WO2010087375A1 - 湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の実施形態は、金属材料からなる基材層と、前記基材層の少なくとも一部を覆う分子内に複数のチオール基を有する化合物からなる中間層と、前記中間層の少なくとも一部を覆う反応性官能基を有する親水性高分子を含む表面潤滑層と、を備え、かつ前記中間層の構成成分のチオール基を有する化合物と前記反応性官能基を有する親水性高分子とを反応させることにより、前記表面潤滑層が前記中間層を介して基材層に結合(固定化)している、湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具である。
本実施形態の医療用具を構成する基材層1は、金属材料からなるものである。
基材層1が「金属材料からなる」とは、基材層1の少なくとも表面が金属材料で構成されていればよく、基材層1全体(全部)が金属材料で構成(形成)されているものに何ら制限されるものではない。従って、図1Bに示すように、樹脂材料等で形成された基材層コア部1aの表面に金属材料が適当な方法(メッキ、金属蒸着、スパッタ等従来公知の方法)で被覆(コーティング)されて、表面金属層1bを形成しているものも、本発明の基材層1に含まれるものである。よって、基材層コア部1aが、異なる材料を多層に積層してなる多層構造体、あるいは医療用具の部分ごとに異なる材料で形成された部材を繋ぎ合わせた構造(複合体)などであってもよい。また、基材層コア部1aと表面金属層1bとの間に、更に別のミドル層(図示せず)が形成されていてもよい。更に、表面金属層1bに関しても異なる金属材料を多層に積層してなる多層構造体、あるいは医療用具の部分ごとに異なる金属材料で形成された部材を繋ぎ合わせた構造(複合体)などであってもよい。
基材層コア部1aに用いることができる材料としては、特に制限されるものではなく、カテーテル、ガイドワイヤ、注射針等の用途に応じて最適な基材層コア部1aとしての機能を十分に発現し得る材料を適宜選択すればよい。例えば、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルやそれらの共重合体などの有機(高分子)材料、各種セラミックス材料などの無機(高分子)材料、更には有機-無機複合体などを例示できるが、これらに何ら制限されるものではない。
基材層1ないし金属被覆層1bに用いることができる金属材料としては、SUS304などの各種ステンレス鋼(SUS)、金、白金、銀、銅、ニッケル、コバルト、チタンおよび、それらの合金であるニッケル-チタン(Ni-Ti)合金、ニッケル-コバルト(Ni-Co)合金など、チオール基が結合しうる金属であれば特に限定されない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、使用用途であるカテーテル、ガイドワイヤ、注射針等の金属基材として最適な金属材料を適宜選択すればよい。
また、上記ミドル層(図示せず)に用いることができる材料としては、特に制限されるものではなく、基材層コア部1aと表面金属層1bとの結合機能を十分に発現し得る材料を適宜選択すればよい。例えば、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルやそれらの共重合体などの有機(高分子)材料、各種セラミックス材料などの無機(高分子)材料、更には有機-無機複合体などが例示できるが、これらに何ら制限されるものではない。
本実施形態の医療用具を構成する中間層2は、基材層1の少なくとも一部を覆う分子内に複数のチオール基を有する化合物からなるものである。
本実施形態の医療用具を構成する中間層2の厚さは特に限定されるものではなく、金属材料からなる基材層1と表面潤滑層3とを中間層2を介して強固に固定化でき、使用時の優れた表面潤滑性を永続的に発揮することができるだけの厚さを有していれば良い。通常、厚さは10μm以下、好ましくは1μm以下である。また、いわゆる分子接着剤として有効に機能し得るものであれば、基材層1表面にチオール化合物の一分子膜層が形成された状態(=厚さ方向はチオール化合物1分子)であっても良い。
中間層2を構成する「分子内に複数のチオール基を有する化合物」(以下、単に「チオール化合物」とも略記する)としては、分子内にチオール基を複数有する化合物であれば特に限定されないが、基材層1表面にチオール基が結合した際に、残存するチオール基と表面潤滑層3の親水性高分子の反応性官能基が反応しやすいよう、中間層2の最表面に残存チオール基が露出しやすい構造を有していることが望ましい。かかる観点から、チオール化合物としては、1分子内にチオール基を2個以上有する化合物(チオール基を2個以上有する実施例1~3の表面潤滑維持性評価試験結果の図4、6、7と、チオール基を1個有する比較例2の表面潤滑維持性評価試験結果の図8とを対比参照)であればよいが、好ましくは1分子内にチオール基を2~20個、より好ましく3~10個、特に好ましくは3~6個有する化合物(チオール基を3個および6個有する実施例1、2の表面潤滑維持性評価試験結果の図4、6と、チオール基を2個有する実施例3の表面潤滑維持性評価試験結果の図7とを対比参照)である。
