CN105073155B - 医疗器械及医疗器械的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有发挥优异的润滑性和耐久性的润滑性被膜(表面润滑层)的医疗器械。本发明的医疗器械在基材层上具有由下述嵌段共聚物形成的表面润滑层,所述嵌段共聚物由亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位形成,所述表面润滑层最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%,并且所述嵌段共聚物的1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械及医疗器械的制造方法。
背景技术
对于导管、导丝、留置针等插入生物体内的医疗器械而言,为了减少对血管等的组织损伤、并提高操作者的操作性,要求显示优异的润滑性。因此,开发了在基材层表面涂布具有润滑性的亲水性高分子的方法,并付诸以实用。在这样的医疗器械中,亲水性高分子会从基材层表面溶出、剥离,这在维持安全性、操作性方面成为问题。因此,对于利用亲水性高分子进行的涂布,不仅要求优异的润滑性,还要求对磨损、摩擦等负荷的耐久性。
从上述观点考虑,专利文献1公开了一种医疗用具,所述医疗用具如下制作:使水溶性或水溶胀性聚合物溶解在能够使医疗用具的基材溶胀的溶剂中从而制作聚合物溶液,然后在该聚合物溶液中浸渍医疗用具的基材并使其溶胀,进而在基材表面使所述聚合物交联或进行高分子化,由此在基材表面形成表面润滑层。
根据专利文献1公开的技术,能够将显示出较良好润滑性的表面润滑层固定在基材上。
专利文献1:日本特开平8-33704号公报(美国专利第5670558号说明书)。
发明内容
专利文献1公开了,作为水溶性或水溶胀性聚合物,优选使用由呈现润滑性的亲水性部位和具有环氧基的部位形成的嵌段共聚物。如果使用这样的嵌段共聚物,则能够利用加热操作使环氧基交联,形成较难剥离的表面润滑层。但是,良好的润滑性和优异的耐久性存在悖反(trade off)的关系,需求一种能同时实现良好的润滑性和优异的耐久性的技术。
特别是近年来,医疗器械的小型化、细径化显著,将医疗器械引导至生物体内弯曲性更高、更窄的病变部位的医疗技术正在不断发展。因此,为了即使在复杂的病变部位也能良好地保持器械的操作性,要求一种与现有技术相比进一步提高器械表面的润滑性及耐久性的技术。
因此,需求一种能同时提高润滑性和耐久性这两者、并能够支持高度复杂化的医疗技术的技术。
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种具有发挥优异的润滑性和耐久性的润滑性被膜(表面润滑层)的医疗器械。此外,本发明的另一目的在于提供上述医疗器械的制造方法。
本发明人为了解决上述问题,进行了深入研究,结果发现:对于由嵌段共聚物(其由亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位形成)形成的表面润滑层而言,通过使该表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率在规定范围内,并且使嵌段共聚物的溶液粘度在规定范围内,能够实现上述目的,从而完成了本发明。
即,上述目的可通过下述医疗器械实现,即,在基材层上具有由下述嵌段共聚物形成的表面润滑层,所述嵌段共聚物由亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位形成,该表面润滑层最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%,并且所述嵌段共聚物的1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s。此外,上述目的可通过下述医疗器械的制造方法实现,即,将包含亲水性部位的化合物和包含具有反应性官能团的疏水性部位的化合物以20:1~50:1的摩尔比聚合,得到其1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s的嵌段共聚物,调制包含该嵌段共聚物的涂布液,将该涂布液涂布在基材层上,在60~200℃的范围内进行加热处理,形成其最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%的表面润滑层。
附图说明
图1是示意性地表示本发明涉及的医疗器械的代表性实施方式的表面的层合结构的部分剖视图。
图2是示意性地表示作为图1的实施方式的应用例的、表面的层合结构不同的构成例的部分剖视图。
图3是各实施例及比较例中使用的表面润滑维持性评价试验装置(摩擦测定机)的示意图。
具体实施方式
本发明的第一方案是提供一种医疗器械,所述医疗器械具有由下述嵌段共聚物形成的表面润滑层,所述嵌段共聚物由亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位形成,该表面润滑层最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%,并且所述嵌段共聚物的1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s。根据本发明的第一方案,能够提供一种具有发挥优异的润滑性和耐久性的润滑性被膜(表面润滑层)的医疗器械。
需要说明的是,在本说明书中,表示范围的“X~Y”是“X以上且Y以下”的含义。此外,用语“表面润滑层的最外表面”及“最外表面”具体是表示在表面润滑层的厚度方向上从与基材层为相反侧的表面开始至2nm的深度范围。此外,最外表面的疏水性部位的存在比率是通过利用XPS(X射线光电子能谱分析)测定最外表面的元素组成而计算出的值,其表示利用以下实施例中记载的方法所测定的比率。此外,在表面润滑层的最外表面处,将亲水性部位和疏水性部位的总量作为100mol%。进而,将“重量”和“质量”、“重量(wt)%”和“质量(mass)%”及“重量份”和“质量份”作为同义词处理。
本发明的特征在于,在由具有亲水性部位和疏水性部位的嵌段共聚物形成的表面润滑层的最外表面,疏水性部位的存在比率在上述范围内,并且特定条件下的嵌段共聚物的溶液粘度在上述范围内。
如果提高嵌段共聚物中的亲水性部位的存在比率(即,降低疏水性部位的存在比率),则能够提高润滑性(湿润时的润滑性;以下只要没有特别说明,“润滑性”就是指“湿润时的润滑性”),但另一方面,耐久性降低。但是,如上所述,本发明人发现:通过使用显示高溶液粘度的嵌段共聚物,能够在不损害耐久性的情况下,形成能够维持良好润滑性的表面润滑层,从而完成了本发明。
即,通过使表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的亲水性部位的存在比率为55~80mol%,与现有的表面润滑层相比,能够提高润滑性,并且,通过使嵌段共聚物的溶液粘度为上述范围,能够形成具有优异耐久性的表面润滑层。
