(57)【要約】  本発明は、ポリマー材料のためのラジカル捕捉性で抗黄化性の組成物、およびその組成物を含有する組成物に関する。本発明はさらに本発明による組成物を含む医療機器およびそのような機器を滅菌する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）ポリアルキレングリコール、および
（ｉｉ）式（Ｉ）
［Ｒ1Ｏ（ＣＯ）（ＣＨ2）n］Ｓ［（ＣＨ2）m（ＣＯ）p（Ａ）qＲ2］
（式中、
Ｒ1が１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基であり、
ｎが１〜６の整数であり、
ｍが１〜１６の整数であり、
ｐが１または０であり、
Ａが酸素原子またはイオウ原子であり、
ｑが１または０であり、そして、
Ｒ2が１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基である。）
を有するチオ化合物
を含む組成物。
【請求項２】
前記ポリアルキレングリコールがポリプロピレングリコールである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記チオ化合物が式（ＩＩ）
［Ｒ1Ｏ（ＣＯ）（ＣＨ2）v］Ｓ［（ＣＨ2）w（ＣＯ）ＯＲ2］
（式中、
ｖとｗが独立して１〜６の整数であり、そして
Ｒ1とＲ2が独立して１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基である。）
を有する、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ1とＲ2がそれぞれ１２〜１８個の炭素原子を含む、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記ポリアルキレン化合物の前記チオ化合物に対する比率が１：１〜２０：１の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】
さらなる成分としてポリマー材料を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項７】
前記ポリマー材料がポリカーボネートである、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記ポリカーボネートがビスフェノールＡ誘導ポリカーボネートなどの芳香族ポリカーボネートである、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記化合物が前記組成物の総重量に基づいて次の量、
ポリアルキレングリコール：５重量％以下、
チオ化合物：０．５重量％以下、
ポリマー材料：９９．９重量％以下
で存在する、請求項６、７または８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記チオ化合物が前記組成物の総重量に基づいて０．９重量％以下で存在する、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
重合性組成物のラジカル捕捉剤および／または抗黄化剤としての、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【請求項１２】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の組成物を含む医療機器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の医療機器を化学線に曝露するステップを含む、前記機器を滅菌する方法。
【請求項１４】
前記機器を酸素が無い状態で曝露する、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー材料のためのラジカル捕捉性で抗黄化性の組成物、およびその組成物を含有する組成物に関する。本発明はさらに本発明による組成物を含む医療機器およびそのような機器を滅菌する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー材料は、医療分野で使用される物品を含む、多数の物品における使用が見られる。そのような物品はしばしば滅菌される必要がある。医療で使用されるポリマー材料を滅菌する１つの一般的な方法は、その物品をγ放射線などの化学放射線に曝露することである。物品を滅菌するということで、通常、「電離」放射線または「高エネルギー」放射線ともいう。
【０００３】
高エネルギー放射線または化学放射線はポリマー材料の中にフリーラジカルを生成する。その材料に対する影響は放射線の強度に依存する。滅菌目的の普通の線量（通常２．５〜１０ＧＧｙ）では、シリコーン、ポリカーボネート、ポリアクリレートおよびポリエステルなどの材料はある程度のフリーラジカルを形成するが、形成されたフリーラジカルの数はその材料または医療用途のためのその適切性を損なうほどには多くない。しかし、フリーラジカルは変色を引き起こす。
