ（例えば、約９．５ｍｍのＯ．Ｄ．および０．６３ｍｍのＩ．Ｄ．または約８ｍｍのＯ．Ｄ．および４．８ｍｍのＩ．Ｄを有する）；心肺手術の際に使用されるチューブ（例えば、約４．８〜１２．７ｍｍのＯ．Ｄ．および約１．６〜８ｍｍのＩ．Ｄ．を有する）；流量制御装置との使用のためのミクロボアチューブ（例えば、約１．５ｍｍのＯ．Ｄ．および約０．１３〜０．３８ｍｍのＩ．Ｄ．を有する）および他の外科チューブを含む。注入ポンプとともに使用される医療用チューブでは、チューブは好ましくは約３〜６ｍｍの（Ｏ．Ｄ．）を有し、より好ましくは約３〜４．５ｍｍのＯ．Ｄ．を有して製造され、そして最も好ましくは、医療用チューブは約３．６または４．１ｍｍのＯ．Ｄ．を有して提供される。記載した材料から製造されたチューブの壁の管腔に対する相対寸法は、最終のチューブに対する耐屈曲性および耐再屈曲性に驚くほど実質的な影響を与えるものであることが判った。４．０６ｍｍのＯ．Ｄを有する本発明によるブレンドのチューブでは、チューブのＩ．Ｄ．は好ましくは３．０５ｍｍ未満であり、より好ましくは２．８５ｍｍ未満であり、そして最も好ましくは２．６５ｍｍ未満である。３．６ｍｍのＯ．Ｄ．を有する本発明によるブレンドのチューブでは、チューブのＩ．Ｄ．は好ましくは２．６ｍｍ未満であり、より好ましくは２．４ｍｍ未満であり、そして最も好ましくは２．２ｍｍ未満である。本発明のチューブおよびチューブアセンブリーに特定の追加の性質を付与するために、ポリマーブレンドは、従来の、好ましくは非滲出性の添加剤、例えば、帯電防止材料、顔料、染料、紫外線吸収剤、成核剤、クエンチ剤等を含むこともできる。例えば、光感受性医薬とともに使用されるＩＶカセットにおける応用のために、チューブおよびチューブアセンブリーの１層以上の層に紫外線吸収剤を添加することができる。本発明によるチューブおよびチューブアセンブリーは、医療製品および非医療製品の両方の幅広い範囲で使用できる。医療分野において、チューブおよびチューブアセンブリーは、塩素を含有するＰＶＣチューブを置き換えるのに適切であり、例えば、ＩＶ流体投与セット、注入セット、カセット、関節鏡流体制御装置、心血管装置および血液ガスモニター装置とともに使用される。耐屈曲性／耐再屈曲性試験法耐屈曲性／耐再屈曲性試験法は、チューブ試料が折り返されて半径が小さくなりすぎたときに、チューブ試料の管腔を通して流体の流れを実質的に抑制するか、または、止めてしまう、突然の屈曲破壊に対するチューブ試料の耐性を決定するために使用されるものである。一度、このような破壊（以下で屈曲（キンク）と呼ぶ）がポリマーチューブ試料に起こると、通常、歪んだ領域があり、それは、その後、同様の破損（以下で再屈曲（リキンク）と呼ぶ）を特に受けやすくなる。再屈曲は、当初の屈曲を起こすために必要なチューブ曲げ半径よりも大きなチューブ曲げ半径で起こることができる。特に、通常のＩＶ治療の間に、ＩＶチューブを１８０°ループを形成させ、そして患者の腕にループをテープ留めすることは通常に行われる。そのループまたは別の箇所でのＩＶラインの屈曲の可能性は、ＩＶ治療を行う上で認識されている複雑さを形成するものであり、そして、医療従事者により防止されなければならない。この方法は、可撓性チューブの性質を屈曲および再屈曲に対して耐えることができる能力に対して比較するために使用される。この試験は、１．２７ｍｍ〜６．３５ｍｍのＩ．Ｄ．を有するチューブのために適切である。この試験は、室温（約２３℃）で行われる。同様の方法は、同時係属米国特許出願第08/104,256号の「多層チューブ」において以前に議論されている。図３ａおよび３ｂを参照すると、チューブ試料の耐屈曲性および耐再屈曲性を測定するために使用される試験装置１１０（キンク-O-メータ）で試験が行われる。試験装置１１０は片側の縁に沿ってリップ１２２を有する下側プレート１２０を含む。２個のねじ込みボルト１３５は下側プレート１２０上に取り付けられている。片側の縁に沿ってリップ１３２を有する上側プレート１３０および２個のスロット１３４は埋め込みボルト１３５で下側プレート１２０と滑り可能な係合で取り付けられており、この埋め込みボルトは、リップ１２２および１３２が互いに平行に位置合わせされ、そして距離Ａで分離されているように２個のスロット１３４中にピッタリと入っている。