(57)【要約】  本発明は、ポリマー材料の少なくとも１種が水不溶性ポリマーであり、かつ材料の１種が潤滑水溶性ポリマーである、潤滑ポリマーブレンドを含む。本発明は、選択されたポリマーを溶融混合し、かつ次にポリマーブレンドを所望の形状に形成することによって所望の医療装置を形成する方法を含む。方法は、摩耗力、又は水のような潤滑表面を抽出する材料への曝露中に、潤滑ポリマーの保持を改良するために、医療装置に成形される前又は後でポリマーブレンドを架橋することを更に含む。ポリマーブレンドを架橋することは、架橋剤を添加すること及び／又は選択された不活性雰囲気の存在下でポリマーブレンドを架橋することによって改良できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
約２０００００〜約７００００００の間の分子量のポリエチレンオキシドを乾燥させるステップと、
ポリエーテルブロックアミドを乾燥させるステップと、
ポリマーを所望の率で配合押出機に供給することによってポリマーをおおむね均一のブレンドに溶融混合するステップと、
ブレンドを所望の形状に形成するステップと、
ポリマーブレンドを架橋するステップと
を含む潤滑ポリマーから医療装置を形成する方法。
【請求項２】
ポリマーを架橋することは、ポリマーに放射線を照射することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリマーを溶融混合する間に架橋剤をブレンドに添加することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
架橋剤は、多官能アリル化合物である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
多官能アリル化合物は、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルシクロヘキサン、１，７オクタジエン、２，４，６トリアリルオキシ−１，３，５トリアジン及び１，９デカジエンを含む群の１種以上である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ポリマーブレンドを架橋することは、医療装置を約０．０から約５．０Ｍｒａｄの間の放射線に曝露することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ポリマーブレンドを架橋することは、医療装置を約０．０から約１０．０Ｍｒａｄの間の放射線に曝露することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
医療装置を不活性雰囲気中に置くステップと、次に医療装置を所望の放射線量に曝露することとを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
不活性雰囲気は、アルゴン及び窒素からなる群の１種以上からなる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ポリエチレンオキシドを乾燥させることは、約１００００００の分子量を有するポリエチレンオキシドを乾燥させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ブレンドを所望の形状に形成することは、ブレンドを医療装置に統合することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ポリエチレンオキシド及びポリエーテルブロックアミドは、ポリマーを生成する比にあり、すなわち約４０％のポリエチレンオキシドである請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ポリマーブレンドを形成するために構造ポリマーと溶融混合される潤滑ポリマーを含み、ブレンドが所望の形状に形成された後に所望の放射線量への曝露によって架橋される、潤滑ポリマーブレンド。
【請求項１４】
潤滑ポリマーは、ポリエチレンオキシドである請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項１５】
構造ポリマーは、ポリエーテルブロックアミドである請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項１６】
ポリマーブレンドは、架橋剤を含む請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項１７】
ポリマーブレンドは、不活性雰囲気の存在下で架橋される請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項１８】
ポリマーブレンドは、約０．０から約５．０Ｍｒａｄの間の放射線への曝露によって架橋される請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項１９】
ポリマーブレンドは、約０．０から約１０．０Ｍｒａｄの間の放射線への曝露によって架橋される請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項２０】
ポリマーブレンドは、医療装置の表面に被覆される請求項１３に記載のポリマーブレンド。
【請求項２１】
約２０００００〜約７００００００の間の分子量のポリエチレンオキシド及びポリエーテルブロックアミドの微細分散したブレンドを含み、ブレンドが、約６０重量％までのポリエチレンオキシドと、約１％の架橋剤とを含む潤滑ポリマーであって、ブレンドは、所望の形状に形成された後に、溶解及び摩耗によるポリエチレンオキシドの損失を実質的に減少させるために架橋される潤滑ポリマー。
【請求項２２】
ポリマーブレンドは、不活性雰囲気の存在下で架橋される請求項２１に記載の潤滑ポリマーブレンドコーティング。
【請求項２３】
ポリマーブレンドは、所望の放射線量への曝露によって架橋される請求項２１に記載の潤滑ポリマーブレンドコーティング。
【請求項２４】
