내구성이 뛰어난 습윤시 윤활성 표면 코팅 및, 표면 코팅방법, 및 그 표면 코팅을 갖는 의료용구 document_id A220623053585

종래, 생체와 접촉하는 부위를 갖는 의료용구에는, 접촉시의 저항에 의한 고통·생체에의 손상을 경감시키기 위해서 다양한 방법으로 습윤시에 윤활성을 갖는 표면 코팅이 부여되었다. 그러나 이들 습윤시에 윤활성의 표면 코팅은 일반적으로 의료기구를 구성하는 재료와의 친화성이 낮고, 생체내에서 용출하거나, 박리하는 결점을 가지고 있었다. 이것을 개량하는 수단으로는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 재료 표면에 오존에 의한 처리를 행하여 기재 표면에 관능기를 생성시키고나서 친수성 폴리머를 기재에 그래프트 중합시키거나, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이 플라즈마 처리를 행하는 방법이 있다. 그러나, 내구성이 뒤떨어지거나, 기재의 역학 특성이 저하하는 등의 부작용이 있어 바람직한 것은 아니었다. 특허문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은 친수성 고분자 화합물의 존재 하에, 단량체의 중합을 행하여 제2 고분자 화합물을 생성시켜, 기재 표면에 2종의 고분자화합물의 상호 관입 망목 구조를 생성하는 방법도 제안되어 있으나, 기재의 열화나 잔존 모노머나 올리고머의 용출이라는 문제점이 있다. 또한 특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같이 기재와의 접착성을 갖는 우레탄 수지에 친수성 고분자를 블랜드하는 방법이나 특허문헌 5에 개시되어 있는 바와 같이 친수성 골격을 갖는 우레탄 수지를 사용하는 방법으로는 기재의 물성 저하도 피할 수 있지만, 기재와의 접착성이나 습윤시의 윤활성이 충분하지 않다는 과제가 있었다. 이소시아네이트기 함유 화합물을 이용하여 수용성 고분자 물질을 기재 표면에 고정하는 방법으로는, 특허문헌 6에 나타나 있는 바와 같이 이소시아네이트기 함유 화합물의 용액을 도포한 후, 수용성 고분자 물질을 결합하는 방법이나, 특허문헌 7에 나타나 있는 바와 같이 열괴리성의 블록 이소시아네이트를 사용하여 말단 이소시아닐화한 친수성 폴리머를 사용하여 기재를 피복하는 방법이 제안되어 있지만, 충분한 내구성과 윤활성을 갖기에는 이르지 못하였다. 또한, 특허문헌 8에 나타나 있는 바와 같이 도포한 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 고정하기 위해서 가열 처리가 필요한 등 특히 발룬 카테테르와 같이 기재의 두께가 얇고, 열이력에 의해 역학적 특성이 크게 바뀌는 의료용구에는 적합하지 않은 것이었다. 또한, 표면에 활성수소를 갖지 않는 기재에서는 내구성도 충분하다고는 말할 수 없는 것이었다. 이것을 회피하는 방법으로서는 특허문헌 9에 개시되어 있는 바와 같이 용매를 사용하여 기재를 팽윤시키고나서 우레탄 수지를 작용시키는 방법이 제안되어 있지만, 기재가 한정되는 것이나, 기재의 역학적 특성에 영향을 주는 것 등 아직 과제를 가지고 있다. 특허문헌 1: 일본 특개평 5-76590호 공보 특허문헌 2: 일본 특개평 5-168695호 공보 특허문헌 3: 일본 특개평 8-33704호 공보 특허문헌 4: 일본 특개평 11-22613호 공보 특허문헌 5: 일본 특표평 11-506375호 공보 특허문헌 6: 일본 특개소 60-259269호 공보 특허문헌 7: 일본 특개평 10-231347호 공보 특허문헌 8: 미국특허 제4487808호 특허문헌 9: 일본 특개 2003-225301호 공보 [발명의 개시] [발명이 해결하고자 하는 과제] 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 