具有上述表面润滑层的医疗器械的制造方法在下文中详述,但例如可以通过下述方法得到所述医疗器械,即,将包含亲水性部位的化合物和包含具有反应性官能团的疏水性部位的化合物以适当比率混合并聚合,得到具有上述溶液粘度的嵌段共聚物,在基材层涂布该嵌段共聚物后,将其在规定的温度范围内进行加热处理。
对于本发明涉及的医疗器械而言,认为能够呈现优异的耐久性及润滑性的机理如下。
在由具有亲水性部位和疏水性部位的嵌段共聚物形成的表面润滑层中,嵌段共聚物的亲水性部位和疏水性部位并不是均匀分布的,疏水性部位大量分布在最外表面附近。即,表面润滑层的最外表面附近成为疏水性部位浓缩了的状态。这是因为,在作为与空气的界面的表面润滑层的最外表面存在大量疏水性部位的话,在能量上是稳定的。
加热处理温度越高,上述那样的疏水性部位在最外表面附近的浓缩越显著。认为这是因为,通过实施加热处理,由于嵌段共聚物的运动性变高,所以分子链变得容易变动,疏水性部位容易移动到最外表面附近。
然而,如果表面润滑层最外表面中疏水性部位的存在比率变大,则润滑性降低。具体而言,如果表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率大于45mol%,则由于表面润滑层的亲水性部位的存在比率不足,所以难以得到良好的润滑性。但是,疏水性部位若为45mol%以下,则能够获得良好的润滑性。另一方面,如果表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率小于20mol%,则亲水性部位的存在比率变得过大,难以得到相对于基材的粘接性等耐久性。如上所述,本发明人发现:如果表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%,则能够获得良好的润滑性及耐久性。
为了将嵌段共聚物牢固地固定在基材层上(与耐久性有关),优选在将嵌段共聚物涂布在基材上后(润滑涂布剂被覆工序),对其实施加热处理(加热工序)。通过这样的加热处理,能够使疏水性部位所含的反应性官能团进行交联反应,形成牢固的润滑性被膜(表面润滑层)。
然而,如上所述,如果进行加热处理,则加热会导致分子链成为可变动状态,疏水性部位在最外表面浓缩,所以存在润滑性恶化的趋势。因此,通过适当提高形成表面润滑层的嵌段共聚物(即,在基材上涂布的嵌段共聚物,为热处理前的阶段的物质)的亲水性部位的存在比率,能够抑制由加热处理导致的疏水性部位在表面润滑层表面的浓缩。
需要说明的是,一般而言,如果嵌段共聚物的亲水性部位的存在比率变高(即疏水性部位的存在比率变低),则难以得到所期望强度的润滑性被膜(以下,也简称为“被膜”),存在耐久性降低的趋势。然而,本发明人发现:通过使用溶液粘度为适当范围(具体而言,1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s)的嵌段共聚物,能够通过分子链的相互缠绕效果形成牢固的被膜,抑制耐久性的降低。
因此,本发明的特征之一在于,通过使嵌段共聚物的溶液粘度在适当范围内,从而确保耐久性。即,根据本发明,能够得到具有表面润滑层(通过适当降低疏水性部位的存在比率(适当提高亲水性部位的存在比率)而能够使其润滑性良好,且其具有良好的耐久性)的医疗器械。但是,上述机理仅为推测,对本发明的范围没有任何限定。
具体而言,上述医疗器械优选通过以下制造方法制造。即,本发明的第二方案是提供一种医疗器械的制造方法,即,将包含亲水性部位的化合物和包含具有反应性官能团的疏水性部位的化合物以20:1~50:1的摩尔比聚合,得到其1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s的嵌段共聚物,调制包含该嵌段共聚物的涂布液,将该涂布液涂布在基材层上,在60~200℃的范围内进行加热处理,形成其最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%的表面润滑层。根据本发明的第二方案,提供一种具有发挥优异的润滑性和耐久性的润滑性被膜(表面润滑层)的医疗器械的制造方法。
如上所述,通过适当减小用于形成表面润滑层的嵌段共聚物中的疏水性部位的存在比率(适当增大亲水性部位的存在比率),并且使所述溶液粘度在适当的范围内,进而在适当的温度范围内进行加热处理,不必使存在于加热操作后的润滑层最外表面中的疏水性部位的存在比率提高至必要限度以上,就能够呈现出良好的润滑性及耐久性。
以下,说明本发明的实施方式。
<医疗器械>
以下,参照附图来说明本发明的医疗器械的优选实施方式。
图1是示意性地表示本发明涉及的医疗器械(以下,本说明书中,也简称为“医疗器械”)的代表性实施方式的表面的层合结构的部分剖视图。图2是示意性地表示作为本实施方式的应用例的、表面的层合结构不同的构成例的部分剖视图。需要说明的是,图1及图2中的各符号分别表示如下内容。符号1表示基材层;符号1a表示基材层芯部;符号1b表示基材表面层;符号2表示表面润滑层;符号10表示本发明涉及的医疗器械。
如图1、图2所示,在本实施方式的医疗器械10中,具备:基材层1;和包含嵌段共聚物的表面润滑层2,其设置于基材层1的至少一部分(图中,表示设置于图内的基材层1表面的整体(整面)的例子)。
以下,按构成构件详细说明构成本实施方式的医疗器械。
[基材层(基材)]
作为本实施方式所使用的基材层,可以由任意材料构成,其材料没有特别限制。具体而言,构成基材层1的材料可举出金属材料、高分子材料及陶瓷等。此处,对于基材层1而言,基材层1整体可以由上述任一种材料构成,或者如图2所示,可以具有下述结构,即,利用适当方法在由上述任一种材料构成的基材层芯部1a的表面被覆其他上述任一种材料,构成基材表面层1b。作为后一种情形的例子,可举出下述结构等:利用适当方法(电镀、金属蒸镀、溅射等现有已知的方法)在由高分子材料等形成的基材层芯部1a的表面被覆金属材料,形成基材表面层1b;利用适当方法(浸渍(dipping)、喷雾(spray)、涂布·印刷等现有已知的方法)在由金属材料、陶瓷材料等硬的增强材料形成的基材层芯部1a的表面被覆比金属材料等增强材料柔软的高分子材料,或者将形成基材层芯部1a的增强材料与高分子材料复合,形成基材表面层1b。此外,基材层芯部1a可以为将不同材料多层层合而成的多层结构体、或者将根据医疗器械的各部分而用不同材料形成的构件连接而成的结构等。此外,在基材层芯部1a和基材表面层1b之间还可以进一步形成有由其他上述任一种材料形成的中间层(未图示)。进而,关于基材表面层1b,也可以为将不同材料多层层合而成的多层结构体、或者将根据医疗器械的各部分而用不同材料形成的构件连接而成的结构等。
作为构成上述基材层1的材料中的金属材料,没有特别限制,可以使用通常用于导管、导丝、留置针等医疗器械的金属材料。具体而言,可举出SUS304、SUS316、SUS316L、SUS420J2、SUS630等各种不锈钢、金、铂、银、铜、镍、钴、钛、铁、铝、锡、或镍-钛合金、镍-钴合金、钴-铬合金、锌-钨合金等各种合金等。这些金属材料可以单独使用1种,还可以并用2种以上。在上述金属材料中,可以适当选择最佳的金属材料作为导管、导丝、留置针等(其作为使用用途)的基材层。
