DE69413863T2

DE69413863T2 - Rizinusölpolymere für Nadelüberzüge

Info

Publication number: DE69413863T2
Application number: DE69413863T
Authority: DE
Inventors: Rao S. Whitehouse Station Nj 08889 Bezwada; Alastair W. Bridgewater Nj 08807 Hunter
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2014-02-05
Also published as: JPH06340732A; EP0610086B1; EP0610086A2; AU664964B2; EP0610086A3; BR9400436A; AU5491594A; JP3192542B2; GR940100055A; US5371176A; ATE172215T1; CA2114916A1; DE69413863D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Polymere, die Rizinusöl als eine copolymerisierbare Komponente einbauen. Im besonderen bezieht sie sich auf solche Polymere, die Eigenschaften haben, die ideal auf biomedizinische Anwendungen zugeschnitten sind, insbesondere zur Herstellung von chirurgischen Artikeln und Überzügen für chirurgische Artikel.
Das Bedürfnis, geeignete Überzüge für zahlreiche Anwendungen, insbesondere für chirurgische Anwendungen zu entwickeln, besteht unvermindert fort. Ein Überzug auf der Oberfläche eines chirurgischen Artikels ist oft unentbehrlich für die ordnungsgemäße Arbeitsweise des Artikels. Zum Beispiel erfordern chirurgische Nadeln üblicherweise, daß die Oberfläche der Nadel überzogen wird, um die Durchdringungskraft der Nadel zu reduzieren, wenn sie durch Gewebe hindurchgeführt wird. Der herkömmliche Überzug, welcher für viele Jahre benutzt worden ist, um die Oberflächen von Nadeln zu überziehen, ist Silikon, das nicht resorbierbar ist. Ein anderes Beispiel ist chirurgisches Nahtmaterial. Chirurgisches Nahtmaterial erfordert oft überzogene Oberflächen, um die Leichtigkeit zu verbessern, mit der der Chirurg einen Knoten auf die Naht schieben kann, um die Naht am Ort der chirurgischen Wunde zu verankern.
Außerdem hat sich die Entwicklung von biomedizinischen Polymeren zur Herstellung von chirurgischen Artikeln, Geräten und Überzügen als ein Bereich von besonderem Gewicht in der Weiterentwicklung und Verbesserung im medizinischen und chirurgischen Bereich herausgestellt. Viele Arbeiten über den wachsenden Gebrauch von Polymeren in der Ärzteschaft sind dokumentiert worden. Diese Polymere zeigen einen weiten Bereich von physikalischen und biologischen Eigenschaften für zahlreiche Anwendungen.
Eine der treibenden Kräfte hinter der Entwicklung von medizinisch reinen Polymeren ist das Bedürfnis, metallische Komponenten von verschiedenen biomedizinischen Geräten, die oft im Anschluß an chirurgische Eingriffe aus dem Körper entfernt werden müssen, durch bioresorbierbare Polymere zu ersetzen, die nicht aus dem Körper im Anschluß an chirurgische Eingriffe entfernt werden müssen. Die Anforderung für geeignete Polymersubstitutionen von metallischen Komponenten sind jedoch sehr energisch - das Polymer muß dicht an die physikalischen Eigenschaften des zu substituierenden Metalles herankommen oder damit übereinstimmen.
Die am weitaus verbreitetsten Polymeren, die für medizinische Anwendungen verwendet werden, sind jene, die von Lactonmonomeren abstammen. Eine Fülle von Forschungsarbeiten ist folglich entstanden, um neue Polymersysteme, die von neuen Lactonmonomerzusammensetzungen abstammen, zu schaffen. Dies hat zur Entwicklung von Polymeren auf Lactonbasis mit einem weiten Bereich von Eigenschaften für unterschiedliche Anwendungen geführt. Siehe zum Beispiel US Patent Nummern 4,626,256; 4,788,979; 4,994,074; 5,007,923; 5,019,094; 5,037,950; 5,047,048; 5,076,807 und 5,133,739.
Eine andere Komponente, die zur Herstellung von Polymeren verwendet wird, obwohl nicht weit verbreitet zur Herstellung biomedizinischer Polymere, ist Rizinusöl. Rizinusöl ist als ein Schmieröl bekannt und hat deshalb weitverbreitete Anwendung für Überzugseinsätze gefunden. Siehe zum Beispiel US Patent 3,461,093, das ein Copolymer aus Rizinusöl und einer Mischung von ethylenisch ungesättigten Monomeren wie zum Beispiel α- Methylstyrol und einem Hydroxyalkylmethacrylat beschreibt. Außerdem gab es begrenzte Berichte von der Verwendung von Rizinusöl, um Polymere für medizinische und chirurgische Anwendungen herzustellen. In diesem Zusammenhang beschreibt das kanadische Patent 1,260,488 Copolymere mit einer überwiegenden Menge Glycolid oder Laktid (oder einer Mischung hiervon) und Rizinusöl. Die Copolymeren werden beschrieben, daß sie eine wachsähnliche Konsistenz haben und deshalb ideal zur Verwendung in Knochenwachsformulierungen zur Kontrolle der Blutung von geschnittenen Knochenoberflächen geeignet sind. Es ist ebenfalls bekannt, Rizinusöl als einen Initiator in der Substanzpolymerisation von Lactonmonomeren zu verwenden, zum Beispiel Glycolid, um monofile chirurgische Fäden herzustellen. Entsprechend beschreibt das japanische Patent 2,055,717 die Verwendung einer Emulsion, die eine Rizinusölkomponente als ein Schmieröl für thermoplastische Filamente enthält.
Während die oben beschriebenen Polymersysteme sämtlich besondere Eigenschaften für wohlgezielte Anwendungen liefern, besteht noch ein Bedürfnis, biomedizinische Polymere zu entwickeln, die erhöhte Gleitfähigkeit und Geschmeidigkeit für zahlreiche Anwendungen aufweisen, insbesondere zur Herstellung von Polymerüberzügen für die Oberfläche von chirurgischen Artikeln. Diese Gleitfähigkeitszunahme wäre besonders wertvoll, wenn sie ohne Verlust der Verarbeitungsfähigkeit des Polymeren zur Herstellung chirurgischer Artikel oder Überzüge für solche Artikel erhalten werden könnte. Schließlich würden diese Ziele weiter verbessert, wenn sie mit einem Polymeren erreicht werden könnten, welches resorbierbar ist und deshalb wirklich als ein geeigneter Ersatz für metallische Komponenten in zahlreichen chirugischen Instrumenten angesehen werden könnte.

