JP2021519165A - 小径、高強度、低伸度、耐クリープ性かつ耐摩耗性の編組構造 - Google Patents

小径、高強度、低伸度、耐クリープ性かつ耐摩耗性の編組構造 Download PDF

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Abstract

コアとシースとを含む編組構造が提供される。コアは、芳香族ポリマー（例えば、芳香族ポリエステル／液晶ポリマーまたはアラミドポリマー）から少なくとも部分的に形成されたヤーンを含み、コアの周囲に、複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含むシースが編組される。シースは、約６０μｍ〜約６５０μｍの範囲の全体直径を有する。小径であるにもかかわらず、編組構造は、耐クリープ性かつ耐摩耗性であると同時に、低い伸度、大きな破断荷重、及び高い剛性を示すことができる。編組構造は、縫合糸、耐荷重性の整形外科用途、人工腱／人工靭帯、固定装置、作動ケーブル、組織修復用構成要素などの医療用途で使用され得る。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年３月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／６４９，９０６号の優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み入れられる。
本発明は、概して編組構造に関し、より具体的には、耐クリープ性かつ耐摩耗性であると同時に高い強度及び低い伸度を有する小径の編組構造に関する。
編組構造は、医療分野において、縫合糸、耐荷重性の整形外科用途、人工腱／靭帯、固定装置、作動ケーブル、組織修復などのためにしばしば使用される。直径が小さいことが多くの用途に必要であるので、編組構造の他の特性は妥協される。例えば、小径（例えば、１ｍｍ未満、約５００μｍ未満など）の編組構造を開発することは可能であるが、そのような構造を耐クリープ性及び／または耐摩耗性でもあるように設計することは困難であった。直径が小さく、伸びが小さく、強度が高い編組構造を開発する際にも、課題が生じている。
このように、医療用途での使用に適していると同時に、所望の機械的特性（例えば、耐クリープ性、耐摩耗性、低伸度、及び／または高強度）を有する小径の編組構造が必要とされている。
本発明の態様及び利点は、以下の説明に部分的に記載されるか、もしくは説明から明らかであるか、または本発明の実施を通じて学習され得る。
一態様では、本発明は、芳香族ポリマーを含むヤーンからなるコアと、コアの周囲に編組されたシースであって、シースが複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含む該シースと、を含む編組構造を対象とする。さらに、編組構造は、約６０μｍ〜約６５０μｍの範囲の全体直径を有する。
１つの特定の実施形態では、芳香族ポリマーは、液晶ポリマー、アラミドポリマーまたはそれらの組み合わせを含み得る。
さらに別の態様では、シースは２本〜約４８本のヤーンまたはキャリアを含み得、シース内の複数のヤーンまたはキャリアのそれぞれは１本〜約７２本のフィラメントを含み得る。
さらに別の態様では、シースは少なくとも２つのシース層を含み得る。
もう１つの態様では、ヤーンは、約３本〜約９６本のフィラメントを含み得る。
さらなる態様では、コアは、単一のヤーンまたは少なくとも１つのヤーンを含み得る。さらに、コアが単一のヤーンを含む場合には、コアは少なくとも１つの追加のヤーンを含み得ることを理解されたい（例えば、単一のヤーンは、ヤーンが単一のヤーンとして機能する場合、２プライであり得る）。
一態様では、コアは第１の直径を有し得、シースは第２の直径を有し得、第１の直径と第２の直径との比は約１：１２〜約７：１０の範囲である。
さらに別の態様では、超高分子量ポリオレフィンは、少なくとも約５００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有する超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含み得る。
さらに別の態様では、編組構造は、４８．３ｃｍ（約１９インチ）のホーングリップのゲージ長で約１５分間、約２２．２Ｎ（約５重量ポンド）の定荷重を負荷されたときに、約１５．２ｍｍ（約０．６０インチ）未満のクリープを示し得る。別の態様では、編組構造は、約１５分後に８％未満の伸びであるクリープを示し得る。
もう１つの態様では、編組構造は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクルにわたって循環させた後、耐摩耗性を示し得、編組構造は、反復後、リニアインチあたり５０未満の破損フィラメントを含み得る。
追加の態様では、編組構造は、約２２．２Ｎ〜約２６６．９Ｎ（約５〜約６０重量ポンド）の範囲の破断荷重を示し得る。
一態様では、編組構造は、約２％〜約５．５％の範囲の破断伸度を示し得る。
別の態様では、編組構造は、約１．７５Ｎ／ｍｍ〜約１５．８Ｎ／ｍｍ（約１０〜約９０重量ポンド／インチ）の範囲の剛性を示し得る。
さらなる態様では、編組構造は、約５５０ＭＰａ〜約２７１０ＭＰａ（約８．０×１０４〜約３．９×１０５ポンド／平方インチ）の範囲の引張強度を示し得る。別の態様では、編組構造は、約１５〜約３５ｇ／デニールヤーンの範囲の強度を示し得る。
さらに別の態様では、編組構造は、１インチあたり約１０〜約９０のヨコ糸（約１０〜約９０ピック／インチ）を含み得る。
さらに別の態様では、シースヤーンは、１インチあたり約０〜約１２ツイスト（約０〜約１２ＴＰＩ）を含み得る。
もう１つの態様では、コアヤーンは、１インチあたり０〜約２ツイスト（０〜約２ＴＰＩ）を含み得る。
さらなる態様では、シース内の複数のヤーンのそれぞれは、約８〜約１２５デニールの範囲の線密度を有し得る。
もう１つの態様では、コア内のヤーンは、約８〜約１１１０デニールの範囲の線密度を有し得る。
別の態様では、本発明は、上記の編組構造を含む医療機器、縫合糸、耐荷重性の整形外科用途、人工腱、作動ケーブル、組織修復用構成要素または固定装置に関する。
さらに別の態様では、本発明は、芳香族ポリマーを含むヤーンを有するコアと、コアの周囲に編組されたシースであって、シースが複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含む該シースと、からなる編組構造を対象とする。さらに、編組構造は、約５５０ＭＰａ〜約２７１０ＭＰａ（約８．０×１０４〜約３．９×１０５ポンド／平方インチ）の範囲の引張強度を示し得る。別の態様では、編組構造は、約１５〜約３５ｇ／デニールヤーンの範囲の強度を示し得る。
さらに別の態様では、本発明は、芳香族ポリマーを含むヤーンを有するコアと、コアの周囲に編組されたシースであって、シースが複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含む該シースと、からなる編組構造を対象とする。さらに、編組構造は、４８．３ｃｍ（約１９インチ）のホーングリップのゲージ長で約１５分間、約２２．２Ｎ（約５重量ポンド）の定荷重を負荷されたときに、約１５．２ｍｍ（約０．６０インチ）未満のクリープを示し得る。別の態様では、編組構造は、約１５分後に８％未満の伸びであるクリープを示し得る。
本発明のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照することにより、よりよく理解されるようになるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。
当業者に向けられた、その最良の形態を含む本発明の完全かつ実施可能な開示は、以下のような添付の図面を参照し、本明細書に記載されている。
