ТРУБКА ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО КОНТЕЙНЕРА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к трубке для медицинского контейнера согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения, в частности - к трубке со стенкой трубки, которая состоит по меньшей мере из двух слоев.

Трубка для медицинского контейнера, далее также называемая медицинской трубкой, отличается тем, что трубка является гибкой, мягкой и прозрачной, и тем, что она не надламывается при проведении ее вокруг закруглений или при сгибании, и просвет трубки не перекрывается в месте перегиба. Другим важным свойством медицинской трубки является то, что трубка гарантированно и надежно эластически восстанавливает форму после сжатия. Последнее свойство можно объяснить хорошей эластичностью или хорошими свойствами восстановления после деформации, и его также называют «хорошим восстановлением формы». Это свойство является особенно важным при применении медицинской трубки во взаимодействии с насосными системами, деформирующими трубку. Областью применения таких трубок является, в частности, парентеральное или энтеральное питание пациентов.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В течение многих десятилетий широко применяются медицинские трубки, которые содержат по существу однородную стенку трубки из поливинилхлорида (PVC; от англ.: polyvinyl chloride) с включенными в него пластификаторами. Преимуществами этих трубок из PVC с пластификаторами являются низкозатратное производство в связи с легкодоступностью исходных материалов и то, что эти трубки являются прозрачными и имеют хорошие свойства восстановления после деформации. Без добавления пластификаторов поливинилхлорид как таковой был бы слишком твердым для применения в медицинской трубке. Недостатком таких трубок является то, что в последние годы пластификаторы, обычно используемые в PVC, подозревают в том, что они вредны для здоровья людей. В качестве другого недостатка этих трубок можно отметить, что при их уничтожении посредством сжигания образуется соляная кислота и, в зависимости от термических условий, также образуются диоксины. Поэтому такое уничтожение само по себе не является безопасным для окружающей среды, и его необходимо проводить в условиях со специальной защитой, что повышает расходы на ликвидацию.

В рамках дальнейшего развития для изготовления безопасных для окружающей среды при их уничтожении трубок, которые не содержат вредных для здоровья веществ, в частности - канцерогенных веществ, в публикации ЕР 0355711 предложены трубки, стенка которых состоит из гомогенного сополимера этилена и винилацетата (EVA; от англ.: ethylene-vinyl acetate) с долей винилацетата (VA; от англ.: vinyl acetate), лежащей в диапазоне от 12% до 28%. Эти так называемые монотрубки из EVA, используемые в качестве альтернативы трубкам из PVC, являются прозрачными, мягкими и гибкими и имеют хорошие свойства восстановления после деформации («хорошее восстановление формы»). Кроме того, эти монотрубки из EVA можно надежно соединять с медицинскими контейнерами, если эти контейнеры или закрепленные на них соединительные элементы для трубок также изготовлены из этиленвинилацетата. А именно, медицинскую трубку легко можно спаять с контейнером или его соединительным элементом. Недостатком монотрубок из EVA является то, что EVA вследствие его химической инертности нельзя склеивать, в частности - с использованием стандартных растворителей, с материалами, обычно используемыми для медицинских контейнеров. Сюда относятся материалы, используемые для соединительных элементов или коннекторов, которые в характерном случае включают акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS; от англ.: acrylonitrile-butadiene-styrene), поликарбонат (PC; от англ.: polycarbonate), поливинилхлорид (PVC), полиметилметакрилат (РММА; от англ.: polymethylmethacrylate), сополимеры сложных эфиров, сополимеры сложных и простых эфиров, термопластичный полиуретан (TPU; от англ.: thermoplastic polyurethane) или комбинации этих веществ. Для изготовления медицинских трубок, которые хорошо склеиваются с указанными материалами, в публикации DE 19504414 были предложены медицинские трубки, стенка которых содержит структуру, состоящую по меньшей мере из двух слоев, причем наружный слой содержит этиленвинилацетат (EVA), а внутренний слой содержит полиуретан (PU; от англ.: polyurethane). В этих двухслойных трубках внутренний слой из полиуретана служит клейким элементом, поскольку он обеспечивает то, что предложенную трубку легко можно приклеить посредством надвигания на конический коннектор медицинского контейнера, изготовленный из одного из указанных выше обычно используемых материалов. Недостатком двухслойных трубок с полиуретановым слоем в качестве клейкого слоя является то, что эта трубка является относительно более дорогой в изготовлении по сравнению со стандартными трубками из PVC с пластификаторами. Следующим недостатком является то, что эта трубка пригодна только для соединения с коническим коннектором посредством надвигания на этот коннектор.

В публикации US 8178647 В2 описаны медицинские многослойные трубки, которые содержат наружный слой, содержащий Ecdel 9966, средний слой из EVA и внутренний слой из полиэтилена низкой плотности (LDPE; от англ.: low density polyethylene). Хотя эти трубки обладают хорошими клеящими свойствами и могут быть соединены с коннекторами, все же они являются слишком твердыми, и поэтому плохо подходят для применения в качестве медицинских трубок.