Zusammenfassung der Erfindung

In einer Ausführungsform dieser Erfindung wird ein resorbierbares Copolymer zur Verfügung gestellt, das das Reaktionsprodukt einer überwiegenden Menge eines Lactonmonomers und Rizinusöl aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird ein Polymer zur Verfügung gestellt, das das Reaktionsprodukt der nachfolgenden Komponenten aufweist: (a) -Caprolacton, Trimethylencarbonat oder ein Etherlacton; (b) Rizinusöl; und (c) Glycolid, Laktid oder 1,4-Dioxanon.
Die erfindungsgemäßen Polymere sind biokompatibel und können deshalb für zahlreiche medizinische und chirurgische Anwendungen verwendet werden. Das Polymer zeigt verbesserte Gleitfähigkeit und Biegsamkeit im Vergleich zu Polymeren, die von üblichen, im Stand der Technik beschriebenen Lactonmonomersystemen, abstammen. Die vergrößerte Gleitfähigkeit wird durch den Einbau von Rizinusöl als einer reaktiven Comonomerkomponente in das Polymer erhalten.
Überraschenderweise erhöht das Verbinden von -Caprolacton, Trimethylencarbonat oder eines Etherlactones als einer coreaktiven Monomerenkomponente mit Rizinusöl und Glycolid, Laktid oder 1,4-Dioxanon die Kompatibilität des Polymerreaktionsproduktes in üblichen organischen Lösungsmitteln. Dies ist wichtig, weil die Löslichkeit des Polymeren in üblichen Lösungsmitteln notwendig ist, um ohne weiteres zahlreiche chirurgische Artikel herzustellen und das Polymer auf die Oberfläche von chirurgischen Artikeln als einen Überzug aufzubringen, um die Gleitfähigkeit zu verbessern. Im Gegensatz zu Knochenwachsformulierungen des Standes der Technik, die von Glycolid oder Laktid und Rizinusöl abstammen, kann das erfindungsgemäße Polymer bequem für zahlreiche medizinische und chirurgische Anwendungen verarbeitet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Polymer resorbierbar. Dies erweitert weiter die Brauchbarkeit des Polymeren für viele Anwendungen, bei denen die Resorbierbarkeit ein kritischer Faktor ist. Zum Beispiel werden resorbierbare Multifilamentnähte wünschenswerterweise mit resorbierbaren Überzügen beschichtet, so daß keine fremde Materie innerhalb des Körpers intakt verbleiben kann, wenn die Naht im Anschluß an den chirurgischen Eingriff zurückbleibt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform, wenn der chirurgische Artikel eine Nadel ist, versieht das überzogene Copolymer die Nadel mit einer merklich verminderten Durchdringungskraft im Verhältnis zu einer nicht beschichteten Nadel. Die Durchdringungskraft ist ein Maß für die Leichtigkeit, mit welcher der Chirurg die Nadel durch das Gewebe bohren kann und stellt einen wirklich wichtigen Konstruktionsparameter für die Entwicklung von verbesserten chirurgischen Nadeln dar. Die Durchdringungskraft der erfindungsgemäßen chirurgischen Nadeln ist vergleichbar mit der von mit Silikon und anderen üblichen Überzügen überzogenen Nadeln.
Das erfindungsgemäße Polymer kann für jede Anwendung verwendet werden, die von dessen großem Angebot an Eigenschaften Nutzen ziehen können. Im Idealfall ist das Polymer besonders für medizinische und chirurgische Anwendungen angepaßt, insbesondere zur Herstellung von chirurgischen Artikeln oder Geräten und als Überzugspolymere für chirurgische Artikel und Geräte.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Copolymer bereitgestellt, daß überwiegend Lactonstruktureinheiten mit den übrigen Struktureinheiten aus Rizinusöl enthält. Lactonmonomere sind im Stand der Technik, zum Beispiel in Polymer, 1979, Vol. 20, 1459-1464 von Gilding und Reed beschrieben worden. Beispiele von Lactonmonomeren schließen Monomere die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Glycolid, Laktid, 1,4- Dioxanon, Trimethylencarbonat, δ-Valerolacton, -Caprolacton; 1,4-Dioxepan-2-on, 1,5-Dioxepan-2-on, substituierten Äquivalenten von diesen Verbindungen, zyklischen Dimeren von diesen Verbindungen und Kombinationen von zwei oder mehreren davon besteht, ein. Die bevorzugten Lactonmonomeren sind -Caprolacton, 1,4-Dioxanon, Trimethylencarbonat, Glycolid und Laktid. Die bevorzugtesten Lactonmonomere sind -Caprolacton, 1,4- Dioxanon und Glycolid.
Zum Zwecke der Beschreibung dieser Verwendung bezieht sich eine "überwiegende Menge" eines Lactonmonomeren auf größer als oder gleich etwa 50 Gewichtsprozent eines Lactonmonomeren, basierend auf dem Gesamtgewicht der reaktiven Komponenten, die polymerisieren, um das Überzugscopolymer zu bilden. Im allgemeinen kann die Menge des Lactonmonomeren im Bereich von etwa 50 bis etwa 95 Gewichtsprozent sein. Vorzugsweise ist das Lactonmonomer in einer Menge vorhanden, die von 70 bis 90 Gewichtsprozent reicht. Der bevorzugteste Bereich ist zwischen 80 bis 90 Gewichtsprozent. Wenn die Menge des Lactonmonomeren wesentlich weniger als 50 Gewichtsprozent wäre, dann würde die Viskosität des resultierenden Copolymeren unter akzeptable Werte für ideale filmbildende Eigenschaften für die Herstellung des Überzugscopolymeren absinken. Im anderen Falle, wenn die Menge des Lactonmonomeren größer wäre als etwa 95 Gewichtsprozent der reaktiven Mischung, dann würde die erhöhte Gleitfähigkeit, die das Rizinusöl liefert, in unerwünschter Weise vermindert.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Mischungen von Lactonmonomeren verwendet. Das bevorzugte Polymer weist das Reaktionsprodukt der nachfolgenden Komponenten auf: (a) -Caprolacton, Trimethylencarbonat oder ein Etherlacton; (b) Rizinusöl; und (c) Glycolid, Laktid oder 1,4-Dioxanon. Zum Zwecke der Beschreibung dieser Erfindung ist ein "Etherlacton" 1,4-Dioxepan-2-on, 1,5-Dioxepan-2-on und substituierte Äquivalente von diesen Verbindungen sowie die zyklischen Dimeren dieser Verbindungen.