中間層2を形成させる場合、チオール化合物を溶解した溶液(以下、「チオール化合物溶液」とも略記する)中に金属材料からなる基材層1を浸漬した後、乾燥させることで、金属材料からなる基材層1表面に、チオール化合物からなる中間層2が形成される。なお、基材層1をチオール化合物溶液中に浸漬した状態で、系内を減圧にして脱泡させることで、カテーテル、ガイドワイヤ、注射針等の医療用具の細く狭い内面に素早く溶液を浸透させて中間層2の形成を促進するようにしても良い。
中間層2を形成させる際に用いられるチオール化合物溶液の濃度は、特に限定されない。所望の厚さに均一に被覆する観点から、チオール化合物溶液中のチオール化合物の濃度は、0.001~20wt%、好ましくは0.01~10wt%である。チオール化合物の濃度が0.001wt%未満の場合、基材層1表面に十分な量のチオール化合物を結合することができず、表面潤滑層3を基材層1に強固に固定することが困難な場合がある。また、チオール化合物の濃度が20wt%を超える場合、チオール化合物溶液の粘度が高くなりすぎて、均一な膜をコーティングできないおそれがあり、カテーテル、ガイドワイヤ、注射針等の医療用具の細く狭い内面に素早く被覆するのが困難な場合がある。但し、上記範囲を外れても、本発明の作用効果に影響を及ぼさない範囲であれば、十分に利用可能である。
また、チオール化合物溶液に用いられる溶媒としては、特に制限されることはなく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム等のハロゲン化物、ブタン、ヘキサン等のオレフィン類、テトラヒドロフラン、ブチルエーテル等のエーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族類、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド類などを例示することができるが、これらに何ら制限されるものではない。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
中間層2を形成させる際の乾燥条件は、特に制限されるものではなく、チオール化合物溶液が揮発しやすいものであれば自然乾燥でも十分であるし、また加熱・減圧等の強制乾燥処理を行ってもよい。なお、チオール化合物が重合性を有する場合、加熱時に乾燥と同時にチオール化合物を重合させることも可能である。チオール化合物を重合させる場合、熱重合開始剤等の添加剤を、予めチオール化合物溶液に適量添加してもよい。
本実施形態の医療用具を構成する表面潤滑層3は、中間層2表面を覆う反応性官能基を有する親水性高分子からなるものであり、前記親水性高分子は、反応性官能基が集まった反応性ドメインと、親水性単量体が集まった親水性ドメインと、を有することが好ましい。
本実施形態の医療用具を構成する表面潤滑層3の厚さとしては、使用時の優れた表面潤滑性を永続的に発揮することができるだけの厚さを有していればよく、未膨潤時の表面潤滑層3の厚さが0.5~5μm、好ましくは1~5μm、より好ましくは1~3μmの範囲とするのが望ましい。未膨潤時の表面潤滑層3の厚さが0.5μm未満の場合、均一な被膜を形成するのが困難であり、湿潤時に表面の潤滑性を十分発揮し得ない場合がある。一方、未膨潤時の表面潤滑層3の厚さが5μmを超える場合、高厚な表面潤滑層が膨潤することで、該医療用具を生体内の血管等に挿入する際に、血管等と該医療用具とのクリアランスが小さい部位(例えば、末梢血管内部等)を通す際に、こうした血管等の内部組織を損傷したり、該医療用具を通しにくくなるおそれがある。
表面潤滑層3を構成する反応性官能基を有する親水性高分子は、例えば、反応性官能基を分子内に有する単量体と親水性単量体とを共重合することにより得ることができる。
上記反応性官能基を有する単量体としては、チオール基と反応性を有するものであれば特に制限されることはなく、具体的には、グリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を有する単量体、アクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基を分子内に有する単量体等を例示できる。なかでも、チオール基との反応性に優れることから反応性官能基がエポキシ基であり、反応が熱により促進され、さらに架橋構造を形成することで不溶化して容易に表面潤滑層を形成させることができ、取り扱いも比較的容易であるグリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を有する単量体が好ましい。エポキシ基を有する単量体を用いた親水性高分子は、イソシアネート基を分子内に有する単量体を用いた親水性高分子に比べて、加熱操作等で反応させる際の反応速度が穏やか(適当な速度)である。そのため、加熱操作等で反応させる際、チオール化合物との反応や反応性官能基同士の架橋反応の際に、すぐに反応してゲル化したり、固まって表面潤滑層の架橋密度が上昇し潤滑性が低下するのを抑制・制御することができる程度に反応速度が穏やか(適当な速度)であることから、取り扱い性が良好であるといえる。これらの反応性官能基を有する単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記親水性単量体としては、体液や水系溶媒中において潤滑性を発現するものであれば特に制限されることはなく、例えばアクリルアミドやその誘導体、ビニルピロリドン、アクリル酸やメタクリル酸及びそれらの誘導体、糖、リン脂質を側鎖に有する単量体を例示できる。