습윤시에 충분한 윤활성을 갖는 동시에, 내구성도 뛰어난 표면 코팅을 제공하는 것이며, 표면에 특정한 관능기를 갖지 않는 기재에도 적용가능한 표면 코팅에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 다른 과제는, 상기 표면 코팅을 갖는 의료용구, 상기 표면 코팅의 방법, 그 표면 코팅 방법에 의해 제조된 표면 코팅, 그 표면 코팅을 갖는 의료용구를 제공하는 것에 있다. [과제를 해결하기 위한 수단] 이러한 상황을 감안하여 본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, 이하의 구성으로 함에 의해 상기 과제가 해결됨을 알아내었다. 즉 본 발명은, (a)방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 및 지환족 디이소시아네이트의 적어도 1종 40∼80중량%와, (b)적어도 3관능의 폴리올 20∼60중량%로 구성되는 우레탄계 고분자층(A)을 갖고, 그 우레탄계 고분자층의 외층에, 폴리알킬렌글리콜 및/또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜로 이루어지는 친수성 고분자층(B)을 갖는 것을 특징으로 하는 습윤시에 윤활성을 갖는 표면 코팅에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 친수성 고분자층(B)을 구성하는 폴리알킬렌글리콜 및/또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜의 중량평균 분자량이 1000∼100000인 직쇄 폴리알킬렌글리콜 및/또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜, 또는 말단 히드록시기의 수를 n으로 하면, 식: 50000×n 003e# 중량평균 분자량 003e# 500×n (식) 을 만족하는 다관능 폴리알킬렌글리콜 유도체인 청구항 제1항에 기재된 습윤시에 윤활성을 갖는 표면 코팅에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 습윤시에 윤활성을 갖는 표면 코팅의 방법으로서, 이소시아네이트 화합물과, 폴리올의 혼합 용액을 표면에 도포하여 우레탄계 고분자층을 형성한 후, 폴리알킬렌글리콜 및/또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜의 용액을 도포하는 것을 특징으로 하는 습윤시에 윤활성을 갖는 표면 코팅의 코팅 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 이들 상기의 표면 코팅을 갖는 의료용구에 관한 것이다. [발명의 효과] 본 발명의 윤활성 표면 코팅은 간편하게 형성할 수 있고, 습윤시의 윤활성이 뛰어나고, 또한 높은 내구성을 갖는다. 또한, 본 발명에 의해, 재질의 종류에 관계없이, 습윤시의 윤활성이 뛰어나고, 또한 높은 내구성을 나타내는 표면 코팅을 갖는 의료용구를 얻을 수 있다. 본 발명에서 윤활성이 뛰어남은, 후술의 실시예와 같이, 마찰계수의 변화가 적은 것으로 평가할 수 있다. [발명을 실시하기 위한 최량의 형태] 이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에서의 습윤시 윤활성 표면 코팅은 기재의 표면상에 2층으로 이루어지는 고분자층을 갖는 3층 구조를 가지고 있다. 고분자층 중 기재에 가까운 내층은 우레탄계 고분자층(A)이며 기재로부터 먼 표면에 노출해 있는 외층은 친수성고분자층(B)이다. 본 발명에서 각층의 두께는 특히 규정되는 것은 아니지만 의료용구에 사용하는 경우 우레탄계 고분자층(A)의 두께는 0.5∼30[μ], 바람직하게는 0.5∼10[μ], 더 바람직하게는 0.5∼5[μ]이다. 