NO314020B1

NO314020B1 - Medisinsk pumpeslange og fremgangsmåte for fremstilling av slik

Info

Publication number: NO314020B1
Application number: NO19995872A
Authority: NO
Inventors: Lecon Woo; Michael T K Ling; Chuan Qin; Birendra K Lal; Yuan-Pang Samuel Ding; Donna L Rostron; Susan R Mizener; Patrick T Ryan
Original assignee: Baxter Int
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2003-01-20
Also published as: EP0999860B1; KR20010013193A; CA2291715A1; NO995872L; AR023313A1; NZ501111A; NO995872D0; US6187400B1; DE69914285D1; WO1999061083A1; JP2002509476A; AU762066B2; DE69914285T2; ES2214032T3; EP0999860A1; AU4200099A; DK0999860T3; BR9904913A; CO5070683A1; CN1262628A

Description

Teknisk bakgrunn

Denne oppfinnelse angår medisinske slanger og en fremgangsmåte for å fremstille medisinske pumpeslanger ved å bestråle slangen og eventuelt ved også å orientere slangen.

Bakgrunn for oppfinnelsen

På det medisinske området hvor aktive stoffer samles opp, bearbeides og lagres i beholdere, transporteres og til slutt avleveres til pasientene ved infusjon, har det i det siste vært en trend mot å utvikle materialer beregnet for fremstilling av slike beholdere og slanger, hvor materialet ikke har ulempene hos de materialer som anvendes nå, slik som polyvinylklorid. Disse nye materialer for slanger må ha en unik kombinasjon av egenskaper, slik at slangene kan anvendes i sett for væskeadministrasjon og ved bruk av medisinske infusjonspumper. Blant disse egenskaper er at materialene må være optisk klare, miljømessig forsvarlige, ha tilstrekkelig flytstyrke, elastisitet og fleksibilitet, ha minst mulig mengde lavmolekylære additiver eller andre ekstraherbare stoffer, og de må være kompatible med medisinske løsninger.

Det er ønskelig at medisinske slanger er optisk transparente slik at det er mulig med visuell inspeksjon av væskene i slangen. Det er også ønskelig at slangene er gjennomsiktige og ultralydtransparente for å øke anvendeligheten av slangene sammen med medisinske infusjonspumper. Medisinske infusjonspumper er utstyrt med ultra-lydsensorer for å detektere unormale betingelser i slangen, så som luftbobler.

Det er også et krav at slangene er miljøvennlige, siden en stor del av de medisinske slanger deponeres i landfyllinger eller forbrennes. For slanger anbrakt i landfyllinger er det ønskelig at slangen er fremstilt ved bruk av så lite materiale som mulig. Ytterligere fordeler oppnås ved å anvende et materiale som er termoplastisk resirkulerbart slik at skrap som oppstår under tilvirkningen, kan blandes med nytt materiale eller bearbeides til andre nyttige gjenstander.

For slanger som tilintetgjøres ved forbrenning, er det nødvendig å anvende et materiale som danner så lite som mulig, eller ikke noe, av biprodukter som uorganiske syrer som kan være miljømessig skadelige, irriterende eller korrosive. For eksempel kan PVC danne uheldige mengder hydrogenklorid (eller saltsyre i kontakt med vann) ved forbrenning.

For å være forenlige med medisinske løsninger er det ønskelig at slangematerialet har et minst mulig innhold av, eller er fritt for, lavmolekylære additiver som mykgjørere, stabilisatorer og lignende. Disse komponenter kan bli ekstrahert av de terapeutiske løsninger som kommer i kontakt med materialet. Additivene kan reagere med de terapeutiske midler eller på annen måte gjøre løsningen ineffektiv. Dette er særlig problematisk i bioteknologiske medikamentformuleringer hvor konsentrasjonen av medikamentet måles i deler pr. million (ppm), snarere enn i vektprosent eller volum-prosent. Selv ørsmå tap av det bioteknologiske medikament kan gjøre formuleringen ubrukbar. Fordi bioteknologiske formuleringer kan koste mange tusen kroner pr. dose, er det ytterst viktig at slangematerialet er inert.

Polyvinylklorid ("PVC") har vært omfattende brukt ved tilvirkning av medisinske slanger fordi det oppfyller de fleste av disse krav. PVC-slanger er optisk klare og tillater visuell inspeksjon av væsken som strømmer gjennom slangen. PVC-slanger har vist seg å fungere godt i pumpesett for administrasjon. Medisinske slanger av PVC har også ønskelige spennings-tøynings-karakteristika, slik at materialet kan strekkes i en viss grad langs slangens lengdeakse uten at dette medfører noen signifikant permanent reduksjon i slangens diameter. Med andre ord motstår PVC-slangen innsnevring. Medisinske slanger av PVC har også gunstige overflateegenskaper som gjør det mulig å regulere strømningshastigheten av væsken gjennom slangen ved anvendelse av glideklemmer som virker ved at slangeveggene klemmes sammen for å stoppe eller redusere væskestrømmen gjennom slangen. Glideklemmer kan anvendes uten at slangen blir stripet opp eller skåret i stykker.

Siden PVC i utgangspunktet er en stiv polymer, må det tilsettes lavmolekylære komponenter kjent som mykgjørere for å gjøre PVC fleksibel. Som angitt over, kan i noen tilfeller væsken som passerer gjennom slangen, ekstrahere ut disse mykgjørere fra slangen. Av denne årsak, og fordi det er vanskeligheter forbundet med å forbrenne eller resirkulere PVC, så er det ønskelig å erstatte medisinske slanger av PVC.

Det er blitt utviklet polyolefiner og polyolefinlegeringer som oppfyller mange av de krav medisinske beholdere og slanger stiller, uten å ha ulempene forbundet med PVC. Polyolefiner er typisk kompatible med medisinske anvendelser fordi de inneholder minimalt med stoffer som kan ekstraheres av væskene. De fleste polyolefiner er miljømessig gunstige ettersom de ikke danner farlige nedbrytningsprodukter ved forbrenning, og i de fleste tilfeller kan de resirkuleres termoplastisk. Mange polyolefiner er kostnadseffektive materialer som utgjør et økonomisk alternativ til PVC. Imidlertid er det mange hindere som må overvinnes for at et polyolefin skal erstatte alle de gunstige attributter hos PVC.

For eksempel er det støtt på problemer ved anvendelse av visse polyolefiner ved tilvirkning av medisinske slanger. Slike slanger er funnet å ha dårlige overflateegenskaper slik at de lett er utsatt for å bli skåret i stykker, oppskrapet eller oppstripet når de klemmes sammen ved anvendelse av en glideklemme. Visse polyolefinslanger gir også problemer når de anvendes i administrasjonssett med trykkpumpe hvor pumpen regulerer væskens strømningshastighet gjennom slangen ved gjentatt sammenklemming av slangeveggene for å avgi en presis mengde væske over en gitt tidsperiode.

Pumper som anvendes for infusjon av aktive stoffer hos pasienter, har typisk forskjellige sensorer for å detektere slike betingelser som mottrykket i væsken i slangen og luftbobler i væskestrømmen. Sensorene deaktiverer pumpen når det detekteres et uakseptabelt mottrykk eller luftbobler. Sensorene har vanligvis en sensorkropp, og et segment av slangen i administrasjonssettet holdes på plass i denne. Det er funnet at polyoleifnslangen har en tendens til å bli deformert når de er anbrakt i sensorkroppen som følge av at sensorhuset presser mot slangeveggen. Denne deformasjon leder i noen tilfeller til at detektorene indikerer en unormal tilstand og ukorrekt deaktiverer infusjons-pumpen.

