发明领域
本发明大体上涉及亲水性医疗装置，并且尤其涉及提供基材例如长形轴(elongate shaft)的医疗装置，该基材具有亲水性表面，该亲水性表面在润湿时表现出低摩擦。特别地，本发明涉及用于插入人体或动物体内的通道中的导管，并且特别是导尿管。本发明还涉及相应的制造方法。
发明背景
许多医疗装置并入长形轴，例如管，所述长形轴意图用于插入和通过活体的通道，所述活体的通道例如尿道和心血管系统的通道。医疗装置的这种一般性分组中最常见的类型被称为导管。示例性导管包括被指定用于泌尿科、血管成形术和瓣膜成形术用途的导管，即，分别适用于插入活体(通常是人体)的尿道、血管的管腔和心脏通道的导管。
由于这样的医疗装置的意图的用途，例如作为导尿管的用途，由其制造长形轴的材料需要满足某些参数。材料必须满足如柔软性、良好的耐扭结性、良好的尺寸稳定性、可加工性(例如，易于形成和胶合(glue))以及通过辐射、蒸汽、气体(例如环氧乙烷)或其他手段灭菌的可能性的这样的要求。对于许多产品，还有该材料具有低摩擦表面的需求。这可以通过在医疗装置的基材上布置亲水性涂层来获得。
然而，提供足够的亲水性涂层可能是有问题的。例如，基材材料的化学性质是关键的，因为这影响涂覆基材的可能性。此外，涂覆过程通常是麻烦和高成本的。涂覆过程通常还涉及溶剂及类似物，从而使涂覆过程在环境上不是令人满意的。还此外，所得亲水性涂层可能是不够好的，并且例如与基材不充分连接，等等。
因此，对于大多数先前已知的亲水性医疗装置，存在普遍的问题，即它们是昂贵的和/或对环境有害，和/或存在与亲水性涂层有关的问题，例如太差的保水性能，特别是在浸出(leach)之后，与基材的太差的粘附性，以及当润湿时亲水性表面的太高的摩擦力。此外，可选择地或另外地，基材的机械性能可能是不够好的，例如太硬或具有太高的弹性。此外，涂层品质在储存期间可能受到影响和劣化，并且许多医疗装置，例如导尿管，通常应当具有至少2年、并且优选地3年或3.5年的货架寿命，而许多已知的亲水性涂层在这样的长时间储存期间在保持适当的品质方面具有问题。
因此，仍然存在对于至少部分地减轻上述问题的新的亲水性医疗装置，即具有亲水性表面的医疗装置的需求。
发明概述
本发明的一般目的是减轻上述讨论的问题。
该目的通过根据所附权利要求的医疗装置和方法来实现。
根据本发明的第一方面，提供了包括基材的医疗装置，所述医疗装置在其表面上在其至少一部分上具有亲水性表面层，所述亲水性表面层在被润湿流体润湿时提供医疗装置的低摩擦表面特性，其中基材的至少一个基底层由包含至少一种基础聚合物和至少一种亲水性聚合物的聚合物共混物制成，所述基底层包括所述亲水性表面层，并且其中所述至少一种亲水性聚合物在亲水性表面层中的浓度高于在基底层的其余部分中的浓度。
在该医疗装置中，亲水性表面层例如借助于下面公开的方法被形成为基材的整体部分(integral part)。因此，即使不存在亲水性涂层，医疗装置也设置有亲水性表面层，该亲水性表面层起到与常规亲水性表面涂层相同的目的并且具有类似的性能。此外，本发明的亲水性表面层可以比先前已知的亲水性涂层更快、更容易和更有成本效益地形成，并且特别地，该生产极好地使其本身适合全自动化制造。还此外，亲水性表面层非常坚固和稳定，例如牢固地连接到基材的其余部分。
基材可以在其整体上由基底层形成，并因此完全由指定的聚合物共混物形成。然而，基材还可以包括一个或更多个另外的支撑层(additional support layer)，该另外的支撑层优选地布置在基底层的内部或下方。例如，基底层可以附接到由热塑性聚合物材料例如聚氨酯、聚烯烃或类似物制成的支撑层(或第二基底层)。在导管的情况下，这样的另外的支撑层优选地布置在包括指定的聚合物共混物的基底层内部，使得亲水性表面层面向导管的外部。基底层与另外的支撑层的附接可以以各种方式获得，例如通过共挤出及类似方式。
在实验中已经得出结论，这种亲水性表面层提供了优良的保水性、表面层的优良的稳定性和对基材的粘附性，以及当用润湿流体润湿时，在润湿之后立即和在延长的时间段内两种情况下都提供了表面的优良的低摩擦性能。
亲水性聚合物的浓度在基底层的整个内部可以基本上相同。
