DE4425240C2

DE4425240C2 - Verwendung einer Polymerlegierung

Info

Publication number: DE4425240C2
Application number: DE19944425240
Authority: DE
Inventors: Georg Kuehlein; Martin Heinlein
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Raumedic AG
Priority date: 1994-07-16
Filing date: 1994-07-16
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2014-07-17
Also published as: DE4425240A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Polymerlegierung auf Basis Polyvinylchlorid zur Herstellung dampfsterilisierbarer medizinischer Arbeitsmittel wie Katheter, Schläuche, Be hälter, Formteile und dergleichen sowie lebensmittelverträglichen Halbzeugen oder Fertig teilen. Bekannt sind für diese Anwendungsarten Rezeptursysteme aus Thermoplasten, vornehmlich aus Polyvinylchlorid weich, die in der Gasatmosphäre oder über energiereiche Strahlung sterilisiert werden können. Derartige Systeme sind jedoch für die übliche Dampfsterilisation bei 121°C, 2 bar Druck über die Dauer von 20 Minuten nicht einsetzbar. Das Polyvinylchlorid beginnt sich bei diesen Verhältnissen zu deformieren und es treten Verschweißungen in aneinanderliegenden Bereichen auf.

Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gestellt hat, auf der Basis einer Grund rezeptur von Polyvinylchlorid weich eine Polymerlegierung anzugeben, die bei Dampf sterilisierungs-Temperaturen stabil bleibt und die Neigung zum Verkleben und Ver schweißen der medizinischen Arbeitsmittel an den Berührungsflächen signifikant verringert. Erfindungsgemäß wird dazu eine Polymerlegierung aus einer Grundrezeptur von mit ungiftigen Weichmachern weichgestelltem PVC mit einem mittleren K-Wert von 55 bis 77 und Polymeren mit einem höheren K-Wert und/oder Copolymeren zur Herstellung von dampfsterilisierbaren medizinischen Formkörpern vorgeschlagen.

Als Mischungspartner für die Grundrezeptur sind hier erfindungsgemäß folgende Polymer materialien einsetzbar:

- Polymere mit höherem Molekulargewicht, z. B. Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 100. Durch die Beimengung eines solchen Polymeren wird der Oberflächener weichungspunkt der Grundrezeptur über die Dampfsterilisations-Temperatur hinaus erhöht, wodurch sich die Produkteigenschaften der Arbeitsmittel aus der Polymer legierung so verändern, daß die Dampfsterilisation möglich ist, ohne daß die Arbeitsmittel mit den Berührungsflächen aneinander ankleben.
- Als weiterer Mischungspartner ist ein teilvernetztes Polymer, z. B. ein teilvernetztes Polyvinylchlorid einsetzbar. Dieser Mischungspartner geht mit seinen nicht vernetz ten Teilbereichen eine innige Verbindung mit der Grundrezeptur ein, während die vernetzbaren Teilbereiche als nicht aufschmelzbare Zonen auch an der Oberfläche der Arbeitsmittel aus der Legierung liegen und die Oberfläche wenigstens teilweise unverschweißbar bzw. unverklebbar machen.
- Als weiterer Mischungspartner kann ein voll vernetztes Polymer, z. B. vernetztes Polyvinylchlorid, verwendet werden. Dieser Mischungspartner geht durch Aufsintern bei Verarbeitungstemperatur eine innige Verbindung mit der Grundrezeptur ein und bildet insgesamt nicht aufschmelzbare Zonen im Querschnitt und an der Oberfläche des nach der Polymerlegierung hergestellten Arbeitsmittels. Hier wird der Bereich der nicht verschweißbaren bzw. nicht verklebbaren Zonen vergrößert, wenn ge nauso viele Anteile der Grundrezeptur beigefügt werden wie beim Beispiel der teil vernetzten Polymeren.

Der Grad der Temperaturbeständigkeit kann bei allen drei Möglichkeiten durch die beigemischte Menge des Mischungspartners bestimmt werden. So kann beispiels weise bei einem total vernetzten Polymer als Mischungspartner die beigemischte Menge entsprechend verringert werden, um ein gleiches Resultat zu erzielen wie einer größeren beigemischten Menge eines teilvernetzten Polymers.

Versuche haben hier ergeben, daß je feiner die Teilchen des vernetzten Polymers sind, desto mehr isolierte Teilflächen werden an der Oberfläche des Arbeitsmittels geschaffen. Dadurch verringert sich die verschweißbare bzw. verklebbare Fläche dieser Arbeitsmittel, so daß erfindungsgemäß der Grundrezeptur bei Verwendung von vernetzten Mischungspartnern zur Erzielung einer optimalen Wirkung feinteilige vernetzte Partikel zugefügt werden.

