JPH10511708A - 透過性ポリマー組成物および血液ガスセンサーオーバーコート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、架橋された、疎水性部分および親水性部分を含む造形透過性ポリマー材料を提供する。この材料は、疎水性部分および親水性部分を含む架橋性組成物を製造し、この架橋性組成物を型中に置き、この架橋性組成物をゲル化して、疎水性部分、親水性部分および液体部分を含む造形されたゲル化ポリマー組成物を形成し、そして液体部分を交換液体で交換して、透過性ポリマー材料を形成することを含む方法によって製造される。好ましくは、この材料は、血液ガスセンサーに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】 透過性ポリマー組成物および血液ガスセンサーオーバーコート 発明の分野 本発明は、透過性ポリマー材料およびこれらの材料を製造するための方法に関 する。特に、本発明は、液体試料、例えば、血液の検査のために用いられるセン サーに用いるのに適当なポリマー材料、より特別には、血液ガスセンサーの造形 オーバーコートに関する。 発明の背景 水に溶解された物質に透過性である、好ましくはいくらかの水を保持する種々 の材料が望まれている。ヒドロゲルはそのような材料の一種である。しかしなが ら、それらにはいくぶんの限定がある。例えば、ヒドロゲルは一般には限られた 強度を持ち、多くの場合所望の形状に加工することが容易ではない。また、いく つかのヒドロゲル材料は、オートクレーブまたは蒸気滅菌に耐えることができな い。転相膜は、いくらかの水を保持し、水に溶解する物質に対して透過性にする ことのできる他の種類の材料を代表する。しかしながら、転相膜は同様に、一般 に所望の形状に加工することが困難である。他の種類の材料には、自然には透過 性ではないが、水および水によって運ばれる種を通過する表面多孔性を有するよ うに改良された膜を含む。これらの材料も容易には造形できない。 従って、機械的に強く、水に溶解された物質に透過性であり、好ましくは水を 保持し、そしていずれの所望の形状にも製造することのできる材料が求められて いる。この要求は、これらの材料が蒸気またはオートクレーブ滅菌によって比較 的変化されないことが一般 に必要である、医療用装置において特に深刻である。このような材料が特に有用 であるひとつの用途は、ファイバーオプチックスを基材とする血液ガスセンサー である。このようなセンサーは、それらが血液が凝固する問題を少なくするよう に造形することのできる透過性で機械的に強いオーバーコートを有する場合に、 改良されるであろう。 発明の概要 本発明は、水および水によって運ばれる種、例えば、Ｏ₂、ＣＯ₂、またはイオ ンに対して透過性であり、加工されて造形品を提供することのできるポリマー材 料を提供する。それは、血液凝固の問題を少なくする形状に成形することができ るので、特に有利である。ポリマー材料は、比較的強く、好ましくは少なくとも 約２０６８ｋＰａ、より好ましくは少なくとも約３６２０ｋＰａの引張強さを有 し、水、好ましくは少なくとも約２５重量％の水を保持する。ある好ましい態様 において、ポリマー材料は、蒸気またはオートクレーブ滅菌条件に対して耐性で もある。従って、本発明の造形ポリマー材料は、ファイバーオプチックスを基材 とする液体ガスセンサーに用いるためのオーバーコートとして有用である。ここ で用いられる限り、血液ガスセンサーは、ｐＨセンサーおよび溶解したガス以外 の血液中の成分を検知するセンサーを含む。 本発明の造形透過性ポリマー材料は、疎水性部分および親水性部分を含み、少 なくともこの材料の一部が架橋されている。造形透過性ポリマー材料は、好まし くは実質的にアニールされず、弗素化されていない、非イオン性の材料である。 ある態様において、疎水性部分は、好ましくは実質的に室温（２０〜２５℃）で 非晶質である。疎水性部分および親水性部分は、最終のポリマー材料中で、独立 した別個のポリマー材料であってもよい。あるいは、疎水性部分および親水性部 分は、半親水性材料におけると同様に、同じ分子の一部であってもよい。造形透 過性ポリマー材料は、疎水性部分が架橋され、親水性部分が架橋され、あるいは 疎水性および親水性部分が別々にまたは共に架橋された結果として架橋されてい てもよい。 造形透過性ポリマー材料は、大規模生産に適合することができ、製品から製品 に再生可能な方法によって製造される。この方法は、疎水性部分および親水性部 分を含む架橋性組成物を製造し、この架橋性組成物を型に置き、この架橋性組成 物をゲル化して疎水性部分、親水性部分および液体部分を含む造形ゲル化組成物 を形成し、そして液体部分を交換液体と交換して透過性ポリマー材料を形成する ことを含む。初期の架橋性組成物は、モノマー材料および／またはポリマー材料 を含んでいてもよい。ゲル化工程の間に、モノマー材料は一般に重合される。 架橋性組成物中の疎水性部分および親水性部分は、別々の材料または同じ材料 の一部のいずれであってもよい。即ち、典型的には組成物の疎水性部分および親 水性部分は異なる疎水性材料および親水性材料の使用によって得られるけれども 、これらの部分は半親水性ポリマーから得ることもできる。半親水性ポリマーは 、親水性の特徴を与える領域および疎水性の特徴を与える領域を有する。 本発明の組成物は、それらが一度ゲル化されたならば、それらの形状および容 積を保持するので特に有利である。つまり、一度ゲル化されたならば、本発明の 組成物は自立性のものとなる。即ち、それらは型を用いて造形することができる 。対照的に、従来技術のゲル化組成物は、一般に、流延、紡糸、または押出技術 によって、平板膜、繊維、または中空管に製造される。 定義 「疎水性部分」なる語は、約３０重量％よりも少ない水、好ましくは約２０重 量％よりも少ない水、より好ましくは約１０重量％よりも少ない水（疎水性部分 の重量に基づいて）を吸収し、そして最も好ましくは一般に水に不溶性である、 組成物のポリマーまたはモノマー部分を意味し、モノマー部分は、それから成る ポリマーが約３０重量％よりも少ない水、好ましくは約２０重量％よりも少ない 水、より好ましくは約１０重量％よりも少ない水（疎水性部分の重量に基づいて ）を吸収し、そして最も好ましくは一般に水に不溶性であるならば、疎水性であ る。 「親水性部分」なる語は、約５０重量％よりも多い水、好ましくは約８０重量 ％よりも多い水、より好ましくは約１２０重量％よりも多い水（親水性部分の重 量に基づいて）を吸収し、そして最も好ましくは一般に水に可溶性である組成物 のポリマーまたはモノマー部分を意味し、モノマー部分は、それから成るポリマ ーが約５０重量％よりも多い水、好ましくは約８０重量％よりも多い水、より好 ましくは約１２０重量％よりも多い水（親水性部分の重量に基づいて）を吸収し 、そして最も好ましくは一般に水に可溶性であるならば、親水性である。 「半親水性ポリマー」なる語は、疎水性部分および親水性部分の両方を含むポ リマー材料を意味する。 「ポリマー」または「ポリマー材料」なる語は、ホモポリマーまたはコポリマ ー（即ち、２個または２個よりも多い異なるモノマーを含むポリマー）を意味し 、１種よりも多いモノマーから誘導されるコポリマーはランダムまたはブロック コポリマーのいずれであってもよく、ここで用いられる限り、「ポリマー」なる 語は、オリゴマー（即ち、少数のモノマー部分からなるポリマー分子、例えば、 ダイマー、トライマー、およびテトラマー）を含む。 「造形品」または「造形材料」なる語は、溶液流延もしくは浸漬、紡糸、また は押出によって製造される、平膜板、繊維、棒、または中空管よりもむしろ、自 己支持性または自立性の立体形状を形成させる型を用いて造形される製品または 材料を意味する。 「ゲル化組成物」なる語は、架橋されたポリマー部分および液体部分を含む自 己支持性の（即ち、形状保持性の）材料を意味する。 「架橋剤」なる語は、ポリマー分子を連結する化合物を意味する。 「増感剤」なる語は、輻射エネルギーを吸収し、異なる材料にエネルギーを移 す材料を意味する。 また、「開始剤」なる語は、重合および／または架橋を開始する反応性の種、 例えば、ラジカルを生成する能力を有する材料を意味し、光開始剤は光に対する 暴露によってラジカルを生成し、また熱開始剤は熱に対する暴露によってラジカ ルを生成し、ある開始剤は架橋剤としても機能することができる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による透過性ポリマー材料で塗布された血液ガスセンサーの透 視図である。 発明の詳細な説明 本発明は、疎水性部分および親水性部分を含む造形透過性ポリマー材料（ここ で、ポリマー材料の少なくとも一部は架橋されている）を提供する。