JP2005137771A - 薬液接触面に固着したフッ素含有層が形成された医療用機器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑剤としてシリコーンオイル又は液状フッ素系ポリマーを使用する際の上記液状ポリマーの剥離の問題点が回避され、ゴム製ピストン等との摺動抵抗が低減された医療用機器及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 少なくとも薬液接触面に固着したフッ素含有層が形成されていることを特徴とする医療用機器及び医療用機器の少なくとも薬液接触面に液状フッ素系ポリマーをコーティングし、次いでプラズマ処理することを特徴とする薬液接触面にフッ素含有層が形成された医療用機器の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、注射器等の医療用機器の薬液接触面に固着したフッ素含有層を有する医療用機器及びその製造方法に関する。

通常、医療用具として投薬時に使用される使い捨てタイプの注射器（ディスポーザブルタイプの注射器）では、注射筒の内面及びゴム製ピストンの前面と側面に、医療用具の機器基準でその使用が認められているシリコーンオイルを基準値内で塗布し、注射器使用時の気密性と使便性である良好な摺動性を実現している。

一方、最長３年間にわたり薬剤の品質や安全衛生性を保持し、投薬時には代表的医療用具である注射器としての機能を発揮することが目的の、予め薬剤を充填した注射剤容器を兼ねた注射器、つまりプラスチック製プレフィルド注射器においては、機能上で最も重要な要件として、薬局方にも規定された密封容器としての機能が挙げられる。当然、前述した様に使用時には同時に注射器として機能することが必須要件として要求される。これら２つの特性は互いに二律背反的な要求特性であって、密封度が高い状態では、ゴム製ピストンのプラスチック製注射筒の内壁への圧縮応力が、そのまま密封性の保持に寄与すると同時に垂直抵抗力となって摺動性は低下する。

シリコーンオイルは、従来から注射器の潤滑剤として各国の薬局方で使用が認められているが、シリコーンオイルが要因となって引き起こされる医療上の諸問題、例えば、それ自体の安全性に対する疑義、離脱（剥離）したシリコーンオイルによる薬剤の異物汚染、又、プレフィルドタイプの注射器においては薬剤成分の吸着等が指摘されており、改善が要望されている。

ところで、ゴム製ピストンの摺動抵抗を低減するために注射筒の内壁に塗布されたシリコーン潤滑剤が、非常に細い注射針の流路を詰める危険を防止する目的で、熱付着可能なシリコーンオイルを注射筒の内壁にコーテングし、赤外線を照射して上記シリコーン油を注射筒内壁に付着（固着）させる方法が提案されている（特許文献１）。しかし、この方法はシリコーンオイルを使用するものであり、赤外線照射を高温で、例えば、ガラス製注射器では３００℃で行なう必要があり、好ましいものではない。
又、プラスチック製プレフィルド注射器の密封性を向上させるために、少なくとも摺動面にフッ素系樹脂薄膜が形成されたゴム製ピストンの該薄膜上に更に液状フッ素系ポリマーの薄膜を設けることで、ゴム製ピストンと該注射器の内面との隙間からの液漏れを防止し、優れた摺動性を保持する方法も提案されている（特許文献２）。この方法でも、液状フッ素系ポリマーが剥離するおそれがある。
特開２００２−１４３３００公報 特開２００１−１０４４８０公報

従って、本発明の目的は、潤滑剤としてシリコーンオイルを使用する際の問題点が回避されるシリコーンオイルを使用しない、又、液状フッ素系ポリマーの使用における上記のおそれがない注射器等の医療用機器におけるゴム製ピストン等との摺動抵抗が低減された医療用機器を提供することである。

本発明によれば、少なくとも薬液接触面に固着したフッ素含有層が形成されていることを特徴とする医療用機器及び医療用機器の少なくとも薬液接触面に液状フッ素系ポリマーをコーティングし、プラズマ処理することを特徴とする薬液接触面にフッ素含有層が形成された医療用機器の製造方法が提供される。

かかる本発明によれば、ゴム製ピストン等の摺動が容易な、通常の注射器やプレフィルド注射器等の医療用機器が提供される。

次に本発明を更に詳細に説明する。
本発明における医療用機器は、ゴム製ピストンの摺動によって薬液が投与される注射器、薬液等の容器兼注射器であるプレフィルド注射器、採血用注射器等の注射器類、カートリッジ等である。

ゴム製ピストン（以下ではピストンということがある。）は、従来公知のものがいずれも対象であり、特に限定されるものではない。ピストンとしては、例えば、ブチルゴム、塩素化又は臭素化等のハロゲン化ブチルゴム、ジビニルベンゼン共重合部分架橋ブチルゴム等のブチル系ゴム；エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素系ゴム、フッ素系熱可塑性エラストマー等の非共役ジエン系ゴム；ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ＳＢＳ、ＳＩＳ（Ｓ：ポリスチレンブロック、Ｂ：ポリブタジエンブロック、Ｉ：ポリイソプレンブロック）等の熱可塑性エラストマー等の共役ジエン系ゴム等を用いて製造されたもの等が挙げられる。ピストンは、表面の少なくとも薬液と接触する面がフッ素系樹脂やポリエチレン筒のプラスチック薄膜でラミネートされたもの、プラスチック薄膜で全くラミネートされていないものでもよい。

