DE2949181C2

DE2949181C2 -

Info

Publication number: DE2949181C2
Application number: DE2949181A
Authority: DE
Inventors: Arthur Albert Bridgewater N.J. Us Gertzman; Mark Turner Annandale N.J. Us Gaterud
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1990-01-18
Also published as: PL220182A1; AU5319779A; ES8101387A1; PL141223B1; MX152227A; AR222361A1; NZ192138A; MY8400142A; SE7910106L; CA1141915A; AT370999B; IL58897A; GB2038704B; FR2473316A1; DE2949181A1; PT70564A; ES486698A0; HK30083A; ATA776179A; CA1203137B

Description

Gegenwärtig sind zahlreiche natürliche und synthetische Stoffe als chirurgische Nahtmaterialien im Gebrauch. Diese Stoffe können als einzelne Faserstränge, d. h. als Monofilament- Nahtmaterial, oder als Mehrfachfaserstränge in einem geflochtenen, verdrehten oder sonstigen Mehrfachfaseraufbau verwendet werden. Natürliche Stoffe, wie Seide, Baumwolle oder Leinen, eignen sich natürlich nicht zur Herstellung von Monofilament-Nahtmaterial und werden deshalb allgemein in einem der Mehrfachfaser-Aufbauten benutzt.

Synthetische Stoffe, die endlos stranggepreßt werden, können in Form von Monofilamenten verwendet werden. Zu den bekannten synthetischen Monofilament-Nahtmaterialien gehören beispielsweise Polyäthylenterephthalat, Polypropylen, Polyäthylen und Nylon. Derartiges Monofilament-Nahtmaterial wird von Chirurgen infolge der ihm innewohnenden Weichheit und seiner fehlenden Kapillarität gegenüber Körperflüssigkeiten für zahlreiche chirurgische Verwendungszwecke bevorzugt.

Die derzeit verfügbaren synthetischen Monofilament-Nahtmaterialien leiden alle mehr oder weniger stark an einem bestimmten Nachteil, nämlich der ihnen eigenen Steifheit. Neben der schwierigeren Handhabung und Verwendung kann die Steifheit des Nahtmaterials auch seine Fähigkeit zur Knotenverknüpfung und die Sicherheit der Knoten ungünstig beeinflussen. Die dem verfügbaren Monofilament-Nahtmaterial eigene Steifheit ist der Grund dafür, daß das meiste Nahtmaterial größerer Dimension geflochten ist oder einen anderen Mehrfachfilament-Aufbau mit besserer Flexibilität bei der Handhabung aufweist.

Die bekannten Monofilament-Nahtmaterialien zeichnen sich ferner durch eine geringere Elastizität aus, wobei von den vorstehend genannten Stoffen Nylon mit einer Streckdehnung von etwa 1,7% und einer viskoelastischen Dehnung von etwa 8,5% die größte Elastizität besitzt. Die fehlende Elastizität dieser Nahtmaterialien erschwert ebenfalls das Knüpfen von Knoten und vermindert deren Sicherheit. Außerdem hindert die geringe Elastizität das Nahtmaterial am "Nachgeben", wenn eine frisch genähte Wunde anschwillt, mit dem Ergebnis, daß das Nahtmaterial das verletzte Gewebe unter eine größere Spannung setzen kann als erwünscht ist, und daß sogar ein gewisses Ziehen, Einschneiden oder eine Nekrose des Gewebes verursacht werden kann.

Zur Lösung der mit der Verwendung von unelastischem Nahtmaterial bei bestimmten Applikationen verbundenen Probleme wurde in der US-PS 34 54 011 die Herstellung eines chirurgischen Nahtmaterials aus Spandex-Polyurethan vorgeschlagen. Solches Nahtmaterial ist jedoch sehr elastisch mit gummiartigen Eigenschaften und wurde deshalb auf dem medizinischen Sektor nicht allgemein angenommen.

US-PS 41 27 127 offenbart ein therapeutisches System zur Verabreichung eines Arzneistoffes, bestehend aus einem Behälter und dem darin befindlichen Wirkstoff. Der Behälter wird von zwei miteinander verbundenen Folien gebildet, von denen mindestens eine aus einem segmentierten thermoplastischen Copolyester-Elastomeren besteht und für den Wirkstoff permeabel ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues, weiches, schlaffes Monofilament-Nahtmaterial zu schaffen, das ein gesteuertes Maß an Elastizität zur Anpassung an den veränderlichen Zustand einer Wunde aufweist. Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst, daß ein elastomeres chirurgisches Nahtmaterial, das ein Monofilament mit einer bestimmten Kombination mechanischer Eigenschaften enthält, die vorstehend beschriebenen Anforderungen erfüllt.

