ポリマー溶液鋳造法では、マンドレル（内径金型）を使用し、このプロセス用に特別に設計されたポリマー溶液または液体プラスチックのタンクに浸漬します。熱特性と摩擦特性の組み合わせにより、ポリマー溶液は金型の周囲に薄いフィルムを形成します。 [1] 次に、金型をタンクから正確に制御された方法で取り出し、硬化または乾燥プロセスを続行します。最初の薄膜層が適切に固化したら、編組またはコイル状のワイヤ、レーザーカットのハイポチューブ、またはキンク防止用の金属補強材、意図する医療用途に固有のイメージングターゲットなどの二次機能を製品に追加できます。その後、複数の鋳造ステップを繰り返して、補強材を封入し、壁を厚くし、ルーメンを追加し、柱の強度を最適化できます。部品は硬化または固化後に金型から取り出されます。
この薄膜プロセス技術の最も注目すべき特性は、個々の層間、あるいは部品の長さ全体にわたって材料特性（強度、デュロメーター、色、潤滑性など）を変化させることができる点です。これにより、機能豊富な一体型構造が実現します。また、このプロセスでは、積層工程中に、 PTFE、PEBAX、ポリイミドなどの高性能ポリマー製の射出成形部品や押出成形チューブなど、他の部品を部品構造に組み込むことも可能です。
ポリマー溶液鋳造技術のもう一つの注目すべき利点は、試作と生産量の両方の総製造コストが従来の技術よりも低いことが多いことです。このコストの利点は、安価な金型の使用と製造ラインの拡張性および適応性の組み合わせによって生まれます。その結果、新製品とプロセスが容易に開発および実装され、非常に機能豊富で複雑なカテーテルをコスト効率よく作成できます。 1990年代以降、Avalon LaboratoriesとPiper Plastics Corp.は、複雑な医療機器に重点を置いたポリマー溶液鋳造技術のパイオニアとして積極的に活動してきました。これらの技術の歴史は、Medtronic、BioMedicus、Bard、Terumo、Research Medical Inc.、Shiley、Polaris Plastics、およびCaplugsなど、医療業界の多くの高く評価されている企業にまで遡ります。
材料
ポリマー溶液鋳造技術は、クラスI、II、 IIIの医療機器で使用されるものやポリマー電解質 の製造など、用途や設計入力に応じてさまざまなポリマー材料を利用して展開できます。最も初期かつ一般的に見られた材料は、コスト、物理的特性、透明性の利点からポリ塩化ビニル（PVC）でした。過去20年間、滅菌製品の十分な保存期間を確保するために必要な可塑剤と安定剤に関連して、PVCベース材料の長期的な健康への影響が精査されてきました。最近では、新たに設計された配合により、保存期間を延ばしながらこれらの生体適合性の懸念が解消され、PVCは介入および外科用途で使用するための好ましいポリマーとして再浮上しました。
ポリウレタンは、医療機器市場の薄肉化、長尺化、そして血液への曝露期間の延長といった要求に応える新たなポリマーとして登場しました。高い強度と多様な特性を持つポリウレタンは、ソフトエラストマー用途に最適な選択肢です。最初に市販されたポリウレタン医療製品の一つは、ラテックスアレルギーへの対応として開発された非アレルギー性医療用手袋です。これらの先進的なポリマーは、カスタム処方とコーティングにより、幅広い物理的特性、優れた生体適合性、そして潤滑性を提供します。
ポリマー溶液鋳造におけるもう一つの材料選択肢は、最も生体適合性の高い合成材料の一つであるシリコーンウレタンコポリマーです。この医療グレードの材料は、長期インプラント機器用途向けに開発され、高い伸び、低い弾性率、優れた回復性、そして耐薬品性、耐油性、耐紫外線性といった物理的特性を備えています。
ポリマー溶液鋳造技術を展開する際に選択できる材料は多数存在しますが、壁の厚さ、強度、潤滑性、生体適合性、透明性、および液体ポリマーと押し出し成形および射出成形された部品との相互作用の分野で材料科学の研究が続けられています。
医療機器アプリケーション
- 心血管系
- 神経血管
- 末梢 血管
- インターベンショナル カーディオロジー
- 泌尿器科
- 腫瘍学
- 耳鼻咽喉科
- 胃腸
- 婦人科
- 糖尿病
- 放射線科
- 静脈疾患
- 微生物学
- 眼科
- インターベンショナル肺学
- 整形外科
- 経皮的弁膜療法
- 構造的心臓療法
参考文献
- ^ 溶媒キャスト技術 - 薄膜製造のための多用途ツール. springer.com. 2013年10月31日閲覧。
- ^ Polymers in Medicine II. springer.com. 2013年10月31日閲覧。
外部リンク
- MPMNウェブサイト