В общем, в стандартной технике соединения трубок и медицинских контейнеров известны два способа соединения. Согласно первому способу, контейнер содержит коннектор (соединительный элемент), выполненный в форме конуса, или конический коннектор, на который можно надвинуть медицинскую трубку. В характерном случае при надвигании трубки на конический коннектор в качестве смазки используют растворитель, и надвигаемая трубка содержит внутренний поверхностный слой, размягчающийся под действием растворителя. Сцепление трубки или ее склеивание с коническим коннектором после надвигания можно улучшить за счет растягивания трубки в продольном направлении. За счет продольного удлинения трубки уменьшается диаметр трубки, так что возрастает направленное внутрь давление на конический коннектор. Согласно второму способу соединения медицинского контейнера и медицинской трубки, контейнер содержит коннектор, выполненный в форме соединительного штуцера, и трубку можно вдвинуть в дистальное отверстие штуцера. В этом втором способе по существу речь идет о том, что хорошее склеивание или уплотнение обеспечивают между наружной поверхностью трубки и внутренней поверхностью соединительного штуцера коннектора. Так как при этом способе соединения не происходит удлинение трубки, необходимо, чтобы наружная сторона трубки обладала хорошей растворимостью в растворителе или клеящем веществе, и за счет этого обеспечивалось бы соединение с материалом на внутренней стороне соединительного штуцера.

В основе настоящего изобретения лежит задача изготовления трубки для медицинского контейнера, которая обладала бы улучшенной соединяемостью, в частности - склеиваемостью, и которая была бы гибкой.

Для решения этой задачи предложена трубка для медицинского контейнера, причем эта трубка имеет стенку трубки, которая состоит из по меньшей мере двух слоев. Согласно настоящему изобретению по меньшей мере один слой содержит стиролсодержащий термопластичный полимер (S-TPE; от англ.: styrene-containing thermoplastic polymer), сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер (СОС; от англ.: cycloolefine copolymer).

Термопластичные эластомеры (линейные эластомеры; ТРЕ; от англ.: thermoplastic elastomer) - это полимерные материалы, которые при комнатной температуре ведут себя сопоставимо с классическими эластомерами, однако при подаче тепла могут пластически деформироваться и таким образом демонстрировать термопластические свойства. Термопластичные эластомеры - это материалы, в которых эластичные полимерные цепи включены в термопластичный материал. Несмотря на то, что нет необходимости в химическом сшивании посредством вулканизации, требующей времени и повышенной температуры, как в случае эластомеров, детали, изготовленные из термопластичных эластомеров, благодаря их особой молекулярной структуре обладают резиноподобными эластическими свойствами.

В зависимости от внутреннего строения ТРЕ часто разделяют на блоксополимеры и эластомерные сплавы. Блоксополимеры содержат внутри молекулы твердые и мягкие сегменты, как, например, стирол-бутадиен-стирольные блоксополимеры (SBC; от англ.: styrene-butadiene block copolymer). Напротив, эластомерные сплавы являются смесями, то есть физическими смесями готовых полимеров. За счет различных пропорций смеси и добавок можно получить материал с желаемыми свойствами, например - полиолефиновый эластомер, состоящий из полипропилена и натурального каучука. В зависимости от количественного соотношения можно регулировать твердость в широком диапазоне.

Стиролсодержащие термопластичные полимеры (S-TPE; от англ.: styrene-containing thermoplastic elastomer) принципиально могут иметь форму блоксополимеров или эластомерных сплавов, как указано выше.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения стиролсодержащий термопластичный полимер (S-TPE) может быть блоксополимером стирола и бутадиена (SBC). Примером такого SBC является, как описано ниже, полистирол-бутадиен-полистирол (SBS; от англ.: styrene-butadiene-styrene). SBC можно приобрести легко и недорого, например - в компании BASF под торговым наименованием Styroflex^®, причем предпочтительно используется Styroflex с наименованием изделия 2G 66. В английском языке используют обозначение «SBC», тогда как в немецком языке используют обозначения «SBS (от нем.: Styrol-Butadien-Styrol)» или «SEBS (от нем.: Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol)».

В настоящем изобретении предпочтительны, в частности, стиролсодержащие блоксополимеры, причем другие блоки состоят из полибутадиена, полиэтиленбутилена, полиизопрена и сополимера полиизопрена и бутадиена. Примерами таких S-TPE являются блоксополимеры полистирол-бутадиен-полистирол (SBS), полистирол-полиэтиленбутилен-полистирол (SEBS), полистирол-полиизопрен-полистирол (SEPS), полистирол-полиизопрен/бутадиен-полистирол (SEEPS) и полиметилметакрилат-полибутадиен-полистирол (MBS). Тем не менее, при этом один блок, например - полибутадиеновый блок в SBS, может быть заменен статистическим сополимером стирола и бутадиена. S-TPE по настоящему изобретению также не ограничены чистыми блоксополимерами.

