BR112016001993B1

BR112016001993B1 - Micropartícula, artigo absorvente e método para formação de uma micropartícula

Info

Publication number: BR112016001993B1
Application number: BR112016001993-8A
Authority: BR
Inventors: Vasily A. Topolkaraev; Ryan J. Mceneany; Neil T. Scholl; Thomas A. Eby
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2021-11-30
Also published as: JP2016534163A; AU2014304191B2; EP3030609B1; US20160168349A1; RU2016107222A; KR101831079B1; WO2015019213A1; RU2630135C2; CN105408404B; US10889696B2; MX2016001386A; CN105408404A; BR112016001993A2; EP3030609A1; JP6083885B2; KR20160042430A; WO2015019213A4; EP3030609A4; AU2014304191A1

Abstract

micropartículas que têm uma distribuição de poros multimodal. micropartículas que têm uma distribuição de tamanho de poro multimodal são fornecidas. notavelmente, a estrutura de poros da presente invenção pode ser formada sem a necessidade de técnicas complexas e químicas solventes tradicionalmente empregadas para formar micropartículas porosas. em vez disso, as micropartículas contém um material polimérico que é formado a partir de uma composição termoplástica, que é simplesmente tensionada a certo grau para alcançar a estrutura de rede porosa desejada.

Description

Pedido Relacionado

[1] O presente pedido reivindica prioridade para o pedido provisório U.S. n° de série 61/863.947, depositado em 9 de agosto de 2013, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

Fundamentos da Invenção

[2] As micropartículas porosas são empregadas em muitas aplicações para uma ampla variedade de propósitos. Por exemplo, as micropartículas são, com frequência, usadas para entregar os agentes ativos, tal como emolientes, fragrâncias, filtros solares, repelentes de insectos, agentes antimicrobianos, agentes anti-inflamatórios, compostos de fármacos, etc. As micropartículas podem ser, igualmente, empregadas como suporte ou estrutura para suportar o crescimento das células e regeneração dos tecidos. Independente da aplicação específica, várias tentativas foram feitas para criar uma distribuição de poros multimodal dentro de tais partículas para acentuar sua funcionalidade. A Publicação de Patente U.S. n° 2011/0212179 para Liu, por exemplo, descrever o uso de micropartículas porosas multimodais como estruturas de suporte. As micropartículas contêm poros maiores que têm um tamanho de cerca de 50 a 500 micra e menores poros que têm um tamanho menor que 20 micra. Uma estrutura similar é descrita na Patente U.S. n° 6.377.198 para Levene, et al., que descreve um suporte poroso que têm uma fase de polímero substancialmente contínua com uma distribuição multimodal altamente interconectada de poros grandes e pequenos arredondados dentro das faixas observadas acima. Diz-se que os poros grandes fornecem suficientemente espaço aberto para a formação de tecido funcional dentro do suporte, enquanto diz-se que os poros menores são para formar canais entre os poros maiores para aumentar contato célula- célula, difusão de nutrientes e oxigênio às células, remoção de resíduos metabólicos para longe das células e padronização da superfície para ajudar a guiar as células.

[3] Infelizmente, um dos problemas comuns de tais micropartículas porosas é que as mesmas são formadas por etapas de processamento altamente complexas e ineficientes. Por exemplo, as micropartículas de Liu são formadas por um processo que inclui a formação de uma solução homogênea de um polímero de base dentro de uma mistura de solventes (por exemplo, 1,4-dioxano e água), a adição de um material de espaçador de macroporos (por exemplo, NaCl) à solução, a têmpera das gotículas da solução para solidificar o polímero de base em forma de partículas, da extracção de partículas a partir do dispositivo de extinção e, em seguida, lavando o material macroporos espaçador longe das partículas. Além de exigir múltiplas etapas de lavagem filtração, secagem, etc, tais técnicas também exigem o uso de solventes voláteis, que são indesejáveis com frequência.

[4] Como tal, uma necessidade atualmente existe para uma técnica melhorada para formação de micropartículas porosas.

Resumo da Invenção

[5] De acordo com uma modalidade da presente invenção, é divulgada uma micropartícula que compreende um material polimérico. O material polimérico é formado a partir de uma composição termoplástica contendo uma fase contínua que inclui um polímero matriz. Um aditivo de microinclusão e um aditivo de nanoinclusão são dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos. Ademais, uma rede porosa é definida no material que contém uma pluralidade de nanoporos e microporos.

[6] De acordo com outra modalidade da presente invenção, é divulgado um método para formar micropartícula que compreende mistura por fusão de um polímero matriz, um aditivo de microinclusão e um aditivo de nanoinclusão para formar a composição termoplástica, em que composição contém domínios discretos de aditivo de microinclusão e o aditivo de nanoinclusão disperso dentro de uma fase contínua que inclui polímero matriz; formar um material polimérico a partir da composição termoplástica; tensionar o material polimérico para alcançar uma rede porosa que contém uma pluralidade de nanoporos e microporos; e converter o material polimérico tensionado na micropartícula.

[7] Outras propriedades e aspectos da presente invenção serão discutidos com mais detalhes abaixo.

Breve Descrição das Figuras

[8] Uma descrição completa e esclarecedora da presente invenção, incluindo o seu melhor modo, direcionada às pessoas versadas na técnica, é estabelecida mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas nas quais:

[9] As Figs. 1-2 são microfotografias por MEV das partículas do Exemplo 1, em que as partículas são mostradas a 100X na Fig. 1 e a 1000X na Fig. 2;

[10] As Figs. 3-4 são microfotografias por MEV da película não estirada do Exemplo 2, caracterizada por ter sido cortada perpendicular ao sentido da máquina na Fig. 3 e paralela ao sentido da máquina na Fig. 4;

[11] As Figs. 5-6 são microfotografias por MEV da película estirada do Exemplo 2 (a película foi cortada paralelamente à orientação do sentido da máquina).

[12] As Figs. 7-8 são microfotografias por MEV da película não estirada do Exemplo 3, caracterizada por ter sido cortada perpendicular ao sentido da máquina na Fig. 7 e paralela ao sentido da máquina na Fig. 8; e

[13] As Figs. 9-10 são microfotografias por MEV da película estirada do Exemplo 3 (a película foi cortada paralelamente à orientação do sentido da máquina).

[14] O uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nas figuras tem como objetivo representar características ou elementos iguais ou análogos da invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Representativas Definições

[15] Conforme usado neste documento, os termos “administrar” e “administração” geralmente se refere ao ato de entregar uma substância a um indivíduo, tal como através de, mas sem se limitar a, entrega pulmonar (por exemplo, inalação), mucosal (por exemplo, intranasal), intra-dermal, intravenoso, intra-arterial, intra-ocular, intra-ósseo, intra-muscular e/ou qualquer outro método de entrega física descrita neste documento ou conhecido na técnica. Quando uma doença, ou um sintoma da mesma, está sendo tratada ou de outra forma gerenciada, a administração da substância tipicamente ocorre após o início da doença ou sintomas da mesma. Quando uma doença, ou sintoma da mesma, está sendo impedida, a administração da substância tipicamente ocorre antes do início da doença ou dos sintomas da mesma. Tal administração, em certas modalidades, resulta na substância entregue que entra em contato com a área alvo (por exemplo, um tecido ou órgão).

[16] Conforme usado neste documento, os termos “gerenciar”, “gerenciando” e “gerenciamento” geralmente referidos aos efeitos benéficos que um indivíduo deriva de uma terapia, que não resulta em uma cura da infecção. Em certas modalidades, por exemplo, um indivíduo é administrado uma ou mais terapias para gerenciar uma dada doença ou um ou mais sintomas relacionadas à mesma, de modo a impedir a progressão ou agravamento da doença.

[17] Conforme usado neste documento, o termo “indivíduo” pode incluir um mamífero, tal como um não-primata (por exemplo, vacas, porcos, cavalos, gatos, cachorros, ratos, coelhos, etc.) ou primata (por exemplo, macaco e humano). Em certas modalidades, o indivíduo é um humano.

[18] Conforme usado neste documento, o termo “construção de tecido”, “geração de tecido”, “engenharia de tecido” e “reparo de tecido” são usado de forma alternada e geralmente se referem aos processos e eventos associados à cura, recrescimento ou alteração de condições dos tecidos. Os tecidos podem incluir, mas não se limitam a, tecidos musculares, tecidos conectivos, gordura e tecidos nervosos. Os defeitos de tecido adequados para os métodos de tratamento e gerenciamento fornecidos neste documento podem incluir, mas não se limitam a, defeitos em um coração do indivíduo, vasos coronários, vasos sanguíneos, espinha dorsal, cartilagem, tendão, ligamento, seio, fígado, vesícula biliar, duto biliar, pâncreas, tecidos intestinais, sistema urinário, pele, hérnia e tecidos dentários.

[19] Conforme usado neste documento, os termos “tratar” e “tratamento” geralmente se referem a redução ou melhoria da progressão, severidade e/ou duração de uma doença ou sintoma da mesma.

Descrição detalhada

[20] Serão feitas referências detalhadas a diversas modalidades da invenção, com um ou mais exemplos descritos a seguir. Cada exemplo é fornecido à título de explicação da invenção, sem limitação da invenção. Na verdade, estará evidente aos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade para produzir ainda uma outra modalidade. Assim, pretende-se que a presente invenção abranja tais modificações e variações que estejam dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[21] Geralmente falando, a presente invenção é direcionada micropartículas que tem distribuição de tamanho de poro multimodal, que pode fornecer uma variedade benefício diferentes dependendo da aplicação específica. Quando empregado como estrutura de suporte, por exemplo, os microporos podem acentuar formação de tecido funcional dentro do suporte, enquanto os nanoporos podem ajudar a aumentar o contato célula-célula, difusão de nutrientes e oxigênio às células, remoção de resíduos metabólicos para longe das células e padronização de superfície para ajudar a guiar as células. A distribuição de poro multimodal também pode melhorar as dinâmicas de fluxo de sangue através e ao redor das partículas in vivo, assim como reduzir a resistência de fluxo de sangue, turbulência e diferenciais de pressão causados pelas partículas e, reduzindo, dessa forma, os gradientes perfusionais e a formação potencial de coágulos sanguíneos (trombogênese). A distribuição multimodal também pode permitir um local de sequestração de células, adesão e fixação ou diferenciação nos microporos, enquanto manter a perfusão através das partículas através ou dos microporos ou nanoporos.

[22] Igualmente, quando empregado na distribuição de agente ativos, as micropartículas também podem permitir que a taxa de entrega do agente seja ajustar para um uso específico. Por exemplo, a taxa de fluxo do agente ativo tende a ser maior através dos microporos do que dos nanoporos. Dessa forma, a presença de classes diferentes dos tamanhos de pores pode ajudar a criar um perfil de liberação na qual uma porção do agente ativo pode ser liberada relativamente rápida através dos microporos, enquanto outra porção do agente pode passar mais vagasoamente através dos nanoporos de modo que seja entregue ao longo de um período de tempo estendido. Entretanto, a rede porosa não é simplesmente uma combinação de diferentes tipos de poros. Em vez disso, por exemplo, devido ao seu alto grau de complexidade e volume de poros total, a rede porosa pode formar uma rota tortuosa que acentua ainda mais a habilidade de distribuir controlavelmente o agente ativo através de um período de tempo estendido.

[23] Notavelmente, a rede porosa única da presente invenção pode ser formada sem a necessidade de técnicas complexas e químicas solventes tradicionalmente empregadas para formar micropartículas porosas. Em vez disso, as micropartículas contém um material polimérico que é formado a partir de uma composição termoplástica, que é simplesmente tensionada a certo grau para alcançar a estrutura de rede porosa desejada. Mais particularmente, a composição termoplástica usada para formar o material polimérico contém aditivos de microinclusão e de nanoinclusão dispersos em uma fase contínua que inclui um polímero matriz. Os aditivos são geralmente selecionados de modo a serem parcialmente incompatíveis (por exemplo, módulo de elasticidade diferente) com o polímero matriz. Desta forma, os aditivos de microinclusão e nanoinclusão podem ser tornar dispersos dentro da fase contínua como domínios de fase em microescala e nanoescala discretos, respectivamente. Quando a composição for submetida a uma tensão de deformação, podem ser criadas áreas de intensificação de estresse nos e ao redor dos domínios, cujo local depende da natureza específica dos aditivos. Quando os aditivos de inclusão têm um módulo mais alto do que a polímero matriz, por exemplo, as áreas máximas de intensificação de tensão estão localizadas no polo dos domínios e alinhadas na direção da tensão aplicada. As áreas de intensificação de tensão criadas pelo aditivo de microinclusão podem sobrepor-se àquelas criadas pelo aditivo de nanoinclusão. Desta maneira, um aumento dramático na tensão local (isto é, amplificação de tensão) pode ocorrer em e em torno dos limites de inclusão, com os aditivos de nanoinclusão menores localizados nas áreas de intensificação de tensãdo aditivo de microinclusão exibindo a maior amplificação de tensão. Os presentes inventores descobriram que este fenômeno de amplificação de tensão pode iniciar um processo controlado e em cascata de desaglutinação e formação de poro em ou ao redor dos aditivos de inclusão, iniciando com os domínios de nanoinclusão menores exibindo a maior amplificação de tensão e propagando para os domínios de microinclusão maiores conforme se aumenta a tensão aplicada externa. Além disso, como os poros estão localizados adjacentes aos domínios discretos, uma ponte pode ser formada entre os limites dos poros, que agem como dobradiças estruturais internas para ajudar a evitar que os poros entrem em colapso.

[24] A forma em cascata na qual a formação de poros pode ser iniciada permite a formação de uma rede porosa com uma distribuição multimodal desejada. Por exemplo, uma pluralidade de microporos pode ser formada em ou ao redor dos domínios de microinclusão que têm uma dimensão de seção transversal média (por exemplo, largura ou diâmetro) de cerca de 0,5 a cerca de 30 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 20 micrômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 2 micrômetros a cerca de 15 micrômetros. Além disso, uma pluralidade de nanoporos pode ser formada em e/ou ao redor dos segundos domínios que têm uma dimensão de seção transversal média (por exemplo, largura ou diâmetro) de cerca de 1 a cerca de 500 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 450 nanômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 400 nanômetros. Deve ser entendido que múltiplos subtipos de poros podem existir dentro das faixas observadas acima. Em certas modalidades, por exemplo, os primeiros nanoporos podem ser formados que tem uma média de dimensão de seção transversal de cerca de 50 a cerca de 500 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 60 a cerca de 450 nanômetros e em algumas modalidades de cerca de 100 a cerca de 400 nanômetros, enquanto os segundos nanoporos podem ser formados que têm uma media de dimensão de corte transversal de cerca de 1 a cerca de 50 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 45 nanômetros e em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 40 nanômetros.