우레탄계 고분자층(A)의 두께가 너무 얇으면 습윤시 윤활성 표면 코팅의 마찰을 받은 경우의 내구성이 낮고, 너무 두꺼우면 기재의 역학적 특성을 손상하여 바람직하지 않다. 의료용구에 사용하는 경우의 친수성 고분자층(B)의 두께는 0.5∼30[μ], 바람직하게는 0.5∼10[μ], 더 바람직하게는 O.5∼5[μ]이다. 친수성 고분자층(B)의 두께가 너무 얇으면 윤활성이 뒤떨어지고, 너무 두꺼우면 용출물이 많아져 바람직하지 않다. 본 발명에서의 우레탄계 고분자층(A)은 (a)방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 및 지환족 디이소시아네이트의 적어도 1종 40∼80중량%과 (b)적어도 3관능의 폴리올 20∼60중량%로 구성된다. 본 발명에서의 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 및 지환족 디이소시아네이트라 함은 1분자 중에 2개의 이소시아네이트기를 갖는 관능기를 갖는 이소시아네이트 화합물이며, 우레탄계 고분자층에는 이들 중 적어도 1종의 디이소시아네이트가 포함되어 있다. 방향족 디이소시아네이트로는 2,4―톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 3,3'―디메틸페닐-4,4'-디이소시아네이트, 메타크실렌디이소시아네이트, 디아니시딘디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 1,5―나프탈렌디이소시아네이트 등이 예시된다. 지방족 디이소시아네이트로는 trans-비닐렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 등이 예시된다. 지환족 디이소시아네이트로는 trans-1,4-시클로헥산디이소시아네이트, cis-1,4―시클로헥산디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등이 예시된다. 이들 이소시아네이트 화합물은 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 우레탄계 고분자층에서의 디이소시아네이트 성분(이소시아네이트 화합물)의 함유량은 40중량%이상 80중량%이하이며 바람직하게는 45중량%이상 75중량%이하, 더 바람직하게는 50중량%이상 70중량%이하이다. 이소시아네이트 화합물의 함량이 40중량%보다 작으면 기재나 친수성 고분자층과의 접착력이 저하하거나, 우레탄 수지의 경화 속도가 작아져 가열 처리를 필요로 하여 기재의 역학적 특성에 영향을 미치거나, 경화 속도 조정을 위해 일반적으로 사용되는 아민류, 주석 화합물류 등의 촉매를 첨가할 필요가 생기고, 생체에 사용할 경우의 안전성의 관점에서 바람직하지 않다. 또한 이소시아네이트 화합물의 함량이 80중량%보다 크면 우레탄 수지가 부스러지기 쉬워 바람직하지 않다. 이들 이소시아네이트 화합물과 조합하여 우레탄계 고분자층 형성에 사용되는 것은 적어도 3관능의 폴리올이다. 「적어도 3관능의 폴리올」이라 함은, 예를 들면, 실질적으로 3관능의 폴리올인 개념을 포함한다. 또한, 2관능 이하의 폴리올을 포함하고 있어도, 주성분이 3관능의 폴리올인 것도 「적어도 3관능의 폴리올」의 개념에 포함된다. 폴리올이 2관능 이하이면 우레탄계 고분자층의 접착력이 저하하여 바람직하지 않다. 또한 폴리올이 수용성인 경우, 좁은 부위(narrowing part)를 통과하는 카테터일 때 의료기구에 있어서는 우레탄계 고분자층의 팽윤에 의한 체적의 증가도 통과성에 대한 장해로 될 가능성이 있어 바람직하지 않다. 우레탄계 고분자층을 구성하는 적어도 3관능의 폴리올(이하, 다관능 폴리올이라고도 함)로는 폴리에스테르계 폴리올, 폴리(옥시프로필렌에테르)폴리올, 폴리(옥시에틸렌-프로필렌에테르)폴리올 등의 폴리에테르폴리올, 아크릴폴리올 등 고분자 폴리올의 분기 유도체, 피마자유 및 그 유도체, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 1,2,6―헥산트리올, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 만니톨 등이 예시된다. 