そして、具体的には例えば、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート、ビニルピロリドン、2-メタクリロイルオキシエチルフォスフォリルコリン、2-メタクリロイルオキシエチル-D-グリコシド、2-メタクリロイルオキシエチル-D-マンノシド、ビニルメチルエーテル、ヒドロキシエチルメタクリレートなどを好適に例示できる。合成の容易性や操作性の観点から、好ましくは、N,N-ジメチルアクリルアミドである。これらの親水性単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態では、上記した基材層1、中間層2、表面潤滑層3を備え、チオール化合物と親水性高分子とを反応させることで表面潤滑層3が中間層2を介して基材層1に結合していることを特徴とするものである。
表面潤滑層3を形成させる際に用いられる親水性高分子溶液の濃度は、特に限定されない。所望の厚さに均一に被覆する観点から、親水性高分子溶液中の親水性高分子の濃度は、0.1~20wt%、好ましくは0.5~15wt%、より好ましくは1~10wt%である。親水性高分子溶液の濃度が0.1wt%未満の場合、所望の厚さの表面潤滑層3を得るために、上記した浸漬操作を複数回繰り返す必要が生じるなど、生産効率が低くなる恐れがある。一方、親水性高分子溶液の濃度が20wt%を超える場合、親水性高分子溶液の粘度が高くなりすぎて、均一な膜をコーティングできない恐れがあり、またカテーテル、ガイドワイヤ、注射針等の医療用具の細く狭い内面に素早く被覆するのが困難となる恐れがある。但し、上記範囲を外れても、本発明の作用効果に影響を及ぼさない範囲であれば、十分に利用可能である。
また、親水性高分子溶液を溶解するのに用いられる溶媒としては、特に制限されることはなく、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼンなどを例示することができるが、これらに何ら制限されるものではない。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
また表面潤滑層3を形成させる際に、加熱処理等により親水性高分子の反応性官能基(例えば、エポキシ基)と中間層2の残存チオール基とを反応させるものである。かかる加熱処理条件(反応条件)としては、親水性高分子の反応性官能基と中間層2の残存チオール基との反応が進行(促進)し得るものであれば、特に制限されるものではないが、40℃以上、好ましくは50~150℃で、15分~15時間、好ましくは30分~10時間加熱処理するのが好ましい。加熱温度が40℃未満の場合、親水性高分子の反応性官能基と中間層2の残存チオール基との反応が遅くなるおそれがある。また、加熱時間が15分未満の場合、反応がほとんど進行せず未反応の親水性高分子が増加するおそれがあり、表面潤滑性を長期間維持するのが困難となる場合がある。一方、加熱時間が15時間を超える場合、加熱による更なる効果が得られず不経済である。
本発明の第2の実施形態は、金属材料からなる基材層と、前記基材層の少なくとも一部を覆う表面潤滑層と、を備え、前記表面潤滑層が分子内に複数のチオール基を有する化合物と、反応性官能基を有する親水性高分子とを反応させて架橋構造を形成することによって得られ、かつ前記表面潤滑層が架橋構造中に残存するチオール基を介して前記基材層と結合している湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具である。
本実施形態の医療用具10を構成する基材層1は、金属材料からなるものである。
本実施形態の医療用具を構成する表面潤滑層3は、基材層1の少なくとも一部を覆う(図中では、図面内の基材層の全体を被覆した例を示す)ものであり、反応性官能基を有する親水性高分子および分子内に複数のチオール基を有する化合物を含むものである。
本実施形態の医療用具を構成する表面潤滑層3の厚さとしては、表面潤滑層3が金属材料からなる基材層1に強固に固定化され、尚かつ使用時の優れた表面潤滑性を永続的に発揮することができるだけの厚さを有していればよく、未膨潤時の表面潤滑層3の厚さが0.5~5μm、好ましくは1~5μmの範囲とするのが望ましい。未膨潤時の表面潤滑層3の厚さが0.5μm未満の場合、均一な被膜を形成するのが困難であり、湿潤時に表面の潤滑性を十分発揮し得ない場合がある。一方、未膨潤時の表面潤滑層3の厚さが5μmを超える場合、高厚な表面潤滑層が膨潤することで、該医療用具を生体内の血管等に挿入する際に、血管等と該医療用具とのクリアランスが小さい部位(例えば、末梢血管内部等)を通す際、こうした血管等の内部組織を損傷したり、該医療用具が通りにくくなるおそれがある。
本実施形態では、表面潤滑層3が分子内に複数のチオール基を有する化合物(「チオール化合物」)と、反応性官能基を有する親水性高分子(「親水性高分子」)とを反応させて架橋構造を形成することによって得られ、かつ表面潤滑層3が架橋構造中に残存するチオール基を介して金属材料からなる基材層1と結合していることを特徴とするものである。
(2c-1)混合溶液に用いられるチオール化合物
