JP2021529597A - 向上した埋め込み後強度保持率を有する高強度縫合糸用の易吸収性コポリマー組成物 - Google Patents

向上した埋め込み後強度保持率を有する高強度縫合糸用の易吸収性コポリマー組成物 Download PDF

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Abstract

Bセグメントが、グリコリドとラクチドの完全非晶質ランダムコポリマーであり、長期医療用とのための、新規の半結晶性であり、グリコリドとラクチドのグリコリドに富むA−B−Aトリブロックコポリマーから作製された新規外科用縫合糸及び新規医療用デバイスが開示される。新規ポリマー組成物は、長期吸収性外科用縫合糸、メッシュ及び他の医療用デバイス、特に易感染性の治療を受けている患者に有用である。新規縫合糸は、改善された特性及び改善された破壊強度保持率を有し、一方で、埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される。

Description

本発明は、より長期の吸収性医療用途のための、新規半結晶性セグメント化A−B−Aブロックコポリマーから作製される新規吸収性縫合糸、及び向上した埋め込み後強度保持率を有する他の埋め込み可能な医療用デバイスに関する。本発明はまた、このような縫合糸及びコポリマーを作製するための新規プロセスにも関する。
合成吸収性ポリエステルは、当該技術分野において周知である。公開文献及び特許文献には特に、グリコリド、L(−)−ラクチド、D(+)−ラクチド、メソ−ラクチド、ε−カプロラクトン、p−ジオキサノン、トリメチレンカーボネート、及びこれらの組み合わせから作製された吸収性ポリマー及びコポリマーが記載されている。吸収性という用語は、生体吸収性、再吸収性、生体再吸収性、分解性、又は生体分解性も含み得る、総称的な用語であることが意図される。
吸収性ポリエステルの1つの非常に重要な用途は、外科用縫合糸としてのその使用である。吸収性縫合糸は一般に、マルチフィラメント編組及びモノフィラメント繊維という2種の基本形で提供される。吸収性マルチフィラメント縫合糸は、グリコリドホモポリマー及びラクチド/グリコリドコポリマーから作製されている。あらゆる吸収性医療用デバイスのうちの極めて重要な側面の1つに、その機械的特性がin vivoで保持される時間の長さがある。例えば、一部の外科用途では、医療用デバイスは、その所望の機能を発揮しながら、治癒するのに必要な時間身体をそのままにしておくために、かなり長い時間にわたって強度を保持することが重要である。これは、破壊強度保持率(BSR)と呼ばれることが多い。長期BSRを有する縫合糸は、易感染性の治療を受けている患者の創傷閉鎖に対処する際に特に必要とされる。これらには、糖尿病患者、高齢患者、及び場合によっては化学療法中の患者が挙げられる。血液供給が不足している、又は減少している身体領域の創傷閉鎖における必要性も存在する。
長期BSRを有する吸収性縫合糸は既知であって、従来のポリマーから作製されており、ラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー製のマルチフィラメント(編組)縫合糸及びポリジオキサノンポリマー製のモノフィラメント縫合糸が挙げられるが、これらに限定されない。長期BSRを有する吸収性縫合糸は利用可能であるが、ラクチドに富むラクチド/グリコリドコポリマー製の編組縫合糸は、総吸収時間が著しく長く、望ましくない結果をもたらす場合がある。加えて、長期BSRを有するモノフィラメント縫合糸は、それらの比較的高い剛性によって、取り扱い性と結び目安定性が比較的劣り、また典型的には、編組縫合糸と比較して初期引張強度が著しく低い。当業者は、モノフィラメント吸収性縫合糸及びマルチフィラメント吸収性縫合糸が存在すること、並びに短期吸収性縫合糸及び長期吸収性縫合糸が存在すること、並びに外科医がこのような縫合糸を利用できることを理解するであろう。しかしながら、縫合糸などの吸収性医療用デバイスに作製され得る吸収性ポリマーが必要とされており、この縫合糸は、高い初期引張強度、優れた取り扱い性と最初の結び目の保持性、良好な結び目摺動性と結び目安全性、及び遅い創傷治癒用途のための長期BSR性能の組み合わせを有するが、約18週間以下という比較的短期間で完全な吸収を示す。このような吸収性ポリマーを、これらの特性を有する縫合糸などの医療用デバイスに変換するためのプロセスの必要性も存在する。
