ES2843729T3

ES2843729T3 - Mejora de la fuerza de adhesión de los dispositivos médicos

Info

Publication number: ES2843729T3
Application number: ES17788333T
Authority: ES
Inventors: Jianbin Zhang; Theresa Hermel-Davidock; Edward Bryan Coughlin; Tea Datashvili
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: US20180086902A1; US11649341B2; SG11201901823WA; MY190161A; AU2017332749B2; BR112019005923A2; CA3035780C; JP7382826B2; JP2019530498A; CA3035780A1; EP3515515B1; MX2019003442A; BR112019005923B1; WO2018057867A1; CN109789248A; US20200399453A1; EP3515515A1; AU2017332749A1

Abstract

Un tubo para un dispositivo médico formado a partir de una combinación que comprende: una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluye el poli(óxido de etileno) libre; y un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO); estando presente el PE-g-PEO en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación.

Description

DESCRIPCIÓN

Mejora de la fuerza de adhesión de los dispositivos médicos

Campo técnico

Los principios y realizaciones de la presente invención se refieren generalmente a dispositivos médicos que incluyen copolímeros de injerto anfífilos de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) en sus formulaciones de polímero base. Específicamente, incluir PE-g-PEO en formulaciones para tubos de poliolefina que contiene etileno y/o propileno o elastómero termoplástico (TPE) mejora la fuerza de adhesión entre el tubo y los conectores, donde los conectores están elaborados de diferentes materiales en comparación con el tubo.

Antecedentes

Los tubos médicos elaborados a partir de poliolefina (p. ej., que contiene etileno o propileno) o materiales elastómeros termoplásticos (TPE) se utilizan en, por ejemplo, equipos de infusión para el suministro de fluidos intravenosos (IV). Los conectores se adhieren al tubo, formando de ese modo dispositivos médicos, que se pueden utilizar solos o junto con otros dispositivos médicos para, por ejemplo, suministrar fluidos.

La adhesión con disolvente es una técnica utilizada para unir partes de plástico moldeadas de dispositivos médicos. Durante el procedimiento de adhesión, el disolvente disuelve la superficie de dos partes acopladas y permite que el material fluya a la vez. Una vez que el disolvente se evapora, el resultado es una adhesión de material a material. Muchas partes de los dispositivos médicos elaborados con plásticos se pueden adherir con disolvente en una aplicación donde la adhesión por ultrasonidos no funciona. Sin embargo, para materiales diferentes, la adhesión con disolvente no suele lograr una adhesión satisfactoria. Es decir, debido al carácter hidrófobo y la baja energía superficial, las poliolefinas y los elastómeros termoplásticos (TPE) demuestran una escasa interacción y adhesión con disolventes con materiales conectores que generalmente están elaborados de poli(metacrilato de metilo) (PMMA), estirenoanhídrido maleico (SMA), policarbonato (PC), y metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS). Para ciertas aplicaciones, tales como un kit de infusión con tubo de polietileno o TPE que contiene polietileno conectado con un conector de PMMA o SMA o PC o MABS, el resultado de adhesión entre el polietileno o TPE y el conector aún no ha sido aceptable. Los disolventes adecuados para los procedimientos de adhesión con disolventes incluyen aquellos disolventes que pueden licuar parcialmente el plástico a lo largo de la unión y permitir que la unión se solidifique causando una adhesión química permanente. Es similar en el resultado final a la adhesión térmica de metal o termoplástico. Las uniones adheridas tienen una ventaja sobre otros adhesivos ya que no hay un tercer material que cree la unión. Las uniones también son herméticas cuando se crean correctamente. La adhesión con disolvente proporciona una ventaja adicional porque se integra más fácilmente en procedimientos de ensamblaje automatizados rápidos en comparación con los adhesivos más convencionales, con una ventaja también de coste frecuente. Se requiere que los disolventes adecuados para las partes que se adhieren con disolventes de los dispositivos médicos no sean inflamables, no carcinogénico y no causen tensión mecánica de las partes, un ejemplo de lo cual es la ciclohexanona.

Se han realizado intentos para mejorar la fuerza de adhesión. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos Núm.

6.613.187 utiliza una composición de cemento que comprende un polímero que contiene olefina cíclica y un disolvente para adherir con disolvente el primer y segundo materiales poliméricos. El documento WO01/18112 también describe una composición de cemento que es una composición de cemento a base de polímero que contiene olefina cíclica o a base de polímero que contiene un hidrocarburo policíclico con puente. Además, el documento WO01/18112 describe productos médicos que pueden estar adheridos con disolventes, los productos que comprenden homopolímeros y/o copolímeros de polímeros que contienen olefinas cíclicas y polímeros que contienen hidrocarburos policíclicos con puentes (denominados colectivamente a veces como "COC"). La Patente de Estados Unidos Núm. 6.649.681 utiliza un adhesivo a base de disolvente para adherir adaptaciones poliméricas a componentes de artículos utilizados en aplicaciones médicas. La Patente de Estados Unidos Núm. 6.673.192 utiliza adhesivos de cianoacrilato activados con ciertos compuestos multi-amínicos para adherir sustratos de poliolefina.

Existe una necesidad continua de mejorar la fuerza de adhesión de los dispositivos médicos. En particular, existe la necesidad de mejorar la fuerza de adhesión de los dispositivos médicos cuando la adhesión se realiza mediante un disolvente, que no es inflamable, no es carcinogénico y no causa tensión mecánica de las partes. Debido a estos requisitos de disolventes, encontrar materiales para componentes de dispositivos médicos que sean adecuados para la adhesión con disolventes es un desafío continuo.

Compendio

El alcance de esta invención se define en las reivindicaciones. Cualquier “realización” o “ejemplo” que se describe en la descripción pero no se trata en las reivindicaciones se debería considerar como presentado con fines meramente ilustrativos. Se proporcionan componentes de dispositivos médicos, p. ej., tubos, que muestran una mejor adhesión a otros componentes, p. ej., conectores.

A continuación se enumeran diversas realizaciones. Se entenderá que las realizaciones enumeradas a continuación se pueden combinar no solo como se enumera a continuación, sino en otras combinaciones adecuadas de acuerdo con el alcance de la descripción.

La reivindicación independiente 1 define un tubo para un dispositivo médico formado a partir de una combinación que comprende: una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluye poli(óxido de etileno) libre; y un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietilenopoli(óxido de etileno) (PE-g-PEO); estando presente el PE-g-PEO en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación.

La formulación polimérica base puede comprender polietileno, polipropileno, un copolímero de polietilenopolipropileno, un elastómero termoplástico que contiene polietileno y/o polipropileno (TPE), o combinaciones de los mismos. La formulación polimérica base puede comprender un copolímero de polietileno y polipropileno. El elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno puede comprender al menos 60% en moles de polietileno y/o polipropileno total. El PE-g-PEO puede ser un producto de la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno de un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene de 10 a 40 por ciento en peso de acetato de vinilo. En una o más realizaciones, el PE-g-PEO es eficaz para mejorar la adhesión del tubo a un conector.

La reivindicación independiente 6 se refiere a un dispositivo médico que comprende: un tubo que comprende una combinación polimérica que comprende una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluye poli(óxido de etileno) libre, y un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO), en donde el PE-g-PEO está presente en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación; y un conector adherido al tubo, en donde el PE-g-PEO es eficaz para mejorar la adhesión del tubo al conector.