此外,作为构成上述基材层1的材料中的高分子材料,没有特别限制,可以使用通常用于导管、导丝、留置针等医疗器械的高分子材料。具体而言,可举出聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂、环状聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂(烯丙基树脂)、聚碳酸酯树脂、氟树脂、氨基树脂(脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂)、聚酯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚缩醛树脂、乙酸乙烯酯树脂、酚醛树脂、氯乙烯树脂、有机硅树脂(硅树脂)、聚醚树脂、聚酰亚胺树脂等。这些高分子材料可以单独使用1种,还可以并用2种以上。在上述高分子材料中,可以适当选择最佳的高分子材料作为导管、导丝、留置针等(其作为使用用途)的基材层。
此外,上述基材层的形状没有特别限制,可以从片状、线状(丝)、管状等使用形态中进行适当选择。
[嵌段共聚物]
本发明的医疗器械在上述基材(基材层)上具有由嵌段共聚物形成的表面润滑层。以下,针对用于形成表面润滑层的嵌段共聚物进行说明。
本发明涉及的嵌段共聚物为由亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位形成的嵌段共聚物,具体而言,可以通过将包含亲水性部位的单体和包含具有反应性官能团的疏水性部位的单体共聚而获得。
(包含亲水性部位的单体)
本发明中的嵌段共聚物的亲水性部位由包含亲水性部位的单体(本说明书中,也称为“亲水性单体”)聚合而成的形态形成。本发明中使用的亲水性单体只要在体液、水系溶剂中呈现润滑性即可,可以为任意物质。
作为亲水性单体,例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酰胺、丙烯酰吗啉(acryloyl morpholine)、丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、乙烯基吡咯烷酮、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱、2-甲基丙烯酰氧基乙基-D-葡萄糖苷、2-甲基丙烯酰氧基乙基-D-甘露糖苷、乙烯基甲醚、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、1,4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-1-氯-2-羟基丙酯、二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇单(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基环己酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基环己酯、环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲醚丙烯酸酯及聚(乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯,优选为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯,乙烯基吡咯烷酮。这些亲水性单体可以单独使用,或者组合2种以上使用。即,本发明中的嵌段共聚物的亲水性部位可以为由单独1种亲水性单体构成的均聚物型,或者可以为由上述亲水性单体中的2种以上构成的共聚物型。因此,亲水性部位优选来自选自由上述亲水性单体组成的组中的1种以上。
(包含具有反应性官能团的疏水性部位的单体)
本发明中的嵌段共聚物的疏水性部位由包含具有反应性官能团的疏水性部位的单体(本说明书中,也称为“疏水性单体”)聚合而成的形态形成。本说明书中,所谓“反应性官能团”,是指通过加热处理、光照射、电子射线照射、放射线照射、等离子体照射等能够与其他单体进行交联反应的官能团。
作为反应性官能团,可举出环氧基、异氰酸酯基、醛基、酰卤基、酸酐基等官能团。其中,作为具有反应性官能团的单体(疏水性单体),从操作容易性、交联反应的效率等观点考虑,优选为具有环氧基、异氰酸酯基、醛基的单体,特别优选为具有环氧基的单体。这些反应性官能团在疏水性单体中可以仅存在1个,还可以存在多个。
此外,本发明中使用的疏水性单体只要具有反应性官能团,并且在体液、水系溶剂中,至少与制造嵌段共聚物时使用的亲水性单体相比呈现出疏水性即可,可以为任意物质。
作为本发明中使用的疏水性单体,只要具有反应性官能团即可,没有特别限制,可列举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、烯丙基缩水甘油醚等分子内具有环氧基的单体;(甲基)丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等分子内具有异氰酸酯基的单体;丁烯醛(crotonaldehyde)、丙烯醛(acrolein)、异丁烯醛(methacrolein)等分子内具有醛基的单体;(甲基)丙烯酰氯、(甲基)丙烯酰溴、(甲基)丙烯酰碘等分子内具有酰卤基的单体;马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等分子内具有酸酐的单体等。这些疏水性单体可以单独使用,或者组合2种以上使用。即,本发明中的嵌段共聚物的疏水性部位可以为由单独1种疏水性单体构成的均聚物型,或者可以为由上述疏水性单体中的2种以上构成的共聚物型。
作为疏水性单体的更具体例子,例如,可举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、丁烯醛、丙烯醛、及异丁烯醛。因此,所述疏水性部位优选来自选自由上述疏水性单体组成的组中的1种以上。
优选的是,疏水性单体为选自由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等具有环氧基的单体(其可通过热等促进反应,操作也比较容易)组成的组中的至少1种。
(亲水性单体和疏水性单体的聚合)
本发明中的嵌段共聚物具有来自上述亲水性单体及疏水性单体的亲水性部位和疏水性部位。此处,对于亲水性单体和疏水性单体的比率而言,只要所得的表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%,就没有特别限制。
如果考虑呈现良好的润滑性、耐久性、被膜的强度、与基材层的牢固结合性等,则将嵌段共聚物聚合时,优选将用作原料的亲水性单体和疏水性单体以20:1~50:1的比率(亲水性单体:疏水性单体的摩尔比)聚合,更优选以25:1~45:1的比率聚合。通过以上述比率聚合,能够使嵌段共聚物的亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位的比率在良好的范围内。此时,用于形成表面润滑层的嵌段共聚物的亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位的比率优选在20:1~50:1的范围内,更优选在25:1~45:1的范围内。如果在上述范围内,则表面润滑层能够利用亲水性部位充分发挥高润滑性,此外,能够利用具有反应性官能团的疏水性部位发挥高耐久性(润滑维持性)、被膜强度。特别是如果考虑提高润滑性,则亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位的比率特别优选为30:1~45:1。