[25] Os microporos e/ou nanoporos podem ter qualquer forma regular ou irregular, tal como esférica, alongada, etc., e também pode ter uma proporção de formato (a proporção da dimensão axial em relação à dimensão de seção transversal) de cerca de 1 a cerca de 30, em algumas modalidades de cerca de 1,1 a cerca de 15 e, em outras modalidades, de cerca de 1,2 a cerca de 5. O volume médio percentual ocupado pelos microporos e nanoporos dentro de uma dada unidade de volume de material também pode ser de cerca de 15% a cerca de 80% por cm3, em algumas modalidades de cerca de 20% a cerca de 70% e, em algumas modalidades, de cerca de 30% a cerca de 60% por centímetro cúbico do material. Em certos casos, os nanoporos podem estar presentes em uma quantidade relativamente alta. Por exemplo, os nanoporos podem constituir de cerca de 15% em volume a cerca de 99% em volume; em algumas modalidades, de 20% em volume a cerca de 95% em volume; e em outras modalidades, de cerca de 40% em volume a cerca de 90% em volume do volume total de poros no material polimérico. Da mesma forma, os microporos podem constituir de cerca de 1% em volume a cerca de 85% em volume; em algumas modalidades, de 5% em volume a cerca de 80% em volume; e em outras modalidades, de cerca de 10% em volume a cerca de 60% em volume do volume total de poros no material polimérico.

[26] Os poros (por exemplo, microporos, nanoporos ou ambos) podem ser distribuídos de uma forma substancialmente homogênea por todo o material. Por exemplo, os poros podem ser distribuídos em colunas que são orientadas em um sentido geralmente perpendicular ao sentido em que a tensão é aplicada. Essas colunas podem ser geralmente paralelas umas às outras ao longo da largura do material. Sem ter intenção de ser limitado pelo teoria, acredita-se que a presença de uma rede porosa distribuída homogeneamente pode acentuar ainda mais o desempenho das micropartículas, como, por exemplo, acentuando sua habilidade para liberar de forma controlar um agente ativo.

[27] Serão descritas agora diversas modalidades da presente invenção com mais detalhes.

I. Composto termoplástico A. polímero matriz

[28] Tal como indicado acima, a composição termoplástica contém uma fase contínua dentro da qual os aditivos de microinclusão e nanoinclusão encontram-se dispersos. A fase contínua contém um ou mais polímeros matriciais, os quais constituem, tipicamente, cerca de 60% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades de cerca de 75% em peso a cerca de 98% em peso, e em algumas modalidade, de cerca de 80 % em peso a cerca de 95% em peso da composição termoplástica. A natureza do(s) polímero(s) da matriz usado(s) para formar a fase contínua não é essencial e qualquer polímero adequado pode ser usado, tal como poliésteres, poliolefinas, polímeros de estireno, poliamidas, etc. Em certas modalidades, por exemplo, os poliésteres podem ser usados na composição para formar a matriz de polímero. Qualquer um de uma variedade de poliésteres pode ser empregado, de forma geral, tal como poliésteres alifáticos, tais como policaprolactona, poliesteramidas, ácido polilático (PLA) e seus copolímeros, ácido poliglicólico, carbonatos de polialquileno (por exemplo, carbonato de polietileno), copolímeros de poli-3-hidroxibutirato (PHB), poli-3-hidroxivalerato (PHV), poli-3-hidroxibutirato-co-4- hidroxibutirato, poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato, poli-3-hidroxibutirato-co-3- hidroxioctanoato, poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxidecanoato, poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxioctadecanoato, e polímeros alifáticos à base de succinato (por exemplo, succinato de polibutileno, succinato adipato de polibutileno, succinato de polietileno, etc.); copoliésteres alifáticos- aromáticos (por exemplo, tereftalato adipato de polibutileno, tereftalato adipato de polietileno, adipato isoftalato de polietileno, adipato isoftalato de polibutileno, etc.); poliésteres aromáticos (por exemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, etc.); e assim por diante.

[29] Em certos casos, a composição termoplástica pode conter pelo menos um poliéster que é rígido por natureza e, assim, tem uma temperatura de transição vítrea relativamente alta. Por exemplo, a temperatura de transição vítrea (“Tg”) pode ser de cerca e 0 °C ou mais, em algumas modalidades de cerca de 5 °C a 100°C, em algumas modalidades, de cerca de 30 °C a cerca de 80°C, e em algumas modalidades, de cerca de 50 °C a cerca de 75°C. O poliéster também pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 140°C até cerca de 300°C, em algumas modalidades, de cerca de 150°C até cerca de 250°C, e, em algumas modalidades, de cerca de 160°C até cerca de 220°C. A temperatura de fusão pode ser determinada por meio de calorimetria exploratória diferencial (differential scanning calorimetry-DSC), de acordo com a norma ASTM D-3417. A temperatura de transição vítrea pode ser determinada pela análise mecânica dinâmica em conformidade com a ASTM E1640-09.

[30] Um poliéster rígido particularmente adequado é o ácido polilático, que pode ser derivado geralmente de unidades monoméricas de qualquer isômero de ácido lático, tal como ácido lático levógiro (“ácido L- lático”), ácido lático dextrógiro (“ácido D-lático”), ácido meso-lático ou combinações dos mesmos. As unidades monoméricas também podem ser formadas por anidridos de qualquer isômero do ácido lático, incluindo L- lactídeo, D-lactídeo, meso-lactídeo ou combinações dos mesmos. Dímeros cíclicos desses ácidos láticos e/ou lactídeos também podem ser empregados. Qualquer método de polimerização conhecido, tal como a policondensação ou polimerização por abertura de anel, pode ser usado para polimerizar o ácido lático. Uma pequena quantidade de um agente de extensão de cadeia (por exemplo, um composto di-isocianato, um composto epóxi ou anidrido ácido) também pode ser empregada. O ácido polilático pode ser um homopolímero ou um copolímero, tal como um que contenha unidades monoméricas derivadas do ácido L-lático e unidades monoméricas derivadas do ácido D-lático. Embora não seja necessária, a taxa do conteúdo de uma das unidades monoméricas derivadas do ácido L-lático e da unidade monomérica derivada do ácido D-lático é preferencialmente de cerca de 85% em mol ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 90% em mol ou mais e, em outras modalidades, de cerca de 95% em mol ou mais. Vários ácidos poliláticos, cada um com uma razão diferente entre a unidade monomérica derivada do ácido L-lático e da unidade monomérica derivada do ácido D- lático, podem ser misturados em qualquer porcentagem aleatória. Naturalmente, o ácido polilático pode ser misturado com outros tipos de polímeros (por exemplo, poliolefinas, poliésteres, etc.).

[31] Em uma modalidade específica, o ácido polilático tem a seguinte estrutura geral:

[32] Um exemplo específico de um polímero de ácido polilático adequado, que pode ser usado na presente invenção, está comercialmente disponível pela Biomer, Inc. de Krailling, Alemanha sob o nome BIOMER™ L9000. Outros polímeros de ácido polilático adequados estão comercialmente disponíveis pela Natureworks LLC de Minnetonka, Minnesota (NATUREWORKS®) ou Mitsui Chemical (LACEA™). Ainda outros ácidos poliláticos adequados podem estar descritos nas Patentes U.S. n°s. 4.797.468; 5.470.944; 5.770.682; 5.821.327; 5.880.254; e 6.326.458.

[33] O ácido polilático normalmente tem um número de peso molecular médio (“Mn”) que varia de cerca de 40.000 a cerca de 180.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 50.000 a cerca de 160.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 80.000 a cerca de 120.000 gramas por mol. Da mesma forma, o polímero normalmente também tem um peso molecular ponderal médio (“Mw”) que varia de cerca de 80.000 a cerca de 250.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 100.000 a cerca de 200.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 110.000 a cerca de 160.000 gramas por mol. A razão entre o peso molecular ponderal médio e o número do peso molecular médio (“Mw/Mn”), isto é, o “índice de polidispersividade”, também é relativamente baixa. Por exemplo, o índice de polidispersividade varia normalmente de cerca de 1,0 a cerca de 3,0, em algumas modalidades, de cerca de 1,1 a cerca de 2,0, e, em modalidades, de cerca de 1,2 a cerca de 1,8. Os pesos e os pesos moleculares médios em número podem ser determinados por métodos conhecidos aos versados na técnica.

[34] O ácido polilático pode ter também uma viscosidade aparente de cerca de 50 a cerca de 600 Pascal-segundos (Pa^s), em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 500 Pa^s e, em algumas modalidades, de cerca de 200 a cerca de 400 Pa^s, conforme determinado a uma temperatura de 190°C e uma taxa de cisalhamento de 1000 seg-1. A taxa de fluxo de fusão do ácido polilático (em uma base seca) também pode variar de cerca de 0,1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 20 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 15 gramas por 10 minutos, determinada em uma carga de 2160 gramas e a 190°C.

[35] Alguns tipos de poliéster puro (por exemplo, ácido polilático) podem absorver água do ambiente, tal que tenha um teor de umidade de cerca de 500 a 600 partes por milhão (“ppm”), ou ainda maior, com base no peso seco do ácido polilático inicial. O teor de umidade pode ser determinado de várias maneiras, conforme é conhecido na técnica, tal como de acordo com ASTM D 7191-05, como descrito abaixo. Uma vez que a presença da água durante o processamento por fusão pode degradar hidroliticamente o poliéster e reduzir seu peso molecular, às vezes é desejado secar o poliéster antes de misturá-lo. Na maioria das modalidades, por exemplo, é desejado que o poliéster tenha um teor de umidade de cerca de 300 partes por milhão (“ppm”) ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 200 ppm ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 100 ppm, antes da mistura com os aditivos de microinclusão e nanoinclusão. A secagem do poliéster pode ocorrer, por exemplo, em uma temperatura de cerca de 50 °C a cerca de 100 °C e, em algumas modalidades, de cerca de 70 °C a cerca de 80 °C.

B. Aditivo de microinclusão

[36] Conforme usado neste documento, o termo “aditivo de microinclusão” refere-se, geralmente, a qualquer material amorfo, cristalino ou semicristalino capaz de ser dispersado no interior da matriz de polímero na forma de domínios discreto de tamanho em microescala. Por exemplo, antes do tensionamento, os domínios podem ter uma dimensão de seção transversal média de cerca de 0,05 μm a cerca de 30 μm, em algumas modalidades, de cerca de 0,1 μm a cerca de 25 μm, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 μm a cerca de 20 μm, e em algumas modalidades, de cerca de 1 μm a cerca de 10 μm. O termo “dimensão de seção transversal” se refere geralmente a uma dimensão característica (por exemplo, largura ou diâmetro) de um domínio, que é substancialmente ortogonal a seu eixo principal (por exemplo, comprimento) e também substancialmente ortogonal ao sentido da tensão aplicada durante o tensionamento. Embora formados normalmente a partir do aditivo de microinclusão, deve ser entendido que os domínios em microescala também podem ser formados a partir de uma combinação dos aditivos de microinclusão e nanoinclusão e/ou outros componentes da composição.

[37] O aditivo de microinclusão é geralmente polimérico por natureza e possui um peso molecular relativamente alto para ajudar a melhorar a resistência à fusão e estabilidade da composição termoplástica. Normalmente, o polímero de microinclusão pode ser geralmente imiscível com polímero matriz. Dessa forma, o aditivo pode ser melhor espalhado como os domínios de fase discretos dentro de uma fase contínua do polímero matriz. Os domínios discretos são capazes de absorver energia decorrente de uma força externa, o que aumenta a rigidez e a resistência geral do material resultante. Os domínios podem ter vários formatos diferentes, tais como elípticos, esféricos, cilíndricos, em forma de placa, tubulares, etc. Em uma modalidade, por exemplo, os domínios têm uma forma substancialmente elíptica. A dimensão física de um domínio individual é, tipicamente, pequena o suficiente para minimizar a propagação de rachaduras através do material polimérico quando da aplicação de tensão externo, mas grande o suficiente para iniciar deformação plástica microscópica e permitir cisalhamento e/ou zonas de intensidade de tensão em e à volta de inclusões de partículas.

[38] Embora os polímeros possam ser imiscíveis, o aditivo de microinclusão pode, no entanto, ser selecionado por ter um parâmetro de solubilidade que seja relativamente semelhante a polímero matriz. Isso pode melhora a compatibilidade interfacial e interação física dos limites das fases discretas e contínuas e reduzir, dessa forma, a probabilidade de que a composição irá fraturar. Nesse sentido, a razão do parâmetro de solubilidade para polímero matriz àquela do aditivo tipicamente de cerca de 0, 5 a cerca de 1,5 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,8 a cerca de 1,2. Por exemplo, o aditivo de microinclusão polimérico pode ter um parâmetro de solubilidade de cerca de 15 a cerca de 30 MJoules1/2/m3/2 e, em algumas modalidades, de cerca de 18 a cerca de 22 MJoules1/2/m3/2, enquanto o ácido polilático pode ter um parâmetro de solubilidade de cerca de 20,5 MJoules1/2/m3/2. O termo “parâmetro de solubilidade”, como usado neste documento, refere-se ao “Parâmetro de Solubilidade de Hildebrand”, que é a raiz quadrada da densidade da energia coesiva e é calculada de acordo com a seguinte equação:

em que: Δ Hv = calor de vaporização R = Constante ideal dos gases T = Temperatura Vm = Volume molecular

[39] Os parâmetros de solubilidade de Hildebrand para diversos polímeros também estão disponíveis pela Solubility Handbook of Plastics, de Wyeych (2004), que está incorporado neste documento por referência.

[40] O aditivo de microinclusão também pode ter uma determinada taxa de fluxo de fusão (ou viscosidade) para garantir que os domínios discretos e os poros resultantes possam ser mantidos adequadamente. Por exemplo, se a taxa de fluxo de fusão do aditivo for muito alta, ele tende a fluir e a se dispersar de forma incontrolável pela fase contínua. Isto resulta em domínios lamelares ou semelhantes a placa ou em estruturas de fase co-contínua que são difíceis de manter e também prováveis de rachar prematuramente. Por outro lado, se a taxa de fluxo de fusão do aditivo for muito baixa, ele tenderá a se aglutinar e formar domínios elípticos muito grandes, que são difíceis de dispersar durante a mistura. Isto poderá provocar uma distribuição irregular do aditivo por toda a fase contínua. Nesse aspecto, os presentes inventores descobriram que a razão entre a taxa de fluxo de fusão do aditivo de microinclusão e a taxa de fluxo de fusão do polímero matriz é normalmente de cerca de 0,2 a cerca de 8, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 6 e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 5. O aditivo de microinclusão pode, por exemplo, ter uma taxa de fluxo de fusão de cerca de 0,1 a cerca de 250 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 200 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 150 gramas por 10 minutos, determinada numa carga de 2160 gramas e a 190°C.