Die Erfindung betrifft demnach ein elastomeres chirurgisches Nahtmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Monofilament mit folgenden mechanischen Eigenschaften ist:
Streckdehnung 2 bis 9%,
visko-elastische Dehnung 10 bis 30%,
Young-Modul 207-1379 N/mm²,
Zugfestigkeit mindestens 276 N/mm²,
Knotenfestigkeit mindestens 207 N/mm²,
welches erhältlich ist durch Schmelzextrusion eines segmentierten Copolyäther-Esters und Abschrecken und Verstrecken des erhaltenen Monofilaments, wobei der Copolyäther-Ester im wesentlichen aus einer Vielzahl sich wiederholender langkettiger Äther-Ester-Einheiten und kurzkettiger Ester-Einheiten besteht, die durch Esterbindungen Kopf-Schwanz verknüpft sind, und die allgemeine Formel

aufweist, in der

G einen zweiwertigen Rest bedeutet, der nach der Entfernung der endständigen Hydroxylgruppen von einem Poly-(C_2-10-alkylenoxid)-glykol mit einem Molekulargewicht von 350 bis 6000 verbleibt,
R einen zweiwertigen Rest darstellt, der nach der Entfernung der Carboxylgruppen von einer aromatischen Dicarbonsäure mit einem Molekulargewicht von höchstens etwa 300 verbleibt,
D einen zweiwertigen Rest bedeutet, der nach der Entfernung der Hydroxylgruppen von einem Alkandiol mit einem Molekulargewicht von höchstens etwa 250 bleibt,
a und b ganze Zahlen mit solchen Werten darstellen, daß die durch a bezeichneten kurzkettigen Einheiten 50 bis 90 Gew.-% der Verbindung ausmachen und n den ein faserbildendes Polymerisat ergebendes Polymerisationsgrad bedeutet.

Monofilament-Nahtmaterial mit den erfindungsgemäßen physikalischen Eigenschaften eignet sich besonders für zahlreiche chirurgische Verfahren, bei denen das Material zum Schließen einer Wunde verwendet wird, die später anschwellen oder ihre Lage verändern kann. Die Kombination von niedrigem Young-Modul und beträchtlicher Streckdehnung verleiht dem Nahtmaterial ein beträchtliches Ausmaß an gesteuerter Elastizität bei geringer einwirkender Kraft. Als Folge davon kann das Nahtmaterial zur Anpassung an eine Schwellung im Wundbereich nachgeben. Die verhältnismäßig hohe viskoelastische Streckdehnung und die hohe Zugfestigkeit ermöglicht eine Dehnung des Nahtmaterials während der Knoten geknüpft wird, so daß der Knoten enger sitzt. Dies ergibt eine verbesserte Verknotbarkeit und Knotensicherheit mit einer besser vorhersagbaren und folgerichtigeren Knotengeometrie, unabhängig von Änderungen der Technik oder der Spannung beim Knüpfen des Nahtmaterials.

Fig. 1 ist eine repräsentative Kraft-/Dehnungskurve, die charakteristisch ist für die erfindungsgemäßen chirurgischen Filamente.

Fig. 2 ist eine repräsentative Kraft-/Dehnungskurve zum Vergleich der erfindungsgemäßen Filamente mit bekannten Monofilament-Nahtmaterial.

Das erfindungsgemäße Nahtmaterial ist durch eine Kombination physikalischer Eigenschaften gekennzeichnet, die für ein Monofilament-Nahtmaterial einzigartig sind und die dem erfindungsgemäßen Nahtmaterial einzigartige und erwünschte Eigenschaften in bezug auf seine Verwendung verleihen.

Die charakteristischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Nahtmaterials können leicht nach üblichen Prüfverfahren bestimmt werden. Fig. 1 zeigt ein typisches Kraft-/Dehnungs- oder Belastungs-/Dehnungsdiagramm für das erfindungsgemäße Nahtmaterial. In Fig. 1 ist die Streckdehnung (Ey) die Dehnung an der Streckgrenze, d. h. an dem Punkt, an dem eine bleibende Verformung des Nahtmaterials aufzutreten beginnt. Solange das Filament nicht über Ey hinaus gedehnt wird, ist die elastische Rückstellung im wesentlichen vollständig. Das erfindungsgemäße Nahtmaterial besitzt eine Streckdehnung im Bereich von 2 bis 9%.

