ES2209986T3 - Procedimiento para la fabricacion de tubos de uso medico. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de tubos de uso medico.Info
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Abstract
Procedimiento para fabricar un tubo de uso médico que comprende los pasos consistentes en: - disponer un material seleccionado entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, obteniéndose los copolímeros de etileno mediante copolimerización de etileno con un comonómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono en cada caso, o mezclas de ellos; - disponer una extrusora con una boquilla de extrusión; - extruir el material formando un tubo de uso médico; - disponer una solución de modificación superficial; - precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95 EC; y - aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estadofundido o semifundido.
Description
Procedimiento para la fabricación de tubos de uso
médico.
Esta invención se refiere a un procedimiento para
modificar la superficie de un tubo de uso médico y en particular a
la aplicación de un modificador superficial a un tubo de
poliolefina para funcionalizar la superficie de éste con el fin de
mejorar la adhesión y aumentar la lubricidad de la superficie.
En el campo médico, en el que se recogen agentes
beneficiosos, se procesan y almacenan en recipientes, se
transportan y finalmente se suministran a pacientes por infusión a
través de tubos, existe una tendencia reciente a desarrollar
materiales útiles para fabricar dichos recipientes y tubos sin las
desventajas de los materiales actualmente utilizados, como el
cloruro de polivinilo. Estos materiales nuevos para tubos han de
tener una combinación única de propiedades, de modo que los tubos
se puedan utilizar en equipos de administración de fluidos. Algunas
de estas propiedades consisten en que los materiales han de ser
ópticamente transparentes y compatibles con el medio ambiente, tener
suficiente límite elástico y flexibilidad, tener una baja cantidad
de aditivos de bajo peso molecular y ser compatibles con soluciones
médicas.
Es deseable que los tubos de uso médico sean
ópticamente transparentes para permitir la inspección visual de
fluidos que contienen.
Otro requisito consiste en que los materiales de
los tubos sean compatibles con el medio ambiente, dado que una
grancantidad de tubos de uso médico se eliminan en vertederos y
mediante incineración. También se logran otras ventajas mediante la
utilización de un material termoplásticamente reciclable, de modo
que los recortes generados durante la fabricación se puedan
incorporar en el material virgen y reutilizar para otros artículos
útiles.
Para los tubos eliminados por incineración es
necesario utilizar un material que no genere o que reduzca al
mínimo la formación de productos secundarios tales como ácidos
inorgánicos, que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente,
irritantes y corrosivos. Por ejemplo, el PVC puede generar
cantidades inaceptables de cloruro de hidrógeno (o ácido
clorhídrico cuando está en contacto con agua) durante la
incineración, provocando la corrosión del incinerador.
Para que sean compatibles con soluciones médicas,
es deseable que el material de los tubos esté libre o presente un
contenido mínimo de aditivos de bajo peso molecular, como
plastificantes, estabilizadores y similares. Estos componentes
podrían ser extraídos por las soluciones terapéuticas que entran en
contacto con el material. Los aditivos pueden reaccionar con los
agentes terapéuticos o hacer de otro modo que la solución sea
ineficaz. Esto es especialmente problemático en formulaciones de
fármacos biotecnológicos, en los que la concentración del fármaco
se mide en partes por millón (ppm), más que en porcentajes en peso o
en volumen. Incluso pérdidas minúsculas del fármaco biotecnológico
pueden hacer que el fármaco se vuelva inutilizable. Dado que las
formulaciones biotecnológicas pueden costar varios miles de dólares
por dosis, es imprescindible que la dosis no se modifique.
Para la fabricación de tubos de uso médico se ha
utilizado mucho el cloruro de polivinilo ("PVC"), dado que
satisface la mayoría de estos requisitos. Sin embargo, dado que el
PVC es por sí mismo un polímero rígido, para volverlo flexible se
han de añadir componentes de bajo peso molecular, conocidos como
plastificantes. Como se ha indicado más arriba, estos plastificantes
pueden ser extraídos por lixiviación del tubo y entrar en el fluido
que pasa a través de éste, y contaminar dicho fluido o volverlo
inutilizable. Por esta razón, y debido a las dificultades que
plantea la incineración del PVC, existe la necesidad de sustituir
los tubos de uso médico de PVC.
Se han desarrollado poliolefinas que satisfacen
muchos de los requisitos de los recipientes y tubos de uso médico,
sin las desventajas asociadas con el PVC. Las poliolefinas
típicamente son compatibles con aplicaciones médicas, dado que
presentan una posibilidad de extracción mínima a los fluidos y
contenidos con los que entran en contacto. La mayor parte de las
poliolefinas no dañan el medio ambiente, dado que no generan
productos de degradación nocivos al ser incineradas, y en la
mayoría de los casos se pueden reciclar termoplásticamente. Muchas
poliolefinas son materiales con una buena relación
coste-eficacia que pueden proporcionar una
alternativa económica al PVC. Sin embargo, para sustituir todos los
atributos favorables del PVC con una poliolefina se han de superar
muchos obstáculos.
Por ejemplo, a causa de la naturaleza inerte de
las poliolefinas, debida en parte a la naturaleza apolar del
polímero, se han producido dificultades al unir los materiales
poliolefínicos a moléculas polares, tales como policarbonatos y
polímeros acrílicos. Típicamente, los recipientes médicos tales como
las bolsas I.V. se conectan a los pacientes a través de una serie
de tubos conectados que tienen cámaras de goteo, sitios de
inyección en Y, catéteres venosos y similares entre la bolsa y el
paciente. Muchos de estos componentes incluyen alojamientos rígidos
fabricados con polímeros tales como policarbonatos, acrílicos y
copoliésteres. Los alojamientos tienen manguitos en los que se
insertan los tubos de forma telescópica para unir el tubo al
alojamiento. Por consiguiente, es necesario que el tubo de uso
médico conectable con el alojamiento rígido forme con éste una
obturación hermética a los fluidos.
\newpage
Los tubos de PVC se aseguran típicamente dentro
de dichos alojamientos utilizando técnicas de unión por disolvente.
La unión por disolvente requiere la exposición del extremo del tubo
a insertar en el alojamiento a un disolvente tal como ciclohexanona
o metil-etil-cetona. El disolvente
ablanda o disuelve eficazmente el PVC de manera que cuando el tubo
se inserta en el alojamiento se forma una unión. Es deseable que el
diámetro exterior del tubo tenga proximadamente la misma dimensión
o sea ligeramente mayor que el diámetro interior del alojamiento
para formar un ajuste con apriete, dado que las tolerancias pequeñas
en estas dimensiones ayudan a formar una unión segura.
Sin embargo, las técnicas de unión por disolvente
son ineficaces con determinadas poliolefinas, incluyendo el
polietileno. También se han encontrado problemas al utilizar
técnicas de unión por adhesivo.
