專利名稱：用于醫療器件的非揮發性潤滑劑系統的制作方法
相關申請的交叉引證本申請要求2003年3月14日提交的標題為“Non-VolatileLubricant System for Medical Devices”的美國臨時申請No.60/454735的優先權，再次通過參考將其引入。
背景技術：
1.發明領域本發明涉及用于醫療器件的潤滑劑系統。更特別地，本發明涉及用于皮下注射針、導液管等的非揮發性潤滑涂層。
2.相關領域的說明在醫療領域中常見的是提供具有潤滑劑以供容易使用的醫療器件。例如，皮下注射針在醫療實踐中廣泛用于輸送和抽取流體。當最初使用時，皮下注射針多次使用，其中在每次使用之間使針滅菌。當針變鈍時，專業人員將針磨尖，然后在下次使用之前給它們滅菌，在針的外表面上任何潤滑作用的存在與否對滲透力或者患者(它是針的接受者)感覺到的痛苦具有很少的影響。隨著總是具有新鮮的非常尖銳點的商業制造的可棄置針的開發，意識到當給患者打針時，針的潤滑顯著減輕患者感覺到的痛苦。在本發明公開的內容中遵循慣例，其中朝向專業人員的一部分器件被稱為近端和朝向患者的一部分器件被稱為遠端。皮下注射針的組織滲透包括患者總體感覺到的一系列事件，而不管滲透引起怎樣的痛苦。針的遠端點首先接觸皮膚表面，使之松開，然后該端點切割到表面內并開始滲透到組織內。當針柄穿過起始切割點并進入組織內時，還存在組織相對于針表面的滑動摩擦。在皮下注射針領域內，當測量進行皮下注射針滲透的力時，在針的端點切割組織之前測量的力被稱為“峰值滲透力”，也被稱為“F2”，和繼續滲透到組織內所要求的力被稱為“牽引力”或“F4”。牽引力的一個主要組成部分是組織相對于針柄表面的滑動摩擦。將靜脈內(IV)導液管插入到患者內在插入的容易程度和患者的不適方面引起類似的問題。例如，IV導液管被設計為給患者灌注正常的靜脈內溶液，其中包括抗生素和其它藥物。還使用這些導液管從環狀身上抽取血液以供正常的血-氣分析以及其它血液工作。最常見類型的IV導液管是“在針上(over the needle)”的導液管，其中在將IV導液管插入患者體內所使用的導引器的針或套管上布置導液管。針典型地是不銹鋼且中空。其遠端被磨削成鋒利的尖端以便容易插入到患者體內。導液管也是中空的且以使得針的鋒利尖端從導液管處延伸以供使用過程中刺穿患者的皮膚的方式布置。一旦皮膚和靜脈被刺穿，則導液管在針上送進，并從導液管上取下針。典型地由合適的塑料材料，如TEFLON材料(聚四氟乙烯)、聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯或聚醚聚氨酯擠塑成導液管。在這種皮下注射針和IV導液管的表面上使用潤滑劑既降低峰值滲透力，又降低牽引力。結果，幾乎所有的一次使用的滅菌可棄置針和IV導液管具有已經供應到幾乎全部外表面上的潤滑劑。已開發了許多潤滑劑用于這種應用。典型地，這種潤滑劑包括醫療等級的聚二甲基硅氧烷(它通常通過快速蒸發的揮發性載體溶劑施加到表面上)。例如，Pelkey的美國專利No.5911711公開了一種用于皮下注射針的潤滑劑系統，它包括由至少部分固化的有機硅氧烷共聚物和粘度大于約1000厘沲的聚二甲基硅氧烷形成的第一層，和包括粘度為50-350厘沲的聚二甲基硅氧烷的在第一層上的第二層。第一和第二層的涂料組合物通過揮發性載體溶劑如氟氯烴(CFC)施加，和第一層通過施加熱量來熱固化。遺憾的是，揮發性溶劑如CFC產生嚴重的環境擔憂。在醫療工業中需要用于醫療器件如導液管和針的潤滑劑，它環境友好，容易施加，且不包括使用揮發性有機溶劑如CFC。
發明概述本發明涉及成膜組合物，它包括粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物，粘度大于約1000厘沲和理想地大于約5000厘沲的第二硅氧烷聚合物，暴露于輻射線下則能交聯的反應性硅氧烷聚合物，和暴露于輻射線下加速反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑。第一和第二硅氧烷聚合物理想地為聚二甲基硅氧烷。反應性硅氧烷聚合物理想地為在光引發劑存在下暴露于紫外光能交聯的硅氧烷丙烯酸酯。第一硅氧烷聚合物的粘度非常低，即小于約50厘沲和理想地介于約2至10厘沲，因此對于成膜組合物來說，起到溶劑的作用，從而有效地將組合物輸送到基底表面上，且不需要揮發性有機溶劑。另外，第一低粘度硅氧烷聚合物，當與第二高粘度聚合物結合時，提供組合物潤滑性。成膜組合物尤其可用于提供包括醫療器件，如導液管在內的聚合物基底，和皮下注射針潤滑涂層。該組合物可進一步包括具有氨基官能度的第三硅氧烷聚合物，如氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物，當組合物用作金屬表面如不銹鋼針的潤滑涂層時，它尤其可用作粘合促進劑。在進一步的實施方案中，本發明涉及具有潤滑涂層的醫療器件。潤滑涂層是粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物、粘度大于約1000厘沲和理想地大于約5000厘沲的第二硅氧烷聚合物，暴露于輻射線下能交聯的反應性硅氧烷聚合物，和加速反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑的反應產物。醫療器件可以是聚合物材料，如導液管。或者，醫療器件可以是金屬材料，如不銹鋼針套管，在此情況下，潤滑涂層理想地進一步包括具有氨基官能度的第三硅氧烷聚合物。在又一進一步的實施方案中，本發明涉及提供醫療器件表面潤滑涂層的方法。在該方法中，醫療器件與基本上不含揮發性有機溶劑的液體組合物，尤其與以上所述的成膜組合物接觸。如此涂布的表面然后暴露于輻射線下，如UV光下，以便促進組合物的固化。再者，在進一步的實施方案中，本發明涉及潤滑涂層，所述潤滑涂層由含粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物、粘度大于約1000厘沲的第二硅氧烷聚合物，反應性硅氧烷聚合物和光引發劑的組合物的反應產物形成。通過暴露于輻射源下充足的時間段，促進反應性硅氧烷聚合物交聯，形成其中第一硅氧烷聚合物和/或第二硅氧烷聚合物包含在其內的三維網絡結構，從而由至少部分固化的組合物形成涂層。