ポリマーブレンドは、約０．０から約５．０Ｍｒａｄの間の放射線に曝露される請求項２１に記載の潤滑ポリマーブレンドコーティング。
【請求項２５】
ポリマーブレンドは、約０．０から約１０．０Ｍｒａｄの間の放射線に曝露される請求項２１に記載の潤滑ポリマーブレンドコーティング。
【請求項２６】
架橋剤は、多官能アリル化合物である請求項２１に記載の潤滑ポリマーブレンドコーティング。
【請求項２７】
水溶性潤滑ポリマー及び水不溶性ポリマーの微細分散し、かつ実質的に均一なポリマーブレンドを調製するステップと、
医療装置が、ポリマーブレンドから形成された少なくとも一部を含む、ポリマーブレンドを含む医療装置を形成するステップと、
医療装置のポリマーブレンド部分を架橋するステップとを含む潤滑表面を示す医療装置を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は親水性ポリマーに関する。特には、本発明は、表面からの物理的摩耗に対する改良された耐性を有する親水性潤滑ポリマーブレンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
感水(water-sensitive)親水性ポリマーは、種々のパーソナルケアや医療装置の製造において一般に使用される。感水ポリマーは、装置が水又は体液のような水溶液によって濡らされる時に装置に潤滑性を提供する働きをする。感水ポリマーは、意図される用途に関して装置に適切な構造特性と機械的完全性を提供する働きをする水不溶性ポリマーと共に使用できる。潤滑特性の利益を受けられる典型的な医療装置には、例えば、カテーテル、ガイドワイヤ、気管内チューブ、インプラントを含む。
【０００３】
特許により、親水性である水溶性ポリマーを有するコーティング医療装置が報告されている。かかる親水性コーティングは、潤滑性又は「すべりやすい」コーティングとも呼ばれた。概して、親水性ポリマーは、適切な溶媒中で溶解され、かつ次に所望の医療装置に塗布される。溶媒は、次にコーティングを生み出すために蒸発させられる。オーブン乾燥は、溶媒を除去するために利用できる。親水性材料が、湿式法で溶媒を利用して、表面を被覆される時、ポリマーは通常、極めて薄い層として形成される。親水性コーティングは、長期にわたる乱流、機械的摩耗又は浸漬で、分解するか、又は除去されることがある。溶液コーティングや硬化工程のアプローチに対する他の欠点には、溶液のポットライフ、コーティング厚さ制御、耐久性が含まれる。例えば、特許文献１〜５を参照せよ。
【０００４】
特許文献６は、滑らかなコーティングを備えた成形医療装置を調製する方法を開示している。ポリウレタンとポリビニルピロリドンのブレンド、及びポリエチレングリコールを含むコーティング組成物は、その後、水と接触する時に滑らかになるコーティング組成物の層を有する成形医療装置を生じさせるために基板ポリマーと同時押出される。
【０００５】
特許文献７は、ポリエチレンオキシドとポリウレタンの溶液によって基板を被覆する方法を開示する。ポリエチレンオキシドは、ポリウレタンと混合される。ブレンドは、次に溶液に形成され、かつ次に医療装置に塗布され、かつコーティングを形成するために乾燥させられる。
【０００６】
特許文献８、９は、ひげ剃りシステムで利用するためのポリマーブレンドを報告する。これらの特許において教示されたポリマーブレンドは、皮膚の滑らかさ提供するために、使用によってすり減るように特別に設計されている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４１１９０９４号明細書
【特許文献２】米国特許第５０７７３５２号明細書
【特許文献３】米国特許第５０９１２０５号明細書
【特許文献４】欧州特許第０１０６００４（Ｂ１）号明細書
【特許文献５】欧州特許第０１６６９９８（Ｂ１）号明細書
【特許文献６】米国特許第５０６１４２４号明細書
【特許文献７】米国特許第５０４１１００号明細書
【特許文献８】米国特許第５１１３５８５号明細書
【特許文献９】米国特許第５４５４１６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、医療装置に組み込むための改良された潤滑ポリマー材料が、技術において必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、水不溶性ポリマーと、親水性水溶性ポリマーとを含む２種以上のポリマー材料のブレンドを含み、ポリマーブレンドは、潤滑表面を提供する微細分散したブレンドである。
【００１０】
本発明のもう１つの実施態様は、潤滑ポリマーから医療装置を形成する方法を含み、ステップは、約２０００００〜約７００００００の間の分子量のポリエチレンオキシドを乾燥させるステップと、ポリエーテルブロックアミドを乾燥させるステップと、ポリマーを所望の率で配合押出機に供給することによってポリマーをおおむね均一のブレンドに溶融混合するステップと、ブレンドを所望の医療装置に形成することと、ポリマーブレンドを架橋するステップとを含む。
【００１１】
もう１つの実施態様は、ポリマーブレンドを形成するために水不溶性ポリマーと溶融混合される水溶性ポリマーを含む、摩耗に対する改良された耐性を有する潤滑ポリマーブレンドコーティングであり、ポリマーブレンドは、所望の表面に被覆され、かつ所望の放射線量への曝露によって架橋される。
【００１２】
複数の実施態様が開示されているが、本発明の更に他の実施態様は、本発明の例示的な実施態様を示し、かつ記載する以下の詳細な説明から当業者にとって明らかになるであろう。従って、図面及び詳細な説明は、性質が例示的であるとみなされるべきであり、制限的とみなされるべきでない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、潤滑親水性ポリマーブレンドの配合と製造方法であり、またそれを組み込んだ医療装置である。潤滑親水性ポリマーブレンドは、「ポリブレンド」、「親水性ポリブレンド」又は「潤滑ポリマー」と呼ばれることがある。その上、ポリブレンドは、架橋及び適切な水性溶媒への曝露後は、ヒドロゲルと呼ばれることがある。ヒドロゲルは、粒子が水性溶媒中で分散するが、溶液にその構造を僅かにだけ失うか、少しも失わないコロイドゲルである。