고분자 폴리올 분기 유도체의 분자량은 200이상 40000이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200이상 5000이하, 더 바람직하게는 200이상 3000이하의 범위이다. 분자량이 40000보다도 크면 생성하는 우레탄계 고분자층의 접착력이 저하하여 바람직하지 않고, 분자량이 200보다도 작으면 생성하는 우레탄계 고분자층의 유연성이 저하하여 바람직하지 않다. 이들 다관능 폴리올은 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 우레탄계 고분자층을 형성하는 방법으로는 본 발명 범위의 우레탄계 고분자층이 얻어지면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이소시아네이트 화합물(a)과 다관능 폴리올(b)의 혼합물의 현탁액과 기재 표면을 접촉시켜, 기재 표면에 흡착시키는 방법, 테트라히드로푸란과 같은 휘발성 유기 용매에 용해 또는 현탁하여, 이 액을 기재 표면에 딥핑 등의 방법을 사용하여 도포 또는 분무한 후 정치하여 휘발성 유기 용매를 증발시키고, 동시에 이소시아네이트 화합물과 다관능 폴리올의 반응에 의해 우레탄계 고분자 물질의 박층을 기재표면에 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한 이때 상기 이소시아네이트 화합물과 다관능 폴리올의 혼합물 대신에, 미리 이소시아네이트 화합물과 다관능 폴리올을 반응시켜서 이루어지는 우레탄 프레폴리머를 사용할 수 있다. 우레탄 프레폴리머의 구성은 본 발명 범위의 우레탄 폴리머가 얻어지면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이소시아네이트 화합물, 다관능 폴리올로는 이미 예시한 것을 들 수 있다. 또한, 상기 미리 이소시아네이트 화합물과 반응시키는 다관능 폴리올의 양을 적게 하여, 얻어진 우레탄 프레폴리머와 나머지의 다관능 폴리올을 혼합한 뒤 더 반응시킨 것을 사용해도 좋다. 친수성 고분자층(B)은 상기 우레탄계 고분자층의 외층에 마련되고, 폴리알킬렌글리콜 및/또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜, 필요하다면 다관능 폴리알킬렌글리콜 유도체로 구성함에 의해, 표면 코팅의 내구성이 향상한다는 이점이 있다. 폴리알킬렌글리콜로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등을 들 수 있다. 모노메톡시폴리알킬렌글리콜로는 모노메톡시폴리에틸렌글리콜, 모노메톡시폴리프로필렌글리콜을 들 수 있다. 다관능 폴리알킬렌글리콜 유도체로는 글리세린의 트리폴리에틸렌글리콜에테르, 디글리세린의 테트라폴리에틸렌글리콜에테르, 펜타에리트리톨의 테트라폴리에틸렌글리콜에테르 등을 예시할 수 있다. 이들 폴리알킬렌글리콜 또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜의 중량평균 분자량으로는 1000∼100000이 바람직하고, 더 바람직하게는 2000∼50000이다. 중량평균 분자량이 1000보다도 작으면 습윤시의 윤활성이 낮고, 100000보다도 크면 코팅의 표면이 고르지 않거나, 백화(白化)하여 바람직하지 않다. 다관능 폴리알킬렌글리콜 유도체의 경우에는 말단 히드록시기의 수를 n으로 하면 중량평균 분자량이 하기식을 만족하는 범위인 것이 바람직하다. 식: 50000×n 003e# 중량평균 분자량 003e# 500×n (식) 중량평균 분자량이 이 범위보다도 작으면 습윤시의 윤활성이 낮고, 이것보다도 크면 코팅의 표면이 고르지 않거나, 백화하여 바람직하지 않다. 