La formulación polimérica base puede comprender polietileno, polipropileno, un copolímero de polietilenopolipropileno, un elastómero termoplástico que contiene polietileno y/o polipropileno (TPE), o combinaciones de los mismos. La formulación polimérica base puede comprender un copolímero de polietileno y polipropileno. El elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno puede comprender al menos 60% en moles de polietileno y/o polipropileno total. El PE-g-PEO puede ser un producto de la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno de un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene de 10 a 40 por ciento en peso de acetato de vinilo. El conector puede comprender un material polar. El material polar se puede seleccionar del grupo que consiste en: poli(metacrilato de metilo) (PMMA), estireno-anhídrido maleico (SMA), policarbonato (PC), y metacrilato de metiloacrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS). El conector puede estar adherido con disolvente al tubo.

Un aspecto adicional que se define en la reivindicación independiente 11 es un método para elaborar un dispositivo médico que comprende: obtener un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO); combinar el PE-g-PEO con una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluir el poli(óxido de etileno) libre para formar una combinación, estando el PE-g-PEO presente en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación; formar un tubo a partir de la combinación; adherir el tubo a un conector en presencia de un disolvente para formar el dispositivo médico, en donde el PE-g-PEO es eficaz para mejorar la adhesión del tubo al conector.

Se puede utilizar la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno de un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene de 10 a 40 por ciento en peso de acetato de vinilo para formar el PE-g-PEO.

A continuación se enumeran varias realizaciones. Se entenderá que las realizaciones enumeradas a continuación se pueden combinar no solo como se enumera a continuación, sino en otras combinaciones adecuadas de acuerdo con el alcance de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en planta que ilustra una porción de un kit de infusión intravenosa (IV) ilustrativo que comprende un tubo, un puerto de inyección IV y una conexión;

La Figura 2 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO (% en peso) para el Ejemplo Comparativo 1 (0%) y el Ejemplo 2 (0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la formulación), que utilizó PE-760-g-PEO-8 como aditivo para la formulación base;

La Figura 3 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO (% en peso) para el Ejemplo Comparativo 1 (0%) y el Ejemplo 3 (0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la formulación), que utilizó PE-760-g-PEO-4 como aditivo para la formulación base;

La Figura 4 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PMMA frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1 ,4 y 8) , que utilizó PE-760 -g- PEO-z como aditivo para la formulación base;

La Figura 5 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de SMA frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1,4 y 8), que utilizó PE-760- g- PEO-z como aditivo para el formulación base;

La Figura 6 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PC frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1,4 y 8), que utilizó PE-760-g-PEO-z como aditivo para la formulación base;

La Figura 7 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de MABS frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1, 4 y 8), que utilizó PE-760-g-PEO-z como aditivo para la formulación base;

La Figura 8 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PMMA frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base;

La Figura 9 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de SMA frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base;

La Figura 10 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PC frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base; y

La Figura 11 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PC frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base;

La Figura 12 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO en la formulación base (% en peso) para el Ejemplo 6 (0%, 0,5%, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la formulación), que utilizó PE-760-g-PEO-7 como aditivo para la formulación base de TPE;

La Figura 13 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO en la formulación base (% en peso) para el Ejemplo 7 (0%, 0,5%, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la formulación), que utilizó PE-760-g-PEO-4 como aditivo para la formulación base de TPE; y

La Figura 14 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE en una formulación base de TPE ilustrativa, que utilizó 0,5% en peso de PE-760-g-PEO-4 como aditivo en la formulación base.

Descripción detallada

Antes de describir varias realizaciones ilustrativas de la invención, se debe entender que la invención no se limita a los detalles de construcción o etapas del procedimiento establecidos en la siguiente descripción. La invención es susceptible de otras realizaciones y de ponerse en practicar o de llevarse a cabo de diversas formas.

Los siguientes términos tendrán, para los propósitos de esta solicitud, los significados respectivos que se establecen a continuación.

Una formulación polimérica base es un material a partir del cual se puede fabricar un dispositivo médico. Preferiblemente, las formulaciones poliméricas base utilizadas junto con los copolímeros de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) descritos en la presente memoria comprenden al menos un polímero o copolímero de etileno. Las formulaciones poliméricas base deseables ilustrativas incluyen, pero no se limitan a, polietileno, sistemas tales como, pero no limitados a, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), copolímeros de polietileno-polipropileno y/o elastómeros termoplásticos que contienen polietileno (TPE). La formulación base puede incluir adicionalmente otros ingredientes, seleccionados independientemente entre uno o más de los siguientes: cargas reforzantes y no reforzantes, plastificantes, antioxidantes, estabilizadores, aceite de procesamiento, aceites propagadores, lubricantes, antibloqueo, agentes antiestáticos, ceras, agentes espumantes, pigmentos, retardadores de llama y otros coadyuvantes de procesamiento conocidos en la técnica de composición. Las cargas y extensores que se pueden utilizar incluyen compuestos inorgánicos convencionales tales como carbonato de calcio, arcillas, sílice, talco, dióxido de titanio, negro de humo y similares. Los aceites de procesamiento son generalmente aceites parafínicos, nafténicos o aromáticos derivados de fracciones de petróleo. Los aceites se seleccionan entre los que se utilizan habitualmente junto con los plásticos o cauchos específicos presentes en la formulación.

La referencia a copolímeros de injerto anfífilos de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) significa que el copolímero de injerto se forma a partir de un monómero o prepolímero que contiene etileno-acetato de vinilo y poli(óxido de etileno), dando como resultado una cadena principal de polietileno y cadenas laterales de PEO. El monómero o prepolímero que contiene etileno-acetato de vinilo puede proporcionar una funcionalidad o reactividad deseada para aceptar cadenas laterales, y pueden tener una cadena principal de polietileno con grupos colgantes adecuados para incorporar PEO.

La referencia a "poli(óxido de etileno) libre" significa poli(óxido de etileno) que no forma parte de los copolímeros de injerto anfífilos de polietileno-poli(óxido de etileno).

Como se emplea en la presente memoria, se entiende que el término "conector" incluye cualquier estructura que sea parte de un dispositivo intravenoso que sea capaz de hacer una conexión con un dispositivo intravenoso secundario. Los ejemplos no limitantes de conectores de acuerdo con la presente invención incluyen conectores sin aguja, conectores Luer macho, conectores Luer hembra, válvulas de puerto lateral, válvulas de puerto en Y, válvulas de puerto y otras estructuras similares. Los conectores se forman preferiblemente a partir de materiales polares, que son aquellos materiales cuyos polímeros tienen electrones que no están distribuidos simétricamente, lo que da como resultado polímeros que tienen secciones ligeramente positivas y secciones ligeramente negativas. Los materiales polares ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, poli(metacrilato de metilo) (PMMA), estireno anhídrido maleico (SMA), policarbonato (PC), y metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS).

Un aditivo es un componente añadido a una formulación que no es reactivo dentro de la formulación.

Los principios y realizaciones de la presente invención se refieren en general a dispositivos médicos y componentes utilizados en los mismos elaborados a partir de una formulación polimérica base a la que se añade un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) mediante un procedimiento de fusión, pero se puede incorporar mediante otros mecanismos, tales como la disolución en un disolvente compatible. También se proporcionan en la presente memoria métodos para elaborar y utilizar estos dispositivos médicos y componentes.

