説明

親水性被膜を有するメディカルデバイス

本発明は、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドのコポリマー単位で終端している少なくとも1種のポリウレタンウレアを含んでなる被膜を有する、メディカルデバイスに関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリウレタンウレア含有親水性血液適合性被膜を有するメティカルデバイスに関する。改良された表面特性を有する該メディカルデバイスは、低減された摩擦によって、および血液との接触時に血栓の危険性を低減する能力によって、適用における利点を有する。
【背景技術】
【0002】
カテーテルのようなメディカルデバイスの使用は、該デバイスに親水性表面を付与することによって大きく改良することができる。血液または尿との接触時に親水性表面が水膜を吸着することによって、導尿カテーテルまたは血管カテーテルの挿入および移動がより容易になる。水膜がカテーテル表面と血管壁の間の摩擦を低減し、それによってカテーテルの挿入および移動がより容易になる。均一な水膜の形成によって摩擦を低減するために、挿入前にデバイスに直接水を供給することもできる。関係している患者の痛みはより軽減され、結果的に、血管壁を傷つける危険性が低減する。カテーテルを使用する場合は更に、血栓が生じる危険性が常に存在する。
【0003】
親水化処理表面を有するカテーテルは、従来技術からそれ自体知られている。
【0004】
例えばWO 99/38545 A1は、第一の態様として、下塗と滑らかな親水性被膜とからなるカテーテルを記載している。この従来技術は更に、滑らかな被膜のみ、即ち下塗を伴わない被膜系のみを使用する態様も記載している。この場合、滑らかなポリウレタン被膜が使用されている。
【0005】
WO 2006/037321 A1からは、デバイスのスリップ性を改善することが意図された湿った親水性表面を有するメディカルデバイスが知られている。該表面は、水および少なくとも1種の滑剤を含んでなる加湿剤と親水性ポリマーとを含有する被覆組成物によって形成されている。
【0006】
US 2003/0203991 A1は、疎水性ポリマーと親水性ポリマーとの混合物に基づく親水性被覆剤を開示している。メディカルデバイスのための対応する被覆組成物は、(a)水性ポリマーマトリックス;(b)親水性ポリマー;(c)コロイド状金属酸化物;および(d)架橋剤を含んでなる。US 2003/0203991 A1に従った被膜の必須の親水性は、ポリマー(b)によって達成される。ポリマー(b)は対応するポリマーマトリックスに組み込まれる。ポリマーマトリックスの中で、ポリウレタン分散体が使用されているが、親水性ポリマーとしては使用されていない。
【0007】
また、親水化成分としての、ポリウレタンとポリビニルピロリドンとの混合物が、US 5,061,424に記載されている。更に、US 5,041,100およびUS 2005/054774 A1は各々、親水化成分としてポリエチレンオキシド(US 5,041,100)またはアクリレート(US 2005/054774 A1)を含有する、ポリウレタン含有被覆組成物を記載している。
【0008】
US 2006/040253 A1は、スリップ性を改善するための、メディカルデバイスの親水性被膜を記載しており、該被覆剤は、少なくとも1種の滑らかな水溶性ポリマーと不溶性ポリマーとを含んでなる。滑らかな水溶性ポリマーは、とりわけ、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチルビニルアルコール、ポリエチルビニルアセテートおよびポリビニルピロリドンからなる群から選択され、不溶性ポリマーは、とりわけ、ポリウレタン、ポリエステルウレタンおよびポリエーテルウレタンによって形成されている。
【0009】
親水性被膜のための脂肪族ポリエーテルポリウレタンは、同様に市販されており、その例は、Tecogel(登録商標)(Thermedics Polymer Products)またはHydroslip(登録商標)(CardioTech International Inc.)である。
【0010】
文献に掲載されている混合物だけでなく、商業的に入手可能なポリエーテルポリウレタンもまた、様々な欠点を有する。該混合物は多成分系である。従って、特に2種のポリマーを共有結合することによって合成される系(US 2003/0203991 A1参照)を含む、該混合物の調製は複雑である。
【0011】
有機溶液からの被覆系に対して考えられる代替物はまた、水性媒体に分散させたポリウレタンである。そのような水性分散体の欠点は、分散された粒子の寸法の故に、被膜が比較的粗いことである。加えて、分散ポリマーの被膜は通常、十分な安定性を有さない。従って、ポリウレタンから出発して製造できる親水性被膜系に対する要求が、なお存在する。
【0012】
これに関して、US 5,589,563は、生物医学分野に使用され、かつメディカルデバイスを被覆するためにも使用され得るポリマーのための表面変性末端基を含有する被膜の使用を推奨している。得られる被膜は、溶液または分散体から製造され、該ポリマー被膜は、アミン、フッ素化アルカノール、ポリジメチルシロキサンおよびアミン末端ポリエチレンオキシドから選択される異なった末端基を含有する。しかしながら該ポリマーは、メディカルデバイス用被膜としては、十分な特性、特に要求される親水性に関する十分な特性を有していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】WO 99/38545 A1
【特許文献2】WO 2006/037321 A1
【特許文献3】US 2003/0203991 A1
【特許文献4】US 5,061,424
【特許文献5】US 5,041,100
【特許文献6】US 2005/054774 A1
【特許文献7】US 2006/040253 A1
【特許文献8】US 5,589,563
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
従って、本発明の目的は、第一に、親水性表面を有するメディカルデバイスを提供することである。該表面は、血液と接触させてしばしば使用されるので、該材料表面は、良好な血液適合性も有すべきであり、特に血栓が生じる危険性を低減すべきである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、特定のポリウレタン溶液で被覆することによって製造される親水性表面を有するメディカルデバイスを提供する。
【0016】
本発明のメディカルデバイスは、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを含んでなるコポリマー単位で終端している少なくとも1種のポリウレタンウレアを含んでなる少なくとも1つの被膜を含んでなる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、溶液中に特定のポリウレタンウレアを含んでなる組成物が、メディカルデバイス上被膜を製造するのに著しく適していることが見出された。該組成物は、著しく滑らかな被膜をメディカルデバイスにもたらすと同時に、メディカルデバイスを用いた処置の際に血栓を形成する危険性を低減する。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の目的のためのポリウレタンウレアは、
(a)以下の一般構造:
【化1】

で示されるウレタン基を少なくとも2個含有する反復単位、および
以下の一般構造:
【化2】

で示されるウレア基を含有する反復単位の少なくとも1個
を含有するポリマー化合物である。
【0019】
本発明で使用する被覆組成物は、実質的にイオン変性されていないポリウレタンウレアに基づく。これは、本発明では、本発明で使用するポリウレタンウレアがイオン基(特に、スルホネート基、カルボキシレート基、ホスフェート基およびホスホネート基)を実質的に含有しないことを意味する。
【0020】
用語「イオン基を実質的に含有しない」とは、本発明では、得られたポリウレタンウレア被覆剤が、一般に2.50重量%以下、特に2.00重量%以下、好ましくは1.50重量%以下、より好ましくは1.00重量%以下、とりわけ0.50重量%以下の割合でイオン基を含有すること、とりわけ別してイオン基を含有しないことを意味する。有機溶液中に高濃度のイオンが存在すると、ポリマーがもはや十分に溶解できなくなり、従って、安定な溶液を得ることができなくなるので、ポリウレタンウレアがイオン基を含有しないことが特に好ましい。本発明に従って使用されるポリウレタンがイオン基を含有するならば、対象となる種は好ましくはカルボキシレートである。
【0021】
メディカルデバイスの被膜のために本発明に従って供給されるポリウレタンウレアは、好ましくは実質的に直鎖分子であり、あまり好ましくはないが分枝であってもよい。実質的に直鎖分子とは、好ましくは1.7〜2.3、特に1.8〜2.2、より好ましくは1.9〜2.1の平均ヒドロキシル官能価を有するポリカーボネートポリオールを含んでなる、初期架橋度の低い系を意味する。
【0022】
本発明で好ましく使用するポリウレタンウレアの数平均分子量は、好ましくは1000〜200,000、より好ましくは5000〜100,000である。本発明において、数平均分子量は、30℃で、ジメチルアセトアミド中、標準としてのポリスチレンに対して測定される。
