JP2017505832A - 単官能性及び二官能性重合開始剤から調製されたコポリマーに基づく吸収性ポリマーブレンド組成物、加工方法、並びにそれらによる医療デバイス - Google Patents

単官能性及び二官能性重合開始剤から調製されたコポリマーに基づく吸収性ポリマーブレンド組成物、加工方法、並びにそれらによる医療デバイス Download PDF

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Abstract

成分の少なくとも1つが単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を用いて合成された成分から作製される、新規な吸収性ポリマーブレンド。前記ブレンドは、ラクチドとグリコリドとのポリラクチドポリマー又はコポリマーである第1の成分と、ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのどちらか一方である第2の成分と、を有する。この新規なポリマーブレンドによって、寸法安定性を有する医療デバイスが提供される。また、これらの新規なポリマーブレンドから作製される新規な吸収性医療デバイス、並びに新規な製造方法も開示される。

Description

本発明の関連する技術分野は、寸法安定性の埋め込み型の医療デバイスの製造に有用な吸収性ポリマー、特に、単官能性及び二官能性重合開始剤の混合物を使用して調製された吸収性ポリラクトンコポリマーから作製される吸収性ポリマーブレンド、並びにそのようなブレンドから調製された医療デバイスに関する。
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デバイスは、当該技術分野において公知である。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。吸収性ポリマーは、ポリマーが、インビボで破壊され、代謝されるか、又は別の方法で、例えば加水分解によって破壊され患者の身体から排泄されるような化学的性質を有す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デバイスを使用することによる利点は数多くあり、例えば、機能を果たし終えた後のインプラントを除去するための追加的な手術の必要がなくなることが挙げられる。インプラントを「一時的に存在させること」が望ましい場合、組織が治癒するまで支持体を提供するのが理想的であり得る。
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。同様に、吸収とは、生体吸収も含み得る総称であることを意味する。
医療デバイス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、製造された医療デバイス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る場合があり、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デバイスを製造するの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、特に例えば許容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有する成形部品を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、製造プロセス中に誘導された残留応力の存在をはじめとする多くの理由が存在する。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。
射出成形などの従来の形成プロセスによって剛性で寸法安定性の医療デバイスに製造することの可能な吸収性材料に対するニーズが存在することがある。これは通常、材料自体が大きい剛性を有することが要求される。1つの方法は、米国特許出願公開第US2012/0071566(A1)号に記載されており、この特許では、ポリ(p−ジオキサノン)がポリラクチド又はポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーとブレンドされる。しかしながら、ポリ(p−ジオキサノン)を添加すると、ブレンド及びそれから作製される部品の剛性が低下するため、この成分の量を最小限に維持するうえで有利である。
したがって、当該技術分野では、剛性及び強度、優れた破壊強度保持、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デバイスを製造するための、熱射出成形プロセス及びその他の従来のプロセスで使用できる新規の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要素は、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が知られている。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。しかしながら、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。使用されてきた手法としては、(1)まだ金型内にある間に部品を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、鎖運動性が遥かに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予想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さない場合がある。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に金型から取り出された際、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曝露の際に、寸法的に反り又は歪み得る。
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デバイス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二部分からなる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並びにポリ(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重量パーセント超であることを必須とし、低量を避けるように教示する。Smithのポリマーブレンドは、医療デバイスの製造に使用した場合、剛性又はヤング率が制限される、埋め込んだ際に機械的特性の保持期間が短縮される、水分に対する感受性が増大して製造時に許容可能な屋外保管時間が制限される、及び定量化が困難なだけでなくそれにも増して熱加工が困難になるなどの欠点が付随する。
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デバイス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、ランダムコイル状態の平衡に従う傾向がある。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、次いで幾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、流動により誘導される残留応力と称されることが多い。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、部品全体に非対称の張力−圧縮パターンが生じ、部品の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、不均一の厚さ又は冷却が不十分な領域を有する部品は、不均衡の冷却、ひいては残留熱応力を受け易い。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、更に複雑化する。
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曝露であることに留意するべきである。吸収性ポリマーデバイスは、エチレンオキシド(EO)ガスへの曝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。結果として、特にTよりも高い温度に曝露された際に、射出成形部品の「収縮」及び/又は「反り」が起こり得る。この場合には、吸収性医療デバイスにラクチド−グリコリドポリマー材料を使用した際、加工及び取り扱いがいっそう困難になる。EO滅菌プロセスは、部品をEOガスに曝露するだけでなく、部品を高温にも曝露することに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、収縮及び反り、並びに全体的な寸法の不安定さの問題が増大する場合が多い。
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多く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要素は、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(熱的に焼鈍)によって性能特性が変更される。熱処理加工の理由は、モルホロジー展開、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。正常に完了した場合、得られる部品は、より良好な寸法安定性を呈し得るとともに、より良好な機械的強度を呈し得る。
未だ歪んでいない、射出成形機から取り出された射出成形部品は、室温まで冷却/急冷することで、外観上、寸法安定性になり得る。しかしながら、通常は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曝露に伴って生じ得る。この寸法の歪みに対する潜在的な駆動力を克服するために、多くの戦略がとられており、それらには、(熱)焼鈍が挙げられる。
部品が寸法的に拘束され得る場合、熱焼鈍は2つの目標に向かって使用され得る。1つは、応力低下としても知られる、ポリマー鎖内の分子配向量の低減を試みることであり、もう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。
容易に結晶化する幾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得るが、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の場合、サイクル時間が極端に長引き、射出成形プロセスが非実用的になる。それ故、完全にポリマーモルホロジー展開が完了する前に、部品を金型から取り出す必要がある。
先に述べたように、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、熱処理により焼鈍されて、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モルホロジー展開を完了させ得る。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、本来の歪み条件に曝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。
物理的制約の必要なしに取り出された部品を焼鈍することが好ましいが、焼鈍プロセス中に部品が歪んで、部品が様々なニーズに対し許容できないものとなることが度々発生する。
部品を焼鈍して熱弛緩によって成形物内の応力(molded-in-stress)を低減することは、当該産業において公知である。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、高分子量のポリマーブレンドは、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、高度なレベルの機械的特性及びより優れた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、デバイス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歪みに対する抵抗を強化する目的で、又は分子配向を減少させて歪みに対する駆動力を低下させる目的で、部品を、歪みを生じない温度での熱処理(焼鈍)によって加工するのが理想的である。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)コポリマーデバイスを考慮されたい。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、収縮又は全体的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、それらを焼鈍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曝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、寸法安定性の状態に留まる高い剛性を生じ得るように、それらの部品を焼鈍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鋲の場合など、医療デバイス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。そのように要求を有する断面積のデバイスでは、鋲が意図された用途に見合うよう適切に機能することが求められる場合、デバイスの原料となるポリマーが本質的に剛性であるべきことが明らかである。
ポリラクチドホモポリマー又はラクチド/グリコリドコポリマー及びポリ(p−ジオキサノン)の溶融ブレンドにおいて剛性の強化を達成するためには、ポリ(p−ジオキサノン)の量を最小限に抑える必要がある。Smithの教示とは対照的に、ポリ(p−ジオキサノン)の濃度が25重量パーセントよりも低いラクチドリッチコポリマーとポリ(p−ジオキサノン)とのブレンドから成形された部品において寸法安定性を達成できることが見出されている。これらの低い濃度においてさえも、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。しかしながら、剛性の観点から言えば、ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の量を最小限に抑えることが有利である。
そのようなポリマーブレンドは知られているにも関わらず、この技術分野では、剛性、インビボ(その場)で保持される強度、寸法安定性、インビボ(その場)での吸収性、及び製造可能性などの改善された特性を、医療デバイスにもたらす新規の吸収性ポリマー材料が、そのようなポリマー材料から作製される新規の医療デバイス、及びそのようなポリマー材料から医療デバイスを製造する新規の方法と共に、継続して必要とされている。
本発明は、第1の吸収性ポリマーと第2の吸収性ポリマーとを含む、吸収性ポリマーブレンドを対象としている。本発明の一態様において、第1のポリマーは、約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む。第2のポリマーは、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もたらすのに十分大きい。詳細には、第1の吸収性ポリマーは、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比は約10:90〜約90:10である。
別の態様において、本発明は、第1の吸収性ポリマーと第2の吸収性ポリマーとを含む吸収性ポリマーブレンドを開示しており、この吸収性ポリマーブレンドにおいて、第1のポリマーは、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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む。第2のポリマーは、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含み、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90モルパーセント〜約95モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントが約5モルパーセント〜約10モルパーセントである。第2のコポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約40/60〜約60/40で、作製される。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分大きい。加えて、第1の吸収性ポリマーは、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成することができ、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比は約10:90〜約90:10である。