此外，在亲水性表面和基底层的内部之间可以存在薄的过渡层，所述过渡层提供亲水性聚合物的浓度从基底层的内部朝向亲水性表面的逐渐增加。然而，取决于制造工艺，过渡层可以被制成非常薄，并且在一些情况下接近于不可检测的。
亲水性表面层优选地包括非常高浓度的亲水性聚合物。特别地，亲水性表面层的材料组成优选地包含至少70wt％的至少一种聚合物，并且优选地至少80wt％，并且更优选地至少90wt％，并且还更优选地至少95wt％，并且最优选地至少99wt％的至少一种聚合物。与基材和表面层的材料组成有关的这些和其他浓度都涉及干燥的、非润湿的状态，即排除用于润湿亲水性表面层以用于预期用途的润湿流体的含量。
基底层的内部还包含显著浓度(significant concentration)的亲水性聚合物，但是以比亲水性表面层中低的浓度。在基底层的内部中的聚合物共混物优选地包含20wt％-90wt％的至少一种亲水性聚合物，并且优选地25wt％-75wt％，并且最优选地25wt％-50wt％的至少一种亲水性聚合物。
聚合物共混物还包括显著浓度的基础聚合物。在基底层的内部中的聚合物共混物优选地包含20wt％-80wt％的至少一种基础聚合物，并且优选地25wt％-75wt％，并且最优选地50wt％-75wt％的至少一种基础聚合物。
交联的亲水性表面层优选地相对薄，并且例如在干燥时仅几微米厚。亲水性表面层优选地是延伸到基材的基底层的内部的单层的亲水性聚合物。基底层的内部本身可以具有朝向其表面增加亲水性聚合物的梯度，这形成在亲水性表面层和基底层内部之间逐渐的过渡(transition gradual)。优选地，基底层的内部形成基底层的总厚度(或在没有另外的支撑层的情况下基材的总厚度)的至少95％，并且优选地至少99％，并且最优选地至少99.9％。相应地，亲水性表面层优选地具有小于基底层的总厚度(或在没有另外的支撑层的情况下基材的总厚度)的1％的厚度，并且优选地小于0.1％的厚度。这些厚度量度涉及干燥状态，即亲水性表面层不被润湿的情况(即使其在生产期间可能先前已经被润湿，如将在下文更详细地讨论的)。可选择地或另外地，优选的是，亲水性聚合物层具有在润湿状态下的基底层的总厚度的小于10％，并且优选地小于1％，并且更优选地小于0.1％的厚度。在基底层中的梯度区，即过渡层，可以例如是从基底层的总厚度的1％到多至基底层的整个内部。
当提到“干燥状态”时，这是指其中材料是与它们在室内气氛中在正常条件下所达到的一样干燥的状态。对于许多材料来说，这样的干燥状态是完全干燥的，但是一些吸湿材料在正常状态下也含有少量的水，并且在本申请的上下文中，这种自然状态也被认为是干燥状态。然而，在这样的吸湿材料中，水含量在正常状态下非常有限。因此，在干燥状态中的任何材料中的水含量优选地低于5wt％，并且更优选地低于2wt％，并且最优选地低于1wt％。
至少一种亲水性聚合物可以包括选自以下的至少一种材料：聚乙烯化合物、多糖、聚氨酯、聚丙烯酸酯或乙烯基化合物与丙烯酸酯或酸酐的共聚物、聚(烷基醚)，即聚氧化乙烯或聚氧化丙烯，例如聚氧乙烯(polyoxyethylene)(POE)，并且特别是聚环氧乙烷(polyethylene oxide)(PEO)、聚乙烯-吡咯烷酮、肝素、葡聚糖、黄原胶、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙烯基吡咯烷酮与羟乙基甲基丙烯酸酯的共聚物或聚甲基乙烯基醚与马来酸酐的共聚物，及这些的共聚物。术语聚氧乙烯在此用于包括具有任何分子量的聚合物链，从而包括具有低于20,000g/mol的分子量的聚乙二醇(PEG)和具有高于20,000g/mol的分子量的聚环氧乙烷(PEO)两者。
优选地，亲水性聚合物是可熔化的聚合物。
亲水性聚合物优选地是聚环氧乙烷、聚(丙烯酸)、聚乙烯-吡咯烷酮和多糖例如羧甲基纤维素中的至少一种。在特别优选的实施方案中，亲水性聚合物包括聚环氧乙烷。
亲水性聚合物优选地具有相对高的分子量。优选地，亲水性聚合物具有至少50kDa、并且优选地至少100kDa、并且最优选地至少200kDa的分子量。
至少一种基础聚合物优选地是主要疏水性的聚合物。
在一个实施方案中，至少一种基础聚合物包括聚烯烃和聚氨酯例如热塑性聚氨酯中的至少一种。优选地，至少一种基础聚合物包含至少20wt％的聚烯烃和/或聚氨酯，并且优选地至少25wt％，并且更优选地至少50wt％，并且更优选地至少75wt％，并且最优选地至少90wt％的聚烯烃和/或聚氨酯。
