JP4928022B2

JP4928022B2 - Medical rubber used as a sealing material for a chemical injector and a chemical injector using the same

Info

Publication number: JP4928022B2
Application number: JP2001103863A
Authority: JP
Inventors: 宗次土屋; 和久高木; 慎太郎中島
Original assignee: 株式会社ファインラバー研究所
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-04-02
Also published as: JP2002291888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用具に用いられるゴム、特に内容物として薬液を有する容器の弾性用蓋又は蓋体のシール材、あるいは注射器や輸液パックのシリンジ等の薬液注入器のシール材に用いられる医療用ゴム、及び当該ゴムを用いた薬液注入器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
注射器や輸液パックのシリンジ等の薬液注入器は、一般に外筒体と外筒体を移動するプランジャーとからなり、プランジャーの先端には、外筒内に充填された薬液が漏れ出ないようにシール材が被着されている。
【０００３】
このような薬液注入器のシール材として用いられるゴムは、薬液に接触しても、ゴムから成分が溶出しないことが求められる。ゴムからの溶出成分が薬液に混入すると、薬液の組成を損ない、処方される患者に影響を与えるからである。また、溶出しないが、逆に薬液を吸着したりして、薬液の量や組成に影響を及ぼす場合もある。いずれの場合も、薬液の組成を損ない、処方される患者に影響を与えることになる。このため、薬液に接触しても、薬液の組成に影響を与えない医療用ゴムが求められている。
【０００４】
ここで、医療用ゴムに要求される条件はかなり厳しいため、ゴムの成形条件、加硫条件やゴム組成の工夫だけでは、上記条件を満足できないのが実情である。現在、ゴム製品の洗浄を繰返し行うことで、溶出量の低減を図っているが、厳しい条件を満足させるためには、洗浄回数が膨大になり、生産性が悪いほか、洗浄液に対するゴム劣化も問題となってくる。
【０００５】
一方、特公平３−５８７４２号に、ゴム等の弾力性部材に、０．１〜２．０μｍのポリパラキシリレンで被覆した摩擦係数１．０以下、好ましくは０．５未満の医療用弾力性蓋材が提案されている。これは、ゴムにポリパラキシリレンをコーティングすることにより、ゴムからの溶出を少なくしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報では、ポリパラキシリレンコーティングの膜厚は、約０．１〜２．０μｍの範囲が弾力性のある蓋部材の被覆物として適しているとしている。つまり、被覆物の厚みが２．０μｍ以上になると、蓋部材の弾力性及び柔軟性を失うため、キャッピングする際の取り扱い性が低下するとともに、キャッピング後はゴム弾性の低下に伴うシール性の低下から、内容物が漏れ出すおそれが生ずるためと説明されている。また、ポリパラキシリレンコーティングと弾力性のある蓋部材の組み合わせにおいては、原料が均一で高速の移動が得られる高速キャッピングおよび充填装置、特に遠心送り出し装置を使用することができるように、摩擦係数を１．０以下、好ましくは０．５以下に減少させるのに充分でなければならないとし、そのためには、膜厚が０．１μm以上であることを要するとしている。
【０００７】
しかしながら、薬液注入器のプランジャ先端にシール材として被着される医療用ゴムでは、単に薬液との接触により溶出される化学的成分が少ないというだけでは充分ではない。注射や点滴などでは、決められた量の薬液を、一定流量で患者体内に注入する必要がある。そのためには、人間又は機械（例えばポンプ）でプランジャを押す力を一定に保持すれば一定流量の薬液が押し出されるように、プランジャが安定した摺動特性を有し、一定速度に保存する必要がある。
【０００８】
上記公報で提案されている医療用ゴムは、溶出という点については良好な結果を与えているものの、一定流量の薬液を安定に押し出すという点については、未だ満足できる範囲ではない。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、薬液との接触による溶出成分がほとんどなく、しかも薬液注入器のシール材に用いた場合であっても、微量な薬液注入コントロールができる医療用ゴム及びこれを用いた薬液注入器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、薬液の注入を精密にコントロールするためには、シール材の外周面との動摩擦係数を一定範囲とし、さらに、プランジャが外筒体内を移動する間、動摩擦係数を好適範囲内に維持できるようにする必要がある。シール材表面にコーティングされた被膜の厚みを一定範囲内とすることにより、薬液の注入を精密にコントロールできることを見い出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明の医療用ゴムは、ポリオレフィン製外筒体と；該外筒体内に挿入され、該外筒体内を移動するプランジャと；該プランジャ先端に被着され、該外筒体内壁と該プランジャ外壁との間をシールするシール材と；を備えた薬液注入器の前記シール材として用いられる医療用ゴムであって、該医療用ゴムは、ゴム状弾性体と、該ゴム状弾性体の表面を被覆する芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物の被膜とを有し、且つ該被膜の厚みが０．０１μｍ〜０．０８μｍであり、ポリオレフィンに対する動摩擦係数が０．１〜０．３であり、当該医療用ゴムがシール材としてプランジャ先端に被着され、該プランジャがポリオレフィン製外筒体内に挿入されて一定の押圧力で押圧されたときに、該プランジャを一定速度で移動させることを特徴とする医療用ゴムである。
【００１２】