ここで、表面潤滑層3形成用の混合溶液に用いられるチオール化合物としては、分子内にチオール基を複数有する化合物であれば特に限定されず、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。具体的には、例えば1,2-エタンジチオール、1,2-プロパンジチオール、1,3-プロパンジチオール、1,4-ブタンジチオール、2,3-ブタンジチオール、1,5-ペンタンジチオール、1,6-ヘキサンジチオール、1,8-オクタンジチオール、3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジチオール、ビス(2-メルカプトエチル)エーテル、ビス(2-メルカプトエチル)スルフィド、1,2-ベンゼンジチオール、1,4-ベンゼンジチオール、1,4-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、トルエン-3,4-ジチオール、1,5-ジメルカプトナフタレン、2,6-ジメルカプトプリン、4,4’-ビフェニルジチオール、4,4’-チオビスベンゼンチオール、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)等の分子内にチオール基を2つ有する化合物、1,3,5-ベンゼントリチオール、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、トリアジントリチオール、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)(TMMP)等の分子内にチオール基を3つ有する化合物、ペンタエリスリトールテトラキス(メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)等の分子内にチオール基を4つ有する化合物、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等の分子内にチオール基を6つ有する化合物、およびそれらの誘導体や重合体などを好適に例示できる。これは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
表面潤滑層3を構成する反応性官能基を有する親水性高分子は、例えば、反応性官能基を分子内に有する単量体と親水性単量体とを共重合することにより得ることができる。
上記反応性官能基を有する単量体としては、チオール基と反応性を有するものであれば特に制限されることはなく、具体的には、グリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を有する単量体、アクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基を分子内に有する単量体等を例示できる。なかでも、チオール基との反応性に優れることから反応性官能基がエポキシ基であり、反応が熱により促進され、さらに架橋構造を形成することで不溶化して容易に表面潤滑層を形成させることができ、取り扱いも比較的容易であるグリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を有する単量体が好ましい。エポキシ基を有する単量体を用いた親水性高分子は、イソシアネート基を分子内に有する単量体を用いた親水性高分子に比べて、加熱操作等で反応させる際の反応速度が穏やか(適当な速度)である。そのため、加熱操作等で反応させる際、チオール化合物との反応や反応性官能基同士の架橋反応の際に、すぐに反応してゲル化したり、固まって表面潤滑層の架橋密度が上昇し潤滑性が低下するのを抑制・制御することができる程度に反応速度が穏やか(適当な速度)であることから、取り扱い性が良好であるといえる。これらの反応性官能基を有する単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記親水性単量体としては、体液や水系溶媒中において潤滑性を発現するものであれば特に制限されることはなく、例えばアクリルアミドやその誘導体、ビニルピロリドン、アクリル酸やメタクリル酸及びそれらの誘導体、糖、リン脂質を側鎖に有する単量体を例示できる。そして、具体的には例えば、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、N,Nジメチルアミノエチルアクリレート、ビニルピロリドン、2-メタクリロイルオキシエチルフォスフォリルコリン、2-メタクリロイルオキシエチル-D-グリコシド、2-メタクリロイルオキシエチル-D-マンノシド、ビニルメチルエーテル、ヒドロキシエチルメタクリレートなどを好適に例示できる。合成の容易性や操作性の観点から、好ましくは、N,N-ジメチルアクリルアミドである。これら反応性官能基を有する単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
チオール化合物を親水性高分子と混合してコーティングする場合(第2の実施形態の場合)では、添加するチオール化合物の量は特に限定されないが、親水性高分子に対してチオール化合物の添加量が多すぎると、表面潤滑層の架橋構造が増加することによって表面潤滑性が低下する。このため、混合溶液(コーティング溶液)に添加するチオール化合物の量は、表面潤滑性に大きく影響しない範囲に留めるのが望ましい。