Der Young-Modul ist ein Maß für die Neigung der Kraft-/Dehnungskurve im Anfangsbereich der Kurve, der sich vom Ursprung aus erstreckt. In Fig. 1 stellt die Gerade a eine an die Kurve im Ursprung angelegte Tangente dar und der Young-Modul ist gleich tang R. Die Neigung der Kurve und der Young-Modul stellen also ein Maß für die Festigkeit gegen Dehnung im anfänglichen elastischen Bereich der Kurve dar. Das erfindungsgemäße Nahtmaterial ist derart gestaltet, daß es einen deutlichen, aber ver hältnismäßig geringen Modul von 207 bis 1379 N/mm², vorzugsweise im Bereich von 345 bis 1035 N/mm² aufweist. Ein Modul innerhalb des beanspruchten Bereiches ergibt die richtige Menge an zunehmender Spannung in dem Nahtmaterial, wenn es in Richtung auf seine Streckgrenze gedehnt wird. Bei geringeren Werten des Young-Moduls dehnt sich das Nahtmaterial leicht bei sehr geringem Zug bis zu seiner Streckgrenze und die Vorteile der beträchtlichen Streckdehnung gehen verloren. Bei höheren Werten des Young-Moduls wird die Steifheit des Filaments zum bestimmenden Gesichtspunkt, und Weichheit und gute Handhabbarkeit des Nahtmaterials nehmen ab.

Der Bereich der Kraft-/Dehnungskurve, der sich in Fig. 1 zwischen den Punkten Ey und Ev erstreckt, ist der viskoelastische Bereich, in dem eine beträchtliche Dehnung und dauerhafte Verformung des Nahtmaterials bei nur leicht zunehmender Zugspannung auftritt. Die viskoelastische Dehnung (Ev) des erfindungsgemäßen Nahtmaterials wird im Bereich von 10 bis 30% eingestellt. Diese Eigenschaft ermöglicht das Herabziehen des Nahtmaterials beim Verknoten und sorgt somit für eine gute Knotensicherheit.

Wenn das Nahtmaterial über den Punkt Ev hinausgedehnt wird, steigt die Belastung rasch an, wie in Fig. 1 angegeben ist. Dieser rasche Anstieg der Belastung verleiht dem Nahtmaterial einen bestimmten Griff, der in den Händen eines erfahrenen Chirurgen ein Zeichen dafür ist, wann die viskoelastische Dehnung und die größte Knotensicherheit erreicht sind. Vorzugsweise ist der Wert von Ev mindestens 2,5mal so groß als der Wert von Ey, um dem Chirurgen einen breiten viskoelastischen Bereich zur Verfügung zu stellen, in dem er beim Knoten des Nahtmaterials arbeiten kann.

In Fig. 1 ist zu sehen, daß die Belastung von 0 bis zur viskoelastischen Dehnung Ev verhältnismäßig klein ist im Vergleich zur Bruchbelastung (Sb). Die Bruchbelastung oder gerade Zugfestigkeit beträgt mindestens 276 N/mm² und die Belastung Sv, die der viskoelastischen Dehnung entspricht, ist weniger als ¹/₃ der Bruchbelastung. Dies hat zur Folge, daß das Nahtmaterial unter verhältnismäßig kleinen Kräften und ohne die Gefahr eines unbeabsichtigten Bruches leicht geknotet werden kann. Die Knotenfestigkeit des Nahtmaterials beträgt vorzugsweise mindestens 207 N/mm².

Die Reißdehnung (Eb) des erfindungsgemäßen Nahtmaterials liegt im allgemeinen im Bereich von 30 bis 100%. Obwohl diese Eigenschaft für das Verhalten des Nahtmaterials nicht kritisch ist, da seine Dehnung im allgemeinen nicht über Ev hinausgeht, ist Eb vorzugsweise mindestens 1,5mal so groß wie Ev, um die Möglichkeit einer unbeabsichtigten Überdehnung und des Reißens des Nahtmaterials beim Knüpfen zu verkleinern.

