特開 2024-82538 医療器具の表面処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082538

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】医療器具の表面処理方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 29/08 20060101AFI20240613BHJP

   A61L 29/06 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

A61L29/08 100

A61L29/06

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022196459

(22)【出願日】2022-12-08

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-05-08

(71)【出願人】

【識別番号】502265817

【氏名又は名称】株式会社カテラ

(74)【代理人】

【識別番号】100147599

【弁理士】

【氏名又は名称】丹羽 匡孝

(74)【代理人】

【識別番号】100098589

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 善章

(72)【発明者】

【氏名】岡田 浩孝

【テーマコード（参考）】

4C081

【Ｆターム（参考）】

4C081AC08

4C081BB01

4C081BB05

4C081BC02

4C081CA082

4C081CA271

4C081CB051

4C081CC07

4C081DA03

4C081DC03

4C081EA05

(57)【要約】

【課題】医療器具を構成するシリコーンゴムの表面滑り性を向上させる。
【解決手段】シリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブ２とバルーン３を備えたバルーンカテーテル１において、カテーテルチューブ及びバルーンのシリコーンゴム表面を濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に所定の時間浸漬し、その後該シリコーンゴム表面を所定の時間ＵＶ照射することによって、該シリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成する表面修飾を行う。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具において、前記構成要素のシリコーンゴム表面を濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に所定の時間浸漬し、その後前記シリコーンゴム表面に紫外線（ＵＶ）を所定の時間照射して、該シリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成する表面修飾を行う過程を含む、医療器具の表面処理方法。

【請求項2】

前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬する前記所定の時間が３時間である、請求項１に記載の医療器具の表面処理方法。

【請求項3】

前記シリコーンゴム表面を浸漬した前記ＰＥＧＭＡ水溶液を窒素ガスでバブリングし、シリコーンゴムとＰＥＧＭＡ水溶液とを含む反応系から酸素を除去する過程をさらに含む、請求項１に記載の医療器具の表面処理方法。

【請求項4】

前記医療器具が、シリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブを備えるカテーテルであり、前記カテーテルチューブのシリコーンゴム表面に前記表面修飾を行う、請求項１乃至３のいずれかに記載の医療器具の表面処理方法。

【請求項5】

シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具であって、前記構成要素のシリコーンゴム表面が請求項１乃至３のいずれかに記載の過程によって表面修飾されている、医療器具。

【請求項6】

前記医療器具が、前記構成要素としてシリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブを備えたカテーテルである、請求項５に記載の医療器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医療器具に関するものであり、特に医療分野において人や動物の体内に挿入されるカテーテル等の医療器具とその表面処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から医療分野では、カテーテルが、人体や動物の血管や尿管、消化管、気管等の生体管腔内に体外から挿通される医療器具の１つとして広く使用されている。一般に、カテーテルには、医療器具として体内での使用に適した生体安全性、生体適合性に加えて、血管等の内面や組織を傷つけることなく管腔内でのスムーズかつ安全な移動に適した器具表面の滑り性が要求される。

【0003】

カテーテルを構成する材料としては、例えば様々な合成樹脂エラストマーや、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム等の合成ゴム、ラテックスゴム等の天然ゴム等、柔軟性を有するゴム材料が採用されている。ラテックスゴムは、それに含まれる蛋白質がアレルゲンとなって、ラテックスアレルギーと呼ばれる即時型アレルギ一反応を起こさせるという問題がある（例えば、特許文献１を参照）。これに対し、シリコーンゴムは、生体組織に対する刺激が少なく生理的にも安定し、体内への挿嵌、留置に適した柔軟性を有するという利点がある。

【0004】

ところが、シリコーンゴムには、表面の摩擦係数が高く、撥水性を有するために滑り性を得にくいという問題がある。そこで、シリコーンゴムに相溶性の低いオイルを添加することにより、摩擦係数を低下させる方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。また、シリコーンゴムからなるカテーテルチューブの表面に、水溶性高分子及び架橋ポリウレタン網状体の皮膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第７０１１３５４号公報

【特許文献2】特開２０１８－６５８８９号公報

【特許文献3】特開２０２１－１８３０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２記載のようにシリコーンゴムに添加したオイル成分は、使用中または保管中にシリコーンゴム表面から滲み出す虞があるので、医療器具に使用することは好ましくない場合があり得る。

【0007】

そこで、本発明は、従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えばカテーテル等の医療器具を構成するシリコーンゴムの表面滑り性を向上させる新規で改良された医療器具の表面処理方法、それによって表面滑り性を向上させたシリコーンゴムからなる医療器具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の医療器具の表面処理方法は、シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具において、前記構成要素のシリコーンゴム表面を濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に所定の時間浸漬し、その後前記シリコーンゴム表面に紫外線（ＵＶ）を所定の時間照射して、該シリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成する表面修飾を行う過程を含む、ことを特徴とする。