Videre er det funnet at visse polyolefinslanger har lav flytstyrke. Fordi det er en direkte sammenheng mellom flytstyrken og elastisitetsmodul, så er det svært vanskelig å øke flytstyrken uten samtidig å øke materialets elastisitetsmodul. Hos polyolefinmaterialer er elastisitetsmodulen først og fremst avhengig av krystalliniteten. I PVC-materialer er elastisitetsmodulen først og fremst avhengig av mengde tilsatt mykgjører. Når polyole-finmaterialet velges slik at elastisitetsmodulen skal være den samme som for mykgjort PVC, vil polyolefinmaterialets flytstyrke bli vesentlig redusert, og dette resulterer i at slangen vil ha en for lav flytstyrke til å motstå mulig ytre strekkrefter som kan resultere i innsnevring av slangen. Under den annen side, når flytstyrken er som for PVC, vil den resulterende elastisitetsmodul bli for høy til at slangene kan brukes sammen med pumper.

Polyolefinslanger som har lav flytstyrke, er lett utsatt for et fenomen som betegnes innsnevring. Innsnevring er en lokal reduksjon i slangens diameter og dette forekommer ved strekking av slangen under moderat tøyning av slangen i lengderetningen. Innsnevring kan medføre en reduksjon i væskestrømmen gjennom slangen og således gjøre slangen ubrukelig.

Søkerne har funnet at det er mulig å øke slangens motstand mot innsnevring ved å preorientere slangen i dens lengderetning. Orienteringsprosessen kan imidlertid lede til dimensjonsustabilitet. Orienterte polyolefinslanger er særlig utsatt for et fenomen kjent som termisk tilbakegang, som noen ganger betegnes "elastisk minne". Termisk tilbakegang er et komplisert fenomen som forekommer når orienterte slanger oppvarmes til over den temperatur som ble nådd under orienteringsprosessen. Når det skjer vil slangen miste orienteringen, hvilket medfører at slangen krymper og får dimensjons-forandringer.

I tillegg har søkeme funnet at de fleste medisinske slanger vil få en viss permanent deformasjon når de i lang tid (24 timer) utsettes for gjentagende, syklisk spenning påført av pumpemekanismene, så som Baxters pumper "FLO-GARD 6000 Series". Over slik lang tids bruk vil deformasjonen medføre at avleveringshastigheten for væske vil avvike fra den opprinnelige hastighet. Dette er særlig tilfelle for polyolefinslanger med lav krystallinitet.

Det har også vist seg at polyolefinslanger har dårlig termisk stabilitet under lagring, transport og sluttanvendelser. Polyolefinslangenes dårlige termiske stabilitet kan lede til forandringer i ønskede dimensjoner og form. Disse forandringer i dimensjon og form kan eventuelt ha en uheldig innvirkning på nøyaktigheten i avlevert væskevolum. Det kan også forekomme forandringer i form som gjør slangene ubrukelige, eller vanskelig å bruke, sammen med pumper. Et slikt problem forekommer når slanger, som ofte lagres og transporteres i oppkveilet tilstand, blir hard i oppkveilet tilstand. En slik oppkveilet slange er vanskelig å bruke fordi den har en tendens til å returnere til en oppkveilet form.

Én fremgangsmåte for å forbedre den termiske stabilitet hos PVC-frie polyolefinmaterialer, er behandlet i US-patentskrift nr. 4 465 487. Patentet angår en beholder for medisinsk bruk fremstilt av et polyolefinmateriale. Nærmere bestemt angår patentet en medisinsk beholder fremstilt av en etylenvinylacetat(EVA)kopolyrner som inneholdt 10-35 vekt% vinylacetat tverrbundet ved å anvende en elektronstråle på 50 til 200 kGys for å oppnå en EVA-kopolymer som hadde et gelinnhold på 50 % eller mer (spalte 3, linjer 40-46). Materialet var tverrbundet slik at beholderen kunne motstå de temperaturer som nås under dampsterilisering. Imidlertid vil det resulterende gelinnhold i materialet forårsaket av en høy strålingsdose, gjøre materialet tverrbundet av natur og således vil materialet i beholderen ifølge patentskriftet ikke være resirkulerbart med konvensjonelle tiltak.

Andre har tilveiebrakt PVC-frie flerlagsslanger. For eksempel beskrives i US-patentskrift nr. 5 562 127 et klorfritt flerlags slangemateriale med et innvendig termoplastisk lag som har en Youngs modul fra 2 til 60 MPa og et utvendig lag med en Youngs modul som er opp til syv ganger større enn for det innvendige lag (spalte 2, linje 33 - spalte 3, linje 8). Det rapporteres at det utvendige lag gir seighet og slitasjebestandighet (spalte 2, linjer 62-64). Uten spesielle prosessbetingelser er det imidlertid sannsynlig at slangen vil være for stiv til å være anvendelig sammen med medisinske infusjonspumper, så som Baxters FLO-GARD.

Det eksisterer derfor et behov for medisinske slanger fremstilt av et polyolefinmateriale som er termoplastisk og som har de ønskelige egenskaper hos PVC-materialer, uten at mykgjørere kan løses ut.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en medisinsk slange for anvendelse sammen med en pumpe for administrering av utmålte mengder av en medisinsk væske over tid til en pasient, kjennetegnet at den omfatter: en slangevegg som har et første lag valgt blant etylenhomopolymerer og etylenkopolymerer, hvor etylenkopolymerene er etylen kopolymerisert med en monomer valgt blant lavere alkylolefiner som har fra 3 til 10 karbonatomer, lavere alkylestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alkyl har fra 3-10 karbonatomer, og lavere alkenestere av en karboksylsyre hvor det lavere alken har fra 3 til 10 karbonatomer, og slangeveggen har en smelteindeks som er mindre enn 5,0 g/10 min,

hvilken slange er blitt eksponert for en steriliserende dose med stråling på fra 15 til 45 kGys.

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes også en medisinsk slange omfattende

en slangevegg som har et første lag valgt blant etylenhomopolymerer og etylenkopolymerer, hvor kopolymerene av etylen er en etylenmonomer kopolymerisert med minst én monomer valgt blant lavere alkylolefiner som har fra 3 til 18 karbonatomer, lavere alkylestere av en karboksylsyre hvor det lavere alkyl har fra 3 til 18 karbonatomer, og lavere alkenestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alken har fra 3 til 18 karbonatomer, og slangen er blitt eksponert for en steriliserende dose med stråling på fra 15 kGys til 45 kGys, og

hvilken slange er formet ved en ekstruderingsprosess med en ekstruder, slangen er avkjølt til fast tilstand for å definere en første diameter og deretter er slangen strukket i slangens lengderetning for å definere en orientert diameter som er mindre enn den første diameter.

I en foretrukket utførelsesform har slangen et utvendig lag av etylenvinylacetat og et innvendig lag av homopolymerer eller kopolymerer av alfa-olefiner. Fortrinnsvis har EVA lavere elastisitetsmodul enn materialet i det innvendige lag.

Flerlagsslangen kan også ha mer enn to lag, så som tre lag. Flerlagsslangene vil ha et utvendig lag, et kjernelag og et innvendig lag. I en foretrukket utførelsesform er det utvendige lag mykere eller har lavere elastisitetsmodul, enn det innvendige lag.

Den foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte for fremstilling av en slange for anvendelse sammen med en pumpe for administrering av utmålte mengder av en medisinsk væske over tid til en pasient. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den omfatter trinnene: å tilveiebringe et polymermateriale valgt blant etylenhomopolymerer og etylenkopolymerer, hvor kopolymerene av etylen er en etylenmonomer kopolymerisert med en monomer valgt blant lavere alkylolefiner som har fra 3 til 18 karbonatomer, lavere alkylestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alkyl har fra 3 til 18 karbonatomer, og lavere alkenestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alken har fra 3-18 karbonatomer, og polymermaterialet har en smelteindeks som er mindre enn 5,0 g/10 min,

å ekstrudere polymermaterialet ved hjelp av en ekstruder til en slange som har et første lag, og

å eksponere slangen til en steriliserende strålingsdose på fra 15 til 45 kGys.