それは、好 ましくは実質的にアニールされず、非弗素化されていない、非イオン性の物質で ある。それは、好ましくは蒸気またはオートクレーブ滅菌条件に対して耐性でも ある。このよ うな材料は、種々の用途に用いることができるけれども、それらは好ましくは血 液ガスセンサーのオーバーコートに用いられる。 好ましくは、造形ポリマー材料は、典型的には血液中に溶解または分散してい る、ノニオン分子（例えば、ＣＯ₂、Ｏ₂、約５００よりも少ない分子量を有する 小さい有機分子、例えば、グルコース）に対して、より好ましくはノニオンとイ オン分子（例えば、Ｈ₃Ｏ⁺、ＯＨ^-、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、ＨＣＯ₃ ^-、Ｃ Ｏ₃ ^2-）との両者に対して透過性である。ノニオン分子のうちで、好ましくは、 造形ポリマー材料は、酸素に対して、より好ましくは酸素および二酸化炭素に対 して、および最も好ましくは酸素、二酸化炭素、およびグルコースに対して透過 性である。イオン分子のうちでは、好ましくは、造形ポリマー材料は、水素イオ ンおよびそれらの対イオンに対して、より好ましくは典型的には血液中に存在す るイオンに対して透過性である。しかしながら、本発明の範囲内にある限り、造 形ポリマー材料は全ての条件下に全ての分子に対して透過性である必要はないこ とを理解すべきである。血液ガスセンサーのオーバーコートとしての使用に対し ては、造形ポリマー材料は酸素、二酸化炭素、および典型的には血液中に存在す るイオンに対して透過性であることが特に好ましい。 透過性を測定するために、本発明のポリマー材料は、血液ガスセンサーをオー バーコートするために用いられ、応答時間を試験されてもよい。ここで用いられ る限り、「応答時間」なる語は、濃度依存信号が３７℃の媒体中における目的の 分析物の濃度を反映するのに必要な時間である。これは、目的の分析物を含む最 初の媒体にセンサーを暴露し、それを平衡させ、次いで、同じ分析物を含む第２ の媒体にセンサーを移動させることによって測定される。ここで、両方の媒体に おける分析物の濃度は、センサーの操作範囲内にある 。応答時間は、センサーが第２の媒体に対して安定化されるために必要な時間を 含む。この透過性の測定のために、目的の分析物を含む媒体は水である。材料の 完全に水和された塗膜（センサー要素の外面から塗膜の外面までの最短距離によ って測定して、約０．００２５４ｍｍ〜約０．１５ｍｍの膜厚を有する）でオー バーコートされたセンサーがセンサーの応答時間を約３０分以下まで増加するな らば、ポリマー材料は透過性である。ここで、オーバーコートを有していない同 じセンサーは、約１．５分以下の応答時間を有する。好ましくは、本発明のポリ マー材料は、センサーの応答時間を約１０分以下まで、より好ましくは約２分以 下まで増加させる。 本発明の造形透過性ポリマー材料は、好ましくは、例２に記載したようにして 試験した場合、その完全に水和された状態で少なくとも約２０６８ｋＰａの引張 強さを有する。血液ガスセンサーで用いた場合、引張強さはより好ましくは少な くとも約３６２０ｋＰａ、そして最も好ましくは少なくとも約４４８２ｋＰａで ある。特に好ましい態様において、引張強さは、少なくとも約５５１６ｋＰａで ある。最終生成物、即ち、ゲル化および交換に続いて生成された造形透過性ポリ マー材料は、好ましくは、完全に水和された材料の合計重量に基づいて、少なく とも約２５重量％の水を保持する。より好ましくは、それは、完全に水和された 材料の合計重量に基づいて、少なくとも約２５〜７０重量％の水、そして最も好 ましくは約３５〜５５重量％の水を保持する。ここで用いられる限り、「完全に 水和された材料」なる語は、水性媒体、例えば、水または緩衝液と少なくとも約 ８時間室温（２０〜２５℃）で接触させた材料を意味する。また、それは、好ま しくは乾燥され、再水和されていてもよい。それが乾燥されるならば、好ましく はその元の含水量（重量に基づく％）の少なくとも約７０％、より好ましくは約 ９０％、そし て最も好ましくは約９５％まで再水和されていてもよい。それが血液ガスセンサ ーのオーバーコートとして用いられるならば、造形ポリマー材料は、センサーが 用いられる操作の間、生体適合性および生物安定性であることが特に好ましい。 上記のように、造形透過性ポリマー材料は、疎水性部分および親水性部分を含 む。疎水性部分は、物理的強度を増大させ、最終製品によって吸収される水の量 をコントロールするために用いられる。ある態様において、疎水性部分は、好ま しくは実質的に室温（２０〜２５℃）で非晶質である。これは、疎水性部分は、 広角Ｘ線散乱によって測定して好ましくは約２０％よりも少ない、より好ましく は約１０％よりも少ない、そして最も好ましくは約５％よりも少ない結晶度を有 することを意味する。疎水性部分は、最終製品の透過性、表面湿潤、および生体 適合性を増大させるために用いられる。初期の架橋性組成物に添加した場合、疎 水性部分および親水性部分はモノマーまたはポリマーのいずれかとして存在して いてもよい。それらは、別々の異なる材料であってもよく、あるいは半親水性ポ リマーにおけるように同一の物質の一部であってもよい。ゲル化に際して、モノ マー（および存在するオリゴマー）は典型的には重合される。また、ゲル化工程 の間に架橋性組成物の少なくとも一部が架橋される。 最終製品におけると同様に、ゲル化された組成物においては、疎水性部分およ び親水性部分は独立に架橋されてもよく、または疎水性部分が親水性部分に架橋 されてもよい。あるいは、疎水性部分のみ、または親水性部分のみが架橋されて もよい。本発明の造形透過性ポリマー材料の唯一の必要条件は、材料中にいくら かの架橋があることである。従って、造形ゲル化組成物もしくは造形透過性ポリ マー材料は、架橋された疎水性ポリマー分子、架橋された親水性ポ リマー分子、架橋された疎水性−親水性ポリマー分子、またはその組み合わせを 含むことができる。架橋は、それらが加工および使用の両方の間に形状および大 きさを実質的に維持して取り扱うことができるように、ゲル化された最終材料の 強度および寸法安定性に寄与する。架橋は、相の挙動のコントロールにも寄与す る。ある好ましい態様において、本発明の造形透過性ポリマー材料は、架橋され た親水性部分および架橋されていない疎水性部分を含む。 初期の架橋性組成物は、（１）少なくとも１種の半親水性ポリマー材料、（２ ）少なくとも１種の疎水性モノマー材料および少なくとも１種の親水性モノマー 材料、（３）少なくとも１種の疎水性ポリマー材料および少なくとも１種の親水 性モノマー材料、（４）少なくとも１種の疎水性モノマー材料および少なくとも １種の親水性ポリマー材料、または（５）少なくとも１種の疎水性ポリマー材料 および少なくとも１種の親水性ポリマー材料を含んでいてもよい。これらの組成 物は、所望ならば、疎水性および親水性モノマーおよび／またはポリマーを溶媒 和し、もしくは分散させるために有機溶剤を含んでいてもよい。好ましくは、初 期の架橋性組成物は、少なくとも１種の疎水性ポリマー材料および少なくとも１ 種の親水性モノマー材料を含む。 上記のように、一度ゲル化された、用いられる大部分のモノマー材料（または オリゴマー材料）は一般に重合される。また、ゲル化された材料は、少なくとも ある程度まで架橋される。得られた造形ゲル化組成物は、疎水性部分、親水性部 分、および交換液体で交換され得る液体部分を含む。液体部分は、重合されてい ないモノマー材料、架橋されていない親水性ポリマー、組成物を製造するために 用いられる有機溶剤、またはそれらの混合物であってよい。好ましくは、ゲル化 組成物の液体部分は、架橋性組成物中の疎水性および 親水性モノマーおよび／またはポリマーを溶媒和し、もしくは分散させるために 用いられる溶剤である。 適当な疎水性ポリマーは、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリー ルスルホン、ポリイミド、ポリアリーレート、セルロースアセテート、ポリウレ タン、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、アクリロニトリルポリマ ー、フェノキシ樹脂、シリコン、ポリエーテルイミド、セルロースアセテートブ チレート、ナイロン、ポリビニルブチラール、ポリアリーレンオキシド、例えば 、ポリフェニレンオキシド、即ち、ポリ（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオ キシド）、ポリ（ウレアウレタン）、ポリフェニルキノキサリン、およびそれら の混合物を含むが、これに限定されない。これらのうちでは、ポリウレタンおよ びポリ（ウレアウレタン）が好ましい。