本发明涉及的嵌段共聚物的制造方法没有特别限制,例如,可以应用活性自由基聚合法(living radical polymerization method)、使用了高分子引发剂(macroinitiator)的聚合法、缩聚法等现有已知的聚合法进行制作。这些制造方法中,从易于控制来自亲水性单体的部位、来自疏水性单体的部位的分子量及分子量分布的观点考虑,优选使用活性自由基聚合法或使用了高分子引发剂的聚合法。作为活性自由基聚合法,没有特别限制,例如可以将下述方法按照原样或者适当修饰后应用,所述方法为日本特开平11-263819号公报、日本特开2002-145971号公报、日本特开2006-316169号公报等中记载的方法,以及J.Am.Chem.Soc.,117,5614(1995);Macromolecules,28,7901(1995);Science,272,866(1996);Macromolecules,31,5934-5936(1998)等中记载的原子转移自由基聚合(ATRP)法等。此外,在使用了高分子引发剂的聚合法中,例如,在制作含有具有反应性官能团的疏水性部位和过氧基等自由基聚合性基团的高分子引发剂后,使该高分子引发剂与用于形成亲水性部位的单体聚合,由此能够制作具有亲水性部位和疏水性部位的嵌段共聚物。
此外,在嵌段共聚物的聚合中,可以使用本体聚合(bulk polymerization)、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等已知方法。作为在聚合中适当使用的溶剂,没有特别限制,例如可使用正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、环己烷、甲基环己烷、液体石蜡等脂肪族系有机溶剂;四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚系溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族系有机溶剂;1,2-二氯甲烷、氯苯等卤素系有机溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等极性非质子性有机溶剂。需要说明的是,所述溶剂可以单独使用或者混合2种以上使用。聚合溶剂中的单体的浓度(亲水性单体及疏水性单体的总重量浓度)优选为5~90wt%,更优选为8~80wt%,特别优选为10~50wt%。
为了得到具有所期望特性的嵌段共聚物,聚合温度优选为50~100℃,更优选为55~90℃,进一步优选为60~85℃,特别优选为65℃以上且小于80℃。
此外,聚合时间优选为1~24小时,更优选为3~12小时。
为了防止疏水性部位在表面润滑层的最外表面浓缩,以下详述的降低加热处理温度、或者提高嵌段共聚物中的亲水性部位的存在比率的方法是有效的。然而,如果降低加热处理温度,则反应性官能团的反应率降低,存在表面润滑层的耐久性降低的趋势。此外,如果提高嵌段共聚物中的亲水性部位的存在比率,则表面润滑层的交联密度降低,同样存在表面润滑层的耐久性降低的趋势。本发明人发现:通过控制嵌段共聚物的溶液粘度(更具体而言,分子量),能够在使用亲水性部位的存在比率高的嵌段共聚物时,抑制表面润滑层的耐久性降低,即使在高的加热处理温度下,也能够防止疏水性部位向表面润滑层的最外表面的浓缩,能够呈现出良好的润滑性,从而完成了本发明。
即,嵌段共聚物的溶液粘度越大(分子量越大),则越能够有效抑制表面润滑层的耐久性的降低。并且,由于上述那样的嵌段共聚物的溶液粘度与分子量存在比例关系,所以与嵌段共聚物的分子量相关的信息可以通过测定溶解了嵌段共聚物的溶液的粘度获得。
本发明中的嵌段共聚物的1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s。作为溶液粘度的测定方法,具体而言,使嵌段共聚物以1wt%的浓度溶解在氯仿中,测定其粘度。粘度利用B型旋转粘度计进行测定。测定粘度时的溶液温度为30℃。
如果嵌段共聚物的溶液粘度小于8mPa·s,则在使用亲水性部位的比率高的嵌段共聚物时,耐久性不足,难以维持优异的润滑性。另一方面,如果嵌段共聚物的溶液粘度大于30mPa·s,则在形成表面润滑层时、即涂布操作时,由于涂布液的粘度变得过高,所以表面润滑层容易变得不均匀,故而不优选。因此,本发明中使用的嵌段共聚物的溶液粘度为8~30mPa·s。嵌段共聚物的溶液粘度更优选为8~27mPa·s,进一步优选为8~25mPa·s,特别优选为13~21mPa·s。
具有上述溶液粘度的嵌段共聚物可以主要通过适当调节聚合时用作原料的亲水性单体及疏水性单体的比率(摩尔比)、这些单体的浓度(重量浓度:wt%)、聚合温度而获得。存在下述趋势,即,表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的亲水性部位及疏水性部位的存在比率主要取决于亲水性单体和反应性单体的比率(聚合时的亲水性单体:反应性单体的摩尔比)及涂布后的加热处理温度,嵌段共聚物的溶液粘度取决于聚合时的亲水性单体及疏水性单体的浓度、聚合温度。更具体而言,存在下述趋势,即,如果聚合时的亲水性单体及疏水性单体的浓度(总重量浓度)高,则嵌段共聚物的溶液粘度大,如果聚合温度低,则嵌段共聚物的溶液粘度大。
针对用于制造在上述溶液粘度范围(8~30mPa·s)内、并且表面润滑层最外表面中疏水性部位的存在比率在上述范围(20~45mol%)内的嵌段共聚物的优选条件,进行以下说明。
具体而言,优选的是,亲水性单体:反应性单体的摩尔比为20:1~50:1,聚合时的亲水性单体及疏水性单体的总浓度为8~80wt%,并且使聚合温度为55~90℃。此处,亲水性单体:反应性单体的摩尔比更优选为25:1~45:1,特别优选为30:1~45:1,聚合时的亲水性单体及疏水性单体的总浓度更优选为10~50wt%,聚合温度更优选为60~85℃。
(润滑性被膜(表面润滑层)的形成方法)
本发明的医疗器械的制造方法(润滑性被膜(表面润滑层)的形成方法)除了使用本发明涉及的嵌段共聚物之外,没有特别限制,可以与已知方法同样地进行或者将已知方法适当修饰后应用。
具体而言,例如,可举出下述方法,即,使嵌段共聚物溶解在溶剂中,制备涂布液(润滑涂布剂,涂布液),将该涂布液涂布在基材层上从而形成涂布层后,对该涂布层进行加热处理,使嵌段共聚物进行交联反应,由此形成表面润滑层。即,在本发明中,优选的是,表面润滑层的形成方法至少包括在基材层上涂布润滑涂布剂的润滑涂布剂被覆工序和对由润滑涂布剂形成的涂布层实施加热处理的加热工序。通过这样的方法,能够对医疗器械表面赋予润滑性、耐久性。