１対のウイングナット１３６はねじ込みボルトに取り付けられており、下側プレート１２０と上側プレート１３０との間に便利な量の滑り耐性を提供している。上側プレート１３０の縁に対して読まれる目盛り１４０は下側プレート１２０上に与えられており、それにより結果を定量化する。目盛り１４０はプレートが分離されているセンチメートルでの距離に対応し、即ち、目盛りは図３ａおよび３ｂに示している距離Ａに対応する。キンク−Ｏ−メータで耐屈曲性および耐再屈曲性を決定するための手順は次の通りである。１．チューブ試料を少なくとも３０ｃｍ長さに切断する。２．上側プレートのリップと下側プレートのリップとの間の間隔（図３ａおよび３ｂにおいてＡとして示す）が完全に開く（約４ｃｍ）まで試験装置の上側プレートを移動させる。３．チューブ試料をＵ型形状に曲げ、そしてそれをリップ１２２および１３２の間に形成されるトラフに入れる。４．上側プレートをスライドさせ、トラフの幅を狭くし、それにより、チューブ試料が屈曲するまでチューブ試料の曲率半径を小さくする。スライドする速度はゆっくり且つ均一であるべきであり、その速度は、開いた位置から閉じた位置とするのに１０〜１５秒間を要するものであろう。５．目盛りを読み、上側プレートの底縁に沿って下側プレート上に現れた数を記録し、それを「屈曲ナンバー」として示す。６．チューブ試料を屈曲位置においてインクでマークする。７．トラフからチューブ試料を取り出し、そしてＵ型形状のチューブ試料の両側を押し、確実にチューブの屈曲を行う。８．チューブ試料を伸ばして、屈曲部を広げる。９．３０秒後に、屈曲領域がＵの底になるようにトラフ中にチューブ試料を戻す。１０．チューブ試料が再び屈曲するまで工程４を繰り返す。１１．上側プレートの底縁に沿って下側プレート上に現れた数を記録し、それを「再屈曲ナンバー」として示す。本発明のチューブは屈曲および再屈曲に対して驚くほど耐性であることが判った。上記の通りに試験したときに、約４．０６ｍｍのＯ．Ｄ．および約２．８ｍｍのＩ．Ｄ．を有する好ましい医療用チューブは、３．５ｃｍ未満、より好ましくは３．０ｃｍ未満、そして最も好ましくは２．８ｃｍ未満の分離距離までトラフの縁の間でＵ形状に曲げたときに、屈曲に対して耐性である。上記の通りに試験したときに、約４．０６ｍｍのＯ．Ｄ．および約２．８ｍｍのＩ．Ｄ．を有する好ましい医療用チューブは、３．５ｃｍ未満、より好ましくは３．０ｃｍ未満、そして最も好ましくは２．８ｃｍ未満の分離距離までトラフの縁の間でＵ型形状に曲げたときに、再屈曲に対して耐性である。例例１押出成形されるチューブの５回の試験をポリマーブレンドから行った。Exact 4024として市販されている非イオン性熱可塑性エチレン／ブテンコポリマー７０重量部；およびSurlyn 9320 として市販されている、ポリエチレン、アクリレートおよびメタクリル酸のイオノマーターポリマーであって亜鉛で中和されたもの３０重量部からブレンドを製造した。押出の１〜２か月で変化させた時間の後の寸法以外の物性を測定した。Welex Co.，Blue Bell，PAからModel 200 として市販されている２インチ押出機において押出を行った。押出条件を表１ａに説明する。得られた試料は表１ｂに説明する特性を有した。引張および伸び測定は、Inst ron Corp.，Canton，MA からModel 2122として市販されている引張試験装置を使用して、各試料で行った。試験のゲージ長さは最初に５．０８ｃｍに設定し、延伸速度は５１ｃｍ／分であった。各チューブ試料について、３回の同一試験を行い、下記の表においてデータを平均した。表１ｂのヤング率は０％歪みで現れる応力／歪み曲線の最大の傾きの値を計算したものである。靱性は応力／歪み曲線の積分面積の計算値である。例２例１の試験と同様に更に６回の試験を行ったが、次の詳細によるものであった。Exact 4028で市販されている非イオン性熱可塑性エチレン／ブテンコポリマー７０重量部；およびSurlyn 9320 として市販されている、ポリエチレン、アクリレートおよびメタクリレートのイオノマーターポリマーであって亜鉛で中和したもの３０重量部からブレンドを製造した。