JP2017504675A - 高精度で制御可能な吸収速度を有する吸収性ポリマーブレンド組成物、加工方法、及び該組成物により提供される寸法的に安定な医療装置 - Google Patents

高精度で制御可能な吸収速度を有する吸収性ポリマーブレンド組成物、加工方法、及び該組成物により提供される寸法的に安定な医療装置 Download PDF

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Abstract

新規吸収性ポリマーブレンドが開示される。このブレンドは、ポリラクチドポリマー又はラクチドとグリコリドとのコポリマーである第1の吸収性ポリマータイプと、ポリ(p−ジオキサノン)である第2の吸収性ポリマータイプとを有し、第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプは、第1のポリマー成分及び第2のポリマー成分を更に含む。第1のポリマー成分は、第2のポリマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、該成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸基により少なくとも部分的に末端キャップされている。新規ポリマーブレンドは、インビボでの設計された分解及び破壊強度保持を有する、寸法安定性を有する医療装置を製造するのに有用である。また、これらの新規ポリマーブレンドから作製された新規吸収性医療装置、並びに新規製造方法も開示される。

Description

本発明が関連する技術分野は、吸収性ポリマーであり、より詳細には、医療装置の製造に有用な吸収性ポリマーブレンドである。
吸収性ポリマー及びそのようなポリマーから作製される医療装置は、当該技術分野において既知である。従来の吸収性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリ(p−ジオキサノン)、ポリグリコール酸、ラクチド、グリコリド、p−ジオキサノン、トリメチレンカーボネート、ε−カプロラクトンの様々な組み合わせでのコポリマーなどが挙げられる。吸収性ポリマーの化学反応は、ポリマーが、例えば、加水分解によってインビボで破壊され、副生成物が患者の身体から代謝されるか、又は別の方法で排せつされるように設計される。吸収性ポリマーから作製される埋め込み型医療装置を使用することによる利点は数多くあり、例えば、インプラントがその機能を果たした後、このインプラントを取り出すために更なる手術を行う必要性が排除されることが含まれる。創傷閉鎖機能について言えば、インプラントが「一時的に存在すること」が望ましい場合、組織が治癒するまで理想的な支持を提供することができる。
吸収性は、生体吸収性、再吸収性、生体再吸収性、分解性又は生分解性も含み得る総称であることを意図している。
医療装置を製造するために従来使用されてきた吸収性ポリマーは、場合によっては、製造された医療装置に特定の特徴及び特性をもたらすように設計された、吸収性ポリマーとコポリマーのポリマーブレンドであり、そうした特徴及び特性には、吸収速度、機械的特性(例えば、剛性、破壊強度など)、埋め込み後の機械的特性の保持、及び寸法安定性などが挙げられる。
吸収性ポリマー及びポリマーブレンドから医療装置を製造するために用いられる従来のプロセスは、数多く存在する。これらのプロセスには、射出成形、溶媒流延、押出、機械加工、切断、並びに様々な組み合わせ及び等価物が含まれる。特に有用かつ一般的な製造方法は、従来の射出成形プロセス及び押出プロセスを用いる熱形成である。
埋め込み後の機械的特性の保持は、多くの場合、吸収性医療装置の非常に重要な機能である。装置は、組織が十分に治癒するまで機械的完全性を保持しなければならない。身体組織によっては、治癒するのにより時間がかかり、機械的完全性をより長く保持する必要がある。これは、血管新生が不十分である組織と関連している場合が多い。同様に、所定の患者(例えば、糖尿病患者)は、治癒が遅い傾向があり得るというような他の状況が存在する。しかしながら、治癒が早く生じるというような状況は多くあり、その場合には縫合糸又は他の固定装置などの吸収の早い医療装置を使用する必要がある。これは多くの場合、卓越した組織血管新生に関連している。そのような吸収の早い縫合糸又は他の急速吸収固定装置を使用することができる場合の例としては、ある特定の小児手術、口腔外科手術、会陰切開術の後の腹膜修復、及び浅い創傷の閉鎖が挙げられる。
速やかな治癒が起こる場合、医療装置の機械的保持プロファイルは、特性のより急激な損失を反映し得る。この急激な損失に付随するのは吸収(吸収、生体吸収又は再吸収)の速度、つまり、医療装置が手術部位から消失するのに要する時間である。
吸収性医療装置における機械的特性の急激な損失を達成するために利用されてきた1つの方法は、前加水分解及び/又はガンマ線照射の使用である。例えば、Hinschらは欧州特許第0 853 949(B1)号において、加水分解可能な外科用縫合材料の再吸収時間を短縮するためのプロセスについて記述しており、該プロセスでは、外科用縫合材料は、4〜10の範囲のpH指数を有する加水分解緩衝液中で、10時間〜100時間の範囲の期間にわたり30℃〜65℃の範囲の温度でインキュベートされる。
吸収性縫合材料の吸収時間を短縮するために、縫合材料を、例えば、コバルト60ガンマ線照射を用いて、製造中に照射することもまた知られている。そのような照射プロセスにより縫合材料のポリマー構造に欠陥が生じ、その結果、引張り強度が加速度的に低下し、かつ縫合材料の埋め込み後のインビボでの吸収時間が短縮される。インビボでの吸収時間を確実に調節し、かつ埋め込み後の機械的特性の損失を確実に制御するために、製造環境においてガンマ線照射を使用するのは、様々な理由から困難な場合が多い。そのような理由としては、高い精度が要求されること、及び他の重要な特性に想定外の損傷を与えること(例えば、変色など)が挙げられる。
しかしながら、前加水分解及びガンマ線照射によるそのような処理は、装置の機械的特性にマイナスの影響を及ぼす可能性があることは周知である。したがって、例えば、吸収が早いとされている縫合糸は、標準的な吸収性縫合糸対応物と比べて初期強度が低い場合が多い。
所定の外科手技において、創傷閉鎖装置の機械的特性、特に引張り強度は、臨床的に非常に重要であり、これらの創傷閉鎖装置、例えば縫合糸では、高い強度が概して好ましい。ETHICON,Inc.(Somerville,NJ 08876)から販売され、VICRYL RAPIDE(商標)(ポリラクチン910)として知られている、市販の吸収の早い編組縫合糸は、標準的な吸収性の対応物であるコーティングされたVICRYL(商標)(ポリラクチン910)縫合糸の約60%の引張り強度を示す。他の外科手技において、医療装置の特に重要な機械的特性は、組織貫通中などに関与し得る剛性である。更なる必要性は、滅菌、輸送、及び保管中に寸法安定性を有する装置を提供することである。
機械的特性を迅速に失いかつ迅速に吸収されるが、それにもかかわらず標準的な吸収性の対応物が示す機械的特性に匹敵する高い初期機械的特性をもたらす新規の、寸法的に安定な医療装置の必要性が、当該技術分野において依然として存在する。
迅速な吸収に関する問題に対処する試みが従来技術においてなされてきた。Rose及びHardwickは米国特許第7,524,891号の中で、特定のカルボン酸並びにそれらの誘導体及び無水物をポリ(乳酸)に添加して均一なブレンドを形成すると、吸収がより早くなると記述している。当該発明者らは添加剤の量を10重量パーセントに限定していることに留意するべきである。当該発明者らは、添加剤が完全に混合され、誘導体を形成するようにポリ(乳酸)と反応しない系について明確に説明している。
改善された強度に関する問題に対処する試みが従来技術においてなされてきた。例えば、Brownは、「Multimodal High Strength Devices And Composites」と題する米国特許出願公開第2009/0274742(A1)号(以下「’742」という)の中で、第1の分子量を有する第1のポリマー成分と、第1の成分の分子量より低い分子量を有する少なくとも第2のポリマー成分とのブレンドを含み、ブレンドに含まれるポリマー成分が単軸、2軸又は3軸の配向にある、配向性移植可能生分解性の多峰性装置を開示している。Brownは、高分子量のポリラクチド(例えば、IV=4.51dL/g)と、このポリマーの分子量が大幅に低い形態(Mw=5,040Da、Mn=3,827Da)とのブレンドにおいて高い機械的特性が得られたが、弾性率の増加のみを示し、最大応力の増加は示さないと述べている。更に、Brownは’742において、添加剤がポリマー成分の10重量%以下の量で混合されると、高分子量のポリラクチドに比べて吸収速度がより早くなることに言及している。
米国特許出願公開第2007/0149640(Al)号には、二峰性吸収性ポリマー組成物が開示されている。当該組成物は、第1の分子量分布を有するように重合された吸収性ポリマーの第1の量と、第2の分子量分布を有するように重合された該吸収性ポリマーの第2の量と、を含み、約20,000〜約50,000ダルトンの重量平均分子量を有する。該第1の分子量分布と該第2の分子量分布との重量平均分子量比は、少なくとも2:1であり、該第1の量の該吸収性ポリマーと第2の量の該吸収性ポリマーとの実質的に均一なブレンドは、約50/50重量/重量%〜約95/5重量/重量%の比率において形成されている。医療装置及び医療装置の製造方法も開示されている。
米国特許出願公開第2009/0118241(Al)号には、二峰性吸収性ポリマー組成物が開示されている。当該組成物は、第1の分子量分布を有するように重合された吸収性ポリマーの第1の量と、第2の分子量分布を有するように重合された該吸収性ポリマーの第2の量と、を含み、約10,000〜約50,000ダルトンの重量平均分子量を有する。該第1の分子量分布と該第2の分子量分布との重量平均分子量比は、少なくとも2:1であり、該第1の量の該生体吸収性ポリマーと第2の量の該生体吸収性ポリマーとの実質的に均一なブレンドは、約50/50重量/重量%〜約95/5重量/重量%の比率において形成されている。医療装置、医療装置の製造方法、及び半結晶性ポリマーブレンドのメルトブロー法も開示されている。
かかるポリマーブレンドは既知であるが、剛性、インビボでの(インサイチュでの)強度保持、寸法安定性、インビボでの吸収性、及び製造可能性を含む特徴が改善された医療装置を提供する、高精度で制御可能な吸収速度を有する新規吸収性ポリマー材料の必要性が、当該技術分野において依然として存在する。高い初期機械的特性を示すと同時に、吸収を加速し、かつ埋め込み後の機械的特性の損失を加速することが特に必要とされている。
前述したように、吸収性ポリマー及びそのようなポリマーから作製される医療装置は、当該技術分野において既知である。従来の吸収性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリ(p−ジオキサノン)、ポリグリコール酸、及びラクチド、グリコリド、p−ジオキサノン、トリメチレンカーボネート、ε−カプロラクトンの様々な組み合わせでのコポリマーなどが挙げられる。吸収性ポリマーの化学反応は、ポリマーが、例えば、加水分解によってインビボで破壊され、副生成物が患者の身体から代謝されるか、ないしは別の方法で排せつされるように設計される。吸収性ポリマーから作製される埋め込み型医療装置を使用することによる利点は数多くあり、例えば、インプラントがその機能を果たした後、このインプラントを取り出すために更なる手術を行う必要性が排除されることが含まれる。理想的には、インプラントが「一時的に存在すること」が望ましい場合、組織が治癒するまで理想的な支持を提供することができる。
医療装置を製造するために使用されてきた吸収性ポリマーは、場合によっては、製造された医療装置に特定の特徴及び特性をもたらすように設計された、吸収性ポリマーとコポリマーのポリマーブレンドであり、そうした特徴及び特性には、吸収速度、破壊強度保持、及び寸法安定性などが挙げられる。
吸収性ポリマー及びポリマーブレンドから医療装置を製造するために用いられる従来のプロセスは、数多く存在する。これらのプロセスには、射出成形、溶媒流延、押出、機械加工、切断、並びに様々な組み合わせ及び等価物が含まれる。特に有用かつ一般的な製造方法は、従来の射出成形プロセスを用いる熱形成である。熱射出成形などの製造プロセスは、劣った特性、特に例えば容認できない寸法安定性、機械的特性、及び埋め込み後の時間に伴う機械的特性の維持を成形部品にもたらし得ることが、当該技術分野において既知である。低い寸法安定性には、多数の理由が存在する。それらには、製造プロセス中に誘導された残留応力の存在が挙げられる。寸法安定性の欠如の別の理由は、ポリマー成分のうちの少なくとも1つが低すぎるガラス転移温度を有する場合、特にポリマー成分が成形後、容易に結晶化しない場合である。
したがって、当該技術分野では、剛性及び強度、埋め込み後の破壊強度保持、卓越した吸収作用、製造可能性、並びに優れた寸法安定性などの優れた機械的特性を有する吸収性医療装置を製造するための、熱射出成形プロセス及び他の従来のプロセスで使用できる新規吸収性ポリマーブレンドが必要とされている。
射出成形プロセスを用いる際、キャビティ充填中に剪断応力を低減するプロセス条件及び設計は、典型的には、流動により誘導される残留応力の低減を助けるであろうことは知られている。同様に、十分な充填及び均一な金型冷却を促進する条件も、典型的には、熱的に誘導される残留応力を低減する傾向を有するであろう。射出成形された部品における残留応力を完全に排除することは、多くの場合、ほぼ不可能ということはないが、非常に困難である。使用されているいくつかの手法としては、(1)まだ金型内にある間に結晶化させて機械的剛性を増大させ、歪みに抵抗するよう試みること、及び(2)高いガラス転移温度(T)を有する樹脂を使用することが含まれる。
この後者の場合は、鎖運動性が遙かにより高い温度のみで到達し、それ故、部品がエチレンオキシド(EO)滅菌、出荷及び保管中に耐えることが期待され得る適度な温度で部品を保護する状況を説明している。高いガラス転移温度を有する材料は、例えば吸収性などの望ましい他の特性を必ずしも有しない場合がある。残留応力は、部品の収縮及び反りの主な原因と考えられる。部品は、射出成形サイクル中、金型から排出されることによって、又は製品の平常の保管若しくは出荷中に遭遇する高温への暴露によって、寸法的にいびつになり又は歪み得る。
先行技術において、溶融ブレンドされた吸収性ポリマーから熱的に形成された医療装置における寸法安定性の欠如の問題に対処することが試みられてきた。Smithの米国特許第4,646,741号は、外科用クリップ及び2部品ステープルの作製に使用される、ラクチド/グリコリドコポリマー及びポリ(p−ジオキサノン)の溶融ブレンドを開示している。Smithの溶融ブレンドは、寸法安定性を有する成形物品を提供し、Smithは、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の量が25重量パーセントを超えることを要求し、より低い量を否定している。Smithのポリマーブレンドは、医療装置の製造のためのそれらの使用に関連した欠点を有し、該欠点としては、限られた剛性又はヤング率、埋め込み後の、より短い機械的特性保持、製造中の許容可能な開放保管時間を制限する、水分に対するより高い感受性、及び、定量化が困難であるが、より困難な熱加工が挙げられる。
前述したように、残留応力は、部品の収縮及び反りの主な原因と考えられる。流動により誘導される残留応力は、熱成形ポリマー医療装置に影響を及ぼし得ることが知られている。応力を受けない場合、長鎖ポリマー分子は、溶融温度(即ち、溶融状態における)よりも高い温度で、平衡のランダムコイル状態に従う傾向がある。熱加工(例えば射出成形)中、分子は、ポリマーが剪断及び伸長されるときに流れの方向に配向する。固化は、通常、ポリマー分子がそれらの平衡の状態に完全に弛緩する前に生じ、次いでいくつかの分子の配向が成形部品内で固定される。このタイプの凍結された(frozen-in)応力状態は、多くの場合、流動により誘導される残留応力と称されている。流れの方向に平行な及び直交する方向における異方性の、不均一な収縮及び機械的特性は、延伸した分子構造によって導入される。
冷却も、残留応力をもたらす場合がある。例えば、金型壁からその中心までの冷却速度における変動が、熱的に誘導される残留応力を生じ得る。更に、2つの表面の冷却速度が不均衡の場合、非対称の熱的に誘導される残留応力が生じ得る。そのような不均衡の冷却により、部品を横切って非対称の張力−圧縮パターンが生じ、部品反りを起こす傾向がある曲げモーメントの原因となるであろう。その結果、不均一な厚さ又は不十分な冷却を有する部品は、不均衡の冷却、ひいては残留熱応力を受けやすい。適度に複雑な部品の場合、熱的に誘導される残留応力分布は、不均一な壁厚、金型冷却、及び金型制約により、更に悪化する。
滅菌の通常の、従来の方法は、滅菌プロセスサイクルにおけるエチレンオキシドガスへの暴露であることに留意するべきである。吸収性ポリマー装置は、エチレンオキシド(EO)ガスへの暴露によって頻繁に滅菌されている。EOは、ラクチド−グリコリドコポリマーなどのラクトン系ポリエステルの可塑剤として作用し得、Tを僅かに低下させ得る。このことは、特にTgよりも高い温度に暴露された際、射出成形部品の「収縮」及び/又は「反り」をもたらす場合がある。これは、ラクチド−グリコリドポリマー材料を吸収性医療装置に使用する際、追加のプロセス及び取り扱いの困難さを加える。EO滅菌プロセスは、部品をEOガスに暴露するだけでなく、部品を高温に暴露することにも留意するべきである。EOは合成吸収性ポリエステルの可塑剤として作用し得るため、EO滅菌プロセスサイクルに暴露する部品に関して、収縮及び反り、並びに全体寸法の不安定さの問題が増大する場合が多い。
熱形成加工中の剪断応力を低減又は排除するための、従来より使用されているいくつかの加工方法が存在する。キャビティ充填中に剪断応力を低減するプロセス条件及び設計は、流動により誘導される残留応力の低減を助けるであろう。ポリマー部品は、多くの場合、熱処理(熱的にアニール)されて該部品の性能特性が変更される。熱処理加工の理由は、形態発展、例えば結晶化、及び/又は応力弛緩を完了させることである。首尾良く行われた場合、得られた部品は、より良好な寸法安定性を有し得、またより良好な機械的特性を有し得る。
未だ歪んでいない、射出成形機から排出された射出成形部品は、室温に冷却/クエンチされてもよく、寸法的に安定に見える場合がある。しかしながら通常、応力が依然として存在し、ポリマー鎖が移動できるときにはいつでも、歪みが推進され得る。前述したように、このことは温度の上昇又はEOガスなどの可塑剤への暴露に伴って生じ得る。この寸法の歪みの潜在的な推進力を克服するために、いくつかの戦略がとられており、それらには、(熱)アニーリングが挙げられる。
部品が寸法的に拘束され得る場合、熱アニーリングは2つの目標に向かって使用され得る。1つは、応力低下としても既知の、ポリマー鎖内の分子配向の量の低減を試みることであり、別の1つは、部品における結晶化度を増大させて機械的剛性を高め、歪みに抵抗することである。
容易に結晶化するいくつかのポリマーを用いた場合、部品がまだ金型内にある間に該部品を結晶化させることができるであろうが、これは異例の状況である。ここで金型キャビティは、部品の形状を画定するよう作用するのみでなく、結晶化プロセス中の部品の形状を拘束するようにも作用し得る。結晶化がより困難なポリマーを用いる場合、サイクル時間が非常に長くなり、射出成形プロセスが非実用的となる。それ故、完全なポリマー形態発展が行われる前に、部品を金型から排出する必要がある。
半結晶性ポリマーから調製される射出成形部品は、多くの場合、熱処理によりアニールされて、それらの結晶化度レベルを増大させ、またそれらのポリマー形態発展を完了させ得る。多くの場合、部品は物理的に拘束されて、避けるよう試みられている歪みを避ける必要がある。一旦結晶化したら、部品は機械的剛性が増大されて、通常の歪み条件に暴露された場合に歪みに抵抗する。好適な物理的制約を提供することは、大きな労働力を要し、経済的に負担がかかるため、困難な場合が多い。
物理的制約の必要性なしで排出部品をアニールすることが好ましいが、度々発生するのは、プロセスのアニーリング中に部品が歪み、部品が多くの必要性に対して容認できないものとなることである。
部品をアニールして、熱弛緩によって成形物内の応力(molded-in-stress)を低減することが、当該産業において既知である。応力を解放するのに必要な時間及び温度は様々であるが、多くの場合、T未満で行われて、全体的な歪みを避ける必要がある。その場合にも、結果は非常に様々であり得る。より高分子量の樹脂においては、歪みを生じることなく応力レベルを低減することは、より困難である。高分子量ポリエステルと比較すると、低分子量の高流動ポリエステルにおいて熱弛緩により成形物内の応力を低減することは比較的容易であろう。