【００１４】
潤滑親水性ポリブレンドは、潤滑水溶性ポリマーと、不溶性ポリマーとを含む。２種のポリマーは、微細分散したポリブレンドを形成するために、溶融混合され、かつ凝固させられる。本発明のポリブレンドは、押出、同時押出、射出成形又はダイフォーミングによって形成された医療装置に潤滑コーティングを提供するために利用できるか、又は更なる実施態様において、ポリブレンドは、医療装置に直接被覆できる。本発明の潤滑親水性ポリブレンドを使用して形成されたコーティングの実施態様は、以前に教示された潤滑コーティングと比較して強固であり、かつ優れた性能を備えている。認識できるように、潤滑親水性ポリブレンドは、最終製品に所望の潤滑性を与えるために、いかなるタイプの下層構造品又はフレームワークによっても形成でき、あるいはその上に形成できる。
【００１５】
潤滑表面が、摩擦力減少に影響を及ぼすので、本発明のポリブレンドを組み込む、ガイドワイヤ、カテーテル、シース、管等のような医療装置は、挿入の間、身体への損傷を減少させることに役立つ。かかる医療装置は、同様に血液凝固を減少させることにも役立つ。従って、本発明の材料は、送給処置中に装置が動かなくなること又は張り付くことの防止に役立つ。その上、潤滑ポリブレンドは、潤滑ポリマーが構造（又はマトリックス）ポリマー中に捕捉されるので、使用中、放出されない、又は摩耗しない。
【００１６】
潤滑水溶性ポリマーの選択は、多数の要因によって決まる。潤滑ポリマーは、構造ポリマー中で部分的に混和性であるが、完全に混和性でない。潤滑ポリマーが、完全に混和性であるよりもむしろ部分的にのみ混和性である時、最終潤滑親水性ポリブレンドは、ポリブレンド全体に分散された潤滑物質のポケットを保持する。潤滑ポリマーはまた、構造ポリマーよりも低い融点を有し、かつそれ故に所与の温度で低い粘度を有することがある。低い粘度の潤滑ポリマーは、ポリブレンドの外面に向かって移動する可能性が高い。潤滑親水性物質は、水中でそれ自体の重量の何倍もを吸収できることがある。
【００１７】
その上、分子量は、最終化合物の潤滑性に影響を与えることがあり、そのためポリマー選択の要因である。押出用樹脂は、より高い分子量であり、かつそれ故により高い溶融強度を有し、かつより容易に加工される溶融流動性を有する。
【００１８】
潤滑親水性ポリマーには、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）を含む。ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、ポリエチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）のような他の潤滑材料も、組み込まれても良く、かつ当業者に公知の他の水溶性潤滑ポリマーも、組み込まれても良い。
【００１９】
構造ポリマーには、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、オレフィン由来コポリマー、ポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、天然及び合成ゴム、スチレニクス（ｓｔｙｒｅｎｉｃｓ）、熱可塑性エラストマー、その他の特殊ポリマーを含むことができる。ポリアミドには、Ｎｙｌｏｎ（登録商標）１２及び１１、Ｐｅｂａｘ（登録商標）、並びにＶｅｓｔａｍｉｄ（登録商標）樹脂のようなホモポリマー及びコポリマーを含むことができる。Ｎｙｌｏｎ（登録商標）１１及びＮｙｌｏｎ（登録商標）１２コポリマーは、ショア硬度が約８０Ｄ〜２５Ｄに変動できる。Ｐｅｂａｘは、Ａｒｋｅｍａ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、Ｐａ．によって製造されるポリエーテルブロックアミドであり、かつ種々のジュロメータで利用できる。ポリウレタンには、Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）又はＴｅｘｉｎのようなポリエステルウレタンとポリエーテルウレタンを含む。１種の構造ポリマーは、約７５Ｄ〜９０Ｄのショア硬度を有するポリエーテルウレタンを含む。ポリエステルは、Ｈｙｔｒｅｌ（登録商標）やＡｒｎｉｔｅｌ（登録商標）のようなポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びコポリエステルを含む。ゴムは、シリコン又はＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）を含む。熱可塑性エラストマーは、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）のような市販の材料を含む。
【００２０】
ある種の実施形態において、構造ポリマーは、ポリブレンドの水和速度と膨張を制御するために、所定量によって架橋できる。更なる実施形態において、例えばＩｒｇａｎｏｘ  Ｂ２２５又は１０９８のような安定剤が親水性ポリマーブレンドに含まれる。ポリマーブレンドは、安定剤、薬剤、混合助剤、流動助剤、可塑剤、熱安定剤、抗菌剤等のような他の好適な材料を含むように配合される。更なる実施形態において、他の酸化防止剤、又は他のタイプの添加剤も、利用できる。
【００２１】
本発明の１種の親水性ポリブレンドは、３０重量％まで、又は約３０〜約６０重量％のＰＥＯを含む。ポリブレンドは、更に３５〜５０％、４０〜５０％のＰＥＯ、又は特に約４０％のＰＥＯを含む。好ましくはＰＥＯは、１０００００より高い分子量である。ＰＥＯは、約２０００００〜約７００００００、特には約５０００００〜２００００００、又は特には約１００００００の分子量を含む。なおも更なる実施形態において、ポリブレンドは、押出中に、又は他の医療装置形成工程中に低い重量％の親水性ポリマーにより材料を形成するために希釈できる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