混合溶液中の濃度(溶媒に対するチオール化合物と親水性高分子の合計の添加量)は、所望の厚さの表面潤滑層3を得るという観点から、0.1~20wt%、好ましくは0.5~15wt%、より好ましくは1~10wt%である。混合溶液中の濃度が0.1wt%未満の場合、所望の厚さの表面潤滑層3を得るために、上記した浸漬操作を複数回繰り返す必要が生じるなど、生産効率が低くなる恐れがある。一方、混合溶液中の濃度が20wt%を超える場合、混合溶液の粘度が高くなりすぎて、均一な膜をコーティングできない恐れがあり、またカテーテル、ガイドワイヤ、注射針等の医療用具の細く狭い内面に素早く被覆するのが困難となる恐れがある。但し、上記範囲を外れても、本発明の作用効果に影響を及ぼさない範囲であれば、十分に利用可能である。
また、混合溶液に用いられる溶媒としては、特に制限されることはなく、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼンなどを例示することができるが、これらに何ら制限されるものではない。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
表面潤滑層3を形成させる際に、加熱操作等により親水性高分子の反応性官能基(例えば、エポキシ基)とチオール化合物のチオール基とを反応させるものである。
SUS304シート(縦30mm×横50mm×厚さ0.5mm;金属材料からなる基材層)をアセトン中で超音波洗浄した後、20mMの濃度に調節したトリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート(TEMPIC)(SC有機化学株式会社製)(1分子中のチオール基3個)のDMF溶液に浸漬し、130℃のオーブンで3時間加熱することでSUS304シート表面にTEMPICを固定化した。その後、DMF中で超音波洗浄することにより金属(SUS304シート)表面に固定化されていない余剰のTEMPICを取り除いた。これにより基材層(SUS304シート)表面を覆うTEMPICからなる中間層を形成(固定化)した。
TEMPICの固定化処理(中間層の形成)を省いた点以外は実施例1と同じ処理条件で厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、実施例1と同様にシート(試料)の表面潤滑維持性を調べたところ、図5のように初期は低い摩擦抵抗値を示したものの、摺動を繰り返すうちに摩擦抵抗値が増加し、表面潤滑層の持続性が悪かった。
実施例1のTEMPICをジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)(SC有機化学株式会社製)(1分子中のチオール基6個)に変えて同様に中間層、厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を順次形成させ、表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図6のように一定値を示し、100回の繰り返し摺動においても安定した潤滑性を示した。
実施例1のTEMPICをテトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)(SC有機化学株式会社製)(1分子中のチオール基2個)に変えて同様に中間層、厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を順次形成させ、表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図7のように試料3個中、2個の試料が一定値を示し、100回の繰り返し摺動においても安定した潤滑性を示した。残る1個の試料は途中から最大摩擦抵抗値の上昇が見られたものの、その上昇値は小さかった。
実施例1のTEMPICをL-システイン塩酸塩(和光純薬工業株式会社製)(1分子中のチオール基1個、アミノ基1個、カルボキシル基1個)に変えて同様に中間層、厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を順次形成させ、表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図8のように変化し、未処理(比較例1)のものと比べると表面潤滑層の持続性は改善したものの、実施例1~3に比較してその効果は低かった。
前記ブロックコポリマー(DMAA:GMA(モル比)=11.5:1)を8wt%の割合で溶解したDMF溶液に、TEMPICをブロックコポリマーに対し12重量部添加した混合溶液を調整した後、アセトン中で超音波洗浄したSUS304シート(縦30mm×横50mm×厚さ0.5mm;金属材料からなる基材層)を浸漬し、120℃のオーブン中で7時間反応させることで、SUS304シート上に厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、同様に表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図9のように一定値を示し、100回の繰り返し摺動においても安定した潤滑性を示した。また、この表面潤滑層は500回の繰り返し摺動に対しても安定した潤滑性を示した。
添加するTEMPICの量をブロックコポリマーに対し20重量部にした点以外は、実施例4と同じ処理条件でSUS304シート上に厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、実施例1と同様にシート(試料)の表面潤滑維持性を調べたところ、図10のように最大摩擦抵抗値は実施例4と比べると高い値を示したものの、100回の繰り返し摺動に対して一定値を示し、安定した潤滑性を維持した。