Las realizaciones de la presente invención proporcionan beneficios sobre la técnica anterior. Por ejemplo, la invención descrita aquí es un sistema limpio en el que no hay agentes reactivos involucrados en el procedimiento, lo que elimina cualquier preocupación por los agentes o residuos que no han reaccionado, especialmente para aplicaciones médicas. Además, el procedimiento tradicional de adhesión con disolvente sigue siendo el mismo en el sentido de que no se necesita ninguna etapa adicional, tal como una etapa de aplicación de adhesivos, ya sea adhesivo a base de disolvente o adhesivo a granel. Adicionalmente, pequeñas cantidades de aditivo logran una mejor adhesión. Es decir, el aditivo de copolímero está presente en la formulación polimérica base en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la formulación polimérica base del componente del dispositivo médico (p. ej., tubos), que no se espera que tenga ningún impacto en las propiedades finales de los componentes o en el procedimiento para elaborar los componentes. El copolímero PE-g-PEO ha sido diseñado para tener un segmento PE extremadamente hidrófobo y un segmento PEO extremadamente hidrófilo. El copolímero PE-g-PEO mejoró la fuerza de adhesión interfacial entre PE y un segundo polímero como PMMA, SMA, PC y MABS a una carga de 0,5% en peso.

Los copolímeros de injerto de PE-g-PEO tienen dos tipos de segmentos. Los segmentos de PE son miscibles con una poliolefina tal como polietileno, y los segmentos de PEO son miscibles/compatibles con segundos materiales tales como PMMA, SMA, PC o MABS. Cuando el PE-g-PEO se combina en estado fundido con una poliolefina tal como el polietileno, debido al carácter hidrófilo del segmento de PEO, los copolímeros de injerto tienden a subir a la superficie del polímero y permanecer allí, aunque a una baja concentración o carga (por ejemplo, 5% en peso o menos, o aproximadamente 1% en peso o menos, o incluso aproximadamente 0,5% en peso o menos). Esto se diferencia de otros sistemas compatibilizadores. Cuando se adhiere el disolvente a la poliolefina (que contiene copolímeros de PE- g- PEO) con un segundo material, los segmentos de PE permanecen en el lado de polietileno, mientras que los segmentos de PEO se enredan, o se adhieren/interactúan, con el segundo material, PMMA, SMA, PC, o MABS. Los copolímeros de injerto de PE-PEO funcionan como un puente químico que conecta el polietileno/segundos materiales que de otro modo serían inmiscibles y mejoran la fuerza de adhesión interfacial.

Normalmente, se prefiere la combinación/compatibilización de reactivos debido a su superioridad para mejorar el rendimiento mecánico. Para los copolímeros prefabricados, se requeriría una carga mínima del 5-10% en peso, para lograr la compatibilización o la mejora del rendimiento mecánico. Para el sistema PE-g-PEO, la cantidad de 5% en peso o menos del copolímero logra un aumento significativo en la fuerza de adhesión interfacial, lo cual es inesperado. Sin pretender imponer ninguna teoría, esto se puede explicar debido al hecho de que el polietileno (PE) y/o polipropileno (PP) presentes en el material de tubo tiene una miscibilidad extremadamente buena con los segmentos de PE del aditivo y al mismo tiempo es inmiscible con el segmento de PEO que provoca la separación del segmento de PEO de la matriz polimérica diferente a la superficie.

Procedimiento general para la síntesis de PE-g-PEO y preparación de la combinación con la formulación de polímero base

Los copolímeros de injerto anfífilos de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) son aditivos para las formulaciones poliméricas base de componentes de dispositivos médicos. Estos copolímeros se analizan en la Patente de Estados Unidos Núm. 9.150.674 de cesionario común. El procedimiento para elaborar copolímeros de injerto anfífilos implica injertar poli(óxido de etileno) en una plataforma de etileno y acetato de vinilo (EVA) utilizando química de polimerización de apertura de anillo oxoanión. Los copolímeros de injerto basados en polietileno se preparan a partir de poli(etilenoco-acetato de vinilo). El carácter anfífilo resultará de la incorporación de cadenas laterales de poli(óxido de etileno) (PEO) hidrófilas.

Un procedimiento para preparar copolímeros anfífilos basados en polietileno comprende obtener un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene entre 2 y 40 por ciento en peso de acetato de vinilo; hacer reaccionar el copolímero de etileno y acetato de vinilo con metóxido de potasio para preparar una mezcla de alcóxido de potasio polimérico y coproducto de acetato de metilo; realizar la destilación en una mezcla de alcóxido de potasio polimérico y coproducto de acetato de metilo para eliminar el coproducto de acetato de metilo; realizar la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno sobre el alcóxido de potasio polimérico; eliminar las alícuotas durante la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno para permitir la variación sistémica en el grado de polimerización de las cadenas laterales de óxido de etileno; y recoger un copolímero de injerto basado en polietileno anfífilo.

Se muestra un copolímero de PE-g-PEO ilustrativo de acuerdo con la Fórmula (I).

en donde R es hidrógeno, alquilo, alquilo sustituido, alquilo sustituido con vinilo, hidrocarbilo, hidrocarbilo sustituido o grupo hidrocarbilo sustituido con vinilo; el valor molar de m está en el intervalo de 2 a 40 por ciento en moles; el valor molar de n está en el intervalo de 60 a 98 por ciento en moles; y p está en el intervalo de 5 a 500 unidades de óxido de etileno. La referencia a "n" se refiere a unidades de etileno, "m" a unidades de PEO injertadas y "p" a unidades de óxido de etileno de la cadena injertada.

El valor porcentual molar de m puede estar en el intervalo de 10 a 40 por ciento en moles. El valor porcentual molar de n puede estar en el intervalo de 60 a 90 por ciento en moles. El valor porcentual molar de p puede estar en el intervalo de 5 a 400.

En una o más realizaciones, el copolímero de etileno y acetato de vinilo tiene un índice de fusión de 0,3 a 500 dg/min. En una o más realizaciones, la polimerización por apertura de anillo de óxido de etileno se realiza a una temperatura de reacción en el intervalo de -20 a 100°C. En una realización específica, la polimerización por apertura de anillo de óxido de etileno se realiza a una temperatura de reacción superior a 30°C. En otra realización específica, la polimerización por apertura de anillo de óxido de etileno se realiza a una temperatura de reacción de 60°C.

La polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno se puede realizar en condiciones alcalinas. La polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno se puede realizar utilizando 1,3 propano sultona.

En una o más realizaciones, el copolímero de injerto basado en polietileno anfífilo tiene un índice de dispersión en el intervalo de 2 a 10, o incluso de 1,05 a 1,25.

Las composiciones de copolímero de PE-g-PEO ilustrativas se enumeran en la Tabla 1.

Tabla 1. Copolímeros ilustrativos de PE-g-PEO

La adición del copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) a la formulación polimérica base se realiza mediante procesamiento en estado fundido. El término "procesamiento en estado fundido" se utiliza para indicar cualquier procedimiento en el que los polímeros, tales como la poliolefina, se funden o ablandan. El procesamiento en estado fundido incluye extrusión, peletización, soplado o fundición de película, termoformado, composición en forma de polímero fundido, hilado de fibras u otros procedimientos en estado fundido.