【0023】
ポリウレタンウレア
以下に、本発明に従った使用のための、ポリウレタンウレアに基づく被覆系をより詳細に記載する。
メディカルデバイスの被膜において、本発明に従って使用されるポリウレタンウレアは、少なくとも1種のポリカーボネートポリオール成分、1種のポリイソシアネート成分、1種のポリオキシアルキレンエーテル、1種のジアミンおよび/またはアミノアルコール、および必要に応じてポリオール成分の反応によって形成される。
【0024】
(a)ポリカーボネートポリオール
本発明に従って供給されるポリウレタンウレア被覆組成物は、少なくとも1種のポリカーボネートポリオールに由来する単位を含んでなる。
【0025】
1つの態様で使用されるポリカーボネートポリオール成分は、ヒドロキシル基含有ポリカーボネートである。
【0026】
1.7〜2.3、好ましくは1.8〜2.2、より好ましくは1.9〜2.1の平均ヒドロキシル官能価を有するポリヒドロキシ化合物が、ヒドロキシル含有ポリカーボネートに基づく単位の導入に基本的に適している。
【0027】
適当なヒドロキシル含有ポリカーボネートは、例えば炭酸誘導体(例えば、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネートまたはホスゲン)とポリオール(好ましくはジオール)との反応によって得られる、好ましくは400〜6000g/mol、より好ましくは500〜5000g/mol、特に600〜3000g/molの、OH価を介して測定された分子量のポリカーボネートである。そのような適当なジオールの例は、エチレングリコール、1,2−プロパンジオールおよび1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオールおよび1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチルペンタン−1,3−ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールまたはテトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、ポリブチレングリコール、ビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、およびラクトン変性ジオールを包含する。
【0028】
ジオール成分は、好ましくは40〜100重量%のヘキサンジオール、好適には1,6−ヘキサンジオールおよび/またはヘキサンジオール誘導体、好ましくは末端OH基の他にエーテル基またはエステル基も含有するヘキサンジオール誘導体(その例は、1molのヘキサンジオールと少なくとも1mol、好ましくは1〜2molのカプロラクトンとの反応によって、或いはジへキシレングリコールまたはトリへキシレングリコールを与えるヘキサンジオール同士のエーテル化によって、得られる生成物である)を含有する。ポリエーテル−ポリカーボネートジオールを使用することもできる。ヒドロキシルポリカーボネートは、実質的に直鎖であるほうがよい。しかしながら必要に応じて、ヒドロキシルポリカーボネートは、多官能性成分、特に低分子量ポリオールの配合の結果として、やや分枝していてもよい。この目的に適した低分子量ポリオールの例は、グリセロール、トリメチロールプロパン、ヘキサン−1,2,6−トリオール、ブタン−1,2,4−トリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、キニトール、マンニトール、ソルビトール、メチルグリコシドまたは1,3,4,6−ジアンヒドロヘキシトールを包含する。好ましいポリカーボネートは、ヘキサン−1,6−ジオールに基づくポリカーボネート、および例えばブタン−1,4−ジオールのような変性作用を有するコジオールに基づくポリカーボネート、またはε−カプロラクトンに基づくポリカーボネートである。更に好ましいポリカーボネートジオールは、ヘキサン−1,6−ジオールおよびブタン−1,4−ジオールの混合物に基づくポリカーボネートジオールである。
【0029】
従って、上記特性を有するポリウレタンが形成されるように、ポリカーボネートは、好ましくは、実質的に直鎖構造であり、僅かしか三次元架橋を有さない。
【0030】
(b)ポリイソシアネート
本発明に従って供給されるポリウレタンウレア被覆組成物は、少なくとも1種のポリイソシアネートに由来する単位を含有する。
【0031】
ポリイソシアネート(b)として、当業者に知られており、1以上、好ましくは2以上の平均NCO官能価を有する、芳香族、芳香脂肪族、脂肪族および脂環式イソシアネートの全てを、それらがホスゲン法またはホスゲンフリー法のどちらによって調製されたかに関係なく、単独でまたは互いの所望の混合物として使用することができる。ポリイソシアネートは、イミノオキサジアジンジオン、イソシアヌレート、ウレトジオン、ウレタン、アロファネート、ビウレット、ウレア、オキサジアジントリオン、オキサゾリジノン、アシルウレアおよび/またはカルボジイミド構造を含有してもよい。ポリイソシアネートは、単独でまたは互いの所望の混合物として使用してよい。
【0032】
3〜30個、好ましくは4〜20個の炭素原子の(存在するNCO基を除く)炭素主鎖を含有する、一連の脂肪族または脂環式の例からのイソシアネートを使用することが好ましい。
【0033】
成分(b)の特に好ましい化合物は、脂肪族的および/または脂環式的に結合したNCO基を含有する上記した種類、例えば、ビス(イソシアナトアルキル)エーテル、ビス−およびトリス(イソシアナトアルキル)ベンゼン、−トルエン、および−キシレン、プロパンジイソシアネート、ブタンジイソシアネート、ペンタンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート(例えばヘキサメチレンジイソシアネート、HDI)、ヘプタンジイソシアネート、オクタンジイソシアネート、ノナンジイソシアネート(例えば、一般に2,4,4および2,2,4異性体の混合物としての、トリメチル−HDI(TMDI))、ノナントリイソシアネート(例えば4−イソシアナトメチル−1,8−オクタンジイソシアネート)、デカンジイソシアネート、デカントリイソシアネート、ウンデカンジイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ドデカンジイソシアネート、ドデカントリイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(HXDI)、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)またはビス(イソシアナトメチル)ノルボルナン(NBDI)に従う。
【0034】
成分(b)の特に好ましい化合物は、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチル−HDI(TMDI)、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート(MPDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(HXDI)、ビス(イソシアナトメチル)ノルボルナン(NBDI)、3(4)−イソシアナトメチル−1−メチルシクロヘキシルイソシアネート(IMCI)および/または4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)或いはこれらイソシアネートの混合物である。更なる例は、ウレトジオン、イソシアヌレート、ウレタン、アロファネート、ビウレット、イミノオキサジアジンジオンおよび/またはオキサジアジントリオン構造および3個以上のNCO基を含有する、上記ジイソシアネートの誘導体である。
【0035】
本発明に従った被覆剤中の成分(b)の量は、各々の場合に本発明に従って使用する被覆剤の成分(a)に基づいて、好ましくは1.0〜3.5mol、より好ましくは1.0〜3.3mol、特に1.0〜3.0molである。
【0036】
(c)ジアミンまたはアミノアルコール
本発明に従って供給されるポリウレタンウレア被覆組成物は、少なくとも1種のジアミンまたはアミノアルコールに由来する単位を含有し、いわゆる連鎖延長剤(c)として作用する。
【0037】
そのような連鎖延長剤は、例えば、ジアミンまたはポリアミンおよびヒドラジド、例として、ヒドラジン、エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパンおよび1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、イソホロンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミンおよび2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミンの異性体混合物、2−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、1,3−キシリレンジアミンおよび1,4−キシリレンジアミン、α,α,α’,α’−テトラメチル−1,3−および−1,4−キシリレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジメチルエチレンジアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタンおよび他の(C〜C)ジ−およびテトラアルキルジシクロヘキシルメタン、例えば4,4’−ジアミノ−3,5−ジエチル−3’,5’−ジイソプロピルジシクロヘキシルメタンである。