在上述方法中,作为用于溶解本发明涉及的嵌段共聚物的溶剂,只要能够溶解本发明涉及的嵌段共聚物即可,没有特别限制。具体而言,可以列举出水;甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇等醇类;丙酮,甲基乙基酮等酮类;乙酸乙酯等酯类;氯仿等卤代物;己烷等烯烃类;四氢呋喃、丁醚等醚类;苯、甲苯等芳香族类;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等酰胺类等,但不受上述溶剂的任何限制。这些溶剂可以单独使用1种,还可以并用2种以上。
涂布液中的本发明的嵌段共聚物的浓度没有特别限定。从能够获得涂布性、所期望的效果(润滑性及耐久性)等观点考虑,涂布液中的本发明涉及的嵌段共聚物的浓度为0.01~20wt%,更优选为0.05~15wt%,进一步优选为0.1~10wt%。如果嵌段共聚物的浓度在上述范围内,则能够充分发挥所得的表面润滑层的润滑性、耐久性。此外,能够通过1次涂布容易地得到所期望厚度的均匀的表面润滑层,从操作性(例如,涂布的容易性)、生产效率方面考虑是优选的。但是,即使在上述范围外,只要在不对本发明的作用效果造成影响的范围内,就能够充分利用。
作为在基材层表面涂布涂布液的方法,没有特别限制,可以应用涂布·印刷法、浸渍法(dipping method,浸涂法)、喷雾法(spray method)、旋涂法、混合溶液含浸海绵涂布法等现有已知的方法。其中,优选使用浸渍法(dipping method,浸涂法)。
需要说明的是,在导管、导丝、注射针等又细又窄的内表面形成表面润滑层的情况下,可以将基材层浸渍在涂布液中,将系统内减压从而使其脱泡。通过减压使其脱泡,能够迅速使溶液浸透又细又窄的内表面,促进表面润滑层的形成。
此外,在仅使基材层的一部分形成表面润滑层的情况下,通过仅将基材层的一部分浸渍在涂布液中,在基材层的一部分涂布涂布液,能够在基材层的所期望的表面部位形成表面润滑层。
在难以仅将基材层的一部分浸渍在涂布液中的情况下,预先利用可拆卸(安装与卸下)的适当构件、材料保护(被覆等)不需要形成表面润滑层的基材层的表面部分,然后将基材层浸渍在涂布液中,在将涂布液涂布在基材层后,拆除不需要形成表面润滑层的基材层的表面部分的保护构件(材料),之后,实施加热处理等,由此能够在基材层的所期望的表面部位形成表面润滑层。但是,在本发明中,不受这些形成方法的任何限制,可以适当利用现有已知的方法,形成表面润滑层。例如,在难以仅将基材层的一部分浸渍在混合溶液中的情况下,可以应用其他涂布方法(例如,使用喷雾装置、棒涂机、模涂机、逆转辊涂布机、缺角轮涂布机(comma coater)、凹版涂布机、喷涂机、刮刀涂布机(doctor knife coater)等涂布装置,在医疗器械的规定的表面部分涂布涂布液的方法等)来代替浸渍法。需要说明的是,对于医疗用具的结构而言,在圆筒状用具的外表面和内表面这两者均需要具有表面润滑层的情况下,从能够将外表面和内表面这两者一次性涂布的观点考虑,优选使用浸渍法(dipping method)。
如上所述,在包含嵌段共聚物的涂布液中浸渍基材层后,从涂布液取出基材层,进行加热处理。此处,加热处理条件(温度、时间等)只要为能够在基材层上形成包含嵌段共聚物的表面润滑层的条件即可,没有特别限制。具体而言,加热温度优选为60~200℃,更优选为80~160℃,进一步优选为大于80℃且150℃以下,特别优选为90~140℃。此外,加热时间优选为15分钟~24小时,更优选为1~10小时。通过设定为上述那样的条件,能够容易使表面润滑层最外表面中嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率在20~45mol%的范围内。此外,通过设定为上述的加热处理条件,能够发生基于嵌段共聚物的反应性官能团进行的交联反应,不会从基材层容易地剥离,形成牢固的表面润滑层。
综上,本发明的医疗器械优选通过下述方法制造,即,将包含亲水性部位的化合物(亲水性单体)和包含具有反应性官能团的疏水性部位(疏水性单体)的化合物以20:1~50:1的摩尔比聚合,得到其1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s的嵌段共聚物,调制包含该嵌段共聚物的涂布液,将该涂布液涂布在基材层上,在60~200℃的范围内进行加热处理,形成其最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%的表面润滑层。此时,关于用作原料的亲水性单体和疏水性单体的混合比率(摩尔比)、嵌段共聚物的溶液粘度、将涂布液涂布后的加热处理中的温度的优选范围,如上文所述。
需要说明的是,在使反应性官能团为环氧基的情况下,环氧基能够通过加热进行自交联,但为了促进交联反应,可以在涂布溶液中含有环氧反应催化剂、能够与环氧基反应的多官能交联剂。
此外,加热处理时的压力条件也不受任何限制,除了能够在常压(大气压)下进行以外,还可以在加压或减压下进行。
作为加热处理手段(装置),例如,可以利用烘箱、减压干燥机等。
根据上述方法,通过在基材层表面形成嵌段共聚物的被膜(涂布层)后,使反应性官能团进行交联,能够使被膜不会从基材层容易地剥离,形成牢固的表面润滑层。因此,基于本发明的医疗器械能够发挥优异的润滑性、耐久性。
(本发明的医疗器械10的用途)
本发明的医疗器械10为与体液、血液等接触使用的器械,在体液、生理盐水等水系液体中,表面具有润滑性,能够提高操作性、减少对组织粘膜的损伤。具体而言,可举出在血管内使用的导管、导丝、留置针等,除此之外,还可示出以下的医疗器械。
(a)胃管导管,营养导管、管饲用管等经口或经鼻插入或留置于消化器官内的导管类。
(b)氧气导管、给氧插管、气管内管的管或套囊、气管切开管的管或套囊、气管内吸引导管等经口或经鼻插入或留置于气道或气管内的导管类。
(c)尿道导管、导尿导管、尿道球囊导管的导管或球囊等插入或留置于尿道或尿管内的导管类。
(d)吸引导管、排液导管、直肠导管等插入或留置于各种体腔、脏器、组织内的导管类。
(e)留置针、IVH导管、热稀释导管(thermodilution catheter)、血管造影用导管、血管扩张用导管及扩张器(dilator)或插管器(introducer)等插入或留置于血管内的导管类、或者这些导管用的导丝、管心针(stylet)等。
(f)人工气管、人工支气管等。
(g)体外循环治疗用的医疗器械(人工肺、人工心脏、人工肾脏等)、其线路类。
实施例
使用以下实施例及比较例来说明本发明的效果。但是,本发明的技术范围并不只限于以下实施例。
[表面润滑层的形成]
1.嵌段共聚物的制作
(嵌段共聚物1)
于50℃向72.3g己二酰氯中滴入29.7g三乙二醇后,于50℃反应3小时,减压除去盐酸,向得到的22.5g低聚酯(oligoester)中添加4.5g甲基乙基酮,将其滴入由5g氢氧化钠、6.93g的31%过氧化氢、0.44g表面活性剂磷酸二辛酯、120g水组成的溶液中,于-5℃使其反应20分钟。将得到的产物反复进行水洗、甲醇洗涤后,使其干燥,得到分子内具有多个过氧基的聚过氧化物(PPO)。接着,将苯作为溶剂,在减压下于65℃将0.5g作为聚合引发剂的所述PPO、9.5g作为疏水性单体的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)一边搅拌2小时,一边进行聚合。利用乙醚对反应物进行再沉淀(reprecipitation),得到分子内具有过氧基的聚GMA(PPO-GMA)。
