JPH08126699A

JPH08126699A - 多層チューブ

Info

Publication number: JPH08126699A
Application number: JP6267137A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hagiwara; 和彦萩原; Atsuhiko Nogawa; 淳彦野川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】親水性処理や安全性試験に要するコストを低減
でき、内外層間での剥離が生じ難い多層チューブを提供
すること。【構成】多層チューブ１は、用途に応じた硬度を有する
ポリ塩化ビニル樹脂からなる外層１１と、柔軟性を有す
る一定のポリ塩化ビニル樹脂からなる内層１２と、親水
性を有する組成物からなる被覆層１３とからなり、外層
１１の硬度に応じた性質をもつ多層チューブ１であるの
で、様々な用途に用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体液或いは薬液等を輸
送する際に用いる医療用チューブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軟質ポリ塩化ビニル組成物
は、柔軟性、透明性、耐薬品性、耐熱性及び耐寒性等に
優れていることから、体外循環、血液処理、輸血、採血
及び輸液等の医療用途に用いるチューブの材料として使
用されている。

【０００３】また、ポリ塩化ビニル樹脂は疎水性である
ため、プライミングの際に気泡が付着し易いことが問題
となっている。例えば、人工心肺回路、人工透析回路等
の体外循環回路を構成する際に用いたときには、プライ
ミング時に直径１ｍｍ以下の気泡が多数発生し、チュー
ブの内表面に付着した気泡を除去することは多大な労力
を必要とする。このため、チューブの内表面に親水性を
付与することがなされている。

【０００４】一方、例えば、体外循環の際に血液を回路
中に循環させるために用いるローラー式ポンプや薬液を
体内に注入するために用いる蠕動式ポンプにしごかれる
ポンプチューブとしては、柔軟性を必要とすると共に耐
久性が要求され、体外循環回路中の人工臓器等に接続さ
れるサンプリングチューブとしては、柔軟性及び折れ曲
がり難い硬さが要求されるなど医療用途に用いられるチ
ューブには、様々な性質のチューブが要求されている。
このため、ポリ塩化ビニル樹脂に可塑剤を配合して、チ
ューブの材質の硬度を用途に応じて変える必要があるの
で、チューブの内表面を親水化処理する際には、ポリ塩
化ビニル樹脂に配合された可塑剤の量や種類により、処
理条件、処理方法等を変える必要があり、またこれに伴
って各々のグレード毎に安全性試験を行う必要があるた
め、親水化処理や安全性試験、設備の導入に要するコス
トが増大している。

【０００５】これに対して、チューブの内層を親水性高
分子材料（例えば、熱可塑性ポリウレタン等）とし、外
層をポリ塩化ビニル樹脂とした２層構造の医療用チュー
ブが開発された。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
２層構造の医療用チューブは、ポリ塩化ビニル樹脂と熱
可塑性ポリウレタンとの接着性が悪く、ローラー式ポン
プや蠕動式ポンプにしごかれると２層間での剥離が生
じ、耐久性や安全性の点で問題点がある。また、ポリ塩
化ビニル樹脂に比べ柔軟性が劣るため、要求される物性
を満たすことが困難である。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、親水性処理や安全性試験に要
するコストを低減でき、２層間での剥離が生じ難い多層
チューブを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明の多層チューブにより達成される。すなわち、本発明
の多層チューブは、ポリ塩化ビニルを主成分とする組成
物からなり任意の硬度を有する外層と、ポリ塩化ビニル
を主成分とする組成物からなり柔軟性を有する内層とを
備える多層チューブであって、該多層チューブは、内表
面に親水性を有する組成物からなる被覆層を有すること
を特徴とするものである。

【０００９】また、前記内層の組成物の硬度がデュロメ
ータＡ＝８０以下であることが好ましい。

【００１０】さらに、前記外層及び内層は、ポリ塩化ビ
ニルに可塑剤としてフタル酸エステルを配合することが
好ましい。

【００１１】また、前記被覆層は、前記内層の内表面に
導入された官能基とヘパリンのアミノ基とが直接、また
はカップリング剤を介して共有結合されてなることが好
ましい。

