(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸アミド基含有樹脂製基材の少なくとも表面の酸アミド基をＮ−アシル化し、次いで、該基材表面にポリウレタン被覆層を形成することを特徴とする酸アミド基含有樹脂製医療用具表面のポリウレタン被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸アミド基含有樹脂製医療用具の表面にポリウレタン被覆層を形成する方法に関する。
さらに詳しくは、本発明は、ポリアミド樹脂その他の酸アミド基含有樹脂製医療用具に抗血栓性を付与するために、その表面にポリウレタン被覆層を形成する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアミド樹脂は、その優れた性質から医療器具用途に広く用いられ、例えば、カテーテル、イントロデューサ、シース、シリンジなどに用いられる。これらの医療用器具は抗血栓性を有することが必要であり、そのため医療用具表面にポリウレタンの被覆層を形成する方法が一般に採られている。
【０００３】
医療用具表面にポリウレタンの被覆層を形成するには種々の方法が知られているが、それぞれ一長一短を有している。
例えば、エポキシ系、シアノアクリレート系、フェノール樹脂系などの接着剤を介して医療用具表面にポリウレタン被覆を形成する方法が知られているが、（イ）残留接着剤が医療に悪影響を及ぼすことがある、（ロ）高い接着強度を得ることが困難である、（ハ）医療用具の材質によっては適当な接着剤がない場合がある、（ニ）接着剤層が硬く、可撓性に乏しいなどの問題点がある。
【０００４】
熱、高周波、超音波などを医療用具表面に適用することによって同表面とポリウレタン被覆とを融着する方法も知られている。しかしながら、被着材間の融点差が小さくなければ高い接着力が得られないため融着方法が採用できる医療用具材質には制約がある。
医療用具表面に、ポリウレタンをテトラヒドロフランその他の溶剤に溶解してなる溶液を塗布することによってポリウレタン被覆層を形成する方法も知られている。この溶液法はポリウレタン被覆操作が簡便であるが、厚みのあるポリウレタン被覆層を形成することができず、また、被覆層が剥がれ易い難点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の技術に鑑み、本発明の目的は、酸アミド基含有樹脂製医療用具の表面に剥離強度の高い強固なポリウレタン被覆層を形成する方法を提供することにある。
本発明者らは、ナイロン製シート表面にポリウレタン被覆層を形成する方法について検討を重ねた結果、ポリウレタン／ＴＨＦ溶液の塗布に先立って、予めナイロン製シートをトリフルオロ無水酢酸のＴＨＦ溶液に浸漬処理しておくことによって、ナイロン製シート表面にポリウレタン被覆層が強固に形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かくして、本発明によれば、酸アミド基含有樹脂製基材の少なくとも表面の酸アミド基をＮ−アシル化し、次いで、該基材表面にポリウレタン被覆層を形成することを特徴とする酸アミド基含有樹脂製医療用具表面のポリウレタン被覆方法が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の方法においてポリウレタン被覆層を形成する被処理対象は酸アミド基含有樹脂製基材であって、ポリウレタン被覆層の形成処理は樹脂基材を医療用具の形態に成形する前または成形した後に行うことができる。
本発明方法の被処理対象である医療用具としては、例えば、カテーテル、イントロデューサ、シース、シリンジその他の体内に挿入する医療用具が挙げられる。これらの医療用具のように人体組織ないし血液と接触する医療用具では、抗血栓性が要求されるため、本発明のウレタン被覆方法の適用対象として特に効果が大きい。その他、輸液回路などの体内への液体注入回路、人工心臓などの循環回路または体液排出回路などに用いられるシリンジなどにも適用することができる。
【０００８】
（酸アミド基含有樹脂）