發明詳述本發明涉及成膜組合物，它尤其可用作醫療器件的潤滑涂層。該組合物包括具有不同粘度和不同反應性的不同硅氧烷組分的混合物，該混合物提供在不需要揮發性有機載體溶劑的情況下，能輸送到基底上，且能在基底上固化形成潤滑膜的涂料組合物。一般來說，本發明的組合物包括高粘度線性硅氧烷聚合物和反應性硅氧烷聚合物的混合物，其中在充當組合物載體的低粘度硅氧烷聚合物內溶解或稀釋該混合物。特別地，組合物包括粘度小于約50厘沲的第一低粘度硅氧烷聚合物，粘度大于約1000厘沲和理想地大于約5000厘沲的第二高粘度硅氧烷聚合物，以及能交聯形成交聯的聚合物網絡的反應性硅氧烷聚合物。正如此處詳細討論的，在光引發劑存在下，暴露于輻射線如紫外光下反應性硅氧烷聚合物固化，形成粘附到基底表面上的交聯的三維網絡。至少一部分高粘度的線性硅氧烷聚合物和低粘度硅氧烷聚合物作為移動的液體硅油包含在交聯的網絡結構內，和可容易遷移到底涂層表面，從而產生連續的潤滑表面。必須微調各種硅氧烷組分的具體粘度，使得含每一組分的總組合物的粘度足以流動，以便在不需要任何常規的揮發性有機溶劑的情況下，在基底表面上潤濕并形成均勻的層。通過本發明發現，結合在特定粘度范圍內的硅氧烷提供在不需要任何常規的惰性載體如揮發性有機溶劑的情況下，能在基底表面上充分潤濕的合適的成膜組合物。這部分是由于低粘度的硅氧烷聚合物充當組合物載體之故。此外，通過摻入可固化聚合物到組合物內，在該組合物施加到基底上之后，它可至少部分固化，產生粘合到自身上但不流動，且能粘合到基底表面上的潤滑膜。為了本發明的目的，術語“部分固化”是指具有不溶和難熔的凝聚三維結構的交聯或部分交聯的聚合物或共聚物，其中在所述結構內可包含未固化或部分固化的聚合物，且它能粘合到本身上且不容易流動。組合物的第一組分是粘度小于約100厘沲，尤其小于約50厘沲，理想地小于約20厘沲，更理想地約2-約10厘沲的低粘度硅氧烷聚合物。低粘度硅氧烷聚合物的數均分子量理想地為約400-約4000，更理想地約400-約1300。低粘度硅氧烷聚合物在室溫下為流體，且能稀釋或溶解其它硅氧烷聚合物，正如此處將更詳細地討論的。組合物的第二組分是粘度大于約1000厘沲，更理想地大于約5000厘沲，如約5000-約50000厘沲，更理想地約10000-約15000厘沲的高粘度硅氧烷聚合物。高粘度硅氧烷聚合物的數均分子量理想地為約20000-約150000，理想地為約60000-約70000。理想地，低粘度硅氧烷聚合物和高粘度硅氧烷聚合物是獨立地選自下述結構定義的化合物中的單獨的聚有機硅氧烷 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約3-約1500的整數。理想地，低粘度硅氧烷聚合物由其中n為約3-約50的整數的上述結構來定義，和高粘度硅氧烷聚合物由其中n為約350-約1500的整數的上述結構來定義。理想地，低粘度硅氧烷聚合物和高粘度硅氧烷聚合物二者均是聚二甲基硅氧烷，更理想地為三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷。可用作低粘度硅氧烷聚合物的硅氧烷的非限制性實例包括商購于Bristol，PA的United Chemical Technologies，Inc.的PS038聚二甲基硅氧烷，和商購于Morrisville，PA的Gelest Inc.的DMS-T05聚二甲基硅氧烷，二者的粘度均為約5厘沲。低粘度硅氧烷聚合物應當以足以提供組合物流動性的用量存在，以允許組合物在基底表面上潤濕并形成連續的均勻層。這一用量將部分地取決于組合物內其它組分的粘度。典型地，基于組合物的總重量，低粘度硅氧烷聚合物以約40wt％-約80wt％，更優選約60wt％-約80wt％的總重量存在。可用作粘度大于約1000厘沲的高粘度硅氧烷聚合物的硅氧烷的非限制性實例包括商購于Midland，MI的Dow Corning的DC-36012500ctsk聚二甲基硅氧烷。基于組合物的總重量，高粘度硅氧烷聚合物典型地以約5wt％-約20wt％，更優選約5wt％-約15wt％的總重量存在于組合物內。低粘度硅氧烷聚合物和高粘度硅氧烷聚合物將與反應性硅氧烷聚合物結合。反應性硅氧烷聚合物能自由基誘導聚合，因此包括能進行自由基交聯反應的可交聯基團。合適的可交聯基團包括，但不限于，可聚合的烯鍵式不飽和部分，尤其側掛的烯鍵式不飽和基團，特別是可藉助自由基機理聚合的那些，其實例為取代和未取代的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、鏈烯烴和丙烯酰胺。也可以使用可通過陽離子機理聚合的可聚合基團，例如乙烯基醚、環氧基和烷氧基硅烷基，但不那么優選，這是因為在這種系統內自由基機理典型地比陽離子機理容易使用。