DE1660181A1

DE1660181A1 - Verfahren zur Herstellung von Polymeren

Info

Publication number: DE1660181A1
Application number: DE1967A0055790
Authority: DE
Inventors: Chirgwin Jun Lester Daniel
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1966-05-23
Filing date: 1967-05-23
Publication date: 1971-07-22
Also published as: BR6789457D0; DE1660181B2; US3422181A; GB1183875A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Pestigkeitsretention und Absorptionsgeschwindigkeit eines als chirurgisches Nahtmaterial geeigneten Polyglycolsäurei'adens, dadurch gekennzeichnet, daß man den Faden bei einer Temperatur zwischen etwa 50 und 190⁰C während einer zur Temperatur umgekehrt proportionalen Zeitdauer zwischen etwa 5 Stunden und 5 Minuten trockener Wärme aussetzt. Vorzugsweise wird die Behandlung des Fadens durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen etwa 100 und 160⁰C₉ während einer zur Temperatur umgekehrt proportionalen Zeitdauer zwischen etwa 2 Stunden und 30 Hinuten und Insbesondere bei einer Temperatur zwischen etwa 130 und HO⁰C während einer Zeit zwischen etwa 70 und 50 Minuten durchgeführt.

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Di· erfindungsgemäße Behandlung eines Polyglycoleäurefadens, der als chirurgisches Nahtmaterial verwendet werden soll, mit trockener Wärme bei den angegebenen Temperaturen und während der angegebenen Zeitdauer hat den Zweck, die Festigke'itsretention sowie die Absorptionsgeschwindigkeit des in lebendes Muskelgewebe eingebetteten PolyglycolsäUrefadens zu verbessern«

Absorbierbares chirurgisches Nahtmaterial, das gegenwärtig in der Humanmedizin und Veterinärmedizin zur Anwendung bei Menaohen und Tieren verfügbar ist, ist aus animalen Geweben, hauptsächlich aus Collagen, hergestellt. Das chirurgische Nahtmaterial, das größte Anerkennung und Aufnahme gefunden hat, wird im allgemeinen durch Spalten von tierischen Därmen, Abtrennen der Seroeaschicht, Verdrillen und Chromazleren hergestellt. Wegen der Natur der verwendeten Gewebe und der natürlichen biologischen Schwankungen ist es manchmal schwierig, gleichmäßige Größe, Textur, Festigkeit und Absorptionsgeeohwindigkeit zu erzielen· Jedes Material biologischer Herkunft kann antigene Eigenschaften aufweisen, die wenigstens in manchen Fällen unerwünschte Schwierigkeiten verursachen. Notwendigerweise sind die Nahtfäden natürlicher Herkunft kurze Segmente mit einer Länge, die gewöhnlich etwa 1,5 m (5 feet) beträgt. Ein absorbierbares synthetisches chirurgisches Nahtmaterial und seine Herstellung sind in der britischen Patentschrift 1 043 518 beschrieben. Diese chirur-

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giechen Nahtfäden weisen gute Verknotbarkeit_P gute Knoten,-festigkeit, gute Handhabung und leichte Anfärbbarkeit auf und können in Denierzahlen von etwa 1 bis 4000 hergestellt werden. Nach der Einbettung in lebendes Muskelgewebe bleibt bei diesem Nahtmaterial wenigstens 3 Tage lang ein hoher Anteil ihrer ursprünglichen Festigkeit erhalten. Andererseits werden diese Fäden noch Einbettung in lebendes Muskelgewebe in 90 Tagen oder weniger praktisch vollständig resorbiert und sind praktisch frei von Verunreinigungen, die durch lebendeo Muskelgewebt, nicht absorbierbar sind.

Trots der vorteilhaften Eigenschaften des genannten chirurgiechen Nahtmateriala, dee aue Polyglycolsäure hergestellt wird, wurde nun gefunden, daß die Festigkeitsretention und die Absorptionsgeochwindigkeit dieser Fäden, die als chirurgisches Nahtmaterial verwendet werden sollen, durch eine Behandlung mit trockener Wärme noch verbessert werden kann. Synthetisches Nahtmaterial aus Polyglycölsäure, das nicht erfindungsgemäß behandelt worden iet, genligt zwar scheinbar allen /nsprUchen, es wurde jedoch festgestellt, daß solches Nahtmaterial nach Inplantation in lebendes Muskelgewebe manchmal rasch an Zugfestigkeit verliert. Durch die erfindungsgemäße Behandlung wird erreicht, daß die Zugfestigkeit des als chirurgisches N.shtaaterial verwendeten Fadens Über längere Zeit erhalten bleibt. U_1n diese * Festigkeitsretention zu erreichen, wird das Nahtmaterial