【0038】
適当なジアミンまたはアミノアルコールは、一般に、NCO基に対する異なった反応性を有する活性水素を含有する低分子量のジアミンまたはアミノアルコール、例えば、第一級アミノ基の他に第二級アミノ基も含有するか、或いはアミノ基(第一級または第二級)の他にOH基も含有する化合物である。そのような化合物の例は、第一級および第二級アミン、例えば、3−アミノ−1−メチルアミノプロパン、3−アミノ−1−エチルアミノプロパン、3−アミノ−1−シクロヘキシルアミノプロパン、3−アミノ−1−メチルアミノブタン、およびアミノアルコール、例えば、N−アミノエチルエタノールアミン、エタノールアミン、3−アミノプロパノール、ネオペンタノールアミン、特に好ましくはジエタノールアミンである。
【0039】
本発明に従って使用する被覆組成物の成分(c)は、組成物の調製において、連鎖延長剤としておよび/または連鎖停止剤として使用され得る。
【0040】
本発明に従って使用する被覆組成物中の成分(c)の量は、各々の場合に本発明に従って使用する被覆組成物の成分(a)に基づいて、好ましくは0.1〜1.5mol、より好ましくは0.2〜1.3mol、特に0.3〜1.2molである。
【0041】
(d)ポリオキシアルキレンエーテル
本発明で使用するポリウレタンウレアは、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを含んでなるコポリマーに由来する単位を含有する。該コポリマー単位は、ポリウレタンウレアにおいて末端基として存在し、本発明の被覆組成物の親水化に作用する。
【0042】
非イオン的親水化化合物(d)は、例えば、適当なスターター分子のアルコキシル化により常套法で得られる種類の、一分子あたり平均して5〜70個、好ましくは7〜55個のエチレンオキシド単位を含有する単官能性ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールである(例えば、Ullmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie, 第4版、第19巻、Verlag Chemie, ヴァインハイム、第31頁〜第38頁)。
【0043】
適当なスターター分子の例は、飽和モノアルコール(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、ペンタノール(各種異性体)、ヘキサノール(各種異性体)、オクタノール(各種異性体)およびノナノール(各種異性体)、n−デカノール、n−ドデカノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノール、n−オクタデカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール(各種異性体)またはヒドロキシメチルシクロヘキサン、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンまたはテトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル(例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル))、不飽和アルコール(例えば、アリルアルコール、1,1−ジメチルアリルアルコールまたはオレイルアルコール)、芳香族アルコール(例えば、フェノール、クレゾール(各種異性体)またはメトキシフェノール(各種異性体))、芳香脂肪族アルコール(例えば、ベンジルアルコール、アニシルアルコールまたはシンナミルアルコール)、第二級モノアミン(例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ビス(2−エチルヘキシル)アミン、N−メチル−およびN−エチルシクロヘキシルアミンまたはジシクロヘキシルアミン)、並びに複素環式第二級アミン(例えば、モルホリン、ピロリジン、ピペリジンまたは1H−ピラゾール)である。好ましいスターター分子は、飽和モノアルコールである。スターター分子として、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを使用することが特に好ましい。
【0044】
アルコキシル化反応では、アルキレンオキシドであるエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドを、任意の順でまたは混合物として使用できる。
【0045】
ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールは、アルキレンオキシド単位が好ましくは少なくとも30mol%、より好ましくは少なくとも40mol%の範囲のエチレンオキシド単位で構成される、エチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドの混合ポリアルキレンオキシドポリエーテルである。好ましい非イオン性化合物は、少なくとも40mol%のエチレンオキシド単位および60mol%以下のプロピレンオキシド単位を含有する単官能性混合ポリアルキレンオキシドポリエーテルである。
【0046】
ポリオキシアルキレンエーテルの平均分子量は、好ましくは500g/mol〜5000g/mol、より好ましくは1000g/mol〜4000g/mol、特に1000g/mol〜3000g/molである。
【0047】
本発明に従って使用する被覆組成物中の成分(d)の量は、各々の場合に本発明に従って使用する被覆組成物の成分(a)に基づいて、好ましくは0.01〜0.5mol、より好ましくは0.02〜0.4mol、特に0.04〜0.3molである。
【0048】
本発明によって、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシド含有混合ポリオキシアルキレンエーテルに基づく末端基を含有するポリウレタンウレアが、親水性の高い被膜を製造するのに特に適していることがわかった。後に示すように、もっぱらポリエチレンオキシドで終端したポリウレタンウレアと比べて、本発明の被膜は、有意に低い接触角をもたらし、従って、より親水性である。
【0049】
(e)ポリオール
別の態様では、本発明によって供給されるポリウレタン被覆組成物は、少なくとも1種の更なるポリオールに由来する単位を付加的に含んでなる。
【0050】
ポリウレタンウレアを合成するために使用する低分子量ポリオール(e)は、一般に、ポリマー鎖を剛直にするおよび/または分枝する効果を有する。分子量は、好ましくは62〜500g/mol、より好ましくは62〜400g/mol、特に62〜200g/molである。
【0051】
適当なポリオールは、脂肪族基、脂環式基または芳香族基を含有してよい。本発明では、例えば一分子あたり約20個までの炭素原子を含有する低分子量ポリオール、例として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、1,4−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、ビスフェノールA(2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン)、水素化ビスフェノールA(2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン)、およびトリメチロールプロパン、グリセロールまたはペンタエリスリトール、並びにそれらのおよび必要に応じて他の低分子量ポリオールとの混合物を挙げることができる。例えば、α−ヒドロキシブチル−ε−ヒドロキシカプロン酸エステル、ω−ヒドロキシヘキシル−γ−ヒドロキシ酪酸エステル、アジピン酸(β−ヒドロキシエチル)エステルまたはテレフタル酸ビス(β−ヒドロキシエチル)エステルのようなエステルジオールを使用してもよい。
【0052】
本発明に従って使用する被覆組成物中の成分(e)の量は、各々の場合に本発明に従って使用する被覆組成物の成分(a)に基づいて、好ましくは0.05〜1.0mol、より好ましくは0.05〜0.5mol、特に0.1〜0.5molである。
【0053】
(f)更なるアミン含有単位および/またはヒドロキシ含有単位(合成成分)
イソシアネート含有成分(b)と、ヒドロキシ官能性化合物またはアミン官能性化合物である成分(a)、(c)、(d)および使用するならば(e)との反応は、典型的には、反応性ヒドロキシ化合物または反応性アミン化合物に対してややNCO過剰が認められる状態で行う。この場合、目的粘度の達成を介した反応の終点で、活性イソシアネート基が常になお存在する。大きいポリマー鎖と反応しないように、これらの基をブロックしなければならない。そのような反応は、三次元架橋とバッチのゲル化とをもたらす。そのような被覆溶液の加工は、可能であるとしても制限を受けるか、またはもはや不可能である。通常、このバッチは、多量のアルコールを含有する。室温でバッチを数時間放置するかまたは撹拌すると、アルコールが、なお残留しているイソシアネート基をブロックする。
【0054】
