JP2013545627A - フィルムの引裂き強度を増加させる方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本願は、2010年9月9日に出願された米国特許仮出願第61/381,286号の優先権を主張する。
薄いフィルムは、貴重な物品を包み、又は修理するために日常的に使用されている。多くの用途において、これらの薄いフィルムは、取付け手段により所定の位置に固定される必要がある。残念ながら、薄いフィルム自体と取付け手段との界面で起こる高い応力は、荷重を受けた早期破断をもたらす。取付け手段と薄いフィルムとの界面で破断が起こる多くの状況があり、例えば、ヘルニア修復の間の手術用ポリマーフィルムメッシュが体組織へ固定される場合、又はフィルターバッグのパネルが共に縫われる場合、又は人工の移植組織が医療行為で使用される場合がある。
本発明は、ポリマーフィルムの引裂き強度を増加させる方法を提供する。いくつかの実施形態において、この方法は、取付け点又は取付け手段により荷重が加えられるポリマーフィルムに好適である。本発明は、加えられる荷重の中心又はその付近でポリマーフィルム中に少なくとも1つの荷重分散要素を含むものである。この方法は、縫合保持力を増加させる必要がしばしばある手術用ポリマーフィルムメッシュなどの手術物品があるがこれに限定されない種々の用途に有用である。本発明を説明するために使用される薄く、強いポリマーフィルム系手術用ポリマーフィルムメッシュは、膣脱、腹圧性尿失禁、又は類似の骨盤底疾患を治すための低侵襲腹腔鏡技術に有用になり得る。
(メッシュ張力)
以下に記載される実施例のメッシュ張力を、測定された力及びボールとの接触半径(rcontact)に基づき、ASTM D3787に従って測定した。
メッシュ張力=力/2×Π×rcontact
接触半径(rcontact)は、下記のとおりコンタクトペーパーを使用して決定した。
2γ=ボール接触の長さ/rball
□=(ボール接触の長さ/rball)/2
rcontact=rball×sin(□)
式中、2□=接触角
rball=ボールの半径
rcontact=接触半径
縫合保持は、物品中に配置された縫合部位で引っ張られている物品の機械的抵抗を反映する機械的性質である。縫合部位で縫合糸により加えられる荷重を表すには、小さいピン固定具を使用し、ピン(典型的には0.020インチ、又は多数のピン)を、被験物品の幅1インチのストリップに押しつけた。クーポン/付着ピン固定具の組み合わせを、Instron Tensile Testerなどの引張試験装置に取り付ける。クロスヘッドのスピードを200mm/分に設定した。この測定の目的では、示される最大の力は、「縫合保持」強度としてであった。しかし、図6及び7の応力歪みグラフに示される他のパラメーターも、本明細書に記載される強化現象の定義に利用できる。
米国特許第6,541,589号に記載及び教示される、ペルフルオロブチルエチレン改質剤を含んでなるPTFEポリマーの微粉を、Isopar K(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA)と、0.200g/微粉のgの比率でブレンドした。滑沢剤を加えた粉体をシリンダー中で圧縮してペレットを形成し、70℃に設定したオーブンにおよそ8時間置いた。圧縮及び加熱されたペレットをラム押出して、幅がおよそ15.2cmで厚さが0.75mmである押出品テープを製造した。次いで、テープを圧縮ロールの間で圧延し、伸長させ、乾燥させると、6kpsi(機械方向)×6kpsi(横方向)のマトリックス引張強度を持つテープが生じた。得られた非対称ポリマーフィルムメッシュのテープ1に対応する表面は、密構造側であると考えられる。
PTFEポリマーの微粉(DuPont, Wilmington, DE)を、Isopar K(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA)と、0.243g/微粉のgの比率でブレンドした。滑沢剤を加えた粉体をシリンダー中で圧縮してペレットを形成した。圧縮したペレットを室温でラム押出して、幅がおよそ15.2cmで厚さが0.75mmである押出品テープを製造した。次いで、テープを、38℃に設定した圧縮ロールの間で圧延して、厚さ0.28mmにした。次いで、テープを縦方向に8%伸長させ、乾燥させた。その過程で、3.2kpsi(機械方向)×1.4kpsi(横方向)のマトリックス引張強度を持つ圧延テープが生じた。得られた非対称ポリマーフィルムメッシュのテープ2に対応する表面は、開放構造側であると考えられる。
