(57)【要約】【課題】細菌や細胞の付着を防止して、ＭＰＣポリマーの高い生体適合性を長期間にわたり安定して保つことができる、樹脂表面へのＭＰＣポリマーの容易なコーティング方法を提供すること。【解決手段】医療用樹脂成形物の表面にＭＰＣポリマーをコーティングする手段は、樹脂成形物をプラズマ処理する工程と、該プラズマ処理された成形物をＭＰＣポリマー含有液に浸漬し、乾燥する工程とを複数回繰り返す工程を含んでなり、好ましくは、前記樹脂成形物はシリコーン樹脂よりなる尿道等体内に長期留置される器具であり、ＭＰＣポリマー含有液は、ＭＰＣとｎ−ブチルメタクリレートとの共重合体のエタノール溶液である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形物の表面に２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン共重合体（ＭＰＣポリマー）を被覆する手段であって、該樹脂成形物をプラズマ処理する工程と、プラズマ処理された樹脂成形物をＭＰＣポリマー含有液に浸漬し、乾燥する工程とを複数回繰り返す工程を含むことを特徴とする医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【請求項２】
前記プラズマ処理する工程と、浸漬し、乾燥する工程とを繰り返す工程は３回以上である請求項１の医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【請求項３】
前記ＭＰＣポリマー含有液に浸漬する時間は、５秒以上である請求項１乃至２のいずれかの医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【請求項４】
前記最初のプラズマ処理する工程に先立ち、前記樹脂成形物の表面を洗浄する工程を含む請求項１乃至３いずれかの医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【請求項５】
前記２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン共重合体（ＭＰＣポリマー）含有液は、ＭＰＣとｎ−ブチルメタクリレートとの共重合体のエタノール溶液である請求項１乃至４のいずれかの医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【請求項６】
前記樹脂成形物はシリコーン樹脂よりなる請求項１乃至５のいずれかの医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【請求項７】
前記シリコーン樹脂よりなる樹脂成形物は、尿道等体内に長期留置される器具の留置部である請求項６の医療用樹脂成形物へのコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用に使用される樹脂成形物の表面にコーティング層を形成する方法に関し、詳しくは、生体適合性に優れた２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体（ＭＰＣポリマー）を含んだコーティング層を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコーン樹脂等により成形され、体内に長期間留置される医療用器具として、例えば、排尿障害に対して長期にわたり尿道に留置される尿道留置カテーテルがある。この尿道留置カテーテルは、人為的に尿を体外に排泄させるもので尿毒症予防として欠かせないものであるが、留置によって引き起こされる重大な問題として複雑性尿路感染症の発症がある。これについては、カテーテルの留置により膀胱や尿道粘膜が損傷を受けると異物に対する炎症反応が起こり、結果、感染防御機構が阻害され感染症をおこし易くなるとされており、また、カテーテルなどの表面に付着する菌によりバイオフィルムが形成されると、更に除菌が難しくなるといったことが指摘されている。
そして、この問題については、カテーテル表面を親水性にすることで摩擦抵抗が低くなり、粘膜損傷が少なくなることで尿道炎等の発生率を低く抑えられることが知られており、また、親水性のカテーテルは、表面への細菌の付着やバイオフィルムの形成能も疎水性カテーテルに比べ抑えられることが知られている。
【０００３】
一方、理想的な生体適合性表面である生体細胞膜を模倣した物質として、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体（ＭＰＣポリマー）が注目されている。このＭＰＣポリマーは、一分子中に生体膜の構成成分であるリン脂質極性基（ホスホリルコリン基）と重合性を有するメタクリロイル基とを併せ持つ重合体で、前記生体細胞膜類似構造を有することで、生体内で異物として認識を受けず優れた生体親和性を発揮するほか、生体との相互作用も抑制されるためポリマー表面へのタンパク質吸着や血栓形成が抑制できる。また、前記した親水性表面を備えていることから摩擦抵抗も低く、菌や細胞の付着を抑制できる可能性をもつ等、優れた特性の医療用器具の表面改質材として極めて有効な物質と考えられている。