７００００００の分子量を有するＰＥＯ（Ｄｏｗ  ＷＳＲ  ３０３）が、親水性ポリマーとして選択され、かつＰｅｂａｘ  ７２Ｄが、構造ポリマーで選択された。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含んだ。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
ポリエーテルブロックアミドは、最初に１７０°Ｆ（７６．７℃）で４時間乾燥させられた。ＰＥＯは、６０℃、真空炉（＜２５ミリバール）内で４時間乾燥させられた。本実施例及び以下の実施例全体における乾燥時間は、おおよその記載された時間かそれ以上である。ポリマー材料は次に、配合押出機に添加するために、フィーダ制御装置によって制御される２つのフィーダに別個に装入された。配合押出機は、Ｗｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｉｅｄｅｒｅ  ＺＳＫ３０共回転二軸スクリュー押出機であった。押出機は、一方が分散的であり、かつ一方が分配的である、各々が要素の６つの直径を有する２つの混合ゾーンを含む低剪断／低エネルギースクリューを備えている。選択されたスクリューのアスペクト比は、３０：１の長さ：直径であり、かつ要素を搬送し混合するモジュールを含む。
【００２５】
ＰＥＯフィーダは、７０グラム／分に設定され、かつＰｅｂａｘフィーダは、９３グラム／分に設定された。混合バレルは、４つの加熱ゾーンを含む。種々の加熱ゾーン及びスクリューのタイプと速度は、２つの材料供給流が、ダイを通過する前に混合され、均質化されることを可能にした。バレルの温度ゾーンは、３２０〜３７５°Ｆで変動した。押出機応答は、７２％の駆動トルクを有し、かつ押出機出力は、毎時２２ポンドであった。ダイ温度は、３７５°Ｆ（１９０℃）に設定され、かつダイ圧力応答は、３５０ｐｓｉであった。ダイ温度ゾーンと圧力は、所望のストランド粘度を確保するように制御される。材料がダイを通過する時の材料の伸長粘度（すなわち溶融強度）は、生成されたポリブレンドストランドが、適切に冷却されるまでその形状を維持するように、調節された。
【００２６】
本実施形態において、直径０．１８０”インチ（０．４６ｃｍ）の４つの孔を有するダイが、ポリブレンドを４つの平行なストランドに形成するために利用された。押出されたポリブレンドストランドは、次に引き伸ばされ、かつ冷却ローラ上で冷却された。各ストランドは、ペレット化される前に０．１００”（０．２５ｃｍ）に引き伸ばされた。冷却水／グリコール溶液（１：１）が、各ローラを冷却したが、本実施形態において、水は、冷却工程中に親水性ポリブレンドに触れなかった。利用した冷却ロールは、Ｄａｖｉｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ実験室用３ロールスタックシート押出ローラであった。ペレタイザは、Ｇａｌａストランドペレタイザであった。
【００２７】
一旦溶融ストランドが凝固すると、ポリマーブレンドは、２１０回転／分に設定されたペレタイザによってペレットに細断／切断された。
【００２８】
（実施例２）
７００００００の分子量を有するＰＥＯが、親水性ポリマーとして利用され、かつＰｅｂａｘ  ７２Ｄが、構造ポリマーとして選択された。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含む。
【００２９】
【表２】
2009515604.tif 000004
【００３０】
（実施例３）
次の実施例は、７００００００の分子量を有するＰＥＯと、Ｐｅｂａｘ  ７２Ｄを利用した。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを６０重量％含む。
【００３１】
【表３】
2009515604.tif 000005
【００３２】
（実施例４）
１００００００の分子量を有するＰＥＯ（Ｄｏｗ  ＷＳＲ  Ｎ１２Ｋ）が、親水性ポリマーとして利用され、かつＰｅｂａｘ  ７２Ｄが、構造ポリマーであった。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含む。
【００３３】
【表４】
2009515604.tif 000006
【００３４】
（実施例５）
２０００００の分子量を有するＰＥＯ（Ｄｏｗ  ＷＳＲ  Ｎ８０）が、Ｐｅｂａｘ  ７２Ｄと混合された。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含む。
【００３５】
【表５】
2009515604.tif 000007
【００３６】
（実施例６）
親水性ポリマーは、１００００００の分子量を有するＰＥＯであり、かつ構造ポリマーは、Ｐｅｂａｘ  ７２Ｄであった。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含む。
【００３７】
【表６】
2009515604.tif 000008
【００３８】
（実施例７）
７００００００の分子量を有するＰＥＯは、構造ポリマーとしてのＨＤＰＥと混合された。ＨＤＰＥは、Ｑｕａｎｔｕｍ  ＨＤＰＥ  ６００７（０．６ＭＦＩ）であった（フィリップススラリー法）。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを３５重量％含む。ＨＤＰＥは、疎水性なので、ＰＥＯのみが乾燥されられた。ＰＥＯは、水分約０．０３重量％まで真空下で乾燥されられた。
【００３９】
【表７】
2009515604.tif 000009
【００４０】
（実施例８）
７００００００の分子量を有するＰＥＯは、Ｐｅｂａｘ  ７２Ｄと混合された。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを３５重量％含む。両方の材料は、水分約０．０３重量％まで真空下で乾燥された。
【００４１】
【表８】
2009515604.tif 000010
【００４２】
（実施例９）