Un intento de superar este problema consistía en
utilizar un proceso de dos pasos que incluía la aplicación de un
material de imprimación sobre la superficie del tubo a unir seguida
de la aplicación de un adhesivo. La imprimación se aplicaba sobre
el tubo estando éste en estado sólido y encontrándose tanto la
imprimación como el tubo a temperatura ambiente. Los adhesivos de
ciano-acrilato han tenido cierto éxito utilizando
esta técnica con una imprimación. Sin embargo, el proceso de dos
pasos añade un paso adicional al proceso de fabricación que podría
ralentizar la línea de producción y aumentar los costes de mano de
obra. Además, las imprimaciones aumentan el coste del proceso. En
tercer lugar, dado que las imprimaciones contienen típicamente
grandes cantidades de sustancias químicas volátiles tales como
disolventes orgánicos, pueden causar problemas de toxicidad,
seguridad y medioambientales. En cuarto lugar, las imprimaciones
pueden limitar las opciones de fabricación, dado que tienen una
vida útil limitada sobre la pieza, es decir, las imprimaciones
pierden sus actividades en un plazo de unas horas después de su
exposición a un entorno ambiente. Por último, las técnicas de
revestimiento superficial anteriores no han previsto adecuadamente
la modificación de la superficie del tubo tanto para aumentar la
compatibilidad con adhesivos polares como para lubricar al mismo
tiempo la superficie del tubo para que sea compatible con las
pinzas de compresión deslizantes y compatible con la bomba de
infusión médica.
En la solicitud de patente U.S. nº de serie
08/642,278, los aditivos se mezclaban directamente en el material
poliolefínico. Este procedimiento era adecuado para modificar la
superficie exterior de tubos monocapa y multicapa, dado que los
aditivos de bajo peso molecular migraban a la superficie exterior
de los tubos. Sin embargo, una desventaja de este procedimiento
consiste en que, en el caso de los tubos monocapa, los aditivos
posiblemente también podrían migrar a la superficie interior del
tubo, donde quedarían expuestos al recorrido de infusión y podrían
ser extraídos por lixiviación y entrar en los líquidos que fluyen a
través del tubo.
La presente invención resuelve éste y otros
problemas.
Los procedimientos de la presente invención se
utilizan para modificar la superficie de un tubo de uso médico de
poliolefina con el fin de aumentar la compatibilidad de éste con
los adhesivos y aumentar la lubricidad superficial del mismo.
La presente invención proporciona un
procedimiento para fabricar un tubo de uso médico. El procedimiento
incluye los pasos consistentes en:
- (1)
- disponer un material seleccionado entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, obteniéndose los copolímeros de etileno mediante copolimerización de etileno con un comonómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono en cada caso, o mezclas de ellos;
- (2)
- disponer una extrusora con una boquilla de extrusión;
- (3)
- extruir el material formando un tubo de uso médico;
- (4)
- disponer una solución de modificación superficial;
- (5)
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de aproximadamente 30-95ºC; y
- (6)
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido.
La presente invención también proporciona un
procedimiento para utilizar un tubo de uso médico con una bomba
para administrar a un paciente cantidades medidas de un fluido
beneficioso en un tiempo determinado. El procedimiento incluye los
pasos consistentes en:
- (1)
- disponer un material seleccionado entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, obteniéndose los copolímeros de etileno mediante copolimerización de etileno con un comonómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono en cada caso, o mezclas de ellos;
- (2)
- disponer una extrusora con una boquilla de extrusión;
- (3)
- extruir el material formando un tubo de uso médico;
- (4)
- disponer una solución de modificación superficial;
- (5)
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC;
- (6)
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido; y
- (7)
- bombear fluido a través del tubo con la bomba.
La presente invención también proporciona un
procedimiento para fabricar un tubo de uso médico multicapa, que
incluye los pasos consistentes en:
- (1)
- extruir un tubo multicapa que tiene una primera capa y una segunda capa, la primera capa de un monómero de etileno copolimerizado con como mínimo un monómero seleccionado entre el grupo consistente en ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 10 átomos de carbono en cada caso, y la segunda capa de homopolímeros y copolímeros de \alpha-olefinas, estando dispuesta la segunda capa concéntricamente dentro de la primera capa y presentando la segunda capa un módulo de elasticidad mayor que el módulo de elasticidad de la primera capa;
- (2)
- disponer una solución de modificación superficial;
- (3)
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC; y
- (4)
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido.
La presente invención también proporciona un
procedimiento para fabricar tubos de uso médico, que incluye los
pasos consistente en:
- (1)
- extruir con una extrusora que tiene una boquilla de extrusión un tubo que tiene una primera capa seleccionada entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, siendo los copolímeros de etileno un monómero de etileno copolimerizado con como mínimo un monómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior que tienen de 3 a 18 átomos de carbono, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior de 3 a 18 átomos de carbono, y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono;
- (2)
- disponer una solución de modificación superficial;
- (3)
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC;
- (4)
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido;
- (5)
- enfriar el tubo hasta solidificarlo para definir un diámetro inicial; y
- (6)
- estirar el tubo en una dirección a lo largo de un eje longitudinal del mismo para definir un diámetro orientado que es inferior al diámetro inicial.
Preferentemente, el proceso de la presente
invención también prevé la exposición del tubo a una dosis de
radiación ionizante para mejorar el rendimiento con bombas de
infusión médica.
- -
- La Figura 1 es una vista en sección transversal ampliada de un tubo de uso médico monocapa de la presente invención.
- -
- La Figura 2 es una vista en sección transversal ampliada de un tubo de uso médico multicapa de la presente invención.
- -
- La Figura 2a es una vista en sección transversal ampliada de un tubo de uso médico multicapa de la presente invención.
- -
- La Figura 3 es una representación esquemática de un procedimiento para formar, modificar la superficie, orientar y termoendurecer tubos de uso médico.
- -
- La Figura 3a en una vista en planta de un recorrido en serpentín que puede seguir el tubo a través de un baño de calentamiento o enfriamiento del proceso mostrado en la Figura 3.
- -
- La Figura 3b es una representación esquemática de un procedimiento para formar, orientar en seco y termoendurecer tubos de uso médico.
- -
- La Figura 4 es una representación esquemática de un procedimiento para bombear fluido a través de tubos poliméricos.
- -
- La Figura 5 es una vista en sección transversal de un tubo polimérico durante una carrera ascendente en una operación de bombeo.
- -
- La Figura 5a es una vista en sección transversal de un tubo polimérico durante una carrera descendente en una operación de bombeo.
- -
- La Figura 5b es una vista en sección transversal de un tubo polimérico antes de múltiples compresiones mediante una bomba.
- -
- La Figura 5c es una vista en sección transversal de un tubo polimérico después de múltiples compresiones mediante una bomba.
- -
- La Figura 6 es una representación gráfica de la relación entre la exactitud de bombeo y la dosis de radiación gamma por cobalto-60.
- -
- La Figura 7a es una representación gráfica de la relación entre la exactitud de bombeo y la dosis de radiación por haz electrónico.
- -
- La Figura 7b es una representación gráfica de la relación entre la exactitud de bombeo y la dosis de radiación gamma.
- -
- La Figura 8a es una representación gráfica de la correlación entre el módulo de elasticidad y el límite elástico con dosis variables de radiación por haz electrónico.
- -
- La Figura 8b es una representación gráfica de la correlación entre el módulo de elasticidad y el límite elástico con dosis variables de radiación gamma.
- -
- La Figura 9 es una representación esquemática de la modificación superficial de un tubo que sale por una boquilla de extrusión.
Aunque la invención se puede realizar de muchas
formas diferentes, en los dibujos están representadas realizaciones
preferentes de la invención que se describirán detalladamente en
este documento, entendiéndose que la presente descripción se ha de
considerar como una ejemplificación de los principios de la
invención y no está concebida para limitar el aspecto general de la
invención a las realizaciones ilustradas.