しかしながら、なお残留している残留イソシアネート含有物を迅速にブロックすることが望ましいのであれば、本発明に従って供給されるポリウレタンウレア被覆剤は、各々の場合に鎖末端に位置してキャップするモノマー(f)を含んでなることもできる。
【0055】
これらの単位は、一方では、NCO基と反応する単官能性化合物、例えばモノアミン、特に第二級モノアミン、またはモノアルコールに由来する。本発明では、例えば、エタノール、n−ブタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、2−エチルヘキサノール、1−オクタノール、1−ドデカノール、1−ヘキサデカノール、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、イソノニルオキシプロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、N−メチルアミノプロピルアミン、ジエチル(メチル)アミノプロピルアミン、モルホリン、ピペリジンおよびそれらの適当な置換誘導体を挙げることができる。
【0056】
単位(f)は、NCO過剰を解消するため、本発明の被覆剤に本質的に使用されるので、望ましい量は、本質的にNCO過剰量に依存し、一般的に明記できない。
【0057】
合成中に該単位を使用しないことが好ましい。極めて高い濃度で存在する溶媒アルコールによって、未反応イソシアネートが末端ウレタンに転化されることが好ましい。
【0058】
(g)更なる成分
更に、本発明に従って供給されるポリウレタンウレア被覆剤は、意図した目的に典型的な更なる成分、例えば添加剤および充填剤を含んでなることができる。その例は、活性薬物、薬剤、および活性薬物の放出を促進する添加剤(薬物溶出添加剤)である。
【0059】
メディカルデバイス上の本発明の被膜に使用できる薬剤および活性薬物は一般に、例えば、抗血栓剤、抗生物質、抗腫瘍剤、成長ホルモン、抗ウィルス剤、抗血管形成剤、血管形成剤、抗有糸分裂剤、抗炎症剤、細胞周期調節因子、遺伝因子、ホルモン、およびそれらの同族体、誘導体、断片、薬物塩、並びにそれらの組み合わせである。
【0060】
従って、そのような活性薬物および薬剤の特定例は、抗血栓剤(抗血栓形成剤)、および動脈の急性血栓症、狭窄症または晩発性再狭窄症を抑制するための他の製剤を包含する。その例は、ヘパリン、ストレプトキナーゼ、ウロキナーゼ、組織プラスミノゲン活性化因子、抗トロンボキサン−B剤;抗−B−トロンボグロブリン、プロスタグランジン−E、アスピリン、ジピリジモール、抗トロンボキサン−A剤、マウス・モノクローナル抗体7E3、トリアゾロピリミジン、シプロステン、ヒルジン、チクロピジン、ニコランジルなどである。成長因子も同様に、動脈狭窄部位での内膜下線維筋性過形成を抑制するために薬剤として使用できる。或いは、狭窄部位では、他のあらゆる細胞増殖阻害剤を使用できる。
【0061】
活性薬物または薬剤は、血管痙攣を防ぐために、血管拡張薬、例えばパパベリンのような鎮痙剤で構成されていてもよい。薬剤は、カルシウム拮抗薬のような血管作用薬自体、或いはα−およびβ−アドレナリン作動薬または拮抗薬であり得る。加えて、治療薬は、例えば、生体弁を冠動脈壁に結合するために使用される、医療グレードのシアノアクリレートのような生物起源接着剤、または線維素であり得る。
【0062】
治療薬は、更に、好ましくは(例えば、腫瘍部位で抗新生物薬を継続制御放出するのに使用するための)薬剤用制御放出賦形剤を伴った、5−フルオロウラシルのような抗新生物薬であってよい。
【0063】
治療薬は、好ましくは、体内の感染の局所病巣でメディカルデバイスの被膜から継続放出するための制御放出賦形剤と組み合わせた、抗生物質であってよい。同様に治療薬は、局所組織における炎症を抑制する目的または他の理由のため、ステロイドを含有できる。
【0064】
適当な薬剤の特定例は、以下を包含する:
(a)ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヒルジン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ウロキナーゼおよびストレプトキナーゼを包含する細胞溶解物質、それらの同族体、類似体、断片、誘導体および薬物塩;
(b)抗生物質、例えば、ペニシリン、セファロスポリン、バンコマイシン、アミノグリコシド、キノロン、ポリミキシン、エリスロマイシン;テトラサイクリン、クロラムフェニコール、クリンダマイシン、リンコマイシン、スルホンアミド、それらの同族体、類似体、誘導体、薬物塩およびそれらの混合物;
(c)パクリタキセル、ドセタキセル、シロリムスまたはエベロリムスのような免疫抑制剤、メクロレタミン、クロラムブシル、シクロホスファミド、メルファランおよびイホスファミドを包含するアルキル化剤;メトトレキサート、6−メルカプトプリン、5−フルオロウラシルおよびシタラビンを包含する代謝拮抗剤;ビンブラスチンを包含する植物性アルカロイド;ビンクリスチンおよびエトポシド;ドキソルビシン、ダウノマイシン、ブレオマイシンおよびマイトマイシンを包含する抗生物質;カルムスチンおよびロムスチンを包含するニトロソウレア;シスプラチンを包含する無機イオン;インターフェロンを包含する生体反応変性剤;アンギオスタチンおよびエンドスタチン;アスパラギナーゼを包含する酵素;およびタモキシフェンおよびフルタミドを包含するホルモン、それらの同族体、類似体、断片、誘導体、薬物塩並びにそれらの混合物;
(d)抗ウィルス剤、例えば、アマンタジン、リマンタジン、リバビリン、イドクスウリジン、ビダラビン、トリフルリジン、アシクロビル、ガンシクロビル、ジドブジン、ホスホノホルメート、インターフェロン、それらの同族体、類似体、断片、誘導体、薬物塩並びにそれらの混合物;および
(e)抗炎症剤、例えば、イブプロフェン、デキサメタゾンまたはメチルプレドニゾロン。
【0065】
被覆組成物
1つの好ましい態様では、本発明に従って供給される被覆組成物は、
(a)少なくとも1種のポリカーボネートポリオール;
(b)少なくとも1種のポリイソシアネート;
(c)少なくとも1種のジアミンまたはアミノアルコール;および
(d)ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを含んでなるコポリマーとしての少なくとも1種の単官能性ポリオキシアルキレンエーテル
から合成されるポリウレタンウレアを含んでなる。
【0066】
本発明の別の態様では、本発明に従って供給される被覆組成物は、
(a)少なくとも1種のポリカーボネートポリオール;
(b)少なくとも1種のポリイソシアネート;
(c)少なくとも1種のジアミンまたはアミノアルコール;
(d)ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを含んでなるコポリマーとしての少なくとも1種の単官能性ポリオキシアルキレンエーテル;および
(e)少なくとも1種のポリオール
から合成されるポリウレタンウレアを含んでなる。
【0067】
本発明の別の態様では、本発明に従って供給される被覆組成物は、
(a)少なくとも1種のポリカーボネートポリオール;
(b)少なくとも1種のポリイソシアネート;
(c)少なくとも1種のジアミンまたはアミノアルコール;
(d)ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを含んでなるコポリマーとしての少なくとも1種の単官能性ポリオキシアルキレンエーテル;
(e)少なくとも1種のポリオール;および
(f)ポリマー鎖末端に位置する、少なくとも1種のアミン含有モノマーまたはヒドロキシル含有モノマー
から合成されるポリウレタンウレアを含んでなる。
【0068】
本発明によれば、
(a)400g/mol〜6000g/molの平均分子量および1.7〜2.3のヒドロキシル官能価を有する少なくとも1種のポリカーボネートポリオール、またはそのようなポリカーボネートポリオールの混合物;
(b)ポリカーボネートポリオール1molにつき1.0〜3.5molの量の、少なくとも1種の脂肪族、脂環式または芳香族ポリイソシアネートまたはそのようなポリイソシアネートの混合物;
(c)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.1〜1.5molの量の、いわゆる連鎖延長剤としての、少なくとも1種の脂肪族または脂環式ジアミン或いは少なくとも1種のアミノアルコール或いはそのような化合物の混合物;
(d)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.01〜0.5molの量の、500g/mol〜5000g/molの平均分子量を有する少なくとも1種のエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド含有単官能性ポリオキシアルキレンエーテルまたはそのようなポリエーテルの混合物;
(e)必要に応じて、ポリカーボネートポリオール1molにつき0.05〜1molの量の、62g/mol〜500g/molの分子量を有する1種以上の短鎖脂肪族ポリオール;および
(f)必要に応じて、ポリマー鎖末端に位置してキャップするアミン含有単位またはOH含有単位
から合成されるポリウレタンウレアを用いてメディカルデバイスを被覆することが特に好ましい。
【0069】
本発明によれば、
(a)500g/mol〜5000g/molの平均分子量および1.8〜2.2のヒドロキシル官能価を有する少なくとも1種のポリカーボネートポリオール、またはそのようなポリカーボネートポリオールの混合物;