本発明の更に別の態様は、第1の吸収性ポリマーと第2の吸収性ポリマーとを含む吸収性ポリマーブレンドであり、この吸収性ポリマーブレンドにおいて、第1のポリマーは、約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む。第2のポリマーは、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含み、重合p−ジオキサノンのモルパーセントは約90モルパーセント〜約99モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントは約1モルパーセント〜約10モルパーセントである。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分大きい。第1の吸収性ポリマーは、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比は約10:90〜約90:10である。第2のコポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約40/60〜約60/40で、作製される。
本発明の更に別の態様は、吸収性ポリマーブレンドであって、第1の吸収性ポリマーと第2の吸収性ポリマーとを含み、第1のポリマーは、約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む。第2のポリマーは、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含み、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90モルパーセント〜約99モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントが約1モルパーセント〜約10モルパーセントである、吸収性ポリマーブレンドである。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分大きい。第1の吸収性ポリマーは、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比は約10:90〜約90:10である。第2のコポリマーは、単官能性重合開始剤又は二官能性重合開始剤のどちらか一方の単一の開始剤タイプを利用して作製される。
本発明のポリマーブレンドから医療デバイスを製造した場合、デバイスを形成する際の結晶化速度は、実質的に類似の又は同じ重合プロセス(ただし、単官能性重合開始剤又は二官能性重合開始剤のどちらか一方だけを利用する)によりポリマーブレンドを作製した場合の結晶化速度よりも速い。それ故、同じ又は類似の測定条件又は技法を用いた場合に、本発明は、従来の加工と比べて結晶化速度を上昇させ、製造されたデバイスの寸法安定性の向上をもたらす。本発明はまた、そのようなブレンドを含む吸収性医療デバイスも対象としている。
本発明の更なる態様は、上述した新規のポリマーブレンドから作製される医療デバイスである。
本発明の更に別の態様は、上述したポリマーブレンドから医療デバイスを製造する方法である。
本発明のこれら及びその他の態様並びに利点は、以下の説明及び添付の図面からより明らかとなるであろう。
本発明を実証する埋め込み型ステープル又は鋲の図面であり、小断面積を有するデバイスを示す。 図1のデバイスの限界寸法を示す、該デバイスの図面である。 熱焼鈍後に低い寸法安定性及び許容できないレベルの反りを呈する、図1のデバイスによる射出成形された鋲の写真画像である。 熱焼鈍後に優れた寸法安定性及び許容可能なレベルの反りを呈する、図1のデバイスによる射出成形された鋲の写真画像である。 ダンベル試験物品の図面である。 5重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)を有する実施例7Aのポリマー組成物から作製された、焼鈍する前のサンプルSTR 10−5の射出成形された鋲の写真画像である。 10重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)を有する実施例7Bのポリマー組成物から作製された、焼鈍した後のサンプルSTR 5−5の射出成形された鋲の写真画像であり、該射出成形された鋲は、焼鈍した後、許容できない反りを呈する。 10重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)を有する実施例7Aのポリマー組成物から作製された、焼鈍する前のサンプルSTR 10−4の射出成形された鋲の写真画像である。 10重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)を有する実施例7Bのポリマー組成物から作製された、焼鈍した後のサンプルSTR 10−4の射出成形された鋲の写真画像であり、該射出成形された鋲は、焼鈍した後、許容できない反りを呈する。 20重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)を有する実施例7Aのポリマー組成物から作製された、焼鈍する前のサンプルSTR20−3の射出成形された鋲の写真画像である。 20重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)を有する実施例7Bのポリマー組成物から作製された、焼鈍した後のサンプルSTR 10−3の射出成形された鋲の写真画像であり、該射出成形された鋲は、焼鈍した後に、優れた寸法安定性及び許容可能なレベルの反りを呈する。 40℃にて60分間の等温結晶化後に捕らえられたコポリマー11A〜11Dの、ホットステージ光学顕微鏡検査画像4つを示す。 40℃にて60分間の等温結晶化後に捕らえられたコポリマー11A〜11Dの、ホットステージ光学顕微鏡検査画像4つを示す。 40℃にて60分間の等温結晶化後に捕らえられたコポリマー11A〜11Dの、ホットステージ光学顕微鏡検査画像4つを示す。 40℃にて60分間の等温結晶化後に捕らえられたコポリマー11A〜11Dの、ホットステージ光学顕微鏡検査画像4つを示す。 一定冷却速度0.5℃/分にて溶融物の冷却中に得られたコポリマー11A〜11Eの非等温線DSCトレースを示すグラフであり、高速で結晶化するコポリマー11Cに関しては、勾配値及び結晶化のエンタルピーも含まれる。
米国特許第6,794,484号及び同第6,831,149号は、その全体が参照により援用される。
本発明の新規のポリマーブレンドは、第1の吸収性ポリエステルブレンド成分及び第2の吸収性ポリエステルブレンド成分から作製され、これらのブレンド成分の一方又は両方は、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成される。
ブレンド成分のうちの1つは、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)立体錯体、又はラクチドリッチラクチド/グリコリドコポリマーであり、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10である単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を用いて作製されたもの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(p−ジオキサノン)ホモポリマーは、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーでブレンド中で置換され得、この場合、重合p−ジオキサノンのモルパーセントは約90モルパーセント〜約95モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントは約5モルパーセント〜約10モルパーセントの範囲である。このコポリマーはまた、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が40/60〜60/40で、作製することが可能である。
ラクチドリッチラクチド/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(+)−ラクチドのどちらか一方であり、特に、メソ−ラクチド又はラセミ−ラクチドを避け、後者はL(−)−ラクチド及びD(+)−ラクチドの50/50ブレンドであることを理解されたい。ポリ(L(−)−ラクチド)及びポリ(D(+)−ラクチド)から作成される立体錯体を任意の割合で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混合物が特に好ましいことが更に理解される。更に、ラクチドリッチラクチド/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)との立体錯体であってよく、50/50混合物がここでも特に好ましい。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分大きい。
ラクチドリッチラクチド/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)とポリ(D(+)−ラクチド−コ−グリコリド)との立体錯体を含む第1のブレンド成分は、従来の方法で製造される。好ましい合成法は、好適な撹拌器を装備した反応器中で、モノマー対触媒のモル比が約50,000〜200,000:1の第一スズオクトエートを使用し、単官能性開始剤(例えばドデカノール(DD))対二官能性開始剤(例えばジエチレングリコール(DEG))を様々な比率で利用して、ラクチド及び/又はグリコリドモノマーを開環重合させることを含み得る。本発明のポリマーに適したモノマー対開始剤の比率は、約400:1〜約1,500:1の範囲であり得る。好ましい反応温度は、約150℃〜約250℃の範囲から選択され得る。本発明の実践において有用な吸収性ポリマー及びコポリマーは、25℃の温度にて0.1g/dLの濃度のヘキサフルオロイソプロパノール[HFIP]中で測定したときに、典型的には約1.0dL/g〜約4.0dl/g、好ましくは約1.5dL/g〜約2.5dL/gの範囲の固有粘度(IV)を有する。
第2のブレンド成分は、単官能性若しくは二官能性開始剤を単独で用いるか、又はこれら2つの混合物を用いるかのいずれかによって作製された、ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーであり得る。好適な単官能性開始剤としては、ドデカノールのような単官能性アルコールが挙げられる。好適な二官能性開始剤としては、ジエチレングリコールのような二官能性アルコールが挙げられる。ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマーの場合、この樹脂は、米国特許第4,052,988号に記載されている加工工程に従って製造することができる。
第2のブレンド成分がポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む場合、製造方法は、参照により援用される米国特許第6,794,484号及び同第6,831,149号に開示されているような、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物の利用を含むものであることが好ましい。結晶化が速くガラス転移温度の低い(20℃未満)、モル比が約90/10〜約95/5のp−ジオキサノン及びグリコリドのコポリマーは、好都合にも、開環重合により作製することができる。第2のブレンド成分ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーは、本発明の実践に有用であり、25℃の温度にて0.1g/dLの濃度のヘキサフルオロイソプロパノール[HFIP]中で測定したときに、典型的には約1.2dL/g〜約2.4dl/g、好ましくは約1.5dL/g〜約2.0dL/gの範囲の固有粘度(IV)を有する。本発明の新規のブレンドにおいて有用なコポリマーは、典型的には約90モル%〜約95モル%、好ましくは約92モル%の重合p−ジオキサノンを含有する。本発明の新規のブレンドにおいて有用なコポリマーは、典型的には約5モル%〜約10モル%、好ましくは約8モル%の重合グリコリドを含有する。92/8p−ジオキサノン/グリコリド(PDO/Gly)ブロックコポリマーを使用することが特に好ましい。
ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの好ましい合成法は、好適な撹拌器を装備した反応器中で、モノマー対触媒のモル比が約20,000〜約100,000:1の第一スズオクトエートを使用し、グリコリドあり又はなしで、対応するラクトンモノマー、p−ジオキサノンを開環重合させることである。
本発明の第2のブレンド成分を構成するポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーは本来はランダムであってよいが、対応するブロックコポリマーの方が好ましい。
p−ジオキサノン及びグリコリドのブロックコポリマーは、好適な撹拌器を装備した従来の金属製反応器中で、モノマー対触媒のモル比が約30,000:1の触媒(例えば、第一スズオクトエート)を使用し、単官能性開始剤ドデカノール(DD)対二官能性開始剤ジエチレングリコール(DEG)を50:50のモル比で利用して、開環重合により調製できる。モノマー対開始剤総量の比率値によってコポリマーの最終的な分子量が決定され、本発明の目的に合わせて、モノマー対開始剤総量の比率が約800:1〜約900:1の92/8 PDO/Glyコポリマーを作製することができる。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなしに、触媒レベルにおける変動、並びにモノマー対開始剤総量の比率における変動が生じ得ることを理解されたい。
本発明の新規のブレンドにおいて有用なPDO/Glyコポリマーの調製に使用可能な重合プロセスは、100%のp−ジオキサノンを使用した第1の段階のホモ重合と、グリコリド100モル%の追加されたモノマー組成物を使用した第2の段階のブロック共重合と、を含む、2つの工程からなる重合である。第1のホモ重合工程は、約100℃〜約120℃の温度にて約4〜6時間継続して実施する。第2の共重合工程は、典型的には、約130℃〜約150℃にて更に1〜2時間実施する。第2の段階後に、未反応p−ジオキサノン及びグリコリドモノマー(典型的には10%〜20%)を、例えば、従来の減圧回転式乾燥機又は従来の流動床乾燥機を利用して、真空乾燥手順により除去することができる。好ましい実施形態においては、乾燥させたサンプルの全般的な最終組成により、HNMR分析により測定したときに、約92モル%の重合p−ジオキサノンと8モル%の重合グリコリドとのコポリマーが提供される。この所望される化学組成を達成するには、p−ジオキサノンモノマー中の初期のモノマー充填率を、PDO約94モル%及びグリコリド6モル%と、僅かに多くする。
あるいは、製造され、上述の放出された樹脂を、従来の窒素パージ炉に入れ、約80℃の温度にて固体状態の様式で約48時間〜約80時間加熱してもよい。この工程は、更にモノマー変換を増加させ及び/又は樹脂の分子量を増加しようとして実施され得る。固相重合処理の後、反応器でのみ生成される樹脂に関して記述されている同一の手順を用い、樹脂を加工してもよい。
本発明のブレンドは、単官能性開始剤のみ若しくは二官能性開始剤のみのいずれかでポリマーから作製された対応物よりも高速に、若しくはより高い程度までのいずれか、又はその両方で結晶化する。本発明のポリマーを溶融加工する際、高速での結晶化は有利である。これは、例えば、射出成形プロセスを使用して医療デバイスを製造する際、特に当てはまる。この部類の材料の場合、寸法安定性は通常、結晶化により達成されるため、ガラス転移温度の低い樹脂から物品を射出成形する際、急速に結晶化することは特に有利である。結晶化の不在下では、ガラス転移温度の低いポリマーから作製された射出成形部品はまた、取り出しプロセス中に及んだ力がどんなに軽度であっても耐えられないので、型から取り出された際に歪み及び変形を呈することも多い。物品の結晶化が速くなると、射出成形サイクル時間が短縮され得る。経済的な影響、即ち、コスト削減の可能性があるだけでなく、サイクル時間の短縮も、高温の機械内にポリマーが存在する時間を低減させ、起こり得る劣化の量を減らすことにより、部品品質が更に向上する。部品において型から取り出される前に必要とされる結晶化度の量は、樹脂のガラス転移温度のほか、樹脂の分子量にも依存する。ガラス転移温度が低いほど、必要とされる結晶化度レベルが高くなる。ガラス転移温度の低い吸収性合成ポリマーによっては、少なくとも10%の結晶化度レベルを有することが有利であり、幾つかの事例においては、少なくとも約15%、好ましくは約25%超であることが、寸法安定性をもたらすうえで必要な場合がある。
本発明が様々な様式で実践することが可能であり、依然として本発明の範囲内に含まれることは明らかである筈である。これらの方法の幾つかを以下の表1に要約する。
Figure 2017505832
発明が解決しようとする課題I:
吸収性樹脂の多くは、ガラス転移温度がかなり低いため、形成された部品が十分な程度まで結晶化されない限り、撓み温度が低くなる。サイクル時間の増加によって型内で十分な結晶化を起こす際、経済的な観点[製造された部品数/時]から、所定の部品を形成する射出成形プロセス中の結晶化度展開の速度が極めて重要である。ただし、更に重要であろうことに、性能の観点からすると、サイクル時間が長いと、バレル内での滞留時間が長引いて、樹脂の劣化に繋がる。この劣化によって、樹脂の分子量が減少し、結果的に機械的特性が低下するため、埋め込み後は、経時的に機械的特性の損失が速まる可能性がある。
それ故、吸収性樹脂の結晶化度を増大させて、成形部品における寸法安定性の展開を助けることが望まれる。
