CN112969565B - 用于制造吸收性缝合线纤维的新型挤出方法 - Google Patents

用于制造吸收性缝合线纤维的新型挤出方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于将吸收性乙交酯/丙交酯嵌段共聚物挤出成复丝缝合线纤维的新型方法。嵌段共聚物优选地由中心链段中约50/50摩尔％的乙交酯/丙交酯组成，并且共聚物的总体组成为约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯。该新型挤出方法包括将挤出区中的至少两个，优选地三个或更多个区的温度保持在低于聚合物熔点约5℃至50℃的范围内的步骤。由A‑B‑A型的链段型的富含乙交酯的聚(乙交酯‑共‑丙交酯)共聚物利用本发明方法制成的复丝缝合线在植入后第42天时表现出极高的断裂强度保留率(BSR)，其中B链段是摩尔比为约50/50乙交酯/丙交酯的乙交酯和丙交酯的无定形预聚物。

Description

用于制造吸收性缝合线纤维的新型挤出方法
技术领域
本发明涉及一种由半结晶链段型的富含乙交酯的聚(乙交酯-共-丙交酯)嵌段共聚物来制造吸收性复丝纤维以制成吸收性编织缝合线的新型挤出方法，该吸收性编织缝合线具有高初始断裂强度和增强的植入后断裂强度保留率。
背景技术
由合成的吸收性聚酯来制成缝合线的制造方法在本领域中是熟知的。吸收性缝合线通常具有两种基本形式，即复丝编织物和单丝。由乙交酯(Gly)均聚物和乙交酯/丙交酯(Gly/Lac)共聚物制成的吸收性复丝缝合线可商购获得，诸如广泛用于软组织闭合的CoatedVICRLTM。
为了确保在伤口愈合过程期间具有足够的支撑，关键的是利用吸收性缝合线来获得足够高的初始拉伸强度和足够长时间的断裂强度保留率(BSR)，直到伤口基本上愈合，根据伤口或患者的类型，这通常需要约3周至6周。
本领域技术人员已知可通过改变吸收性聚合物的组成和/或化学结构来改变BSR或其特征。还已知编织缝合线的初始断裂强度主要取决于纤维韧度，因为所用纤维的总量受到编织构造的约束以及USP(美国药典)对给定缝合线尺寸的缝合线直径的限制。韧度是纤维或复丝纱线的强度的常规量度。其通常被定义为最大断裂力(单位为克，缩写为g)除以旦尼尔。旦尼尔(缩写为d)是纤维的线性质量密度的量度单位，其为每9000米纤维或复丝纱线的质量(单位为克)。因此，纤维或纱线的韧度单位通常以[g/d]表示。
为了帮助提高纤维韧度，从而提高缝合线断裂强度，US 7,738,045提出了熔点为约200℃的90/10摩尔％乙交酯/丙交酯无规共聚物的独特挤出温度曲线。根据现有技术教导内容，3个挤出机区(即进料区、转变区和计量区)中的至少一个区的温度应保持相对较低，优选地高于聚合物熔点不超过5℃，后续泵区和块区的温度应逐渐增高，但高于聚合物熔点不超过40℃，并且喷丝头的温度应快速升高至高于聚合物熔点约40℃至60℃。在根据现有技术的优化的温度曲线下，90/10摩尔％的Gly/Lac无规共聚物曾实现超过7.2g/d并且最高7.9g/d的纤维韧度。
由富含乙交酯(约90/10摩尔％)的Lac/Gly无规共聚物制成的已知可商购获得的吸收性复丝缝合线的一个缺点在于，在植入后约5周内，BSR下降至基本上为零。在为愈合能力受损的患者(诸如糖尿病患者、老年患者和可能处于化疗中的患者)闭合伤口时，BSR时间较长的缝合线将是有益的。
较长期的吸收性复丝缝合线也是已知的，并且由富含丙交酯的聚合物(诸如，95/5Lac/Gly共聚物)制成，其需要约18至30个月的时间才能被吸收。这种缝合线材料在最佳时间范围内不会被身体吸收。因此，需要一种吸收性复丝缝合线，其针对缓慢伤口愈合应用表现出高初始拉伸强度、维持约6周的长时间断裂强度保留率(BSR)，并且在相对较短时间内优选地在18周或更短时间内吸收。
申请人发现，由A-B-A型的半结晶链段型的富含乙交酯的聚(乙交酯-共-丙交酯)共聚物制成的复丝缝合线在植入后第42天时表现出极高的BSR，其中B链段是摩尔比为约50/50乙交酯/丙交酯的乙交酯和丙交酯的无定形预聚物，并且其中聚合乙交酯的总量是所述吸收性共聚物的约88摩尔％至约92摩尔％。
当用R&D挤出机挤出上述链段型A-B-A嵌段Gly/Lac共聚物时，在优化的条件下易于实现高达约8.0g/d的平均韧度。然而，当在生产厂中进行挤出时，使用US 7,738,045中提出的优选温度曲线的教导内容或使用本领域通常已知的其它挤出条件来制备单个线轴平均韧度持续满足5.6g/d的推荐规定下限(LSL)或满足6.0g/d平均韧度目标的纤维时遇到一些困难。