Die einzigartigen mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Nahtmaterials lassen sich noch besser im Zusammenhang mit Fig. 2 würdigen, wo derartiges Nahtmaterial mit bekanntem Nahtmaterial aus Nylon und Polypropylen verglichen ist. Ausgewählte physikalische Eigenschaften dieser drei Nahtmaterialien sind in nachstehender Tabelle I zusammengefaßt. Jeder dieser beiden bekannten Nahtmaterialien besitzt einen beträchtlich höheren Young-Modul, was zu der charakteristischen Steifheit dieser Stoffe führt. Außerdem haben beide bekannten Nahtmaterialien weder eine nennenswerte Streckdehnung Ey noch einen ausgedehnten viskoelastischen Bereich, Eigenschaften, die das erfindungsgemäße Nahtmaterial kennzeichnen und ihm die vorstehend erläuterten günstigen Eigenschaften verleihen.

Die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Nahtmaterials, die in den relativen Werten von viskoelastischer (Ev) und Streckdehnung (Ey) in Kombination mit dem niedrigen Young-Modul und hoher Zugfestigkeit zum Ausdruck kommen, sind auf dem Gebiet der chirurgischen Nahtmaterialien einzigartig und unterscheiden das erfindungsgemäße Monofilament-Nahtmaterial von allen bekannten Materialien.

Tabelle 1

Nahtmaterial mit den mechanischen Eigenschaften gemäß vorliegender Erfindung kann aus den in der US-PS 30 23 192 beschriebenen segmentierten Copolyäther-Ester-Polymerisaten hergestellt werden. In dieser Patentschrift wird in Spalte 2, ab Zeile 20 festgestellt:
"Die Copolyätherester dieser Erfindung werden hergestellt durch Umsetzung einer oder mehrerer Dicarbonsäuren oder ihrer esterbildenden Derivate, eines oder mehrerer difunktioneller Polyäther mit der Formel:

HO(RO)_p H

in der R einen oder mehrere zweiwertige organische Reste und p eine ganze Zahl mit einem solchen Wert bedeuten, daß sich ein Glykol mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 350 und 6000 ergibt, und einer oder mehrerer Dihydroxyverbindungen aus der Gruppe der Bisphenole und der niederen aliphatischen Glykole mit der Formel:

HO(CH₂)_qOH

in der q eine Zahl von 2 bis 10 bedeutet, mit der Maßgabe, daß die Umsetzungsteilnehmer derart ausgewählt werden, daß im wesentlichen alle wiederkehrenden Einheiten des Polyesters mindestens einen aromatischen Ring enthalten. Der erhaltene Ester wird anschließend polymerisiert."

Die Herstellung anderer, verwandter, segmentierter thermoplastischer Copolymerisate ist beispielsweise in den US-PS 36 51 014, 37 63 109, 37 66 146 und 37 84 520 beschrieben.

Die in den genannten Patentschriften beschriebenen segementierten thermoplastischen Copolymerisate können zu Folien gegossen, zu Formkörpern spritzgegossen oder zu Filamenten schmelzextrudiert werden. Die Produkte, die nach den in den genannten Patentschriften beschriebenen Erfindungen erhalten werden, weisen jedoch physikalische Eigenschaften auf, die für chirurgisches Nahtmaterial unerwünscht sind. Insbesondere sind diese bekannten Filamente gummiartig mit einem sehr hohen Maß an Elastizität, wie es durch Bruchdehnungen von über 500% angezeigt wird. Die Zugfestigkeiten sind andrerseits sehr gering und betragen im allgemeinen höchstens 55 N/mm². Aus Copolyäther-Estern gemäß den vorstehend genannten Patentschriften hergestellte Filamente besitzen deshalb nicht die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Nahtmaterials und eignen sich in der Tat offensichtlich überhaupt nicht zur Verwendung als chirurgisches Nahtmaterial.

Die Nachteile dieser bekannten Stoffe werden erfindungsgemäß überwunden. Extrudierte Filamente aus bestimmten Copolyäther-Estern werden abgeschreckt und verstreckt mit dem Ergebnis, daß die mechanischen Eigenschaften der Filamente innerhalb der bestimmten Bereiche eingestellt werden, deren besondere Eignung für chirurgisches Nahtmaterial festgestellt wurde.