【0009】

或る実施形態において、前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬する前記所定の時間は３時間である。

【0010】

別の実施形態では、前記シリコーンゴム表面を浸漬した前記ＰＥＧＭＡ水溶液を窒素ガスでバブリングし、シリコーンゴムとＰＥＧＭＡ水溶液とを含む反応系から酸素を除去する過程をさらに含んでいる。

【0011】

或る実施形態において、前記医療器具は、シリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブを備えたカテーテルであり、前記カテーテルチューブのシリコーンゴム表面に前記表面修飾を行う。

【0012】

本発明の別の側面によれば、シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具であって、前記構成要素のシリコーンゴム表面が、上述した本発明の医療器具の表面処理方法の前記過程によって表面修飾されている、ことを特徴とする医療器具が提供される。

【0013】

或る実施形態において、前記医療器具は、前記構成要素としてシリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブを備えたカテーテルである。

【発明の効果】

【0014】

本発明の表面処理方法は、医療器具の構成要素のシリコーンゴム表面を十分な厚さのPoly－ＰＥＧＭＡ層で表面修飾することによって、その表面滑り性を有意に向上させることができる。
更に本発明によれば、表面滑り性を向上させたシリコーンゴムの構成要素からなる医療器具が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（ａ）は、本発明を適用したカテーテルの典型例を示す概略図、（ｂ）はその部分拡大断面図である。

【図2】本発明によるカテーテルの製造工程を示すフロー図である。

【図3】（ａ）は、本発明の表面処理方法によってシリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層が形成される反応スキームを示す模式図、（ｂ）はシリコーンゴム表面に形成されるＰＥＧＭＡの構造式である。

【図4】（ａ），（ｂ）は、濃度１０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル１の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図5】（ａ），（ｂ）は、濃度１０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル３の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図6】（ａ），（ｂ）は、それぞれ濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル４の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル５の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図8】（ａ），（ｂ）は、濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル６の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図9】（ａ），（ｂ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル１の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図10】（ａ），（ｂ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル２の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図11】（ａ），（ｂ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル３の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図12】（ａ），（ｂ）は、サンプル５について行ったＥＤＳ分析の結果を示す表示画面である。

【図13】（ａ），（ｂ）は、比較サンプル２について行ったＥＤＳ分析の結果を示す表示画面である。

【図14】（ａ）～（ｃ）は、本発明の方法により１０％ＰＥＧＭＡ水溶液を使用し、紫外線照射によるオゾン処理時間を３時間に設定して表面処理したサンプル３の表面の摩擦係数をＮ＝３回測定した試験結果を示す線図である。

【図15】（ａ）～（ｃ）は、本発明の方法により３０％ＰＥＧＭＡ水溶液を使用し、紫外線照射によるオゾン処理時間を３時間に設定して表面処理したサンプル６の表面の摩擦係数を測定した試験結果を示す線図である。

【図16】（ａ）～（ｃ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル３の表面の摩擦係数を測定した試験結果を示す線図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明について、添付図面を参照しつつ、その好適な実施形態を用いて詳細に説明する。尚、添付図面において、本明細書全体を通して同一又は類似の構成要素には、同様の参照符号を付して表すこととする。

【0017】

図１は、本発明を適用した医療器具の典型的な実施形態として、バルーンカテーテル１を示している。本実施形態のバルーンカテーテル１は、例えば患者の血管等の生体管腔に生じた狭窄部を押し広げて治療するのに適している。ここで、患者とは、医療の治療を受ける対象となる人及び動物の双方が含まれる。

【0018】

図１に示すように、バルーンカテーテル１はオーバーザワイヤー型で、可撓性を有する細長いカテーテルチューブ２と、その先端付近に設けられたバルーン３と、基端側のハブ４とを備える。尚、本明細書において、バルーンカテーテル１の先端側とは、生体管腔内に挿入される側を、基端側は、体外に置かれて施術者が手許で操作する側をいうものとする。

【0019】

カテーテルチューブ２は、外側チューブ２１の内部に内側チューブ２２を同心状に配置した二重管構造を有する。外側チューブ２１と内側チューブ２２との間には、バルーン３を拡張させる加圧流体を流通させるための拡張ルーメン５が形成されている。内側チューブ２２の内側は、その全長に亘ってガイドワイヤー（図示せず）を挿通するためのガイドワイヤールーメン６を画定している。

【0020】

バルーン３は、その基端部３ａが、外側チューブ２１の先端部２１ａに気密かつ液密に一体に結合され、先端部３ｂが、外側チューブ２１の先端よりも先端側に延出する前記内側チューブの先端付近の外周面に気密かつ液密に一体に結合されている。これにより、バルーン３の内部空間３ｃは、前記加圧流体を導入可能に拡張ルーメン５に連通している。