押出機のプロセス条件は表２ａに示す。選んだ寸法および得られた試料の物性を表２ｂに示す。例３例１の試験と同様に更に６回の試験を行ったが、次の詳細によるものであった。Exact 4024として市販されている非イオン性熱可塑性エチレン／ブテンコポリマー７５重量部およびSurlyn 8255 として市販されている、ポリエチレンおよびメタクリル酸のイオノマーコポリマーであって金属イオンで中和したもの２５重量部からブレンドを製造した。押出機のプロセス条件は表３ａに示す。選んだ寸法および得られた試料の物性を表３ｂに示す。例４例１の試験と同様に更に５回の試験を行ったが、次の詳細によるものであった。Exact 4024として市販されている非イオン性熱可塑性エチレン／ブテンコポリマー７０重量部；およびIotek 7520として市販されているエチレン／アクリレート／アクリル酸のコポリマーであって亜鉛で中和したもの３０重量部からブレンドを製造した。押出機のプロセス条件は表４ａに示す通りである。選んだ寸法および得られた試料の物性を表４ｂに示す。例５例１の試験と同様に更に１回の試験を行ったが、次の詳細によるものであった。Exact 4041として市販されている非イオン性熱可塑性エチレン／ブテンコポリマー７０重量部；およびSurlyn 8320 として市販されている、ポリエチレン、アクリレートおよびメタクリル酸のイオノマーコポリマーであって金属イオンで中和したもの３０重量部からブレンドを製造した。押出機のプロセス条件は表５ａに示す通りである。選んだ寸法および得られた試料の物性を表５ｂに示す。例６比較例上記の例の特定の材料を同一の押出機でブレンドしていない状態で押出成形し、比較を行った。試験で測定した物性を表６ａに要約する。これらの比較試験において製造したチューブ試料の各々はブレンド材料よりも適切でない幾つかの物性を有した。Exact 樹脂から製造したチューブは低い再屈曲特性を有し、汚れを容易に吸い取る粘着表面を有し、高い常温硬化記憶(cold set memory)を有し、そしてチューブアセンブリーを製造するために使用されるタイプの接着剤と良好に結合しなかった。Surlyn 8255 材料から製造したチューブは手の中で硬く、そして低い再屈曲特性を有した。Surlyn 8320および9320樹脂から製造したチューブは許容できる機械特性および屈曲特性を有するが、Surl yn樹脂は熱安定性が低く、そして使い捨て医療用アセンブリーのためには純粋形態で使用するには高価すぎる。 Surlyn 樹脂の低い軟化温度は医療用チューブとしての使用には望ましくない。特定の材料の熱安定性は５０ｍＮの侵入プローブを備えた熱機械分析器を用い、そして１０℃／分の速度で０〜１００℃の温度上昇で運転して測定した。Surl yn 8320 樹脂は、約４２℃の軟化点（即ち、材料が軟化しはじめ、そして５０ｍＮのプローブが試料に侵入しはじめる温度）を有する。対照的に、２５部のSurl yn 8320 と７５重量部のExact 4024樹脂のブレンドは約６５℃の軟化点を示す。本発明の変更は本発明の範囲を逸脱することなく当業者に明らかであり、そして本発明はここに示した例示の態様に制限されないと理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月４日【補正内容】請求の範囲１．少なくとも１個の管腔を有するポリマー材料を含むチューブであって、ここで、前記ポリマー材料は、約２０〜４０重量％の量で含まれる熱可塑性イオノマーおよび約６０〜８０重量％の量で含まれる非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドを含み、前記チューブが約１４ＭＰａ〜３５ＭＰａのヤング率を有する、チューブ。２．ａ）熱可塑性イオノマーを用意すること、ｂ）非イオン性熱可塑性ポリマーを用意すること、ｃ）約２０〜４０重量％の量で含まれる前記熱可塑性イオノマーおよび約６０〜８０重量％の量で含まれる前記非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドを押出成形し、約１４ＭＰａ〜３５ＭＰａのヤング率を有するチューブを形成すること、の工程を含む、チューブを製造するための方法。