Um die Beschreibung dieser Erfindung zu vereinfachen, wird sich auf die monomerische Komponente des Polymeren, das irgendeines von -Caprolacton, Trimethylencarbonat oder einem Etherlacton sein kann, als das "weiche Monomer" bezogen. Die Polymerisation von jedem der weichen Monomeren allein würde allgemein durch ein Endpolymerprodukt gekennzeichnet sein, welches eine Glasübergangstemperatur und einen weichen Griff hat. Umgekehrt wird sich auf die monomerische Komponente, die irgendeines von Glycolid, Lacton oder 1,4-Dioxanon sein kann, als das "harte Monomer" bezogen. Polymere, die von den harten Monomeren allein abstammen, würden typischerweise verhältnismäßig steifer sein als jene, die von den weichen Monomeren abstammen. Innerhalb des Bereiches von weichen und harten Monomeren sind Mischungen von weichen Monomeren und Mischungen von harten Monomeren eingeschlossen. Zum Beispiel kann das weiche Monomer tatsächlich eine Mischung von -Caprolacton und Trimethylencarbonat und das harte Monomer eine Mischung von Glycolid und Laktid sein.
Das am meisten bevorzugte weiche Monomer ist -Caprolacton und das bevorzugte harte Monomer ist Glycolid. Deshalb ist das bevorzugte Polymer ein Polymer, das aus der Reaktion von - Caprolacton, Rizinusöl und Glycolid entstammt.
Rizinusöl ist ein wohlbekannter Stoff und wird zum Beispiel in der "Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 5, John Wiley & Sons (1979)" beschrieben. Das bevorzugte Rizinusöl ist ein medizinisch reines Rizinusöl entsprechend dem amerikanischen Arzneibuch (United States Pharmacopeia (USP)).
Der Anteil des weichen Monomeren, der auf dem Gewicht der reaktiven Komponenten in der Mischung beruht, von welcher das Polymer entstammt, erstreckt sich vorzugsweise von 10 bis 90 Gewichtsteilen, bevorzugt von 20 bis 80 Gewichtsteilen und besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 85 Gewichtsteilen für Nadelüberzüge. Wenn die Menge des weichen Monomeren weniger als etwa 10 Gewichtsteile beträgt, dann kann das resultierende Polymer inkompatibel mit konventionellen Lösungsmitteln sein, die das Polymer somit ungeeignet für zahlreiche Anwendungen macht. Außerdem kann die Steifigkeit höher als für zahlreiche Anwendungen erwünscht sein, insbesondere wenn das Polymer als ein Überzugspolymer verwendet wird. Wenn die Menge des weichen Monomeren größer als etwa 90 Gewichtsteile wäre, dann kann die Resorptionsgeschwindigkeit im Körpergewebe zu langsam für zahlreiche medizinische und chirurgische Anwendungen sein. Der Anteil der Rizinusölkomponente in der Reaktionsmischung, von der das Polymer entstammt, erstreckt sich vorzugsweise von 5 bis 60 Gewichtsteilen, bevorzugt von 10 bis 50 Gewichtsteilen. Wenn die Menge des Rizinusöles geringer als etwa 10 Gewichtsteile wäre, dann kann die Gleitfähigkeit und Biegsamkeit des Polymeren herabgesetzt werden, die besonders wichtig für Überzugsanwendungen sind. Wenn die Menge des Rizinusöles größer als etwa 60 Gewichtsteile wäre, dann kann die resultierende Viskosität des Polymeren für annehmbare folienfilmbildende Eigenschaften zu gering sein, die für die Herstellung von Überzügen oder Geräten in der medizinischen Industrie kritisch sind.
Die Hartmonomerkonzentration beträgt vorzugsweise zwischen etwa 90 bis etwa 10 Gewichtsteile der coreaktiven Komponenten in der Mischung, bevorzugt etwa 80 bis etwa 20 Gewichtsteile. Wenn die Menge des harten Monomeren geringer als etwa 10 Gewichtsteile wäre, dann kann die Resorptionsgeschwindigkeit zu gering sein. Wenn die Menge des harten Monomeren größer als etwa 90 Gewichtsteile wäre, dann kann das Polymer wegen seiner potentiellen Inkompatibilität mit Lösungsmitteln schwierig zu verarbeiten sein und seine Eigenschaften für Überzugsanwendungen können ebenfalls vermindert sein.
Es kann wünschenswert sein, zusätzliche Bestandteile zur Reaktionsmischung hinzuzufügen, der das Polymer entstammt, um die gewünschten Eigenschaften für besondere Anwendungen zu verbessern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Glycerin zur Monomermischung gegeben und das Polymer umfaßt daher nicht nur das Reaktionsprodukt der weichen und harten Monomerkomponenten mit Rizinusöl, sondern auch mit Glycerin. Glycerin kann die Gleitfähigkeit des resultierenden Polymeren weiter verbessern, eine Eigenschaft, die besonders für Überzugsanwendungen gewünscht ist. Der Anteil des Glycerins in der Monomermischung ist vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 30 Gewichtsteilen, bevorzugt im Bereich von 5 bis 15 Gewichtsteilen für den Überzug von Nahtmaterial und im Bereich von etwa 1 bis etwa 5 Gewichtsteilen für den Überzug von Nadeln. Wenn die Menge des Glycerins größer als etwa 30 Gewichtsteile wäre, dann kann die Viskosität des resultierenden Polymeren in unerwünschter Weise auf den Punkt absinken, wo es ihnen an den für zahlreiche Anwendungen so notwendigen Fülleigenschaften, insbesondere für Überzugsanwendungen, fehlen würde.
Das erfindungsgemäße Polymer kann ein statistisches, ein Block- oder Segmentpolymer sein. Das Polymer ist vorzugsweise ein resorbierbares statistisches Polymer. Ein Polymer ist im Sinne dieser Erfindung "resorbierbar", wenn es in kleine, nichttoxische Segmente zerfallen kann, die metabolisiert oder ohne Schaden aus dem Körper eliminiert werden können. Im allgemeinen quellen, hydrolysieren und zerfallen resorbierbare Polymere bei Einwirkung von Körpergewebe, was zu einem beträchtlichen Gewichtsverlust führt. Die Hydrolysereaktion kann in einigen Fällen enzymatisch katalysiert werden. Vollständige Bioresorption, das heißt vollständiger Gewichtsverlust kann einige Zeit benötigen, obwohl vollständige Bioresorption vorzugsweise innerhalb von 12 Monaten, besonders bevorzugt innerhalb von 6 Monaten eintritt. Die bevorzugten statistischen Copolymere können mittels üblicher Polymerisationstechniken hergestellt werden. Die Reaktionskomponenten können in einen geeigneten Polymerisationsbehälter gefüllt und einer erhöhten Temperatur für eine ausreichende Zeitdauer ausgesetzt werden, um das Polymer mit der gewünschten Viskosität zu bilden. Ein Initiator ist nicht notwendig, um die Polymerisation zu starten, weil das Rizinusöl wie ein Initiator wirkt. Es kann jedoch in einigen Fällen wünschenswert sein, übliche Initiatoren zu verwenden, z. B. Dodecanol für bestimmte Anwendungen.