接下来,将1.35g(相当于9.5mmol的GMA)得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与11.2g(113mmol)作为亲水性单体的N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至80℃并保持7小时,由此进行聚合。聚合时,所溶解的PPO-GMA浓度及DMAA浓度如表1所示。利用环己烷对反应物进行再沉淀并将其回收,制作了具有作为亲水性部位的DMAA部位、作为疏水性部位的GMA部位的嵌段共聚物1。利用1H-NMR测定制作的嵌段共聚物1的DMAA:GMA比率,结果DMAA:GMA的比率(即,嵌段共聚物中的亲水性部位和疏水性部位的摩尔比)为12:1(摩尔比)。此外,针对得到的嵌段共聚物1,在30℃环境下利用B型旋转粘度计(Brooksfield公司制,装置名:DV-IPrime)测定1wt%氯仿溶液的粘度,结果为6.0mPa·s。
(嵌段共聚物2)
将0.61g(相当于4.3mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与11.3g(114mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至90℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物2。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,测定制作的嵌段共聚物2的DMAA:GMA比率(摩尔比),结果为28:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物2的溶液粘度为4.2mPa·s。
(嵌段共聚物3)
将0.60g(相当于4.2mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与10.1g(102mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至75℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物3。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,测定制作的嵌段共聚物3的DMAA:GMA比率(摩尔比),结果为29:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物3的溶液粘度为14.0mPa·s。
(嵌段共聚物4)
将0.65g(相当于4.6mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与10.0g(101mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至70℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物4。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,测定制作的嵌段共聚物4的DMAA:GMA比率(摩尔比),结果为28:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物4的溶液粘度为20.2mPa·s。
(嵌段共聚物5)
将0.42g(相当于3.0mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与10.0g(101mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至75℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物5。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,测定制作的嵌段共聚物5的DMAA:GMA比率(摩尔比),结果为36:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物5的溶液粘度为11.8mPa·s。
(嵌段共聚物6)
将0.49g(相当于3.5mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与12.0g(121mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至85℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物6。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,测定制作的嵌段共聚物6的DMAA:GMA比率(摩尔比),结果为38:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物6的溶液粘度为8.2mPa·s。
(嵌段共聚物7)
将0.36g(相当于2.5mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与10.1g(102mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至75℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物7。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,制作的嵌段共聚物7的DMAA:GMA比率(摩尔比)为44:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物7的粘度为8.8mPa·s。
(嵌段共聚物8)
将0.24g(相当于1.7mmol的GMA)与嵌段共聚物1同样地操作得到的PPO-GMA作为聚合引发剂,将其与10.1g(102mmol)DMAA一起溶解在氯苯中,在氮气氛下加热至75℃并保持7小时,由此进行聚合,得到嵌段共聚物8。
利用与上述嵌段共聚物1相同的方法,制作的嵌段共聚物8的DMAA:GMA比率(摩尔比)为66:1(摩尔比)。此时,利用与上述嵌段共聚物1相同的方法测定的嵌段共聚物8的粘度为8.2mPa·s。
[表1]
表1各种嵌段共聚物的聚合条件和利用1H-NMR测得的DMAA:GMA比率及溶液粘度测定结果
2.润滑涂布样品的制作(表面润滑层的形成)
(实施例1:润滑涂布样品1)