[41] Além das propriedades observadas acima, as características mecânicas do aditivo de microinclusão podem também ser selecionadas para alcançar a rede porosa desejada. Por exemplo, quando uma mistura do polímero matriz e do aditivo de microinclusão é aplicada com uma força externa, as concentrações de tensão (por exemplo, incluindo tensão normal ou de cisalhamento) e as zonas de produção de cisalhamento e/ou de plástico podem ser iniciadas ao redor dos e nos domínios de fase discreta como um resultado das concentrações de tensão que surgem de uma diferença no módulo elástico do aditivo e do polímero matriz. Concentrações maiores de tensão promovem um fluxo plástico localizado mais intenso nos domínios, permitindo que eles se tornem significativamente alongados quando tensões são aplicadas. Esses domínios alongados permitem que a composição apresente um comportamento mais flexível e macio do que o polímero matriz, tal como quando esta é uma resina de poliéster rígida. Para melhorar as concentrações de tensão, o aditivo de microinclusão pode ser selecionado para ter um módulo de elasticidade de Young relativamente baixo, em comparação ao polímero matriz. Por exemplo, a razão entre o módulo de elasticidade do polímero matriz e o do aditivo é normalmente de cerca de 1 a cerca de 250, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 100 e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 50. O módulo de elasticidade do aditivo de microinclusão pode, por exemplo, variar de cerca de 2 a cerca de 1000 megapascais (MPa), em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 500 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 200 MPa. Por outro lado, o módulo de elasticidade do ácido polilático, por exemplo, é normalmente de cerca de 800 MPa a cerca de 3000 MPa.

[42] Embora uma grande variedade de aditivos de microinclusão possa ser empregada, exemplos especialmente adequados desses aditivos podem incluir polímeros sintéticos, como poliolefinas (por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.); copolímeros estirênicos (por exemplo, estireno-butadieno-estireno, estireno-isopreno-estireno, estireno- etileno-propileno-estireno, estireno-etileno-butadieno-estireno, etc.); politetrafluoretilenos; poliésteres (por exemplo, poliéster reciclado, tereftalato de polietileno, etc.); acetatos de polivinila (por exemplo, poli(etileno vinil acetato), acetato de cloreto de polivinila, etc.); álcoois polivinílicos (por exemplo, álcool polivinílico, poli(etileno vinil álcool), etc.); polivinil butiral; resinas acrílicas (por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, etc.); poliamidas (por exemplo, nylon); cloretos de polivinila; cloretos de polivinilideno; poliestirenos; poliuretanos, etc. Poliolefinas adequadas podem, por exemplo, incluir polímeros de etileno (por exemplo, polietileno de baixa densidade (“LDPE”), polietileno de alta densidade (“HDPE”), polietileno linear de baixa densidade (“LLDPE”), etc.), homopolímeros de propileno (por exemplo, sindiotáticos, atáticos, isotáticos, etc.), copolímeros de propileno e assim por diante.

[43] Em uma determinada modalidade, o polímero é um polímero de propileno, tal como o homopolipropileno, ou um copolímero de propileno. O polímero de propileno pode, por exemplo, ser formado por um homopolímero de polipropileno substancialmente isotático ou por um copolímero contendo quantidade igual ou menor que cerca de 10% do outro monômero, isto é, pelo menos cerca de 90% em peso do propileno. Tais homopolímeros podem ter um ponto de fusão de cerca de 160 °C a cerca de 170 °C.

[44] Ainda em outra modalidade, a poliolefina pode ser um copolímero de etileno ou propileno com outra α-olefina, como uma α-olefina C3-C20 ou uma α-olefina C3-C12. Exemplos específicos de α-olefinas adequadas incluem 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1- penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1- dodeceno; e estireno. Os comonômeros particularmente desejados de α- olefina são 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. O teor de etileno ou propileno de tais copolímeros pode variar de cerca de 60% em mol a cerca de 99% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 80% em mol a cerca de 98,5% em mol, e em algumas modalidades, de cerca de 87% em mol a cerca de 97,5% em mol. O teor de α-olefina pode variar de cerca de 1% em mol a cerca de 40% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 1,5% em mol a cerca de 15% em mol, e em algumas modalidades, de cerca de 2,5% em mol a cerca de 13% em mol.

[45] Exemplos de copolímeros de olefina para uso na presente invenção incluem copolímeros à base de etileno disponíveis sob a designação de EXACT™, da ExxonMobil Chemical Company de Houston, Texas. Outros copolímeros de etileno adequados estão disponíveis sob a designação de ENGAGE™, AFFINITY™, DOWLEX™ (LLDPE) e ATTANE™ (ULDPE) da Dow Chemical Company de Midland, Michigan. Outros polímeros de etileno adequados são descritos nas Patentes U.S. n°s 4.937.299 para Ewen et al.; 5.218.071 para Tsutsui et al.; 5.272.236 para Lai, et al.; e 5.278.272 para Lai, et al. Copolímeros de propileno adequados também estão comercialmente disponíveis sob as designações de VISTAMAXX™ da ExxonMobil Chemical Co. de Houston, Texas; FINA™ (por exemplo, 8573) da Atofina Chemicals de Feluy, Bélgica; TAFMER™ disponível pela Mitsui Petrochemical Industries; e VERSIFY™, disponível pela Dow Chemical Co. de Midland, Michigan. Homopolímeros de polipropileno adequados podem incluir polipropileno da Exxon Mobil 3155, resinas da Exxon Mobil Achieve™ e resina da Total M3661 PP. Outros exemplos de polímeros de propileno adequados são descritos nas Patentes U.S. n°s 6.500.563 para Datta et al.; 5.539.056 para Yang et al.; e 5.596.052 para Resconi et al.

[46] Uma grande variedade de técnicas conhecidas pode ser empregada, de forma geral, para formar os copolímeros de olefina. Por exemplo, os polímeros de olefina podem ser formados usando um radical livre ou um catalisador de coordenação (por exemplo, Ziegler-Natta). Preferencialmente, o polímero de olefina é formado por um catalisador de coordenação de sítio único, tal como um catalisador metalocênico. Tal sistema de catalisador produz copolímeros de etileno, nos quais o comonômero é distribuído aleatoriamente dentro de uma cadeia molecular e distribuído uniformemente entre as diferentes frações de peso molecular. Poliolefinas catalisadas por metaloceno são descritas, por exemplo, na Patente U.S. 5.571.619 para McAlpin et al.; 5.322.728 para Davis et al.; 5.472.775 para Obijeski et al.; 5.272.236 para Lai et al.; e 6.090.325 para Wheat, et al. Exemplos de catalisadores metalocênicos incluem dicloreto de bis(n-butilciclopentadienil)titânio, dicloreto de bis(n- butilciclopentadienil)zircônio, cloreto de bis(ciclopentadienil)escândio, dicloreto de bis(indenil)zircônio, dicloreto de bis(metilciclopentadienil)titânio, dicloreto de bis(metilciclopentadienil)zircônio, cobaltoceno, tricloreto de ciclopentadieniltitânio, ferroceno, dicloreto de hafnoceno, dicloreto de isopropil(ciclopentadienil,-1-flourenil)zircônio, dicloreto de molibdoceno, niqueloceno, dicloreto de nioboceno, rutenoceno, dicloreto de titanoceno, hidreto de cloreto de zirconoceno, dicloreto de zirconoceno e assim por diante. Os polímeros produzidos usando catalisadores metalocênicos normalmente têm uma faixa estreita de peso molecular. Por exemplo, polímeros catalisados por metaloceno podem ter números de polidispersividade (Mw/Mn) abaixo de 4, distribuição controlada de ramificação de cadeia curta e isotaticidade controlada.

[47] Independentemente dos materiais empregados, a porcentagem relativa do aditivo de microinclusão na composição termoplástica é selecionada para atingir as propriedades desejadas sem afetar significativamente as propriedades básicas da composição. Por exemplo, o aditivo de microinclusão é normalmente empregado numa quantidade de cerca de 1% em peso a cerca de 30% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 25% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 20% em peso da composição termoplástica, com base no peso da fase contínua (polímero(s) de matriz). A concentração do aditivo de microinclusão em toda a composição termoplástica pode constituir cerca de 0,1% em peso a cerca de 30% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 25% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso.

C. Aditivo de nanoinclusão

[48] Como usado neste documento, o termo “aditivo de nanoinclusão” refere-se geralmente a qualquer material amorfo, cristalino ou semicristalino que seja capaz de ser disperso dentro da matriz de polímero na forma de domínios discretos de um tamanho em nanoescala. Por exemplo, antes do tensionamento, os domínios podem ter uma dimensão de seção transversal média de cerca de 1 a cerca de 1000 nanômetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 800 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 500 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 200 nanômetros. Deve ser igualmente compreendido que os domínios em nanoescala podem também ser formados a partir de uma combinação de aditivos de microinclusão e nanoinclusão e/ou outros componentes da composição. Por exemplo, o aditivo de nanoinclusão é normalmente empregado numa quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição termoplástica, com base no peso da fase contínua (polímero(s) da matriz). A concentração do aditivo de nanoinclusão em toda a composição termoplástica pode ser de cerca de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,3% em peso a cerca de 6% em peso da composição termoplástica.

[49] O aditivo de nanoinclusão pode ser polimérico por natureza e possuir um peso molecular relativamente alto para ajudar a melhorar a resistência à fusão e estabilidade da composição termoplástica. Para aumentar sua capacidade de se tornar disperso nos domínios em nanoescala, o aditivo de nanoinclusão também pode ser selecionado a partir de materiais que são geralmente compatíveis com o polímero matriz e com o aditivo de microinclusão. Isto pode ser particularmente útil quando o polímero matriz ou o aditivo de microinclusão possui uma fração polar, tal como um poliéster. Um exemplo de tal aditivo de nanoinclusão é uma poliolefina funcionalizada. O composto polar pode, por exemplo, ser fornecido por um ou mais grupos funcionais e o componente apolar pode ser fornecido por uma olefina. O composto de olefina do aditivo de nanoinclusão pode geralmente ser formado por qualquer monômero de α-olefina ramificado ou linear, oligômero, ou polímero (incluindo copolímeros) derivado de um monômero de olefina, conforme descrito acima.

[50] O grupo funcional do aditivo de nanoinclusão pode ser qualquer grupo, segmento e/ou bloco molecular que forneça um componente polar para a molécula e não seja compatível com o polímero matriz. Exemplos de segmento e/ou blocos moleculares não compatíveis com poliolefina podem incluir acrilatos, estirenos, poliésteres, poliamidas, etc. O grupo funcional pode ter uma natureza iônica e compreender íons metálicos carregados. Grupos funcionais especialmente adequados são anidrido maleico, ácido maleico, ácido fumárico, maleimida, hidrazida do ácido maleico, um produto da reação do anidrido maleico e da diamina, anidrido metilnadico, anidrido dicloromaleico, amida do ácido maleico, etc. As poliolefinas modificadas por anidrido maleico são especialmente adequadas para uso na presente invenção. Essas poliolefinas modificadas são normalmente formadas pelo enxerto de anidrido maleico em um material da estrutura principal polimérica. Essas poliolefinas maleatadas estão disponíveis pela E. I. du Pont de Nemours and Company sob a designação de Fusabond®, tal como a série P (polipropileno modificado quimicamente), série E (polietileno modificado quimicamente), série C (acetato de etileno vinil modificado quimicamente), série A (copolímeros ou terpolímeros de acrilato de etileno modificados quimicamente) ou série N (etileno-propileno, monômero de dieno de etileno-propileno (“EPDM”) ou etileno-octeno modificados quimicamente). Alternativamente, as poliolefinas maleatadas também estão disponíveis pela Chemtura Corp. sob a designação de Polybond® e Eastman Chemical Company sob a designação de Eastman série G.

[51] Em certas modalidades, o aditivo de nanoinclusão também pode ser reativo. Um exemplo desse aditivo de nanoinclusão reativo é um poliepóxido que contém, em média, pelo menos dois anéis de axirano por molécula. Sem a intenção de se limitar pela teoria, acredita-se que essas moléculas de poliepóxido podem induzir uma reação do polímero matriz (por exemplo, poliéster) sob determinadas condições, melhorando, desse modo, sua resistência à fusão sem reduzir significativamente a temperatura de transição vítrea. A reação pode envolver a extensão da cadeia, a ramificação de cadeia lateral, enxerto, formação de copolímero, etc. A extensão da cadeia, por exemplo, pode ocorrer por meio de uma variedade de vias reativas diferentes. Por exemplo, o modificador pode permitir uma reação nucleofílica para abertura de anel através de um grupo carboxil terminal de um poliéster (esterificação) ou através de um grupo hidroxila (eterificação). As reações laterais da oxazolina podem ocorrer para formar frações de ésteramida. Através dessas reações, o peso molecular do polímero matriz pode ser aumentado para agir contra a degradação frequentemente durante o processo de fusão. Embora seja desejável induzir uma reação com o polímero matriz conforme descrito acima, os presentes inventores constataram que muita reação pode provocar a reticulação entre as estruturas principais do polímero. Se essa reticulação foi permitida prosseguir até uma extensão significativa, a mistura do polímero resultante poderá se tornar frágil e difícil de processar em um material com as propriedades desejadas de resistência e alongamento.

[52] Nesse aspecto, os presentes inventores descobriram que poliepóxidos com uma funcionalidade de epóxi relativamente baixa são particularmente eficazes, o que pode ser quantificado por seu “peso equivalente em epóxi”. O peso equivalente em epóxi reflete a quantidade de resina que contém uma molécula de um grupo epóxi e pode ser calculado dividindo o peso molecular médio em número do modificador pela quantidade de grupos epóxi na molécula. O poliepóxido da presente invenção normalmente tem um peso molecular médio em número de cerca de 7.500 a cerca 250.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 15.000 a cerca de 150.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 20.000 a cerca de 100.000 gramas por mol, com um índice de polidispersividade que varia de 2,5 a 7. O poliepóxido pode conter menos de 50, em algumas modalidades, de 5 a 45 e, em algumas modalidades, de 15 a 40 grupos epóxi. Por sua vez, o peso equivalente em epóxi pode ser menor que cerca de 15.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 200 a cerca de 10.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 500 a cerca de 7.000 gramas por mol.

[53] O poliepóxido pode ser um homopolímero ou copolímero linear ou ramificado (por exemplo, aleatório, enxerto, bloco, etc.) contendo grupos epóxi terminais, unidades de oxirano esquelético, e/ou grupos epóxi pendentes. Os monômeros empregados para formar esses poliepóxidos podem variar. Em uma modalidade específica, por exemplo, o poliepóxido contém pelo menos um componente monomérico (met)acrílico epóxi- funcional. Conforme usado neste documento, o termo “(met)acrílico” inclui monômeros acrílicos e metacrílicos, bem como seus sais ou ésteres, tais como monômeros de acrilato e metacrilato. Por exemplo, os monômeros (met)acrílicos epóxi-funcionais adequados podem incluir, mas não estão limitados a, aqueles contendo grupos 1,2-epóxi, tais como acrilato de glicidil e metacrilato de glicidil. Outros monômeros epóxi-funcionais adequados incluem o alil glicidil éter, etacrilato de glicidil e itoconato de glicidil.