９番目の実施例において、７００００００の分子量を有するＰＥＯは、親水性ポリマーとして利用され、かつＨＤＰＥが、構造ポリマーであった。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含む。ＰＥＯは、水分約０．０３重量％まで真空下で乾燥された。生成されたストランドは、ストランドをほぼ室温で水浴に通すことを含む従来の手段によって冷却され、かつ次にペレット化された。
【００４３】
【表９】
2009515604.tif 000011
【００４４】
（実施例１０）
７００００００の分子量を有するＰＥＯは、親水性ポリマーとして利用され、かつＰｅｂａｘ  ７２Ｄが、構造ポリマーであった。最終親水性ポリマーブレンドは、ＰＥＯを４０重量％含む。生成されたストランドは、空気調和機によって冷却されたコンベヤベルト上で動かすことによって冷却され、かつ次にペレット化された。
【００４５】
【表１０】
2009515604.tif 000012
【００４６】
（実施例１１）
親水性ポリブレンドが、７００００００の分子量を有する、８０重量％のＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ  ９０Ａと、２０重量％のＰＥＯを利用して形成された。２種のポリマーは、最初に約２重量％のトリアリールトリアジントリオン（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）と約０．２重量％のＩｒｇａｎｏｘ  １０９８と一緒に混合された。材料は、１つのフィーダを通して押出機に添加された。
【００４７】
【表１１】
2009515604.tif 000013
【００４８】
（比較例）
Ｐｅｂａｘ中のＰＥＯ対Ｐｅｂａｘ中のＰＶＰの混和特性が比較された。０．２ｐｐｈｒ（樹脂１００に対する部数）のＩｒｇａｎｏｘ  Ｂ２２５を有する、４０％のＰＥＯ（ＷＳＲ  Ｎ１２Ｋ、分子量１００００００）／６０％のＰｅｂａｘ  ７２Ｄのポリブレンドが、０．２ｐｐｈｒのＩｒｇａｎｏｘ  Ｂ２２５を有する、４０％のＰＶＰ（Ｋ−９０、分子量９０００００〜１７０００００）／６０％のＰｅｂａｘ  ７２Ｄのポリブレンドと比較するために配合された。各ポリブレンドの作成後、材料は、シリンダに押出され、かつ横断面を作られた。試料は、親水性相を溶解するために、水中に室温で８時間、置かれた。各試料は、次に８時間、真空炉内で脱水され、かつ走査型電子顕微鏡で見るために、金めっきされた。図１は、ＰＥＯポリブレンドの走査型電子顕微鏡を示す。ＰＥＯは、構造材料中で一貫し、かつ均一の分散を示した。示したようにＰＥＯとＰｅｂａｘは、実質的に均一である、微細分散したブレンドを形成する。図２は、ＰＶＰポリブレンドを示す。ＰＶＰポリブレンドの画像から、ＰＶＰ小滴が、均一寸法でなく、より大きく、かつ僅かに分散していることが明らかである。従ってＰＥＯは、より微細に分散したポリブレンド材料を作成する。ＰＶＰ材料の塊は肉眼で見えた。従って、ＰＶＰポリブレンドは、ポリエーテルブロックアミド構造ポリマー中で混和性が低く、かつより均一でない潤滑表面を示す。その上、表面上の大きい不規則なＰＶＰ堆積物は、ポリブレンドを脆くし、かつそれ故に使用中に折れることを容易にし、かつ体内に汚染物質として放出される恐れがある。
【００４９】
同時押出ＰＥＯ及びＰＶＰポリブレンドの各々は、医療装置中での適合性に関してもテストされた。ＰＶＰポリブレンドは、脆い特性を示し、かつ５％未満しか延長できなかった。化合物の脆性は、化合物を医療装置用途に許容不可能にした。更に、３７℃の水中で水和すると、同時押出ＰＶＰは、手にとって中適度にのみ潤滑性になった。
【００５０】
比較すると、ＰＥＯポリブレンドは、高い強度を有する靱性混合物になった。ＰＥＯポリブレンドは、テストされ、かつ８０％より大きな延長値を示した。ＰＥＯポリブレンドの靱性はまた、ＰＥＯポリブレンドを医療装置用途に有用にした。更に、３７℃の水中で水和すると、ＰＥＯポリブレンドは、手にとって非常に潤滑性になった。従ってＰＥＯポリブレンドは、医療装置潤滑用途に関してＰＶＰポリブレンドよりも優れている。
【００５１】
ポリブレンドから形成された医療装置
【００５２】
図３Ａは、ＰＥＯポリブレンドから形成された、内層１２と、ポリマー外層１４を有する二層管１０を示す。管１０は、同時押出によって形成でき、かつ内層１２は、厚さ約０．００１〜０．００２５インチ（０．００２５４〜０．００６３５ｃｍ）である。更に管１０は、例えばカテーテル、シース、ステント又はリード送給装置、導入器、又は拡張器のようないかなる医療装置に組み込まれても良い。管１２は更に、先に論じたＰＥＯポリブレンド材料のいずれからも作ることができる。図３Ｂに示すように、外層１４は、潤滑ポリブレンドであっても良い。
【００５３】
内層１２は、血液又は水のような他の適切な極性液体に曝露される時、潤滑表面を形成する。潤滑表面は、管を通過する時にリード又はステントによって起こる抗力摩擦を減少できる。その上、潤滑表面は、入れ子式の二重カテーテル装置の一部として組み込まれる時に抗力摩擦を減少できる。この入れ子式実施形態において、潤滑層は、外部ガイドの内側、内部ガイドの外側又は両方に含まれる。
【００５４】
更なる実施形態において、内層１２（又は潤滑ポリマーブレンドを利用して形成された他の医療装置）は、例えば１０ｋＥＶの電子ビームによって電子線架橋できる。かかる電子ビームは、５又は１０Ｍｒａｄのような種々の強度であっても良く、かつ１回、２回又は２回以上適用できる。かかる電子ビームを利用することは、カテーテルを滅菌し、かつカテーテルの層を一緒に固着することを支援するためにも、当該技術分野において公知である。内層１２を架橋することは、ステント又は他の装置が、カテーテルの管腔を通過する時にＰＥＯの保持率を改良する。かかる架橋は、カテーテル外側の潤滑表面の保持率も改良できる。架橋は、更に膨張率を減少できる。
【００５５】