テープ1の6層を、各層がその前の層と90度の角度をなすように、互いに積み重ねた。OEMプレスModel VAC-Q-LAM-1/75/14X13/2/4.0"/ E370C/N/N/N-C-480V (OEM Press Systems Inc., 311 S. Highland Ave., Fullerton, CA 92832)で、高真空(<29インチHg)下で、309℃及び100k−lbsの力で4分間完全密度(full density)まで積み重ねを圧縮してラミネートした。圧縮した積み重ねを放冷し、次いで、直径8.5インチの円に切り出した。
実施例1のポリマーフィルムメッシュの試料を、CO2 Plotter/Laser (Universal Laser Systems Model PLS6.60-50 16000 M 81st Street, Scottsdale, AZ 85260)を使用して、15cm×19cmの楕円のデバイスに切り出した。次いで、GORE-TEX CV-2縫合糸(W.L.Gore and Associates,Inc.,301 Airport Road, Elkton, MD 21921)を4つの基本位置:12時、3時、6時、及び9時の位置に通した。各縫合糸を、端から約0.5cm内側に通した。各縫合糸を、自由端がデバイスの腹部側になるように、デバイスに通した。各縫合糸の輪の侵入及び脱出点は、約0.5cm離れていた。次に、フッ化エチレンプロピレン(FEP)/延伸PTFE(ePTFE)複合フィルムの薄くて強い片をおよそ1cm×0.5cmの長方形に切り出した。延伸PTFEフィルムは米国特許第5476589A号に準じて調製した。FEP層はおよそ1ミルの厚さであった。この切り出した長方形を、縫合したポリマーフィルムメッシュの開放面に、露出している縫合糸のそれぞれが隠れるように置いた。次いで、これらのFEP/ePTFE長方形をポリマーフィルムメッシュに溶接し、それにより縫合糸を所定の位置に固定した。溶接は、ブラントチップを備え800°Fに設定した半田ごて(Weller WSD161, APEX Tool Group LLC., 14600 York Road Suite A, Sparks, MD 21152)及び手の圧力を使用して行った。
実施例2の縫合されたポリマーフィルムメッシュ物品を、楕円の短軸で半分に折った。折ったポリマーフィルムメッシュを、水平式回転ドリルプレスにチャックで固定された2つの小さいマンドレル(又は分かれたマンドレル)(New England Precision Grinding, 0.013インチ×70インチのPTFE被覆304SSマンドレル、35 Jeffrey Avenue, Holliston, MA 01746-2027)の間に置き、ドリルプレスが回転して、縫合されたポリマーフィルムメッシュデバイスを巻き、マンドレルの周りの堅いパッケージにした。巻かれたアセンブリをチャックから外し、巻かれた縫合済みポリマーフィルムメッシュの中からマンドレルを外した。巻かれた縫合済みポリマーフィルムメッシュを、内径約5.2mmの管(Grilamid製、0.005インチの壁のナイロン管)に挿入した。管及び巻かれた縫合デバイスを、内径約5.5mmの5mmトロカールポート(Covidien 15 Hampshire Street, Mansfield, MA 02048)に挿入した。縫合済みポリマーフィルムメッシュの展開は、巻かれた縫合済みポリマーフィルムメッシュが容易にトロカールから押し出され、比較的水平に置かれたテーブルトップに広げられた時に実証された。
楕円形開口部作成の縫合保持効果を、米国特許第7306729号に準じて作成したePTFEポリマーフィルムメッシュ物品を使用して決定した。ベースのePTFE材料は、マトリックス引張強度が、機械方向と横方向で、それぞれ48kpsi及び46kpsiであった。その材料を、CO2プロッター/レーザー(Universal Laser Systems Model PLS6.60-50 16000 M 81st Street, Scottsdale, AZ 85260)に取り付けた。材料の面にビームの焦点を合わせた。試験方向の向きで(機械方向、横方向、及び公称45度)、楕円がポリマーフィルムメッシュ物品の外周に実質的に平行であるような向きに、rmajor0.05インチ及びrminor0.010インチ(すなわち、5:1の比)の楕円を材料からレーザーカットした。縫合保持測定は、機械方向、横方向、及び45度方向のそれぞれで、レーザーによる開口部に試験ピンを連続的に配置して実施した。結果を図7に示す。