在使用聚烯烃的情况下，聚烯烃可以包括选自以下的组的至少一种聚合物：聚乙烯、聚丙烯以及烯属热塑性弹性体即苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。基础聚合物还可以包括聚烯烃和具有含活性氢的分子的至少一种组合物，所述分子优选地是其中活性氢经由氮与分子结合的分子。具有含活性氢的分子的化合物可以是聚合物或较小的分子，或这样的聚合物/分子的各种组合。含活性氢的分子是具有易于与其他物质反应并因此易于离开其在分子中的位置的氢的分子。具有含活性氢基团的分子的这样的组合物的实例是醇、酰胺、胺、氨基甲酸乙酯以及酸，并且特别地，酰胺、胺和氨基甲酸乙酯是优选的。
聚烯烃是包含烯烃单体的材料，例如乙烯、丙烯、丁二烯、戊烯等中的一种或几种。聚烯烃可以包括混杂的医疗油(medical oil)即医疗级别的油、和/或石蜡。聚烯烃可以制造成成本有效的并且具有良好的机械性能例如用于用作导管且特别是用于导尿管，并且具有良好的环境性能。然而，对于聚烯烃基材，相对难以获得对于亲水性表面涂层的良好粘附性。然而，已经发现，基于聚烯烃的基材可以相对容易地以在下文更详细地讨论的方式设置有亲水性表面层，从而提供具有优良性能的非常坚固且稳定的亲水性表面层。此外，聚烯烃的优良的机械性能可以被保持，使得基材高度地可用于许多类型的医疗装置，例如用于导尿管。
基底层还可以包含填充剂材料，例如碳酸钙填充剂。例如，基材可以包含1wt％-20wt％的填充剂材料，并且优选地2wt％-10wt％的填充剂材料。优选地，填充剂材料是价格低廉的材料，该材料不显著改变基材的性能或其作为意图的医疗装置的可用性，但是使医疗装置的总成本较低。
代替完全均匀的，基底层的内部可以包括至少两个不同的子层，其中较靠近亲水性表面层的外子层比较远离所述亲水性表面层的内子层具有更高的所述亲水性聚合物的浓度。这两个不同的子层可以例如被一起共挤出。两个或更多个不同子层的这样的布置可以例如被用于获得医疗装置的期望的机械性能、降低总体材料成本等。
如前文中所讨论的，基底层还可以例如通过共挤出被布置在一个或更多个另外的支撑层上。这也可以被用于获得医疗装置的期望的机械性能、降低总体材料成本等。
医疗装置优选地是导管，并且优选地是导尿管，其中亲水性表面层至少设置在其可插入部分上。最优选地，医疗装置是用于间歇性导管插入，即用于间歇性的、短时间的使用的导尿管。导尿管优选地具有在出口开口(outlet opening)和排放开口(drainage opening)之间延伸的内腔，所述出口开口优选地布置成向外扩展的连接器的形式，所述排放开口布置成靠近导管的可插入的近端。导管的可插入的尖端优选地是封闭的，并且优选地被形成为圆形形状。优选地，在导管中仅设置一个单腔。
为了获得良好的机械性能，基材优选地具有在75-85范围内，并且优选地在78-82范围内的肖氏A硬度。
还优选的是，基材具有耐辐射性，使得其能够耐受至少25kGy，并且优选地至少50kGy而基本上不降解。据此，可以使用医疗装置的辐射灭菌，而不影响医疗装置的性能。
由所述聚合物共混物形成基底层和基材优选地借助于挤出、共挤出或模制例如注射模制或其他熔体形成工艺(melt forming process)来进行。
根据另一方面，提供了用于生产前文中讨论的医疗装置的相应的方法。因此，提供了用于生产医疗装置且优选地导管例如导尿管的方法，该方法包括：
制备包含至少一种基础聚合物和至少一种亲水性聚合物的聚合物共混物；
形成包括由所述聚合物共混物制成的至少一个层的基材；
将所述基材布置在润湿液体中，由此所述至少一种亲水性聚合物朝向所述基材的表面迁移；以及
照射基材，由此在聚合物之间形成交联，从而阻止亲水性聚合物的进一步迁移，由此在基材的表面上形成稳定的亲水性表面层，所述亲水性表面层比所述聚合物共混物包括更高浓度的亲水性聚合物。
这种方法对于提供上文讨论的新颖且有利的类型的医疗装置是特别有用的。该生产方法还是相对简单和快速的，并且可以被用于非常成本有效的制造。该方法还易于集成在完全或部分地自动化的制造中。