本発明によって企図される編組構造の側面図 線Ｃ−Ｃで得られた図１の編組構造の断面図 ５回の摩耗試験サイクル後の液晶ポリマーシースを有する編組構造の比較例の写真 １０回の摩耗試験サイクル後の液晶ポリマーシースを有する編組構造の比較例の写真 ２０回の摩耗試験サイクル後の液晶ポリマーシースを有する編組構造の比較例の写真 ４０回の摩耗試験サイクル後の液晶ポリマーシースを有する編組構造の比較例の写真 ５回の摩耗試験サイクル後の超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する本発明の編組構造の写真 １０回の摩耗試験サイクル後の超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する本発明の編組構造の写真 ２０回の摩耗試験サイクル後の超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する本発明の編組構造の写真 ４０回の摩耗試験サイクル後の超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する本発明の編組構造の写真
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照し、その１以上の例を図面に示す。各実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するものとして提供される。事実、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変形を行うことができることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明されている特徴を別の実施形態とともに使用して、さらに別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に入るような修正及び変形などを包含することが意図されている。
一般に、本発明は、コア及びシースを含む編組構造に関する。コアは、芳香族ポリマー（例えば、液晶ポリマー、アラミドポリマーまたはそれらの組み合わせ）から形成されたヤーンを含み、コアの周囲には、複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含むシースが編組されている。いくつかの実施形態ではコアは単一のヤーンであり得るが、他の実施形態ではコアは２以上のヤーンを含み得ることが理解されるべきである。シースは、約６０〜約６５０μｍの範囲の全体直径を有する。編組構造は、小径であるにもかかわらず、耐クリープ性及び耐摩耗性を有すると同時に、低い伸度、高い破断荷重、及び高い剛性を示し得る。編組構造は、縫合糸、耐荷重性の整形外科用途、人工腱／人口靭帯、固定装置、医療機器用の作動ケーブル、組織修復用構成要素などの医療用途で使用され得る。
ここで図面を参照すると、図１は、本発明によって企図される編組構造１００の側面図を示し、図２は、線Ｃ−Ｃで得られた編組構造１００の断面図を示す。編組構造１００は、シース１０４に囲まれたコア１０２を含み、１ｘ１のパターンで編組されている。しかしながら、当該技術分野で知られている他の編組パターンを代替的に使用することができる（例えば、１ｘ２、２ｘ２など）。コア１０２は一本鎖のヤーンを含むことができ、ヤーンは約３〜約９６フィラメントであり、例えば約４〜約８４フィラメント、例えば約５〜約７２フィラメント、例えば約６〜約６０フィラメントである。図１及び２に示される１つの特定の実施形態では、コア１０２は単一のヤーンを含むことができる。しかしながら、コア１０２は複数のヤーン（例えば、少なくとも１本の追加のヤーン）を含むことができ、コア１０２は約２本〜約１０本のヤーン（例えば約２〜約８本、例えば約２〜約６本、例えば約４〜約８本、例えば約４〜約６本）を含み得、ヤーンは編組されてもよく、または編組されなくてもよいことも理解されたい。シース１０４は、２本〜約４８本のヤーン（例えば３本〜約２４本のヤーン、例えば約４本〜約１６本のヤーン）を含むことができる。
シースヤーン及び／またはコアヤーンは、ツイスト（ねじれ）を含んでも含まなくてもよく、もしくは意図的なツイストを含まなくてもよく、または意図しないツイストを含んでもよいことも理解されたい。ヤーンのツイストには、１インチあたり０〜２の意図的なツイストまたは意図しないツイスト（例えば１インチあたり０〜０．７５の意図的なツイストまたは意図しないツイスト、例えば０〜０．５の意図的なツイストまたは意図しないツイスト、例えば１インチあたり０〜０．２５の意図的なツイストまたは意図しないツイスト）が含まれ得る。意図しないツイストには、通常の製造プロセス中にヤーンに蓄積するツイストが含まれ得ることを理解されたい。意図しないツイストの非限定的な例は、ヤーンがスプール上で巻き付けられるか、または紡がれるともたらされるツイストである。
一方、シース１０４は、コア１０２の周囲に巻かれた複数のＳ撚りのヤーン１０６またはＺ撚りのヤーン１０８を含み得る。編組構造の製造中、機械的ヤーンキャリアの一部分は時計回り方向に移動することができ、キャリアの残りの部分は反時計回り方向に移動することができる。非限定的な例では、キャリアの半分は時計回り方向に移動し、キャリアの残りの半分は反時計回り方向に移動する。機械的ヤーンキャリアが編組構造の周囲を移動すると、ヤーンが各キャリアから引き抜かれ、編組点に集められる。シースヤーンは、機械の周囲のキャリアの動きに起因して、自然に、または意図せずにツイストし得る。最適な編組強度及び最小の編組クリープのために、ヤーンフィラメントは、編組構造の周囲を時計回りに移動するＳツイストのシースヤーンと、編組構造の周囲を反時計回りに移動するＺツイストのシースヤーンとを使用して、編組構造と略平行に保たれる必要がある。
換言すれば、シース１０４のヤーンは、Ｓ方向及びＺ方向の両方でツイストを示し得る。例えば、シース１０４のヤーンは、時計回りに編組された１〜約１２（例えば約２〜約１０、例えば約３〜約８）のＳまたはＺ撚りのヤーン１０６と、反時計回りに編組された１〜約１２（例えば約２〜約１０、例えば約３〜約８）の対向するＳまたはＺ撚りのヤーン１０８とを含み得る。換言すれば、シースは２〜約４８本のヤーン（例えば約４〜約２４本のヤーン、例えば約６本〜約１６本のヤーン）を含み得、ヤーンの半分は時計回り方向にコアの周囲に巻き付けられ、ヤーンの半分は反時計回り方向にコアの周囲に巻き付けられる。
図２に示される１つの特定の実施形態では、シース１０４は、３つのＳまたはＺ撚りのヤーン１１０、１１４及び１１８と、３つの対向するＳまたはＺ撚りのヤーン１１２、１１６及び１２０とを含み得る。さらに、Ｓ、Ｚもしくはツイストされていない（Ｕｎｔｗｉｓｔｅｄ）ヤーン１０６の時計回りのキャリア、またはＳ、Ｚもしくはツイストされていない（Ｕｎｔｗｉｓｔｅｄ）ヤーン１０８の反時計回りのキャリアは、１〜約７２フィラメント（例えば２〜約６０フィラメント、例えば約４〜約４８フィラメント、例えば約６〜約３６フィラメント）を含み得る。編組構造１００の全体的な剛性及び可撓性は、ヤーンフィラメントの数に基づいて最適化され得る。一実施形態では、ヤーンフィラメントの数を増やすことによって、編組構造１００の耐摩耗性を向上させることができる。
さらに、編組構造１００は、例えば約１４５μｍ〜約６５０μｍ（約０．００５７インチ〜約０．０２６インチ）、例えば約２１５μｍ〜約６２５μｍ（約０．００８５インチ〜約０．０２５インチ）、例えば約２３０μｍ〜約６００μｍ（約０．００９０インチ〜約０．０２４インチ）、例えば約２４５μｍ〜約５７５μｍ（約０．００９５インチ〜約０．０２３インチ）、例えば約３００μｍ〜約４００μｍ（約０．０１１８インチ〜約０．０１６インチ）など、約６０μｍ〜約６５０μｍ（約０．００２４インチ〜約０．０２６インチ）の範囲の全体直径Ｄ１を有し得る。
一方、コア１０２は、例えば約３６μｍ〜約１１６μｍ（約０．００１４インチ〜約０．００４６インチ）、例えば約４０μｍ〜約１１２μｍ（約０．００１６インチ〜約０．００４４インチ）、例えば約４６μｍ〜約１０８μｍ（約０．００１８インチ〜約０．００４２インチ）など、約３０μｍ〜約３３３μｍ（約０．００１２インチ〜約０．０３１インチ）の範囲の直径Ｄ２を有し得るが、個々のシースのヤーン１１０、１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０はそれぞれ、例えば約６６μｍ〜約１４８μｍ（約０．００２６インチ〜約０．００５８インチ）例えば約６０μｍ〜約１４２μｍ（約０．００２４インチ〜約０．００５６インチ）、例えば約７６μｍ〜約１３８μｍ（約０．００３０インチ〜約０．００５４インチ）など、約３０μｍ〜約１５２μｍ（約０．００１３インチ〜約０．００６０インチ）の範囲の直径Ｄ３を有し得る。
