(57)【要約】開示される技術は、良好な物理的特性および良好な非汚損特性を維持したままで抗菌特性を有する熱可塑性ポリウレタン組成物、同組成物を作製する方法、およびそのような組成物から作製された、医療用デバイスを含む物品を提供する。開示される技術は、抗菌性ポリマー組成物を作製するプロセスであって、抗菌性添加剤をベースポリマーに混合するステップを含み、非汚損性添加剤に混合するステップをさらに含み、ここで、抗菌性添加剤が組成物中で化学的に保持され、かつ抗菌性および非汚損性添加剤が互いの有効性に悪影響を及ぼさない、プロセスを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ｉ）両性イオン性モノマーもしくはポリアルキレングリコールモノマー、
ｉｉ）シリコーン、もしくはフルオロカーボンモノマー、もしくはこれらの組合せ、または
ｉｉｉ）アルキルで置換されたメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、もしくはこれらの組合せ
のうちの２種またはそれよりも多くから形成された、オリゴマー性またはポリマー性添加剤、
ｂ）ポリマー主鎖を含むベースポリマー、および
ｃ）（ｉ）脱プロトン化グアニジン化合物であって、前記脱プロトン化グアニジン化合物の一部がイソシアネート連結によって前記ベースポリマーの前記ポリマー主鎖に共有結合している、脱プロトン化グアニジン化合物、（ｉｉ）プロトン化グアニジン化合物であって、前記プロトン化グアニジン化合物の一部が前記ベースポリマーの前記ポリマー主鎖に水素結合している、プロトン化グアニジン化合物、または（ｉｉｉ）これらの組合せを含む、抗菌性添加剤
を含み、
成分（ａ）および成分（ｃ）が、溶融処理によって前記ベースポリマーに組み込まれる、表面改質化ポリマー組成物。
【請求項２】
前記脱プロトン化グアニジン化合物が、脱プロトン化グアニジン化合物、脱プロトン化ビグアニジン化合物、またはこれらの混合物を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記プロトン化グアニジン化合物が、プロトン化グアニジン化合物、プロトン化ビグアニジン化合物、またはこれらの混合物を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記ベースポリマーが、（ａ）ジフェニルメタンジイソシアネート、（ｂ）ポリエーテルポリオール、および（ｃ）ブタンジオール連鎖延長剤成分から誘導された熱可塑性ポリウレタンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記組成物が、物品を形成する材料上にコーティングされる、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記組成物が、浸漬コーティング、ロールツーロールコーティング、スピンコーティング、または噴霧コーティングを利用してコーティングされる、請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
前記物品が、医療用デバイス、パーソナルケア物品、医薬用品、ヘルスケア製品、または船舶用品を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記物品が、血管造影用カテーテル、血管形成用カテーテル、泌尿器科用カテーテル、カテーテルコネクター、または医療用チューブのうちの１つまたは複数を含む医療用デバイスである、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
表面改質されたポリマー組成物を作製する方法であって、
Ｉ．（ａ）ｉ）両性イオン性モノマー、もしくはポリアルキレングリコールモノマー、ｉｉ）シリコーンもしくはフルオロカーボンモノマー、もしくはこれらの組合せ、またはｉｉｉ）アルキルで置換されたメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、もしくはこれらの組合せを含む、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成するステップと、
ＩＩ．成分（ａ）、（ｂ）ベースポリマー、および（ｃ）抗菌性添加剤を互いに組み込むステップとを含み、
前記抗菌性添加剤が、（ｉ）脱プロトン化グアニジン化合物であって、前記脱プロトン化グアニジン化合物の一部がイソシアネート連結によって前記ベースポリマーの前記ポリマー主鎖に共有結合している、脱プロトン化グアニジン化合物、（ｉｉ）プロトン化グアニジン化合物であって、前記プロトン化グアニジン化合物の一部が前記ベースポリマーの前記ポリマー主鎖に水素結合している、プロトン化グアニジン化合物、または（ｉｉｉ）これらの組合せを含み、
その結果、非汚損および抗菌特性を有する表面改質されたポリマー組成物が得られる、方法。
【請求項１０】
前記成分（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の組み込みが、（ｂ）前記ベースポリマーへの成分（ａ）および（ｃ）の溶融処理を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマー組成物が、材料上にコーティングされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリマー組成物が、浸漬コーティング、ロールツーロールコーティング、スピンコーティング、または噴霧コーティングプロセスを利用して前記材料上にコーティングされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
アニールするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
アニールするステップが、約５０℃から約１５０℃の温度で、約２時間から最長約７２時間にわたり行われる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
表面改質化ポリマー組成物を含む物品であって、前記表面改質化ポリマー組成物が、
ａ）ｉ）両性イオン性モノマーもしくはポリアルキレングリコールモノマー、
ｉｉ）シリコーン、もしくはフルオロカーボンモノマー、もしくはこれらの組合せ、または
ｉｉｉ）アルキルで置換されたメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、もしくはこれらの組合せ
のうちの２種またはそれよりも多くから形成された、オリゴマー性またはポリマー性添加剤、
ｂ）ポリマー主鎖を含むベースポリマー、および
ｃ）（ｉ）脱プロトン化グアニジン化合物であって、前記脱プロトン化グアニジン化合物の一部がイソシアネート連結によって前記ベースポリマーの前記ポリマー主鎖に共有結合している、脱プロトン化グアニジン化合物、（ｉｉ）プロトン化グアニジン化合物であって、前記プロトン化グアニジン化合物の一部が前記ベースポリマーの前記ポリマー主鎖に水素結合している、プロトン化グアニジン化合物、または（ｉｉｉ）これらの組合せを含む、抗菌性添加剤
を含み、
成分（ａ）および成分（ｃ）が溶融処理によって前記ベースポリマーに組み込まれる、物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
開示される技術は、良好な物理的特性および良好な非血栓形成特性を維持したままで抗菌特性を有する熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）組成物、同組成物の作製方法、ならびにそのような組成物から作製された物品を提供する。
【背景技術】
【０００２】
背景
抗菌物質は、微生物有機体の成長または発生を低減および／もしくは緩和させる化学的化合物である。抗菌性添加剤は、作用様式、組成、活性度、および適用例に依存する様々なメカニズムによって作用する。適正に使用されるとき、抗菌性化合物は、標的微生物の死または成長停止をもたらす。１９００年代初期のそれらの発見以来、抗菌物質は、感染性疾患の予防および処置を変えてきた。抗菌性添加剤は現在、様々な医学的適用例に使用されるポリマー材料での抗菌物質の使用を含めた、非常に多種多様な適用例にわたって使用されている。例えば、抗菌性添加剤を含むポリマー材料は、後に微生物有機体の成長または発生を排除、低減、および／もしくは緩和し、したがって感染性疾患の予防および処置を支援することになる、医学的適用例に向けた物品およびデバイスを作製するのに使用することができる。
【０００３】
しかし、抗菌物質は、人の健康に有害にもなり得る。したがって、抗菌性添加剤が使用されている材料から溶出してそれらの活性を生じることのない、抗菌性添加剤が求められている。むしろ、抗菌性添加剤が使用されている材料から溶出しない、かつ材料の使用寿命全体を通して有効なままである抗菌性添加剤が求められており、または抗菌性添加剤が使用されている材料から作製された物品もしくはデバイスが求められている。特に、様々な抗菌アッセイで有意な抗菌有効性を提供し、血液ループアッセイにおいて非血栓形成性でもあり、かつ非回避ベースにより標準阻害ゾーン試験法（ＡＡＴＣＣ  １４７試験プロトコール）で阻害ゼロゾーンを与える材料が、生体材料関連の感染症の出現を低減させるために医療用デバイス産業により望まれている。そのような性質を、費用を増加させる追加のコーティングステップ、および時折埋め込み物の表面から剥がれ落ちて患者に有害な健康上の結果をもたらすことが示されてきたさらなる追加の処理ステップを必要とせずに得ることができ、むしろそのような性質が生体材料そのものに得られる場合、そのような材料は、医療用デバイスの製作にさらになお望ましい。
【０００４】
理想的には、これらの抗菌特性を提供する抗菌剤は、証明された使用履歴、および患者の健康にいかなる悪影響も及ぼさない様々な微生物に対する有効活性を有する。抗菌性材料、または抗菌性添加剤を含有するその他の材料は、医療用またはその他のヘルスケア製品および／またはその表面に、商業的に実現可能な製造方法、例えば成型、押出し、ならびに水媒介系および１００％固形分（架橋可能な）液体を「変換」または溶媒ベースで処理するその他全ての熱可塑性方法によって、適用可能であるべきである。さらに、抗菌性添加剤は、処理される材料、医療用またはその他のヘルスケア製品ならびに／またはその表面の生理化学および／もしくは機械特性を妨げるべきではない。
【０００５】
細菌感染は、医療用デバイスの使用に関連した一般的な合併症である。カテーテル、血管アクセスデバイス、末梢ライン、静脈内（ＩＶ）部位、ドレイン、経胃栄養管、気管チューブ、ステント、ガイドワイヤ、ペースメーカー、およびその他の埋め込み可能なデバイスを含むがこれらに限定されない様々な医療用デバイスの進歩は、診断上および治療上の医学的ケアに利益を与えてきた。しかし細菌感染は、医療用デバイス、特に患者の体内に埋め込まれるおよび／または使用される医療用デバイスの使用に関連した、重篤で一般的な合併症になりつつある。
【０００６】
デバイス関連の感染を低減させる１つの手法は、例えば、抗菌性化合物を溶出および／または放出する材料で表面を作製しまたはコーティングすることによって、細菌活性を持つ表面を開発することである。ほぼ全ての処理は、下記の３つのカテゴリー：１）受動的なまたは界面活性剤と組み合わせたまたは表面結合ポリマーを用いた、材料の表面への抗菌性添加剤の吸着；２）材料表面上に塗布されたポリマーコーティング内への抗菌性添加剤の組み込み；３）デバイスを含むバルク材料中への抗菌性添加剤の配合、のうちの１つに包含される。しかし、これらの手法の全てに欠点がある。
【０００７】
さらに、抗菌性能を提供するための手法の多くは、有効な非汚損（即ち、非血栓形成）性能と組み合わせることが難しい可能性がある。患者の体内への医療用デバイスの埋め込みは、デバイスに対する様々な反応をもたらし得る。材料を導入して血液と接触させることにより、一般に凝固および血栓が生じる。さらに、材料を人体に導入することにより、身体の免疫応答の活性化をもたらし、急性および場合によっては慢性の炎症に至る。したがって、タンパク質の表面吸着を低減させまたはなくすために、およびそれら表面の生体適合性を改善するために、生体材料の表面の改質、特にポリマーの表面改質に非常に重点が置かれてきた。ポリマーを表面改質するための一般的手法は、プラズマ重合表面、表面コーティング、表面からまたは表面へのポリマーのグラフト化、およびポリマー表面への表面改質化材料の物理吸着を含んでいる。しかし、これらの方法のそれぞれには、費用、複雑な表面幾何形状をデバイスに適用する難しさ、および比較的脆い表面フィルムが与えられることを含めた、著しい欠点がある。熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、その優れた物理的および機械的性質により、生体材料として広く使用される。生物医学的適用例のためのＴＰＵの表面改質は、ＴＰＵ表面への、浸漬コーティングもしくは噴霧コーティングを介した表面のコーティングまたは適切な材料のプラズマ重合を含めた様々な手段によって、既に達成されている。さらに、ＴＰＵに対して適合性がなくかつポリマー表面に自発的に移行するフルオロカーボンなどの添加剤の添加が、ポリマー表面を改質するのに使用されてきた。しかしフルオロカーボン表面は、タンパク質による汚損を防止しない。したがって、デバイスの製造後に後処理なしで、非汚損および／または非血栓形成特性を有する表面改質されたポリマーを提供することが望ましい。
【０００８】
しかし、これらの種々の特性は、時々、互いに妨げる可能性があり、および／または組み合わせたときに相加的にならない。非汚損性でもある良好な抗菌性能を持つ組成物が求められている。
【０００９】
したがって、医学的適用例に有用であり、かつ抗菌性添加剤および非汚損性添加剤が互いに干渉しない良好な非汚損性能も提供できる、抗菌性組成物を創出するための簡単で費用効果のある方法が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
概要
開示される技術は、良好な物理的特性ならびに良好な非汚損および／または非血栓形成特性を維持したままで抗菌特性を有する熱可塑性ポリウレタン組成物、同組成物を作製する方法、およびそのような組成物から作製された、医療用デバイスを含む物品を提供する。開示される技術は、抗菌性ポリマー組成物を作製するプロセスであって、ここでプロセスは、抗菌性添加剤をベースポリマーに混合するステップを含み、さらに非汚損性添加剤に混合するステップを含み、ここで抗菌性添加剤が、ＡＡＴＣＣ  １４７アッセイでの阻害ゼロゾーンにより指示されたように組成物から溶出せず、抗菌性および非汚損性添加剤が、抗菌性または血栓形成性試験の不首尾をもたらすような程度まで互いの有効性に悪影響を及ぼさない、プロセスを含む。