【０００４】
このように、高い生体適合性を持つ特徴からＭＰＣポリマーは、現在、血管拡張ステント、カテーテル、コンタクトレンズ、人工心臓、あるいは、人工関節等多くの医療用器具の表面改質に応用されている。
例えば、人工関節やカテーテルへの適用として、シリコーン等からなる疎水性基材の表面を改質して潤滑性を付与する表面改質用化合物として含有される。この表面改質用化合物は、側鎖にビニル基を有するポリシロキサン化合物に、ラジカル重合可能な親水性モノマーからなる重合体（代表的にＭＰＣポリマー）が、連鎖移動剤又はハロゲン化アルキル開始剤を介して重合したものであり、その表面改質の方法としては、疎水性基材の表面をヒドロシリル化するなどしたのち、前記表面改質用化合物を含む溶液で処理するか、あるいは、該表面改質用化合物をプラズマ重合法により基材の表面をコーティングするとしたもの（特許文献１）がある。
また、呼気補助チューブへの適用として、ＭＰＣを含むポリマーで該チューブをコーティングすることで、チューブへの細胞接着の抑制、チューブ使用後の粘膜剥離、組織損傷を防ぐことができ、結果、炎症反応を回避することができるとするものであって、チューブの基材としては塩化ビニル樹脂を主成分としており、コーティングする方法としては、ＭＰＣを含むポリマーを０．０１〜５０重量％を含むコーティング液にチューブを浸漬する工程と浸漬したチューブの乾燥工程を２〜２０回繰り返すとしたもの（特許文献２）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０２３６０４号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１０／１２２８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、引用文献１にはシリコーン樹脂表面がＭＰＣポリマーを含む表面改質用化合物でコーティングされることが記載されるが、コーティングに先立ち疎水性基材の表面をヒドロシリル化する必要や表面改質用化合物を製造する必要がありコーティングまでの工程が若干複雑となっている。また引用文献２には浸漬と乾燥の繰り返しによりコーティングされることが記載されているが、例えば、医療用として多用途に有用性の高いシリコーン樹脂に対しては長期間安定したＭＰＣポリマーのコーティングはできていない。
【０００７】
そこで本発明は、長期間の使用にもＭＰＣポリマーの高い生体適合性特性を安定して保つことができ、また細菌や細胞の付着を防止することができる、浸漬処理により容易に樹脂表面へのＭＰＣポリマーのコーティングができる方法の提供を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による医療用樹脂成形物の表面に２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン共重合体（ＭＰＣポリマー）をコーティングする手段は、樹脂成形物をプラズマ処理する工程と、該プラズマ処理された成形物をＭＰＣポリマー含有液に浸漬し、乾燥する工程とを複数回繰り返す工程を含んでなる。
【０００９】
前記コーティングの条件は次のようにすることが好ましい。
・複数回の繰り返し工程は３回以上である。
・ＭＰＣポリマー含有液への浸漬は５秒以上である。
・最初のプラズマ処理する工程に先立ち、樹脂成形物の表面を洗浄する。
尚、繰り返し処理の回数は下限のみが記載されるが、３回の処理で必要なコーティングが完成されており十分であるが、４回以上でも機能上問題がないと考えられ、常識的範囲が上限となるが記載することに意味がないため記載していない。また、浸漬時間にも上限を記載していないが、５秒を超えて長時間の浸漬時間としても機能上問題がないと考えられ、常識的範囲が上限となるが記載することに意味がないため同様に記載していない。
【００１０】
また、前記２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体（ＭＰＣポリマー）含有液は、ＭＰＣとｎ−ブチルメタクリレートとの共重合体のエタノール溶液とすることが好ましい。
【００１１】
前記医療用樹脂成形物は、シリコーン樹脂であり、尿道等体内に長期間留置される器具であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