３．前記チューブが約１７〜２８ＭＰａのヤング率を有する、請求項１または２記載のチューブまたは方法。４．前記チューブが約３ｍｍ〜４．５ｍｍの外径を有する、請求項１〜３のいずれか１項記載のチューブまたは方法。５．前記熱可塑性イオノマーは有機主鎖を含み、そして、カルボン酸基およびスルホン酸基からなる群より選ばれた、ペンダントの酸基を有する、請求項１〜４のいずれか１項記載のチューブまたは方法。６．前記非イオン性熱可塑性ポリマーがオレフィンモノマーのポリマー、および、オレフィンモノマーと置換されたオレフィンモノマーとのコポリマーからなる群より選ばれたものである、請求項１〜５のいずれか１項記載のチューブまたは方法。７．前記非イオン性熱可塑性ポリマーがＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンのポリマー；過半量のＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンと、より少量の置換されたＣ₄〜Ｃ₁₄ モノ不飽和アルケンとのコポリマー；および、過半量のＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンと、より少量の、カルボン酸エステル基の置換基を有する置換されたＣ₂〜Ｃ₆モノ不飽和アルケンとのコポリマーからなる群より選ばれたものである、請求項１〜６のいずれか１項記載のチューブまたは方法。８．前記チューブは、チューブの内側表面と接触して、水性流体または有機性流体中に滲出することができる医療上有害な物質を本質的に含まない、請求項１〜７のいずれか１項記載のチューブまたは方法。９．前記チューブが塩素を本質的に含まない、請求項１〜１０のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１０．前記ポリマー材料は、４．０６ｍｍの外径および２．８ｍｍの内径を有するチューブへと成形されたときに、３．０ｃｍの分離距離を有するトラフの縁の間でＵ型形状に曲げられたときに、屈曲に対して耐性である、請求項１〜９のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１１．前記ポリマー材料は、４．０６ｍｍの外径および２．８ｍｍの内径を有するチューブへと成形されたときに、３．３ｃｍの分離距離を有するトラフの縁の間でＵ型形状に曲げられたときに、再屈曲に対して耐性である、請求項１〜１０のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１２．前記ポリマー材料は少なくとも６００％の伸び率を有する、請求項１〜１１のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１３．前記ポリマー材料は少なくとも１４ＭＰａの引張強さを有する、請求項１〜１２のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１４．少なくとも１個のプラスティック流体輸送部品と結合された、請求項１〜１３のいずれか１項記載のチューブを含む、チューブアセンブリー。１５．前記プラスティック流体輸送部品がポンピングカセットである、請求項１４記載のチューブアセンブリー。１６．前記カセットが、流体を伝播するために適切な内部通路を有するように成形した、複数の積層したプラスティックシートから一般に成形された装置を含む、請求項１５記載のチューブアセンブリー。１７．前記プラスティック流体輸送部品は熱可塑性イオノマーおよび非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドから形成されたものである、請求項１４記載のチューブアセンブリー。１８．