関連する課題は、(前述した結晶化度とは対照的に)展開される究極的な結晶化度レベルである。部品歪み、及びその他の形態の寸法不安定性(例えば、収縮)を効果的に最小限に抑えるためには、十分な結晶化度レベルを展開させる必要がある。射出成形部品において分子配向が大きくなるほど、歪みに対する駆動力が強まる。分子配向が大きくなるほど、その様々な形態の歪みに抵抗するために高い結晶化度レベルが必要とされる。加えて、ガラス転移温度の低い吸収性合成ポリマーは、歪み影響され易いため、ここでも部品における高い結晶化度レベルを展開させる必要がある。
それ故、吸収性樹脂の結晶化度を上昇させることが望まれるだけでなく、成形部品において展開される結晶化の割合を高めて、該部品の寸法安定性を増強することも、更に望まれる。
課題を解決するための手段I:
本発明者らは、本発明において、良好な寸法安定性を保有する埋め込み型の医療デバイスの製造に有用である少なくとも2つの吸収性ポリマーの新規の吸収性ポリマーブレンドを提供できることがわかった。これは、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して、第1の吸収性ポリマーであるポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを合成し、それをポリ(p−ジオキサノン)とブレンドすることによって達成される。また、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマー又はポリラクチドホモポリマーの群から選択される第1の吸収性ポリマーを、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成された第2の吸収性ポリマーであるポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)とブレンドすることによっても達成できる。あるいは、所与のポリマー成分中にグリコリドが最小5モルパーセントで存在する場合、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して、第1及び第2のポリマーを合成することも可能である。本発明の或る代替実施は、第1の吸収性ポリマーを、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して作製されたポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーとし、第2の吸収性ポリマーを、単官能性又は二官能性開始剤のどちらか一方を使用して合成されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)とした場合の事例である。
より速い結晶化度、及び結晶化度が成形部品において更に高い割合で展開されたことにより、ブレンドの組成をより低いポリ(p−ジオキサノン)[又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)]濃度に変えることが更に可能となり得ることに留意すべきである。低Tポリマー成分、[ポリ(p−ジオキサノン)又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)]の低減により、剛性を更に増強させることができる。
発明が解決しようとする課題II:
所定の組成にて剛性の強化が必要とされる場合がある。これは、より高い弾性率を要するものとして解釈され得る。所定の組成で、成形部品において展開された結晶化率を高めることにより、該部品の剛性を増強させることが可能である。この場合、課題の提示は「熱処理を施す以外に、成形部品における結晶化レベルの割合を高めるにはどうしたらよいか?」となる。
課題を解決するための手段II:
本発明は更に、埋め込み型の医療デバイスの作製に適した新規のポリマーブレンドを提供する。このポリマーブレンドは、好ましい重合開始剤が選択されるため、以前に出回っていた同じ組成の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依然として良好な寸法安定性を備える。
課題/解決策Iでは、結晶化速度を上昇させ全体的な結晶化度を高めることによって、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー中のポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセントを低減し得ることに注意されたい。ここで、課題IIに関して、ブレンド中の成分比率が不変のままである場合を検討する。
単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10の、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して、第1の吸収性ポリマー、第2の吸収性ポリマー又は両方の吸収性ポリマーを合成することによって、成形部品において生じる全体的な結晶化度が高めまるとともに、結晶化率が上昇するため、以前に出回ってい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依然として良好な寸法安定性を備える埋め込み型の医療デバイスの作製に適した新規のポリマーブレンドを提供できることがわかった。加えて、新規のブレンドは、有効な寸法安定性を失うことなしにポリ(p−ジオキサノン)重量パーセントを低下させ得ることにより、成形部品の剛性を増強できる。これは、高められた結晶化度を有し、成形部品における全体的な結晶化度を高める、混合開始剤により作製されたポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーによって達成される。
発明が解決しようとする課題III:
所与の弾性率レベルでは、体内にデバイスが存在する時間を低減させる目的から、吸収速度を上昇させることが望ましい場合がある。これは、ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマーブレンド成分をポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーで置換することによって行われ得るが、単一の開始剤(単官能性又は二官能性)を使用して作製されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーが概してゆっくりと結晶化するため、寸法安定性を展開するのが困難になるという課題がある。
課題を解決するための手段III:
寸法安定性を有する埋め込み式の医療デバイスを吸収速度を上昇させるため、本発明者らは更に、本発明において、第1の吸収性ポリマーと第2の吸収性ポリマーとを含む新規の吸収性ポリマーブレンドを提供する。この吸収性ポリマーブレンドにおいて、第1のポリマーは、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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む。第2のポリマーは、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含み、重合p−ジオキサノンのモルパーセントは約90〜約95であり、重合グリコリドのモルパーセントは約5モルパーセント〜約10モルパーセントである。第2のコポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が40/60〜60/40で、作製される。ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分大きい。
この解決は、前述のブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマーをポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーで置換することによって開始される。ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー中にグリコリドが存在すると、吸収速度が上昇する。混合開始剤を使用してポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを合成することによって、単官能性又は二官能性の単一の開始剤タイプにより作製された対応するポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーと比べて、この樹脂の結晶化速度が迅速化される。この結果、好ましいポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーによって、成形部品を十分に安定化させて、更なる社内での加工、殺菌、包装、運送、保管等の間の反り及び寸法不安定性を回避するための加工を行うことができる。
本発明の新規の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、回転式乾燥機でのドライブレンド、溶液ブレンド、押出溶融ブレンド、射出成形、熱焼鈍、並びにエチレンオキシド滅菌プロセスが挙げられる。混合物のドライブレンド及びそれに続く溶融ブレンドに対する代替法は、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式フィーダーの使用を含んでもよく、この押出機は、単軸押出機であってもよいし2軸押出機であってもよい。あるいは、多数の押出機を使用して、例えば共押出でのようにブレンド成分の溶融物を供給してもよい。樹脂乾燥が目的の、樹脂成分又はブレンドの脱揮による残留モノマーの除去は、適切な温度スキーム又は流動床乾燥を使用し、再び適切な温度スキームを使用して、真空回転式乾燥をはじめとする様々な従来の手段により達成できることに注意されたい。
本発明のブレンドは、従来の熱プロセスを含む熱プロセスにより作製され得る。本発明のポリマーブレンドを生成するための熱プロセスの例としては、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、熱脱揮による真空回転式乾燥、高温での溶媒抽出によるモノマーの除去、及び樹脂焼鈍を含み得る、押出機における溶融ブレンドが挙げられる。
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直接供給することに関する。加えて、当業者には理解されるように、この技法は、他の加工方法論(これらに限定されないが、フィルム又は繊維押出など)に適用することが可能である。ポリマーブレンド成分の熱履歴の制限は、早期劣化の可能性を避けるので有利である。熱加工の更なる方法には、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、メルトブローン不織布押出、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をはじめとするプロセスが含まれ得る。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て溶融物中でブレンドされ得る。
製造プロセス設備の他の例としては、容量が約8リットル〜約284リットル(約2ガロン〜約75ガロン)の大きさの範囲の化学反応器、約3/100キロリットル〜約6/10キロリットル(約1立方フィート〜約20立方フィート)の範囲の加工脱揮乾燥機、直径が約2及び54/100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、及び大きさが約6〜約36メガグラム(約7〜約40トン)の範囲の射出成形機が挙げられる。製造プロセス設備としては、この分野における従来の設備及びその等価物が挙げられる。
所望する場合、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てもよい。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デバイスに更なる効果をもたらす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もたらすのに十分な量で存在するであろう。典型的に、他の補助剤の量は約0.1重量パーセント〜約20重量パーセントである。幾つかの成分タイプの場合、濃度は、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り得る。
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)等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剤の例としては、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。概して、治療薬としては、限定されないが、抗生物質及び抗ウイルス剤のような抗感染剤、鎮痛薬及び鎮痛薬の組み合わせ、食欲抑制薬、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、全般的な冠血管、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などのその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、コリン作用剤、化学療法剤、止血剤、血栓溶解薬、放射性医薬品及び細胞増殖抑制薬(cystostatics)を挙げることができる。治療的に有効な用量は、インビトロ又はインビボ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。添加剤の放出速度も、治療すべき治療状態に応じて、有利な分析結果を決定するために当業者の範囲内で変えてよい。
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、合成ポリマー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(無水物)、ポリホスファゼン、ポリジグリコレート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。更なる好適なポリマーを含めることは、製造されたデバイスにおける寸法安定性の獲得に依存することを理解されたい。
本発明の目的に合わせて、上述の任意の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、本発明の医療デバイスは、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。そのようなデバイスの例としては、吸収性ポリマー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。
本発明のポリマーブレンドから成形され得る医療デバイスの例は、図1に見られるような組織鋲10である。図1は、本発明を実証する埋め込み型ステープル即ち鋲の図面であり、小さい断面積を有するデバイスを示す。このデバイスの材料は、鋲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。
鋲10は、2つの脚部材20を有するように示され、この脚部材は、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、この遠位端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として示される長さ74を有するように示されている。地点60は、寸法Xとして示される距離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鋲は、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。
評価対象として選択された物品は、ヘルニア修復用の5mm腹腔鏡デバイスであり、脚の終端に脚及び組織保持手段を有するステープル又はストラップの形態のものであった。このデバイスは、図2に示されている。この物品は幾何学的に複雑であり、焼鈍プロセスを経た後に、従来のエチレンオキシド滅菌プロセスを使用して滅菌されたものであった。このデバイスは、腹腔鏡及び開腹手技の両方において、補綴メッシュを軟組織に固定させるために用いられた。
図1に描いてあるデバイスに関して、先端間(tip-to-tip)距離は限界寸法である。図2を参照されたい。図2は、図1のデバイスの限界寸法を示す、該デバイスの図面である。これらの寸法は、寸法安定性の欠如により変化した場合、デバイスの性能の悪さ及び/又は破損に繋がる可能性がある。図1に描かれる物品における0.292センチメートル(0.115インチ)未満の先端間距離は、許容可能であるとされる一方、0.292センチメートル(0.115インチ)以上の先端間距離は、許容できないとされ、「破損モード1」又は「fm1」として示された。同様に、図1に描かれる物品のかかり部材の長さも、限界寸法であると見なされた。0.345センチメートル(0.136インチ)以下のかかりの長さは、許容できないと見なされ、「破損モード2」又は「fm2」として示された。
写真画像及び寸法は、Keyenceデジタル顕微鏡、モデルVHX−600を使用して倍率20Xで捕らえることが可能である。
図3は、焼鈍する前に、本発明以外のポリマー組成物から作製された図1に示す設計に基づく射出成形された鋲が、焼鈍した後に許容できない反りを示すことを描いた図である。図3は、焼鈍した後に明らかに反りが生じた射出成形された鋲を示す。