Die erfindungsgemäß geeigneten segmentierten Copolyäther-Ester enthalten eine Vielzahl sich wiederholender langkettiger Äther-Ester-Einheiten und kurzkettiger Ester-Einheiten, die durch Esterbindungen Kopf-Schwanz verknüpft sind entsprechend der folgenden allgemeinen Formel I

Die langkettigen Äther-Ester-Einheiten des Polymerisats besitzen die allgemeine Formel II

in der G den zweiwertigen Rest bedeutet, der nach der Entfernung der entständigen Hydroxylgruppen von einem Poly-(C_2-10-alkylenoxid)-glykol mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 350 bis 6000 verbleibt und R den zweiwertigen Rest darstellt, der nach der Entfernung der Carboxylgruppen von einer aromatischen Dicarbonsäure mit einem Molekulargewicht von höchstens etwa 300 verbleibt.

Die kurzkettigen Ester-Einheiten besitzen die allgemeine Formel III

in der D den zweiwertigen Rest bedeutet, der nach der Entfernung der Hydroxylgruppen von einem Alkyldiol mit einem Molekulargewicht von höchstens etwa 250 verbleibt, und R die vorstehend angegebene Bedeutung hat.

In vorstehender Formel I bedeutet a eine ganze Zahl mit einem solchen Wert, daß die durch a bezeichneten kurzkettigen Copolymerisatsegmente 50 bis 90 Gewichtsprozent des gesamten Copolymerisats ausmachen; b ist eine ganze Zahl mit einem solchen Wert, daß die mit b bezeichneten langkettigen Copolymerisatsegmente 10 bis 50% des gesamten Copolymerisats ausmachen; n stellt den Polymerisationsgrad dar, der zu einem faserbildenden Copolymerisat führt.

Die Copolyäther-Ester der allgemeinen Formel I können zu Filamenten schmelzextrudiert, abgeschreckt und verstreckt werden, die die für chirurgisches Nahtmaterial vorstehend definierten erwünschten physikalischen Eigenschaften aufweisen. Das zu extrudierende Polymerisat wird bei 93 bis 105°C in einem Heißluft-Drehofen und/oder unter vermindertem Druck getrocknet, um letzte Spuren von Feuchtigkeit und anderen flüchtigen Stoffen zu entfernen. Anschließend wird das Polymerisat gemäß den üblichen Schmelzspinnverfahren für Kunstfasern schmelzextrudiert und in Wasser abgeschreckt. Abschließend wird die Faser mindestens etwa fünfmal, gewöhnlich etwa sieben- bis neunmal verstreckt, um molekulare Orientierung zu erreichen.

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Herstellung von Fasern aus Copolyäther-Estern gemäß vorliegender Erfindung, die sich als chirurgisches Nahtmaterial eignen. Die in den Beispielen verwendeten Copolyäther-Ester sind aus 1,4-Butandiol, Dimethylphthalat und Polytetramethylenätherglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 hergestellt. Dieses Polymerisat enthält intrapolymerisierte harte Segmente aus Butylenphthalat (kurzkettige Ester-Einheiten) und weiche Segmente aus Polytetramethylenätherterephthalat (langkettige Ester-Einheiten). Es besitzt die nachstehende allgemeine Formel IV; vgl. Journal of Elastomers and Plastics 9 (1977), S. 416 bis 438:

in der a und b die vorstehend angegebene Bedeutung haben und x eine ganze Zahl darstellt, die das Molekulargewicht des Ätherglykols wiedergibt (x = 14 bei einem Molekulargewicht von etwa 1000).

In den nachstehenden Beispielen wurden die physikalischen Eigenschaften der einzelnen Monofilamente an einem Instron- Zugfestigkeitsprüfgerät unter folgenden Bedingungen bestimmt:

Kreukopfgeschwindigkeit (XH): 12,7 cm/min
Diagrammvorschubgeschwindigkeit (CS): 25,4 cm/min
Probenlänge (GL): 12,7 cm
Diagramm-/Last-Faktor (SL): 3,53 N/cm

Mit Bezug auf Fig. 1 wird der Young-Modul aus der Steigung a der Kraft-/Dehnungskurve im anfänglichen linearen elastischen Bereich nach folgender Formel berechnet:

in der R den in Fig. 1 angegebenen Winkel und XS die Querschnittsfläche der Faser in cm² darstellen und SL, XH, CS und GL die vorstehend angegebene Bedeutung haben.