理想地通過暴露于輻射線下引發反應性硅氧烷聚合物的自由基聚合。正因為如此，反應性硅氧烷聚合物理想地為暴露于紫外光(UV)下可交聯的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能的硅氧烷。例如，可通過下述結構定義反應性硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、芳基、環烷基、芳烷基及其混合物；R1可以存在或者可以不存在，和若存在的話，是含C1-20亞烷基、羥基官能的亞烷基、氧基亞烷基、羥基官能的氧基亞烷基、聚氧亞烷基、羥基官能的聚氧亞烷基及其混合物的二價連接基；A是丙烯酸或甲基丙烯酸端基；各a是0、1、2或3，和b為0或1，條件是a和b二者不可能為0；x是0-約1500的整數；和y是約1-約1500的整數。也可使用反應性硅氧烷的結合物和混合物。此處所使用的“亞烷基”是指碳鏈長度為約1-約20個碳的二價脂無環或環狀飽和烴的亞烷基。丙烯酸酯官能的聚二甲基硅氧烷尤其理想，其實例由下述結構定義 其中“甲基”硅氧烷對“丙烯酸酯”硅氧烷之比(x/y)理想地為約10-1到約60-1，理想地約40-1。反應性硅氧烷的非限制性實例包括SILCOLEASE PC-900、PC-910、PC-911和PC-970，它們全部商購于Rocky Hill，SC的RhodiaInc.，和商購于Hopewell，VA的Goldschmidt Chemical Corp.的TEGORad 2700。反應性硅氧烷應當以暴露于輻射線下足以提供涂料組合物所需的交聯基質的用量存在，其中所述輻射線足以在具有合適潤滑度的所需基底上保留涂料組合物。典型地，基于組合物的總重量，反應性硅氧烷以約5wt％-約40wt％，更優選約20wt％-約30wt％的總重量存在。為了加速自由基聚合和/或促進反應性硅氧烷聚合物的交聯，該組合物還包括聚合引發劑來影響烯鍵式不飽和基團的反應。由于反應性硅氧烷聚合物暴露于光下則理想地可交聯，因此引發劑可包括光引發劑。暴露于合適波長和強度的光，如紫外光下，光引發劑應當能促進烯鍵式不飽和組分的自由基交聯。可使用暴露于紫外光下則能引發反應性硅氧烷聚合物聚合的任何合適的光引發劑。有用的紫外光誘導的聚合光引發劑的非限制性實例包括酮如芐基(酮)和苯偶姻，以及偶姻和偶姻醚。α-羥基酮尤其理想地作為本發明組合物的光引發劑。可商購產品的非限制性實例包括IRGACURE 184(1-羥基環己基苯基酮)、IRGACURE 907(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉丙-1-酮)、IRGACURE 369(2-芐基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮)、IRGACURE 500(50％1-羥基環己基苯基酮和50％二苯酮的混合物)、IRGACURE 651(2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮)、IRGACURE1700(25％雙(2，6-二甲氧基苯甲酰基-2，4-，4-三甲基戊基)氧化膦和75％2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的混合物)、DAROCUR 1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮)，和DAROCUR 4265(50％2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和50％2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮的混合物)，所有這些商購于CIBA Corp.，Tarrytown，NY；和SARCURESR-1121(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)和ESACURE KIP-100F(在2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮內聚合光引發劑的混合物)，這二者均商購于Exton，PA的Sartomer，Inc.。當然，也可使用不同光引發劑的混合物。光引發劑理想地為液體形式以確保在組合物內合適的混合和分布，但也可使用固體光引發劑，條件是它們可溶于硅氧烷內，以均勻流體形式提供組合物。光引發劑的存在量應當足以提供所需的光聚合速度。這一用量部分取決于光源和光引發劑的消光系數。典型地，基于組合物的總重量，光引發劑組分以約0.01-約10％，更優選約0.1-約5％的總重量存在。本發明的成膜組合物可進一步包括其它添加劑，如交聯劑、粘合促進劑、偶聯劑和顏料，條件是這種添加劑不負面影響組合物的性能。成膜組合物也可任選地包括促進硅氧烷組合物交聯的交聯劑。能促進交聯的任何交聯劑可包括在該組合物內。理想地，交聯劑是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交聯劑。例如，交聯劑可以是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，它是尤其所需的。商購產品的非限制性實例是商購于St.Louis，MO的Sigma的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。