１つの特定の実施形態では、コア１０２の直径Ｄ２と、シース１０４のヤーン１１０、１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０のそれぞれの直径Ｄ３との比（Ｄ２：Ｄ３）は、約１：１２〜約７：１０（例えば約１：８〜約２：３、例えば１：４〜約１：２、例えば１：３〜約４：１０）の範囲であり得る。特定の理論によって制限されることを意図することなく、本発明者らは、コア１０２及びシース１０４のために使用される材料などの他の特性と併せてコア１０２の直径Ｄ２とシース１０４の各ヤーンの直径Ｄ３との間のこのようなバランスを発見し、これにより、編組構造の機械的特性（例えば、耐クリープ性、耐摩耗性、低伸度、高強度など）を犠牲にすることなく、縫合糸または他の医療用途（例えば、作動ケーブル）として使用され得る小径の編組構造１００が得られた。
編組構造が医療機器とともに、医療機器内で、または医療機器と組み合わせて使用される用途では、コア１０２及びシース１０４の材料特性及び機械的特性が、編組構造及び編組構造を含む装置全体に影響を与える。一実施形態では、コア１０２の直径Ｄ２とシース１０４の直径Ｄ３とのバランスを利用することによって、編組構造１００の好ましい全体直径が達成されて医療機器内の小さな指定のルーメンに適合し、さらに適切な強度及び耐クリープ性についての要件を満たすことができる。さらに、本発明の好ましい直径範囲よりも大きいコア１０２及びシース１０４を含む編組構造１００は、特定の医療機器用途のために指定されたルーメン内に適合しない。さらに、本発明の好ましい範囲よりも高い引張強度を有する編組構造は、編組構造１００を含む最終的な医療機器に損傷を与え得る。さらに、コア１０２を摩耗及びヤーンのずれから保護するために、コア１０２の直径Ｄ２及びシース１０４の直径Ｄ３は、コア１０２の周囲に１インチあたりの所望の数のヨコ糸（ピック）で適切なシース被覆を提供するように選択される。
さらに、コア１０２及びシース１０４の線密度を制御して、編組構造の所望の特性を得ることができる。具体的には、コア１０２の線密度は、約８〜約１１１０デニール（例えば約７５〜約１２５デニール、例えば約８０〜約１２０デニール）の範囲であり得る。さらに、シース１０４内の各ヤーンの線密度は、約８〜約１２５デニール（例えば約２５〜約７５デニール、例えば約３０〜約７０デニール）の範囲であり得、シース１０４の全体的な線密度も、約８〜約１２５デニール（例えば約２５〜約７５デニール、例えば約３０〜約７０デニール）の範囲であり得る。
さらに、いくつかの実施形態では、コア１０２は、１インチあたり０ツイスト（０ツイスト／インチ）を有する単一のヤーンを含むが、単一または複数のヤーンが利用される場合、コア１０２のヤーンは、０ツイスト／インチ（０ＴＰＩ）〜約１ＴＰＩ（例えば０〜約２ＴＰＩ、例えば０〜約１５ＴＰＩ、例えば約４〜約１０ＴＰＩ、例えば約５〜約９ＴＰＩ）を有し得る。さらに、シース１０４のヤーンは、０ツイスト／インチ（０ＴＰＩ）〜約１ＴＰＩ（例えば０〜約２ＴＰＩ、例えば０〜約１５ＴＰＩ、例えば３〜約１２ＴＰＩ、例えば約４〜約１０ＴＰＩ、例えば約５〜約９ＴＰＩ）を含むように形成され得る。編組構造のＴＰＩは編組構造１００の耐摩耗性に影響を与え、本発明の好ましいＴＰＩ範囲を使用することにより、引張強度を損なうことなく、編組構造の製造中の摩耗を最小限に抑えることができる。ツイストには、ヤーンがスプール上で巻き付けられるか、または紡がれるともたらされる意図しないツイスト、または製造プロセスによってヤーンに組み込まれる意図的なツイストが含まれ得る。
さらに、編組構造１００は、約１０ピック／インチ（ＰＰＩ）〜約９０ピック／インチ（例えば約１２〜約６０ＰＰＩ、例えば約１４〜約４０ＰＰＩ）を含み得る。好ましいＰＰＩ範囲を使用することにより、編組構造の低いクリープ、低い伸度、及び所望の剛性を達成することができる。例えば、好ましい範囲よりも大きいＰＰＩは、望ましくない高いクリープ及び伸びをもたらし得、これにより、編組構造の剛性が所望の剛性の範囲外まで低下する。さらに、好ましい範囲よりも低いＰＰＩを利用すると、望ましくない低いクリープ及び伸びがもたらされ、これにより、編組構造の剛性が所望の剛性の範囲外まで増加する。さらに、好ましい範囲よりも低いＰＰＩ値は最小のクリープを有する編組構造をもたらし得るが、この低いＰＰＩ値は、コアの周囲に適切なシースヤーン被覆を提供せず、その結果、耐摩耗性が低下する。
上記のシース及びコアヤーンの特性の特定の組み合わせに基づいて、約６０μｍ〜約６５０μｍの範囲の直径を有し、所望の耐摩耗性、耐クリープ性、破断荷重、１８０度屈曲での破断荷重、破断伸度、及び剛性を示す小径の編組構造を形成することができる。
例えば、本発明の編組構造１００は、ほつれをほとんどまたは全く示さないという点で耐摩耗性であり得る。一実施形態では、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクルにわたって反復させると、編組構造は、リニアインチあたり５０未満の破損フィラメント（例えばリニアインチあたり２５未満の破損フィラメント、例えばリニアインチあたり１０未満の破損フィラメント、例えばリニアインチあたり５未満の破損フィラメントなど）を含む。
さらに、本発明の編組構造１００は、約２２．２Ｎ（５重量ポンド）の一定の荷重を、約１５分間、ホーングリップ上で、約１９インチ（４８．３ｃｍ）のゲージ長で負荷された場合、例えば約１４．７ｍｍ（約０．５８インチ）未満、例えば約１４．２ｍｍ（約０．５６インチ）未満、例えば約１３．７ｍｍ（約０．５４インチ）未満など、約１５．２ｍｍ（約０．６０インチ）未満のクリープを示し得る。１つの特定の実施形態では、クリープは、約０．００２５ｍｍ（約０．００１インチ）〜約６．４ｍｍ（約０．２５インチ）の範囲であり得る。
さらに、本発明の編組構造１００は、例えば約１５分後に約７％未満の伸び、例えば約１５分後に約６％未満の伸び、例えば約１５分後に約４％未満の伸び、例えば約１５分後に約３％未満の伸び、例えば約１５分後に約２％未満の伸び、例えば約１５分後に約１％未満の伸び、例えば約１５分後に約０．５％未満の伸び、例えば約１５分後に約０．２５％未満の伸びなど、約１５分後に約８％未満の伸びのクリープを示し得る。一実施形態では、編組構造１００は、約１５分後に約０．２％〜約３％の間の伸びのクリープを示し得る。
さらに、引張試験に供される場合、本発明の編組構造１００は、例えば約３３．４Ｎ（約７．５重量ポンド）〜約２２２．４Ｎ（約５０重量ポンド）、例えば約４４．５Ｎ（約１０重量ポンド）〜約１７７．９Ｎ（約４０重量ポンド）、例えば約５５．６Ｎ（約１２．５重量ポンド）〜約１３３．４Ｎ（約３０重量ポンド）など、約２２．２Ｎ（約５重量ポンド）〜約２６６．９Ｎ（約６０重量ポンド）の範囲の破断荷重を示し得る。
さらに、引張試験に供される場合、編組構造が、例えば約３０５μｍ（約０．０１２インチ）など、約２２９μｍ（約０．００９インチ）〜約３８１μｍ（約０．０１５インチ）の範囲の直径を有するピンまたはワイヤに巻き付けられているときには、本発明の編組構造１００は、例えば約５５．６Ｎ（約１２．５重量ポンド）〜約２６６．９Ｎ（約６０重量ポンド）、例えば約６６．７Ｎ（約１５重量ポンド）〜約２２２．４Ｎ（約５０重量ポンド）など、約４４．５Ｎ（約１０重量ポンド）〜約３１１．４Ｎ（約７０重量ポンド）の範囲の１８０度屈曲での破断荷重を示し得る。
さらに、引張試験に供される場合、本発明の編組構造１００は、例えば約２．１％〜約５％、例えば約２．２％〜約４．７５％、例えば約２．３％〜約４．５％など、約２％〜約５．５％の範囲の破断伸長または破断伸度を示し得る。
さらに、引張試験に供される場合、本発明の編組構造１００は、例えば約１５重量ポンド／インチ（約２．６Ｎ／ｍｍ）〜約８５重量ポンド／インチ（約１４．９Ｎ／ｍｍ）、例えば約２０重量ポンド／インチ（約３．５Ｎ／ｍｍ）〜約８０重量ポンド／インチ（約１４．０Ｎ／ｍｍ）、例えば約２５重量ポンド／インチ（約４．４Ｎ／ｍｍ）〜約７５重量ポンド／インチ（約１３．１Ｎ／ｍｍ）など、約１０重量ポンド／インチ（約１．７５Ｎ／ｍｍ）〜約９０重量ポンド／インチ（約１５．８Ｎ／ｍｍ）の範囲の剛性を示し得る。