ＰＥＯポリブレンドの架橋は、水膨潤可能な架橋ポリマーマトリックス（相互浸透架橋網）を形成できる。かかる材料は、水和された時、ヒドロゲルを形成できる。水和中、ヒドロゲルは、水溶液中で溶解しないが、水膨潤し、かつ潤滑になる。ＰＥＯポリブレンドを曝露する適正量の電子ビームエネルギーを決定することは、水和中に溶解する遊離ＰＥＯの量を最小限に抑えることによって決定できる。この量は、架橋、水和、乾燥後のヒドロゲルのゾル点、又は減量によって決定できる。認識できるように、種々の構造ポリマー材料は、この方法で多かれ少なかれ架橋できる。その上、架橋を改善し、かつ結果として生じる構造に影響を及ぼすために、他の作用剤がポリブレンドに添加できる。
【００５６】
一実施形態において、二層カテーテルライナ（管）は、内層として４０％のＰＥＯ（分子量１００万）／Ｐｅｂａｘ  ７２Ｄのポリブレンドを、外層としてＮｙｌｏｎ  １２と共に使用して同時押出によって形成された。ＰＥＯポリブレンド内層は、厚さ約０．００２インチ（０．００５ｃｍ）であった。ライナの膨張性は、次に、３７℃で水浴中で浸漬し、かつ一定の時間間隔で測定することによって決定された。図４、及び以下に再現したデータから見られるように、９４時間後、ライナの内径は、約２．２％変化しただけであり、かつ外径は、約３．１％変化しただけであった。
【００５７】
【表１２】
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【００５８】
図５Ａに示したなおももう１つの実施形態において、親水性ポリブレンドは、三層管１６Ａの一部であっても良い。潤滑ポリブレンドは、内層１８であり、かつ外層２０としてもう１種のポリマーを含んでも良い。第３の材料でできた第３層２２は、内層１８と、外層２０の間に、それらを一緒に固着することを支援するために配置される。１つのかかる第３層２２は、グラフト無水マレイン酸又はアクリル酸コポリマーを含む。なお、更なる実施形態において、図５Ｂに示すように、潤滑ポリブレンドは管１６Ｂの外層２０である。更にもう１つの実施形態において、図５Ｃに示すように、管１６Ｃの内層１８と外層２０の外は、両方とも潤滑ポリブレンドである。
【００５９】
図６〜７は、本発明の２種の配合物を、当該技術分野において公知の潤滑コーティングに対して比較している。ポリブレンドは、Ｐｅｂａｘ  ７２Ｄとブレンドされた４０重量％と２０重量％のＰＥＯ（分子量１００００００）を含むように配合された。４０％のＰＥＯポリブレンドは、実施例１に示すように作られた。２０％のＰＥＯポリブレンドは、より多くのＰｅｂａｘ  ７２Ｄによる押出工程中に、４０％のＰＥＯを希釈することによって作り出された。テストは、血管構造をシミュレートし、かつカテーテルを通してリードを引っ張るために必要な力を測定するために、親水性ポリブレンドによりカテーテル内部を被覆し、かつＩｎｓｔｒｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ（Ｃａｎｔｏｎ、ＰＡ）に取り付けられた、シリコンとポリウレタン被覆リードを使用することにより、行われた。
【００６０】
図６に示すように、本発明のポリブレンドが、コーティングを形成するために利用される時、シリコンの上の摩擦力は、３種の以前公知であった化合物よりも良好である。図は、各々が２０重量％と４０重量％のＰＥＯ化合物、Ｍｉｃｒｏｇｌｉｄｅ（登録商標）被覆ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥ、Ｍｉｃｒｏｇｌｉｄｅ（登録商標）被覆ｎｙｌｏｎ  １２によって別個に被覆された種々のカテーテルを例示している。図７に示したように、本発明のポリウレタンの上の摩擦力は、３種の化合物の２種よりも良好であり、かつ第３材料とほぼ同じである。
【００６１】
認識できるように、更なる実施形態において、本発明の潤滑ポリブレンドは、潤滑層の利益を受ける当業者に知られた、いかなるタイプの医療装置によっても利用できる。
【００６２】
もう１つの実施形態において、２０％のＰＥＯ−ＰＵポリブレンド（Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）９０ＡＥ）材料が形成された。材料は、次に管を形成するために押し出され、かつ５及び１０Ｍｒａｄでの電子ビームへの曝露によって架橋された。図８に示したように、マトリックスを形成するために、ポリブレンドを架橋することは、管の、水和された時の全体的膨張を減少させることに役立った。
【００６３】
更なる実施形態において、前記混合物のいずれかから形成された管材は、その教示及び開示事項全体が、参照することにより組み込まれる米国特許第６６９５９１５号に開示されたような工程を使用して、ガイドワイヤを直接被覆するために、溶融され、かつ利用されても良い。かかるガイドワイヤは、挿入中に血液に曝露される時、潤滑性であっても良く、かつそれ故に血管系に更に先まで容易に挿入できる。更に、膨張減少が、血管系挿入に役立つ。潤滑親水性ポリブレンドはまた、ガイドワイヤを親水性ポリマーブレンドの溶融プールに直接浸すような当業者に公知の他の方法、又は当業者に公知の他のいかなる方法によってもガイドワイヤ上に被覆できる。ガイドワイヤの種々の特性を、ポリブレンドを、ガイドワイヤへの接着に影響を与えるようにすることができる。更なる実施形態において、プレコーティング又は他の前処理が、ポリブレンドによる被覆の前に、ガイドワイヤに適用できる。更に、ガイドワイヤ上に被覆された材料を架橋することは、膨張を減少させ、かつ潤滑材料の保持を改良できる。
【００６４】
本発明のポリブレンドが望ましい潤滑性を与える他の静脈内装置には、１）内層として親水性化合物を使用する案内カテーテルシャフトと、２）親水性化合物が内層であり、かつ動脈中の凝固、コレステロール又は他の血液成分の蓄積を予防するために抗凝血剤を含浸させた、ポリマーシャント又はステント送給装置と、３）埋め込み型装置（リード）外層又は内層と、４）リード電極コーティングとを含む。
【００６５】
