JP2010529213A5

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Publication number: JP2010529213A5
Application number: JP2009552820A
Authority: JP
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2013-04-04

Description

別の実施形態においては、本発明は、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥであって、ａ）酸化防止剤（例えば、ビタミンＥ）と、ＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、ｂ）当該混合物を固化させ、ｃ）当該固化したポリマー材料をその融点より低い温度で照射し、そしてｄ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度で機械的変形によりクエンチし(quenching)、それによって高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料を形成することを含む工程によって製造される高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥを提供する。

別の実施形態においては、本発明は、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥであって、ａ）酸化防止剤（例えば、ビタミンＥ）と、ＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、ｂ）当該混合物と、バージンＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、それによって高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有する組成物を形成し、ｃ）前記組成物を固化させ、それによって高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有するポリマー材料とを形成し、ｄ）当該固化したポリマー材料をその融点より低い温度で照射し、そしてｅ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度で機械的変形によりクエンチし、それによって高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料を形成することを含んでなる工程によって製造される、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥを提供する。

別の実施形態においては、本発明は、ポリマーの酸化安定性を向上させるための方法であり、ビタミンＥ欠損領域を形成するために、バージンＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークと、ビタミンＥ含有の樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、固化させることによる方法を提供する。照射に続いて、前記サンプルを融解しない温度でアニールして、残留フリーラジカルをクエンチするとともに、さらにそのビタミンＥをそれまでビタミンＥが欠損していた領域中に拡散させる。

別の実施形態においては、本発明は、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥであって、
ａ）酸化防止剤（例えば、ビタミンＥ）と、ＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合する工程、
ｂ）当該混合物を固化させる工程、
ｃ）当該固化したポリマー材料をその融点より低い温度で照射する工程、および
ｄ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度で機械的変形によりクエンチし、それによって高度に架橋した、酸化的に安定な、高結晶性ポリマー材料を形成する工程
を含んでなる工程によって製造される、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥを提供する。

別の実施形態においては、本発明は、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥであって、
ａ）酸化防止剤（例えば、ビタミンＥ）と、ＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合する工程、
ｂ）当該混合物を固化させる工程、
ｃ）当該固化したポリマー材料をその融点より低い温度で照射する工程、
ｄ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度で機械的変形によりクエンチする工程、および
ｅ）当該固化したポリマー材料を空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度でアニールし、それによって高度に架橋した、酸化的に安定な、高結晶性ポリマー材料を形成する工程
を含んでなる工程によって製造される、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥを提供する。

別の実施形態においては、本発明は、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥであって、
ａ）酸化防止剤（例えば、ビタミンＥ）と、ＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合する工程、
ｂ）当該混合物と、バージンＵＨＭＷＰＥの樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、それによって高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有する組成物を形成する工程、
ｃ）前記組成物を固化させ、それによって高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有するポリマー材料を形成する工程、
ｄ）当該固化したポリマー材料をその融点より低い温度で照射する工程、および
ｅ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度で機械的変形によりクエンチし、それによって高度に架橋した、酸化的に安定な、高結晶性ポリマー材料を形成する工程
を含む工程によって製造される、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ＵＨＭＷＰＥを提供する。

本発明のある特定の実施形態においては、本明細書において開示する方法工程（混合する工程、混合する工程、固化させる工程、クエンチする工程、照射する工程、アニールする工程、機械的に変形させる工程、ドープする工程、均質化する工程、加熱する工程、融解させる工程、および最終生成物（医療用インプラントなど）を包装する工程を含む）はいずれも、増感ガスおよび／または液体もしくはそれらの混合物、不活性ガス、空気、真空、および／または超臨界流体の存在下で行うことができる。

別の実施形態においては、本発明は、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性医療用具であって、前記ポリマー材料が、固化、照射、加熱、および／またはアニールまたはクエンチ工程後に続いて機械加工される、高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性医療用具を提供する。