Med den foreliggende fremgangsmåte forbedres egenskapene hos slanger som anvendes sammen med en pumpe, ved å eksponere slangen for steriliseirngsnivåer av stråling for å forbedre slangens elastisitet og seighet. Polymermaterialet som anvendes til å fremstille slangen, blir gitt en lavnivådose med stråling fra enten en kilde for elektronstråler eller kobolt-60-gamma under steriliseringsprosessen. Strålingsdosen er mindre enn 50 kGys, fortrinnsvis i størrelsesorden fra 15 kGys til 45 kGys. Slike lav-nivådoser med stråling gjør at man får et lavt gelinnhold. Således blir slangens elastisitet og seighet forbedret, samtidig som slangen forblir termoplastisk og kan bli resirkulert eller bli bearbeidet på nytt.

Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter et eventuelt ytterligere trinn med orientering av slangen i lengderetningen. Slangen kan orienteres i lengderetningen for å redusere slangens diameter til å definere en orientert diameter, og så varmebehandle den orienterte slange for å varmherde slangen slik at denne blir dimensjonsstabil. Fortrinnsvis er utgangsdiameteren 10-300 % større enn den orienterte diameter. Fortrinnsvis kan trinnet med orientering av slangen utføres ved en våt- eller tørrprosess. Hver orienteringsprosess har som felles trinn å strekke slangen mellom en første trekkeinnretning og i en avstand fra denne en andre trekkeinnretning ved å regulere de relative hastigheter på den første trekkeinnretning og den andre trekkeinnretning, slik at trekkhastigheten for den andre trekkeinnretning er større enn for den første trekkeinnretning, for således å orientere slangen mellom disse. Ved våtorienteringsprosessen blir slangen ført gjennom et vannbad under orienteringstrinnet, mens den ved tørrpro-sessen ikke blir det.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse varmherdes slangen for å overvinne det elastiske minnet diskutert over. Varmherdingsprosessen innbefatter det trinn å eksponere slangen for en temperatur som er høyere enn den temperatur slangen normalt vil bli eksponert for under transport, lagring og bruk, men under den temperatur hvor slangen vil være fullstendig smeltet. Ved å eksponere slangen for temperaturer over brukstemperaturen, vil mindre ordnede, laveresmeltende krystaller, smelte og etterlate høyeresmeltende krystaller som vil være termisk stabile over området for brukstemperaturen. Deler av de sterkt orienterte makromolekylkjeder vil også bli relaksert ved varm-herdingstemperaturene og resultere i en slange med god termisk stabilitet.

Varmherdingstrinnet innbefatter de trinn å varme opp slangen etter orienteringstrinnet i et oppvarmet vannbad. Fortrinnsvis blir slangen ikke orientert under opp-varmingstrinnet, men den holdes under tilstrekkelig strekk til å hindre at slangen siger. Det er også mulig å holde slangen med litt slakk slik at slangen kan sige svakt. Det er også foretrukket at slangen er understøttet av en struktur for å hindre eller minimere ytterligere orientering av slangen.

I tillegg er det ønskelig å posisjonere flere valser med mellomrom i varmebadet. Slangen tres rundt valsene således at det defineres et serpentinmønster og således at slangen gjør mange passeringer i lengderetningen gjennom varmebadet. Det kan være ønskelig å motorisere valsene.

Kort beskrivelse av tegninger

Figur 1 viser et forstørret tverrsnitt av en medisinsk monolagslange ifølge oppfinnelsen. Figur 2 viser et forstørret tverrsnitt av en flerlagsslange ifølge oppfinnelsen. Figur 2a viser et forstørret tverrsnitt av en flerlagsslange ifølge oppfinnelsen. Figur 3 viser skjematisk en fremgangsmåte for forming, orientering og varmherding av medisinske slanger. Figur 3a er et plansnitt av et serpentinmønster som slangen kan følge gjennom et varme- eller kjølebad i prosessen vist på figur 3. Figur 3b viser skjematisk en fremgangsmåte for forming, tørrorientering og varmherding av medisinske slanger. Figur 4 viser skjematisk en fremgangsmåte for å pumpe væske gjennom en polymerslange. Figur 5 er et tverrsnitt av en polymerslange under et pumpeslag oppover ved pumping. Figur 5a er et tverrsnitt av en polymerslange under et pumpeslag nedover ved pumping. Figur 5b er et tverrsnitt av en polymerslange før flere sammentrykninger med en pumpe. Figur 5c er et tverrsnitt av en polymerslange etter flere sammentrykninger med en pumpe. Figur 6 er en grafisk gjengivelse av sammenhengen mellom pumpenøyaktig-het og strålingsdosen med kobolt-60-y. Figur 7a er en grafisk gjengivelse av sammenhengen mellom pumpenøyaktighet og strålingsdosen med elektronstråler. Figur 7b er en grafisk gjengivelse av sammenhengen mellom pumpenøy-aktighet og dose med y-stråling. Figur 8a er en grafisk gjengivelse som viser hvordan elastisitetsmodulen og flytstyrken varierer med varierende strålingsdoser med elektronstråler. Figur 8b er en grafisk gjengivelse som viser hvordan elastisitetsmodulen og flytstyrken varierer med varierende doser med y-stråling.

Nærmere beskrivelse

I. Strålingsmodifisert. medisinsk polymerslange

På figur 1 vises slangestrukturen 10 med slangevegg 11. Fortrinnsvis er slangeveggen fremstilt av et polymermateriale av etylen kopolymerisert med komono-merer valgt blant lavere alkylolefiner og lavere alkyl- og lavere alkensubstituerte karboksylsyrer, samt ester- og anhydridderivater derav. Fortrinnsvis har karboksylsyrene 3- 10 karbonatomer. Slike karboksylsyrer innbefatter derfor eddiksyre, akrylsyre og smør-syre. Begrepet "lavere alken" og "lavere alkyl" er ment å innbefatte en karbonkjede som har 3-18 karbonatomer, mer foretrukket 3-10, og mest foretrukket 3-8 karbonatomer. Fortrinnsvis er slangen av etylen-vinylacetat-kopolymerer som har et vinylacetatinnhold på under 36 vekt%, mer foretrukket under 33 vekt% og mest foretrukket lik eller mindre enn 28 vekt%. Det foretrekkes også at EVA har en høy molekylvekt og en smelteindeks målt i henhold til ASTM D-1238 på mindre enn 5,0 g/10 min, mer foretrukket mindre enn 1,0 g/10 min og mest foretrukket mindre enn 0,8 g/10 min, eller ethvert område eller kombinasjon av områder innenfor dette.

Det kan også være ønskelig å blande inn i slangematerialet visse mengder av et polyolefin, og nærmere bestemt homopolymerer og kopolymerer av alfa-olefiner. Disse additiver kan blandes inn i slangematerialet i en mengde fra 5 vekt% til 95 vekt% av slangematerialet. Alfa-olefinene kan inneholde fra 2 til 20 karbonatomer eller ethvert område eller kombinasjon av områder innen dette. Alfa-olefiner som inneholder fra 2 til 10 karbonatomer, er mer foretrukket. Olefinpolymerene kan således være basert på olefiner som etylen, propylen, 1-buten, 1 -penten, 4-metyl-l -penten, 1-okten, 1-decen, 4- etyl-l -heksen eller blandinger av to eller flere av disse olefiner. Eksempler på særlig anvendelige olefinpolymerer innbefatter etylen-buten-kopolymerer og etylen- og propylen-kopolymerer og etylen- og okten-1-kopolymerer som vil bli betegnet som poly-etylener med ultralav densitet (ULDPE). Slike ULDPE har en densitet som fortrinnsvis er lik eller lavere enn 0,910 g/cm og som fortrinnsvis er fremstilt ved anvendelse av metallocen-katalysatorsystemer. Slike katalysatorer er sagt å være "single site"-katalysatorer fordi de har en enkelt, sterisk og elektronisk ekvivalent katalysatorposisjon i motsetning til katalysatorer av type Ziegler-Natta som er kjent for å ha flere katalysa-torseter. Slike metallocenkatalyserte etylen-ct-olefiner selges av Dow under varemerket "AFFINITY", av Dupont-Dow under varemerket "ENGAGE" og av Exxon under varemerket "EXACT".