Сополимеры сложных эфиров образуются, если модифицируют сложные полиэфиры, которые, в свою очередь, являются комбинациями двухосновных кислот и диолов. В качестве примера хорошо известный полиэтилентерефталат (PET; от англ.: polyethylene terephtalate), который получают из терефталевой кислоты (TPS; от нем.: ) и этиленгликоля (EG; от англ.: ethyleneglycol), посредством встраивания других мономеров, таких как изофталевая кислота (IPA; от англ.: isophtalic acid) или циклогександиметанол (CHDM; от англ.: cyclohexanedimethanol), может быть преобразован в другой сополимер сложных эфиров, например - полициклогексилендиметилентерефталат (TPS+CHDM-EG). Сополимеры сложных эфиров, как правило, имеют хорошие свойства в отношении прочности, прозрачности и других механических свойств, таких как превосходная вязкость, гидролитическая стабильность, термостойкость и устойчивость против химических веществ, которые обычно влияют на полимеры, например - на поликарбонаты. Сложным полиэфиром, используемым в настоящем изобретении, является Tritan МХ710 производства компании Eastman, который обладает указанными выше свойствами.

Сополимеры сложных и простых эфиров содержат сегмент сложного полиэфира и сегмент простого полиэфира. Сополимеры сложных и простых эфиров обладают хорошими свойствами, такими как прозрачность, вязкость и высокая химическая стойкость. При этом сегмент сложного полиэфира имеет состав, указанный выше, то есть он может быть сложным полиэфиром, таким как PET, или соответствующим сополимером сложных эфиров. Сегмент простого полиэфира состоит из простого полиэфира (в том числе полиалкиленгликоля, полиэфирполиола, полиалкиленоксида) или полиэфирполиола. Примерами простых полиэфиров являются полиэтиленгликоль (PEG; от англ.: polyethyleneglycol) и полипропиленгликоль (PPG; от англ.: polypropyleneglycol), которые можно получить посредством каталитической полимеризации соответствующих эпоксидов (оксиранов) этиленоксида или пропиленоксида. Соответствующие полиэфирполиолы можно получить посредством реакции эпоксидов с диолами. Кроме диолов, можно также преобразовать в полиэфирполиолы многоосновные спирты, например - глицерин, 1,1,1-триметилолпропан (ТМР; от англ.: trimethylolpropane), пентаэритрит или сорбит в реакции с эпоксидами в присутствии сильных оснований (например, КОН). Фрагмент простого полиэфира может также быть блоксополимером, которые получают посредством последовательной полимеризации с различными эпоксидами. Общеизвестными полиэфирполиолами являются Lupranol (производства компании BASF SE) и Desmophen (производства компании Bayer Material Science). Также простыми полиэфирами с концевыми эпоксидными группами являются эпоксидные смолы. Тем не менее, предпочтительными в настоящем изобретении сополимерами сложных и простых эфиров являются те, которые состоят из простого сложного полиэфира и простого простого полиэфира. Примером такого применимого в настоящем изобретении сополимера сложных и простых эфиров является Ecdel 9967 производства компании Eastman.

Циклоолефиновые сополимеры (СОС) - это сополимеры, содержащие олефиновые мономеры, например - этилен, и циклоолефиновые мономеры, например - норборнен. Норборнен получают, например, из циклопентадиена и этилена. Реакция сополимеризации обычно катализируется металлоценами и приводит к образованию статистических сополимеров. Хотя СОС и состоят только из олефинов, но в отличие от частично кристаллических полиолефинов, таких как полиэтилен и полипропилен, они являются аморфными и поэтому прозрачными. Свойства СОС можно изменять в широком диапазоне посредством изменения соотношения включенных циклических и линейных полиолефинов. Например, если используют большое количество норборнена, то он подавляет кристалличность и приводит к получению жестких полимерных цепей. Однако можно получить и гибкие аморфные сополимеры за счет низкого содержания норборнена, составляющего менее 20 мол. %. Гибкие полукристаллические сополимеры можно получить за счет низкого содержания норборнена, составляющего менее 15 мол. %. По существу, можно отрегулировать формоустойчивость при нагревании в диапазоне от 65°С до 190°С. Все СОС совместно обладают рядом свойств, таких как хорошая термопластическая текучесть, высокая жесткость, прочность и твердость, а также низкая плотность и высокая прозрачность при хорошей устойчивости против кислот и щелочей. Применяемым в настоящем изобретении циклоолефиновым сополимером является TOPAS Elastomer Е-140 производства компании Topas Advanced Polymers.

Если для слоя используют S-TPE, сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, то они придают слою хорошую соединяемость, в частности - хорошую склеиваемость с материалами, которые в характерном случае используют для изготовления медицинских контейнеров или укрепленных на них коннекторов, таких как ABS, PC, PVC, РММА, сополимеры сложных эфиров, сополимеры сложных и простых эфиров, термопластичный полиуретан (TPU) или смеси этих веществ.

При подходящем выборе материала другого слоя, например - EVA, такая трубка не дороже в изготовлении, чем трубки из PVC с пластификаторами. Кроме того, для улучшения свойств восстановления после деформации можно смешать EVA с ТРЕ (например, с сополимером SEBS) (компаунд). Кроме того, такая трубка не содержит PVC и пластификаторов и поэтому при уничтожении является безопасной для окружающей среды и не является опасной для здоровья или канцерогенной.