本発明の医療用機器は、ガラス製及びプラスチック製のいずれでもよいが、好ましいのはプラスチック製である。
プラスチックとしては、注射器やプレフィルド注射器の製造に従来から使用されているプラスチックがいずれも使用可能であり、特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン系樹脂や環状オレフィン−エチレン共重合樹脂（例えば、特開平５−３００９３９号公報等に記載の）等が挙げられるが、硬質で透明性や耐熱性に優れ、医薬品との化学的相互作用のない環状オレフィン系樹脂や環状オレフィン−エチレン共重合樹脂の使用が好ましい。

以下にプラスチック製注射器を例に本発明を説明する。
注射器は、通常、薬液が充填される円筒（注射筒）とその一方の頂部に薬液を投与する注射針の取付け口（ノズル）及び他端にフランジが形成された構造を有している。

注射筒内の薬液を投与する際には、注射器のフランジ側から注射筒内にゴム製ピストンを挿入、ピストンに連結したプランジャー（ピストンロッド）を押し込むことでピストンが注射筒内を摺動し、薬液が注射針を介して投与される。ピストンはその側面（注射筒内面との接触部）と注射筒内面との間から液漏れを生じない気密性を保持した状態で注射筒内面を滑らかに摺動することが要求される。

本発明では上記の相反する特性を注射器に具備させるために、注射器の少なくとも薬液と接触する注射筒内面をフッ素系ポリマー層を形成し、固定する。
本発明で使用するフッ素系ポリマーとしては、液状のフッ素系ポリマーが好ましい。ここで液状ポリマーとは、オリゴマーないし分子量に関係なく低分子量の液状の重合体をいう。液状フッ素系ポリマーとしては、フッ素系モノマーの液状の重合体又は共重合体が挙げられる。例えば、三フッ化塩化エチレンの低重合体（下記の式（１）） 、パーフルオロポリエーテル（下記の式（２）、（３））、パーフルオロアルキルポリエーテル（下記の式（４））等のパーフルオロポリエーテル類の低重合体等が挙げられる。

これらの液状フッ素系ポリマーは、ダイフロイル＃１（ダイキン工業社製、三フッ化塩化エチレンの低重合物（上記の式（１））、平均分子量５００）、デムナムＳ−２００（ダイキン工業社製、パーフルオロポリエーテル油（上記の式（２））、平均分子量８，４００）、フォンブリンＺ（モンテフルオス社（伊）製、パーフルオロポリエーテル油（上記の式（３））、平均分子量３，０００）、フォンブリンＹ２５（モンテフルオス社（伊）製、パーフルオロポリエーテル油（上記の式（５））、平均分子量３，０００）、ガルデンＤ４０（モンテフルオス社（伊）製、パーフルオロポリエーテル油（上記の式（５））、平均分子量１，５５０）、フロラードＦＣ−７３２（住友スリーエム社製、ハイドロフルオロエーテル）、クライトックスＡＺ（デュポン社（米）製、パーフルオロアルキルポリエーテル（上記の式（４））、式中のｎは１０〜６０、平均分子量１，８５０）等として市場から、溶液又はエマルジョンの形態で入手することができる。使用に際しては適宜稀釈して使用することができる。

液状フッ素系ポリマーの注射筒内面へのコーティングは、適度に濃度調製した液状フッ素系ポリマーの溶液あるいはエマルジョンを、スプレー、注射筒内への流し込み、その他の公知の方法で、乾燥厚さが０．０１μｍ〜数μｍとなるようにコーティング及び乾燥する。コーティング手段及び乾燥手段も本発明では特に制限されない。注射器のノズル孔が詰まる恐れのあるときは、予め、ノズル内あるいは注射筒内にノズル部へのコーティングを防止する治具等を挿入してからコーティングすることが望ましい。

注射筒内面に形成された液状フッ素系ポリマー層は、このままではピストンの摺動によって剥離するので、該薄層を注射筒内面に固着させることが必要であり、本発明ではプラズマ処理によって固定することができる。プラズマ処理後に液状フッ素系ポリマーをコーティングしても固着したフッ素含有層を形成することはできない。
本発明におけるプラズマ処理は、公知のプラズマ処理装置を用いて行なうことができ、処理装置は特に制限されない。導入ガスとしては、例えば、酸素、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が好ましい。出力は処理時間にもより、特に制限されないが、通常、数Ｗ〜３００Ｗ程度である。処理は真空下でも大気圧下でもよい。処理温度も特に制限されないが、通常、常温〜１００℃程度である。このプラズマ処理によって、注射器の内面にコーティングされた液状フッ素系ポリマーからのフッ素含有層は注射器内面に固着され、良溶剤で拭いても除去されず、ピストンを繰り返し摺動させても内面から剥離せず、摺動抵抗の変化は見られない。