前述のコーティング方法によると、樹脂成形物をＭＰＣポリマー含有液に浸漬することにより、成形物表面に容易にＭＰＣポリマーをコーティングすることが可能となり、長期間にわたり細菌や細胞の付着を防止できるなど、生体適合性に優れたＭＰＣポリマーの特性を備える、体内への長期留置に適した医療用器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の細菌付着試験のコーティング処理された検体の電子顕微鏡による図面代用写真を示す。
【図２】前記試験のコーティング処理なしの検体の電子顕微鏡による図面代用写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施の形態によりコーティングされる医療用樹脂成形物として好適なものは、例えば、シリコーン樹脂より形成されたカテーテルであり、本例においては、該シリコーン樹脂（化１）をポリジメチルシロキサンとし、カテーテルは尿道に長期間留置される尿道留置カテーテルとした。
【化１】
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一方、本形態の２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン共重合体（ＭＰＣポリマー）を含有するコーティング液は、ＭＰＣとｎ−ブチルメタクリレートとの共重合体（化２）（日油株式会社製）を０．５重量％含有するエタノール溶液とした。該コーティングを施すことにより、前記シリコーン樹脂表面の疎水性が親水化され、摩擦抵抗が低減されると共にＭＰＣポリマーの特徴である細菌や細胞の付着を防止した、高度な生体適合性を備えた表面とすることができる。
【化２】
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【００１５】
本形態のコーティング方法は、次の工程による。
（前処理工程）
・シリコーン樹脂（チューブ）をＰＢＳ（リン酸緩衝食塩液）洗浄する。尚、必要に応じ、該ＰＢＳ洗浄に先立ち脱脂のためのアセトン洗浄等を行うと一層好ましい。
（プラズマ処理工程）
・洗浄後、プラズマ処理装置で３０分処理する。本例で使用したプラズマ処理装置は、低温で極表面のみ（原子数層）が改質され、物性には影響を与えないような真空低温プラズマ処理装置が用いられた。
（浸漬、乾燥工程）
・プラズマ処理されたチューブを前記ＭＰＣポリマー含有液（コーティング液）に、１分間浸漬し、２０分以上自然状態で乾燥する。
（繰り返し工程）
・乾燥したチューブを再び前記条件でプラズマ処理し、続いて、浸漬、乾燥して、この工程を３回繰り返し、本形態のコーティング方法とした。
【００１６】
前記方法により表面にＭＰＣポリマーがコーティングされたシリコーン樹脂成形物に対する有効性の評価試験として、次の細菌付着性試験及び細胞付着試験を行った。
（試験検体）
前例で示した尿道留置カテーテルに使用するシリコーン樹脂チューブと同一なシリコーン樹脂を用いたシート（硬度７０）に、前記プラズマ処理、あるいは、浸漬、乾燥処理（ここでは、コーティングと記載）した、若しくは、処理しなかった次の条件のものを試験検体とした。
検体１．プラズマ処理なし、ＭＰＣポリマーコーティングなし
検体２．プラズマ処理なし、ＭＰＣポリマーコーティング（浸漬、乾燥）２回
検体３．プラズマ処理なし、ＭＰＣポリマーコーティング（浸漬、乾燥）３回
検体４．プラズマ処理（１回）の後、ＭＰＣポリマーコーティング（浸漬、乾燥）２回
検体５．プラズマ処理（１回）の後、ＭＰＣポリマーコーティング（浸漬、乾燥）３回
検体６．プラズマ処理と、ＭＰＣポリマーコーティング（浸漬、乾燥）の繰り返し３セット。
そして、この試験検体を１２穴マイクロプレートのウェル（検体設置の穴）にセットし、エチレンオキサイドガス滅菌の後、十分にエアレーションしたものを、３７℃に保温した人工尿に試験条件の期間（浸漬なし、１ヵ月、３ヵ月、５ヵ月）浸漬して試料とした。
尚、検体６が本発明の実施の形態に適合する検体で、検体１から５は比較のためのものである。
【００１７】
（試験方法）
細菌付着性試験
１． 凍結保存した大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ 、ＷＰ２ｕｖｒＡ）を３７℃で解凍する。
２． 解凍後、乳糖ブイヨン培地で３７℃、２４時間培養する。
３． 培養後、遠心分離により大腸菌培養液から菌体を集菌する。
４． 上澄み液を捨て、菌体を生理食塩液で１回洗浄する。その際、ミキサーを用いて菌体を懸濁する。
５． 前記懸濁した懸濁液を最小グルコース培地に加え、分光光度計で波長５９５ｎｍにおける吸光度が０．０１Ａｂｓになるように調製する。
６． 前記調製液を各ウェルに１ｍＬ分注し、３７℃で１８時間培養後、０．５％クリスタルバイオレットで１０分間染色する。