Die bevorzugten statistischen Copolymere zeigen eine inhärente Viskosität, wenn sie in einem 0,1 Gramm pro Deziliter (g/dl) Hexafluorisopropanol (HFIP) gemessen werden, zwischen 0,05 bis 2,0 dl/g, vorzugsweise 0,10 bis 0,80 dl/g. Wenn die inhärente Viskosität weniger als etwa 0,05 dl/g wäre, dann kann das Polymer nicht die notwendige Integrität zur Herstellung von Folien oder Überzügen für die Oberflächen von verschiedenen chirurgischen oder medizinischen Artikeln aufweisen. Obwohl es andererseits möglich ist, Polymere mit einer inhärenten Viskosität größer als etwa 2,0 dl/g zu verwenden, kann es überaus schwierig sein, dies zu tun.
Die erfindungsgemäßen Polymere können zu zahlreichen chirurgischen Artikeln leicht verarbeitet werden. So wie dieser Ausdruck verwendet wird, ist ein chirurgischer Artikel jeder Artikel, der in oder zur Diagnose, Kontrolle, Behandlung oder Prävention von Krankheit, Übelkeit oder anderen Gesundheitszuständen verwendet wird. Der chirurgische Artikel kann so ausgestaltet sein, um jede Konstruktion zu bilden, die besonders für eine gewünschte Anwendung angepaßt ist. Zum Beispiel kann der Artikel in Form einer Nadel oder eines Nahtmaterials vorliegen. Ersatzweise kann der Artikel in der Form von röhrenförmigen Strukturen wie zum Beispiel als Gefäßprothese oder als eine Folie oder Membran für zahlreiche Anwendungen bestehen. Die bevorzugten Artikel sind chirurgische Nahtmaterialien und Nadeln. Der besonders bevorzugte Artikel ist eine chirurgische Nadel. Vorzugsweise ist die Nadel an einem chirurgischen Nahtmaterial befestigt.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Polymer verwendet, um eine Oberfläche eines chirurgischen Artikels zu überziehen, um die Gleitfähigkeit der überzogenen Oberfläche zu verbessern. Das Polymer kann als ein Überzug mittels üblicher Techniken aufgebracht werden. Das Polymer kann zum Beispiel in einer verdünnten Lösung eines flüchtigen organischen Lösungsmittels gelöst werden, zum Beispiel Aceton, Methanol, Ethylacetat oder Toluol und der Artikel kann dann in die Lösung eingetaucht werden, um dessen Oberfläche zu überziehen. Wenn die Oberfläche überzogen ist, kann der chirurgische Artikel aus der Lösung entfernt werden, wo er bei einer erhöhten Temperatur getrocknet werden kann, bis das Lösungsmittel und irgendwelche Restreaktanden entfernt sind.
Obwohl zu erwarten ist, daß zahlreiche chirurgische Artikel (einschließlich, aber nicht beschränkt auf endoskopische Instrumente) mit dem erfindungsgemäßen Polymer überzogen werden können, um die Oberflächeneigenschaften der Artikel zu verbessern, sind die bevorzugten chirurgischen Artikel chirurgische Nahtmaterialien und Nadeln. Der besonders bevorzugte chirurgische Artikel ist ein Nahtmaterial, das besonders bevorzugt an einer Nadel befestigt ist. Das Nahtmaterial ist vorzugsweise ein synthetisches resorbierbares Nahtmaterial. Diese Nahtmaterialien entstammen zum Beispiel Homopolymeren und Copolymeren von Lactonmonomeren wie zum Beispiel Glycolid, Laktid, -Caprolacton, 1,4-Dioxanon und Trimethylencarbonat. Das bevorzugte Nahtmaterial ist ein geflochtenes Multifilamentnahtmaterial, das aus Polyglycolid oder Poly(glycolid-co-laktid) zusammengesetzt ist.
Der Anteil des Polymerüberzugs, der auf die Oberfläche eines geflochtenen Nahtmaterials aufzubringen ist, kann einfach empirisch bestimmt werden und wird von dem speziellen Copolymeren und dem gewählten Nahtmaterial abhängig sein. Der Anteil des Copolymerüberzugs, der auf die Oberfläche des Nahtmaterials aufgebracht ist, kann zwischen 0,5 bis 30 Gewichtsprozent des überzogenen Nahtmaterials betragen, bevorzugt zwischen 1,0 bis 20 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt von 1 bis etwa 5 Gewichtsprozent. Wenn die Menge des Überzugs auf dem Nahtmaterial größer wäre als etwa 30 Gewichtsprozent, dann kann das Risiko ansteigen, daß der Überzug abblättern kann, wenn das Nahtmaterial durch Gewebe geführt wird.
Beschichtete Nahtmaterialien mit den erfindungsgemäßen Polymeren sind erwünscht, weil sie einen glatteren Griff haben und es somit für den Chirurgen leichter machen, einen Knoten auf die Naht an der Stelle der chirurgischen Wunde zu schieben. Außerdem ist das Nahtmaterial biegsamer und ist deshalb leichter für den Chirurgen während des Gebrauchs zu handhaben. Diese Vorteile werden im Vergleich zu Nahtmaterialien, deren Oberflächen nicht mit dem erfindungsgemäßen Polymer überzogen sind, gezeigt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anteil des auf die Oberfläche des Artikels aufgebrachten Überzugs ein Anteil, wenn der Artikel eine chirurgische Nadel ist, der eine Schicht mit einer Dicke erzeugt, die vorzugsweise zwischen 2 bis 20 Mikron auf der Nadel, bevorzugt 4 bis 8 Mikron liegt. Wenn der Anteil des Überzugs auf der Nadel dergestalt wäre, daß die Dicke der Überzugsschicht größer als etwa 20 Mikron oder wenn die Dicke geringer als etwa 2 Mikron wäre, dann kann die gewünschte Arbeitsweise der Nadel, wenn sie durch Gewebe geführt wird, nicht erreicht werden.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung und sollten nicht in der Weise verstanden werden, daß sie den Bereich der beanspruchten Erfindung einschränken. Das Polymer kann zum Beispiel für zahlreiche Anwendungen verwendet werden, wie zum Beispiel zur Herstellung von chirurgischen Artikeln oder Geräten und die entsprechenden Verhältnisse der reaktiven Monomerkomponenten können auch beträchtlich variiert werden, die von der speziellen gewünschten Anwendung abhängen.