さらに、引張試験に供される場合、編組構造は、例えば約１０３４ＭＰａ（約１．５×１０５ポンド／平方インチ）〜約２０６８ＭＰａ（約３×１０５ポンド／平方インチ）、例えば約１１０３ＭＰａ（約１．６×１０５ポンド／平方インチ）〜約１８９６ＭＰａ（約２．７５×１０５ポンド／平方インチ）、例えば約１１７２ＭＰａ（約１．７×１０５ポンド／平方インチ）〜約１７２３ＭＰａ（約２．５×１０５ポンド／平方インチ）など、約５５０ＭＰａ（約８．０×１０４ポンド／平方インチ）〜約２７１０ＭＰａ（約３．９×１０５ポンド／平方インチ）の範囲の引張強度を示し得る。
別の態様では、編組構造は、例えば約１６ｇ／デニールヤーン〜約３０ｇ／デニールヤーン、例えば約１８ｇ／デニールヤーン〜約２５ｇ／デニールヤーン、例えば約２０ｇ／デニールヤーン〜約２５ｇ／デニールヤーン、例えば約２２ｇ／デニールヤーン〜約２５ｇ／デニールヤーンなど、約１５ｇ／デニールヤーン〜約３５ｇ／デニールヤーンの範囲の強度を示し得る。
次に、編組構造の様々な構成要素についてより詳細に説明する。
Ｉ．コア
本発明によれば、編組構造のコアは、単一の芳香族ポリマーヤーンを含み得る。例えば、芳香族ポリマーは、液晶ポリマー、アラミド（Ａｒａｍｉｄ）ポリマーまたはそれらの組み合わせを含み得る。「液晶ポリマー」または「ＬＣＰ」という用語は、溶融状態（例えば、サーモトロピック・ネマチック状態）において液晶挙動を示すことを可能にする棒状構造を有し得るポリマーを指す。ポリマーは、芳香族単位（例えば、芳香族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドなど）を含むことができ、全芳香族である（例えば、芳香族単位のみを含む）か、または部分芳香族である（例えば、芳香族単位と、脂環式単位などの他の単位とを含む）。ポリマーはまた、本質的に全結晶性または半結晶性であり得る。いくつかの実施形態では、適切なサーモトロピック液晶ポリマーは、例えば、芳香族ポリエステル（例えば、液晶芳香族ポリエステルまたは液晶ポリエステル）、芳香族ポリ（エステルアミド）、芳香族ポリ（エステルカーボネート）、芳香族ポリアミドなどを含んでもよく、同様に、１以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族アミノカルボン酸、芳香族アミン、芳香族ジアミンなど、及び、それらの組み合わせから形成される繰り返し単位を含んでもよい。
例えば、芳香族ポリエステルは、（１）２以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸；（２）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸、少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、及び少なくとも１つの芳香族ジオール；及び／または（３）少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、及び少なくとも１つの芳香族ジオール；から得られる。適切な芳香族ヒドロキシカルボン酸の例には、４−ヒドロキシ安息香酸；４−ヒドロキシ−４'−ビフェニルカルボン酸；２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸；２−ヒドロキシ−５−ナフトエ酸；３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸；２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸；４'−ヒドロキシフェニル−４−安息香酸；３'−ヒドロキシフェニル−４−安息香酸；４'−ヒドロキシフェニル−３−安息香酸など、並びに、それらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。適切な芳香族ジカルボン酸の例には、テレフタル酸；イソフタル酸；２，６−ナフタレンジカルボン酸；ジフェニルエーテル−４，４'−ジカルボン酸；１，６−ナフタレンジカルボン酸；２，７−ナフタレンジカルボン酸；４，４'−ジカルボキシビフェニル；ビス（４−カルボキシフェニル）エーテル；ビス（４−カルボキシフェニル）ブタン；ビス（４−カルボキシフェニル）エタン；ビス（３−カルボキシフェニル）エーテル；ビス（３−カルボキシフェニル）エタンなど、並びに、それらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。適切な芳香族ジオールの例には、ヒドロキノン；レゾルシノール；２，６−ジヒドロキシナフタレン；２，７−ジヒドロキシナフタレン；１，６−ジヒドロキシナフタレン；４，４'−ジヒドロキシビフェニル；３，３'−ジヒドロキシビフェニル；３，４'−ジヒドロキシビフェニル；４，４'−ジヒドロキシビフェニルエーテル；ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンなど、並びに、それらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。１つの特定の実施形態では、芳香族ポリエステルは、４−ヒドロキシ安息香酸及び２，６−ヒドロキシナフトエ酸に由来する。４−ヒドロキシ安息香酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約４５％から約８５％（例えば、７３％）を構成してもよく、２，６−ヒドロキシナフトエ酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約１５％から約５５％（例えば、２７％）を構成してもよい。これら及び他の芳香族ポリエステルの合成及び構造は、米国特許第４，１６１，４７０号；同第４，４７３，６８２号；同第４，５２２，９７４号；同第４，３７５，５３０号；同第４，３１８，８４１号；同第４，２５６，６２４号；同第４，２１９，４６１号；同第４，０８３，８２９号；同第４，１８４，９９６号；同第４，２７９，８０３号；同第４，３３７，１９０号；同第４，３５５，１３４号；同第４，４２９，１０５号；同第４，３９３，１９１号；同第４，４２１，９０８号；同第４，４３４，２６２号；及び同第５，５４１，２４０号明細書にさらに詳細に記載される。
同様に、液晶ポリエステルアミドは、（１）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸及び少なくとも１つの芳香族アミノカルボン酸；（２）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸、少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、並びに、任意選択でフェノール性ヒドロキシ基を有する少なくとも１つの芳香族アミン及び／またはジアミン；（３）少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、並びに、任意選択でフェノール性ヒドロキシ基を有する少なくとも１つの芳香族アミン及び／またはジアミン；から得られる。適切な芳香族アミン及びジアミンには、例えば、３−アミノフェノール；４−アミノフェノール；１，４−フェニレンジアミン；１，３−フェニレンジアミンなど、並びにそれらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。１つの特定の実施形態では、芳香族ポリエステルアミドは、２，６−ヒドロキシナフトエ酸、テレフタル酸、及び４−アミノフェノールに由来する。２，６−ヒドロキシナフトエ酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約３５％〜約８５％（例えば、６０％）を構成してもよく、テレフタル酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約５％〜約５０％（例えば、２０％）を構成してもよく、４−アミノフェノールに由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約５％〜約５０％（例えば、２０％）を構成してもよい。別の実施形態では、芳香族ポリエステルアミドは、２，６−ヒドロキシナフトエ酸、４−ヒドロキシ安息香酸及び４−アミノフェノールに由来するモノマー単位、並びに他の任意のモノマー（例えば、４，４'−ジヒドロキシビフェニル及び／またはテレフタル酸）を含む。これら及び他の芳香族ポリ（エステルアミド）の合成及び構造は、米国特許第４，３３９，３７５号；同第４，３５５，１３２号；同第４，３５１，９１７号；同第４，３３０，４５７号；同第４，３５１，９１８号；及び同第５，２０４，４４３号明細書にさらに詳細に記載され得る。