本発明方法の被処理対象である医療用具基材を構成する酸アミド基含有樹脂は、分子中に酸アミド基をもつ重合体からなり、その酸アミド基は一級、二級および三級アミド基のいずれであってもよい。酸アミド基含有樹脂の例としては、酸アミド結合の繰返しによって主鎖を構成するポリアミドが代表的である。ポリアミドの具体例としては、ε−カプロラクタムの開環重合体であるナイロン６、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との縮重合体であるナイロン６６、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸との縮重合体であるナイロン６１０、１１−アミノウンデカン酸の縮重合体であるナイロン１１、ω−ラウロラクタムの開環重合体または１２−アミノドデカン酸の縮重合体であるナイロン１２が挙げられる。なかでもナイロン１１が好適に使用される。さらに、これらの他に、ウレタン結合の繰返しによって構成されるポリウレタンおよび尿素結合によるポリウレアなどが挙げられる。特にポリウレタンを医療用具の基材とする場合は、通常、基材の硬度を高め、硬い材料として成形することが多く、このような医療用具の表面に柔かいポリウレタン被覆層を形成する場合に本発明の方法が有効である。
【０００９】
（Ｎ−アシル化）
酸アミド基含有樹脂製基材の少なくとも表面の酸アミド基をＮ−アシル化するには、基材表面にアシル化剤の溶液を適用する。具体的には、常温ないし昇温下に酸アミド基含有樹脂製基材をアシル化剤の溶液に浸漬するか、または酸アミド基含有樹脂製基材表面上にアシル化剤溶液をスプレイ、塗布などによりコーティングする。
【００１０】
（アシル化剤）
アシル化剤としては、アセチル化剤が好適であり、その具体例としては、無水酢酸、トリフルオロ無水酢酸、トリクロロ無水酢酸、トリブロモ無水酢酸などの酢酸無水物もしくはハロゲン化酢酸無水物、および弗化アセチル、塩化アセチル、臭化アセチルなどの酢酸ハロゲン化物などが挙げられる。アシル化剤の溶液の調製に用いる溶剤は、アシル化剤を溶解し得るものであれば格別限定されるものではなく、その具体例としてはメチルエチルケトンなどのケトン、テトラヒドロフランなどのエーテル、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。溶液中のアシル化剤の濃度も格別限定されることはなく、一般に、１〜３０重量％、好ましくは１〜１０重量％の範囲から選ばれる。
【００１１】
（ポリウレタン被覆層の形成）
本発明方法において、酸アミド基含有樹脂製基材表面にポリウレタン被覆層を形成するために、前記Ｎ−アシル化した該樹脂製基材の表面にポリウレタン溶液を適用する。前記Ｎ−アシル化の反応は、アシル化剤を適用することによって行われる。この反応によって基材表面の酸アミド基の窒素原子にアシル基が導入されるが、Ｎ−アシル化酸アミド基は空気中の湿分によって容易に加水分解され、元の酸アミド基に戻る。従って、Ｎ−アシル化の後、短時間（例えば、１０秒〜１０分間）風乾し、直ちにポリウレタン溶液を適用することが好ましい。
【００１２】
（ポリウレタン被覆層）
表面被覆層形成材として用いるポリウレタンはウレタン結合を有する高分子化合物であるが、本発明で用いるポリウレタンとしては、ポリウレタンのみならず、ポリウレタンウレア、ポリウレタン・シリコーンブロック共重合体、フッ素化ポリウレタン、フッ素化ポリウレタンウレアなどのポリウレタン系ポリマーが含まれる。また、ポリウレタンとポリジメチルシロキサンとのブレンドなど、ポリウレタンと異種ポリマーとのブレンド物も使用できる。
【００１３】
ポリウレタンとしては、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や水添ＭＤＩ、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのジイソシアネートと１，４−ブタンジオールやエチレングリコールなどの短鎖ジオールからなるウレタンまたはウレア結合をハードセグメントとし、ポリオキシテトラメチレングリコールやポリオキシプロピレングリコールなどのポリエーテル、エチレンアジペートやブチレンアジペートなどのアジピン酸エステル、ポリカプロラクトンやポリカーボネートなどの脂肪族ポリエステル等をソフトセグメントとするポリウレタンが挙げられる。鎖延長剤としては１，４−ブタンジオールやエチレングリコールなどの短鎖ジオールあるいはエチレンジアミンなどのジアミンが使用される。ポリウレタンは、プレポリマー法、ワンショット法、その他の方法により合成することができる。
【００１４】
ポリウレタンは適当な溶剤を用いて調製した溶液として、Ｎ−アシル化処理した酸含有樹脂製基材の表面に適用される。ポリウレタン溶液の調製に用いる溶剤は、ポリウレタンを溶解し得るものであれば格別限定されるものではなく、その具体例としてはテトラヒドロフランなどのエーテル、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