La Figura 1 muestra una estructura de tubo
monocapa 10 que tiene una pared lateral 12. Preferentemente, la
pared lateral del tubo está fabricada con un material polimérico de
un etileno copolimerizado con comonómeros seleccionados entre el
grupo consistente en olefinas de alquilo inferior, ácidos
carboxílicos sustituidos por alquilo inferior y alqueno inferior, y
éteres y anhídridos de ellos. Preferentemente, los ácidos
carboxílicos tienen de 3 a 10 átomos de carbono. Por consiguiente,
estos ácidos carboxílicos incluyen ácido acético, ácido acrílico y
ácido butírico. El término "alqueno inferior" y "alquilo
inferior" incluye una cadena de 3 a 18 átomos de carbono, de
forma especialmente preferente de 3 a 10 átomos de carbono y de
forma totalmente preferente de 3 a 8 átomos de carbono. En una forma
preferente de la invención, el tubo es un copolímero de etileno y
acetato de vinilo con un contenido de acetato de vinilo inferior a
aproximadamente un 36% en peso, de forma especialmente preferente
inferior a aproximadamente un 33% en peso y de forma totalmente
preferente inferior o igual a aproximadamente un 28% en peso.
También es preferente que el EVA tenga un peso
molecular elevado y un índice del flujo de fusión medido mediante
ASTM D-1238 inferior a 5,0 g/10 minutos, de forma
especialmente preferente inferior a aproximadamente 1,0 g/10 minutos
y de forma totalmente preferente inferior a 0,8 g/10 minutos, o
cualquier intervalo o combinación de intervalos dentro de
éstos.
En otra forma preferente de la invención, el tubo
de la presente invención es un etileno copolimerizado con
\alpha-olefinas. Las
\alpha-olefinas pueden contener entre 2 y
aproximadamente 20 átomos de carbono o cualquier intervalo o
combinación de intervalos dentro de éste. Las
\alpha-olefinas que contienen entre 2 y
aproximadamente 10 átomos de carbono son especialmente preferentes.
Por consiguiente, los polímeros olefínicos se pueden derivar de
olefinas tales como etileno, propileno, 1-buteno,
1-penteno,
4-metil-1-penteno,
1-octeno, 1-deceno,
4-etil-1-hexeno,
etc., o mezclas de dos o más de estas olefinas. Los ejemplos de
polímeros olefínicos particularmente útiles incluyen copolímeros de
etileno / buteno y copolímeros de etileno y propileno, copolímeros
de etileno y 1-hexeno y copolímeros de etileno y
1-octeno, que se denominarán polietilenos de
densidad ultrabaja (ULDPE - ultra-low density
polyethylenes). Estos ULDPE tienen preferentemente una densidad
igual o inferior a 0,190 g/cm^{3} y se producen preferiblemente
utilizando sistemas de catalizador de metaloceno. Estos
catalizadores se denominan catalizadores de "sitio único",
porque tienen una única posición de catalizador estérica y
electrónicamente equivalente, a diferencia de los catalizadores de
tipo Ziegler-Natta, conocidos por tener múltiples
sitios de catalizador. Estas \alpha-olefinas de
etileno catalizadas con metaloceno son vendidas por Dow bajo el
nombre comercial AFFINITY, por Dupont-Dow bajo el
nombre comercial ENGAGE, por Phillips Chemical Company bajo el
nombre MARLEX, y por Exxon bajo el nombre comercial EXACT.
Puede ser deseable añadir al material del tubo un
aditivo sensible a radiaciones que sea sensible a la exposición a
radiaciones tales como rayos gamma, haz electrónico, luz
ultravioleta, luz visible u otras fuentes de energía ionizante. Los
aditivos sensibles a radiaciones adecuados incluyen peróxidos
orgánicos tales como peróxido de dicumilo (DiCup) y otros
compuestos generadores de radicales libres. Otros grupos
funcionales sensibles a radicales libres incluyen acrilato, ácido,
dienos y sus copolímeros y terpolímeros, amida, amina, silano,
uretano, hidroxilo, epoxi, éster, pirrolidona, acetato, monóxido de
carbono, detona, imidazolina, fotoiniciadores e iniciadores de UV,
compuestos fluorados, etc. Estos grupos funcionales pueden estar en
compuestos poliméricos y no poliméricos. Más particularmente, los
aditivos adecuados incluyen acetato de
vinil-etileno, acrilato de
metil-etileno (EMA), ácido
etilén-acrílico (EAA), amidas ácidas, copolímeros de
estireno / butadieno funcionalizados y no funcionalizados de baja
viscosidad y sus derivados hidrogenados, polibutadieno
funcionalizado y no funcionalizado, poliisopreno, terpolímero de
monómero de propilenodién-etileno, polibuteno,
acrilato de uretano, epoxi-acrilato,
fotoiniciadores, etc. De modo aun más particular, los aditivos
incluyen polietileno de densidad ultrabaja funcionalizado de baja
viscosidad, funcionalizado con epoxis, ácidos carboxílicos y sus
derivados de éster y anhídrido, polímeros A-C de
Allied Signal, productos SR/CN y Esacure de Sartomer, productos
grasos funcionalizados de Akzo Nobel y Henkel, fotoiniciadores de
Ciba-Geigy, compuestos fluorados de 3 M, EVA de
DuPont, EAA de Dow Chemical, EMA de Chevron y polibutadieno
1,2-sindiotáctico de Japan Synthetic Rubber Co. Los
terpolímeros de propilén-etileno tienen un tercer
componente de una diolefina no conjugada de cadena, por ejemplo
1,4-pentadieno, 1,4-hexadieno,
1,5-hexadieno o un polieno cíclico, por ejemplo
diciclopentadieno, metilén-norboneno,
etilidén-norboneno, ciclooctadieno,
metil-tetrahidro-indeno, etc. Estos
tipos de aditivos se denominarán EPDM. Existen EPDM adecuados a la
venta bajo los nombres comerciales NORDEL (Dupont Chemical
Company), VISTALON (Exxon), KELTAN (Dutch State Mines), JSR (Japan
Synthetic Rubber) y EPDM de Mitsui Chemical Company.
Los aditivos sensibles a radiaciones se deberían
añadir al material de tubo en cantidades eficaces, preferentemente
en una cantidad en peso con respecto a la monocapa o la capa
exterior del 0,01-20,0%, de forma especialmente
preferente del 0,01-10,0% y de forma totalmente
preferente 0,02-5,0%.
La Figura 2a muestra un tubo multicapa que tiene
una capa exterior 12, una capa interior 14 y una capa de núcleo 15.
En una forma preferente, la capa exterior 12 y la capa de núcleo 15
están fabricadas con el mismo material y los aditivos arriba
indicados para los materiales de tubos. No es necesario que las
capas exterior y de núcleo 12 y 15 sean del mismo material.
Preferentemente, la capa interior 14 o capa en contacto con la
solución se selecciona entre homopolímeros y copolímeros de
\alpha-olefinas. De forma más preferente, la
poliolefina de la capa interior 14 es un copolímero de etileno con
\alpha-olefinas que tienen de 3 a 18 átomos de
carbono, de forma especialmente preferente de 4 a 8 átomos de
carbono y de forma totalmente preferente es un ULDPE.
Preferiblemente, la capa interior tiene una cantidad mínima de
componentes capaces de migrar al interior de una solución que pase
a través del tubo 10. Además, la capa exterior 12 debería tener un
módulo de elasticidad inferior al de la capa interior 14. En una
forma preferente, la capa de núcleo 15 será la capa más gruesa y
constituirá un 55-99%, de forma especialmente
preferente un 75-99% y de forma totalmente
preferente un 90-98%, del espesor total de la pared,
o cualquier intervalo o combinación de intervalos dentro de
éstos.
