JP2007089653A - 縫合糸およびその製造方法 - Google Patents
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- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
【解決手段】生体適合性の熱可塑性樹脂からなり、平均繊維径が10〜1000nmの微細繊維束からなる、引張り強度が1.5cN/dtex以上、結節強度が1.5〜6.0cN/dtexの縫合糸。
【選択図】なし
Description
本発明における縫合糸とは、短繊維、マルチフィラメント、紡績糸のいずれも含有するが、取扱い性の観点からマルチフィラメントが好ましい。
繊維径変動係数(CV)=σ/X
但し、ここでいう繊維径は、繊維断面の最大径と最小径の平均値をいい、σは繊維径分布の標準偏差、Xは平均繊維径を示す。
微細繊維を構成するポリマーにおいて、生体適合性ポリマー以外の成分の含有は抑えることが好ましい。
海ポリマーと島ポリマーの必要条件は、以下の2点を満たしていればいずれでもよい。2点とは、1)溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分の溶融粘度よりも高い、2)特定溶剤への溶解速度において、島成分の溶解速度に対し海成分の溶解速度が200倍以上である。
吐出された海島型複合繊維は冷却風により固化され、所定の引き取り速度に設定した回転ローラーあるいはエジェクターにより引き取られ、未延伸糸を得る。この引き取り速度は特に限定されないが、800m/分〜5000m/分であることが望ましい。800m/分以下では生産性が悪い。また、5000m/分以上では紡糸安定性が悪い。
1)溶融粘度測定
乾燥処理後のポリマーを紡糸時のルーダー溶融温度に設定したオリフィスにセットして5分間溶融保持したのち、数水準の荷重をかけて押し出し、そのときのせん断速度と溶融粘度をプロットする。そのプロットをなだらかにつないで、せん断速度−溶融粘度曲線を作成し、せん断速度が1000秒−1の時の溶融粘度を見る。
光学顕微鏡を用いて海島状態を観察し、2段階評価した。
○:島膠着部分なし
×:島膠着部分あり
海・島成分の各々0.3φ−0.6L×24Hの口金にて1000〜2000m/分
の紡糸速度で糸を巻き取り、さらに残留伸度が30〜60%の範囲になるように延伸して、83dtex/24filのマルチフィラメントを作成する。これを各溶剤にて溶解しようとする温度で浴比100にて溶解時間と溶解量から、減量速度を算出した。
表中では海島溶解速度差が200倍以上の場合を○、200倍以下の場合を×とした。
海成分溶解除去後の微細繊維の30000倍TEM観察により、繊維径を求めた。ここで繊維径は膠着していない単糸の繊維径を測定した。ランダムに選択した50本の微細繊維の繊維繊維径データにおいて、平均繊維径(X)と標準偏差(σ)を算出し、以下で定義する繊維径変動係数(CV)を算出した。
繊維径変動係数(CV)=σ/X
海成分溶解除去後の微細繊維の10000mの重量をn=3回測定して平均値から繊度を求めた。
室温(25℃)で、初期試料長=200mm、引っ張り速度=200mm/分とし、JIS L1013に示される条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割った値を引張り強度とし、破断時の伸長値を伸度として強伸度曲線を求めた。
海成分溶解除去後の微細繊維ののつかみ間隔の中央にZ撚りの本結びを1個作った状態で、上述の引張り強度試験法に準拠して結節強度を測定した。
試長10cmの微細繊維についてn=5回捲撚機にて測定し、これの平均値から撚り数を求めた。
モニター7人に実際に糸を用いて評価してもらった。
○:柔軟性があり、かつ取扱い性良好と感じたモニターが過半数以上
×:柔軟性がない、もしくは取扱い性不良と感じたモニターが過半数以上
島成分に285℃での溶融粘度が1200poiseのポリエチレンテレフタレート、海成分に285℃での溶融粘度が1400poiseである平均分子量4000のポリエチレングリコールを3wt%、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を9mol%共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを海:島=30:70の比率で、島数900の口金を用いて285℃で溶融紡糸し、1000m/minで巻き取った。ここで、島成分に対する海成分のアルカリ減量速度差は1500倍であった。得られた未延伸糸を延伸温度60〜90℃、表2記載の倍率でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻き取った。この際に延伸糸が22dtex/10fになるように紡糸吐出量を調整した。この延伸糸を筒編みし、溶媒で海成分比率相当分を溶解処理した。原糸断面をTEM観察したところ、海島断面形成性は良好であった。延伸倍率5.1倍で延伸した延伸糸を4本合糸した後、4%NaOH水溶液で95℃にて海成分を30%減量した。繊維断面を観察したところ、繊維径が450nmでCV値=0.15の超極細島群を形成していた。微細繊維を300T/Mで加撚し、その後75℃×30分間スチームでセットした。糸の引張り強度は5.2cN/dtex、伸度は20%、結節強度は3.4cN/dtex、撚数290T/Mであり、微細繊維特有の柔軟性があり、取扱い性良好な糸が得られた。実施例1で得られた微細繊維の走査型電子顕微鏡写真を図3に示す。結果を表1、および表2に示した。