溶液中のポリウレタン濃度は通常１〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％の範囲から選ばれる。ポリウレタン溶液の適用には、医療用具基材をポリウレタン溶液中に浸漬する方法、ポリウレタン溶液をスプレイ、塗布などによりコーティングする方法などが採られる。ポリウレタンの適用量は概して０．５〜１００ｇ／ｍ2 、好ましくは５〜４０ｇ／ｍ2 、特に好ましくは１０〜３０ｇ／ｍ2 である。
【００１５】
（脱アシル化）
ポリウレタン被覆層を形成した基材は、その後、脱アセチル化反応によりＮ−アシル化アミド基は元のアミド基に再生されアミド基間の水素結合が復活する。脱アシル化のための方法は特に限定されないが、室温空気中に１時間〜１週間放置することにより空気中の水分によってアシル基を加水分解する方法が挙げられる。この場合空気中の湿度が５０％以上であることが好ましい。
（ポリウレタン被覆層の架橋）
所望により、ポリウレタンは架橋ポリウレタンとすることができる。架橋ポリウレタンとすることにより永久ひずみが小さく、伸びの大きいポリウレタン被覆層となる。ポリウレタンの架橋には、アロファネート架橋やビュレット架橋など種々の架橋があるが、いずれも採用できる。ポリウレタンの架橋は、被覆層の形成前および形成後のいずれの段階で行ってもよいが、樹脂基材表面に塗工して被覆層を形成した後が好ましい。
【００１６】
ポリウレタンを架橋するには、例えば、分子鎖末端や分子鎖中に活性なイソシアネート基が残存する不完全ポリウレタンを用いる方法がある。不完全ポリウレタンは、ポリウレタンのハードセグメントを形成するジイソシアネートをポリオール化合物に対して化学量論的に過剰に仕込んで重合することにより得ることができる。この不完全ポリウレタンを用いて所定の被覆層を形成した後、加熱すると残存イソシアネート基によるアロファネート架橋が生じる。架橋のための加熱処理は、通常、８０〜１５０℃で数１０分から数時間加熱することにより行う。
【００１７】
また、ポリウレタンに、硬化剤や有機過酸化物などを加えたものを使用し、被覆層形成後、加熱して架橋させる方法がある。湿気硬化型ポリウレタンの場合には、被覆層形成後、空気中に放置することで架橋させることができる。他の架橋方法としては、単分子ポリイソシアネートを用いて架橋する方法が挙げられる。ポリウレタンを所定の被覆層に形成した後、ポリイソシアネートを含む溶媒中に浸漬処理し、しかる後、加熱して架橋する。例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを溶解したテトラヒドロフラン溶液に、所定の被覆層を形成した基材を数秒から数１０秒間浸漬し、引き上げた後、８０〜１５０℃で、数１０分から数時間加熱すると、アロファネート架橋及び／またはビューレット架橋が生じ、架橋ポリウレタン被覆層を得ることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例について本発明のポリウレタン被覆方法を具体的に説明する。
実施例１〜６
（試験用シート）
表面にポリウレタン被覆層を形成すべき樹脂基材として下記３種類の試験用シートを用いた。
【００１９】
（１）ポリウレタンシート（ポリエーテルポリオールと４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートとの重付加反応により合成し、ショアＤ硬度６０のシートを調製した。）
１０ｍｍ×６０ｍｍ×０．２ｍｍ厚
（２）ポリアミドシート（１１−アミノウンデカン酸の重縮合により合成）
１０ｍｍ×６０ｍｍ×０．１ｍｍ厚
（３）ポリウレアシート（ポリエーテルポリアミンと４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートとの重付加反応により合成）
１０ｍｍ×６０ｍｍ×０．２ｍｍ厚
【００２０】
（Ｎ−アシル化）
各試験用シートは、次のアセチル化剤にてＮ−アセチル化を行った。
（イ）５重量％塩化アセチル／メチルエチルケトン溶液
（ロ）５重量％塩化アセチル／テトラヒドロフラン溶液
（ハ）５重量％トリフルオロ無水酢酸／メチルエチルケトン溶液
（ニ）５重量％トリフルオロ無水酢酸／テトラヒドロフラン溶液
【００２１】
ポリウレタンシート（１）は上記（イ）および（ハ）を別々に用いてＮ−アセチル化し、ポリアミドシート（２）は上記（ロ）および（ニ）を別々に用いてＮ−アセチル化し、また、ポリウレアシート（３）は上記（イ）および（ハ）を別々に用いて、それぞれ下記方法によりアセチル化した。
すなわち、各試験用シートは、それぞれシートの把持部分１０ｍｍを残し、ドラフト（室温２５℃）にて１００ｍｌビーカー中のアセチル化剤５０ｍｌに１分間浸漬し、次いで、シートを引き上げて、２分間風乾した後直ちに、ポリウレタン表面被覆処理に用いた。