グリコリドとラクチドの結晶性ブロックコポリマーは、米国特許第6,007,565号及び同第6,136,018号(Robyら)に開示されている。これらの特許に開示されるコポリマーは、好ましくは2つのブロック(A−Bタイプ)から構成され、第1のブロックは、約60〜35モルパーセントのラクチド繰り返し単位とランダムに組み合わされた約60〜35モルパーセントのグリコリドを含有する。第1のブロックは、好ましくは、約40〜約45モルパーセントの乳酸エステル結合を含有すると記載されている。第2のブロックは、グリコリド繰り返し単位とラクチド繰り返し単位の両方を含有するものとして記載され、グリコリドの割合が第1のブロックよりも高い。コポリマー全体のグリコリド濃度は、約75〜約95モルパーセントの範囲である。これらのコポリマーによって作製される繊維のBSR特性は、対応するランダムグリコリド及びラクチドコポリマー組成物よりも幾分長いが、実験項で後に示されるように、本発明のコポリマーから作製される繊維のBSR性能より大幅に劣っている。二官能性開始剤の可能性が本文中に言及されたが、Robyらは、A−Bタイプに対して、極めて長期のBSR特性を可能にする「B」セグメントセンターブロック(CB)組成物を提供するA−B−Aブロックコポリマー構造を有することの重要性を認識できなかった。更に、両参考文献に記載される加工条件(合成及び押出)は、長期BSR特性を示す繊維の製造に不十分であることがわかっている。
同様に、米国特許第4,243,775号は、重合中のモノマーの逐次付加を使用して、主要モノマーとしてのグリコリドをグリコリド以外の環状エステルと共重合することによって形成された合成吸収性コポリマーから作製された外科用物品の製造方法を教示している。この参考文献は、好ましくは環状エステルモノマーがラクチドであることを教示している。好ましい実施形態の1つとして、L(−)−ラクチド、グリコリド、及び再度L(−)−ラクチドを連続的かつ順次共重合することによって形成されるトリブロック構造が挙げられる。この方法から製造されたコポリマーは、グリコリドCBポリマー鎖の両端に乳酸単位を主に有する。加えて、末端ブロック中にラクチド部分が存在することにより、結晶化が低減され、したがって、縫合糸の引張強度が低下する可能性が非常に高いと考えられる。これらの構造は、やはり、長期BSR縫合糸用途には好適ではない。
グリコリド及びラクチドを含む様々なラクトン部分から構成される完全に非晶質の生分解性マルチブロックコポリマーは、米国特許第8,481,651(B2)号に記載されている。これらのコポリマーは、結晶化度を欠くためにソフト鎖セグメントを有し、比較的低いガラス転移温度を有する。したがって、それらは、結晶化度を欠き、比較的低いガラス転移温度によって、長期BSR特性と十分な寸法安定性を有する強力な縫合糸の製造に使用することができない。
米国特許第6,770,717号は、繰り返し単位が、グリコリドとグリコリド/ラクチドの組み合わせに加えてポリ(ε−カプロラクトン)(PCL)部分を含有する、生分解性マルチブロックコポリマーを記載している。可撓性かつ疎水性のPCL単位の存在により、弾性を改善し、組織工学的用途のための材料疎水性を増加させることができるが、結晶化度が極めて低いため、引張強度が低い縫合デバイスになるであろう。
第1のブロックがポリ(ラクチド−グリコリド)であり、第2のブロックが第1のブロックより高い割合のラクチドを有するラクチド−グリコリドコポリマーからなる群のメンバーである、吸収性マルチブロック組成物が米国特許出願公開第2009/304767号に記載されている。これらの高ラクチドブロック又はグラフト組成物は、25:75〜60:40の範囲のラクチド:グリコリド比を有する第1のブロックと、70:30〜99:1の範囲のラクチド:グリコリド比を有する第2のブロックとを含有する。これらの低結晶化度、低強度組成物は、コーティング、スカフォールド、及び/又は薬物送達担体に好適であり得るが、高強度長期縫合糸用途には好適ではない。
米国特許第5,236,444号は、重合グリコリドから主に作製されるブロックと、グリコリド、ラクチド、及びトリメチレンカーボネート結合を有するブロックとを有する、吸収性ブロックコポリマー及びそれ由来の外科用物品に関する。これらのA−B構造中のトリメチレンカーボネートの存在は、モノフィラメント縫合糸の使用に対して弾性の増加を提供するが、引張強度を低下させ、加水分解速度を増加させることにより、BSR性能に悪影響を及ぼす。
要約すると、良好な取り扱い特性、高い初期引張強度、埋め込み後の長期BSR特性、及び好ましくは120日以下の比較的短い総吸収時間の組み合わせを有する、新規吸収性縫合糸に対する当該技術分野における満たされていないニーズが存在する。当該技術分野では、これら望ましい特性を有するかかる縫合糸及び他の吸収性医療用デバイスを製造するための新規吸収性ポリマー系も更に必要とされている。
長期吸収性医療用途のための、構造A−B−Aのグリコリド及びラクチドの新たな半結晶性のグリコリドに富むブロックコポリマーが開示される。吸収性コポリマーは、末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aを有する。末端セグメントAは重合グリコリドを含み、中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含む。中央セグメントBは、完全に非晶質であり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチドと、約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドとを含有する。吸収性コポリマー中の重合グリコリドの総量は、吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、重合ラクチドの総量は、吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである。