[54] O poliepóxido normalmente tem um peso molecular relativamente alto, como indicado acima, para que possa não apenas resultar na extensão de cadeia, mas também a atingir a morfologia desejada da mistura. A taxa de fluxo de fusão resultante do polímero está, assim, normalmente dentro de uma faixa de cerca de 10 a cerca de 200 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 40 a cerca de 150 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 60 a cerca de 120 gramas por 10 minutos, determinada numa carga de 2160 gramas e a uma temperatura de 190°C.

[55] Se desejado, monômeros adicionais também podem ser empregados no poliepóxido para ajudar a atingir o peso molecular desejado. Esses monômeros podem variar e incluir, por exemplo, monômeros de éster, monômeros (meta)acrílicos, monômeros de olefina, monômeros de amida, etc. Em uma determinada modalidade, por exemplo, o poliepóxido inclui pelo menos um monômero α-olefina linear ou ramificado, como aqueles com 2 a 20 átomos de carbono e preferencialmente com 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos específicos incluem etileno, propileno, 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno e propileno.

[56] Outro monômero adequado pode incluir um monômero (met)acrílico que não seja epóxi-funcional. Exemplos desses monômeros (met)acrílicos podem incluir acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de n- propil, acrilato de i-propil, acrilato de n-butil, acrilato de s-butil, acrilato de i- butil, acrilato de t-butil, acrilato de n-amil, acrilato de i-amil, acrilato de isobornil, acrilato de n-hexil, acrilato de 2-etilbutil, acrilato de 2-etilhexil, acrilato de n-octil, acrilato de n-decil, acrilato de metilciclohexil, acrilato de ciclopentil, acrilato de ciclohexil, metacrilato de metil, metacrilato de etil, metacrilato de 2-hidroxietil, metacrilato de n-propil, metacrilato de n-butil, metacrilato de i-propil, metacrilato de i-butil, metacrilato de n-amil, metacrilato de n-hexil, metacrilato de i-amil, metacrilato de s-butil, metacrilato de t-butil, metacrilato de 2-etilbutil, metacrilato de metilciclohexil, metacrilato de cinamil, metacrilato de crotil, metacrilato de ciclohexil, metacrilato de ciclopentil, metacrilato de 2-etoxietil, metacrilato de isobornil, etc., assim como combinações dos mesmos.

[57] Em uma modalidade particularmente desejável da presente invenção, o poliepóxido é um terpolímero formado por um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional, um componente monomérico de α-olefina, e um componente monomérico (met)acrílico não epóxi-funcional. Por exemplo, o poliepóxido pode ser metacrilato de poli(etileno-co- metilacrilato-co-glicidil), que tem a seguinte estrutura:

em que x, y e z são 1 ou maiores.

[58] O monômero epóxi-funcional pode ser transformado em um polímero usando uma variedade de técnicas conhecidas. Por exemplo, um monômero contendo grupos funcionais polares pode ser enxertado na estrutura principal de um polímero para formar um copolímero de enxerto. Tais técnicas de enxerto são bem conhecidas na técnica e descritas, por exemplo, na Patente U.S. n° 5.179.164. Em outras modalidades, um monômero contendo grupos epóxi-funcionais pode ser copolimerizado com um monômero para formar um bloco ou copolímero aleatório usando técnicas conhecidas de polimerização de radical livre, tais como reações de alta pressão, sistemas de reação com catalisador Ziegler-Natta, sistemas de reação com catalisador de sítio único (por exemplo, metaloceno), etc.

[59] A parte relativa do(s) componente(s) monomérico(s) pode ser selecionada para atingir um equilíbrio entre a reatividade de epóxi e a taxa de fluxo de fusão. Mais especificamente, um alto teor de monômero de epóxi pode resultar em uma boa reatividade com o polímero matriz, mas um teor muito alto pode reduzir a taxa de fluxo de fusão de tal forma que o poliepóxido afete negativamente a resistência à fusão da mistura de polímero. Assim, na maioria das modalidades, o(s) monômero(s) (met)acrílico(s) epóxi-funcionais constitui(em) cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 4% em peso a cerca de 15% em peso do copolímero. O(s) monômero(s) de α-olefina também pode(m) constituir de cerca de 55% em peso a cerca de 95% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 60% em peso a cerca de 90% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 65% em peso a cerca de 85% em peso do copolímero. Quando empregados, outros componentes monoméricos (por exemplo, monômeros (met)acrílicos não epóxi-funcionais) podem constituir de cerca de 5% em peso a cerca de 35% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 8% em peso a cerca de 30% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 25% em peso do copolímero. Um exemplo específico de um poliepóxido adequado que pode ser usado na presente invenção está comercialmente disponível pela Arkema sob o nome de LOTADER® AX8950 ou AX8900. O LOTADER® AX8950, por exemplo, tem uma taxa de fluxo de fusão de 70 a 100 g/10 min e tem um teor de monômero de metacrilato de glicidil de 7% em peso a 11% em peso, um teor de monômero de acrilato de metil de 13% em peso a 17% em peso, e um teor de monômero de etileno de 72% em peso a 80% em peso. Outro poliepóxido adequado está comercialmente disponível pela DuPont sob o nome de ELVALOY® PTW, que é um terpolímero de etileno, acrilato de butil, e metacrilato de glicidil e tem uma taxa de fluxo de fusão de 12 g/10 min.

[60] Além de controlar o tipo e o teor relativo dos monômeros usados para formar o poliepóxido, a porcentagem em peso geral também pode ser controlada para atingir os benefícios desejados. Por exemplo, se o nível de modificação for muito baixo, o aumento desejado na resistência à fusão e nas propriedades mecânicas pode não ser obtido. Os presentes inventores também descobriram, no entanto, que se o nível de modificação for muito alto, o processamento poderá ficar restrita devido às fortes interações moleculares (por exemplo, reticulação) e formação de rede física pelos grupos epóxi-funcionais. Assim, o poliepóxido é normalmente empregado em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso do polímero matriz empregado na composição. O poliepóxido também pode constituir cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 8% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso total da composição.

[61] Outros aditivos de nanoinclusão de reação também podem ser empregados na presente invenção, como polímeros funcionalizados com oxazolina, polímeros funcionalizados com cianeto, etc. Quando empregados, esses aditivos de nanoinclusão reativos podem ser empregados dentro das concentrações indicadas acima para o poliepóxido. Em uma modalidade específica, uma poliolefina enxertada com oxazolina pode ser empregada que é uma poliolefina enxertada com um monômero contendo um anel de oxazolina. A oxazolina pode incluir uma 2-oxazolina, tal como 2-vinil-2- oxazolina (por exemplo, 2-isopropenil-2-oxazolina), 2-graxo-alquil-2- oxazolina (por exemplo, obteníveis pela etanolamina de ácido oleico, ácido linoleico, ácido palmitoleico, ácido gadoleico, ácido erúcico e/ou ácido araquidônico) e combinações dos mesmos. Em outra modalidade, a oxazolina pode ser selecionada dentre maleinato de ricinoloxazolina, undecil- 2-oxazolina, soja-2-oxazolina, rícino-2-oxazolina e combinações dos mesmos, por exemplo. Ainda em outra modalidade, a oxazolina é selecionada dentre 2-isopropenil-2-oxazolina, 2-isopropenil-4,4-dimetil-2- oxazolina e combinações dos mesmos.

[62] Nanocargas também podem ser usadas, tais como negro de carbono, nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, nanoargilas, nanopartículas metálicas, nanossílica, nanoalumina, etc. Nanoargilas são especialmente adequadas. O termo “nanoargila” refere-se geralmente a nanopartículas de um material de argila (um mineral de ocorrência natural, um mineral organicamente modificado, ou um nanomaterial sintético), que normalmente têm uma estrutura de plaquetas. Exemplos de nanoargilas incluem, por exemplo, montmorilonite (estrutura de argila esmectite em camadas 2:1), bentonita (filossilicato de alumínio formado principalmente por montmorilonite), caulinite (aluminossilicato 1:1 tendo uma estrutura lamelar e da fórmula empírica Al2Si2O5(OH)4), Haloisite (aluminossilicato 1:1 tendo uma estrutura tubular e de fórmula empírica Al2Si2O5(OH)4), etc. Um exemplo de uma nanoargila adequada é Cloisite®, que é uma nanoargila de montmorilonite e está comercialmente disponível junto à Southern Clay Products, Inc. Outros exemplos de nanoargilas sintéticas incluem, mas não estão limitados a uma nanoargila hidróxido misto de metal, nanoargila de hidróxido em camada dupla (por exemplo, sepiocite), laponite, hectorite, saponite, indonite, etc.

[63] Se desejado, a nanoargila pode conter um tratamento de superfície para ajudar a melhorar a compatibilidade com o polímero matriz (por exemplo, poliéster). O tratamento de superfície pode ser orgânico ou inorgânico. Em uma modalidade, é empregado um tratamento de superfície orgânico que é obtido pela reação de um cátion orgânico com a argila. Cátions orgânicos adequados podem incluir, por exemplo, compostos de amônio organoquaternário que são capazes de trocar cátions com a argila, tais como o dimetil-bis[sebo hidrogenado] de cloreto de amônio (2M2HT), benzil metil bis[sebo hidrogenado] de cloreto de amônio (MB2HT), metil tris[alquilo de sebo hidrogenado] cloreto de (M3HT), etc. Exemplos de nanoargilas orgânicas disponíveis comercialmente podem incluir, por exemplo, Dellite® 43B (Laviosa Chimica de Livorno, Itália), que é uma argila de montmorilonite modificada com de sal de amônio de sebo dimetil benzil hidrogenado. Outros exemplos incluem Cloisite® 25A e Cloisite® 30B (Southern Clay Products) e Nanofil 919 (Süd Chemie). Se desejado, a nanocarga pode ser misturada com uma resina transportadora para formar um masterbatch que aumenta a compatibilidade do aditivo com os outros polímeros na composição. Resinas transportadoras particularmente adequadas incluem, por exemplo, poliésteres (por exemplo, ácido polilático, tereftalato de polietileno, etc.); poliolefinas (por exemplo, polímeros de etileno, polímeros de propileno, etc.); e assim por diante, conforme descrito em mais detalhes acima.

[64] Em determinadas modalidades da presente invenção, vários aditivos de nanoinclusão podem ser empregados em combinação. Por exemplo, um primeiro aditivo de nanoinclusão (por exemplo, poliepóxido) pode ser disperso na forma de domínios com uma dimensão de seção transversal média de cerca de 50 a cerca de 500 nanômetros, em algumas modalidades, de cerca de 60 a cerca de 400 nanômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 80 a cerca de 300 nanômetros. Um segundo aditivo de nanoinclusão (por exemplo, nanocarga) também pode ser disperso na forma de domínios que são menores que o primeiro aditivo nanoinclusivo, tal como aqueles com uma dimensão de seção transversal média de cerca de 1 a cerca de 50 nanômetros, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 45 nanômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 40 nanômetros. Quando empregados, o primeiro e/ou segundo aditivos de nanoinclusão normalmente constituem de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição termoplástica, com base no peso da fase contínua (polímero(s) da matriz). A concentração do primeiro e/ou segundo aditivos de nanoinclusão na composição termoplástica inteira pode de cerca de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso da composição termoplástica.

D. Outros componentes

[65] Uma ampla variedade de ingredientes pode ser usada na composição por diversas razões diferentes. Por exemplo, em uma modalidade específica, um modificador interfásico também pode ser empregado na composição termoplástica para ajudar a reduzir o grau de atrito e conectividade entre o aditivo de microinclusão e o polímero matriz e, assim, aumentar o grau e a uniformidade da descolagem. Desse modo, os poros podem ser distribuídos de uma forma mais homogênea por toda a composição. O modificador pode estar na forma líquida ou semissólida em temperatura ambiente (por exemplo, 25 °C) para que possua uma viscosidade relativamente baixa, permitindo que seja incorporado mais facilmente na composição termoplástica e migre mais facilmente para as superfícies do polímero. Nesse aspecto, a viscosidade cinemática do modificador interfásico é normalmente de cerca de 0,7 a cerca de 200 centistokes (“cs”), em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 100 cs e, em algumas modalidades, de cerca de 1,5 a cerca de 80 cs, determinada a 40 °C. Além disso, o modificador interfásico é também normalmente hidrofóbico para que tenha uma afinidade pelo aditivo de microinclusão, resultando, por exemplo, em uma alteração na tensão interfacial entre o polímero matriz e o aditivo. Ao reduzir as forças físicas nas interfaces entre o polímero matriz e o aditivo de microinclusão, acredita-se que a natureza hidrofóbica, de baixa viscosidade, do modificador possa ajudar a facilitar a descolagem. Conforme usado neste documento, o termo “hidrofóbico” normalmente se refere a um material que tem um ângulo de contato da água e ar de cerca de 40° ou mais e, em alguns casos, de cerca de 60° ou mais. Em contrapartida, o termo “hidrofílico” normalmente se refere a um material que tem um ângulo de contato da água e ar menor que cerca de 40°. Um teste adequado para medir o ângulo de contato é o ASTM D572599 (2008).

[66] Modificadores interfásicos hidrofóbicos, de baixa viscosidade, adequados podem incluir, por exemplo, silicones, copolímeros de silicone-poliéter, poliésteres alifáticos, poliésteres aromáticos, alquileno glicóis (por exemplo, etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, tetraetileno glicol, propileno glicol, polietileno glicol, polipropileno glicol, polibutileno glicol, etc.), alcano dióis (por exemplo, 1,3-propanodiol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2,2,4- trimetil-1,6 hexanodiol, 1,3-ciclohexanodimetanol, 1,4-ciclohexanodimetanol, 2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol, etc.), óxidos de amina (por exemplo, óxido de octildimetilamina), ésteres de ácido graxo, amidas de ácido graxo (por exemplo, oleamida, erucamida, estearamida, etileno bis(estearamida), etc.), óleos minerais e vegetais, e assim por diante. Um líquido ou semissólido particularmente adequado é o poliéter poliol, tal como o comercialmente disponível sob o nome Pluriol® WI da BASF Corp. Outro modificador adequado é um éster parcialmente renovável, tal como o comercialmente disponível sob o nome HALLGREEN® IM da Hallstar.

[67] Quando empregado, o modificador interfásico pode constituir de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 15% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição termoplástica, com base no peso da fase contínua (polímero(s) de matriz). A concentração dos modificadores interfásicos em toda a composição termoplástica pode constituir de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso.

[68] Quando empregado nas quantidades observadas acima, o modificador interfásico terá uma característica que permite que ele migre facilmente para a superfície interfacial dos polímeros e facilitem o descolamento sem danificar as propriedades de fusão gerais da composição termoplástica. Por exemplo, o modificador interfásico normalmente não tem um efeito plastificante sobre o polímero reduzindo sua temperatura de transição vítrea. Pelo contrário, os presentes inventores descobriram que a temperatura de transição vítrea da composição termoplástica pode ser substancialmente igual à do polímero matriz inicial. Nesse aspecto, a razão entre a temperatura vítrea da composição e aquela do polímero matriz é normalmente de cerca de 0,7 a cerca de 1,3. em algumas modalidades, de cerca de 0,8 a cerca de 1,2, e em algumas modalidades, de cerca de 0,9 a cerca de 1,1. O composto termoplástico pode, por exemplo, ter uma temperatura de transição vítrea de cerca de 35 °C a cerca de 80 °C, em algumas modalidades de cerca de 40 °C a cerca de 80 °C e, em outras modalidades, de cerca de 50 °C a cerca de 65 °C. O índice de fluidez do composto termoplástico também pode ser parecido com o do polímero matriz. Por exemplo, a taxa de fluxo de fusão da composição (numa base seca) pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 70 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 gamas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 25 gramas por 10 minutos, determinada numa carga de 2160 gramas e a uma temperatura de 190 °C.