En una estructura de tubo de dos capas mostrada
en la Figura 2, la capa exterior 12 preferiblemente debería ser más
gruesa que la capa interior 14. Preferentemente, la capa interior
tendrá un espesor de un 1-40%, de forma
especialmente preferente de un 1-25% y de forma
totalmente preferente de un 2-10%, del espesor total
de la pared, o cualquier intervalo o combinación de intervalos
dentro de éstos.
El tubo de la presente invención se forma
preferentemente empleando técnicas de extrusión y coextrusión. Los
tubos de uso médico 10 de la presente invención deberían tener una
dimensión de diámetro interior dentro del intervalo de 0,08 - 10 mm
(0,003 - 0,4 pulgadas) y una dimensión de diámetro exterior dentro
del intervalo de 3,0 - 12,7 mm (0,12 - 0,50 pulgadas). Más
particularmente, los tubos de uso médico para la administración de
fluidos utilizando una bomba de infusión médica, tal como la bomba
de infusión de Baxter vendida bajo el nombre comercial
FLO-GARD® y COLLEAGUE®, tienen un diámetro interior
dentro del intervalo de 2,51 - 2,67 mm (0,099 - 0,105 pulgadas), un
diámetro exterior dentro del intervalo de 3,40 -3,68 mm (0,134 -
0,145 pulgadas) y un espesor de pared dentro del intervalo de 0,46
- 0,53 mm (0,018 - 0,021 pulgadas). Los tubos deberían ser flexibles
y presentar un módulo de elasticidad inferior a 3,4 x 10^{8} Pa
(50.000 psi), de forma especialmente preferente inferior a 2,1 x
10^{8} Pa (30.000 psi), de forma aun más preferente inferior a 6,9
x 10^{7} Pa (10.000 psi) y de forma totalmente preferente
inferior a 2,8 x 10^{7} Pa (4.000 psi), o cualquier intervalo o
combinación de intervalos dentro de éstos.
En una forma preferente de la invención, la
superficie del tubo 10 se modifica para aumentar la compatibilidad
de éste con adhesivos polares y para aumentar también la lubricidad
superficial del mismo. Aumentando la compatibilidad con adhesivos,
el tubo se puede unir más fácilmente a recipientes médicos rígidos
fabricados con polímeros polares tales como policarbonatos,
acrílicos, poliésteres y similares. La modificación superficial
también aumenta la lubricidad superficial del tubo para que se
pueda utilizar una pinza de compresión deslizante para regular el
flujo de fluido a través del tubo sin cortar el mismo. Además, la
modificación superficial aumenta el rendimiento del tubo cuando se
utiliza con bombas de infusión médica.
La Figura 9 muestra el tubo 10 que sale de una
extrusora 30, que presenta una boquilla de extrusión 100, y entra
en una estación 102 en la que se aplica sobre la superficie
exterior del tubo una solución de modificación superficial
precalentada. El modificador superficial se puede aplicar mediante
cualquier procedimiento que permita una aplicación relativamente
uniforme sobre la superficie del tubo. Está previsto que el
modificador superficial se pueda aplicar pasando el tubo a través
de un baño de la solución. Para adaptarse a velocidades de línea de
extrusión variables, se puede cambiar la longitud del baño o la
concentración del modificador superficial en solución para lograr la
modificación superficial deseada. El modificador superficial también
se puede aplicar pulverizándolo bajo presión, aplicándolo con una
esponja, rodillo o brocha, o mediante otros medios conocidos en la
técnica. A diferencia de los intentos anteriores para modificar la
superficie del tubo, la presente invención prevé el
precalentamiento de la solución de modificación superficial y la
aplicación de ésta sobre el tubo poco después de que éste salga de
la boquilla de extrusión y antes de que se haya solidificado, o, en
otras palabras, mientras el tubo se encuentra en estado fundido o
semifundido. Los procesos de revestimiento del estado anterior de
la técnica conocidos por los presentes inventores preveían la
pulverización de modificadores superficiales a temperatura ambiente
sobre tubos a temperatura ambiente en estado sólido.
En una forma preferente de la invención, el
modificador superficial se precalienta a una temperatura de
aproximadamente 30-95ºC, de forma especialmente
preferente de 40-85ºC y de forma totalmente
preferente de aproximadamente 50-80ºC.
Los modificadores superficiales adecuados
incluyen tanto compuestos no poliméricos como compuestos
poliméricos. Los aditivos no poliméricos adecuados se pueden
seleccionar entre el grupo consistente en hidrocarburos alifáticos o
aromáticos no poliméricos con más de 5 átomos de carbono pero menos
de 500 átomos de carbono, de forma especialmente preferente menos de
200 átomos de carbono y de forma totalmente preferente menos de 100
átomos de carbono en el esqueleto. Además, los aditivos no
poliméricos deberían tener grupos negativos electrónicos
seleccionados entre el grupo formado por aminas; amidas;
hidroxilos; ácidos; acetato, sales amónicas; compuestos
organo-metálicos tales como alcoholatos metálicos,
carboxilatos metálicos y complejos metálicos de numerosos
compuestos de 1,3-dicarbonilo;
fenil-fosfinas; piridinas; pirrolidonas;
imidazolina y oxazolinas.
De forma especialmente preferente, los aditivos
no poliméricos se seleccionan entre el grupo consistente en
polioxietilén-(5)-oleíl-amina
(Ethomeen 0/15, Akzo Nobel Chemical Company),
bis-(2-hidroxi-etil)-soja-amina
(Ethomeen S/12),
bis-(2-hidroxi-etil)-oleíl-amina
(Ethomeen 0/12), y
polioxietilén-(5)-octadecil-amina
(Ethomeen
18/15). Los modificadores superficiales poliméricos adecuados incluyen poliuretano y copolímeros de etileno copolimerizado con comonómeros seleccionados entre el grupo consistente en ácidos carboxílicos sustituidos por alquilo inferior, ácidos carboxílicos sustituidos por alqueno inferior, ésteres, anhídridos y derivados saponificados de éstos.
18/15). Los modificadores superficiales poliméricos adecuados incluyen poliuretano y copolímeros de etileno copolimerizado con comonómeros seleccionados entre el grupo consistente en ácidos carboxílicos sustituidos por alquilo inferior, ácidos carboxílicos sustituidos por alqueno inferior, ésteres, anhídridos y derivados saponificados de éstos.
Preferentemente, los ácidos carboxílicos tienen
de 3 a 10 átomos de carbono. Por consiguiente, estos ácidos
carboxílicos incluyen ácido acético, ácido acrílico y ácido
butírico. El término "alqueno inferior" y "alquilo
inferior" incluye una cadena de 3 a 18 átomos de carbono, de
forma especialmente preferente de 3 a 10 átomos de carbono y de
forma totalmente preferente de 3 a 8 átomos de carbono. En una
forma preferente de la invención, el aditivo polimérico se
selecciona entre el grupos consistente en poliuretanos, copolímeros
de etileno / acetato de vinilo y copolímeros de etileno / alcohol
vinílico.