Предпочтительно трубка содержит по меньшей мере один слой, который содержит сополимер этилена и винилацетата (EVA). В частности, этот слой не является тем же слоем, который содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных эфиров, сополимер простых и сложных эфиров или циклоолефиновый сополимер. Трубка, содержащая слой, содержащий S-TPE, сополимер сложных эфиров, сополимер простых и сложных эфиров или циклоолефиновый сополимер, и слой, содержащий EVA, не дороже в изготовлении, чем обычно используемые трубки с PVC с пластификаторами, и не содержит PVC и пластификаторов.

Доля винилацетата (VA) в сополимере этилена и винилацетата составляет от 10 масс. % до 30 масс. %, предпочтительно - от 14 масс. % до 28 масс. %. За счет выбора этого материала трубка нечувствительна к изменениям температуры и обладает хорошими механическими свойствами, например - хорошими свойствами восстановления после деформации.

В варианте осуществления настоящего изобретения, в котором по меньшей мере один слой содержит сополимер этилена и винилацетата (EVA), этот слой (дополнительно) может содержать прозрачный термопластичный полибутен или, по выбору, SEBS. Термопластичный полибутен или SEBS могут быть добавлены в этот слой в качестве добавки с долей, лежащей в диапазоне от 1 масс. % до 50 масс. %, предпочтительно - от 10 масс. % до 20 масс. %.

Трубка может быть выполнена так, что наружный из по меньшей мере двух слоев содержит стиролсодержащий термопластичный полимер (например, Styroflex 2G 66 производства компании Styrolution), сополимер сложных полиэфиров (например, Tritan МХ710 производства компании Eastman), сополимер сложных и простых эфиров (например, Ecdel 9967 производства компании Eastman) или циклоолефиновый сополимер (например, Topas^® Elastomer производства компании Topas Advanced Materials). Такая трубка пригодна для соединения с медицинским контейнером согласно второму способу соединения, то есть посредством вдвигания в коннектор медицинского контейнера, выполненный в форме соединительного штуцера.

Альтернативно, трубка может быть выполнена так, что внутренний слой из по меньшей мере двух слоев содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер. Такая трубка пригодна для соединения с медицинским контейнером согласно первому способу соединения, то есть посредством надвигания трубки на конический коннектор медицинского контейнера.

Предпочтительно слой, содержащий стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, имеет толщину, которая меньше толщины другого слоя из по меньшей мере двух слоев трубки. При подходящем выборе материала другого слоя, например - EVA, трубка имеет хорошие механические свойства, в частности - хорошую эластичность. Кроме того, сравнительно более тонкий слой, содержащий стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, хорошо подходит для склеивания между этим слоем и материалами, которые обычно используют для изготовления медицинских контейнеров или предусмотренных на них коннекторов, таких как акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), поликарбонат (PC), поливинилхлорид (PVC), полиметилметакрилат (РММА), сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров, термопластичный полиуретан (TPU) или комбинации этих материалов.

Альтернативно двухслойному строению, стенка трубки может состоять по меньшей мере из трех слоев, причем наружный и внутренний слои из по меньшей мере трех слоев содержат стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер. Выполненная таким образом трубка пригодна для склеивания как с коннектором, выполненным в форме соединительного штуцера, так и с коннектором, выполненным в форме конуса. Трубку, выполненную таким образом, можно также использовать в качестве переходника для соединения концов двух трубок с различными диаметрами или для соединения трубки с коническим коннектором, если наружный диаметр коннектора меньше внутреннего диаметра трубки, или для соединения трубки с коннектором, выполненным в форме соединительного штуцера, если внутренний диаметр коннектора больше наружного диаметра трубки.

В трубке, содержащей по меньшей мере три слоя, каждый из наружного и внутреннего слоев, содержащих стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, может иметь толщину, которая меньше толщины среднего слоя из по меньшей мере трех слоев. При этом достигаются такие же преимущества, как в случае трубки с двухслойной структурой стенки и более тонким по сравнению с толщиной другого слоя слоем, содержащим S-TPE.

Слой, содержащий стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, может иметь толщину, лежащую в диапазоне от 0,01 мм до 0,3 мм. Такой малой толщины уже достаточно, чтобы при помощи ТРЕ, содержащегося в слое, обеспечить хорошую склеиваемость. Кроме того, расход исходного вещества (расход сырьевого материала) S-TPE мал по сравнению с материалом другого, относительно более толстого слоя трубки.

Трубка может иметь внутренний диаметр (D_i), лежащий в диапазоне от 1,0 мм до 6,0 мм с допуском, равным ±0,1 мм. В частности, трубка может иметь внутренний диаметр, равный 3,0 мм или с допуском, равным ±0,1 мм. Такая трубка пригодна для применения с коммерчески доступными и стандартизированными коническими коннекторами, соответствующими ее размеру, в частности - наружному диаметру.