楕円形開口部作成の縫合保持効果を、米国特許第7306729号に準じて作成したePTFEポリマーフィルムメッシュ物品を使用して決定した。ベースのePTFE材料は、マトリックス引張強度が、機械方向と横方向で、それぞれ48kpsi及び46kpsiであった。その材料を、CO2プロッター/レーザー(Universal Laser Systems Model PLS6.60-50 16000 M 81st Street, Scottsdale, AZ 85260)に取り付けた。材料の面にビームの焦点を合わせた。試験方向の向きで(機械方向、横方向、及び公称45度)、楕円がポリマーフィルムメッシュ物品の外周に実質的に平行であるような向きに、rmajor0.05インチ及びrminor0.025インチ(すなわち、5:1の比)の楕円を材料からレーザーカットした。縫合保持測定は、機械方向、横方向、及び45度方向のそれぞれで、レーザーによる開口部に試験ピンを連続的に配置して実施した。結果を図7に示す。
楕円形開口部作成の縫合保持効果を、米国特許第7306729号に準じて作成したePTFEポリマーフィルムメッシュ物品を使用して決定した。ベースのePTFE材料は、マトリックス引張強度が、機械方向と横方向で、それぞれ48kpsi及び46kpsiであった。その材料を、CO2プロッター/レーザー(Universal Laser Systems Model PLS6.60-50 16000 M 81st Street, Scottsdale, AZ 85260)に取り付けた。材料の面にビームの焦点を合わせた。試験方向の向きで(機械方向、横方向、及び公称45度)、楕円がポリマーフィルムメッシュ物品の外周に実質的に平行であるような向きに、rmajor0.05インチ及びrminor0.050インチ(すなわち、5:1の比)の楕円を材料からレーザーカットした。縫合保持測定は、機械方向、横方向、及び45度方向のそれぞれで、レーザーによる開口部に試験ピンを連続的に配置して実施した。結果を図7に示す。
楕円形開口部作成の縫合保持効果を、米国特許第7306729号に準じて作成したePTFEポリマーフィルムメッシュ物品を使用して決定した。ベースのePTFE材料は、マトリックス引張強度が、機械方向と横方向で、それぞれ48kpsi及び46kpsiであった。この対照試料は、機械方向、横方向、及び45度方向のそれぞれに対応する位置でポリマーフィルムメッシュ物品に試験ピンを押しつけることにより試験した。結果を図7に示す。
縫合位置付近の小さなスリット作成の縫合保持に対する効果を、米国特許第7306729号に準じて作成したePTFEポリマーフィルムメッシュ物品を使用して決定した。ベースのePTFE材料は、マトリックス引張強度が、機械方向と横方向で、それぞれ48kpsi及び46kpsiであった。ポリマーフィルムメッシュ物品の端からおよそ0.5cm内側で端に平行にカミソリの刃で切って、小さなスリットの切れ目をつくった。次いで、スリットと物品の端との間の位置で、ポリマーフィルムメッシュ物品に試験ピンを押しつけた。引張性質を測定した。図8は、スリットが全くない対照試料に比較した、スリットの長さの関数としての縫合糸引き抜き引張り結果を示す。
縫合位置付近の小さな「帽子」状スリット作成の縫合保持に対する効果を、米国特許第7306729号に準じて作成したePTFEポリマーフィルムメッシュ物品を使用して決定した。ベースのePTFE材料は、マトリックス引張強度が、機械方向と横方向で、それぞれ48kpsi及び46kpsiであった。ポリマーフィルムメッシュ物品の端からおよそ0.5cm内側で端に平行にカミソリの刃で切って、小さな「帽子」状スリットの切れ目をつくった。次いで、「帽子」状スリットと物品の端との間の位置で、試験ピンをポリマーフィルムメッシュ物品に押しつけた。引張性質を測定した。図8は、スリットが全くない対照試料に比較した、「帽子」状スリットの長さの関数としての、縫合糸引き抜き引張り結果を示す