前記芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物は、ポリパラキシリレン、ポリスルホン、及びポリエーテルスルホンからなる群より選ばれる１種であることが好ましい。また、前記ゴム状弾性体は、スチレン−ブタジエンゴムであることが好ましい。
【００１３】
本発明の薬液注入器は、ポリオレフィン製外筒体と；該外筒体内に挿入され、該外筒体内を移動するプランジャと；該プランジャ先端に被着され、該外筒体内壁と該プランジャ外壁との間をシールするシール材と；を備えた薬液注入器において、前記シール材として、上記本発明の医療用ゴムを用いたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の医療用ゴムは、ゴム状弾性体と、該ゴム状弾性体の表面を被覆する芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物の被膜とを有し、且つ該被膜の厚みが０．０１μｍ〜０．０８μｍである。
【００１５】
本発明で用いられるゴム状弾性体は、特に限定なく、医療用ゴム分野で従来から用いられているゴム状弾性体を用いることができる。具体的には、天然ゴム（ＮＲ）；イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｈａｌ−ＩＩＲ）等の合成ゴム；ＳＢＲ系熱可塑性エラストマー、イソプレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー；またはこれらの混合物などを用いることができる。これらのうち、安価という理由からスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）が好ましく用いられる。
【００１６】
芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物としては、フタロシアニン系化合物、ポリフィリン系化合物、ポリパラキシリレン系、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなどが挙げられる。これらの高分子は、一般にエンジニアリングプラスチックに分類される高硬度なプラスチックに属する。これらのうち、特に昇華性という理由から、ポリパラキシリレンが好ましく用いられる。
【００１７】
上記ゴム状弾性体に上記高分子被膜を形成する方法としては、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などの従来より公知の方法が用いられる。
【００１８】
被膜の厚みは、０．０１μｍ以上、好ましくは０．０４μｍ以上である。また被膜厚みの上限は、０．０８μｍ以下、好ましくは０．０７μｍ以下であり、最も好ましい膜厚は約０．０５μｍ程度である。
【００１９】
ゴム状弾性体表面が露出しない程度に高分子が弾性体表面に付着して被膜を形成するためには、０．０１μｍ程度必要だからである。一方、０．０８μｍを超えると、コーティング材料である高硬度プラスチックに基づく硬質膜で被覆されるため、ゴム状弾性体本来のゴム弾性が発揮されにくくなる。また、弾性体が外力により弾性変形する場合には、高分子被膜が弾性変形に追随できず、き裂を生じる場合がある。
【００２０】
また、本発明の医療用ゴムのポリオレフィンに対する動摩擦係数は０．１〜０．３である。ポリオレフィンに対する動摩擦係数が０．１未満では滑りやすくなりすぎるため、ポリオレフィン製部材とのシール材用途に不適当であり、また薬液注入器のように体内への注入を微量で徐々に行うという操作を行えないからである。一方、０．３超では、動摩擦係数が大きく、摺動部材のシール材として用いた場合に摺動コントロールが困難となる。
【００２１】
以上のような構成を有する本発明の医療用ゴムは、ゴム状弾性体表面が露出しないように、芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物で被覆されているので、薬液と医療用ゴムが接触しても、ゴムからの溶出が防止され、日本薬局方１３改訂で示されている下記規格を満足することができる。
▲１▼過マンガン酸カリウム還元性物質
イオン交換水にゴム状弾性体を浸漬し、１２０℃で１時間水蒸気滅菌した後の浸漬液（以下、「試験液」という）１００ｍｌを０．０１ＮのＫＭｎＯ₄で滴定したときのＫＭｎＯ₄消費量が２．０ｍｌ以下であること
▲２▼ΔｐＨ
試験液とイオン交換水のｐＨの差が１．０以下であること
▲３▼亜鉛含有量
試験後の原子吸光分析により測定される亜鉛含有量が１．０ｐｐｍ以下であること
▲４▼泡立ち
試験液について、１分間振とう試験を行った場合に３分以内に泡が消失すること
▲５▼透明性
試験液の４３０ｎｍ及び６３０ｎｍの光透過率が９９％以上であること。
【００２２】
また、本発明の医療用ゴムは、摺動特性が優れているので、特にシール機能を保持しつつ摺動する部分に好適に用いられる。より好ましくは以下に説明する薬品注入器のシール材として好ましく用いられる。
【００２３】
図１は、本発明の薬液注入器の一実施態様の注射器である。すなわち、薬液の収納部となるポリオレフィン製外筒体１と、外筒体１内を移動できるように外筒体１内に挿入される円柱状プランジャ２と、外筒体１の内壁とプランジャ２の外壁との間をシールするようにプランジャ２の先端に被着されているシール材３とを備え、該シール材３はゴム状弾性体３ａの表面を芳香系高分子化合物又は複素環系高分子化合物の被膜３ｂで被覆されている。
【００２４】
薬液の収納部たる外筒体１は、一般に、円筒体の一側先端が円錐状になり、その円錐先端部に注射針が取り付けられるようになっている。外筒体１の円筒部分のサイズは用途により異なるが、一般に内径５〜３０ｍｍ、長さ５０〜１５０ｍｍ程度である。
【００２５】
プランジャ２は、外筒体１内に収納された薬液を押し出すために、外筒体１内を移動自在に挿入されている。プランジャ２の材質は特に限定しないが、外筒体１と同様にポリオレフィン製が好ましく用いられる。プランジャ２のサイズは、外筒体１のサイズに応じて決められる。具体的には、外筒体１とプランジャ２との間のクリアランスが０．２〜１．０ｍｍとなるように外径４．８〜２９．８ｍｍ、長さ５０〜１５０ｍｍ程度とされることが好ましい。
【００２６】