ポリマーブレンドの分子量を考慮すると、高分子量は、通常、より高い応力レベルを生じ、応力弛緩に、より長時間/より高温を必要とする。これは事実であるが、高分子量は、機械的特性及び生物学的性能を達成するのに必要な場合が多い。この状況は、多くの場合、装置製造業者に問題を提起する。
より高い結晶化度を付与して機械的剛性を高めて、歪みに対してより強く抵抗するために、又は分子配向を減少させて歪みの推進力を低下させるために、部品は、歪みを生じない温度で熱処理(アニーリング)することにより加工されるのが理想的であろう。残念なことに、通常使用される合成吸収性ポリエステルの性質に起因して、この処理は、歪みがほぼ避けられないそれらのガラス転移温度を超える必要があることが多い。
例えば、ポリラクチドホモポリマー又はポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマー装置を考慮されたい。応力を受けたこれらの射出成形部品のポリマー鎖は、それらのガラス転移温度に又は該ガラス転移温度を超えて加熱された際、弛緩し、それらの自然の状態(「ランダムな3次元コイル」)に戻る傾向があるであろう。これは、反り、収縮又は全体の寸法変形として観察されるであろう。この潜在的な変形のため、当該産業では、成形ポリラクチド系部品を製造する際、それらをアニールしないことが一般慣行である。これらの成形されたままのポリラクチド部品は、完全な非晶質又は非結晶質ではないにしても、非常に低い結晶化度のものであり、したがってそれらのそれぞれのガラス転移温度の又は該ガラス転移温度を超える温度に暴露された場合に変形する傾向があるであろう。EO滅菌、出荷、及び保管中に通常遭遇する条件下で、寸法的に安定な状態に留まる高い剛性を生じ得るように、それらの部品をアニールして結晶化度を誘導できることが有利であろう。
例えば埋め込み型ステープル又はタックの場合など、医療装置が十分な柱強度を示すことを要求される医療用途が存在する。明らかに、より小さい断面積を有する、そのような要求を有する装置では、それらを形成するポリマーは、タックがその意図される用途のために適切に機能するべき場合、本質的に剛性でなければならない。
ラクチド/グリコリドコポリマー及びポリ(p−ジオキサノン)の溶融ブレンドで、より高い剛性を達成するために、例えば、ポリ(p−ジオキサノン)の量を最低限にする必要がある。上述したSmithが教示したものとは対照的に、寸法安定性は、ポリ(p−ジオキサノン)のレベルが25重量パーセントよりも低いポリラクチド又はラクチドに富むコポリマーとポリ(p−ジオキサノン)とのブレンドから成形された部品で達成できることが見出されている。これらの低いレベルにおいてさえも、ポリ(p−ジオキサノン)の添加により、最終部品における寸法安定性を達成する可能性が高まる。
そのようなポリマーブレンドは既知であるにも関わらず、この技術分野では、高い初期機械的特性(例えば剛性)、埋め込み後の機械的特性の加速された損失、インビボでの加速された吸収性、寸法安定性、及び製造可能性を含む改善された特性を、医療装置に提供する新規吸収性ポリマー材料が、それらのポリマー材料から作製される新規医療装置、及びそれらのポリマー材料から医療装置を製造する新規方法と共に、継続して必要とされている。
本発明の目的は、押出成形又は射出成形などの溶融プロセスによって新規吸収性医療装置及び医療装置の構成要素を製造するために、製造プロセスにおいて使用することができる、新規吸収性ポリマーブレンドを提供することである。
したがって、新規吸収性ポリマーブレンドが開示される。吸収性ブレンドは、第1の吸収性ポリマータイプと第2の吸収性ポリマータイプとを有する。第1の吸収性ポリマータイプは、ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを更に含む一方、第2のポリマータイプは、ポリ(p−ジオキサノン)を含む。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントである一方、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分である。更に、第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプは、第1のポリマー成分及び第2のポリマー成分を含む。第1のポリマー成分は、第2のポリマー成分の重量平均分子量よりも高い重量平均分子量を有し、該成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸基により少なくとも部分的に末端キャップされている。
本発明の別の態様は、吸収性ポリマーブレンドである。このブレンドは、第1の吸収性ポリマータイプと第2の吸収性ポリマータイプとを有する。第1の吸収性ポリマータイプは、ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを更に含み、第2のポリマータイプは、ポリ(p−ジオキサノン)を含む。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分である。加えて、第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含む。ポリマー成分は、オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、該成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、第1の吸収性ポリマータイプ中の重合ラクチドのモル量に依存し、以下の式:
ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027により計算され、
ここで、第1の吸収性ポリマータイプはカルボン酸キャップされたオリゴマーを含まず、ポリ(p−ジオキサノン)はカルボン酸キャップされたオリゴマーを含む。新規ポリマーブレンドは、製品に寸法安定性を提供する。
本発明の更なる別の態様は、吸収性ポリマーブレンドである。このブレンドは、第1の吸収性ポリマータイプと第2の吸収性ポリマータイプとを有する。第1の吸収性ポリマータイプは、ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを更に含み、第2の吸収性ポリマータイプは、ポリ(p−ジオキサノン)を含む。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分である。第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含む。ポリマー成分は、オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、該成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、第1の吸収性ポリマータイプ中の重合ラクチドのモル量に依存し、以下の式:
ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027−3.6273により計算され、
ここで、第1の吸収性ポリマータイプはカルボン酸キャップされたオリゴマーを含み、ポリ(p−ジオキサノン)は、カルボン酸キャップされたオリゴマーを含むか又は含まず、ポリマーブレンドは、製品に寸法安定性を提供する。
本発明の尚も更なる別の態様は、上述したポリマーブレンドから作製された医療装置である。
本発明の更なる態様は、上述したポリマーブレンドを使用した、医療装置の製造方法である。
本発明のこれらの及び他の態様及び利点は、以下の説明及び添付図面により更に明らかになるであろう。
本発明を明示する埋め込み型ステープル又はタックの図面であり、小断面積を有する装置を示す。 該装置の限界寸法を示す、図1の装置の図面である。 乏しい寸法安定性と、熱アニーリング後の容認できないレベルの反りとを有する、図1の装置の射出成形されたタックの写真である。 優れた寸法安定性と、熱アニーリング後の容認可能なレベルの反りとを有する、図1の装置の射出成形されたタックの写真である。 ダンベル試験物品の図面である。 7.5重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例4bのポリマー組成物から作製された、アニール前のサンプルSTR 11−4の射出成形されたタックの写真である。 7.5重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例4bのポリマー組成物から作製された、アニール後のサンプルSTR 11−4の射出成形されたタックの写真であり、該射出成形されたタックは、アニール後、容認できない反りを有する。 10重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例4bのポリマー組成物から作製された、アニーリング前のサンプルSTR 11−5の射出成形されたタックの写真である。 10重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例4bのポリマー組成物から作製された、アニーリング後のサンプルSTR 11−5の射出成形されたタックの写真であり、該射出成形されたタックは、アニール後、優れた寸法安定性と容認可能なレベルの反りとを有する。
譲受人共通の、同時係属中の米国特許出願第12/887,995号及び同第13/833,690号は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の新規ポリマーブレンドは、吸収性ポリエステルポリマー及びコポリマーから作製される。ブレンド成分の1つは、ポリ(L(−)−ラクチド)、又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーのいずれかであることが好ましい。別のブレンド成分は、吸収性ポリマー、ポリ(p−ジオキサノン)である。
ポリ(L(−)−ラクチド)又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーは、従来の方法で製造されるであろう。好ましい製造方法は、以下の通りである。ラクトンモノマーを、アルコール反応開始剤、好適な触媒、及び必要に応じて染料と共に、制御圧力における制御雰囲気に維持することが可能な、撹拌された従来のポット反応器に入れる。パージして酸素を除去した後、窒素雰囲気下で、その反応物を撹拌しながら加熱し、開環重合を行う。好適な時間の後、形成された樹脂を排出し、適切にサイズ調整する。樹脂粒子を脱揮プロセスに供し、続いて真空下で保管する。本発明の新規ブレンドに有用なラクチドに富むポリマー中の重合ラクチド及び重合グリコリドのモルパーセントは、所望の特性を提供するために変えられ得る。典型的には、ラクチドに富むポリマー中の重合ラクチドのモルパーセントは、約70パーセント〜約100パーセント、より典型的には約80パーセント〜約90パーセント、好ましくは約83パーセント〜約87パーセントであろう。ラクチドに富むポリマー中の重合ラクチドが100パーセントの場合、ポリマーはポリラクチドであり、ポリ(L(−)−ラクチド)は、いくつかの外科用途に好ましい。典型的には、ラクチドに富むポリマー中の重合グリコリドのモルパーセントは、約0パーセント〜約30パーセント、より典型的には約10パーセント〜約20パーセント、好ましくは約13パーセント〜約17パーセントであろう。カルボン酸キャップされたポリマーの場合、末端基(複数可)をカルボン酸でキャップする必要があり、これは環状無水物との反応により好都合に達成される。
ポリ(L(−)−ラクチド)ホモポリマー又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーは、化学分析により特性評価される。それらの特性としては、ヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃及び0.1g/dLの濃度で測定された、約0.60dL/g〜約2.25dL/gの固有粘度範囲が挙げられるが、これに限定されない。ゲル透過クロマトグラフィー分析により、重量平均分子量は、およそ35,000ダルトン〜175,000ダルトンであることが示された。高分子量の樹脂を使用することができるが、但し、ブレンドを形成するため及び医療装置を形成するために使用される加工設備が、これらの高分子量に固有の溶融粘度を処理することが可能であることが条件であり、この高分子量の樹脂がある用途に望ましくあり得ることが理解されるべきである。例えば、いくつかの応用において、2.5dL/gの固有粘度を有する樹脂が、ある特性(例えば、高強度など)を必要とする医療装置を製造するために必要とされ得る。示差走査熱量測定は、20℃〜65℃のガラス転移温度範囲と、およそ120℃〜180℃の融解転移とを示した。核磁気共鳴分析により、コポリマー樹脂が、L(−)−ラクチドとグリコリドとのランダムコポリマーであることが確認された。X線回折分析により、およそ20〜45パーセントの結晶化度レベルが示された。
ポリラクチドホモポリマーブレンド成分又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーブレンド成分は、LL立体配置のラクチドモノマーに基づき、即ち、L(−)−ラクチドであり得ることが理解されるべきである。しかしながら、最終装置内において、ラクチド系ポリマー成分が十分な結晶化度を有して、寸法安定性を効果的に提供することを条件として、他の立体化学の異性体で代替してもよい。したがって、DD立体配置に基づくホモポリマー、ポリ(D(+)−ラクチド)を、ポリ(L(−)−ラクチド)の代わりに使用してもよい。ラクチド/グリコリドコポリマー成分は、最終装置における結晶化度要求が満たされることを条件として、完全にDD−異性体に基づくものであってもよく、又はDD−異性体とLL−異性体との混合物を有してもよい。メソ−ラクチド、DL−異性体も、再度、最終装置における結晶化度要求が満たされることを条件として、少ない割合で使用してもよい。
本発明の新規ポリマーブレンドに有用なポリ(p−ジオキサノン)ポリマーは、従来の方法で製造される。そのようなポリマーの好ましい製造方法は、以下の通りである。ラクトンモノマーを、アルコール反応開始剤、好適な触媒、及び必要に応じて染料と共に、撹拌された従来のポット反応器に入れる。染料は、臨床用途に容認可能なものである必要がある。それらには、D&C Violet No.2及びD&C Blue No.6が挙げられる。パージして酸素を除去した後、窒素雰囲気下で、その反応物を撹拌しながら加熱して、開環重合を行う。好適な時間の後、形成された樹脂を適切な容器内に排出し、「固体重合」として既知の条件下で更に重合させる。代替的な方法は、溶融物中での重合を含んでもよい。この反応時間が完了した後、ポリマー樹脂を適切にサイズ調整する。樹脂粒子を脱揮プロセスに供して未反応モノマーを除去し、続いて真空下で保管する。本発明のブレンドに有用な(p−ジオキサノン)ポリマーは、25℃及び0.1g/dLの濃度で測定して、少なくとも約0.80dL/gの固有粘度を有するであろう。本発明のブレンドに特に有用なポリ(p−ジオキサノン)ポリマーは、ヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃及び0.1g/dLの濃度で測定して、約0.80dL/g〜約2.30dL/gの固有粘度を含むがこれに限定されない特性を有するであろう。ゲル透過クロマトグラフィー分析により、重量平均分子量がおよそ35,000〜175,000ダルトンの範囲であることが示された。高分子量の樹脂を使用することができるが、但し、ブレンドを形成するため及び医療装置を形成するために使用される加工設備が、これらの高分子量に固有の溶融粘度を処理することが可能であることが条件であり、この高分子量の樹脂がある用途に望ましくあり得ることが理解されるべきである。例えば、いくつかの応用において、2.5dL/gの固有粘度を有する樹脂が、ある特性(例えば、高強度など)を必要とする医療装置を製造するために必要とされ得る。この樹脂に関する示差走査熱量測定は、−15℃〜−8℃の範囲のガラス転移温度と、およそ100℃〜107℃の融解転移とを示した。核磁気共鳴分析により、樹脂が、モル基準で測定して、およそ98パーセントの重合p−ジオキサノンとおよそ0〜2パーセントのp−ジオキサノンモノマーとの組成を有する、ポリ(p−ジオキサノン)のホモポリマーであることが確認された。X線回折分析は、典型的にはおよそ25〜40パーセントの結晶化度レベルを示したが、55パーセント以上のレベルも観察された。カルボン酸キャップされたポリ(p−ジオキサノン)の場合、末端基(複数可)をカルボン酸でキャップする必要があり、これは環状無水物との反応により好都合に達成される。
改善された寸法安定性を有する本発明の新規ポリマーブレンドは、典型的には、第1の吸収性ポリマータイプであって、少なくとも50重量パーセントのブレンドを含み、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、第2の吸収性ポリマータイプであって、ポリ(p−ジオキサノン)を含む、第2の吸収性ポリマータイプと、を含む吸収性ポリマーブレンドを含有し、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは、50重量パーセントであり、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を提供するように十分高い。更に、第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプは、第1のポリマー成分及び第2のポリマー成分を含み、第1のポリマー成分は、第2のポリマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、該成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている。
明確化のために、本発明の新規ポリマーブレンドは、典型的には、ラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー又はポリラクチドホモポリマーとポリ(p−ジオキサノン)とのブレンドである。例えば、ラクチド/グリコリドコポリマーは、85モルパーセントの重合ラクチドと15モルパーセントの重合グリコリドとの組成を有するポリ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)であってもよい。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは、約50である。ポリ(p−ジオキサノン)の最小量は、医療装置に寸法安定性を提供するのに必要な量である。本発明のブレンドと該ブレンドから作製される医療装置は、好ましくは環状無水物と反応させて、カルボン酸末端基をもたらすことによりキャップされたブレンド成分を更に含むであろう。より好ましくは、キャップされたポリマー成分は、低分子量鎖である。これらのカルボン酸キャップされたオリゴマーにより、著しい量のカルボン酸基の組み込みが可能となると共に、ブレンド全体が高い重量平均分子量を維持することが尚も可能である。
それ故、85/15(モル基準)ラクチド/グリコリドコポリマーの場合、最小重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)は、実験的に決定され得る。
本発明のブレンドは、X線回折により測定して、少なくとも約15パーセントの結晶化度レベル、典型的には約25パーセントを超える、より好ましくは約35パーセントを超える結晶化度レベルを示す。
本発明の新規ポリマーブレンドは、従来の加工設備を使用して、多様な従来の方法で個々の成分から製造することができる。製造プロセスの例としては、開環及び重縮合型の化学反応、脱揮及び樹脂乾燥、回転式乾燥機における乾式混合、溶液混合、押出溶融混合、射出成形、熱アニーリング、並びにエチレンオキシド滅菌プロセスが挙げられる。混合物の乾式混合とそれに続く溶融混合に対する代替法は、2つ以上のフィーダー、好ましくはブレンドされる成分を押出機に供給するロスインウェイトフィーダーの使用を含んでもよく、この押出機は、単軸押出機又は2軸押出機であり得る。代替的に、多数の押出機を使用して、例えば共押出にてブレンド成分の溶融物を供給してもよい。
本発明のブレンドは、熱プロセスにより作製されてもよい。本発明のポリマーブレンドを形成するための熱プロセスの例は、2軸混合又は単軸押出、共押出、同時ベント式スクリューの真空脱揮を伴う2軸混合、熱脱揮を用いた真空回転式乾燥、高温での溶媒抽出によるモノマーの除去、及び樹脂アニーリングを含むことができる、押出機における溶融混合であろう。
場合によっては、溶液紡糸、ゲル紡糸、及び電子紡糸などの溶液加工技術を用いることが可能であり、また望ましい場合がある。本発明の新規ポリマーブレンドを製造するために使用することができる従来の製造プロセス設備の他の例としては、継続的に動作する1軸スクリュー式混合機及び2軸スクリュー式混合機、又はバッチ式混合機を挙げることができる。
ポリマー成分、並びに本発明のブレンドは、ペレット化、造粒法、及び粉砕などの従来の手段によってサイズ調整され得る。