Los aditivos se pueden incorporar en soluciones
de agua, cetonas, aldehídos, alcoholes alifáticos, freón,
disolventes de sustitución de freón, otros disolventes orgánicos
comunes y mezclas de los mismos. Los alcoholes alifáticos adecuados
incluyen, sin estar limitados a ellos, etilo, isopropilo, butilo
terciario e isobutilo. La solución de aditivo también puede incluir
componentes opcionales tales como emulsionantes, espesantes,
diluyentes, colorantes, agentes antibloque y agentes de bloque U.V.
En una forma preferente de la invención, la solución de aditivo
tiene entre aproximadamente un 15% y aproximadamente un 50% en peso
de una amida grasa incorporada en una solución 50:50 de agua y
alcohol isopropílico.
Es crítico aplicar la cantidad correcta de
aditivo para lograr tanto el aumento de la lubricidad como el
aumento de la fuerza de unión con alojamientos polares. Para
aumentar la fuerza de unión, la porción del aditivo que interactúa
con el adhesivo se ha de anclar en la capa exterior del tubo. Si se
aplica demasiado aditivo sobre la superficie exterior del tubo, la
porción del aditivo que interactúa con el adhesivo no se ancla en
el tubo y se puede deslizar a lo largo de una porción del aditivo
que está anclado en el tubo. En tal caso no se logrará el aumento
de la fuerza de unión del tubo con el alojamiento.
Opcionalmente puede ser deseable orientar el tubo
10 a lo largo de su eje longitudinal y endurecerlo en esta
dimensión mediante el uso de calor. Este paso de orientación
aumenta el límite elástico del tubo en la dirección longitudinal,
reduciendo así la tendencia del tubo a estrangularse durante el uso.
En efecto, la preorientación del tubo aumenta la resistencia al
estrangulamiento posterior. Preferentemente, el tubo 10 se debería
orientar de tal modo que los diámetros interior y exterior iniciales
del mismo sea un 10% - 300% mayor que los diámetros del tubo 10
después de la orientación, de forma especialmente preferente un 20%
- 120% mayor y de forma totalmente preferente un 30% - 100% mayor.
Estos intervalos también incluyen todas las combinaciones y
subcombinaciones de intervalos dentro de los mismos. La relación
entre el diámetro inicial y el diámetro después de la orientación
se denominará relación de orientación. El proceso de orientación
puede ser un proceso de orientación en húmedo o en seco, tal como se
describe más abajo.
La Figura 3 muestra una representación
esquemática 30 del procedimiento de orientación del tubo 10 en un
proceso de orientación en húmedo. El procedimiento de orientación
en húmedo incluye los pasos consistentes en disponer un tubo 10 y
orientarlo a lo largo de su eje longitudinal de modo que tenga los
diámetros interior y exterior deseados, tal como se especifica más
arriba en la Sección II, y la relación de orientación deseada. Se
cree que el paso de orientación alinea las moléculas del tubo a lo
largo del eje longitudinal para aumentar la resistencia al
estrangulamiento con las tensiones longitudinales posteriores.
Después, el tubo 10 se termoendurece para reducir la contracción del
mismo y fijarlo en la dimensión orientada.
El tubo 10 (que puede ser monocapa o multicapa)
es arrastrado en una dirección indicada por las flechas 34 a lo
largo de un recorrido continuo que se puede denominar línea. El
término "línea ascendente" se referirá a los lugares a lo
largo de la línea en una dirección opuesta a la dirección del flujo
del tubo 32. A la inversa, el término "línea descendente" se
referirá a los lugares en la dirección del flujo del tubo. No se ha
de pensar que el término "línea" indica que el procedimiento
se ha de llevar a cabo en una línea recta, más bien se debe
interpretar como que el procedimiento se lleva a cabo en una
secuencia de pasos consecutivos.
Tal como muestra la Figura 3, el tubo 10 se forma
con una extrusora 36. El tubo 32 que sale de la extrusora 36 tiene
preferentemente una dimensión de diámetro exterior un 10% - 300%
mayor que después de la orientación, de forma especialmente
preferente un 20% - 120% mayor y de forma totalmente preferente un
30% - 100% mayor. El tubo 10 esarrastrado desde la extrusora 36 con
un primer mecanismo de arrastre 37, un segundo mecanismo de
arrastre 38, un tercer mecanismo de arrastre 39 y un cuarto
mecanismo de arrastre 40. El diámetro del tubo en el primer
mecanismo de arrastre 37, cuando el tubo se encuentra en estado
sólido, se denominará diámetro inicial. Los mecanismos de arrastre
37, 38, 39 y 40 pueden tener un revestimiento de silicona o goma
para aumentar el coeficiente de rozamiento con el tubo 32. El
segundo y el tercer mecanismo de arrastre 38 y 39 pueden tener
varias ranuras circunferenciales separadas axialmente para alojar
simultáneamente más de un tubo 32 sobre una superficie de los
mecanismos de arrastre 38 y 39.
Después de salir de la extrusora 36, el tubo 32,
que se encuentra en una fase fundida o semifundida, pasa a través
de un primer baño de enfriamiento 41, donde el tubo 32 se enfría
con aire o con un líquido. Preferentemente, el primer baño de
enfriamiento 41 es un baño de agua a una temperatura dentro del
intervalo de 4ºC - 45ºC. El tubo ha de pasar a una fase sólida en
el baño de enfriamiento 41. Después de salir del primer baño de
enfriamiento 41, el tubo 10 se extiende entre el primer y el segundo
mecanismo de arrastre 37 y 38, donde el tubo se orienta accionando
el segundo mecanismo de arrastre 38 con una velocidad mayor que el
primer mecanismo de arrastre 37 para lograr la relación de
orientación deseada. Se considera que para obtener un tubo
orientado es más eficaz orientar el tubo mientras éste se encuentra
en estado sólido que estirar del tubo inmediatamente después de
salir de la extrusora 36 o cuando pasa a través del primer baño de
enfriamiento 41 mientras se encuentra en una fase fundida o
semifundida. Esta sección de la línea se denominará sección de
orientación 42. Preferentemente, el segundo mecanismo de arrastre
38 se acciona con una velocidad aproximadamente de 4 a 10 veces
mayor que el primer mecanismo de arrastre 37. Controlando las
velocidades relativas del primer y el segundo mecanismo de arrastre
37 y 38 se pueden controlar los diámetros interior y exterior
finales del tubo 10 y obtener la relación de orientación deseada. En
la sección de orientación 42, el tubo 10 pasa a través de un
segundo baño de enfriamiento 43, en el que el tubo 10 se enfría con
aire o con un líquido. Preferentemente, al igual que el primer baño
de enfriamiento 41, el segundo baño de enfriamiento 43 es un baño
acuoso a una temperatura entre 4ºC y 45ºC.