プランジャ先端と被着されているシール材３は、外筒体１内に収納された薬液が漏れないように、外筒体１内壁とプランジャ２の外壁との間をシールする必要がある。シール材３が外筒体１の内壁面に密着するように、シール材３の外径は、外筒体１の内壁面と同等以上である。具体的には外径５〜３０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２７】
シール材３としては、上記本発明の医療用ゴムが用いられる。すなわち、表面に、芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物がコーティングされている。コーティングされる芳香族系高分子化合物又は複素環系高分子化合物としては、医療用ゴムで列挙したような化合物が用いられるが、特にポリパラキシリレンが好ましく用いられる。コーティングの厚みは、０．０１μｍ以上、好ましくは０．０４μｍ以上である。また被膜厚みの上限は、０．０８μｍ以下、好ましくは０．０７μｍ以下であり、最も好ましい膜厚は約０．０５μｍ程度である。また、ポリオレフィンに対する動摩擦係数は０．１〜０．３である。
【００２８】
本発明の薬液注入器は、シール材３として摺動特性に優れた本発明の医療用ゴムを用いているので、外筒体１の内壁面と接触した状態で摺動させても、すなわちシール状態を維持しつつプランジャ２を移動させても、シール材３の動摩擦係数は初期の動摩擦係数を維持することができる。このことは、プランジャ２を移動させるのに、プランジャ２に一定の押圧力を付加しつづければよいこと、ひいては、薬液を一定流量づつ一定速度で患者の体内に注入するためには、人間又は機械のいずれであっても、プランジャ２に一定の押圧力を付加しつづければよいことを意味する。
【００２９】
ここで、プランジャ２を押すと、シール材３の外筒体１の内壁面と接触している部分はスベリ抵抗が大きいために、シール材３の移動が阻止される。一方、プランジャの押圧力に応じて移動しようとすることから、外筒体１の内壁面と接触していない部分は、ゴム状弾性体３ａに基づいて弾性変形して、図２に示すようになる。このような状態で薬液注入器が摺動し続けることができれば、外筒体に対するシール材の動摩擦係数が一定範囲内に保たれ、摺動初期と同じような速度を維持して摺動し続けることができる。つまり、一定量の力を掛け続けることにより一定量の薬液を押し出しつづけることができる。
【００３０】
しかしながら、コーティング厚みが０．０８μｍ超では、被膜３ｂを構成する硬質プラスチックの特性が表れるため、シール材３のゴム弾性変形を抑制し、静止摩擦係数が上昇することになる。押圧力の上昇によりプランジャ２は移動することができるが、摺動距離が長くなるに従って、動摩擦係数が上昇する傾向にある。外筒体２の内壁面と接触する部分のスベリ抵抗と、外筒体２の内壁面との非接触部分の移動あるいはゴム状弾性体３ａの弾性変形とのバランスが崩れ、被膜３ｂにき裂が生じたため、動摩擦係数が上昇したのではないかと考えられる。
【００３１】
一方、コーティング厚みが０．０１μｍ未満の場合、ゴム状弾性体３ａの表面が露出した状態となるため、ゴム状弾性体３ａとポリオレフィン製外筒体２の内壁面との摺動特性が表れることになる。ゴムのポリオレフィンに対する摩擦係数が大きく、しかもゴム状弾性体３ａが本来の弾性力に基づいてプランジャ２の押圧力により弾性変形する。そして、弾性限界以上の力が加えられたときに急に移動が始まり、弾性変形を元に戻そうとする。このようなことを繰り返し続けて摺動するため、ゴム状弾性体３ａの表面が露出したシール材３の摺動は滑らかでなく、外筒体内を脈動したように移動することになる。このような摺動状態では、プランジャの押圧が人間、機械のいずれであるにもかかわらず、人体内に注入される薬液量が弾性体３ａの脈動に連動して変化することになる。
【００３２】
従って、本発明の薬液注入器は、シール材として、ポリオレフィンに対する摺動特性が優れた本発明の医療用ゴムを用いているので、薬液と接触しても薬液組成に変更を与えるような溶出がなく、しかも人間、機械のいずれがプランジャを押圧する場合であっても、安定して一定流量を押し出しつづけることができる。つまり、微妙な薬液注入操作を安定して行うことができる。
【００３３】
【実施例】
〔測定評価方法〕
（１）被膜の厚み
島津製作所社製の触針式段差計を用いて、厚み測定用試験片に形成された高分子被膜の膜厚を測定した。これは、計器に取り付けられた先の尖った針を、試験片表面に摺動させ、被膜のある部分とない部分の差異から、被膜の厚みを求めるものである。
【００３４】
（２）溶出性
日本薬局方（１３改訂）の輸液用ゴム栓試験法に準じて行った。具体的には下記の通りである。
【００３５】
イオン交換水にゴム状弾性体を浸漬し、１時間振とうした後の浸漬液を試験液として、下記事項を測定した。
▲１▼過マンガン酸カリウム還元性物質
試験液１００ｍｌを０．０１ＮのＫＭｎＯ₄で滴定し、ＫＭｎＯ₄消費量（ｍｌ）を調べる。
ＫＭｎＯ₄消費量が２．０ｍｌ以下であればよい。
▲２▼ΔｐＨ
イオン交換水（ｐＨ７）と、試験液のｐＨの差を調べる。
ΔｐＨが１．０以下であればよい。
▲３▼亜鉛含有量
試験液の亜鉛含有量（ｐｐｍ）を、原子吸光分析により測定する。
亜鉛含有量が１．０ｐｐｍ以下であればよい。
▲４▼泡立ち
試験液を、１分間振とうした後、試験液を目視で観察し、泡が消泡するまでの時間を調べる。
振とう終了後、３分以内に泡が消失すればよい。
▲５▼透明度
試験液の４３０ｎｍ及び６３０ｎｍの光透過率を調べる。
透過率が９９％以上であればよい。
【００３６】
（３）摺動特性
▲１▼動的摩擦係数
ＪＩＳ−Ｋ７１２５に準じて、ポリプロピレン及びポリエチレンに対する動的摩擦係数を測定した。
【００３７】
すなわち、図３に示すように、テーブル１０に相手材となるポリプロピレン及びポリエチレン板１１を両面テープで固定し、この上に測定しようとするゴム試験片１３（６３ｍｍ×６３ｍｍ×２ｍｍ）を載置する。ゴム試験片の一端にスプリング１４（スプリング係数２Ｎ／ｃｍ）を介してロードセル１５を取付け、かかる状態で試験片を引っ張り、移動距離と荷重との関係を測定する。
【００３８】
ロードセルが最初の最大荷重をすぎて最低の荷重を示した地点から、摩擦距離７０ｍｍ摺動させた場合の平均の荷重を動摩擦力（Ｎ）とし、これを接触力（Ｎ）で除した値を動摩擦係数とする。
【００３９】
▲２▼シール材としての摺動特性