【0021】

カテーテルチューブ２の先端には、先端部材７が、内側チューブ２２の先端を覆うように該先端と気密かつ液密に一体に設けられている。先端部材７は、好ましくは先細に湾曲させた外形を有し、それによりカテーテルチューブ２の挿入時及び移動時に生体組織を損傷しないようにしている。先端部材７の先端中央には、前記ガイドワイヤールーメンと同心に連通して前記ガイドワイヤーを挿通するための貫通孔（図示せず）が開口している。更に、前記内側チューブには、その外周面のバルーン３に対応する軸線方向の位置に、造影用のマーカー部材８が固定されている。

【0022】

ハブ４は、カテーテルチューブ２と同心状に延在する中央の分岐チューブ４１と、一方の側方に斜めに延在する主サイドチューブ４２と、分岐チューブ４１を挟んで反対側の側方に斜めに延在する補助サイドチューブ４３とに分岐されている。分岐チューブ４１は、前記内側チューブのガイドワイヤールーメンと同心に連通する貫通路を有し、該貫通路には従来公知の自己封止弁が設けられて、ガイドワイヤーの貫通を許容しつつ、ガイドワイヤーが引き抜かれると自己封止するように構成することができる。

【0023】

主サイドチューブ４２は、前記拡張ルーメンに連通する灌流通路を内部に有し、使用時には、その基端開口４２ａに接続される外部の灌流ライン（図示せず）から前記加圧流体が供給される。補助サイドチューブ４３は、同様に前記拡張ルーメンに連通する補助通路を内部に有するが、その基端開口４３ａは、通常キャップ部材４３ｂを緊締することによって気密かつ液密に閉止されている。前記拡張ルーメンに供給されてバルーン３を拡張させる前記加圧流体の灌流圧をモニターする場合には、キャップ部材４３ｂを取り外して、前記補助通路の基端開口に流体圧力測定ラインを接続する。

【0024】

バルーンカテーテル１は、マーカー部材８を除く略全体がシリコーンゴムで構成されている。具体的には、カテーテルチューブ２を構成する外側チューブ２１と内側チューブ２２、バルーン３、ハブ４、及び先端部材７がシリコーンゴムで形成されている。これらシリコーンゴムからなる部品同士の接続部分は、例えば融着または接着によって気密かつ液密に固定されている。マーカー部材８は、使用時にＸ線透視下での視認性に優れた、例えば白金、金、銀、イリジウム、チタン、タングステン等の金属やこれらの合金のプレート材料で構成されている。

【0025】

バルーンカテーテル１の外側に露出する面には、後述する本発明の方法による表面滑り性を向上させる表面処理が施されている。好ましくは、使用時に生体管腔内に挿入される部分、即ち外側チューブ２１、バルーン３及び先端部材７の外表面２１ｓ，３ｓ，７ｓに前記表面処理が施される。これら外表面の表面滑り性を向上させたバルーンカテーテル１は、生体管腔内にその内面や組織を傷つけることなくスムーズに挿通、移動させることができる。

【0026】

別の実施形態では、カテーテルチューブ２の内側チューブ２２の外表面２２ｓにも、本発明の前記表面処理が施されている。一般にシリコーンゴムは、自己密着性を有するという特徴がある。そのため、カテーテルチューブ２を組み立てる際、前記表面処理がされていない内側チューブ２２は、その外周面が外側チューブ２１の内周面２１ｉに接触すると互いに吸着したり引っ掛かったりし易く、その結果外側チューブ２１内へのスムーズな挿入、位置決めを妨げる虞がある。このように予め内側チューブ外表面２２ｓの表面滑り性を高めることによって、内側チューブ２の外側チューブ２１へのスムーズかつ容易な組付けを確保することができる。

【0027】

更にシリコーンゴムは、表面が傷付くと強度が著しく低下する、という特徴がある。そのため、バルーン３の内面が隣接する内側チューブ２２の、前記表面処理がされていない外表面２２ｓに接触すると、互いに吸着してバルーン３の正常な膨張を妨げる虞がある。また、内側チューブ２２の外表面２２ｓに吸着したバルーン３の内面３ｉは、剥がれる際に傷付いて強度にばらつきが生じ、片膨れを起こさせる虞がある。予め前記表面処理により内側チューブ外表面２２ｓの表面滑り性を高めることによって、バルーン内面３ｉの内側チューブ外表面２２ｓへの吸着を防止し、バルーン３の正常な膨張を確保することができる。