【０００４】
酸素が有る状態で放射線への曝露が起こる場合、酸素は迅速にフリーラジカルを捕捉することができ、したがって変色種の形成を防ぐので、変色は通常あまり目立たない。しかし、酸素が無い状態で放射線滅菌処理を行う必要もある。これは腎臓透析器の筐体や傷つきやすいフィルター要素のような複雑な部品に特に当てはまる。
【０００５】
空気と、したがって酸素が無い状態では、ポリマー材料中に形成されたラジカルはもはや捕捉または消去されず、したがってそれらは共役系ラジカルを形成する傾向が有り、最終的には一時的または永久的な変色種を形成する。これは滅菌された物品の外観を大いに損なうので、どちらかといえば望ましくない。医療機器の分野では、医師であれば、例えば、その物品に含まれる血液などの体液の本当の色を評価するためにできるだけ無色であることを好むので、この変色は特に望ましくない。さらに、黄色は「古い」物品または「中古の」物品を示すものと見られるので、美的観点から受け入れられない。
【０００６】
この問題に対処しようとした先行発明の試みはポリプロピレングリコールとポリカーボネートなどのポリマー材料の混合物をもたらした。これについて米国特許第４，９０４，７１０号を参照する。ポリプロピレングリコールの添加が特に功を奏した。しかし、ポリプロピレングリコールの効果は限定的であり、それは非常にゆっくりとしか変色を減少させない（最大で６５日）。このことは、特に、在庫の増加とそれによる費用の高騰を引き起こすので、多くの使用者にとって受け入れられる時間枠ではない。先行発明の労力は、したがって、独国特許第１９５  ４２  １８６号、欧州特許第０  １５２  ０１２号および欧州特許第０  ６１１  ７９７号において開示されるものなど、代替的な手法に向けられている。
【０００７】
特に、後者の出願は、放射線照射中のポリカーボネート樹脂の変色を低下させるために含硫化合物、好ましくはジチオナートをポリアルコールと組み合わせて使用することを考慮している。この参照文献は大量のチオ化合物を使用しているが、結果はそれにもかかわらず満足のいくものではない。これは、ジチオナートとは対照的にモノチオナートを含有する組成物に特に当てはまる。実際には、欧州特許出願第０  ６１１  ７９７号と反対に、モノチオナートを含有する組成物はそのような化合物を含有しない組成物よりも改善を示すことは全くないことが分かっている。このことは少量、例えば、０．５％以下のチオナートを含有する組成物に少なくとも当てはまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４９０４７１０号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９５４２１８６号明細書
【特許文献３】欧州特許第０１５２０１２号明細書
【特許文献４】欧州特許第０６１１７９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の根底にある目的は、ラジカルを捕捉するための、および／またはポリマー材料の黄化を低下させるための改善された組成物を提供することである。本発明は、変色を迅速に低下させ、全体の黄化の低下をもたらす組成物を特に目的とする。本発明は、酸素が有る状態と無い状態の両方で有益である。その効果は、酸素が無い状態で特に顕著である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的に応えるため、本発明はポリアルキレングリコールと次の式（Ｉ）：
［Ｒ1Ｏ（ＣＯ）（ＣＨ2）n］Ｓ［（ＣＨ2）m（ＣＯ）p（Ａ）qＲ2］
（式中、
Ｒ1が１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基であり、
ｎが１〜６までの整数であり、
ｍが１〜１６の整数であり、
ｐが１または０であり、
Ａが酸素原子またはイオウ原子であり、
ｑが１または０であり、そして、
Ｒ2が１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基である。）
を有するチオ化合物の混合物を使用することを提案する。
【発明の効果】
【００１１】
ポリアルキレングリコールの上記のチオ化合物との組合せにより、ポリマー材料、例えば芳香族ポリカーボネートに添加され、酸素が有る状態または無い状態で高エネルギー放射線滅菌にかけられると、特に低レベルの黄化と変色がもたらされることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、空気中で２．５Ｍｒａｄのγ線を照射した後のＣａｌｉｂｒｅポリカーボネート樹脂の黄色度の経時変化を示す。
【図２】図２は、無酸素状態で２．５Ｍｒａｄのγ線を照射した後のＣａｌｉｂｒｅポリカーボネート樹脂の黄色度の経時変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明によるチオ化合物は式（Ｉ）：