【００１２】さらに、前記内層の内表面に導入された官
能基は、硫酸基であることが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明の多層チューブは、外層を用途に応じた
硬度を有するポリ塩化ビニル樹脂とし、内層を柔軟性を
有する一定のポリ塩化ビニル樹脂とすることにより、外
層の硬度に応じた性質をもつチューブとなると共に、内
層が一定の材質からなるので様々な硬度をもつチューブ
を同一の条件や方法で親水化処理することができるもの
である。すなわち、本発明の多層チューブは、外層に用
いるポリ塩化ビニル樹脂の可塑剤の種類や配合を変える
だけで、柔軟性を要求される用途から剛性を要求される
用途に応じることのできる医療用チューブである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の多層チューブを添付図面に示
す実施例に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施例に係る多層チュー
ブの断面図である。図のように、本発明の多層チューブ
１は、ポリ塩化ビニルを主成分とする組成物からなり任
意の硬度を有する外層１１と、ポリ塩化ビニルを主成分
とする組成物からなり柔軟性を有する内層１２と備える
ものであり、チューブの内表面に親水性を有する組成物
からなる被覆層１３を有している。

【００１６】外層１１及び内層１２は、材料となるポリ
塩化ビニルにそれぞれ別々に可塑剤を配合し、同時に同
軸円周状に溶融押し出すことにより、一体化する。ま
ず、外層１１に用いる予め可塑剤を配合したポリ塩化ビ
ニル樹脂と内層１２に用いる予め可塑剤を配合したポリ
塩化ビニル樹脂を２層押し出し成形機を用いて、２層の
ダイに導く。２層ダイは、同軸円周状に流入口を有し、
流路の途中で同軸円周状態を保ちながら合流した後、単
一円周流出口につながっているため、押し出された外層
１１に用いる樹脂と内層１２に用いる樹脂は一体化され
密着して流出口からチューブ形状となって流出される。
そして、一定時間、所定の方法により冷却して、内外層
を有するチューブを製造する。そして、この２層構造を
有するチューブの内表面に親水化処理を施すことによ
り、被覆層を形成し多層チューブを作製する。

【００１７】親水化処理は、チューブの内表面に官能基
を導入し、次いでこの官能基とヘパリンのアミノ基とを
直接、またはカップリング剤を介して共有結合させるこ
とにより行うことができる。

【００１８】外層１１及び内層１２を構成するポリ塩化
ビニルに配合する可塑剤としては、フタル酸ジ−２エチ
ルヘキシルフタレート、フタル酸ジノルマルデシルフタ
レート等のフタル酸エステルの他、アジピン酸ジオクチ
ル、トリオクチルトリメリット酸、テトラオクチルピロ
メリット酸、アセチルトリオクチルクエン酸、ブチリル
トリヘキシルクエン酸、エポキシ化大豆油等が挙げられ
る。

【００１９】外層１１及び内層１２の肉厚は、用途に応
じて異なるが、例えば、ローラーポンプのしごき部分に
用いるポンプチューブとしては、内外層を併せた肉厚が
０．８ｍｍ〜３．０ｍｍ程度、好ましくは１．０ｍｍ〜
２．５ｍｍ程度、特に好ましくは１．５ｍｍ程度であ
り、そのうち内層１２の肉厚が０．０８ｍｍ〜０．５０
ｍｍ程度、好ましくは０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍ程
度、特に好ましくは０．２０ｍｍ程度である。内外層を
併せた肉厚が０．８ｍｍ以下であると、ローラーポンプ
のしごきに所定時間耐えらるだけの強度がなく、耐久性
に問題があり、内外層を併せた肉厚が３．０ｍｍ以上で
あるときには、柔軟性に問題があり、ローラーポンプの
駆動に負担がかかる。また、内層１２の厚さが０．０８
ｍｍ以下に安定的に作製することは困難であり、作製す
るのにコストがかかる。

【００２０】また、サンプリングチューブとしては、内
外層を併せた肉厚が０．４ｍｍ〜２．０ｍｍ程度、好ま
しくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度、特に好ましくは
０．９ｍｍ程度であり、そのうち内層１２の肉厚が０．
０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度、好ましくは０．１ｍｍ〜
０．４ｍｍ程度、特に好ましくは０．２ｍｍ程度であ
る。内外層を併せた肉厚が０．４ｍｍ以下であると、チ
ューブが折れ曲がり易く、操作時に破断する恐れがあ
り、内外層を併せた肉厚が０．０５ｍｍ以上であると、
チューブの柔軟性が劣り、操作し難くなるばかりでな
く、コネクタや三方活栓等との接続が困難となる。ま
た、内層１２の肉厚が０．０５ｍｍ以下であると、安定
的に作製するが困難であり、作製するのにコストがかか
り、内層１２の肉厚が０．５ｍｍ以上であると、チュー
ブの柔軟性が劣り、外層の性質をいかすことが困難であ
る。