もう１つの実施形態において、４０％のＰＥＯ（ＷＳＲ  Ｎ１２Ｋ、分子量１００００００）／６０％のＰｅｂａｘ  ７２Ｄのポリブレンドが、実施例１でのように形成された。材料は次に、約０．０９８インチ（０．２４９ｃｍ）の内径及び約０．１０５インチ（０．２６７ｃｍ）の外径を有する中空のカテーテル管を形成するために押し出された。カテーテルの潤滑性質と潤滑性質の保持が、カテーテルを３７℃の水に浸し、かつそれを、ポリカーボネートでできたテストブロックに切断される正弦曲線通路に挿入することによって、次にテストされた。先端にシリコンの付いたＰＵリードが、テストブロック中に含まれる間、カテーテルを通して前後に移動させるために必要な力を測定するために、変換器が使用された。テストブロックは、カテーテルの比較ための均一のプラットホームを提供し、かつ正弦曲線形状は、カテーテルが、患者への挿入中に作らねばならないであろう血管構造における曲線を表す。
【００６６】
図９に示したように、ＰＵリードの挿入（＋力）及びリードの引き出し（−力）に必要な力は、各サイクルにわたって増加し、著しい増加は、約６サイクル後に現れた。必要な力の増加は、ＰＵリードの通過中、ポリブレンドからの潤滑ＰＥＯの摩耗のために起こる。その上、ＰＥＯが水溶性なので、若干量のＰＥＯは、溶解により失われる。
【００６７】
潤滑性質の損失を減少させようとして、もう１つのカテーテル管が、同じポリブレンド材料から形成されたが、ポリブレンドを架橋するために、５０キログレイ（Ｋｇｙ）（５Ｍｒａｄ）の電子ビーム放射線に曝露された。架橋は、ＰＥＯからＰＥＯ、ＰｅｂａｘからＰｅｂａｘ、及びＰＥＯからＰｅｂａｘの１つ以上の間で起こる。最後の架橋は、架橋されたＰｅｂａｘ材料のバックボーンへのＰＥＯのグラフトを含む。架橋は、熱可塑性材料を熱硬化性樹脂に変形させ、その分子量を増加させることに加えて、放射線に曝露される時、ポリブレンドを、それが持つ形状に固定する。ＰＵリードをカテーテルに通すために必要な力をテストするための同じ手続きが、変換器及びテストブロックを使用して、次に実行された。
【００６８】
図１０に示したように、ＰＵリードを挿入し、かつ次に引き出すために必要な力は、非架橋カテーテルにより行ったので、時間の経過に伴い著しく増加しなかった。その代わりに、挿入力は、数回の行程後に、概して横ばい状態になった。従って、ポリブレンドの架橋は、カテーテル管の潤滑性質の保持を改良した。潤滑性質の保持は、ポリブレンドからの潤滑ＰＥＯの損失の停止又は減少に起因する。
【００６９】
水が、ポリブレンドからＰＥＯを抽出したかを決定するために、ＰＥＯ（ＷＳＲ  Ｎ１２Ｋ、分子量１００００００）／６０％のＰｅｂａｘ  ７２Ｄのポリブレンド（非架橋）のペレットが、３７℃の水中に４８時間、浸漬された。液体の試料は、次に回収され、スライド上に置かれ、かつ乾燥させられた。試料は、溶液中で材料を識別するために、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光光度計でテストされた。図１１は、ポリブレンド抽出物のスペクトルグラフを２０に示す。ＰＥＯ溶液標準のスペクトルグラフは３０に示される。
【００７０】
ＰＥＯ標準との抽出物の比較は、ＰＥＯが、溶液中に存在したことを示す。従って、水中に非架橋ポリブレンドを浸漬することは、ポリブレンドから溶液へのＰＥＯの損失をもたらす。その上Ｐｅｂａｘは、検出されなかった。従って、ＰＥＯのみ、又は実質的にＰＥＯのみが水によって抽出され、かつＰＥＯの損失が、材料の潤滑性質を減少させると考えることができる。
【００７１】
ポリブレンドに対する放射線の影響をより良く決定するために、ペレットの追加の試料が、１、２．５、５、１０、２５Ｍｒａｄ（１Ｍｒａｄ＝１０Ｋｇｙ）で照射され、かつＡＳＴＭ  Ｄ２７６５に記された手続きの幾つかを使用してテストされた。１つのテストにおいて、照射された各試料は、重量を測定され、３７℃の水に４８時間、浸され、すすがれ、乾燥させられ、かつ次に再度重量を測定された。ゲル点テストと呼ばれる、このテストは、失われたＰＥＯの重量百分率を決定するために使用された。もう１つのテストにおいて、照射されたポリブレンドは、４時間、水中で３７℃で浸漬され、かつ曇りに関して検査された。溶液が曇っているほど、より多くのＰＥＯが、溶液にポリブレンドによって失われる。
【００７２】
図１２に示したように、ゲル点テスト中にポリブレンドから抽出されたＰＥＯの重量百分率は、５Ｍｒａｄまでの放射線によって照射された試料に関して、減少した。５Ｍｒａｄから１０Ｍｒａｄの間のある点で、水によって抽出されたＰＥＯ量は、増加し始めた。従って、架橋が、改良されたＰＥＯ保持能力を有するポリブレンドをもたらし、かつそれ故に潤滑性の保持を改良することが明白である。５Ｍｒａｄから１０Ｍｒａｄの間の放射線量によって抽出されたＰＥＯの増加は、ポリブレンドの切断に起因する。更なる架橋材料を形成するよりもむしろ、放射線は、分解する連鎖をすでに引き起こし、かつそれ故に分子量を減少させ、かつそれ故にＰＥＯの保持減少を引き起こす。
【００７３】
図１３に示したように、水の曇りは、放射線量の増加により変化した。ビーカー中の溶液の曇り増加は、ポリブレンドから抽出され、かつ溶液中に溶解したＰＥＯ量の増加を表す。２．５Ｍｒａｄ及び５．０Ｍｒａｄの放射線量に曝露されたポリブレンド材料を浸漬することから作られた溶液は、最も透明な水抽出物を生成した。更に、重量百分率テストと一致して、５．０Ｍｒａｄから１０．０Ｍｒａｄの間のいずれかでの放射線の曝露は、溶液の曇り増加を引き起こし始め、ポリブレンドから抽出されたＰＥＯ量の増加を示した。異なる実施形態において、異なるポリブレンド比を使用するか、又はポリブレンドを形成するために異なる材料を使用すると、潤滑ポリマー保持を改良するように、最適化された架橋状態に至るために必要な放射線エネルギー量が変わる。
【００７４】
次に、電子ビーム放射線への曝露の間に、不活性雰囲気中での架橋剤の添加とポリブレンドの浸入は、両方とも検査された。ポリブレンドペレットの４種の試料は、２．５Ｍｒａｄの放射線によって種々の条件で照射され、かつ非照射ペレットと比較された。電子ビーム放射線条件には、１）通常の空気雰囲気、２）不活性アルゴン雰囲気、３）架橋剤を添加した通常の空気雰囲気、４）架橋剤を添加した不活性雰囲気を含む。