Трубка может иметь наружный диаметр (D_a), лежащий в диапазоне от 2,0 мм до 8,0 мм с допуском, равным +0,1 мм и -0,3 мм. В частности, трубка может иметь наружный диаметр, равный 4,10 мм с допуском, равным +0,1 мм и -0,3 мм. Такая трубка пригодна для применения с коммерчески доступными и стандартизированными коннекторами, выполненными в форме соединительных штуцеров.

Трубка может иметь общую толщину стенки, лежащую в диапазоне от 0,3 мм до 1,0 мм с допуском, равным ±0,05 мм. В частности, трубка может иметь толщину стенки, равную 0,55 мм с допуском, равным ±0,05 мм. Трубка, выполненная таким образом, обладает такими же выгодными механическими свойствами, что и широко используемые, в частности - стандартизированные, трубки из PVC с пластификаторами.

Трубку можно изготовить посредством совместной экструзии (соэкструзии). При этом трубку изготавливают с использованием одностадийного и поэтому относительно дешевого способа изготовления.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен медицинский контейнер, в частности - контейнер для энтерального или парентерального питания. Согласно настоящему изобретению контейнер содержит по меньшей мере одну насадку из трубки по настоящему изобретению, описанной выше.

Контейнер может быть изготовлен из материала, который содержит сополимер этилена и винилацетата (EVA), и насадка может быть сварена или склеена с наружным слоем трубки, который, будучи наружным из по меньшей мере двух слоев, содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер.

Альтернативно, медицинский контейнер может быть изготовлен из материала, который содержит сополимер этилена и винилацетата (EVA), причем контейнер содержит конический соединительный элемент, на который может быть надвинута трубка своим внутренним слоем, содержащим стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных полиэфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер.

Далее будут более подробно описаны два примера осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые графические материалы. Изображено следующее:

Фиг. 1 - поперечное сечение через первый вариант осуществления трубки по настоящему изобретению;

Фиг. 2 - поперечное сечение через второй вариант осуществления трубки по настоящему изобретению; и

Фиг. 3 - поперечное сечение через третий вариант осуществления трубки по настоящему изобретению;

На Фиг. 1 и Фиг. 2 изображены, соответственно, трубка 10 и трубка 10' с двухслойным строением стенки трубки. Изображенная на Фиг. 1 трубка 10 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения содержит наружный слой 12, который содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, и внутренний слой 14, который содержит материал, отличающийся от материала наружного слоя 12. Наружный слой 12 также может быть полностью изготовлен из стиролсодержащего термопластичного полимера, например - из блоксополимера стирола и бутадиена (SBC), сополимера сложных эфиров, сополимера сложных и простых эфиров или циклоолефинового сополимера. Внутренний слой 14 изготовлен из материала, отличающегося от поливинилхлорида (PVC) и поликарбоната (PC), и предпочтительно - из этилен-винилацетата (EVA) с долей винила, лежащей в диапазоне от 10 масс. % до 30 масс. %, предпочтительно - от 14 масс. % до 28 масс. %.

Изображенная на Фиг. 2 трубка 10' согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения содержит наружный слой 14', который изготовлен из материала, отличающегося от PVC, PC и S-TPE, и внутренний слой 16, который содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер. К материалам, содержащимся во внутреннем слое 16 или наружном слое 14' трубки 10' согласно Фиг. 2, относится, соответственно, то же, что указано выше для материалов, содержащихся в наружном слое 12 или во внутреннем слое 14 трубки 10 согласно Фиг. 1.

Наружные слои (слой 12 на Фиг. 1 и слой 14 на Фиг. 2) и внутренние слои (слой 14 на Фиг. 1 и слой 16 на Фиг. 2) обеспечивают равномерную толщину стенки. Наружная поверхность соответствующего внутреннего слоя трубки 10 на Фиг. 1 и трубки 10' на Фиг. 2 по всей своей площади находится в контакте с внутренней поверхностью соответствующего наружного слоя.

Наружная поверхность и внутренняя поверхность соответствующего внутреннего слоя и наружная поверхность и внутренняя поверхность соответствующего наружного слоя имеют круглое поперечное сечение. Кроме того, они расположены коаксиально с совпадающими центрами поперечных сечений. Трубки 10 (на Фиг. 1) и 10' (на Фиг. 2) изготовлены посредством соэкструзии, так что соответствующий наружный слой и соответствующий внутренний слой прочно соединены друг с другом. Трубки 10 или 10' стерилизованы по меньшей мере по внутренней поверхности 24 или 26 соответствующих внутренних слоев 14 или 16 трубок 10 или 10' и предпочтительно также по наружным поверхностям 20 или 22 соответствующих наружных слоев 12 или 14', например - посредством обработки этиленоксидом или посредством лучевой стерилизации.