適当な疎水性モノマーは、ベンジルアク リレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリ レート、スチレン、メチルメタクリレート、ウレタンアクリレート、アクリロニ トリル、ノルボルニルアクリレート、およびそれらの混合物を含むが、これに限 定されない。これらのうちでは、フェニルおよびベンジルアクリレート（メタク リレート）が好ましい。疎水性ポリマーまたはモノマーが存在する架橋性組成物 において、それらは、所望の製品に必要な強度および吸水性を有する最終製品を 提供するのに有効な量で存在する。 適当な親水性ポリマーは、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジ メチルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド）、ポリ （Ｎ−ビニルバレロラクタム）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（アクリル酸） 、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレ ート）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ビニ ルアルコール）、ならびにこれらのポリマーのエチレン性不飽和化されたもの、 およびそれらのコポリマーまたは混合物を含むが、これに限定されない。これら のうちでは、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル アミド）、およびポリ（Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド）が好ましい。適 当な親水性モノマーは、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミ ド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−ビニルバレロラクタム、Ｎ−ビ ニルカプロラクタム、アクリルアミド、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレ ート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ（エチレングリコール）メチルエ ーテルアクリレート、およびそれらの混合物を含むが、これに限定されない。こ れらのうちでは、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ −ビニル−Ｎ−メチルアセトアミドが好ましい。親水性ポリマーまたはモノマー が存在する架橋性組成物において、それらは所望の製品に必要な透過性および吸 水性を有する最終製品を提供するのに有効な量で存在する。 適当な半親水性ポリマーは、親水性ポリウレタン、Ｎ−ビニルピロリドンコポ リマー、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドコポリマー、ビニルアルコールコポリ マー、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミドコポリマー、アクリルアミドコポリ マー、アクリル酸コポリマー、ヒドロキシエチルアクリレートコポリマー、ヒド ロキシエチルメタクリレートコポリマー、親水性ブロック／疎水性ブロック−ブ ロックまたはグラフトポリマー、ならびにこれらのポリマーのエチレン性不飽和 化されたものを含むが、これに限定されない。 本発明の架橋性組成物は、有機溶剤も含んでいてもよい。用いられる特定の溶 剤は、特定のポリマーおよび／またはモノマー成分に依存する。適当な有機溶剤 は、用いられる量の疎水性成分および親 水性成分の両方、ならびに所望の架橋剤または他の添加剤を溶解し、または分散 させることのできるものである。適当な有機溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、およびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを含むがこ れに限定されれない。溶剤は、成分を溶媒和し、もしくは分散させるに有効な量 で用いられる。 好ましくは、疎水性ポリマーまたはモノマーは、架橋性組成物の合計重量に基 づいて、約１０〜７０重量％、より好ましくは約１０〜４０重量％、そして最も 好ましくは約２０〜３５重量％の量で架橋性組成物中に存在する。好ましくは、 親水性ポリマーまたはモノマーは、架橋性組成物の合計重量に基づいて、約５〜 ９０重量％、より好ましくは約１０〜６５重量％、そして最も好ましくは約２０ 〜４５重量％の量で架橋性組成物中に存在する。より具体的には、架橋性組成物 （１）において、半親水性ポリマーは、組成物の合計重量に基づいて、約４０〜 ７０重量％の量で存在する。架橋性組成物（２）において、モノマー材料の合計 含有量は好ましくは約４０〜７０重量％であり、疎水性モノマー材料対親水性モ ノマー材料の量が約０．５：１〜１：１の比で存在している。架橋性組成物（３ ）において、疎水性ポリマー材料は好ましくは約１０〜４０重量％、より好まし くは約２０〜３５重量％の量で存在し、そして親水性モノマー材料は好ましくは 約１０〜９０重量％、より好ましくは約１０〜６５重量％、および最も好ましく は約２０〜４５重量％の量で存在する。架橋性組成物（４）において、モノマー およびポリマー材料の合計含有量は好ましくは約４０〜７０重量％であり、疎水 性モノマー材料対親水性ポリマー材料の量が約０．５：１〜１：１の比で存在し ている。架橋性組成物（５）において、ポリマー物質の合計含有量は、好ましく は約１５〜７０重量％、より好ましくは 約３０〜６０重量％であり、疎水性ポリマー材料対親水性ポリマー材料の量が約 ０．５：１〜１：１の比で存在している。 本発明のゲル化工程の方法は、組成物の疎水性および／または親水性部分を架 橋することを含む。架橋は、種々の方法によって行うことができる。例えば、所 望により熱または光のいずれかによって活性化することのできる、架橋剤および ／または開始剤の使用によって、これらの部分を架橋させることができる。それ らは、架橋剤または光開始剤なしに、電離線、例えば、電子線、またはガンマ線 の使用によっても架橋させることができる。即ち、架橋剤または光開始剤の存在 なしでも、ラジカルがポリマー部分に発生され、それは次いで、組成物のポリマ ー部分間に相互作用して架橋を形成することができる。さらに、ポリマーの反応 性基は反応して架橋を生じることができる。架橋剤および光開始剤の混合物は有 利に用いることができることを理解すべきである。本発明の好ましい組成物は、 架橋剤および光開始剤を用いて架橋される。 ここで用いられる架橋剤は、モノマーまたはオリゴマーの重合の間に、予め存 在しているポリマー分子と反応し、または架橋されたポリマー中に合体されても よい。本発明に用いるのに適当な架橋剤は、二官能価または多官能価であってよ い。それらは、ジアリルマレエート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、 ジビニルスクシネート、ジビニルアジペート、ジビニルマレエート、ジビニルオ キサレート、ジビニルマロネート、ジアリルイタコネート、ジアリルフマレート 、ジアリルジグリコレート、ジアリルオキサレート、ジアリルアジペート、ジア リルスクシネート、ジアリルアゼレート、ジアリルマロネート、ジアリルグルタ レート、ジメタリルマレエート、ジメタリルオキサレート、ジメタリルマロネー ト、ジメタリルスクシネート、ジメタリルグルタレート、ジメタリルアジペート 、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、 エチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル、 ジエチレングリコールジアリルエーテル、ブタンジオールジアリルエーテル、エ チレングリコールジメタリルエーテル、ジエチレングリコールジメタリルエーテ ル、ブタンジオールジメタリルエーテル、３，３’−エチリデンビス（Ｎ−ビニ ル−２−ピロリドン）、１，３−ジアリルウレア、エチレングリコールジアクリ レート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリ イレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，３−および１，４−ブ タンジオールジアクリレート、１，３−および１，４−ブタンジオールジメタク リレート、トリレン−２，４−ジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（フ ェニルイソシアネート）、グリセリルトリアクリレート、およびペンタエリトリ トールテトラアクリレートを含むことができるが、これに限定されない。