【００１１】
本明細書で使用される場合、表面改質は、浸漬コーティングもしくは噴霧コーティングを介して表面をコーティングすること、またはＴＰＵの表面上での適切な材料のプラズマ重合、所望の特性を有するある特定の添加剤がポリマー表面に自発的に移行する（即ち、ブルーミングする（bloom））ように組成物を設計すること、またはこれらのいかなる組合せをも含む。
【００１２】
開示される技術は、（ａ）（ｉ）両性イオン性モノマー、もしくはポリアルキレングリコールモノマー、もしくはこれらの組合せ；（ｉｉ）シリコーン、もしくはフルオロカーボンモノマー、もしくはこれらの組合せ；または（ｉｉｉ）アルキルで置換されたメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、もしくはこれらの組合せのうちの２種またはそれよりも多くから形成されたオリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む非汚損性添加剤；（ｂ）ポリマー主鎖を含むベースポリマー；および（ｃ）（ｉ）脱プロトン化グアニジン化合物であって、前記脱プロトン化グアニジン化合物の一部がイソシアネート連結によって前記ベースポリマーのポリマー主鎖に共有結合している、脱プロトン化グアニジン化合物、（ｉｉ）プロトン化グアニジン化合物であって、前記プロトン化グアニジン化合物の一部が前記ベースポリマーのポリマー主鎖に水素結合している、プロトン化グアニジン化合物、または（ｉｉｉ）これらの組合せを含む、抗菌性添加剤を含み、成分（ａ）および成分（ｃ）が、溶融処理または溶媒処理によって前記ベースポリマーに組み込まれる、表面改質化ポリマー組成物を提供する。
【００１３】
開示される技術はさらに、表面改質化ポリマー組成物を含む物品であって、表面改質化ポリマー組成物が、（ａ）（ｉ）両性イオン性モノマー、もしくはポリアルキレングリコールモノマー、もしくはこれらの組合せ；（ｉｉ）シリコーン、もしくはフルオロカーボンモノマー、もしくはこれらの組合せ；または（ｉｉｉ）アルキルで置換されたメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、もしくはこれらの組合せのうちの２種またはそれよりも多くから形成されたオリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む非汚損性添加剤；（ｂ）ポリマー主鎖を含むベースポリマー；および（ｃ）（ｉ）脱プロトン化グアニジン化合物であって、前記脱プロトン化グアニジン化合物の一部がイソシアネート連結によって前記ベースポリマーのポリマー主鎖に共有結合している、脱プロトン化グアニジン化合物、（ｉｉ）プロトン化グアニジン化合物であって、前記プロトン化グアニジン化合物の一部が前記ベースポリマーのポリマー主鎖に水素結合している、プロトン化グアニジン化合物、または（ｉｉｉ）これらの組合せを含む、抗菌性添加剤を含み、成分（ａ）および成分（ｃ）が溶融処理または溶媒処理によって前記ベースポリマーに組み込まれる、物品を提供する。
【００１４】
開示される技術は、脱プロトン化グアニジン化合物が、脱プロトン化グアニジン化合物、脱プロトン化ビグアニジン化合物、またはこれらの混合物を含む、記述される組成物および／または物品を提供する。一部の実施形態では、脱プロトン化グアニジン化合物は脱プロトン化ＰＨＭＢである。
【００１５】
開示される技術は、プロトン化グアニジン化合物が、プロトン化グアニジン化合物、プロトン化ビグアニジン化合物、またはこれらの混合物を含む、記述される組成物、物品、およびプロセスを提供する。一部の実施形態では、プロトン化グアニジン化合物はプロトン化ＰＨＭＢである。
【００１６】
開示される技術は、ベースポリマーが、（ａ）ジフェニルメタンジイソシアネート、（ｂ）ポリエーテルポリオール、および（ｃ）ブタンジオール成分から誘導された熱可塑性ポリウレタンを含む、記述される組成物および／または物品を提供する。一部の実施形態では、ベースポリマーは、（ａ）ヘキサメチレンジイソシアネートまたはジクロロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、（ｂ）ポリエーテルポリオール、および（ｃ）ブタンジオール成分から誘導された熱可塑性ポリウレタンを含む。
【００１７】
開示される技術は、ポリマー組成物が、物品を形成する材料上にコーティングされる、記述される組成物および／または物品を提供する。
【００１８】
開示される技術は、ポリマー組成物が、浸漬コーティング、ロールツーロールコーティング、スピンコーティング、または噴霧コーティングを利用して材料上にコーティングされる、記述される組成物および／または物品を提供する。
【００１９】
開示される技術は、物品が医療用デバイス、パーソナルケア物品、医薬用品、ヘルスケア製品、食品加工物品、または船舶用品を含む、記述される組成物および／または物品を提供する。
【００２０】
開示される技術は、物品が、ＰＩＣＣカテーテル、ＣＶＣカテーテル、血管造影用カテーテル、血管形成用カテーテル、泌尿器科用カテーテル、カテーテルコネクター、または医療用チューブのうちの１つまたは複数を含む医療用デバイスである、記述される組成物および／または物品を提供する。
【００２１】
開示される技術はさらに、記述される表面改質されたポリマー組成物を作製する方法を提供する。そのような方法は、（Ｉ）（ａ）ｉ）両性イオン性モノマー、もしくはポリアルキレングリコールモノマー、もしくはこれらの組合せ；ｉｉ）シリコーンもしくはフルオロカーボンモノマーもしくはこれらの組合せ；またはｉｉｉ）アルキルで置換されたメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、もしくはこれらの組合せを含む、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成するステップと；（ＩＩ）成分（ａ）、（ｂ）ベースポリマー、および（ｃ）抗菌性添加剤を互いに組み込むステップとを含み、前記抗菌性添加剤は、（ｉ）脱プロトン化グアニジンまたはビグアニジン化合物であって、前記脱プロトン化グアニジン化合物の一部が、グアニドまたはビグアニド分子中のイソシアネート基および窒素含有基の間の連結によって前記ベースポリマーのポリマー主鎖に共有結合している、脱プロトン化グアニジンまたはビグアニジン化合物、（ｉｉ）プロトン化グアニジン化合物であって、前記プロトン化グアニジン化合物の一部が前記ベースポリマーのポリマー主鎖に水素結合している、プロトン化グアニジン化合物、または（ｉｉｉ）これらの組合せを含み、その結果、非汚損／非血栓形成および抗菌特性を有する表面改質されたポリマー組成物が得られる。
【００２２】
開示される技術はさらに、成分（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の組み込みが、（ｂ）ベースポリマーへの成分（ａ）および（ｃ）の溶融処理によって実現される、記述される方法を提供する。
【００２３】
開示される技術はさらに、ポリマー組成物が材料上にコーティングされる、記述される方法を提供する。
【００２４】
開示される技術はさらに、ポリマー組成物が、浸漬コーティング、ロールツーロールコーティング、スピンコーティング、または噴霧コーティングプロセスを利用して材料上にコーティングされる、記述される方法を提供する。
【００２５】
開示される技術はさらに、アニールするステップをさらに含む、記述される方法を提供する。一部の実施形態では、アニールは、約５０℃から約１５０℃の温度で、約２時間から最長約７２時間の時間にわたり行われる。
【００２６】
開示される技術はさらに、記述される方法によって作製され、記述される物品を作製するのに使用される、組成物を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
詳細な説明
様々な好ましい特徴および実施形態について、非限定的な例示を用いて以下に記述する。
【００２８】
開示される技術は、ブルーム促進性モノマー、非汚損性モノマー、接着促進性モノマー、およびこれらの組合せを含む、表面改質されたポリマー組成物を提供する。一実施形態では、ポリマー組成物は、ａ）ｉ）ホスホリルコリン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、もしくはポリアルキレングリコールモノマー、またはこれらの組合せ；ｉｉ）シリコーンもしくはフルオロカーボンモノマー、またはこれらの組合せ；およびｉｉｉ）アルキル置換モノマーのうちの１種または複数種から形成されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤と；ｂ）ベースポリマーとを含む。
オリゴマー性またはポリマー性添加剤
【００２９】
本明細書に開示される表面改質されたポリマー組成物は、ｉ）両性イオン性モノマーから形成されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む。一実施形態では、両性イオン性モノマーは、ホスホリルコリン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、またはポリアルキレングリコールモノマーのうちの１種または複数種を含む。
【００３０】
本発明の添加剤は、オリゴマー性またはポリマー性であり得る。一実施形態では、添加剤は、ダイマー、トリマー、またはテトラマーを含む。一実施形態では、添加剤は、ブロック、グラフト、または分枝状のポリマーまたはコポリマーを含む。一実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、約１，０００から約５０，０００ダルトンの分子量（Ｍｎ）を有する。一実施形態では、添加剤は、約２，０００から約１５，０００ダルトンの分子量を有する。
両性イオン性モノマー
【００３１】
一実施形態では、組成物の添加剤は、非汚損性モノマーを含むことができる。非汚損性モノマーは、両性イオン性モノマーまたはポリアルキレングリコールモノマーを含むことができる。一実施形態では、本明細書に開示される組成物の添加剤は、両性イオン性モノマーまたはポリアルキレングリコールモノマーを含む。両性イオン性モノマーは、ホスホリルコリン、カルボキシベタイン、もしくはスルホベタインモノマー、これらの誘導体、またはこれらの組合せのうちの１種または複数種を含むことができる。両性イオンは、同じ分子内の隣接していない原子上に形式正電荷および形式負電荷を保持する分子である。両性イオン官能基を含有する天然ポリマーおよび合成ポリマーの両方は、タンパク質接着に耐えることが示されている。一実施形態では、両性イオン性モノマーは、ホスホリルコリン部分、スルホベタイン部分、カルボキシベタイン部分、これらの誘導体、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、両性イオン性モノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレートホスホリルコリンを含む。
【００３２】
スルホベタインモノマーは、スルホベタインアクリレート、スルホベタインアクリルアミド、スルホベタインビニル化合物、スルホベタインエポキシド、およびこれらの混合物のうちの１種または複数種から選択することができる。一実施形態では、モノマーはスルホベタイン基を組み込むメタクリレートモノマーである。
【００３３】
カルボキシベタインモノマーは、カルボキシベタインアクリレート、カルボキシベタインアクリルアミド、カルボキシベタインビニル化合物、カルボキシベタインエポキシド、およびこれらの混合物を含むことができる。一実施形態では、モノマーがカルボキシベタインメタクリレートである。
【００３４】
一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤に組み込まれた両性イオン性モノマーは、添加剤の全モノマー組成物の約１０〜４０モルパーセントの量で存在する。
ポリアルキレングリコールモノマー
【００３５】
一実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤がさらに、ポリアルキレングリコールモノマーを含むことができる。さらなる実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、代替としてポリアルキレングリコールモノマーを含むことができ、ポリアルキレングリコールモノマーは、両性イオン性モノマーの代わりに利用される。適切なポリアルキレングリコールモノマーには、合計で約２から約１００個の炭素原子を有するポリエーテルポリオールのアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルが含まれるが、これらに限定するものではない。有用な商用のポリアルキレングリコールモノマーには、様々な分子量を持つポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート／アクリレート、様々な分子量を持つグリコールブチルエーテルメタクリレート／アクリレート、様々な分子量を持つポリ（エチレングリコール）メタクリレート／アクリレートなど、エチレングリコールまたはその他のアルコールと反応させられたエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）が含まれる。一部の実施形態では、ポリアルキレングリコールモノマーは、添加剤の全モノマー組成物の約１０モル％から約５０モル％の量で存在することができる。
シリコーンまたはフルオロカーボンモノマー
【００３６】
本明細書に開示される表面改質されたポリマー組成物のオリゴマー性またはポリマー性添加剤は、ブルーム促進性モノマーを含むことができる。ブルーム促進性モノマーは、シリコーンもしくはフルオロカーボンモノマーまたはこれらの組合せを含むことができる。
【００３７】
一実施形態では、シリコーンモノマーは、官能化ポリシロキサンを含む。官能化ポリシロキサンは、単官能化または多官能化され得る。官能化ポリシロキサンの適切な例には、単官能化または多官能化アクリレート、メタクリレート、ビニルまたはアリル官能化ポリシロキサン、例えばモノビニル末端ポリジメチルシロキサン；モノメタクリルオキシプロピル（methacryloxpropyl）末端ポリジメチルシロキサン、ビニル末端トリフルオロプロピルメチルシロキサン；およびモノアリル−モノトリメチルシロキシ末端ポリエチレンオキシドが含まれる。ポリシロキサンは一般に、約１００から約１００，０００Ｄａの分子量（Ｍｎ）を有していてもよい。官能基は、末端、内部、または末端および内部にあってもよい。
【００３８】