Det kan være ønskelig å tilsette til slangematerialet et strålingsfølsomt additiv som responderer på eksponering for stråling som y-stråler, elektronstråling, ultrafiolett lys, synlig lys eller andre ioniserende energikilder. Egnede strålingsfølsomme additiver innbefatter organiske peroksider som dikumylperoksid og andre forbindelser som danner frie radikaler. Andre funksjonelle grupper som er følsomme for frie radikaler, innbefatter akrylat, syre, diener og deres kopolymerer og terpolymerer, amid, amin, silan, uretan, hydroksyl, epoksy, ester, pyrolidon, acetat, karbonmonoksid, keton, imidazolin, foto- og UV-initiatorer og fluorforbindelser. Disse funksjonelle grupper kan være i polymerforbindelser eller ikke-polymerforbindelser. Mer spesielt innbefatter egnede additiver etylenvinylacetat, etylenmetylakrylat (EMA), etylenakrylsyre (EAA), fett-amider, funksjonaliserte og ikke-funksjonaliserte styren-butadien-kopolymerer med lav viskositet og hydrogenerte derivater av disse, funksjonalisert og ikke-funksjonalisert polybutadien, polyisopren, etylen-propylen-dienmonomer-terpolymer, polybuten, uretan-akrylat, epoksyakrylat og fotoinitiatorer. Enda mer spesielt innbefatter additivene funksjonalisert polyetylen med ultralav densitet og lav viskositet, som er funksjonalisert med epoksier, karboksylsyrer og deres ester- og anhydridderivater, "A-C"-polymerer fra Allied Signal, SR/CN og "Esacure"-produkter fra Sartomer, funksjonaliserte fettpro-dukter fra Akzo Nobel og Henkel, fotoinitiatorer fra Ciba-Geigy, fluorforbindelser fra 3 M, EVA fra DuPont, EAA fra Dow Chemical og EMA fra Chevron og 1,2-syndiotaktisk polybutadien fra Japan Synthetic Rubber Co. Etylenpropylenterpolymerene har en tredje bestanddel som er en ikke-konjugert diolefinkjede, for eksempel 1,4-pentadien, 1,4-heksadien og 1,5-heksadien eller et syklisk polyen, for eksempel disyklopentadien, metylennorbornen, etylidennorbomen, cyklooktadien, metyltetrahydroinden, etc. Disse typer additiver vil bli betegnet EPDM. Egnet EPDM selges under varemerkene "NORDEL" (Dupont Chemical Company), "VISTALON" (Exxon), "KELTAN" (Dutch State Mines), "JSR" (Japan Synthetic Rubber) og "EPDM" (Mitsui Chemical Company).

De strålingsfølsomme additiver bør tilsettes til slangematerialet i effektive mengder, fortrinnsvis i en mengde på 0,01-20,0 vekt%, mer foretrukket 0,01 til 10,0 vekt% og mest foretrukket 0,02-5,0 vekt%, av monolaget eller det utvendige lag.

Eventuelt kan slangematerialet bli ytterligere modifisert ved å innarbeide polare additiver for å forbedre forenligheten med adhesiver, for eksempel av type cyanoakrylat, og for å forbedre andre overflateegenskaper som friksjon (smøring). De polare additiver velges fortrinnsvis blant ikke-polymere alifatiske eller aromatiske hydrokarboner som har mer enn 5 karbonatomer, men mindre enn 500, mer foretrukket mindre enn 200 karbonatomer, og mest foretrukket mindre enn 100 karbonatomer i ryggraden. Dessuten bør additivene ha elektronnegative grupper valgt blant aminer; amider; hydroksyler; syrer; acetat; ammoniumsalter; organometalliske forbindelser, som metallalkoholater, metallkarboksylater og metallkomplekser av tallrike 1,3-dikarbonyl-forbindelser; fenylfosfiner; pyridiner; pyrrolidoner; imidazolin og oksazoliner. Det modi-fiserende additiv kan også være en polymeremulsjon eller -løsning.

De polare additiver bør innlemmes i en mengde på 0,001-10,00 vekt%, mer foretrukket 0,01-2,0 vekt%, av slangematerialet.

På figur 2a vises en flerlagsslange som har et utvendig lag 12, innvendig lag 14 og et kjernelag 15.1 en foretrukket utførelsesform er det utvendige lag 12 og kjernelaget 15 fremstilt av samme materiale og additiver som angitt over for slangematerialene. Det utvendige lag 12 og kjemelaget 15 behøver ikke være av samme materiale. Fortrinnsvis er det innvendige lag 14, laget som er i kontakt med løsningen, valgt blant homopolymerer og kopolymerer av ct-olefiner. Mer foretrukket er det innvendige polyolefinlag 14 en etylenkopolymer med a-olefiner som har 3-18 karbonatomer, og mer foretrukket fra 4 til 8 karbonatomer og mest foretrukket er ULDPE. Fortrinnsvis har det innvendige lag en minimal mengde bestanddeler som kan migrere inn i en løsning som passerer gjennom slangen 10. Videre bør det utvendige lag ha lavere elastisitetsmodul enn det innvendige lag 14.1 en foretrukket utførelsesform vil kjernelaget 15 være det tykkeste lag og utgjøre 55-99 %, mer foretrukket 75-99 % og mest foretrukket 90-98 % av den totale veggtykkelse eller være innen ethvert angitt område eller kombinasjon av områder.

I en tolags slangestruktur som vist på figur 2, er fortrinnsvis det utvendige lag 12 tykkere enn det innvendige lag 14. Fortrinnsvis vil det innvendige lag ha en tykkelse i området 1-40 %, mer foretrukket 1-25 % og mest foretrukket 2-10 % av den totale veggtykkelse, eller være innen ethvert angitt område eller kombinasjon av områder.

II. Frem<g>angsmåte ved blanding

Bestanddelene i polymerblandingen bør bli blandet ved smelteblanding, fysisk blanding som trommelblanding, eller på andre måter, som ved reaktiv ekstrudering.

III. Fremgangsmåte for fremstilling av medisinsk slange

De medisinske slanger 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse bør ha en innvendig diameter med dimensjon i området 0,076-10,2 mm, og en utvendig diameter med dimensjon i området 3,05-12,7 mm. Nærmere bestemt bør medisinske slanger for anvendelse ved administrasjon av væsker ved bruk av en medisinsk infusjonspumpe, så som Baxter infusjonspumpe solgt under varemerket "FLO-GARD" og "COLLEAGUE", ha en innvendig diameter i området 2,515-2,667 mm, og en utvendig diameter i området 3,404-3,683 mm og en veggtykkelse i området 0,457-0,533 mm. Slangen bør være fleksibel og ha en elastisitetsmodul som er mindre enn 345 MPa, mer foretrukket mindre enn 206,8 MPa, enda mer foretrukket mindre enn 68,9 MPa og mest foretrukket mindre enn 27,6 MPa eller være innen ethvert angitt område eller kombinasjon av områder.