特に好 ましい架橋剤は、ジアリルマレエート、エチリデンビスビニルピロリドン、Ｎ， Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドである。架橋剤は、用いるならば、所望の程 度の架橋を達成するのに有効な量で用いられる。好ましくは、架橋剤は、架橋剤 と反応し得る材料の合計重量に基づいて、約０．０１〜３０重量％、より好まし くは約１〜３０重量％、そして最も好ましくは約５〜２０重量％の量で架橋性組 成物中に存在する。 本発明に用いるのに適当な開始剤は、光開始剤、例えば、紫外線または可視光 線誘発開始剤、または熱開始剤を含むが、これに限定されない。適当な紫外線誘 発開始剤の例は、例えば、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から商業 的に入手可能な、ケトン、例えば、ベンジルおよびベンゾイン、ならびにアシロ インおよびアシロインエーテルを含むが、これに限定されない。好ましい紫外線 誘発重合開始剤は、両方ともＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．から商業的に入 手可能な２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンおよびベンゾインメ チルエーテル（２−メトキシ−２−フェニルアセトフェノン）、そして光開始剤 は、ＥＭ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｏｆ Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ から商業的に入手可能なＤＡＲＯＣＵＲＥ １１７３（Ｃ₆Ｈ₅Ｃ（Ｏ）Ｃ（ＯＨ ）（ＣＨ₃）₂）を含む。適当な可視光線誘発開始剤の例は、ジアリールヨードニ ウム塩およびトリアリールスルホニウム塩、ならびに発色団で置換されたハロメ チル−ｓ−トリアジン、例えば、米国特許第３，９５４，４７５号に記載された もの、およびハロメチルオキサジアゾール、例えば、米国特許第４，２１２，９ ７０号に記載されたものを含むが、これに限定されない。このような開始剤は、 単独で、または適当な促進剤、例えば、アミン、過酸化物、および燐化合物と、 ならびに／あるいは適当な光増感剤、例えば、ケトンまたはアルファージケトン 化合物、例えば、米国特許第４，８２８，５８３号に記載されたようなカンファ ーキノンと組み合わせて用いることができる。カチオン機構によって重合される 架橋性材料に対して、適当な開始剤は、カチオンを生成し得る塩、例えば、ジア リールヨードニウム、トリアリールスルホニウム、およびアリールジアゾニウム 塩を含む。好ましい可視光線誘発開始剤系は、水素供与体もしくは促進剤、例え ば、ナトリウムベンゼンスルフィネート、アミン、またはアミンアルコールを添 加したまたは添加していない、ジケトン、例えば、カンファーキノン、およびジ アリールヨードニウム塩、例えば、ジフェニルヨードニウムクロリド、ブロミド 、ヨージド、またはヘキサフルオロホスフェートの適当な組み合わせを含む。レ ドックス開始剤は、ラジカル生成および重合の安定性および効率のような特性の 所望の組み合わせを示す限り、本発 明の方法において用いることもできる。開始剤は、用いられるならば、所望の程 度の重合および／または架橋を達成するのに十分な量で用いられる。好ましくは 、開始剤は、重合および／または架橋し得る材料の合計重量に基づいて、約０． ０１〜１０重量％、より好ましくは約０．５〜８重量％、そして最も好ましくは 約１〜５重量％の量で架橋性組成物中に存在する。 本発明の架橋性組成物は、組成物における使用のために選択された特定の開始 剤に入射した場合に、ラジカルを生成するに十分なエネルギー（即ち、波長範囲 ）を有する放射線源を用いて硬化されてもよい。好ましい波長範囲は、約５００ 〜２５０ｎｍである。 微量、即ち、約５０重量％よりも少ない量の添加剤を、特定の利点を得るため に組成物に含有させてもよく、このような添加剤は、例えば、血液凝固を防ぐた めの添加剤、例えば、ヘパリン、顔料、例えば、ＴｉＯ₂および酸化鉄、カーボ ン、強化用繊維、ならびに核剤、例えば、ポリビニルアルコールの小粒子を含む 。 ゲル化工程の間、これは必要条件ではないけれども、実質的に容積の変化、例 えば、物質の収縮がないのが好ましい。一旦ゲル化され、即ち、重合され（必要 ならば）、そして架橋されたならば、ゲル化組成物は、疎水性部分を有するポリ マー、親水性部分を有するポリマー（疎水性部分を有するポリマーと同じであっ ても、または異なっていてもよい）、および液体部分を含む。疎水性部分および 親水性部分が重合され（必要ならば）、そして架橋されるけれども、典型的には 、架橋性組成物の液体部分が容積を占めるように働く。上記のように、液体部分 は、重合していないモノマーまたはオリゴマー材料、架橋していない親水性ポリ マー、組成物を製造するために用いられた溶剤、またはそれらの混合物であって よい。交換され得る液体部分は、架橋されていない疎水性ポリマーではないのが 好ましい。 実質的には、全ての液体部分は、交換法プロセス、即ち、この液体部分を交換 液体と交換することを含む１つまたは１つ以上の工程によって組成物から取り除 かれる。これは、より大きな機械的結着性を有するより強い材料を与える。この 交換は、いくつかの方法によって生じさせることができる。例えば、実質的な量 の液体部分を、蒸発によってゲル化組成物から取り除いてもよい。続いて、交換 液体を、ゲル化組成物に添加し、蒸発した液体部分と置換してもよい。あるいは 、ゲル化組成物は、交換液体の蒸気に暴露されてもよい。あるいは、交換工程前 に、ゲル化組成物は湿り大気に暴露されてもよい。この湿り大気への暴露は、ゲ ル化組成物を蒸気流に暴露すること、または単純にゲル化組成物を室内湿度に暴 露することによって達成することができる。しかしながら、典型的には、交換液 体は、ほぼ等しい容積の液体部分を交換する、ゲル化物質に添加される。好まし くは、交換工程は、物質が過度に変形または膨潤しないような方法で行われる。 これは、好ましい態様において、交換工程は、約４０容積％よりも少ない変化、 より好ましくは約３０容積％よりも少ない変化、そして最も好ましくは約２０溶 液％よりも少ない変化で起こることを意味する。ある用途において、例えば、オ ーバーコートされた血液ガスセンサーにおいて、オーバーコートが破断され、ま たはセンサーから引き剥がされることを避けるために、交換工程の間に実質的に 変形または膨潤されない組成物を用いることが望ましい。しかしながら、ある用 途に対しては、多量の容積変化が許容され得ることを理解すべきである。 交換液体は、液体部分を溶解することのできるいずれの液体であってもよい。 適当な交換液体は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン 、ならびにこれらの交換液体と上記溶剤 の混合物を含むが、これに限定されない。液体が水であるならば、これは完成材 料を水和するが、これは望ましいことである。液体が有機溶剤であるならば、こ れは蒸発によって取り除かれ、そして水によって置換され、または直接水と交換 されて完成材料を水和してもよい。 造形品は、ゲル化工程前に型内に架橋性組成物を置くことによって、本発明の 方法を用いて製造することができる。オーバーコートされた製品、例えば、オー バーコートされた血液ガスセンサーは、塗布されるべき製品の一部分を組成物と ともに型内に置くことにより、製造することができる。典型的には、交換工程が 行われる前に製品を取り出すのが便利であるが、時には、製品がいまだ型と接触 している間に交換工程を行うことが便利であるような用途があるかもしれない。 より具体性をもって下記に議論するように、考えられる一つの用途において、製 品は、光学繊維または光学繊維の束であり、それぞれはセンサー染料を持ち、そ してオーバーコートされた製品は内在する動脈血液ガスセンサーとして役立つで あろう。このような内在するセンサーのいくつかの態様において、光学繊維の束 を支持し、患者の動脈中に導入するために１以上の孔を有する支持カテーテルを 設けるのが便利であろう。熱センサーは、所望によりこのような束中に配置され てもよい。予め決めた形状は、その感度を減少させるセンサー上の血液凝固の発 生を最小限にするためにその部分のまわりの血液の動的な流れを改良するように 設計される。特に好ましい態様においては、交換工程は、塗膜の大きさまたは形 状における実質的な変化なしに行われるので、本発明の方法は、組成物を極めて 小さく精巧な集成体上に塗布または成形することを可能にする。 