本発明の別の態様は、末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーから作製される吸収性医療用デバイスである。末端セグメントAは重合グリコリドを含み、中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含む。中央セグメントBは、完全に非晶質であり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチドと、約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドとを含有する。吸収性コポリマー中の重合グリコリドの総量は、当該吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、重合ラクチドの総量は、当該吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである。
本発明の更に別の態様は、本発明の新規コポリマーをマルチフィラメント糸に押出成形する方法である。
本発明のなお更に別の態様は、当該新規コポリマーから医療用デバイスを製造する方法である。
驚くべきことに、かつ予想外に、本発明のA−B−Aタイプの構造を有するセグメント化されグリコリドに富むポリ(グリコリド−コ−ラクチド)コポリマーから作製されたマルチフィラメントは、非常に長いBSR特性を示し、同時に、例えば18週間以下の総吸収時間も呈する。
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。
Bセグメント組成に対する実施例3〜12のA−B−Aポリマーの重量平均分子量(Mw)を示すグラフである。 Bセグメント組成に対する実施例3〜12のA−B−Aポリマーの固有粘度(IV)を示すグラフである。 Bセグメント中のポリマー化ラクチドのモルパーセントに対する実施例5〜12のA−B−Aポリマーのラクトイルユニットの平均連鎖長(ACLSL)のグラフである。 Bセグメント組成に対する実施例3〜12のA−B−Aポリマーから作製されたサイズ2−0の網組の直線引張破壊強度保持率(BSR)のグラフである。 「B」セグメント組成に対する実施例3〜12のA−B−Aポリマーから作製されたサイズ2−0の網組の引張強度のグラフである。 実施例16のリアルタイムFT−NIR分光法による第1段階のモノマー消費量を示すグラフであり、A)反応時間に対するモノマーのピーク下面積、B)時間に対するモノマー消費割合である。 実施例16のリアルタイムFT−NIR分光法による第1段階のモノマー消費量を示すグラフであり、A)反応時間に対するモノマーのピーク下面積、B)時間に対するモノマー消費割合である。 実施例15〜17の第2段階のグリコリド変換を示すグラフである。 本発明の2−0網組(実施例15のA−B−Aコポリマーから作製)、及び先行技術の教示に基づく2−0網組(実施例19〜21のコポリマーから作製)のin vitro直線引張BSR割合を示すグラフである。 本発明の2−0網組(実施例15のA−B−Aコポリマーから作製)、及び先行技術の教示に基づく2−0網組(実施例19〜21のコポリマーから作製)のin vitro直線引張BSRをポンドで示すグラフである。 本発明の2−0網組(実施例15のA−B−Aコポリマーから作製)、及び先行技術の教示に基づく2−0網組(実施例19〜21のコポリマーから作製)のin vitro結び目引張BSR割合を示すグラフである。 本発明の2−0網組(実施例15のA−B−Aコポリマーから作製)、及び先行技術の教示に基づく2−0網組(実施例19〜21のコポリマーから作製)のin vitro結び目引張BSRをポンドで示すグラフである。 本発明のサイズ2の網組(実施例15のA−B−Aコポリマーから作製)のin vitro直線引張BSRをポンドで示すグラフである。
本発明は、グリコリドとラクチドの新規コポリマー、並びに、驚くべきかつ予想外の特性を有するこのようなコポリマーから作製される新規医療用デバイス、特に縫合糸を目的とする。より具体的には、このクラスのコポリマーはグリコリドを多く含み、ランダムではない、ブロック状の連鎖分布を有するように作製され、A−B−Aタイプである。ほとんどの材料がグリコリドに基づくグリコリド及びラクチドコポリマーでは、グリコリド含有末端セグメント(「A」)は、素早い結晶化、並びに高い結晶化度レベルを可能にするために可能な限り純粋である必要がある。一方、非晶質センターブロック(Bセグメント)は、非晶質領域の疎水性を増加させるためにラクチドに富む必要があり、これは加水分解速度を遅くし、最終的にはより長いBSRをもたらす。