一方、「アラミドポリマー」という用語は、芳香族ポリアミドとして知られているポリマーのクラスを指す。このようなポリマーは、通常、アミン基とカルボン酸ハロゲン化物基との間の反応によって作成される。本発明によって企図される適切なアラミドポリマーの例には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びｐ−フェニレンテレフタルアミドが含まれる。
１つの特定の実施形態では、芳香族ポリマーは、約９６デニール〜約１０５デニールの範囲の線密度を有する、１インチあたりの撚り数がゼロである単一のヤーンを有するコア１０２に形成され得る。ヤーンはまた、約３６〜約７２のフィラメントを含み得、約９０μｍ〜約１０５μｍ（約０．００３６インチ〜約０．００４１インチ）の範囲の直径を有し得る。さらに、コア１０２の単一のヤーンは、約２．１％〜約２．５％の範囲の％伸び（破断伸度）を示し得る。さらに、ヤーンは、約２１ｇ／デニール〜約２８ｇ／デニールの範囲の強度を示し得、約２０１６ｇ〜約２９４０ｇの範囲の最大荷重（maximum force）を有し得る。
別の特定の実施形態では、芳香族ポリマーは、約２１デニール〜約２９デニールの範囲の線密度を有する、１インチあたりの巻数がゼロである単一のヤーンを有するコア１０２に形成され得る。ヤーンはまた、２〜約１２本のフィラメントを含み得、約４６μｍ〜約５６μｍ（約０．００１８インチ〜約０．００２２インチ）の範囲の直径を有し得る。さらに、コア１０２の単一のヤーンは、約３％〜約５％の範囲の％伸び（破断伸度）を示し得る。さらに、ヤーンは、約２０ｇ／デニール〜約４０ｇ／デニールの範囲の強度を示し得、約６００ｇ〜約９５０ｇの範囲の最大荷重を有し得る。
ＩＩ．シース
本発明によれば、編組構造のシースは、高分子量ポリオレフィンなどの高分子量ポリマーから形成された複数のシースヤーンを含み得る。
１つの特定の実施形態では、シースは、少なくとも約５００，０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）の重量平均分子量（Ｍｗ）を有し得る超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ポリマーから形成された複数のシースヤーンを含み得る。いくつかの実施形態では、ＵＨＭＷＰＥポリマーの平均分子量は、例えば約１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ〜約８，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば約１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ〜約６，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば約２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ〜約４，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、約５００，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１０，０００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲であり得る。
さらに、ＵＨＭＷＰＥポリマーは、エチレンのホモポリマー、またはエチレンと少なくとも１つのコモノマーとのコポリマーであり得る。ＵＨＭＷＰＥコポリマーを形成するために使用され得る適切なコモノマーには、これらに限定しないが、例えば３〜２０個の炭素原子を有するアルファオレフィンまたは環状オレフィンが含まれる。適切なコモノマーの非限定的な例には、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、シクロヘキセン、及び最大２０個の炭素原子を有するジエン（例えば、ブタジエンまたは１，４−ヘキサジエン）が含まれる。コモノマーは、約０．００１モル％〜約１０モル％、約０．０１モル％〜約５モル％、または約０．１モル％〜約１モル％の量でＵＨＭＷＰＥコポリマー中に存在し得る。
１つの特定の実施形態では、シース１０４は、１インチあたり６〜７の撚り数（６〜７ＴＰＩ）を有する６つのＵＨＭＷＰＥヤーンを含み得、各ヤーンは、約４０デニール〜約６０デニールの範囲の線密度を有し、シース１０４の全体の線密度もまた、約４０デニール〜約６０デニールの範囲である。シース１０４内の各ヤーンはまた、約２０〜約３５のフィラメントを含み得、約７６μｍ〜約９４μｍ（約０．００３０インチ〜約０．００３７インチ）の範囲の直径を有し得る。さらに、シース１０４内の各ヤーンは、約１．３％〜約７％の範囲の％伸び（破断伸度）を示し得る。さらに、各ヤーンは、約２５ｇ／デニール〜約５１ｇ／デニールの範囲の強度を示し得る、約１１５０ｇ〜約３０３６ｇの範囲の最大荷重を有し得る。
１つの特定の実施形態では、シース１０４は、４〜２４のねじれのないＵＨＭＷＰＥヤーンを含み得、各ヤーンは、約４０デニール〜約６０デニールの範囲の線密度を有し、シース１０４の全体の線密度もまた、約２５デニール〜約１２０デニールの範囲である。シース１０４内の各ヤーンはまた、約１６〜約４２のフィラメントを含み得、約７６μｍ〜約１３２μｍ（約０．００３０インチ〜約０．００５２インチ）の範囲の直径を有し得る。さらに、シース１０４内の各ヤーンは、約２％〜約５％の範囲の％伸び（破断伸度）を示し得る。さらに、各ヤーンは、約２０ｇ／デニール〜約５５ｇ／デニールの範囲の強度を示し得、約６５０ｇ〜約４５００ｇの範囲の最大荷重を有し得る。
別の実施形態では、シース１０４内のヤーンは、高分子量ポリオレフィンに加えて別のポリマーを含み得る。例えば、シース１０４内の１以上のヤーンは高分子量ポリオレフィンと追加のポリマーとの混紡を含み得るか、または、１以上のヤーンは追加のポリマーのみから形成され得る。一実施形態では、追加のポリマーは芳香族ポリマーであり得る。例えば、芳香族ポリマーは、液晶ポリマー、アラミドポリマーまたはそれらの組み合わせを含み得る。「液晶ポリマー」または「ＬＣＰ」という用語は、溶融状態（例えば、サーモトロピック・ネマチック状態）において液晶挙動を示すことを可能にする棒状構造を有し得るポリマーを指す。ポリマーは、芳香族単位（例えば、芳香族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドなど）を含むことができ、全芳香族である（例えば、芳香族単位のみを含む）か、または部分芳香族である（例えば、芳香族単位と、脂環式単位などの他の単位とを含む）。ポリマーはまた、本質的に全結晶性または半結晶性であり得る。いくつかの実施形態では、適切なサーモトロピック液晶ポリマーは、例えば、芳香族ポリエステル（例えば、液晶芳香族ポリエステルまたは液晶ポリエステル）、芳香族ポリ（エステルアミド）、芳香族ポリ（エステルカーボネート）、芳香族ポリアミドなどを含んでもよく、同様に、１以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族アミノカルボン酸、芳香族アミン、芳香族ジアミンなど、及び、それらの組み合わせから形成される繰り返し単位を含んでもよい。