Para superar el efecto de memoria del tubo
orientado 10 es necesario calentar el tubo a una temperatura
superior a la que normalmente estará expuesto durante el
transporte, almacenamiento y uso, pero inferior a la temperatura a
la que el tubo se funde por completo. Mediante la exposición del
tubo a temperaturas superiores a la temperatura de aplicación, los
cristales de bajo punto de fusión menos ordenados se funden dejando
cristales de mayor punto de fusión que pueden ser térmicamente
estables en todo el intervalo de temperaturas de aplicación. Parte
de las cadenas macromoleculares orientadas se relajará para
proporcionar un tubo con mayor estabilidad térmica. Con este fin,
después de salir del segundo baño de enfriamiento 43, el tubo 10
gira alrededor del segundo mecanismo de arrastre 38 y se extiende
entre el segundo mecanismo de arrastre 38 y el tercer mecanismo de
arrastre 39. El tubo 10 avanza en sentido opuesto hacia la
extrusora 36 y atraviesa un baño de calentamiento 44, donde se
termoendurece. Preferentemente, el baño de calentamiento 44 se
dispone por encima del segundo baño de calentamiento 43 para
ahorrar superficie útil. Sin embargo, esta disposición es
adicional. Esta parte del proceso se denominará sección de
termoendurecimiento o paso 45. Preferentemente, el paso de
termoendurecimiento 45 se lleva a cabo en línea después de la
sección de orientación 42, pero podría realizarse fuera de línea en
un proceso discontinuo. Durante el paso de termoendurecimiento 45,
el tubo 10 atraviesa un baño de calentamiento 44 en el que se
calienta con un medio tal como aire o líquido caliente. El baño de
calentamiento 44 consiste preferentemente en una solución acuosa a
una temperatura de aproximadamente 50-99ºC. A la
solución acuosa se le pueden añadir aditivos tales como sales.
Para controlar la dimensión del tubo, es deseable
no orientar el tubo 10 durante el paso de termoendurecimiento 45.
Por esta razón, el tubo 10 se debe mantener bajo una tensión mínima
para mantener el tubo guiado, o se debe permitir que el tubo se
afloje un poco entre el segundo y el tercer mecanismo de arrastre 38
y 39 para evitar o controlar la contracción. Por consiguiente, el
segundo y el tercer mecanismo de arrastre 38 y 39 se deben accionar
a velocidades similares o el mecanismo de arrastre 39 se puede
accionar a una velocidad ligeramente inferior a la del mecanismo de
arrastre 38 para adaptarse a una cierta contracción.
Para impedir adicionalmente la orientación del
tubo 10 en la sección de termoendurecimiento 45, también puede ser
deseable apoyar el tubo 10 en una estructura de soporte 47 mientras
es arrastrado a través del baño de calentamiento 44. Sin embargo,
la disposición de la estructura de soporte 47 es opcional. Las
estructuras de soporte adecuadas 47 incluyen un transportador que se
desplaza a la misma velocidad que el tubo 10 a través de la sección
de termoendurecimiento 45. Otra estructura de soporte 47 consiste
en un conducto de plástico o metal con un diámetro mayor que el del
tubo, apoyándose el tubo 10 sobre la superficie interior de dicho
conducto.
Después de salir del baño de calentamiento 44, el
tubo 10 se extiende entre el tercer mecanismo de arrastre 39 y el
cuarto mecanismo de arrastre 40. El mecanismo de arrastre 40 se
debería accionar a una velocidad similar o ligeramente inferior a
la del mecanismo de arrastre 39 para evitar una orientación
adicional. El tubo 10 pasa de nuevo a través del segundo baño de
enfriamiento 43. Evidentemente se puede prever un baño de
enfriamiento independiente, pero esta disposición ahorra superficie
útil.
También puede ser deseable que el tubo 10 recorra
longitudinalmente varias veces el baño de enfriamiento 43 o el baño
de calentamiento 44, tal como se muestra en la Figura 3a, para
lograr un enfriamiento o calentamiento máximo del tubo en un
espacio mínimo. Esto se puede lograr disponiendo múltiples rodillos
separados 49 para definir un recorrido en serpentín a través del
baño de calentamiento 44 o el baño de enfriamiento 43.
Para evitar toda orientación adicional del tubo
10 puede ser necesario accionar el cuarto mecanismo de arrastre 40
a una velocidad similar o ligeramente inferior a la del tercer
mecanismo de arrastre 39.
Después de pasar el cuarto mecanismo de arrastre
40, el tubo tiene un diámetro orientado y pasa a través de una
cortadora o una bobina 48, donde el tubo 10 se corta a la longitud
apropiada o se enrolla alrededor de la bobina para el almacenamiento
o transporte.
La Figura 3b muestra un proceso de orientación en
frío 30. El proceso de orientación en frío es igual en la mayoría
de los aspectos al proceso de orientación en húmedo, con la
principal excepción de que el tubo 10 se orienta en la sección 42
entre los mecanismos de arrastre 37 y 37a. El mecanismo de arrastre
37a se acciona a una velocidad superior a la del mecanismo de
arrastre 37. Durante el paso de orientación en seco 42, el tubo 10
no se sumerge en el baño acuoso 43, como ocurre en el paso de
orientación en húmedo 42. En el proceso de orientación en seco, los
mecanismos de tracción 38, 39 y 40 marcharán a una velocidad
similar o inferior a la del mecanismo de arrastre 37a. A pesar de
estas diferencias entre los procesos de orientación en húmedo y en
seco, es deseable que la orientación del tubo tenga lugar mientras
éste se encuentra en estado sólido.
En el curso de la fabricación de dispositivos
médicos, la mayoría de los dispositivos médicos se han de
esterilizar. La esterilización por radiación es un procedimiento
preferente. Sorprendentemente, en esta investigación se ha
comprobado que mediante la exposición del tubo a dosis de radiación
de esterilización estándar se mejora el rendimiento del tubo medido
por la exactitud del suministro de dosis de fluido. Tal como
muestran las Figuras 7a y 7b, la exactitud de bombeo aumenta con el
incremento de las dosis de radiación por haz electrónico (Figura
7a) y radiación gamma (Figura 7b).
Tal como muestran las Figuras 8a y 8b, también se
ha comprobado que el módulo de elasticidad del tubo, línea 80,
disminuye con el aumento de las dosis de haz electrónico (figura
8a) y radiación gamma (8b). Sorprendentemente, esta disminución del
módulo de elasticidad no va acompañada de una disminución
significativa del límite elástico del tubo, tal como indica la línea
82.
La radiación de esterilización se lleva a cabo
típicamente con dosis de radiación muy inferiores a las utilizadas
para reticular polímeros. La magnitud típica de esta radiación de
esterilización es del orden de aproximadamente 25 kGys, pero en
ocasiones puede ser de sólo 15 kGys.
En algunos casos, aunque no necesariamente, la
exposición del tubo a una esterilización por radiación conduce a un
cambio mensurable en el contenido de gel del tubo. El contenido de
gel indica el porcentaje del peso de sustancias insolubles con
respecto al peso del material del tubo. Esta definición se basa en
el principio aceptado de que los materiales poliméricos reticulados
no son solubles. Sin embargo, un contenido importante de gel, por
ejemplo de aproximadamente un 50%, convierte el material en un
plástico termoestable. Estos plásticos termoestables no son
deseables para usos médicos, dado que no se pueden reciclar
utilizando técnicas de reciclaje estándar.
Es importante señalar que es posible exponer el
tubo a dosis de radiación de esterilización y lograr un mejor
rendimiento del tubo con bombas sin observar ningún cambio en el
contenido de gel del mismo. El tubo de uso médico 10 de la presente
invención presenta un contenido de gel entre un 0% y un 49,9%, de
forma especialmente preferente entre un 0% y un 45% y de forma
totalmente preferente entre un 0% y un 40%, o cualquier intervalo o
combinación de intervalos dentro de éstos. Preferentemente, el tubo
se expone a una dosis baja de radiación gama entre 15 kGys y 58
kGys, de forma especialmente preferente entre 15 kGys y 45 kGys y
de forma totalmente preferente entre 15 kGys y 35 kGys, o cualquier
intervalo o combinación de intervalos dentro de éstos. De este modo,
el tubo 10 mantiene sus características termoplásticas y puede ser
reprocesado o reciclado utilizando técnicas de reciclaje
estándar.