将如上所述得到的嵌段共聚物3以3wt%的浓度溶解在DMF中,制成涂布液。利用如上所述制作的涂布液对尼龙(注册商标)弹性体(ELG5660,EMS公司制)15mm×50mm×1mm的压制片材(press sheet)进行浸渍涂布后,于130℃加热处理3小时,由此在片材上形成表面润滑层,制成润滑涂布样品1。
利用XPS(装置:ULVAC-PHI公司制Quantera STM,X射线束:50W,15kV,信号接收角:10°)测定如上所述制作的润滑涂布样品1的润滑涂布层最外表面的化学组成,计算出润滑涂布样品1中的存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。需要说明的是,XPS的测定范围(测定深度)为电子的非弹性平均自由工序,在上述测定条件下计算出深度为2nm。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为38mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为62mol%)。
需要说明的是,亲水性部位及疏水性部位的存在比率可以利用XPS如下文所述那样求出。
首先,利用XPS,针对表面润滑层的最外表面(至深度为2nm的范围)所含的碳原子(C)及氮原子(N),由峰面积进行定量分析,求出碳原子数与氮原子数之比(nC/nN)。需要说明的是,此时,针对碳原子,解析来自C1s水平的光电子峰强度,针对氮原子,解析来自N1s水平的光电子峰强度。
此处,构成亲水性部位的DMAA的碳原子数为5,构成疏水性部位的GMA的碳原子数为7,此外,由于DMAA的氮原子数为1,GMA的氮原子数为0,所以以下的数学式(1)及(2)成立。
nC=5p+7q···(1)
nN=p···(2)
此处,“p”是分析范围内的嵌段共聚物中的DMAA的分子个数(准确而言,为来自DMAA的亲水性部位的个数),“q”是GMA的分子个数(准确而言,为来自GMA的疏水性部位的个数)。
由上述数学式(1)及(2)可以导出以下的数学式(3)。
nC/nN=5+7(q/p)···(3)
如上所述,由于能够通过XPS测定求出碳原子数与氮原子数之比(nC/nN),所以通过将其代入上述数学式(3),能够求出“q/p”、即嵌段共聚物中的亲水性部位的个数相对于疏水性部位的个数的比例。此处,考虑到亲水性部位的存在比率和疏水性部位的存在比率的总计为1(100mol%),可分别求出疏水性部位的存在比率和亲水性部位的存在比率。
需要说明的是,在本实施例中,作为XPS测定的分析对象,选择了碳原子及氮原子,但只要是能进行XPS测定的两种元素,就能够按照与上述相同的方法导出嵌段共聚物中的疏水性部位及亲水性部位的存在比率。
(实施例2:润滑涂布样品2)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物4,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品2。针对得到的润滑涂布样品2,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为37mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为63mol%)。
(实施例3:润滑涂布样品3)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物5,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品3。针对得到的润滑涂布样品3,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为31mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为69mol%)。
(实施例4:润滑涂布样品4)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物5,并且,将浸渍涂布了涂布液后的加热处理温度变更为80℃,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品4。针对得到的润滑涂布样品4,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为21mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为79mol%)。
(实施例5:润滑涂布样品5)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物6,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品5。针对得到的润滑涂布样品5,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为30mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为70mol%)。
(实施例6:润滑涂布样品6)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物7,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品6。针对得到的润滑涂布样品6,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为27mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为73mol%)。
(比较例1:润滑涂布样品7)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物1,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品7。针对得到的润滑涂布样品7,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为51mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为49mol%)。
(比较例2:润滑涂布样品8)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物1,并且,将浸渍涂布了涂布液后的加热处理温度变更为80℃,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品8。针对得到的润滑涂布样品8,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为29mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为71mol%)。