IV. Fremgangsmåte for varmeherdin<g> og orientering av slangen

Eventuelt kan det også være ønskelig at slangen 10 blir orientert i lengderetningen og herdet med denne dimensjon ved anvendelse av varme. Dette orienterings-trinn øker slangens flytstyrke i lengderetningen og reduserer derved slangens tendens til å bli snevret inn under bruk. Preorientering av slangen vil ha som effekt at bestandigheten mot ytterligere innsnevring øker. Fortrinnsvis bør slangen 10 orienteres slik at slangens innvendige og utvendige utgangsdiametere er i området fra 10 % til 300 % større enn diameteren på slangen 10 etter orientering, og mer foretrukket fra 20 % til 120 %, og mest foretrukket fra 30 % til 100 %. Disse områder innbefatter dessuten alle kombina-sjoner og underkombinasjoner av angitte områder. Forholdet mellom utgangsdiameteren og diameteren etter orientering, vil bli betegnet orienteringsforholdet. Orienteringsprosessen kan være en våtorienteirngsprosess eller en tørrorienteirngsprosess, som angitt nedenfor.

På figur 3 vises en skjematisk gjengivelse 30 av fremgangsmåten for orientering av slangen 10 ved en våtorienteirngsprosess. Fremgangsmåten med våtorientering innbefatter de trinn og tilveiebringe en slange 10, og orientere slangen 10 i lengderetningen slik at slangen 10 får en ønsket innvendig og utvendig diameter som spesifisert over i kapittel III, og orienteringsforhold. De antas at orienteringstrinnet medfører en orientering av molekylene i slangen i lengderetningen, hvilket vil øke bestandigheten mot innsnevring ved senere strekk i lengderetningen. Slangen 10 blir deretter varmherdet for å redusere krymping av slangen og for å fiksere slangen med den orienterte dimensjon.

Slangen 10 (som kan være enkeltlags eller flerlags) trekkes i en retning angitt med piler 34 langs en kontinuerlig bane som kan betegnes "linje". Begrepet "oppstrøms" skal referere til steder langs linjen i en retning motsatt strømningsretningen for slangen 32. Motsatt vil begrepet "nedstrøms" referere til steder i slangens strømnings-retning. Med begrepet "linje" menes ikke at metoden må utføres langs en rett linje, snarere vil det bety at metoden utføres med en rekke påfølgende trinn.

Som vist på figur 3, blir slangen 10 formet med en ekstruder 36. Slangen 32 som kommer ut fra ekstruderen 36, har fortrinnsvis en utvendig diameter med dimensjon som vil være fra 10 % til 300 % større enn etter orienteringen og mer foretrukket fra 20 % til 120 %, og mest foretrukket fra 30 % til 100 % større. Slangen 10 blir trukket fra ekstruderen 36 med en første avtrekker 37, en andre avtrekker 38, en tredje avtrekker 39 og en fjerde avtrekker 40. Diameteren på slangen ved den første avtrekker 37, når slangen har stivnet, vil bli henvist til som utgangsdiameteren. Avtrekkerne 37, 38,39 og 40, kan ha et silikon- eller gummibelegg for å øke friksjonskoeffisienten mot slangen 32. Den andre og den tredje avtrekker 38 og 39, kan ha flere atskilte spor i valsens lengderetning rundt valens omkrets, slik at mer enn ett sett slange 32 samtidig får plass på over-flaten av avtrekkerne 38 og 39.

Etter å ha kommet ut av ekstruderen 36, blir slangen 32, som er i en smeltet eller halvsmeltet fase, ført gjennom et første kjølebad 41 hvor slangen 32 avkjøles med luft eller en væske. Fortrinnsvis er det første kjølebad 41 et vannbad med temperatur i området 4 °C-45 °C. Slangen bør gå over til fast fase i kjølebadet 41.

Etter å ha gått gjennom det første kjølebad 41 vil den del av slangen 10 som er mellom den første og den andre avtrekker 37 og 38, bli orientert ved å la den andre avtrekker 38 gå med større hastighet enn den første avtrekker 37 for å oppnå et ønsket orienteringsforhold. Det menes at orientering av slangen i fast tilstand er mer effektiv når det gjelder å oppnå orientering av slangen, enn ved å strekke slangen umiddelbart etter at den forlater ekstruderen 36 eller når den passerer gjennom det første kjølebad 41 mens slangen er i en smeltet eller halvsmeltet fase. Denne del av linjen betegnes orienteringsseksjonen 42. Fortrinnsvis vil den andre avtrekker 38 gå med en hastighet som er 4-10 ganger større enn for den første avtrekker 37. Ved å regulere de relative hastigheter på den første og den andre avtrekker 37 og 38, kan man regulere den endelige innvendige og utvendige diameter på slangen 10 og oppnå ønsket orienteringsforhold.

I orienteringsseksjonen 42 føres slangen 10 gjennom et andre kjølebad 43, hvor slangen 10 avkjøles med luft eller en væske. Fortrinnsvis er det andre kjølebad 43, slik som det første kjølebad 41, et vannbad med temperatur i området 4 °C-45 °C.

For å fjerne det elastiske minne i den orienterte slange 10, er det nødvendig å oppvarme slangen til en temperatur som er høyere enn den temperatur slangen normalt vil eksponeres for under transport, lagring og bruk, men under den temperatur hvor slangen er fullstendig smeltet. Ved å eksponere slangen for temperaturer over brukstemperaturen, vil mindre ordnede, laveresmeltende krystaller smelte og det blir tilbake høyeresmeltende krystaller som vil være termisk stabile i området for brukstemperaturen. En del av de høyt orienterte makromolekylkjeder vil relaksere og gi en slange med forbedret termisk stabilitet.

For å oppnå dette blir slangen etter å ha forlatt det andre kjølebad 43, ført rundt den andre avtrekker 38 og vil så ligge mellom den andre avtrekker 38 og den tredje avtrekker 39. Slangen 10 går i en retning bakover mot ekstruder 36 og gjennom et varmebad 44, hvor slangen varmherdes. Fortrinnsvis er varmebadet 44 anbrakt over det andre kjølebad 43 for å spare gulvplass. Denne posisjon er imidlertid valgfri. Denne del av prosessen betegnes varmherdingsseksjonen eller trinn 45. Fortrinnsvis utføres varmherdingstrinnet 45 i linjen etter orienteringsseksjonen 42, men det kan også gjøres utenfor linjen i en satsvis prosess. Under varmherdingstrinnet 45, føres slangen 10 gjennom et varmebad 44 hvor slangen 10 oppvarmes med et medium, som oppvarmet luft eller væske. Varmebadet 44 er fortrinnsvis en vannløsning med temperatur mellom 50 og 99 °C. Additiver, så som salt, kan tilsettes i vannløsningen.

For å regulere dimensjonene på slangen, er det ønskelig at slangen 10 ikke blir orientert under varmherdingstrinnet 45. Av denne årsak bør slangen 10 holdes under minst mulig spenning for å holde slangen stram, eller slangen kan tillates å sige noe mellom den andre og den tredje avtrekker 38 og 39, for å hindre eller regulere krymp-ingen. Således bør den andre og den tredje avtrekker 38 og 39 gå med samme hastighet, eller avtrekker 39 kan gå med en svakt lavere hastighet enn avtrekker 38 for og tilpasses noe krymping.

For ytterligere å hindre orientering av slangen 10 i varmeseksjonen 45, kan det også være ønskelig å støtte slangen 10 mens den trekkes gjennom varmebadet 44 med en støttestruktur 47. Å anvende en støttestruktur 47 er imidlertid valgfritt. Egnede støttestrukturer 47 innbefatter et transportbelte som går med samme hastighet som slangen 10 gjennom varmherdingsseksjonen 45. En annen støttestruktur 47 er et plastrør eller metallrør som har større diameter enn slangen, og hvor slangen 10 støttes av rørets innvendige overflate.