本発明の更なる実施形態は、射出成形機のホッパーに適切にサイズ調整されたブレンド成分の粒子を供給することであろう。フィルム又は繊維押出などであるが、これらに限定されない他の加工手法にこの技術を適用することは、当業者には明らかであろう。ポリマーブレンド成分の熱履歴の制限は、それが早期劣化の可能性を避けるという点で有利である。熱加工の更なる方法は、射出成形、圧縮成形、吹込み成形、吹込みフィルム、熱成形、フィルム押出、繊維押出、シート押出、プロファイル押出、溶融吹込み不織布押出、共押出、管押出、発泡、ロトモールディング、カレンダリング、及び押出からなる群から選択されるプロセスを含むことができる。前に述べたように、適切にサイズ調整されたブレンド成分の粒子は、これらの熱加工手段を用いた溶融物中でブレンドされ得る。
科学的理論に拘束されるものではないが、最終部品における形態発展は、射出成形などの装置形成プロセスの影響を多大に受けると考えられる。したがって、溶融ブレンドされた樹脂は、少量相であるポリ(p−ジオキサノン)が非常に低いアスペクト比を有する形態を有し得る。高剪断装置形成プロセス(例えば、射出成形)にて初めて、少量相の高いアスペクト比が実現され得る。
製造プロセス設備の他の例としては、例えば、容量が8リットル〜284リットル(2ガロン〜75ガロン)の範囲の化学反応器、28リットル〜566リットル(1立方フィート〜20立方フィート)の範囲の脱揮乾燥機、直径が約2.5センチメートル〜約8センチメートル(約1インチ〜約3インチ)の単軸押出機又は2軸押出機、及びサイズが約6,350〜約36,287kg(約7〜約40トン)の範囲の射出成形機が挙げられる。
必要に応じて、本発明のポリマーブレンドは、他の従来の成分及び薬剤を含有し得る。他の成分、添加剤、又は薬剤は、抗菌特性、制御された薬物の溶出、放射線混濁、及びオッセオインテグレーション(osseointegration)を含む、本発明のポリマーブレンド及び医療装置の更なる効果を提供するために存在するであろう。
そのような他の成分は、所望の効果又は特性を効果的に提供するのに十分な量で存在するであろう。典型的には、他の補助剤の量は、約0.1重量パーセント〜約20重量パーセント、より典型的には約1重量パーセント〜約10重量パーセント、好ましくは約2重量パーセント〜約5重量パーセントであろう。
抗菌剤の例としは、5−クロロ−2−(2,4−ジクロロフェノキシ)フェノール(トリクロサンとしても知られている)などのポリクロロフェノキシフェノールが挙げられる。
放射線混濁剤の例としては、硫酸バリウムが挙げられる一方、オッセオインテグレーションの例としては、リン酸三カルシウムが挙げられる。
本発明のポリマーブレンドに使用することができる様々な治療薬は、膨大である。広くは、本発明の医薬組成物によって投与することができる治療薬としては、例えば、抗生物質及び抗ウイルス薬などの抗感染薬、鎮痛薬及び鎮痛薬の組み合わせ、食欲低下薬、駆虫薬、抗関節炎薬、抗喘息薬、癒着防止薬(adhesion preventatives)、抗けいれん薬、抗うつ薬、抗利尿薬、止瀉薬、抗ヒスタミン薬、抗炎症薬、抗偏頭痛製剤、避妊薬、抗嘔吐薬、抗腫瘍薬、パーキンソン病治療薬、かゆみ止め、抗精神病薬、解熱薬、鎮痙薬、抗コリン作用薬、交感神経模倣薬、キサンチン誘導体、ピンドロール及び抗不整脈薬などのカルシウムチャネル遮断薬及びβ遮断薬を含む心血管製剤、降圧薬、利尿薬、一般的な冠血管、抹消及び大脳を含む血管拡張薬、中枢神経刺激薬、鬱血除去剤を含む咳及び感冒製剤、エストラジオール、及び、コルチコステロイドを含む他のステロイドなどのホルモン、催眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩薬、副交感神経抑制薬、覚醒剤、鎮静薬、精神安定薬、天然由来の又は遺伝子組み換えされたタンパク質、多糖類、糖タンパク質又はリポタンパク質、オリゴヌクレオチド、抗体、抗原、コリン作動薬、化学療法薬、止血薬、血餅溶解薬、放射性薬剤及び細胞増殖抑制剤(cystostatic agent)が挙げられるが、これらに限定されない。治療的に有効な用量は、インビトロ又はインビボでの方法によって決定されてもよい。それぞれの特定の添加剤について、必要とされる最適な用量を決定するために個々の決定が行われ得る。所望の結果を得るための効果的な用量レベルの決定は、当業者の範囲内である。添加剤の放出速度はまた、治療すべき治療状態に応じて、有利なプロファイルを決定するために当業者の範囲内で変えられ得る。
好適なガラス又はセラミックとしては、ヒドロキシアパタイト、置換アパタイト、リン酸テトラカルシウム、α及びβリン酸トリカルシウム、リン酸オクタカルシウム、ブラッシュ石、モネタイト、メタリン酸塩、ピロリン酸塩、リン酸塩ガラスなどのリン酸塩、カルシウム及びマグネシウムの炭酸塩、硫酸塩及び酸化物、並びにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明のポリマーブレンド中に含まれ得る好適なポリマーとしては、合成又は天然ポリマーであり得る好適な生体適合性、生分解性ポリマーが挙げられる。好適な合成生体適合性、生分解性ポリマーとしては、脂肪族ポリエステル、ポリ(アミノ酸)、コポリ(エーテル−エステル)、シュウ酸ポリアルキレン、ポリアミド、チロシン由来ポリカーボネート、ポリ(イミノカーボネート)、ポリオルトエステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステル、アミン基を含有するポリオキサエステル、ポリ(酸無水物)、ポリホスファゼン、ポリジグリコレート(polydiglycolate)及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーが挙げられる。追加の好適なポリマーの含有は、製造される装置における寸法安定性の獲得に依存することが理解される。
本発明の目的のために、上述した、場合による脂肪族ポリエステルとしては、ラクチドのホモポリマー及びコポリマー(乳酸、D−、L−、及びメソラクチドを含む)、グリコリド(グリコール酸を含む)、ε−カプロラクトン、p−ジオキサノン(1,4−ジオキサン−2−オン)、トリメチレンカーボネート(1,3−ジオキサン−2−オン)、トリメチレンカーボネートのアルキル誘導体、及びこれらのポリマーブレンドが挙げられるがこれらに限定されない。
好適な天然ポリマーとしては、コラーゲン、エラスチン、ヒアルロン酸、ラミニン、ゼラチン、ケラチン、硫酸コンドロイチン及び脱細胞化組織が挙げられるがこれらに限定されない。
好ましくはないが、本発明の医療装置は、本発明の吸収性ポリマーブレンドに加えて非吸収性ポリマーを含有してもよい。そのような装置の例としては、吸収性及び非吸収性ポリマーの両方の特性が有利であるメッシュ、縫合糸及びステープルを挙げることができるが、これらに限定されない。
好適な非吸収性ポリマーとしては、アクリル樹脂;ポリアミド−イミド(pAI);ポリアリールエーテルケトン(pEEK);ポリカーボネート;ポリエチレン(pE)、ポリプロピレン(pp)、ポリメチルペンテン(pMp)及びポリブテン−1(pB−1)などの熱可塑性ポリオレフィン;ポリイソブチレン(pIB)、エチレンプロピレンゴム(EpR)などのポリオレフィンエラストマー(pOE);ポリブチレンテレフタレート(pBT);ポリエチレンテレフタレート(pET);ナイロン6及びナイロン66などのポリアミド(pA);ポリフッ化ビニリデン(pVDF);ポリフッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン(pVDF/HFp);ポリメチルメタクリレート(pMMA)、並びにこれらの組み合わせ、並びに等価物が挙げられるがこれらに限定されない。
本発明の新規吸収性ポリマーブレンドから製造される本発明の新規吸収性医療装置としては、従来の医療装置、特に繊維状装置、例えば、モノフィラメント系又はマルチフィラメント系の縫合糸及びメッシュ、織布、不織布、編布、繊維束、コードなど、並びにその他の埋め込み型医療装置、例えば、ステープル、タック、クリップ、組織固定装置、メッシュ固定装置、吻合器、縫合糸アンカー、及び骨アンカー、組織及び骨ねじ、骨プレート、人工装具、支持構造物、組織増強装置、組織結紮装置、パッチ、基質、組織工学スカフォールド、複合体、骨移植片、薬物送達装置、ステント、骨ろう及び骨充填剤、これらの組み合わせ及び等価物などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明のポリマーブレンドから成形され得る医療装置の例は、図1に示すような組織タック10である。図1は、本発明を明示する埋め込み型ステープル又はタックの図面であり、小断面積を有する装置を示す。この装置の材料は、タックがその意図される用途のために適切に機能する場合、本質的に剛性でなければならない。
タック10は、2つの脚部材20を有するように示され、脚部材20は、それらの近位端22において接続ストラップ部材30により接続されている。遠位端26は、遠位端26から遠位方向に延びるかかり部材50を有するように示されている。かかり部材50は遠位組織穿刺地点60を有し、近位かかり70は地点72を有する。図2を参照すると、かかり部材50は、寸法Yとして示す長さ74を有するように示されている。地点60は、寸法Xとして示す距離76だけ離間されているように示されている。
本発明のポリマーブレンドから作製され得る好適なタックは、参照により組み込まれる、同一譲受人に譲渡された米国特許出願第12/464,143号、同第12/464,151号、同第12/464,165号、及び同第12/464,177号にも開示及び記載されている。
アニーリング前に射出成形物品があるレベルの結晶化度を生じる能力により、部品は、アニーリングサイクルを経て寸法的完全性を維持すると共に、反り又は収縮を伴うことなくブレンドのポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相を更に結晶化させることが可能となる。
本発明のブレンドの射出成形された部品は有利に、アニーリングサイクルに供されて、ポリマー形態を成熟させることができる。このことは、多くの場合、部品における結晶化度のレベルを増大させる。このプロセスは、部品が中程度の高温に暴露された際、特に滅菌中にエチレンオキシドに暴露された際に、寸法安定性が確実に容認可能となることを助ける。科学的理論に拘束されるものではないが、射出成形の直後、多数の加工条件下で、物品は殆ど完全に非晶質であるが、室温で保管された際、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)相が結晶化を開始すると考えられる。ポリマー材料は、そのガラス転移温度を超える温度で保管された際にのみ結晶化するであろう。ポリ(p−ジオキサノン)のガラス転移温度は約マイナス10℃であり、ポリ(p−ジオキサノン)は室温での保管中に結晶化を開始することが可能である。いくつかの加工条件において、典型的には、より長い、金型内の保持時間でポリ(p−ジオキサノン)成分は結晶化し得る。次いで、排出された部品は、実質的にこの相に起因する少量の結晶化度を有する。
ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)相がアニーリング前に、あるレベルの結晶化度を生じる能力により、成形物品の過剰な歪みを伴うことなく、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相が結晶化することが可能となる。これは、組織立った、半結晶性の分子構造の形成が、高温における歪みに対する抵抗を増大させるためである。例えば、非晶質の100%ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)物品がアニールされた場合、中程度の応力レベルが存在した場合であっても、部品はアニーリングプロセス中にいびつになる可能性が高いであろう。ブレンド中の内部分散した半結晶性ポリ(p−ジオキサノン)は、ブレンドのポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相を結晶化させるのに必要な高温に暴露されている間、部品の寸法安定性を維持する。最終結果は、半結晶性の、寸法的に安定な射出成形物品である。
カルボン酸末端キャップされたオリゴマー(低分子量ポリマー)がブレンド全体に含まれる場合、より急速な結晶化が起こり得ることが期待され、より高い全体の結晶化度レベルが、該ブレンドから形成された医療装置内で達成される可能性がある。このことは、全体的に同一の組成で、しかしキャップされたオリゴマー成分を含めずに作製された医療装置と比較して、医療装置の寸法安定性を増大させるであろう。正味の効果は、必要なポリ(p−ジオキサノン)の量の低下の可能性であり、これは更により剛性の装置を有利にもたらす。
本発明の医療装置は、少なくとも摂氏45度の温度で少なくとも1分間、熱アニールされてもよい。より好ましくは本発明の医療装置は、摂氏約60度の温度で約8時間熱アニールされた後、摂氏約70度の温度で約4時間、次いで摂氏約80度の温度で約4時間熱アニールされてもよい。
本発明の医療装置は、X線回折により測定して、少なくとも約15パーセント、典型的には約25パーセントを超える、より好ましくは約35パーセントを超える結晶化度レベルを有するであろう。
アニーリングプロセス中の反りを更に抑制するために、物品はまた、アニーリング治具を使用することにより機械的に拘束されてもよい。理論的には、部品を完全に制限又は拘束してアニールすることが可能である。これは金型内でのアニーリングと同等のものを必要とするであろう。このことは勿論、経済的に実行可能ではない場合が多い。しかしながら、アニーリング中、限られた数の寸法を拘束することは、経済的に可能であり得る。本発明の物品は、部品の水平面内の歪みから部品を支持するアニーリング治具を使用してアニールすることができる。このアニーリング治具は、高温での歪みに対する抵抗を補助することを意図するが、寸法的に不安定な部品の反りを防止しないであろう。
ブレンドのポリ(ラクチド−コ−グリコリド)部分におけるラクチドレベルが低下するにつれて、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相の結晶化がより困難となる。重合ラクチドが比較的富んでいないポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを使用したブレンドでは、成形物品の寸法安定性を維持するために、増大された重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)が必要であり得る。そのようなコポリマーは、70/30ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)を含む。
前に述べたように、形成された医療装置中に、より大量の分子配向、又は応力が存在すると、収縮又は反りに対する推進力がより大きくなり、収縮及び反りは、通常、不都合な現象と見なされている。
少なくとも中程度のレベルの分子配向又は応力を誘導する加工手段を用いる装置の形成においては、寸法安定性を維持することが有利であろう。通常、少なくとも中程度のレベルの応力を誘導する、そのような製造方法の1つは、射出成形である。明確化のために、溶融ポリマーの流れを狭い通路を通して、最終的にキャビティ内に強制的に移動する際、通常、高い剪断速度及び高い応力レベルに遭遇する。これが起こった場合、分子鎖は流れの方向に配向する傾向があり、それにより、ガラス転移温度を僅かに超える温度に供された際、特に滅菌の間のEOガスへの暴露中、後の収縮又は反りのための系が構成される。
高剪断形成プロセスの証拠は、部品における高い残留応力の存在であり、これは、多様な方法により測定することができる。1つのそのような方法は、交差偏光フィルムを介して物品を視認することによる。残留応力を評価する他の方法は、走査電子顕微鏡法(SEM)の使用である。ラクチド/グリコリドコポリマー及びポリ(p−ジオキサノン)の実質的に不混和性のポリマーブレンドの相構造は、ブレンドが加工中に供された応力レベルの証拠を更に提供する。高い剪断状態にある場合、通常、少量相は本質的に非球状である。少量相は、通常歪んで細長い楕円体となり、約3を超えるL/Dから、50以上のL/D値を有する蠕虫状構造となる。本発明の医療装置は、典型的には約3を超える、より典型的には約5を超える、好ましくは約20を超える、少量相のアスペクト比を有するであろう。剪断場に応じて、よりリボン状である非円形の断面を想定することができる。少量相が本質的に実質的に球状の場合、(1)ポリマー溶融物が供された剪断のレベルがかなり低かった、又は(2)用いられた加工条件によってポリマー溶融物が弛緩し、それに続く引き延ばされたドメインが、遙かに低いL/D構造に再成形された、と結論付けることができる。いずれの場合でも、残留応力のレベルは低いと予想される。したがって、「球形のみ」の少量相の形態は低い残留応力の証拠であり得る。
不混和性のポリマーブレンド中の相構造を確認するための従来より既知の方法としては、位相差顕微鏡法(偏光顕微鏡法)、原子間力顕微鏡法(AFM)、走査、トンネル及び透過電子顕微鏡法(SEM、STM及びTEM)を含む顕微鏡法が挙げられる。他の技術としては、潜在的に、高解像度デジタル光学顕微鏡法が挙げられる。
サンプル調製は、低温破壊を介して、又は低温ミクロトーム法によるものであってもよい。溶媒エッチングは、いくつかの系において、サンプル調製方法に有用であることが証明されている。
当業者に既知のように、少量相の形態にアクセスするには、異なる角度視点からサンプルの測定を行う必要があることを理解することが重要である。詳細には、本発明の本物品に見出され得る細長い特徴を有する物品においては、断面のみを見る試験は、少量相が本質的に球状であると間違って示し得る。長手方向に評価した場合のみ、少量相が実際に、高いアスペクト比で細長いことが明らかとなるであろう。
本発明の医療装置は、ヘキサフルオロイソプロパノール中で摂氏25度にて濃度0.1g/dLで測定して、少なくとも約0.6dL/gの固有粘度を有するであろう。加えて、両方ともヘキサフルオロイソプロパノール中で摂氏25度にて濃度0.1g/dLで測定して、ラクチドに富むポリマーの固有粘度は、少なくとも約0.6dL/gであり、ポリ(p−ジオキサノン)の固有粘度は、少なくとも約0.6dL/gであろう。
本発明の医療装置は、高温で水中での浸漬に供された際、寸法的に安定のままであろう。好ましくは、本発明の医療装置は、摂氏49度で水中での浸漬に供された際、寸法的に安定のままであろう。より好ましくは、本発明の医療装置は、摂氏70度で水中での浸漬に供された際、寸法的に安定のままであろう。寸法安定性のこれらの試験に使用される水は伝熱媒体として存在し、したがって純水であってもよい。
様々な方法で酸性度を表現できることは当業者には明らかな筈である。表現方法には1グラム当たりのミリグラム当量(meq/グラム)が含まれる。我々は、本明細書で用いる酸性度の概念を定義することを意図する。対象としている樹脂の鎖に結合しているカルボン酸基のモル数を求める。樹脂がポリラクトンの場合、該樹脂に組み込まれたラクトンモノマーのモル数を求める。酸性度は、本明細書では、鎖に結合している上記カルボン酸基のモル数を、上記樹脂に組み込まれたラクトンモノマーのモル数で除したものとして定義される。樹脂がラクトンから形成されていないポリマーの繰り返し単位を含有する場合、繰り返し単位のモル数が含められる。
よって、樹脂が10モルの重合グリコリドと90モルの重合ラクチドとを含有して形成され、1.7モルのカルボン酸基に相当する末端基を有すると仮定した場合、樹脂は、1.7%[100×1.7/(90+10)=1.7]の酸性度を有するとして計算することができる。別の例では、樹脂が81モルの重合ラクチドと9モルの重合グリコリドと10モルのヘキサメチレンアジペートの繰り返し単位とを含有して形成され、2.0モルのカルボン酸基に相当する末端基を有すると仮定した場合、この第2の樹脂は、2.0%[100×2.0/(81+9+10)=2.0]の酸性度を有するとして計算することができる。
ポリラクチド又はラクチドに富むコポリマーに基づく、外科用縫合糸又は成形された固定装置などの本発明の医療装置の場合、最小酸性度は0.3パーセントであり、組み込むことができ、かつ高い機械的特性が尚も可能である最大酸性度は、低分子量ブレンド成分の分子量に依存する。より低い分子量の成分が、80,000ダルトンの重量平均分子量を有する高分子量ブレンド成分とブレンドされる場合、酸性度の最大限度は、より低い分子量のブレンド成分に対する反応開始剤の割合値、IRが10である場合には、およそ12パーセントであり、IRが20である場合には、酸性度の最大限度は、およそ6パーセントである。
本発明者らは、低分子量ブレンド成分が、80,000ダルトンの重量平均分子量を有する高分子量ブレンド成分とブレンドされる場合、低分子量ブレンド成分に対する反応開始剤の割合である値、IRの関数としての酸性度の最大限度は、次の式によって計算できると決定した。
最大酸性度=110×IR −0.983 (1)