【0028】

次に、図１のバルーンカテーテル１を被処理材として、その外表面に本発明の表面処理を施して表面滑り性を向上させる方法について、詳細に説明する。図２は、本発明による表面処理方法の好適な実施形態を工程順に示すフロー図である。本実施形態では、上述したように、バルーンカテーテル１は、使用時にハブ４が患者の体外に保持されるので、それ以外即ちそれより先端側の部分の外表面を被処理面として処理する。

【0029】

最初に、被処理材（バルーンカテーテル１）の外表面を湿式の超音波洗浄で清浄化する（ステップSt１）。本実施形態において、この超音波洗浄は、前記被処理材をメタノールに浸漬して所定の時間（例えば、約１０分間）超音波処理する脱脂処理と、その後引き続いて前記被処理材を蒸留水に浸漬して所定の時間（例えば、約１０分間）超音波処理する仕上げ洗浄の２段階で行う。このステップSt１の段階では、超音波洗浄の対象はバルーンカテーテル１全体とし、ハブ４を除外しなくて良い。

【0030】

更に、前記被処理材にオゾン（Ｏ_３）による乾式洗浄を行う（ステップSt２）。本実施形態では、市販の適当な紫外線（ＵＶ）オゾン洗浄装置を使用する。前記ＵＶオゾン洗浄装置内に前記被処理材を配置した後、適当な濃度の酸素（Ｏ_２）ガスを導入し、所定波長のＵＶ線を照射することによって前記装置内にＯ_３雰囲気を生成する。前記被処理材はそのまま前記装置内に静置し、その被処理面を前記Ｏ_３雰囲気に所定の時間曝露する。これによって、ステップSt１の超音波洗浄で除去しきれなかった汚染物質を、前記被処理面から完全に除去すると共に、この後で行う表面修飾処理に適した前処理を、前記被処理面に施す。

【0031】

前記ＵＶオゾン洗浄装置内に導入する前記Ｏ_２ガスの濃度は、ＵＶ線の照射によって生成する前記Ｏ_３雰囲気のＯ_３濃度に応じて決定する。また、前記被処理面を前記Ｏ_３雰囲気に曝露する前記所定の時間は、前記Ｏ_３雰囲気の所望のＯ_３濃度に応じて、前記被処理面から汚染物質を完全に除去し、かつ前記表面修飾処理に必要な前記前処理を施すのに十分な時間を設定する。本願発明者の試験結果によれば、前記Ｏ_２ガスの濃度は、例えば０．０２ＭＰａに設定することができる。この場合、前記Ｏ_３雰囲気に曝露する前記所定の時間は、３０～６０分が好ましく、６０分がより好ましいことが分かった。

【0032】

次に、このように洗浄しかつ前処理した前記被処理材を重合反応装置へ移動し、光重合反応処理を実行する。前記重合反応装置は、ポリエチレングリコールモノメタクリレート（ＰＥＧＭＡ）水溶液を貯留する反応容器と、市販の高圧水銀ランプなどのＵＶ光源により発生したＵＶ線を照射するＵＶ照射器とから構成される。

【0033】

この光重合反応処理は、前記被処理面に本発明の前記表面修飾を施して、良好な表面滑り性を付与する。この段階で、ハブ４は、適当にマスキングするなどして、本発明による表面処理の対象から除外することが好ましい。それによってハブ４の外表面は、元々シリコーンゴムが有する高い摩擦係数や撥水性が維持されるので、使用時にバルーンカテーテル１を操作する上で有利である。

【0034】

前記光重合反応処理では、先ず、前記反応容器に貯留した所定濃度のＰＥＧＭＡ水溶液に、前記被処理材を完全に浸漬する（ステップSt３）。前記反応容器には、前記被処理材（バルーンカテーテル１）を収容し得る十分な寸法、容積及び形態のものが選択される。別の実施形態では、前記被処理材を部分的に、即ち本発明による表面処理を施したい部分だけを前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬することができる。

【0035】

このように前記被処理材を浸漬した前記反応容器のＰＥＧＭＡ水溶液に、窒素（Ｎ_２）ガスをバブリングする。これによって、前記反応容器内で前記被処理材のシリコーンゴムとＰＥＧＭＡ水溶液とを含む反応系から酸素を取り除き、最終的にＮ_２ガスで満たした気密系とする。その結果、前記被処理材は、酸素を完全に除去した状態で、前記所定濃度のＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬処理される。

【0036】

次に、前記ＵＶ照射器をオンして前記ＵＶ光源を点灯させ、室温で前記反応容器内の前記被処理材の外表面にＵＶ線を所定の時間照射する（ステップSt４）。上述した別の実施形態において前記被処理材の部分的に表面処理したい場合には、前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬処理した前記被処理材の部分だけにＵＶ線を照射することができる。