Se puede utilizar cualquier equipo adecuado para un procesamiento en estado fundido siempre que proporcione suficiente control de mezclado y temperatura. Por ejemplo, se puede utilizar un sistema de procesamiento de polímeros continuo, tal como una extrusora, un dispositivo de mezcla de polímeros estático, tal como un combinador Brabender, o un sistema de procesamiento de polímeros semicontinuo, tal como un mezclador BANBURY. El término "extrusora" incluye cualquier máquina para extrusión de poliolefinas y TPE. Por ejemplo, el término incluye máquinas que pueden extrudir material en forma de polvo o gránulos, láminas, fibras u otras formas y/o perfiles deseados. Generalmente, una extrusora funciona alimentando material a través de la garganta de alimentación (una abertura cerca de la parte trasera del cilindro) que entra en contacto con uno o más tornillos. Los tornillos giratorios fuerzan a la poliolefina hacia adelante a uno o más cilindros calentados (p. ej., puede haber un tornillo por cilindro). En muchos procedimientos, se puede establecer un perfil de calentamiento para el cilindro en el que tres o más zonas de calentamiento controlado -controlador proporcional integral derivativo (PID) - pueden aumentar gradualmente la temperatura del cilindro desde la parte trasera (donde entra el plástico) a la parte delantera. Cuando se utiliza una extrusión en estado fundido, la mezcla puede tener lugar durante la etapa de extrusión en estado fundido. El calor producido durante la etapa de extrusión proporciona la energía necesaria para la mezcla entre diferentes componentes. Se puede mantener una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión del polímero durante un tiempo suficiente para mezclar todos los componentes. Por ejemplo, el tiempo de mezcla puede ser de al menos 5 segundos, al menos 10 segundos o al menos 15 segundos. Normalmente, el tiempo de mezcla es de 15-90 segundos.

La temperatura de combinación adecuada durante la mezcla en estado fundido de poliolefinas o TPE con un aditivo debería ser suficiente para fundir o reblandecer el componente de la composición que tiene el punto de fusión o reblandecimiento más alto. La temperatura varía típicamente de 60 a 300°C, por ejemplo, de 100 a 280°C, de 90 a 150°C. Un experto en la técnica entenderá que la poliolefina o mezclas de TPE de las mismas típicamente se funden o se reblandecen a lo largo de un intervalo de temperatura en lugar de bruscamente a una temperatura. Por tanto, puede ser suficiente que la poliolefina esté en un estado parcialmente reblandecido. Los intervalos de temperatura de fusión o reblandecimiento pueden aproximarse a partir de la curva de la calorimetría diferencial de barrido (CDB) de la poliolefina o mezclas de las mismas.

Tabla 2. Formulaciones ilustrativas

(con la condición de que los ingredientes sumen un total de 100%).

De acuerdo con la invención reivindicada, que incluye las Formulaciones Ilustrativas A, B y C, el copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) está presente en cantidades de 0,01 a 5,0% en peso; de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 4,0% en peso; aproximadamente 0,2 a aproximadamente 2,0% en peso; de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,75% en peso; o aproximadamente 0,5% en peso.

El polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) adecuado para su uso en el procedimiento de la invención incluye copolímeros de etileno y a-olefinas. Las a-olefinas incluyen 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, similares, y mezclas de los mismos. La densidad del LLDPE está preferiblemente dentro del intervalo de aproximadamente 0,865 a aproximadamente 0,925 g/cm3 (ASTM D792-13) y una tasa de flujo de masa fundida de menos de 0,5 g/10 min a más de 20 g/10 min según los requisitos del procedimiento de fabricación y aplicación final (190°C/2,16 kg, ASTM D1238-13). El LLDPE está disponible comercialmente, por ejemplo Dowlex™ 2045.01 G LLDPE de Dow Chemical Company. El LLDPE adecuado se puede producir mediante un catalizador de polimerización de olefinas Ziegler-Natta, de sitio único o cualquier otro catalizador de polimerización de olefinas.

Los copolímeros de polietileno-polipropileno adecuados pueden incluir mezclas de calidad de reactor o combinadas en estado fundido de las poliolefinas de polipropileno y polietileno con o sin elastómeros de poliolefina (conteniendo la formulación final desde, pero sin limitarse a, de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 80% en peso de unidades monoméricas de etileno y/o propileno). El término "combinación" o "combinación de polímeros" generalmente se refiere a una mezcla de dos o más componentes. Tal combinación puede ser miscible o no, y puede estar separada en fases o no.

Las poliolefinas adecuadas incluyen las preparadas a partir de olefinas lineales o ramificadas que tienen de 2 a 20 átomos de carbono, de 2 a 16 átomos de carbono o de 2 a 12 átomos de carbono. Normalmente, la olefina utilizada para preparar la poliolefina es a-olefina. Las a-olefinas lineales o ramificadas ilustrativas incluyen, pero no se limitan a, etileno, propileno, 1-buteno, 2-buteno, 1-penteno, 3-metil-1-buteno, 4-metil-1-penteno, 3-metil-1-penteno, 1-hexeno, 3,5,5-trimetil-1-hexeno, 4,6-dimetil-1-hepteno, 1-octeno, 1-deceno, 1-undeceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1-octadeceno y 1-eicoceno. Estas olefinas pueden contener uno o más heteroátomos tales como oxígeno, nitrógeno o silicio. El término "poliolefina" generalmente abarca un homopolímero preparado a partir de un solo tipo de monómero de olefina así como un copolímero preparado a partir de dos o más monómeros de olefina. La poliolefina específica a la que se hace referencia en la presente memoria representará polímeros que comprenden más de 50% en peso de unidades derivadas de ese monómero de olefina específico, incluidos los homopolímeros de esa olefina específica o copolímeros que contienen unidades derivadas de ese monómero de olefina específico y uno o más tipos de comonómeros de olefina diferentes. La poliolefina utilizada en la presente memoria puede ser un copolímero en donde los comonómeros están distribuidos aleatoriamente a lo largo de la cadena del polímero, el copolímero periódico, el copolímero alterno o el copolímero de bloques que comprende dos o más bloques de homopolímeros unidos por enlaces covalentes. Las poliolefinas típicas incluyen polietileno, polipropileno, un copolímero de polietileno y polipropileno y una combinación de polímeros que contiene polietileno, polipropileno y/o un copolímero de polietileno y polipropileno. La poliolefina también puede ser un copolímero de impacto rico en etileno (puede contener comonómero de etileno a una cantidad de al menos 10% en peso; y hasta 40% en peso), es decir, un copolímero de poliolefina heterofásico donde la poliolefina es la fase continua y la fase elastomérica está uniformemente dispersa en ella. Esto incluiría, por ejemplo, un copolímero de polipropileno heterofásico en el que el polipropileno es la fase continua y la fase elastomérica está uniformemente dispersa en el mismo. El copolímero de impacto es el resultado de un procedimiento en el reactor en lugar de una combinación física. Las poliolefinas mencionadas anteriormente se pueden preparar mediante sistemas catalizadores de Ziegler/Natta convencionales o mediante sistemas catalizadores de sitio único.

