專利名稱：醫(yī)用導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于動物，特別是人的一種醫(yī)用導(dǎo)管。尤其是，本發(fā)明涉及用于疾病的檢測，觀察、預(yù)防和治療的一種導(dǎo)管、一種靜脈插管(此后簡稱插管)，一種探條以及其它醫(yī)用導(dǎo)管，如用于將液體引入體內(nèi)或引出體外的導(dǎo)管，用于血管舒張、去除血栓及栓子、人造血管、人造氣管等的導(dǎo)管。
為了注入液體、呼吸或使管道開放，將醫(yī)用導(dǎo)管，例如，插入血管，特別是冠狀動脈、氣管、輸卵管、輸尿管及各種器官等。為近來建議采用的導(dǎo)管配備了除上述一般功能以外的許多功能，如用于內(nèi)窺鏡的照明纖維及影像導(dǎo)管、且一些甚至配備有閃光孔。美國專利第4，846，812號建議的導(dǎo)管是由一種形態(tài)記憶聚合物制成的。
當(dāng)醫(yī)用導(dǎo)管被插入人體內(nèi)時，在其停留體內(nèi)和/或從體內(nèi)取出的過程中，有許多人有不適感或在某些情況下感到疼痛，(這種身體的不適感及身體狀態(tài)此后在本發(fā)明中被普遍稱為“身體不適感”)。然而，這種身體不適感在傳統(tǒng)的醫(yī)用導(dǎo)管中被認(rèn)為不太重要，自然也就沒有采取什么手段來避免這種身體不適感。在上述美國專利中公開的導(dǎo)管就忽略了這一方面。雖然采用了帶有由非親水性樹脂構(gòu)成的內(nèi)層的兩層結(jié)構(gòu)減小了所述導(dǎo)管遇體液的膨脹，但由于其組成的物質(zhì)是強(qiáng)親水性的，因此在導(dǎo)管插入體內(nèi)后與血液等接觸時，無法避免膨脹，且在增加身體不適感方面存在嚴(yán)重缺陷。再加上由存在于人體內(nèi)的醫(yī)用導(dǎo)管造成的對身體的約束，這種身體不適感可造成身體上的，以及心理上的痛苦。
同時，近年來腸內(nèi)飼管(ED管)已經(jīng)引起了人們的注意。為輸入合成營養(yǎng)物，腸內(nèi)營養(yǎng)物以及液體食物，通過口腔或鼻、喉、食管及胃將ED管伸入到十二指腸中。目前采用的是由EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)或硅制成的ED導(dǎo)管。那些由EVA制成的導(dǎo)管硬度大，且很容易插入，但造成了很大疼痛和強(qiáng)烈的不適感。另一方面，由硅制成的導(dǎo)管太柔軟了，以至于不容易插入。因此，在插入和存在于體內(nèi)過程中，能夠容易地插入且造成更輕微的疼痛和更輕微身體不適感的ED管是我們所希望的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在存在于體內(nèi)和從體內(nèi)取出的過程中，能夠很容易地插入體內(nèi)，且產(chǎn)生更輕微的疼痛和更輕微的身體不適感的醫(yī)用導(dǎo)管。
本發(fā)明者為達(dá)到上述目的作了深入細(xì)致的研究，并發(fā)現(xiàn)，一種由具有后面將提到的特定的物理損失角正切值及特定的橫向彈性系數(shù)的有機(jī)聚合物制成的醫(yī)用導(dǎo)管滿足了發(fā)明目的的需要，而且，通過在一個特定范圍內(nèi)選擇插入體內(nèi)導(dǎo)管的水吸收性，能夠顯著地減輕身體不適感。
這就是說，本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管是由一種有機(jī)聚合物制成的，它在體溫下所具有的物理損失角正切值至少為0.5，橫向彈性系數(shù)為1-1000兆帕(MPa)，且在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所說的有機(jī)聚合物在體溫下的水吸收率為5wt%或更小。
圖1是實(shí)驗(yàn)中采用的導(dǎo)管的剖面圖。