【0037】

これによって、前記外表面即ち被処理面は、シリコーンゴム表面に化学的に結合したPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成して表面修飾される。ステップSt４でＵＶ線を照射する所定の時間は、前記ＰＥＧＭＡ水溶液のＰＥＧＭＡ濃度に応じて、前記表面修飾によって前記被処理面に所望の表面滑り性が付与されるように設定する。

【0038】

本願発明者の試験結果によれば、ステップSt４の前記所定の時間は、例えばＰＥＧＭＡ濃度が１０～３０％の場合、３時間に設定する。これにより、前記被処理材の表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を十分な厚さに形成して修飾し、その結果所望の表面滑り性を付与することができる。

【0039】

図３（ａ）は、図２に関連して上述した本実施形態の表面処理方法によって、生のシリコーンゴムからなる基材１００の表面にPoly－ＰＥＧＭＡ膜１０１がポリマーブラシ状に形成される反応スキームを模式的に示している。シリコーンゴム基材１００表面に形成されるＰＥＧＭＡは、図３（ｂ）の構造式で示される。

【0040】

図３（ａ）の左半分に示すように、シリコーンゴム基材１００の表面には、ステップSt２におけるＯ_３の加水分解によって、該基材中のシリコーンに単結合した酸素原子に単結合したヒドロキシ基１０２と、互いに単結合した２つの酸素原子が立体配座の形態で存在する酸素基１０３とが付与される。このように導入されたヒドロキシ基１０２と酸素基１０３とによって、シリコーンゴム基材１００表面は官能化される。この官能化の程度は、ステップSt２でシリコーンゴム基材１００表面に暴露されるＯ_３雰囲気のＯ_３濃度及びその曝露時間を設定することによって決定される。

【0041】

図３（ａ）の右半分は、このように表面を官能化した状態のシリコーンゴム基材１００を、ステップSt３に従って所定濃度のＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬し、その後ステップSt４に従ってＵＶ線を所定の時間照射した結果を示している。前記ＰＥＧＭＡ水溶液に含有されるＰＥＧＭＡモノマーは、図３（ｂ）に示すように反応性基を有するので、シリコーンゴム基材１００表面のヒドロキシ基１０２（-ＯＨ^－）及び酸素基１０３（-Ｏ^２－）と反応して共有結合を形成する。

【0042】

ステップSt２のＯ_３処理条件（Ｏ_３濃度、曝露時間、環境温度等）を適当に設定することによって、上述したＰＥＧＭＡによる化学修飾のために利用可能な反応性基の密度を高めることができる。反応性基の密度が高くなるほど、該反応性基と共有結合するＰＥＧＭＡ鎖は、シリコーンゴム基材１００表面から遠く離れる向きに伸長して、ポリマーブラシ構造（Ｐ(ＰＥＧＭＡ)ｂｒｕｓｈｅｓ１０１）を形成する。ステップSt３及びSt４のＰＥＧＭＡ及びＵＶ処理条件（ＰＥＧＭＡ濃度、浸漬時間、ＵＶ強度、ＵＶ照射時間、環境温度等）を適当に設定することによって、シリコーンゴム基材１００表面にＰＥＧＭＡ膜を所望の厚さに成長させることができる。

【0043】

本実施形態では、上述したように、濃度０．０２ＭＰａのＯ_２ガスをＵＶ照射して生成されるＯ_３雰囲気にシリコーンゴム基材１００を３０～６０分暴露し（ステップSt２）、濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に３時間浸漬しかつＵＶ照射する（ステップSt３及びSt４）。これにより、化学的にグラフト化されたＰＥＧＭＡ膜１０１（Poly－ＰＥＧＭＡブラシ）を所望の表面滑り性を発揮し得る厚さに成長させたシリコーンゴム基材１１０（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ－ｇ－Ｐ(ＰＥＧＭＡ)）が得られる。

【0044】

本発明の方法によるシリコーンゴムの表面処理を評価するために、次のサンプル１～６と、比較のための比較サンプル１～３とを準備した。サンプル１，４は、図１のバルーンカテーテル１のバルーン３から１ｃｍ程度の長さに切り出し、サンプル２，５は、カテーテルチューブ２から８ｍｍ程度の長さに切り出した。サンプル３，６は、厚さ１ｍｍシリコーンゴムプレート（大阪府大阪市西区所在のアズワン社製）から３００ｍｍ角に切り出したものを用いた。サンプル１～３は、図２に関連して説明した本発明の表面処理方法において、そのステップ３（St３）で濃度１０％のＰＥＧＭＡ水溶液を使用し、サンプル３～６は、濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液を使用した。比較サンプル１～３は、それぞれ本発明の表面処理を施していないバルーンカテーテル１のバルーン３、カテーテルチューブ２と前記シリコーンゴムプレートから、それぞれサンプル１～６と同じ寸法に切り出したものを使用した。