本発明者らは、低分子量成分が、120,000ダルトンの重量平均分子量を有する高分子量ブレンド成分とブレンドされる場合、低分子量ブレンド成分に対する反応開始剤の割合である値、IRの関数としての酸性度の最大限度は、次の式によって計算できると決定した。
最大酸性度=140×IR −0.994 (2)
開始剤の割合IRは、開始剤のモルをモノマーの全モルで除した割合として定義される。IRは、第1のブレンド成分に対する開始剤の割合を指し、IRは、第2のブレンド成分に対する開始剤の割合を指す。
本発明のいくつかの実施形態では、IR値は約250〜約1200の範囲であり得、IR値は約8〜約100の範囲であり得る。
よって、本発明の新規ブレンドに組み込むことができる酸の最大量は、IR値、並びに高分子量ブレンド成分の分子量に依存する。したがって、IRの値が10であるとき、高分子量成分の重量平均分子量が80,000ダルトンである場合には、最大酸価は約12%となり、高分子量成分の重量平均分子量が120,000ダルトンである場合には、最大酸価は約14%となる。対応して、IRの値が20であるとき、高分子量成分の重量平均分子量が80,000ダルトンである場合には、最大酸価は約6%となり、高分子量成分の重量平均分子量が120,000ダルトンである場合には、最大酸価は約7%となる。
IRの値が小さくなるにつれて、より高い最大酸性度が可能となる。例えば、第1のポリマー成分が80,000ダルトンの重量平均分子量を有する場合、最大酸性度は約20%であり、第1のポリマー成分が120,000ダルトンの重量平均分子量を有する場合、最大酸性度は約26.5%である。
本発明の新規ポリマーブレンドは、吸収性ポリエステル(コ)ポリマー及び(コ)オリゴマーから作製される。好ましくは、ブレンド成分のうちの1つは、ラクチド/グリコリドコ−ポリマーである。別のブレンド成分は、相当な数の末端基が本質的に酸性であるラクチド/グリコリドコ−オリゴマーであってもよい。更なる別の可能なブレンド成分は、相当な数の末端基が本質的に酸性であるポリ(p−ジオキサノン)であってもよい。
本発明のブレンドは、いくつかの実施形態を有する。3つの好ましい実施形態を、カテゴリー又はケースI、II、及びIIIとして以下に記載する。
ケースIは、第1の吸収性ポリマータイプが、L/Gコポリマーと、カルボン酸基でキャップされたL/Gオリゴマーとの混合物から形成されている状況を指す。本発明の他の実施形態は、第1の吸収性ポリマータイプが、ポリラクチドホモポリマーと、カルボン酸基でキャップされたホモオリゴマーとの混合物から形成されている状況を含む。
ケースIIは、第2の吸収性ポリマータイプが、ポリ(p−ジオキサノン)と、カルボン酸基でキャップされたp−ジオキサノンオリゴマーとの混合物から形成されている状況を指す。
ケースIIIは、第1の吸収性ポリマータイプが、L/Gコポリマーと、カルボン酸基でキャップされたL/Gオリゴマーとの混合物から形成され、第2の吸収性ポリマータイプが、ポリ(p−ジオキサノン)と、カルボン酸基でキャップされたp−ジオキサノンオリゴマーとの混合物から形成されている状況を指す。再度、本発明の他の実施形態は、第1の吸収性ポリマータイプが、ポリラクチドホモポリマーと、カルボン酸基でキャップされたホモオリゴマーとの混合物から形成されている状況を含む。
ラクチド/グリコリドコポリマーは、従来の方法で製造されるであろう。好ましい製造方法は以下の通りである。ラクトンモノマーを、アルコール反応開始剤、好適な触媒、及び必要に応じて染料と共に、撹拌された従来のポット反応器に入れる。パージして酸素を除去した後、窒素雰囲気下で、その反応物を撹拌しながら加熱し、開環重合を行う。好適な時間の後、形成された樹脂を排出し、適切にサイズ調整する。樹脂粒子を脱揮プロセスに供し、続いて真空下で保管する。本発明の新規ブレンドに有用なラクチドに富むポリマー中の重合ラクチド及び重合グリコリドのモルパーセントは、所望の特性を提供するために変えられ得る。典型的には、ラクチドに富むポリマー中の重合ラクチドのモルパーセントは、約70パーセント〜約100パーセント、より典型的には約85パーセント〜約95パーセントであろう。ラクチドに富むポリマー中の重合ラクチドが100パーセントの場合、ポリマーはポリラクチドであり、ポリラクチドは、いくつかの外科用途に好ましい。典型的には、ラクチドに富むコポリマー中の重合グリコリドのモルパーセントは、約0パーセント〜約30パーセント、より典型的には約5パーセント〜約15パーセントであろう。
本発明のポリマーは、スズ触媒又はチタン触媒などの従来の金属系触媒を使用して作製され得ることが見出された。スズ触媒としては、第一スズオクトエート及び塩化第一スズが挙げられる。我々はまた、触媒の濃度は、金属含有量に対して約3〜30ppmの範囲が有利であることを見出した。
本発明の新規ブレンド中に存在する、より高分子量のポリマー成分の量及びより低分子量のポリマー成分の量はそれぞれ、所望の特徴及び特性をもたらすのに十分に有効であろう。本発明の新規吸収性ポリマーブレンドは、低分子量成分を、典型的に約1.25重量%〜約50重量%、より典型的には約12重量%〜約22重量%含有するであろう。典型的には、ブレンドの残部は高分子量成分からなる。
表1に、本発明の新規ポリマーブレンドのパラメータ及び範囲を記載する。先に述べたように、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーがカルボン酸キャップされ、又はポリ(p−ジオキサノン)がカルボン酸キャップされ、又は両方がカルボン酸キャップされる、多様な実施形態が存在する。キャップされた所定のポリマーに関して、IVは、高分子量ブレンド成分1の固有粘度を指し、IVは、対応する低分子量ブレンド成分2の固有粘度を指し、IVブレンドは、ブレンドの固有粘度を指す。同様に、Mw1は、ブレンド成分1の重量平均分子量を指し、Mw2は、ブレンド成分2の重量平均分子量を指し、Mwブレンドは、ブレンドの重量平均分子量を指し、Mw装置は、装置の重量平均分子量を指す。固有粘度の測定は、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)中で約0.1g/dLの濃度で25℃にて行われた。
Figure 2017504675
(1)最大酸性度は、特定用途(縫合糸など)、高分子量成分のM、及びIRの値に依存する。
(2)表1にはIV装置、及びMw装置が挙げられているが、これらの表記は、繊維だけでなく、本発明のポリマーブレンドから作製されるあらゆる医療装置に適用される。
場合によっては、物品は熱プロセスによってブレンド成分から直接作製されてもよい。この例としては、ブレンド成分の物理的混合物の直接溶融押出、又はブレンド成分の物理的混合物の直接射出成形が挙げられる。明確化のために、ブレンド成分の物理的混合物は、形成設備、押出機、射出成形機などの供給ホッパーに導入される。成分[ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーブレンド成分、又はポリ(p−ジオキサノン)ブレンド成分]のうちの少なくとも1つが、高分子量成分と低分子量成分とのブレンドであるため、本発明のブレンドは、少なくとも3つの成分を有し、そのうちの1つは、実質的にカルボン酸末端キャップされている必要がある。ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー、及びポリ(p−ジオキサノン)の両方が高分子量成分及び低分子量成分のブレンドの場合、本発明のブレンドは、少なくとも4つの成分を有し、そのうちの1つは実質的にカルボン酸末端キャップされている必要がある。
核磁気共鳴分析を用いて、乾燥したコポリマー樹脂が、グリコリドとラクチドとのランダムコポリマーであることを確認することができる。ラクチドの様々な異性体、例えば、L(−)−ラクチド若しくはD(+)−ラクチド又はメソ−ラクチドなどを使用することができることが理解されるべきである。
本発明のポリマーブレンドの特徴は、外科用装置が意図するように機能するが、同様の組成の在来型合成吸収性ポリマーよりも遥かに迅速な速度で、それらの機械的特性を失うのを可能とするのに必要な物理的特性を提供するために、十分に有効である。
本発明の目的のため、我々は、キャップ又は末端キャップという用語を定義することを望む。キャップ又は末端キャップは、ポリマー鎖末端の化学修飾である。これらの用語はまた、低分子量のポリマー又はオリゴマーの鎖末端の化学修飾を指す。明瞭化のため、反応開始剤及びラクトンモノマーを用いて開始される開環重合について考慮されたい。まず、1−ドデカノールなどの1官能性アルコール開始剤について考慮されたい。この場合、得られるポリマー鎖は、1つの末端にアルキル官能基を有し、もう1つの末端にアルコール官能基を有する。次に、アルコール官能基をカルボキシル官能基に化学修飾することができる。これは、アルコール鎖末端と、無水ジグリコール酸又は無水コハク酸などの環状無水物と、を反応させることによって、好都合に達成することができる。本願の目的のため、我々は、このポリマーを、カルボン酸官能基で末端キャップされるものとして説明することができる。
同様に、カルボン酸官能基とアルコール基の両方を含有する反応開始剤、例えば、グリコール酸などの使用について検討してもよい。この場合、得られるポリマー鎖は、1つの末端にカルボン酸官能基を有し、もう1つの末端にアルコール官能基を有する。次に、アルコール官能基をカルボン酸官能基に化学修飾することができる。本願の目的のため、我々は、このポリマーを、カルボン酸官能基で末端キャップされるものとして説明することができる。明確化のために、我々は、その末端が、例えば、環状無水物との更なる反応によってカルボン酸に変換されるまで、グリコール酸開始ポリマーが末端キャップされるとは見なしていない。
最後に、アルコール官能基を2つ含有する反応開始剤、例えば、エチレングリコールなどの使用について検討してもよい。この場合、得られるポリマー鎖は、両末端にアルコール官能基を有する。次に、例えば形成されたポリマー/オリゴマーを環状無水物と反応させることにより、両方のアルコール官能基をカルボン酸官能基に化学修飾することができる。本願の目的のため、我々は、後者の2つのポリマーを、カルボン酸官能基で末端キャップされるものとして説明することができる。
様々な方法でキャップを達成することができることは、当業者には明らかな筈である。これらの方法は、例えば、鎖両末端の直接酸化も含み得る。
本発明の一実施形態では、ポリマーブレンドは従来の染料を含む。染料は、臨床用途に容認可能である必要があり、これには、非限定的に、D&C Violet No.2、及びD&C Blue No.6、並びにこれらの類似の組み合わせが挙げられる。ブレンド成分の1つ以上が染色されてもよく、又はブレンド配合段階の間に染料を導入してもよいことに留意するべきである。更に、別の実施形態では、ブレンドの1つのポリマー成分は、所与の濃度の第1の染料で着色されてもよく、第2のポリマー成分は、同じ又は別の濃度の同じ又は別の染料で着色されてもよい。
そのような他の成分(染料など)は、所望の効果又は特性を効果的に提供するのに十分な量で存在する。典型的には、他の補助剤(他の成分)の量は、ブレンドの総重量に対して約0.01重量パーセント〜約20重量パーセント、より典型的には約0.1重量パーセント〜約10重量パーセント、好ましくは約0.1重量パーセント〜約5重量パーセントであろう。着色剤の特別な場合において、好ましい量は、典型的には最終装置の約0.02〜約0.2重量パーセントの範囲である。
この用途の目的上、我々は、縫合糸という用語を、外科用縫合糸、更に広い意味では医療分野で使用される繊維状装置、例えば、モノフィラメント糸及びマルチフィラメント糸を意味するために用いることを望む。これらには、手術用メッシュの作製に使用される繊維と、任意の既知の加工方法(編む、織る、不織など)により作製される手術用布及びテープの作製に使用される繊維とが挙げられるが、これらに限定されない。本発明の縫合糸は、創傷固定、創傷閉鎖、一般的な組織の隣接縫合、及びインプラントの取り付けなどであるがこれらに限定されない種々の用途で使用することができる。
現代の外科用縫合糸は、一般に、サイズ5(整形外科用の太い編組縫合糸)からサイズ11/0(例えば、眼科用の細いモノフィラメント縫合糸)にわたる。所定の米国薬局方サイズの糸の実直径は、縫合材料の部類によって異なる。合成吸収性縫合糸の部類の縫合糸の直径は、米国薬局方(USP:United States pharmacopoeia)並びにヨーロッパ薬局方に列挙されている。より一般的にはUSP規格が用いられる。
本発明の医療装置のポリマー成分は、ヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃及び0.1g/dLの濃度で測定した場合に、少なくとも約0.5dL/gの固有粘度を有するが、但し医療装置が該溶媒中に完全に可溶性であることを条件とする。
射出成形
射出成形は、プラスチック工業分野において周知のプロセスである。射出成形は、プラスチックを溶解し、混合し、次いで、溶解樹脂を好適に成形された金型に射出することによって、様々な形状及び大きさの部品を生成するように設計されている。樹脂が固化した後、その部品は、一般に、金型から取り出され、プロセスが継続される。
本発明の目的のために、従来の27,216kg(30トン)の電気的に制御された射出成形機を使用することができる。本発明のポリマーブレンドは、以下の一般的な方法で加工され得る。ポリマー及びポリマーブレンドは、ホッパーから重力によって、窒素パージ下で、加熱されたバレルに供給され得る。ポリマーは、スクリュー型プランジャーによってバレル中を前方に移動し、加熱されたチャンバに入る。スクリューが前方に前進するにつれて、溶融ポリマー及びポリマーブレンドは、型に接して据え付けられたノズルを通って押し進められ、ポリマー及びポリマーブレンドは、ゲート及びランナーシステムを通って特別に設計された金型キャビティに入る。ブレンドは、金型キャビティの中で部品に形成された後、一定期間にわたり所定の温度で冷却される。次いで、金型から取り外されるか、又は押し出され、ゲート及びランナーから分離される。
本発明の新規ポリマーブレンドの更なる態様は、熱処理の際の重量平均分子量の持続性である。熱処理(例えば、溶融押出)中にそれほど変化しない重量平均分子量を有することによる利益は、そのようにして生産された製作装置の機械的特性をより高くするのが可能となることである。マルチフィラメント糸を生産する場合、糸における最小重量平均分子量が約35,000ダルトンであるのが望ましいことを我々は見出した。熱処理中にポリマーブレンドの重量平均分子量が低下し過ぎると、得られた医療装置において最低限の重量平均分子量を達成するのが困難になり、したがって、部品が所望される最低限の機械的特性を有することができなくなる。
本発明の吸収性ポリマーブレンドの追加の更なる態様は、追加のポリマー成分の組み込みであり、該追加のポリマー成分は、非吸収性ポリマー、速吸収性ポリマー、及び遅吸収性ポリマーからなる群から選択される。
解決するべき問題I:
所定の重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)(PDS)におけるポリ(ラクチド−コ−グリコリド)(L/G)コポリマーとPDSとのブレンド、例えば20重量パーセントのPDSとブレンドされた85/15L/Gコポリマーを考慮されたい。ブレンドの所定の機械的特性を改善したい場合、例えばより剛性の材料を提供したい場合、ラクチド/グリコリドコポリマー中の重合ラクチドのモルパーセントを増大させ得る。例えば95/5L/Gコポリマーを考慮すると、この変化によりブレンド中の全体の結晶化度レベルが増大し、ブレンドが機械的により剛性となるであろう。この状況はまた、ラクチド/グリコリドコポリマーのガラス転移温度を上昇させ、更により高い剛性を達成する助けとなることに留意するべきである。しかしながら、ラクチド/グリコリドコポリマー中のラクチドのモルパーセントを増大させる際、思いがけない問題が存在する。すなわち、ブレンドは埋め込み後の吸収により長い時間を要する。
問題の解決法I:
2つの成分のうちの少なくとも一方が、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1及び第2の吸収性ポリマータイプのいずれかと、より低い分子量の成分とをブレンドすることにより、本発明者らは、以前入手可能であった吸収性ブレンドよりも短い時間枠で吸収される、寸法的に安定な埋め込み型医療装置の作製に好適な高い弾性率のポリマーブレンドを提供できることが見出された。明確化のために、所定のラクチド/グリコリドコポリマー組成物と、所定の重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)の場合、本発明のブレンドは、より急速に吸収され、したがって埋め込み後の吸収時間を低下させる。
解決するべき問題II:
所定のラクチド/グリコリド比におけるポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーとポリ(p−ジオキサノン)[PDS]とのブレンドを考慮されたい。11重量パーセントのPDSとブレンドされた90/10L/Gコポリマーを仮定されたい。材料をより剛性としたい場合、ポリ(p−ジオキサノン)を低下させて、ブレンドが機械的により剛性の挙動を示すよう試みる場合がある。すると、該ブレンドから生成された成形部品の寸法安定性が低下する危険性があり得る。
また、ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセントレベルを過度に低下させた場合、ブレンドはもはや寸法的に安定な部品をもたらさないという、意図されない問題がある。
問題の解決法II:
2つの成分のうちの少なくとも一方が、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは第2の吸収性ポリマータイプ、又は第1及び第2の吸収性ポリマータイプのいずれかと、低分子量成分とをブレンドすることにより、本発明者らは、より低いポリ(p−ジオキサノン)重量パーセントを有することによって、以前入手可能であった吸収性ブレンドよりも高い弾性率を有する成形部品において、良好な寸法安定性を尚も有する、埋め込み型医療装置の作製に好適なポリマーブレンドを提供できることが見出された。これらの本発明のブレンドの寸法安定性も向上された。例えば、95/5ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを使用すると、寸法的に安定な部品の生成に必要なポリ(p−ジオキサノン)の最小量は、ブレンドの9.2重量パーセントである。本明細書に記載した本発明の概念を用いて、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセントを、例えば5.5重量パーセント低減することができ、該ブレンドから作製される寸法的に安定な医療装置を達成することが尚も可能であるが、これらの物品は、9.2重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)及び90.8重量パーセントの95/5L/Gコポリマーに基づくブレンドから作製された物品よりも高い剛性を有するであろう。本発明の追加の利益は、身体内で医療部品が吸収されるのに必要な時間の短縮である。
更なる詳細
本発明の新規ポリマーブレンドは、カルボン酸基により少なくとも部分的に末端キャップされた、吸収性ポリエステルポリマーとコポリマーとの組み合わせから作製される。第1の吸収性ポリマータイプは、カルボン酸基により少なくとも部分的に末端キャップされた、低分子量ポリマー又はオリゴマーを含む、ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーのいずれかであることが好ましい。第2の吸収性ポリマータイプは、吸収性ポリマーポリ(p−ジオキサノン)である。ポリ(p−ジオキサノン)は、カルボン酸基で少なくとも部分的に末端キャップされた低分子量ポリ(p−ジオキサノン)を含有してもよい。
ラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの場合、ラクチドは、実質的にL(−)−ラクチド又はD(+)−ラクチドのいずれかであり、詳細にはメソ−ラクチド又はラセミ−ラクチドを避けることを理解するべきであり、後者はL(−)−ラクチド及びD(+)−ラクチドの50/50ブレンドである。任意の割合のポリ(L(−)−ラクチド)及びポリ(D(+)−ラクチド)から形成されるステレオコンプレックスを使用することができ、高い強度又は高い弾性率が必要な場合、50/50混合物は特に有利であることが更に理解される。更に、ラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーは、任意の割合のポリ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)とポリ(D(+)−ラクチド−コ−グリコリド)とのステレオコンプレックスであってもよく、50/50混合物は再度、特に有利である。
ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)、ポリ(L(−)−ラクチド)/ポリ(D(+)−ラクチド)ステレオコンプレックス、又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーから作製された第1の吸収性ポリマータイプは、約40,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有するポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの重量平均分子量を有するポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第2の量とを含んでもよく、それらの成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸で少なくとも部分的に末端キャップされ、吸収性ポリマーの第1の量及び第2の量の実質的に均質のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセント、より好ましくは約78/22〜約88/12の比率で形成されている。
ラクチドに富むポリマーは、典型的には、反応開始剤の選択を除いて、米国内で同時係属中の第20120071566(A1)号(参照により組み込まれる)に概略されている手順を用いて合成されてもよい。高〜中程度の分子量の、キャップされていない樹脂を生成する場合、ドデカノールなどのモノアルコールを使用してもよく、高〜中程度の分子量の、キャップされた樹脂の場合、乳酸又はグリコール酸などのヒドロキシ酸を使用した後、得られた樹脂をキャッピングしてもよい。代替的に、この後者の場合では、ジオール反応開始剤を使用した後、得られたポリマーの一端又は両端をキャッピングしてもよい。低分子量のラクチドに富むラクチド/グリコリドコ−オリゴマー、又は低分子量のラクチドオリゴマー、オリゴラクチドは、乳酸又はグリコール酸などのヒドロキシ酸を使用した後、得られたオリゴマーをキャッピングし、又はジオール反応開始剤を使用した後、得られたオリゴマーの一端又は両端をキャッピングして作製されてもよい。
第1の吸収性ポリマータイプ[ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)、ポリ(L(−)−ラクチド)/ポリ(D(+)−ラクチド)ステレオコンプレックス、ラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー、又はポリ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)及びポリ(D(+)−ラクチド−コ−グリコリド)のステレオコンプレックス]は、従来の方法で製造されるであろう。好ましい製造方法は、以下の通りである。
a)最初に、適切なラクチドモノマー[L(−)又はD(+)、など]及びグリコリドモノマーの開環重合(ROP)を、ラクチドとグリコリドとのモル比100/0〜70/30で行い、モノマーと反応開始剤との比は約300:1〜約2,000:1である。
b)次に、適切なラクチドモノマー[L(−)又はD(+)、など]及びグリコリドモノマーのROPを、ラクチドとグリコリドとのモル比100/0〜70/30で行い、モノマーと反応開始剤との比は約10:1〜約100:1である。重合反応の終わりに、使用した反応開始剤の量と等モルの量で環状無水物を反応器に加える。約60分間の反応後、得られた重合生成物を反応器から排出する。
c)工程a)及びb)の第1及び第2の成分を、溶媒の使用又は溶融ブレンド技術のいずれかによりブレンドし、このうち溶融ブレンド技術が好ましい。
上述した工程a)及びb)の第1の成分と第2の成分のブレンドは、装置を作製するのに使用する形成設設備内で行うことができる。それ故、射出成形機は、標的の成形医療部品を形成するのみでなく、工程c)のブレンドを行うのに使用することができる。同様に、溶融押出機は、標的の押出医療部品、例えば繊維又はフィルムを形成するのみでなく、工程c)のブレンドを行うのに使用することができる。
第2の吸収性ポリマータイプは、単峰性分子量分布を有するポリ(p−ジオキサノン)を含んでもよく、又は異なる分子量を有する2種若しくは3種以上のポリ(p−ジオキサノン)を含んでもよい。後者の場合、第2のブレンド成分は、第1の量の、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーと、第2の量の、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーとを含んでもよく、該成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸で少なくとも部分的に末端キャップされている。吸収性ポリマーの第1及び第2の量の実質的に均質のブレンドは、約50/50〜約99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている。
第2の吸収性ポリマータイプは、従来の方法で以下のように製造される。
a)第1に、p−ジオキサノンのROPを、モノマーと反応開始剤との比約300:1〜約2,000:1で行って、高分子量ポリ(p−ジオキサノン)をもたらす。
b)第2に、p−ジオキサノンのROPを、モノマーと反応開始剤との比約10:1〜約100:1で行って、低分子量ポリ(p−ジオキサノン)をもたらす。重合反応の終わりに、使用した反応開始剤の量と等モルの量で環状無水物を反応器に加える。約60分間の反応後、得られた重合生成物を反応器から排出する。
c)工程a)及びb)の第1及び第2のp−ジオキサノンポリマー成分を、溶媒の使用又は溶融ブレンド技術のいずれかによりブレンドし、このうち溶融ブレンド技術が好ましい。
単一のブレンド手順で多数のブレンド成分を混合することにより、必要な(溶液又は溶融)ブレンド操作の数を有利に低減できることが理解されるべきである。例えば、より高分子量のラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー、より低分子量の酸末端キャップされたラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー及びより高分子量のポリ(p−ジオキサノン)を、単一の溶融ブレンド操作で混合することができる。
以下の実施例は本発明の原理及び実施を説明するものであるが、これらに限定されない。
(実施例1)
通常の分子量分布の85/15ポリ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド):ポリマーの合成
撹拌手段を装備した好適な、従来の57リットル(15ガロン)ステンレス鋼オイルジャケット付反応器に、43.778kgのL(−)−ラクチド及び6.222kgのグリコリドを、121.07gのドデカノール及び9.02mlの0.33M第1スズオクトエートトルエン溶液と共に加えた。反応器を閉じ、12RPMの回転速度で上向き方向に撹拌しながらパージサイクルを開始した。反応器を、27パスカル(200mTorr)未満の圧力まで真空排気した後、1気圧を僅かに超える圧力まで窒素ガスを導入した。このサイクルを数回繰り返し、確実に乾燥雰囲気とした。
窒素の最終導入の終了時に、圧力は、1気圧を僅かに超えるように調節された。油温がおよそ130℃に達するまで、器を180℃/時間の速度で加熱した。モノマーが完全に融解するまで器を130℃に保ち、バッチ温度は110℃に達した。この時点で、撹拌回転のスイッチを下方に入れた。バッチ温度が120℃に達した際、撹拌機の速度を7.5RPMに低下させ、およそ185℃の油温を用いて、およそ60℃/時間の加熱速度で、溶融塊が180℃に達するまで器を加熱した。油温を2.5時間の間、およそ185℃に維持した。
反応時間の終了時に、撹拌機の速度を5RPM低下させ、油温を190℃に上昇させ、ポリマーを、続くアニーリングのために、器から好適な容器内に排出した。この容器を、105℃に設定した窒素アニーリング炉内におよそ6時間の間導入し、この工程中、炉内への窒素流を維持して、水分による分解を低減した。
このアニーリングサイクルが完了した後、ポリマー容器を炉から除去し、室温に冷却させた。今冷却したポリマーを容器から除去し、袋に詰め、およそ−20℃に設定された冷凍庫に最低24時間配置した。ポリマーを冷凍庫から除去し、サイズ調整篩を装備したCumberland造粒機に入れて、およそ0.48cm(3/16インチ)のサイズのポリマー顆粒を生成した。次いで、顆粒を篩にかけてあらゆる「微粒子」を取り除き、次いで秤量した。粉砕ポリマーの正味重量は39.46kgであり、次いでこれを85リットル(3平方フィート)の従来のpatterson−Kelley回転式乾燥機内に配置した。
乾燥機を閉めて、圧力を27パスカル(200mTorr)未満まで減じた。一旦圧力が27パスカル(200mTorr)を下回ったら、タンブラーの回転を8〜15RPMの回転速度で作動させ、バッチは10時間にわたって真空状態であった。10時間の真空調整の後、油温を32時間にわたって120℃の温度に設定した。この加熱期間の終了時、バッチは、少なくとも4時間にわたって冷却され、その間、回転及び真空を維持した。ポリマーは、器を窒素で加圧することによって乾燥機から取り出し、スライドゲートを開口し、ポリマー顆粒を長期保管用の待機容器に降下させた。
長期保管容器は、樹脂が真空下で保管されるように、気密され、排気を可能にする弁が取り付けられた。樹脂の特性評価を行った。樹脂は、ヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃及び約0.10g/dLの濃度で測定した場合、1.79dL/gの固有粘度を示した。10℃/分の加熱速度を用いる示差走査熱量測定(DSC)は、59℃のガラス転移温度、及び150℃の融解転移を明らかにし、融解熱は約35J/gであった。核磁気共鳴(NMR)分析により、樹脂が重合したL(−)−ラクチド及びグリコリドのランダムコポリマーであり、モル基準で約85パーセントの重合L(−)−ラクチド及び約15パーセントの重合グリコリドの組成を有することを確認した。
(実施例2)
キャップされた低分子量L/Gポリマー、85/15オリゴ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)の合成
撹拌手段を装備した好適な、従来の8リットル(2ガロン)ステンレス鋼オイルジャケット付反応器に、4,728.6グラムのL(−)−ラクチド及び671.5グラムのグリコリドを、反応開始剤としての、204.63gのジエチレングリコール(DEG)、及び0.97mlの0.33Mスズオクトエートトルエン溶液と共に加えた。反応器を閉じて、25RPMの回転速度で上向き方向に撹拌しながらパージサイクルを開始した。反応器の圧力を27パスカル(200mTorr)まで低下させ、この条件で15分間保った後、乾燥窒素ガスを導入した。サイクルを再度繰り返し、確実に乾燥雰囲気とした。窒素の最終導入の終了時に、圧力は、1気圧を僅かに超えるように調節された。次に、3℃/分の平均加熱速度で油加熱温度を130℃まで上昇させた。バッチ温度が120℃に達したら撹拌器を停止し、下向き(逆)方向に20RPMで再開させた。次いで、加熱油コントローラを、1℃/分の平均加熱速度で185℃に設定した。バッチが180℃に達した際、反応を25RPMで更に3時間30分継続させると共に、185℃の公称バッチ温度を継続した。
180℃〜185℃で3時間動作させた後、撹拌機を停止し、反応器に447.6グラムの無水ジグリコール酸を加えた。撹拌を下向き方向に20RPMで60分間継続させた。反応時間の終わりに、ポリマーを容器からアルミトレイに排出させ、冷凍庫で保管した。後に、0.48cm(3/16”)篩を取り付けた従来のCumberlandグラインダーを使用して、ポリマーを粉砕した。この材料の場合、高温での乾燥手順は行わなかった。
樹脂を真空下で保管し、続いて特性評価を行った。樹脂は、ヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃にて濃度0.10g/dLで測定して、0.17dL/gの固有粘度を有した。10℃/分の加熱速度を用いた示差走査熱量測定(DSC)では、38℃のガラス転移温度が明らかとなった。結晶性は観察されなかったが、この樹脂は、適切な温度に適切な時間暴露された場合、結晶化可能である。核磁気共鳴(NMR)分析により、樹脂が重合したL(−)−ラクチド及びグリコリドのランダムコポリマーであり、モル基準で約85パーセントの重合L(−)−ラクチド及び約15パーセントの重合グリコリドの組成を有することを確認した。
(実施例3)
ポリ(p−ジオキサノン):標準分子量ポリマーの合成
撹拌を備えた好適な、従来の246リットル(65ガロン)ステンレス鋼オイルジャケット付反応器内に、164.2kgのp−ジオキサノンモノマー(PO)を、509グラムのドデカノール、164グラムのD&C Violet No.2染料、及び100グラムの0.33Mスズオクトエートトルエン溶液と共に加えた。反応器を閉じ、12RPMの回転速度で上向き方向に撹拌しながらパージサイクルを開始した。反応器を、67パスカル(500mTorr)未満の圧力まで真空排気し、続いて、窒素ガスを導入した。このサイクルを数回繰り返し、確実に乾燥雰囲気とした。
窒素の最終導入の終了時に、圧力は、1気圧を僅かに超えるように調節された。油温がおよそ100℃に達するまで、器を180℃/時間の速度で加熱した。バッチ温度が50℃に達するまで、油温を100℃に保ち、この時点で、撹拌機の回転を下方に変更した。バッチ温度が90℃に達した際、油温を95℃に再設定した。これらの条件を維持し、器からサンプルを取って、Brookfield粘度に関して測定した。ポリマーバッチ粘度が少なくとも110センチポアズに達した際、バッチは排出の準備が整った。撹拌機の速度を5RPMに低下させ、器排出ポートに予備加熱フィルターを取り付けた。ポリマーを窒素パージ下で器から好適な容器内に排出し、覆い、80℃に設定した窒素硬化炉内に移動した。固体重合をおよそ96時間の間、開始し、この工程中、炉内への窒素流を維持して、水分による分解を最少限にした。
この固体硬化サイクルが完了した後、ポリマー容器を炉から除去し、室温に冷却させた。結晶化したポリマーを容器から取り出して、約−20℃に設定された冷凍庫に最低24時間配置した。次いで、ポリマーを冷凍庫から取り出して、ポリマー顆粒のサイズを約0.48cm(約3/16インチ)まで小さくするために、サイズ調整篩を装備したCumberland造粒機内で粉砕した。次いで、顆粒を篩にかけて任意の「微粒子」を除去し、次いで566リットル(20平方フィート)従来のpatterson−Kelley回転式乾燥機内に配置した。
乾燥機を閉めて、圧力を267パスカル(2mmHg)未満まで減じた。一旦圧力が267パスカル(2mmHg)を下回ったら、乾燥機の回転を10RPMの回転速度で作動させ、加熱なしで6時間維持した。10時間の真空時間後、油温を120℃/時の昇温速度で95℃に設定した。油温を32時間にわたって95℃に維持した。この加熱期間の終了時、バッチは、少なくとも4時間、冷却され、その間、回転及び真空を維持した。窒素で器を加圧することによって、ポリマーを乾燥機から取り出し、放出弁を開口し、ポリマー顆粒を長期保管用の待機容器に降下させた。保管容器は、樹脂が真空下で保管されるように、気密され、排気を可能にする弁が取り付けられた。
樹脂の特性評価を行った。樹脂は、ヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃及び約0.10g/dLの濃度で測定した場合、1.90dL/gの固有粘度を示した。10℃/分の加熱速度を用いる示差走査熱量測定(DSC)は、約−8℃(摂氏マイナス8度)のガラス転移温度、及び約114℃の融解転移を明らかにし、融解熱は約88J/gであった。核磁気共鳴分析により、樹脂がホモポリマーポリ(p−ジオキサノン)であり、残留モノマー含有率は2パーセント未満であることを確認した。
(実施例4)
実施例2のキャップされたL/Gオリゴマーを使用した3元ブレンドの調製。
a)乾燥ブレンド調製
全て分割形態(粉砕)である適量の実施例1の標準分子量分布の85/15L/Gコポリマー、実施例2のキャップされた85/15L/Gオリゴマー、及び実施例3の標準分子量分布を有するポリ(p−ジオキサノン)を、乾燥ブレンにて混合した。これらの乾燥ブレンドの組成物を、重量基準で、特定の用途及び外科的必要性に応じて選択した。手順の例を直ぐ下に記載する。
清浄な85リットル(3平方フィート)の従来のpatterson−Kelley乾燥機内に、3,652グラムの実施例1の85/15ラクチド/グリコリドコポリマーの顆粒、748グラムの実施例2の85/15ラクチド/グリコリドのキャップされたオリゴマーの顆粒、及び1,100グラムの実施例3の標準分子量分布を有するポリ(p−ジオキサノン)を加えた。乾燥機を閉めて、器圧力を27パスカル(200mTorr)未満まで減じた。回転を7.5RPMで開始し、最低1時間継続させた。次いで、乾燥ブレンドを携帯式真空保存容器に入れ、次の溶融ブレンド工程の準備が整うまで、これらの容器を真空下に置いた。この試験にて調製した乾燥ブレンドを、表2に列挙する。
Figure 2017504675
b)実施例2のキャップされたL/Gオリゴマーを使用した3元ブレンドの溶融ブレンド
一旦乾燥ブレンドが生成され、少なくとも3日間真空状態であると、溶融混合されることができる。実施例4A〜4Fの乾燥ブレンドを、以下の方法で溶融ブレンドした。従来のZSK−30 2軸押出機に、残留モノマーを揮発させるための二重真空ポートを利用して、溶融ブレンド用に設計されたスクリューを取り付けた。スクリューの設計は、当業者に明らかであろうように、運搬、圧縮、混合及び密閉要素を含む、いくつかの異なる種類の要素を含んだ。押出機に3つ穴のダイプレートを取り付け、4℃〜21℃(40°F〜70°F)に設定された水温で冷却された水浴が、押出機の吐出口付近に置かれた。ストランドペレタイザ及びペレット分類器が、水浴の端部に置かれた。押出機の温度ゾーンを160℃〜180℃の温度に加熱し、真空冷却トラップを−20℃にセットした。予備調整された乾燥ブレンド顆粒を真空から除去し、窒素パージ下で2軸フィードホッパー内に配置した。押出機スクリューを175RPM〜225RPMの速度に設定し、フィーダーのスイッチを入れ、乾燥ブレンドが押出機に供給されるようにした。
ポリマーの溶融ブレンドは、供給が安定するまで押出機を通じてパージすることができ、そのとき、真空が2つの真空ポートに適用された。ポリマーブレンドの押出ストランドは、水浴を通ってストランドペレタイザに供給された。ペレタイザはストランドを適切にサイズ調整されたペレットに切断した。直径1mm及び長さおよそ3mmのペレットが十分であることが見出された。次いで、ペレットが分類器に送り込まれた。分類器は、通常、ペレット当たり約10〜15mgの重量である所望の大きさから、実質的に大きすぎる及び小さすぎるペレットを分離した。このプロセスは、全ポリマー乾燥ブレンドが、押出機において溶融ブレンドされ、実質的に均一のペレットに形成されるまで継続した。サンプルは、押出プロセスを通じて採取され、固有粘度、分子量、及び組成などのポリマー特性について測定された。溶融ブレンドのプロセスが完了したら、ペレット化されたポリマーをポリエチレンバッグに入れ、重さを計り、−20℃未満の冷凍庫の中で保管して、残留モノマーの脱揮を待った。
次いで、ポリマー溶融ブレンドを85リットル(3立方フィート)の従来のPatterson−Kelley乾燥機に入れ、これを真空下に置いた。乾燥機を閉めて、圧力を27パスカル(200mTorr)未満まで減じた。一旦圧力が27パスカル(200mTorr)を下回ったら、乾燥機の回転を10RPMの回転速度で作動させ、加熱なしで6時間維持した。6時間後、油温を120℃/時の昇温速度で85℃に設定した。油温は12時間にわたって85℃に維持された。この加熱期間の終了時、バッチは、少なくとも4時間、冷却され、その間、回転及び真空を維持した。ポリマーの溶融ブレンドのペレットは、窒素で容器を加圧することによって乾燥機から取り出し、放出弁を開口し、ポリマーペレットを長期保管用の待機容器に降下させた。排気と、気密であることとを可能にする弁が装備された保管器によって、本発明の樹脂ブレンドは真空下で保管されることが可能となった。
本発明の樹脂ブレンドの特性評価を行った。核磁気共鳴(NMR)分析により、ブレンドが、必要な重量で適切に混合され、全ブレンドに関する残留モノマー含有率が1パーセント未満であることが確認された。ブレンドを固有粘度に関して試験し、サンプルをヘキサフルオロイソプロパノール中で25℃及び0.10g/dLの濃度で測定した。得られた溶融ブレンド組成物を、メルトフローインデックス機器(MT987 Extrusion plastometer,Tinius Olsen,Willow Grove,pA,USA)を使用した溶融物粘度測定に供した。測定は、重量6,600gの円盤を使用して190℃で行った。ダイ直径は0.066センチメートル(0.0260インチ)である一方、ダイ長さは0.800センチメートル(0.315インチ)であった。固有粘度(IV)とメルトフローインデックス(MFI)との結果を、表3に要約する。