［Ｒ1Ｏ（ＣＯ）（ＣＨ2）n］Ｓ［（ＣＨ2）m（ＣＯ）p（Ａ）qＲ2］
（式中、
Ｒ1は１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基であり、
ｎは１〜６までの整数であり、
ｍは１〜１６の整数であり、
ｐは１または０であり、
Ａは酸素原子またはイオウ原子であり、
ｑは１または０であり、そして、
Ｒ2は１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基である。）
によって定義される。
【００１４】
好ましいチオ化合物は式（ＩＩ）：
［Ｒ1Ｏ（ＣＯ）（ＣＨ2）v］Ｓ［（ＣＨ2）w（ＣＯ）ＯＲ2］
（式中、ｖとｗが独立して１〜６までの整数であり、そして
Ｒ1とＲ2が独立して１〜２４個の炭素原子を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基である。）
を有する化合物である。
【００１５】
最も好ましい実施形態では、ｖとｗは４よりも小さい整数、好ましくは２を表す。Ｒ1とＲ2に最も好ましい基は８〜２４個の炭素原子を有する直鎖アルキル基であり、１２〜１８個の炭素原子を有するものが最も好まれる。
【００１６】
１つの非常に優先的な化合物は、ｖとｗが２を表し、且つ、Ｒ1とＲ2がＣ12またはＣ18直鎖アルキル基を表すときに得られる。
【００１７】
本発明によるポリアルキレングリコール化合物は広範囲のグリコール類、例えば、式（ＩＩＩ）：
Ｒ4Ｏ−［Ｃ（Ｒ5）Ｈ−Ｃ（Ｒ5）Ｈ］ｒ−［Ｏ−Ｃ（Ｒ5）Ｈ−Ｃ（Ｒ5）Ｈ−］ｓＯＲ4
（式中、
Ｒ4が独立して水素、または１〜２４個、好ましくは１〜１２個もしくは１〜６個の炭素原子を有する直鎖、分岐、もしくは環状アルキル基であり、
Ｒ5が独立して水素、メチル、またはエチルであり、
ｒとｓが独立して１〜２０００まで、例えば１〜１０００の整数、好ましくは５〜５００、例えば５〜５０の整数である。）
によって包含されるグリコール類から選択され得る。
【００１８】
好ましいポリアルキレングリコールはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリヘキシレングリコールならびにポリ（ＴＨＦ）グリコールである。ポリプロピレングリコールが特に好ましい。
【００１９】
最も好ましい実施形態では、ポリプロピレングリコールは式（ＩＶ）：
【化１】
2014528007.tif 000003
式中、ｔとｕは独立して５〜３０までの整数であってよく、好ましくは１０〜２０の整数であってよい。最も好ましい実施形態では、ｒは１５を表し、ｓは１６を表す。
【００２０】
本発明によるポリアルキレングリコールは２００〜４０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは３００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲、例えば５００〜２０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある平均分子量（Ｍw）を有することが好ましい。
【００２１】
本発明による組成物では、ポリアルキレングリコールとチオ化合物は１：１〜５０：１の比率、好ましくは３０：１または２０：１の比率、より好ましくは１２：１の比率で使用され得る。
【００２２】
既に非常に少量のチオ化合物が良い結果を生じることが分かった。すなわち、２０００ｐｐｍ以下、１５００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下または８５０ｐｐｍ以下ですら、例えば５００ｐｐｍまたは５０ｐｐｍ以下ですら顕著な改善を既に生じる。同時に、より多い量のチオ化合物も可能ではあるが、必ずしも有益ではない。
【００２３】
本発明による組成物は、前記の目的にとって都合がよいように製剤化され得る。例えば、チオ化合物を融解し、それを液体の状態のポリアルキレングリコールと混合することができる。しかし、押出法などの他の標準的な方法も可能である。
【００２４】
液体製剤または固体製剤の形状で調製される場合、それらの製剤は次に重合性成分と混合され得る。代替法では、ポリアルキレングリコールとチオ化合物からなる別個の製剤を調製することなく、ポリアルキレン化合物、チオ化合物および重合性成分を、任意の順序で混合することもできる。
【００２５】
本発明による組成物を添加することができる重合性化合物は特に限定されない。高エネルギー線、例えばγ線で照射されると変色するポリマー材料が好ましい。そのようなポリマー材料の例は芳香族基を含む透明な重合体、例えばアクリルポリマー、ポリエステルおよびポリアミドおよび特にポリカーボネートならびにそれらの共重合体およびポリマーブレンドである。ポリカーボネート、特に、芳香族ポリカーボネートおよびポリエステルならびにそれらのブレンドおよび共重合体が好ましい。ビスフェノールＡから誘導されたポリカーボネートが本発明の関係で好ましい。
【００２６】
