JP2010179031A - 抗菌性医療器具の製造方法および抗菌性医療器具 - Google Patents

Abstract

【課題】抗菌性を長期にわたって高いレベルに維持できる抗菌性医療器具の製造方法、および、それによって製造された抗菌性医療器具を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る抗菌性医療器具の製造方法は、熱硬化性樹脂と銀系粒子とを混合した材料を成形させて医療器具を作製する第１ステップと、医療器具を８０〜３００℃で熱処理する第２ステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明に係る抗菌性医療器具は、前記する第1ステップと第２ステップによって製造された抗菌性医療器具であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、抗菌性医療器具の製造方法およびその製造方法によって製造される抗菌性医療器具に関する。特に、長期にわたって抗菌効果を発揮する抗菌性医療器具の製造方法に関するものである。

従来、医療器具の1つである中心静脈カテーテルにおいては、カテーテルの皮膚刺入部あるいは内腔を介して細菌が体内に進入し、細菌感染を起こすことがある。感染が重篤であると敗血症になる可能性もある。カテーテル先端付着菌と敗血症の原因菌が一致する場合を特にカテーテル関連菌血症（ＣＲ−ＢＳＩ：ｃａｔｈｅｔｅｒ ｒｅｌａｔｅｄ−ｂｌｏｏｄｓｔｒｅａｍ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ）といい、ＣＲ−ＢＳＩによって患者が死亡することもある。

この様な問題を回避するにあたり、ＣＲ−ＢＳＩが疑われたり、ＣＲ−ＢＳＩと診断されたりした場合には、抗生物質の投与や新しいカテーテルへの交換などが行なわれることが一般的である。しかながら、ＣＲ−ＢＳＩは留置時の合併症であるが、前記処置は本来の治療内容から逸脱するため、医療機関にとっては医療コストを増大させる要因となる。そこで、抗菌性が高いカテーテルの開発が要望されている。

このような抗菌性カテーテルの製造方法として、特許文献１には、基材に対して所定量の銀置換無機イオン交換体等の抗菌剤を混合することによって抗菌性を有する体内挿入用チューブ（カテーテル）を製造することが記載されている。また、特許文献２にも、基材の表面に銀化合物を導入（コーティング）することによって、具体的には、基材に対してアミノ酸誘導体、陰イオン界面活性剤、カルボキシル基またはスルホン基を有する化合物等の銀イオンと結合可能な化合物を吸収せしめた後、酢酸銀等の銀化合物水溶液に浸漬することによって抗菌性を有する導尿カテーテルを製造することが記載されている。

特開平５−２２０２１６号公報（請求項１〜請求項４） 特開平１１−２９０４４９号公報（請求項１〜請求項５）

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されたカテーテルの製造方法においては、銀化合物（抗菌剤）の基材に対する結合力が弱く、銀化合物（抗菌剤）の粒径も大きいため、カテーテル使用の際にカテーテル内腔を流れる薬液、体液等によって、銀化合物（抗菌剤）が短期に溶出する。そのため、製造されたカテーテルの抗菌性を長期にわたって高いレベルに維持できないという問題がある。また、カテーテル以外の医療器具の製造においても、抗菌性については同様な問題がある。

そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は抗菌性を長期にわたって高いレベルに維持できる抗菌性医療器具の製造方法およびそれによって製造される抗菌性医療器具を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明に係る抗菌性医療器具の製造方法は、熱硬化性樹脂と銀系粒子とを混合した材料を成形させて医療器具を作製する第１ステップと、前記医療器具を熱処理する第２ステップとを含むことを特徴とする。

前記製造方法によれば、第１ステップにより熱硬化性樹脂と銀系粒子とを混合した材料を成形した医療器具を、第２ステップで熱処理することによって、短期の銀系粒子の溶出量を抑えた抗菌性を有する医療器具（以下、「抗菌性医療器具」という）を製造することができる。
つまり、前記製造方法によれば、短期における銀系粒子の溶出量を抑えることによって、長期にわたって銀系粒子を保持することが可能となり、抗菌性を長期にわたって高いレベルに維持することが可能となる。

請求項２に係る構成は、請求項１に記載の抗菌性医療器具の製造方法であって、前記熱処理は、８０〜３００℃で行うことを特徴とする。
また、請求項３に係る構成は、請求項１に記載の抗菌性医療器具の製造方法であって、前記熱処理は、２２０〜３００℃で行うことを特徴とする。