Figure 2017504675
(実施例5)
本発明のブレンド組成物の熱量測定による評価
示差走査熱量測定法(DSC)も用いて、本発明のブレンド及び対照の両方のブレンド組成物の熱転移及び結晶化動力学を調べた。以下の方法/条件を使用した。
a)第1の熱測定−5〜8ミリグラムの関心対象のサンプルを、窒素パージを備えたDSCパン内で−60℃[摂氏マイナス60度]にクエンチした後、一定の10℃/分の加熱速度走査を行った。
b)第2の熱測定−DSCパン内にて185℃で融解し、続いて−60℃に急速にクエンチ(−60℃/分)した関心対象のサンプルを、次いで5℃/分の一定の加熱速度で185℃に加熱した。
対照及び本発明のブレンドのペレットに関して得られたDSC結果の概略は、下記の表4に見出すことができる。ペレットは、ほぼ最大レベルの結晶化度を発展させるのに十分である筈の高温脱揮を経た。これは「第1の熱」結果に反映されるであろう。「第2の熱」結果は、当該技術分野にて周知のように、熱履歴が消去されているため、試験サンプルの固有の結晶化特性を反映する。
Figure 2017504675
(実施例6A)
対照ポリマー及びブレンド、並びに本発明の二峰性ブレンドのストラップ及びダンベルへの射出成形
射出成形は、プラスチック工業分野において周知のプロセスである。射出成形は、プラスチックを溶解し、混合し、次いで、溶解樹脂を好適に成形された金型に射出することによって、様々な形状及び大きさの部品を生成するように設計されている。本発明の目的のために、2つの射出成形形状、ストラップ及びダンベルを探索した。これらの形状は、それぞれ図1及び5に示されている。樹脂が固化した後、その部品は、一般に、金型から取り出され、そのプロセスを継続した。本発明の目的のために、従来の27,216kg(30トン)の電気的に制御された射出成形機を使用した。実施例1及び6のポリマー及びブレンドを、以下の方法で、射出成形機によって加工した。
ポリマーを、ホッパーから重量によって、窒素パージ下で、加熱バレル内に供給し、溶融させた。このポリマーをスクリュー型プランジャーによってバレル中を前方に移動し、最終的に、バレルの遠位端におけるスクリューの前方の加熱チャンバ内に移動した。次いで、スクリューを平行移動動作にて前方に前進させ、これは金型に接して据え付けられたノズルを通って溶融ポリマーを押し進め、該ポリマーはゲート及びランナーシステムを通って、特別に設計された金型キャビティに入った。ポリマーは金型キャビティ内で部品に形成され、一定の時間、所定の温度で冷却された。次いで、部品は金型から取り外されるか、又は押し出され、ランナーから分離された。
射出成形サイクルは、プロセス中、完全な一連の事象からなっていた。射出成形サイクルは、金型が閉鎖された際に開始し、続いて溶融ポリマーが金型キャビティ内に射出された。一旦キャビティが満たされたら、保持圧力を維持して、材料収縮を補償した。次に、スクリュー−プランジャーの向きを変え、後退させ、次の「ショット」をスクリューの前方に供給した。バレル内で次のショットを調製中、金型内の部品は十分な温度まで冷却され、金型が開放され、部品が押し出された。次のサイクルは、金型の閉鎖と同時に開始した。サイクル時間は、約25秒〜約75秒の範囲であり、部品サイズ及び材料組成物を含む多数の要因に基づいていた。
(実施例6B)
成形部品のアニーリング
次いで、実施例6Aの射出成形物品を熱アニーリングサイクルに供して、ポリマー形態を成熟させた。物品が歪まないように部品を水平面内で支持するアニーリング治具を使用して、実施例6Aの物品をアニールした。このアニーリング治具は、高温での歪みに対する抵抗を補助することを意図するが、寸法的に不安定な部品の反りを防止しないであろう。実施例6Aの物品に用いたアニーリングサイクルは、60℃で8時間、70℃で4時間、次いで80℃で4時間の3つの工程から構成されていた。60℃の工程の目的は、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相に関する結晶化温度に達する前に、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)相を更に結晶化させることである。70℃の工程を開始して、サイクルの最終工程に達する前に、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相を結晶化させる。最終的に、80℃の工程は、更にポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相を結晶化させる。所定の装置及び所定の組成物に関して、所定の重要な性能特性を最適化するアニーリング条件が見出され得ることに留意するべきである。これらの有利なアニーリング条件は、実験、アニーリング温度及びアニーリング持続時間の変更、並びに応答の測定から開発することができる。
実施例6Aの射出部品をアニールした後、それらを実施例6Bのアニール部品として特定した。
(実施例7)
アニールされたダンベルの熱量測定特性
示差走査熱量測定(DSC)により、5mg〜8mgのサンプル重量を用いて加熱速度10℃/分で、多数のアニールされたダンベル(DB)に関する熱量測定データを得た。これらは、80重量パーセントの85/15L/Gコポリマー及び20重量パーセントのPDSの対照ブレンド[サンプルDB 6A];実施例1のニート85/15L/Gコポリマー[DB 6B];66.4重量パーセントの85/15L/Gコポリマー、13.6重量パーセントの85/15L/Gキャップオリゴマー及び20重量パーセントのPDSの本発明のブレンド[DB 6C];並びに74.7〜80.9重量パーセントの二峰性分子量分布の85/15L/Gコポリマー、15.3〜16.6重量パーセントの85/15L/Gキャップオリゴマー、及び2.5〜10重量パーセントの通常の分子量分布のPDS[それぞれ、サンプルDB 6D、DB 6E、及びDB 6F]の組成の範囲の本発明のブレンド、に基づくサンプルを含んでいた。これらの様々なブレンドから作製されたアニールされたダンベル(中心区分)に関して得られたDSC結果を、下記の表5に要約する。
Figure 2017504675
アニーリング条件:60℃で8時間、次いで70℃で4時間、次いで80℃で4時間
表5に示したDSC結果により、以下の結論が可能である。PDSのガラス転移温度は、この成分を5重量パーセント以上のレベルで含むブレンドで特定された。これは相分離形態を示している。85/15L/GコポリマーとPDSとのブレンドに基づいた物品において、溶融挙動により、重なり合ってはいるが、2つの融解転移温度、Tm1及びTm2の観察がもたらされた。これらの融解転移温度の1つはPDSに対応し、1つはL/Gコポリマーに対応した。PDS系の溶融は102℃〜105℃の範囲であった一方、L/G系の溶融は147℃〜148℃の範囲であった。2つの吸熱の存在と、ブレンド成分の相対的な量が変動しているにも関わらず、温度に関してかなり不変のままであるという事実は、相分離形態を更に示す。組み合わされた溶融熱、2つの融解吸熱のΔHを、表5の最終列に報告する。融解熱が部品の結晶化度レベルに比例することが確立されている。それ故、本発明者らは、ΔHに従うことによって、結晶化レベルをモデル化することができる。
表5に列挙したL/Gコポリマー、L/Gキャップオリゴマー、及びPDSの3元ブレンドに基づく樹脂から調製されたアニールされた成形ダンベルの全てが、L/Gコポリマー単独[サンプルDB 6B]と比較した場合、より高いΔH値を有したことに注目される。これらのより高いΔH値は、より高い結晶化度レベルが期待されることを示唆する。本発明の3元ブレンド(サンプル6C、6D、6E、及び6F)の全てが、正規分布に従う対照のサンプルDB 6Aと同等又は僅かにより高いΔH値を有することも見出された。
(実施例8)
アニールされたダンベルの剛性及び強度の評価
ブレンド中のPDSの量を最小限にすることの利点が存在する。その利点としては、より剛性かつより強い物品の生産が挙げられ、該ブレンドから調製された物品の、埋め込み後の機械的強度保持も、より低いレベルのPDSブレンド成分により延長するであろう。
アニールされたダンベルを、45kg(100lbs.)のロードセルを使用した機械的試験機、Instron Model 5544(Norwood,MA,USA)上で試験した。機器の全ては、試験時間において較正に関して最新であった。標本を破砕するまで速度1.3cm/分(0.5in/分)の張力を負荷した。最大力を標本の引張り強度として記録した。試験標本の力−伸長曲線の線形領域上に位置する2つの地点を結び付ける線の勾配としてヤング率を計算した。下記の式を使用した。
E=(ΔF/A)/(ΔL/L
式中、Eは、計算されるヤング率であり、ΔFは、選択地点における、測定された力の変化であり、Aは、標本の初期断面積であり、ΔLは、選択地点におけるクロスヘッド変位の変化であり、Lは、標本のゲージ長である。計算で考慮した初期断面積及びゲージ長は、それぞれ0.0183cm(2.83×10−3in)及び0.64センチメートル(0.25インチ)である。
この試験で得られた引張り特性の概要を、下記の表6に示す。
Figure 2017504675
表6に生成及び要約した機械的特性データは、ブレンド中に同一レベルのポリ(p−ジオキサノン)が存在する場合、本発明のブレンドから作製されたダンベルが対照ブレンドよりも低い剛性を有することを示す(サンプルDB 6A対サンプルDB 6C参照)。しかしながら、PDS含有量を低減すると、本発明のブレンドから作製されたダンベルは、次第により強力及びより剛性となる。
(実施例9)
アニールされたダンベルのインビトロでの加水分解データ
上記の表6に生成及び要約した機械的特性データの収集に使用したものと同一のアニールされたダンベルサンプルに関して、加水分解データを収集した。用いた手法は、参照により組み込まれる「In vitro methodology for predicting in vivo absorption time of bioabsorbable implants and devices」と題された米国特許出願第2013/0330827(A1)号に記載されているものと同様である。ここでは、データは、pH7.27のリン酸緩衝液中、70℃で自動滴定を用いて収集したものであり、下記の表7に要約する。
Figure 2017504675
上記の表7の加水分解データからいくつかの結論を出すことができる。例えば、同一の量のPDS(20%)の場合、キャップされたオリゴマーを含有するブレンドから作製されたダンベル(サンプルDB 6C)は、対照ブレンドから作製されたダンベル(サンプルDB 6A)よりも急速に加水分解した。
PDS含有率を増大させるにつれて、キャップされたオリゴマーを含有するダンベルは、吸収が次第に長くなる。したがって、より急速な加水分解時間を達成するには、L/Gコポリマーの幾分かを、キャップされたL/Gオリゴマーで代替し得ることが見出された。例えば、90重量パーセントの85/15L/Gコポリマー(実施例1のような)、及び10重量パーセントのPDSの成分に基づくブレンドの代わりに、74.7重量パーセントの85/15L/Gコポリマー(実施例1のような)、15.3重量パーセントのキャップされた85/15L/Gオリゴマー(実施例2のような)、及び10重量パーセントPDSの成分に基づく本発明のブレンドを使用し得る。明確化のために、キャップされたオリゴマーの存在は、加水分解時間を短縮する。
(実施例10)
アニールされたダンベルのインビトロでの破壊強度保持(BSR)データ
上記の表6に生成及び要約した機械的特性データと、上記の表7に要約したインビトロでの加水分解データとの収集に使用した、同一のアニールされたダンベルサンプルに関して、インビトロでの破壊強度保持データを収集した。明確化のために、このデータは、時間に伴う機械的特性の損失に向けられたものであり、この場合、引張り強度が観察された。pH7.27のリン酸緩衝液中、37℃でインキュベートした後、インビトロでの破壊強度保持データを室温で収集した。再度、データを下記の表8にまとめる。
Figure 2017504675
上記の表8に示した「強度残留」データからいくつかの結論を出すことができる。「ゼロ日」(0日)又はベースライン強度は、PDS含有率の低下とともに増大した。しかしながら、固定20% PDSレベルでは、キャップされたオリゴマーを含有するブレンドに基づくアニールされたダンベルは、キャップされたオリゴマーを有しないブレンドに基づく、対応するアニールされたダンベルよりも、遙かに急速な機械的特性の損失を有することが見出された。詳細には、アニールされたダンベルDB 6A、対照物品は、インキュベーションから14、28、及び56日後に、それぞれ、およそ43、28、及び17パーセントの強度の残留を有した。これと対照的に、対照サンプル、DB 6Aと同一の20重量パーセントのPDSを有するDB 6Cのアニールされたダンベルは、インキュベーションから14、28、及び56日後に、それぞれ、およそ27、15、及び8パーセントの強度の残留を有した。
表8のデータを調べると、破壊強度保持は、PDS含有率の低下と共に著しく低下するという驚くべき、かつ予想外の結果が観察された。高ラクチドのラクチド/グリコリドコポリマー(又はポリラクチドホモポリマー)と、ポリ(p−ジオキサノン)とのブレンドから作製された試験物品は、通常、より低いPDSレベルで、より良好な破壊強度を保持し、本発明のブレンド挙動は、このことと驚くべき矛盾にある。
先行技術よりも剛性である寸法安定性を示す、吸収性射出成形外科装置に関する機会及び必要性が存在する。先行技術のものよりも急速に吸収される、同様の装置に関する機会及び必要性が存在する。最後に、先行技術のものよりも急速に、それらの強度を損失する、同様の装置に関する機会及び必要性が存在する。本発明の装置と、本発明のブレンドとは、これらの必要性を満たす。
(実施例11)
寸法安定性
ストラップ(AKAタック又はステープル、図1及び2参照)の形態の実施例6A及び6Bの射出成形物品[即ち、アニーリング前及び後の成形物品]を、寸法安定性に関して試験した。アニーリングに先立って、及びアニーリング後に、成形物品の寸法を測定し、更に画像を撮影した[図6〜図9参照]。全寸法が正確に一致することは期待されないが、所定の寸法は装置が機能するのに重要であることは明らかである。いくつかの場合、容認できないレベルの歪みが見出されたが、本発明のブレンドから作製された本発明の物品は、容認可能な寸法安定性を示した。
ストラップの形態の実施例6A及び6Bの試験物品は、幾何学的に複雑な多数の限界寸法を有する。例えば、成形物品の脚が過剰に歪むと、装置が組織を貫通及び保持する能力が低下するであろう。同様に、成形物品のかかりが著しく収縮した場合、組織を保持する能力が減少するため、機能性が低下するであろう。全ての設計は、それ自体の限界寸法を有するであろう。実施例6A及び6Bのストラップの設計は、寸法安定性に関する要求が厳しい装置の代表であると考えられ、このことは、一部は幾何学的複雑さのため、及びこれらの小部品の成形中に生じる、予想される高剪断のために感じられる。即ち、この微細部品のサイズは、射出成形中に分子配向を増大させ、排出された部品[即ち、金型キャビティから取り出された後の物品]の、アニーリング、及び/又は滅菌、及び/又は保管において見られる高温での歪みの推進力の増大に繋がる傾向があるであろう。部品を「合格/不合格」方法で評価及び特性評価した。成形物品の性質は全体的な反り効果に基づき、過剰な歪みが明らかではなかった場合、物品は合格であると考慮された。同様に、過剰な歪みが明らかであった場合、部品は不合格であるとされた。本来、射出成形物品の全ては、成形後にある程度の残留応力を有するため、許容レベルの歪みを示す物品は、寸法安定性試験に合格したとされる。実施例6A及び6Bの物品に関して、先端間(tip-to-tip)距離は限界寸法である。図1を参照されたい。
図2は、該装置の限界寸法を示す、図1の装置の図面である。これらの寸法は、寸法安定性の欠如により変化した場合、装置の乏しい性能又は破損をもたらし得る。実施例6A及び6Bのストラップ物品における0.292センチメートル(0.115インチ)未満の先端間距離は、容認可能であるとされた一方、0.292センチメートル(0.115インチ)以上の先端間距離は、容認できないとされ、「破損モード1」又は「fm1」として示された。同様に、実施例6A及び6Bのストラップのかかり部材の長さも、限界寸法と考慮された。0.345センチメートル(0.136インチ)以下のかかりの長さは、容認できないと考慮され、「破損モード2」又は「fm2」として示された。画像及び寸法は、Keyenceデジタル顕微鏡、モデルVHX−600を使用して倍率20Xで捕捉された。試験結果の概要を下記の表9に示す。
Figure 2017504675
(1)アニールされた成形ストラップの頂上部分上で行った分析。使用したアニーリング条件は、60℃で8時間、次いで70℃で4時間、次いで80℃で4時間であった。
(2)2つの値をここに列挙する。第1は、PDS系ブレンド成分の融点を表し、第2の値は、ラクチド系ブレンド成分に観察された融点を表す。
上記の表9では、実施例6Bのアニールされたストラップの熱量測定特性を、寸法安定性試験の結果と共に提供した。熱量測定データは、本願にて前述したDSC(第1の熱)試験の結果である。「第1の熱」DSC測定を用いて、アニールされたストラップ[実施例6B参照]の融解熱、ΔH(J/g)を計算した。これらの値は、試験物品中に存在する相対的な結晶化度レベルと正比例する。
表9に示したアニールされた物品は、3つの種類からなる。1つの場合では、アニールされたストラップは、ブレンド成分がキャップされたオリゴマー成分を有しないブレンド[サンプルSTR 11−2]に基づく。第2の場合では、アニールされたストラップは、実施例1のラクチド/グリコリドコポリマーのみ[STR 11−1]に基づく。第3の種類は、異なる量のキャップされたオリゴマー成分を含む一連の3元ブレンド[サンプルSTR 11−3、STR 11−4、STR 11−5及びSTR 11−6]に基づき、少量ブレンド成分、ポリ(p−ジオキサノン)のレベルは、2.5、7.5、10、又は20重量パーセントであった。
実施例STR 11−1のストラップ物品の試験を行った。この物品は、85/15ラクチド/グリコリドコポリマーのみに基づく。サンプルSTR 11−1のストラップ物品は、対照グループ−対照1として機能した。物品はアニーリング後に結晶性を有したが、成形部品は、このプロセス中、形状保持せず、これらは寸法的に不安定であり、著しい歪みが観察された。
実施例STR 11−2の射出成形ストラップは、80%(単峰性分子量分布)85/15 L/Gコポリマーと20% PDSとの先行技術によるブレンドに基づき、第2の対照グループ−対照2を表す。予想したように、これらの物品は寸法安定性を有した。寸法安定性は、20重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)の存在によって提供される。実施例STR 11−2のアニールされたストラップは、著しいレベルの結晶化度を示すΔH33.6J/gを有した。しかしながら、ポリ(p−ジオキサノン)ブレンド成分の存在は、物品の剛性を低下させる。ブレンド中に存在するポリ(p−ジオキサノン)の量を最少限にすることにより、所定の用途に有利な、より剛性の物品がもたらされるであろう。しかしながら、微細に装飾された(finely detailed)成形物品において寸法安定性を達成するには、最小約12.4重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)が必要であることが、先行技術に示されている。
サンプルSTR 11−3〜STR 11−6の射出成形ストラップは、キャップされたオリゴマー85/15L/G成分が存在するブレンドに基づく。詳細には、これらは、13.6重量%〜16.6重量%の範囲の85/15L/Gキャップオリゴマーとブレンドされ、また標準分子量PDSとブレンドされた66.4重量%〜80.9重量%の範囲の標準分子量の85/15L/Gコポリマーから作製された3元ブレンドであった。PDSのポリマーは、それぞれ2.5、7.5、10及び20重量パーセントで存在する。サンプルSTR 11−5及びSTR 11−6の本発明の物品は、寸法安定性を有した。これはそれぞれ10及び20重量パーセントレベルで存在しているPDSに対応する。表9の熱量測定データに基づいて、本発明の3元ブレンドから作製されたこれら2つのアニールされたストラップは、比較的高いレベルの結晶化度を有した。サンプルSTR 11−5のアニールされたストラップは10重量パーセントのみのPDSを用いて作製されたが、2倍の量、20パーセントのPDSブレンド成分で作製された対照2、サンプルSTR 11−2が有した33.6J/gの値と近い31.2J/gのΔHを有したことに留意されたい。2.5及び7.5重量パーセントのPDSを用いて作製された対応するストラップは、表9に記すように寸法安定性を有せず、これら両方の場合において、結晶化度のレベルは、それぞれ21.2J/g及び30.7J/gのより低いΔH値から明らかであるように、より低い。寸法安定性は、物品のΔHm(又は結晶化度)に依存することが見出され、アニールされた物品が約31J/gを超えるΔHを有した場合、物品は寸法的に安定な傾向を有した。
