(57)【要約】  抗菌性パリレン・コーティング及びそれらの気相蒸着法。
2014524980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子付着、相互作用又は共有結合を通じてパリレン・フィルム上に抗菌剤を固定するステップを含む、抗菌性パリレン・コーティングを形成する方法。
【請求項２】
前記パリレン・フィルムが
2014524980.tif 000008
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パリレン・フィルムが
2014524980.tif 000009
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記抗菌剤がオクタデシルジメチル（3-トリメトキシシリルプロピル）塩化アンモニウム又は同様の化合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パリレン・フィルム及び抗菌剤を基質上に同時に蒸着する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記パリレン・フィルムを、抗菌剤の導入前に基質上に蒸着する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
固定された抗菌剤上にパリレンを蒸着するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
固定前に抗菌剤を担体溶媒に溶解させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基質が医療器具を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
蒸着前に基質を予備処置するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
パリレン材料；及び
前記パリレン材料上に固定された抗菌剤
を含むコーティング。
【請求項１２】
前記パリレン材料が
2014524980.tif 000010
を含む、請求項１１に記載のコーティング。
【請求項１３】
前記パリレン材料が
2014524980.tif 000011
を含む、請求項１１に記載のコーティング。
【請求項１４】
前記抗菌剤がオクタデシルジメチル（3-トリメトキシシリルプロピル）塩化アンモニウム又は同様の化合物を含む、請求項１１に記載のコーティング。
【請求項１５】
前記コーティングが、パリレン材料を含む第一の層と、前記第一の層上に蒸着された第二の層とを含み、前記第二の層が前記パリレン・コーティング及び前記抗菌剤を含む、請求項１１に記載のコーティング。
【請求項１６】
前記コーティングが、前記第二の層上に蒸着された前記パリレン材料を含む第三の層を含む、請求項１５に記載のコーティング。
【請求項１７】
前記コーティングが、医療器具の基質に施される、請求項１１に記載のコーティング。
【請求項１８】
前記第一の層が約０．５ミクロン乃至約２５ミクロンの厚さである、請求項１４に記載のコーティング。
【請求項１９】
前記第二の層が、約５０オングストローム乃至約５ミクロンの厚さである、請求項１５に記載のコーティング。
【請求項２０】
前記第三の層が約０．１ミクロン乃至約２ミクロンの厚さである、請求項１６に記載のコーティング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の分野
局面は概略的にはパリレン・コーティング、より具体的には抗菌性パリレン・コーティング及びそれらの蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
概要
一つ以上の局面では、抗菌性パリレン・コーティングを形成する方法は、分子付着、相互作用又は共有結合を通じてパリレン・フィルム上に抗菌剤を固定するステップを含むであろう。
【０００３】
一つ以上の局面では、コーティングはパリレン材料と、該パリレン材料上に固定される抗菌剤とを含むであろう。
【０００４】
これらの例示的な局面及び実施態様の更に他の局面、実施態様及び利点を以下に詳細に論じる。ここで開示される実施態様を、ここで開示される原則のうちの少なくとも一つと一致するいずれかの態様で他の実施態様と組み合わせてもよく、「ある実施態様」、「いくつかの実施態様」、「代替的な実施態様」、「多様な実施態様」、「一実施態様」等への言及は、必ずしも相互に排他的なわけではなく、記載された特定の特徴、構造、又は特徴を少なくとも一つの実施態様に含んでもよいことを指すことを意図している。ここでのこのような用語の登場は、必ずしも、すべて同じ実施態様を言及するわけではない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