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trockener V/ärme in einem Temperaturbereich von etwa 50 - 190⁰C während einer umgekehrt proportionalen Zeitdauer von etwa 5 Stunden bis etwa 5 Minuten ausgesetzt. Das heißt mit anderen Worten, daß bei Anwendung höherer Temperaturen kürzere Behandlungszeiten und bei niedrigeren Temperaturen längere Behandlungezeiten angewandt werden. Vorzugsweise wird das erfindung8gemäße Verfahren bei einer Temperatur zwischen etv/a 100 und 16O⁰C während einer umgekehrt proportionalen Zeitdauer zwischen etwa 2 Stunden und 30 Minuten durchgeführt. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse wird die Temperatur zwischen etwa 130 und 14O⁰C während einer umgekehrt proportionalen Zeit zwischen etwa 70 und 50 Minuten eingestellt. Während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird due Heizmedium oder die Heizkammer so gesteuert, daß die relative Feuchtigkeit verhältnismäßig gering 1st, wodurch eine Behandlung mit trockener Wärme erzielt wird. Die relative Feuchtigkeit wird P bei einem Wert von nicht mehr als etwa 20 £ und vorzugsweise von nicht mehr als etwa 10 i» gehalten«

Die Polyglycolsäure wird durch ein Schmelzepinnverfahren in einen Faden Übergeführt. Wenn der Faden gebildet ist, wird er zur Orientierung des Polymeren in der Faser oder dem Faden bei etwa 55⁰C auf etwa das Fünffache seiner ursprünglichen Länge gestreckt, um einen anfänglich festen, zähen Faden zu

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erzeugen. Ee let zweckmäßig, den so erzeugten Faden auf eine Spule aufzuwickeln. Venn ein gegebener Satz von Spulen mit dem Faden bewickelt worden ist, können sie anschließend der erfind ungegemäßen Wärmebehandlung unterworfen werden, so daß der Faden, während er sich auf der Spule befindet, bei konstanter Länge erwärmt wird. Falls gewünscht, kann man die er» findungegemäße Wärmebehandlung des Fadens kontinuierlich durchfuhren, indem man den Faden, nachdem er durch ein Schmelzepinnverfahren erzeugt und verstrickt und orientiert worden ist, durch eine auf die gewählte Temperatur erhitzte Kammer leitet, die so konstruiert ist, daß die erforderliche Verweilzeit bei der gewählten Temperatur erreicht wird. Die relative Feuchtigkeit in der Wärmebehandlungskammer wird selbstverständlich no eingestellt, daß der Feuchtigkeitsgrad erhalten wird, der erforderlich ist, um die Behandlung mit trockener Wärme zu erreichen.

See folgend· Beispiel erläutert die Herstellung der polymeren Glycoleäureschmelze. Teile beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.

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~ 6 Verfahren zur Herstellung von Polyglycolsäure

Ein dickwandiges Glasrohr mit einer lichten Weite von etwa 7»6 mm (3/10")ο das an einem Ende verschlossen iet» wird mit 3 Teilen einer praktisch reinen Glycolidzusammeneetzung, 0,04 Teilen einer 0,1 ?6-igen Itherlösung von SnCl₂-2H₂O (etwa 0,0013 $> SnCIg.2H₂O, bezogen auf das Gewicht der praktisch reinen Glycolidzusammensetzung), 0,0166 Teilen Laurylalkohol (0,346 Mol-^», bezogen auf die Molmenge der praktisch reinen Glycolidzusütnmensetzung) und einer magnetischen Stahlkugel mit einem Durchmesser von 3₅97 mm (5/32") beschickt. Das Rohr wird evakuiert und mit Argon gespült. Das Rohr v/ird erneut auf ein Vakuum von weniger als 1 mm Hg evakuiert und verschlossen. Das Reaktionsrohr wird in vertikaler Stellung in eine geschlossene Glaskammer gestellt, in der sich Diäthylenglycol unter Rückfluß mit etwa 222⁰C befindet. Der Siedepunkt des Diäthylenglycole wird durch Verminderung des Systemdrucks gesteuert. In regelmäßigen Zeitabständen nach dem Schmelzen, wird die Viskosität der Reaktionsmischung durch Anheben der Stahlkugel mit Hilfe eines Magneten und Messen der Sinkgeschwindigkeit der Kugel in Sekunden/cm (Sekunden/inch) bestimmt, 90 Minuten nach dem Eintreten des Schmelzzustands wird eine Viskosität von etwa 17 000 Poise erreicht und nach 120 Minuten erreicht die Viskosität etwa 19 000 Poise.

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Die Sinkgeschwindigkeit der Kugel ist eine signifikante Größe zur Bestimmung der Viskosität des polymeren Materials und steht in Beziehung sum Molekulargewicht der polymerisierten Glycolidzusamsnensetzung« Die Viskosität dea polymeren Materials kann bei der Schmelztemperatur swisöhen ötwa 500 und 100 000 Poise schwanken.