Die Streckspannung (Sy) ist die Belastung an der Streckgrenze, d. h. an dem Punkt, an dem sich die Geraden a und b schneiden, die tangential zum anfänglichen elastischen Bereich bzw. zum viskoelastischen Bereich der Kurve von Fig. 1 gezogen wurden. Die Streckdehnung (Ey) ist die der Streckspannung Sy entsprechende Dehnung. Sie kann direkt aus der Kraft-/Dehnungskurve abgelesen werden. Die viskoelastische Belastung (Sv) ist die Belastung an dem Punkt, an dem sich die Gerade b mit der Geraden c schneidet, die tangential zu der Kurve wie in Fig. 1 dargestellt gezogen wurde. Die viskoelastische Dehnung (Ev) ist die dem Punkt Sv entsprechende Dehnung. Sie kann ebenfalls direkt aus der Kurve abgelesen werden. Ferner können auch die Reißdehnung (Eb) und die Reißzugfestigkeit (Sb) direkt aus der in Fig. 1 dargestellten Kraft-/Dehnungskurve abgelesen werden.

Beispiel 1

Ein Stück Copolyäther-Ester der Formel IV mit etwa 40 Gewichtsprozent weichen Segmenten, der etwa 51% Terephthalsäure-Einheiten, 16% von Polytetramethylenätherglykol abgeleitete Einheiten und 33% von 1,4-Butandiol abgeleitete Einheiten enthält, wird 4 Stunden bei 93°C in einem Umlufttrockner und anschließend weitere 16 Stunden unter einem Druck von 13 Pa ohne Erwärmung getrocknet. Das erhaltene trockene Polymerisat wird sodann in eine horizontale Strangpresse der Dimension 2,54 cm eingespeist und sodann bei einer Temperatur von 193°C durch eine J/50/l-Düse stranggepreßt. Das stranggepreßte Polymerisat wird in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt und mit einem 8,8fachen Verstreckungsverhältnis bei einer Temperatur von 277°C und mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 148 m/min zu einem Monofilament-Nahtmaterial der Größe 2-0 verstreckt. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Filaments sind in Tabelle II angegeben.

Beispiel 2

Ein Stück Copolyäther-Ester der Formel IV mit etwa 23 Gewichtsprozent weichen Segmenten, der etwa 45% Terephthalsäure-Einheiten, 4% Orthophtahlsäure-Einheiten, 20% von Polytetramethylenätherglykol abgeleitete Einheiten und 31% von 1,4-Butandiol abgeleitete Einheiten enthält, wird gemäß Beispiel 1 getrocknet und bei einer Temperatur von 204°C stranggepreßt. Das stranggepreßte Polymerisat wird abgeschreckt und mit einem 7,5fachen Verstreckungsverhältnis bei einer Temperatur von 232°C und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 126 m/min zu einem Monofilament der Größe 2-0 verstreckt. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Filaments sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Beispiel 3

Eine Probe des Copolyäther-Esters der Formel IV mit etwa 18 Gewichtsprozent weichen Segmenten, der etwa 41% Terephthalsäure-Einheiten, 35% von Polytetramethylenätherglykol abgeleitete Einheiten und 24% von 1,4-Butandiol-Einheiten enthält, wird gemäß Beispiel 1 getrocknet und bei einer Temperatur von 207°C stranggepreßt. Das stranggepreßte Polymerisat wird abgeschreckt und mit einem 6,5fachen Verstreckungsverhältnis bei einer Temperatur von 293°C zu einem Monofilament-Nahtmaterial der Größe 2-0 verstreckt. Die Aufnahmegeschwindigkeit beträgt 23 m/min. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Filaments sind in Tabelle II zusammengefaßt. Es ist festzuhalten, daß der Young-Modul dieses Filaments über der für das erfindungsgemäße chirurgische Nahtmaterial erwünschten Obergrenze liegt.

Beispiel 4

Drei Teile des in Beispiel 1 verwendeten Copolyäther-Esters werden mit zwei Teilen des in Beispiel 3 verwendeten Copolyäther-Esters trocken vermischt, wobei ein Polymerisat mit einem Gesamtanteil von 30,2% weichen Segmenten erhalten wird. Das Polymerisatgemisch wird 2 Stunden in einem Vakuumofen bei einem Druck von 130 bis 260 Pa ohne Erwärmung getrocknet und danach 3 Stunden bei einem Druck von 130 bis 260 Pa auf 50°C erwärmt.