【００２１】また、被覆層１３の厚さは、チューブの外
径、内径、外層１１及び内層１２の厚さに応じて変わる
ものではなく、０．０１μｍ〜５．０μｍ程度、特に好
ましくは、０．０２μｍ程度である。

【００２２】以下、本発明の好適実施例に係る多層チュ
ーブについて、詳細に説明する。

【００２３】（実施例１）ポリ塩化ビニルに可塑剤とし
てフタル酸ジ−２エチルヘキシルフタレートを８５ｐｈ
ｒ配合して外層用材料とし、同様にポリ塩化ビニルに可
塑剤としてフタル酸ジ−２エチルヘキシルフタレートを
６５ｐｈｒ配合して内層用材料とした。そして、外層用
材料の硬度は、デュロメータＡ＝６０であり、内層用材
料の硬度は、デュロメータＡ＝７３であった。なお、こ
の硬度は、日本工業規格のプラスチックのデュロメータ
硬さ試験方法（ＪＩＳＫ７２１５）をもとに測定し
た。

【００２４】そして、前記外層用材料及び内層用材料か
ら外層の厚み１．３ｍｍ、内層の厚み０．２ｍｍ、外径
９．０ｍｍ、内径６．０ｍｍとなるように上述のごとく
２層押し出し形成機を用いて２層構造のチューブを作製
した。

【００２５】次いで、２層構造のチューブの内表面に次
のようにして、親水化処理を施して被覆層を形成し、多
層チューブを作製した。

【００２６】最初に、チューブの内表面にオゾン発生機
（日本オゾン株式会社製）にて、２１．５ｇ／ｍ³ ／Ｏ
₂ 、０．８ｌ／ｍｉｎ、５０℃の条件で１０分間オゾン
処理を行った。次に、０．５％ポリエチレンイミン（Ｐ
ＥＩ）にｐＨ１０．０、４５℃の条件で１８時間浸漬し
た。続いて、予め、ヘパリンのＮ−硫酸部位の脱硫酸化
を行って作製した０．１％の部分アミノ化ヘパリンにｐ
Ｈ４．０、４５℃の条件で２時間浸漬した。なお、部分
アミノ化ヘパリンは、まず、市販のヘパリンを蒸留水に
溶かし、１０％のヘパリン水溶液を作製し、このヘパリ
ン水溶液１０ｍｌを５．５Ｎの硫酸０．４ｍｌ加え、９
５℃にて反応させることにより作製した。

【００２７】続いて、ｐＨ４．０のコハク酸緩衝液で調
整した０．１％グルタルアルデヒドに０．１％シアノ水
素化ホウ素ナトリウムを加えた溶液中に５５℃の条件で
２時間浸漬した。そして、最後に７０℃の蒸留水中に１
時間浸漬して洗浄した。なお、この洗浄は、２回繰り返
し行った。以上のようにして、チューブの内表面に親水
化処理を行って被覆層を形成した。

【００２８】（実施例２）ポリ塩化ビニルに可塑剤とし
てフタル酸ジ−２エチルヘキシルフタレートを５５ｐｈ
ｒ配合して内層用材料とした以外は、実施例１と同様に
して多層チューブを作成した。

【００２９】なお、実施例１と同様な方法により、内層
用材料の硬度を測定した結果、内層用材料の硬度は、デ
ュロメータＡ＝８０であった。

【００３０】（実施例３）ポリ塩化ビニルに可塑剤とし
てフタル酸ジ−２エチルヘキシルフタレートを４８ｐｈ
ｒ配合して内層用材料とした以外は、実施例１と同様に
して多層チューブを作成した。

【００３１】なお、実施例１と同様な方法により、内層
用材料の硬度を測定した結果、内層用材料の硬度は、デ
ュロメータＡ＝８５であった。

【００３２】（実施例４）ポリ塩化ビニルに可塑剤とし
てフタル酸ジ−２エチルヘキシルフタレートを４０ｐｈ
ｒ配合して外層用材料とし、実施例１と同様な内層用材
料を用いて、外層の厚み０．７ｍｍ、内層の厚み０．２
ｍｍ、外径５．３ｍｍ、内径３．５ｍｍとなるように２
層構造のチューブを作製した以外は、実施例１と同様に
して多層チューブを作成した。