[69] Compatibilizantes também podem ser empregados para melhorar a aderência interfacial e reduzir a tensão interfacial entre o domínio e a matriz, permitindo, assim, a formação de domínios menores durante a mistura. Exemplos de compatibilizantes adequados podem incluir, por exemplo, copolímeros funcionalizados com epóxi ou frações químicas de anidrido maleico. Um exemplo de um compatibilizante de anidrido maleico é o anidrido maleico enxertado com polipropileno, que está comercialmente disponível pela Arkema sob os nomes Orevac™ 18750 e Orevac™ CA 100. Quando empregados, os compatibilizadores podem constituir de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição termoplástica, com base no peso da matriz de fase contínua.

[70] Outros materiais adequados que também podem ser usados na composição termoplástica, tais como catalisadores, antioxidantes, estabilizantes, surfactantes, ceras, solventes sólidos, preenchedores, agentes de nucleação (por exemplo, carbonato de cálcio, etc.), plastificantes, particulados, e outros materiais adicionados para aumentar a processabilidade e as propriedades mecânicas da composição termoplástica.

[71] Para formar a composição termoplástica, os componentes são, tipicamente, misturados usando-se uma ou uma variedade de técnicas conhecidas. Em uma modalidade, por exemplo, os componentes podem ser fornecidos separadamente ou em combinação. Por exemplo, os componentes podem ser primeiro misturados a seco para formar uma mistura seca essencialmente homogênea, e podem ser fornecidos simultaneamente ou em sequência a um dispositivo de processamento por fusão que mistura dispersivamente os materiais. Podem ser empregadas técnicas de processamento por fusão em descontínuas e/ou contínuas. Por exemplo, um misturador/amassador, misturador Banbury, misturador contínuo Farrel, extrusora de rosca única, extrusora de rosca dupla, laminadores, etc., podem ser usados para misturar e processar os materiais por fusão. Dispositivos de processamento por fusão, particularmente adequados, podem ser uma extrusora de rosca dupla de co-rotação (por exemplo, extrusora ZSK-30 disponível pela Werner & Pfleiderer Corporation de Ramsey, Nova Jersey ou uma extrusora USALAB 16 Thermo Prism™, disponível pela Thermo Electron Corp., Stone, Inglaterra). Essas extrusoras podem incluir portas de alimentação e de ventilação e proporcionar uma mistura distributiva e dispersiva de alta intensidade. Por exemplo, os componentes podem ser introduzidos nas mesmas portas de alimentação da extrusora de rosca dupla e misturados por fusão para formar uma mistura fundida substancialmente homogênea. Se desejado, outros aditivos também podem ser injetados na fusão do polímero e/ou introduzidos separadamente na extrusora em um ponto diferente ao longo de seu comprimento.

[72] Independentemente da técnica de processamento em questão, a composição fundida por derretimento resultante contém, tipicamente, domínios em microescala do aditivo de microinclusão e domínios em nanoescala do aditivo de nanoinclusão, tal como se descreve acima. O grau de cisalhamento/pressão e de calor pode ser controlado para garantir a dispersão suficiente, mas não tão alto a ponto de reduzir negativamente o tamanho dos domínios, de modo que eles fiquem incapazes de atingir as propriedades desejadas. Por exemplo, a mistura geralmente ocorre a uma temperatura de cerca de 180 °C a cerca de 300 °C, em algumas modalidades de cerca de 185 °C a cerca de 250 °C, e em algumas modalidades, de cerca de 190°C a cerca de 240°C. Da mesma forma, a taxa de cisalhamento aparente durante o processamento pode variar de cerca de 10 segundos-1 a cerca de 3000 segundos-1, em algumas modalidades de cerca de 50 segundos-1 a cerca de 2000 segundos-1, e em algumas modalidades, de cerca de 100 segundos-1 a cerca de 1200 segundos-1. A taxa de cisalhamento aparente pode ser igual a 4Q/πR3, onde Q é a taxa de fluxo volumétrica (“m3/s”) da fusão do polímero e R é o raio (“m”) do capilar (por exemplo, molde da extrusora) através do qual o polímero fundido flui. Obviamente, outras variáveis, tais como o tempo de permanência durante o processamento por fusão, que é inversamente proporcional à taxa de produção, também podem ser controladas para atingir o grau desejado de homogeneidade.

[73] Para atingir as condições de cisalhamento desejadas (por exemplo, taxa, tempo de permanência, taxa de cisalhamento, temperatura de processamento por fusão, etc.), a velocidade da(s) rosca(s) da extrusora pode ser selecionada com uma faixa determinada. Geralmente, é observado um aumento na temperatura do produto com o aumento da velocidade da rosca devido à entrada adicional de energia mecânica no sistema. Por exemplo, a velocidade da rosca pode variar de cerca de 50 a cerca de 600 revoluções por minuto (“rpm”), em algumas modalidades, de cerca de 70 a cerca de 500 rpm, e em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 300 rpm. Isto pode resultar em uma temperatura suficientemente alta para dispersar o aditivo de microinclusão sem impactar adversamente o tamanho dos domínios resultantes. A taxa de cisalhamento por fusão e, por sua vez, o grau em que os aditivos são dispersos, também podem ser aumentados durante o uso de um ou mais elementos de mistura distributiva e/ou dispersiva dentro da seção de mistura da extrusora. Entre os misturadores distributivos de rosca única estão, por exemplo, os misturadores Saxon, Dulmage, Cavity Transfer, etc. Da mesma maneira, os misturadores dispersivos adequados podem incluir misturadores de anel de bolha, Leroy/Maddock, CRD, etc. Conforme conhecido na área, a mistura pode ser ainda mais aprimorada usando pinos no cilindro que criem uma dobra fazendo a reorientação da fusão do polímero, como aqueles usados nas extrusoras Buss Kneader, nos misturadores Cavity Transfer e nos misturadores Vortex Intermeshing Pin (VIP).

II. Iniciação do poro

[74] Uma vez formada, composição termoplástica pode ser convertida em material polimérico e, doravante, tensionado para criar a rede porosa multimodal desejada. A natureza do material polimérico não é crítica e pode estar na forma de uma folhas, película, fibra, rede fibrosa, perfilado, molde, barra, etc. Por exemplo, a película pode ter uma espessura de cerca de 1 a cerca de 5000 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 4000 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 2500 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 500 micrômetros. Como uma alternativa, a composição termoplástica também pode ser extraída in situ visto que está sendo conformada na forma desejada (por exemplo, filme ou fibra) para o material polimérico.

[75] Independentemente, uma tensão de deformação (por exemplo, flexão, alongamento, torção, etc). é aplicada ao material polimérico, tal como pelo tensionamento na direção longitudinal (por exemplo, direção da máquina), direção transversal (por exemplo, direção perpendicular à máquina) ou assim como combinações das mesmas. O tensionamento pode ser geralmente desempenhado de forma manual ou usando equipamento convencional (por exemplo, estiramento mecânico). Uma técnica de estiramento mecânico adequada, por exemplo, é um processo de rolo de aperto no qual o material é passado entre uma zona de aperto definida entre dois rolos, pelo menos um dos quais é girável. Em uma modalidade, pelo menos um dos rolos contém um padrão de elementos em relevo elevados, que pode criar uma deformação local no material. O outro rolo também pode ser estampado ou liso (por exemplo, rolo de bigorna). Se as áreas deformadas forem tensionadas a um nível acima do limite de elasticidade de cavitação, essas áreas podem formar poros iniciais. Quando submetido a mais tensão de estiramento, as áreas dos poros crescerão em tamanho antes de o restante do material cavitar. Um outro processo de rolo de aperto adequado envolve o uso de um cilindro ranhurado através do qual o material polimérico é capaz de passar. Além do uso de uma zona de aperto, a velocidade de rotação dos cilindros também pode ser usada para ajudar a conferir o grau desejado de tensão mecânica. Em uma modalidade, por exemplo, o material é passado através de uma série de rolos que puxam o material progressivamente. Um método adequado para a realização de tal estiramento é feito através do uso de um orientador de sentido da máquina (“OSM”). As unidades OSM geralmente têm uma pluralidade de rolos (por exemplo, de 5 a 8) que podem estirar progressivamente o material polimérico no sentido da máquina. O material pode ser esticado em únicas ou múltiplas operações discretas de estiramento. Deve-se observar que alguns dos cilindros em um aparelho OSM podem não estar operando a velocidades progressivamente maiores. Para estirar o material da maneira descrita acima, geralmente é preferível que os rolos do OSM não estejam aquecidos. No entanto, se desejado, um ou mais cilindros podem ser ligeiramente aquecidos para facilitar o processo de extração, contanto que a temperatura da composição permaneça abaixo das faixas observadas acima.

[76] Outro exemplo de técnica de estiramento é o estiramento por molde. Em um processo típico de estiramento por molde, o material é inicialmente extrudado em uma forma precursora (por exemplo, perfil) e temperada. A precursora é então mecanicamente estirada através de um molde convergente enquanto no estado sólido. Um processo de estiramento por molde particularmente adequado é a pultrusão, durante a qual o material é estirado ou puxado através do molde para formar um perfil projetado ou a forma determinada pela forma do molde. Além do estiramento por model, também podem ser empregados outras técnicas de estiramento mecânico. Em uma modalidade, por exemplo, o estiramento de folha pode ser empregado, como, por exemplo, estiramento por estendedouro, estiramento por prensa dobradeira, etc. Em uma modalidade específica, por exemplo, o material polimérico pode ser estirado mecanicamente na forma de uma folha usando um conjunto de prensa dobradeira mecânico, elétrico, hidráulico ou pneumático. O conjunto de prensa dobradeira pode incluir uma superfície na qual o material é inicialmente colocado, uma barra de fixação e um elemento de dobragem que é elevado para criar uma dobra no material. Mais particularmente, o conjunto de prensa dobradeira pode incluir uma pluralidade de membros geralmente em forma de C, em que cada um apresenta superfícies de fixação opostas para receber um material polimérico. Além disso, um soquete pode ser usado para suportar de forma giratória o membro de dobragem para dobrar o material disposto entre as superfícies de fixação. A conexão de soquete geralmente inclui uma parte macho e uma parte fêmea em engate deslizante uma com a outra ou conectada uma à outra por uma conexão articulada por pinos. Tais conjuntos de prensa dobradeira são conhecidos na técnica e descritos em mais detalhes, por exemplo, nas Patentes U.S. n°s 4.282.735 para Break; 4.557.132 para Break e 6.389.864 para Chubb.

[77] Ainda outra técnica envolve o uso de um meio fluido (por exemplo, gás) para conferir o grau desejado de energia e tensão ao material. Tal processo é, por exemplo, aspiração, que tipicamente envolve o uso de ar soprado para estirar o material. Por exemplo, um aspirador de estiramento de fibras pode ser empregado, tal como um aspirador de fibras lineares do tipo apresentado nas Patentes U.S. n°s 3.802.817 e 3.423.255. Geralmente a unidade de extração de fibras inclui uma passagem vertical alongada através da qual as fibras são estiradas aspirando-se o ar que entra a partir dos lados da passagem e que fluem em sentido descendente através da passagem. Um aquecedor ou soprador fornece o ar de aspiração, o que faz com que as fibras se estirem ou atenuem.

[78] Não o abastante, a técnica específica selecionada, o grau de tensão (por exemplo, na direção de máquina) pode ser tal que uma razão de estiramento de cerca de 1,1 a cerca de 3,5, em algumas modalidades de cerca de 1,2 a cerca de 3,0 e, em algumas modalidades,de cerca de 1,3 a cerca de 2,5 seja alcançada. A taxa de estiramento é determinada pela divisão do comprimento do material tensionado por seu comprimento antes do tensionamento. A taxa também pode variar para ajudar a alcançar as propriedades desejadas, tais como dentro do faixa de cerca de 5% a cerca de 1500% por minuto de deformação, em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 1000% por minuto de deformação e, em algumas modalidades, de cerca de 25% a cerca de 850% por minuto de deformação. Geralmente, o material é mantido a uma temperatura abaixo da temperatura vítrea do polímero matriz e/ou aditivo de microinclusão durante o tensionamento. Dentre outras coisas, isso ajuda a garantir que as cadeias poliméricas não sejam alteradas em tal grau que a rede porosa se torne instável. Por exemplo, o material pode ser tensionado a uma temperatura que seja pelo menos cerca de 10 °C, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 20 °C e, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 30 °C abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero matriz. Por exemplo, o material pode ser tensionado a uma temperatura de cerca de -50 °C a cerca de 125 °C, preferencialmente, de cerca de -25 °C a cerca de 100 °C e, mais preferencialmente, de cerca de -20 °C a cerca de 50 °C. Em certas modalidades, o tensionamento pode ocorrer sob condições ambientes, tal como a uma temperatura de cerca de 0 °C a cerca de 50 °C, em algumas modalidades, de cerca de 5 °C a cerca de 40 °C e, em algumas modalidades, de cerca de 10 °C a cerca de 35 °C.

[79] Além de formar uma rede porosa, o tensionamento também pode aumentar de forma significativa a dimensão axial dos domínios em microescala, de maneira que eles tenham um formato alongado, geralmente linear, que pode aumentar as propriedades mecânicas e a estabilidade do material polimérico resultante. Por exemplo, os domínios em microescala alongados podem ter uma dimensão axial de cerca de 10% ou mais, em algumas modalidades de cerca de 20% a cerca de 500% e, em algumas modalidades, de cerca de 50% a cerca de 250% maior que a dimensão axial dos domínios antes do te tensionamento. A dimensão axial após o tensionamento pode, por exemplo, variar de cerca de 0,5 a cerca de 250 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 100 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 50 micrômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 25 micrômetros. Os domínios em microescala também podem ser relativamente delgados e, dessa forma, terem uma dimensão de seção transversal pequena. Por exemplo, a dimensão de seção transversal pode ter de cerca de 0,05 a cerca de 50 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 0,2 a cerca de 10 micrômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 5 micrômetros. Isso pode resultar em uma relação de aspecto para os domínios em microescala (a razão da dimensão axial em relação à dimensão de seção transversal) de cerca de 2 a cerca de 150, em algumas modalidades, de cerca de 3 a cerca de 100 e, em algumas modalidades, de cerca de 4 a cerca de 50.