【００７５】
架橋剤を含んだ実施例に関して、約１重量％のトリアリルイソシアヌレート（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）が、ポリブレンド材料と混合された。本実施形態において、架橋剤は、ポリブレンドの形成中に添加された。ポリブレンドの形成及び混合中の架橋剤の添加は、架橋剤が材料の流れ特性を改良したので、改良された混合を同様にもたらした。更なる実施形態において、架橋剤は、所望の、かつ架橋剤及びポリブレンドと適合するいかなるステップ中にも、添加できる。
【００７６】
架橋中、所望の雰囲気に種々のポリブレンド材料を曝露するために、ポリブレンドペレットは、最初に箔で裏打ちした袋に入れられた。袋中の雰囲気は、次に除かれ、所望の不活性ガス又は混合気体と取り替えられ、かつ密封された。５種のペレット試料の各々は、次に重量を測定され、３７℃で４８時間水中に浸漬され、乾燥させられ、かつ次に再度重量を測定される。
【００７７】
図１４〜１５に示したように、材料の減量率は、架橋によって減少し、かつ不活性雰囲気中での架橋によって更に減少した。更に、架橋剤の添加は、失われたＰＥＯ量の更に大幅な減少を引き起こした。通常の雰囲気中での架橋剤の添加及び放射線への曝露は、単に不活性雰囲気中での（架橋剤のない）架橋よりも更に大幅にＰＥＯ損失を減少させた。不活性雰囲気及び架橋剤の使用の組み合わせは、テストされた試料の最低のＰＥＯ損失を有するポリブレンドペレットを提供した。
【００７８】
以上に論じたテストは、電子ビーム架橋が、ポリブレンドの水溶性潤滑成分の保持を改良するために有効な方法であることを示す。架橋ポリブレンドから作られた医療装置の潤滑性損失は、従って減少できる。更に、架橋剤の添加及び不活性雰囲気中で架橋を実行することは、ポリブレンドの架橋の有効性を向上させる。ポリブレンドからのＰＥＯ損失の減少は、潤滑性損失の減少に対応する。
【００７９】
更なる実施形態において、架橋剤は、例えばトリアリルシアヌレート、ジアリルシクロヘキサン、１，７オクタジエン、１，９デカジエン及び２，４，６トリアリルオキシ−１，３，５トリアジンのような多官能アリル材料のような他の材料を含む。他の実施形態において、他の架橋剤が、利用される具体的なポリブレンド配合に応じて使用できる。なおも更なる実施形態において、不活性雰囲気は、例えば窒素のような他の不活性ガスを含む。追加の実施形態において、放射線曝露がポリブレンドのニーズに多少応じても良く、かつ２５Ｍｒａｄ以下又は超を含む。
【００８０】
以上に論じた他のポリブレンド材料を含むが、それらに限定されない他のポリブレンド材料の架橋は、ポリブレンドからの潤滑ポリマーの摩耗又は抽出による潤滑性損失も減少する。かかる材料は、ＰＥＯを、ＨＤＰＥ、天然及び合成ゴム、スチレニクス、熱可塑性エラストマー、Ｎｙｌｏｎ、ポリウレタン、他の特殊ポリマー等のような他の構造ポリマーと含む。他の潤滑ポリマーには、例えばＰＰＯ、ＥＶＯＨ、ＥＶＡ、ポリオキシメチレン、及びＰＶＰを含む。
【００８１】
架橋ポリブレンドは、いかなるタイプの医療装置も、又は潤滑表面を含むことが望ましい他の装置を作るか、又は被覆するために利用できる。ポリブレンドは、カテーテル、シース、ステント又はリード送給装置、導入器、拡張器等を作るために利用できる。その上、ポリブレンドは、これらの、又は潤滑表面が望ましいガイドワイヤのような他の医療装置の表面を被覆するために利用できる。加えてポリブレンドは、ポリブレンドから生物活性物質を放出するために更に利用できる。
【００８２】
種々の修正及び追加が、本発明の範囲から逸脱することなく、論じられた代表的な実施形態に対して行うことができる。従って、本発明の範囲は、請求項の範囲内に入るような、全てのかかる代替案、修正及び応用例を、その全ての同等物と共に包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のポリマーブレンドの走査型電子顕微鏡デジタル画像を示す。
【図２】先行技術のポリマーブレンドの走査型電子顕微鏡デジタル画像を示す。
【図３】本発明のポリマーブレンドにより作られた二層管と、もう１つの二層管を示す。
【図４】本発明のポリマーブレンドにより作られた管の膨張性を示す。
【図５】本発明のポリマーブレンドにより作られた三層管と、もう１つの三層管と、更にもう１つの三層管を示す。
【図６】シリコンに対する本発明の２つの実施形態対先行技術の潤滑コーティングの摩擦力の比較を示す。
【図７】ポリウレタンに対する本発明の２つの実施形態対先行技術の潤滑コーティングの摩擦力の比較を示す。
【図８】本発明の代替的実施形態のポリマーブレンドにより作られた管の膨張率を示す。
【図９】ポリマーブレンドにより作られたカテーテルを通して、先端にシリコンの付いたＰＵリードを移動させるために必要な力を示す。
【図１０】ポリマーブレンドにより作られ、かつ架橋されたカテーテルを通して、先端にシリコンの付いたＰＵリードを移動させるために必要な力を示す。
【図１１】ポリブレンド抽出物のスペクトルグラフである。
【図１２】架橋されたポリブレンドから抽出された材料の量対利用された架橋放射線量を示すグラフである。
【図１３】様々な放射線量で架橋された種々のポリブレンド抽出物の曇り点を示す図である。
【図１４】種々のポリブレンド材料に関する材料の減量率を示す。
【図１５】種々のポリブレンド材料に関する材料の減量率を示す。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１】
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【図２】
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【図１１】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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