FI75609C - Foerfarande foer framstaellning av ett biologiskt godtagbart polyesterfibermaterial, som laempar sig foer kirurgiska anvaendningsaendamaol, samt genom foerfarandet framstaelld produkt. - Google Patents

Description

1 75609

Menetelmä biologisesti sopivan polyesterikuitumateriaalin valmistamiseksi, joka kuitumateriaali soveltuu kirurgisiin käyttötarkoituksiin, sekä menetelmällä valmistettu tuote 5 Tämä keksintö koskee menetelmää biologisesti sopivan polyesterikuitumateriaalin valmistamiseksi, joka kuitumateriaali soveltuu kirurgisiin käyttötarkoituksiin, sekä menetelmällä valmistettu tuote. Kuitumateriaali soveltuu sellaisenaan tai kudotussa, punotussa tai neulotussa muodossa kilo rurgisiin käyttötarkoituksiin sekä myös palteiden vahvistamiseen .

Keksinnön mukaista menetelmää polyesteriaineen kehräämiseksi tietyn lisäaineen ollessa läsnä voidaan käyttää erittäin fibrilloituneiden ommelmateriaalien valmistuksessa, 15 joilla ommelmateriaaleilla on fibrilloitumisensa ansiosta hyvä resorptionopeus ja hyvä joustavuus, joka on tärkeä om-melmateriaalin käsittelyn ja solmun tekemisen kannalta.

| Kuidun pinnan säännöllinen rakenne, joka on aikaansaa tu tällä kehruumenetelmällä ja joka säilyy kuidussa jopa 20 kuumana vetämisen jälkeen, antaa kuidulle suuren solmulujuu-; den.

On olemassa muutamia kaupallisia, biologisesti sopivia ja biologisesti hajoavia ommelmateriaaleja, joiden pohjana on polyglykolidi (Dexon), laktidin ja glykolidin kopo-25 lymeeri (Vicryl) tai hydroksietyyliglykolihappolaktoni (PDS). Nämä tunnetut materiaalit ovat helppoja käsitellä ja niillä on vaadittava bioresorptionopeus. Yhä on kuitenkin olemassa uusien, biologisesti sopivien ja biologisesti hajoavien ommelmateriaalien tarve.

30 Kuten kirjallisuustiedoista seuraa, polylaktidikuitu- ja on jo valmistettu, mutta näiden kuitujen hajoamisnopeus on liian alhainen Vicryl-, Dexon- tai PDS-ompeleiden hajoa-misnopeuteen verrattuna.

Vicryl-, Dexon- ja PDS-ompeleet häviävät, tässä jär-35 jestyksessä, noin 90, 120 ja 180 vrk:n kuluttua kiinnittämisestä, kun taas polylaktidiompeleet ovat resorboituneet vasta noin 8-17 kk:n kuluttua kiinnittämisestä.

2 75609

Siten, vaikka polylaktidi on biologisesti sopiva, biologisesti hajoava ja kuituja muodostava polymeeri, poly-laktidiommelmateriaaleille ei toistaiseksi ole löytynyt hyötykäyttöä kirurgiassa.

5 Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan ommel- materiaaleja, joilla on riittävä vetolujuus, hyvä mittapy-syvyys ja hydrolyysinopeus, joka on verrattavissa Vicryl-, Dexon- tai PDS-ompeleiden hydrolyysinopeuteen. Toinen tämän keksinnön päämäärä on saada aikaan kuituja, joilla on suu-10 rempi joustavuus kuin tavanomaisten menetelmien mukaisesti valmistetuilla kuiduilla, mutta joilla on kuitenkin suuri vetolujuus ja-moduli. Lisäksi tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan ommelmateriaaleja, joilla on suurempi solmulu-juus kuin tavanomaisin kehruumenetelmin tuotetuilla kuiduil-15 la.