Изображенная на Фиг. 3 трубка 10'' согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения содержит стенку трубки с трехслойной структурой. Стенка трубки содержит наружный слой 12, который содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер, средний слой 14'', который содержит материал, отличающийся от PVC, PC и S-TPE, и внутренний слой 16, который содержит стиролсодержащий термопластичный полимер, сополимер сложных эфиров, сополимер сложных и простых эфиров или циклоолефиновый сополимер. К материалам наружного слоя 12 и внутреннего слоя 16 относится то же, что указано выше для наружного слоя 12 трубки 10 согласно Фиг. 1 и для внутреннего слоя 16 трубки 10' согласно Фиг. 2. К материалу среднего слоя 14'' трубки 10'' согласно Фиг. 3 относится то же, что указано выше для материала внутреннего слоя 14 трубки 10, изображенной на Фиг. 1, и материала наружного слоя 14' трубки 10', изображенной на Фиг. 2.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве стиролсодержащего термопластичного полимера (S-TPE) предпочтительно используют продукт, коммерчески доступный из компании BASF под торговой маркой Styroflex с наименованием изделия 2G 66. В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве сополимера сложных эфиров используют продукт, коммерчески доступный из компании Eastman, с наименованием изделия Tritan МХ710 или, альтернативно, сополимер сложных и простых эфиров с наименованием изделия Ecdel 9967 производства компании Eastman. В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве циклоолефинового сополимера используют СОС Topas^® Elastomer производства компании Topas Advanced Materials.

В вариантах осуществления трубки, в которых по меньшей мере один слой содержит сополимер этилена и винилацетата (EVA), во время изготовления этого слоя можно дополнительно добавить прозрачный термопластичный полибутен (например, продукт с наименованием Koattro KT AR05 производства компании Basel) или SEBS (например, Kraton G1652 производства компании Kraton). При этом массовая доля полибутена или SEBS может составлять от 1% до 50%, предпочтительно - от 10% до 20%, более предпочтительно - 2%, и еще более предпочтительно - 5%.

В серийных экспериментах было обнаружено, что за счет добавления термопластичного полибутена или SEBS в качестве добавки в EVA в целом

- снижается частота возникновения надломов;

- свойства трубки в отношении свойств при изгибе (включая «восстановление формы») становятся более сходными со свойствами трубок из PVC, что желательно, поскольку в данной области техники трубки из PVC рассматриваются как стандартные, и новые разработки медицинских трубок сравнивают с трубками из PVC;

- повышается эластичность, так что трубка становится легче сматываемой (что предпочтительно, так как трубку для транспортировки в виде многочисленных (О-образных) витков наматывают на подающие или транспортные шпули);

- и наконец, снижается выраженная «память формы» (в данной области техники используют термин «память») трубок из EVA (то есть из EVA без добавления добавок) (которая возникает, например, при использовании новой (свежей) трубки из-за радиуса изгиба шпули, использованной при транспортировке).

Наружный слой 12, средний слой 14'' и внутренний слой 16 имеют равномерную толщину. Наружная поверхность внутреннего слоя 16 по всей площади находится в контакте с внутренней поверхностью 24 среднего слоя 14'', а наружная поверхность 22 среднего слоя 14'' по всей площади находится в контакте с внутренней поверхностью наружного слоя 12. Наружные поверхности и внутренние поверхности каждого из внутреннего, среднего и наружного слоев имеют круглое поперечное сечение. Они расположены коаксиально, то есть с совпадающими центрами поперечных сечений. Трубка 10'' изготовлена посредством соэкструзии, так что наружный слой 12 прочно соединен со средним слоем 14'', а внутренний слой 16 прочно соединен со средним слоем 14''. Трубка 10'' стерилизована по внутренней поверхности 26 внутреннего слоя 16 и предпочтительно также по наружной поверхности 20 наружного слоя 12, например - посредством обработки этиленоксидом или посредством лучевой стерилизации.

В случае изображенных на Фигурах с 1 по 3 трубок 10, 10', 10'' согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с первого по третий внутренний диаметр D_i равен 3,0 мм с допуском, равным ±0,10 мм, наружный диаметр D_a равен 4,10 мм с допуском, равным +0,10 мм и -0,30 мм, и толщина W₁₂, W₁₆ слоев 12, 16, содержащих S-TPE, лежит в диапазоне от 0,01 мм до 0,30 мм.

Не изображенное на Фигурах инфузионное устройство содержит медицинский контейнер и соединительную медицинскую трубку, ведущую к пациенту. Медицинский контейнер содержит пакет с коннектором для подсоединения медицинской трубки. Пакет состоит из сополимера этилена и винилацетата и заполнен содержащим жир питательным раствором, например - для энтерального или парентерального питания пациента.