寸法安定性又は不安定性の更なる証拠は、7.5又は10重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)ブレンド成分を有する、実施例6Bの組成物から作製された射出成形ストラップが示されている図6〜図9の写真に存在する。図6は、7.5重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例6Bのポリマー組成物から作製された、アニール前のサンプルSTR 11−4の射出成形されたタックの写真である。図7は、7.5重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例6Bのポリマー組成物から作製された、アニール後のサンプルSTR 11−4の射出成形されたタックの写真である。これらの射出成形タックは、アニーリング後、容認できない反りを有した。
図8は、10重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例6Bのポリマー組成物から作製された、アニール前のサンプルSTR 11−5の射出成形されたタックの写真である。図9は、10重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)を有する実施例6Bのポリマー組成物から作製された、アニール後のサンプルSTR 11−5の射出成形されたタックの写真である。これらの射出成形タックは、アニール後、優れた寸法安定性と、容認可能なレベルの反りとを有した。
表9に提示したデータに戻って、サンプルSTR 11−3〜11−6のアニールされたストラップの場合、2つの別個のガラス転移現象及び2つの別個の融解吸熱が観察された。これらは、ポリ(p−ジオキサノン)[PDS]ブレンド成分及びラクチド系ブレンド成分(対応するポリマー及びキャップされたオリゴマー成分)に対応していた。2つのガラス転移温度の観察は、成分の不混和性の一般に受け入れられる支持的証拠である。ポリ(p−ジオキサノン)系のガラス転移温度の全ては、約−7℃〜約−13℃であった一方、ラクチドに富む系のブレンド成分に関連したガラス転移温度は、約48℃〜約53℃であった。
表9に示した様々なブレンドから作製されたアニールされた射出成形物品には、2つの融点が観察された。2つの融点の観察は、各ブレンド成分が結晶化可能であり、アニールされた物品中で半結晶性である証拠である。ポリ(p−ジオキサノン)系の溶融温度の全ては、103℃〜104℃であった一方、ラクチドに富む系のブレンド成分に関連した溶融温度は、146℃〜148℃であることが観察された。
本願の発明の概念は、多様な方法で実践できると考えられる。更なる実践の実施例を以下に提供する。実施例12〜16は、ケースI、ケースII、及びケースIIIの3つの実践のカテゴリーを支持する。
ケースIは、第1の吸収性ポリマータイプが、L/Gコポリマーと、カルボン酸基でキャップされたL/Gオリゴマーとの混合物から形成されている状況を指す。本発明の他の実施形態は、第1の吸収性ポリマータイプが、ポリラクチドホモポリマーと、カルボン酸基でキャップされたホモオリゴマーとの混合物から形成されている状況を含む。
ケースIIは、第2の吸収性ポリマータイプが、ポリ(p−ジオキサノン)と、カルボン酸基でキャップされたp−ジオキサノンオリゴマーとの混合物から形成されている状況を指す。
ケースIIIは、第1の吸収性ポリマータイプが、L/Gコポリマーと、カルボン酸基でキャップされたL/Gオリゴマーとの混合物から形成され、第2の吸収性ポリマータイプが、ポリ(p−ジオキサノン)と、カルボン酸基でキャップされたp−ジオキサノンオリゴマーとの混合物から形成されている状況を指す。再度、本発明の他の実施形態は、第1の吸収性ポリマータイプが、ポリラクチドホモポリマーと、カルボン酸基でキャップされたホモオリゴマーとの混合物から形成されている状況を含む。
これらの様々な実施形態の概要を下記の表10に示す。
Figure 2017504675
(実施例12)
キャップされた低分子量L/Gポリマー、85/15オリゴ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)の調製
撹拌手段を装備した好適な8ガロンのステンレス鋼オイルジャケット付反応器に、862.58gのL(−)−ラクチド及び6,137.4gのグリコリドを、223.8gのグリコール酸及び1.19mLの0.33M第1スズオクトエートトルエン溶液と共に加える。反応器を閉じ、7RPMの回転速度で上向き方向に撹拌しながらパージサイクルを開始する。27パスカル(200mTorr)未満の圧力まで反応器を排気し、この条件で少なくとも15分間保持した後、窒素ガスを導入する。サイクルを再度繰り返し、確実に乾燥雰囲気とする。窒素の最終導入の終了時に、圧力は、1気圧を僅かに超えるように調節される。加熱油温を平均加熱速度120℃/時間で130℃に上昇させる。バッチ温度が120℃に達したら撹拌器を停止し、下向き方向に7RPMで再開させる。油加熱コントローラを毎時60℃の平均加熱速度で180℃に設定する。バッチの溶融質量が180℃に達したら、反応を更に4時間30分、7RPMにて継続させる。撹拌機を停止し、290.2グラムの無水ジグリコール酸を反応器に加える。撹拌を下向き方向に10RPMで60分間継続させる。反応時間の終わりに、ポリマーを容器からアルミトレイに排出させ、冷凍庫で保管する。ポリマーを粉砕し、0.48cm(3/16”)篩を通してスクリーニングする。
(実施例13)
キャップされた低MWポリ(p−ジオキサノン)オリゴマーの調製。
撹拌手段を装備した好適な8ガロンのステンレス鋼オイルジャケット付反応器に、862.58gのL(−)−ラクチド及び6,137.4gのグリコリドを、223.8gのグリコール酸及び1.19mLの0.33M第1スズオクトエートトルエン溶液と共に加える。反応器を閉じ、7RPMの回転速度で上向き方向に撹拌しながらパージサイクルを開始する。27パスカル(200mTorr)未満の圧力まで反応器を排気し、この条件で少なくとも15分間保持した後、窒素ガスを導入する。サイクルを再度繰り返し、確実に乾燥雰囲気とする。窒素の最終導入の終了時に、圧力は、1気圧を僅かに超えるように調節される。加熱油温を平均加熱速度120℃/時間で90℃に上昇させる。バッチ温度が90℃に達したら撹拌器を停止し、下向き方向に7RPMで再開させる。油加熱コントローラを毎時60℃の平均加熱速度で90℃に設定する。バッチが90℃に達した際、反応を7RPMで更に6時間継続する。撹拌機を停止し、398グラムの無水ジグリコール酸を反応器に加える。撹拌を下向き方向に10RPMで60分間継続させる。反応時間の終わりに、ポリマーを容器からアルミトレイに排出させ、冷凍庫で保管する。ポリマーを粉砕し、0.48cm(3/16”)篩を通してスクリーニングする。
(実施例14)
実施例12のキャップされたL/Gオリゴマーを使用した3元ブレンドの調製。
[これは、ラクチド/グリコリドコポリマー成分が低分子量成分を有し、少なくとも一方の成分が、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、ケースIタイプの実施例である。]
およそ80,000ダルトンの重量平均分子量を有するラクチド/グリコリドコポリマーの65キログラムのペレット又は粉砕材料を、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する実施例12の15キログラムのペレット又は粉砕材料と乾燥混合する。この混合物を溶融ブレンド操作にて混練して、高分子量ラクチド/グリコリドコポリマーと、カルボン酸末端基で末端キャップされた低分子量ラクチド/グリコリドとのブレンドをもたらす。このブレンドを更に、ポリ(p−ジオキサノン)が最終ブレンドの約20重量パーセントを占めるように、およそ72,000ダルトンの重量平均分子量を有する20キログラムのポリ(p−ジオキサノン)と混練する。
代替的に、フィードストックが、およそ80,000ダルトンの重量平均分子量を有する65キログラムのラクチド/グリコリドコポリマー、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する15キログラムの実施例12のペレット又は粉砕材料、及びおよそ72,000ダルトンの重量平均分子量を有する20キログラムポリ(p−ジオキサノン)に基づく、単一の溶融混練操作を行ってもよい。それ故、ポリ(p−ジオキサノン)の量は、最終ブレンドの約20重量パーセントを占める。
(実施例15)
実施例13のキャップされた(p−ジオキサノン)オリゴマーを使用した3元ブレンドの調製。
[これは、ポリ(p−ジオキサノン)ポリマー成分が低分子量成分を有し、少なくとも一方の成分が、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、ケースIIタイプの実施例である。]
およそ72,000ダルトンの重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)の10キログラムのペレット又は粉砕材料を、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する10キログラムの実施例13のペレット又は粉砕材料と乾燥混合する。この混合物を、高分子量ポリ(p−ジオキサノン)と溶融ブレンド操作にて混練して、カルボン酸末端基で末端キャップされた低分子量ポリ(p−ジオキサノン)ドとのブレンドをもたらす。このブレンドを更に、ポリ(p−ジオキサノン)ブレンドが最終ブレンドの約20重量パーセントを占めるように、およそ80,000ダルトンの重量平均分子量を有する80キログラムのラクチド/グリコリドコポリマーと混練する。
代替的に、フィードストックが、およそ80,000ダルトンの重量平均分子量を有する80キログラムのラクチド/グリコリドコポリマー、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する13キログラムの実施例13のペレット又は粉砕材料、及びおよそ72,000ダルトンの重量平均分子量を有する10キログラムポリ(p−ジオキサノン)に基づく、単一の溶融混練操作を行ってもよい。それ故、ポリ(p−ジオキサノン)の量は、最終ブレンドの約20重量パーセントを占める。
(実施例16)
実施例12のキャップされたL/Gオリゴマーと、実施例13のキャップされた(p−ジオキサノン)オリゴマーとを使用する4元ブレンドの調製。
[これは、ラクチド/グリコリドコポリマー成分が低分子量成分を有し、少なくとも一方の成分がカルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされ、ポリ(p−ジオキサノン)ポリマー成分が低分子量成分を有し、少なくとも一方の成分がカルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、ケースIIIタイプの実施例である。]
およそ80,000ダルトン重量平均分子量を有するラクチド/グリコリドコポリマーの70キログラムのペレット又は粉砕材料を、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する実施例12の10キログラムのペレット又は粉砕材料と乾燥混合する。この混合物を溶融ブレンド操作にて混練して、高分子量ラクチド/グリコリドコポリマーと、カルボン酸末端基で末端キャップされた低分子量ラクチド/グリコリドとのブレンドをもたらす。
およそ72,000ダルトンの重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)の15キログラムのペレット又は粉砕材料を、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する5キログラムの実施例13のペレット又は粉砕材料と乾燥混合する。この混合物を溶融ブレンド操作にて混練して、高分子量ポリ(p−ジオキサノン)と、カルボン酸末端基で末端キャップされた低分子量ポリ(p−ジオキサノン)ドとのブレンドをもたらす。上述した2つのブレンドを、ポリ(p−ジオキサノン)ブレンドが最終ブレンドの約20重量パーセントを占めるように、更に一緒に混練する。
代替的に、フィードストックが、およそ80,000ダルトンの重量平均分子量を有する70キログラムのラクチド/グリコリドコポリマー、およそ5,000ダルトンの重量平均分子量を有する10キログラムの実施例12のペレット又は粉砕材料、及びおよそ72,000ダルトンの重量平均分子量を有する15キログラムポリ(p−ジオキサノン)に基づく、単一の溶融混練操作を行ってもよい。それ故、ポリ(p−ジオキサノン)の量は、最終ブレンドの約20重量パーセントを占める。
組成が異なる類似するブレンドを、同様の方法で作成できることが当業者には明らかな筈である。
(実施例17)
ラクチドに富むポリマーがキャップオリゴマーを含む場合の、本発明におけるポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントの計算
ラクチド系ポリマーがキャップオリゴマーを含む場合、ポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセントは、下記に見出される等式を使用して計算することができる。
ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027−3.6273ここで、ラクチド系ポリマーは、キャップオリゴマーを含む。
例えば、キャップオリゴマーを含むラクチドに富むラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成が82/8(モル基準で)であった場合、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)[キャップオリゴマーを更に含むか又は含まないかのいずれか]の最小重量パーセントは、10.0パーセントであり、最大量は50であると計算された。同様に、二峰性ラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成が86/14(モル基準で)であった場合、ブレンド中の単峰性又は二峰性ポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、8.4パーセントであり、最大量は50であると計算された。表11は、主題の発明のブレンド中の最小及び最大重量パーセントとして表される、ポリ(p−ジオキサノン)の範囲のチャートを含む。この場合のポリ(p−ジオキサノン)は、キャップオリゴマーを含む場合も含まない場合もあることに留意するべきである。
Figure 2017504675
Figure 2017504675
(実施例18)
ラクチドに富むポリマーがキャップオリゴマーを含まない場合の、本発明におけるキャップオリゴマーを含むポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントの計算
ラクチド系ポリマーがキャップオリゴマーを含まない場合、キャップオリゴマーを含むポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセントは、下記に見出される等式を使用して計算することができる。
キャップオリゴマーを含むポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027ここで、ラクチド系ポリマーは、キャップオリゴマーを含まない。
例えば、キャップオリゴマーを含まないラクチドに富むラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成が82/8(モル基準で)であった場合、ブレンド中のキャップオリゴマーを含むポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、13.6パーセントであり、最大量は50であると計算された。同様に、キャップオリゴマーを含まないラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成が86/14(モル基準で)であった場合、ブレンド中のキャップオリゴマーを含むポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、120パーセントであり、最大量は50であると計算された。表12は、主題の発明のブレンド中の最小及び最大重量パーセントとして表される、キャップオリゴマーを含む一連のポリ(p−ジオキサノン)のチャートを含む。
Figure 2017504675
Figure 2017504675
以上、本発明をその詳細な実施形態について図示及び説明してきたが、当業者であれば、特許請求される発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明の形態及び詳細に様々な変更を行い得る点は理解されるであろう。本明細書に記載した実施形態は、単なる例示であり、当業者は、上述したものを含むがそれらに限定されない多数の変更及び修正を、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくなし得ることが理解されるであろう。全てのかかる変更及び修正を本発明の範囲内に含むことが意図される。
〔実施の態様〕
(1) 吸収性ポリマーブレンドであって、
前記ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、
ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマータイプと、を含み、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、前記ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分であり、更に、前記第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは前記第2の吸収性ポリマータイプ、又は前記第1の吸収性ポリマータイプ及び前記第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含み、前記ポリマー成分は、前記オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、前記成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、吸収性ポリマーブレンド。