官能性ポリシロキサンは、下式：
Ａ−Ｂ−Ｃ
により表されてもよく、式中、Ａは、ビニル、アクリレート、もしくはメタクリレートから選択される重合性基、またはアルコール、アミン、もしくはチオールから選択される活性水素基であり；Ｂは、任意選択の連結基であり、Ｃはポリシロキサン基である。
【００３９】
本発明の添加剤に有用な官能化ポリシロキサンは、様々な供給元から市販されている。例えば、線状有機官能性ポリジメチルシロキサンを含む末端官能化ポリシロキサンは、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから、Ｔｅｇｏｍｅｒ（登録商標）Ｃ−Ｓｉ  ２３４２（ジカルボキシアルキルポリジメチルシロキサン）、Ｔｅｇｏｍｅｒ  Ｅ−Ｓｉ  ２３３０（ジエポキシアルキルポリジメチルシロキサン）、Ｔｅｇｏｍｅｒ（登録商標）Ｈ−Ｓｉ  ２３１５（ジヒドロキシアルキルポリジメチルシロキサン）、およびＴｅｇｏｍｅｒ（登録商標）Ｖ−Ｓｉ（ジアクリロキシポリジメチルシロキサン）を含めたＴｅｇｏｍｅｒ（登録商標）製品系列として入手可能である。Ｇｅｌｅｓｔ  Ｉｎｃ．も、ＭＣＲ−Ｃ１２、１８、２２シリーズ（モノカルビノール末端ポリジメチルシロキサン）、ＭＣＲ−Ｃ６１、６２（モノジカルビノール末端ポリジメチルシロキサン）、ＰＤＶシリーズ（ビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー）  ＦＭＶ（ビニル末端トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー）、ＣＭＳ（（カルビノール官能性）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー）などの、様々な官能性ポリシロキサンを有する。
【００４０】
一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、フルオロカーボンモノマーを含むことができる。フルオロカーボンモノマーは、下式：
Ｄ−Ｅ−Ｆ
によって表されてもよく、式中、Ｄは、アクリレート、メタクリレート、もしくはビニルから選択される重合性基、またはアルコール、アミン、もしくはチオールから選択される活性水素基であり、Ｅは、任意選択の連結基であり；Ｆは、過フッ素化されてもよいまたは部分的にフッ素化されてもよいフルオロカーボン基である。
【００４１】
適切なフルオロカーボンモノマーには、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロブチルアクリレート、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロブチルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルアクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチルメタクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチルアクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ヘンエイコサフルオロドデシルアクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルアクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプチルアクリレート９５％、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルアクリレート、２−［（１’，１’，１’−トリフルオロ−２’−（トリフルオロメチル）−２’−ヒドロキシ）プロピル］−３−ノルボルニルメタクリレート、１，１，１−トリフルオロ−２−（トリフルオロメチル）−２−ヒドロキシ−４−メチル−５−ペンチルメタクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート、パーフルオロヘキシルエチルアルコール、４−ビニルベンジルヘキサフルオロイソプロピルエーテル、４−ビニルベンジルパーフルオロオクタノエート、４−ビニルベンジルトリフルオロアセテート、アリルヘプタフルオロブチレート、アリルパーフルオロヘプタノエート、アリルパーフルオロノナノエート、アリルパーフルオロオクタノエート、アリルテトラフルオロエチルエーテル、アリルトリフルオロアセテート、およびアリルペンタフルオロベンゼンが含まれるが、これらに限定するものではない。
【００４２】
シリコーンまたはフルオロカーボンモノマーは、一実施形態では、添加剤の全モノマー組成物の約５％から約４０％の量で存在することができる。
アルキル置換モノマー
【００４３】
一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、接着促進性モノマーを含む。接着促進性モノマーは、アルキル置換モノマーを含むことができる。一実施形態では、アルキル置換モノマーは、メタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、またはこれらの組合せを含む。適切なモノマーには、置換アクリレートおよびメタクリレート、例えばメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、２−エチルヘキシルメタクリレート、およびその他の類似のモノマーであって、当業者に容易に明らかであるものが含まれるが、これらに限定するものではない。モノマーは、添加剤に含まれるとき、ベースポリマーに対する添加剤の親和性が増加するように選択されてもよい。一部の実施形態では、アルキル置換モノマーは、添加剤の全モノマー組成物の約１０モル％から約７０モル％の量で、添加剤中に存在する。
【００４４】
一部の実施形態では、アルキル置換モノマーは、ヒドロキシアルキルアクリレート、第一級、第二級、または第三級アミノ基を持つアクリレート、および反応性または架橋性アクリレート、例えば、シリル基、二重結合、またはその他の反応性官能基を含有するアクリレート；アクリレートに関して既に述べたような置換アクリルアミドを含むアクリルアミド；ビニル化合物；ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびテトライソシアネート、ジオール、トリオール、およびテトラオール、ジアミン、トリアミン、およびテトラアミン、ならびにジチオシアネート、トリチオシアネート、およびテトラチオシアネートなどの、多官能性分子；ラクトンおよびラクタムなどの環状モノマー；ならびにこれらの組合せ；アルキルメタクリレートまたはその他の疎水性メタクリレート、例えばメタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸デシル、３，３，５−トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸トリデシル、およびメタクリル酸２−ナフチル；反応性または架橋性メタクリレート、例えば、２−（トリメチルシリルオキシ）−エチルメタクリレート、３−（トリクロロシリル）プロピルメタクリレート、３−（トリメトキシシリル）−プロピルメタクリレート、３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルメタクリレート、メタクリル酸トリメチルシリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸ビニル、３−（アクリロイルオキシ）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−（ジエトキシメチルシリル）プロピルメタクリレート、３−（ジメチルクロロシリル）プロピルメタクリレート、イソシアネート、例えばメタクリル酸２−イソシアナトエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸グリコール、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、ならびに２−ヒドロキシプロピル２−（メタクリロイルオキシ）エチルフタレートを含むことができる。
【００４５】
本発明の添加剤を作製するのに使用される様々なモノマーの量は、典型的には、全添加剤組成物の１０〜６０モルパーセントの範囲にある。本発明に有用なそれぞれの特定のモノマーの量は、モノマーのそれぞれの種類からのどの特定のモノマーが使用されるのか、および添加剤がブレンドされるベースポリマーに、依存する。例えば、ＰＴＭＥＧをベースにした芳香族ＴＰＵの場合、フルオロカーボンメタクリレートを約１０から約３０モルパーセント、ポリエチレングリコールメタクリレートを約１０から約３０パーセント、およびメタクリル酸メチルを約４０から約８０パーセント含有する添加剤は、それがブレンドされるＴＰＵベースポリマーに、非汚損および／または非血栓形成表面を与えるのに有効であることが示されている。
オリゴマー性またはポリマー性添加剤の合成
【００４６】
本明細書に開示されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤は、付加重合（ラジカル、カチオン、およびイオン）または縮合重合を介して形成されてもよい。一実施形態では、添加剤は付加重合を使用して形成され、例えば混合モノマー溶液およびラジカル開始剤を反応器に計量して、約４時間超の反応をさせ、さらなる１４時間の後反応（post-react）をさせる。反応温度および時間は、使用される開始剤に依存する。例えばＡＩＢＮでは、反応温度が７０Ｃであり、時間は上述の通りである。次いで添加剤を、溶媒を取り除くことによって回収する。
【００４７】
一実施形態では、添加剤は、縮合重合を使用して形成され、例えばジイソシアネートをＴｅｇｏｍｅｒ（登録商標）（ペンダントＰＥＧ基を持つ、Ｅｖｏｎｉｋから入手可能なジオールモノマー）と反応させて、遊離末端イソシアネート基を持つプレポリマーを形成する。単官能性フッ素化またはポリシロキサン、例えばＣａｐｓｔｏｎｅ（登録商標）６２ＡＬ（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）をプレポリマーと反応させて、プレポリマーをエンドキャップすることにより、ウレタンおよび／または尿素結合を持つオリゴマー性／ポリマー性添加剤を形成する。
ベースポリマー
【００４８】
本明細書に記述される表面改質されたポリマー組成物は、ベースポリマーを含む。一部の実施形態では、ベースポリマーは、熱可塑性ポリウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリシロキサン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、およびこれらの組合せを含む。
【００４９】
一実施形態では、ベースポリマーが熱可塑性ポリウレタンである。本明細書に記述されるＴＰＵ組成物は、（ａ）ポリイソシアネート；（ｂ）ポリオール；および任意選択で（連鎖延長剤）を使用して作製される。ＴＰＵは、約８０から約９９．９ｗｔ．パーセントの量で表面改質されたポリマー中に存在していてもよい。
ポリイソシアネート
【００５０】
本明細書に記述されるＴＰＵ組成物は、ａ）ポリイソシアネート成分を使用して作製される。ポリイソシアネートおよび／またはポリイソシアネート成分は、１種または複数種のポリイソシアネートを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分が１種または複数種のジイソシアネートを含む。
【００５１】
一部の実施形態では、ポリイソシアネートおよび／またはポリイソシアネート成分は、約５から約２０個の炭素原子を有するα，ω−アルキレンジイソシアネートを含む。
【００５２】
適切なポリイソシアネートは、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、１種または複数種の芳香族ジイソシアネートを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、脂肪族ジイソシアネートを本質的に含まず、またはさらに完全に含まない。他の実施形態では、ポリイソシアネート成分は１種または複数種の脂肪族ジイソシアネートを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネートを本質的に含まず、またはさらに完全に含まない。
【００５３】
有用なポリイソシアネートの例には、芳香族ジイソシアネート、例えば、４，４’−メチレンビス（フェニルイソシアネート）（ＭＤＩ）、ｍ−キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、フェニレン−１，４−ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、およびトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）；ならびに脂肪族ジイソシアネート、例えば、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、１，４−シクロヘキシルジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、デカン−１，１０−ジイソシアネート、リシンジイソシアネート（ＬＤＩ）、１，４−ブタンジイソシアネート（ＢＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、およびジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）が含まれる。２種またはそれ超のポリイソシアネートの混合物を使用してもよい。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはＭＤＩおよび／またはＨ１２ＭＤＩである。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはＭＤＩを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはＨ１２ＭＤＩを含む。
【００５４】
一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、Ｈ１２ＭＤＩを含むポリイソシアネート成分で調製される。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、Ｈ１２ＭＤＩから本質的になるポリイソシアネート成分で調製される。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、Ｈ１２ＭＤＩからなるポリイソシアネート成分で調製される。