Etter å ha forlatt varmebadet 44 vil slangen 10 befinne seg mellom den tredje avtrekker 39 og den fjerde avtrekker 40. Avtrekker 40 bør gå med samme hastighet som avtrekker 39, eller svakt saktere enn 39, for å hindre ytterligere orientering. Slangen 10 føres igjen gjennom det andre kjølebad 43. Selvsagt er det mulig å tilordne et separat kjølebad, men med det foreliggende arrangement spares gulvplass.

Det kan også være ønskelig å sørge for at slangen 10 går flere ganger frem og tilbake i lengderetningen av kjølebadet 43 eller varmebadet 44, som vist på figur 3a, for å oppnå maksimal kjøling eller oppvarming av slangen på minst mulig plass. Dette kan oppnås ved å sette inn flere atskilte valser 49 slik at det defineres et serpentinmønster gjennom varmebadet 44 eller kjølebadet 43.

For å hindre ytterligere orientering av slangen 10 kan det være påkrevd at den fjerde avtrekker 40 går med samme hastighet som, eller med svakt lavere hastighet enn, den tredje avtrekker 39.

Etter å ha passert den fjerde avtrekker 40 har slangen en orientert diameter og føres gjennom en kutteinnretning eller til en oppvikler 48 hvor slangen 10 kuttes i passende lengder eller vikles opp for lagring eller transport.

På figur 3b vises en tørr orienteringsprosess 30.1 de fleste henseender er tørrorienteirngsprosessen den samme som våtorienteringsprosessen, med det viktige unntak at slangen 10 orienteres i seksjon 42 mellom avtrekkere 37 og 37a. Avtrekker 37a går med større hastighet enn avtrekker 37. Under tørrorienteirngstrinnet 42 blir slangen 10 ikke neddykket i vannbadet 43, slik det er tilfellet i våtorienteringstrinnet 42.1 tørr-orienteringsprosessen vil avtrekkere 38, 39 og 40 gå med samme hastighet som, eller saktere enn, avtrekker 37a. Uansett disse forskjeller mellom våt- og tørrorienterings-prosessen, så er det ønskelig at slangen orienteres mens den er i fast tilstand.

V. Fremgangsmåte for bestråling av slangen

Under tilvirkningen av medisinske innretninger må de fleste medisinske innretninger bli sterilisert. Strålingssterilisering er en foretrukket metode. I forbindelse med denne oppfinnelse er det uventet funnet at ved å eksponere slangen for standard steriliseirngsdoser med stråling, ble slangens egenskaper, målt som nøyaktighet i væske-dosering, forbedret. Som vist på figur 7a og 7b, økte pumpenøyaktigheten med økende doser elektronstråling (figur 7a) og gammastråling (figur 7b).

Som vist på figur 8a og 8b, er det også funnet at slangens elastisitetsmodul, linje 80, minsker med økende doser elektronstråling (figur 8a) og gammastråling (8b). Det er overraskende at disse minskninger i elastisitetsmodul ikke ble fulgt med en signifikant minskning i flytstyrke for slangen, som angitt med linje 82.

Sterilisering med stråling blir typisk utført med mye lavere strålingsdoser enn det som anvendes ved tverrbinding av polymerer. Den typiske størrelse på slik steriliseringsstråling, er av størrelsesorden ca. 25 kGys, men kan noen ganger være så lav som 15 kGys.

I noen tilfeller, om ikke nødvendigvis, vil eksponering av slangen for strålingssterilisering, resultere i en målbar forandring i gelinnholdet i slangen. Gelinnholdet er vekt% uløselige stoffer i slangematerialet. Denne definisjon er basert på det vel aksepterte prinsipp at tverrbundne polymermaterialer ikke er oppløselige. Et vesentlig gelinnhold, så som ca. 50 %, gjør imidlertid at materialet er en herdeplast. Slike herde-plaster er uønskelige for medisinsk bruk siden de ikke kan resirkuleres ved anvendelse av vanlige resirkuleringsteknikker.

Det er viktig å merke seg at det er mulig å eksponere slangen for steriliser-ingsdoser med stråling og oppnå forbedrede slangeegenskaper i forbindelse med pumper, uten å observere noen forandringer i gelinnholdet i slangen. Den medisinske slange 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse, har et gelinnhold som fortrinnsvis er i området fra 0 til 49,9 %, mer foretrukket fra 0 til 45 %, og mest foretrukket fra 0 til 40 % eller innen ethvert angitt område eller kombinasjon av områder. Fortrinnsvis blir slangen eksponert for en lav dose med gammastråling i området fra 15 kGys til 58 kGys, mer foretrukket fra 15 kGys til 45 kGys, og mer foretrukket fra 15 kGys til 35 kGys, eller innen ethvert angitt område eller kombinasjon av områder. Således vil denne slange 10 beholde sine termoplastiske egenskaper og kan bearbeides på nytt eller resirkuleres ved å anvende vanlige resirkuleringsteknikker.

Pumpenøyaktigheten kan også bli forbedret med enda lavere strålingsdoser når svært små mengder av de strålingsfølsomme additiver beskrevet over, tilsettes til polymermaterialet før ekstrudering.

Et eksempel på en pumpe hvor en forbedring i slangeegenskaper er blitt observert, er "FLO-GARD 6201". "FLO-GARD 6201" er en pumpe med et enkelt pumpehode, elektromekanisk, positivt trykk, peristaltisk, for intravenøs infusjon. Pumpen er utformet for drift med standard PVC-intravenøs slange som stemmer overens med Baxters spesifikasjoner. Pumpen har et primært område for strømningshastighet fra 1 til 1999 ml/h. Det sekundære området er fra 1 til 999 ml/h, eller den øverste grense vil være den samme som den primære hastighetsgrense, alt etter hvilken som er lavest. Infusjons-volumet for både sekundær og primær modus er 1 til 9999 ml. Denne pumpe kan anvendes i forbindelse med mange forskjellige standard I.V.-administrasjonssett, innbefattende: basissett, filtersett, "CONTINU-FLO"- og "BURETROL"-sett. Pumpenøyaktig-heten bør være innen ± 10 % for alle innstilte strømningshastigheter under 24 timers kontinuerlig drift ved anvendelse av det samme I.V.-administrasjonssett.

Som avbildet på figur 4, har pumpen en serie med åtte "fingrer". Fingrene utøver et positivt trykk for å presse væsken ut av pumpesegmentet for avlevering til pasienten. De åtte fingrene beveges opp og ned i rekkefølge og utfører en peristaltisk infusjonsfunksjon. Under denne prosess gjennomgår slangen gjentatte sykliske deformasjoner som til slutt kan føre til en permanent deformasjon av slangegeometrien (se figurer 5b og 5c). Denne permanente deformasjon (se figurer 6 og 7) leder til en volumetrisk reduksjon i slangen, og dette medfører i sin tur at det leveres for lite væske til pasienten. Et slikt fenomen blir generelt betegnet "pumpe-fall".

Eksemplene nedenfor vil vise at slangen ifølge den foreliggende oppfinnelse, har mindre forandringer i strømningshastighet over en 72 timers periode enn en ikke-strålingssterilisert slange og eksisterende medisinsk PVC-slange. Belysende eksempler på de foreliggende slanger er angitt nedenfor.