La exactitud de bombeo también se puede mejorar
después de dosis de radiación incluso menores si se añaden
cantidades muy pequeñas de los aditivos sensibles a la radiación
arriba descritos al material polimérico antes de la extrusión.
Un ejemplo de una bomba en la que se ha observado
una mejora del rendimiento del tubo es la FLO-GARD®
6201. La FLO-GARD® 6201 es un dispositivo de
infusión intravenosa, peristáltico, de presión positiva,
electromecánico, de altura de elevación simple. La bomba está
diseñada para operar con tubos intravenosos de PVC estándar que se
ajustan a las especificaciones de Baxter. La bomba tiene un
intervalo de caudal primario de 1 a 1999 ml/hora. El intervalo
secundario es de 1 a 999 ml/hora o el límite superior es igual al
límite del caudal primario, el que sea inferior. el volumen de
infusión tanto para el modo secundario como para el modo primario
es de 1 a 9999 ml. Esta bomba tiene capacidad para operar con una
amplia gama de equipos de administración I.V. estándar, incluyendo:
equipos básicos, equipos de filtro, equipos
CONTINU-FLO® y BURETROL®. La exactitud de bombeo
debería ser de \pm10% para cualquier ajuste de caudal durante 24
horas de servicio continuo utilizando el mismo equipo de
administración I.V.
Tal como muestra la Figura 4, la bomba tiene una
serie de ocho "dedos". Los dedos proporcionan presión positiva
con el fin de expulsar por compresión fluido del segmento de bombeo
para suministrárselo al paciente. Los ocho dedos se mueven arriba
y abajo en secuencia y realizan una función de infusión
peristáltica. Durante este proceso, el tubo es sometido a
deformaciones cíclicas reiteradas que finalmente pueden causar una
deformación permanente de la geometría del tubo (véanse las Figuras
5a y 5b). Esta deformación permanente (véanse las Figuras 6 y 7)
produce una reducción volumétrica del tubo que, a su vez, hace que
el suministro de fluido al paciente sea deficiente. Este fenómeno
se denomina generalmente"disminución de bomba". Los siguientes
ejemplos muestras que el tubo de la presente invención experimentó
un menor cambio del caudal a lo largo de un período de 72 horas en
comparación con tubos no esterilizados por radiación y tubos de uso
médico de PVC existentes. A continuación se describen ejemplos
ilustrativos no limitativos de los presentes tubos. A la luz de los
principios guía y enseñanzas aquí contenidos se pueden concebir
fácilmente otros numerosos ejemplos. Los ejemplos aquí dados están
previstos para ilustrar la invención y no para limitar en sentido
alguno el modo en que se puede poner en práctica la misma.
Se coextruyeron tubos bicapa con una capa
exterior de copolímero de etileno / acetato de vinilo (DuPont
CM-576) y una capa interior de ULDPE catalizado con
metaloceno (Dow Engage 8401). La capa exterior se extruyó
utilizando una extrusora Davis Standard de 3,8 cm (1,5 pulgadas) con
cuatro zonas de barril a 200ºC (390ºF) y 3 zonas de boquilla con una
temperatura de 200ºC (390ºF). La capa interior se extruyó en una
extrusora Davis Standard de 1 pulgada con 3 zonas de barril y 2
zonas de boquilla a 171ºC (340ºF). El tubo tenía un diámetro
interior de 2,6 mm (0,103 pulgadas) y un espesor de pared de 0,5 mm
(0,0195 pulgadas). Al salir por una boquilla de extrusión de la
extrusora, el tubo se arrastró a través de un baño caliente que
contenía Ethomeen 0/15 con una concentración de un 15% - 50% en peso
en una solución 50:50 de agua y alcohol isopropílico. La solución
se calentó a 60ºC. El tubo se cortó en tramos de aproximadamente
15,2 cm (6 pulgadas).
El tubo se ensayó en cuanto a la fuerza de unión,
la compatibilidad con bombas y la compatibilidad con pinzas de
compresión deslizantes.
Para ensayar la fuerza de unión, un grupo de
segmentos de tubo se esterilizó por radiación gamma a 35,1 kGy. Los
segmentos de tubo se unieron a alojamientos de policarbonato con un
adhesivo de ciano-acrilato y se tiró de ellos hasta
que se rompieron. La fuerza necesaria para romper el tubo se midió
mediante un medidor Instron. Los resultados de estos ensayos se
muestran en la siguiente Tabla 1.
Muestra nº | Concentración de | Fuerza de unión | Desv. est. | Fuerza de tracción |
aditivos | N (lb.) promedio | (N=10) | mín. N (lb.) | |
1 | 15 | 45,4 (10,2) | 0,33 | 42,3 (9,5) |
2 | 20 | 42,3 (9,5) | 0,50 | 38,7 (8,7) |
3 | 25 | 43,6 (9,8) | 0,36 | 40,5 (9,1) |
4 | 30 | 40,9 (9,2) | 0,31 | 38,7 (8,7) |
5 | 50 | 33,8 (7,6) | 2,24 | 16,9 (3,8) |
Para ensayar la compatibilidad con bombas se
insertaron secciones de tubos en una bomba COLLEAGUE^{TM} de
Baxter. La bomba tiene un sensor para detectar burbujas de aire. Si
el tubo tiene un contacto insuficiente con el alojamiento del
sensor, lo que ocurrirá si el tubo tiene una lubricidad
insuficiente, el sensor hará sonar una alarma de fallo y no
permitirá la activación de la bomba. Se coextruyeron tubos tal como
se describe más arriba y se arrastraron a través de unbaño que
tenía un 15 por ciento en peso de Ethomeen 0/15 y estaba calentado
a 60ºC. Los tubos no se esterilizaron por radiación gamma. Se
comprobó que todos los tubos tenían suficiente lubricidad para
permitir la activación de la bomba.
Estas secciones de tubos también se sometieron a
múltiples usos de unas pinzas de compresión deslizantes sin que se
observara ningún deterioro significativo de los mismos.
Claims (35)
1. Procedimiento para fabricar un tubo de uso
médico que comprende los pasos consistentes en:
- -
- disponer un material seleccionado entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, obteniéndose los copolímeros de etileno mediante copolimerización de etileno con un comonómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono en cada caso, o mezclas de ellos;
- -
- disponer una extrusora con una boquilla de extrusión;
- -
- extruir el material formando un tubo de uso médico;
- -
- disponer una solución de modificación superficial;
- -
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC; y
- -
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido.
2. Procedimiento para utilizar un tubo de uso
médico con una bomba para administrar a un paciente cantidades
medidas de un fluido beneficioso en un tiempo determinado, que
comprende los pasos consistentes en:
- -
- disponer un material seleccionado entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, obteniéndose los copolímeros de etileno mediante copolimerización de etileno con un comonómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono en cada caso, o mezclas de ellos;
- -
- disponer una extrusora con una boquilla de extrusión;
- -
- extruir el material formando un tubo de uso médico;
- -
- disponer una solución de modificación superficial;
- -
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC;
- -
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido; y
- -
- bombear fluido a través del tubo con la bomba.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, que adicionalmente comprende el paso consistente
en exponer el tubo a una dosis de radiación de esterilización entre
aproximadamente 15 y aproximadamente 45 kGys.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que el paso de exposición del tubo a una dosis de radiación de
esterilización comprende el paso consistente en exponer el tubo a
una fuente de radiación seleccionada entre el grupo consistente en
rayos gamma, rayos ultravioleta y haz electrónico.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el material es un copolímero de etileno
/ acetato de vinilo con un contenido de acetato de vinilo no
superior a un 36% de acetato de vinilo en peso con respecto al
copolímero.
6. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el material es un copolímero de etileno
y \alpha-olefina.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, en el
que el paso de extrusión de un tubo incluye adicionalmente el paso
consistente en dotar al tubo de una segunda capa dispuesta
concéntricamente dentro de la primera capa del mismo.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el
que la segunda capa tiene un módulo de elasticidad superior al
módulo de elasticidad de la primera capa.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el
que la segunda capa se selecciona entre homopolímeros y copolímeros
de \alpha-olefinas.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en
el que la segunda capa es un polietileno de densidad ultrabaja.
11. Procedimiento para fabricar tubos de uso
médico, que incluye los pasos consistentes en:
- -
- extruir un tubo multicapa que tiene una primera capa y una segunda capa, la primera capa de un monómero de etileno copolimerizado con como mínimo un monómero seleccionado entre el grupo consistente en ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior y el alqueno inferior de 3 a 10 átomos de carbono en cada caso, y la segunda capa de homopolímeros y copolímeros de \alpha-olefinas, estando dispuesta la segunda capa concéntricamente dentro de la primera capa y presentando la segunda capa un módulo de elasticidad mayor que el módulo de elasticidad de la primera capa;
- -
- disponer una solución de modificación superficial;
- -
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC; y
- -
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, que
adicionalmente comprende el paso consistente en exponer el tubo a
una dosis de radiación de esterilización entre aproximadamente 15 y
aproximadamente 45 kGys.
13. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que la primera capa es un copolímero de etileno / acetato de
vinilo con un contenido de acetato de vinilo no superior a un 36%
de acetato de vinilo en peso con respecto al copolímero.
14. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que la segunda capa es un copolímero de etileno y una
\alpha-olefina.
15. Procedimiento según la reivindicación 6 o la
reivindicación 14, en el que el copolímero de etileno y una
\alpha-olefina tiene una densidad inferior a
0,910 g/cc.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que el copolímero de etileno y una
\alpha-olefina se obtiene utilizando un
catalizador de metaloceno.
17. Procedimiento para fabricar tubos de uso
médico, que incluye los pasos consistente en:
- -
- extruir con una extrusora que tiene una boquilla de extrusión un tubo que tiene una primera capa seleccionada entre el grupo consistente en homopolímeros de etileno y copolímeros de etileno, siendo los copolímeros de etileno un monómero de etileno copolimerizado con como mínimo un monómero seleccionado entre el grupo consistente en olefinas de alquilo inferior que tienen de 3 a 18 átomos de carbono, ésteres de alquilo inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alquilo inferior de 3 a 18 átomos de carbono, y ésteres de alqueno inferior de un ácido carboxílico, teniendo el alqueno inferior de 3 a 18 átomos de carbono;
- -
- disponer una solución de modificación superficial;
- -
- precalentar la solución de modificación superficial a una temperatura dentro del intervalo de 30-95ºC;
- -
- aplicar la solución precalentada sobre el tubo a medida que éste sale de la boquilla de extrusión, encontrándose el tubo en estado fundido o semifundido;
- -
- enfriar el tubo hasta solidificarlo para definir un diámetro inicial; y
- -
- estirar el tubo en una dirección a lo largo de un eje longitudinal del mismo para definir un diámetro orientado que es inferior al diámetro inicial.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que el diámetro inicial es un 10% - 300% mayor que el diámetro
orientado.
19. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que el diámetro inicial es un 20% - 120% mayor que el diámetro
orientado.
20. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que el diámetro inicial es un 30% - 100% mayor que el diámetro
orientado.
21. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que la primera capa es un copolímero de etileno / acetato de
vinilo.
22. Procedimiento según la reivindicación 5, 13 ó
21, en el que el copolímero de etileno / acetato de vinilo tiene un
índice del flujo de fusión inferior a aproximadamente 5,0 g/10
minutos.
23. Procedimiento según la reivindicación 5, 13 ó
21, en el que el copolímero de etileno / acetato de vinilo tiene un
índice del flujo de fusión inferior a aproximadamente 1,0 g/10
minutos.
24. Procedimiento según la reivindicación 5, 13 ó
21, en el que el copolímero de etileno / acetato de vinilo tiene un
índice del flujo de fusión inferior a aproximadamente 0,80 g/10
minutos.
25. Procedimiento según la reivindicación 21 que
adicionalmente comprende una segunda capa dispuesta
concéntricamente dentro de la primera capa, teniendo la segunda capa
un módulo de elasticidad superior al módulo de elasticidad de la
primera capa.
26. Procedimiento según la reivindicación 25, en
el que la segunda capa es un copolímero de etileno y
\alpha-olefina, teniendo la
\alpha-olefina de 3 a 8 átomos de carbono.
27. Procedimiento según la reivindicación 26, en
el que la segunda capa consiste en un polietileno de densidad
ultrabaja.
28. Procedimiento según la reivindicación 17 que
adicionalmente comprende el paso consistente en exponer el tubo a
una dosis de radiación de esterilización entre aproximadamente 15 y
aproximadamente 45 kGys.
29. Procedimiento según la reivindicación 1, 2,
11 ó 17, en el que la solución de modificación superficial incluye
un componente seleccionado entre el grupo consistente en un
hidrocarburo alifático o aromático que tiene más de 5 pero menos de
500 átomos de carbono y un grupo negativo electrónico seleccionado
entre el grupo formado por aminas; amidas; hidroxilos; ácidos;
acetato, sales amónicas; compuestos organo-metálicos
tales como alcoholatos metálicos, carboxilatos metálicos y
complejos metálicos de numerosos compuestos de
1,3-dicarbonilo; fenil-fosfinas;
piridinas; pirrolidonas; imidazolina y oxazolinas.
30. Procedimiento según la reivindicación 29, en
el que el hidrocarburo tiene menos de 200 átomos de carbono.
31. Procedimiento según la reivindicación 29, en
el que el hidrocarburo tiene menos de 100 átomos de carbono.
32. Procedimiento según la reivindicación 29 ó
31, en el que el grupo funcional es una amida.
33. Procedimiento según la reivindicación 29, 31
ó 32, en el que el componente se selecciona entre el grupo
consistente en
polioxietilén-(5)-oleíl-amina,
bis-(2-hidroxi-etil)-soja-amina,
bis-(2-hidroxi-etil)-oleíl-amina,
y
polioxietilén-(5)-octadecil-amina.
34. Procedimiento según la reivindicación 1, 2,
11 ó 17, en el que la solución de modificación superficial contiene
como un componente un polímero seleccionado entre el grupo
consistente en poliuretano, y copolímeros de etileno copolimerizado
con comonómeros seleccionados entre el grupo consistente en ácidos
carboxílicos sustituidos por alquilo inferior, ácidos carboxílicos
sustituidos por alqueno inferior, éster, anhídrido y derivados
saponificados de éstos.
35. Procedimiento según la reivindicación 29 ó
30, en el que la solución de modificación superficial comprende
adicionalmente un disolvente que contiene un miembro seleccionado
entre el grupo consistente en agua, cetonas, aldehídos, alcoholes
alifáticos, freón, disolventes de sustitución de freón.
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