(b)ポリカーボネートポリオール1molにつき1.0〜3.3molの量の、少なくとも1種の脂肪族、脂環式または芳香族ポリイソシアネートまたはそのようなポリイソシアネートの混合物;
(c)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.2〜1.3molの量の、いわゆる連鎖延長剤としての、少なくとも1種の脂肪族または脂環式ジアミン或いは少なくとも1種のアミノアルコール或いはそのような化合物の混合物;
(d)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.02〜0.4molの量の、1000g/mol〜4000g/molの平均分子量を有する少なくとも1種のエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド含有単官能性ポリオキシアルキレンエーテルまたはそのようなポリエーテルの混合物;
(e)必要に応じて、ポリカーボネートポリオール1molにつき0.05〜0.5molの量の、62g/mol〜400g/molの分子量を有する1種以上の短鎖脂肪族ポリオール;および
(f)必要に応じて、ポリマー鎖末端に位置してキャップするアミン含有単位またはOH含有単位
から合成されるポリウレタンウレアを用いてメディカルデバイスを被覆することが更に好ましい。
【0070】
本発明によれば、
(a)600g/mol〜3000g/molの平均分子量および1.9〜2.1のヒドロキシル官能価を有する少なくとも1種のポリカーボネートポリオール、またはそのようなポリカーボネートポリオールの混合物;
(b)ポリカーボネートポリオール1molにつき1.0〜3.0molの量の、少なくとも1種の脂肪族、脂環式または芳香族ポリイソシアネートまたはそのようなポリイソシアネートの混合物;
(c)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.3〜1.2molの量の、いわゆる連鎖延長剤としての、少なくとも1種の脂肪族または脂環式ジアミン或いは少なくとも1種のアミノアルコール或いはそのような化合物の混合物;
(d)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.04〜0.3molの量の、1000g/mol〜3000g/molの平均分子量を有する少なくとも1種のエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド含有単官能性ポリオキシアルキレンエーテルまたはそのようなポリエーテルの混合物(ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドとの混合物が好ましい);および
(e)必要に応じて、ポリカーボネートポリオール1molにつき0.1〜0.5molの量の、62g/mol〜400g/molの分子量を有する1種以上の短鎖脂肪族ポリオール;
から合成されるポリウレタンウレアを用いてカテーテル材料を被覆することが更に好ましい。
【0071】
メディカルデバイス
用語「メディカルデバイス」とは、本発明において広く理解される。(機器も含む)メディカルデバイスの適当な非限定例は、以下である:コンタクトレンズ;カニューレ;カテーテル、例えば、導尿カテーテルまたは尿管カテーテルのような泌尿器カテーテル;中心静脈カテーテル;静脈カテーテル或いは入口カテーテルまたは出口カテーテル;拡張バルーン;血管形成および生検のためのカテーテル;ステント、塞栓症フィルターまたは大静脈フィルターを導入するために使用するカテーテル;バルーンカテーテルまたは他の拡張メディカルデバイス;内視鏡;喉頭鏡;気管内チューブ、レスピレータおよび他の気管吸引デバイスのような気管デバイス;気管支肺胞洗浄カテーテル;冠動脈血管形成術で使用するカテーテル;ガイドロッド、挿入ガイドなど;血管プラグ;ペースメーカー構成要素;人工内耳;栄養補給のための歯科インプラントチューブ、ドレナージ管;およびガイドワイヤー。
【0072】
更に、本発明の被覆溶液は、保護被膜、例えば、手袋、ステントおよび他のインプラント;外部(体外)血液ライン(血液運搬パイプ);膜、例えば透析のための膜;血液フィルター;循環支援のためのデバイス;創傷処置のための処置材料;蓄尿袋および蓄便袋を製造するために使用され得る。医学上の有効成分、例えば、ステントまたはバルーン表面または避妊具のための医学上の有効成分を含んでなるインプラントも包含される。
【0073】
典型的には、メディカルデバイスは、カテーテル、内視鏡、喉頭鏡、気管内チューブ、栄養補給チューブ、ガイドロッド、ステントおよび他のインプラントからなる。
【0074】
被覆される表面基材として適した多くの材料、例えば、金属、布地、セラミックまたはプラスチックがあり、プラスチックの使用が、メディカルデバイスの製造には好ましい。
【0075】
メディカルデバイスを被覆するために上記種類の非イオン的安定化ポリウレタン水溶液を用いることにより、極めて親水性である、従って滑らかで血液適合性である表面を有するメディカルデバイスを製造できることが本発明に従って見出された。上記した被覆組成物を、好ましくは有機溶液として得、メディカルデバイス表面に適用する。
【0076】
本発明において、ポリカーボネートポリオールおよび単官能性ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシドアルコールの混合物から合成された被覆剤が好ましい。
【0077】
被膜の製造
本発明では、メディカルデバイスの被膜を、先により詳細に記載した被覆組成物の溶液から出発して製造することが特に好ましい。
【0078】
上記被覆組成物を分散体から出発して調製するのかまたは溶液から出発して調製するのかによって、得られるメディカルデバイス上被膜が異なることが本発明に従って見出された。
【0079】
メディカルデバイス上の本発明の被膜は、上記被覆組成物の溶液から出発して得られた場合、利点を有する。
【0080】
いかなる理論にも拘束されないが、やはり、水性分散体中のポリウレタンの粒状構造の故にポリマーの被膜形成が不十分になることが、本発明に従って考えられる。該被膜では一般に、例えば原子間力顕微鏡法(AFM)によって、粒状構造をなお見ることができる。溶液からのポリウレタンは、より滑らかな被膜を生じる。その上、有機溶液中でのポリウレタン分子の内部での絡み合いおよびインタールーピングの結果として、乾燥被膜は、より大きい引張強さと、水中貯蔵性に対するより良好な耐性とを示す。
【0081】
従って、本発明の別の態様では、本質的にイオン変性(ionic modification)を有さない少なくとも1種のポリウレタンウレアを含んでなる少なくとも1つの親水性被膜を有するメディカルデバイスであって、該被膜がポリウレタンウレア溶液から出発して製造されるメディカルデバイスを提供する。
【0082】
本発明のメディカルデバイスは、様々な方法によって、親水性ポリウレタン溶液で被覆され得る。この目的に適した被覆技術の例は、ナイフ塗布、印刷、転写式塗布、噴霧、スピンコーティングまたは浸漬を包含する。
【0083】
ポリウレタン有機溶液は、所望の方法で調製できる。しかしながら、以下のような手順が好ましいことが見出された。
【0084】
本発明に従って被覆に使用するポリウレタンウレア溶液を調製するため、好ましくは、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、単官能性ポリエーテルアルコール、および必要に応じてポリオールを、全ヒドロキシル基が消費されるまで、溶融物中でまたは溶液中で互いに反応させる。
【0085】
この場合に用いられる、反応に含まれる個々の成分間の化学量論は、本発明の被膜についての上記割合の結果である。
【0086】
好ましくは60〜110℃、より好ましくは75〜110℃、特に90〜110℃の温度で反応を実施する。反応速度の理由により110℃付近の温度が好ましい。より高い温度にすることも同様に可能であるが、その場合、得られるポリマーに分解過程および変色事例が現れる危険性が、ある場合において、使用した個々の成分に応じて存在する。
【0087】
ヒドロキシル含有成分の全ておよびイソシアネートのプレポリマーの場合、完全反応混合物の粘度が高くなる危険性はあるが、溶融物中での反応が好ましい。この場合、溶媒を添加してもよい。しかしながら、希釈により反応速度が有意に遅くなるので、可能な限り、約50重量%超の溶媒は存在すべきではない。
【0088】
イソシアネートおよびヒドロキシル含有成分の反応の場合、溶融物中で1〜24時間、反応を実施できる。少量の溶媒を添加すると減速されるが、反応時間は同じ期間内である。
【0089】
個々の成分の添加または反応の順序は、先に示した順序と異なってよい。得られる被膜の機械的性質を変えることを意図する場合、このことは特に有利であり得る。例えばヒドロキシル含有成分の全てを同時に反応させるならば、生成物は、ハードセグメントとソフトセグメントとの混合物になる。例えばポリカーボネートポリオール成分の添加後に低分子量ポリオールを添加するならば、所定のブロックが得られ、得られる被膜は異なった特性を有し得る。従って、本発明は、ポリウレタン被膜の個々の成分の添加または反応についていかなる順序にも制限されない。
【0090】
また、更なる溶媒を添加し、そして、必要に応じて溶解した、連鎖延長剤であるジアミンを添加するか、または溶解した連鎖延長剤であるアミノアルコール(成分c)を添加する。