前記製造方法により所定の温度で熱処理を行えば、短期における銀系粒子の溶出量を効果的に抑えることができるため、さらに長期にわたって抗菌性を高いレベルに維持することが可能となる。

請求項４に係る構成は、前記熱硬化性樹脂は、銀系粒子と錯体を形成することが可能な元素を含む材料であることを特徴とする。
また、請求項５に係る構成は、前記元素は、Ｓ、Ｎ、ＯおよびＰから選ばれる１元素以上であることを特徴とする。

前記構成によれば、第２ステップの熱処理によって、銀系粒子が、熱硬化性樹脂、若しくは、Ｓ、Ｎ、ＯおよびＰから選ばれる１元素と錯体を形成するため、短期の銀系粒子の溶出量をより抑えることができる。

また、請求項６に係る抗菌性医療器具は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されることを特徴する。

前記する製造方法により製造される抗菌性医療器具は、短期における銀系粒子の溶出量を抑えて、長期にわたって銀系粒子を保持することが可能であって、抗菌性を長期にわたって高いレベルに維持することが可能となる。

本発明によれば、抗菌性を長期にわたって高いレベルに維持できる抗菌性医療器具の製造方法およびそれによって製造された抗菌性医療器具を提供することができる。

実施形態における製造方法によって製造された弁体の外観図を示す図面である。 実施形態における製造方法によって製造された弁体を備えたコネクタの断面を示す図面である。 実施例と比較例との銀溶出量を示すグラフである。 実施例と比較例との浸漬時間と抗菌活性値の関係を示すグラフである。

（抗菌性医療器具の製造方法）
次に、本発明の実施形態における抗菌性医療器具の製造方法について説明する。
実施形態における抗菌性医療器具の製造方法は、銀系粒子を含んだ医療器具を作製する第１ステップと、その医療器具を熱処理する第２ステップとの二つの工程を含んでなる。
尚、本発明における抗菌性医療器具は、抗菌性が付与された医療器具であり、例えば、ニードレス コネクタ、インジェクションポート、皮下埋込ポート、逆止弁等の弁体や体内留置カテーテル、埋込カテーテル、手術用手袋、輸液バッグの栓体が挙げられる。

（第１ステップ）
第１ステップは、熱硬化性樹脂と銀系粒子とを混合した材料を成形させることによって医療器具を作製する工程である。

銀系粒子は、純銀粒子または銀塩粒子であることが好ましく、ナノ銀粒子または銀塩ナノ粒子であることがさらに好ましい。また、銀系粒子は、混合後の熱処理等により、純銀粒子に変化するものであればよく、例えば、純銀粒子のみならず、溶液中において、純銀以外の硝酸銀、酢酸銀、アジ化銀、過塩素酸銀またはその混合物の銀塩粒子であっても、混合後の熱処理等により、純銀粒子に変化するものであればよい。

また、本発明におけるナノ銀粒子または銀塩ナノ粒子とは、抗菌性を有する物質であって、直径が１０^−９〜１０^−８ｍの銀粒子をいう。また、熱硬化性樹脂と混合させる際、ナノ銀粒子または銀塩ナノ粒子の粉末や、ナノ銀粒子または銀塩ナノ粒子を含んだコロイド溶液であってもよい。

一方、熱硬化性樹脂は、抗菌性物質である銀系粒子の基材となることができれば特に限定されるものではないが、成形する際に、室温で硬化可能な樹脂、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、硬化型ウレタン樹脂、天然ゴムラテックス等が好ましい。
また、熱硬化性樹脂は、銀系粒子と錯体を形成することができれば、銀系粒子の流出をより抑えることが可能となるため、銀系粒子と錯体を形成することが可能な元素を含む材料であることが好ましく、元素は、Ｓ、Ｎ、ＯおよびＰから選ばれた１元素以上であることがより好ましい。

また、熱硬化性樹脂における銀系粒子の配合量は、例えば、ナノ銀粒子では１０〜２００００ｐｐｍである。ここで、ナノ銀粒子が配合される割合が少ないと、抗菌性医療器具に保持されるナノ銀粒子が少なくなってしまい、抗菌性医療器具が十分な抗菌性を有しなくなる一方で、ナノ銀粒子が配合される割合が多いと、ナノ銀粒子の基材となる熱硬化性樹脂の物性が変化しやすくなるからである。
熱硬化性樹脂とナノ銀粒子の混合は、ナノ銀粒子が基材となる熱硬化性樹脂中に均一に分配されるように行うのが好ましい。また、熱硬化性樹脂とナノ銀粒子を混合した材料の成形方法については、所望形状等に形成できれば特に限定されるものでなく、例えば、押出成形、射出成形等が挙げられる。