III. Micropartículas

[80] Mediante a formação da rede porosa, as micropartículas podem ser formadas a partir de material polimérico usando qualquer uma dentre uma variedade de técnicas conhecidas. Em certas modalidades, por exemplo, o material polimérico pode simplesmente ser diminuído em tamanho nas micropartículas desejadas através de um processo mecânico. Por exemplo, redução de tamanho por impacto, que tipicamente emprega um esmeril que tem um elemento de esmerilhamento giratório, pode ser usada para formar as micropartículas. O impacto repetido e/ou tensão de cisalhamento pode ser criado entre o elemento de esmerilhamento giratório e um elemento de esmerilhamento contra-giratório ou estacionário. A redução de tamanho por impacto também pode empregar fluxo de ar para transportar e colidir o material em um disco de esmerilhamento (ou outro elemento de cisalhamento). Um aparelho de redução de tamanho por impacto particularmente adequado é disponível comercialmente junto à Pallmann Industries (Clifton, N.J.) sob o nome Turbofiner®, tipo PLM. Nesse aparelho uma alta atividade de turbilhão de ar é criada dentro de uma câmara de esmerilhamento cilíndrica entre um elemento de esmerilhamento estacionário e um elemento de esmerilhamento giratório de um moinho de impacto. Devido ao alto volume de ar, o material polimérico pode ser impactado e se tornar reduzido em tamanho no tamanho de partícula desejado. Outros processos de redução de tamanho por impacto adequados podem ser discutidos nas Patentes U.S. n°s 6.431.477 e 7.510.133, ambos para Pallmann.

[81] Outra formação de micropartícula adequada é redução de tamanho por extrusão a frio, que geralmente emprega força de cisalhamento e compressão para formar as partículas. Por exemplo, o material pode ser forçado através de um molde a temperaturas abaixo do ponto de fusão do polímero matriz. A pulverização de cisalhamento de estado sólido é outro processo adequado que pode ser usado. Tais processos geralmente envolvem extrusão contínua do material sob condições de alto cisalhamento compressão enquanto os tambores de extrusão e um parafuso são resfriados para impedir a fusão do polímero. Os exemplos de tais técnicas de pulverização de estado sólido são descritos, por exemplo, nas Patentes U.S. n°s 5.814.673 para Khait; 6.479.003 para Furgiuele, et al.; 6.494.390 para Khait, et al.; 6.818.173 para Khait; e Publicação de n° 2006/0178465 para Torkelson, et al. Ainda outra técnica de formação de micropartícula adequada é conhecida como fresagem de disco criogênico. A fresagem de disco criogênico geralmente emprega um líquido (por exemplo, nitrogênio líquido) para resfriar ou congelar o material antes e/ou durante o esmerilhamento. Em uma modalidade, um aparelho de fresagem de único disco pode ser empregado que tem um disco estacionário e um disco giratório. O material entre os discos através de um canal próximo ao centro do disco e é formado em micropartículas através de forças de fricção criadas entre discos. Um aparelho de fresagem de disco criogênico adequado está disponível sob o nome de Wedco® cryogenic grinding system de ICO Polymers (Allentown, Pa.).

[82] AS micropartículas resultantes da presente invenção podem possuir qualquer formato desejado, tal como floco, nodular, esférico, tubular, etc. e podem incluir a composição termoplástica descrita acima, assim com outros materiais, revestimentos, etc. O tamanho das partículas pode ser controlado para otimizar o desempenho para uma aplicação específica. Tipicamente, entretanto, as micropartículas podem ter um tamanho médio (por exemplo, diâmetro) de cerca de 1 a cerca de 2.000 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 10 a cerca de 1.000 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 600 micrômetros. O termo tamanho “médio” conforme usado neste documento se refere à distribuição de tamanho “D50” das partículas, o que significa que, pelo menos, 50% das micropartículas têm o tamanho indicado. As micropartículas podem igualmente ter uma distribuição de tamanho D90 (pelo menos 90% das micropartículas têm o tamanho indicado) dentro das faixas observadas acima.

IV. Agentes Ativos

[83] Embora não seja de forma alguma exigido, as micropartículas da presente invenção podem opcionalmente conter um agente ativo. Em certas micropartículas, por exemplo, as micropartículas podem liberar de forma controlar um agente ativo para fornecer um certo benefício terapêutico. Conforme usado neste documento, o termo “agente ativo” geralmente se refere a qualquer composto ou mistura de compostos que possam produzir um certo resultado. O agente ativo pode ser fornecido em uma variedade de formas diferentes (por exemplo, líquido, sólido, gel, pasta, partículas nanometálicas, nanoargila, etc.) e pode ser selecionado a partir de uma variedade de classes conhecidas de compostos. Os agentes ativos podem incluir agentes ativos biologicamente, agentes ativos quimicamente, assim como combinações dos mesmos. Os agentes ativos biologicamente, por exemplo, tipicamente alcançar o resultado desejado (por exemplo, fisiológico) mediante contato com um organismo vivo (por exemplo, um mamífero, tal como um humano) e/ou uma superfície com a qual um organismo vivo pode entrar em contato. Alguns exemplos de agentes ativos biologicamente adequados podem incluir, por exemplo, proteínas, peptídeos, nucleotídeos, fármacos anti-obesidade, nutracêuticos, suplementos dietéticos, carotenoides, corticosteroides, inibidores de elastase, compostos ativos antimicrobianos (por exemplo, biocidas, agentes antifúngicos, antibióticos, agentes antibacterianos, etc.), agentes antialérgicos, anti- eméticos, analgésicos, agentes cardiovasculares, agentes anti-inflamatórios, agentes anti-helmínticos, agentes antiarrítmicos, anticoagulantes, antidepressivos, agentes antidiabéticos, antiepilépticos, anti-histamínicos, agentes anti-hipertensores, agentes antimuscarínicos, agentes anti- neoplásicos, antioxidantes (por exemplo, vitamina E), imunossupressores, agentes antitiroidianos, sedativos ansiolíticos (hipnóticos e neurolépticos), adstringentes, agentes bloqueadores beta-adrenérgicos, hemoderivados e substitutos, inotrópicos cardíacas, meios de contraste, corticosteroides, cosméticos, antitussígenos (expectorantes e mucolíticos), desodorizantes, agentes dérmicas (por exemplo, medicação acne, drogas anti-rugas, etc), agentes de diagnóstico, agentes de diagnóstico por imagem, diuréticos, dopaminérgicos (agentes antiparkinsonianos), emolientes, fragrâncias, hemostáticos, agentes imunológicos, repelentes de insectos, agentes reguladores de lípidos, hidratantes, relaxantes musculares, parassimpaticomiméticos, terapias de oncologia, calcitonina e bifosfonatos paratiroide, prostaglandinas, rádio-farmacêuticos, hormônios sexuais (incluindo esteroides), protetores solares, estimulantes e anorexígenos (por exemplo, cafeína), simpatomiméticos, agentes da tireoide, vasodilatadores e xantinas.

[84] Especialmente, os agentes ativos biologicamente adequados para uso na presente invenção são aqueles agentes que podem ser topicamente aplicados a uma superfície (por exemplo, corpo humano, superfície dura, etc), tal como agentes antimicrobianos, protetores solares, cosméticos, agentes dérmicos, perfumes, repelentes de insectos, hidratantes, desodorantes, etc. Em uma modalidade específica, por exemplo, o agente ativo pode ser um ativo antimicrobiano. Uma classe de ativos antimicrobianos que podem ser empregados na presente invenção são óleos botânicos. O óleo botânico pode ser um óleo “essencial” que é extraído de uma planta. De modo similar, o óleo botânico também pode ser isolado ou purificado a partir de um óleo essencial ou pode simplesmente ser fabricado sinteticamente para imitar um composto derivado de uma planta (por exemplo, timol fabricado sinteticamente). Os óleos botânicos geralmente são solúveis em lipídios e acredita-se exibir eficácia antimicrobiana devido a sua capacidade de danificar o componente lipídico da membrana celular em micro-organismos, inibindo, dessa forma, sua proliferação. Os óleos essenciais são derivados de ervas, flores, árvores e outras plantas e estão tipicamente presentes como gotículas entre as células das plantas e podem ser extraídos por métodos conhecidos pelos versados na técnica (por exemplo, destilação a vapor, enfleurage (isto é, extração usando gordura(s)), maceração, extração com solvente ou prensagem mecânica). Exemplos de óleos essenciais apropriados para o uso na presente invenção podem incluir, por exemplo, óleo de anis, óleo de limão, óleo de laranja, óleo de orégano, óleo de alecrim, óleo de gualtéria, óleo de tomilho, óleo de lavanda, óleo de cravo-da-índia, lúpulo, óleo da árvore do chá, óleo de citronela, óleo de trigo, óleo de cevada, óleo de capim-limão, óleo da folha de cedro, óleo da madeira do cedro, óleo de canela, óleo de carex, óleo de gerânio, óleo de sândalo, óleo de violeta, óleo de oxicoco, óleo de eucalipto, óleo de verbena, óleo de menta, goma de benjoim, óleo de manjericão, óleo de erva-doce, óleo de abeto, óleo balsâmico, mentol, óleo de ocmea origanum, óleo de Hydastis carradensis, óleo de Berberidaceae daceae, óleo de rathânia e Curcuma longa, óleo de gergelim, óleo de macadâmia, óleo de prímula, óleo de sálvia espanhola, óleo de alecrim espanhol, óleo de coentro, óleo de tomilho, óleo de pimenta da Jamaica, óleo de rosas, óleo de bergamota, óleo de jacarandá, óleo de camomila, óleo de sálvia, óleo de sálvia esclareia, óleo de cipreste, óleo de funcho do mar, óleo de olíbano, óleo de gengibre, óleo de toranja, óleo de jasmim, óleo de zimbro, óleo de lima, óleo do tangerina, óleo de manjerona, óleo de mirra, óleo de neroli, óleo de patchuli, óleo de pimenta, óleo da pimenta-do-reino, óleo de petitgrain, óleo de pinho, óleo da rosa-de- damasco, óleo de hortelã, óleo de nardo indiano, óleo de vetiver. Outros óleos essenciais conhecidos por aqueles versados na técnica também são contemplados como sendo úteis dentro do contexto da presente invenção (por exemplo, International Cosmetic Ingredient Dictionary, 10a e 12a edições, 2004 e 2008, respectivamente).

[85] Os óleos contendo carvacrol e tomilho são purificados a partir da espécie Origanum vulgare de uma variedade hirtum. Idealmente, isso é uma linhagem híbrida que produz óleos da alta qualidade, mas que não é limitada a esse gênero, espécie ou linhagem. O extrato de óleo também pode ser obtido de uma planta do gênero Nepeta incluindo, mas não se limitando às espécies Nepeta racemosa(erva-de-gato), Nepeta citriodora, Nepeta elliptica, Nepeta hindostoma, Nepeta lanceolata, Nepeta leucophylla, Nepeta longiobracteata, Nepeta mussinii, Nepeta nepetella, Nepeta sibthorpii, Nepeta subsessilis, Nepeta tuberosa, Thymus glandulosus, Thymus hyemalis, Thymus vulgaris e Thymus zygis.

[86] Conforme indicado acima, também podem ser empregados isolados e/ou derivados de óleos essenciais. Por exemplo, os fenóis de monoterpeno são especialmente adequados, que podem ser isolados e purificados a partir de extratos dos óleos vegetais, ou fabricados sinteticamente por meio de métodos conhecidos. Os fenóis de monoterpeno apropriados podem incluir, por exemplo, o tomilho, o carvacrol, o eucaliptol, etc. O tomilho (isopropil-cresol) é um fenol de monoterpeno particularmente apropriado, e é uma substância cristalina que tem um ponto de ebulição de aproximadamente 238 °C à pressão atmosférica. O carvacrol (isopropil-o- cresol), um isômero do tomilho, é um outro composto adequado. O carvacrol é um líquido com ponto de ebulição de aproximadamente 233 °C à pressão atmosférica. O tomilho e o carvacrol, assim como seus isômeros, podem ser derivados de extratos de óleos vegetais ou sintetizados. Por exemplo, o carvacrol pode ser sintetizado pela reação do ácido nitroso com 1-metil-2- amino-4-propil benzeno. Além de ser empregado de forma isolada ou pré- sintetizada, os óleos essenciais contendo os fenóis de monoterpeno como componentes principais podem ser empregados, com as concentrações finais dos fenóis de monoterpeno estando dentro das faixas fornecidas neste documento. O termo “componente principal”, geralmente, refere-se àqueles óleos essenciais que têm fenóis de monoterpeno em uma quantidade maior que 50% em peso. É de conhecimento comum na técnica que tais óleos essenciais também podem conter quantidades inferiores de outros componentes, tais como compostos não-aromáticos do terpeno. Os óleos essenciais com compostos fenólicos orgânicos como componente principal podem incluir, por exemplo, óleo de anis, óleo de louro, broto de cravo-da- índia, folha de cravo-da-índia, óleo de cravo-da-índia, haste do cravo-da- índia, óleo de orégano, bálsamo do Peru, óleo de pimenta-da-jamaica, óleo de eucalipto, óleo de tomilho.

[87] Em adição aos óleos botânicos, outros ativos antimicrobianos conhecidos também podem ser empregados na presente invenção. Alguns exemplos de tais ativos podem incluir, por exemplo, partículas metálicas (por exemplo, nanometais), nanoargilas, compostos halogenados (por exemplo, p-clorometaxilenol (“PCMX”), 2,4,4'-tricloro-2 hidroxi di-fenil éter (“triclosan”), gluconato de clorexidina (“CHG”), etc); compostos de biguanida (por exemplo, poli-hexametileno biguanida (“PHMB”)); compostos de amónio quaternário (por exemplo, cloreto de benzalcónio, cloreto de cetilpiridínio, compostos de amónio quaternário com base em organo-silicone, etc.) e assim por diante.

[88] Conforme observado acima, os agentes ativos quimicamente também podem ser empregados na presente invenção. Sem limitação, alguns exemplos de tais agentes podem incluir, por exemplo, antioxidantes, tais como vitamina E, acetato de tocoferol, palmitato de retinol, etc.; modificadores de viscosidade; lubrificantes; retardadores de fogo ou chama; compostos fertilizantes; e assim por diante.

[89] Quando empregado, o percentual relativo dos agentes ativos na composição termoplástica pode ser selecionado para alcançar os benefícios desejados. Por exemplo, os agentes ativos podem estar em uma quantidade de cerca de 1% em peso a cerca de 60% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 40% em peso com base no peso da fase contínua (polímero(s) de matriz). A concentração dos agentes relacionados a toda a composição termoplástica pode ser igualmente formada por cerca de 0,5% a cerca de 50% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 1% a cerca de 30% em peso e, em outras modalidades, de cerca de 2% a cerca de 25% em peso.