このように、本発明の方法は、疎水性部分および親水性部分を含 む架橋性組成物を製造すること、型内に架橋性組成物を置くこと、架橋性組成物 をゲル化して疎水性部分、親水性部分、および液体部分を含む造形ゲル化ポリマ ー組成物を形成すること、ならびに液体部分を交換液体と交換して造形透過性ポ リマー材料を形成する工程を含む。交換工程は、これは常に必要ではないが、好 ましくはゲル化組成物が型から取り除かれた後に行われる。それは、一つまたは それ以上の工程で行うことができる。 特に好ましい態様においては、溶液は、疎水性ポリマー、親水性モノマー、モ ノマーとともに用いるのに適当な架橋剤、およびこれらの成分を溶媒和すること のできる溶剤を用いて製造される。この組成物は型内に置かれる。次に、架橋さ れたゲルを形成するように、モノマーの重合並びに架橋が開始される。このゲル 化工程は、架橋性組成物からゲルになる際に実質的な容積の変化を生じないのが 好ましいけれども、ある用途に対してはこの容積変化が許容されることもある。 しかしながら、収縮があるならば、例えば、別の物質が型に添加されてもよく、 または型があふれるほどに満たされてもよい。典型的には、型は次いでこのゲル から取り除かれる。このゲルは、依然として溶剤によって膨潤されており、架橋 のためにまだいくぶんの内部凝集を示す。最終的に、ゲル中の溶剤は液体で置換 され、これにより組成物は強く、透過性の材料となる。驚くべきことに、この交 換の間に材料の大きさまたは形状の実質的な変化が起こらず、このことが、この 組成物を、交換が、例えば、血液ガスセンサーの血流力学的に適合するように造 形されたオーバーコートの製造を妨害することがないと思われる医療用用途に特 に有用なものとする。 いくつかの場合において、ゲル化工程が酸素が減少された環境下に行われるな らば、優れた結果が達成されることも注目される。こ れは、酸素不透過性の型を用いることによって達成することができる。このよう な型を用いることにより、酸素を架橋性組成物の表面から取り除くことができる 。これは効果的に酸素が減少された環境を与えることができる。あるいは、酸素 は、組成物から排気されて、不活性雰囲気、例えば、窒素またはアルゴンと置換 されてもよい。酸素が減少された環境は、重合工程がラジカルの生成を含む場合 に、特に必要である。即ち、酸素のレベルは、好ましくは重合工程が実質的に阻 害されないようなレベルにまで減少される。酸素が減少された環境は、それが特 に酸素不透過性の型によって形成される場合には、材料表面の親水性を増大させ ることができる。 造形材料を製造するための型は、種々の材料からなっていてもよい。それは、 金属、ガラス、石英、プラスチック、シリコーン等からなっていてもよい。それ は、機械加工され、または射出成形されていてもよい。好ましくは、型は、所望 のゲル化輻射線、例えば、紫外線または可視光線に透明である材料からなる。型 が膨潤性材料、例えば、シリコーンからなる場合、好ましくはそれは、ゲル化さ れる組成物中に、ゲル化される組成物の１種またはそれ以上の成分中に、または 型材料を膨潤させる他の材料中に、予め浸透される。ゲル化に際して、架橋性材 料がかなり収縮し、そしてそれが目的の用途に望ましくないならば、型はより多 くの架橋性材料を加えるための溜めを含んでいてもよい。 本発明は、また、架橋された造形オーバーコートを有する製品を提供し、好ま しくはこれらの製品はオーバーコートされた血液ガスセンサーである。図１を参 照するに、これは血液ガスセンサー１０の最末端部分を示す。センサー１０は、 図示した態様においてファイバー１４、１６および１８を含むファイバーオプチ ック束１２を含む。ファイバー１４は、周囲の水性環境においてｐＨに敏感であ るセンサー化学２０で末端を塗布されており、ファイバー１６は、ＣＯ₂濃度に 敏感であるセンサー物質２２で末端が塗布されており、そしてファイバー１８は 、Ｏ₂濃度に敏感であるセンサー物質２４で末端が塗布されている。全体の末端 は、本発明に係る透過性ポリマー材料２６で塗布されており、これは滑らかな流 体力学的形状を有している。この用途において、透過性ポリマー材料は、応答時 間が著しく長引くことのないようにできるだけ薄くなっている。好ましくは、オ ーバーコートは厚さ約０．００２５４〜０．１５ｍｍである。この厚さは、セン サー要素の外面からオーバーコートの外面までの最短距離を表す。 この発明の目的および利点は、次の実施例によってさらに説明される。これら の例において挙げられた特定の材料およびその量ならびに他の条件および詳細は 、この発明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。明記され、あるい は他の方法で明らかにされている場合を除き、全ての材料は商業的に入手可能で ある。ここで用いられる全ての部および％は、特記しない限り重量に基づく。例 １ フィルムの形成 この例は、親水性モノマー（Ｎ−ビニルピロリドン）および疎水性ポリマー（ ポリウレタン）と溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）を用いる本発明を示す。オーバ ーコート前駆体溶液が、２７ｇのＮ−ビニルピロリドン（“ＮＶＰ”、ウィスコ ンシン、ミルウォーキーのＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から商業 的に入手可能）、２１ｇのポリウレタン（マサチューセツのＴｈｅｒｍｅｄｉｃ ｓ ｏｆ ＷｏｂｕｒｎからＴＥＣＯＦＬＥＸ ＮＪ−８５Ａとして商業的に入 手可能）、５２ｇのＮ−メチルピロリドン（“ＮＭＰ ”、Ａｌｄｒｉｃｈから商業的に入手可能）、０．５４ｇのジアリルマレエート （Ａｌｄｒｉｃｈから商業的に入手可能な架橋剤）、および１．１ｇの重合光開 始剤（ニューヨークのＥＭ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｏｆ Ｈａｗｔｈｏｒｎｅか らＤＡＲＯＣＵＲＥ １１７３として商業的に入手可能）を混合することによっ て製造された。この溶液は、ＮＭＰ中に材料を溶解するのを助けるために、ＩＲ ランプを用いて（溶液は、しかしながら、光から保護されている）約４０〜５０ ℃の温度に温めながら製造された。 フィルムを、フルオロシリコーン剥離ライナー上に０．１３ｍｍでバーコート し、０．０３ｍｍの未処理二軸延伸ポリプロピレンフィルムで溶液を被覆するこ とによって、このオーバーコート前駆体溶液から製造した。次いで、このサンド イッチを、ＵＶ光（マサチューセツのＳｙｌｖａｎｉａ ｏｆ Ｄａｎｖｅｒｓ 製の２７５ワット紫外線灯）に暴露し、重合／架橋させて、ゲルを形成した。こ のフィルムは、光源から１２インチ（３０．５ｃｍ）にあり、４５分間照射され た。 このゲル化フィルムは、次いで、７０℃の水浴中に置かれ、ＮＭＰを水で交換 した。この操作は、数種の他の交換液体、例えば、室温（２０〜２５℃）の水、 メタノール、エタノール、イソプロパノール、８５／１５Ｎ−メチルピロリドン ／水混合物、およびアセトンで行われた。ゲル化フィルムは、交換液体浴に２分 間暴露され、次いで室温（２０〜２５℃）の水の数回（典型的には５回）の水洗 浴に連続して移された。強靭な不透明なフィルムが得られた。 ７０℃の水交換法を用いて得られたフィルムは、その含水量について試験され 、５９％であることがわかった。次いで、フィルムは、室温（ほぼ２０〜２５℃ ）および室内湿度（ほぼ２０〜７０％）に一夜間暴露され、フィルムを乾燥させ た。十分に乾燥させた後、 このフィルムは、それを水浴中に置くことによって再水和された。それは、その 元の含水量の９５％まで戻った。例 ２ オーバーコートされた血液ガスセンサーの製造 例１の前駆体溶液からのフィルムが、次の操作を用いてＣＤＩシステム１００ ０ファイバーオプチックスを基材とする血液ガスセンサー（Ｃａｒｄｉｏｖａｓ ｃｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｔｕｓｔｉｎ，ＣＡから入手）上に成 形された。それぞれ直径０．２ｍｍの３本の光学繊維の束が製造された。繊維は 、それぞれその先端上に蛍光センサー染料を基材とする組成物を有しており、そ れぞれ暴露されるｐＨならびにＣＯ₂およびＯ₂濃度により種々の蛍光をそれぞれ 有する。これらの繊維束は、一般にＩ．Ｅ．Ｅ．Ｅ． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｓ ｉｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，３３（２），１１ ７〜１３２（１９８６）、ならびに米国特許第４，００３，７０７号、第４，５ ５７，９００号、第４，６５７，７３６号、第４，８２４，７８９号、第５，０ ７５，１２７号および第５，０８１，０４１号の開示に従い製造された。