【００３３】なお、実施例１と同様な方法により、外層
用材料の硬度を測定した結果、外層用材料の硬度は、デ
ュロメータＡ＝９０であった。

【００３４】（比較例１）内層用材料として、ポリエー
テルポリウレタン（商品名ペレセン２３６３−８０Ａ
Ｅ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして多層チ
ューブを作製した。ただし、親水化処理は行っていない
ので、被覆層のない２層構造のチューブである。

【００３５】なお、実施例１と同様な方法により、前記
内層用材料の硬度を測定した結果、内層用材料の硬度
は、デュロメータＡ＝８１であった。

【００３６】（比較例２）内層用材料として、比較例１
と同様なポリエーテルポリウレタンを用いたこと以外
は、実施例４と同様にして多層チューブを作製した。た
だし、親水化処理は行っていないので、２層構造のチュ
ーブである。

【００３７】以下、具体的な実施例に基づいて、本発明
の多層チューブをより詳細に説明する。

【００３８】（実験例１）外層用樹脂として同一の硬度
を有するポリ塩化ビニル樹脂を用いた実施例１、実施例
２、実施例３及び比較例１の多層チューブを用いて、柔
軟性及び耐久性が要求されるローラーポンプのしごきご
き部分に用いるポンプチューブとしての適性試験を行っ
た。

【００３９】それぞれの多層チューブをローラポンプの
しごき部分に用いて実験回路を各多層チューブ毎に作成
した。最初に、蒸留水を流してプライミング操作を行っ
た後に、実験回路内に実験用液体を流入し、回転数６０
ｒｐｍに設定したローラーポンプにより多層チューブを
しごいて、実験用液体を送る操作を各多層チューブの内
外層間が剥離するまで行った。

【００４０】この結果、最初に行ったプライミング操作
において、実施例１、実施例２及び実施例３の多層チュ
ーブには気泡の付着が見られなかったが、比較例１の多
層チューブには多少気泡が発生していた。このため、比
較例１の多層チューブについては、気泡の除去作業を行
った後に実験用液体を流入した。この気泡の除去作業に
は、２分間の時間を要した。

【００４１】また、比較例１の多層チューブは、ローラ
ーポンプを駆動してから２時間後、実施例３の多層チュ
ーブは９６時間後、内層面に亀裂が生じると共に内外層
間に剥離が確認されたが、実施例１及び実施例２の多層
チューブは、１２０時間経過しても内外層間に剥離が確
認されなかった。

【００４２】実験例１により、比較例１の多層チューブ
は、外層がポリ塩化ビニル樹脂、内層がポリエーテルポ
リウレタンからなるため、内外層間の接着性が弱く耐久
性の点で問題があることがわかった。また、多層チュー
ブの内表面に親水化処理をした実施例１、実施例２及び
実施例３に比べ気泡が付着し易いことが確認された。

【００４３】実施例３の多層チューブは、実施例１及び
実施例２の多層チューブに比べ内層用材料の硬度が高い
ため柔軟性が劣るので、ローラポンプのしごきに長時間
耐えることはできず内層面に亀裂が生じると共に内外層
間の剥離が起こったと考えられる。よって、実施例３の
多層チューブにおいても耐久性に不安があることがわか
った。これにより、ポンプチューブ等の柔軟性及び耐久
性が要求される用途において、内層用材料の硬度はデュ
ロメータＡ＝８０以下程度の柔軟性を有することが好ま
しいことがわかる。

【００４４】従って、ポンプチューブとして適性なもの
は、実施例１及び実施例２の多層チューブであった。

【００４５】（実験例２）外層用材料として同一の硬度
を有するポリ塩化ビニル樹脂を用いた実施例４及び比較
例２の多層チューブを用いて、柔軟性及び折れ曲がり難
い強度（剛性）が要求される体外循環回路中の血液サン
プリングに用いるサンプリングチューブとしての適性試
験を行った。

【００４６】人工肺、遠心ポンプ及び接続用チューブか
らなる回路において、それぞれの多層チューブをサンプ
リングチューブとして接続用チューブに接続し、その先
端に三方活栓を嵌合した。そして、蒸留水を流してプラ
イミング操作を行った。