【００５５】
一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、Ｈ１２ＭＤＩと、ＭＤＩ、ＨＤＩ、ＴＤＩ、ＩＰＤＩ、ＬＤＩ、ＢＤＩ、ＰＤＩ、ＣＨＤＩ、ＴＯＤＩ、およびＮＤＩの少なくとも１種とを含む（またはこれらから本質的になる、またはさらにこれらからなる）、ポリイソシアネート成分で調製される。
【００５６】
一部の実施形態では、本明細書に記述されるＴＰＵおよび／またはＴＰＵ組成物を調製するのに使用されるポリイソシアネートは、重量ベースで少なくとも５０％の脂環式ジイソシアネートである。一部の実施形態では、ポリイソシアネートは、約５から２０個の炭素原子を有するα，ω−アルキレンジイソシアネートを含む。
【００５７】
一部の実施形態では、本明細書に記述されるＴＰＵおよび／またはＴＰＵ組成物を調製するのに使用されるポリイソシアネートは、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、１，１２−ドデカンジイソシアネート、２，２，４−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート、２−メチル−１，５−ペンタメチレンジイソシアネート、またはこれらの組合せを含む。
ポリオール成分
【００５８】
本明細書に記述されるＴＰＵ組成物は、（ｂ）ポリオール成分を使用して作製される。
【００５９】
ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール、およびこれらの組合せを含む。
【００６０】
ヒドロキシル末端中間体としても記述され得る適切なポリオールは、存在する場合、１種または複数種のヒドロキシル末端ポリエステル、１種または複数種のヒドロキシル末端ポリエーテル、１種または複数種のヒドロキシル末端ポリカーボネート、１種または複数種のヒドロキシル末端ポリシロキサン、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。
【００６１】
適切なヒドロキシル末端ポリエステル中間体は、数平均分子量（Ｍｎ）が約５００から約１０，０００、約７００から約５，０００、または約７００から約４，０００であり、一般に酸価が１．３未満または０．５未満である、線状ポリエステルを含む。分子量は、末端官能基のアッセイによって決定され、数平均分子量に関係する。ポリエステル中間体は、（１）１種または複数種のグリコールと１種または複数種のジカルボン酸もしくは無水物とのエステル化反応によって、または（２）エステル交換反応、即ち１種または複数種のグリコールとジカルボン酸エステルとの反応によって、生成されてもよい。末端ヒドロキシル基が圧倒的多数である直鎖が得られるように、一般に酸に対してグリコールが１モル超過剰なモル比が好まれる。適切なポリエステル中間体は、ε−カプロラクトンから典型的には作製されるポリカプロラクトンなどの様々なラクトン、およびジエチレングリコールなどの二官能性開始剤も含む。所望のポリエステルのジカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、またはこれらの組合せとすることができる。単独でまたは混合物中で使用され得る適切なジカルボン酸は、一般に合計で約４から約１５個の炭素原子を有し：コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびシクロヘキサンジカルボン酸などを含む。フタル酸無水物またはテトラヒドロフタル酸無水物などの上記ジカルボン酸の無水物を使用することもできる。アジピン酸が好ましい酸である。反応して所望のポリエステル中間体を形成するグリコールは、脂肪族、芳香族、またはこれらの組合せとすることができ、連鎖延長剤のセクションで既に記述されたグリコールのいずれかを含み、合計で約２から約２０個または約２から約１２個の炭素原子を有する。適切な例には、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、およびこれらの混合物が含まれる。
【００６２】
ポリオール成分は、１種または複数種のポリカプロラクトンポリエステルポリオールを含んでいてもよい。本明細書に記述される技術に有用なポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、カプロラクトンモノマーから誘導されたポリエステルジオールを含む。ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、第一級ヒドロキシル基により終結する。適切なポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、ε−カプロラクトンと、二官能性開始剤、例えばジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、または本明細書に列挙されるその他のグリコールおよび／もしくはジオールのいずれかとから作製されてもよい。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールが、カプロラクトンモノマーから誘導された線状ポリエステルジオールである。
【００６３】
有用な例には、ＣＡＰＡ（商標）２２０２Ａ、２，０００数平均分子量（Ｍｎ）線状ポリエステルジオール、およびＣＡＰＡ（商標）２３０２Ａ、３，０００Ｍｎ線状ポリエステルジオールが含まれ、それらは共にＰｅｒｓｔｏｒｐ  Ｐｏｌｙｏｌｓ  Ｉｎｃ．から市販されているものである。これらの材料は、２−オキセパノンおよび１，４−ブタンジオールのポリマーと記述されてもよい。
【００６４】
ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、２−オキセパノンおよびジオールから調製されてもよく、このジオールは、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、モノエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、またはこれらの任意の組合せであってもよい。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールを調製するのに使用されるジオールが線状である。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールが１，４−ブタンジオールから調製される。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、５００から１０，０００、または５００から５，０００、または１，０００もしくはさらに２，０００から４，０００もしくはさらに３，０００までの数平均分子量を有する。
【００６５】
適切なヒドロキシル末端ポリエーテル中間体は、合計で２から１５個の炭素原子を有するジオールまたはポリオールから誘導されたポリエーテルポリオールを含み、一部の実施形態では、２から６個の炭素原子を有するアルキレンオキシド、典型的にはエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドまたはこれらの混合物を含む、エーテルと反応させられたアルキルジオールまたはグリコールである。例えば、ヒドロキシル官能性ポリエーテルは、最初にプロピレングリコールとプロピレンオキシドとを反応させ、その後、引き続きエチレンオキシドと反応させることによって、生成することができる。エチレンオキシドから得られる第一級ヒドロキシル基は、第二級ヒドロキシル基よりも反応性があり、したがって好ましい。有用な商用のポリエーテルポリオールは、エチレングリコールと反応させられたエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）、プロピレングリコールと反応させられたプロピレンオキシドを含むポリ（プロピレン）グリコール、重合テトラヒドロフランと記述することもできかつＰＴＭＥＧと一般に呼ばれるテトラヒドロフランと反応させられた水を含むポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）を含む。一部の実施形態では、ポリエーテル中間体がＰＴＭＥＧを含む。適切なポリエーテルポリオールは、アルキレンオキシドのポリアミド付加物も含み、例えば、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドの反応生成物を含むエチレンジアミン付加物と、ジエチレントリアミンおよびプロピレンオキシドの反応生成物を含むジエチレントリアミン付加物と、類似のポリアミド型ポリエーテルポリオールとを含むことができる。コポリエーテルを、所望の組成物中に利用することもできる。典型的なコポリエーテルには、ＴＨＦとエチレンオキシドとの、またはＴＨＦとプロピレンオキシドとの反応生成物が含まれる。これらは、ＢＡＳＦから、ＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）Ｂ、ブロックコポリマー、およびＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）Ｒ、ランダムコポリマーとして、入手可能である。様々なポリエーテル中間体は、一般に、約７００よりも大きい、例えば約７００から約１０，０００、約１，０００から約５，０００、または約１，０００から約２，５００の平均分子量である、末端官能基のアッセイによって決定された数平均分子量（Ｍｎ）を有する。一部の実施形態では、ポリエーテル中間体は、２種またはそれ超の異なる分子量ポリエーテルのブレンド、例えば２，０００Ｍｎおよび１，０００ＭｎのＰＴＭＥＧのブレンドを含む。
【００６６】
適切なヒドロキシル末端ポリカーボネートは、グリコールとカーボネートとを反応させることによって調製されたものを含む。米国特許第４，１３１，７３１号は、ヒドロキシル末端ポリカーボネートおよびその調製の開示に関して参照により本明細書に組み込まれる。そのようなポリカーボネートは線状であり、末端ヒドロキシル基を有するが、その他の末端基は本質的に排除されている。本質的な反応物は、グリコールおよびカーボネートである。適切なグリコールは、４から４０個および  またはさらに４から１２個の炭素原子を含有する脂環式および脂肪族ジオールから、および１分子当たり２から２０個のアルコキシ基を含有するポリオキシアルキレングリコールであって各アルコキシ基が２から４個の炭素原子を含有しているものから、選択される。適切なジオールには、４から１２個の炭素原子を含有する脂肪族ジオール、例えば１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、水素化ジリノレイルグリコール、水素化ジオレイルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール；および脂環式ジオール、例えば１，３−シクロヘキサンジオール、１，４−ジメチロールシクロヘキサン、１，４−シクロヘキサンジオール−、１，３−ジメチロールシクロヘキサン−、１，４−エンドメチレン−２−ヒドロキシ−５−ヒドロキシメチルシクロヘキサン、およびポリアルキレングリコールが含まれる。反応に使用されるジオールは、最終生成物に望まれる性質に応じて、単一のジオールであってもジオールの混合物であってもよい。ヒドロキシル末端であるポリカーボネート中間体は、一般に当技術分野および文献で公知のものである。適切なカーボネートは、５から７員環で構成されるアルキレンカーボネートから選択される。本明細書で使用される適切なカーボネートには、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、１，２−プロピレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネート、２，３−ブチレンカーボネート、１，２−エチレンカーボネート、１，３−ペンチレンカーボネート、１，４−ペンチレンカーボネート、２，３−ペンチレンカーボネート、および２，４−ペンチレンカーボネートが含まれる。また、ジアルキルカーボネート、脂環式カーボネート、およびジアリールカーボネートも本明細書では適切である。ジアルキルカーボネートは、２から５個の炭素原子を各アルキル基中に含有することができ、その特定の例は、ジエチルカーボネートおよびジプロピルカーボネートである。脂環式カーボネート、特に二脂環式カーボネートは、４から７個の炭素原子を各環状構造内に含有することができ、そのような構造の１つまたは２つを存在させることができる。一方の基が脂環式であるとき、他方はアルキルまたはアリールのどちらかであり得る。それに対して、一方の基がアリールである場合、他方はアルキルまたは脂環式であり得る。６から２０個の炭素原子を各アリール基中に含有することができる、適切なジアリールカーボネートの例は、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、および���ナフチルカーボネートである。
【００６７】
適切なポリシロキサンポリオールは、α−ω−ヒドロキシルまたはアミンまたはカルボン酸またはチオールまたはエポキシ末端ポリシロキサンを含む。その例には、ヒドロキシルまたはアミンまたはカルボン酸またはチオールまたはエポキシ基で終結するポリ（ジメチルシロキサン）（poly(dimethysiloxane)）が含まれる。一部の実施形態では、ポリシロキサンポリオールがヒドロキシル末端ポリシロキサンである。一部の実施形態では、ポリシロキサンポリオールは、３００から５，０００または４００から３，０００の範囲の数平均分子量を有する。
【００６８】
ポリシロキサンポリオールは、ポリシロキサン主鎖上にアルコール性ヒドロキシ基を導入するための、ポリシロキサン水素化物と脂肪族多価アルコールまたはポリオキシアルキレンアルコールとの間の脱水素反応によって、得られてもよい。
【００６９】
一部の実施形態では、ポリシロキサンポリオールは、下式：
【化１】
2020505495.tif 000002
を有する１種または複数種の化合物により表されてもよく、
式中：各Ｒ１およびＲ２は、独立して、１から４個の炭素原子のアルキル基、ベンジル、またはフェニル基であり；各Ｅは、ＯＨまたはＮＨＲ３（式中、Ｒ３は、水素、１から６個の炭素原子のアルキル基、または５から８個の炭素原子のシクロ−アルキル基である）であり；ａおよびｂは、それぞれ独立して、２から８の整数であり；ｃは、３から５０の整数である。アミノ含有ポリシロキサンでは、Ｅ基の少なくとも１つがＮＨＲ３である。ヒドロキシル含有ポリシロキサンでは、Ｅ基の少なくとも１つがＯＨである。一部の実施形態では、Ｒ１およびＲ２が共にメチル基である。