少なくとも１個の管腔を有する、一定長さの単一層のポリマー材料を含むチューブであって、前記ポリマー材料は、約１４〜５６ＭＰａの引張弾性率を有する熱可塑性イオノマー、ここで、前記イオノマーは約５〜９０重量％の量で含まれる、および、約１４〜３５ＭＰａのヤング率を有する非イオン性熱可塑性ポリマー、ここで、前記非イオン性熱可塑性ポリマーは約１０〜９５重量％の量で含まれる、のブレンドを含む、チューブ。１９．少なくとも１個の管腔を有するポリマー材料を含むチューブであって、前記ポリマー材料は、エチレンおよびアクリル酸の金属カチオンにより中和した塩のコポリマー、および、エチレンおよびメタクリル酸の金属カチオンにより中和した塩のコポリマーからなる群より選ばれ、そして、約２０〜４０重量％の量で含まれた、熱可塑性イオノマー、および、オレフィンモノマーのポリマー、および、オレフィンモノマーと置換されたオレフィンモノマーとのコポリマーからなる群より選ばれ、そして、約６０〜８０重量％の量で含まれた、非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドを含み、前記チューブは約１４〜３５ＭＰａのヤング率を有する、チューブ。２０．前記チューブが約３．５〜３．７ｍｍの外径および２．６ｍｍ未満の内径を有する、請求項１９記載のチューブ。２１．前記チューブが約３．９〜４．１ｍｍの外径および３．１ｍｍの内径を有する、請求項２１記載のチューブ。

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Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも１個の管腔を有するポリマー材料を含むチューブであって、ここで、前記ポリマー材料は熱可塑性イオノマーおよび非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドを含み、前記チューブが約１４ＭＰａ〜３５ＭＰａのヤング率を有する、チューブ。２．ａ）熱可塑性イオノマーを用意すること、ｂ）非イオン性熱可塑性ポリマーを用意すること、およびｃ）前記熱可塑性イオノマーおよび前記非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドを押出成形し、約１４ＭＰａ〜３５ＭＰａのヤング率を有するチューブを形成すること、の工程を含む、チューブを製造するための方法。３．前記熱可塑性イオノマーが約５〜９０重量％の量で含まれ、前記非イオン性熱可塑性ポリマーが約１０〜９５重量％の量で含まれ、そして前記チューブが約１７〜２８ＭＰａのヤング率を有する、請求項１または２記載のチューブまたは方法。４．前記熱可塑性イオノマーが約１０〜５０重量％の量で含まれ、そして前記非イオン性熱可塑性ポリマーが約５０〜９０重量％の量で含まれる、請求項１〜３のいずれか１項記載のチューブまたは方法。５．前記熱可塑性イオノマーが約２０〜４０重量％の量で含まれ、前記非イオン性熱可塑性ポリマーが約６０〜８０重量％の量で含まれる、請求項１〜４のいずれか１項記載のチューブまたは方法。６．前記チューブが約３ｍｍ〜４．５ｍｍの外径を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載のチューブまたは方法。７．前記熱可塑性イオノマーは有機主鎖を含み、そして、カルボン酸基およびスルホン酸基からなる群より選ばれた、ペンダントの酸基を有する、請求項１〜６のいずれか１項記載のチューブまたは方法。８．前記非イオン性熱可塑性ポリマーがオレフィンモノマーのポリマー、および、オレフィンモノマーと置換されたオレフィンモノマーとのコポリマーからなる群より選ばれたものである、請求項１〜７のいずれか１項記載のチューブまたは方法。９．前記非イオン性熱可塑性ポリマーがＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンのポリマー；過半量のＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンと、より少量の置換されたＣ₄〜Ｃ₁₄ モノ不飽和アルケンとのコポリマー；過半量のＣ₂〜Ｃ₄モノ不飽和アルケンと、より少量の、カルボン酸エステル基の置換基を有する置換されたＣ₂〜Ｃ₆モノ不飽和アルケンとのコポリマーからなる群より選ばれたものである、請求項１〜８のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１０．