図面の簡単な説明
少なくとも一つの実施態様の多様な局面を、実寸で描かれることを意図してはいない添付の図面を参照しながら下に論じる。図面は、多様な局面及び実施態様の描写及び更なる理解を提供するために含まれており、本明細書の一部に導入され、かつ構成するものであるが、本発明の限界を定義することは意図されていない。図面内の技術的な特徴、詳細な説明又はいずれかの請求項に参照記号が続く場合は、該参照記号は図面及び説明の分かり易さを増すことを唯一の目的として含まれている。図面内で、多様な図面で描かれた各同一又はほぼ同一の成分は同様な数値によって表されている。明晰性のために、全ての成分がすべての図面でラべリングされていない場合もある。図面において：
【図１】図１は、一つ以上の実施態様によるプロセス概略図である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
詳細な説明
一つ以上の実施態様で、抗菌性を持つパリレン・コーティングが提供されよう。いくつかの実施態様においては、数々の方法で、パリレン蒸着プロセス中にパリレン・フィルムに抗菌性を取り入れられよう。少なくともいくつかの実施態様では、パリレン・コーティング表面は、抗菌剤をパリレン・コーティングに添加する及び／又は共重合させることにより、実質的に抗菌性にされる。一つ以上の実施態様による抗菌性パリレン・フィルムは、パリレン・フィルムの性能特性が、フィルム表面上の細菌成長を制御する能力と組み合わされていることが望まれる状況下では有益であろう。
【０００７】
一つ以上の実施態様では、パリレン・コーティングを基質に施してもよい。パリレン・コーティングは薄膜コーティングであってもよい。該コーティングは、基質全体にわたって連続し、かつ実質的に均一であってよい。いくつかの非限定的な実施態様では、少なくとも数千オングストロームまで厚さが制御されたパリレン・コーティングが達成できよう。更に、最高で少なくとも約数ミリメートルまで厚さが制御されたパリレン・コーティングも達成できよう。該厚さは一般に、少なくともプラスマイナス１０％まで制御することができる。パリレン・コーティングは基質の表面、端部及び溝に沿わせることができ、実質的にピンホールがないであろう。多層貫通も達成できよう。いくつかの実施態様では、パリレン・コーティングは、重要な重量感受性成分に対して最小の大きさ又は質量になるように加えられよう。パリレン・コーティングは光学的に透明でもよく、あるいは、識別が容易なように蛍光剤などの指標化合物が取り入れられていてもよい。
【０００８】
いくつかの実施態様では、パリレン・コーティングは生物学的に安定かつ生体適合性がある。該コーティングはISO-10993の生物学的検査要件に適合するであろう。該コーティングはUSP クラスVI プラスチックの生物学的検査要件に適合するであろう。該コーティングはヒト細胞種の増殖を促進するであろう。いくつかの実施態様では、パリレン・コーティングは、例えば基質を流体、水分、化学物質及び通常の気体から保護するなど、バリヤ性を呈するであろう。生物流体及び生物気体からの保護も提供されよう。パリレン・コーティングは高い絶縁耐力を呈する、及び／又は、基質に乾燥フィルム滑性をもたらすであろう。パリレン・コーティングは腐食、変色及び汚染物取り込みから保護するであろう。パリレン・コーティングは絶縁バリヤとして働くであろう。いくつかの実施態様では、パリレン・コーティングは可撓性であり、表面粘着性を妨げ、摩擦係数を低下させるであろう。該パリレン・コーティングは、静的観察に関するASTM D 1894 で測定したときに、例えば0.15、0.25 又は 0.29 など、多様な摩擦係数を有するであろう。いくつかの実施態様では、パリレン・コーティングは熱及び／又はUV 安定性を呈するであろう。
【０００９】
一つ以上の実施態様では、基質は、バリヤ又は機能的な層など、コーティングを施すことが好ましいであろういずれかの材料、デバイス又は部品であろう。パリレン・コーティングは、金属、エラストマー、プラスチック、ガラス、セラミック及び紙を含め、事実上いずれの表面材料にも施してよい。パリレン・コーティングは、医療器具、電子機器、自動車、軍事、航空宇宙、LED、及びエラストマーを含む多様な産業に用途を見出すであろう。いくつかの実施態様では、基質は電子機器、プリント回路基板、プリント回路アセンブリ、センサー、検出器、LED、MEM、コンデンサー、ウェーファ、フェライト・コア、燃料電池、デジタル・ディスプレイ、金属部品に関連するものでよい。他の実施態様では、基質はガスケット又はシールでもよい。更に他の実施態様では、基質は医療器具であろう。
【００１０】