Als Ausgangsmaterial für die erfindungsgemäßen Rezepturen wurde eine Polyvinylchlorid-Rezeptur nach der Europäischen Pharmakopöe I.1.2.1.1 - Kunst stoffe auf Polyvinylchlorid-Basis für Behältnisse zur Aufnahme von Blut und Blutprodukten verwendet. Diese Rezeptur setzt sich zusammen aus mindestens 55% Polyvinylchlorid, dem folgende Hilfsstoffe hinzugefügt werden können:

- höchstens 40% Diethylhexylphtalat
- höchstens 1% Zinkoctanoat
- höchstens 1% Calciumstearat oder Zinkstearat oder 1% einer Mischung beider Stearate
- höchstens 1% N.N'-Diacylendiamine
- epoxidiertes Sojaöl dessen Gehalt an Oxiransauerstoff 6-8% und dessen Jod zahl höchtens 6 ist, und
- epoxidiertes Leinöl, dessen Gehalt an Oxiransauerstoff höchstens 10% und dessen Jodzahl höchstens 7 beträgt
- höchstens 10% eines der beiden expoxidierten Öle oder 10% ihrer Mischung:

Für die Beispielsuntersuchungen wurde eine Polyvinylchlorid-Rezeptur mit 62% PVC und 38% Weichmacher auf obiger Rezepturbasis verwendet.

Beispiel 1:

Bei der PVC-Grundrezeptur der Europäischen Pharmakopöe nach VI. 1.2.1.1 wird das Polyvinylchlorid mit einem K-Wert zwischen 55 und 77 als Basisrezeptur zu 90 Gewichtsprozent mit einem Polyvinylchlorid eines K-Wertes 100 zu 10 Gewichts prozent verschnitten. Die mit dieser Rezeptur hergestellten Schläuche lassen sich dampfsterilisieren, ohne daß die negativen Begleiterscheinungen des Ver schweißens oder Verklebens an Berührungsstellen der Arbeitsmittel wie bei der Ver wendung bei 100% Polyvinylchlorid mit K-Wert 70 sonst auftreten würden.

Beispiel 2:

Verwendet werden die beschriebenen PVC-haltigen Grundrezepturen mit einem Molekulargewicht von 80.000 bis 120.000 mit Zusätzen von teilvernetzten orga nischen Polymeren, wie beispielsweise Polyvinylchlorid in einem Mischungs verhältnis von 95 : 5 bis 50 : 50. Dieser Verschnitt verbessert die Sterilisations eigenschaften weichgemachter Polyvinylchloride signifikant. Diese Verbesserung kann auf gleiche Weise dadurch erzielt werden, daß der Grundrezeptur aus Polyvinylchlorid ein vollvernetztes, nicht mehr thermoplastisches Polyvinylchlorid mit mittleren Korngrößen von 0,03 bis 0,1 mm und einer Korngrößenverteilung von 0,02 bis 0,125 mm beigemischt wird. Hier können die Anteile des beigemischten ver netzten Polymers erheblich geringer gehalten werden als bei der Polymerlegierung mit teilvernetztem, noch thermoplastischem Polyvinylchlorid.

Beispiel 3:

Die beschriebene PVC-Grundrezeptur kann mit 0,2 bis 10 Teilen Polysiloxan ver schnitten werden. Durch diese Einarbeitung von Silikonöl in die Grundrezeptur werden die Oberflächeneigenschaften und das antiadhäsive Verhalten des End produktes verbessert. Erfindungsgemäß verbessert darüber hinaus der Zusatz von Siloxan-Copolymeren wie beispielsweise hydroxiorganofunktionellen Polycapro lacton-Dimethylsiloxan-Copolymeren zusätzlich die Blutkompatibilität der Arbeits mittel.

Beispiel 4:

Eine Verbesserung der antiadhäsiven Eigenschaften wird ebenfalls durch den Zusatz anorganischer siliciumdioxidhaltiger Polymere erreicht. Erfindungsgemäß können der beschriebenen Grundrezeptur aus Polyvinylchlorid siliciumdioxidhaltige Polymere mit einer Partikelgröße von 5 nm bis 55 nm in Anteilen von 0,02 bis 10 Ge wichtsprozent zugesetzt werden.

Formulierungen auf dieser Rezepturbasis zeigen eine geringe Blutkompatibilität, wie dies durch resonanzthrombografische Vergleiche zwischen ungefülltem Polyvinyl chlorid einerseits und gefülltem Polyvinylchlorid andererseits nachgewiesen ist. Erfindungsgemäß werden deshalb diese Rezepturen im Verbundsystem verarbeitet. Das Arbeitsmittel entspricht dabei in den Grenzflächen zum biologischen Material hin den Rezepturempfehlungen der Europäischen Pharmakopöe. Die Arbeitsmittel selbst sind in diesen Fällen als Verbundsysteme hergestellt, wobei die Oberflächen beeinflussung durch Bedrucken, Koextrusion oder Lackieren in Gänze oder partiell durch Raster und/oder Stege erfolgt.