【００７０】
適切な例には、α，ω−ヒドロキシプロピル末端ポリ（ジメチルシロキサン）およびα，ω−アミノプロピル末端ポリ（ジメチルシロキサン）が含まれ、それらは共に市販されている材料である。さらなる例には、ポリ（ジメチルシロキサン）材料とポリ（アルキレンオキシド）とのコポリマーが含まれる。
【００７１】
ポリオール成分は、存在する場合には、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、ポリ（トリメチレンオキシド）、エチレンオキシドでキャップされたポリ（プロピレングリコール）、ポリ（ブチレンアジペート）、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（テトラメチレン−ｃｏ−ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレンアジペート）、ポリカプロラクトンジオール、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）グリコール、ポリ（ペンタメチレンカーボネート）グリコール、ポリ（トリメチレンカーボネート）グリコール、ダイマー脂肪酸をベースにしたポリエステルポリオール、植物油をベースにしたポリオール、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。
【００７２】
適切なポリエステルポリオールを調製するのに使用されてもよいダイマー脂肪酸の例には、Ｃｒｏｄａから市販されているＰｒｉｐｌａｓｔ（商標）ポリエステルグリコール／ポリオール、およびＯｌｅｏｎから市販されているＲａｄｉａ（登録商標）ポリエステルグリコールが含まれる。
【００７３】
一部の実施形態では、ポリオール成分は、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、またはこれらの任意の組合せを含む。
【００７４】
一部の実施形態では、ポリオール成分がポリエーテルポリオールを含む。一部の実施形態では、ポリオール成分は、ポリエステルポリオールを本質的に含まずまたはさらに完全に含まない。一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用されるポリオール成分は、ポリシロキサンを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
【００７５】
一部の実施形態では、ポリオール成分は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドのヒドロキシル末端化テレケリック（telechelic）オリゴマー、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレングリコール）とポリ（プロピレングリコール）とのコポリマー、およびエピクロロヒドリンなど、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、ポリオール成分は、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）を含む。
連鎖延長剤
【００７６】
本明細書に記述されるＴＰＵ組成物は、ｃ）連鎖延長剤成分を使用して作製される。連鎖延長剤は、ジオール、ジアミン、およびこれらの組合せを含む。
【００７７】
適切な連鎖延長剤は、比較的小さいポリヒドロキシ化合物、例えば、２から２０個、または２から１２個、または２から１０個の炭素原子を有する低級脂肪族または短鎖グリコールを含む。適切な例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール（ＢＤＯ）、１，６−ヘキサンジオール（ＨＤＯ）、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）、２，２−ビス［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］プロパン（ＨＥＰＰ）、ヘキサメチレンジオール、ヘプタンジオール、ノナンジオール、ドデカンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、エチレンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、およびヒドロキシエチルレゾルシノール（ＨＥＲ）など、ならびにこれらの混合物が含まれる。一部の実施形態では、連鎖延長剤は、ＢＤＯ、ＨＤＯ、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、連鎖延長剤がＢＤＯを含む。その他のグリコール、例えば芳香族グリコールを使用することができるが、一部の実施形態では、本明細書に記述されるＴＰＵは、そのような材料を本質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
【００７８】
一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用される連鎖延長剤は、１，６−ヘキサンジオールを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用される連鎖延長剤は、環状連鎖延長剤を含む。適切な例には、ＣＨＤＭ、ＨＥＰＰ、ＨＥＲ、およびこれらの組合せが含まれる。一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用される連鎖延長剤は、芳香族環状連鎖延長剤、例えばＨＥＰＰ、ＨＥＲ、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用される連鎖延長剤は、脂肪族環状連鎖延長剤、例えばＣＨＤＭを含む。一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用される連鎖延長剤は、芳香族連鎖延長剤、例えば芳香族環状連鎖延長剤を実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。一部の実施形態では、ＴＰＵを調製するのに使用される連鎖延長剤は、ポリシロキサンを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
【００７９】
一部の実施形態では、連鎖延長剤成分は、１，４−ブタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチルペンタン−１，３−ジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメチロール、１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、連鎖延長剤成分は、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、連鎖延長剤は、１，４−ブタンジオールを含む。
【００８０】
記述される組成物は、上述のＴＰＵ材料と、そのようなＴＰＵ材料および１種または複数種の追加の成分を含むＴＰＵ組成物も含む。これらの追加の成分は、本明細書に記述されるＴＰＵとブレンドされ得るその他のポリマー性材料を含む。これらの追加の成分は、組成物の性質に影響を及ぼすための、ＴＰＵに添加され得る１種もしくは複数の添加剤またはＴＰＵを含有するブレンドも含む。
【００８１】
本明細書に記述されるＴＰＵは、１種または複数種のその他のポリマーとブレンドされてもよい。本明細書に記述されるＴＰＵがブレンドされ得るポリマーは、過度に限定されない。一部の実施形態では、記述される組成物は、記述されるＴＰＵ材料のうちの２種またはそれ超を含む。一部の実施形態では、組成物は、記述されるＴＰＵ材料の少なくとも１種と、記述されるＴＰＵ材料の１種ではない少なくとも１種のその他のポリマーとを含む。一部の実施形態では、記述されるブレンドは、ＴＰＵ組成物に関して既に述べた性質と同じ組合せを有する。他の実施形態では、ＴＰＵ組成物は、当然ながら記述される性質の組合せを有することになり、一方、上述のその他のポリマー性材料のうちの１種または複数種とのＴＰＵ組成物のブレンドは、そうであってもそうでなくてもよい。
【００８２】
本明細書に記述されるＴＰＵ材料と組み合わせて使用され得るポリマーは、非カプロラクトンポリエステルベースのＴＰＵ、ポリエーテルをベースにしたＴＰＵ、または非カプロラクトンポリエステルおよびポリエーテル基の両方を含有するＴＰＵなどの、より慣習的なＴＰＵ材料も含む。本明細書に記述されるＴＰＵ材料とブレンドされ得るその他の適切な材料には、ポリカーボネート、ポリオレフィン、スチレン系ポリマー、アクリル系ポリマー、ポリオキシメチレンポリマー、ポリアミド、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸、またはこれらの組合せが含まれる。
【００８３】
本明細書に記述されるブレンド使用されるポリマーには、ホモポリマーおよびコポリマーが含まれる。適切な例には、（ｉ）ポリオレフィン（ＰＯ）、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブテン、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、またはこれらの組合せ；（ｉｉ）スチレン系、例えばポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲまたはＨＩＰＳ）、ポリアルファメチルスチレン、スチレンマレイン酸無水物（ＳＭＡ）、スチレン−ブタジエンコポリマー（ＳＢＣ）（例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＢＳ）およびスチレン−エチレン／ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＥＢＳ））、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンコポリマー（ＳＥＰＳ）、スチレンブタジエンラテックス（ＳＢＬ）、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）および／またはアクリル系エラストマーで修飾されたＳＡＮ（例えば、ＰＳ−ＳＢＲコポリマー）、またはこれらの組合せ；（ｉｉｉ）上述のもの以外の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）；（ｉｖ）ポリアミド、例えばＮｙｌｏｎ（商標）であって、ポリアミド６，６（ＰＡ６６）、ポリアミド１，１（ＰＡ１１）、ポリアミド１，２（ＰＡ１２）、コポリアミド（ＣＯＰＡ）、またはこれらの組合せを含めたもの；（ｖ）アクリル系ポリマー、例えばポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートスチレン（ＭＳ）コポリマー、またはこれらの組合せ；（ｖｉ）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）、またはこれらの組合せ；（ｖｉｉ）ポリオキシメチレン（polyoxyemethylene）、例えばポリアセタール；（ｖｉｉｉ）ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテル−エステルブロックコポリマーを含むコポリエステルおよび／またはポリエステルエラストマー（ＣＯＰＥ）、例えばグリコール修飾ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ＰＬＡとＰＧＡとのコポリマー、またはこれらの組合せ；（ｉｘ）ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、またはこれらの組合せ；またはこれらの組合せが含まれる。
【００８４】
一部の実施形態では、これらのブレンドは、群（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖｉｉ）、（ｖｉｉｉ）、またはこれらのいくつかの組合せから選択される、１種または複数種の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群（ｉ）から選択される１種または複数種の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群（ｉｉｉ）から選択される１種または複数種の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群（ｖｉｉ）から選択される１種または複数種の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群（ｖｉｉｉ）から選択される１種または複数種の追加のポリマー性材料を含む。
【００８５】
本明細書に記述されるＴＰＵ組成物で使用するのに適切な追加の添加剤は、過度に限定されない。適切な添加剤には、顔料、ＵＶ安定化剤、ＵＶ吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、抗菌物質、放射線不透過性添加剤、例えば、とりわけ、硫酸バリウム、次炭酸ビスマス、三酸化ビスマス、酸塩化ビスマス、タンタル、およびタングステン、ならびにこれらの任意の組合せが含まれる。
【００８６】
一部の実施形態では、追加の成分が難燃剤である。適切な難燃剤は、過度に限定されず、リン酸ホウ素難燃剤、酸化マグネシウム、ジペンタエリスリトール、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ポリマー、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。一部の実施形態では、この難燃剤は、リン酸ホウ素難燃剤、酸化マグネシウム、ジペンタエリスリトール、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。リン酸ホウ素難燃剤の適切な例は、Ｂｕｄｅｎｈｅｉｍ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．から市販されているＢＵＤＩＴ（登録商標）−３２６である。存在する場合、難燃剤成分は、全ＴＰＵ組成物の０から１０重量パーセントの量で存在していてもよく、他の実施形態では、全ＴＰＵ組成物の０．５から１０、または１から１０、または０．５もしくは１から５、または０．５から３、またはさらに１から３重量パーセントの量で存在していてもよい。
【００８７】