친수성 고분자층을 형성하는 방법으로는 본 발명 범위의 친수성 고분자층이 얻어지면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리알킬렌글리콜의 수용액 또는 현탁액과 상기 우레탄계 고분자층을 갖는 기재 표면을 접촉시켜, 그 표면에 흡착시키는 방법, 에탄올과 같은 휘발성 유기 용매에 수용성 고분자 물질을 용해 또는 현탁하고, 이 액을 상기 우레탄계 고분자층을 갖는 기재 표면에 딥핑 등의 방법을 사용하여 도포 또는 분무한 뒤 건조하여, 친수성 고분자 물질의 박층을 상기 우레탄계 고분자층을 갖는 기재 표면에 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 본 발명에 의해 형성되는 표면 코팅에는 상기 중합체 및 용제 외에, 약효성분, 혈액 항응고제, 붕괴제, 약효성분의 흡수촉진제, 가소제, 안정화제, 방사선흡수제 및 소망에 따라 상기 이외의 고분자 화합물 등 이 분야에서 통상 사용되는 각종 배합제가 배합되어 있어도 좋다. 또한, 코팅 표면상에 블로킹 방지제로서 실리콘 오일이나 관능화 실리콘 오일 등의 소수성 오일류를 겹쳐 도포해도 좋다. 표면 코팅을 실시하는 상기 기재로는, 의료용구 이외에도, 지붕기와의 표면, 슬레이트나 플라스틱제 파형 판자의 표면, 수로의 내벽, 수영복, 우비, 선박 등의 외장재와 같은 물과 접촉하는 고형 기재를 들 수 있다. 특히, 본 발명의 표면 코팅은, 정밀기구, 그 중에서도, 의료용구와 같은 미세하고 또한 위생적으로도 유지할 필요가 있는 기구에도 실시할 수 있고, 코팅의 외관, 내마모성 및 내구성이 뛰어나기 때문에, 기구 본래의 성능을 장기간 유지할 수 있다. 본 발명에서의 의료용구라 함은, 생체 조직이나 체액 등의 생체 성분과 접촉하여 사용할 수 있는 것이다. 이러한 의료용구의 구체예로는, 예를 들면, 혈액 백, 채뇨 백, 수혈 세트, 봉합실, 드레인 튜브, 각종 카테터, 혈액 액세스, 혈액회로, 인공혈관, 인공신장, 인공심폐, 인공 밸브, 혈장 교환막, 각종 흡착체, 연속 휴대식 복막관류 투석장치(CAPD), 대동맥내 벌룬 펌프(IABP), 페이스메이커, 인공관절, 인공골두, 치과재료, 눈안렌즈, 소프트콘택트 렌즈, 각종 션트(shunt) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 의료용구의 소재로는 특별히 한정되는 것은 아니며, 폴리알킬렌, 폴리아미드, 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 실리콘 등이 적합하게 사용된다. 이들 의료용구에서, 전표면이 습윤시에 윤활성을 갖는 표면이어도 좋고, 생체조직이나 체액 등의 생체 성분과 접촉하는 부위만이 습윤시에 윤활성을 갖는 표면으로 되어 있어도 좋다. 또한 소망에 따라 코팅 시의 농도 및 횟수를 조정하여 코팅량을 변화시킴으로써, 다른 윤활성을 갖는 2개 이상의 부위를 생성시키는 것도 가능하다. 상기 의료용구 등의 기구에 표면 코팅을 실시하는 방법으로는, 상기 이소시아네이트 화합물과, 상기 폴리올(다관능 폴리올)의 혼합 용액을 의료용구 등의 기구 표면에 도포하여 우레탄계 고분자층을 형성한 후, 폴리알킬렌글리콜 및/또는 모노메톡시폴리알킬렌글리콜의 용액을 도포하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법을 들 수 있다. 혼합 용액 등의 매체로는 상기 우레탄계 고분자층(A) 및 상기 친수성 고분자층(B)을 형성하는데 사용되는 매체를 들 수 있다. 이러한 코팅 방법에 의해, 의료용구와 같은 정밀기구에 대해서도, 외관이 양호하고, 습윤시에 충분한 윤활성을 갖고, 또한 내구성이 뛰어난 표면 코팅을 행할 수 있다.