辐射优选地是γ辐射、β辐射、电子束和UV辐射中的至少一种。优选地，辐射是电离辐射，并且最优选地是电子束或γ辐射。在被照射的医疗装置中的吸收剂量优选地是至少25kGy，例如至少50kGy。
将基材布置在润湿液体中的步骤优选地包括将医疗装置与润湿液体一起布置在容器中，并且封闭该容器，并且其中随后的照射步骤还实现医疗装置的灭菌。由于这种类型的医疗装置通常需要被灭菌，并且由于在某些情况下可能希望使这种类型的医疗装置在活化的随时可用状态(activated ready-to-use state)下恒定地保持在润湿流体中，这意味着需要甚至更少的步骤，与常规制造相比提供有效得多且更便宜的制造工艺但同时提供具有优良性能的低摩擦亲水性表面层并且不需要任何涂覆工艺。
已经发现，在医疗装置在润湿液体中的布置与照射之间的等待时间可以被控制，以便控制亲水性表面层的性能。据此，以非常简单但仍然非常有效的方式控制例如亲水性表面层的厚度、亲水性聚合物在表面层中的浓度等变成可能。等待时间可以被控制为在1分钟至24小时的范围内，并且优选地在2分钟至4小时的范围内，并且最优选地在3分钟-180分钟的范围内。
通常不需要或不期望在润湿之前对基材进行预处理。然而，任选地，例如迁移和/或交联的程度和速度还可以通过另外的预处理来控制，所述另外的预处理例如在润湿之前用UV照射、等离子体处理及类似的预处理。这样的预处理还可以任选地被用于在基材的不同区域获得不同的性能。例如，其可以被用于降低某些部分处的摩擦，例如在插入尖端区域中；用于在某些部分处提供较高的摩擦，例如在非可插入端处或其附近，等等。
“对于流体”，在本申请的上下文中意指该术语的常规含义，包括在剪切应力下流动的任何介质，并且尤其包括液体和气体两者。润湿流体可以是例如蒸气(vapor)或蒸汽(steam)，或润湿液体，其可以是水或水溶液，例如等渗溶液或高渗溶液，例如等渗盐水溶液或高渗盐水溶液。
根据本发明的又一方面，提供了医疗装置组件，其包括如前文中讨论的医疗装置、和容器以及润湿流体，其中所述容器容纳至少一部分医疗装置且优选地整个医疗装置，连同润湿流体，使得至少一部分亲水性表面层且优选地整个亲水性表面层保持在润湿状态。例如，医疗装置的整体或部分可以保持与润湿流体直接接触或被预润湿，使得润湿流体基本上仅存在于医疗装置中而不存在于容器的其余部分中。
据此，如上文关于本发明的其他方面所讨论的类似的性能和优势是可得到的。
本发明的概念的这些方面和其他的方面从下文中描述的实施方案将是明显的并且将参照下文中描述的实施方案被引出。
附图简述
通过实例的方式，现在将参照附图描述本发明的实施方案，在附图中：
图1图示了根据本发明的导管的实施方案；
图2是根据本发明的实施方案的示例性导管组件的横截面图；以及
图3是根据本发明的另一实施方案的示例性导管组件的横截面图。
优选的实施方案的描述
在下文的详述中，本发明的优选的实施方案将被描述。然而，应理解的是，不同实施方案的特征在实施方案之间是可互换的并可以用不同的方式组合，除非特别指示了任何其他情况。也应注意到，为了清楚起见，在附图中图示的某些部件的尺寸可能不同于本发明在现实生活的实施中的相应尺寸，例如导管的长度。此外，尽管下面的详细描述集中在导尿管上，但是技术熟练的读者应当理解，其同样适用于其他类型的导管，例如意图引入到除尿道之外的其他类型的体腔中的导管，并且还适用于需要亲水性表面的许多其他类型的医疗装置。
如在图1中图示的导管1包括向外扩展的向后部分(flared rearward portion)2和从向后部分2向前突出的长形轴或管3。开口的内腔(open-ended internal lumen)(未示出)从向后部分2的后端延伸至在长形管3的圆形尖端5中的排放孔(drainage aperture)4。导管优选地仅具有一个单内腔。排放开口优选地布置成靠近导管的可插入近端。导管的可插入的尖端优选地是封闭的，并且优选地被形成为圆形形状。向后部分2优选地被形成为向外扩展的端，并且可以起导管1的连接器的作用，可连接至其他装置例如尿收集袋、排放管或类似装置。
长形管3的至少一部分形成将穿过使用者的身体开口被插入的可插入长度，身体开口例如在导尿管的情况下为尿道。可插入长度通常意指可插入到患者的尿道中的长形管2的长度。典型地，这对于女性患者将是80mm-140mm并且对于男性患者将是200mm-350mm。导管的至少可插入部分优选地设置有将在下文更详细地讨论的亲水性表面层。