本明細書に記述されるＴＰＵ組成物は、安定化剤と呼んでもよい追加の添加剤も含み得る。安定化剤は、フェノール類、ホスファイト、チオエステル、およびアミンなどの抗酸化剤、ヒンダードアミン光安定化剤およびベンゾチアゾールＵＶ吸収剤などの光安定化剤、その他のプロセス安定化剤、およびこれらの組合せを含んでいてもよい。一実施形態では、好ましい安定化剤は、ＢＡＳＦのＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）−１０１０およびＣｈｅｍｔｕｒａのＮａｕｇａｒｄ（登録商標）−４４５である。安定化剤は、ＴＰＵ組成物の約０．１重量パーセントから約５重量パーセント、別の実施形態では約０．１重量パーセントから約３重量パーセント、別の実施形態では約０．５重量パーセントから約１．５重量パーセントの量で使用される。
【００８８】
さらに、様々な従来の無機難燃剤成分を、ＴＰＵ組成物に用いてもよい。適切な無機難燃剤には、金属酸化物、金属酸化物水和物、金属炭酸塩、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、炭酸カルシウム、酸化アンチモン、クレイ、鉱物クレイであってタルク、カオリン、珪灰石、ナノクレイ、しばしばナノクレイとも呼ばれるモンモリロナイトクレイ、およびこれらの混合物を含めたものなど、当業者に公知のもののいずれかが含まれる。一実施形態では、難燃剤パッケージはタルクを含む。難燃剤パッケージ中のタルクは、高い限界酸素指数（ＬＯＩ）の性質を促進させる。無機難燃剤は、ＴＰＵ組成物の全重量の、０から約３０重量パーセント、約０．１重量パーセントから約２０重量パーセント、別の実施形態では約０．５重量パーセントから約１５重量パーセントの量で使用されてもよい。
【００８９】
またさらなる任意選択の添加剤を、本明細書に記述されるＴＰＵ組成物に使用してもよい。添加剤は、着色剤、抗酸化剤（フェノール類、ホスファイト、チオエステル、および／またはアミンを含む）、オゾン劣化防止剤、安定化剤、不活性充填材、潤滑剤、阻害剤、加水分解安定化剤、光安定化剤、ヒンダードアミン光安定化剤、ベンゾトリアゾールＵＶ吸収剤、熱安定化剤、変色を防止する安定化剤、染料、顔料、無機および有機充填材、強化剤、ならびにこれらの組合せを含む。
【００９０】
上述の添加剤の全ては、これらの物質には通例の有効量で使用され得る。非難燃添加剤は、ＴＰＵ組成物の全重量の、約０から約３０重量パーセント、一実施形態では約０．１から約２５重量パーセント、別の実施形態では約０．１から約２０重量パーセントの量で使用されてもよい。
【００９１】
これらの追加の添加剤は、ＴＰＵ樹脂の成分に、またはＴＰＵ樹脂を調製するための反応混合物に、またはＴＰＵ樹脂を作製した後に、組み込むことができる。別のプロセスでは、全ての材料をＴＰＵ樹脂と混合し、次いで溶融することができ、または全ての材料をＴＰＵ樹脂の溶融体に直接組み込むことができる。
【００９２】
本発明の熱可塑性ポリウレタンは、バッチプロセスまたはワンショット技法などであるがこれらに限定することのない、ポリウレタンエラストマーを合成するための当技術分野における従来のプロセスによって調製することができる。バッチプロセスでは、望む場合には、成分、即ちジイソシアネート（複数可）、ポリオール（複数可）、および連鎖延長剤（複数可）、ならびに触媒（複数可）、および任意のその他の添加剤（複数可）を、容器に導入し、混合し、トレイに吐出して（dispense）、硬化させる。次いで硬化したＴＰＵを顆粒化し、ペレット化することができる。ワンショット手順は、押出し機で、例えば一軸、二軸の押出し機で行い、形成可能成分が個々にまたは混合物として押出し機に導入され、一実施形態では一般に約１００℃から約３００℃の温度で、別の実施形態では約１５０℃から約２５０℃、さらに約１５０℃から約２４０℃の温度で反応させられる。
【００９３】
１種または複数種の重合触媒を、重合反応中に存在させてもよい。一般に、任意の従来の触媒を利用して、ジイソシアネートとポリオール中間体または連鎖延長剤とを反応させることができる。ジイソシアネートのＮＣＯ基とポリオールのヒドロキシ基と連鎖延長剤との反応を特に加速させる、適切な触媒の例は、従来技術により公知の従来の第三級アミンであり、例えば、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、２−（ジメチルアミノエトキシ）エタノール、およびジアザビシクロ［２．２．２］オクタンなどであり、また特に、有機金属化合物、例えばチタンエステル（titanic  ester）、鉄化合物、例えばアセチルアセトン第二鉄、スズ化合物、例えば二酢酸第一スズ、二オクタン酸第一スズ、二ラウリン酸第一スズ、または脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩、例えば二酢酸ジブチルスズ、または二ラウリン酸ジブチルスズなどである。触媒の通常使用される量は、１００重量部のポリヒドロキシ化合物（ｂ）当たり、０．０００１から０．１重量部である。
【００９４】
プロセスはさらに、（ＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物と、上述のもののいずれかを含む１種または複数種の追加のＴＰＵ材料および／またはポリマーを含む１種または複数種のブレンド成分とを混合するステップを、含んでいてもよい。
【００９５】
プロセスはさらに、（ＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物と、顔料、ＵＶ安定化剤、ＵＶ吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、および抗菌物質からなる群から選択される１種または複数種の追加の添加剤とを混合するステップを、含んでいてもよい。
【００９６】
プロセスはさらに、（ＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物と、上述のもののいずれかを含む１種または複数種の追加のＴＰＵ材料および／またはポリマーを含む１種または複数種のブレンド成分とを混合するステップ、ならびに／または（ＩＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物と、顔料、ＵＶ安定化剤、ＵＶ吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、および抗菌物質からなる群から選択される１種または複数種の追加の添加剤と混合するステップを含んでいてもよい。
抗菌性添加剤
【００９７】
開示される技術で使用される抗菌性添加剤は、それが組み込まれる組成物に抗菌特性を提供し、一部の実施形態では、イソシアネート基と反応して共有結合を形成することができる少なくとも２個の基および／または反応性部位を有する。このことが、本明細書に記述されるベースポリマーの主鎖への反応を可能にし、記述される抗菌性ポリマー組成物をもたらす。他の実施形態では、抗菌性添加剤は、水素結合効果を受けることができる。このことは、本明細書に記述される組成物中に化学的に保持されることを可能にし、記述される抗菌性ポリマー組成物をもたらす。
【００９８】
適切な抗菌性添加剤は、脱プロトン化グアニジン化合物、脱プロトン化ビグアニジン化合物、またはこれらの混合物を含む。これらの脱プロトン化化合物は、部分脱プロトン化グアニジンおよび／もしくはビグアニジン化合物、完全脱プロトン化グアニジンおよび／もしくはビグアニジン化合物、またはこれらの混合物であってもよい。一部の実施形態では、抗菌性添加剤は、遊離塩基ＰＨＭＢとも呼ばれる脱プロトン化ポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）であり、一部の実施形態では、抗菌性添加剤は、プロトン化ＰＨＭＢを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。他の実施形態では、抗菌性添加剤は、プロトン化ＰＨＭＢを含む。これらの実施形態のいくつかにおいて、抗菌性添加剤は、脱プロトン化ＰＨＭＢを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
【００９９】
上述の抗菌性添加剤に加え、１種または複数種の追加の抗菌性添加剤を、本明細書に記述される組成物中に使用してもよい。これらの添加剤は、記述されるそのような添加剤が反応するようには主鎖に反応しないと考えられ、しかし追加の抗菌性添加剤は、（ｉ）受動的なまたは界面活性剤と組み合わせたまたは表面結合ポリマーを用いた材料の表面への抗菌性添加剤の吸着；（ｉｉ）材料表面上に塗布されたポリマーコーティングへの抗菌性添加剤の組込み；（ｉｉｉ）デバイスを含むバルク材料中への抗菌性添加剤の配合を含む、より慣習的な方法で組成物に添加することができる。
【０１００】
これらの追加の抗菌性添加剤として使用され得る適切な抗菌性添加剤は、過度に限定されない。
【０１０１】
それらは、有機または有機金属化合物、例えば第四級アンモニウム塩、フェノール、アルコール、アルデヒド、ヨードフォア、ポリクアット（poly  quats）（エチレン系不飽和ジアミンおよびエチレン系不飽和ジハロ化合物から誘導体化されたオリゴマーポリクアットなど）、ビグアニド、ベンゾエート、パラベン、ソルベート、プロピオネート、イミダゾリジニル尿素、１−（３−クロロアリル）−３，５，７−トリアザ−１−アゾニアアダマンテン塩化物（Ｄｏｗａｃｉｌ  ２００、クオタニウム）、イソチアゾロン、ＤＭＤＭヒダントイン（２，３−イミダゾリジンジオン）、フェノキシエタノール、ブロノポール、フルオロキノロン（シプロフロキサシンなど）、「強力な」ベータ−ラクタム（第三および第四世代セファロスポリン、カルバペネム）、ベータ−ラクタム／ベータ−ラクタマーゼ阻害剤、糖ペプチド、アミノグリコシド、抗生剤、ヘパリン、ホスホリルコリン化合物、スルホベタイン、カルボキシベタイン、ならびに銀塩、亜鉛塩、および銅塩から選択される有機金属塩、ならびにそれらの誘導体とすることができる。これらの抗菌剤の例には、ペニシリン、トリクロサン、官能性ビグアニド、単官能性ポリクオタニウム、第四級化単官能性ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、シラン第四級アンモニウム化合物、およびその他の第四級化アンモニウム塩などの医薬品薬物が含まれる。
【０１０２】
一実施形態では、追加の抗菌性添加剤は、米国特許第６，４９２，４４５Ｂ２号（参照により本明細書に組み込まれる）に開示されている第四級アンモニウム分子である。
【０１０３】
適切な単官能性抗菌化合物の他の例には、２−ヒドロキシエチルジメチルドデシルアンモニウムクロリド、２−ヒドロキシエチルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド、エステルクアット（esterquats）、例えばベヘノイルＰＧ−トリモニウムクロリド（Ｍａｓｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、フルオロクアット（Fluoroquats）が含まれる。抗菌活性中心を保持するその他の低分子ジオールを、連鎖延長剤としてポリウレタン主鎖に組み込むことができる。そのような抗菌性連鎖延長剤の例には、ジエステルクアット（diester  quats）、例えばメチルビス［エチル（タロウェート）］−２−ヒドロキシエチル］アンモニウムメチルスルフェート（ＣＡＳ  Ｎｏ．９１９９５−８１−２）、エソカード、例えばオクタデシルメチルビス（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムクロリド（ＣＡＳ  Ｎｏ．３０１０−２４−０）、オレイル−ビス−（２−ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロリド、Ｌｉｏｎ  Ａｋｚｏ  Ｃｏ．  Ｌｔｄから入手可能なポリオキシエチレン（１５）ココアルキルメチルアンモニウムクロリド（ＣＡＳ  Ｎｏ．６１７９１−１０−４）、および同様のものが含まれる。
【０１０４】
しかし、一部の実施形態では、追加の抗菌性添加剤は存在しない。むしろ、イソシアネート基と反応して共有結合を形成することができる少なくとも２個の基および／または反応性部位を有する、あるいはベースポリマー分子に広範囲にわたり水素結合している、上述の抗菌性添加剤のみが、本明細書に記述されるプロセスで使用され、本明細書に記述される組成物を作製するのに使用される。言い換えれば、一部の実施形態では、抗菌性添加剤は、イソシアネート基と反応して共有結合を形成することができる少なくとも２個の基および／または反応性部位を持たない添加剤を含まない。
【０１０５】
抗菌性添加剤は、任意の有効量で、即ち良好な抗菌性能を提供する量で、本明細書に記述される組成物中に存在していてもよい。一部の実施形態では、良好な抗菌性能は、本明細書に記述される試験の１つまたは複数で合格する結果を意味する。一部の実施形態では、抗菌性添加剤は、記述される組成物中に、全組成物の０．１から１０重量パーセントで、または０．１から５、または０．１から４重量パーセントで存在する。他の実施形態では、抗菌性添加剤は、記述される組成物中に、０．１、０．５、または１．０重量パーセントの下限から２．０、４．０、５．０、または１０重量パーセントの上限まで存在する。一部の実施形態では、抗菌性添加剤は、記述される組成物中に、１．０から６．０重量パーセントで存在する。さらに他の実施形態では、抗菌性添加剤は、記述される組成物中に、１．５または２．０重量パーセントの下限から３．０または３．５重量パーセントの上限まで、またはさらに２．５重量パーセントで存在する。
表面改質されたポリマー組成物
【０１０６】
表面改質されたポリマー組成物は、ポリマーへの添加剤の溶融処理、ポリマー合成中の添加剤の組込み、添加剤およびポリマーを含有する溶媒混合物のキャスティングもしくはスピニング、または添加剤およびポリマーを含有する溶媒混合物からベースポリマー上への添加剤のコーティングによって調製されてもよい。
【０１０７】
一部の実施形態では、ベースポリマーがＴＰＵである場合、ジイソシアネート、ポリオール、および連鎖延長剤は、使用されるＴＰＵのタイプに応じて、触媒と共にまたは触媒なしで、一緒に混合される。反応中、ポリマー性またはオリゴマー性表面改質化添加剤を１００℃で予熱し、反応混合物中に注ぐ。次いで得られた表面改質されたＴＰＵポリマーをクッキーにカットし、押出しまたは圧縮成型プロセス用に造粒することができる。
【０１０８】