Los elastómeros de poliolefina adecuados para su uso en el procedimiento de la invención incluyen caucho de etilenopropileno (EPR), caucho de monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM), similares, y mezclas de los mismos. Como se emplea en la presente memoria, el término "elastómero" se refiere a productos que tienen propiedades similares al caucho y poca o ninguna cristalinidad. Preferiblemente, los elastómeros de poliolefina contienen de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 80% en peso de unidades monoméricas de etileno. Los elastómeros de poliolefina ilustrativos que están disponibles comercialmente incluyen BUNA EP T 2070 de Lanxess Corporation (22 Mooney ML (1+4) 125°C., 68% de etileno y 32% de propileno); BUNA EP T 2370 (16 Mooney, 3% de etilideno norborneno, 72% de etileno y 25% de propileno); BUNA EP T 2460 (21 Mooney, 4% de etilideno norborneno, 62% de etileno y 34% de propileno); VISTALON 707 de ExxonMobil Chemical (72% etileno, 28% propileno, y 22,5 Mooney); VISTALON 722 (72% de etileno, 28% de propileno y 16 Mooney); y VlSTALON 828 (60% de etileno, 40% de propileno y 51 Mooney). Los elastómeros de EP adecuados disponibles de fuentes comerciales también incluyen la serie de elastómeros VISTAMAXX de ExxonMobil Chemical, particularmente VISTAMAXX de calidades 6100, 1100 y 3000. Estos materiales son elastómeros de etileno-propileno con un contenido de etileno de 16, 15 y 11% en peso, respectivamente, y una Tg de aproximadamente -20 a -30°C. VISTAMAXX 6100, 1100 y 3000, respectivamente, tienen una velocidad de flujo en estado fundido de 3, 4 y 7 g/10 min a 230°C; una densidad de 0,858, 0,862 y 0,871 g/cm3; y un punto de reblandecimiento Vicat de 200 g de 48, 47 y 64°C. Otros elastómeros adecuados incluyen los copolímeros de propileno-etileno VERSIFY de Dow Chemical, en particular las calidades DP3200.01, DP3300.01 y DP3400.01, que tienen un contenido nominal de etileno de 9, 12 y 15% en peso, respectivamente, y los correspondientes contenidos nominales de propileno de 91,88 y 85% en peso, respectivamente. Estas calidades tienen una velocidad de flujo en estado fundido de 8 g/10 min a 230°C; una densidad de 0,876, 0,866 y 0,858 g/cm3, respectivamente; un punto de reblandecimiento Vicat de 60, 29 y <20°C, respectivamente; y una Tg de -25, -28 y -31°C, respectivamente.

Preferiblemente, los elastómeros de poliolefina contienen de, pero sin limitarse a, aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 80% en peso de unidades monoméricas de etileno. El término "elastómero termoplástico" (TPE) en general define combinaciones de poliolefinas y cauchos en las que las combinaciones de la fase de caucho no se curan, es decir, las denominadas olefinas termoplásticas (TPO), combinaciones de poliolefinas y cauchos en las que la combinación de la fase de caucho se ha curado parcial o totalmente mediante un procedimiento de vulcanización para formar productos vulcanizados termoplásticos (TPV), o copolímeros de bloque no vulcanizados o combinaciones de los mismos. El elastómero termoplástico no polar se puede elaborar a partir de un homopolímero o copolímero de poliolefina termoplástico y un caucho olefínico que está completamente entrecruzado, parcialmente entrecruzado o no entrecruzado, y opcionalmente aditivos utilizados comúnmente; así como un copolímero de bloque de estireno/dieno conjugado/estireno y/o su derivado completamente o parcialmente hidrogenado.

Las poliolefinas adecuadas para su uso en la composición de TPE incluyen homopolímeros y copolímeros de poliolefinas cristalinas termoplásticas. Se preparan de forma deseable a partir de monómeros de monoolefina que tienen, pero no se limitan a, de 2 a 7 átomos de carbono, tales como etileno, propileno, 1-buteno, isobutileno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 3-metil-1-penteno, 4-metil-1-penteno, 5-metil-1-hexeno, mezclas de los mismos y copolímeros de los mismos con (met)acrilatos y/o acetatos de vinilo. Las poliolefinas que se pueden utilizar en las formulaciones de TPE pueden ser polietilenos de alta, baja, lineal-baja, muy baja densidad y copolímeros de etileno con (met)acrilatos y/o acetatos de vinilo. Las poliolefinas se pueden preparar mediante sistemas catalizadores Ziegler/Natta convencionales o mediante sistemas catalizadores de sitio único, u otra tecnología de catalizadores de poliolefinas en combinación con diversas tecnologías y soluciones del procedimiento.

Los cauchos olefínicos adecuados de los cauchos de copolímeros de monoolefinas comprenden copolímeros de caucho no polares de dos o más a-monoolefinas, preferiblemente copolimerizadas con al menos un polieno, normalmente un dieno. Se puede utilizar caucho de copolímero de monoolefina saturado, por ejemplo caucho de copolímero de etileno-propileno (EPM). Sin embargo, el caucho monoolefínico insaturado tal como el caucho EPDM es más adecuado. El EPDM es un terpolímero de etileno, propileno y un dieno no conjugado. Los dienos no conjugados satisfactorios incluyen 5-etiliden-2-norborneno (ENB); 1,4-hexadien; 5-metilen-2-norborneno (MNB); 1,6-octadieno; 5-metil-1,4-hexadieno; 3,7-dimetil-1,6-octadieno; 1,3-ciclopentadieno; 1,4-ciclohexadieno; diciclopentadieno (DCPD) y vinilo norborneno (VNB). Los cauchos butílico también se utilizan en la formulación de TPE. El término "caucho butílico'' incluye copolímeros de una isoolefina y una monoolefina conjugada, terpolímeros de una isoolefina con o sin una monoolefina conjugada, monómeros divinil aromáticos y los derivados halogenados de tales copolímeros y terpolímeros. Otro copolímero adecuado dentro del caucho olefínico es un copolímero de isomonoolefina C⁴-⁷y un para-alquilestireno. Otro caucho olefínico adicionalmente utilizado en TPE es el caucho natural. El componente principal del caucho natural es el polímero lineal cis-1,4-poliisopreno. Además, también se puede utilizar caucho de polibutadieno y cauchos de copolímero de estireno-butadieno. Se pueden emplear combinaciones de cualquiera de los cauchos olefínicos anteriores, en lugar de un solo caucho olefínico. Adicionalmente los cauchos adecuados son cauchos de nitrito. Los ejemplos de caucho que contiene grupos nitrilo incluyen un caucho de copolímero que comprende un compuesto de nitrilo etilénicamente insaturado y un dieno conjugado. Adicionalmente, el caucho de copolímero puede ser uno en el que las unidades de dieno conjugado del caucho de copolímero estén hidrogenadas. Los ejemplos específicos del compuesto de nitrilo etilénicamente insaturado incluyen acrilonitrilo, a-cloroacrilonitrilo, a-fluoroacrilonitrilo y metacrilonitrilo. Entre ellos, se prefiere particularmente el acrilonitrilo. Otros cauchos adecuados se basan en butadienos policlorados tales como el caucho de policloropreno. Estos cauchos están disponibles comercialmente con los nombres comerciales Neoprene® y Bayprene®.