导管优选地布置在封闭容器中，在灭菌状态下，该封闭容器用作包装，并且任选地还用作无菌屏障。容器至少容纳导管的可插入部分，并且优选地还容纳润湿流体以将导管保持在活化的润湿状态。据此，导管变成在从包装中取出后立即可使用的。
在图2中，示意性地图示了导管组件20，其中整个导管1被封装在容器21内。这里，优选的是，整个导管布置成与润湿流体23接触，从而确保在任何时候都保持足够的润湿。容器优选地由不透气材料制成，例如包括铝屏障层的材料。容器优选地布置成具有类似于导管形状的形状，容器具有容纳导管的可插入部分的窄的长形部分和容纳导管的连接器端的稍微宽一些的向后部分22。据此，包装狭窄地封装导管，从而限制导管和包装壁之间的体积。这种类型的包装本身由相同申请人在US 6848574中进一步公开，所述专利据此通过引用以其整体并入。然而，容器还可以具有许多其他形状和尺寸，例如是矩形的等。
在图3中，图示了导管组件的可选择的实施方案。这里，只有导管的包括可插入部分的一部分与润湿流体一起被封装在包装内。
接受器(receptacle)31可以例如连接到导管，并且特别是连接到连接器。例如，连接可以借助于布置在导管和接受器之间的焊接接头或借助于收缩配合、粘合剂或类似物来提供。借助于布置成密封地封闭连接器开口的帽或盖32，导管腔可以是可封闭的。然而，提供管腔的封闭的其他方式也是可行的，例如在腔中的某处布置易碎膜(breakable membrane)。
润湿流体23在此仅与导管轴接触。因此，整个可插入的亲水性部分保持浸没在润湿流体中，而非可插入部分至少在某种程度上在包装外部，并且不与润湿流体接触。然而，类似于上文的实施方案，导管保持在活化的随时可用状态。为了保持这种润湿状态，由接受器和导管形成的隔室优选地是气密的(gas sealed)，并且此外，接受器优选地是不透气的。这种一般类型的导管组件由相同申请人在US 2009/0200187中进一步公开，所述文件据此通过引用以其整体并入。
在使用中，在上文讨论的两个实施方案中，接受器可以简单地被打开，并且导管可以立即被引入患者中。
容纳润湿流体和部分导管或整个导管的接受器优选地是不透气材料。例如，可以使用以下不透气材料中的一种或几种：铝箔层压材料、聚(偏二氯乙烯)或包括金属化膜(metallised film)的层压材料，例如金属化聚(对苯二甲酸乙二醇酯)或氧化硅涂覆的膜，或包括氧化铝的层压材料。
在导管在储存期间保持润湿状态的情况下，例如在上文讨论的组件实施方案中，导管在从容器中取出时立即准备好使用和插入。在这种随时可用的情况下，导管可以浸没在润湿液体中储存，如前文中所讨论的。然而，导管还可以以活化状态储存，其中所有润湿流体存在于亲水性表面层内，并且在容器的其余部分中不存在或存在非常有限的过量润湿流体。此外，润湿流体不需要以液体形式存在，而是还可以以气体的形式存在，例如通过在容器中提供含湿蒸气的气氛。然而，导管还可以以干燥状态储存。在这样的情况下，润湿流体可以布置在包装的单独隔室或袋中，用于在刚好使用前润湿和活化导管。当保持在干燥状态时，还可以用从外部供应提供的润湿流体来润湿导管。
润湿流体优选地是水基液体，即使用淡水或包含水作为溶剂的溶液，例如盐水或其他。
通过制备包含至少一种基础聚合物和至少一种亲水性聚合物的聚合物共混物并由所述聚合物共混物形成基材或在基材中的基底层来生产导管管件基材材料(catheter tubing substrate material)。共混物的制备可以通过掺合步骤(compounding step)来进行。形成可以例如通过挤出获得。然后将基材布置在润湿液体中。据此，至少一种亲水性聚合物朝向基材的表面迁移。在足够的等待时间之后，该等待时间可以仅达到几分钟或可以具有几小时或甚至几天的持续时间，照射基材，从而在聚合物之间形成交联。这种交联阻止亲水性聚合物的进一步迁移，由此在基材的表面上形成稳定的亲水性表面层，所述亲水性表面层比所述聚合物共混物包括更高浓度的亲水性聚合物。
因此，所得导管在其至少一部分上包括亲水性表面层，所述亲水性表面层在湿润状态时提供医疗装置的低摩擦表面特性，并且基材或基材的至少基底层由包含至少一种基础聚合物和至少一种亲水性聚合物的聚合物共混物制成，并且其中所述至少一种亲水性聚合物在亲水性表面层中的浓度高于在基底层或基材的内部中的浓度。因此，亲水性表面层不是作为涂层形成的，而是作为基底层或基材的整体部分形成的。