尚、第1ステップにおいて、抗菌性医療器具の造影性を確保する目的で、造影剤の多層成形、若しくは、造影剤の材料への均一分散を行ってもよい。造影剤としては、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化ビスマス、次炭酸ビスマス、タングステン等の無機化合物が用いられる。

（第２ステップ）
第２ステップは、第１ステップにより作製された医療器具に含まれた銀系粒子の溶出を抑えるために、第１ステップで作製された医療器具を熱処理する工程である。
ここで、銀系粒子、例えば、ナノ銀粒子の溶出を抑えるための熱処理の温度条件は、８０〜３００℃が好ましく、さらに好ましくは、２２０〜３００℃である。８０〜３００℃であれば、効果的にナノ銀粒子の溶出を抑えることができるからである。また、基材となる熱硬化性樹脂の耐熱温度が３００℃以上であれば、前記熱処理の温度条件は、３００℃以下に限定されるものではない。
なお、第１ステップで銀系粒子として、ナノ銀粒子以外を用いた場合、つまり、硝酸銀等の銀塩ナノ粒子が用いられた場合、この第２ステップに熱処理によって、ナノ銀粒子となる。

また、ナノ銀粒子の溶出を抑えるための熱処理の時間条件は、熱処理の温度が８０℃の場合には１〜７２時間、熱処理の温度が３００℃の場合には１０秒〜１時間であることが好ましい。ここで、熱処理の時間が前記する時間以下であると、ナノ銀粒子の溶出を抑えることができないからである。一方、前記する時間を超えて熱処理すると、基材である熱硬化性樹脂の物性が変化するおそれがあるからである。

（前記製造方法によって製造された抗菌性医療器具）
次に、前記する製造方法によって製造された抗菌性医療器具について説明する。
前記製造方法によって製造された抗菌性医療器具は、抗菌性医療器具に含まれた銀系粒子の溶出を抑えることができ、長期にわたって血管内に導入しても高い抗菌性を維持することが可能である。そして、このような抗菌性医療器具として、コネクタに用いられる弁体が例として挙げられ、以下、図１と図２を用いて弁体１について説明する。
なお、コネクタとは、輸液、輸血、栄養投与等に用いる液体の流路接続を必要とする医療用具においては、薬液、血液、流動食等の液体（流体）を持続的、一時的に流す際、液体の流路の接続、脱離を必要に応じて行う必要があり、このとき、回路の途中に液体の流路同士を接続するための部材である。

図１に示す弁体１は、前記するステップ１とステップ２を経て製造されたものであって、頭部２と、頭部２の基端側に設けられた蛇腹部３とを有している。頭部２は、その形状が有底筒状をなしており、液体が通過可能な内腔部４（図２参照）と、平面状の頂面から内腔部に到達するスリット５とが形成されている。このスリット５は、その形状がほぼ一文字状をなしており、開口することが容易である。また、蛇腹部３は、蛇腹状をなした筒状体（図２参照）で構成されている。

そして、弁体１は、図２に示すように、弁体１の蛇腹部３側を、ハウジング１０内に形成された有底筒状の弁体設置部１１に配置し、弁体１の頭部２側を、蓋部２０の内筒内に収容するようにして、蓋部２０をハウジング１０に嵌合させることによって、コネクタ１００が組み立てられる。

次に、本発明の実施例について、図３と図４を用いて説明する。尚、実施例１〜４と比較例１として製造された抗菌性医療器具は、シートである。

（実施例１〜４）
実施例１〜４におけるシートは、以下の手順で製造されたものである。
まず、ステップ１において、熱硬化性樹脂であるシリコーン樹脂と、ナノ銀コロイド溶液（ナノポリ株式会社製、商品名「ナノミックス」を２００００ｐｐｍエタノール溶液）とを混合し、室温で硬化させて厚さ２ｍｍのシートを作製した。ここで、シリコーン樹脂とナノ銀の混合の割合は、シリコーン樹脂：ナノ銀＝１００（ｇ）：０．１（ｇ）であった。
そして、ステップ２において、ステップ１で作製したシートを８０℃（実施例１）と１５０℃（実施例２）と２２０℃（実施例３）と３００℃（実施例４）で０．５時間熱処理を行った。