丸まっ た末端を有する円筒キャビティーを有する半透明のシリコーンからなる型を製造 した。キャビティーはファイバーオプチック束よりもわずかに大きな直径を有す る。この型を、予備処理するために例１の前駆体溶液中に浸漬し、ふいて乾かし 、そして例１の前駆体溶液を充填した。例１のファイバーオプチック束を、次い でキャビティー末端の０．０２５〜０．０５ｍｍ以内の型内に入れた。型内の重 合反応は、型を４５分間１２インチ（３０ｃｍ）の距離で照射する、例１に記載 したＵＶ光源によって、開始された。照射後、型は、ドライアイス／メタノール 浴中で冷やされた。型が、次いで、切り開かれてゲル塗布束が取り出された。ゲ ル塗布束を 、室温に達したら、次いでＮＭＰを水で交換するためにスチーム流に０．５分間 、次いで７０℃で５分間脱イオン水の浴に暴露させた。この時に、強靭な密着性 オーバーコートが束に付与された。 このオーバーコートされたファイバーオプチック束は、オーバーコートを有し ていない同様な束と同様にして試験された。これは、一般的に米国特許第４，９ ３４，３６９号およびＩ．Ｅ．Ｅ．Ｅ． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｂ ｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，３３（２），１１７〜１３２（ １９８６）に記載されたような血液ガス分析器にこれらの束を交互に連結し、セ ンサー染料を励起輻射線で照射し、そして発生した蛍光を測定することによって 行った。２種の異なる緩衝液（マサチューセツのＣｉｂａ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｄ ｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｍｅｄｆｉｅｌｄから商業的に入手可能）が提供 され、一方は６．８３８のｐＨを有し、他方は７．３８２のｐＨを有すると確認 された。この試験の目的は、オーバーコート前のセンサーの応答時間、次いでこ こに記載した組成物でオーバーコートされた同じセンサーの応答時間をｐＨにお ける段階的変化に対して試験することにより、オーバーコートの透過性を評価す ることである。これは、センサーを上記２種の緩衝液のうちの一方中に置き、少 なくとも６０秒間平衡になるまでセンサーを放置し、次いで２種の緩衝液の第２ の方へセンサーを移し、そして第２の緩衝液に対するセンサーの応答における変 化を時間で監視することによって、行われた。表１〜３におけるデータは、セン サーをｐＨ７．３８２の緩衝液中で平衡させ、それらをｐＨ６．８３８の緩衝液 に移したことから得られた。両方の溶液は室温（２０〜２５℃）である。表４〜 ７におけるデータは、センサーをｐＨ６．８３８の緩衝液中で平衡させ、それら をｐＨ７．３８２の緩衝液に移したことから得られた。両方の溶液は３７℃であ る。応答は、５分間監視され、センサーが信号（τ６３）で６３％変化および信 号（τ９０）で９０％変化するのに必要な時間を記した（１００％信号変化は、 ５分間の最後の第２の緩衝液の信号の強さと第１の緩衝液の平衡させた信号の強 さとの間に相違がある）。結果は、表１に報告されている。 応答時間は、オーバーコートによって増加されたけれども、それは内在するカ テーテル検知には許容されるものであった。実質的に５分以内に平衡になる（即 ち、約８０％の平衡）ような好ましいセンサーに対して、τ９０は約２５０秒よ りも大きくないものである。 この組成物を用い、物質の強度を測定する引張試験のために例１に記載したよ うにして、フィルムを製造した。フィルムは、２０〜２５℃の水中に置かれて液 体部分が交換され、次いで保存のために試験前に水中に置かれた。水和された試 験試料が、打ち抜かれて０．５インチ（１．２７ｃｍ）幅の試料とされ、そして 水圧の一定速 ｉｒｉｅ，ＭＮ）において試験された。ジョーの分離距離は１インチ（２．５４ ｃｍ）であり、ジョーの速度は３インチ／分（７．６ｃｍ／分）であった。ジョ ーの表面は円滑であり、ジョーの圧力は５０ｐｓｉ（３４５ｋＰａ）であった。 試料は、水から取り出され、厚さを測定されてすぐに試験された。試験は室内の 温度および湿 度で行われた。計算は、０．５インチ（１．２７ｃｍ）時間測定厚さの横断面積 に基づいて行われた。この組成物を用いて製造されたフィルムの引張強さは５５ ０ｐｓｉ（３７９２ｋＰａ）（４つの試料の平均）であった。例 ３ この例は、親水性モノマー（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）および疎水性 ポリマー（ポリエーテルスルホン）と溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）を用いた本 発明を示す。溶液が、２０重量％のＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（Ａｌｄｒ ｉｃｈ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から商業的に入手可能）、３０重量％のポリエ ーテルスルホン（デラウェアのＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎ ｇｔｏｎから４１００Ｇとしてとして商業的に入手可能）、および５０重量％の Ｎ−メチルピロリドンを混合することによって製造された。これに、２．５％の Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（Ａｌｄｒｉｃｈ ＣｈｅｍｉｃａｌＣ ｏ．から商業的に入手可能な架橋剤）、および５％のＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３ 光開始剤が添加された。これらの両者はＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドの重量 に基づくものである。この前駆体溶液は、Ｎ−メチルピロリドン中に材料が溶解 されるのを助けるために、ＩＲランプを用いて（溶液は、しかしながら、光から 保護されている）約４０〜５０℃の温度に温めながら製造された。 ファイバーオプチック束が、このオーバーコート前駆体溶液を用いて、例２に 従い製造された。オーバーコートされた束は、次いで例２の方法に従い試験され た。結果は表２に挙げられている。 ここでも、応答時間がオーバーコートによって増大されたが、内在するカテー テル検知には適当な範囲内であった。例 ４ この例は、親水性モノマー（Ｎ−ビニルピロリドン）および疎水性ポリマー（ ポリウレタン）と溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）を用いた本発明を示す。溶液が 、２０重量％のＮ−ビニルピロリドン、３０重量％のポリウレタン（オハイオの Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ ｏｆ ＣｌｅｖｅｌａｎｄからＥＳＴＡＮＥ５７０ １として商業的に入手可能）、および５０重量％のＮ−メチルピロリドンを混合 することによって製造された。これに、２．５％のジアリルマレエート（Ａｌｄ ｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から商業的に入手可能な架橋剤）、および５％ のＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３光開始剤が添加された。これらの両者はＮ，Ｎ−ジ メチルアクリルアミドの重量に基づくものである。この前駆体溶液は、Ｎ−メチ ルピロリドン中に材料が溶解されるのを助けるために、ＩＲランプを用いて（溶 液は、しかしながら、光から保護されている）約４０〜５０℃の温度に温めなが ら製造された。 ファイバーオプチック束が、このオーバーコート前駆体溶液を用いて、例２に 従い製造された。オーバーコートされた束は、次いで例２の方法に従い試験され た。結果は表３に挙げられている。 ここでも、応答時間はオーバーコートによって増大されたが、内在するカテー テル検知には適当な範囲内であった。例 ５ この例は、親水性モノマー（Ｎ−ビニルピロリドン）および疎水性ポリマー（ ポリウレタン）と溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）を用いた本発明を示す。溶液が 、３３重量％のＮ−ビニルピロリドン、２７重量％のポリウレタン（以下の例外 を除いて、米国特許第４，０２４，８７１号の例１に記載された方法によって製 造され、ミネソタ、セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されたものと同様 なポリウレタン。