Un elastómero termoplástico (TPE) disponible comercialmente que mostró algunos beneficios con la adición de PE-g-PEO es uno formulado sin plastificantes que tiene una densidad nominal de 0,888 g/cm3 (ASTM D792-13) y una composición nominal de: 33,0% en moles de propileno, 24,8% en moles de etileno y 42,2% en moles de butileno.

Los materiales poliméricos base con aditivo de PE-g-PEO preparados de acuerdo con el procedimiento de la invención se pueden formar en artículos útiles mediante métodos de formación convencionales conocidos en la técnica, p. ej., mediante extrusión de película soplada, extrusión de película fundida, moldeo por inyección o soplado, granulación, espumado, termoformado, composición en forma de polímero fundido o hilado de fibras. Por ejemplo, cualquier técnica discutida anteriormente en las realizaciones que describen los procedimientos en estado fundido se puede utilizar para preparar polímero modificado, formando así varios artículos útiles, dependiendo del tipo de técnica de procesamiento en estado fundido utilizada. Por ejemplo, la combinación se puede utilizar para hacer películas, tales como películas sopladas o fundidas. Las técnicas de extrusión de película soplada y película fundida son conocidas por los expertos en la técnica en el área de producción de películas plásticas delgadas. Los polímeros con aditivo PE-g-PEO también se pueden utilizar en películas coextruidas. La formación de películas sopladas coextruidas es conocida por un experto en la técnica. El término "coextrusión" se refiere al procedimiento de extrusión de dos o más materiales a través de una sola boquilla con dos o más orificios dispuestos de tal manera que los productos extruidos se fusionen en una estructura laminar, por ejemplo, antes de refrigerarse o enfriarse.

Volviendo a la Figura 1, se ilustra una parte de un kit de infusión intravenosa (IV) que comprende un tubo, un puerto de inyección IV y una conexión. Un paciente se conecta a una fuente IV mediante un kit de infusión intravenosa (IV). El kit comprende un tramo de tubo que tiene conectores en los extremos y uno o más lugares o puertos de inyección. Los lugares o puertos de inyección permiten la inyección de medicamentos adicionales o similares mediante una jeringa u otra fuente IV. El kit ilustrativo, como se ilustra, comprende una aguja 12 para inserción en un paciente conectada a un tubo 14 que tiene un sitio en Y (conector) 16, y un ramal de tubo 18 para la conexión a una fuente de fluido IV (no mostrado). El sitio en Y incluye un puerto o sitio de inyección IV convencional que comprende una combinación de tapón elástico y tapa 20 de Neopreno o similar en o sobre el extremo de una porción del tubo en Y. La conexión de una fuente IV adicional para la inyección de un fluido se logra insertando una aguja convencional 22 a través del sitio o puerto 20 en el tubo subyacente. Las realizaciones de la presente invención incluyen tubo 14 que está formado a partir de una formulación polimérica base que comprende una poliolefina (p. ej., polietileno o polipropileno) o un elastómero termoplástico (TPE) al que se le añade un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO). El sitio Y (conector) 16 se puede formar a partir de un material seleccionado del grupo que consiste en: poli(metacrilato de metilo) (PMMA), estireno-anhídrido maleico (SMA), policarbonato (PC) y metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS). El tubo 14 está adherido con disolvente al sitio en Y (conector) 16.

Procedimiento general para la adhesión con disolventes

El disolvente para tratar la superficie exterior del tubo se selecciona típicamente entre uno o más hidrocarburos, tales como ciclohexanona, ciclohexano, hexano, xileno, tolueno, tetrahidrofurano (THF), acetato de etilo (EA) y metiletilcetona (MEK). El tratamiento con disolvente comprende típicamente aplicar el disolvente a la superficie de la porción final del tubo antes de insertar la porción final en el fragmento axial del cuerpo tubular del conector.

La adhesión con disolvente es un método que permite adherir dos o más materiales sin el uso de un adhesivo. Por ejemplo, el material "A" es un primer componente, tal como un tubo, que debe fijarse (o adherirse) permanentemente al material "B", que puede ser un conector. Ambos materiales "A" y "B" se sumergen en un disolvente adecuado para el procesamiento de dispositivos médicos. A continuación, los materiales se superponen y aseguran (p. ej., mediante sujeción) para formar una zona de adhesión. Los materiales se mantienen en contacto entre sí durante un tiempo adecuado para permitir que la zona superpuesta se cure y forme una adhesión.

Los disolventes adecuados para ensamblar dispositivos médicos incluyen, pero no se limitan a: ciclohexanona, cloruro de metileno, metiletilcetona (MEK), tetrahidrofurano, acetona, 1,2-dicloroetano, metilbenceno, tetrahidrofurano y combinaciones de los disolventes (cloruro de metileno/ciclohexanona al 50/50%, MEK/ciclohexanona al 50/50% o al 80/20%); El disolvente de adhesión se puede cargar adicionalmente hasta un 25% en peso con el plástico original o el componente del material de formulación base (del tubo o conector) para aumentar la viscosidad.

Ejemplos

Los copolímeros de injerto de PE-g-PEO sometidos a prueba en la presente memoria se prepararon de acuerdo con los métodos de la Patente de Estados Unidos Núm. 9.150.674. Específicamente, se prepararon copolímeros de injerto basados en polietileno a partir de materia prima de poli(etileno-co-acetato de vinilo). Se utilizó la polimerización con apertura de anillo controlada para injertar cadenas laterales de polímero de óxido de etileno en la estructura principal de polietileno para preparar copolímeros de polietileno-/'n/erío-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) que tienen grupos laterales funcionalizados. La incorporación de cadenas laterales de poli(óxido de etileno) (PEO) hidrófilas en la cadena principal de polietileno dio como resultado un copolímero con las características anfífilas deseadas.

Más específicamente, los copolímeros de injerto anfífilos de la presente invención se prepararon en una secuencia sintética de dos etapas. En primer lugar, se realizó una reacción de hidrólisis en la plataforma de EVA mediante la cual se eliminaron las unidades de acetato para producir copolímeros de etileno y alcohol vinílico (EVOH) y un coproducto de acetato de metilo. Las unidades de acetato se eliminaron por reacción con metóxido de potasio y el coproducto acetato de metilo se eliminará por destilación. A continuación, el alcóxido de potasio polimérico resultante se utilizó para iniciar la polimerización por apertura de anillo (ROP) de óxido de etileno. En la segunda etapa del procedimiento, se realizó la polimerización de oxo-aniones en los copolímeros de etileno y acetato de vinilo para producir copolímeros de injerto basados en polietileno.

Ejemplo 1

Comparativo

Se preparó una primera formulación de polímero base basada en un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) a partir de Dowlex™ 2045.01 G únicamente. Se preparó una muestra moldeada por compresión de 10,16 cm x 10,16 cm (4" x 4") a partir de la formulación de polímero base a 155°C.