ポリマー材料と共に使用されるとき、本発明による化合物の量は次の通りである：
ポリアルキレングリコール：５重量％以下、好ましくは３重量％、最も好ましくは０．５〜１．５重量％、例えば１重量％；
チオ化合物：好ましくは０．５重量％以下；より好ましくは０．２重量％または０．１５重量％以下、０．００５〜０．０１重量％など、例えば０．００５〜０．０９重量％、好ましくは０．８〜０．０９重量％、特に、０．０８５重量％以下、および
ポリマー材料：９９．５重量％以下、例えば５〜９９．５ 重量％、好ましくは３０〜９９重量％、および最も好ましくは８０〜９９重量％。
【００２７】
前述のパーセンテージは全て組成物の総重量に基づいている。示されている範囲はその所与の範囲内にあるそれぞれ個々の値を開示するものと理解されるものとする。それらは、その範囲内の各値を特記するものと理解されるべき簡略表記でしかない。また、前述の範囲は各範囲内の個々の値を開示するだけではなく、これらの範囲の個々の値の間の任意の組合せを特記するものとしても理解されるべきである。
【００２８】
本発明によるポリアルキレン／チオ化合物／ポリマー材料含有組成物はＰ１６８のような熱安定剤、トリフェニルホスフィン、Ｗｅｓｔｏｎ７０５などのようなリン酸系安定剤、離型剤、色素、蛍光造増白剤、および他の成分を含有してもよい。
【００２９】
本発明による組成物を含有するポリマー材料は、滅菌されることが必要な医療機器、例えば筐体、血液貯留槽、反応器などの作製に好適に使用され得る。
【００３０】
滅菌は酸素が有る状態、または無い状態で行われ得る。γ放射線または他の高エネルギー放射線による滅菌が、酸素が有る状態、または無い状態で実行される場合、本発明による組成物が受ける変色は、顕著に低下する。
【実施例】
【００３１】
実施例１〜４
全ての製剤は次にように調製された。総量で４．００ｋｇの材料を、下に示される相対量の化合物をヘンシェル混合機に添加することにより調製した。ポリカーボネートを粉砕したペレット（粉末）の形状で添加し、ポリプロピレングリコールを液体（油）として添加したが、一方、チオ化合物を粉末として添加した。混合処理は均一な混合物を調製するために３分かかった。
【００３２】
【表１】
2014528007.tif 000004
【００３３】
生じた混合物を、３００℃の溶融温度で動作するＢｒａｂｅｎｄｅｒ  ＺＳＫ  ２５押出機を使用して押出、切断してペレットにした。得られたペレットを乾燥させて、Ｄｅｍａｇ射出成型機で射出成型した。溶融温度は３００℃であったが、鋳型の温度は９０℃であった。３．２×３０×８０ｍｍの光学チップを作製し、ＡＳＴＭ  Ｄ  １９２５によって光学測定を行った。
【００３４】
次に、そのチップをγ放射線（２．５ＧＧｙ）にかけた。その放射線は空気雰囲気および無酸素雰囲気で使用された。黄色度を放射線照射から１日、７日、１４日、２１日および３５日の後に測定した。表１および２に示されている結果は図１および２にも示されている。
【００３５】
【表２】
2014528007.tif 000005
【００３６】
【表３】
2014528007.tif 000006
【００３７】
実施例５〜８
様々な濃度のチオ化合物成分を有する第２シリーズの試料を調製し、表３および４に記載されている同等の放射線照射条件に供した。貯蔵時間は２１日にまで減少された。この貯蔵時間は、医療機器市場における望ましい目標である１〜２週間という最も興味深い期間を含んでいる。
【００３８】
【表４】
2014528007.tif 000007
【００３９】
【表５】
2014528007.tif 000008
【００４０】
【表６】
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【００４１】
第２シリーズを、同一ではないが、同等の放射線照射条件に供した。放射線の線量は、（酸素が有る状態および無い状態で）１日後に全体的により高い黄色度の値から推測され得るように、少しだけ高かった。表３および４から判断され得るように、チオ成分の濃度の変化は、非常に低い濃度であっても、相加的な有効性の顕著な変化をもたらさなかった。したがって、本発明は、先行発明と比べてずっと少ない量の含硫化合物を使用することを可能とする。
【００４２】
実施例９〜１７（比較）
第３シリーズでは、別個の添加物としてのアルキルグリコールとチオ化合物（重量％）の効果を酸素が無い状態で調査した。
【００４３】
【表７】
2014528007.tif 000010
【００４４】
このデータは、チオ化合物の添加だけでは、何の添加物も含まないＰＣ材料よりも顕著な改善はもたらされないことを明確に示している。他方、ポリプロピレングリコールはいくらか改善をもたらす。これを考慮すると、全く驚くべきことに、本発明による組合せがＰＰＧのみの使用よりも改善をもたらす。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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