Beispiel 1

COPOLYMER VON RIZINUSÖL/ -CAPROLACTON/GLYCOLID

@ 11/80/9 AUSGANGSGEWICHTSTEILEN

Ein ausgeheizter 250 ml Einhalsrundkolben wird mit 10,0 g USP reinem Rizinusöl, 72,0 g (0,63 Mol) E-Caprolacton, 8,0 g (0,07 Mol) Glycolid und 0,0707 Milliliter Zinnoctoat (0,33 molar in Toluol) befüllt. Der Kolben ist mit einem ausgeheizten mechanischen Rührer versehen. Der Behälter wird dreimal mit Stickstoff gespült, bevor er mit Stickstoff belüftet wird. Die Reaktionsmischung wird auf 160ºC erhitzt und bei dieser Temperatur etwa 24 Stunden gehalten. Das Copolymer hat eine inhärente Viskosität von 0,47 dl/g in Hexafluorisopropanol (HFIP) bei 25 C. Das Copolymer hat einen Schmelzpunkt von 36-41 C.

Beispiel 2

COPOLYMER VON RIZINUSÖL/ -CAPROLACTON/GLYCOLID

@ 20/72/8 AUSGANGSGEWICHTSTEILEN

Ein ausgeheizter 250 ml Einhalsrundkolben wird mit 20,0 g USP reinem Rizinusöl, 72,0 g (0,63 Mol) E-Caprolacton, 8,0 g (0,069 Mol) Glycolid und 0,1059 Milliliter Zinnoctoat (0,33 molar in Toluol) befüllt. Der Kolben ist mit einem ausgeheizten mechanischen Rührer versehen. Der Behälter wird dreimal mit Stickstoff gespült, bevor er mit Stickstoff belüftet wird. Die Reaktionsmischung wird auf 160ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für etwa 16 Stunden gehalten. Das Copolymer hat eine inhärente Viskosität von 0,30 dl/g in Hexafluorisopropanol (HFIP) bei 25ºC und bei einer Konzentration von 0,1 g/dl.