図4は、焼鈍する前に、本発明以外のポリマー組成物から作製された図1に示す設計に基づく射出成形された鋲が、焼鈍した後に許容可能な反りを示すことを描いた図である。図4は、焼鈍した後の射出成形された鋲を示す。
本発明のブレンドを用いて、様々な溶融加工技術を使用する医療デバイスを製造できることを理解されたい。上記の実施例の幾つかに見られるように、射出成形は、適用可能な技術の1つである。本発明のブレンドを利用する様々な設計を採用できることが更に理解される。
製造されたそのようなデバイスの1つは、直径0.51センチメートル(0.20インチ)及び厚さ0.1センチメートル(0.05インチ)の実質的にディスク様の末端を有する、長さ0.89センチメートル(0.35インチ)のダンベルの形態のものである。2つのディスク間の接続は、直径0.16センチメートル(0.062インチ)の実質的に円形の断面を有していた。このダンベルデバイスの機械製図を、図5に示す。この設計は、85/15ラクチド/グリコリドコポリマーを対照及び本発明のポリマーブレンドとして使用して射出成形されるものであり、具体的には、単官能性重合開始剤ドデカノール及び二官能性重合開始剤ジエチレングリコールを用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が75/25で作製された、10重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)と90重量パーセントの85/15(モル基準)ラクチド/グリコリドコポリマーとの溶融ブレンドである。このブレンド組成物は、係属中の米国特許出願第12/887,995号「Bioabsorbable Polymeric Compositions,Processing Methods,and Medical Devices Therefrom」の範囲外とされることに注意されたい。
このようにして製造された物品を、60℃、70℃及び80℃にて、それぞれ8時間、4時間及び4時間、制約なしに熱的に焼鈍する。この焼鈍プロセス後に、85/15ラクチド/グリコリドコポリマーから成形されたデバイスは、実質的な収縮及び反りを呈する。本発明のブレンドから成形されたデバイスは、焼鈍した後に、実質的に収縮及び反りがない筈である。
本発明の好ましい実施形態では、射出成形部品は、外科分野において見ることができるが、それは、ポリマーブレンドの全体にわたってバイオレットの着色料又は染料が散在されるためである。この染料、即ち、D&CバイオレットNo.2を、ポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマーの一部としてブレンドに導入する。代替的に、着色料をラクチド系ポリマーの一部としてブレンドに導入してもよい。更に別のバリエーションでは、ポリマー成分を一緒にブレンドする時点で、例えば、溶融ブレンド又はドライブレンドプロセス中に、染料を添加してもよい。当業者には明らかとなるように、上述の手法のほか多様な従来の様式にて、本発明のポリマー組成物に着色剤を添加することも可能である。着色剤は、D&CバイオレットNo.2及びD&CブルーNo.6を、ポリマーブレンド又は医療デバイスの約0.01重量パーセント〜約0.3重量パーセントの範囲の量にて含み得る。色が必要でないか又は望ましくない外科用途では、外科用物品に色がないように、染色されていないポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマーをブレンド中に使用する。
本発明のポリマーブレンドから作製された本発明の吸収性医療デバイスとしては、これらに限定されないが、ステープル、鋲、クリップ、縫合糸、組織定着デバイス、メッシュ定着デバイス、吻合デバイス、縫合糸及び骨アンカー、組織及び骨ネジ、骨プレート、人工装具、支持構造体、組織増強デバイス、組織結紮デバイス、パッチ、基板、メッシュ、組織工学スカフォールド、薬物送達デバイス、並びにステントを含む従来の医療デバイス、特に植え埋め込み可能な医療デバイスが挙げられる。
以下の実施例は本発明の原理及び慣行を例示するものであるが、それらに限定されるものではない。
(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き反応器に、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、0.03kPa(200mトール)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て、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、容器を180℃/時間の速度で加熱した。モノマーが完全に融解しバッチ温度が110℃に達するまで容器を130℃に維持した。この時点で、撹拌回転を下方に切り替えた。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℃に達するまで容器を加熱した。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、続く焼鈍のために、その容器から好適な容器内に排出した。この容器を、105℃に設定した窒素焼鈍炉内におよそ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。
この焼鈍サイクルが完了した後、ポリマー容器を炉から取り出し、室温に冷却させた。ここで結晶化したポリマーを容器から取り出し、袋に詰め、およそ−20℃に設定された冷凍庫に最低24時間入れた。ポリマーを冷凍庫から取り出し、分粒篩を装備した従来のCumberland造粒機に入れて、およそ0.4763センチメートル(3/16インチ)の大きさ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であった。次いでこれを0.08キロリットル(3平方フィート)の従来のPatterson−Kelley回転式乾燥機内に入れた。
乾燥機を閉め、0.03kPa(200mトール)未満になるまで減圧させた。一旦圧力が0.03kPa(200mトール)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、バッチを10時間にわたって真空調整した。10時間の真空調整の後、油温を32時間、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、回転及び高真空を維持した。ポリマーは、容器を窒素で加圧することによって乾燥機から放出させ、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の固有粘度を呈した。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)
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き反応器内に、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バイオレット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、0.07kPa(500mトール)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、容器を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、容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センチポアズに達すると、バッチの排出準備が整った。撹拌機の速度を5RPMに低下させ、容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容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。約96時間の固相重合が開始された。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小限に抑えた。
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取り出し、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、約−20℃に設定された冷凍庫に最低24時間入れた。ポリマーを冷凍庫から取り出し、分粒篩を装備した従来のCumberland造粒機内で粉砕して、ポリマー顆粒径を約0.4763センチメートル(約3/16インチ)の大きさまで減少させた。次いで、顆粒を篩にかけてあらゆる「微粒子」を除去し、次いで0.6キロリットル(20平方フィート)の従来のPatterson−Kelley回転式乾燥機内に入れた。
乾燥機を閉め、0.3kPa(2mmHg)未満になるまで減圧させた。一旦圧力が0.3kPa(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10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、95℃に維持した。この加熱期間の終了時、バッチを少なくとも4時間冷却し、その間、回転及び真空を維持した。窒素で容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、放出弁を開き、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の固有粘度を呈した。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3)
本発明において用いられるブロック92/8 PDO/Glyコポリマーの合成
機械的撹拌器を装備した清潔な乾燥ステンレス鋼製、油加熱式の従来型ジャケット付き反応器中で、モノマー対触媒のモル比を30,000:1とした第一スズオクトエート(スズ総量:29重量%)を使用して、単官能性開始剤ドデカノール(DD)と二官能性開始剤ジエチレングリコール(DEG)を50:50のモル比で用い、開環重合により、一連のPDO/Glyブロックコポリマーを調製した。モノマー対開始剤総量の比率値によって、コポリマーの最終的な分子量が決定される。a)モノマー対開始剤総量の比率を825:1とした実施例3A、及びb)モノマー対開始剤総量の比率を900:1とした実施例3Bの、2つの92/8 PDO/Glyコポリマーについて記載する。
PDO/Glyコポリマーの調製に使用される重合プロセスは、100%のp−ジオキサノンを使用した第1の段階のホモ重合と、グリコリド100モル%の追加モノマー組成物を使用した第2の段階のブロック共重合と、を含む、2つの工程からなる重合である。典型的なPDO/Gly重合の第1の段階にて、機械的撹拌器を装備した清潔な乾燥ステンレス鋼製、油加熱式のジャケット付き反応器中に、窒素パージ下で、指定された量のp−ジオキサノン、第一スズオクトエート触媒溶液(トルエン中)、DD及びDEG(DD/DEGのモル比を50/50としたもの)、並びに染料(D&CバイオレットNo.2、0.04重量%)を充填した。反応器の充填後、第1の工程は圧力を約20分間降下させて1トール未満にし、その後、窒素ガスを導入して、大気力を僅かに上回るまで圧力を上昇させた。25分間の減圧−保持期間を用い、排気/窒素パージプロセスを繰り返した。構成成分を絶えず撹拌しながら110℃になるまで加熱してから、この温度にて約4.5時間維持した。
第2の段階では、油が反応器の外側ジャケットに入る温度は135℃まで上昇する。グリコリドモノマーを先に115℃の溶融タンク中で溶融させてから、窒素パージ下で重合PDOを収容する反応器に移した。第2段階の最初の15分間に撹拌器速度を20RPMまで上昇させて、原料のブレンドが強化された。重合は典型的に約1時間15分にわたって続行された。結果として得られたブロックコポリマーを、アルミニウム又はテフロンコーティングされたトレイに放出した。コポリマーの放出が完了した後、このトレイを室温に設定された窒素硬化炉に入れて、一晩冷却させた。翌日、樹脂を保管バッグに入れ、秤量して冷凍庫に移した。引き続き、3/16インチのスクリーンを使用して冷凍ポリマーを粉砕してから、No.18スクリーン篩を使用して篩にかけた。その後、高温の減圧下でコポリマーを乾燥させた。概して、乾燥させた全てのコポリマー中に残留するグリコリドモノマーは通常H NMRにより明らかなように、約0.1〜約0.2モルパーセントの範囲に及ぶのに対して、残留p−ジオキサノンモノマー濃度は通常H NMRにより明らかなように、約0.20〜約0.80モルパーセントの範囲に及ぶ。
乾燥手順は、従来のPatterson−Kelley回転式乾燥機で遂行される。樹脂の充填後、乾燥機を閉め、0.03kPa(200mトール)未満になるまで減圧させた。圧力が0.03kPa(200mトール)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10時間維持した。10時間後、オイルジャケット温度を65℃に設定し、この温度で4時間乾燥した。油温を再び、今度は75℃まで上昇させた。この期間は、4時間続いた。最終的な加熱期間を85℃にて24時間採用した。最終的な加熱期間の終了時に、回転及び真空を維持しながらバッチを2時間冷却した。ポリマーを、窒素で容器を加圧させることによって乾燥機から放出させ、放出弁を開き、ポリマー顆粒を長期保管用の待機容器に降下させた。乾燥させたサンプルの全体的な最終組成によって、H NMR分析で測定したときに、約92モル%の重合p−ジオキサノンと約8モル%の重合グリコリドとのコポリマーが得られた。この所望される化学組成を達成する目的で、p−ジオキサノンモノマー中の初期のモノマー充填率を、PDO 94モル%及びグリコリド6モル%と、僅かに多くした。これらのコポリマーの加水分解による劣化に対する感応性が高いことから、材料を減圧下で保管し、厳格な乾燥窒素条件下で試験した。
本実施例に従って製造された乾燥92/8 PDO/Glyコポリマー樹脂の最終的な選択された特性を、表2に示す。
Figure 2017505832
固有粘度は、25℃にて、濃度0.1g/dLのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)溶液中で測定された。
** 従来のGPC法により測定された重量平均分子量
*** メルトインデックス測定(MT987 Extrusion Plastometer,Tinius Olsen,Willow Grove,PA,USA)は、150℃にて6,600g重量のディスクを使用して実施された。ダイの直径は0.066センチメートル(0.0260インチ)であり、ダイの長さは0.800センチメートル(0.315インチ)であった。
代替的に、製造され上述された、微量部分の放出された樹脂を、窒素パージ炉に入れ、約80℃にて固体状態の様式で約72時間加熱した。この工程は、更にモノマー変換を増加させ及び/又は樹脂の分子量を増加しようとして実施された。固体状態重合処理の後、樹脂は、上述の同じ手順を使用して、粉砕され、ふるい分けされ、乾燥された。
(実施例4)
85/15ラクチド/グリコリドコポリマーと、混合開始剤手法を用いて作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーとのドライブレンド
本実施例では、85/15ラクチド/グリコリドコポリマーを、実施例3に記載されている混合開始剤により作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーとドライブレンドした。5、10、及び20重量パーセントの最終ブレンド濃度にて、混合開始剤により作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを用い、ドライブレンドを作製した。以下で更に述べるように、ドライブレンドを引き続き溶融ブレンドした。
(実施例5)
85/15ラクチド/グリコリドコポリマーと、混合開始剤手法により作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーとの溶融ブレンド
ドライブレンドが一旦生成され、少なくとも3日間真空状態にしておくと、溶融ブレンドされ得る。実施例4のドライブレンドを、以下の方法で溶融ブレンドした。従来の2軸押出機ZSK−30に、残留モノマーを揮発させるための二重真空ポートを用いる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るように、運搬、圧縮、混合及び密閉要素などの、幾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。押出機温度ゾーンを160℃〜180℃の温度まで加熱し、減圧冷却トラップを−20℃に設定した。予備調整されたドライブレンド顆粒を減圧から除去し、窒素パージ下で2軸供給ホッパーに入れた。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、ドライブレンドが押出機に供給されるようにした。