Ejemplo 2

Se preparó un copolímero de injerto de PE-g-PEO como PE-760-g-PEO-8, donde 760 es una indicación de la distancia promedio entre cadenas laterales y 8 es la longitud promedio de las cadenas laterales de PEO. Se añadió copolímero de injerto PE-760-g-PEO-8 a la primera formulación de polímero base del Ejemplo 1 para formar la combinación, estando presente el copolímero de injerto en cantidades de 0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0 en peso de la combinación. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 3

Se preparó un copolímero de injerto de PE-g-PEO como PE-760-g-PEO-4, donde 760 es una indicación de la distancia promedio entre cadenas laterales y 4 es la longitud promedio de las cadenas laterales de PEO. Se añadió copolímero de injerto PE-760-g-PEO-4 a la primera formulación de polímero base del Ejemplo 1 para formar la combinación, estando presente el copolímero de injerto en cantidades de 0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la combinación. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 4

Se prepararon los copolímeros de injerto de PE-g-PEO como PE-760-g-PEO-z, donde 760 es una indicación de la distancia promedio entre las cadenas laterales y z, que es la longitud promedio de las cadenas laterales de PEO, fue modificada. Se añadieron copolímeros de injerto de PE-760-g-PEO-z a la primera formulación de polímero base del Ejemplo 1 para formar combinaciones, estando presente el copolímero de injerto en una cantidad constante de 0,5% en peso del peso de la combinación. Los valores de "z" modificados fueron: 0,25, 1,4 y 8. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 5

Se prepararon los copolímeros de injerto de PE-g-PEO como PE-XXX-g-PEO-z, donde XXX es una indicación de la distancia promedio entre las cadenas laterales y z, que es la longitud promedio de las cadenas laterales de PEO, se modificó para mantener la longitud de PEO constante. Se añadieron copolímeros de injerto de PE-XXX-g-PEO-z a la primera formulación de polímero base del Ejemplo 1 para formar la combinación, estando presentes los copolímeros de injerto en una cantidad constante de 0,5% en peso del peso de la combinación. Los valores de "XXX" y "z" modificados fueron: 360 y 7, 460 y 4, y 660 y 3,5. Como se indica en la Tabla 1, PE-360-g-PEO-7 también se puede denominar PE1 -g-PEO, PE-460-g-PEO-4 se puede denominar PE2-g-PEO y PE- 660-g-PEO-3,5 se puede denominar PE3-g-PEO. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 6

Se preparó una segunda formulación de polímero base basada solamente en un elastómero termoplástico (TPE) disponible comercialmente. El TPE se analizó por 13C-NMR y FTIR para contener 33,0% en moles de propileno, 24,8% en moles de etileno y 42,2% en moles de butileno. Se preparó una muestra moldeada por compresión de 10,16 cm x 10,16 cm (4" x 4") a partir de la formulación de polímero base a 190°C.

Se preparó un copolímero de injerto de PE-g-PEO como PE-760-g-PEO-7, donde 760 es una indicación de la distancia promedio entre cadenas laterales y 7 es la longitud promedio de las cadenas laterales de PEO. Se añadió copolímero de injerto PE-760-g-PEO-7 a la segunda formulación de polímero base para formar la combinación, estando presente el copolímero de injerto en cantidades de 0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la combinación. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 7

Se preparó un copolímero de injerto de PE-g-PEO como PE-760-g-PEO-4, donde 760 es una indicación de la distancia promedio entre cadenas laterales y 4 es la longitud promedio de las cadenas laterales de PEO. Se añadió copolímero de injerto PE-760-g-PEO-4 a la segunda formulación de polímero base del Ejemplo 6 para formar la combinación, estando presente el copolímero de injerto en cantidades de 0,1%, 0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la combinación. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 8

Se determinó el efecto del contenido de polietileno (PE) sobre la fuerza de adhesión del TPE de acuerdo con los Ejemplos 6-7. Se añadieron cantidades variables de PE al TPE en combinación con 0,5% en peso de PE760-g-PEO4. Se prepararon componentes ilustrativos de dispositivos médicos mediante moldeo por compresión como se establece en el Ejemplo 1.

Ejemplo 9

Pruebas

Procedimiento de adhesión con disolvente. Cada uno de los componentes ilustrativos de los dispositivos médicos de acuerdo con los Ejemplos 1-8 (Material "A") se adhirió con disolvente a un segundo componente ilustrativo de un dispositivo médico (Material "B") elaborado de cada uno de los siguientes materiales: poli(metacrilato de metilo) (PMMA) (Plexiglas® SG10), estireno-anhídrido maleico (SMA) (Zylar® 960), policarbonato (PC) (Makrolon® 2558) y metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS) (Terlux® 2802 HD). Los materiales "A" y "B" se sumergieron en un disolvente de ciclohexanona y a continuación se superpusieron para crear un área de adhesión de 6,452 cm2. A continuación, las muestras se sujetaron juntas y se dejaron curar durante 2 días.

Cada sistema sometido a prueba fue de un factor a la vez (OFAT), con Material "A" como variable y Material "B" constante.

La Figura 2 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO (% en peso) para el Ejemplo Comparativo 1 (0%) y el Ejemplo 2 (0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la combinación), que utilizó PE-760-g-PEO-8 como el aditivo para la formulación base. La fuerza de adhesión aumentó a medida que aumentaba el % de PEO. La carga de 0,5% mostró una mejora significativa con respecto al ejemplo comparativo de 0%.

La Figura 3 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO (% en peso) para el Ejemplo Comparativo 1 (0%) y el Ejemplo 3 (0,5% en peso, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso de la formulación), que utilizó PE-760-g-PEO-4 como aditivo para la formulación base. Se muestran los resultados con respecto a todos los materiales "B". La fuerza de adhesión aumentó a medida que aumentaba el % de PEO. La carga de 0,5% mostró una mejora significativa con respecto al ejemplo comparativo de 0%.

La Figura 4 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PMMA frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1, 4 y 8) , que utilizó PE-760-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La presencia de cadenas de PEO da como resultado una mayor fuerza de adhesión. La fuerza de adhesión más alta se produjo para z=1 y z=4.

La Figura 5 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de SMA frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1,4 y 8), que utilizó PE-760-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La presencia de cadenas de PEO da como resultado una mayor fuerza de adhesión. La fuerza de adhesión más alta se produjo para z=1 y z=4.

La Figura 6 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PC frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1,4 y 8), que utilizó PE-760-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La presencia de cadenas de PEO da como resultado una mayor fuerza de adhesión. La fuerza de adhesión más alta se produjo para z=1 y z=4.

La Figura 7 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PC frente a la longitud de la cadena de PEO ("z") para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 4 ("z": 0,25, 1,4 y 8), que utilizó PE-760-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La presencia de cadenas de PEO da como resultado una mayor fuerza de adhesión. La fuerza de adhesión más alta se produjo para z=1 y z=4.

La Figura 8 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PMMA frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde" XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. Como en la Figura 4, la presencia de cadenas de PEO da como resultado una mayor fuerza de adhesión en relación con el Ejemplo Comparativo 1. La fuerza de adhesión para los copolímeros variables fue para todos estadísticamente igual. No se observó una tendencia significativa basada en la longitud del segmento PE.

La Figura 9 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de SMA frente a la longitud del segmento PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizaba PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La fuerza de adhesión para los copolímeros variables fue para todos estadísticamente igual. No se observó una tendencia significativa basada en la longitud del segmento de PE.

La Figura 10 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de PC frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La fuerza de adhesión para PE3-g-PEO y PE2-g-PEO fue estadísticamente igual. Para PE1 -g-PEO, la fuerza de adhesión mejoró significativamente para el copolímero con la longitud de segmento de PE más larga.