一つ以上の実施態様では、パリレン・コーティングを移植可能又は非移植可能な医療器具に施してもよい。限定はしないが、例えば冠動脈ステント、脳内ステント、ペースメーカーを含む心臓支援器具、電気外科ツール、蝸牛インプラント、眼内インプラント、マンドレル、鋳型、カテーテル、エラストマー製シール、針、硬膜外プローブ又は医用エレクトロニクス等の医療器具をパリレンで被覆してもよい。パリレン・コーティングを、鋳型やマンドレルなどの形成器具からの剥離剤として用いてもよい。パリレン・コーティングは、組織に接触させるための受容可能な表面を提供し、医療器具及び関連部品を保護するであろう。いくつかの実施態様では、薬物含有コポリマーをヒト移植用のパリレン被覆金属冠動脈ステントに施した場合などでは、パリレン・コーティングは薬物溶出ステント上で表面プライマーとして機能するであろう。パリレン・コーティングは多様な薬物及びポリマーの組合せの一体化を可能にするであろう。
【００１１】
一つ以上の実施態様では、パリレン・コーティングを気相蒸着及びパラ-キシリレン（ポリ(p-キシリレン)）又はその置換誘導体の重合化により作製できよう。パリレン・コーティングは、一般的なパリレン・ポリマーシリーズのいずれかのメンバーや、又はその変種から作製できよう。パリレン・ポリマーの選択は、目的の用途を鑑みて所望の特性に基づいてよい。いくつかの実施態様では、蒸着させるパリレンは受動的又は反応性でよい。少なくとも一つの実施態様では、蒸着させるパリレンをハロゲン化してもよい。いくつかの非限定的な実施態様では、下に示すスペシャルティ・コーティング・システムズ社（インディアナ州インディアナ）から市販のパリレンHT（登録商標）、パリレンN、パリレンC又はパリレンDポリマーを蒸着させてもよい。
【００１２】
【化１】
2014524980.tif 000003
【００１３】
【化２】
2014524980.tif 000004
【００１４】
【化３】
2014524980.tif 000005
【００１５】
【化４】
2014524980.tif 000006
【００１６】
一つ以上の実施態様では、パリレン・コーティングは抗菌性であってよい。いずれのパリレン材料も抗菌剤と一緒に蒸着させて抗菌性のパリレン・コーティングを形成できよう。一つ以上の実施態様では、適した蒸気圧及び熱安定性を持つ抗菌性の液体又は固体を、パリレン・コーティング加工中にコーティング・チャンバー内に導入してもよい。いくつかの実施態様では、抗菌材料を含有する、付着させる受容体を加熱して、気化させた抗菌材料をコーティング・チャンバーを通過させてもよい。気化させた抗菌性化合物は、ガス状パリレン・モノマーと同時にチャンバー内で基質上に蒸着させるか、又は階層的アプローチにより、基質上に蒸着させてもよい。用いる抗菌材料の量及び種類は、特定のコーティング用途に合うように変更することができる。いくつかの実施態様では、一種以上の抗菌材料を取り入れてもよい。いくつかの非限定的な実施態様では、例えばオクタデシルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)塩化アンモニウム、4-クロロ-3,5-ジメチルフェノール、N-トリメトキシシリルプロピル-N,N,N-塩化トリメチルアンモニウム、又は同様の化合物などの一種以上の抗菌材料を、下で論じるようにパリレン・フィルムに加えてもよい。
【００１７】
一種以上の実施態様では、パリレン・コーティングを、中間の液体段階なしでガス状モノマーから形成してもよい。パリレン・コーティングを周囲温度で真空蒸着器具を用いて施してもよい。フィルムは、分子レベルでパリレン・ポリマー蒸着が起きるにつれ、時間と共に成長するであろう。パリレン・コーティングは一般に、室温の真空チャンバー内で蒸気蒸着重合化（VDP）プロセスを通じて施されるであろう。被覆する基質はコーティング・チャンバー内に配置してもよい。固体の顆粒状二量体原材料を真空下で加熱し、気化させて二量体の気体にしてもよい。いくつかの非限定的な実施態様では、気化は約１５０℃及び約１．０トルで行ってもよい。その気体を次に熱分解させて二量体をその単量体型に開裂させてもよい。いくつかの非限定的な実施態様では、熱分解は約６８０℃及び約０．５トルで行ってよい。該単量体の気体を基質上に周囲温度で蒸着チャンバー内にてポリマー・フィルムとして蒸着させてよい。該フィルムは、目的の用途に基づき所望の通り薄くとも、又は厚くても、そして実質的に透明であってもよい。いくつかの実施態様では、厚さは数百オングストロームから数ミリメートルの範囲であってよい。少なくともいくつかの実施態様では、典型的な厚さは数ミクロンの範囲内であろう。
【００１８】