複数の荷重分散要素を含んでなる材料の機械方向の引裂抵抗を、以下のとおり評価した。米国特許第7306729号に準じてePTFE物品を作成し、平均質量193g/m2、平均密度2.1g/cc、及びMTS(機械方向)36kpsi及び(横方向)55kpsiの材料を得た。その材料を、CO2プロッター/レーザー(Universal Laser Systems Model PLS6.60-50 16000 M 81st Street, Scottsdale, AZ 85260)に取り付けた。材料の面にビームの焦点を合わせた。rmajor0.02インチ及びrminor0.004インチの楕円のマトリックスを、連続的な材料中にレーザー処理した。楕円は、その短軸が材料の機械方向に平行になるように向けた。楕円は、縦方向には0.07インチ(公称の中心−中心間)離して、横方向には0.08インチ(公称の端−端間)離して配置した。得られた材料は、図6のより小さい穴(55)の均一パターンにより示される穴のパターンを有した。
複数の荷重分散要素を含んでなる材料の横方向の引裂抵抗を、以下のとおり評価した。米国特許第7306729号に準じてePTFE物品を作成し、平均質量193g/m2、平均密度2.1g/cc、及びMTS(機械方向)36kpsi及び(横方向)55kpsiの材料を得た。その材料を、CO2プロッター/レーザー(Universal Laser Systems Model PLS6.60-50 16000 M 81st Street, Scottsdale, AZ 85260)に取り付けた。材料の面にビームの焦点を合わせた。rmajor0.02インチ及びrminor0.004インチの楕円のマトリックスを、連続的な材料中にレーザー処理した。楕円は、その短軸が材料の横方向に平行になるように向けた。楕円は、縦方向には0.07インチ(公称の中心−中心間)離して、横方向には0.08インチ(公称の端−端間)離して配置した。得られた材料は、図6のより小さい穴(55)の均一パターンにより示される穴のパターンを有した。
Claims (14)
- ポリマーフィルムの引張強度を増加させる方法であって、
a.ポリマーフィルムを準備する工程、
b.前記ポリマーフィルムに荷重分散要素を作成する工程、
c.前記荷重分散要素に、又はその近くでポリマーフィルムに引張荷重を加える工程を含んでなり、最大引張荷重が、荷重分散要素のない実質的に等価な系に対して増加している方法。 - 前記荷重分散要素がスリットを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 前記荷重分散要素が開口部を含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーフィルムが0.10インチ未満の厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーフィルムが0.050インチ未満の厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーフィルムが0.010インチ未満の厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーフィルムが0.002インチ未満の厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記引張荷重が、テザーにより前記ポリマーフィルムに加えられる、請求項1に記載の方法。
- 前記テザーが、取付け手段により前記ポリマーフィルムに付けられている、請求項8に記載の方法。
- 前記取付け手段が、接着剤、又は機械的連動、又は縫い合わせを含んでなる、請求項9に記載の方法。
- 手術用ポリマーフィルムの引張強度を増加させる方法であって、
a.手術用ポリマーフィルムを準備する工程、
b.前記手術用ポリマーフィルムに荷重分散要素を作成する工程、
c.取付け手段を使用して、前記荷重分散要素に、又は前記荷重分散要素に隣接して前記手術用ポリマーフィルムにテザーを取り付ける工程であって、前記取付け手段が、接着剤、又は機械的連動、又は縫い合わせを含んでなる工程、
d.前記テザーにより前記ポリマーフィルムに引張荷重を加える工程を含んでなり、最大引張荷重が、荷重分散要素のない実質的に等価な系に対して増加している方法。 - 前記取付け手段が縫合糸を含んでなる、請求項11に記載の方法。
- 前記取付け手段がステープルを含んでなる、請求項11に記載の方法。
- 前記取付け手段が接着剤を含んでなる、請求項11に記載の方法。
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