(比较例3:润滑涂布样品9)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物2,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品9。针对得到的润滑涂布样品9,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为36mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为64mol%)。
(比较例4:润滑涂布样品10)
将嵌段共聚物3变更为嵌段共聚物8,除此之外,与润滑涂布样品1同样地制作润滑涂布样品10。针对得到的润滑涂布样品10,使用XPS计算出存在于表面润滑层的最外表面的GMA比率。此时,利用XPS测得的来自GMA的疏水性部位的存在比率为16mol%(需要说明的是,来自DMAA的亲水性部位的存在比率为84mol%)。
[表面润滑层的润滑性及耐久性的评价]
针对上述实施例1~6及比较例1~4中得到的各润滑涂布样品(以下,也简称为“样品”),按照下述方法,使用图3所示的摩擦测定机(Trinity-lab公司制,便携式TribomasterTL201)20,评价表面润滑层的润滑性及耐久性。
即,将上述各样品16固定在器皿12中,并将样品浸渍在能完全浸没样品16的水17中。将所述器皿12载置于图3所示的摩擦测定机20的移动台15。使圆柱状聚乙烯端子13与样品16接触,在端子上加载450g的负荷。以速度为100cm/min、移动距离为2cm的设定,使移动台15水平地往返移动50次,测定此时的滑动阻力值(slideresistance)。记录第1次往返和第50次往返的滑动阻力值,分别作为初始滑动阻力值及试验后滑动阻力值。将结果示于表2。
[表2]
表2各样品的制作条件和利用XPS测得的GMA比率及润滑耐久性评价结果
在实施例1~6中,所有的样品从第一次开始就显示出良好的润滑性,即使在50次的往返滑动试验后也维持了良好的润滑性。此外,在实施例中,由于实施例1及2的初始滑动阻力值和试验后滑动阻力值没有发生大幅变化,所以也显示出具有极其优异的耐久性。根据该结果,教导了如果使用具有嵌段共聚物3及4那样的粘度(14.0~20.2mPa·s)的嵌段共聚物,则能够获得特别优异的耐久性。进而,在实施例中,由于实施例3~6的初始滑动阻力值极小,所以教导了如果使用具有嵌段共聚物5~7那样的亲水性单体和疏水性单体的比率(36:1~44:1)的嵌段共聚物,则能够获得优异的润滑性。
另一方面,比较例1中表面润滑层的最外表面的GMA浓缩显著,与实施例1~6相比,初始的润滑性明显差。
在比较例2中,通过与比较例1相比降低加热处理温度,能够抑制润滑涂布层最外表面的GMA浓缩,初始的润滑性良好,但经过50次的往返滑动,显示出下述情形,即,表面润滑层变得容易剥离,试验后的滑动阻力值显著变高。
在比较例3中,由于嵌段共聚物2的亲水性部位的存在比率高,所以能够抑制表面润滑层最外表面中GMA的浓缩,但是,经过50次的往返滑动,表面润滑层剥离,试验后的滑动阻力值变高。与其相对,最外表面GMA比率与比较例3基本相同、仅溶液粘度显著不同的实施例1及实施例2显示出良好的耐久性。
在比较例4中,由于嵌段共聚物8的亲水性部位的存在比率极其高,所以能够最大限度地抑制润滑涂布层最外表面中GMA的浓缩,但由于反应性官能团的个数过少,所以经过50次的往返滑动,表面润滑层变得容易剥离,试验后的滑动阻力值显著变高。
以上结果显示,与现有技术相比,本发明涉及的具有由嵌段共聚物形成的表面润滑层的医疗器械能够呈现出优异的润滑性,而且不容易剥离,能够持久地呈现其润滑性。
本申请以2013年4月1日提交的日本专利申请第2013-075770号为基础,将其公开内容全文并入于此作为参考。
符号说明
1 基材层,
1a 基材层芯部,
1b 基材表面层,
2 表面润滑层,
10 医疗器械,
12 器皿,
13 圆柱状聚乙烯端子,
14 负荷,
15 移动台,
16 润滑涂布样品(样品),
17 水,
20 摩擦测定机。
Claims (6)
1.一种医疗器械,在基材层上具有由下述嵌段共聚物形成的表面润滑层,所述嵌段共聚物由亲水性部位和具有反应性官能团的疏水性部位形成,
所述表面润滑层最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%,并且所述嵌段共聚物的1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s。
2.如权利要求1所述的医疗器械,其中,用于形成所述表面润滑层的所述嵌段共聚物的所述亲水性部位和具有所述反应性官能团的疏水性部位的比率在20:1~50:1的范围内。
3.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,所述亲水性部位来自选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、乙烯基吡咯烷酮、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱、2-甲基丙烯酰氧基乙基-D-葡萄糖苷、2-甲基丙烯酰氧基乙基-D-甘露糖苷、乙烯基甲醚、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、1,4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-1-氯-2-羟基丙酯、二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇单(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基环己酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基环己酯、环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲醚丙烯酸酯、及聚(乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯组成的组中的1种以上。
4.如权利要求1或2所述的医疗器械,其中,所述疏水性部位来自选自由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、丁烯醛、丙烯醛、及异丁烯醛组成的组中的1种以上。
5.如权利要求3所述的医疗器械,其中,所述疏水性部位来自选自由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、丁烯醛、丙烯醛、及异丁烯醛组成的组中的1种以上。
6.一种医疗器械的制造方法,将包含亲水性部位的化合物和包含具有反应性官能团的疏水性部位的化合物以20:1~50:1的摩尔比聚合,得到其1wt%氯仿溶液的粘度在30℃的温度环境下为8~30mPa·s的嵌段共聚物,
调制包含所述嵌段共聚物的涂布液,
将所述涂布液涂布在基材层上,在60~200℃的范围内进行加热处理,形成其最外表面中所述嵌段共聚物的疏水性部位的存在比率为20~45mol%的表面润滑层。
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