Beispiel 3

COPOLYMER VON RIZINUSÖL/GLYCOLID

@ 50/50 AUSGANGSGEWICHTSTEILEN

In einen ausgeheizten, 250 ml Rundkolben, der für Polykondensationsreaktionen geeignet ist und mechanisch gerührt werden kann, wird mit 50,0 g USP reinem Rizinusöl, 50,0 g (0,43 Mol) Glycolid und 5,3 Milligramm Dibutylzinnoxid befüllt. Nach Spülen des Reaktionskolbens und Belüften mit Stickstoff wird die Reaktionsmischung schrittweise in etwa 4 Stunden auf 160ºC erhitzt und für etwa 24 Stunden bei dieser Temperatur belassen. Die Reaktionsmischung wird auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Der Reaktionskolben wird unter Hochvakuum (0,1 mm Hg) langsam in etwa 4 Stunden auf 200ºC erhitzt und bei 200ºC für etwa 12 Stunden gehalten. Das resultierende Copolymer hat eine inhärente Viskosität von 0,10 dl/g in Hexafluorisopropanol (HFIP) bei 25ºC und bei einer Konzentration von 0,1 g/dl.

Beispiel 4

COPOLYMER VON RIZINUSÖL/ -CAPROLACTON/GLYCOLID

@ 40/10/50 AUSGANGSGEWICHTSTEILEN

Ein ausgeheizter, 250 ml Einhalsrundkolben, der zur Polykondensation geeignet ist, wird mit 40,0 g USP reinem Rizinusöl, 10,0 g (0,088 Mol) -Caprolacton, 50,0 g (0,431 Mol) Glycolid und 0,0786 Milliliter Zinnoctoat (0,33 molar in Toluol) befüllt. Der Kolben ist mit einem ausgeheizten mechanischen Rührer versehen. Der Behälter wird mit Stickstoff dreimal gespült, bevor er mit Stickstoff belüftet wird. Die Reaktionsmischung wird auf 160ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für etwa 24 Stunden, 4 Stunden bei 220ºC und etwa 16 Stunden bei 205 bis 210ºC gehalten. Die Reaktionsmischung läßt man auf Raumtemperatur abkühlen. Unter Hochvakuum (0,1 mm Hg), wird der Reaktionskolben schrittweise in etwa 4 Stunden auf 160ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für etwa 16 Stunden gehalten. Das resultierende Copolymer hat eine inhärente Viskosität von 0,11 dl/g in Hexafluorisopropanol (HFIP) bei 25ºC und bei einer Konzentration von 0,1 g/dl.

Beispiel 5

COPOLYMER VON RIZINUSÖL/ -CAPROLACTON/GLACOLID

@ 20/36/44 AUSGANGSGEWICHTSTEILEN

Ein ausgeheizter 250 ml Einhalsrundkolben wird mit 20,0 g USP reinem Rizinusöl, 36,0 g (0,315 Mol) -Caprolacton, 44,0 g (0,379 Mol) Glycolid und 0,1059 Milliliter Zinnoctoat (0,33 molar in Toluol) befüllt. Der Kolben ist mit einem ausgeheizten mechanischen Rührer versehen. Der Reaktor wird mit Stickstoff dreimal gespült, bevor er mit Stickstoff belüftet wird. Die Reaktionsmischung wird auf 160ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für etwa 16 Stunden gehalten. Das Copolymer hat eine inhärente Viskosität von 0,24 dl/g in Hexafluorisopropanol (HFIP) bei 25ºC und bei einer Konzentration von 0,1 g/dl.

Beispiel 6

COPOLYMER VON RIZINUSÖL/ -CAPROLACTON/p-DIOXANON

@ 11/80/9 AUSGANGSGEWICHTSTEILEN

Ein ausgeheizter 250 ml Einhalsrundkolben wird mit 10,0 g USP reinem Rizinusöl, 72,0 g (0,63 Mol) -Caprolacton, 8,0 g (0,08 mol) p-Dioxanon und 0,0717 Milliliter Zinnoctoat (0,33 molar in Toluol) befüllt. Der Kolben ist mit einem ausgeheizten mechanischen Rührer versehen. Der Behälter wird mit Stickstoff dreimal gespült, bevor er mit Stickstoff belüftet wird. Die Reaktionsmischung wird auf 160ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für etwa 24 Stunden belassen. Das Copolymer wird unter Vakuum (0,1 mm Hg) bei 80ºC für etwa 12 Stunden getrocknet, um nichtumgesetztes Monomer zu entfernen. Ein Gewichtsverlust von 0,2% wird beobachtet. Das Copolymer hat eine inhärente Viskosität von 0,44 dl/g in Hexafluorisopropanol (HFIP) bei 25ºC. Das Copolymer hat einen Schmelzpunkt von 39 bis 45ºC.