Nämä ja muut tavoitteet saavutetaan kuitumateriaalilla, joka valmistetaan kuiva- tai märkäkehräämällä kehruu-seos, joka sisältää polylaktidia ja lisäainetta, erityisesti polyuretaaniainetta. Märkäkehrättäessä on koaguloi-· 20 va aine tarpeen. Edullisia polylaktideja ovat poly(L- laktidi) (PLLA) , poly (dL-laktidi) (PdLLA) sekä nimen yhdistelmät, joiden viskositeetti-keskimääräinen molekyylipai- no on vähintään noin 3 x 103 kg/kmol, edullisesti yli 5,0 x 5 5 10 kg/kmol, edullisesti yli 5,0 x 10 kg/kmol, laskettuna 25 kaavan /n] = 5,45 x 10 mukaan, joka viskositeetti ; mitataan trikloorimetaanissa 25°C:ssa.

Esimerkkejä muunlaisista lisäaineista kuin polyure-·: taaniaineesta, joita voidaan käyttää tämän keksinnön mukai- sen kuitumateriaalin valmistuksessa, ovat glykolidi, lakti-30 di, kamferi, bentsoehappo-2-hydroksiasetaatti, heksametyyli-bentseeni, 1,2-sykloheksaanidioni ja muut orgaaniset yhdis-teet, joilla on alhainen molekyylipaino ja jotka ovat edullisesti trikloorimetaaniin ja/tai dikloorimetaaniin ja etanoliin liukenevia ja joiden sulamislämpötila on alueella 40-35 180°C.

3 75609

Polyuretaani on edullinen kehruuseoksen lisäaine, ja sellaisena voidaan käyttää polyesteriuretaania, jonka pohjana on heksametyleenidi-isosyanaatti, 1,4-butaanidioli sekä maitohapon ja etyleeni-, dietyleeni- tai tetrametylee-5 niglykolin kopolymeeri; heksametyleenidi-isosyanaatti, 2,4,6-tris(dimetyyliaminometyyli)fenoli sekä maitohapon ja dietyleeni-, etyleeni- tai tetrametyleeniglykolin kopolymeeri, polyesteriuretaania, jonka pohjana on heksametyleenidi-isosyanaatti, trimetylolipropaani sekä polymaitohapon ja 10 tetrametyleeniglykolin kopolymeeri tai polyesteriuretaania, jonka pohjana on 4,4'-difenyylimetaanidi-isosyanaatti, 1,4-butaanidioli ja polytetrametyleeniadipaatti. Lisäaineen pitoisuus polylaktidimateriaalissa voi olla 1-45 paino-%.

Tällaisista polylaktidi-lisäaine-seoksista valmis-15 tettavat kuitumateriaalit muodostetaan kuivakehräämällä polymeeri hyvin liuottavaan aineeseen, erityisesti dikloo-rimetaaniin ja/tai trikloorimetaaniin, tehdystä liuoksesta huoneen lämpötilassa kehruusuuttimen läpi. Sen jälkeen kuitumateriaali , tämän keksinnön mukaisen menetelmän erityi-20 sen edullisen toteutusmuodon mukaisesti, vedetään kuumana käyttäen laajoissa rajoissa vaihtelevaa venytyssuhdetta, joka on erityisesti enintään noin 25.

Tuloksena olevat orientoituneet kuidut ovat lujia ja muodostavat säännöllisesti rakentuneen pintansa ansiosta 25 lujia solmuja.

Lisäaineen käytön aiheuttaman laajamittaisen fibril-loitumisen ansiosta kuidut ovat joustavia ja helppoja käsitellä ommeltaessa sekä solmuja tehtäessä ja hydrolysoituvat paljon nopeammin kuin tavanomaiset polylaktidikuidut.

30 Keksinnön mukaiset kuidut, kuten polylaktidia sisäl tävät kuidut, kutistuvat hyvin vähän, nimittäin noin 1-5 % alkuperäisestä pituudestaan, kun niitä kuumennetaan vedessä 37°C:ssa 30 tuntia. Keksinnön mukainen kehruumenetelmä estää polymeerin hajoamisen suulakepuristuksen aikana antaen 35 tulokseksi suuremman vetolujuuden omaavia kuituja.

4 75609

On suositeltavaa käyttää kuitujen, kuten polylakti-dia sisältävien kuitujen, sterilointiin etyleenioksidia, koska runsasenergiainen säteily saattaa aiheuttaa ristisidok-sien muodostumista ja ketjujen katkeamista sekä jossakin 5 määrin vetolujuuden pienenemistä.