【００４７】この結果、実施例４の多層チューブについ
ては、三方活栓との嵌合部分において、内外層間の剥離
が見られなかったが、比較的２の多層チューブについて
は、嵌合時に三方活栓の先端のエッジにより、内外層間
に剥離を生じさせた。また、プライミング時において
は、実験例１のときと同様に比較的２の多層チューブに
多少の気泡が発見され、気泡除去作業に時間がかかっ
た。

【００４８】また、実施例４の多層チューブは、従来よ
り用いられている単層チューブと同じような感覚で取り
扱うことができたが、比較的２の多層チューブは、剛直
性があり、サンプリング操作時に不便さを感じた。

【００４９】実験例２より、比較例２の多層チューブ
は、外層がポリ塩化ビニル樹脂、内層がポリエーテルポ
リウレタンからなるため、内外層間の接着性が弱いこと
が確認された。また、実施例４の多層チューブに比べ柔
軟性の点で劣るため、取り扱いに不便さを感じることが
わかった。

【００５０】従って、サンプリングチューブとして適性
なものは、実施例４の多層チューブであった。

【００５１】また、内層用材料が同一である実施例１及
び２の多層チューブと、実施例４の多層チューブとか
ら、本発明の多層チューブは外層を用途に応じた硬度を
有するポリ塩化ビニル樹脂とし、内層を柔軟性を有する
一定のポリ塩化ビニル樹脂とすることにより、外層の硬
度に応じた性質をもつチューブとなると共に、内層が一
定の材質からなるので様々な硬度をもつチューブを同一
の条件や方法で親水化処理することができることがわか
った。さらに、内層用材料の硬度はデュロメータＡ＝８
０以下程度の柔軟性を有することにより、柔軟性を要求
される用途から剛性を要求される用途に応じることので
きることが確認された。

【００５２】さらに、実験例１の結果ポンプチューブに
最も適する実施例１の多層チューブと、実験例２の結果
サンプリングチューブとして適する実施例４の多層チュ
ーブについて、まず「厚生省人工心肺用ディスポーザブ
ルセット基準III.１」に従って溶出物試験を行った。そ
の結果、実施例１と実施例４の多層チューブは、いずれ
も基準に適合した。安全性試験としては、溶出物試験の
他、急性毒性試験、溶血試験、熱発生試験、細胞毒性試
験、皮内反応性試験及び皮膚感作試験などの生物学的試
験等があるが、外層の材質は異なるが血液に接触する内
層の材質が同一であることから、各チューブ毎にこれら
の安全性試験をする必要がなく、内層の材質にいて試験
を行えば良い。

【００５３】本発明の多層チューブの用途としては、特
に柔軟性が要求される医療用チューブであれば、ポンプ
チューブ、サンプリングチューブ、回路構成用チューブ
に限られるものではなく、例えば、チューブの外表面か
ら間欠的に圧力を測定するため、チューブが硬くないと
正確な波形が測定できない圧力モニタ用チューブ、気泡
がチューブの内表面に付着し易い輸液用チューブ、薬液
を被検者に注入するときに用いる薬液チューブなどの用
途においても用いることのできるものである。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多層チュ
ーブによれば、ポリ塩化ビニルを主成分とする組成物か
らなり任意の硬度を有する外層と、ポリ塩化ビニルを主
成分とする組成物からなり柔軟性を有する内層とを備え
る多層チューブであって、該多層チューブは、内表面に
親水性を有する組成物からなる被覆層を有することによ
り、プライミング時に気泡が付着しないので、気泡除去
作業を必要せず、内外層間の剥離が起きなく耐久性と柔
軟性を有するものである。また、外層の硬度に応じた性
質をもつチューブとなると共に、様々な用途に用いるチ
ューブにおいても内層が一定の材質からなるので、同一
の条件や方法で親水化処理や安全性試験することができ
る。

【００５５】また、前記内層の組成物の硬度がデュロメ
ータＡ＝８０以下であることにより、柔軟性を要求され
る用途から剛性を要求される用途に応じることのでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る多層チューブの断面図で
ある。

【符号の説明】

１多層チューブ１１外層１２内層１３被覆層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリ塩化ビニルを主成分とする組成物から
なり任意の硬度を有する外層と、ポリ塩化ビニルを主成分とする組成物からなり柔軟性を
有する内層とを備える多層チューブであって、該多層チューブは、内表面に親水性を有する組成物から
なる被覆層を有することを特徴とする多層チューブ。