本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管包括為了檢測、觀察、診斷、治療、預(yù)防和/或其它目的而插入動物，包括人體內(nèi)的所有管狀醫(yī)療裝置，如導(dǎo)管、插管、沖洗器、探條以及類似物。即，本發(fā)明的導(dǎo)管是由特殊有機(jī)聚合物制成的，并根據(jù)使用目的，功能及應(yīng)用范圍如循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等等的不同而包括多種改進(jìn)，例如具有下列功能的那些改進(jìn)，如液體注入和排放功能、體溫檢測功能、血壓測量和血液檢測功能、化學(xué)分析功能、內(nèi)窺功能、和那些配備有激光纖維或氣囊的功能。
醫(yī)用導(dǎo)管的例子是靜脈內(nèi)導(dǎo)管、心導(dǎo)管、血管造影術(shù)導(dǎo)管、血管擴(kuò)張導(dǎo)管、血栓去除導(dǎo)管、膽管導(dǎo)管、支氣管導(dǎo)管、胃導(dǎo)管、硬膜外導(dǎo)管、食管探條、中等的心臟靜脈導(dǎo)管、排泄管、胰管導(dǎo)管、子宮頸腔插入導(dǎo)管、內(nèi)窺鏡導(dǎo)管、排尿管、鼻氣管氧氣插管、抽吸導(dǎo)管、套針導(dǎo)管、ED導(dǎo)管、溶液輸注導(dǎo)管等等。
本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管適用于包括人類在內(nèi)的哺乳類動物(如牛、兔、馬、羊、猴子、狗、貓等等)。因此，本發(fā)明所說的體溫意思是指這些動物的體溫，它依賴于動物種類的不同而變化。
構(gòu)成本發(fā)明醫(yī)導(dǎo)管的有機(jī)聚合物在體溫(T℃)下具有至少為0.5的物理損失角正切值(tan δT)，優(yōu)選地至少為1.0，最好是2.0。當(dāng)tan δT小于0.5時，導(dǎo)管太硬以至于當(dāng)插入到體內(nèi)時，頂住周圍組織并產(chǎn)生身體不適感。在該tan δT值下，當(dāng)導(dǎo)管周圍的肌肉移動時，導(dǎo)管可使其產(chǎn)生疼痛。
本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管在體溫下具有1-1000兆帕的橫向彈性系數(shù)(GT)，優(yōu)選地為10-500兆帕，20-1000兆帕則更好。當(dāng)GT大于1000兆帕，所說醫(yī)用導(dǎo)管當(dāng)插入到人體內(nèi)時，由于其過大的硬度，總是頂住周圍組織，而產(chǎn)生身體不適感，這與具有小于0.5的tan δT的導(dǎo)管的情況是相同的。另一方面，那些具有小于1兆帕的GT的導(dǎo)管由于物理強(qiáng)度的原因受到內(nèi)部壓力的擠壓。由于插管、ED導(dǎo)管等通常在人體內(nèi)存在很長一段時間，因此希望將身體不適感降低到可能的最低程度。
在本發(fā)明中，前述兩種物理特性用下列方法測量tan δT分別測量動態(tài)損耗彈性系數(shù)A和動態(tài)存儲彈性系數(shù)B，然后計(jì)算A/B。
GT采用RMS 800(Rheometrics公司)作為測量裝置，以1.0赫茲的頻率在扭轉(zhuǎn)振動狀態(tài)下測量GT。
優(yōu)選的醫(yī)用導(dǎo)管由具有不大于5wt%的水吸收率的一種有機(jī)聚合物制成，更優(yōu)選的是不大于2wt%，特別優(yōu)選的是不大于1.5wt%。當(dāng)水吸收率超過5wt%時，膨脹的導(dǎo)管就要壓迫周圍組織而產(chǎn)生身體不適感。當(dāng)本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管被用作插管、ED導(dǎo)管或類似物時，這一問題特別明顯。在本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管所施加的那種動物的體溫下測量水吸收率(如對于人來說在36.5℃)，其中的樣品被浸在具有與體溫對應(yīng)的溫度的水中24小時，然后將吸收了水份的樣品在150℃下干燥30分鐘，用Karl Fischer的水份測量儀器測量分離出來的水份。
從穿透力的觀點(diǎn)考慮，希望本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管在插入到人體之后也就是在體溫下具有上述的柔性，而在插入之前，室溫下或人為制造的低溫(例如10-15℃)下具有足夠的硬度。