一つ以上の実施態様では、抗菌性化合物をパリレン・フィルムに、図１に概略的に示す通りの多様な手法で添加してもよい。いくつかの実施態様では、パリレン及び抗菌性分子を気相で配合して、抗菌性のパリレン・コーティングを作製してもよい。パリレン・フィルムは、所望のパリレン・フィルム厚さがほぼ得られるまで基質表面上に蒸着させてもよい。蒸着サイクルのほぼ終了時に、所望の抗菌性化合物を気化させるのに充分な熱を、抗菌性化合物を含有する受容体に施してもよい。この受容体をコーティング・チャンバー壁に取り付けてもよく、気化材料をこのコーティング・チャンバーに通過させてもよい。限定はしないが4-クロロ-3,5-ジメチルフェノールなどの抗菌性化合物を適した担体溶媒に溶解させて、チャンバー内での分散を助けてもよい。気化させた抗菌性化合物をコーティング・チャンバー内に進入させ、成長中のパリレン・フィルム表面上にガス状パリレン単量体と同時に蒸着させてもよい。パリレン・フィルムとの分子の絡み合い中にわたって、抗菌性化合物をフィルム表面近傍の定位置に保持してもよい。いくつかの実施態様では、抗菌剤を、分子付着、相互作用、及び／又は共有結合を通じてパリレン分子と配合することで、抗菌剤をパリレン被覆表面上に固定してもよい。
【００１９】
少なくともいくつかの実施態様では、蒸着をスペシャルティ・コーティング・システムズ社から市販のPDS 2060PC パリレン蒸着システムで行ってもよい。パリレン二量体及び所望の抗菌性化合物をPDSに添加したらすぐに、システムを真空下に配置してよい。パリレン二量体を減圧下で加熱して昇華させ、加熱炉内を通過させ、同炉内で二量体を高温分解により開裂させて、ガス状単量体の形で蒸着チャンバー内を通過できるようにしてもよい。単量体は所望の基質表面にぶつかり、自発的に重合体化して基質上で連続したフィルムになるであろう。抗菌性化合物を加熱し、ガス状の形で第二ポートを通じて導入してもよい。抗菌性化合物が当初、4-クロロ-3,5-ジメチルフェノールなど、固体型である場合は、いくつかの非限定的な実施態様では約０℃乃至約１９０℃という、当該化合物を昇華させるのに適した熱を施してもよい。所望の抗菌性化合物が、例えばオクタデシルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)塩化アンモニウムなど、純粋な液体型又は液体中にある場合、急速な沸騰を避けるために、溶媒に基づいて適した速度で当該液体を加熱してもよい。温度及び圧力を含め、標準的なパリレン蒸着プロセス条件を一つ以上の実施態様で実施してもよい。抗菌剤をここで論じる通りにパリレン蒸着プロセスに組み入れてもよい。
【００２０】
いくつかの実施態様では、ガス状の抗菌性化合物の導入を、ガス状のパリレン単量体の導入と同時又は交互に行うことができる。いくつかの非限定的な実施態様では、第一の厚さが得られるまで、パリレンを基質上に蒸着させてもよい。その後、抗菌剤を導入し、第二の厚さが得られるまでパリレンと同時に蒸着させてもよい。選択的には、パリレンのトップコートを抗菌層に施してもよい。必要であれば、パリレン・フィルム表面からの抗菌剤の溶出速度を制御するために、第二のパリレン・フィルム蒸着を行って、抗菌層の上部上に薄いパリレン・フィルムを蒸着させてもよい。
【００２１】
一つ以上の実施態様では、層間の相対的厚さや、全体的なコーティングの厚さを目的の性質及び目的の用途に応じて変えてもよい。いくつかの非限定的な実施態様では、約０．５乃至約２５ミクロンの厚さのパリレン層を、抗菌剤の導入前に蒸着してもよい。いくつかの非限定的な実施態様では、抗菌剤を含む層は厚さで約５０オングストローム乃至約５ミクロンであってよい。いくつかの非限定的な実施態様では、選択的なパリレン・トップコートは、厚さで約０．１ミクロン乃至約２ミクロンであってよい。
【００２２】
被覆する部品には僅かに最小の真空許容度しか必要でないであろう。少なくともいくつかの実施態様では、コーティングプロセスには溶媒、触媒、可塑剤、架橋、高温又は紫外線硬化サイクルは含まれない。いくつかの実施態様では、基質を予備処置してパリレンの最適な接着を促進してもよい。いくつかの実施態様では、A-174シラン処置を用いてもよい。他の接着促進技術を蒸着法と組み合わせて用いてもよい。基質の前清浄及び清浄室環境も実施してよい。取り付け具作成及びマスキング技術を用いて接点を少なくし、非被覆区域が被覆されないようにしてもよい。
【００２３】
これら及び他の実施態様の機能及び利点は、以下の非限定的な例からより十二分に理解されるであろう。当該の例は性質上、描写を意図したものであり、ここで論じられる実施態様の範囲を限定するものと見なされてはならない。
【実施例１】
【００２４】
実施例１
オクタデシルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)塩化アンモニウムを、急速な沸騰を避けながら適した速度で加熱して気化させた。気化した該抗菌性材料はパリレン・フィルム表面にぶつかり、所望の抗菌性化合物中の及び／又はパリレン・フィルム表面上に存在する官能基に応じて、分子の絡み合い、水素結合又は共有結合を通じてパリレン・フィルムに繋ぎ止められた。パリレン・フィルム及び所望の抗菌性化合物の蒸着が終了し、PDSが基礎圧力に戻ったら、真空を開放し、システムを室内圧力に戻した。