【0091】
溶媒の更なる添加は、例えば反応の開始時に溶媒量を完全に添加した場合に起こり得る、反応の不必要な減速が起こらないよう、好ましくは段階的に実施する。また、反応の開始時に高濃度の溶媒を添加する場合、溶媒の性質によって少なくとも相互に決まる、比較的低い温度に拘束される。これによってもまた、反応は減速する。
【0092】
目的粘度に達した際、なお存在しているNCO基を、単官能性脂肪族アミンによってブロックしてよい。好ましくは、溶媒混合物中に存在するアルコールとの反応によって、残留イソシアネート基をブロックする。
【0093】
本発明のポリウレタンウレア溶液の調製および適用に適した溶媒は、常套の溶媒および溶媒混合物の全て、例えば、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、芳香族溶媒(例えばトルエン)、直鎖および環状の、エステル、エーテル、ケトン、アルコールを包含する。エステルおよびケトンの例は、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトンである。
【0094】
アルコールとトルエンとの混合物が好ましい。トルエンと一緒に使用されるアルコールの例は、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールおよび1−メトキシ−2−プロパノールである。
【0095】
一般的に言えば、反応において使用する溶媒量は、約10〜50重量%の溶液、好ましくは約15〜45重量%の溶液、特に好ましくは約20〜40重量%の溶液を与えるような量である。
【0096】
ポリウレタン溶液の固形分は、一般に5〜60重量%、好ましくは10〜40重量%である。被覆実験において、被膜厚さを変えるために、ポリウレタン溶液をトルエン/アルコール混合物で所望通りに希釈できる。1〜60重量%の濃度の全てが可能であるが、1〜40重量%の範囲が好ましい濃度である。
【0097】
本発明では、所望の被膜厚さを達成でき、その例は数百nm〜数百μmである。しかしながら、本発明では、それより厚くても薄くてもよい。
【0098】
例えば酸化防止剤または顔料のような更なる添加剤を使用することもできる。また、必要に応じて、風合い助剤、染料、艶消し剤、紫外線安定剤、光安定剤、疎水化剤、親水化剤および/または流れ制御剤のような、別の添加剤を使用することも可能である。
【0099】
これらの溶液から出発して、本発明に従って提供される被膜は、上記方法によって製造される。
【0100】
本発明では、金属、布地、セラミックおよびプラスチックのような幅広い種類の基材を被覆できる。金属製またはプラスチック製のメディカルデバイスを被覆することが好ましい。金属の例として、以下を挙げることができる:医療用のステンレス鋼およびニッケルチタン合金。メディカルデバイスを構成し得るものから多くのポリマー材料を考えることができ、その例は、ポリアミド;ポリスチレン;ポリカーボネート;ポリエーテル;ポリエステル;ポリ酢酸ビニル;天然ゴムおよび合成ゴム;スチレンおよび不飽和化合物(例えば、エチレン、ブチレンおよびイソプレン)のブロックコポリマー;ポリエチレン、またはポリエチレンとポリプロピレンとのコポリマー;シリコーン;ポリ塩化ビニル(PVC)およびポリウレタンである。親水性ポリウレタンのメディカルデバイスへの良好な接着のために、該親水性被覆剤を適用する前に、更なる適当な被膜を下塗として適用することもできる。
【0101】
本発明のメディカルデバイスは、様々な方法によって、親水性ポリウレタン分散体で被覆され得る。適当な被覆技術の例は、ナイフ塗布、印刷、転写式塗布、噴霧、スピンコーティングまたは浸漬である。
【0102】
本発明に従って提供される被覆組成物は、滑りを改善する親水性に加えて、高度な血液適合性も特徴とする。結果的に、この被膜での加工は、特に血液との接触においても有利である。従来技術のポリマーと比べて、本発明の材料は、血液との接触において低減された凝血傾向を示す。
【0103】
親水性ポリウレタン被膜を有する本発明のカテーテルの利点を、以下の実施例における比較実験によって説明する。
【実施例】
【0104】
本発明の実施例および比較例に記載した樹脂のNCO含量は、DIN EN ISO 11909に従って滴定によって測定した。
固形分はDIN EN ISO 3251に従って測定した。1gのポリウレタン分散体を、赤外線乾燥機を用いて、恒量に達するまで115℃で乾燥した(15〜20分)。
ポリウレタン分散体の平均粒度は、Malvern Instruments製の高性能粒度測定器(HPPS 3.3)を用いて測定した。
特に記載のない限り、%で記載した量は重量%であり、得られる水性分散体に関する。
本発明の実施例および比較例に記載した樹脂のNCO含量は、DIN EN ISO 11909に従って滴定によって測定した。
固形分はDIN EN ISO 3251に従って測定した。1gのポリウレタン分散体を、赤外線乾燥機を用いて、恒量に達するまで115℃で乾燥した(15〜20分)。
ポリウレタン分散体の平均粒度は、Malvern Instruments製の高性能粒度測定器(HPPS 3.3)を用いて測定した。
特に記載のない限り、%で記載した量は重量%であり、得られる水性分散体に関する。
粘度測定は、Anton Paar GmbH(ドイツ国オストフィルデルン)製Physics MCR 51レオメーターを用いて実施した。
【0105】
使用した物質および略語:
・Desmophen C2200:ポリカーボネートポリオール、OH価56mgKOH/g、数平均分子量2000g/mol(Bayer MaterialScience AG(ドイツ国レーフエルクーゼン))
・Desmophen C1200:ポリカーボネートポリオール、OH価56mgKOH/g、数平均分子量2000g/mol(Bayer MaterialScience AG(ドイツ国レーフエルクーゼン))
・Desmophen XP 2613:ポリカーボネートポリオール、OH価56mgKOH/g、数平均分子量2000g/mol(Bayer MaterialScience AG(ドイツ国レーフエルクーゼン))
・PolyTHF(登録商標)2000:ポリテトラメチレングリコールポリオール、OH価56mgKOH/g、数平均分子量2000g/mol(BASF AG(ドイツ国ルートヴィヒスハーフェン))
・Polyether LB 25:エチレンオキシド/プロピレンオキシドに基づく単官能性ポリエーテル、数平均分子量2250g/mol、OH価25mgKOH/g(Bayer MaterialScience AG(ドイツ国レーフエルクーゼン))
【0106】
実施例1:
この実施例は、本発明のポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。
198.6gのDesmophen C 2200、23.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.4%の一定NCO含量になるまで溶融物中、110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン12.5gの1−メトキシプロパン−2−オール95.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達(上記レオメーターを用いて、採取した試料の粘度を測定することにより試験した)の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で19,600mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.4%濃度溶液927gを得た。
【0107】
実施例2:
この実施例は、本発明のポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。
195.4gのDesmophen C 2200、30.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.3%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン12.7gの1−メトキシプロパン−2−オール94.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で38,600mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.7%濃度溶液930gを得た。
【0108】
実施例3:
この実施例は、本発明のポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。
195.4gのDesmophen XP 2613、30.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.4%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン12.7gの1−メトキシプロパン−2−オール95.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で26,500mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.7%濃度溶液931gを得た。