数値および範囲に関する用語「約」または「およそ」とは、本発明を意図した通りに実行できるように、例えば、本明細書に含まれる教示から当業者には明らかであるように、所望の架橋度を有しおよび／またはフリーラジカルの所望の欠乏またはクエンチを受けるように、引用した値または範囲に近似するかまたは近い値または範囲を示す。これは、少なくとも部分的には、ポリマー組成物の様々な特性に起因する。従って、これらの用語は、系統的誤差から生じる値の範囲を超えた値を包含する。これらの用語は黙示的であることを明示する。

本発明のある特定の実施形態においては、増感ガスおよび／または液体もしくはそれらの混合物、不活性ガス、空気、真空、および／または超臨界流体は、本明細書において開示する方法工程（混合する(bending)工程、混合する(mixing)工程、固化させる工程、クエンチする工程、照射する工程、アニールする工程、機械的に変形させる工程、ドープする工程、均質化する工程、加熱する工程、融解させる工程、および最終生成物（医療用インプラントなど）を包装する工程を含む）のいずれにおいても存在し得る。

実施例４．中温照射と照射後アニールの比較
上記実施例２および実施例３のサンプルのＥＳＲデータを比較した（図６参照）。図６は、固化後、室温、１１０℃、および１２０℃において１００〜２００ｋＧｙで照射した、ビタミンＥ（０．２重量％）とＵＨＭＷＰＥの粉末の混合物についての、室温において１００ｋＧｙおよび２００ｋＧｙで照射し、続いて１３０℃において８時間アニールしたサンプルと比較した、電子スピン共鳴シグナルを示している（図６参照）。低温照射を受けた混合物のアニールは、中温照射よりも良好なフリーラジカルのクエンチをもたらした。そのため、これらの混合物の長期安定性をさらに向上させるためは、中温照射した混合物のアニールも有益である。