Das getrocknete Gemisch wird in einer 19,0 mm Brabender- Strangpresse mit einer 63,5 cm Trommel mit einer 20/l Schnecke vermischt und bei einer Temperatur von 221°C durch eine 3,97 mm Düse zu einer vertikalen Anordnung von Monofilamenten stranggepreßt. Das stranggepreßte Polymerisat wird in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt, granuliert und vor dem Strangpressen zu Monofilament-Nahtmaterial erneut getrocknet, wie vorstehend für das trocken vermischte Polymerisat beschrieben. Sodann wird das Polymerisat bei einer Temperatur von 204°C stranggepreßt und mit einem 7,9fachen Verstreckungsverhältnis bei einer Temperatur von 238°C und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 133 m/min zu einem Monofilament-Nahtmaterial der Größe 2-0 verstreckt. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Filaments sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Beispiel 5

3,5 Teile des in Beispiel 1 eingesetzten Copolyäther-Esters werden mit 1,5 Teilen des in Beispiel 3 eingesetzten Copolyäther-Esters zu einem Polymerisatgemisch mit 33,4% weichen Segmenten trocken vermischt und gemäß Beispiel 4 mit der Änderung stranggepreßt, daß das stranggepreßte Polymerisat mit einem abschließenden Verstreckungsverhältnis von 7,5 bei einer Verstreckungstemperatur von 252°C und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 126 m/min zu einem Monofilament-Nahtmaterial der Größe 2-0 verstreckt wird. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Filaments sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Beispiel 6

Beispiel 4 wird unter Verwendung verschiedener Gemische der in den Beispielen 1, 2 und 3 verwendeten Copolyäther-Ester-Polymerisate mit den in Tabelle III angegebenen Zusammensetzungen und Mischungsverhältnissen wiederholt. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Filamente sind ebenfalls in Tabelle III zusammengefaßt.

Beispiel 7

Ein Copolyäther-Ester gemäß Beispiel 1 mit 40 Gewichtsprozent weichen Segmenten wird gemäß Beispiel 1 getrocknet und stranggepreßt, wobei bei Verwendung einer 0,5 mm Spinndüse ein Nahtmaterial der Größe 5-0 und bei Verwendung einer 1,27 mm Spinndüse ein Nahtmaterial der Größe 0 erhalten wird. Die Verstreckungsbedingungen und die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Nahtmaterials sind in Tabelle IV mit dem Nahtmaterial der Größe 2-0 verglichen, das aus dem gleichen Polymerisat gemäß Beispiel 1 erhalten wurde.

Tabelle II

Tabelle III

Tabelle IV

Beispiel 8

Monofilament-Nahtmaterial aus dem Copolyäther-Ester gemäß Beispiel 2 mit 23 Gewichtsprozent weichen Segmenten wurde durch Bestrahlung mit Kobalt-60 und mit Äthylenoxid in Übereinstimmung mit den üblichen Verfahren zum Keimfreimachen von chirurgischem Nahtmaterial sterilisiert. Die physikalischen Eigenschaften des Nahtmaterials wurden durch die Sterilisierung mit Äthylenoxid nur geringfügig und mit Kobalt-60 sogar noch weniger beeinträchtigt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengefaßt.

Tabelle V

Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der aus Copolyäther-Estern hergestellten Nahtmaterialien reagieren auf Änderungen in der Zusammensetzung des Polymerisats und den Verarbeitungsbedingungen. Beispielsweise steigen die viskoelastische Dehnung und die Streckdehnung mit zunehmendem Anteil an weichen Segmenten im Polymerisat an, während andererseits der Young-Modul mit zunehmendem Anteil an weichen Segmenten abnimmt. Durch Anwendung höherer Verstreckungsverhältnisse bei der Herstellung des Nahtmaterials kann die Reißdehnung vermindert und die Zugfestigkeit erhöht werden. Durch Steuerung der Zusammensetzung und der Verfahrensvariablen können beim einzelnen Nahtmaterial bestimmte mechanische Eigenschaften in einem großen breiten Bereich erhalten werden.

Die vorstehenden Beispiele sind auf die Herstellung von Monofilament-Nahtmaterial aus Copolyäther-Estern gerichtet, um ein Polymerisatsystem und die Wirkung verschiedener Zusammensetzungen des Polymerisats und verschiedener Spinnbedingungen auf die Eigenschaften der Faser zu beschreiben. Die Copolyäther-Ester-Polymerisate können jedoch auch zur Herstellung von geflochtenen oder anderen Multifilament-Nahtmaterialien verwendet werden. Ferner können einzelne Filamente und Geflechte zur Herstellung von chirurgischem Gewebe und von gewirkten oder gewebten prostethischen Teilen, wie Pfropfgewebe für Venen und Arterien, verwendet werden.