【0045】

前記各サンプル及び比較サンプルの評価は、次の４つの方法で行った。
評価方法１：目視による観察
評価方法２：走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像（倍率×１０００，×１００００）
評価方法３：指触感
評価方法４：エネルギー分散形Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析
評価方法５：摩擦試験
これら評価方法による前記サンプルの評価結果を以下に説明する。

【0046】

［評価方法１］
表面処理したサンプル１～６の表面外観を目視により観察し、比較サンプル１～３の表面外観と比較して評価し、次の結果を得た。

【0047】

（サンプル１）
比較サンプル１と対比しても、Poly－ＰＥＧＭＡ膜の形成を判別できなかった。
（サンプル２）
比較サンプル２と対比しても、Poly－ＰＥＧＭＡ膜の形成を判別できなかった。
（サンプル３）
比較サンプル３と対比して、透明性の低下は観察されたが、Poly－ＰＥＧＭＡ膜の形成を判別できなかった。
（サンプル４）
比較サンプル１と対比して、白っぽくなった表面が観察された。これから、Poly－ＰＥＧＭＡ膜の堆積が示唆される。
（サンプル５）
比較サンプル２と対比して、白っぽくなった表面が観察された。これから、Poly－ＰＥＧＭＡ膜の堆積が示唆される。
（サンプル６）
比較サンプル３と対比して、顕著な透明性の低下が観察された。これから、Poly－ＰＥＧＭＡ膜の堆積が示唆される。

【0048】

［評価方法２］
表面処理した前記サンプルの表面を走査電子顕微鏡で倍率×１０００，×１００００で撮像し、そのＳＥＭ画像を前記比較サンプルのＳＥＭ画像と比較して評価した。図４乃至図８において、（ａ），（ｂ）図は、それぞれ各サンプル表面の倍率×１０００，倍率×１００００のＳＥＭ画像である。図９乃至図１１において、（ａ），（ｂ）図は、それぞれ各比較サンプル表面の倍率×１０００，倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【0049】

（サンプル１）
図４を図９と対比しても、明確に判別し得るμｍ単位の厚さの膜層形成は確認できなかった。
（サンプル３）
図５を図１１と対比しても、明確に判別し得るμｍ単位の厚さの膜層形成は確認できなかった。
（サンプル４）
図６を図９と対比しても、明確に判別し得るμｍ単位の厚さの膜層形成は確認できなかった。
（サンプル５）
図７を図１０と対比しても、明確に判別し得るμｍ単位の厚さの膜層形成は確認できなかった。
（サンプル６）
図８を図１１と対比すると、厚さ１５μｍ近いPoly－ＰＥＧＭＡ膜の形成を明確に確認できた。

【0050】

［評価方法３］
表面処理した前記サンプル及び比較サンプルの表面を僅かな水で濡らし、手の指で滑らせるように触って触感を得た。

【0051】

（サンプル３）
比較サンプル３と対比して、表面滑り性が少し向上していた。更に、サンプル３の表面を水で濡らしたとき、表面張力の低下が観察された。
（サンプル４）
比較サンプル１と対比して、明らかに異なる触感、表面滑り性が感じられた。これは、少なくとも薄いPoly－ＰＥＧＭＡ膜の形成を示唆している。
（サンプル５）
比較サンプル２と対比して、明らかに異なる触感、表面滑り性が感じられた。これは、同様に少なくとも薄いPoly－ＰＥＧＭＡ膜の形成を示唆している。
（サンプル６）
比較サンプル３と対比して、明らかな表面滑り性の向上が感じられた。更に、サンプル６の表面を水で濡らしたとき、該表面による水の吸収が観察された。

【0052】

［評価方法４］
上記評価方法２で得たＳＥＭ画像を用いて、サンプル５とそれに対応する比較サンプル２について、エネルギー分散形Ｘ線分光法（ＥＤＳ）による分析を行った。ＥＤＳ分析を行う領域として、図７（ｂ）及び図１０（ｂ）中の、それぞれ表面を四角で囲った表面領域Ｒｓ７，Ｒｓ１０と、表面から僅か下側の四角で囲った断面領域Ｒｘ７，Ｒｘ１０を選択した。

【0053】

図１２（ａ），（ｂ）は、サンプル５について行ったＥＤＳ分析の結果を示しており、スペクトル１は表面領域Ｒｓ７に、スペクトル２は断面領域Ｒｘ７にそれぞれ対応している。図１３（ａ），（ｂ）は、サンプル５に対応する比較サンプル２について行ったＥＤＳ分析の結果を示しており、スペクトル１は表面領域Ｒｓ１０に、スペクトル２は断面領域Ｒｘ１０にそれぞれ対応している。