在R&D/实验室环境中，所挤出的熔融长丝通常通过环境空气骤冷，其中仅一台挤出机运行用于进行可能持续仅几小时的试验。从喷丝头表面至第1收卷导丝的总距离可为约17英尺，据信该距离足够长以使所挤出的长丝在会聚和卷绕之前变得固化。在生产厂的挤出车间，可能有十台或更多台挤出机同时每天运行24小时，每周运行7天(24-7)。生产挤出机通常通过每台挤出机下方的安全外壳单独地隔离开来，以最小化可能干扰所挤出的熔融长丝的不期望的空气运动，环绕烟囱和冷却叠堆内的熔融长丝的环境空气可包含相对高浓度的蒸发的乙交酯和丙交酯单体，这可能减慢熔融长丝的冷却效率和/或致使聚合物发生程度更严重的热降解。此外，由于占地面积限制，从喷丝头到第1收卷导丝的总叠堆距离在制造地点被限制为仅约12英尺，这比R&D挤出机的总叠堆距离短约5英尺。冷却叠堆距离的差异可能导致冷却和/或纺丝张力分布中存在一些另外差异，这继而可能产生与在用于实现取向纤维的最佳韧度的优化条件下用R&D挤出机装置制成的挤出物纤维形态略微不同的挤出物纤维形态。
本发明的方法解决了在生产厂中由链段型乙交酯/丙交酯嵌段共聚物制造吸收性复丝缝合线纤维时遇到的上述问题。如下文将进一步详细描述，本发明公开了一种由链段型乙交酯/丙交酯嵌段共聚物来制造吸收性复丝缝合线纤维的挤出工序的独特组合，这导致在植入后长达42天的长时间段内具有足够高的纤维韧度和极高的断裂强度保留率(BSR)曲线。
发明内容
本发明公开了一种用于在生产厂中将吸收性乙交酯/丙交酯共聚物挤出成高韧度复丝缝合线纤维的新型方法。嵌段共聚物优选地由中心链段中约50/50摩尔％的Gly/Lac组成，并且共聚物的总体组成为约90/10摩尔％的Gly/Lac。该新型挤出方法包括将挤出区中的至少两个，优选地三个或更多个区的温度保持在低于聚合物熔点约2℃至50℃的范围内的步骤。
申请人发现，由A-B-A型的链段型的富含乙交酯的聚(乙交酯-共-丙交酯)共聚物利用本发明方法制成的复丝缝合线在植入后第42天时表现出极高的BSR，其中B链段是摩尔比为约20/80至约70/30乙交酯/丙交酯的乙交酯和丙交酯的无定形预聚物。
本发明的一个方面是可容易地在制造环境中使用链段型Gly/Lac嵌段共聚物来制备线轴平均韧度为5.6g/d或更高的吸收性复丝纤维，其中聚合物的特性粘度(IV)可低至约1.2dL/g至1.3dL/g。
本发明的另一方面是一种由1.2dL/g至1.6dL/g相对宽范围内的链段型Gly/Lac嵌段共聚物制成的吸收性复丝缝合线，该吸收性复丝缝合线在植入后第42天时具有10％或更大的BSR并且还在约18周或更短的相对较短时间内吸收。
从以下描述和附图，本发明的这些方面和其它方面以及优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1.本发明的示意性挤出装置。
图2.对于总体组成中具有约90摩尔％的乙交酯的Gly/Lac共聚物，熔点(Tm)与中心嵌段中的丙交酯摩尔％。
图3.试验I实施例的纤维韧度与中心嵌段为50％丙交酯(命名为PG910C50)的嵌段共聚物(具有1.31dL/g的IV)的90/10Gly/Lac的挤出条件。
图4.试验II实施例的纤维韧度与具有1.29dL/g的IV的PG910C50共聚物的挤出条件。
图5.试验III实施例的纤维韧度与具有1.52dL/g的IV的PG910C50共聚物的挤出条件。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，参考以下结合附图考虑的本发明的优选实施方案的详细描述。图1提供了用于制造本发明的复丝纤维的挤出机设备10的示意图。更具体地讲，挤出机设备10具有按顺序布置的互连部件，包括聚合物进料装置(诸如料斗13)和基本上垂直地定位在料斗13下方的挤出机料筒12。料斗13容纳干燥的聚合物粒料14并将其进料到挤出机料筒12中。进料斗通常填充有惰性气体诸如氮气，以避免或最小化聚合物吸收空气中的水分。料斗也可通过使冷水流经料斗进料区段的外壳保持冷却，以防止聚合物在料斗中被预热/软化。
挤出机料筒12包括三个按顺序布置的加热区16、18、20，这些加热区保持某个优选的温度曲线，以实现有效的加热、进料并迫使共聚物粒料14进入可流动的熔体料流14′中，将在下文结合本发明的方法对此进行进一步详细讨论。计量泵22定位在挤出机12的端部处或附近。加热块24连接到计量泵22。计量泵22控制将聚合物熔体料流14′泵送到块24中的速率。挤出机料筒和计量泵可彼此垂直或水平地相邻定位，或以适用于挤出和计量聚合物流的任何方式定位。