Etyleenioksidilla steriloimisen jälkeen tiiviisti suljetuissa pakkauksissa olevat ommelmateriaalit asetetaan -4 yhden tunnin ajaksi alennettuun paineeseen (10 torria) 70°C:n lämpötilaan. Näin vältetään steriloivan kaasun 10 absorboituminen ommelmateriaaleihin.

Tämän keksinnön mukaisilla kuiduilla on hyvä vetolujuus, suuruudeltaan vähintään 0,4 GPa, edullisesti 0,7 GPa. Joidenkin vetolujuudet ovat niinkin korkeita kuin 0,8 - 1,0 GPa. Keksinnön mukaiset kuidut ovat resorboituneet 15 50-%:isesti noin 150 vrk:n kuluttua, joka hydrolyysinopeus on verrattavissa paksuudeltaan ja lujuudeltaan vastaavien PDS-kuitujen hydrolyysinopeuteen.

Keksinnön mukaiset kuidut, kuten polylaktidia sisältävät kuidut, voivat olla kudottuja, punottuja tai neulot-20 tuja tai niitä voidaan käyttää yksikuitulankoina yleisessä haavakäytössä tai vahvistavina palteina biologisesti hajoavien henkitorvi- tai verisuoniproteesien, erityisesti ohi-tussysteemien, konstruoinnissa. Polymeerinen aine, erityisesti sen ollessa PLLA:a ja/tai PdLLAra, jotka voidaan muut-25 taa kuiduiksi nimenomaan kuivakehräämällä, voi olla kehruu-liuoksen muodossa, joka liuos sisältää 10-40 paino-% polymeeriä dikloorimetaanissa ja/tai trikloorimetaanissa, koska nämä kaksi liuotinta liuottavat polylaktidin, jonka edellä määritelty viskositeetti-keskimääräinen molekyylipaino on 30 noin 3 x 105 kg/kmol, helposti huoneen lämpötilassa. Poly-laktidikuitujen kehrääminen liuoksesta, jonka konsentraatio on 10-40 paino-%, tuottaa yksikuitulankaa, jolla on kohtuullinen vetolujuus ja joka on lisäksi säännöllisesti rakentunut sulamurtumisen johdosta, kuten oheisessa piirroksessa 35 on kaaviomaisesti esitetty, kehrättynä (venytyssuhde λ = 0) ja kuumana vetämisen jälkeen venytyssuhteiden λ ollessa 6,

II

5 75609 10 ja 20, vastaavasti. Edes vetäminen kuumana suuria veny-tyssuhteita käyttäen ei poista pintarakennetta täydellisesti, vaan johtaa spiraalirakenteen nousukulman kasvuun.

Tuloksena olevan kuidun halkaisija on yleensä 0,3 x -4 -4 5 10 - 1 x 10 m. Edullisten yksikuitulankojen halkaisija -4 -4 on noin 0,4x10 -1x10 m.

Kehruusuuttimet, joiden suuaukkojen koot ovat 0,2 -1 mm ja kapillaariputken pituus on 10 mm, soveltuvat yksikuitulanko jen kehräämiseen. Kuivakehrättäessä dikloorime- 10 taani- tai trikloorimetaaniliuoksista liuos suulakepuris- tetaan huoneen lämpötilassa, jossa liuotin haihtuu hitaasti. Edullinen polymeeripitoisuus on 15-25 paino-%, edullisesti noin 20 paino-%.

Kuitu suulakepuristetaan nopeudella 0,02 - 2 mm/min.

: 15 Tämä ei aiheuta orientoitumista kuituun kehrättynä. Kehruun jälkeen polylaktidikuidut kuumavedetään lämpötilassa, joka on alueella 45-200°C, edullisesti 110, 170, 180 tai 200°C:ssa ja joka lämpötila riippuu polymeerin lisäainepitoisuudesta sekä lisäaineen sulamislämpötilasta.

20 Venytyssuhde voi olla korkeintaan 25, edullisesti 14- 18. Vastaanottonopeus voi olla 0,2 - 1 cm/s pinnoitusasteen ollessa 10 ^ s.

Kuitujen kuumavetäminen voidaan suorittaa 60 cm pitkässä sähköputkiuunissa kuivissa hapettomissa olosuhteissa.