図４に示す摺動特性モデルを用いて測定した。すなわち、ポリプロピレン製の外筒体２１（径×長さ＝２５ｍｍ×８０ｍｍ）の筒体内に、プランジャ２２（径×長さ＝２４ｍｍ×８０ｍｍ）が挿入されていて、プランジャ２２の先端には、図５に示すようなシール材２３が被着されている。また、プランジャの他端には、ロードセルが連結されていて、プランジャ２２の押圧力を測定できるようになっている。
【００４０】
このような摺動特性モデルを用いて、プランジャ２２を３ｍｍ／ｍｉｎで移動できるように押圧した。１００ｍｍ移動させたときのプランジャ２２の押圧力（応力）の変化を、ストログラフ（島津製作所社製）で測定した。
【００４１】
〔試料の作製〕
試料Ｎｏ．１〜３：
ＳＢＲの表面全体に、真空蒸着法により、パラキシリレンをコーティングして、パラキシリレン膜厚が０．０５μｍ，０．１μｍ，０．５μｍの医療用ゴムＮｏ．１〜３を作製した。
【００４２】
参考試料Ｎｏ．４，５：
Ｎｏ．４は、被膜を有していないＳＢＲを純水で、７回洗浄したものである。
【００４３】
Ｎｏ．５は、被膜を有していないブチルゴムを純水で７回洗浄したものである。
【００４４】
〔評価〕
上記で作製した試料Ｎｏ．１〜４について、上記評価方法に基づいて、溶出性、動摩擦係数を測定した。測定結果を表１に示す。また、試料Ｎｏ．１〜５を用いて図５に示すシール材を作製し、これを図４に示す摺動特性モデルのプランジャ２２の先端に取り付けて、摺動特性を調べた。結果を図６〜図１０に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１からわかるように、パラキシリレン膜の厚みが薄くなるにしたがって、溶出物が少なくなっている。特に、近年改訂された日本薬局方１３の基準を満足するためには、０．１μｍ未満であることが好ましい。膜厚０．１μｍでは過マンガン酸カリウム還元性物質の基準を満足することができないからである。
【００４７】
また、図６に示すように、膜厚０．０５μｍの場合には、数ｍｍ摺動した地点から応力は一定になった。つまり、プランジャーが一定押圧力で安定して移動できることを示している。
【００４８】
一方、図７に示すように、厚みが０．１μｍの場合には、動摩擦係数が大きくなっているだけでなく、その摺動特性は、１０ｍｍ程度までの移動であれば安定していたが、それを超えると急に応力が上昇し始めた。このような摺動特性は、変曲点で、薬液の体内への注入量が急に変わることになる。
【００４９】
また、図８に示すように、コーティング厚みが０．５μｍの場合には、カバーとしての摺動特性は硬質膜であるポリパラキシリレン膜の摺動特性に大きく依存することになり、ゴム状弾性体の本来の特性が損なわれるため、摺動距離が長くなるのに従って応力が大きくなっていくばかりか、動きの滑らかさが損なわれて、脈動現象も認められるようになった。このような摺動特性は、精密なコントロールにより微量づつ注入する必要がある用途には適用できない。
【００５０】
さらに、図９，図１０に示すように、パラキシリレン膜がない場合には、ゴム状弾性体とポリプロピレンとの摺動になるため、スベリはよくなく、押圧力が安定せず、プランジャが脈動しながら移動した。
【００５１】
〔摺動耐久性〕
上記で作製した試料Ｎｏ．１，２について、摺動試験を１０回繰返した後、溶出試験を行い、過マンガン酸カリウム還元性物質及びΔｐＨを測定した。測定結果を、摺動試験を行う前の結果と併せて表２に示す。
【００５２】
【表２】

【００５３】
膜厚が０．０５μｍの場合（Ｎｏ．１）、摺動試験を繰返した前後で過マンガン酸カリウム消費量の増加は認められなかったが、膜厚０．１μｍの場合（Ｎｏ．２）には、過マンガン酸カリウム消費量が増加した。ΔｐＨについては、Ｎｏ．１，２のいずれも増大していたが、その程度は、膜厚が０．１μｍの場合（Ｎｏ．２）の方が大きかった。膜厚が０．１μｍの場合（Ｎｏ．２）の場合、摺動試験により被膜にき裂が入り、溶出性が低下したと考えられる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の医療用ゴムは、ゴムからの溶出がほとんどなく、しかもポリオレフィンに対する摺動特性が優れている。従って、本発明の医療用ゴムを用いた薬液注入器は、薬液の組成に影響を与えることなく、一定流量で薬液を押出しつづけることができる。よって、本発明の薬液注入器は、精密にコントロールした量の薬液を患者を注入する必要がある用途に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬液注入器の一実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す薬液注入器のプランジャの移動時の状態を示す模式図である。
【図３】動摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【図４】摺動特性測定モデルの構成を示す図である。
【図５】摺動特性測定モデルで用いたシール材の構成を示す図である。
【図６】試料Ｎｏ．１の摺動特性測定結果を示す図である。
【図７】試料Ｎｏ．２の摺動特性測定結果を示す図である。
【図８】試料Ｎｏ．３の摺動特性測定結果を示す図である。
【図９】試料Ｎｏ．４の摺動特性測定結果を示す図である。
【図１０】試料Ｎｏ．５の摺動特性測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１外筒体
２プランジャ
３シール材
３ａゴム状弾性体
３ｂ高分子被膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber used for a medical device, particularly a medical lid used for an elastic lid of a container having a chemical liquid as a content or a sealing material for a lid, or a sealing material for a chemical liquid injector such as a syringe or a syringe of an infusion pack. The present invention relates to rubber and a chemical solution injector using the rubber.