（比較例１）
一方で、比較例１におけるシートは、前記した実施例１〜４と同じステップ１の工程を経て作製されたシートであって、ステップ２において特に熱処理を行わずに、室温３０℃で０．５時間放置したものである。

（測定方法１）
実施例１〜４と比較例１におけるシートから、縦横幅５×５ｃｍのサンプルを切り出して、このサンプルを黄色ブドウ球菌懸濁液中で、２４時間振とう浸漬させ、銀溶出量を測定した。その測定結果を図３に示した。尚、銀の溶出量の測定は、ＩＣＰ発光分析装置を用いて測定した。

（測定方法２）
また、前記測定のほかに、実施例３と比較例１におけるシートから、全面積が５×５ｃｍのサンプルを切り出して、このサンプルを１日、７日、１４日間のそれぞれの期間、黄色ブドウ球菌懸濁液中で振とう浸漬させた。そして、それぞれのサンプルを用いて抗菌活性値の測定を行い（測定２）、その測定結果を図４に示した。尚、抗菌活性値の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２８０１に定められたフィルム密着法を用いて測定を行った。なお、フィルム密着法によれば、抗菌活性値≧２の場合、抗菌効果ありと認定される。

（測定結果１）
図３に示す測定結果によれば、未熱処理ある比較例１に比べて、熱処理温度が８０℃の実施例１の方が、浸漬時間２時間当りの銀溶出量（ｐｐｍ）が低いことが示されている。同様に、熱処理温度が１５０℃の実施例２、熱処理温度が２２０℃の実施例３、熱処理温度が３００℃の実施例４においても、比較例１に比べて浸漬時間２時間当り銀溶出量（ｐｐｍ）が低いことが示されている。従って、当該測定より、少なくとも８０℃以上で熱処理することによって、銀溶出量が抑えられることが確認できた。
また、熱処理温度が２２０〜３００℃の場合は、銀溶出量が極めて低いという優れた効果があることを確認できた。

（測定結果２）
また、図４に示す実施例３と比較例１との抗菌活性値の経時変化によれば、未熱処理である比較例１は、浸漬時間が１日の場合、高い抗菌活性値を示したものの、浸漬時間が７日、１４日の場合には、抗菌性活性値が２以下を示し、抗菌効果なしとする結果が確認できた。
一方で、２２０℃で熱処理された実施例３は、浸漬時間が１日と７日において、高い抗菌活性値を示した。また、１４日であっても抗菌活性値が２以上を示し、抗菌効果ありという結果が確認できた。
そして、実施例３の抗菌活性値は、比較例１よりも常に高い値を示しており、熱処理を行った場合は、未熱処理の場合に比べ、長期にわたって高い抗菌活性値を示すことが確認できた。

（まとめ）
以上の測定結果より、ナノ銀粒子を含んで作製された医療器具を、所定温度で熱処理を行うことにより、ナノ銀粒子の溶出を抑えることができ、長期にわたって高い抗菌活性値を示すことが確認できた。

１ 弁体
２ 頭部
３ 蛇腹部
４ 内腔部
５ スリット
１０ ハウジング
１１ 弁体設置部
２０ 蓋部
１００ コネクタ

Claims (6)

1. 熱硬化性樹脂と銀系粒子とを混合した材料を成形させて医療器具を作製する第１ステップと、
   前記医療器具を熱処理する第２ステップとを含むことを特徴とする抗菌性医療器具の製造方法。
2. 前記熱処理は、８０〜３００℃で行うことを特徴とする請求項１に記載の抗菌性医療器具の製造方法。
3. 前記熱処理は、２２０〜３００℃で行うことを特徴とする請求項１に記載の抗菌性医療器具の製造方法。
4. 前記熱硬化性樹脂は、銀系粒子と錯体を形成することが可能な元素を含む材料であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の抗菌性医療器具の製造方法。
5. 前記元素は、Ｓ、Ｎ、ＯおよびＰから選ばれる１元素以上であることを特徴とする請求項４に記載の抗菌性医療器具の製造方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されることを特徴する抗菌性医療器具。
   
   

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