【0054】

図１２（ｂ）と図１３（ｂ）は、サンプル５と比較サンプル２の双方において、元素Ｃと元素Ｓｉの質量％に大きな差が無く、それらの存在比率が略同じであることが認められる。これに対して、図１２（ａ）では、元素Ｃの質量％が元素Ｓｉよりも明らかに有意に大きくなっている。他方、図１３（ａ）は、元素Ｃと元素Ｓｉの質量％が図１３（ｂ）とほぼ同じである。かかるＥＤＳ分析の結果は、サンプル５の表面には、本発明の表面処理によって形成されたPoly－ＰＥＧＭＡ膜に由来するＣ原子が増えていることを示唆している。

【0055】

［評価方法５］
前記シリコーンゴムプレートから切り出したサンプル３，６について、本発明の表面処理を施した処理面の静摩擦係数及び動摩擦係数を測定する試験を行った。試験装置には、株式会社トリニティーラボ（東京都世田谷区）製の静動摩擦測定機・ＴＬ２０１Ｔｔを、平板状の試験体であるサンプル３，６を固定するクランプ付の面接触子と共に使用した。サンプル３，６との対比のために、比較サンプル３の本発明の表面処理を施していない未処理面についても、同様に静動摩擦係数測定試験を行った。

【0056】

試験方法及び試験条件は次の通りである。
（試験方法）
平板状の試験体（サンプル３，６、比較サンプル３）を、その静動摩擦係数を測定しようとする試験面を下向きにして前記面接触子下端の接触面に固定する。前記静動摩擦測定機は、水平方向に移動可能で平滑な水平摩擦面を構成する上面を有する可動テーブルと測定部とを備え、前記面接触子は、前記可動テーブルの上方に配置して前記測定部に取り付け保持される。前記測定部は、前記試験体の試験面が前記面接触子の接触面の全面で前記水平摩擦面に接触しかつ均等に押圧されるように、前記面接触子に対して垂直下向きの一定な試験荷重を印加する。この状態で、前記可動テーブルを水平面方向に駆動し、前記水平摩擦面と前記試験体の試験面との間に生じる摩擦力に抗しながら所定の距離摺動させる。前記測定部は、この前記面接触子を介して作用する摩擦力を測定し、所定の計算式に従って前記試験面の静摩擦係数及び動摩擦係数を算出する。

【0057】

（試験条件）
次の試験条件で、前記静動摩擦係数測定試験を行った。
・試験荷重：５０ｇｆ
・可動テーブルの駆動速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ
・可動テーブルの摺動距離：１０ｍｍ
・試験回数：３回
ここで、本試験により導出される静摩擦係数と動摩擦係数は、次のように定義する。
・静摩擦係数：可動テーブル摺動初期の最大摩擦係数
・動摩擦係数：可動テーブル摺動距離３ｍｍ～７ｍｍ間の平均摩擦係数

【0058】

（試験結果）
図１４（ａ）～（ｃ）は、サンプル３について行った３回の前記静動摩擦係数測定試験でそれぞれ測定した摩擦力から算出した摩擦係数を縦軸に、測定時間を横軸に取って示している。それら３回の測定結果から前記定義に従って導出した静摩擦係数及び動摩擦係数と、それら３回の平均値とを以下の表１に示す。

【0059】

【表1】

【0060】

サンプル６について、同様に３回の前記静動摩擦係数測定試験でそれぞれ測定、算出した摩擦係数の時間的変化を図１５（ａ）～（ｃ）に示す。それら３回の測定結果から前記定義に従って導出した静摩擦係数及び動摩擦係数と、それら３回の平均値とを以下の表２に示す。

【0061】

【表2】

【0062】

更に、比較サンプル３についても、同様に３回の前記静動摩擦係数測定試験で測定、算出した摩擦係数の時間的変化を図１６（ａ）～（ｃ）に示す。それら３回の測定結果から前記定義に従って導出した静摩擦係数及び動摩擦係数と、それら３回の平均値とを以下の表３に示す。

【0063】

【表3】

【0064】

表１を表３と比較すると、各回の数値及び平均値の全てにおいて、サンプル３の静摩擦係数及び動摩擦係数は、比較サンプル３よりも大幅に低下していることが分かる。更に、表２を表３と比較すると、各回の数値及び平均値の全てにおいて、サンプル６の静摩擦係数及び動摩擦係数は、サンプル３よりも更に大幅に低下し、比較サンプル３よりも顕著に大きく低下していることが分かる。これらの結果を総合すると、シリコーンゴムの表面は、本発明の表面処理を施こすことによって、静摩擦係数及び動摩擦係数の双方が大幅に低下し得ることが確認された。