表面改質されたポリマー組成物は、混合ボウルアタッチメントを備えたＢｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｐｌａｓｔｉｃｏｒｄｅｒを使用する使用するオリゴマー性またはポリマー性添加剤の溶融混合によって、調製されてもよい。一部の実施形態では、ブレンドを添加剤と共に流し（run）、ＴＰＵを、固形分（塩およびコショウ）の混合物として混合し、その後、溶融混合する。一部の実施形態では、添加剤をベースポリマーに添加してもよく、その後、ベースＴＰＵの初期投入材を溶融し、トルクを安定化させた。あるいは、二軸押出し機を使用して、当業者に公知の典型的な方法を介して添加剤をＴＰＵに溶融混合することができる。
【０１０９】
本明細書に記述されるポリマー材料および／または組成物を、１種または複数種の物品の調製に使用してもよい。本明細書に記述されるポリマー材料および／または組成物から作製され得る特定のタイプの物品は、過度に限定されない。一般に、本明細書に記述されるポリマー材料および／または組成物は、非汚損または非血栓形成表面が望まれる任意の適用例で使用されてもよい。
【０１１０】
本発明はさらに、本明細書に記述される表面改質されたポリマー材料および／または組成物で作製された物品を提供する。一部の実施形態では、物品は、医療用デバイスを含んでいてもよい。その例には、限定するものではないが医療の適用例が含まれ、例えば、本明細書に記述されるポリマーは、ＰＩＣＣ、ＣＶＣ、血管造影用、血管形成用、および泌尿器科用カテーテル、カテーテルコネクター、ならびに医療用チューブなど、ならびにパーソナルケアの適用例、医薬の適用例、ヘルスケア製品の適用例、船舶の適用例、または任意のその他の数の適用例で、使用されてもよい。一部の実施形態では、これらの物品は、押出し、射出成型、またはこれらの任意の組合せにより調製される。
【０１１１】
本明細書に記述される表面改質されたポリマー材料および／または組成物で作製された物品は、形成後にさらなる加工を受けてもよい。一実施形態では、さらなる加工はアニールを含む。一実施形態では、アニールは、約５０℃から最高約１５０℃の温度の炉内で達成されてもよい。一部の実施形態では、アニールは、約２時間から最長約７２時間の期間にわたって行うことができる。一実施形態では、アニール期間は、少なくとも２時間、または少なくとも１２時間、または少なくとも４８時間の期間であってもよい。
【０１１２】
一部の実施形態では、物品を形成するのに使用される材料は、表面改質されたポリマー組成物でコーティングされてもよい。コーティングを塗布する方法は過度に限定するものではなく、浸漬コーティング、噴霧コーティング、ロールツーロールコーティング、またはスピンコーティングを含むことができる。コーティングは、約１から数ミクロン、または約２から約２００ミクロンの厚さで塗布されてもよい。他の実施形態では、１００ｎｍから１ｍｍまたは１ｕｍから１００ｕｍである。一部の実施形態では、医療用デバイスを形成するのに使用される材料のコーティングの後、アニールするさらなるステップを、上述のように行ってもよい。
【０１１３】
本明細書に記述される表面改質されたポリマー組成物は、非汚損性および／または非血栓形成性を、組成物で調製される物品に与えることができる。一部の実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも５０パーセント、または少なくとも６０パーセント、または７０パーセントの、タンパク質吸収の低減をもたらす。
【０１１４】
一部の実施形態では、開示される技術は、抗菌性添加剤が、イソシアネート基と反応することが可能な記述される反応性基のうちの２個またはそれよりも多くを有する場合に、ＡＡＴＣＣ  １４７アッセイで試験をしたときの、阻害ゼロゾーン結果をベースにした非回避抗菌性ポリマー組成物を提供し、ベースポリマーおよび抗菌性添加剤およびオリゴマー性またはポリマー性添加剤の混合は、反転または解離させるようにベースポリマーのポリマー主鎖に少数のウレタン連結をもたらす制御条件下で行われ、ここで反応性イソシアネート基を有する比較的少数の破壊されたポリマー鎖は、抗菌性添加剤と反応して新しいポリマーが形成されるようになり、そこで破壊されたポリマー主鎖は、新しい主鎖中に存在する抗菌性添加剤により再形成される。このように抗菌性添加剤は、ポリマー主鎖に接続されたまたは結合されたペンダント基として存在しない。さらに抗菌性添加剤は、ベースポリマーのポリマー主鎖の端部に接続されたまたは結合された末端基として存在しない。むしろ、開示される技術の抗菌性添加剤は、ベースポリマーの主鎖自体に結合される。さらになお、開示される技術の利益は、得られるベースポリマーの主鎖全体を通して抗菌性添加剤が適正に費やされないと考えられるので、ポリマー材料の合成中に抗菌性添加剤が添加される場合は実現することができない。また、ほとんどの抗菌性添加剤は２箇所よりも多くの反応性部位を有するので、架橋剤として働く可能性があり、イソシアネート基の数が著しくより制限される押出しの最中ではなく、むしろ反応性ウレタン基が豊富にある場合のＴＰＵの合成中に添加されることになる場合には、本明細書に記述される使用および適用例に不適切な、使用できない高度に架橋されたベースポリマーを形成する。最後に、本明細書に記述される主鎖の破壊および再形成を創出しない条件下で抗菌性添加剤をベースポリマーに単に添加することは、抗菌性添加剤が主鎖に結合されたベース組成物をもたらさず、むしろ抗菌性添加剤がポリマー材料に結合されておらず、浸出が生じ得る単純な混合物のみをもたらすと考えられる。
【０１１５】
抗菌性添加剤がベースポリマーの主鎖に結合している、開示される技術の非浸出抗菌性ポリマー組成物は、その下でベースポリマーおよび抗菌性添加剤が混合される条件の、慎重な制御によって実現される。
【０１１６】
オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、抗菌性添加剤がベースポリマーに添加されると同時に、または抗菌性添加剤がベースポリマーに添加される前に、または抗菌性添加剤がベースポリマーに添加された後に、ベースポリマーに添加され得ることにさらに留意されたい。
【０１１７】
まず、本発明の熱可塑性ポリウレタンは、限定するものではないが、２ステップ、バッチプロセス、またはワンショット技法などの、ポリウレタンエラストマーの合成に関する当技術分野で従来のプロセスによって調製することができる。２ステッププロセスでは、ポリマー中間体を過剰な量のジイソシアネートと反応させ、その後、形成されたプレポリマーを連鎖延長する。バッチプロセスでは、成分、即ちジイソシアネート（複数可）、ポリオール（複数可）、および連鎖延長剤（複数可）、ならびに触媒（複数可）、および望む場合には任意のその他の添加剤（複数可）が、反応器に導入される。初期反応の発熱反応が生じた後、ポリマー溶融物を１２５〜１５０Ｃの炉内に置いて引き続き硬化させる。次いで硬化したＴＰＵを顆粒化し、ペレット化することができる。ワンショット手順は、押出し機、典型的には二軸の押出し機内で行われ、形成成分が個々にまたは混合物として押出し機内に導入される。
【０１１８】
１種または複数種の重合触媒が、重合反応中に存在し得る。一般に、任意の従来の触媒は、ジイソシアネートとポリオール中間体または連鎖延長剤とを反応させるのに利用することができる。ジイソシアネートのＮＣＯ基とポリオールのヒドロキシ基と連鎖延長剤との間の反応を特に加速させる適切な触媒の例は、当技術分野から公知の従来の第三級アミン、例えばトリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、２−（ジメチルアミノエトキシ）エタノール、およびジアザビシクロ［２．２．２］オクタンなどであり、また、特に有機金属化合物、例えばチタンエステル、鉄化合物、例えばアセチルアセトン第二鉄、スズ化合物、例えば二酢酸第一スズ、二オクタン酸第一スズ、二ラウリン酸第一スズ、または脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩、例えば二酢酸ジブチルスズ、または二ラウリン酸ジブチルスズなどである。触媒の通常使用される量は、１００重量部のポリヒドロキシ化合物（ｂ）当たり、０．０００１から０．１重量部である。
【０１１９】
上述のＴＰＵ材料は、上述のように、（Ｉ）ａ）少なくとも１種の脂肪族ジイソシアネートを含む、上述のポリイソシアネート成分；ｂ）少なくとも１種のポリエステルポリオールを含む、上述のポリオール成分；およびｃ）置換２，５−ジケトピペラジンを含む、上述の連鎖延長剤成分を反応させるステップを含むプロセスによって調製されてもよい。
【０１２０】
プロセスはさらに：（ＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物を、上述のもののいずれかを含む、１種または複数の追加のＴＰＵ材料および／またはポリマーを含む１種または複数種のブレンド成分と混合するステップを含んでいてもよい。
【０１２１】
プロセスはさらに：（ＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物を、顔料、ＵＶ安定化剤、ＵＶ吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、および抗菌物質からなる群から選択される１種または複数種の追加の添加剤と混合するステップを含んでいてもよい。
【０１２２】
プロセスはさらに、（ＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物を、上述のもののいずれかを含む、１種または複数の追加のＴＰＵ材料および／またはポリマーを含む１種または複数種のブレンド成分と混合するステップ、ならびに／または（ＩＩＩ）ステップ（Ｉ）のＴＰＵ組成物を、顔料、ＵＶ安定化剤、ＵＶ吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、放射線不透過剤（ＢａＳＯ４など）、衝撃強度改良剤、および抗菌物質からなる群から選択される１種または複数種の追加の添加剤と混合するステップを含んでいてもよい。
【０１２３】
プロセスはさらに、一般式ＨＯ−（ＣＨ２）ｘ−ＯＨ（式中、ｘは２から６の整数である）の少なくとも１種のジオール連鎖延長剤を含む共延長剤成分の含有を、ステップＩにおいて含んでいてもよい。
【０１２４】
ＴＰＵの用意ができたら、それを開示されるプロセスのベース（？）ポリマー材料として使用することができ、それを上述の抗菌性添加剤と混合することができる。
【０１２５】
慎重に制御された混合条件は、ポリマー材料を効果的に溶融し、抗菌性添加剤をポリマー材料中に効果的に混合し、また、少数のウレタン結合をポリマー材料の主鎖に効果的に反転または解離させなければならない。
【０１２６】
一部の実施形態では、理論に拘泥することを望むものではないが、出願人は、ポリマー材料の主鎖中で少数のウレタン結合が解離すると考える。このことは、一部の実施形態では、ポリマー材料の主鎖中の全ての結合の２０％未満、または１０％未満、または５％未満、または２％未満を意味する。他の実施形態では、このことは、結合の０．１から２０％、またはウレタン結合の０．１から１０、０．１から５、０．１から２％を意味する。他の実施形態では、このことは、結合の１から２０％、またはウレタン結合の１から１０、１から５、１から２％を意味する。さらに他の実施形態では、このことは、ウレタン結合の約０．１、０．２、０．５、または１％から、２、３、または５％を意味する。一部の実施形態では、ポリマー材料の主鎖中の少数のウレタン結合の解離は、ポリマー材料の主鎖中の全てのウレタン結合の０．１％から２％または０．１から５％を意味する。ウレタン結合破壊に関する追加の情報については、参照により共に組み込まれる、Chemical  Review、２０１３年、１１３巻（１号）、８０〜１１８頁、およびMacromolecular  Materials  and  Engineering、２００３年、２８８巻（６号）、５２５〜５３０頁を参照されたい。
【０１２７】
開示される技術はさらに、混合が摂氏１６０から２２５度の温度で混合デバイスで行われる、記述されるプロセスを開示する。混合は、摂氏１８０から２２５度、または摂氏１６０から２００度で行ってもよい。
【０１２８】
ポリマー材料が脂肪族ＴＰＵ（脂肪族ジイソシアネートから作製されたＴＰＵ）を含む、一部の実施形態では、混合は、摂氏１６０から２００度の温度で混合デバイスで行われる。混合は、摂氏１５５から１７５度、または１６０から１８０度、またはさらに１６５から１８５度で行ってもよい。
【０１２９】
ポリマー材料が芳香族ＴＰＵ（芳香族ジイソシアネートから作製されたＴＰＵ）を含む、一部の実施形態では、混合は、摂氏１８０から２２０度の温度で混合デバイスで行われる。混合は、摂氏１７５から２１５度、または１８０から２２０度、またはさらに１８５から２２５度で行ってもよい。
【０１３０】
開示される技術はさらに、混合が、抗菌性添加剤およびオリゴマー性またはポリマー性添加剤がポリマー材料に添加される押出し機内で行われ、前記混合が、摂氏１８０から２２５度の間の温度で行われ、押出し機が、共回転自己ワイピングスクリューを備え、搬送および混合要素の混合物を備え、長さ対直径の比が２０：１から５０：１または３０：１から５０：１である二軸の押出し機を含む、記述されるプロセスを開示する。他の実施形態では、記述される押出し機での記述されるプロセスは、摂氏１６０から２００度、１５５から１７５度、１６０から１８０度、または１６５から１８５度で行われる。他の実施形態では、記述される押出し機での記述されるプロセスは、摂氏１８０から２２０度、１７５から２１５度、１８０から２２０度、または１８５から２２５度で行われる。
【０１３１】
記述される各化学成分の量は、他に指示しない限り、商用の材料に通常存在し得るいかなる溶媒も排除して提示され、即ち活性化学物質ベースで提示される。しかし、他に指示しない限り、本明細書で言及される各化学物質または組成物は、異性体、副生成物、誘導体、および商用グレード中に存在すると通常理解されるようなその他の材料を含有し得る、商用グレードの材料であるとして解釈されるべきである。
抗菌特性
【０１３２】
当業者なら、「抗菌物質、抗菌性（antimicrobial）」という用語が何を意味するかよく知っている。さらに当業者は、抗菌特性を有する広く様々な化学物質に馴染みがある。それにも関わらず、出願人は、本発明の文脈における「抗菌物質、抗菌性」という用語の定量的定義を提供する。本発明の抗菌性添加剤は、それを含有するポリマーに、その他の点では類似するポリマーの効果に対して５０％の倍率で、ポリマーの表面でＥ．ｃｏｌｉの濃度を低減させる能力を与える添加剤である。
【０１３３】