ポリマー溶融ブレンドは、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内に供給された。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、通常はペレット当たり約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、全ポリマードライブレンドが、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従来の0.08キロリットル(3立方フィート)のPatterson−Kelley乾燥機に入れ、真空下に置いた。乾燥機を閉め、0.03kPa(200mトール)未満になるまで減圧させた。圧力が0.03kPa(200mトール)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、バッチを少なくとも4時間冷却し、その間、回転及び真空を維持した。ポリマー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放出させ、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、及び気密であることとを可能にする弁が装備された保管容器によって、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0.0660センチメートル(0.0260インチ)であり、ダイ長さは0.800センチメートル(0.315インチ)であった。GPC法により計算された重量平均分子量(M)の結果及びメルトフローインデックス(MFI)を、表3に要約する。
Figure 2017505832
(実施例6)
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]に急冷した後、10℃/分の一定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℃に急速に急冷(−60℃/分)した関心対象のサンプルを、次いで5℃/分の一定加熱速度で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生じ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 2017505832
意外にも、第2の熱ΔH値(表4の最終列)は、所与の一連の条件(加熱速度:5℃/分)下で、結晶化度値が高まり、結果として、本発明のブレンドの結晶化速度が、対照[PDSホモポリマー20%を有する標準85/15 Lac/Gly、サンプル5A]より速いことを示唆している。つまり、本発明のブレンドではΔH値が1.2〜5.7J/gの範囲に及んだのに対して、対照のサンプル5Aでは僅か1.0J/gであった。本発明のブレンド(5D及び5E)には、92/8 PDO/Gly成分がそれぞれ10重量%及び5重量%だけ含有されていたことに注意されたい。驚くべきことに、表4に示す第2の熱DSCデータから明らかなように、本発明のブレンド5B中に92/8 PDO/Gly部が存在するために、結晶化の困難な85/15 Lac/Glyコポリマーの結晶化が促進されたことが観測された。明瞭にするため、標準85/15 Lac/Glyと20重量パーセントの92/8 PDO/Gly成分とのブレンドから作製されたサンプル5Bは5.7J/gのΔHを有し、これと比較してサンプル5A対照では値が1.0J/gであった。驚くべきことに、大部分の5.7J/g溶融吸熱は、結晶化の困難な85/15 L/G部に由来していた。対照、即ちサンプル5Aは、実施例2の20重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)とブレンドされた標準85/15 Lac/Glyコポリマー(実施例1)であった。
加えて、第1の熱測定(表4の第5列)から得られるΔH値から明白であるように、本発明のブレンド及び対照のサンプルをほぼ最適な熱加工条件に供し、それにより、それぞれの樹脂をその最高の実際的レベルまで結晶化させた場合、本発明のブレンドは、対照より僅かに高い結晶化度レベル(サンプル5C)又はほんの僅かに低い結晶化度レベル(サンプル5D及び5E)のいずれかを達成した。
(実施例7A)
対照ポリマー及びブレンド並びに92/8 PDO/Glyコポリマーを含有する本発明のブレンドの、ストラップ及びダンベルへの射出成形
射出成形は、プラスチック産業において周知のプロセスである。射出成形は、プラスチック樹脂を溶解し、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。本発明の目的に合わせて、2つの射出成形形状、ストラップ及びダンベルを調査した。これらの形状は、それぞれ図1及び図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。本発明の目的に合わせて、従来の27Mg(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5のポリマー及びブレンドを、以下の一般方法で、射出成形機によって加工した。
重力によってポリマーを窒素パージ下でホッパーから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させ、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進させ、これが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、又は取り出され、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、金型が閉じられると開始し、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、金型内の部品は満足な温度まで冷却され、金型が開けられ、部品が取り出された。次のサイクルは、金型の閉じられると同時に開始した。サイクル時間は、約25秒〜約75秒の範囲であり、部品の大きさ及び材料の組成などの多くの要因に基づいていた。
(実施例7B)
成形部品の焼鈍
次いで、実施例7Aの射出成形物品を熱焼鈍サイクルに供して、ポリマーモルホロジーを熟成させた。部品の水平面内で該部品が歪まないように支持する焼鈍治具を使用して、実施例7Aの物品を焼鈍した。この焼鈍治具は、焼鈍中の高温での歪みに対する抵抗を補助することを意図したものであるが、寸法不安定性の部品の反りは防止されない。実施例7Aの物品に用いた焼鈍サイクルは、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)又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)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。最後に、80℃の工程は、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)相を更に結晶化させる。所定のデバイス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焼鈍条件が見出され得ることに留意すべきである。これらの有利な焼鈍条件は、実験、焼鈍温度及び焼鈍持続時間の変更、並びに応答の測定を通して策定することが可能である。
実施例7Aの射出部品が焼鈍されると、それらは実施例7Bの焼鈍部品として特定された。
(実施例8)
焼鈍し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、多くの焼鈍したダンベル(DB)に関する熱量測定データを得た。これらのデータには、80重量パーセントの85/15 L/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 8A];実施例1の無希釈85/15 L/Gコポリマー[DB 8B];実施例3Aの80重量パーセントの85/15 L/Gコポリマーと20重量パーセントの92/8 PDO/Glyコポリマーとの本発明のブレンド[DB 8C]、並びに実施例3Bの80重量パーセントの85/15 L/Gコポリマーと20重量パーセントの92/8 PDO/Glyコポリマーとの本発明のブレンド[DB 8D]に基づくサンプルが含まれる。焼鈍したダンベルDB 8C及びDB 8Dは組成が同一であるが分子量が異なること、DB 8Cの分子量がDB 8Dより僅かに小さいことに注意されたい。これらの異なるブレンドから作製された焼鈍したダンベル(中心区分)に関して得られたDSC結果を、以下の表5に要約する。
Figure 2017505832
焼鈍条件:60℃にて8時間、次いで70℃にて4時間、続いて80℃にて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。これらのブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)[別名PDS]又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのガラス転移温度Tを特定したが、このガラス転移温度は、相が分離したモルホロジーを示す。85/15 L/Gコポリマー及びPDS又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー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が観察された。これらの融解転移温度うちの1つは、ホモポリマーポリ(p−ジオキサノン、又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーに対応し、もう1つはL/Gコポリマーに対応していた。対照ダンベル(DB 8A)の場合、PDS系溶融物が102℃で観測された一方、L/Gベースの系溶融物は147℃で観測された。本発明のブレンド(8C及び8D)から作製されたダンベルの場合は、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー系溶融物が101℃〜102℃の範囲であった一方、L/G系溶融物は147℃〜148℃の範囲であった。これらの2つの吸熱が存在すること、及びブレンド成分の相対量が変わっても温度に関してほとんど変化しないままであるという事実から、相が分離したモルホロジーが更に暗示される。溶融熱の組み合わせ、2つの融解吸熱のΔHが、表5の最終列に報告されている。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を理解することによって、結晶化度レベルをモデル化することができる。
表5に記載されている実施例3A及び3BのL/Gコポリマー及び92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの本発明のブレンドに基づく樹脂から調製された全ての焼鈍した成形ダンベルは、L/Gコポリマー単独[サンプルDB 8B]と比較したとき、及び本発明のものでない対照ブレンド[サンプルDB 8A]と比較したときに、それより遥かに高いΔH値を呈することに留意されたい。これらのより高いΔH値は、予測結晶化度レベルがより高いことを示唆する。以下の実施例9に示すように、ダンベルにおいて結晶化度レベルが高くなると、デバイスの強度及び剛性の増強に繋がり得る。
(実施例9)
対照ブレンド及び混合開始剤により作製された一連の本発明のブレンド組成物から作製された、焼鈍したダンベルの引張り特性
実施例7A及び7B(特にサンプルDB 8A、DB 8C、及びDB 8D)に記載されている射出成形により作製されたダンベルの形態の焼鈍試験標本を、機械的特性に関して試験した。
45kg(100lbs.)のロードセルを使用した従来の機械的試験機Instron Model 5544(Norwood,MA,USA)を利用して、焼鈍したダンベルを試験した。全ての計器は、試験の時点で較正の範囲内であった。標本を破砕するまで速度1cm/分(0.5インチ/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。以下の式を使用した。
E=(ΔF/A)/(ΔL/L
式中、Eは、計算されたヤング率であり、ΔFは、選択地点で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)であった。データの要約を表6に示す。
Figure 2017505832
上の表6のデータから明らかなように、PDS又は92/8 PDO/Glyコポリマー(20%)のいずれかの同量の微量成分に関して、92/8 PDO/Glyコポリマー含有ブレンドから作製された焼鈍したダンベルの強度及び剛性は、全体的な組成は同じであるがPDSホモポリマーを含めて作製された対照ブレンドよりも大きい。これは、表6(サンプルDB 8C及び8D)から明らかであるように、本発明のブレンドから作製された焼鈍したダンベルの結晶化度レベルが高いことに起因する。
(実施例10)
寸法安定性
ストラップ(別名鋲又はステープル、図1及び2参照)の形態の実施例7A及び7Bの射出成形物品[即ち、焼鈍前及び焼鈍後の成形物品]を、寸法安定性に関して試験した。焼鈍する前及び焼鈍した後に、成形物品の寸法を測定した。加えて、写真画像を撮った[図6〜図11を参照]。全寸法が正確に一致することは予想されないが、特定の寸法がデバイスの機能にとって重要であることは明らかである。場合によっては、許容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、許容可能な寸法安定性を示した。
ストラップの形態の実施例7A及び7Bの試験物品は、幾何学的に複雑であり、多く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、デバイス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7A及び7B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デバイスを表すと考えられており、このことは、ある程度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、この微細部品の大きさは、射出成形中に分子配向を増大させて、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、焼鈍、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に対する駆動力の増大に繋がる傾向があるであろう。部品は「合格/不合格」法で評価され特徴づけられた。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見なされた。同様に、過剰な歪みが明らかであった場合は、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7A及び7B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、図1のデバイスの限界寸法を示す、図1のデバイスの図面である。これらの寸法は、寸法安定性の欠如により変化した場合、デバイスの性能の悪さ又は破損に繋がる可能性がある。実施例7A及び7B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、許容可能であるとされ、0.292センチメートル(0.115インチ)以上の先端間距離は、許容不能とされ、「破損モード1」又は「fm1」として示された。同様に、実施例7A及び7Bのストラップのかかり部材の長さも、限界寸法であると見なされた。0.345センチメートル(0.136インチ)以下のかかりの長さは、許容不能と見なされ、「破損モード2」又は「fm2」として示された。写真画像及び寸法は、Keyenceデジタル顕微鏡、モデルVHX−600を使用して倍率20Xで捕らえられた。試験結果の概要を下表7に示す。
Figure 2017505832
(1)焼鈍した成形ストラップの頂上部分上で行った分析。使用した焼鈍条件は、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)Tg1はポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)ブレンド成分のガラス転移値を指し、Tg2はラクチド−グリコリドコポリマーブレンド成分のガラス転移値を指す。
(3)2つの値をここに列挙する。第1は、PDS又は92/8 PDO/Gly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7では、実施例7Bの焼鈍し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、焼鈍したストラップ[実施例7B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7に示した焼鈍物品は、3つの種類からなる。1つの場合では、焼鈍したストラップは、ブレンド成分が微量ポリ(p−ジオキサノン)成分を有するブレンド[サンプルSTR 10−2]に基づく。第2の場合では、焼鈍したストラップは、実施例1のラクチド/グリコリドコポリマーのみ[STR 10−1]に基づく。第3の種類は、異なる量の92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー[サンプルSTR 10−3、STR 10−4及びSTR 10−5]を含有する一連のブレンドを表す。微量ブレンド成分、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの濃度は、5、10又は20重量パーセントであった。