【0109】
実施例4:
この実施例は、本発明のポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。
198.6gのDesmophen C 2200、23.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.4%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン13.2gの1−メトキシプロパン−2−オール100.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で17,800mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.3%濃度溶液933gを得た。
【0110】
実施例5:
この実施例は、本発明のポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。
195.4gのDesmophen C 2200、30.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.4%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン11.8gの1−メトキシプロパン−2−オール94.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で23,700mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.7%濃度溶液931gを得た。
【0111】
実施例6:
この実施例は、本発明の実施例1に対する比較生成物としてのポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。Desmophen C 2200をPoly THF 2000に置き換える。
194.0gのPoly THF 2000、22.6gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.3%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン12.1gの1−メトキシプロパン−2−オール89.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で15,200mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.2%濃度溶液916gを得た。
【0112】
実施例7:
この実施例は、本発明の実施例2に対する比較生成物としてのポリウレタンウレア溶液の製造方法を記載する。Desmophen C 2200をPoly THF 2000に置き換える。
190.6gのPoly THF 2000、30.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.3%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、350.0gのトルエンおよび200gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン12.1gの1−メトキシプロパン−2−オール89.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で21,000mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの30.5%濃度溶液919gを得た。
【0113】
実施例8:被膜の製造および静的接触角の測定
静的接触角を測定するための被膜を、スピンコーター(RC5 Gyrset 5、Karl Suess(ドイツ国ガルヒング))を用いて、25×75mm寸法のスライドガラス上に製造した。この目的のため、スライドガラスをスピンコーターの試料台に固定し、約2.5〜3gの15%濃度ポリウレタン有機溶液で均一に被覆した。65重量%のトルエンおよび35重量%のイソプロパノールからなる溶媒混合物で、ポリウレタン有機溶液の全てを15重量%のポリマー含量まで希釈した。試料台を1300rpmで20秒間回転することによって均一な被膜を得た。被膜を100℃で1時間、次いで50℃で24時間乾燥した。得られた被覆スライドガラスを直接、接触角測定に付した。
【0114】
得られたスライドガラス上被膜の上で静的接触角を測定した。コンピューター制御注入を備えたDataphysics社製ビデオ接触角測定装置OCA20を用い、10滴のミリポア水を試験片上に置き、その静的濡れ角を測定する。予め帯電防止乾燥機を用いて、(存在するならば)試料表面上の静電荷を除去した。
【0115】
【表1】

【0116】
表1からわかるように、実施例1〜5のポリカーボネート含有被覆剤は、40°以下の静的接触角を有する極めて親水性の被膜をもたらす。一方、Poly THF含有被膜7〜9は、これらの被膜の組成が実施例1および2の組成とPoly THF以外同一であるといった事実にもかかわらず、実質的に極性がより低い。
【0117】
実施例9:
この比較例は、単官能性混合ポリエチレン−ポリプロピレンオキシドアルコールLB 25に代えて、同じモル分率の単官能性純ポリエチレンオキシドアルコールを含有する、ポリウレタンウレアポリマーの合成方法を記載する。該ポリマーは、異なった末端基を含有する以外は実施例1のポリマーと同じである。該アルコールを使用する場合、実施例1〜7に記載したような、トルエンおよびアルコール中での合成は実施できない。従って、純ジメチルホルムアミド(DMF)中で合成を実施する。
【0118】
198.6gのDesmophen C 2200、20.4gのPolyethylene Glycol 2000モノメチルエーテル(供給元:Fluka、商品番号81321)、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.4%の一定NCO含量になるまで溶融物中、110℃で反応させた。生成物を冷却し、550.0gのDMFで希釈した。室温で、イソホロンジアミン10.5gのDMF100g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達(上記レオメーターを用いて、採取した試料の粘度を測定することにより試験した)の後、残留する少量のイソシアネート含有物をブロックするために、1.0gのn−ブチルアミンを添加した。これにより、23℃で22,700mPasの粘度を有する、ジメチルホルムアミド中ポリウレタンウレアの29.8%濃度溶液927gを得た。
【0119】
実施例10:
この実施例は、溶媒としてのDMF中での本発明のポリウレタンウレアポリマーの合成方法を記載する。該ポリマーは、実施例1のポリマーと同じであるが、実施例9のポリマーと物理的性質について比較できるようにするため、DMF中で調製した。
【0120】
198.6gのDesmophen C 2200、23.0gのLB 25、および47.8gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、2.4%の一定NCO含量になるまで溶融物中、110℃で反応させた。生成物を冷却し、550.0gのDMFで希釈した。室温で、イソホロンジアミン10.5gの1−メトキシプロパン−2−オール100g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達(上記レオメーターを用いて、採取した試料の粘度を測定することにより試験した)の後、残留する少量のイソシアネート含有物をブロックするために、0.5gのn−ブチルアミンを添加した。これにより、23℃で16,800mPasの粘度を有する、DMF中ポリウレタンウレアの30.6%濃度溶液930gを得た。
【0121】
実施例11:
実施例8に記載したように、実施例9および10のポリウレタン溶液を用いてガラス上被膜を製造し、それらの静的接触角を測定した。
【0122】
【表2】

【0123】
単官能性混合(ポリエチレンオキシド/ポリプロピレンオキシド)ポリエーテルアルコールを用いて製造した実施例10の被膜は、純ポリエチレンオキシド単位を含有する実施例9の被膜(55°)より有意に小さい静的接触角(36°)を示す。
【0124】
実施例12:
この実施例は、本発明の有機溶液中でのポリウレタンの合成方法を記載する。水性分散体中で対応して調製した実施例13のポリウレタンと、この生成物を比較した(実施例14参照)。
【0125】
277.2gのDesmophen C 2200、33.1gのLB 25、6.7gのネオペンチルグリコール、71.3gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)、および11.9gのイソホロンジイソシアネートを、2.4%の一定NCO含量になるまで110℃で反応させた。生成物を冷却し、500.0gのトルエンおよび350.0gのイソプロパノールで希釈した。室温で、イソホロンジアミン6.2gの1−メトキシプロパン−2−オール186.0g溶液を添加した。分子量増加の終点および所望の粘度範囲への到達の後、残留イソシアネート含有物をイソプロパノールでブロックするために、バッチを更に4時間撹拌した。これにより、23℃で17,500mPasの粘度を有する、トルエン/イソプロパノール/1−メトキシプロパン−2−オール中ポリウレタンウレアの28.6%濃度溶液1442gを得た。