島数1100の口金を用いて海島型複合繊維を20T/Mで加撚したこと以外はすべて実施例1と同様に海島型複合繊維を製造する工程、合糸工程、海成分を溶出する工程、加撚・撚止め工程を経て糸を得た。繊維断面を観察したところ、分離した島の繊維径が390nmであったが、海成分の溶解・分解除去にむらが生じるために、CV値=0.4と不均一な微細繊維群を形成していた。得た微細繊維群の引張り強度は2.0cN/dtex、伸度は15%、結節強度は1.2cN/dtexであり、柔軟性としては良好であったが、縫合糸として取り扱い性が悪く、品質のばらつきが大きかった。結果を表1、および表2に示した。
実施例1と加撚・撚止め工程の順序を変えて、実施例1と同様に海島型複合繊維を製造して得た延伸糸を4本合糸した後、300T/Mで加撚し、その後75℃×30分間スチームでセットした。得た糸を4%NaOH水溶液で95℃にて海成分を30%減量した。繊維断面を観察したところ、繊維径が440nmでCV値=0.14の均一な超極細島群を形成していた。微細繊維を糸の引張り強度は5.2cN/dtex、伸度は35%、結節強度は3.3cN/dtex、撚数は320T/Mであり、微細繊維特有の柔軟性があり、取扱い性良好な糸が得られた。結果を表1、および表2に示した。
海島型複合繊維を1500T/Mで加撚したこと以外はすべて実施例2と同様に海島型複合繊維を製造する工程、合糸工程、加撚・撚止め工程、海成分を溶出する工程を経て糸を得た。繊維断面を観察したところ、繊維径が460nmでCV値=0.35の不均一な超極細島群を形成していた。得た糸の引張り強度は4.6cN/dtex、伸度は40%と良好であったが、結節強度は1.0cN/dtexと弱いために、縫合糸として取り扱い性が悪かった。さらに、海成分の溶解・分解除去にむらが生じるために、縫合糸としての品質のばらつきが大きかった。結果を表1、および表2に示した。
海島型複合繊維を700T/Mで加撚したこと以外はすべて実施例2と同様にして糸を得た。海成分30%減量後の均一な均一な繊維断面を観察したところ、繊維径が455nmでCV値=0.12の均一な超極細島群を形成していた。糸の引張り強度は4.6cN/dtex、伸度は60%、結節強度は2.8cN/dtex、撚数は730T/Mであり、微細繊維特有の柔軟性のある取扱い性良好な糸が得られた。結果を表1、および表2に示した。
海:島=90:10、島数500の口金を用いて紡糸したこと以外はすべて実施例2と同様にして糸を得た。海成分90%減量後の繊維断面を観察したところ、海部を減量するのに時間がかかるため、表面付近にある島が余分に減量され、繊維径が210nmでCV値=1.0の不均一な超極細島群を形成していた。微細繊維を100T/Mで加撚し、その後75℃×30分間スチームでセットした。糸の引張り強度は1.2cN/dtex、伸度は85%、結節強度は0.8cN/dtex、撚数80T/Mであり、物性としては良好であったが、微細繊維特有の柔軟性が乏しく、取扱い性が悪かった。さらに、海成分の溶解・分解除去にむらが生じるために、縫合糸としての品質のばらつきが大きかった。結果を表1、および表2に示した。
比較例4は島数が25であり、単糸径は2500nmであった。比較例3よりもさらに島成分の不均一性が顕著であり、かつ島径が大きいために柔軟性に乏しい糸であった。結果を表1、および表2に示した。
島成分に285℃での溶融粘度が1050poiseのポリエチレンテレフタレートを使用し、海成分に285℃での溶融粘度が1150poiseである平均分子量4000のポリエチレングリコールを3重量%、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を10mol%共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを海:島=30:70の重量比率で、島数700の口金(図1と同型)を用いて紡糸し、3500m/minで引き取った。アルカリ減量速度差は2000倍であった。延伸倍率3.0倍で延伸した延伸糸を4本合糸した後、4%NaOH水溶液で95℃にて海成分を30%減量した。繊維断面を観察したところ、繊維径が500nmでCV値=0.15の超極細島群を形成していた。微細繊維を400T/Mで加撚し、その後75℃×30分間スチームでセットした。糸の引張り強度は3.2cN/dtex、伸度は30%、結節強度は2.4cN/dtex、撚数380T/Mであり、微細繊維特有の柔軟性があり、取扱い性良好な糸が得られた。結果を表1、および表2に示した。
島成分に285℃での溶融粘度が1050poiseのポリエチレンテレフタレートを
使用し、海成分に285℃での溶融粘度が950poiseである平均分子量4000のポリエチレングリコールを10重量%、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を10mol%共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを用いて実施例4と同様に巻取った。原糸断面をTEM観察したところ、海成分ポリマーの溶融粘度が島成分よりも小さいため、島成分の90%以上が互いに接合して個々には存在せず、接合した島の周囲を海成分が取り囲むような断面を形成していた。したがって、海成分をアルカリ減量で除去しても微細繊維群を形成することができず、柔軟性に乏しい糸であった。結果を表1、および表2に示した。