25 Kuumavetäminen yli 120°C:n lämpötiloissa saattaa pienentää lähtöpolymeerin molekyylipainoa 1-2 %.

Kuitu voidaan värjätä lisäämällä liuottimeen jotakin inerttiä ainetta (esim. Cosmetic Violet No. 2) ennen kehruu-liuoksen valmistamista.

30 Keksintöä valaistaan seuraavin esimerkein: 6 75609

Esimerkki I

Kuituja, joilla oli säännöllisesti rakentunut pinta ja joiden halkaisija oli 0,6 x 10~4 m, vetolujuus 0,8 GPa, moduli 9 GPa, solmulujuus (merimiessoImu) 0,5 GPa ja murto-5 venymä 17 %, valmistettiin kehräämällä poly(L-laktidi), joka sisälsi 10 paino-% kamferia, huoneen lämpötilassa 20 paino-% liuoksesta, jossa liuottimena oli trikloorimetaani. Poly(L-laktidin) viskositeetti-keskimääräinen molekyylipaino oli 6.0 x 10^. Kuitua vedettiin 180°C:ssa, kunnes venytyssuhde 10 oli 4.

Kuumavetämisen jälkeen kuituja uutettiin etanolissa neljä tuntia. Saaduilla kuiduilla osoittautui olevan erittäin fibrilloitunut rakenne.

Esimerkki II

15 Kuituja, joilla oli säännöllisesti rakentunut pinta -· _4 ja joiden halkaisija oli 0,7 x 10 m, vetolujuus 0,65 GPa, : moduli 8 GPa, solmulujuus (merimiessolmu) 0,45 GPa ja murto- venymä 19 %, valmistettiin kehräämällä poly(L-laktidi), joka : sisälsi 5 paino-% polyesteriuretaania, 18 paino-% liuokses- 20 ta, jossa liuottimena oli vedetön trikloorimetaani. Poly(L-laktidin) viskositeetti-keskimääräinen molekyylipaino oli 4.0 x 10^. Kuitua vedettiin 150°C:ssa, kunnes venytyssuhde oli 24. Siten saatavalla poly(L-laktidi)polyesteriuretaani-yksikuitulangalla on erittäin fibrilloitunut rakenne.

, 25 Esimerkki III

; Erittäin fibrilloituneita kuituja, joiden halkaisija -4 oli 0,6 x 10 m ja vetomurtolujuus 0,7 GPa, pidettiin 10-200 vrk vedessä 37°C:ssa. Noin 150 vrk:n kuluttua kuidut olivat hydrolysoituneet 50-%:isesti. Tämä hydrolyysinopeus 30 on verrattavissa lujuudeltaan ja paksuudeltaan samanlaisten PDS-kuitujen hydrolyysinopeuteen.

II

Claims (9)

1. Menetelmä biologisesti sopivan polyesterikuitu-materiaalin valmistamiseksi, joka kuitumateriaali sovel- 5 tuu kirurgisiin käyttötarkoituksiin, tunnettu siitä, että mainittu kuitumateriaali valmistetaan kuivata! märkäkehräämällä kehruuseos, joka sisältää polylakti-dia ja lisäainetta, erityisesti polyuretaaniainetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että valmistetulle kuidulle tehdään kuumavetokäsittely.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vetokäsittely suoritetaan siten, että venytyssuhde on enintään noin 25.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut valmistetaan kuiva-kehräämällä huoneen lämpötilassa liuos, joka sisältää 5-70 paino-% poly(L-laktidia) (PLLA)ja/tai poly(dL-laktidia) (PdLLA), sekä biologisesti hajoavaa polyesteri- 20 uretaaniainetta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poly(L-laktidin) pitoisuus kehruuliuoksessa on 10 - 40 paino-%.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että liuotinaineena käytetään CHCl^ia ja/tai Cl^C^sa.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytettävä lisäaine on CHCl3:iin ja/tai Cl^C^tiin ja/tai C2H5OH:iin liu- 30 keneva, ja että mainitun lisäaineen sulamislämpötila on 40°C:n ja 180°C:n välillä.

7 75609

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaineen pitoisuus polyklaktidiaineessa on 1 - 45 paino-%.

9. Biologisesti sopiva polyesterikuitumateriaali, joka soveltuu kirurgisiin käyttötarkoituksiin, tunnettu siitä, että se valmistetaan minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-8 mukaisella menetelmällä. s 75609