前記チューブは、チューブの内側表面と接触して、水性流体または有機性流体中に滲出することができる医療上有害な物質を本質的に含まない、請求項１〜９のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１１．前記チューブが塩素を本質的に含まない、請求項１〜１０のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１２．前記ポリマー材料は、４．０６ｍｍの外径および２．８ｍｍの内径を有するチューブへと成形されたときに、３．０ｃｍの分離距離を有するトラフの縁の間でＵ型形状に曲げられたときに、屈曲に対して耐性である、請求項１〜１１のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１３．前記ポリマー材料は、４．０６ｍｍの外径および２．８ｍｍの内径を有するチューブへと成形されたときに、３．３ｃｍの分離距離を有するトラフの縁の間でＵ型形状に曲げたときに、再屈曲に対して耐性である、請求項１〜１２のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１４．前記ポリマー材料は少なくとも６００％の伸び率を有する、請求項１〜１３のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１５．前記ポリマー材料は少なくとも１４ＭＰａの引張強さを有する、請求項１〜１４のいずれか１項記載のチューブまたは方法。１６．少なくとも１個のプラスティック流体輸送部品と結合された、請求項１〜１５のいずれか１項記載のチューブを含む、チューブアセンブリー。１７．前記プラスティック流体輸送部品がポンピングカセットである、請求項１６記載のチューブアセンブリー。１８．前記カセットが、流体を伝播するために適切な内部通路を有するように成形した、複数の積層したプラスティックシートから一般に成形された装置を含む、請求項１７記載のチューブアセンブリー。１９．前記プラスティック流体輸送部品は熱可塑性イオノマーおよび非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドから形成されたものである、請求項１６記載のチューブアセンブリー。２０．少なくとも１個の管腔を有する、一定長さの単一層のポリマー材料を含むチューブであって、前記ポリマー材料は、約１４〜５６ＭＰａの引張弾性率を有する熱可塑性イオノマー、ここで、前記イオノマーは約５〜９０重量％の量で含まれる、および、約１４〜３５ＭＰａのヤング率を有する非イオン性熱可塑性ポリマー、ここで、前記非イオン性熱可塑性ポリマーは約１０〜９５重量％の量で含まれる、のブレンドを含む、チューブ。２１．少なくとも１個の管腔を有するポリマー材料を含むチューブであって、前記ポリマー材料は、エチレンおよびアクリル酸の金属カチオンにより中和した塩のコポリマー、および、エチレンおよびメタクリル酸の金属カチオンにより中和した塩のコポリマーからなる群より選ばれ、そして、約５〜９０重量％の量で含まれた、熱可塑性イオノマー、および、オレフィンモノマーのポリマー、および、オレフィンモノマーと置換されたオレフィンモノマーとのコポリマーからなる群より選ばれ、そして、約１０〜９５重量％の量で含まれた、非イオン性熱可塑性ポリマーのブレンドを含み、前記チューブは約１４〜３５ＭＰａのヤング率を有する、チューブ。２２．前記熱可塑性イオノマーが約２０〜４０重量％の量で含まれ、前記非イオン性熱可塑性ポリマーが約６０〜８０重量％の量で含まれ、そして、前記チューブが約３．５〜３．７ｍｍの外径および２．６ｍｍ未満の内径を有する、請求項２１記載のチューブ。２３．前記熱可塑性イオノマーが約２０〜４０重量％の量で含まれ、前記非イオン性熱可塑性ポリマーが約６０〜８０重量％の量で含まれ、そして、前記チューブが約３．９〜４．１ｍｍの外径および３．１ｍｍの内径を有する、請求項２１記載のチューブ。