喷丝头26基本上垂直地定位在块24下方并且具有多个毛细管孔口(未示出)。在块24中的高压下，通过喷丝头26泵送聚合物熔体14′以形成多根熔融长丝28，将在下文对此进行描述。块24可包括一系列细筛过滤器和破碎板(未示出)，以实现并保持通过喷丝头26挤出的聚合物熔体14′的稠度。
继续参见图1，约6英寸至20英寸的加热套管30附接到喷丝头26并在其下方基本上垂直地延伸，以延迟所挤出的熔融长丝28在进入环境冷却区32之前的冷却。加热套管30通常由固体金属制成，诸如钢管或铝管，用带式或筒式加热器将其加热至所需温度。加热套管也可称为“烟囱”，因为在加热套管30的出口处通常会出现一些烟雾。烟雾由聚合之后留在干燥聚合物中的残余乙交酯和/或丙交酯单体的蒸发而形成，以及/或者由于挤出期间的热降解而形成。离开烟囱的熔融长丝随后在环境冷却区32中被限制在金属管内的周围空气自然冷却，该金属管从烟囱30下方约0.5英寸延伸至涂饰剂施用装置34上方约1英尺至2英尺。在制造环境中，通常存在环绕烟囱30和层间管32的上部部分的可打开的安全外壳(未示出)，以最小化操作室中不期望的空气流动，否则可能对熔融长丝产生不期望的干扰。该外壳可由任何金属片制成，并且具有一些可打开的狭槽或穿孔，以允许汽化单体(烟雾)逸出并且允许一些环境冷却空气从层间管32的顶部进入。
纺丝涂饰剂施用装置34定位在层间管32下方约1英尺至2英尺处，并且将润滑纺丝涂饰剂(未示出)施用到应当固化的长丝28′，之后冷却的长丝28′会聚成束36。使成束的长丝36通过收卷导丝辊38、40，并且由卷绕机(未示出)进行卷绕。对于制造挤出机，从喷丝头26到收卷导丝辊40的距离为约12英尺。所述成束的长丝随后经历进一步加工，包括但不一定限于用常规拉伸设备(未示出)进行拉伸和取向。然后用卷绕机再次卷绕取向的复丝纱线。然后测试取向纤维的线轴，之后进行编织以制成编织缝合线。
应当注意，图1中示意性示出的挤出机设备10的所有上述部件一般是常规部件，这些部件是本领域的普通技术人员通常已知的并且可易于从任何已知商业来源获得。更具体地讲，合适的挤出机料筒12和合适的加热块24可得自Davis-Standard(Pawcatuck，Connecticut)。此外，合适的计量泵22可购自Zenith Pump Division(Sanford，NorthCarolina)。合适的喷丝头26和加热套管30可得自AUTRANS Corp.(Farmington Hills，MI48331)。类似地，合适的纺丝涂饰剂施用装置36可得自Slack&Parr，Inc.(Charlotte，NorthCarolina)。
此外，虽然未示出，但上述挤出机设备10必须包括适当的加热和温度控制装置。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，需要加热装置来将上述各种加热部件中的每个加热部件加热到所需温度(这将在下文中详细讨论)。根据本发明，温度控制装置必须检测部件的温度并将部件的温度保持在预定的所需范围内。此类加热和温度控制装置也是熟知的并且易于从商业来源获得，包括但不限于Honeywell Inc.(Fort Washington，Pennsylvania)。
本发明的方法包括上述挤出机设备10的操作，使得形成从挤出机料筒12的加热区16、18、20到喷丝头26、到加热套管30的温度的温度曲线，对此将在下文讨论。为了便于讨论和说明上述温度曲线，挤出机设备10的加热部件中的每个加热部件的温度在下文中将通过使用由其参考编号和其后的字母“T”组成的温度标签来指代。例如，挤出机料筒12的第一加热区16的温度在下文中将使用温度标签16T来指代，并且喷丝头26的温度在下文中将使用温度标签26T来指代。图1中标注了温度标签以供引用。
此外，应当注意，挤出机设备10的加热部件的合适温度将取决于所用的聚合物粒料14的熔点温度。因此，将相对于聚合物粒料14的熔点来讨论挤出机设备10的加热部件的合适温度。
仍然参见图1，在纤维的常规熔融挤出方法中，从进料16至喷丝头26的挤出区的典型温度被设定成接近聚合物的熔点或通常高于聚合物的熔点至少几度，该聚合物具有相对平坦或不断升高的曲线。通常，喷丝头之前或之处的工艺温度高于熔点约50℃(参考第215页，Chris Rauwendaal，《Polymer Extrusion》，第二次重印版，Hanser Publishers，1990年)。