當使用交聯劑時，其存在量應當在暴露于輻射線下之時或者在暴露于輻射線下之后足以促進組合物的交聯。典型地，基于組合物的總重量，交聯劑以約0.01-約10％，優選約0.1-約5％的總重量存在。本發明的成膜組合物尤其用于施加在基底如醫療器件上。該組合物尤其提供給聚合物基底如導液管優良的潤滑性。注意該組合物還尤其可用到，例如常常由不銹鋼制造的皮下注射針和管道上。在這種應用中，本發明的組合物可包括促進對金屬基底粘合的粘合促進劑。特別地，本發明的組合物可進一步包括氨基改性的硅氧烷聚合物作為粘合促進劑。這一額外的硅氧烷聚合物不同于低粘度硅氧烷聚合物和高粘度硅氧烷聚合物，因為它包括氨基官能度。這種氨基官能的硅氧烷聚合物提供本發明的涂料組合物對金屬基底，如不銹鋼皮下注射針的粘合。理想地，粘合促進劑是含氨基的聚有機硅氧烷，它在每一分子包括至少一個氨基官能團。更理想地，粘合促進劑是氨基官能的二甲基硅氧烷，如氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物或氨基乙基氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。用于該應用的可商購產品的非限制性實例是商購于Bristol，PA的United Chemical Technologies，Inc.的PS811((氨基丙基)甲基聚二甲基硅氧烷共聚物)。氨基改性的硅氧烷聚合物的粘度可以是約5000厘沲-約20000厘沲，理想地為約10000厘沲-約15000厘沲。氨基改性的硅氧烷聚合物當存在時，其存在量應當足以促進組合物對金屬基底的粘合。典型地，基于組合物的總重量，氨基改性的硅氧烷聚合物以約0.01-約10％，更優選約0.1-約5％的總重量存在。也可在預涂層或底漆中使用粘合促進劑(如氨基改性的硅氧烷聚合物)。預涂布的氨基官能的硅氧烷組合物含有在溶劑中重量為約0.01-約10％，更理想地約0.1-約5％的氨基官能的硅氧烷聚合物。用于預涂布組合物的合適溶劑包括短鏈烴如庚烷或辛烷或其混合物。在使用中，通過浸涂約1-約10秒，接著干燥蒸發溶劑，將預涂布的組合物施加到基底如針或導液管上。然后將本發明的成膜組合物涂布到底漆上。粘合促進劑可存在于成膜組合物內或者底漆內或者在這二者內。正因為如此，本發明的潤滑涂層可包括僅僅成膜組合物，或者潤滑涂層可包括通過成膜組合物層疊的底漆的第一層(頭道涂層)。如上所述，具有或者不具有本發明預涂層的成膜組合物尤其用于提供基底，和尤其醫療器件如聚合物導液管和經皮插入的皮下注射針潤滑性。因此，可通過使醫療器件的表面與液體形式的組合物接觸，將本發明的組合物施加到所需的基底上。這種接觸可以以任何已知的方式實現。例如，可通過浸涂、噴涂、階流式施涂，通過吸收墊施涂等，將涂料組合物施加到基底上。然而，要注意，本發明的組合物可充分流動且本身在液體內和為液體，因此為了將硅氧烷涂料輸送到基底表面上，不要求使用任何揮發性有機溶劑如CFC。當使用預涂層時，施加預涂布組合物到基底表面上并干燥以除去溶劑。在底漆上涂布成膜組合物。要注意，本發明的組合物尤其非常適于噴涂到基底如針和導液管上。尤其用于噴涂中空基底，因為可在沒有犧牲內部間隙(lumen)的情況下，將一致的薄涂層甚至均勻地施加到外表面上。例如，這種針導管的浸涂典型地產生較厚的涂層，且在涂布工序之中或者之后，例如通過強制空氣穿過間隙，要求從內部間隙中除去任何涂層材料。然而，對于涂布應用來說，常規的有機溶劑基涂料組合物不是非常有用的。這至少部分是由于在噴涂工序過程中溶劑蒸發和可能發生的局部加熱導致組合物過早固化，從而難以維持組合物的流動性所致。本發明的組合物一直到暴露于合適的輻射源，如紫外光下之前維持流動性。正因為如此，本發明的可固化組合物尤其可用于噴涂類涂應用中，因為它們維持其流動性一直到通過輻射線固化。在溶劑基潤滑系統中，揮發性有機溶劑用作主要組分作為在揮發性載體液體內非常低濃度硅氧烷，如約3wt％硅氧烷的載體。這種揮發性載體有助于硅氧烷潤濕表面，然后蒸發，從而留下非常薄的硅氧烷膜。在利用本發明的組合物的情況下，不存在揮發性載體溶劑，因此硅氧烷本身必須潤濕基底表面。為了施涂，本發明的組合物典型地具有比溶解在揮發性載體溶劑內的常規硅氧烷潤滑劑高的粘度。當本發明的組合物涂布到基底上時，希望實現恒定的膜厚。為了輔助維持合適的膜厚，可在用本發明的組合物涂布之后，對基底表面進行振動，這可輔助在基底表面上均勻分配涂料組合物并除去任何過量的涂料。在施涂之后，在其上包括涂層的醫療器件的表面暴露于輻射線下，以促進組合物的固化和交聯。這可通過使表面暴露于紫外輻射線下而實現。可使用各種紫外輻射光源，這取決于應用。理想地，基底存在于移動表面上，所述移動表面穿過在其內包括紫外光的隧道式烘箱，其中所述紫外光位于用紫外光輻照基底表面的位置之上。其它固化方法包括電子束和γ-射線。隨后，為了促進組合物的進一步固化/交聯，可對涂層任選地進行進一步的熱處理。一旦固化和交聯，提供在其上具有涂層的基底，所述涂層代表以上所述的組合物的反應產物。使涂層充分交聯，提供在基底表面上均勻分配的穩定涂層。此外，當與常規的潤滑涂層相比時，該涂層具有潤滑性，和顯著降低將醫療器件如針和導液管插入的F2峰值滲透力和F4牽引力。本發明涂層的厚度取決于基底表面和所打算的應用。涂層厚度應當足以賦予特定基底的涂層合適的潤滑性。理想地，涂層厚度小于約500微米，更理想地小于約200微米，其中小于約20微米，更理想地小于約5微米的涂層厚度尤其有用。