[90] O agente ativo pode ser geralmente incorporado nas micropartículas antes, durante e/ou após a criação da rede porosa. Em uma modalidade, por exemplo, o agente ativo é aplicado ao material polimérico após a rede porosa ser formada. Por exemplo, o material polimérico pode ser inicialmente formado e, então, tensionado para criar uma rede porosa, e portanto, o material polimérico tensionado pode ser formado nas micropartículas. Em tais modalidades, o agente ativo pode ser posto em contato com o material tensionado antes ou depois da formação das micropartículas. As técnicas para por em contato o material polimérico com o agente ativo pode incluir, por exemplo, impregnação, revestimento, impressão, imersão em banho, extrusão por fusão, etc. Em ainda outras modalidades, o agente ativo pode ser posto em contato com o material polimérico durante e antes da rede porosa ser criada. Em uma modalidade, por exemplo, o material pode ser posto em contato (por exemplo, imerso em banho) com o agente ativo conforme o mesmo está sendo tensionado. Similarmente, o agente ativo pode ser combinado com os componentes da composição termoplástica antes do tensionamento. Em uma modalidade, por exemplo, o agente ativo pode ser misturado por fusão com a polímero matriz e aditivos de inclusão da maneira descrita acima e, doravante, tensionado para criar a rede porosa. O agente ativo também pode ser incorporado no material polimérico após ser formado, mas ainda sim antes do tensionamento.

V. Aplicações

[91] As micropartículas da presente invenção podem ser usadas em uma grande variedade de aplicações. Por exemplo, as micropartículas podem ser sadas para projeção de tecido, regeneração guiada de tecido, cultivo de células-tronco in vivo, cultura ou diferenciação, distribuição e suspensão de agentes ativos, etc. As micropartículas podem, por exemplo, ser administradas a (ou de outra forma posta em contato com) um tecido ou órgão (por exemplo, coração, rim, coluna espinhal, útero, fígado ou pâncreas) através dos métodos conhecidos na técnica. Em certas modalidades, as micropartículas podem ser administradas a um tecido e/ou órgão de um indivíduo, tal como o fígado, pulmão, útero, coração, sistema nervoso (por exemplo, espinha, medula espinhal, etc.) cérebro, pâncreas, etc., e/ou um vaso sanguíneo, veia, artérias, etc. dentro do tecido ou órgão. As micropartículas podem ser entregues sistematica ou localmente ao tecido desejado ou órgão. Em algumas modalidades, as micropartículas podem ser administradas a um tecido ou órgão antes, durante ou depois de uma cirurgia. Em outras modalidades, as micropartículas são entregues a um tecido ou órgão usando métodos não cirúrgicos, por exemplo, tanto localmente por injeção direta nos tecidos selecionados, a um local remoto e permitido circular passivamente a um local alvo ou a um local remoto e ativamente direcionar ao local alvo com um imã. Tais métodos de entrega não cirúrgica incluem, por exemplo, infusão ou administração intravascular (por exemplo, intravenoso ou intra-arterial), intramuscular, intraperitonial, intratecal, intradermal ou subcutânea. Por exemplo, as micropartículas podem ser administradas por um cateter ou injetadas usando uma agulha fixada a uma seringa.

[92] As micropartículas podem ser empregadas por uma variedade de propósitos diferentes, variando de transplante de células (por exemplo, separação de células e perfusão contínua), crescimento de células, regeneração de tecido, distribuição de agente ativo, etc. Em certas micropartículas, por exemplo, um método de construção de tecido e geração pode ser fornecido que inclui a administração de micropartículas porosas multimodais a um indivíduo, tal como um mamífero. Por exemplo, as micropartículas podem ser empregadas na terapia de células-tronco como um suporte para suportar a diferenciação e células-tronco e gênese de tecido. A injeção das micropartículas (opcionalmente com agentes ativos tal como selectinas, hormônios, receptores de células, vírus, produtos farmacêuticos, etc.) pode resultar na migração de células-tronco ou células alvo (para a coleta, processamento ou diferenciação em linhagens de células de terminais) ou em modalidades específicas, criação in vitro de grupos de células funcionais, ou órgãos (organogênese). As aplicações de terapia de células-tronco não limitantes em particular incluem a injeção de micropartículas e células-tronco no fígado ou pulmões, que têm características anatômicas únicas, tais como influxo vascular através ambos o suprimento arterial e o influxo de portal e o pulmão tem um suprimento de sangue entrada dupla através da artéria pulmonar e das artérias brônquicas para concentração, coleta ou diferenciação.

[93] No contexto de transplante de células ou regeneração de tecido, as micropartículas da presente invenção podem ser formadas a partir de um polímero biodegradável (por exemplo, ácido polilático) e, dessa forma, decompor com o tempo, deixando apenas a estrutura celular gerada ou transplantada. As micropartículas decompostas também podem permitir fluxo sanguíneo acentuado para terapias distribuídas e penetração acentuada das terapias em tecidos alvo. A quebra gradual das micropartículas também pode permitir a entrega gradual da terapia localizada (tal como terapia de fármaco ou terapia de radiação) à área alvo.

[94] As micropartículas da presente invenção também podem ser empregadas para uma ampla variedade de outros propósitos, tal como braquiterapia intra-arterial (por exemplo, infusão de materiais radioativos através de uma artéria a uma área-alvo), transplante de células de ilhotas (por exemplo, por implante de células produtoras de insulina no fígado de um indivíduo), terapia genética, fixação de células, quimioembolização, radioembolização, distribuição de agente de imageamento, terapia cosmética, distribuição tópica ou transdérmica, coleta de tecido, etc. As micropartículas podem ser administradas simultaneamente com a distribuição de células, que pode incluir, sem limitação, transplante de células de ilhota pancreáticas para diabetes, administração de células-tronco para síntese de miocárdio ou preservação, promoção óssea ou síntese dentro das estruturas ósseas e cateter com base na administração de células-tronco para fígado e pulmão. Em algumas modalidades, as células (por exemplo, células-tronco) podem ser administradas a um tecido, órgão antes de administração de micropartículas. Em ainda outras modalidades, as células (por exemplo, células-tronco) podem ser administradas em conjunto com as micropartículas.

[95] Conforme indicado acima, as micropartículas podem ser empregadas em certas modalidades para entregar um agente ativo para, por exemplo, células, tecidos e/ou órgãos em necessidade das mesmas. Falando de maneira geral, o agente ativo é capaz de ser liberado de maneira controlada a partir das micropartículas devido a sua distribuição de tamanho de poro multimodal única. O perfil de liberação exata depende em parte do tamanho dos microporos e nanoporos, que podem ser ajustados controlando-se o grau de tensão e/ou a temperatura sob a qual o tensionamento é desempenhado, conforme discutido acima. Em certas circunstâncias, pode ser desejo acionar a liberação de uma porção do ativo dentro de um tempo relativamente curto. Tal uma “liberação irrompida” pode, por exemplo, ser usada para chegar rapidamente em uma quantidade terapêutica do agente ativo. Mesmo após tal uma liberação rápida, entretanto, a natureza única da rede porosa pode permitir que a porção restante do agente ativo seja liberada de forma controlada através de um período de tempo estendido para, por exemplo, ajudar a manter o agente no nível terapêutico. Vários mecanismos conhecidos podem ser empregados para acionar uma liberação irrompida do agente ativo, tal como a aplicação de um líquido (por exemplo, solvente), pressão (por exemplo, pressionar, esfregar, flexionar, etc), calor, etc. Em uma modalidade, por exemplo, as micropartículas podem ser aquecidas a uma temperatura na ou acima da temperatura de transição vítrea do polímero matriz, tal como a partir de cerca de 40 °C a cerca de 200 °C, em algumas modalidades, de cerca de 50 °C a cerca de 150 °C e, em algumas modalidades, de cerca de 70 °C a cerca de 120 °C. A tais temperaturas, o polímero começará fluir e fazer com que os poros desestabilizem e entrem em colapso, o que pode fazer com que uma porção substancial do agente ativo libere rapidamente a partir do material.

[96] Também deve ser entendido que, embora sem ser maneira alguma exigido, uma camada ou material de encapsulação secundário pode ser fornecido para ajudar a diminuir a liberação do agente ativo até desejado. As micropartículas também podem ser aplicadas com outros tipos de tratamentos de superfície, revestimentos, etc, tal como revestimentos de múltiplas camadas (por exemplo, polieletrólitos), para conferir uma variedade de funções diferentes, tais como a alteração química da superfície e propriedades físicas (por exemplo, hidrofobicidade e hidrofilicidade), afinidade a óleos, afinidade a substâncias biológicas (por exemplo, proteínas) e assim por diante.

[97] As micropartículas da presente invenção também podem ser adequadas para uso em uma variedade de tipos diferentes de artigos, tal como artigos absorventes, máscaras, cremes, géis, loções, pomadas, óleo, etc. Por exemplo, as micropartículas podem ser incorporadas em um óleo, tal como para distribuição de um agente ativo quimicamente (por exemplo, modificador de viscosidade). Em outras modalidades, as micropartículas podem ser incorporadas em um “artigo absorvente”, tal como para distribuição de um agente ativo biologicamente (por exemplo, ativo antimicrobiano). Os artigos absorventes são geralmente capazes de absorver água ou outros fluidos e podem incluir, mas não se limitam a, artigos absorventes de cuidado pessoal, tais como fraldas, fraldas de treinamento, calcinhas absorventes, produtos para incontinência, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos, etc.), roupas de banho, lenços para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, como roupas, campos cirúrgicos, resguardos para colchão, forros para cama, curativos, panos cirúrgicos absorventes e lenços médicos; toalhas de papel para limpeza pesada em cozinhas, artigos de vestimenta; bolsas e assim por diante.

[98] Materiais e processos adequados para a moldagem de tais produtos são bastante conhecidos por indivíduos versados na técnica. Artigos absorventes, por exemplo, normalmente incluem uma camada substancialmente impermeável a líquidos (por exemplo, cobertura externa), uma camada permeável a líquidos (por exemplo, por exemplo, camada superior, camada de gerenciamento de irrompimento, camada de ventilação, envoltório, etc.) e um núcleo absorvente. A camada de topo, por exemplo, é geralmente empregada para ajudar a isolar a pele do usuário dos líquidos mantidos no núcleo absorvente. Devido a sua proximidade à pele, uma rede fibrosa é geralmente empregada na camada de topo para fornecer um sensação similar a roupa. Caso desejado a rede fibrosa usada na camada de topo pode conter micropartículas formadas de acordo com presente invenção, que pode ser configurada para liberar um agente ativo para uma pele de usuário. A cobertura exterior é, igualmente, projetada para ser impermeável a líquido, mas ainda tipicamente permeável a gases e vapor de água (isto é, respirável). Isso permite os vapores escaparem do núcleo absorvente, mas ainda impede os exsudatos líquidos de passarem através da cobertura exterior. Enquanto a cobertura exterior geralmente contém uma película para conferir a impermeabilidade a líquidos desejada, uma rede fibrosa é com frequência laminada à película como uma face para conferir uma sensação similar à roupa.

[99] Em ainda outra modalidade, as micropartículas da presente invenção podem ser incorporadas em uma configuração de creme para uso na pele, tal como um lenço para bebês, lenço para adultos, lenço para as mãos, lenço facial, lenço cosmético, lenço doméstico, lenço industrial, lenço de limpeza pessoa, bola de algodão, cotonete e assim por diante. O lenço pode assumir uma variedade de formas, incluindo, mas não se limitando a uma forma geralmente circular, oval, quadrada, retangular ou irregular. Cada lenço individual pode ser organizados em uma configuração dobrada e empilhada um sobre o outro para formar uma pilha de lenços umedecidos. Tais configurações dobradas são bem conhecidas pelos versados na técnica e incluem configurações dobradas em C, dobradas em Z, dobras em quatro e assim por diante. Por exemplo, lenço pode ter uma configuração não dobrada de cerca de 2,0 a cerca de 80,0 centímetros, e em algumas modalidades, de cerca de 10,0 a cerca de 25,0 centímetros. O lenço também pode ter uma largura não dobrada de cerca de 2,0 a cerca de 80,0 centímetros, e em algumas modalidades, de cerca de 10,0 a cerca de 25,0 centímetros. A pilha de lenços dobrados pode ser colocada no interior de um recipiente, como um tubo de plástico, para proporcionar uma embalagem de lenços para uma eventual venda ao consumidor. Como alternativa, os lenços podem incluir uma tira contínua de material, que tem perfurações entre cada lenço e que pode ser disposta em uma pilha ou enrolados em um rolo para distribuição. O lenço pode ser um “lenço úmido”, em que contém uma solução para limpeza, desinfecção, sanitarização, etc As soluções de lenço úmido específicas não são críticas presente invenção e são descritas em mais detalhes nas Patentes U.S. n°s 6.440.437 para Krzysik, et al.; 6.028.018 para Amundson, et al.; 5.888.524 para Cole; 5.667.635 para Win, et al.; 5.540.332 para Kopacz, et al.; e 4.741.944 para Jackson, et al.

[100] A presente invenção pode ser melhor compreendida com referência aos seguintes exemplos.

Métodos de Teste Propriedades Elásticas da Película:

[101] Foram testadas as propriedades elásticas de películas (tensão máxima, módulo, deformação em ruptura e energia por volume em ruptura) em um quadro de elasticidade MTS Synergie 200. O teste foi executado em conformidade com a norma ASTM D638-10 (a cerca de 23 °C). Amostras de película foram cortadas em formato de osso canino com largura central de 3,0 mm antes da testagem. As amostras de película em forma de osso canino podem ser mantidas em seu lugar usando-se elementos de pega no dispositivo MTS Synergie 200 com comprimento de medida de 18,0 mm. As amostras da película foram esticadas a uma velocidade de tração de 5,0 pol/min até ocorrer a ruptura. Cinco amostras podem ser testada para cada película tanto no sentido da máquina (MD) quando em sentido transversal (CD). Pode-se usar um programa de computador (por exemplo, TestWorks 4) para coletar dados durante o teste e gerar uma curva de tensão versus deformação, a partir da qual podem ser determinadas várias propriedades, incluindo módulo, tensão máxima, alongamento e energia na ruptura.

Taxa de fluxo de fusão:

[102] A taxa de fluxo de fusão (“MFR”) é o peso de um polímero (em gramas) forçado através de um orifício de reômetro de extrusão (0,0825 polegada de diâmetro) quando submetido a uma carga de 2160 gramas em 10 minutos, normalmente em 190 °C, 210 °C, ou 230 °C. Salvo indicação em contrário, a taxa de fluxo de fusão é medida de acordo com o método de teste ASTM D1239 com um Plastômetro de Extrusão Tinius Olsen.

Densidade e volume de poro por cento:

[103] Para determinar a densidade e volume de poro por cento, a largura (Wi) e a espessura (Ti) da amostra foram inicialmente medidas antes do tensionamento. O comprimento (Li) antes do tensionamento também pode ser determinado pela medição da distância entre duas marcas em uma superfície da amostra. Doravante, a amostra pode ser tensionada para iniciar o esvaziamento. A largura (Wf), espessura (Tf) e comprimento (Lf) da amostra puderam então ser medidos o mais próximo de 0,01 mm usando um Compasso Digimatic (Mitutoyo Corporation). O volume (Vi) antes do tensionamento pode ser calculado por Wi x Ti x Li = Vi. O volume (Vf) após o tensionamento pode ser calculado por Wf xTf x Lf = Vf. A densidade (Pf) pode ser calculada por: Pf = Pi/Φ, em que Pi é a densidade do material precursor; e o volume de poro por cento (% Vv) pode ser calculado por: %Vv = (1 - 1/ Φ) x 100.