【実施例２】
【００２５】
実施例２
蒸着チャンバー内の抗菌性材料の存在は、蒸着チャンバー壁に取り付けられた水晶観察システムによって確認された。パリレン・フィルム上の抗菌性材料の存在の確認は、視覚検査及びFT-IR分析によって判定された。パリレン・フィルム上面の、パリレンHT（登録商標）及びオクタデシルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)塩化アンモニウム層で被覆された検査試料（製剤１）や、抗菌層の上面の付加的なパリレン・フィルムの薄層で被覆された試料（製剤２）を、抗菌製品の抗菌活性及び効験に関する検査であるJIS Z 2801でＥ．コリ、Ｓ．アウレウス、Ｐ．アエルギノーサ及びＣ．アルビカンスに対する抗菌能について検査した。個々の検査試料及びパリレンHT（登録商標）被覆コントロール試料に、栄養ブロス中で定量の各微生物を播種した。播種を均一に広げ、それを試料表面に接触した状態に維持するために、無菌のプラスチック・フィルムを播種された表面の上部に配置した。播種直後に、各微生物につき、CFU／クーポン数をパリレンHTコントロール試料の半分について判定して、ゼロ時濃度を明らかにした。もう半分のパリレンHTコントロール試料及び全抗菌性パリレンHT試料を２４時間、３６℃でインキュベートした後、残った微生物の濃度を判定した。全試料群を三重にして検査した。検査の検出限界は５コロニー形成単位（CFU）であった。二種の抗菌性パリレン製剤で被覆したスライドの検査結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2014524980.tif 000007
【００２７】
見られるように、製剤１及び製剤２の両者に関する試料読み取り値は、２４時間後に５CFU／クーポン未満であり、コントロールに比較して有意な成長低下を反映していた。
【００２８】
当業者であれば、ここで論じる多様なパラメーター及び構成は例示的なものとして意図されており、実際のパラメーター及び構成は、本開示が用いられた具体的な用途に応じるであろうことは容易に理解されよう。当業者であれば、ごく慣例的な実験を用いるのみで、ここに記載された具体的な実施態様の均等物を数多く、認識され、又は確認できることであろう。従って、先述の実施態様は例として提供されただけであり、付属の請求項及びそれの均等物の範囲内で、開示されたコーティング及び蒸着法は、具体的に記載された通り以外にも実施できようことは理解されねばならない。本コーティング及び技術は、ここで記載された各個々の特徴又は方法に関する。加えて、二つ以上のこのような特徴、器具又は方法のいずれの組合せも、このような特徴、器具又は方法が相互に不一致でなければ、本開示の範囲内に包含されている。
【００２９】
本開示の例示的な実施態様を開示してきたが、数多くの改良、追加、及び削除を、以下の請求の範囲に示す通りの本開示及びその均等物の精神及び範囲から逸脱することなく、ここで行えよう。多様な変更、改良、及び向上に当業者が容易に想到されようと、考えられる。このような変更、改良、及び向上は本開示の一部として意図されており、また本開示の精神及び範囲内にあると意図されている。例えば、既存のコーティング、蒸着器具又は蒸着法を改良して、本開示のいずれか一つ以上の用いる又は取り入れてもよい。このように、場合によっては、実施態様は抗菌成分を含むために既存のプロセス又は器具を構成することを含むかも知れない。従って、前述の説明及び図面は単に例示的なものである。
【００３０】
ここで用いられる用語「複数」とは、二つ以上の物品又は部品を言う。用語「含む」、「含む」、「持つ」、「有する」、「含有する」、及び「含む」は、明細書又は請求項等のいずれであるかに関係なく、開いた意味の用語であり、即ち「限定はしないが含む」ことを意味する。従って、このような用語の使用はその後にリストされた物品及びその均等物や、付加的な物品を包含することを意図している。移行的な文言「から成る」及び「から基本的に成る」のみが、当該請求項のそれぞれについて閉じた、又は準閉じた移行的な文言である。請求項要素を改変するための、請求項における「第一の」、「第二の」、「第三の」等の通常の用語の使用は、それ自体で、一つの請求項要素の別のものに対するいずれの優先性、順位、又は順序、あるいはある方法における行為が行われる一時的な順序を内包するわけでなく、単に、請求項要素を識別するために、特定の名称を有する一つの請求項要素を同じ名称を有する別の要素（しかし通常の用語の使用なしで）から識別するための標識として用いられている。
【図１】
2014524980.tif 000012
【国際調査報告】
2014524980.tif 000013
2014524980.tif 000014