例えば、芳香族ポリエステルは、（１）２以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸；（２）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸、少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、及び少なくとも１つの芳香族ジオール；及び／または（３）少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、及び少なくとも１つの芳香族ジオール；から得られる。適切な芳香族ヒドロキシカルボン酸の例には、４−ヒドロキシ安息香酸；４−ヒドロキシ−４'−ビフェニルカルボン酸；２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸；２−ヒドロキシ−５−ナフトエ酸；３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸；２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸；４'−ヒドロキシフェニル−４−安息香酸；３'−ヒドロキシフェニル−４−安息香酸；４'−ヒドロキシフェニル−３−安息香酸など、並びに、それらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。適切な芳香族ジカルボン酸の例には、テレフタル酸；イソフタル酸；２，６−ナフタレンジカルボン酸；ジフェニルエーテル−４，４'−ジカルボン酸；１，６−ナフタレンジカルボン酸；２，７−ナフタレンジカルボン酸；４，４'−ジカルボキシビフェニル；ビス（４−カルボキシフェニル）エーテル；ビス（４−カルボキシフェニル）ブタン；ビス（４−カルボキシフェニル）エタン；ビス（３−カルボキシフェニル）エーテル；ビス（３−カルボキシフェニル）エタンなど、並びに、それらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。適切な芳香族ジオールの例には、ヒドロキノン；レゾルシノール；２，６−ジヒドロキシナフタレン；２，７−ジヒドロキシナフタレン；１，６−ジヒドロキシナフタレン；４，４'−ジヒドロキシビフェニル；３，３'−ジヒドロキシビフェニル；３，４'−ジヒドロキシビフェニル；４，４'−ジヒドロキシビフェニルエーテル；ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンなど、並びに、それらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。１つの特定の実施形態では、芳香族ポリエステルは、４−ヒドロキシ安息香酸及び２，６−ヒドロキシナフトエ酸に由来する。４−ヒドロキシ安息香酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約４５％〜約８５％（例えば、７３％）を構成してもよく、２，６−ヒドロキシナフトエ酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約１５％〜約５５％（例えば、２７％）を構成してもよい。これら及び他の芳香族ポリエステルの合成及び構造は、米国特許第４，１６１，４７０号；同第４，４７３，６８２号；同第４，５２２，９７４号；同第４，３７５，５３０号；同第４，３１８，８４１号；同第４，２５６，６２４号；同第４，２１９，４６１号；同第４，０８３，８２９号；同第４，１８４，９９６号；同第４，２７９，８０３号；同第４，３３７，１９０号；同第４，３５５，１３４号；同第４，４２９，１０５号；同第４，３９３，１９１号；同第４，４２１，９０８号；同第４，４３４，２６２号；及び同第５，５４１，２４０号明細書にさらに詳細に記載される。
同様に、液晶ポリエステルアミドは、（１）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸及び少なくとも１つの芳香族アミノカルボン酸；（２）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸、少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、並びに、任意選択でフェノール性ヒドロキシ基を有する少なくとも１つの芳香族アミン及び／またはジアミン；（３）少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、並びに、任意選択でフェノール性ヒドロキシ基を有する少なくとも１つの芳香族アミン及び／またはジアミン；から得られる。適切な芳香族アミン及びジアミンには、例えば、３−アミノフェノール；４−アミノフェノール；１，４−フェニレンジアミン；１，３−フェニレンジアミンなど、並びにそれらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基が含まれる。１つの特定の実施形態では、芳香族ポリエステルアミドは、２，６−ヒドロキシナフトエ酸、テレフタル酸、及び４−アミノフェノールに由来する。２，６−ヒドロキシナフトエ酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約３５％〜約８５％（例えば、６０％）を構成してもよく、テレフタル酸に由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約５％〜約５０％（例えば、２０％）を構成してもよく、４−アミノフェノールに由来するモノマー単位は、モルベースでポリマーの約５％〜約５０％（例えば、２０％）を構成してもよい。別の実施形態では、芳香族ポリエステルアミドは、２，６−ヒドロキシナフトエ酸、４−ヒドロキシ安息香酸及び４−アミノフェノールに由来するモノマー単位、並びに他の任意のモノマー（例えば、４，４'−ジヒドロキシビフェニル及び／またはテレフタル酸）を含む。これら及び他の芳香族ポリ（エステルアミド）の合成及び構造は、米国特許第４，３３９，３７５号；同第４，３５５，１３２号；同第４，３５１，９１７号；同第４，３３０，４５７号；同第４，３５１，９１８号；及び同第５，２０４，４４３号明細書にさらに詳細に記載され得る。
一方、「アラミドポリマー」という用語は、芳香族ポリアミドとして知られているポリマーのクラスを指す。このようなポリマーは、通常、アミン基とカルボン酸ハロゲン化物基との間の反応によって作成される。本発明によって企図される適切なアラミドポリマーの例には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びｐ−フェニレンテレフタルアミドが含まれる。
しかしながら、所望の耐摩耗性を達成するために、追加のポリマーは、例えばシース１０４の総重量の約２．５重量％未満の量、例えばシース１０４の総重量の約１重量％未満の量など、シース１０４の総重量の約５重量％未満の量で存在するべきであることを理解されたい。
ＩＩＩ．用途
本発明の編組構造は、様々な医療用途に利用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、編組構造は、縫合材料として利用され得る。さらに、他の実施形態では、編組構造は、医療機器の作動ケーブルとして使用され得る。さらに、編組構造は、当業者に知られている他の任意の用途に使用され得る。例えば、編組構造は、耐荷重性の整形外科用途、人工腱／人口靭帯、固定装置、作動ケーブル、組織修復用構成要素などで使用され得る。
本発明は、以下の実施例を参照することにより、よりよく理解することができる。
実施例
比較例Ｃ１ａ−Ｃ１７と実施例１ａ−４及びＳ１−Ｓ５とを含むいくつかの編組構造を以下の表１−１及び表１−２に示すように形成すると、編組構造は表１及び表１−２に要約された物理的特性及び機械的特性を示した。各特性を決定するために使用される特定の試験手順に関する詳細を以下に示す。
試験手順
１．シースヤーンの１インチあたりのツイスト数（ＴＰＩ）を、手動ねじり試験機で直接解撚法（direct untwist method）を使用して測定した。
２．編組直径を、３０ｇの重りを編組構造に適用しながらレーザマイクロメータを使用して測定した。
３．１インチあたりのピック数（ＰＰＩ）を、編組構造を拡大しながら電子測定システムを使用して測定した。
４．破断荷重を、軸方向に張力を加えた状態で、万能機械試験システムを使用して編組構造が破断したときの張力を測定することによって決定した。
５．１８０度屈曲での破断荷重を、万能機械試験システムを使用して、直径約３０５μｍ（０．０１２インチ）のワイヤまたはピン上で１８０度曲げたときに編組構造が破断した張力を測定することによって決定した。
６．引張強度（ＵＴＳ）を、以下の式に従って決定した。
ＵＴＳ＝破断荷重／（３．１４×（編組構造の半径）２）
７．破断伸度を、万能機械試験システムを使用して、破断点での編組構造の伸び率を計算して決定した。
８．剛性を、以下の式に従って決定した。
剛性＝破断荷重／破断伸度
９．クリープを、編組構造の伸び量及び伸び率を測定することによって計算した。編組構造を、１つの試験グリップにおいて両方の編組端が互いに平行であるようにそれ自体から両側に垂れ下げ、二重編組構造を作成した。この二重編組構造を、一定の約２２．２Ｎ（５重量ポンド）で、約１５分間、４８．３ｃｍ（約１９インチ）のゲージ長のホーングリップで試験した後、約１５分での編組構造の伸びに、試験ゲージ長対試験ゲージ長よりも長い設定比率を乗算してこの値を正規化した。