理想地，涂布重量小于約0.50mg/cm2，更理想地小于約0.20mg/cm2。通過本發明發現，可由組合物形成優良潤滑性的涂層，所述組合物可容易和有效地施加并涂布到醫療器件基底上，且不需要揮發性有機溶劑載體。認為通過使用具有類似化學特性和不同反應性，且通過使用低粘度硅氧烷聚合物稀釋的特定硅氧烷聚合物存在協同效應。低粘度硅氧烷聚合物能稀釋有機硅氧烷涂料組合物到充足的流動性，且不需要這種揮發性溶劑。通過使用低粘度硅氧烷聚合物，形成均勻、透明、低粘度的成膜組合物，該成膜組合物能將硅氧烷涂料組合物輸送到基底表面上并維持涂料組合物在基底表面上直到涂層固化和/或交聯形成最終的潤滑膜，所述潤滑膜堅固地粘合到本身上和粘合到基底表面上且不流動。一旦固化，反應性硅氧烷形成交聯網絡，所述交聯網絡輔助涂層粘結到基底表面上且充當硅氧烷潤滑油的儲庫。特別地，不與反應性硅氧烷反應的低粘度和高粘度硅氧烷聚合物不固化或者僅僅部分固化，從而形成硅油，認為所述硅油被捕獲在固化反應性硅氧烷的交聯網絡內，認為硅油是可遷移到表面上的移動液體，從而提供表面潤滑性，同時通過交聯網絡有效地粘著到表面上。此外，由于這一捕獲和遷移效應，在器件的使用過程中，硅油持續充當潤滑劑。例如，在使用過程中，在表面與患者皮膚接觸過程中，例如在插入和滲透皮膚的過程中，硅油可從表面擦掉。盡管這種接觸可起到擦掉潤滑涂層的作用，但捕獲在網絡內的額外的硅油可持續遷移到表面上，從而提供連續的潤滑涂層。盡管以可用于IV導液管和醫療針的組合物形式描述了本發明，但要理解，可在其中希望在器件上的潤滑表面的其它醫療器上使用本發明。參考下述實施例將更容易理解本發明。
實施例實施例1實施例1闡述了用不包括任何揮發性有機溶劑的本發明的涂料組合物組裝的導液管與用包括揮發性有機溶劑作為載體介質的常規導液管潤滑劑涂料組合物的比較。在對比樣品1中，通過使用覆蓋導液管尖端的潤滑劑組裝20gauge(ga)的聚氨酯導液管產品，其中所述覆蓋導液管尖端的潤滑劑包括用于覆蓋導液管尖端的溶解在CFC類揮發性溶劑內的氨基官能的硅氧烷，以已知的方式形成尖錐體。然后通過浸涂將包括溶解在CFC類揮發性溶劑內的高粘度的聚二甲基硅氧烷的針頭潤滑劑施加到針頭上，并在將導液管置于其上之前使溶劑蒸發。然后，通過浸涂，在全部最終產品上施加包括溶解在CFC類揮發性溶劑內的聚二甲基硅氧烷的導液管潤滑劑，并使溶劑蒸發。獨立地，根據下述配方，根據本發明制備導液管潤滑劑作為樣品2表1 如上所述組裝20ga的聚氨酯IV導液管產品，但使用覆蓋尖端的潤滑劑和針頭潤滑劑，所述潤滑劑包括在100厘沲聚二甲基硅氧烷內稀釋的氨基官能的硅氧烷，且在施加之后不需要使用任何蒸發溶劑的步驟。在組裝之后，然后通過在導液管的全部外表面上噴涂導液管潤滑劑，在全部最終產品上施加樣品2的導液管潤滑劑。然后，通過暴露于具有“D”類燈泡的紫外光烘箱固化系統中經約4秒的暴露時間，使潤滑劑施加到其上的導液管進行固化。使用Instron Series IX Automated Materials TestingSystem壓縮試驗，藉助十字頭速度為lin/min的膠乳齒狀擋板(latexdental dam)，測試樣品1和2的導液管產品的滲透力和牽引力。結果見表2。
表2 根據表2的結果可看出，對于含UV固化的潤滑劑的導液管產品(樣品2)來說，滲透力和牽引力顯著低于含常規溶劑基潤滑劑的導液管產品的那些(對比樣品1)。當相對于常規溶劑基潤滑劑歸一化之后，本發明的UV固化的潤滑劑顯示出常規潤滑劑滲透力的81-87％的滲透力，并顯示出常規潤滑劑顯示出的牽引力一半的牽引力。
實施例2實施例2表明與常規的溶劑基涂層相比，用不含任何揮發性有機溶劑的本發明的涂料組合物涂布的Teflon導液管。在對比樣品3中，通過使用覆蓋導液管尖端用的含水基硅氧烷的覆蓋導液管尖端的潤滑劑，覆蓋一組15個22gauge的Teflon導液管(Angiocath Autoguard)的尖端，以已知的方式形成尖錐體。使用以上樣品1中列出的溶劑基針頭潤滑劑組裝導液管。然后，通過浸涂，在每一組裝的導液管產品上施加以上樣品1中列出的溶劑基導液管潤滑劑，并使溶劑蒸發。獨立地，根據表3的配方，制備根據本發明的導液管潤滑劑作為樣品4表3 采用覆蓋尖端的水基潤滑劑，和采用含在100厘沲聚二甲基硅氧烷內稀釋的氨基官能的硅氧烷的針頭潤滑劑，在不需要任何溶劑蒸發的情況下，組裝一組14個22gauge的Teflon IV導液管產品(Angiocath Autoguard)。在組裝之后，然后通過在導液管的全部外表面上噴涂導液管潤滑劑，在每一組裝的導液管上施加樣品4的導液管潤滑劑。然后通過在具有“D”類燈泡的Fusion紫外烘箱固化系統中穿過暴露于紫外光下約4秒的暴露時間，使潤滑劑施加到其上的導液管進行固化。以實施例1的方式，通過膠乳和通過合成皮革材料，測試樣品3和4的導液管產品的滲透力和牽引力，其中表4示出了這些力。
表4 根據表4結果的比較可看出，對于含UV固化的潤滑劑的導液管產品(樣品4)來說，滲透力和牽引力顯著低于含常規溶劑基潤滑劑的導液管產品的那些(對比樣品3)。當相對于常規溶劑基潤滑劑歸一化之后，本發明的UV固化的潤滑劑顯示出常規潤滑劑滲透力的60-93％的滲透與牽引力。
實施例3實施例3代表顯示具有根據表4下述組成的常規揮發性有機溶劑基針頭潤滑劑的不銹鋼針套管的對比例。
表5 通過浸涂，用對比樣品5的組合物涂布22gauge的H1000不銹鋼針套管，并蒸發溶劑。測量峰值滲透力(F2)和牽引力(F4)，和在實施例4中歸一化比較所使用的結果。