(2) 前記第1の吸収性ポリマータイプが、ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)、ポリ(L(−)−ラクチド)/ポリ(D(+)−ラクチド)ステレオコンプレックス、及びラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーからなる群から選択されるポリマーを含む、実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(3) 前記吸収性ポリマーブレンドが、少なくとも35,000ダルトンの重量平均分子量を有する、実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(4) 前記第1の吸収性ポリマータイプが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含む、実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(5) 前記第2の吸収性ポリマータイプが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含まない、実施態様4に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(6) 前記第1の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第2の量とを含み、前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている、実施態様4に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(7) 前記第1の吸収性ポリマータイプが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含まない、実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(8) 前記第1の吸収性ポリマータイプが、ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)、ポリ(L(−)−ラクチド)/ポリ(D(+)−ラクチド)ステレオコンプレックス、及びラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーからなる群から選択されるポリマーを含み、前記ブレンドが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有する、実施態様7に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(9) 前記第2の吸収性ポリマーが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含む、実施態様7に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(10) 前記第2の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第2の量とを含み、前記第2の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている、実施態様9に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(11) 前記第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプのそれぞれが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含む、実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(12) 前記第1の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第2の量とを含み、前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成され、前記第2の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第2の量とを含み、各吸収性ポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている、実施態様11に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(13) 吸収性ポリマーブレンドであって、
前記ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、
ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマータイプと、を含み、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、前記ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分であり、更に、前記第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは前記第2の吸収性ポリマータイプ、又は前記第1の吸収性ポリマータイプ及び前記第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含み、前記ポリマー成分は、前記オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、前記成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされ、
更に、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の前記最小重量パーセントは、前記第1の吸収性ポリマータイプ中の重合ラクチドのモル量に依存し、以下の式:
ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027
により計算され、ここで、前記第1の吸収性ポリマータイプはカルボン酸キャップされたオリゴマーを含まず、前記ポリ(p−ジオキサノン)はカルボン酸キャップされたオリゴマーを含み、
前記ポリマーブレンドは、製品に寸法安定性を提供する、吸収性ポリマーブレンド。
(14) 吸収性ポリマーブレンドであって、
前記ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、
ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマータイプと、を含み、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、前記ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分であり、更に、前記第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは前記第2の吸収性ポリマータイプ、又は前記第1の吸収性ポリマータイプ及び前記第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含み、前記ポリマー成分は、前記オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、前記成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされ、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の前記最小重量パーセントは、前記第1の吸収性ポリマータイプ中の重合ラクチドのモル量に依存し、以下の式:
ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027−3.6273
により計算され、ここで、前記第1の吸収性ポリマータイプはカルボン酸キャップされたオリゴマーを含み、前記ポリ(p−ジオキサノン)は、カルボン酸キャップされたオリゴマーを含むか又は含まず、
前記ポリマーブレンドは、製品に寸法安定性を提供する、吸収性ポリマーブレンド。
(15) 実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む医療装置。
(16) 実施態様13に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む医療装置。
(17) 実施態様14に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む医療装置。
(18) 実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンドを医療装置に加工する工程を含む、医療装置の製造方法。
(19) 実施態様13に記載の吸収性ポリマーブレンドを医療装置に加工する工程を含む、医療装置の製造方法。
(20) 実施態様14に記載の吸収性ポリマーブレンドを医療装置に加工する工程を含む、医療装置の製造方法。
(21) 前記方法が、溶融加工を含む、実施態様18に記載の方法。
(22) 前記方法が、溶融加工を含む、実施態様19に記載の方法。
(23) 前記方法が、溶融加工を含む、実施態様20に記載の方法。
(24) 前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量が、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成されている、実施態様6に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(25) 前記第2の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量が、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成されている、実施態様10に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(26) 前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量が、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成され、前記第2の吸収性ポリマータイプが、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成されている、実施態様12に記載の吸収性ポリマーブレンド。

Claims (26)

  1. 吸収性ポリマーブレンドであって、
    前記ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、
    ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマータイプと、を含み、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、前記ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分であり、更に、前記第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは前記第2の吸収性ポリマータイプ、又は前記第1の吸収性ポリマータイプ及び前記第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含み、前記ポリマー成分は、前記オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、前記成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされている、吸収性ポリマーブレンド。
  2. 前記第1の吸収性ポリマータイプが、ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)、ポリ(L(−)−ラクチド)/ポリ(D(+)−ラクチド)ステレオコンプレックス、及びラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  3. 前記吸収性ポリマーブレンドが、少なくとも35,000ダルトンの重量平均分子量を有する、請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  4. 前記第1の吸収性ポリマータイプが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含む、請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  5. 前記第2の吸収性ポリマータイプが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含まない、請求項4に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  6. 前記第1の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第2の量とを含み、前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている、請求項4に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  7. 前記第1の吸収性ポリマータイプが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含まない、請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  8. 前記第1の吸収性ポリマータイプが、ポリ(L(−)−ラクチド)、ポリ(D(+)−ラクチド)、ポリ(L(−)−ラクチド)/ポリ(D(+)−ラクチド)ステレオコンプレックス、及びラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーからなる群から選択されるポリマーを含み、前記ブレンドが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有する、請求項7に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  9. 前記第2の吸収性ポリマーが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含む、請求項7に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  10. 前記第2の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第2の量とを含み、前記第2の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている、請求項9に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  11. 前記第1の吸収性ポリマータイプ及び第2の吸収性ポリマータイプのそれぞれが、カルボン酸末端キャップされたオリゴマーを含む、請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  12. 前記第1の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有する、ポリラクチド又はラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマーの第2の量とを含み、前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成され、前記第2の吸収性ポリマータイプが、約42,000ダルトン〜約175,000ダルトンの第1の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第1の量と、約1,400ダルトン〜約24,000ダルトンの第2の重量平均分子量を有するポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの第2の量とを含み、各吸収性ポリ(p−ジオキサノン)ポリマーの前記第1の量及び第2の量のブレンドは、約50/50〜99/1重量/重量パーセントの比率で形成されている、請求項11に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  13. 吸収性ポリマーブレンドであって、
    前記ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、
    ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマータイプと、を含み、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、前記ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分であり、更に、前記第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは前記第2の吸収性ポリマータイプ、又は前記第1の吸収性ポリマータイプ及び前記第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含み、前記ポリマー成分は、前記オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、前記成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされ、
    更に、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の前記最小重量パーセントは、前記第1の吸収性ポリマータイプ中の重合ラクチドのモル量に依存し、以下の式:
    ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027
    により計算され、ここで、前記第1の吸収性ポリマータイプはカルボン酸キャップされたオリゴマーを含まず、前記ポリ(p−ジオキサノン)はカルボン酸キャップされたオリゴマーを含み、
    前記ポリマーブレンドは、製品に寸法安定性を提供する、吸収性ポリマーブレンド。
  14. 吸収性ポリマーブレンドであって、
    前記ブレンドの少なくとも50重量パーセントを構成し、約100モルパーセント〜約70モルパーセントの重合ラクチドと約0モルパーセント〜約30モルパーセントの重合グリコリドとを含む、第1の吸収性ポリマータイプと、
    ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマータイプと、を含み、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最大重量パーセントは50重量パーセントであり、前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、前記ポリマーブレンドが製品に寸法安定性を効果的に提供するのに十分であり、更に、前記第1の吸収性ポリマータイプ、若しくは前記第2の吸収性ポリマータイプ、又は前記第1の吸収性ポリマータイプ及び前記第2の吸収性ポリマータイプは、ポリマー成分及びオリゴマー成分を含み、前記ポリマー成分は、前記オリゴマー成分よりも高い重量平均分子量を有し、前記成分のうちの少なくとも一方は、カルボン酸により少なくとも部分的に末端キャップされ、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の前記最小重量パーセントは、前記第1の吸収性ポリマータイプ中の重合ラクチドのモル量に依存し、以下の式:
    ポリ(p−ジオキサノン)重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドモルパーセント)2.7027−3.6273
    により計算され、ここで、前記第1の吸収性ポリマータイプはカルボン酸キャップされたオリゴマーを含み、前記ポリ(p−ジオキサノン)は、カルボン酸キャップされたオリゴマーを含むか又は含まず、
    前記ポリマーブレンドは、製品に寸法安定性を提供する、吸収性ポリマーブレンド。
  15. 請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む医療装置。
  16. 請求項13に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む医療装置。
  17. 請求項14に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む医療装置。
  18. 請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンドを医療装置に加工する工程を含む、医療装置の製造方法。
  19. 請求項13に記載の吸収性ポリマーブレンドを医療装置に加工する工程を含む、医療装置の製造方法。
  20. 請求項14に記載の吸収性ポリマーブレンドを医療装置に加工する工程を含む、医療装置の製造方法。
  21. 前記方法が、溶融加工を含む、請求項18に記載の方法。
  22. 前記方法が、溶融加工を含む、請求項19に記載の方法。
  23. 前記方法が、溶融加工を含む、請求項20に記載の方法。
  24. 前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量が、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成されている、請求項6に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  25. 前記第2の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量が、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成されている、請求項10に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  26. 前記第1の吸収性ポリマータイプの前記第1の量及び第2の量が、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成され、前記第2の吸収性ポリマータイプが、約78/22〜約88/12重量/重量パーセントの比率で形成されている、請求項12に記載の吸収性ポリマーブレンド。
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