約２０００の分子量を有するポリテトラメチレンエーテルグリ コールが用いられ、１モルのポリエーテルグリコールあたり１．９モルのジイソ シアネートが８０〜１００℃の温度に保持され、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド 中のイソシアネートを末端とするポリエーテルが１４％の固体を含み、３モル％ のジエチルアミンが用いられ、混合物が約１３℃の温度に約１時間保持され、セ グメントポリウレタンの得られた溶液が約１８％の固体を含み、ポリマーが１０ ０ｍｌの溶液あたり０．６ｇの濃度でジメチルアセトアミド中０．６８の極限粘 度数を有していた。）、および４０重量％のＮ−メチルピロリドンを混合するこ とによって製造された。これに、１０％のジアリルマレエートおよび４％のＤＡ Ｒ ＯＣＵＲＥ１１７３光開始剤が添加された。これらの両者はＮ−ビニルピロリド ンの重量に基づいた。この前駆体溶液は、Ｎ−メチルピロリドン中に材料が溶解 されるのを助けるために、ＩＲランプを用いて（溶液は、しかしながら、光から 保護されている）約４０〜５０℃の温度に温めながら製造された。 ファイバーオプチック束が、以下の例外を除いて、例２に従い製造された。型 が、４５重量％のＮ−ビニルピロリドン、５５重量％のＮ−メチルピロリドンお よびＮ−メチルピロリドンに対して０．５重量％のＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３の 溶液中に浸漬された。オーバーコート前駆体溶液が次いで型中に置かれた。重合 環境は、グローブバック、窒素雰囲気および型の先端周囲に石英スリーブを使用 したために酸素不在のものであった。型を照射後低温浴に置くことはしなかった 。型から取り出された後、ゲル塗布束は、２５℃の水に暴露され、ＮＭＰが水で 交換された。オーバーコートされた束は、次いで例２の方法に従い試験された。 結果は表４に挙げられている。 ここでも、応答時間はオーバーコートによって増大されたが、内在するカテー テル検知には適当な範囲内であった。 この組成物を用いて、フィルムが、材料の強度を測定する引張試験のために、 例１に記載したようにして製造された。フィルムは、２０〜２５℃の水中に置か れて液体部分が交換され、次いで保存の ために試験前に水中に置かれた。引張試験試料が、製造され、例２に記載された ように試験された。この組成物を用いて製造されたフィルムの引張強さは６６６ ０ｋＰａ（４つの試料の平均）であった。例 ６ ファイバーオプチック束が、以下の例外を除いて、例５に従い製造された。型 が、６５重量％のＮ−ビニルピロリドン、３５重量％のＮ−メチルピロリドンお よび０．５重量％のＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３光開始剤の溶液中に浸漬された。 オーバーコート前駆体溶液が次いで型中に置かれた。これらのうちの後者はＮ− ビニルピロリドンの重量に基づくものである。ゲル塗布束は、室温（２０〜２５ ℃）で１７時間空気乾燥された。乾燥した塗布束は、２５℃の水中に置かれ、Ｎ ＭＰが水で交換された。オーバーコートされた束は、次いで例２の方法に従い試 験された。結果は表５に挙げられている。 ここでも、応答時間はオーバーコートによって増大されたが、内在するカテー テル検知には適当な範囲内であった。例 ７ この例は、親水性モノマー（Ｎ−ビニルピロリドン）および疎水性モノマー（ ベンジルアクリレート）と溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）を用いた本発明を示す 。溶液が、３８重量％のＮ−ビニルピロ リドン、２６重量％のベンジルアクリレート、３６重量％のＮ−メチルピロリド ンを混合することによって製造された。これに、１．０重量％のＤＡＲＯＣＵＲ Ｅ１１７３光開始剤および１重量％のジアリルマレエートが添加された。これら の両者は、Ｎ−ビニルピロリドンおよびベンジルアクリレートの重量に基づくも のである。このオーバーコート前駆体溶液は、光から保護されていた。 このオーバーコート前駆体溶液を用いて、ファイバーオプチック束が、型が６ ５重量％のＮ−ビニルピロリドン、３５重量％のＮ−メチルピロリドン、および ０．５重量％ＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３光開始剤を有する溶液中に浸漬されたこ とを除いて、例５に従い製造された。これらのうちの後者は、Ｎ−ビニルピロリ ドンの重量に基づくものである。オーバーコートされた束は、次いで例２の方法 に従い試験された。結果は表６に挙げられている。 ここでも、応答時間はオーバーコートによって増大されたが、内在するカテー テル検知には適当な範囲内であった。例 ８ この例は、親水性ポリマー〔ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）〕および疎水性モ ノマー（ベンジルアクリレート）と溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）を用いた本発 明を示す。溶液が、３５重量％のＫ−３０ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）（ニュ ージャーニー、パルシパニーのＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｄｉ ｖｉｓｉｏｎ から商業的に入手可能）、２８重量％のベンジルアクリレート、および３７重量 ％のＮ−メチルピロリドンを混合することによって製造された。これに、１．０ 重量％のＤＡＲＯＣＵＲＥＩ１７３光開始剤および５％の１，６−ヘキサンジオ ールジアクリレートが添加された。これらの両者は、ベンジルアクリレートの重 量に基づくものである。このオーバーコート前駆体溶液は、Ｎ−メチルピロリド ン中に物質が溶解されるのを助けるために、ＩＲランプを用いて（溶液は、しか しながら、光から保護されている）約４０から５０℃の温度に温めながら製造さ れた。 このオーバーコート前駆体溶液を用いて、ファイバーオプチック束が、型が予 備浸漬されなかったことを除いて、例５に従い製造された。オーバーコートされ た束は、次いで例２の方法に従い試験された。結果は表７に挙げられている。 ここでも、応答時間はオーバーコートによって増大されたが、内在するカテー テル検知には適当な範囲内であった。例 ９ 溶液が、３２重量％のＮ−ビニルピロリドン、２８重量％のポリスルホンＵＤ ＥＬ１７００（Ａｍｏｃｏ，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ，ＣＴ）および４０重量％の Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）ならびにＮ−ビニルピロリドンの重量に基づい て４％のＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３を混合することによって製造された。これに 、Ｎ−ビニル ピロリドンの重量に対して２％のジアリルマレエートが添加された。溶液は光か ら保護されていた。フィルムが、水でＮＭＰを交換するために２０〜２５℃の水 を用いて例１におけるようにして製造され、そして例２におけるようにして引張 強さが試験された。フィルムの引張強さは、８８８１ｋＰａであった（４つの試 料の平均）。フィルムの透過性が、それらをｐＨセンサーの末端周囲に巻き付け 、そして例２に記載した方法と同様にして応答時間を評価することによって試験 された。結果は、フィルムが水素イオンに対して許容し得る透過性であったこと を示した。例 １０ 溶液が、３２重量％のＮ−ビニルピロリドン、２８重量％のポリエーテルスル ホンＵｌｔｒｅｘ４１００Ｇ（ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓ）および４０重量％の Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）ならびにＮ−ビニルピロリドンの重量に対して ４％のＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３を混合することによって製造された。これに、 Ｎ−ビニルピロリドンの重量に対して２％のジアリルマレエートが添加された。 溶液は光から保護されていた。フィルムが、水でＮＭＰを交換するために２０〜 ２５℃の水を用いて例１におけるようにして製造され、そして例２におけるよう にして引張強さが試験された。フィルムの引張強さは、８７５ｐｓｉ（６０３３ ｋＰａ）であった（４つの試料の平均）。