實施例4實施例4證明根據本發明制備的成膜組合物可用作針頭潤滑劑，所述針頭潤滑劑不包括任何揮發性有機溶劑。根據表6制備下述組合物表6 獨立地通過浸涂，用樣品6-11的組合物，和通過噴涂，用樣品12的組合物涂布一系列22gauge的H1000不銹鋼針套管。樣品13和14不作為涂層進一步評價，因為樣品13相分離和樣品14導致膠凝。然后通過使針的斜面(bevel)側以11英尺/分鐘、4英尺/分鐘和0.5英尺/分鐘的各種傳動速度向上穿過位于該產品上方的具有“D”類燈泡的Fusion通道型烘箱固化系統，從而進行如此涂布的針的固化。通過使涂布的針以4英尺/分鐘和0.5英尺/分鐘的線速度連續穿過常規固化烘箱2次，對樣品10進行二次固化，和以3英尺/分鐘的線速度使樣品12穿過烘箱4次。然后測試用樣品6-12的組合物涂布的針的峰值滲透力(F2)和牽引力(F4)。在測試工序中，使用具有固定到校正負載池內的待測試的針的儀器，基本上垂直向下地將每一針以約1.25cm/s的基本上恒定的速度驅動到標準的商業瓶塞內。所使用的所有針為22gauge和約3.8cm長，然而，本發明的涂層和方法可用到且包括其中潤滑劑是有益的任何工序內可能要求的其它尺寸的針上。當針的遠端點接觸基底(即患者的皮膚或者在此情況下橡膠塞子)，拉伸基底且顯示出增加的抗力直到針的遠端點開始切割基底時，開始觀察初始力。這一峰值滲透力被稱為“F2”。一旦該點開始切割穿過基底，所記錄的力下降直到伸長的管道通過在該點開始的切割而被引入。一旦僅僅管道移動穿過切割點，觀察到的力稱作牽引力或“F4”。皮下注射針的潤滑使針的F2和F4力均急劇下降。相對于實施例3中樣品5的涂布針的滲透力(F2)和牽引力(F4)，歸一化結果，其中表7示出了歸一化的結果。
表7
*NM-沒有測量根據表7可看出，含UV固化的潤滑劑的針的牽引力優良，且與含常規溶劑基潤滑劑的針的牽引力相比顯著下降。特別地，當相對于常規的溶劑基潤滑劑歸一化時，在所有固化速度下，含氨基官能的硅氧烷作為粘合促進劑的本發明的每一潤滑劑顯示出的牽引力是對比的溶劑基針潤滑劑的牽引力的26-35％。甚至不包括任何粘合促進劑的潤滑劑(樣品11)實現小于對比的溶劑基潤滑劑的牽引力。此外，對于用本發明的潤滑劑涂布的針來說，滲透力是可接受的，和對于用本發明組合物中的每一種涂布且在0.5英尺/分鐘的線速度下固化的針來說，滲透力得到顯著改進。
實施例5實施例5說明根據本發明制備的成膜組合物，當與氨基官能的硅氧烷聚合物的底漆一起使用時，也可用作針的潤滑劑。通過浸涂，用樣品12的組合物獨立地涂布一系列22gauge的H1000不銹鋼針套管(系列A)。用在C7-C8烴溶劑(Chevron PhillipsChemical Soltrol10)內的1wt％氨基官能的硅氧烷溶液(UnitedChemical Technologies PS 811)預涂布兩個額外序列的22gauge的H1000不銹鋼針套管。序列B在氨基官能的硅氧烷溶液內浸漬1秒。序列C在溶液內浸漬10秒。在干燥之后，通過浸涂，用樣品12的組合物涂布序列B和序列C的針。然后通過使針的平面以5英尺/分鐘的傳輸速度穿過位于該產品上方的具有“H”類燈泡的Honle ACM UV固化系統，暴露于紫外光下9秒，進行序列A、B和C的針的固化。然后，使用實施例4中的測試工序，在多次瓶塞的滲透中測試序列A、B和C的針的峰值滲透力(F2)和牽引力(F4)，和結果見表8。
表8 根據表8的結果可看出，含UV固化的潤滑劑和氨基官能的硅氧烷底漆的針的滲透力與具有UV固化的潤滑劑的針的滲透力相比顯著下降。特別地，與不具有底漆的序列A的針的滲透力相比，序列B的針的滲透力顯示出(1秒的預涂布浸漬)約12-21％的下降。序列C的針(10秒預涂布浸漬)的滲透力顯示出約10-28％的下降。還認為使用不包括粘合促進劑的成膜組合物的底漆可實現與序列B和C所報道的類似的結果。盡管參考實施例描述了本發明的例舉實施方案，但要理解，本發明不限于那些具體的實施方案，和熟練本領域的技術人員可在沒有脫離本發明的精神或范圍的情況下進行各種其它變化和改性。
權利要求
1.一種成膜組合物，它包括a)粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物；b)粘度大于約1000厘沲的第二硅氧烷聚合物；c)暴露于輻射線下能交聯的反應性硅氧烷聚合物；和d)暴露于輻射線下促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑。
2.權利要求1的成膜組合物，其中第一硅氧烷聚合物和第二硅氧烷聚合物獨立地選自下式定義的化合物 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約3-約1500的整數。
3.權利要求2的成膜組合物，其中第一硅氧烷聚合物是分子量為約400-約1300的聚二甲基硅氧烷。
4.權利要求3的成膜組合物，其中第一硅氧烷聚合物的粘度為約2-約10厘沲。
5.權利要求2的成膜組合物，其中第二硅氧烷聚合物是分子量為約60000-約70000的聚二甲基硅氧烷。
6.權利要求5的成膜組合物，其中第二硅氧烷聚合物的粘度為約10000-約15000厘沲。
7.權利要求1的成膜組合物，其中暴露于紫外線下，則反應性硅氧烷聚合物能交聯。
8.權利要求8的成膜組合物，其中反應性硅氧烷聚合物是硅氧烷丙烯酸酯。