在US7378045中，其中乙交酯/丙交酯的无规共聚物被挤出成复丝纤维，据发现，为了获得韧度较高的纤维，通过使三个挤出机区中的一个或多个区保持在聚合物的熔点左右或甚至低于聚合物的熔点几度是优选的，同时使泵22和块24的温度保持在O℃至40℃的范围内，并且使喷丝头26保持高于聚合物熔点至少40℃。
虽然现有技术教导内容的优选温度曲线可能适用于一些吸收性聚合物，诸如90/10摩尔％无规Gly/Lac共聚物，但我们已发现，由A-B-A型嵌段共聚物来制备可满足所需平均韧度目标以及/或者始终超过制造环境中韧度的最小产品规格限制的缝合线纤维是困难的或有时是不可能的，其中中心嵌段B由约50/50摩尔％乙交酯/丙交酯组成并且总体组成为约90/10摩尔％Gly/Lac。为了简单起见，该嵌段聚合物在下文中可称为PG910C50。
通过本发明，我们惊奇地发现了一种新的独特挤出温度曲线，其可实现由PG910C50来制备吸收性复丝纤维，该纤维可始终满足6.0g/d的推荐平均目标和/或超过制造环境中单个纤维线轴平均韧度的5.6g/d的规定下限(LSL)。根据本发明，挤出机料筒12的第一加热区16的进料温度16T优选地保持在低于聚合物的熔点约20℃至50℃的范围内。转变区18、计量泵22和块24中的温度需要保持尽可能低。优选地，三个温度18T、22T和24T中的两个保持在低于聚合物熔点3℃至20℃的范围内。挤出机的转变区18或计量区20中的温度优选地保持在相对于聚合物熔点约-5℃至约+5℃的范围内。喷丝头26的温度也应保持相对较低，优选地保持在相对于聚合物熔点-10至+10的范围内。
加热套管30不与聚合物或长丝直接接触，因此其温度无关重要，但优选地设定在高于聚合物熔点约50℃处，由此所挤出的熔融长丝28将在暴露于环境冷却空气之前保持在热环境中以便于拉细。如上文所述，加热烟囱30的长度优选地介于约5英寸至20英寸之间。在长丝28穿过加热套管30并从中出来之后，它们通过适当的外壳内的周围环境空气以及/或者通过层间管进行冷却，并且经历上文先前所述的进一步加工步骤。
利用产生上述温度曲线的上述方法的结果是由PG910C50嵌段共聚物制备出可被拉伸成20旦尼尔至100旦尼尔的复丝纱线的吸收性纤维。针对给定的一组优选挤出条件下的生产批次或样品组，在本发明的加工条件下用PG910C50嵌段共聚物制成的复丝纱线具有至少5.6g/d的单个纤维线轴平均韧度和约6.0g/d或更高的平均韧度。由所述复丝纱线制成的编织缝合线在植入后第42天时具有10％或更大的断裂强度保留率(BSR)，但在相对短的时间(约18周或更短)内吸收。
本发明的方法尤其适于由具有约1.20dL/g至1.40dL/g的相对低特性粘度的吸收性PG910C50嵌段共聚物来制备复丝纱线。随着特性粘度增大，聚合物熔体的粘度通常增大。这可能需要在喷丝头和/或其它挤出区中具有稍高的温度。然而，还优选的是使挤出区中的两个或更多个区(优选地进料区和转变区)的温度保持在低于熔点5℃至30℃的范围内，并且喷丝头温度高于具有1.4dL/g至1.6dL/g范围内的相对高IV的PG910C50聚合物的熔点不超过30℃。
可在六氟异丙醇中于25℃下以及0.10g/dL的浓度下测量聚合物的特性粘度(IV)。可通过差示扫描量热法(DSC)使用加热速率为10℃/分钟的第一热扫描来确定聚合物熔点。
根据文献中熟知，聚合物熔点在很大程度上取决于乙交酯/丙交酯共聚物中的组成或乙交酯摩尔％。例如，根据D.K.Gilding和A.M.Reed，biodegradable polymers foruse in surgery-polyglycolic/poly(lactic acid)homo-and copolymers：1.Polymer1979 20(12)，137-143，90/10摩尔％Gly/Lac无规共聚物的熔点为约200℃，这与US7,378,045中报道的相符。
然而，对于90/10摩尔％Gly/Lac A-B-A嵌段共聚物的给定总体组成，我们已发现，熔点可受到中心嵌段B中丙交酯的摩尔％的显著影响，这在图2中示出。
使用干燥的N2作为吹扫气体，用购自TA Instruments的型号为2910MDSC的差示扫描量热仪来获得图2所示的熔融数据。通常，将约5mg至10mg的聚合物树脂置于铝盘中，用封盖(盖子)固定，并定位在仪器的自动取样器夹持器区域中。首先将聚合物样本骤冷至-40℃，然后以10℃/分钟的恒定加热速率加热至260℃。将第一热扫描数据的峰值熔融温度(其指示在挤出之前干燥聚合物树脂的“原样”特性)当作图2中以及本发明所提及的任何地方所用的聚合物的熔点。