島成分に270℃での溶融粘度が600poiseのポリエチレンテレフタレートを使
用し、海成分に270℃での溶融粘度が1750poiseであるD体純度が99%のポリ乳酸を用いて、海:島=20:80の重量比率で、島数500の口金(図1と同型)を用いて紡糸し、1000m/minで引き取り、未延伸糸を得た。アルカリ減量速度差は1000倍であった。これを2.2倍に延伸した後、10本合糸した。これを海成分のみを溶解除去するため、4%NaOH水溶液で95℃にて20%減量した。繊維断面を観察したところ、繊維径が600nmでCV値=0.1の均一な超極細島群を形成していた。得た糸を500T/Mで加撚し、その後75℃×30分間スチームでセットした。糸の引張り強度は2.1cN/dtex、伸度は40%、結節強度は1.8cN/dtex、撚数490T/Mであり、微細繊維特有の柔軟性があり、取扱い性良好な糸が得られた。結果を表1、および表2に示した。
島成分に285℃での溶融粘度が1150poiseのナイロン6を使用し、海成分に285℃での溶融粘度が1300poiseである平均分子量4000のポリエチレングリコールを3重量%、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を8mol%共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを用いて、海:島=30:70の重量比率で、島数1000の口金(図1と同型)を用いて紡糸し、1000m/minで引き取り、未延伸糸を得た。ここで、島成分であるナイロン6はアルカリ溶液には実質的に溶解しないので、十分海島溶解速度差がある。延伸倍率2.9倍で得られた延伸糸を海の改質ポリエチレンテレフタレートのみを溶解するギ酸中での溶解処理を室温で行ったところ、島成分であるナイロン6はギ酸には実質的に溶解しないので、十分海島溶解速度差があるために、島成分の均一性は良好であり、繊維径が400nmでCV値=0.09であった。得た糸を600T/Mで加撚し、その後75℃×30分間スチームでセットした。糸の引張り強度は2.9cN/dtex、伸度は45%、結節強度は2.0cN/dtex、撚数580T/Mであった。得た微細繊維からなるマルチフィラメントを20本合糸して糸を作成した。微細繊維特有の柔軟性があり、取扱い性良好な糸が得られた。結果を表1、および表2に示した。
実施例1で得られた糸を3本束ねた状態(引張り強度3.7cN/dtex、伸度27.2%、結節強度2.7cN/dtex)を1本の縫合糸として用い、以下のとおり動物評価を行った。
動物; モルモット(ハートレー種、雄性)27wk、体重1100g
麻酔; ケタミン+キシラジン(筋肉内投与)
縫合糸については、70%EtOHに25分浸漬させたのち超純水で流水洗浄し、高圧蒸気滅菌(121℃、20分)したものを使用した。
Claims (10)
- 生体適合性の熱可塑性樹脂からなり、平均繊維径が10〜1000nmの微細繊維束からなる、引張り強度が1.5cN/dtex以上、結節強度が1.5〜6.0cN/dtexの縫合糸。
- 生体適合性の熱可塑性樹脂がポリエステル類、ポリアミド類、ポリオレフィン類から選ばれる請求項1記載の縫合糸。
- 生体適合性の熱可塑性樹脂が芳香族ポリエステルである請求項2記載の縫合糸。
- 以下に定義する繊維径変動係数(CV)が0〜0.3であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の縫合糸。
繊維径変動係数(CV)=σ/X
(繊維径は繊維断面における長径と短径の平均値とし、σは繊維径分布の標準偏差、Xは平均繊維径を示す。) - 撚数が50〜1000T/Mである請求項1〜4のいずれかに記載の縫合糸。
- 特定溶剤への易溶解成分を海成分、難溶解成分を島成分とし、島成分が生体適合性の熱可塑性樹脂であって、該複合繊維の横断面における該島成分の平均径(r)が10〜1000nm、島数が100以上の海島型複合繊維から、海成分を抽出除去して島成分を得ることによる請求項1〜5のいずれかに記載の縫合糸の製造方法。
- 海成分がポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリエチレングリコール系化合物共重合ポリエステル、およびポリエチレングリコール系化合物と5−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエチレンテレフタレートから選択される少なくとも1種のアルカリ水溶液易溶解性ポリマーである請求項6記載の縫合糸の製造方法。
- 海成分が、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を全ジカルボン酸成分中6〜12モル%含み、分子量4000〜12000のポリエチレングリコールを全ポリマー中3〜10重量%含む共重合ポリエチレンテレフタレートである請求項7に記載の縫合糸の製造方法。
- 特定溶剤への易溶解成分を海成分、難溶解成分を島成分とする海島型複合繊維を合糸した後、海島型複合繊維から海成分を抽出除去し、50〜1000T/Mで加撚する工程を含む請求項6〜8のいずれかに記載の縫合糸の製造方法。
- 特定溶剤への易溶解成分を海成分、難溶解成分を島成分とする海島型複合繊維を50〜1000T/Mで加撚した後、海島型複合繊維から海成分を抽出除去する工程を含む請求項6〜8のいずれかに記載の縫合糸の製造方法。
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