當(dāng)本發(fā)明的導(dǎo)管被用作帶有金屬穿刺針頭(例如不銹鋼針頭)的插管時，如圖1所示，在插入體內(nèi)前沒有足夠的硬度就會造成穿刺力的明顯增加，這是由于插管端部在插入時向上彎而與穿刺針分離的緣故，有時會給患者造成劇烈疼痛。從這一觀點(diǎn)考慮，也希望插管具有足夠的硬度。而且，由于ED導(dǎo)管被打算用來通過口腔或鼻腔、喉、食管和胃插入到十二指腸中。因此，應(yīng)該賦予導(dǎo)管以足夠的硬度。尤其是，希望導(dǎo)管具有至少為2的GT-10/GT，優(yōu)選地為至少為3，特別優(yōu)選地為8，其中GT-10是在低于體溫10℃的溫度下的橫向彈性系數(shù)。
只要對于作為實(shí)施對象的動物無害，并在體溫下具有至少0.5的物理損失角正切值以及1-1000兆帕的橫向彈性系數(shù)，在本發(fā)明中所使用的有機(jī)聚合物可以由任何物質(zhì)構(gòu)成。實(shí)例包括聚氨基甲酸乙酯，苯乙烯-丁二烯共聚物和丙烯睛-丁二烯共聚物，優(yōu)先選擇聚氨基甲酸乙酯。
用來生成聚氨基甲酸乙酯的異氰酸酯成份不受特殊條件的限制并可以是那些普遍用于聚氨基甲酸酯的成份，如2，4-或2，6-亞甲苯基二異氰酸酯，4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6亞己基二異氰酸酯，m-或p-苯基二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯等等，它們被單獨(dú)使用或彼此結(jié)合使用。作為異氰酸酯成分，4，4′-二苯基甲烷異氰酸酯是特別優(yōu)選的。
作為多羥基化合物成分，所采用的是那些在一個分子中具有至少兩個活性氫原子，特別是羥基基團(tuán)的物質(zhì)，以及通過在一種多元醇如二醇和三醇中，脂族胺、芳香胺等作為引發(fā)劑加入烯化氧而生成的聚氧化烯多元醇，由酸和醇的縮合作用而生成的聚酯多羥基化合物，聚1，4-丁二醇、聚丁二烯多羥基化合物，聚丙二醇、聚(1，4-丁二醇己二酸酯)，聚(乙二醇己二酸酯)，聚1，4-丁二醇，聚乙二醇，及雙酚A+環(huán)氧丙烷，特別優(yōu)選的是雙酚A+環(huán)氧丙烷。多羥基化合物的平均分子量最好在從約200到2，000之間。
作為增鏈劑，所采用的是二醇類，如乙二醇、1，4-丁二醇和二乙二醇，胺如二乙醇胺、三羥乙基胺、甲代苯二胺和1，6-己二胺，以及聚異氰酸酯如三羥甲基丙烷、三苯甲烷三異氰酸酯、二(2-羥基乙基)對苯二酚，雙酚A+氧化乙烯及雙酚A+氧化丙烯的TDI(亞甲苯基異氰酸酯)加合物。其中，特別優(yōu)選的是1，4-丁二醇。
異氰酸酯成分，增鏈劑及多羥基化合物的摩爾比是1.5-3.0∶0.5-2∶1，優(yōu)選地為1.8-2.5∶0.8-1.5∶1。僅僅在插管和ED導(dǎo)管的情況下，該比例更優(yōu)選地是1.9-2.2∶0.9-1.2∶1。
如有必要，可以使用催化劑來增強(qiáng)反應(yīng)。催化劑的實(shí)例為叔胺，如三乙胺、四甲基六亞甲基二胺及甲代苯二胺，以及金屬催化劑如單獨(dú)或結(jié)合使用的錫催化劑(例如辛酸亞錫、油酸亞錫及二丁基二月桂酸錫)。
氨基甲酸乙酯是由上述異氰酸酯、多羥基化合物及增鏈劑，與按需要有選擇地加入一種催化劑而合成的。合成的方法已作了公開，如在日本未審查專利出版物第293214/1986號和244341/1988號(美國對應(yīng)專利，美國專利號413，771)中。
本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管可以采用本身已知的方法制成，如由上述物質(zhì)擠壓成型。
本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管的外徑是，以插管為例，0.5-2.8毫米且優(yōu)選地為0.6-2.3毫米，其厚度為0.05-0.4毫米且優(yōu)選地為0.1-0.3毫米。在ED導(dǎo)管的情況下，外徑為1.0-4.0毫米，且優(yōu)選地為1.6-3.5毫米，及厚度為0.1-1.2毫米，且優(yōu)選地為0.2-0.7毫米。
下面將采用實(shí)例和對照實(shí)例的方式對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述，但本發(fā)明并不局限于此。