VI. Eksempler

Eksempler på steriliseringsbestråling

Forsøk angående nøyaktigheten av avlevering av væsker med elektro-mekaniske pumper, gelinnhold og relaksasjonstid, ble utført for å karakterisere egenskapene hos den bestrålte slange. Gelinnholdet ble bestemt med løsningsmiddel-ekstraksjon. Slangeprøver ble ekstrahert med koking under tilbakeløp i en Soxhlet-ekstraktor med 0,106 mm sikt av rustfritt stål og 250 ml xylen under 6 til 8 timer, tilstrekkelig til en fullstendig ekstrahering av løselige polyolefinmaterialer. Rest-materialene på sikten ble tørket under vakuum til konstant vekt og ble benyttet til å beregne gelinnholdet:

Gel% = [vekt av rest/vekt av prøve] x 100 %

Relaksasjonstid [dvs. tiden til kraften reduseres til l/e (36,8 %) av opprinnelig kraft under konstant tøyning] ved forhøyet temperatur, er en annen måte å måle reologisk og elastisk oppførsel hos polymermaterialer på. Prøveutførelsen kan beskrives som følger. En "Rheometrics Solid Analyser RSA-II" ble anvendt ved undersøkelsen. PVC-fri slange (utvendig diameter ca. 3,58 mm) ble kuttet i ca. 25 mm lengder. En innretning med to faste plater ble varmet i 20 min ved ca. 75 °C før den 25 mm lange slange ble lagt mellom de to metallskiver (ca. 15,11 mm diameter). Åpningen mellom de to skiver ved start var den samme som slangens utvendige diameter (dvs. 3,58 mm). Slangen og platene ble deretter varmet ved 75 °C i ytterligere 5 min før slangen ble presset sammen med konstant deformasjon. Den opprinnelige kraft og kraftminskningen ble registrert som funksjon av tid. Relaksasjonstiden ble tatt som det punkt hvor kraften minsket til l/e eller 36,8 % av verdien for opprinnelig kraft. Slik det fremgår av de følgende eksempler, så synes små økninger i relaksasjonstid å forbedre pumpenøyaktigheten.

Eksempel 1

Separate slanger fremstilt av 100 % etylenvinylacetat (EVA) (DuPont EL VAX") og en blanding av EVA og "Ethomeen 0/15" (0,23 vektdeler) (Akzo Nobel Chemical company) ble bestrålt med forskjellige strålingsnivåer. Strålingen ble foretatt med kobolt-60 y. Hver slangelengde ble anvendt sammen med en "Flo-Gard 6201" medisinsk infusjonspumpe solgt av Baxter Healthcare Corporation, som nærmere beskrevet over. Forandringen i strømningshastighet fra pumpen gjennom slangen, ble målt etter 72 timers kontinuerlig bruk.

"Flo-Gard 6201" er en innretning med et enkelt pumpehode, elektromekanisk, positivt trykk, peristaltisk, for intravenøs infusjon. Pumpen er utformet for drift med standard intravenøs PVC-slange som stemmer overens med Baxters spesifikasjoner. Pumpen har et primært strømningshastighetsområde fra 1 til 1999 ml/h. Infusjons-volumet i både sekundær og primær modus, er I til 9999 ml. Denne pumpe kan anvendes sammen med mange forskjellige standardiserte administrasjonssett, innbefattende: basissett, filtersett, "CONTINU-FLO"- og "BURETROL"-sett. Pumpenøyaktigheten bør være innen ± 10 % for alle innstilte strømningshastigheter under 24 timer kontinuerlig bruk ved anvendelse av det samme administrasjonssett.

Som vist på figur 4, har pumpen en serie med åtte "fingrer". Fingrene utøver et positivt trykk og presser væsken ut av pumpesegmentet for avlevering til pasienten. De åtte fingrene går opp og ned i rekkefølge og utfører en peristaltisk infusjonsfunksjon. Under denne prosess blir slangen utsatt for gjentagende sykliske deformasjoner som til slutt kan føre til en permanent deformasjon av slangegeometrien. (Se figurer 5 og 5a.) Denne permanente deformasjon (se figurer 6 og 6a) leder til en volumetrisk reduksjon i slangen, hvilket i sin tur kan medføre avlevering av for lite væske eller fall i pumpeytelse.

Dersom materialet anvendt til fremstilling av slangen, ikke har de samme elastiske egenskaper og bestandighet mot siging som dagens PVC-materiale, kan det forekomme økt deformasjon. Denne økede deformasjon av slangen vil medføre sterk underlevering i forhold til innstilt strømningshastighet, sammenlignet med PVC-slanger.

Fall i pumpeytelse avtar generelt med økende nivåer på strålingsdosene med kobolt-60 y. Strålingsnivået og forandringen i væskeavlevering i eksempel 1, er

i

angitt nedenfor i tabell 1.

Eksempel 2

Separate monolagslanger ble tilvirket av en blanding av 95 % EVA og 5 % ULDPE og forskjellige mengder av et prekomponert additiv, dikumylperoksid (DiCup). Slangene ble deretter bestrålt med økende doser med kobolt-60 y-stråling. Til slutt ble slangene anbrakt i "FLO-GARD 6201 "-infusjonspumpe og prosent forandring i strømningshastighet avlevert gjennom slangene, ble målt.

Mengde additiv, strålingsdose og tilhørende forandring i pumpeytelse, er angitt nedenfor i tabell 2.

Eksempel 3

I eksempel 3 ble slanger tilvirket hovedsakelig av EVA bestrålt med forskjellige strålingsdoser med elektronstråling. I tabell 3 nedenfor vises forandring i pumpenøyaktighet med forskjellige strålingsdoser med elektronstråling.

Eksempel 4

I eksempel 4 ble slanger tilvirket hovedsakelig av EVA bestrålt med forskjellige strålingsdoser med kobolt-60 y-stråling. I tabell 4 nedenfor vises forandring i pumpenøyaktighet med forskjellige nivåer med kobolt-60 y-strålingsdoser.

Eksempel 5

I eksempel 5 ble gelinnholdet som var til stede i slanger, tilvirket hovedsakelig av EVA målt etter at slangen var bestrålt med gradvis større doser kobolt-60 y-stråling. Gelinnholdet økte betydelig over 50 kGys-stråling. Med lave strålingsdoser ble det funnet at gelinnholdet kunne holdes på ubetydelige nivåer. Imidlertid økte allikevel relaksasjonstiden for disse slangeprøver. Slangene var således fortsatt en termoplast snarere enn en herdeplast.

Eksempel 6

Dette eksempel viser at tilsetning av svært små mengder dikumylperoksid kan øke gelinnholdet ved samme nivå av kobolt-60 y-stråling. Resultatene er gitt nedenfor i tabell 6.

Eksempel 7

I eksempel 7 ble fem prøver, først og fremst omfattende EVA, bestrålt med fem forskjellige nivåer med elektronstråling. Gelinnholdet som var til stede i hver prøve, ble målt etter prosessen med strålingssterilisering. Høyere gelinnhold ble observert når strålingsdosen økte. I tabell 7 er resultatene av forsøket oppsummert.

Eksempel 8

I eksempel 8 ble relaksasjonstiden målt som funksjon av kobolt-60 y-strålingsdoser. Her ble fem slangeprøver, hovedsakelig omfattende EVA, bestrålt med fem forskjellige nivåer med kobolt-60 y-stråling. Relaksasjonstiden ble målt for hver prøve. Forsøket viste at relaksasjonstiden kan økes med normale doser med steriliseringsstråling med kobolt-60 y. Det kan ses at relaksasjonstiden øker og at fallet i pumpeytelse avtar, og følgelig vil pumpenøyaktigheten øke. Resultatene av dette forsøk er vist i tabell 9.

Eksempel 9

Relaksasjonstiden ble også målt som funksjon av additivnivå og kobolt-60-strålingsdose. Av tabell 10 fremgår det at tilsetning av svært små mengder dikumylperoksid ga økte relaksasjonstider sammenlignet med prøver som inneholdt lavere nivåer med dikumylperoksid etter at prøvene var bestrålt med identiske doser steriliseringsstråling fra kobolt-60 y.