Claims

高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料の製造方法であって、
ａ）酸化防止剤と、ポリマー材料の樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、
ｂ）当該混合物を固化させ、
ｃ）当該固化したポリマー材料を、室温より高い温度で、かつ前記ポリマー材料の融点より低い温度で照射し、そして
ｄ）当該照射および固化したポリマー材料を空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度でアニールし、それにより高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料を形成すること
を含んでなる、方法。
高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料の製造方法であって、
ａ）酸化防止剤と、ポリマー材料の樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、
ｂ）当該混合物を固化させ、
ｃ）当該固化したポリマー材料を、室温より高い温度で、かつ前記ポリマー材料の融点より低い温度で照射し、そして
ｄ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度で当該照射および固化したポリマー材料をアニールすることによりクエンチし、それにより高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料を形成すること
を含んでなる、方法。
高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料の製造方法であって、
ａ）酸化防止剤と、ポリマー材料の樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、
ｂ）当該混合物と、バージンポリマー材料の樹脂、その粉末、またはそのフレークとを混合し、それにより高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有する組成物を形成し、
ｃ）前記組成物を固化させ、それによって高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有するポリマー材料を形成し、
ｄ）当該固化したポリマー材料をその融点より低い温度で照射し、そして
ｅ）その残留フリーラジカルを、空気中でまたは不活性環境下で該ポリマー材料の融点より低い温度で当該照射および固化したポリマー材料をアニールすることによりクエンチし、それによって高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料を形成すること
を含んでなる、方法。
前記混合物を、バージンポリマー材料の樹脂、その粉末、またはそのフレークと混合し、それによって高酸化防止剤領域／ドメインと、低酸化防止剤領域／ドメインとを有する組成物を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記照射を受けたポリマー材料中の残留フリーラジカルが、空気中でまたは不活性環境下で前記ポリマー材料の融点より低い温度でアニールすることによりクエンチされる、請求項２または３に記載の方法。
前記ポリマー材料の結晶化度が５１％より高い、および／または
一またはそれ以上の種類の樹脂、フレーク、または粉末が、異なる濃度の酸化防止剤と混合される、および／または
前記ポリマー材料が、その照射工程後に、前記酸化防止剤を高酸化防止剤領域から低酸化防止剤領域まで拡散させ、前記ポリマー材料全体にわたっての酸化安定性を与えるよう、融解しない温度で加熱されて、さらに均質化される、および／または
前記ポリマー材料が、照射前および／または照射後に、前記ポリマー材料の融点より低い温度で熱処理されることによって均質化される、および／または
前記高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料に、酸化防止剤が、前記ポリマー材料の融点より低い温度で拡散させることによりさらにドープされる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記酸化防止剤がビタミンＥである、および／または
前記高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料の一部または全部が、さらに前記ポリマー材料の融点より低い温度で熱処理される、および／または
前記酸化防止剤混合ポリマー材料、前記固化ポリマー材料、または高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料が、別の部品または医療用インプラントに圧縮成形され、それにより界面または連結ハイブリッド材料を形成する、および／または
前記ポリマー材料が、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ヒドロゲル、またはそれらの混合物である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記照射が、１％〜２２％の間の酸素を含有する雰囲気中で行われる、および／または
前記照射が、不活性雰囲気中で行われ、前記雰囲気が、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオンなど、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスを含有する、および／または
前記放射線量が２５〜１０００ｋＧｙ間である、および／または
前記放射線量が、６５ｋＧｙ、７５ｋＧｙ、または１００ｋＧｙである、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記架橋したポリマー材料中のフリーラジカルの低減が、前記ポリマー材料を非酸化性媒質と接触させて加熱することによって達成され、前記非酸化性媒質が、不活性ガス、不活性流体、またはアセチレンなどのアセチレン系炭化水素、ブタジエンおよび（メタ）アクリレートモノマーなどの共役または非共役オレフィン系炭化水素、ならびにクロロ−トリ−フルオロエチレン（ＣＴＦＥ）またはアセチレンを含む一塩化硫黄からなる群から選択されるポリ不飽和炭化水素である、および／または
前記高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料が、前記ポリマー材料の融点より低い温度で１時間〜数日間さらに均質化される、および／または
前記高度に架橋した、酸化的に安定な高結晶性ポリマー材料が、融点より低い温度でさらに均質化される、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
前記固化したポリマー材料が、４０℃、７５℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、または１３５℃の温度において照射される、および／または
前記固化したポリマー材料が、室温より高い温度で、かつ１３５℃より低いか、１３０℃より低いか、１２０℃より低いか、１１０℃より低いか、１００℃より低いか、７５℃より低いか、または４０℃より低い温度において照射される、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたポリマー材料を含む、医療用具。
医療用具がエタノールを含む５０重量％酸化防止剤の溶液中に浸漬されるものである、請求項１１に記載の医療用具。
医療用具が超臨界流体中で酸化防止剤と接触され、拡散され、または均質化される、請求項１１または１２に記載の医療用具。
寛骨臼ライナー、肩関節窩、膝蓋骨コンポーネント、指関節コンポーネント、足関節コンポーネント、肘関節コンポーネント、手根関節コンポーネント、足指関節コンポーネント、人工骨頭、膝脛骨インサート(tibial knee insert)、金属とポリマーとの補強ポストを備えた膝脛骨インサート、椎間板、あらゆる関節に対する挿入物装置、縫合糸、腱、心臓弁、ステント、および血管移植片からなる群から選択されるものである、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の医療用具。
医療用具が非永久医療用具であり、前記非永久医療用具がカテーテル、バルーンカテーテル、チューブ、静脈チューブ、および縫合糸からなる群から選択されるものである、および／または
医療用具が包装され、電離放射線またはガス滅菌により滅菌され、それによって無菌の高度に架橋した酸化的に安定な高結晶性医療用具となる、
請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の医療用具。
ドーピングが、医療用インプラントを前記酸化防止剤中に０．１時間〜７２時間浸漬することによって行われる、請求項６に記載の方法。
ポリマー材料が、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）である、請求項１〜１０または１６のいずれか一項に記載の方法。
ポリオレフィンが、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、またはそれらの混合物からなる群から選択されるものである、請求項７に記載の方法。
請求項１〜１０および１６〜１８のいずれか一項に記載の方法によって製造されたポリマー材料を含み、前記ポリマー材料が、固化、照射、加熱、および／またはアニールまたはクエンチ工程後に続いて機械加工される、医療用具。
医療用具がＣＯ _２中で酸化防止剤と接触され、拡散され、または均質化される、請求項１１または１２に記載の医療用具。