実施例STR 10−1のストラップ物品の寸法安定性試験を行った。これらの物品は、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 10−1のストラップ物品は、対照グループである対照1として作用した。物品は焼鈍した後に結晶性を呈したが、このプロセス中、成形部品は形状を保持せず、寸法不安定性であることから著しい歪みが観察された。
実施例STR 10−2の射出成形ストラップは、85/15 L/Gコポリマー80%とPDS 20%との先行技術によるブレンドに基づき、第2の対照グループである対照2を表す。予想したように、これらの物品は寸法安定性を呈した。寸法安定性は、20重量パーセントのポリ(p−ジオキサノン)の存在によってもたらされる。実施例STR 10−2の焼鈍したストラップがΔH=33.6J/gであることから、結晶化度が有意なレベルであることがわかるが、ポリ(p−ジオキサノン)ブレンド成分の存在が物品の剛性を低減させている。ブレンド中に存在するポリ(p−ジオキサノン)の量を最小限に抑えることにより、特定の用途では有利な、より剛性の物品が得られる。しかしながら、微細に装飾された(finelydetailed)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 10−3〜STR 10−5の射出成形ストラップは、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含有するブレンドに基づく。詳細には、これらは、80量%〜95重量%の範囲の標準分子量の85/15 L/Gコポリマーを、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーとブレンドして作製されたブレンドであった。このブレンド中、後者の成分はそれぞれ5、10及び20重量パーセントで存在する。サンプルSTR 10−3の本発明の物品は、寸法安定性を呈した。これは、20重量パーセントの濃度で存在する92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーに対応している。表6の熱量測定データに基づいて、本発明のブレンドから作製された焼鈍したストラップは、ΔH=35.5J/gという比較的高いレベルの結晶化度を呈した。一方、10及び5重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのみを用いて作製されたサンプルSTR 10−4及びSTR 10−5の焼鈍したストラップは、結晶化度がΔH=29.8J/g及び25.2J/gとそれぞれ低かった。これらのストラップ(鋲)は、表7に示すように、寸法安定性を呈さなかった。寸法安定性は、物品のΔH(すなわち結晶化度)に依存することが見出され、焼鈍物品が約31J/gを超えるΔHを呈した場合、物品は寸法安定性の傾向を呈した。
寸法安定性又は不安定性の更なる証拠は、5、10又は20重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーブレンド成分を有する実施例7A及び7Bの組成物から作製された射出成形ストラップが描かれている図6〜図11の写真に示してある。
図6は、5重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを有する実施例7Aのポリマー組成物から作製された、焼鈍する前のサンプルSTR 10−5の射出成形された鋲の写真画像である。図7は、5重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを有する実施例7Bのポリマー組成物から作製された、焼鈍した後のサンプルSTR 10−5の射出成形された鋲の写真画像である。これらの射出成形された鋲は、焼鈍した後、許容できない反りを呈した。
図8は、10重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを有する実施例7Aのポリマー組成物から作製された、焼鈍する前のサンプルSTR 10−4の射出成形された鋲の写真画像である。図9は、10重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを有する実施例7Bのポリマー組成物から作製された、焼鈍した後のサンプルSTR 10−4の射出成形された鋲の写真画像である。これらの射出成形された鋲も、焼鈍した後に、許容できない反りを呈した。しかしながら、図6〜図9の写真を比較したとき、鋲STR 10−4の歪みレベルは、焼鈍した後に、僅か5重量パーセントの92/8 PDO/Glyコポリマーに基づく鋲に見られる歪みレベルよりも遥かに低いことが観測される。これらの写真は、10重量パーセントを僅かに超える92/8 PDO/Glyコポリマーが、寸法安定性を確保するのにブレンド中に必要とされることを示唆している。
図10は、20重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを有する実施例7Aのポリマー組成物から作製された、焼鈍する前のサンプルSTR 10−3の射出成形された鋲の写真画像である。図11は、20重量パーセントの92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを有する実施例7Bのポリマー組成物から作製された、焼鈍した後のサンプルSTR 10−3の射出成形された鋲の写真画像である。これらの射出成形された鋲は、焼鈍した後、優れた寸法安定性と、許容可能なレベルの反りと、を呈した。
表7に提示されたデータに戻ると、サンプルSTR 10−3〜10−5の焼鈍し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測されたことがわかる。これらは、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーブレンド成分及びラクチド系ブレンド成分に対応している。2つのガラス転移温度の観測結果は、ブレンド成分の不混和性の裏付けになる証拠として一般に受け入れられている。これは、ブレンド成分が相互的に互いに可溶であり、ガラス転移が1回だけ観測されるという点で、2つ以上の材料のブレンドとは対照的である。92/8 PDO/Gly系ガラス転移温度はいずれも室温をかなり下回る約ー1℃〜約−7℃であったのに対して、ラクチドリッチ系ブレンド成分に関連したガラス転移温度は室温をかなり上回る約57℃〜約59℃であった。
表7に示した様々なブレンドから作製された焼鈍した射出成形物品には、2つの融点が観察された。2つの融点の観測結果は、各ブレンド成分が結晶化可能であり、焼鈍処理中に実際に結晶化されたという証明である。主題の発明の焼鈍物品は、天然の半結晶である。92/8 92/8 PDO/Gly系溶融温度はいずれも101℃〜102℃である一方、ラクチドリッチ系ブレンド成分85/15 L/Gに関連した溶融温度は146℃〜149℃であることが観察された。
(実施例11)
特定の開始剤を利用した様々な92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの合成
表8は、特定の開始剤を指示された比率で用いて合成された92/8(モル基準)ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマー(実施例11A〜11E)のデータの要約である。
Figure 2017505832
固有粘度(IV)は、濃度0.1g/dL及び温度25℃のヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)を使用して導出された。
ホットステージ光学顕微鏡検査(HSOM)を使用して等温結晶化条件下で調査した際、コポリマー11Cの結晶化特性(50:50 DD:DEG比率)が顕著であることが発見された。コポリマー11A〜11DのHSOM画像を、図12A〜図12Dに示す。最初に、高温にて観測されたコポリマー11Cの核形成速度は、コポリマー11B(75/25DD/DEG比率)よりも遅いことが明らかにされたが、結晶化温度が下がると急激に上昇した。温度範囲を低くして調査した際に、コポリマーの結晶質モルホロジーの外観検査から示唆されるように、広範な核形成プロセスによって全結晶衝突がほぼ瞬時に発生した(コポリマー11Cの図12Cを参照)。コポリマー11Cの核形成密度は、表8に記載されているコポリマーの残部と比較して極めて高いことが発見された。理論に束縛されるものではないが、そのような高度な核形成によって、そのプロセスの極めて早期の段階においてさえも、衝突プロセスにより結晶成長が制御されることが明らかであった。それ故、展開された構造の境界が互いに接近して、結晶の成長が中断された。これにより、極小サイズの結晶が多数生成された。調査条件(60分後に40℃)での結晶の平均直径は約8マイクロメートルであると推定された。表8に記載されているコポリマーの残部は、約70マイクロメートルにて有意に大きい値を有していた。
全体的な結晶化速度は、成長しつつある球晶の経時的な濃度(核形成速度)、及び球晶の成長速度の、2つの要因に大きく依存する。これらのプロセスは、熱量測定データに対して測定可能な影響を及ぼすものと予想される。示差走査熱量測定(DSC)は、サンプルサイズが小さく機器の取り扱いが容易な点、そして更に重要なことに、特にかなりの過冷却にて急速な熱平衡を達成できる点などの幾つかの技術的な利点を有する。DSCは、これらの特性を備えるため、非等温及び等温方法の両方を使用したポリマーの結晶化の挙動の研究において最も便宜的及び普及している方法の1つとなっている。
前にHSOMから明らかにされた、冷却中に溶融支持体から作成された実施例11A〜11Eのコポリマーに関するDSCデータは、コポリマー11Cの結晶化の挙動が明らかに優れていることを示唆している。一定冷却速度(0.5℃/分)実験中に捕らえられた、このコポリマーに関する示差熱分析曲線は、図13に図示されている。この図から、幾つかの重要なパラメータを抽出できる。ピークの高温勾配は、所与の条件下での結晶化速度を表す。ピーク下の面積は、材料における全体的な結晶化度に比例する。最大ピークにおける温度は、所与の冷却速度での結晶化プロセスの場所を示す。
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は、ケースI、ケースII及びケースIIIの3つの実践カテゴリーを支持するものである。
(実施例12)
本発明の様々な実施形態の更なる説明
数多くの実施形態について更に説明する。これらは、下表9のように要約できる。
Figure 2017505832
ポリ(L(−)−ラクチド、ポリ(D(+)−ラクチド及びその両方の混合物を含む結晶性ポリラクチド。
以下の実施例は、本発明の特定の実施形態を実証するものであるが、本発明の範囲を限定するものではなく、寧ろ本発明の完全な説明に寄与するものとして解釈すべきである。
ケースI
混合開始剤を使用してラクチド/グリコリドコポリマー成分を合成し、第2の成分はポリ(p−ジオキサノン)である
一実施形態において、親発明(parent invention)のラクチド/グリコリドコポリマーブレンド成分を、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成されたラクチド/グリコリドコポリマーで置換することが可能であることを理解されたい(ただし、そのコポリマーの組成は、約95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5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ものする)。明瞭にするため、本実施形態では、ポリラクチドホモポリマーを請求対象外とする。
特に有用な点は、これらのラクチド/グリコリドコポリマーが、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10の単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成されるという点である。殊更に有用な利点が得られるのは、本発明のブレンド中のラクチド/グリコリドコポリマーブレンド成分を、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、1−ノナノール、1−デカノール、ドデカノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、及びトリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、及び1,12−ドデカンジオールの群から選択される開始剤の組み合わせを使用して合成した場合である。
混合開始剤ドデカノールとジエチレングリコールを使用して85/15ラクチド/グリコリドコポリマー成分を作製し、第2のブレンド成分はポリ(p−ジオキサノン)である
ラクチド/グリコリドコポリマーのペレット又は砕製物80キログラム(組成:重合ラクチド約85モルパーセント及び重合グリコリド15モルパーセント、重量平均分子量:約75,000ダルトン)を、ドデカノールとジエチレングリコールとの混合物を75/25の比率の開始剤系として使用して合成し、ポリ(p−ジオキサノン)(重量平均分子量:約80,000ダルトン)のペレット又は砕製物20キログラムを用いて乾燥混合する。この混合物を溶融化合して、85/15ラクチド/グリコリドコポリマーとポリ(p−ジオキサノン)とのブレンドを得る。このポリ(p−ジオキサノン)成分は最終ブレンドの約20重量パーセントである。この最終ブレンドの重量平均分子量は、約72,000ダルトンである。
組成が異なる類似するブレンドを同様の方法で作製できることが当業者には明らかな筈である。
ケースII
ポリ(p−ジオキサノン)を、混合開始剤により作製されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーで置換し、他のブレンド成分は、単一の開始剤により作製されたラクチド/グリコリドコポリマー[ケースIIA]、又は単一の開始剤により作製されたポリラクチド[ケースIIB]のどちらか一方である
本実施形態では、親特許出願のポリ(p−ジオキサノン)ブレンド成分を、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)で置換する。特に有用な点は、これらのポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの組成が、重合p−ジオキサノンが約90〜約95モルパーセント、重合グリコリドが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであるという点である。このポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が40/60〜60/40で、作製される。
ケースIIA
ポリ(p−ジオキサノン)を、混合開始剤により作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーで置換し、他のブレンド成分は、単一の開始剤ドデカノールにより作製された85/15ラクチド/グリコリドコポリマーである
ラクチド/グリコリドコポリマーのペレット又は砕製物80キログラム(組成:重合ラクチド約85モルパーセント及び重合グリコリド15モルパーセント、重量平均分子量:約75,000ダルトン)を、ドデカノールを開始剤として使用して合成し、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのペレット又は砕製物20キログラムを用いて乾燥混合する。この後者のコポリマーは、ドデカノールとジエチレングリコールとの混合物を50/50の比率の開始剤系として使用して合成され、約80,000ダルトンの重量平均分子量を有する。この混合物を溶融化合して、85/15ラクチド/グリコリドコポリマーと92/8ポリ(p−ジオキサノンーコーグリコリド)とのブレンドを得る。後者の成分は最終ブレンドの約20重量パーセントである。この最終ブレンドの重量平均分子量は、約72,000ダルトンである。
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。
ケースIIB
ポリ(p−ジオキサノン)を、混合開始剤により作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーで置換し、他のブレンド成分は、単一の開始剤ドデカノールにより作製されたポリ(L(−)−ラクチド)である
ポリ(L(−)−ラクチド)ホモポリマーのペレット又は砕製物80キログラム(重量平均分子量:約75,000ダルトン)を、ドデカノールを開始剤として使用して合成し、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのペレット又は砕製物20キログラムを用いて乾燥混合する。この後者のコポリマーは、ドデカノールとジエチレングリコールとの混合物を50/50の比率の開始剤系として使用して合成され、約80,000ダルトンの重量平均分子量を有する。この混合物を溶融化合して、ポリ(L(−)−ラクチド)と92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)とのブレンドを得る。後者の成分は最終ブレンドの約20重量パーセントである。この最終ブレンドの重量平均分子量は、約72,000ダルトンである。
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。
ケースIII
混合開始剤を使用して、両方のブレンド成分、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−コ−グリコリド)コポリマーを作製する