１０．以下に基づいて、「優れた」、「適切な」または「悪い」という耐摩耗性の等級付けを得た：編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、各サンプルの編組構造を、後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクルにわたって反復させ、１インチの編組構造あたりの破損したフィラメントの数を測定し、破損したフィラメントが１０未満である編組構造には「優れた」という等級を付し、破損したフィラメントが１０−５０である編組構造には「適切な」という等級を付し、破損したフィラメントが５０より多い編組構造には「悪い」という等級を付した。
Figure 2021519165
Figure 2021519165
シースヤーンの説明及びコアヤーンの説明の列の上付き文字の説明
Ａ ４５−５５デニール；２４フィラメント；０．００２４６７−０．００２９３４インチの直径；２．３−３．１％の伸び；２２−３３の強度（ｇ／デニール）；９９０−１８１５ｇの最大荷重；１１−１３ＴＰＩ。
Ｂ ４５−５６デニール；２５フィラメント；０．００３１８８−０．００３５５７インチの直径；２−７％の伸び；２２−４７の強度（ｇ／デニール）；９９０−２６３２ｇの最大荷重；１−５ＴＰＩ。
Ｃ ４７−５５デニール；２４フィラメント；０．００２５２１−０．００２９３４インチの直径；３−４．５％の伸び；２１．５−３８．４の強度（ｇ／デニール）；１０１０．５−２１１３．１ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｄ ４５−５５デニール；２４フィラメント；０．００２５２１−０．００２９３４インチの直径；３−５％の伸び；２０−４０の強度（ｇ／デニール）；９００−２２００ｇの最大荷重；５−９ＴＰＩ。
Ｅ ４６−５６デニール；２５フィラメント；０．００３２２４−０．００３５５７インチの直径；２−７％の伸び；２５−４５の強度（ｇ／デニール）；１１５０−２５２０ｇの最大荷重；５−９ＴＰＩ。
Ｆ ４６−５７デニール；２０フィラメント；０．００３２２４−０．００３５８８インチの直径；１．９−４．７％の伸び；２８−４８の強度（ｇ／デニール）；１２８８−２７３６ｇの最大荷重；５−９ＴＰＩ。
Ｇ ４０−６０デニール；３１−３５フィラメント；０．００３００６−０．００３６８２インチの直径；１．３−５％の伸び；３７．４−５０．６の強度（ｇ／デニール）；１４９６−３０３６ｇの最大荷重；５−９ＴＰＩ。
Ｈ ９４−１０５デニール；４８フィラメント；０．００３５６６−０．００４０５４インチの直径；２．５−４．５％の伸び；２２−３６の強度（ｇ／デニール）；２０６８−３７８０ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｉ ９６−１０５デニール；４８フィラメント；０．００３６０４−０．００４０５４インチの直径；２．１−２．５％の伸び；２１−２８の強度（ｇ／デニール）；２０１６−２９４０ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｊ ９０−１１０デニール；４０−４８フィラメント；０．００４５０９−０．００４９８５インチの直径；２．１−４．５％の伸び；２８．５−４１．２の強度（ｇ／デニール）；２５６５．９−４５３５．３ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｋ ９２−１１４デニール；４０フィラメント；０．００４５５９−０．００５０７５インチの直径；１．９−４．７％の伸び；２８−４８の強度（ｇ／デニール）；２５７６−５４７２ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｌ ４５−５６デニール；２５フィラメント；０．００３１８８−０．００３５５７インチの直径；２．３−４．５％の伸び；２８−４０の強度（ｇ／デニール）；１２６０−２２４０ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｍ ２５−３５デニール；１６フィラメント；０．００３０３−０．００４０３インチの直径；２−５％の伸び；２０−５５の強度（ｇ／デニール）；６５０−１７００ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｎ ３５−４５デニール；２７フィラメント；０．００２３５７−０．００２６７３インチの直径；１９−４５％の伸び；３．８−５．２の強度（ｇ／デニール）；１３０−２３５ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｏ ８０−１２０デニール；４１フィラメント；０．００４２５１−０．００５２０６５８インチの直径；２．５−４．５％の伸び；２５−４５の強度（ｇ／デニール）；２５００−４５００ｇの最大荷重；０ＴＰＩ。
Ｐ ２１−２９デニール；６フィラメント；０．００１８３９−０．００２２０２７５インチの直径；３−５％の伸び；２０−４０の強度（ｇ／デニール）；６００−９５０ｇの最大荷重。
議論
様々な編組構造と、それによってもたらされる物理的特性及び機械的特性とをまとめている上記の表１に示すように、比較サンプルＣ１−Ｃ１７は医療用途で使用するための編組構造に必要な小径を有しているが、比較サンプルＣ１−Ｃ１７のうち、すべてのカテゴリで最も好ましい機械的特性を示したものはなかった。例えば、比較サンプルＣ４、Ｃ８、Ｃ９及びＣ１３は、高い破断伸度率を示し、Ｃ１１及びＣ１２は低い引張強度を示し、サンプルＣ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃ、Ｃ２ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ２ｃ、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１１及びＣ１７は、編組構造に２００ｇの重量を適用した状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方に２０ｍｍ及び前方に２０ｍｍ、合計４０サイクルにわたって反復させた後、編組構造がほつれることから明らかなように、不十分な耐摩耗性を示した。
一方、驚くべきことに、サンプル１ａ、１ｂ、１ｃ、２、３及び４、並びにサンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５の編組構造の特定の構成は、通常及び１８０度の屈曲試験構成において耐摩耗性であり、高い破断荷重、低い破断伸度、高い剛性、低いクリープ値を示し、これらはすべて、縫合糸または作動ケーブルの用途における使用に適した小径を有し、約８７６ＭＰａ（１．２７ｘ１０５ポンド／平方インチ）〜約１９３０ＭＰａ（２．８０ｘ１０５ポンド／平方インチ）の範囲の高い引張強度を維持していた。別の態様では、編組構造は、約１５〜約３５ｇ／デニールヤーンの範囲の強度を示し得る。
他の編組構造と比較した、本発明の編組構造の改善された耐摩耗性を実証するために、図３−１０を、より詳細に議論する。具体的には、図３は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計５サイクル反復させた後の、比較例Ｃ１ａ−Ｃ３、Ｃ６−Ｃ７及びＣ１０のような液晶ポリマーシースを有する編組構造の写真である；図４は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計１０サイクル反復させた後の、比較例Ｃ１ａ−Ｃ３、Ｃ６−Ｃ７及びＣ１０のような液晶ポリマーシースを有する編組構造の写真である；図５は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計２０サイクル反復させた後の、比較例Ｃ１ａ−Ｃ３、Ｃ６−Ｃ７及びＣ１０のような液晶ポリマーシースを有する編組構造の写真である；図６は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクル反復させた後の、比較例Ｃ１ａ−Ｃ３、Ｃ６−Ｃ７及びＣ１０のような液晶ポリマーシースを有する編組構造の写真である。図示のように、わずか５サイクル後でも比較例Ｃ１ａ−Ｃ３、Ｃ６−Ｃ７及びＣ１０のような編組構造はほつれを示し、ほつれは４０サイクル後にさらに顕著になり、比較例Ｃ１ａ−Ｃ３、Ｃ６−Ｃ７及びＣ１０の編組構造が耐摩耗性を欠いていることを示している。