【００２２】
（ポリウレタン被覆層の形成）
ポリウレタンのペレットを溶解したテトラヒドロフラン溶液（濃度１０重量％）を用いて、ポリウレタン表面被覆処理を行った。すなわち、シートの把持部分２０ｍｍを粘着テープでマスクし、ドラフト（室温２５℃）にてシャーレの中のポリウレタン溶液に片面を浸してゆっくり引き上げることによって１度目のコートを行い、３分間風乾後、２度目のコートを行ない約０．２ｍｍのコート厚みを得た。室温で１週間放置後に剥離試験した。なお、被覆層の形成に使用したポリウレタンの硬度はショアＡ硬度９０であり、基材として使用したポリウレタン樹脂と比較して軟かいものであった。
【００２３】
（Ｎ−アセチル化およびＮ−アセチル化の確認）
Ｎ−アセチル化後ポリウレタン被覆処理前のポリウレタン基材およびポリアミド基材の表面ＩＲ測定によりＮ−アセチルアミド基の特性吸収を調べたところ、ポリウレタンでは１７８３ｃｍ-1および１７６７ｃｍ-1、ポリアミドでは１７１９ｃｍ-1に特性吸収が認められたことから基材表面の酸アミド基のＮ−アセチル化が確認された。さらに、ポリウレタン被覆処理後室温で１週間放置した後のポリウレタン基材およびポリアミド基材の表面ＩＲ測定によりＮ−アセチルアミド基の特性吸収を調べたところ上記の特性吸収は消失しており、脱アセチル化したことが確認された。
【００２４】
（剥離試験）
剥離強さは、ＪＩＳ  Ｋ６８５４（接着剤の剥離接着強さ試験方法）に準拠してＴ型剥離試験を行うことによって評価した。すなわち、シートの粘着テープマスク部を把持して速度１００ｍｍ／分にて剥離し、平均剥離荷重を読み取った。結果は表１に示す。
【００２５】
比較例１〜１１
各実施例で用いたものと同じ基材をＮ−アセチル化することなく各実施例と同様にポリウレタン被覆処理を行った（比較例１〜３）。
また、各基材をＮ−アセチル化することなくポリウレタン接着剤［コニシ（株）製ＫＵ１０］またはエポキシ接着剤［コニシ（株）製ＥセットＬ］を塗布し、その上にポリウレタンシート基材（１）と同じポリウレタンシートを重ね合わせ１００ｇ分銅で圧着した。１日後取り出し、室温で１週間放置後に剥離試験した（比較例４〜９）。
【００２６】
また、各基材をＮ−アセチル化することなく、その上にポリウレタンシート基材（１）と同じポリウレタンシートを重ね合わせ、１２０℃、０．１ｋｇ／ｃｍ2 圧にて１０秒間融着処理した。室温で１週間放置後に剥離試験した（比較例１０〜１２）。
各剥離試験の結果は表１に示す。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に従って酸アミド基含有樹脂製基材の少くとも表面の酸アミド基をＮ−アシル化することによってポリマー鎖が切断されることなくアミド基間の水素結合が、解除されるため、その後、ポリウレタン溶液を塗工すると、基材と強固に接着したポリウレタン被覆層が形成される。その後、Ｎ−アシル化アミド基のアシル基は空気中の水分により加水分解されるので元のアミド基が再生されてアミド基間の水素結合が復活するため、酸アミド基含有樹脂製基材の良好な物性が維持される。
【００２８】
従って、本発明方法により表面にポリウレタン被覆層を形成する方法は、例えば、カテーテル、イントロデューサ、シース、シリンジその他の体内に挿入する医療用具を初めとし、輸液回路などの体内への液体注入回路、人工心臓などの循環回路または体液排出回路などに用いられるシリンジなどの医療用具にも適用できる。
【００２９】
発明の好ましい実施態様
本発明の酸アミド基含有樹脂製医療用具表面のポリウレタン被覆方法、すなわち、酸アミド基含有樹脂製基材の少なくとも表面の酸アミド基をＮ−アシル化し、次いで該基材表面にポリウレタン層を形成する方法の好ましい実施態様をまとめると以下のとおりである。
【００３０】
１．酸アミド基含有樹脂製基材がポリウレタン、ポリアミドまたはポリウレアからなる。
２．酢酸無水物およびハロゲン化酢酸無水物ならびに酢酸ハロゲン化物の中から選ばれたアシル化剤の溶液を適用することによって酸アミド基含有樹脂製基材の表面の酸アミド基をＮ−アシル化する。
【００３１】
３．前項のアシル化剤の溶液の濃度が１〜３０重量％、より好ましくは１〜１０重量％である。
４．ポリウレタン被覆層の形成は、ポリウレタンの１〜３０重量％、より好ましくは５〜２０重量％濃度の溶液を適用することにより行う。
５．ポリウレタン被覆層の形成に用いるポリウレタンの適用量は０．５〜１００ｇ／ｍ2 、より好ましくは５〜４０ｇ／ｍ2 、特に好ましくは１０〜３０ｇ／ｍ2 、である。
【表１】
0003736106.tif 000002