この特定の実施形態では、混合開始剤系を使用して両方のブレンド成分を作製する。つまり、親発明のラクチド/グリコリドコポリマーブレンド成分を、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成されたラクチド/グリコリドコポリマーで置換し(ただし、そのコポリマーの組成は、約95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5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ものする)、親特許出願のポリ(p−ジオキサノン)ブレンド成分を、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)で置換する。特に有用な点は、これらのポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの組成が、重合p−ジオキサノンが約90〜約95モルパーセント、重合グリコリドが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであるという点である。このポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が40/60〜60/40で、作製される。明瞭にするため、ポリラクチドホモポリマーに関しては、本実施形態には示されていない。
ドデカノールとジエチレングリコールとの混合開始剤を使用して、85/15ラクチド/グリコリドコポリマー成分を作製し、第2のブレンド成分は、同様にドデカノールとジエチレングリコールとの混合開始剤により作製された92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーである
ラクチド/グリコリドコポリマーのペレット又は砕製物80キログラム(組成:重合ラクチド約85モルパーセント及び重合グリコリド15モルパーセント、重量平均分子量:約75,000ダルトン)を、ドデカノールとジエチレングリコールとの混合物を75/25の比率の開始剤系として使用して合成し、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのペレット又は砕製物20キログラムを用いて乾燥混合する。この後者のコポリマーは、ドデカノールとジエチレングリコールとの混合物を50/50の比率の開始剤系として使用して合成され、約80,000ダルトンの重量平均分子量を有する。この混合物を溶融化合して、85/15ポリ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)と92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)とのブレンドを得る。後者の成分は最終ブレンドの約20重量パーセントである。この最終ブレンドの重量平均分子量は、約72,000ダルトンである。
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。
ケースIV
混合開始剤を使用してラクチド/グリコリドコポリマーを作製し、第2のブレンド成分は、単一の開始剤タイプ(単官能性又は二官能性)を使用して作製されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーである
本実施形態において、親発明のラクチド/グリコリドコポリマーブレンド成分を、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を使用して合成されたラクチド/グリコリドコポリマーで置換することが可能である(ただし、そのコポリマーの組成は、約95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5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ものする)。明瞭にするため、ポリラクチドホモポリマーに関しては、本実施形態には示されていない。本実施形態における第2のブレンド成分は、単官能性開始剤及び二官能性開始剤の混合物ではなく、そのどちらか一方を使用して合成されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)である。特に有用な点は、これらのポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの組成が、重合p−ジオキサノンが約90〜約95モルパーセント、重合グリコリドが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであるという点である。
ドデカノールとジエチレングリコールとの混合開始剤を使用して、85/15ラクチド/グリコリドコポリマー成分を作製し、第2のブレンド成分は、単一の開始剤タイプ、ドデカノールにより作製される92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーである
ラクチド/グリコリドコポリマーのペレット又は砕製物80キログラム(組成:重合ラクチド約85モルパーセント及び重合グリコリド15モルパーセント、重量平均分子量:約75,000ダルトン)を、ドデカノールとジエチレングリコールとの混合物を75/25の比率の開始剤系として使用して合成し、92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーのペレット又は砕製物20キログラムを用いて乾燥混合する。この後者のコポリマーは、ドデカノール(のみ)を開始剤系として使用して合成され、約80,000ダルトンの重量平均分子量を有する。この混合物を溶融化合して、85/15ポリ(L(−)−ラクチド−コ−グリコリド)と92/8ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)とのブレンドを得る。後者の成分は最終ブレンドの約20重量パーセントである。この最終ブレンドの重量平均分子量は、約72,000ダルトンである。
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。
本発明の新規なポリマーブレンドは、多くの利点を有する混合開始剤を使用して合成される、1つ以上のブレンド成分を有する。本発明には、以下に挙げるような多くの利点がある。
製造された埋め込み型部品における結晶化度レベルの上昇によって、寸法安定性が向上する:
ポリマー核形成及び結晶化の迅速化によって、射出成形サイクル時間が短縮される;
結晶化度レベルの上昇及び/又は第2のブレンド成分[ポリ(p−ジオキサノン)又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)]の濃度の低下によって、製造された埋め込み型の部品における高い剛性が達成され、この特性は、堅い身体組織を貫通する必要のある医療デバイスにおいて特に有利である;
埋め込み後は、機械的特性を広範囲に保持でき、例えば、所望する場合、混合開始剤を用いて作製された結晶化速度の速いポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)で、ポリ(p−ジオキサノン)を置換して、重合グリコリド残基の存在により加水分解の迅速化が可能になり、埋め込み後に機械的特性が急速に失われる;同様に、所望する場合、機械的特性を長期にわたって保持でき、第2のブレンド成分の量を減ずるとともに、結晶化度レベルの上昇によって、製造部品における良好な寸法安定性が更に提供される。
(実施例13)
本発明のブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)ホモポリマー又はポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最小重量パーセントの計算
ケースIの実施形態(表9を参照)において、混合開始剤を用いて作製されたラクチドリッチラクチド−コ−グリコリドコポリマーは、ブレンド成分のうちの1つであり、もう1つのブレンド成分はポリ(p−ジオキサノン)である。本発明のブレンド中のポリ(p−ジオキサノン)の最小重量パーセントは、以下の等式を使用して計算できる。
ポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセント=
(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
例えば、混合開始剤を用いて作製されたラクチドリッチラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を、82/18(モル基準)とした場合、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13.6パーセントとして計算され、最大量は50であった。同様に、ラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を86/14(モル基準)とした場合、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12.0パーセントとして計算され、最大量は50であった。表10は、主題の発明のブレンドのケースIの実施形態における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。
ケースIIの実施形態(表9を参照)において、ブレンド成分のうちの1つは、単一の開始剤タイプを用いて作製されたポリラクチドホモポリマー(ケースIIB)、又は単一の開始剤タイプを用いて作製されたラクチドリッチラクチド−コ−グリコリドコポリマー(ケースIIA)であり、もう1つのブレンド成分は、混合開始剤を用いて作製されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーである。本発明のブレンド中の混合開始剤を用いて作製されたポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最小重量パーセントは、以下の等式を使用して計算できる。
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=
(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
例えば、単一の開始剤タイプを用いて作製されたラクチドリッチラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を、82/18(モル基準)とした場合、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13.6パーセントとして計算され、最大量は50であった。同様に、単一の開始剤タイプを用いて作製されたラクチドリッチラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を、86/14(モル基準)とした場合、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12.0パーセントとして計算され、最大量は50であった。表10は、主題の発明のブレンドのケースIIの実施形態における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−コ−グリコリド)の範囲のチャートを含む。
ケースIIIの実施形態(表9を参照)において、混合開始剤を用いて作製されたラクチドリッチラクチド−コ−グリコリドコポリマーは、ブレンド成分のうちの1つであり、もう1つのブレンド成分は、同様に混合開始剤で作製される、ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)である。本発明のブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、以下の等式を使用して計算できる。
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=
(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
例えば、混合開始剤を用いて作製されるラクチドリッチのラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を82/18(モル基準)とした場合、ブレンド中の混合開始剤で作製されるポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最小重量パーセントは13.6パーセントとして計算されており、最大量は50であった。同様に、ラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を86/14(モル基準)とした場合、ブレンド中の混合開始剤で作製されるポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最小重量パーセントは12.0パーセントとして計算されており、最大量は50であった。表10は、主題の発明のブレンド(ケースIIIの実施形態)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−コ−グリコリド)の範囲のチャートを含む。
ケースIVの実施形態(表9を参照)において、混合開始剤を用いて作製されるラクチドリッチのラクチド−コ−グリコリドコポリマーは、ブレンド成分のうちの1つである。他のブレンド成分は、同様に単一の開始剤を用いて作製されるポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)である。本発明のブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、以下の等式を使用して計算できる。
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=
(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
例えば、混合開始剤で作製されるラクチドリッチのラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を82/18(モル基準)とした場合、ブレンド中の単一の開始剤で作製されるポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最小重量パーセントは13.6パーセントとして計算されており、最大量は50であった。同様に、ラクチド−コ−グリコリドコポリマーの組成を86/14(モル基準)とした場合、ブレンド中の単一の開始剤で作製されるポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最小重量パーセントは12.0パーセントとして計算されており、最大量は50であった。表10は、主題の発明のブレンド(ケースIVの実施形態)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−コ−グリコリド)の範囲のチャートを含む。
Figure 2017505832
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が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くの変更及び修正を、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、
約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む第1の吸収性ポリマーであって、前記第1の吸収性ポリマーが、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を用いて合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10である、第1の吸収性ポリマーと、
ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマーと、
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が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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
(2) 実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
(3) 医療デバイスを製造する方法であって、
実施態様1に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
を含む、方法。
(4) 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、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマーが単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用して作製されるときに、次式:
ポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