Außerdem können elastomere Filamente mit der Kombination physikalischer Eigenschaften gemäß vorliegender Erfindung aus anderen Polymerisaten hergestellt werden, beispielsweise aus Polyurethan, Silicon-Elastomeren, Polyäthercopolymerisaten von Urethan oder Silicon-Elastomeren. Schließlich können die erfindungsgemäßen elastomeren Filamente miteinander, mit anderen elastomeren oder nichtelastomeren Filamenten und mit entweder absorbierbaren oder nichtabsorbierenden Filamenten vermischt werden, um Garne oder Gewebe mit besonderen Eigenschaften zu erhalten.

Claims

1. Elastomeres chirurgisches Nahtmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Monofilament mit folgenden mechanischen Eigenschaften ist:
Streckdehnung 2 bis 9%,
visko-elastische Dehnung 10 bis 30%,
Young-Modul 207-1379 N/mm²,
Zugfestigkeit mindestens 276 N/mm²,
Knotenfestigkeit mindestens 207 N/mm²,
welches erhältlich ist durch Schmelzextrusion eines segmentierten Copolyäther-Esters und Abschrecken und Verstrecken des erhaltenen Monofilaments, wobei der Copolyäther-Ester im wesentlichen aus einer Vielzahl sich wiederholender langkettiger Äther-Ester-Einheiten und kurzkettiger Ester-Einheiten besteht, die durch Esterbindungen Kopf-Schwanz verknüpft sind, und die allgemeine Formel aufweist, in derG einen zweiwertigen Rest bedeutet, der nach der Entfernung der endständigen Hydroxylgruppen von einem Poly-(C_2-10-alkylenoxid)-glykol mit einem Molekulargewicht von 350 bis 6000 verbleibt,
R einen zweiwertigen Rest darstellt, der nach der Entfernung der Carboxylgruppen von einer aromatischen Dicarbonsäure mit einem Molekulargewicht von höchstens etwa 300 verbleibt,
D einen zweiwertigen Rest bedeutet, der nach der Entfernung der Hydroxylgruppen von einem Alkandiol mit einem Molekulargewicht von höchstens etwa 250 bleibt,
a und b ganze Zahlen mit solchen Werten darstellen, daß die durch a bezeichneten kurzkettigen Einheiten 50 bis 90 Gew.-% der Verbindung ausmachen und n den ein faserbildendes Polymerisat ergebendes Polymerisationsgrad bedeutet.

2. Nahtmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Young-Modul von 345 bis 1035 N/mm².

3. Nahtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung an der Streckgrenze der visko-elastischen Dehnung höchstens etwa ein Drittel der Zugfestigkeit des Nahtmaterials beträgt.

4. Nahtmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reißdehnung von 30 bis 100%.

5. Nahtmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reißdehnung mindestens 1,5mal so groß ist wie die visko-elastische Dehnung.

6. Nahtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die visko-elastische Dehnung mindestens 2,5mal so groß ist wie die Streckdehnung.

7. Nahtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest G sich von Poly-(tetramethyloxid-)glykol, der Rest D sich von 1,4-Butandiol und der Rest R sich von Phthalsäure ableitet.

8. Nahtmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest R eine Terephthaloyl-, Isophthaloyl- oder Orthophthaloylgruppe oder deren Gemisch darstellt.

9. Nahtmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly-(tetramethyloxid-)glykol ein Molekulargewicht von etwa 1000 aufweist.

10. Nahtmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch b dargestellten langen Ketten etwa 40 Gew.-% des Copolyäther-Esters ausmacht.

11. Nahtmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 51% Terephthaloyl-Einheiten, 16% von Polytetra methylenätherglykol abgeleitete Einheiten und 33% von 1,4-Butandiol abgeleitete Einheiten enthält.

12. Nahtmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch b dargestellten langkettigen Einheiten etwa 23 Gew.-% des Copolyäther-Esters ausmachen.

13. Nahtmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 45% Terephthaloylgruppen, 4% Orthophthaloylgruppen, 20% von Polytetramethylenätherglykol abgeleitete Einheiten und 31% von 1,4-Butandiol abgeleitete Einheiten enthält.

14. Nahtmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gemisch von einzeln segmentierten Copolyäther-Ester-Polymeren mit 18 bis 40 Gew.-% langkettigen Ester-Einheiten enthält, wobei das Gemisch durchschnittlich 26 bis 35% langkettige Ester-Einheiten aufweist.