[0002]
[Prior art]
A liquid injector such as a syringe or a syringe of an infusion pack generally comprises an outer cylinder and a plunger that moves the outer cylinder, so that the liquid medicine filled in the outer cylinder does not leak to the tip of the plunger. A sealing material is applied to the surface.
[0003]
The rubber used as a sealing material for such a chemical solution injector is required not to elute components from the rubber even when it comes into contact with the chemical solution. This is because if the elution component from the rubber is mixed into the chemical solution, the composition of the chemical solution is impaired and the prescribed patient is affected. Moreover, although it does not elute, a chemical | medical solution may be adsorb | sucked conversely and the quantity and composition of a chemical | medical solution may be affected. In either case, the composition of the drug solution is impaired and the prescribed patient is affected. For this reason, there is a need for a medical rubber that does not affect the composition of the chemical even when it comes into contact with the chemical.
[0004]
Here, since the conditions required for the medical rubber are quite severe, it is the actual situation that the above conditions cannot be satisfied only by devising the molding conditions, vulcanization conditions, and rubber composition of the rubber. Currently, the amount of elution is reduced by repeatedly washing rubber products. However, in order to satisfy strict conditions, the number of washings is enormous, resulting in poor productivity and deterioration of the rubber against the washing solution. It becomes.
[0005]
On the other hand, Japanese Patent Publication No. 3-58742 discloses a medical elasticity having a friction coefficient of 1.0 or less, preferably less than 0.5, in which a resilient member such as rubber is coated with 0.1 to 2.0 μm of polyparaxylylene. A protective lid has been proposed. This is because the elution from the rubber is reduced by coating the rubber with polyparaxylylene.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above publication, the polyparaxylylene coating has a film thickness in the range of about 0.1 to 2.0 [mu] m, which is suitable as an elastic cover member covering. That is, when the thickness of the coating is 2.0 μm or more, the elasticity and flexibility of the lid member are lost, so that the handling property when capping is lowered and the sealing performance is lowered due to the decrease in rubber elasticity after capping. Therefore, it is explained that the content may leak out. In addition, in the combination of polyparaxylylene coating and elastic lid member, the coefficient of friction can be used so that high speed capping and filling equipment, especially centrifugal feeding equipment can be used, where the raw material is uniform and high speed movement can be obtained. Is required to be reduced to 1.0 or less, preferably 0.5 or less. For this purpose, the film thickness is required to be 0.1 μm or more.
[0007]
However, it is not sufficient that the medical rubber deposited as a sealing material on the tip of the plunger of the chemical solution injector merely has a small amount of chemical components eluted by contact with the chemical solution. In injection and infusion, it is necessary to inject a predetermined amount of drug solution into a patient at a constant flow rate. For this purpose, the plunger must have a stable sliding characteristic and be stored at a constant speed so that a constant flow rate of the drug solution is pushed out if a force for pushing the plunger is kept constant by a human or a machine (for example, a pump). is there.
[0008]
Although the medical rubber proposed in the above publication has given good results in terms of elution, it is still not in a satisfactory range in terms of stably extruding a chemical solution at a constant flow rate.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is that there is almost no elution component due to contact with a chemical solution, and even when it is used as a sealing material for a chemical solution injector, An object of the present invention is to provide a medical rubber capable of controlling a small amount of chemical liquid injection and a chemical liquid injector using the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to precisely control the injection of the chemical solution, the inventors set the dynamic friction coefficient with the outer peripheral surface of the sealing material within a certain range, and further, the dynamic friction coefficient within the preferred range while the plunger moves in the outer cylinder. Need to be able to maintain. It was found that the injection of the chemical solution can be precisely controlled by setting the thickness of the coating coated on the surface of the sealing material within a certain range, and the present invention has been completed.
[0011]
That is, the medical rubber of the present invention comprises a polyolefin outer cylinder; a plunger that is inserted into the outer cylinder and moves within the outer cylinder; and is attached to the tip of the plunger, and the outer cylinder inner wall and the A medical rubber used as the sealing material of a chemical injector equipped with a sealing material between the outer wall of the plunger, the medical rubber comprising a rubber-like elastic body and the rubber-like elastic body. and a coating of an aromatic polymer compound or a heterocyclic polymer compound to coat the surface, and the thickness of the coating film is Ri 0.01μm~0.08μm der, 0.1 dynamic friction coefficient with respect to the polyolefin 0.3, and when the medical rubber is attached to the tip of the plunger as a sealing material and the plunger is inserted into the polyolefin outer cylinder and pressed with a constant pressing force, the plunger is moved at a constant speed. Moved To Ru medical rubber der, characterized in that.
[0012]
The aromatic polymer compound or heterocyclic polymer compound is preferably one selected from the group consisting of polyparaxylylene, polysulfone, and polyethersulfone. The rubber-like elastic body is preferably styrene-butadiene rubber .
[0013]
The chemical injector of the present invention includes a polyolefin outer cylinder; a plunger that is inserted into the outer cylinder and moves within the outer cylinder; and is attached to the tip of the plunger, and the outer cylinder inner wall and the plunger outer wall. a seal member for sealing between the; in chemical liquid injector equipped with a, as the sealing material, characterized by using a medical rubber of the present invention.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The medical rubber of the present invention has a rubber-like elastic body and a coating of an aromatic polymer compound or a heterocyclic polymer compound that covers the surface of the rubber-like elastic body, and the thickness of the coating is 0.01 μm to 0.08 μm.
[0015]
The rubber-like elastic body used in the present invention is not particularly limited, and a rubber-like elastic body conventionally used in the medical rubber field can be used. Specifically, natural rubber (NR); synthetic rubber such as isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (Hal-IIR); SBR Thermoplastic elastomers such as thermoplastic thermoplastic elastomers and isoprene-based thermoplastic elastomers; or mixtures thereof. Of these, styrene-butadiene rubber (SBR) is preferably used because of its low cost.