により計算されている、実施態様1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(5) 吸収性ポリマーブレンドであって、
第1の吸収性ポリマーであって、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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む、第1の吸収性ポリマーと、
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む第2のポリマーであって、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90モルパーセント〜約95モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであり、前記コポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約40/60〜約60/40で、作製される、第2のポリマーと、
を含み、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最大重量パーセントが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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
(6) 実施態様5に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
(7) 医療デバイスを製造する方法であって、
実施態様5に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
を含む、方法。
(8) 前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマーが単一の開始剤タイプにより作製され、前記ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)が単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用することにより作製されるときに、次式:
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
により計算されている、実施態様5に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(9) 吸収性ポリマーブレンドであって、
約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む第1の吸収性ポリマーであって、前記第1の吸収性ポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10/90〜約90/10で、作製される、第1の吸収性ポリマーと、
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む第2のポリマーであって、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90モルパーセント〜約95モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであり、前記コポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約40/60〜約60/40で、作製される、第2のポリマーと、
を含み、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最大重量パーセントが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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
(10) 実施態様9に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
(11) 医療デバイスを製造する方法であって、
実施態様9に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
を含む、方法。
(12) 前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマー及び前記ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)が、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用して作製されるときに、次式:
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
により計算されている、実施態様9に記載の吸収性ポリマーブレンド。
(13) 吸収性ポリマーブレンドであって、
約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む第1の吸収性ポリマーであって、前記第1の吸収性ポリマーが、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を用いて合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10である、第1の吸収性ポリマーと、
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む第2のポリマーであって、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90〜約99であり、重合グリコリドのモルパーセントが約1モルパーセント〜約10モルパーセントである、第2のポリマーと、
を含み、
前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最大重量パーセントが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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
(14) 実施態様13に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
(15) 医療デバイスを製造する方法であって、
実施態様13に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
を含む、方法。
(16) 前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマーが単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用して作製され、前記ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)が単一の開始剤タイプを使用して作製されるときに、次式:
ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
により計算されている、実施態様13に記載の吸収性ポリマーブレンド。

Claims (16)

  1. 吸収性ポリマーブレンドであって、
    約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む第1の吸収性ポリマーであって、前記第1の吸収性ポリマーが、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を用いて合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10である、第1の吸収性ポリマーと、
    ポリ(p−ジオキサノン)を含む第2の吸収性ポリマーと、
    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が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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
  2. 請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
  3. 医療デバイスを製造する方法であって、
    請求項1に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
    前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
    を含む、方法。
  4. 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、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマーが単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用して作製されるときに、次式:
    ポリ(p−ジオキサノン)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
    により計算されている、請求項1に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  5. 吸収性ポリマーブレンドであって、
    第1の吸収性ポリマーであって、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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む、第1の吸収性ポリマーと、
    ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む第2のポリマーであって、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90モルパーセント〜約95モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであり、前記コポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約40/60〜約60/40で、作製される、第2のポリマーと、
    を含み、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最大重量パーセントが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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
  6. 請求項5に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
  7. 医療デバイスを製造する方法であって、
    請求項5に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
    前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
    を含む、方法。
  8. 前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマーが単一の開始剤タイプにより作製され、前記ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)が単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用することにより作製されるときに、次式:
    ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
    により計算されている、請求項5に記載の吸収性ポリマーブレンド。
  9. 吸収性ポリマーブレンドであって、
    約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む第1の吸収性ポリマーであって、前記第1の吸収性ポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10/90〜約90/10で、作製される、第1の吸収性ポリマーと、
    ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む第2のポリマーであって、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90モルパーセント〜約95モルパーセントであり、重合グリコリドのモルパーセントが約5モルパーセント〜約10モルパーセントであり、前記コポリマーは、単官能性重合開始剤及び二官能性重合開始剤を用いて、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約40/60〜約60/40で、作製される、第2のポリマーと、
    を含み、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最大重量パーセントが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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
  10. 請求項9に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
  11. 医療デバイスを製造する方法であって、
    請求項9に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
    前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
    を含む、方法。
  12. 前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマー及び前記ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)が、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用して作製されるときに、次式:
    ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
    により計算されている、請求項9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、
    約95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5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少なくとも50重量パーセントのラクチドリッチポリマーを含む第1の吸収性ポリマーであって、前記第1の吸収性ポリマーが、単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を用いて合成され、単官能性開始剤対二官能性開始剤のモル比が約10:90〜約90:10である、第1の吸収性ポリマーと、
    ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーを含む第2のポリマーであって、重合p−ジオキサノンのモルパーセントが約90〜約99であり、重合グリコリドのモルパーセントが約1モルパーセント〜約10モルパーセントである、第2のポリマーと、
    を含み、
    前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)コポリマーの最大重量パーセントが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−コ−グリコリド)コポリマー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もたらすのに十分である、吸収性ポリマーブレンド。
  14. 請求項13に記載の吸収性ポリマーブレンドを含む、医療デバイス。
  15. 医療デバイスを製造する方法であって、
    請求項13に記載のポリマーブレンドを提供する工程と、
    前記ブレンドを医療デバイスに加工する工程と、
    を含む、方法。
  16. 前記ブレンド中のポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の最小重量パーセントは、前記ラクチドリッチポリマー中の重合ラクチドのモル量に依存し、前記ラクチドリッチポリマーが単官能性開始剤と二官能性開始剤との混合物を利用して作製され、前記ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)が単一の開始剤タイプを使用して作製されるときに、次式:
    ポリ(p−ジオキサノン−コ−グリコリド)の重量パーセント=(215.6212/重合ラクチドのモルパーセント)2.7027
    により計算されている、請求項13に記載の吸収性ポリマーブレンド。
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