基于图2中的回归公式，对于中心嵌段B中任何给定的丙交酯摩尔％(X)，90/10Gly/Lac嵌段共聚物的熔点(Tm)可用以下公式(1)来计算：
Tm＝198.55+0.4514X-0.0024X2 (1)
例如，在中心嵌段中的丙交酯摩尔％X为50％的情况下，PG910C50的熔点经计算为215.1℃。该计算值非常接近在多种聚合条件下对合成的许多PG910C50聚合物样品测试的214.8℃的平均熔点(在各种聚合条件下制备的68个PG910C50样品中，熔点的标准偏差为0.98℃)。该观察结果表明，与如上所述为约200℃的90/10 Gly/Lac无规共聚物的熔点相比，90/10Gly/Lac嵌段共聚物的熔点可升高约15℃。
据发现，PG901C50嵌段共聚物的熔点几乎不受聚合方法变量诸如单体与催化剂之比或单体与引发剂之比的显著影响或受到很小影响。例如，当单体与引发剂之比从550∶1变为900∶1导致聚合物IV从约1.29dL/g变为约1.53dL/g时，通过DSC测得的熔点几乎不偏离使用公式(1)计算得出的约215℃的平均值。基于有证据的观察结果，215℃的标称平均熔点将在下文用作参考点，以确立挤出PG910C50嵌段共聚物的优选温度规格。
根据本发明，优选的挤出温度规格汇总于表1和表2中：
表1：针对熔点为约215℃的PG910C50嵌段共聚物，本发明的优选挤出温度范围。
聚合物IV范围(dL/g) 下限(1.3±0.1) 上限(1.5±0.1)
挤出机进料区温度(℃) 165-190 175-200
转变区温度(℃) 185-205 195-210
计量区温度(℃) 190-220 220-235
泵区温度(℃) 185-210 210-240
块区温度(℃) 185-210 210-240
喷丝头区温度(℃) 201-215 215-250
表2：挤出温度(Tex)低于(-)或高于(+)聚合物熔点(Tm)的优选程度。
需注意，虽然熔点不受聚合物IV的很大影响，但当聚合物IV增大时，熔体粘度确实显著增大。当聚合物IV超过1.4dL/g或更高时，优选的是使挤出区中的一个或多个区的温度升高10℃至15℃。
在PG910C50嵌段共聚物在生产厂中进行大规模聚合试验期间，据发现，约一半或更多的聚合物批次显示出约1.3±0.1dL/g的相对低范围内的聚合物IV。表1和表2中推荐的优选挤出规格基于使用两个不同水平的聚合物IV(一个为约1.3dL/g，并且另一个为约1.5dL/g)的实际挤出实验，这将在下文通过挤出试验I、II和III的实施例详细描述。
优选地以约1730fpm的固定速度卷绕复丝挤出物。在后续步骤中，在常规拉伸设备诸如Killion拉伸支架上以4倍至6倍范围内(更优选地约5.0倍)的总拉伸比来拉伸复丝挤出物。拉伸纤维的旦尼尔/长丝(dpf)优选地在1.5dpf至2.5dpf的范围内(更优选地约2.0dpf)。取向辊(即，进料未拉伸长丝的辊)的温度优选地在70℃至90℃的范围内，并且拉伸辊(通常也称为退火辊)的温度优选地在90℃至130℃的范围内。纱线束中长丝的数目可从少至4至多至50变化。取向纱线的总旦尼尔可在8至100之间变化。单个纤维线轴平均韧度的规定下限(LSL)为5.6g/d，以制备用于制成吸收性编织缝合线的复丝纱线。通过测试15个取自相同纤维线轴的纱线样本来获得纤维线轴平均特性。为了最小化由于纤维的排斥作用而无法满足最小韧度要求造成的浪费，优选的是，将在给定批次或给定条件组内制备的所有样品的平均韧度保持在6.0g/d或更高。
旦尼尔可通过使用具有仪表计数器和分析天平的任何常规旦尼尔轮来确定。在Textechno Statimat ME或ME+拉伸试验机上，可按50cm的标距和72cm/分钟的应变速率测试复丝纱线的拉伸特性。
经发现，由在本发明的优选加工条件下挤出的PG910C50嵌段共聚物的纤维制成的编织缝合线具有出乎意料的高体外断裂强度保留率(BSR％)。体外BSR％在第21天时仍然高达约80％并且在第42天时仍然高达15％或更高。
在生理上相关的体外条件下进行体外BSR测量：将7.27pH的缓冲溶液保持在37℃温度下。该数据用于进行BSR评估，单位为磅和百分比。在指定时间点，使用Instron材料测试机测试样品的拉伸强度。测试参数为1.0英寸的标距和1.0英寸/分钟的夹头速度。