[0016]
Examples of the aromatic polymer compound or the heterocyclic polymer compound include phthalocyanine compounds, polyphyrin compounds, polyparaxylylene compounds, polyethersulfone, and polysulfone. These polymers belong to high-hardness plastics that are generally classified as engineering plastics. Of these, polyparaxylylene is preferably used because of its sublimability.
[0017]
As a method for forming the polymer film on the rubber-like elastic body, conventionally known methods such as vapor deposition, sputtering, ion plating, and CVD are used.
[0018]
The thickness of the coating is 0.01 μm or more, preferably 0.04 μm or more. The upper limit of the film thickness is 0.08 μm or less, preferably 0.07 μm or less, and the most preferable film thickness is about 0.05 μm.
[0019]
This is because about 0.01 μm is required for the polymer to adhere to the elastic body surface and form a film to the extent that the rubber-like elastic body surface is not exposed. On the other hand, when it exceeds 0.08 μm, the rubber elasticity inherent to the rubber-like elastic body is hardly exhibited because it is covered with a hard film based on a high-hardness plastic as a coating material. In addition, when the elastic body is elastically deformed by an external force, the polymer coating cannot follow the elastic deformation and may crack.
[0020]
Further, the dynamic friction coefficient with respect to the polyolefin of medical rubber of the present invention is Ru 0.1-0.3 der. If the coefficient of dynamic friction against polyolefin is less than 0.1, it will be too slippery, making it unsuitable for use as a sealing material with polyolefin members, and the operation of gradually injecting into the body like a chemical solution injector. This is because it cannot be done. On the other hand, if it exceeds 0.3, the dynamic friction coefficient is large, and sliding control becomes difficult when used as a sealing material for the sliding member.
[0021]
The medical rubber of the present invention having the above configuration is coated with an aromatic polymer compound or a heterocyclic polymer compound so that the rubber-like elastic body surface is not exposed. Even if the rubber comes into contact, elution from the rubber is prevented, and the following standards shown in the Japanese Pharmacopoeia 13 revision can be satisfied.
(1) Potassium permanganate reducing substance A rubber-like elastic body is immersed in ion-exchanged water and sterilized with steam at 120 ° C. for 1 hour, and 100 ml of immersion liquid (hereinafter referred to as “test liquid”) is added to 0.01 N KMnO. ₄ by KMnO ₄ consumption when titrating is less than 2.0 ml ▲ 2 ▼ delta pH
The difference in pH between the test solution and ion-exchanged water is 1.0 or less. (3) The zinc content measured by atomic absorption analysis after the zinc content test is 1.0 ppm or less. (4) Foaming test When the liquid is shaken for 1 minute, the bubbles disappear within 3 minutes. (5) The light transmittance at 430 nm and 630 nm of the transparency test liquid is 99% or more.
[0022]
Moreover, since the medical rubber of the present invention has excellent sliding characteristics, it is particularly suitable for a portion that slides while maintaining a sealing function. More preferably, it is preferably used as a sealing material for a chemical injector described below.
[0023]
FIG. 1 shows a syringe according to one embodiment of the drug solution injector of the present invention. That is, a polyolefin outer cylindrical body 1 serving as a chemical solution storage part, a columnar plunger 2 inserted into the outer cylindrical body 1 so as to be movable in the outer cylindrical body 1, an inner wall of the outer cylindrical body 1 and a plunger 2 And a sealing material 3 that is attached to the tip of the plunger 2 so as to seal between the outer wall and the surface of the rubber-like elastic body 3a. It is covered with a molecular compound coating 3b.
[0024]
The outer cylindrical body 1 serving as a chemical solution storage section generally has a conical shape at one end of a cylindrical body, and an injection needle is attached to the distal end of the cone. The size of the cylindrical portion of the outer cylinder 1 varies depending on the application, but is generally about 5 to 30 mm in inner diameter and about 50 to 150 mm in length.
[0025]
The plunger 2 is movably inserted in the outer cylinder 1 in order to push out the chemical liquid stored in the outer cylinder 1. Although the material of the plunger 2 is not particularly limited, polyolefin is preferably used in the same manner as the outer cylinder 1. The size of the plunger 2 is determined according to the size of the outer cylinder 1. Specifically, the outer diameter may be about 4.8 to 29.8 mm and the length may be about 50 to 150 mm so that the clearance between the outer cylinder 1 and the plunger 2 is 0.2 to 1.0 mm. preferable.
[0026]
The sealing material 3 attached to the distal end of the plunger needs to seal between the inner wall of the outer cylinder 1 and the outer wall of the plunger 2 so that the chemical solution stored in the outer cylinder 1 does not leak. The outer diameter of the sealing material 3 is equal to or greater than that of the inner wall surface of the outer cylinder 1 so that the sealing material 3 is in close contact with the inner wall surface of the outer cylinder 1. Specifically, the outer diameter is preferably about 5 to 30 mm.
[0027]
As the sealing material 3, the medical rubber of the present invention is used. That is, the surface is coated with an aromatic polymer compound or a heterocyclic polymer compound. As the aromatic polymer compound or heterocyclic polymer compound to be coated, compounds listed in the medical rubber are used, and polyparaxylylene is particularly preferably used. The thickness of the coating is 0.01 μm or more, preferably 0.04 μm or more. The upper limit of the film thickness is 0.08 μm or less, preferably 0.07 μm or less, and the most preferable film thickness is about 0.05 μm. In addition, the dynamic friction coefficient with respect to the polyolefin is Ru 0.1 to 0.3 der.