【0126】
実施例13:
この実施例は、水性分散体中での実施例12のポリウレタンの合成方法を記載する。このポリマーは、実施例12に記載されているポリマーと同じポリマーからなる。これら2つのポリマーを実施例14で互いに比較する。
【0127】
277.2gのDesmophen C 2200、33.1gのLB 25、および6.7gのネオペンチルグリコールを65℃で導入し、5分間の撹拌によって均質化した。65℃で、この混合物に、まず71.3gの4,4’−ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(H12MDI)を、次いで11.9gのイソホロンジイソシアネートを、1分間にわたって添加した。2.4%の一定NCO値に達するまで、この混合物を110℃で加熱した。完成したプレポリマーを711gのアセトンに50℃で溶解し、次いで、40℃で、エチレンジアミン4.8gの水16g溶液を10分間にわたって計量添加した。続く撹拌時間は5分間であった。次いで、590gの水を添加することにより、15分間にわたって生成物を分散させた。その後、減圧下で蒸留することにより、溶媒を除去した。これにより、40.7%の固形分および136nmの平均粒度を有する貯蔵安定なポリウレタン分散体を得た。この分散体のpHは6.7であった。
【0128】
実施例14:
実施例12および13の2つの被覆剤を、200μmドクターブレードを用いて剥離紙に適用した。実施例12の被覆剤は未希釈状態で適用した。被膜形成前、水性分散体を2重量%の増粘剤(Borchi Gel A LA, Borchers(ドイツ国ランゲンフェルト))と混合し、RTで30分間撹拌することによって均質化した。湿潤被膜を100℃で15分間乾燥した。
測定したパラメーターは、被膜の乾燥状態でのおよび水への24時間暴露後の、引張強さおよび破断伸びである。これらは、DIN 53504に従って調べた。
【0129】
【表3】

【0130】
表の結果から、ポリウレタンを溶液として調製したのかまたは水性分散体として調製したのかとは無関係に、実験精度の範囲内で、乾燥被膜の破断応力が両ポリウレタンに対応することがわかる。しかしながら、有機溶液から製造した実施例12の被膜は、より高い弾性を有する(水性分散体からのポリマーについての550%と比べて700%の破断伸び)。更に、水性分散体から製造した被膜の破断応力および破断伸びが有意に低下したのに対して、有機溶液から製造した被膜についての破断応力および破断伸びは、測定精度の範囲内で変わらない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリウレタンウレアが、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを含んでなるコポリマー単位で終端していることを特徴とする、少なくとも1種のポリウレタンウレアを含んでなる少なくとも1つの被膜を有するメディカルデバイス。
【請求項2】
ポリウレタンウレアが、少なくとも1種のヒドロキシル含有ポリカーボネートに由来する単位を含んでなることを特徴とする、請求項1に記載のメディカルデバイス。
【請求項3】
ポリウレタンウレアが、少なくとも1種の脂肪族、脂環式または芳香族イソシアネートに由来する単位を含んでなることを特徴とする、請求項1または2に記載のメディカルデバイス。
【請求項4】
ポリウレタンウレアが、少なくとも1種のジアミンまたはアミンアルコールに由来する単位を含んでなることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のメディカルデバイス。
【請求項5】
被膜が、
(a)400g/mol〜6000g/molの平均分子量および1.7〜2.3のヒドロキシル官能価を有する少なくとも1種のポリカーボネートポリオール、またはそのようなポリカーボネートポリオールの混合物;
(b)ポリカーボネートポリオール1molにつき1.0〜3.5molの量の、少なくとも1種の脂肪族、脂環式または芳香族ポリイソシアネートまたはそのようなポリイソシアネートの混合物;
(c)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.1〜1.5molの量の、いわゆる連鎖延長剤としての、少なくとも1種の脂肪族または脂環式ジアミン或いは少なくとも1種のアミノアルコール或いはそのような化合物の混合物;
(d)ポリカーボネートポリオール1molにつき0.01〜0.5molの量の、500g/mol〜5000g/molの平均分子量を有する少なくとも1種のエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド含有単官能性混合ポリオキシアルキレンエーテルまたはそのようなポリエーテルの混合物;
(e)必要に応じて、ポリカーボネートポリオール1molにつき0.05〜1.0molの量の、62g/mol〜500g/molの分子量を有する1種以上の短鎖脂肪族ポリオール;および
(f)必要に応じて、ポリマー鎖末端に位置してキャップするアミン含有単位またはOH含有単位
から合成されたポリウレタンウレア
を含んでなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のメティカルデバイス。
【請求項6】
被膜が、請求項1〜5のいずれかに記載の少なくとも1種のポリウレタンウレアを含んでなる溶液から出発して得られる、少なくとも1つの被膜を有するメティカルデバイスの製造方法。
【請求項7】
ナイフ塗布、印刷、転写式塗布、噴霧、スピンコーティングまたは浸漬によって、ポリウレタンウレア溶液から出発して、被膜をメティカルデバイスに適用することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
(a)ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、単官能性ポリオキシアルキルエーテル、および必要に応じてポリオールを、全ヒドロキシル基が消費されるまで、溶融物中でまたは溶媒の存在下に溶液中で互いに反応させ;
(b)更なる溶媒を添加し、そして、必要に応じて溶解して、ジアミンを添加するか、または必要に応じて溶解して、アミノアルコールを添加し;および
(c)必要に応じて、目的粘度に達した後に、残留NCO基を単官能性脂肪族アミンによりブロックして、
ポリウレタンウレア溶液を製造することを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
【請求項9】
溶媒が、N−エチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、芳香族溶媒、直鎖および環状の、エステル、エーテル、ケトン、アルコール、並びにそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
ポリウレタンウレア溶液の固形分が5〜60重量%であることを特徴とする、請求項8または9に記載の方法。
【請求項11】
請求項6〜10のいずれかに記載の方法に従って得られるメディカルデバイス。
【請求項12】
コンタクトレンズ;カニューレ;カテーテル、特に、導尿カテーテルまたは尿管カテーテルのような泌尿器カテーテル;中心静脈カテーテル;静脈カテーテル或いは入口カテーテルまたは出口カテーテル;拡張バルーン;血管形成および生検のためのカテーテル;ステント、塞栓症フィルターまたは大静脈フィルターを導入するために使用するカテーテル;バルーンカテーテルまたは他の拡張メディカルデバイス;内視鏡;喉頭鏡;気管内チューブ、レスピレータおよび他の気管吸引デバイスのような気管デバイス;気管支肺胞洗浄カテーテル;冠動脈血管形成術で使用するカテーテル;ガイドロッドおよび挿入ガイド;血管プラグ;ペースメーカー構成要素;人工内耳;栄養補給のための歯科インプラントチューブ;ドレナージ管;ガイドワイヤー;手袋;ステントおよび他のインプラント;体外血液ライン;膜、例えば透析のための膜;血液フィルター;循環支援のためのデバイス;創傷処置のための処置材料;蓄尿袋;蓄便袋;ステントまたはバルーン表面または避妊具のための医学上の有効成分のような医学上の有効成分を含んでなるインプラント;内視鏡、喉頭鏡および栄養補給チューブとしての、請求項1〜5または11のいずれかに記載のメディカルデバイス。
【請求項13】
放射性ステント、薬剤被覆ステント、生体吸収性ステントまたは治療ステントとしての、請求項12に記載のメディカルデバイス。

【公表番号】特表2011−517414(P2011−517414A)
【公表日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−500097(P2011−500097)
【出願日】平成21年3月16日(2009.3.16)
【国際出願番号】PCT/EP2009/001900
【国際公開番号】WO2009/115265
【国際公開日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【出願人】(504037346)バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Bayer MaterialScience AG
【Fターム(参考)】