フィルムの透過性が、それらをｐＨセ ンサーの末端周囲に巻き付け、そして例２に記載されたと同様にして応答時間を 評価することによって試験された。結果は、フィルムが水素イオンに対して許容 し得る透過性であったことを示した。 本発明を特定の実施態様を参照しながら記述したが、さらなる変更が可能であ ることを理解すべきである。請求の範囲は、当業者がここに記載されたものと化 学的に同等と認識されるそれらの変更を 包含することを意図されている。従って、ここに記載した原理に種々の省略、改 良、および変更が、以下の請求の範囲によって示される本発明の真の範囲および 精神から逸脱することなく、当業者によって成されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｃ０８Ｌ 75/04 Ｃ０８Ｌ 75/04 Ｇ０１Ｎ 33/49 Ｇ０１Ｎ 33/49 Ｗ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 シャバーグ，マーク エス. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ポスト オフィス ボック ス 33427 (72)発明者 フォガーティ，テレンス エム. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ポスト オフィス ボック ス 33427 (72)発明者 ハワード，ウィリアム エル．ジュニア アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ポスト オフィス ボック ス 33427 (72)発明者 ウッド，ケネス ビー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ポスト オフィス ボック ス 33427

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．造形透過性ポリマー材料を製造するための方法であって、 （ａ）疎水性部分および親水性部分を含む架橋性組成物を製造し、 （ｂ）この架橋性組成物を型中に置き、 （ｃ）この架橋性組成物をゲル化して、疎水性部分、親水性部分および液体部 分を含む造形されたゲル化組成物を形成し、そして （ｄ）液体部分を交換液体で交換して、少なくとも約３６２０ｋＰａの引張強 さを有する造形透過性ポリマー材料を形成する、 ことを含む方法。 ２．前記疎水性部分が疎水性ポリマー材料を含み、前記親水性部分が親水性モ ノマー材料を含み、そしてゲル化工程が親水性モノマー材料の少なくとも一部を 重合し、組成物を架橋して造形されたゲル化組成物を形成することを含む、請求 項１記載の方法。 ３．前記疎水性部分が疎水性ポリマー材料を含み、前記親水性部分が親水性ポ リマー材料を含み、そしてゲル化工程が疎水性または親水性ポリマー材料の少な くとも一部を架橋することを含む、請求項１記載の方法。 ４．前記疎水性部分が疎水性モノマー材料を含み、前記親水性部分が親水性モ ノマー材料を含み、そしてゲル化工程がモノマー材料の少なくとも一部を重合し 、組成物を架橋して造形されたゲル化組成物を形成することを含む、請求項１記 載の方法。 ５．前記疎水性部分が疎水性モノマー材料を含み、前記親水性部分が親水性ポ リマー材料を含み、そしてゲル化工程が疎水性モノマー材料の少なくとも一部を 重合し、組成物を架橋して造形されたゲル化組成物を形成することを含む、請求 項１記載の方法。 ６．架橋性組成物をゲル化する工程が酸素が減少された環境下に行われる、請 求項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７．液体部分を交換液体で交換する工程の前に、さらに造形されたゲル化ポリ マー組成物を湿り大気に暴露する工程を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の 方法。 ８．型中に架橋性組成物を置く前に型が予備浸漬される、請求項１〜７のいず れかに記載の方法。 ９．架橋性組成物がさらに架橋剤を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方 法。 １０．液体部分が有機溶剤を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。 １１．架橋性組成物の疎水性部分および親水性部分が半親水性ポリマーの一部 である、請求項１記載の方法。 １２．有機溶剤がＮ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、お よびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドからなる群から選ばれる、請求項１〜１１の いずれかに記載の方法。 １３．架橋性組成物の疎水性ポリマー材料がポリスルホン、ポリエーテルスル ホン、ポリアリールスルホン、ポリイミド、ポリアリーレート、セルロースアセ テート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、アクリ ロニトリルポリマー、フェノキシ樹脂、シリコン、ポリエーテルイミド、セルロ ースアセテートブチレート、ナイロン、ポリビニルブチラール、ポリアリーレン オキシド、ポリ（ウレアウレタン）、ポリフェニルキノキサリン、およびそれら の混合物からなる群から選ばれる、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。 １４．架橋性組成物の親水性モノマー材料がＮ−ビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ− ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルア セトアミド、Ｎ−ビニルバレロラクタム、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリル アミド、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタク リレート、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート、およびそ れらの混合物からなる群から選ばれる、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法 。 １５．塗布された製品を製造するための方法であって、 （ａ）請求項１〜１４のいずれかに従い架橋性組成物を製造し、 （ｂ）この架橋性組成物および製品の一部を型中に置き、 （ｃ）この架橋性組成物をゲル化して、疎水性部分、親水性部分および液体部 分を含む造形されたゲル化組成物を形成し、そして （ｄ）液体部分を交換液体で交換して、製品上に塗布された造形透過性ポリマ ー材料を形成する、 ことを含む方法。 １６．製品が血液ガスセンサーである、請求項１５記載の方法。 １７．血液ガスセンサーがｐＨセンサー、ＣＯ₂ センサー、およびＯ₂ センサ ーを含む、請求項１６記載の方法。 １８．造形透過性ポリマー材料を製造するための方法であって、 （ａ）疎水性部分および親水性部分を含む架橋性組成物を製造し、 （ｂ）この架橋性組成物を型中に置き、 （ｃ）この架橋性組成物をゲル化して、疎水性部分、親水性部分および液体部 分を含む造形されたゲル化組成物を形成し、 （ｄ）液体部分を蒸発させ、そして （ｅ）交換液体を添加して、造形透過性ポリマー材料を形成する、 ことを含む方法。 １９．水和されたときに少なくとも約３６２０ｋＰａの引張強さ を有し、疎水性部分および親水性部分を含みポリマー材料の少なくとも一部が架 橋されている、造形透過性ポリマー材料。 ２０．造形透過性ポリマー材料が血液ガスセンサーのオーバーコートである、 請求項１９記載の造形透過性ポリマー材料。 ２１．請求項１９に記載の造形透過性ポリマー材料であって、 （ａ）疎水性部分および親水性部分を含む架橋性組成物を製造し、 （ｂ）この架橋性組成物を型中に置き、 （ｃ）この架橋性組成物をゲル化して、疎水性部分、親水性部分および液体部 分を含む造形されたゲル化ポリマー組成物を形成し、そして （ｄ）液体部分の少なくとも一部を交換液体で交換して、透過性ポリマー材料 を形成する、 ことを含む方法によって製造された、造形透過性ポリマー材料。 ２２．血液ガスセンサーであって、少なくとも一部が、ポリマー材料の少なく とも一部が架橋され、かつ造形透過性ポリマー材料が前記センサー周囲の血液の 動的な流れを改良するように適合された形状にある、請求項１９〜２１のいずれ かに記載の造形透過性ポリマー材料で塗布された要素を含む、血液ガスセンサー 。