La Figura 11 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) hacia el material "B" de MABS frente a la longitud del segmento de PE para el Ejemplo Comparativo 1 (solo PE) y el Ejemplo 5 ("PE1 -g-PEO", donde "XXX" y "z" son 360 y 7, respectivamente; "PE2-g-PEO, donde "XXX" y "z" son 460 y 4, respectivamente; y "PE3-g-PEO", donde "XXX" y "z" son 660 y 3,5, respectivamente), que utilizó PE-XXX-g-PEO-z como aditivo para la formulación base. La fuerza de adhesión para los copolímeros variables fue para todos estadísticamente igual. No se observó una tendencia significativa basada en la longitud del segmento de PE.

La Figura 12 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO en la formulación base (% en peso) para el Ejemplo 6 (0%, 0,5%, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso), que utilizó PE-760-g-PEO-7 como aditivo para la formulación base. Para una carga de 0,5% en peso, cada uno de los cuatro tipos de material conector logró un modesto aumento en la fuerza de adhesión.

La Figura 13 es un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE-g-PEO en la formulación base (% en peso) para el Ejemplo 7 (0%, 0,5%, 1,0%, 2,5% y 5,0% en peso), que utilizó PE-760-g-PEO-4 como aditivo para la formulación base. Para PC al 1% en peso y PMMA al 1 y 2,5% en peso, hubo un aumento en la fuerza de adhesión.

La Figura 14 proporciona un gráfico de la fuerza de adhesión (N) frente a la concentración de PE en una formulación de base de TPE ilustrativo, que utilizó 0,5% en peso de PE-760-g-PEO-4 como aditivo para la formulación de base. En la Figura 14, parece que un copolímero PE-g-PEO es más eficaz cuando el TPE es rico en polietileno (PE) o polipropileno (PP). Después de la adición de 10% de PE a TPE, la fuerza de adhesión de la muestra [TPE 0,5% en peso de PE-g-PEO] aumentó en un 23%.

Los copolímeros injertados muestran un aumento de la fuerza de adhesión de disolvente para muestras de TPE ricas en PP y PE; sugiriendo que los copolímeros son más eficaces en TPE que contienen al menos 30-40% en moles o más de cada uno de los componentes individuales de propileno (C3) y/o etileno (2) (TPE debe ser rico en C3 o C2). A partir de esto, parece que una formulación polimérica base preferida contiene 60-100% en moles (o 65-100% en moles o incluso 70-100% en moles) de polietileno y polipropileno en total.

La referencia en esta memoria descriptiva a "una realización", "ciertas realizaciones", "una o más realizaciones" o "una realización" significa que una propiedad, estructura, material o característica particular descrita en relación con la realización se incluye en al menos una realización de la invención. Por tanto, la aparición de frases tales como "en una o más realizaciones", "en ciertas realizaciones", o "en una realización" en varios lugares de esta memoria descriptiva no se refieren necesariamente a la misma realización de la invención. Además, las propiedades, estructuras, materiales o características particulares se pueden combinar de cualquier manera adecuada en una o más realizaciones.

Aunque la invención de la presente memoria se ha descrito con referencia a realizaciones particulares, se debe entender que estas realizaciones son meramente ilustrativas de los principios y aplicaciones de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un tubo para un dispositivo médico formado a partir de una combinación que comprende:

una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluye el poli(óxido de etileno) libre; y

un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO); estando presente el PE-g-PEO en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación.

2. El tubo de la reivindicación 1, en donde el PE-g-PEO es según la Fórmula (I):

en donde R es hidrógeno, alquilo, alquilo sustituido, alquilo sustituido con vinilo, hidrocarbilo, hidrocarbilo sustituido o grupo hidrocarbilo sustituido con vinilo; el valor molar de m está en el intervalo de 2 a 40 por ciento en moles; el valor molar de n está en el intervalo de 60 a 98 por ciento en moles; y p está en el intervalo de 5 a 500 unidades de óxido de etileno.

3. El tubo de la reivindicación 1, en donde la formulación polimérica base comprende polietileno, polipropileno, un copolímero de polietileno-polipropileno, un elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno, o combinaciones de los mismos, en donde preferiblemente el elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno comprende al menos 60% en moles de polietileno y/o polipropileno total.

4. El tubo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el PE-g-PEO es un producto de la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno de un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene de 10 a 40 por ciento en peso de acetato de vinilo.

5. El tubo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el PE-g-PEO tiene un índice de dispersión en el intervalo de 2 a 10.

6. Un dispositivo médico que comprende:

un tubo que comprende una combinación polimérica que comprende una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluye poli(óxido de etileno) libre, y un aditivo que comprende un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO) según la fórmula (I):

en donde R es hidrógeno, alquilo, alquilo sustituido, alquilo sustituido con vinilo, hidrocarbilo, hidrocarbilo sustituido o grupo hidrocarbilo sustituido con vinilo; el valor molar de m está en el intervalo de 2 a 40 por ciento en moles; el valor molar de n está en el intervalo de 60 a 98 por ciento en moles; y p está en el intervalo de 5 a 500 unidades de óxido de etileno;

en donde PE-g-PEO está presente en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación; y

un conector adherido al tubo;

en donde PE-g-PEO es eficaz para mejorar la adhesión del tubo a un conector.

7. El dispositivo médico de la reivindicación 6, en donde la formulación polimérica base comprende polietileno, polipropileno, un copolímero de polietileno-polipropileno, un elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno, o combinaciones de los mismos, preferiblemente en donde el elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno comprende al menos 60% en moles de polietileno y/o polipropileno.

8. El dispositivo médico de la reivindicación 6 o 7, en donde PE-g-PEO es un producto de la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno de un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene de 10 a 40 por ciento en peso de acetato de vinilo.

9. El dispositivo médico de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde el conector comprende un material polar, preferiblemente en donde el material polar se selecciona del grupo que consiste en: poli(metacrilato de metilo) (PMMA), estireno-anhídrido maleico (SMA), policarbonato (PC) y metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS).

10. El dispositivo médico de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde el conector está adherido con disolvente al tubo.

11. Un método para elaborar un dispositivo médico que comprende:

obtener un copolímero de injerto anfífilo de polietileno-poli(óxido de etileno) (PE-g-PEO);

combinar PE-g-PEO con una formulación polimérica base que comprende al menos un polímero o copolímero de etileno o propileno y excluir el poli(óxido de etileno) libre para formar una combinación, estando PE-g-PEO presente en la combinación en una cantidad en el intervalo de 0,01 a 5,0% en peso de la combinación;

formar un tubo a partir de la combinación; y

adherir el tubo a un conector en presencia de un disolvente para formar el dispositivo médico;

en donde PE-g-PEO es eficaz para mejorar la adhesión del tubo a un conector.

12. El método de la reivindicación 11, en donde la polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno de un copolímero de etileno y acetato de vinilo que tiene de 10 a 40 por ciento en peso de acetato de vinilo se utiliza para formar el PE-g-PEO, que es según la Fórmula (I) :

13. El método de la reivindicación 11 o 12, en donde la formulación polimérica base comprende polietileno, polipropileno, un copolímero de polietileno-polipropileno, un elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno, o combinaciones de los mismos, preferiblemente en donde el elastómero termoplástico (TPE) que contiene polietileno y/o polipropileno comprende al menos 60% en moles de polietileno y/o polipropileno.