为了使本领域的技术人员更好地理解或实践本文所述的本发明独特方法的教导内容，提供以下实施例来说明如何确定挤出方法的设定值或规格，以由PG910C50嵌段共聚物来制造复丝纱线，从而制成具有所需纤维韧度和高水平体外BSR的吸收性编织缝合线。应当注意，本发明不限于实施例所体现的90/10摩尔％Gly/Lac嵌段共聚物的特定组成。本发明的新型挤出温度曲线也可用于挤出其它类型的吸收性聚合物，该吸收性聚合物在熔融时以及在挤出步骤期间保持在高于聚合物的熔点的高温下时，可能易于发生热降解和/或酯交换。
挤出试验I实施例
在1”立式挤出机上，挤出IV＝1.31dL/g且熔点为约215℃的PG910C50嵌段共聚物(即，90/10摩尔％Gly/Lac嵌段共聚物，其中中心嵌段为约50摩尔％Gly/Lac)。图1示出了挤出装置。已在上文中规定了详细的挤出程序。温度设置示于表3和表4中。
表3：用于挤出IV为1.31dL/g的PG910C50嵌段共聚物的温度设定值。
表4：挤出温度(Tex)低于(-)或高于(+)聚合物熔点(Tm)的优选程度。
然后在生产厂的常规Killion取向台上拉伸所挤出的复丝纱线。采用84℃±5℃的取向辊温度、115℃±10℃的退火辊温度和约5.0的总拉伸比，将所挤出的长丝拉伸成取向纤维。
对应于表3和表4中列出的挤出温度，图3示出了每个样品组的单个线轴平均韧度。采用计量区至喷丝头区的温度保持在230℃至235℃(高于聚合物熔点约15℃至20℃)的第一组条件A时，纤维韧度非常低；超过一半样品的单个线轴平均韧度无法满足5.6g/d的推荐规定下限(LSL)，并且该组的平均韧度显著低于6.0gpd的优选目标平均值。
采用泵温度、块温度和模头温度均降至高于聚合物熔点几度(仅约4℃至9℃)的条件B时，纤维韧度似乎没有改善很多；五个样品中有两个样品无法满足韧度LSL，并且平均韧度仍显著低于6.0g/d的推荐最小目标。
在泵和块降至215℃(与聚合物熔点(Tm)大致相同)并且模头仅高于Tm约5℃的条件C下，大多数(5个中的4个)样品显示出韧度高于5.6g/d的LSL，其中一个韧度仍低于LSL。平均韧度刚好满足6.0gpd的最小目标平均值。在常规的纤维挤出方法中，在熔点下或接近熔点时挤出聚合物是不常见的，并且可能非常难以或无法连续地制备可用的纤维。
然而，我们非常惊讶的是，在泵区和块区中的温度降至低于聚合物熔点5℃并且模头温度也从聚合物的MP降至约-1℃的条件D下，仍然可以用具有1.31dL/g的相对低IV的PG910C50嵌段共聚物连续地挤出聚合物并制备质量良好的复丝挤出物。当在异常冷的挤出温度下制备复丝挤出物时，或者当在拉伸台上按惯例拉伸挤出物5次时，未遇到问题。所有取向的纤维线轴均通过5.6g/d的规定韧度下限。组的平均韧度达到约6.5，远超过6.0g/d的最小目标平均值。
根据上述令人惊奇的发现，在对应于比泵区和块区中的熔点低约10℃并且比喷丝头区中的熔点低约5℃的条件E下，我们将泵区、块区和喷丝头区中的温度再降低5度。同样令人惊奇的是，在低于熔点5℃至10℃下挤出聚合物的方法仍是非常稳定的。在按惯例拉伸5次未出现问题后，条件E的取向样品的韧度全部通过5.6gpd的LSL并且平均韧度保持在约6.5gpd。在条件F下，挤出温度曲线保持与E相同，但烟囱温度降低15℃，从285℃的惯例设定值降至273℃。平均韧度略微增至6.6gpd，而伸长率平均值从约21％降至20％，但仍然在15％至30％的优选规格范围内。
在A组至F组的前5个条件中的每个条件下，挤出试验连续进行2至3小时，并且制成3至5个取向的纤维线轴。为了展示和验证方法在长时间段内的稳定性，在G组中重复条件D的挤出温度，其中在烟囱区中具有微小变化(低5℃)。连续挤出超过8小时，并且制成11个取向的纤维线轴。泵压稳定地保持在2600psi至2730psi的范围内，远低于最大7500psi的操作限值。G组的11个样品的平均韧度同样为约6.5gpd，与D组相同。十一个样品中有十个样品通过或超过5.6g/d的韧度LSL；仅一个样品由于在加工或测试中发生一些未知变化或噪声而不合格，这在制造过程中并不少见。
挤出试验II实施例
挤出试验II在与试验I相同的挤出设备上进行，但PG910C50聚合物批次不同，其具有1.29dL/g的IV和约215℃的熔点。试验从与试验I的G组相同的A条件组开始。然后评估如表5和表6列出的其它四个不同挤出条件组的加工适宜性和所得的纤维特性。取向条件与试验I相同。针对每个挤出条件组，样品的单个线轴平均韧度示于图4中。
表5：用于挤出IV为1.29dL/g的PG910C50嵌段共聚物的温度设定值。
表6：挤出温度(Tex)低于(-)或高于(+)聚合物熔点(Tm)的优选程度。