Teor de umidade:

[104] O teor de umidade pode ser determinado usando um analisador de umidade Arizona Instruments Computrac Vapor Pro (Modelo n° 3100) substancialmente de acordo com ASTM D 7191-05, que está incorporada em sua totalidade neste documento por referência para todos os fins. A temperatura de teste (§X2.1.2) pode ser de 130 °C, o tamanho da amostra (§X2.1.1) pode ser de 2 a 4 gramas, e o tempo de purga do frasco (§X2.1.4) pode ser de 30 segundos. Além disso, os critérios finais (§X2.1.3) podem ser definidos como um modo de “previsão”, o que significa que o teste termina quando os critérios programados internamente (que matematicamente calculam o parâmetro do teor de umidade) são atendidos.

EXEMPLO 1

[105] A habilidade para formar micropartículas de acordo com presente invenção foi demonstrada. Inicialmente, uma composição termoplástica foi formada a partir de 85,3% em peso de ácido polilático (PLA 6201D, Natureworks®), 9,5% em peso de um aditivo de microinclusão, 1,4% em peso de um aditivo de nanoinclusão, e 3,8% em peso de um modificador interfacial interno. O aditivo de microinclusão foi o Vistamaxx™ 2120 (ExxonMobil), que é um copolímero/elastômero de polipropileno-polietileno com um índice de fluidez de fusão de 29 g/10 min (190 °C, 2160 g) e uma densidade de 0,866 g/cm3. O aditivo de nanoinclusão foi o poli(etileno-co- metil acrilato-co-glicidil metacrilato) (Lotader® AX8900, Arkema) com uma taxa de fluxo de fusão de 5-6 g/10 min (190 °C/2160 g), um teor de metacrilato de glicidil de 7 a 11% em peso, teor de acrilato de metil a 13 a 17% em peso, e teor de etileno de 72 a 80% em peso. O modificador interfacial interno era o Lubrificante PLURIOL® WI 285 da BASF, que é um fluido funcional de polialquilenoglicol.

[106] Os polímeros foram introduzidos em uma extrusora de rosca dupla de co-rotação (ZSK-30, diâmetro de 30 mm, comprimento de 1328 milímetros) para compostos que foram fabricados pela Werner and Pfleiderer Corporation, de Ramsey, Nova Jersey. A extrusora possuía 14 zonas, numeradas sequencialmente de 1-14, a partir do funil de alimentação até o molde. A primeira zona de barril n.° 1 recebeu as resinas por meio de alimentadora gravimétrica a uma vazão total de 15 libras por hora. O PLURIOL® WI285 foi adicionado por meio de bomba injetora na zona de barril n.° 2. O molde usado para extrudar a resina tinha 3 aberturas de molde (6 milímetros de diâmetro) que eram separadas por 4 milímetros. Após a formação, a resina extrudada foi resfriada numa correia transportadora resfriada por ventilação e formadas em péletes por um peletizador Conair. A velocidade da rosca da extrusora era de 200 rotações por minuto (“rpm”). Os paletes foram, então, inundados em um dispositivo de molde de injeção (Spritzgiessautomaten BOY 22D) para formar uma barra tensora de acordo com ASTM D638 Tipo I. As zonas de temperatura paro processo de moldagem de injeção variaram de 185 °C a 225 °C, a pressão mantida foi de 10 a 14 segundo, o tempo de resfriamento foi de 25 a 50 segundos, o tempo de ciclo foi de 35 a 65 segundos e a temperatura de molde foi ou de cerca de 10 °C ou 21 °C.

[107] Uma vez formada, as barras tensoras foram, então, puxadas através de um sistema MTS 810 a 23 °C (+ 3 °C) a uma taxa de 5 milímetros por minutos e comprimento nominal de 115 milímetros a um alongamento percentual de 54%. A razão de expansão, densidade e volume cavitado foi determinada como sendo 1,38, 0,86 g/cm3 e 27,5%, respectivamente. O material cavitado foi, então, cortado em amostras que têm um tamanho de cerca de 3 a 5 milímetros e resfriadas em nitrogênio líquido por 15 minutos. Doravante, as amostras foram aplicadas a um pulverizador de mesa Brinkman Retsch, que foi definido para a velocidade 2. A morfologia das partículas resultantes foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Os resultados são mostrados nas Figs. 1-2. Conforme mostrados, as partículas possuíram uma rede porosa multimodal que têm ambos microporos e nanoporos.

EXEMPLO 2

[108] A habilidade para criar uma rede porosa única em um material polimérico, que pode ser formado em micropartículas, foi demonstrada. Inicialmente, os peletes de uma composição termoplástica foram formados conforme descrito no Exemplo 1 e, em seguida, inundados em uma extrusora de parafuso de sinal aquecida a uma temperatura de 212 °C, em que a mistura fundida saiu através de um molde de fenda de 4,5 polegadas e extraída até uma espessura de película que varia entre 36 μm a 54 μm. As películas eram extraídas no sentido da máquina até cerca de 100% de modo a iniciar cavitação e formação de vácuo. A morfologia das películas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (SEM) antes e após o estiramento. Os resultados são mostrados nas Figs. 3-6. Como mostrado nas Figs. 3-4, o aditivo de microinclusão foi inicialmente disperso em domínios com uma dimensão axial (no sentido da máquina) de cerca de 2 a cerca de 30 micrômetros e uma dimensão de seção transversal (no sentido transversal da máquina) de cerca de 1 a cerca de 3 micrômetros, enquanto que o aditivo de nanoinclusão foi inicialmente disperso como domínios esféricos ou esferoidais tendo uma dimensão axial de cerca de 100 a cerca de 300 nanômetros. As Figs. 5-6 mostram a película após o estiramento. Como indicado, os poros se formaram em torno dos aditivos de inclusão. Os microporos formados ao redor do aditivo de microinclusão geralmente tem uma forma alongada em semelhante a uma fenda com ampla distribuição de tamanho variando entre cerca de 2 e cerca de 20 micrômetros no sentido axial. Os nanoporos associados ao aditivo de nanoinclusão geralmente têm tamanho entre cerca de 50 a cerca de 500 nanômetros.

EXEMPLO 3

[109] Os pellets compostos de Exemplo 1 foram misturados a seco com um terceiro aditivo de inclusão, que era um masterbatch de argila haloisite (MNH MacroComp-731-36, Macrom) contendo 22% em peso de uma nanoargila modificada por copolímero de estireno e 78% em peso de polipropileno (Exxon Mobil 3155). A relação de mistura foi 90% em peso dos peletes e 10% em peso do masterbatch de argila, o qual proveu um conteúdo argiloso total de 2,2%. A mistura seca foi então alimentada em massa a uma extrusora de parafuso de sinal aquecida a uma temperatura de 212 °C, onde a mistura fundida saiu através de uma matriz de fenda com largura de 4,5 polegadas e extraída até uma espessura de película em um intervalo de 51 a 58 μm. As películas eram extraídas no sentido da máquina até cerca de 100% de modo a iniciar cavitação e formação de vácuo.

[110] A morfologia das películas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (SEM) antes e após o estiramento. Os resultados são mostrados nas Figs. 7-10. Como mostrado nas Figs. 7-8, algumas das partículas de nanoargila (visíveis como regiões mais brilhantes) tornaram-se dispersas na forma de domínios muito pequenos - isto é, a dimensão axial variando entre cerca de 50 e 300 nanômetros. O masterbatch em si formou também domínios de um tamanho em microescala (dimensão axial a partir de cerca de 1 a cerca de 5 micrômetros). Também, o aditivo de microinclusão (Vistamax™) formou domínios alongados, enquanto o aditivo de nanoinclusão (Lotader®, visíveis como pontos escuros ultrafinos) e o masterbatch de nanoargila formou domínios esferoidais. A película esticada é mostrada nas Figs. 9-10. Conforme mostrado, a estrutura cavitada é mais aberta e demonstra ampla variedade de tamanhos de poros. Além de microporos altamente alongados, formados pelas primeiras inclusões (Vistamaxx™), as inclusões de masterbatch de nanoargila formaram microporos esferoidais mais abertos, com uma dimensão axial de cerca de 10 mícrons ou menos e uma dimensão de seção transversal de cerca de 2 mícrons. Os nanoporos esféricos são também formados pelo segundo aditivo de inclusão (Lotader®) e terceiro aditivo de inclusão (partículas de nanoargila).

EXEMPLO 4

[111] A habilidade para criar uma rede porosa única que tem propriedades únicas, que pode ser formado em micropartículas, foi demonstrada. Inicialmente, uma mescla de 85,3% em peso PLA 6201D, 9,5% em peso de Vistamaxx™ 2120, 1,4% em peso de Lotader® AX8900 e 3,8% em peso de PLURIOL® WI 285 foi formada. Os polímeros foram introduzidos em uma extrusora de rosca dupla de co-rotação (ZSK-30, diâmetro de 30 mm, comprimento de 1328 milímetros) para compostos que foram fabricados pela Werner and Pfleiderer Corporation, de Ramsey, Nova Jersey. A extrusora possuía 14 zonas, numeradas sequencialmente de 1-14, a partir do funil de alimentação até o molde. A primeira zona de barril n.° 1 recebeu as resinas por meio de alimentadora gravimétrica a uma vazão total de 15 libras por hora. O PLURIOL® WI285 foi adicionado por meio de bomba injetora na zona de barril n.° 2. O molde usado para extrudar a resina tinha 3 aberturas de molde (6 milímetros de diâmetro) que eram separadas por 4 milímetros. Após a formação, a resina extrudada foi resfriada numa correia transportadora resfriada por ventilação e formada em péletes por um peletizador Conair. A velocidade da rosca da extrusora era de 200 rotações por minuto (“rpm”). Os peletes foram então alimentados em massa a uma extrusora de parafusos de sinal aquecida até uma temperatura de 212 °C em que a mistura fundida saía por uma fenda de 4,5 polegadas e extraída a uma espessura de película entre 0,54 a 0,58 mm.

EXEMPLO 5

[112] Os peletes foram formados tal como se descreveu no Exemplo 4 e em seguida alimentados em massa a uma extrusora de parafuso de sinal Rheomix 252 com uma razão L/D de 25:1 e aquecida a uma temperatura de cerca de 212 °C em que a mistura fundida saiu por uma matriz Haake de película fundida de 6 polegadas, e foi extraída até uma espessura de película no intervalo entre 39,4 μm e 50,8 μm por meio de um cilindro de coleta Haake. A película foi extraída no sentido da máquina a uma deformação longitudinal de 160% a uma taxa de tração de 50 mm/min (taxa de deformação de 67% por min) por meio do quadro de tensão MTS Synergie 200 com elementos de pega a comprimento de medida de 75 mm.

EXEMPLO 6

[113] Películas foram formadas tal como descrito no Exemplo 5, porém a película foi também extraída em sentido transversal a uma deformação de 100% a uma taxa de tração de 50 mm/min (taxa de deformação de 100%) com elementos de pega a comprimentos de medida de 50 mm. Várias propriedades das películas dos exemplos 5-6 foram testadas conforme descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na tabela abaixo. Propriedades da Película

Propriedades de tensão

[114] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em relação às suas modalidades específicas, será contemplado que os versados na técnica, após obter uma compreensão do exposto anteriormente, poderão facilmente conceber alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Nesse sentido, o escopo da presente invenção seve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes a estas.

Claims

1. Micropartícula caracterizada pelo fato de que compreende um material polimérico, em que o material polimérico é formado a partir de uma composição termoplástica que contém: uma fase contínua que inclui um polímero matriz, um aditivo de microinclusão polimérico, e um aditivo de nanoinclusão polimérico dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que, ainda, uma rede porosa é definida no material que contém uma pluralidade de nanoporos e microporos, em que os microporos têm uma dimensão de seção transversal média de 0,5 micrômetros a 30 micrômetros e em que os nanoporos têm dimensão de seção transversal média de 1 a 500 nanômetros; em que o aditivo de microinclusão polimérico constitui de 1% a 20% em peso, com base no peso da composição termoplástica, e em que o aditivo de nanoinclusão polimérico constitui de 0,01% a 15% em peso, com base no peso da composição termoplástica.

2. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o volume de poro médio do material é de 15% a 80% por cm3.

3. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os nanoporos constituem 20% em volume ou mais do volume de poro total do material polimérico.

4. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fase contínua constitui de 60% em peso a 99% em peso da composição termoplástica.

5. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero matriz inclui um poliéster que tem uma temperatura de transição vítrea de 0 °C ou mais, tal como ácido polilático.

6. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de microinclusão é uma poliolefina.

7. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão entre o parâmetro de solubilidade do polímero matriz e o parâmetro de solubilidade do aditivo de microinclusão é de 0,5 a 1,5, a razão da taxa de fluxo de fusão do polímero matriz para a taxa de fluxo de fusão do aditivo de microinclusão é de 0,2 a 8, e/ou a razão do módulo de elasticidade de Young do polímero matriz para o módulo de elasticidade de Young do aditivo de microinclusão é de 1 a 250.

8. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão é um poliepóxido.

9. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de microinclusão constitui de 5% em peso a 20% em peso da composição, com base no peso da fase contínua e/ou o aditivo de nanoinclusão constitui 0,1% em peso a 10% em peso da composição, com base no peso da fase contínua.

10. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição termoplástica compreende ainda um modificador interfásico.

11. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que micropartícula tem um tamanho médio de 1 a 2.000 micrômetros.

12. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um agente ativo em contato com o material polimérico.

13. Micropartícula, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o agente ativo é um mediador de fixação de célula ou um ativo antimicrobiano.

14. Artigo absorvente caracterizado pelo fato de que compreende a micropartícula conforme a reivindicação 1.

15. Método para formação de uma micropartícula, o método caracterizado pelo fato de que compreende: misturar em fusão um polímero matriz, um aditivo de microinclusão polimérico e um aditivo de nanoinclusão polimérico para formar uma composição termoplástica, em que a composição contém domínios discretos do aditivo de microinclusão e do aditivo de nanoinclusão dispersos dentro de uma fase contínua que inclui o polímero matriz, em que o aditivo de microinclusão polimérico constitui de 1% a 20% em peso, com base no peso da composição termoplástica, e em que o aditivo de nanoinclusão polimérico constitui de 0,01% a 15% em peso, com base no peso da composição termoplástica; formar um material polimérico a partir da composição termoplástica; tensionar o material polimérico para obter uma rede porosa que contém uma pluralidade de nanoporos e microporos, em que os microporos têm uma dimensão de seção transversal média de 0,5 micrômetros a 30 micrômetros e em que os nanoporos têm dimensão de seção transversal média de 1 a 500 nanômetros; e converter o material polimérico tensionado na micropartícula.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o tensionamento é realizado a uma temperatura de -50 °C a 125 °C.