Das so hergestellte polymere Material wird aus der Sehmeise durch eine Spinndüse zu einem Einzelfaden mit einen Durchmesser von 0,038 mm (1₉5 sail) und einer berechneten Denierzahl von etwa 15 versponnen. Der Faden wird auf eine Spule aufgewickelt, bis die Spule praktisch voll ist, worauf 2 weitere Spulen in der gleichen Weise gefüllt wurden, Hur (*er Faden auf der ersten Spule wurde 1 Stunde mit 135⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 10 $ unter konstanter Last wärmebehandelt, während er sich auf der Spule befand. Bei den Fäden auf den beiden anderen Spulen wurde diese Wärmebehandlung nicht durchgeführt« Der eine Faden blieb unbehandelt, während der andere bei 75⁰C auf die 1,1-fache Länge gedehnt wurde. Bine Probe des wärmebehandelten Padena wies eine geradlinige Belastung bis zum Bruch von 110 g auf? während der unbehandelte Faden eine geradlinige Belastung bis zum Bruch von 105 g und der zweite verstreckte Faden eine geradlinige Belastung bis zum Bruch von 140 g aufwies. Der wärmebehandelte Faden zeigte eine Elongation

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bei Bruch von 54 $>i während der unbehandelte faden eine Elongation bei Bruch von 70 i» und der verstreokte Faden eine Elongation bei Bruch von 41 1> aufwies, /us diesen verschiedenen Einseifäden wurden geflochtene Nahtfäden hergestellt und einer Vieleahl von Prüfungen vor und nach Sterilisation in Äthylenoxyd bei Zimmertemperatur unterworfen. Die verschiedenen Eigenschaften und Werte, die bei diesen Prüfungen ermittelt wurden, sind in der folgenden Tabelle I aufgeführte in der auseerdem mit sterilem 0-0 Catgut und sterilem 0-4 Catgut verglichen wird.

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Tab·!!· I

Probe 12 3 steriles steriles

väreebehandelt unbehandelt verstreckt 0-0 Catgut " 0-4 Catgut

feflocht eng Kahtädin H/S H/S H/S

Konstruktion:

Enden pro Träger 2 2 2 .

verwendete Träger 8 8 8 -— —

Maschinentyp

(Träger) 8 8 8 —

Ihirehaeseer mo (mil) 0,206/0,203 0,213/0,208 0,206/0,206 0,401-0,411 0,244-0,249

(8,1/8,0) (8,4/8,2) (8,1/8,1) (15,8-16,2) (9,6-9,8)

„, Padenteste:

m Zug,kg (pounds) 1,27/1,27 0,95/0,95 1#72/1.81 5,01 j,«

ω (2,8/2,8) (2,1/2,1) (3,8/4,0) (H₁OS) (3,15)

^ Zugfestigkeit, '

» kg/nm²(psi) 24 681/25 263 17 208/18 063 33 463/35 263 25 581 19 727 ^ ν» (54 400/55 800) (37 9Οθ/39 800) (73 800/77 800) (56 400) (43 500) '

Elong. bei Break,
ß

°ß> 20₉0/20,2 25,4/22» 3 22,2/23,2 22 23

O Kiio cenzug,kg( pounds) Q,82/0,86 0,86/0,82 I₈18/1,22 2,54 1,0-1,04

§ (1,8/1,9) (1,9/1,8) (2,6/2,7) (5,6) (2,2-2,3)

Kontenzugfestigkeit . . '

kg/cm2 (psi) 15 900/17 186 15 536/15 445 22 927/23 827 9 711-11 572 13 781-13 827

(35 000/37850) (34 300/34 100) (50 500/52 50Ö) (21 400-25 600) 30 400-30 500)g

•Knotep-Elong.,# 12,1/12,4 22,9/18,3 15,0/14,0 15 22 -*

Tabelle I (Fortsetzung)

Probe

1 wärmebe ha nd elt

unbehandelt

▼erstreckt

steriles 0-0 Catgut

steriles 0-4 Catgut

Verhältnis Knoten -

zuftfQatigkelt 0,643

Padenzugfeetigkeit 0,679

ο Implantatfestigkeit to Rentsntion-Eests:

α» gerader Zug

cj O-Tage(Originalfeetig-

o keit),kg/cm*(psi) 25

^ (55 800)

0,685 0,675

0,45

0,70

18 063	35	263	25	581	19	727
( 39 800)	( 77	800)	(56	400)	(43	500)

Claims

- 11 -Patentansprüche

1. Verfahren eur Verbesserung der Festigktitsretention und Abeorptionsgeschwindigkeit eines Polyglycolsäurefadene, der als chirugiaches Nahtmaterial verwendet wurden soll_f dadurch gekennzeichnet, daS man den Faden mit trockener Wärme bei einer relativen Feuchtigkeit von nicht mehr als etwa 20 i> und einer Temperatur swiachen etww 50 und 190⁰C während einer umgekehrt proportionalen Zeltdauer zwischen etwa 5 Stunden und 5 Minuten behandelte

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennselehnet, daß nan eine Temperatur «wischen etwa 100 und 160⁰C während einer umgekehrt proportionalen Zeitdauer «wischen etwa 2 Stunden und 30 Minuten anwendet.

5· Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennselehnet, daß man eine Temperatur «wischen etwa 130 und 140⁰C während einer umgekehrt proportionalen Zeltdauer cwleohen etwa 70 Minuten und 50 Minuten anwendet.

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