9.權利要求1的成膜組合物，其中反應性硅氧烷聚合物由以下結構定義 其中R選自C1-20烷基、芳基、環烷基、芳烷基及其混合物；R1可以存在或者可以不存在，和若存在的話，是含C1-20亞烷基、羥基官能的亞烷基、氧基亞烷基、羥基官能的氧基亞烷基、聚氧亞烷基、羥基官能的聚氧亞烷基及其混合物的二價連接基；A是丙烯酸或甲基丙烯酸端基；各a是0、1、2或3，和b為0或1，條件是a和b二者不可能為0；x是0-約1500的整數；和y是約1-約1500的整數。
10.權利要求1的成膜組合物，其中光引發劑是α-羥基酮。
11.權利要求1的成膜組合物，進一步包括交聯劑。
12.權利要求11的成膜組合物，其中交聯劑是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
13.權利要求1的成膜組合物，進一步包括促進粘合到基底表面上的粘合促進劑。
14.權利要求1的成膜組合物，進一步包括具有氨基官能度的第三硅氧烷聚合物。
15.權利要求1的成膜組合物，其中第三硅氧烷聚合物是氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
16.一種醫療器件，它包括在其上具有潤滑涂層的金屬表面，所述潤滑涂層包括權利要求15的反應產物。
17.一種醫療器件，它包括在其上具有潤滑涂層的聚合物表面，所述潤滑涂層包括權利要求1的反應產物。
18.一種潤滑涂層，它包括a)含粘合促進劑的第一層；和b)含權利要求1的成膜組合物的第二層，其中粘合促進劑促進成膜組合物對基底表面的粘合。
19.權利要求18的潤滑涂層，其中粘合促進劑包括氨基官能的硅氧烷聚合物。
20.權利要求18的潤滑涂層，其中粘合促進劑包括氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
21.權利要求18的潤滑涂層，其中成膜組合物進一步包括促進成膜組合物粘合到基底表面上的粘合促進劑。
22.權利要求21的潤滑涂層，其中在成膜組合物內的粘合促進劑包括氨基官能的硅氧烷聚合物。
23.權利要求21的潤滑涂層，其中在成膜組合物內的粘合促進劑包括氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
24.一種成膜組合物，它包括a)基于組合物的總重量，約40wt％-約80wt％的粘度小于約50厘沲的第一聚烷基硅氧烷；b)基于組合物的總重量，約5wt％-約20wt％的粘度大于約1000厘沲的第二聚烷基硅氧烷；c)基于組合物的總重量，約5wt％-約40wt％暴露于輻射線下能交聯的反應性硅氧烷聚合物；d)基于組合物的總重量，約0.5wt％-約10wt％暴露于輻射線下能促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑；和e)任選地，基于組合物的總重量，約0.1wt％-約5wt％的交聯劑。
25.權利要求24的成膜組合物，其中第一硅氧烷聚合物和第二硅氧烷聚合物獨立地選自由下述結構定義的化合物 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約3-約1500的整數。
26.權利要求24的成膜組合物，其中反應性硅氧烷聚合物是硅氧烷丙烯酸酯。
27.權利要求26的成膜組合物，其中反應性硅氧烷聚合物由以下結構定義 其中R選自C1-20烷基、芳基、環烷基、芳烷基及其混合物；R1可以存在或者可以不存在，和若存在的話，是含C1-20亞烷基、羥基官能的亞烷基、氧基亞烷基、羥基官能的氧基亞烷基、聚氧亞烷基、羥基官能的聚氧亞烷基及其混合物的二價連接基；A是丙烯酸或甲基丙烯酸端基；各a是0、1、2或3，和b為0或1，條件是a和b二者不可能為0；x是0-約1500的整數；和y是約1-約1500的整數。
28.權利要求24的成膜組合物，進一步包括具有氨基官能度的第三硅氧烷聚合物。
29.權利要求28的成膜組合物，其中第三硅氧烷聚合物是氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
30.一種用潤滑涂層涂布的醫療器件，所述潤滑涂層包括下述的反應產物a)粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物；b)粘度大于約1000厘沲的第二硅氧烷聚合物；c)暴露于輻射線下能交聯的反應性硅氧烷聚合物；和d)暴露于輻射線下促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑。
31.權利要求30的醫療器件，其中該醫療器件包括聚合物材料。
32.權利要求31的醫療器件，其中該醫療器件包括導液管。
33.權利要求30的醫療器件，其中潤滑涂層進一步包括具有氨基官能度的第三硅氧烷聚合物。
34.權利要求33的醫療器件，其中該醫療器件包括金屬材料。
35.權利要求34的醫療器件，其中該醫療器件包括不銹鋼針套管。
36.權利要求30的醫療器件，其中所述潤滑涂層進一步包括涂布在所述器件上的粘合促進劑層，其中所述反應產物涂布在所述粘合促進劑層上。
37.權利要求36的醫療器件，其中所述粘合促進劑層包括氨基官能的硅氧烷聚合物。
38.權利要求36的醫療器件，其中所述粘合促進劑層包括氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