實(shí)例1-10，對照實(shí)例1-5用于制作插管的多種有機(jī)聚合物表示在表1中，插管采用擠壓成型來制作，且由SUS304制成的穿刺針頭置于其中。所采用的物質(zhì)的化學(xué)種類以及在26.5℃和36.5℃下測得的物理特性總結(jié)在表1中。在表1所表示的物質(zhì)當(dāng)中，物質(zhì)1-10分別用于實(shí)例1-10的插管，物質(zhì)21-25分別用于對照實(shí)例1-5中。用于合成表1所示的聚氨基甲酸乙酯的異氰酸酯成分，多羥基化合物成分以及增鏈劑的種類及數(shù)量(摩爾比)列在表2中。
實(shí)驗(yàn)1檢測由本發(fā)明的導(dǎo)管所引起的身體不適感的程度。
圖1是用于實(shí)驗(yàn)中的插管的剖面圖。包括分別由實(shí)例1-10和對照實(shí)例1-5中所示的物質(zhì)制成的，具有1.32毫米外徑、0.96毫米內(nèi)徑、0.18毫米厚度及70毫米長的插入部分4和由聚丙烯制成的套筒2的插管是利用-芯線，采用傳統(tǒng)擠壓成型法制成的，具有鋒利端部的由SUS304制成的穿刺針位于其中。插入部分具有一個成錐形的薄的端部，且端部的厚度約為其中間部分的一半。
使用每個如上制作的插管，檢測每個插管給人們造成的身體不適感程度，其結(jié)果總結(jié)在表3中。
測試方法從左臂的主要靜脈將插管插入到每一位健康受試者體中(每組10個)，且當(dāng)確定血液從中流動時，僅將穿刺針抽回。在確定血液流出到套筒一側(cè)之后的三分鐘，移動導(dǎo)管以檢測身體不適感程度。
判斷標(biāo)準(zhǔn)按照下面的判斷標(biāo)準(zhǔn)表示每位受試者感受到的身體不適，且取平均數(shù)作為10位受試者身體不適感的一個指標(biāo)。
5幾乎未感到身體不適4感到身體有點(diǎn)不適3感到身體不適2感到相當(dāng)強(qiáng)烈的身體不適1感到強(qiáng)烈的身體不適實(shí)驗(yàn)2檢測實(shí)驗(yàn)1中所用每個插管的穿刺力及端部上彎情況。
1.上彎測定將插管以100毫米/分鐘的穿刺速度穿透六層包裝紙(白色石蠟紙、中號，105毫米×105毫米)，插管的上彎情況可以肉眼觀察到，并與對照實(shí)例中的插管比較。結(jié)果總結(jié)在表3中。
2.穿刺力的測量將在實(shí)驗(yàn)1中使用的每一個插管以100毫米/分的穿透速度穿透一塊橡膠板(NR JIS K6301，1.5毫米厚，邵氏A硬度30)，用拉力試驗(yàn)自動繪圖儀(Shimazu S500D)測量沿插管端部的直線斷面的穿刺力(gf)，并與對照實(shí)例的插管的穿刺力相比較，結(jié)果總結(jié)在表3中。
實(shí)例11-12，對照實(shí)例6-7一種由實(shí)例8中所述物質(zhì)制成的，具有3.5毫米的外徑、3.0毫米內(nèi)徑，0.25毫米的厚度和1200毫米長(實(shí)例11)的導(dǎo)管和一種由實(shí)例9中所述物質(zhì)制作的，且具有3.5毫米外徑，3.0毫米內(nèi)徑、0.25毫米厚度及1200毫米長(實(shí)例12)的導(dǎo)管采用傳統(tǒng)的擠壓模塑法(管塑法)進(jìn)行制備。在其一端上形成入口部分，在另一端上形成輸送部分，且有0.5克的重量設(shè)置在隨輸送部分之后的那部分上以得到ED導(dǎo)管。為了比較，制備如上述包含有分別由EVA(對照實(shí)例6)和硅氧烷(對照實(shí)例7)制成的導(dǎo)管，且都具有3.5毫米外徑，3.0毫米內(nèi)徑，0.25毫米厚及1200毫米長的ED導(dǎo)管。
實(shí)驗(yàn)3檢測本發(fā)明醫(yī)用導(dǎo)管的插入難易程度，插入后的疼痛情況，以及身體不適感。
將這樣制成的各個ED導(dǎo)管從鼻子、通過喉、食管、胃到十二指腸插入到六位健康人體內(nèi)，并在其中停留24小時，檢測插入難易度。疼痛及停留于體內(nèi)過程中的身體不適感，結(jié)果總結(jié)于表4中。