该试验表明，由于平均韧度达到6.6gpd并且所有单个线轴平均韧度均通过5.6gpd的最小要求，因此A组的温度曲线对于相对低IV的聚合物是最优选的。B、D和E的条件也是可接受的，因为平均韧度等于或高于6.0gpd的优选最小目标平均值，并且单个线轴平均韧度数据中的大多数(除了B组中的两个和E组中的一个之外)通过5.6gpd的规定下限。C组的全部三个样品的线轴平均韧度也超过5.6gpd的规定下限，但平均韧度略低于6.0gpd的优选目标最小值，这可能是因为考虑到前两个区(进料温度和转变温度)甚至更冷，低于熔点30℃至40℃，因此低于熔点15℃的计量区温度稍微太低。优选的是，将三个挤出机区中的一个区(优选计量区)设定在等于或略高于熔点的温度下，以致使聚合物具有充分的熔融性和流动性。在计量区之后，优选的是，保持泵温度和块温度低于聚合物熔点5℃至16℃，以最小化具有相对低IV的PG910C50嵌段共聚物的酯交换和热降解。
挤出试验III实施例
使用具有1.52dL/g的相对高IV的PG910C50嵌段共聚物，在与试验I和试验II相同的制造设备上进行挤出试验III。虽然熔点不受聚合物IV的显著影响，但熔体粘度似乎随着聚合物IV而显著增大，挤出温度未适当调节时推动熔体流经过喷丝头所需的泵压显著增大证明了这一点。由于这个考虑因素，我们开始挤出高IV聚合物(表7和表8中的A组和B组)，其中泵温度和块温度设定为高于215℃的聚合物熔点约20℃并且喷丝头温度设定为高于215℃的聚合物熔点约30℃。泵压保持在约2200psi至2500psi的范围内，并且挤出过程在延续24小时的试验进行期间是稳定的。
表7：用IV为1.52dL/g的50G/50L CB 90PGA/10PLA共聚物制成的试验III纤维实施 例的挤出变量和特性
表8：挤出温度低于(-)或高于(+)聚合物熔点(Tex-Tm℃)的程度
如图5所示，在A和B两种条件下制成的纤维样品中的大多数(除了一个之外)具有满足5.6gpd LSL的单个线轴平均韧度，并且平均韧度接近但勉强满足6.0gpd的目标最小值。当泵区、块区和喷丝头区中的温度在条件C下下降5℃时，所有样品的单个线轴平均韧度均通过5.6gpd LSL，并且平均韧度显著增大至约6.6gpd，远高于6.0gpd的推荐最小目标平均值。
试验III的结果表明，即使PG910C50嵌段共聚物的IV相对较高，仍然优选的是，使挤出区中的两个或更多个区中的温度保持低于聚合物熔点至少5℃。计量区、泵区和块区应高于聚合物熔点不超过20℃，更优选地不超过15℃。喷丝头温度优选地高于聚合物熔点不超过30℃，这与如US7,378,045中建议的高于熔点至少40℃的现有技术教导内容相反。
编织缝合线实施例
使用在本发明的优选加工条件下制备的试验I、II和III的实施例中的纤维来制成尺寸2-0的编织缝合线，用于体外性能测试，该体外性能测试经设计和验证，可预测缝合线在植入动物或人体之后体内的缝合线强度保留率特征。
将如所述的退火2-0编织物放置在模拟37℃和中性pH＝7.27的生理条件的缓冲溶液中。从第零天开始，每7天从生理溶液中取出样品并进行Instron拉伸特性检查。监测作为水解时间的函数的竖直拉伸强度。Instron标准速度为一英寸/分钟，标距为一英寸。使用100磅负荷传感器。对于时间零点，在Instron机器上使用钢面，对于所有其它水解时间，使用橡胶面以避免滑移。在从缓冲浴中取出样品之后，可在室温下冷却(平衡)样品，并且然后全部在润湿情况下进行测试。
包括体外测试在内的缝合线特性在表9中给出。对于需要长期支撑的伤口闭合应用，尺寸2-0缝合线的材料规格包括12.5密耳至13.5密耳范围内的直径、9.2磅的最小初始拉伸强度、以及植入后第42天时2.3磅的最小断裂强度保留率(BSR)、以及/或者植入后第42天时与初始值相差10％的最小断裂强度保留率。
表9：使用由本发明的优选挤出条件制备的纤维制成的尺寸2-0编织缝合线的特性
表9中给出的结果显示，在本发明的优选条件下用低IV和高IV的PG910C50嵌段共聚物制成的缝合线样品得到初始拉伸强度，并且植入后第42天时的断裂强度保留率(BSR)显著超过针对平均直径为约13密耳的USP尺寸2-0缝合线的推荐成品规格。
虽然已相对于本发明的详细实施方案示出和描述本发明，但本领域的技术人员将理解，在不脱离所要求保护的本发明的实质和范围的情况下，可对本发明在形式上和细节上作出各种改变。

Claims (15)

1.一种用挤出机来制造复丝纱线的方法，所述方法将具有一定熔点的吸收性共聚物制成复丝纤维，所述挤出机具有至少进料区、转变区和计量区、泵与块区段以及喷丝头，所述方法包括以下步骤：