基材可以全部由基底层形成，并因此完全由指定的聚合物共混物形成。然而，基材还可以包括一个或更多个另外的支撑层，该另外的支撑层优选地布置在基底层的内部或下方。例如，基底层可以附接到由热塑性聚合物材料例如聚氨酯、聚烯烃及类似物制成的支撑层(或第二基底层)。在导管的情况下，这样的另外的支撑层优选地布置在包括指定的聚合物共混物的基底层内部，使得亲水性表面层面向导管的外部。基底层与另外的支撑层的附接可以以各种方式获得，例如通过共挤出及类似方式。
将基材布置在润湿液体中的步骤优选地包括将医疗装置与润湿液体一起布置在容器中，并且封闭该容器，如在图2和图3中图示的。据此，随后的照射步骤也可以实现医疗装置的灭菌。
亲水性聚合物的浓度在基底层或基材的整个内部中可以基本上相同，即在整个基底层/基材的内部具有均匀的共混物。然而，代替完全均匀的，基底层的内部可以包括至少两个不同的子层，其中较靠近亲水性表面层的外子层所具有的基础聚合物和亲水性聚合物的共混物比在较远离所述亲水性表面层的内子层的相应的共混物中具有更高的亲水性聚合物的浓度。都包括基础聚合物和亲水性聚合物的共混物的这两个不同的子层可以例如被一起共挤出。
至少一种亲水性聚合物可以包括选自以下的至少一种材料：聚乙烯化合物、多糖、聚氨酯、聚丙烯酸酯或乙烯基化合物与丙烯酸酯或酸酐的共聚物、聚(烷基醚)，即聚氧化乙烯或聚氧化丙烯，例如聚氧乙烯(POE)，并且特别是聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯-吡咯烷酮(PVP)、肝素、葡聚糖、黄原胶、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙烯基吡咯烷酮与羟乙基甲基丙烯酸酯的共聚物或聚甲基乙烯基醚与马来酸酐的共聚物，及这些的共聚物。优选地，亲水性聚合物是可熔化的聚合物。
亲水性聚合物优选地是聚环氧乙烷(PEO)、聚(丙烯酸)、聚乙烯-吡咯烷酮和多糖例如羧甲基纤维素中的至少一种。在特别优选的实施方案中，亲水性聚合物包括聚环氧乙烷。
亲水性聚合物优选地具有相对高的分子量。优选地，亲水性聚合物具有至少50kDa、并且优选地至少100kDa、并且最优选地至少200kDa的分子量。
至少一种基础聚合物优选地是主要疏水性的聚合物。例如，至少一种基础聚合物可以包括聚烯烃和聚氨酯例如热塑性聚氨酯中的至少一种。
在使用聚烯烃的情况下，聚烯烃可以包括选自以下的组的至少一种聚合物：聚乙烯、聚丙烯以及苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。基础聚合物还可以包括聚烯烃和具有含活性氢的分子的至少一种组合物，所述分子优选地是其中活性氢经由氮与分子结合的分子。具有含活性氢的分子的化合物可以是聚合物或较小的分子，或这样的聚合物/分子的各种组合。具有含活性氢基团的分子的这样的组合物的实例是醇、酰胺、胺、氨基甲酸乙酯以及酸，并且特别地，酰胺、胺和氨基甲酸乙酯是优选的。
基底层或基材还可以包含填充剂材料，例如碳酸钙填充剂。
为了获得良好的机械性能，基材材料优选地以使得其满足以下要求中的至少某些、并且优选地基本上全部以下要求的方式来制备和构成：
●该材料应当具有足以用于意图的用途的硬度。例如，对于导尿管，肖氏A硬度应当优选地在75-85范围内，并且最优选地在78-82范围内。
●通过已知的灭菌方法灭菌的可能性。特别地，优选的是，基材具有耐辐射性，使得其能够耐受至少25kGy并且优选地至少50kGy而基本上不降解，以便能够实现医疗装置的辐射灭菌。
●该材料应当展示低弹性。
●该材料应当具有良好的扭结性能(kinking property)。
●该材料应当优选地是可熔化加工的(meltprocessable)、可挤出的或可用于模制，并且特别地可用于注射模制。
●该基材材料应当优选地是生物相容的。
●该基材材料应当优选地具有良好的尺寸稳定性。特别地，优选的是，由于涂覆工艺导致的导管的纵向收缩率小于原始长度的5％，并且优选地小于原始长度的1％。
实验