39.一種提供具有潤滑涂層的醫療器件表面的方法，該方法包括a)使醫療器件與基本上不含揮發性有機溶劑的液體組合物接觸，所述液體組合物包括i)粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物；ii)粘度大于約1000厘沲的第二硅氧烷聚合物；iii)暴露于輻射線下能交聯的反應性硅氧烷聚合物；和iv)暴露于輻射線下促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑；和b)將如此涂布的表面暴露于輻射線下以促進組合物的固化。
40.權利要求39的方法，其中暴露步驟b)包括將表面暴露于紫外光下。
41.權利要求39的方法，進一步包括在暴露步驟b)之前，在表面上均勻分配液體組合物的步驟。
42.權利要求41的方法，其中均勻分配液體組合物的步驟包括振動表面。
43.權利要求39的方法，進一步包括，在步驟(a)之前，用粘合促進組合物涂布醫療器件的步驟，以便步驟(a)的液體組合物涂布在粘合促進組合物上。
44.權利要求43的方法，其中粘合促進組合物包括氨基官能的硅氧烷聚合物。
45.權利要求43的方法，其中粘合促進組合物包括氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
46.一種基本上不含揮發性有機溶劑的聚合物基底用潤滑涂層，它基本上由下述物質組成a)粘度小于約50厘沲且由下述結構定義的第一硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約3-約50的整數；b)粘度大于約1000厘沲且由下述結構定義的第二硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約350-約1500的整數；c)暴露于輻射線下能固化且由下述結構定義的反應性硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、芳基、環烷基、芳烷基及其混合物；R1可以存在或者可以不存在，和若存在的話，是含C1-20亞烷基、羥基官能的亞烷基、氧基亞烷基、羥基官能的氧基亞烷基、聚氧亞烷基、羥基官能的聚氧亞烷基及其混合物的二價連接基；A是丙烯酸或甲基丙烯酸端基；各a是0、1、2或3，和b為0或1，條件是a和b二者不可能為0；x是0-約1500的整數；和y是約1-約1500的整數；和d)暴露于輻射線下能促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑。
47.一種基本上不含揮發性有機溶劑的金屬基底用潤滑涂層，它基本上由下述物質組成a)粘度小于約50厘沲且由下述結構定義的第一硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約3-約50的整數；b)粘度大于約1000厘沲且由下述結構定義的第二硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基、環烷基、芳烷基及其混合物，和n是約350-約1500的整數；c)暴露于輻射線下能固化且由下述結構定義的反應性硅氧烷聚合物 其中R選自C1-20烷基、芳基、環烷基、芳烷基及其混合物；R1可以存在或者可以不存在，和若存在的話，是含C1-20亞烷基、羥基官能的亞烷基、氧基亞烷基、羥基官能的氧基亞烷基、聚氧亞烷基、羥基官能的聚氧亞烷基及其混合物的二價連接基；A是丙烯酸或甲基丙烯酸端基；各a是0、1、2或3，和b為0或1，條件是a和b二者不可能為0；x是0-約1500的整數；和y是約1-約1500的整數；d)暴露于輻射線下能促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑；和e)具有氨基官能度的聚有機硅氧烷。
48.權利要求47的涂層，其中具有氨基官能度的聚有機硅氧烷包括氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
49.一種潤滑涂層，它包括含下述物質的組合物的反應產物粘度小于約50厘沲的第一硅氧烷聚合物；粘度大于約1000厘沲的第二硅氧烷聚合物；反應性硅氧烷聚合物；和光引發劑，其中通過暴露于輻射源下充足的時間段，促進反應性硅氧烷聚合物的交聯，形成第一硅氧烷聚合物和/或第二硅氧烷聚合物中的至少一部分包含在網絡結構以內和其上的三維網絡結構，從而至少部分地固化該組合物。
50.權利要求49的潤滑涂層，進一步包括通過所述反應產物涂布的粘合促進層。
51.權利要求50的潤滑涂層，其中所述粘合促進層包括氨基官能的硅氧烷聚合物。
52.權利要求50的潤滑涂層，其中所述粘合促進層包括氨基丙基二甲基硅氧烷共聚物。
全文摘要
提供一種與醫療器件，如皮下注射針、導液管等一起使用的非揮發性潤滑涂料組合物。該涂料組合物包括具有小于約50厘沲的非常低粘度的第一硅氧烷聚合物，具有大于約1000厘沲的高粘度的第二硅氧烷聚合物，暴露于輻射線下能交聯的反應性硅氧烷聚合物，如可紫外固化的硅氧烷丙烯酸酯，和能促進反應性硅氧烷聚合物交聯的光引發劑。該涂料組合物可進一步包括氨基官能的硅氧烷聚合物，以便當與針一起使用時，促進對金屬表面的粘合。該涂料組合物提供流動性且不需要任何揮發性有機溶劑，且能固化提供粘合和潤滑性。
文檔編號C08L83/04GK1771064SQ200480009700
公開日2006年5月10日 申請日期2004年3月11日 優先權日2003年3月14日
發明者L·L·哈德曼, J·S·安-民, M·斯皮恩蒂, 吳尚仁, B·J·佩爾基, J·任, L·科羅納 申請人:貝克頓·迪金森公司