他の実施形態では、本明細書に記述されるＴＰＵ材料および／または組成物は、埋め込み物または埋め込み物のコーティングなどの医療用デバイスとして使用されてもよく、ＴＰＵは、移植の部位で１種または複数種の治療剤を送達する。「治療剤」および「薬物」という用語は、埋め込み部位で治療的効果を有する任意の材料を意味するのに本明細書では同義で使用される。また、本明細書で使用される場合、本発明のデバイスは、治療剤を「送達」または「溶出」するといわれ−−これらの用語は、治療剤がポリマーから生体組織に移行し、そのようにすることによって治療上の効果を発揮する、任意のメカニズムを指すのに同義的におよび一般的に使用される。
【０１３４】
治療剤（複数可）は、いくつかの方法で送達されてもよい。一実施例では、治療剤（複数可）は、埋め込み物またはその他の医療用物品または医療用デバイスの１つもしくは複数の表面に接着する、本明細書に記述されるＴＰＵ材料および／または組成物を使用して作製されるコーティング内に埋め込まれる。一部の実施形態では、コーティングは、治療剤が、時間と共にポリマーから溶出するように、またはそれがｉｎ−ｖｉｖｏで分解するにつれてコーティングから放出されるように、治療剤（複数可）と混ぜた本明細書に記述されるＴＰＵ材料および／または組成物のうちの１種もしくは複数から作製される。一部の実施形態では、１種または複数種の治療剤が、埋め込み物またはその他の医療用物品または医療用デバイスの１つもしくは複数の個々のセクションまたは表面の、個別の領域に適用される。
物品
【０１３５】
本明細書に記述される組成物は、１種または複数種の物品の調製に使用されてもよい。本明細書に記述されるＴＰＵ材料および／または組成物から作製され得る特定のタイプの物品は、過度に限定されない。
【０１３６】
本発明はさらに、本明細書に記述されるＴＰＵ材料および／または組成物から作製された物品を提供する。その例には、限定するものではないが、医療の適用例、ならびにパーソナルケアの適用例、医薬品の適用例、ヘルスケア製品の適用例、または任意のその他の数の適用例での使用が含まれる。一部の実施形態では、これらの物品は、押出し、射出成型、圧縮成型、フィルムもしくは繊維の紡糸もしくはキャスティング、またはこれらの任意の組合せによって調製される。
【０１３７】
一部の実施形態では、本明細書に記述される組成物は、管状医療用デバイスを作製するのに使用される。本発明の意味の範囲内にある管状医療用物品は、流体を伝導させることができるような医療用物品である。詳細には医療用物品は、カテーテル、中心静脈カテーテル、末梢静脈カテーテル、呼吸管、ステント、カップリング、ポート、コンジットシステム、コネクター、スパイク、弁、三方活栓、シリンジ、コンジット、注入ポート、創傷ドレイン、胸腔ドレイン、およびプローブからなる群から選択される。
【０１３８】
本明細書に記述される組成物を使用して作製することができる、他の適切な医療用物品には、中心静脈カテーテル；末梢静脈カテーテル；呼吸管、ステント；局所麻酔適用用の製品、特にカテーテル、カップリング、フィルター；輸液治療用の製品、特に容器、ポート、コンジットシステム、フィルター；付属品、例えばコネクター、スパイク、弁、三方活栓、シリンジ、コンジット、注入ポート；配合用の製品、特に移送セット、混合セット；透析膜；泌尿器科用製品、特にカテーテル、尿測定および収集デバイス；創傷ドレイン；創傷ドレッシング；外科用縫合糸材料；埋め込み補助品ならびに埋め込み物、特にプラスチック埋め込み物、例えばヘルニアメッシュ、不織布、ニットウェア／ニット布、ポート、ポートカテーテル、人工血管；消毒剤；使い捨て外科用器具；胸部ドレイン；プローブ；カテーテル；医療用デバイスのハウジング、特に輸液ポンプ、透析デバイスおよびスクリーン；人工義歯；液体用の容器、特にコンタクトレンズの容器が含まれる。
【０１３９】
一部の実施形態では、本明細書に記述される組成物は、ＰＩＣＣカテーテルおよびＣＶＣカテーテルを作製するのに使用される。
【０１４０】
上述の材料のいくつかは、最終配合物中で相互に作用し得ることが公知であり、したがって最終配合物の成分は、最初に添加されるものとは異なる可能性がある。例えば、金属イオン（例えば、難燃剤の）は、その他の分子のその他の酸性またはアニオン部位に移行することができる。それによって形成される生成物は、その意図される用途で本明細書に記述される本技術の組成物を用いることによって形成された生成物も含め、容易な記述が可能ではないことがある。それにも関わらず、全てのそのような改変物および反応生成物は、本明細書に記述される技術の範囲内に含まれ；本明細書に記述される技術は、上述の成分を混合することによって調製された組成物を包含する。
【実施例】
【０１４１】
本明細書に記述される技術は、以下の非限定的な実施例を参照しながら、より良く理解され得る。
【０１４２】
以下に提示される例は、ＪＩＳ  Ｚ２８０１およびＩｎｎｏｖｏｔｅｃｈベストアッセイを含む様々な試験によってそれらの抗菌性能を決定するために評価し、Ｔｈｒｏｂｏｄｙｎｅウシ血液ループアッセイを介してそれらの非血栓形成特性を試験する。
材料
【０１４３】
下記の材料を、実施例１から３の調製において使用した：
（１）  遊離塩基ＰＨＭＢ、Ｍａｔｒｉｘから得た遊離塩基（脱プロトン化）ＰＨＭＢ。
（２）  中性ＰＨＭＢ、Ｌｏｎｚａから得た中性ｐＨプロトン化ＰＨＭＢ。
（３）  ＴＰＵ  Ａ、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ（商標）ＴＴ１０９５Ａ、およびＬｕｂｒｉｚｏｌから市販されている９３ショアＡ硬さの芳香族ポリエーテルＴＰＵ。
（４）  ＴＰＵ  Ｂ、Ｔｅｃｏｆｌｅｘ（商標）ＥＧ９３Ａ−Ｂ３０、放射線造影剤で修飾された、Ｌｕｂｒｉｚｏｌから市販されている９０ショアＡ硬さの脂肪族ポリエーテルＴＰＵ。
（５）  ＰＥＧＦＯＭ、ポリエチレングリコールメタクリレートのランダムコポリマー、Ｃａｐｓｔｏｎｅ  ６２ＭＡ、およびメチルメタクリレートであって、ＷＯ２０１６／１７２４６０にさらに記載されているもの。
【０１４４】
抗菌性ポリマー組成物の調製：各実施例について、抗菌性添加剤ＰＨＭＢおよびＴＰＵを重量測定供給機で、共回転自己ワイピングスクリューを備え、搬送および混合要素の両方を備え、Ｌ／Ｄ比が３９：１である、２６ｍｍの二軸の押出し機に供給する。ストランドを冷水浴中に押し出し、ペレットに切断する。ペレットは、追加の試験に向けて後で圧縮成型してフィルムにし、または押し出して管材にする。添加剤の負荷レベルをＮＭＲによって確認し、そのレベルは、全ての場合において押出し機に供給された添加剤の比に本質的に等しかった。配合物および性能の結果を表１にまとめる。
【０１４５】
以下に示す実施例は、標準試験法ＪＩＳ  Ｚ２８０１によって、およびまたＩｎｎｏｖｏｔｅｃｈ  ＢＥＳＴ（商標）アッセイによって、抗菌効力に関して試験する。５様々な組成物に関する抗菌効力試験の結果を、表１に示す。
【０１４６】
以下に示す実施例は、それらの抗菌および非血栓形成特性に関しても評価する。実施例を押し出して管材にし（０．０６０インチの外径）、５０℃で２日間アニールして、ウシＴｈｒｏｍｂｏｄｙｎｅ（Ｓａｌｔ  Ｌａｋｅ  Ｃｉｔｙ、ユタ州）の血液ループアッセイで試験した。このアッセイに関する手順では、ウシ血流ループに管を曝露した。血液ループアッセイ試験に関して報告された結果は、１００％で報告されるベースラインＴＰＵに対して試料が経る血栓蓄積の相対量である、血栓の％対照である。したがって、より低い値は、より良好な非汚損性能を示した。
【０１４７】
Ｉｎｎｏｖｏｔｅｃｈ  ＢＥＳＴ（商標）アッセイに関するより多くの情報は、Omar,  A.、Nadworny,  P.、Review:  Antimicrobial  efficacy  validation  using  in  vitro  and  in  vivo  testing  methods.  Advanced  Drug  Delivery  Reviews、In  Press（参照により本明細書に組み込まれる）を参照されたい。ウシ血液ループアッセイに関するより多くの情報は、Zhang,  Z.;  Borenstein,  J.;  Guiney,  L.;  Miller,  R.;  Sukavaneshvar,  S.;  Loose,  C.、Polybetaine  modification  of  PDMS  microfluidic  devices  to  resist  thrombus  formation  in  whole  blood.  Lab  on  a  Chip  ２０１３年、１３巻（１０号）、１９６３〜１９６８頁、およびSukavaneshvar,  S.、Device  thrombosis  and  pre-clinical  blood  flow  models  for  assessing  antithrombogenic  efficacy  of  drug-device  combinations.  Advanced  Drug  Delivery  Reviews（参照により本明細書に組み込まれる）を参照されたい。
【０１４８】
ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１法（国際標準化機構手順、ＩＳＯ  ２２１９６として採用）は、微生物の成長を阻害するまたはそれらを死滅させる、プラスチックを含む材料の能力を試験する。手順は、抗菌活性に対して非常に敏感であり、米国における抗菌硬質表面性能に関する最も一般的な試験になっている。ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験法法は、硬質表面が微生物の成長を阻害しまたはそれらを死滅させる能力を、２４時間の接触期間にわたって定量的に試験するよう設計される。ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験では、（ｉ）試験微生物を調製し、（ｉｉ）試験微生物の懸濁液を、栄養ブロス中で希釈することにより標準化し、（ｉｉｉ）対照および試験表面に微生物を接種し、微生物接種物を薄い滅菌フィルムで覆い、（ｉｖ）微生物濃度を、溶出とその後に続く希釈および播種によって、「ゼロ時間」で決定し、（ｖ）対照実験を試料で行い、（ｖｉ）試料を、湿った環境で２４時間、干渉せずにインキュベートし、（ｖｉｉ）インキュベーション後、微生物濃度を決定する。初期濃度および対照表面に対する微生物の低減を計算し、したがって、より高い結果は、より良好な抗菌性能を示す。
【表１】
2020505495.tif 000003
【０１４９】
結果は、ＰＨＭＢ（脱プロトン化されたまたは脱プロトン化された形態のいずれかで）が使用される場合、抗菌性能は、ＴＰＵそのものに比べて著しく改善されたことを示す。さらに、結果は、ＰＨＭＢがＰＥＧＦＯＭと組み合わせて使用される場合、得られたＴＰＵ組成物が良好な抗菌および良好な非汚損性能を有することを示し、即ち、添加剤は互いに干渉せず、得られた組成物に両方の利益を提供することができる。
【０１５０】
表２は、種々の形態および量のＰＨＭＢが使用される、それらの抗菌性能に関して試験され得る追加の実施例を示す：
【表２】
2020505495.tif 000004
【０１５１】
上記で言及された文献のそれぞれは、上記に特に列挙されていてもいなくても、そこから優先権が主張される任意の先行出願も含めて参照により本明細書に組み込まれる。任意の文献の言及は、そのような文献が従来技術として資格を与えられまたは任意の管轄権限の当業者の一般的知識を構成することを、認めるものではない。実施例の中を除き、または他に明示される場合を除き、材料の量、反応条件、分子量、および炭素原子の数などを指定するこの記述における全ての数量は、「約」という単語によって修飾されることが理解される。本明細書に記述される、量、範囲、および比の上限および下限は、独立して組み合わせてもよいことが理解される。同様に、本明細書に記述される技術の各要素に関する範囲および量は、その他の要素のいずれかに関する範囲または量と一緒に使用することができる。
【０１５２】
以下に述べるように、上述の材料の分子量は、ポリスチレン標準を使用するＧＰＣ分析などの公知の方法を使用して決定してきた。ポリマーの分子量を決定するための方法は周知である。方法は、例えば、（ｉ）P.J.  Flory、「Principles  of  star  polymer  Chemistry」、Cornell  University  Press  ９１９５３）、第ＶＩＩ章、２６６〜３１５頁；または（ｉｉ）「Macromolecules,  an  Introduction  to  star  polymer  Science」、F.  A.  BoveyおよびF.  H.  Winslow編、Academic  Press（１９７９）、２９６〜３１２頁に記述される。本明細書で使用されるように、記述される材料の重量平均および数重量平均分子量は、希釈剤、不純物、非連結星形ポリマー鎖、およびその他の添加剤に関連したピークを除外した、目的の材料に対応するピークの下の面積を積分することによって得られる。
【０１５３】
「含む（including）」、「含有する」、または「〜によって特徴付けられる」と同義の、本明細書で使用される「含む（comprising）」という移行語は、包括的またはオープンエンドであり、追加の列挙されていない要素または方法ステップを排除しない。しかし、本明細書における「含む（comprising）」のそれぞれの列挙では、その用語が、代替の実施形態として、「〜から本質的になる」および「〜からなる」という文言を包含することも意図され、この「〜からなる」は、指定されていない任意の要素またはステップを除外するものであり、「〜から本質的になる」は、考慮中の組成物または方法の基本的で新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない追加の列挙されていない要素またはステップの包含を、認めるものである。即ち、「〜から本質的になる」は、考慮中の組成物の基本的で新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない物質の包含を認める。
【０１５４】
ある代表的な実施形態および詳細を、本明細書に記述される本技術を例示する目的で示してきたが、そこには、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および改変を行うことができることが、当業者に明らかである。これに関し、本明細書に記述される技術の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【国際調査報告】
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2020505495.tif 000006
2020505495.tif 000007