Beispiel 7

Eine 15%ige Auftragslösung von jedem der Copolymeren der Beispiele 1, 2 und 3 in Toluol und 9,6%ige Auftragslösung von jedem der Beispiele 4 und 5 in 1,1,1-Trichlorethan sind hergestellt worden. Ein VicrylTM geflochtenes Multifilamentnahtmaterial mit der Größe 2/0 (USP Standard) wird mit jeder Auftragslösung überzogen, indem eine übliche Laboratoriumsbeschichtungsapparatur verwendet wird. Die physikalischen Eigenschaften des überzogenen Nahtmaterials sind untersucht worden und die Ergebnisse werden in den nachfolgenden Tabellen angegeben und mit einem unbeschichteten Kontrollversuch verglichen: Tabelle 1 - PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN DER MIT DEN COPOLYMEREN ÜBERZOGENEN NAHTMATERIALIEN Tabelle 2 GEBRAUCHSEIGENSCHAFTEN DER MIT DEN COPOLYMEREN ÜBERZOGENEN NAHTMATERIALIEN
(a) Der Nahtknotengleittest ist ein Verfahren zur Bestimmung der Fähigkeit, während der Gewebeproximation eine vorgeknotete verschlungene Naht in eine tiefe Wunde in eine verschließende Position zu schieben. Diese Knotengleitfähigkeit wird oft verbessert durch die Anwendung eines Überzuges auf der Oberfläche des Nahtmaterials. Die Kraft, die für den Knoten erforderlich ist, um auf dem mit destilliertem Wasser vorgenäßten Nahtmaterial hinabzugleiten, wird gemessen, indem ein Instron- Zugprüfapparat (Instron Tensile tester) und ein Aufzeichnungsgerät verwendet werden.
(b) Der Gewebewiderstand ist ein Maß der relativen Gleitfähigkeit des Nahtmaterials, wenn es durch das Gewebe geführt wird und wird gemessen, indem ein Instron-Zugprüfapparat (Instron Tensile tester) und ein Aufzeichnungsgerät verwendet werden.
(c) Der Knotensicherheitstest ist ein Verfahren zur Bestimmung der Mindestzahl der Würfe, um einen Knoten in einer Naht zu sichern, um das Verrutschen des Nahtknotens zu verhindern. Sie wird bestimmt, indem ein Instron-Zugprüfapparat (Instron Tensile tester) mit visueller Beobachtung der Knotensicherheit und Bruch des Knotens ohne Verrutschen während des Testes verwendet wird. Die Zahl der Würfe zu Sicherung des Knotens wird aufgenommen.
Die Daten aus Tabelle 1 und 2 veranschaulichen, daß die Rizinusölcopolymeren die Naßknotengleitfähigkeit verbessern und den Gewebewiderstand vermindern, während vergleichbare physikalische Eigenschaften relativ zum nichtbezogenen Kontrollversuch erhalten bleiben. Diese Copolymerenüberzüge verbesserten überraschenderweise die Knotenzugfestigkeit des Nahtmaterials von 12 auf 27% im Vergleich zur nichtüberzogenen Kontrollversuch.

Beispiel 8

Nadelüberzugslösungen der Copolymeren der Beispiele 1 und 6 wurden in organischen Lösungsmitteln hergestellt. Die Nadeln wurden in die entsprechenden Polymerlösungen getaucht und in einem Ofen für 1-24 Stunden bei 100 bis 200ºC ausgehärtet. Die Nadeln wurden dann hinsichtlich der Durchdringung getestet.
Nadeldurchdringungswerte wurden erhalten, indem das nachfolgende allgemeine Verfahren verwendet wurde:
Ein Durchdringungsmembranmaterial, genannt PORVAIR(R), 0,45 mm dick, das ein Warenzeichen der Porvair Limited ist, wird für Nadeldurchdringungsmessungen verwendet. Ein Durchschnittswert von zehn Durchdringungswerten pro Nadel und 5 Nadeln pro Gruppe wurden verwendet. Taper point BV-130-5-Nadeln von Ethicon, Inc. wurden zur Untersuchung verwendet.
Jede gekrümmte Nadel ist in einer Fixiervorrichtung eingebaut, die sich um das Zentrum der Nadelkrümmung bei konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht. Die Durchdringungsmembran ist in der Weise orientiert, daß die Nadel die Oberfläche in einem rechten Winkel durchdringt. Die Durchdringungsmembran wird direkt an eine kalibrierte Dehnungsmeßapparatur befestigt (strain gage load cell).
Die Druckmeßdose erzeugt in Verbindung mit einer geeigneten Meßwertaufbereitungsapparatur eine Spannung proportional zu der auf die Druckmeßdose ausgeübte Kraft. Diese Spannung wird gemessen und mit einem Streifenschreiber aufgenommen. Das Ergebnis ist eine graphische Wellenform, die die Durchdringungskraft der Nadel als eine Funktion der Durchdringungstiefe darstellt. Jede Wellenform wird analysiert um die erforderliche Maximalkraft, um die Durchdringung zu erreichen, abzuleiten. Die erforderliche Maximalkraft für eine Nadel um die PORVAIR-Membran zu durchdringen, wird als Durchdringungswert entnommen. Ein Durchschnitt von zehn Durchdringungswerten von 5 Nadeln ist für jedes Beispiel entnommen worden.
Die Durchdringungswerte der Nadeln, die mit Rizinusölcopolymeren überzogen sind und einem nichtüberzogenen Kontrollversuch sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Tabelle 3 NADELDURCHDRINGUNGSWERTE FÜR ÜBERZOGENE NADELN
Die in Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse zeigen beträchtlich verminderte Durchdringungswerte für die erfindungsgemäßen überzogenen Nadeln bezüglich des Durchdringungswertes, der für den nichtüberzogenen Kontrollversuch dargestellt ist.

Claims

1. Ein Polymer im wesentlichen bestehend aus

a) einem ersten Monomeren aus der Gruppe bestehend aus - Caprolacton, Trimethylencarbonat, einem Etherlacton und Kombinationen von zwei oder mehreren hiervon;

b) Rizinusöl; und

c) einem zweiten Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycolid, Lactid, 1,4-Dioxanon und Kombinationen von zwei oder mehreren hiervon.

2. Polymer nach Anspruch 1, in welchem das erste Monomere - Caprolacton ist und das zweite Monomere aus der Gruppe bestehend aus Glycolid, Lactid und Kombinationen hiervon, ausgewählt ist.