[0028]
Since the medical fluid injector of the present invention uses the medical rubber of the present invention having excellent sliding characteristics as the sealing material 3, even if it is slid in contact with the inner wall surface of the outer cylinder 1, that is, the seal Even if the plunger 2 is moved while maintaining the state, the dynamic friction coefficient of the sealing material 3 can maintain the initial dynamic friction coefficient. This means that in order to move the plunger 2, it is only necessary to apply a constant pressing force to the plunger 2, and in order to inject the drug solution into the patient's body at a constant rate at a constant flow rate, This means that a constant pressing force may be continuously applied to the plunger 2 in any machine.
[0029]
Here, when the plunger 2 is pushed, the portion of the sealing material 3 that is in contact with the inner wall surface of the outer cylindrical body 1 has a large slip resistance, so that the sealing material 3 is prevented from moving. On the other hand, since it tries to move according to the pressing force of the plunger, the portion not in contact with the inner wall surface of the outer cylinder 1 is elastically deformed based on the rubber-like elastic body 3a, as shown in FIG. Become. If the chemical injector can continue to slide in such a state, the dynamic friction coefficient of the sealing material with respect to the outer cylinder body is kept within a certain range, and keeps sliding at the same speed as the initial sliding. be able to. In other words, a constant amount of chemical solution can be continuously pushed out by continuously applying a certain amount of force.
[0030]
However, when the coating thickness exceeds 0.08 μm, the characteristics of the hard plastic constituting the coating 3b appear, so that the rubber elastic deformation of the sealing material 3 is suppressed and the static friction coefficient increases. Although the plunger 2 can be moved by the increase of the pressing force, the dynamic friction coefficient tends to increase as the sliding distance becomes longer. The balance between the sliding resistance of the portion in contact with the inner wall surface of the outer cylindrical body 2 and the movement of the non-contact portion with the inner wall surface of the outer cylindrical body 2 or the elastic deformation of the rubber-like elastic body 3a is lost, and the coating 3b is cracked. Therefore, the dynamic friction coefficient is thought to have increased.
[0031]
On the other hand, when the coating thickness is less than 0.01 μm, since the surface of the rubber-like elastic body 3a is exposed, sliding characteristics between the rubber-like elastic body 3a and the inner wall surface of the polyolefin outer cylindrical body 2 appear. become. The friction coefficient of rubber against polyolefin is large, and the rubber-like elastic body 3a is elastically deformed by the pressing force of the plunger 2 based on the original elastic force. Then, when a force greater than the elastic limit is applied, the movement suddenly starts and tries to reverse the elastic deformation. Since such sliding is continued repeatedly, the sliding of the sealing material 3 from which the surface of the rubber-like elastic body 3a is exposed is not smooth and moves as if pulsating in the outer cylinder. In such a sliding state, regardless of whether the plunger is pressed by a human or a machine, the amount of the chemical injected into the human body changes in conjunction with the pulsation of the elastic body 3a.
[0032]
Therefore, since the medical solution injector of the present invention uses the medical rubber of the present invention having excellent sliding characteristics with respect to polyolefin as a sealing material, the elution that changes the chemical composition even when in contact with the chemical solution. In addition, even if a human or machine presses the plunger, a constant flow rate can be continuously pushed out. That is, a delicate chemical solution injection operation can be performed stably.
[0033]
【Example】
[Measurement evaluation method]
(1) Thickness of coating The thickness of the polymer coating formed on the test piece for thickness measurement was measured using a stylus-type step gauge manufactured by Shimadzu Corporation. In this method, a pointed needle attached to the instrument is slid on the surface of the test piece, and the thickness of the coating is obtained from the difference between the portion with and without the coating.
[0034]
(2) Elution In accordance with the Japanese Pharmacopoeia (13 revision) infusion rubber stopper test method. Specifically, it is as follows.
[0035]
A rubber-like elastic body was immersed in ion-exchanged water, and the following items were measured using the immersion liquid after shaking for 1 hour as a test liquid.
(1) Titrate 100 ml of the potassium permanganate reducing substance test solution with 0.01 N KMnO ₄ to examine the consumption (ml) of KMnO ₄ .
The KMnO ₄ consumption may be 2.0 ml or less.
(2) ΔpH
The difference in pH between the ion exchange water (pH 7) and the test solution is examined.
It is sufficient that ΔpH is 1.0 or less.
(3) Zinc content The zinc content (ppm) of the test solution is measured by atomic absorption analysis.
The zinc content may be 1.0 ppm or less.
(4) After the foaming test solution is shaken for 1 minute, the test solution is visually observed, and the time until the bubbles disappear is examined.
It suffices that the bubbles disappear within 3 minutes after the end of shaking.
(5) The light transmittance at 430 nm and 630 nm of the transparency test solution is examined.
The transmittance may be 99% or more.
[0036]
(3) Sliding characteristics (1) Dynamic friction coefficient The dynamic friction coefficient for polypropylene and polyethylene was measured according to JIS-K7125.
[0037]
That is, as shown in FIG. 3, a polypropylene and a polyethylene plate 11 as mating members are fixed to a table 10 with a double-sided tape, and a rubber test piece 13 (63 mm × 63 mm × 2 mm) to be measured is placed thereon. . A load cell 15 is attached to one end of the rubber test piece via a spring 14 (spring coefficient 2 N / cm), and the test piece is pulled in this state, and the relationship between the moving distance and the load is measured.
[0038]
The value obtained by dividing the average load when the load cell is slid by 70 mm from the point where the load cell has passed the initial maximum load and showed the minimum load is the dynamic friction force (N), and dividing this by the contact force (N). Dynamic coefficient of friction.
[0039]
(2) Sliding characteristics as a sealing material Measured using a sliding characteristics model shown in FIG. That is, a plunger 22 (diameter × length = 24 mm × 80 mm) is inserted into a cylindrical body of a polypropylene outer cylinder 21 (diameter × length = 25 mm × 80 mm). A sealing material 23 as shown in FIG. Further, a load cell is connected to the other end of the plunger so that the pressing force of the plunger 22 can be measured.