在第一系列(first line)的比较实验中，将PEO涂层共挤出到基于聚烯烃的基材的顶部。然而，发现所得的涂覆的基材不可用于导管。PEO涂层变得非常厚、不均匀并且最终在润湿时被溶解。
在第二系列的比较实验中，作出仅用PEO制成基材的尝试。即使该基材在表面上具有足够低的摩擦性能，它也不能被用作导管材料。在润湿期间，基材严重变形，大规模地溶胀，变得不稳定，具有差的机械性能等。
在根据本发明的实验中，使用以下材料：
●PEO：来自Dow Chemical的Polyox WSR N80。该聚环氧乙烷是可熔化的，并且具有约200kDa的分子量。
●PVP：PVP K90，由例如Sigma Aldrich出售。该聚合物在约190℃崩解但在低于这样的温度共混良好，并且具有高于300kDa的分子量。
●T60：热塑性聚氨酯，由Lubrizol以Tecophil HP-60D-20出售，具有允许一些吸水性的组分。
●T93：热塑性聚氨酯，由Lubrizol作为Tecophil HP-93-A-100出售，具有允许甚至更高吸水性的组分(即高于T60的吸水性)。
●PU：具有很低亲水性的热塑性聚氨酯，由Lubrizol以Pellethane 5863-82AE出售。
●PB：聚烯烃基础聚合物，其基于可商购的聚烯烃材料
●PE：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚醚二醇对苯二甲酸酯的嵌段共聚物，其由SK Chemicals以商品名称Skypel出售。
●填充剂：碳酸钙填充剂，Imercarb 10L，来自Imerys Carbonates。
●增容剂：来自DuPond的Fusabond E226。
在第一系列的实验中，制备各种共混物，包括基础聚合物和PEO的不同共混物。共混物借助于布拉本德掺合器(Brabender compounder)来掺合。吸湿材料例如T60、T93和PEO在掺合之前被干燥，以便获得更均匀的共混物。在下表1中，指定了基础聚合物的类型和量，以及掺合器的操作条件(温度、混合时间和混合速率)。
表1：在掺合器中混合的样品
发现所有样品充分地共混，并且特别地，聚氨酯共混非常好。这还通过研究从共混的材料压制出并且在被擦去之前被润湿持续30秒的膜来证实。通过比较润湿前和润湿后的表面的显微照片，看到在材料上形成结构，表明迁移出PEO。
此外，当润湿时，所有样品提供比基础聚合物本身平滑得多的表面。
在另外的实验中，将一些具有PU或T93作为基础聚合物的样品置于填充有1mL水的小瓶中。在从3分钟至1小时的一定时间之后，分析水，以确定已经浸出到水中的PEO的量。采用快速液相色谱法四极杆飞行时间质谱法(LC-QTOF)进行分析。
该实验的结果总结在下表2中，其中指定了润湿前样品的尺寸，以及样品的重量、浸出时间(即样品浸没在水中的时间)、样品的共混物的PEO含量、共混物的基础聚合物和在浸出后测定的水中的PEO浓度。
表2：PEO浸出到水中
可以看出，早已在几分钟内，大量的PEO已经从许多材料中浸出。这证实了PEO在与水接触时立即开始从表面迁移的发现。此外，可以确定的是，浸出的PEO的量随浸出时间而增加。因此，迁移的PEO的量可以通过尤其是对浸出时间的控制来控制。此外，当共混物中PEO的浓度较高时，浸出的PEO的量增加。
因此，基于此，推断出亲水性聚合物朝向基材表面并最终进入周围流体中的迁移可以尤其是通过控制在交联之前润湿被允许进行多长时间而被非常有效地控制。浸出和迁移效应仅发生在交联之前。在交联之后，已经发现迁移立即停止，并且当导管被浸没时，基本上没有亲水性聚合物浸出到润湿液体中。
在又一系列的实验中，共混物通过以下来制备：在布拉本德挤出机中的第一次运行，且然后接着在挤出机中的第二次运行，以进一步共混材料，并且以生产挤出的基材。在下表3中，指定了基础聚合物的类型和量，以及挤出机的操作条件(温度、混合时间和混合速率)。
表3：在挤出机中混合的样品
发现所有样品充分地共混，并且特别地，聚氨酯共混非常好，并且所有样品在润湿时提供比基底材料本身平滑得多的表面。