3. Polymer nach Anspruch 2, in welchem der Anteil an - Caprolacton zwischen 10 bis 90 Gewichtsteilen beträgt.

4. Polymer nach Anspruch 3, in welchem der Anteil von - Caprolacton zwischen 20 und 80 Gewichtsteilen beträgt.

5. Polymer nach Anspruch 4, in welchem der Anteil an Rizinusöl zwischen 5 bis 60 Gewichtsteilen beträgt.

6. Polymer nach Anspruch 6, in welchem der Anteil an Rizinusöl zwischen 10 bis 50 Gewichtsteilen beträgt.

7. Polymer nach Anspruch 6, in welchem zusätzlich Glyzerin im Polymer enthalten ist.

8. Polymer nach Anspruch 7, in welchem der Anteil an Glyzerin zwischen 0,5 bis 30 Gewichtsteilen beträgt.

9. Polymer nach Anspruch 8, in welchem der Anteil an Glyzerin zwischen 5 bis 15 Gewichtsteilen beträgt.

10. Polymer nach Anspruch 9, in welchem das Polymer ein statistisches Polymer ist.

11. Polymer nach Anspruch 20, in welchem das Polymer eine inhärente Viskosität zwischen 0,05 bis 2,0 dl/g hat.

12. Polymer nach Anspruch 11, in welchem das Polymer eine inhärente Viskosität zwischen 0,10 bis 0,80 dl/g hat.

13. Ein Nahtmaterial, worin die Außenfläche mit einem Polymer überzogen ist, das im wesentlichen aus

a) einem ersten Monomeren aus der Gruppe bestehend aus - Caprolacton, Trimethylencarbonat, einem Etherlacton und Kombinationen von zwei oder mehreren davon;

b) Rizinusöl; und

c) einem zweiten Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycolid, Lactid, 1,4-Dioxanon und Kombinationen von zwei oder mehreren davon besteht.

14. Nahtmaterial nach Anspruch 13, worin der Anteil des auf die Außenfläche des Nahtmaterials aufgetragenen Polymeren zwischen 0,5 bis 30 Gew.-% beträgt.

15. Nahtmaterial nach Anspruch 14, worin der Anteil des auf die Außenfläche des Nahtmaterials aufgetragenen Polymeren zwischen 1,0 und 20 Gew.-% beträgt.

16. Nahtmaterial nach Anspruch 14, worin das Nahtmaterial ein synthetisch resorbierbares Nahtmaterial ist, zusammengesetzt aus Homopolymeren oder Copolymeren von Lactonmonomeren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycolid, Lactid, -Caprolacton, 1,4-Dioxanon und Trimethylencarbonat.

17. Nahtmaterial nach Anspruch 15, worin das Nahtmaterial ein synthetisch resorbierbares, geflochtenes, Multifilamentnahtmaterial ist.

18. Nahtmaterial nach Anspruch 16, worin das Nahtmaterial aus Polyglycolid oder Poly(glycolid-co-lactid) zusammengesetzt ist.

19. Ein chirurgischer Artikel, worin eine Oberfläche davon mit einem bioresorbierbaren Copolymeren überzogen ist, das das Reaktionsprodukt einer überwiegenden Menge eines Lactonmonomeren und Rizinusöl aufweist.

20. Artikel nach Anspruch 19, worin das Lactonmonomer aus der Gruppe bestehend aus Glycolid, Lactid, 1,4-Dioxanon, Trimethylencarbonat, δ-Valerolacton, -Caprolacton, 1,4- Dioxepan-2-on, 1,5-dioxepan-2-on und Mischungen von zwei oder mehreren davon ausgewählt ist.

21. Artikel nach Anspruch 20, worin das Lactonmonomer aus der Gruppe bestehend aus -Caprolacton, 1,4-Dioxanon, Trimethylencarbonat, Glycolid, Lactid und Mischungen von zwei oder mehreren davon ausgewält ist.

22. Artikel nach Anspruch 21, worin das Lactonmonomer aus der Gruppe bestehend aus -Caprolacton, 1,4-Dioxanon, Glycolid und Mischungen von zwei oder mehreren davon ausgewählt ist.

23. Artikel nach Anspruch 22, worin das Lactonmonomer eine Mischung aus -Caprolacton mit entweder Glycolid oder 1,4- Dioxanon ist.

24. Artikel nach Anspruch 23, worin das Gewichtsverhältnis von -Caprolacton entweder zu Glycolid oder 1,4-Dioxanon zwischen 10 bis 90 Gewichtsteilen beträgt.

25. Artikel nach Anspruch 24, worin das Gewichtsverhältnis von -Caprolacton zu entweder Glycolid oder 1,4-Dioxanon zwischen 50 bis 85 Gewichtsteilen beträgt.

26. Artikel nach Anspruch 25, worin der Anteil des Lactonmonomeren zwischen 70 bis 90 Gewichtsteilen beträgt.

27. Artikel nach Anspruch 26, worin der Anteil des Lactonmonomeren zwischen 80 bis 90 Gewichtsteilen beträgt.

28. Artikel nach Anspruch 27, worin das Copolymer ein statistisches Copolymer ist.

29. Artikel nach Anspruch 28, worin das Copolymer eine inhärente Viskosität zwischen 0,05 dl/g bis 2,0 dl/g hat.

30. Artikel nach Anspruch 29, worin das Copolymer eine inhärente Viskosität zwischen 0,1 dl/g bis 0,8 dl/g hat.

31. Artikel nach Anspruch 30, worin in dem resorbierbaren Copolymer zusätzlich Glyzerin enthalten ist.

32. Artikel nach Anspruch 31, worin der Anteil von Glyzerin zwischen 0,5 bis 30 Gew.-% beträgt.

33. Artikel nach Anspruch 32, worin der Artikel eine chirurgische Nadel ist.

34. Nadel nach Anspruch 33, worin die Menge des auf die Oberfläche der chirurgischen Nadel aufgetragenen Copolymeren eine Menge ist, welche eine Überzugsdicke zwischen 2 bis 20 Mikron ergibt.

35. Nadel nach Anspruch 34, worin die Überzugsdicke zwischen 4 bis 8 Mikron beträgt.

36. Nadel nach Anspruch 34, worin die Nadel an einem Nahtmaterial befestigt ist.