【0065】

以上、本発明を好適な実施形態に関連して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その技術的範囲において、様々な変更又は変形を加えて実施し得ることは言うまでもない。例えば、本発明の表面処理方法は、上記実施形態のバルーンカテーテルに限定されるものでなく、シリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブをカテーテルや、シリコーンゴム表面の構成要素を備える他の様々な医療器具についても、同様に適用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ バルーンカテーテル
２ カテーテルチューブ
３ バルーン
４ ハブ
７ 先端部材
２１ 外側チューブ
２２ 内側チューブ
１００ 基材
１０１ Poly－ＰＥＧＭＡ膜
１１０ シリコーンゴム基材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本発明の医療器具の表面処理方法は、シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具において、オゾン（Ｏ _３ ）による前記構成要素のシリコーンゴム表面の官能化を行った後、前記構成要素の前記シリコーンゴム表面を濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬して前記シリコーンゴム表面に紫外線（ＵＶ）を所定の時間照射し、該シリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成する表面修飾を行う過程を含む、ことを特徴とする。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

或る実施形態において、前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬して前記シリコーンゴム表面に紫外線を照射する前記所定の時間は３時間である。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

【図1】（ａ）は、本発明を適用したカテーテルの典型例を示す概略図、（ｂ）はその部分拡大断面図である。

【図2】本発明によるカテーテルの製造工程を示すフロー図である。

【図3】（ａ）は、本発明の表面処理方法によってシリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層が形成される反応スキームを示す模式図、（ｂ）はシリコーンゴム表面に形成されるＰＥＧＭＡの構造式である。

【図4】（ａ），（ｂ）は、濃度１０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル１の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図5】（ａ），（ｂ）は、濃度１０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル３の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図6】（ａ），（ｂ）は、それぞれ濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル４の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル５の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図8】（ａ），（ｂ）は、濃度３０％のＰＥＧＭＡ水溶液で表面処理したサンプル６の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図9】（ａ），（ｂ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル１の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図10】（ａ），（ｂ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル２の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図11】（ａ），（ｂ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル３の表面及び表面付近の断面を撮影した倍率×１０００及び倍率×１００００のＳＥＭ画像である。

【図12】（ａ），（ｂ）は、サンプル５について行ったＥＤＳ分析の結果を示す表示画面である。

【図13】（ａ），（ｂ）は、比較サンプル２について行ったＥＤＳ分析の結果を示す表示画面である。

【図14】（ａ）～（ｃ）は、本発明の方法により１０％ＰＥＧＭＡ水溶液を使用し、紫外線照射の処理時間を３時間に設定して表面処理したサンプル３の表面の摩擦係数をＮ＝３回測定した試験結果を示す線図である。

【図15】（ａ）～（ｃ）は、本発明の方法により３０％ＰＥＧＭＡ水溶液を使用し、紫外線照射の処理時間を３時間に設定して表面処理したサンプル６の表面の摩擦係数を測定した試験結果を示す線図である。

【図16】（ａ）～（ｃ）は、本発明の表面処理を施していない比較サンプル３の表面の摩擦係数を測定した試験結果を示す線図である。

【手続補正4】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具において、オゾン（Ｏ _３ ）による前記構成要素のシリコーンゴム表面の官能化を行った後、前記構成要素の前記シリコーンゴム表面を濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬して前記シリコーンゴム表面に紫外線（ＵＶ）を所定の時間照射し、該シリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成する表面修飾を行う過程を含む、医療器具の表面処理方法。

【手続補正5】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項2】

前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬して前記シリコーンゴム表面に紫外線を照射する前記所定の時間が３時間である、請求項１に記載の医療器具の表面処理方法。

【手続補正書】

【提出日】2024-02-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコーンゴムで形成された構成要素を備えた医療器具において、オゾン（Ｏ_３）による前記構成要素のシリコーンゴム表面の官能化を行った後、前記構成要素の前記シリコーンゴム表面を濃度１０～３０％のＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬して前記シリコーンゴム表面に紫外線（ＵＶ）を所定の時間照射し、該シリコーンゴム表面にPoly－ＰＥＧＭＡ層を形成する表面修飾を行う過程を含む、医療器具の表面処理方法。

【請求項2】

前記ＰＥＧＭＡ水溶液に浸漬して前記シリコーンゴム表面に紫外線を照射する前記所定の時間が３時間である、請求項１に記載の医療器具の表面処理方法。

【請求項3】

前記シリコーンゴム表面を浸漬した前記ＰＥＧＭＡ水溶液を窒素ガスでバブリングし、シリコーンゴムとＰＥＧＭＡ水溶液とを含む反応系から酸素を除去する過程をさらに含む、請求項１に記載の医療器具の表面処理方法。

【請求項4】

前記医療器具が、シリコーンゴムで形成されたカテーテルチューブを備えるカテーテルであり、前記カテーテルチューブのシリコーンゴム表面に前記表面修飾を行う、請求項１乃至３のいずれかに記載の医療器具の表面処理方法。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】削除

【補正の内容】