通过挤出这些样品材料来制备实心管(solid tube)。允许样品管在水中溶胀持续2小时，并且研究管的溶胀和润湿。当润湿时，在未润湿的、未溶胀的材料的芯周围形成润湿的、溶胀的材料的外层。随着时间的推移，外层厚度增加，并且芯逐渐减小，直至全部材料溶胀的点。如果实心管的直径最初在未溶胀的条件下为A，并且在2小时的溶胀之后，溶胀层的厚度为b，并且未溶胀的材料的剩余内芯的直径为a，则我们认为溶胀的量为(2×b)/(A-a)，并且润湿的量为(A-a)/A。样品的溶胀和润湿在下表中提供。
表4：溶胀和润湿
由此可以推断，具有PU的共混物比具有T93作为基础聚合物的共混物溶胀更少，但是在2小时之后已经被润湿的管的百分比是相当的。通常，对于两种类型的基础聚合物，较高比率的PEO提供较快的润湿过程和较高程度的溶胀。
然后将管与不同量但以确保管的完全润湿的体积的水一起包装在不透气的包装中。因此，用较少的水包装的管被包装在较小的容器中，具有“更紧密”的配合。在一小时之后，组件还经历56kGy的照射。
此外，管的亲水性表面层的摩擦和耐用性在所有情况下被主观地确定为非常好。然而，为了证实这一点，使用Harland FTS摩擦测试仪(Harland FTS Friction Tester)来评估一些样品，所述Harland FTS摩擦测试仪可得自Harland Medical Systems，具有100g的夹紧力和1.0cm/s的牵引速度。对于一些样品，摩擦测量还重复进行若干次，以便确定亲水性表面层的耐用性。此结果在下表中提供。
表5：摩擦系数
因此，所有样品都示出非常低的摩擦系数，这在所有情况下都类似于当今市场上最好的可商购的亲水性导尿管的摩擦系数，例如由Wellspect HealthCare(先前的Astra Tech)作为出售的亲水性导尿管。
此外，亲水性表面层在所有情况下都是非常耐用的，当经历5个或10个测量周期的广泛磨损时具有有限的劣化。在两个样品中，亲水性表面层似乎完全未受这种磨损影响。
“B3–紧密”是用非常有限量的水填充的样品。由于从导管浸出的PEO不能从表面扩散，因此其在材料周围形成更紧凑的凝胶。这提高了亲水性表面层的耐用性。
此外，一些填充的和固化的B3样品在人工气候室中被老化持续6个月。不能检测到材料的降解的迹象。
此外，B4共混物被用于挤出导管，并且在切割之后通过熔化和模制使一端形成为导管尖端，并且使用侧边打孔机(side punch)打出孔。发现生产的导管可用作导尿管，并且具有与当今市场上的导尿管相当的性能和特征。此外，发现导管的摩擦系数与上文讨论的实心管的摩擦系数相同。
在另外的实验中，将PEO与PE在掺合器中共混。使用各种组成的共混物，一些具有增容剂(来自DuPond的Fusabond E226)。在一些样品中还加入少量的填充剂。样品的组成在下表6中提供。
表6：在掺合器中混合的样品
所有化合物共混得很好。这还通过研究从共混的材料压制出并且在被擦去之前润湿持续60秒的膜来证实。通过比较润湿前和润湿后的表面的显微照片，看到在材料上形成结构，表明迁移出PEO。
此外，当润湿时，所有样品提供比基底材料本身平滑得多的表面。
在仍另外的实验中，PEO与PU并且PVP与PU分别在掺合器中共混。样品的组成在下表7中提供。
表7：在掺合器中混合的样品
再次，所有化合物足够好地共混。这还通过研究从共混的材料压制出并且在被擦去之前润湿持续60秒的膜来证实。通过比较润湿前和润湿后的表面的显微照片，看到在材料上形成结构，表明分别迁移出PEO和PVP。
再次，当润湿时，所有样品提供比基底材料本身平滑得多的表面。
结论和总结
现在已经关于不同的实施方案讨论了本发明。然而，本领域技术人员应当理解，若干另外的可选方案是可能的。例如，上文讨论的不同实施方案的特征可以自然地以许多其他方式组合。
还可以将本发明用于其他类型的医疗装置，并且例如用于除导尿管之外的其他类型的导管，例如血管导管或类似装置。
许多不同的材料还可以被用于导管组件的不同部分。具体地，各种基础聚合物和亲水性聚合物的其他共混物可以被使用，并且添加剂例如填充剂、增容剂等可以被包含。还可以在聚合物共混物中直接包含例如同渗质量摩尔浓度增加剂(osmolality increasing agent)，例如NaCl。
本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以使用与上文描述的方案类似的若干这样的可选方案，并且所有这样的修改都应当被认为是如所附权利要求中所限定的本发明的一部分。