Beispiel 5:

Der beschriebenen PVC-Grundrezeptur werden in Anteilen von 0,1 bis 2,5 Ge wichtsprozent olefinische, gesättigte und ungesättigte Thermoplaste zugesetzt. Erfindungsgemäß sind dies Polypropylen-Wachse mit einem Mole kulargewicht von 10.000 bis 150.000 und/oder fluorierte organische Polymere mit einem Molekulargewicht von 8.000 bis 130.000 mit einem Mischungsanteil bis 1,5 Gewichtsprozent. Auch in diesem Beispiel zeigt sich bei den mit einer solchen Polymerlegierung hergestellten Arbeitsmitteln eine optimale Verbesserung des antiadhäsiven Verhaltens bei Temperaturbeaufschlagung im Rahmen der Dampf sterilisation.

Beispiel 6:

Die beschriebene PVC-Grundrezeptur wird mit einem temperaturbeständigen Polymer legiert. Vorteilhaft sind hier Polyvinylchlorid-Polyurethan-Abmischungen im Verhältnis von 95 : 5 bis 60 : 40 Gewichtsprozent. In diesen Größenordnungen kann als Mischungspartner auch Nitrilkautschuk verwendet werden, um die gleichen optimalen Oberflächeneigenschaften des Arbeitsmittels zu erzielen.

Erfindungsgemäß sind die vorbeschriebenen Beispiele untereinander kombinierbar. Auch läßt sich der die optimalen Oberflächeneigenschaften gewährleistende Mischungspartner an den Grenzflächen konzentrieren, wobei hier vorteilhaft die Koextrusion oder die Grenz flächenlackierung eingesetzt werden kann. Für diese Grenzflächenlackierung können UV härtende und/oder vernetzende Polymere Verwendung finden.

Claims

1. Verwendung einer Polymerlegierung aus

A) einer Grundrezeptur von mit ungiftigen Weichmachern weichgestelltem PVC mit einem mittleren K-Wert von 55 bis 77 und
B) Polymeren mit einem höheren K-Wert als A), und/oder Polymeren aus der Grup pe der teilvernetzten Polyvinylchloride, der vollvernetzten Polyvinylchloride, der Polysiloxane und/oder Polysiloxan-Copolymeren, der anorganischen silizium oxidhaltigen Polymeren, der Polypropylen-Wachse mit einem Molekulargewicht von 10.000 bis 150.000 und/oder der fluorierten organischen Polymeren mit einem Molekulargewicht zwischen 8000 und 130.000, der Polyurethane oder der Nitrilkautschuke ausgewählt sind

zur Herstellung von dampfsterilisierten medizinischen Formkörpern.

2. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur ein teilvernetztes, in Grenzen noch thermoplastisch wir kendes Polyvinylchlorid in einem Mischungsverhältnis von 95 : 5 bis 50 : 50 Ge wichtsprozent beigemischt wird.

3. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur ein vernetztes, nicht mehr thermoplastisches Polyvinyl chlorid mit mittleren Korngrößen zwischen 0,03 bis 0,1 mm und einer Korngrößen verteilung von 0,02 bis 0,125 mm bis zu einem Mischungsverhältnis 70 : 30 beige mischt wird.

4. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur als Mischungspartner Polysiloxan und/oder Polysiloxan- Copolymer in einem Mischungsverhältnis von 0,2 bis 10,0 Gewichtsprozent je 100 Teile Polyvinylchlorid beigemischt wird.

5. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur als Mischungspartner ein anorganisches, siliciumoxid haltiges Polymer mit einer Partikelgröße von 5 nm bis 55 nm in einem Mischungsver hältnis von 0,02 bis 10 Gewichtsprozent je 100 Teile Polyvinylchlorid beigemischt wird.

6. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur als Mischungspartner Polypropylen-Wachse mit einem Molekulargewicht von 10.000 bis 150.000 und/oder fluorierte, organische Polymere mit einem Molekulargewicht von 8.000 bis 130.000 in einem Anteil bis 1,5 Gewichts prozent beigemischt werden.

7. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur als Mischungspartner Polyurethan mit einem Mischungs verhältnis von 95 : 5 bis 60 : 40 beigemischt ist.

8. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinyl chlorid der Grundrezeptur als Mischungspartner Nitrilkautschuk in einem Mischungs verhältnis von 95 : 5 bis 60 : 40 beigemischt ist.

9. Polymerlegierung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die medizinischen Arbeitsmittel aus Weich-PVC nach der Europäischen Pharmakopöe als Verbundsysteme durch Coextrusion, Bedrucken oder Lackieren hergestellt werden.