在本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)中所采用的EVA和硅氧烷在26.5℃和36.5℃下的物理特性如下EVA 硅氧烷tan δT5×10-23×10-2tan δT-105×10-23×10-2GT22兆帕 10.5兆帕GT-1025兆帕 10.5兆帕GT-10/GT1.1 1.0水吸收率 0.4wt% 0.1wt%如從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果中表明的，本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管在插入動物體內(nèi)時具有極好的硬度，且能夠容易地插入。在停留體內(nèi)的過程中表現(xiàn)出足夠大的抗擠壓力和抗彎曲力的同時，由于本發(fā)明的導(dǎo)管比傳統(tǒng)導(dǎo)管具有更大的柔性，所以即使在體內(nèi)存在很長一段時間，它僅引起更輕微的身體不適感。
尤其是，具有不大于5wt%的水吸收率的導(dǎo)管和傳統(tǒng)的高親水性導(dǎo)管一樣，在血管等中不膨脹，并在使用過程中在產(chǎn)生更輕微的身體不適感方面是有益的。
表 權(quán)利要求
1.一種由有機(jī)聚合物制成的醫(yī)用導(dǎo)管，在體溫下具有至少為0.5的物理損失角正切值和1-1000兆帕的橫向彈性系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于有機(jī)聚合物在低于體溫10℃時所具有的橫向彈性系數(shù)至少為體溫下橫向彈性系數(shù)的兩倍。
3.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于有機(jī)聚合物的水吸收率在體溫下不大于5wt%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于有機(jī)聚合物是聚氨基甲酸乙酯。
5.如權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于聚氨基甲酸乙酯是一種聚醚聚氨基甲酸乙酯或一種聚酯聚氨基甲酸乙酯。
6.如權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于在聚氨基甲酸乙酯中的異氰酸酯成分，增鏈劑和多羥基化合物成分的摩爾比是1.5-3∶0.5-2∶1。
7.如權(quán)利要求6所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于它是由具有1.8-2.5∶0.8-1.5∶1的有機(jī)聚合物中的異氰酸酯成分，增鏈劑和多羥基化合物成分的摩爾比的聚氨基甲酸乙酯制成的。
8.如權(quán)利要求7所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于它是由具有1.9-2.2∶0.9-1.2∶1的有機(jī)聚合物中的異氰酸酯，增鏈劑和多羥基化合物成分的摩爾比的一種聚氨基甲酸乙酯制成的。
9.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于它是一種靜脈插管。
10.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用導(dǎo)管，其特征在于它是一種ED導(dǎo)管。
全文摘要
一種由有機(jī)聚合物制成的醫(yī)用導(dǎo)管，在體溫下具有至少為0.5的物理損失角正切值，以及在體溫下具有1～1000兆帕的橫向彈性系數(shù)。本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管能夠容易地插入體內(nèi)，且在存在于體內(nèi)或從體內(nèi)取出的過程中產(chǎn)生更輕微的疼痛和更輕微的身體不適感。
文檔編號A61M25/00GK1065597SQ9210198
公開日1992年10月28日 申請日期1992年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月8日
發(fā)明者松本孝, 辻川肇, 林俊一, 近藤悟, 內(nèi)海厚, 開出保 申請人:株式會社日莊, 三菱重工業(yè)株式會社, 三菱電線工業(yè)株式會社, 三菱商事株式會社