В варианте осуществления настоящего изобретения контейнер содержит коннектор, выполненный в форме соединительного штуцера. Контейнер изготовлен из сополимера этилена и винилацетата, а коннектор из акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS), поликарбоната (PC), поливинилхлорида (PVC), полиметилметакрилата (РММА), сополимера сложных эфиров, сополимера сложных и простых эфиров, термопластического полиуретана (TPU) или их комбинаций. Коннектор выполнен в форме соединительного штуцера, в который может быть вставлена или воткнута медицинская трубка. Трубка выполнена согласно изображенному на Фиг. 1 первому варианту осуществления настоящего изобретения или согласно изображенному на Фиг. 3 третьему варианту осуществления настоящего изобретения и содержит на своей наружной стороне слой 12, содержащий S-TPE. Слой 12 трубки 10 или 10'' склеен с внутренней стороной соединительного штуцера, а именно с использованием коммерчески доступных растворителей, таких как, например, циклогексанон (СНЕХ; от англ.: cyclohexanone), тетрагидрофуран (THF; от англ.: tetrahydrofuran), метилэтилкетон (МЕК; от англ.: methyl ethyl ketone) или смесь этих веществ (например, смесь MEK/CHEX). Альтернативно, слой 12 трубки 10 или 10'' может быть сварен с внутренней стороной соединительного штуцера.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения коннектор выполнен в форме конуса и на коннектор в форме конуса надвинута трубка 10' согласно изображенному на Фиг. 2 второму варианту осуществления или трубка 10'' согласно изображенному на Фиг. 3 третьему варианту осуществления медицинской трубки по настоящему изобретению. Перед надвиганием трубки на внутреннюю поверхность трубки 10, 10' и/или на наружную поверхность конического коннектора наносят коммерчески доступный растворитель, который при надвигании трубки на коннектор действует как смазка. После того как трубка надвинута на коннектор, трубку растягивают в продольном направлении по меньшей мере на участке, надвинутом на коннектор, так что возникает эластическое, направленное радиально внутрь напряжение или направленное радиально внутрь прижимающее давление на наружную поверхность конического коннектора. Под действием растворителя внутренний слой 16 трубки 10' или 10'' и наружная поверхность конического коннектора растворяются и прочно соединяются друг с другом посредством склеивания. Альтернативно, наружная сторона конического коннектора может быть сварена с внутренним слоем (16) трубки (10', 10'').

Для изготовления трубок 10, 10', 10'' согласно первому, второму или третьем вариантам осуществления настоящего изобретения в машину для соэкструзии отдельно друг от друга подают оба основных вещества - сополимер этилена и винилацетата или, альтернативно, полимерную смесь из EVA и термопластичного полибутена и/или SEBS в форме твердых веществ, а также наружный и/или внутренний слой из стиролсодержащего термопластичного полимера (например, Styroflex 2G 66 производства компании Styrolution), сополимера сложных эфиров (например, Tritan МХ710 производства компании Eastman), сополимера простых и сложных эфиров (например, Ecdel 9967 производства компании Eastman) или циклоолефинового сополимера (например, Topas^® Elastomer производства компании Topas Advanced Materials), в частности - в форме гранулята. Основные вещества по отдельности нагревают и уплотняют с помощью экструдерного устройства, например - экструдерного шнека. Нагретые и текучие массы раздельно подают в форсунку экструзионного пресса, из которой они в первом варианте осуществления настоящего изобретения выходят в форме трубки 10 с внутренним слоем из EVA и наружным слоем из S-TPE, сополимера сложных эфиров, сополимера простых и сложных эфиров или СОС, во втором варианте осуществления настоящего изобретения - в форме трубки 10' с наружным слоем 14' из EVA и внутренним слоем 16 из S-TPE, и в третьем варианте осуществления настоящего изобретения - в форме трубки 10'' с наружным слоем 12 и внутренним слоем 16 из S-TPE, сополимера сложных эфиров, сополимера простых и сложных эфиров или СОС и средним слоем 14'' из EVA.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Описанные в данной публикации материалы для трубок, предназначенных для подсоединения к медицинскому контейнеру, испытали в опытах со склеиванием, оценили их прочность на изгиб и сравнили друг с другом.

Определение прочности на изгиб

В этой серии опытов определили прогиб или эластичность трубок при заданной нагрузке. Для этого использовали прибор TS для определения прочности на изгиб производства компании FRANK-PTI.

В описанных ниже опытах (см. Таблицу 1) использовали трубки, изготовленные из указанных ниже материалов и комбинаций материалов.

В серии 1 опытов испытывали PVC как таковой. Использованным PVC был мягкий PVC с твердостью по Шору А 80, пластификатором был DINCH производства компании BASF SE.

В серии 2 опытов в качестве материала для двухслойной трубки использовали LDPE/S-TPE. Использованным LDPE был полиэтилен Purell РЕ 1840 производства компании Basell, S-TPE был Styroflex 26 66 производства компании Styrolution.

В серии 3 опытов в качестве материала для двухслойной трубки использовали EVA/сополимер сложных и простых эфиров. Использованным EVA был Evathane 28.05 производства компании ARKEMA, сополимером сложных и простых эфиров был Ecdel 9967 производства компании Eastman.

В серии 4 опытов в качестве материала для двухслойной трубки использовали EVA/PET.

В серии 5 опытов в качестве материала трубки использовали мягкий PP. Использованным мягким РР была смесь из рандомного полипропиленового сополимера и гидрированного блоксополимера стирола и изопрена.

В серии 6 опытов в качестве материала для трубки использовали только EVA.

В качестве материалов коннекторов были испытаны стандартные материалы, применяемые в медицинской технике - твердый PVC (Nakan RMA705N Т01, контроль), поликарбонат (Makrolon Rx 1805) и сополимер сложных эфиров (Tritan MX 731).