一方、図７は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計５サイクル反復させた後の、実施例１ａ−４及びＳ１−Ｓ５のような超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する編組構造の写真である；図８は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計１０サイクル反復させた後の、実施例１ａ−４及びＳ１−Ｓ５のような超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する編組構造の写真である；図９は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計２０サイクル反復させた後の、実施例１ａ−４及びＳ１−Ｓ５のような超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する編組構造の写真である；図１０は、編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で、半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクル反復させた後の、実施例１ａ−４及びＳ１−Ｓ５のような超高分子量ポリエチレンポリマーシースを有する編組構造の写真である。図示のように、４０サイクル後でも、実施例１ａ−４及びＳ１−Ｓ５のような編組構造はほつれを示さず、本発明の編組構造が耐摩耗性であることを示している。
この書面による説明は、実施例を使用して最良の形態を含む本発明を開示し、任意の装置またはシステムの作成及び使用、並びに任意の組み込まれた方法の実行を含む、当業者による本発明の実施を可能にする。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想起される他の例を含み得る。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言上の用語と異ならない構造要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言上の用語と実質的に異なる同等の構造要素を含む場合、クレームの範囲内にあることを意図している。

Claims (20)

  1. 編組構造であって、
    芳香族ポリマーを含む少なくとも１本のヤーンを有するコアと、
    前記コアの周囲に編組されたシースであって、前記シースが複数の超高分子量ポリオレフィンのヤーンを含み、当該編組構造が約６０μｍ〜約６５０μｍの範囲の全体直径を有する該シースと、を含むことを特徴とする編組構造。
  2. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記芳香族ポリマーは、液晶ポリマー、アラミドポリマーまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする編組構造。
  3. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記シースは２本〜約４８本の前記ヤーンを含み、前記シース内の複数の前記ヤーンのそれぞれは１本〜約７２本のフィラメントを含むことを特徴とする編組構造。
  4. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記シースは少なくとも２つのシース層を含むことを特徴とする編組構造。
  5. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記ヤーンは、約３本〜約９６本のフィラメントを含むことを特徴とする編組構造。
  6. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記超高分子量ポリオレフィンは、少なくとも約５００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する超高分子量ポリエチレンを含むことを特徴とする編組構造。
  7. 請求項１に記載の編組構造であって、
    当該編組構造が、約１５分後に８％未満の伸びであるクリープを示すことを特徴とする編組構造。
  8. 請求項１に記載の編組構造であって、
    当該編組構造は、前記編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、前記編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクルにわたって反復させた後に耐摩耗性を示し、
    当該編組構造には、反復後のリニアインチあたり５０未満の破損フィラメントが含まれることを特徴とする編組構造。
  9. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記編組構造が、約２２．２Ｎ〜約２６６．９Ｎの範囲の破断荷重を示すことを特徴とする編組構造。
  10. 請求項１に記載の編組構造であって、
    当該編組構造が、約２％〜約５．５％の範囲の破断伸度を示すことを特徴とする編組構造。
  11. 請求項１に記載の編組構造であって、
    当該編組構造が、約１．７５Ｎ／ｍｍ〜約１５．８Ｎ／ｍｍの範囲の剛性を示すことを特徴とする編組構造。
  12. 請求項１に記載の編組構造であって、
    当該編組構造が、約５５０ＭＰａ〜約２７１０ＭＰａの範囲の引張強度を示すことを特徴とする編組構造。
  13. 請求項１に記載の編組構造であって、
    当該編組構造が、１インチあたり約１０〜約９０のヨコ糸を含むことを特徴とする編組構造。
  14. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記シースの前記ヤーンは、１インチあたり０〜約１２ツイストを含むことを特徴とする編組構造。
  15. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記コアの前記ヤーンは、１インチあたり０〜約２ツイストを含むことを特徴とする編組構造。
  16. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記シース内の複数の前記ヤーンのそれぞれは、約８〜約１２５デニールの範囲の線密度を有することを特徴とする編組構造。
  17. 請求項１に記載の編組構造であって、
    前記コア内の前記ヤーンは、約８〜約１１１０デニールの範囲の線密度を有することを特徴とする編組構造。
  18. 請求項１に記載の編組構造を含む、医療機器用の作動ケーブル、縫合糸、耐荷重性の整形外科用途、人工腱もしくは人工靭帯、組織修復及び作動ケーブル用の構成要素、または固定装置。
  19. 編組構造であって、
    芳香族ポリマーを含む少なくとも１本のヤーンを有するコアと、
    前記コアの周囲に編組されたシースであって、前記シースが複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含み、当該編組構造は、前記編組構造に２００ｇの重量を加えた状態で半径１ｍｍの金属エッジを横切るように、前記編組構造を後方方向に２０ｍｍ及び前方方向に２０ｍｍ、合計４０サイクルにわたって反復させた後に耐摩耗性を示し、当該編組構造には、反復後のリニアインチあたり５０未満の破損フィラメントが含まれる、該シースと、を含むことを特徴とする編組構造。
  20. 編組構造であって、
    芳香族ポリマーを含む少なくとも１本のヤーンを有するコアと、
    前記コアの周囲に編組されたシースであって、前記シースが複数の超高分子量ポリオレフィンヤーンを含み、当該編組構造が約１５分後に約８％未満の伸びであるクリープを示す該シースと、を含むことを特徴とする編組構造。
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