[0040]
Using such a sliding characteristic model, the plunger 22 was pressed so that it could move at 3 mm / min. Changes in the pressing force (stress) of the plunger 22 when moved by 100 mm were measured with a strograph (manufactured by Shimadzu Corporation).
[0041]
[Sample preparation]
Sample No. 1-3:
The entire surface of the SBR was coated with paraxylylene by a vacuum vapor deposition method, and medical rubber Nos. With paraxylylene film thicknesses of 0.05 μm, 0.1 μm, and 0.5 μm. 1-3 were produced.
[0042]
Reference sample No. 4, 5:
No. No. 4 is obtained by washing SBR having no coating with pure water seven times.
[0043]
No. No. 5 is obtained by washing butyl rubber having no coating with pure water seven times.
[0044]
[Evaluation]
Sample No. prepared above About 1-4, the elution property and the dynamic friction coefficient were measured based on the said evaluation method. The measurement results are shown in Table 1. Sample No. 5 was prepared using 1 to 5, and this was attached to the tip of the plunger 22 of the sliding characteristic model shown in FIG. 4 to examine the sliding characteristics. The results are shown in FIGS.
[0045]
[Table 1]

[0046]
As can be seen from Table 1, as the thickness of the paraxylylene film decreases, the amount of eluate decreases. In particular, in order to satisfy the recently revised Japanese Pharmacopoeia 13 standard, it is preferably less than 0.1 μm. This is because the standard of the potassium permanganate reducing substance cannot be satisfied when the film thickness is 0.1 μm.
[0047]
Further, as shown in FIG. 6, when the film thickness was 0.05 μm, the stress became constant from the point of sliding several mm. That is, it shows that the plunger can move stably with a constant pressing force.
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the thickness is 0.1 μm, not only the coefficient of dynamic friction is increased, but the sliding characteristics are stable if moving up to about 10 mm, Beyond that, stress began to rise suddenly. Such a sliding characteristic is an inflection point, and the injection amount of the drug solution into the body suddenly changes.
[0049]
Further, as shown in FIG. 8, when the coating thickness is 0.5 μm, the sliding characteristics as a cover greatly depend on the sliding characteristics of the polyparaxylylene film, which is a hard film. Since the original characteristics of the elastic body are impaired, not only the stress increases as the sliding distance becomes longer, but also the smoothness of movement is impaired, and the pulsation phenomenon is recognized. Such sliding characteristics cannot be applied to applications that need to be injected minutely by precise control.
[0050]
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, when there is no paraxylylene film, the rubber-like elastic body and the polypropylene slide, so that sliding is not good, the pressing force is not stable, and the plunger pulsates. Moved while.
[0051]
(Sliding durability)
Sample No. prepared above For 1 and 2, the sliding test was repeated 10 times, and then the dissolution test was performed to measure the potassium permanganate reducing substance and ΔpH. The measurement results are shown in Table 2 together with the results before the sliding test.
[0052]
[Table 2]

[0053]
When the film thickness was 0.05 μm (No. 1), no increase in potassium permanganate consumption was observed before and after the sliding test was repeated, but when the film thickness was 0.1 μm (No. 2). Increased potassium permanganate consumption. For ΔpH, no. Although both 1 and 2 increased, the extent was larger when the film thickness was 0.1 μm (No. 2). In the case where the film thickness is 0.1 μm (No. 2), it is considered that the film was cracked by the sliding test and the dissolution property was lowered.
[0054]
【Effect of the invention】
The medical rubber of the present invention has almost no elution from the rubber and is excellent in sliding properties with respect to polyolefin. Therefore, the chemical solution injector using the medical rubber of the present invention can continue to extrude the chemical solution at a constant flow rate without affecting the composition of the chemical solution. Therefore, the chemical solution injector of the present invention is suitably used for applications where it is necessary to inject a patient with a precisely controlled amount of chemical solution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a chemical injector of the present invention.
2 is a schematic view showing a state when the plunger of the chemical liquid injector shown in FIG. 1 is moved. FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of measuring a dynamic friction coefficient.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a sliding characteristic measurement model.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a sealing material used in a sliding characteristic measurement model.
FIG. It is a figure which shows the sliding characteristic measurement result of 1.
FIG. It is a figure which shows the sliding characteristic measurement result of 2.
FIG. FIG.
FIG. FIG. 6 is a diagram showing the measurement results of sliding characteristics of No.
FIG. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer cylinder 2 Plunger 3 Sealing material 3a Rubber-like elastic body 3b Polymer film

Claims

A polyolefin outer cylinder; a plunger that is inserted into the outer cylinder and moves in the outer cylinder; a sealing material that is attached to the tip of the plunger and seals between the outer wall of the outer cylinder and the outer wall of the plunger A medical rubber used as the sealing material of a chemical injector equipped with;
The medical rubber is
A rubber-like elastic body;
A coating of an aromatic polymer compound or a heterocyclic polymer compound covering the surface of the rubbery elastic body,
And the thickness of the coating film is Ri 0.01μm~0.08μm der,
The dynamic friction coefficient for polyolefin is 0.1 to 0.3,
The medical rubber is applied to the plunger tip as a sealing material, characterized in that the plunger when it is pressed by a constant pressing force is inserted into the body polyolefin sheath, Before moving the plunger at a constant rate medical rubber to.

The medical rubber according to claim 1, wherein the aromatic polymer compound or the heterocyclic polymer compound is one selected from the group consisting of polyparaxylylene, polysulfone, and polyethersulfone.

The medical rubber according to claim 1, wherein the rubber-like elastic body is a styrene-butadiene rubber.

A polyolefin outer cylinder; a plunger that is inserted into the outer cylinder and moves within the outer cylinder; and a sealing material that is attached to the tip of the plunger and seals between the outer wall of the outer cylinder and the outer wall of the plunger When; in chemical liquid injector equipped with a,
The chemical | medical solution injector using the medical rubber of any one of Claims 1-3 as said sealing material.