添加するチオール化合物をTEMPICからテトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)(SC有機化学株式会社製)(1分子中のチオール基2個)に変えて、実施例4と同じ処理条件でSUS304シート上に厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、同様に表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図11のように一定値を示し、100回の繰り返し摺動においても安定した潤滑性を示した。
添加するチオール化合物をTEMPICからL-システイン塩酸塩(和光純薬工業株式会社製)(1分子中のチオール基1個、アミノ基1個、カルボキシル基1個)に変えて、実施例4と同じ処理条件でSUS304シート上に厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、同様に表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図12のように変化し、表面潤滑性・持続性ともに悪かった。
Ni-Ti製ワイヤ(φ0.5mm、長さ150mm;金属材料からなる基材層)をアセトン中で超音波洗浄した後、20mMの濃度に調節したTEMPICのDMF溶液に浸漬し、130℃のオーブンで3時間加熱することでNi-Ti製ワイヤー表面にTEMPICを固定化した。その後、DMF中で超音波洗浄することにより金属(Ni-Ti製ワイヤ)表面に固定化されていない余剰のTEMPICを取り除いた。これにより基材層(Ni-Ti製ワイヤ)表面を覆うTEMPICからなる中間層を形成(固定化)した。
TEMPICの固定化処理(中間層の形成)を省いた点以外は実施例7と同じ処理条件で厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、実施例7と同様にワイヤ(試料)の表面潤滑維持性を調べたところ、図14のように初期は低い摩擦抵抗値を示したものの、摺動を繰り返すうちに摩擦抵抗値が増加し、表面潤滑層の持続性が悪かった。
前記ブロックコポリマー(DMAA:GMA(モル比)=11.5:1)を8wt%の割合で溶解したDMF溶液に、TEMPICをブロックコポリマーに対し2.5重量部添加した混合溶液を調整した後、アセトン中で超音波洗浄したNi-Ti製ワイヤ(φ0.5mm、長さ150mm;金属材料からなる基材層)を浸漬し、120℃のオーブン中で7時間反応させることで、Ni-Ti製ワイヤ上に厚さ(未膨潤時)が3μmの表面潤滑層を形成させた。その後、同様に表面潤滑維持性を調べたところ、最大摩擦抵抗値は図15のように一定値を示し、100回の繰り返し摺動においても安定した潤滑性を示した。また、この表面潤滑層は500回の繰り返し摺動に対しても安定した潤滑性を示した。
1a・・・基材層コア部、
1b・・・金属表面層、
2・・・中間層、
3・・・表面潤滑層、
10・・・湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具、
11・・・水、
12・・・真鍮円柱状の重り、
13・・・円柱状ポリエチレンシート、
14・・・試料(湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具のシート)。
Claims (5)
- 金属材料からなる基材層と、
前記基材層の少なくとも一部を覆う分子内に複数のチオール基を有する化合物からなる中間層と、
前記中間層表面を覆う反応性官能基を有する親水性高分子からなる表面潤滑層と、を備え、
前記チオール基を有する化合物と前記親水性高分子とを反応させることで前記表面潤滑層が前記中間層を介して前記基材層に結合してい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。 - 前記分子内に複数のチオール基を有する化合物が、1分子内にチオール基を3個以上有することを特徴とする、請求項1に記載の湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具。
- 前記親水性高分子は、前記反応性官能基が集まった反応性ドメインと、親水性単量体が集まった親水性ドメインと、を有することを特徴とする、請求項1および2に記載の湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具。
- 金属材料からなる基材層と、
前記基材層の少なくとも一部を覆う表面潤滑層と、を備え、
前記表面潤滑層が分子内に複数のチオール基を有する化合物と、反応性官能基を有する親水性高分子とを反応させて架橋構造を形成することによって得られ、かつ前記表面潤滑層が架橋構造中に残存するチオール基を介して前記基材層と結合してい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。 - 前記表面潤滑層が、分子内に複数のチオール基を有する化合物と、反応性官能基を有する親水性高分子とを溶媒に溶解させた混合溶液を前記基材層にコーティングした後、前記チオール基と前記反応性官能基とを反応させることで得られる請求項4に記載の湿潤時に表面が潤滑性を有する医療用具。
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