В каждой серии опытов были испытаны 10 трубок, каждая из которых имела длину, равную примерно 10 см. Испытание проводили после хранения в течение 72 часов в климатических условиях, аналогичных испытанию по Шору A (ISO 868). Образцы зажимали в предусмотренном зажимном устройстве, причем примерно 1 см трубки выступал из зажимного устройства назад, а большая часть трубки выступала вперед.

Условия испытания или установленные параметры были следующими:

23°С±1°С комнатная температура

Точность измерения ±1%

Скорость испытания 6°/с

Угол: 30° (величина конечного угла)

Время выдержки: 2 с

Предварительное усилие: 0,005 Н

Испытываемое расстояние: 30 мм

Результаты измерения были получены как значение максимальной измеренной силы (Н), и измерения повторяли до получения 10 результатов измерения, по которым рассчитали среднее значение.

Определение усилия отрыва в испытании на растяжение

В этой серии опытов определяли усилие отрыва в [Н] в испытании на растяжение.

Использованными материалами для трубок были те же материалы, что и при определении прочности на изгиб.

Различные трубки с помощью описанных растворителей (тетрагидрофуран (THF) или смесь метилэтилкетона (МЕК) и циклогексанона (СН или СНЕХ) приклеили к различным деталям и перед проведением опытов с растяжением в течение 5 дней хранили при комнатной температуре до полного испарения растворителей.

Образцами для испытаний при этом служили различные детали, которые склеивали с трубкой. В качестве измерительного прибора использовали машину для испытаний на растяжение производства компании Zwick.

Скорость во время испытания была равна 200 мм/мин, расстояние между захватами зависело от испытываемого образца.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В стандарте EN 1615/1618 указано, что прочность на изгиб является достаточной, если она составляет 15 Н. Однако это значение в настоящей работе было признано слишком низким. Поэтому в данной настоящей работе попытались достичь предела прочности на разрыв, по меньшей мере в 2 раза превосходящего эту норму, то есть по меньшей мере 30 Н.

Достаточными клеящими свойствами материал обладает, например, если необходимо усилие отрыва, равное по меньшей мере 35 Н. Меньшая сила отрыва, равная, например, 20 Н, указывает на недостаточную стабильность соединения между трубкой и коннектором.

Материал обладает хорошей эластичностью, если он имеет прочность на изгиб менее примерно 0,7 мН. Материалы с более высокой прочностью на изгиб, как правило, являются слишком твердыми и непригодны для применения в качестве трубки для медицинских контейнеров.

Было обнаружено, что обычно используемый PVC хотя и обладает хорошими клеящими свойствами, но является слишком твердым и, кроме того, как описано выше, имеет другие недостатки, например, содержащиеся в нем пластификаторы и недостаточную безопасность для окружающей среды (см. Таблицы 1 и 2, серия 1 опытов).

Если, напротив, используют трубку из прозрачного EVA (монотрубку), то недостаточной является фиксация на коннекторе, что было показано в опытах со склеиванием (см. Таблицу 1, серия 7 опытов).

Применение мягкого РР также оказалось неудовлетворительным с точки зрения клеящих свойств (см. Таблицу 1, серия 6 опытов).

Дополнительно произвели сравнение друг с другом различных комбинаций материалов. Комбинация LDPE и стиролсодержащего термопластичного полимера (Styroflex 2G 66) приводит хотя и к хорошим клеящим свойствам (см. Таблицу 1, серия 2 опытов), но к недостаточной гибкости (см. Таблицу 2, серия 2 опытов).

Все комбинации

- EVA с сополимером сложных и простых эфиров (Таблицы 1 и 2, серия 3 опытов),

- EVA со стиролсодержащим термопластичным полимером (Таблицы 1 и 2, серия 4 опытов), и

- EVA с сополимером сложных эфиров (Таблицы 1 и 2, серия 5 опытов) обладают хорошими эластическими свойствами и одновременно проявляют хорошую склеиваемость с материалами коннекторов.

Вместо EVA можно также использовать термопластичный полибутен и/или SEBS.

На основании опытов также было показано, что трубки по настоящему изобретению с по меньшей мере двумя слоями, причем один слой состоит из S-TPE, сополимера сложных эфиров или сополимера сложных и простых эфиров, обладают желаемыми свойствами хорошей склеиваемости и высокой эластичности. Также хорошие свойства в не показанных в данной публикации экспериментах продемонстрировали циклоолефиновые сополимеры.

Перечень обозначений

10 Трубка

10' Трубка

10'' Трубка

12 Наружный слой из S-TPE

14 Слой из EVA

14' Слой из EVA

14'' Слой из EVA

16 Внутренний слой из S-TPE

20 Наружная поверхность (наружного слоя 12)

22 Наружная поверхность (слоев 14, 14', 14'')

24 Внутренняя поверхность (слоев 14, 14', 14'')

26 Внутренняя поверхность (внутреннего слоя 16)

D_i Внутренний диаметр

D_a Наружный диаметр

W₁₂ Толщина слоя 12

W₁₄ Толщина слоя 14

W_14' Толщина слоя 14'

W_14'' Толщина слоя 14''

W₁₆ Толщина слоя 16.