本発明におけるフッ素含有層には、液状フッ素系ポリマーがプラズマ処理で架橋等によって高分子量化して薄膜を形成し、この薄膜が注射器内面に固着したもの、液状フッ素系ポリマーがプラズマ処理で変質あるいは分解し、変質したものあるいはフッ素含有分解物等が注射器内面に結合したもの等の種々の態様があり得るが、フッ素含有層が形成されておれば、どのような態様でも構わない。フッ素含有層の形成は、例えば、ＥＳＣＡスペクトル等で確認することができる。
本発明では、気密性保持の点から上記の内面に固着したフッ素含有層が形成された注射器に使用する特に好ましいピストンは、少なくとも注射器内面との接触面と薬液接触面にフッ素系ポリマーの薄膜がラミネートされたピストン又はフッ素系ポリマー製ピストンである。両者の親和性によって気密性が保持される。上記のラミネートされたピストンの代わりに、フッ素系ポリマーを使用しないピストンを、前記同様に液状フッ素系ポリマーでコーティングし、プラズマ処理して固着したフッ素含有層を形成したものを使用することもできる。

次に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。

実施例１
市販の環状オレフィン系ポリマーを用い、内径が７ｍｍの容量１ｍｌの注射器を射出成形により作製した。以下の比較例もこの注射器を使用する。
一方、液状フッ素系ポリマー（ダイキン工業社製デムナムＳ−２００）の０．５重量％のコーティング溶液（溶剤ＨＣＦＣ）を用意し、この溶液に上記の注射器を浸漬し、引き上げて室温で風乾した。
上記の内面が液状フッ素系ポリマーでコーティングされた注射器をプラズマ処理装置（サムコ社製ＲＦジェネレーター：サムコＲＦＧ−３００）を用いて処理した。
処理条件は、導入ガスが窒素ガス、真空度約０．０１５Torr、温度２３℃、出力１００Ｗ、処理時間２分である。プラズマ処理した注射器（サンプルＮｏ．１）及びプラズマ処理後、滅菌処理（乾燥滅菌を実施）した注射器（サンプルＮｏ．２）を作製した。
（乾燥滅菌：サンプルを滅菌袋に入れ、オートクレーブで１２１℃で３０分滅菌）

比較例１
実施例１と同様にして内面が液状フッ素系ポリマーでコーティングされた注射器を作製した（サンプルＮｏ．３）。更に実施例１と同様に滅菌した注射器（サンプルＮｏ．４）も作製した。

〔摺動抵抗の測定〕
上記実施例及び比較例の注射器（サンプルＮｏ．１〜４）についてピストン挿入時及び摺動時の摺動抵抗を測定した。ゴム製ピストンとしてプランジャー接合面以外の全面がフッ素系樹脂薄膜でラミネートされているブチルゴム製ピストンをポリプロピレン製プランジャーと連結した。注射器を下向きに固定し、圧力センサー付き島津製作所製オートグラフＡＧ−１００Ｂの球座式圧縮試験用圧盤により、１００ｍｍ／ｓｅｃの速度でプランジャーを注射筒に押し込み、この時の摺動抵抗値を測定する。得られた摺動測定チャートからピストン挿入時の最大値及びピストン摺動時の定常状態の平均値を読み取り、それぞれ最大摺動抵抗及び平均中間摺動抵抗とした。同一注射器とピストンを用いて上記試験を繰り返した。繰り返し時には、ピストン表面をＨＣＦＣで拭いた。以上の測定結果を表１及び表２に示す。

実施例１：液状フッ素系ポリマーコーティング後プラズマ処理
比較例１：液状フッ素系ポリマーコーティング
サンプルＮｏ．１、３：滅菌なし
サンプルＮｏ．２、４：滅菌あり

表１及び２より、以下のことが分かる。
単に注射器の内面を液状フッ素系ポリマーでコーティングした場合（比較例１）には、繰り返し回数が３回以上ではコーティングの効果は消失する。
コーティング後にプラズマ処理することで（実施例１）、コーティングの効果は繰り返し回数が増加しても変わらない。このことは、注射器内面に固着したフッ素含有薄膜が形成されていることを示している（尚、フッ素原子の存在は別に用意した環状オレフィン系ポリマーシートに液状フッ素系ポリマーをコーティングし、注射器と同じ条件でプラズマ処理した面のＡＴＲから確認した。）。
プラズマ処理後に滅菌すると効果はより良好となるが、理由は不明である。

ゴム製ピストン等の摺動が容易な、通常の注射器やプレフィルド注射器等の医療用機器が提供される。

Claims (6)

1. 少なくとも薬液接触面に固着したフッ素含有層が形成されていることを特徴とする医療用機器。
2. フッ素含有層が、フッ素系ポリマー層である請求項１に記載の医療用機器。
3. フッ素系ポリマーがパーフルオロポリエーテル類である請求項１又は２に記載の医療用機器。
4. 注射器類である請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用機器。
5. 医療用機器の少なくとも薬液接触面に液状フッ素系ポリマーをコーティングし、プラズマ処理することを特徴とする薬液接触面にフッ素含有層が形成された医療用機器の製造方法。
6. 請求項５に記載の方法で製造される薬液接触面にフッ素含有層が形成された医療用機器。