a.将选自所述进料区、所述转变区和所述计量区的三个挤出区中的至少两个区设定并保持在低于所述共聚物的所述熔点约50℃至低于所述共聚物的所述熔点约2℃的操作温度下，
b.将所述泵与块区段设定并保持在低于所述共聚物的所述熔点约15℃至高于所述共聚物的所述熔点不超过25℃的泵温度下；
c.将所述喷丝头设定并保持在低于所述共聚物的所述熔点约10℃至高于所述共聚物的所述熔点不超过30℃的纺丝温度下；
其中所述共聚物是A-B-A型嵌段共聚物，在中心嵌段中具有约50/50摩尔％的乙交酯/丙交酯并且具有约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯的总体组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中三个挤出区中的至少两(2)个区保持在低于所述共聚物熔点至少5℃的温度下。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述共聚物是吸收性共聚酯，所述吸收性共聚酯具有约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯的总体组成。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述共聚物是嵌段共聚酯，所述嵌段共聚酯在中心嵌段中具有约50/50摩尔％的乙交酯/丙交酯并且具有约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯的总体组成。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述嵌段共聚酯具有在1.4dL/g至1.6dL/g范围内的特性粘度(IV)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中成品取向纤维具有至少5.6g/d的单个线轴平均韧度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中成品取向纤维具有至少6.0g/d的批次平均韧度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中由所述成品取向纤维制成的编织复丝缝合线在植入后第42天时具有至少10％的断裂强度保留率。
9.一种用挤出机来制造复丝纱线的方法，所述方法将具有1.2至1.4的特性粘度(IV)和一定熔点的吸收性共聚物制成复丝纤维，所述挤出机具有至少进料区、转变区和计量区、泵与块区段以及喷丝头，所述方法包括以下步骤：
a.将选自进料区、转变区和计量区的三个挤出机区中的至少两个区设定并保持在低于所述共聚物熔点约50℃至低于所述共聚物熔点约2℃的操作温度下，
b.将所述泵与块区段设定并保持在低于所述共聚物熔点约15℃至低于所述共聚物熔点约3℃的泵温度下；
c.将所述喷丝头设定并保持在低于所述共聚物熔点约8℃至高于所述共聚物熔点不超过约10℃的模头温度下；
其中所述共聚物是A-B-A型嵌段共聚物，在中心嵌段中具有约50/50摩尔％的乙交酯/丙交酯并且具有约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯的总体组成。
10.根据权利要求9所述的方法，其中至少三(3)个挤出区保持在低于聚合物熔点至少5℃的温度下。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述共聚物是吸收性共聚酯，所述吸收性共聚酯具有约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯的总体组成。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述共聚物是嵌段共聚酯，所述嵌段共聚酯在预聚物或中心嵌段中具有约50/50摩尔％的乙交酯/丙交酯并且具有约90/10摩尔％的乙交酯/丙交酯的总体组成。
13.根据权利要求9所述的方法，其中成品取向纤维具有至少5.6g/d的单个线轴平均韧度。
14.根据权利要求9所述的方法，其中用根据权利要求9所述的方法制备的成品取向纤维具有至少6.0g/d的批次平均韧度。
15.根据权利要求9所述的方法，其中由成品取向纤维制成的编织复丝缝合线在植入后第42天时具有至少10％的断裂强度保留率。
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