７． 肉眼により、次の評価基準に従い、バイオフィルム形成状態を評価する。
（バイオフィルム形成状態）
評点０  バイオフィルム形成を僅かに認める。（目安３０％未満）
評点１  バイオフィルム形成を部分的に認める。（目安３０％以上〜８０％未満）
評点２  バイオフィルム形成を全体的に認める。（目安８０％以上）
評点３  バイオフィルムが重層に形成されている。（目安８０％以上かつ重層）
８． 肉眼評価後の検体を電子顕微鏡で撮影し、評価の一助とする。
【００１８】
細胞付着性試験
本試験は、「医療機器の製造販売承認申請等に必要な生物学的安全性評価の基本的考え方について」（平成２４年３月１日、薬食機発０３０１第２０号）に則り、次のように行った。
１. 凍結保存した細胞を３７℃で解凍後、ＭＥ１０培地に移し、３７℃、５％ＣＯ２インキュベータで２〜３日間培養する。
２． 細胞をトリプシン液で２回洗い、ＭＥ１０培地に移し、３７℃、５％ＣＯ２インキュベータで２〜３日間継代培養する。
３． 継代後、細胞をトリプシン液で２回洗い、５０ｃｅｌｌ／ｍＬの細胞懸濁液（ｉｎ ＭＥ１０培地）に調製する。
４． 細胞懸濁液を各ウェルに１．０ｍＬ（５０細胞）播種し、３７℃、５％ＣＯ２インキュベータで４時間以上培養後、培地を交換する。
５． ３７℃、５％ＣＯ２インキュベータで６日間培養する。
６． 培養後、５%ギムザ液で２０分間染色する。
７．  肉眼でコロニー数をカウントし、検体への細胞の付着性を評価する。
【００１９】
（試験結果）
前記試験の結果を次表に示す。表１は、細菌付着性試験の結果を示しており、細菌付着状態の評価は検体数ｎ＝６の前記基準による評点（０〜３）の平均値を示している。
尚、空欄は試験を省略した。この省略は、試験がコーティングの効果を検証するものであるため、直後に付着がある場合、その後の付着状況は参考であるため必ずしもすべての検体に対して行っていないためである。
【表１】
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また、図１は、本試験の浸漬期間５カ月後の検体６（プラズマ処理工程とＭＰＣコーティング工程を３回繰り返し処理した検体）の表面の電子顕微鏡写真（×２０００倍）を示し、図２は、検体１（コーティング処理なしのもの）の表面の電子顕微鏡写真（×２０００倍）を示している。
図１のコーティング処理された検体にはバイオフィルムは確認されないが、図２のコーティング処理をしていない検体にはバイオフィルムが形成された状況を確認することができる。
【００２０】
表２は、前記細胞付着試験の結果を示しており、細胞付着数は、検体数ｎ＝３の平均値を示している。尚、空欄については、前記細菌付着性試験と同様である。
【表２】
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【００２１】
前記の細菌付着試験、及び、細胞付着試験の結果から、検体へＭＰＣポリマーのコーティング処理のみを繰り返し複数回行っても有効な効果は見られず、また、コーティング処理の前にプラズマ処理を１回行い、続いてコーティング処理を繰り返し複数回行ったものにも有効な効果が見られなかった。
一方、プラズマ処理とＭＰＣポリマーのコーティング処理を繰り返し３回行ったものについては、前記細菌付着試験、細胞付着試験のいずれにおいても長期間にわたり明らかな有効性を確認することができた。
このことから、シリコーン樹脂表面にＭＰＣポリマーを有効にコーティングするには、プラズマ処理工程とＭＰＣポリマーのコーティング処理工程を複数回繰り返すことが有効であることが検証された。
【００２２】
以上の結果より、本発明の方法で形成されたＭＰＣポリマーを含有するコーティングを表面に備えるシリコーン樹脂成形物は、５か月以上の長期間にわたり安定した細菌及び細胞の付着防止効果を維持することができる。
そして、本発明が好適としている尿道留置カテーテルは、長くても１カ月以内で交換することが推奨されていることを考慮すると、本コーティング表面は十分な細菌、細胞付着防止機能を有しており、バイオフィルムの形成、複雑性尿路感染症の防止に極めて有用な器具となっている。
【００２３】
本発明の医療用樹脂成形物へのコーティング方法は、前記試験に使用されたシリコーン樹脂に限らず有効である可能性が高く、他の医療用樹脂カテーテルや他の医療用機材にも適用することができる。また、シリコーン樹脂以外の例えばポリエチレンやポリプロピレン樹脂にも本発明のコーティング方法が有効となることが示唆される。
【図１】
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【図２】
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