Eksempel 10

Sammenhengen mellom relaksasjonstid og økede doser elektronstråling er oppsummert i tabell 11. Seks slangeprøver bestående først og fremst av EVA, ble bestrålt med seks økende doser elektronstråling. Når strålingsdosen økte, avtok relaksasjonstiden. Økningen i relaksasjonstid i sammenheng med økningen i elektronstråling, var mye større enn økningen i relaksasjonstid i sammenheng med tilsvarende strålingsnivåer fra kobolt-60 y (se tabell 11).

Slanger ble fremstilt av materialene angitt i tabell 12 og eksponert for varierende doser med y-stråling. Elastisitetsmodulen ble målt for å bestemme virkningen av strålingen på elastisitetsmodulen.

Elastisitetsmodulen ble målt med en "Instron 4201" ved romtemperatur (23 °C/50 % relativ fuktighet) med hastighet 50,8 mm/min og med 50,8 mm innspennings-lengde.

Eksempel 11

I eksempel 11 ble flerlagsslanger fremstilt med et utvendig lag av "CM576"

(EVA) og et innvendig lag av "SM8250" eller "SM8401" (ULDPE). Slangeprøvene ble eksponert for forskjellige doser fra en kobolt-60 y-kilde som angitt i tabeller 13-14. Slangene ble testet med hensyn til anvendelighet med Baxters "FLO-GARD 6201"-pumpe (tabell 13). Slangene ble også undersøkt for å bestemme sammenhengen mellom flytstyrke og elastisitetsmodul med økende doser av eksponering for kobolt-60-stråling. Av tabell 14 fremgår det at med økende strålingsdose minsker elastisitetsmodulen for slangen vesentlig, men med kun liten forandring i flytstyrke (se også figurer 8a og 8b).

Claims

1. Medisinsk slange for anvendelse sammen med en pumpe for administrering av utmålte mengder av en medisinsk væske over tid til en pasient, karakterisert ved at den omfatter: en slangevegg som har et første lag valgt blant etylenhomopolymerer og etylenkopolymerer, hvor etylenkopolymerene er etylen kopolymerisert med en monomer valgt blant lavere alkylolefiner som har fra 3 til 10 karbonatomer, lavere alkylestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alkyl har fra 3-10 karbonatomer, og lavere alkenestere av en karboksylsyre hvor det lavere alken har fra 3 til 10 karbonatomer, og slangeveggen har en smelteindeks som er mindre enn 5,0 g/10 min, hvilken slange er blitt eksponert for en steriliserende dose med stråling på fra 15 til 45 kGys.

2. Slange ifølge krav 1, karakterisert ved at det første lag er av en etylenvinylacetatkopolymer med en smelteindeks under 1,0 g/10 min.

3. Slange ifølge krav 2, karakterisert ved at etylenvinylacetatkopolymeren har en smelteindeks på mindre enn 0,80 g/10 min.

4. Slange ifølge krav 1, karakterisert ved at den også omfatter et andre lag som er konsentrisk anbrakt innenfor det første lag og som har en elastisitetsmodul som er større enn elastisitetsmodulen for det første lag.

5. Slange ifølge krav 4, karakterisert ved at det andre lag er av en kopolymer av etylen og alfa-olefin, hvor alfa-olefinet har fra 3 til 8 karbonatomer.

6. Slange ifølge krav 5, karakterisert ved at det andre lag er av et polyetylen med ultralav densitet.

7. Slange ifølge krav 4, karakterisert ved at slangen også omfatter et tredje lag.

8. Medisinsk slange for anvendelse sammen med en pumpe for å administrere utmålte mengder av en medisinsk væske over tid til en pasient, karakterisert ved at den omfatter: en slangevegg som har et første lag valgt blant etylenhomopolymerer og etylenkopolymerer, hvor kopolymerene av etylen er en etylenmonomer kopolymerisert med minst én monomer valgt blant lavere alkylolefiner som har fra 3 til 18 karbonatomer, lavere alkylestere av en karboksylsyre hvor det lavere alkyl har fra 3 til 18 karbonatomer, og lavere alkenestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alken har fra 3 til 18 karbonatomer, og slangen er blitt eksponert for en steriliserende dose med stråling på fra 15 kGys til 45 kGys, og hvilken slange er formet ved en ekstruderingsprosess med en ekstruder, slangen er avkjølt til fast tilstand for å definere en første diameter og deretter er slangen strukket i slangens lengderetning for å definere en orientert diameter som er mindre enn den første diameter.

9. Slange ifølge krav 8, karakterisert ved at den første diameter er fra 10 % til 300 % større enn den orienterte diameter.

10. Slange ifølge krav 8, karakterisert ved at den første diameter er fra 20 % til 120 % større enn den orienterte diameter.

11. Slange ifølge krav 8, karakterisert ved at den første diameter er fra 30 % til 100 % større enn den orienterte diameter.

12. Slange ifølge krav 8, karakterisert ved at det første lag er av en etylenvinylacetatkopolymer med smelteindeks under 5,0 g/10 min.

13. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved at etylenvinylacetatkopolymeren har en smelteindeks på mindre enn 1,0 gl 10 min.

14. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved at etylenvinylacetatkopolymeren har en smelteindeks på mindre enn 0,80 g/10 min.

15. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved at den også omfatter et andre lag som er konsentrisk anbrakt innenfor det første lag, og det andre lag har en elastisitetsmodul som er større enn elastisitetsmodulen for det første lag og omfatter en kopolymer av etylen og alfa-olefin, hvor alfa-olefinet har fra 3 til 8 karbonatomer.

16. Slange ifølge krav 14, karakterisert ved at det andre lag er av et polyetylen med ultralav densitet.

17. Fremgangsmåte for fremstilling av en slange for anvendelse sammen med en pumpe for administrasjon av utmålte mengder av en medisinsk væske over tid til en pasient, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinnene: å tilveiebringe et polymermateriale valgt blant etylenhomopolymerer og etylenkopolymerer, hvor kopolymerene av etylen er en etylenmonomer kopolymerisert med en monomer valgt blant lavere alkylolefiner som har fra 3 til 18 karbonatomer, lavere alkylestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alkyl har fra 3 til 18 karbonatomer, og lavere alkenestere av en karboksylsyre, hvor det lavere alken har fra 3-18 karbonatomer, og polymermaterialet har en smelteindeks som er mindre enn 5,0 g/10 min, å ekstrudere polymermaterialet ved hjelp av en ekstruder til en slange som har et første lag, og å eksponere slangen til en steriliserende strålingsdose på fra 15 til 45 kGys.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at det også omfatter trinnene: å avkjøle slangen som kommer ut fra ekstruderen, til fast tilstand slik at det defineres en første diameter, og å strekke slangen i fast tilstand slik at det defineres en orientert diameter som er fra 10 % til 300 % større enn den orienterte diameter.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at polymermaterialet er en etylenvinylacetat-kopolymer som har et innhold av vinylacetat på ikke mer enn 36 vekt% av kopolymeren og et gelinnhold i etylen-vinylacetatkopolymeren fra 0 til 49 %.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at etylenvinylacetatkopolymeren har en smelteindeks på mindre enn 1,0 g/10 min.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at etylenvinylacetatkopolymeren har en smelteindeks på mindre enn 0,80 g/10 min.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at trinnet med å eksponere slangen for en steriliseirngsdose med stråling, omfatter det trinn å eksponere slangen for en strålingskilde valgt blant gammastråler, ultrafiolette stråler og elektronstråling.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at trinnet med å ekstrudere en slange som har et første lag, også innbefatter det trinn å ekstrudere en slange som har et andre lag konsentrisk anbrakt innenfor slangens første lag og som har større en elastisi-tetsmodul enn elastisitetsmodulen for det første lag.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at det andre lag er valgt blant homopolymerer og kopolymerer av alfa-olefiner.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at det andre lag er av polyetylen med ultralav densitet.