外科用縫合糸を製造するのに使用される繊維の寸法安定性は、使用前の滅菌包装中、並びに外科的植え込み後の患者体内(すなわち、in vivo)の両方における収縮を防止するために非常に重要である。全体的な結晶化度及び材料のガラス転移温度(Tg)は寸法安定性に関与するが、結晶化速度もプロセスを決定づけるということに気付くことが重要である。結晶化が遅い材料が加工される場合、加工中に所望の結晶化度及び所望の分子配向を達成し、それによって繊維の引張強度を低下させ得ることは非常に困難である。所与の全体的な化学組成のコポリマーの結晶化速度を上げるためには、ランダムな連鎖分布よりも、特にA−B−Aタイプのブロック構造が好ましい。加えて、加工中にA−B−A鎖構造を維持するためにエステル交換反応を最小限に抑えることは、製造されたデバイスの長期BSR特性を達成するために重要であることが、本明細書において以下に示される。
発明者らは、予想外にも、以下のポリマー鎖配列、ポリマー配合物、及び重合属性が、グリコリドに富むグリコリド/ラクチドコポリマーにおける長期BSR性能に大きく寄与することを発見した:a)非晶質Bセグメントが約30モルパーセント〜80モルパーセントの重合ラクチドと、20モルパーセント〜70モルパーセントの重合グリコリドとを含有している、A−Bタイプの代わりのA−B−Aブロックコポリマー構造;b)プレポリマー(Bセグメント)重合の完了時の2モルパーセント未満の未反応のラクチドモノマー;c)50,000:1〜300,000:1の範囲内である触媒比(モノマーのモル数:触媒のモル数);d)開始剤比(モノマーのモル数:開始剤のモル数)が500:1〜1,500:1である開始剤としてのジオール;e)第2の重合段階の混合時間中の迅速な撹拌、並びにf)第2の重合段階中の発熱制御及び比較的低い反応バッチ温度。
本発明の新規A−B−Aセグメント化コポリマーは、第1段階においてラクチド/グリコリドプレポリマーが重合されBセグメントを作製し、第2段階が、Bセグメントプレポリマーの両端から追加のグリコリドを重合して、最終A−B−AポリマーのAセグメントを作製することからなる、2段階重合反応によって調製できる。より具体的には、第1段階は、好適な従来の反応容器内で、約170℃〜約240℃の温度で、全てのラクチドモノマー及び少量のグリコリドモノマーを重合することを含む。約180℃〜約195℃の温度が特に有利である。本発明の実施においては、良好に作用させるためには、ジエチレングリコールなどのジオールである開始剤を本配合物に使用しなければならない。開始剤としてのジオールの濃度は、最終コポリマーの分子量を決定する。典型的には、開始剤比(モノマーのモル数:開始剤のモル数)は約500:1〜約1,500:1に設定される。より典型的には、開始剤比範囲は、約600:1〜約1,200:1である。好ましくは、開始剤比範囲は、750:1〜900:1に設定される。好適な触媒としては、オクタン酸スズなどの従来の触媒が挙げられる。使用され得る触媒比(モノマーのモル数:触媒のモル数)は、典型的には約50,000:1〜約300,000:1、より典型的には約75,000:1〜約275,000:1の範囲であり、好ましい範囲は約100,000:1〜約250,000:1、最も好ましい範囲は約150,000:1〜約200,000:1である。第1段階における反応時間は、反応器温度に応じて変化し得るが、典型的には120〜180分である。反応時間は、グリコリド及びラクチドモノマーの両方を効果的に重合させるのに十分であり、これにより、第1段階の終了時に未反応のラクチドは約2モルパーセント未満である。
この重合の第1段階の完了後、グリコリドの第2の(主要)部分を粉末形態で反応器に直接添加することができる。好ましくは、第2段階のグリコリドは、120℃で予熱された好適な従来の溶融タンクから溶融形態で添加される。第2段階の添加中、添加したグリコリドとプレポリマーとの混合が完了するまで、主反応器内の温度を第1の重合段階の温度、好ましくは175℃〜195℃の温度に維持することができる。あるいは、グリコリドモノマーの主要部分が添加されると、温度を約200℃〜約210℃の範囲にして、完全な混合段階が達成されるまで、十分に有効な時間(例えば、約30〜90分)にわたってこの温度に維持することができる。第2段階の重合中、混合速度は最終ポリマー特性に影響を及ぼすことが見出された。第2段階のグリコリドモノマーを反応器に添加した後、グリコリドモノマーがプレポリマー溶融物に組み込まれることを確実にするために十分に有効な高い混合速度が必要とされる。30〜90分間、15RPM(毎分回転数)〜約30RPMの速度での混合(撹拌)は、添加されたグリコリドモノマー及びプレポリマー溶融物の完全な混合のために本研究で使用された反応器の種類において十分に有効であることが示された。
第2段階の総反応時間は、プレポリマー鎖の両端から第2段階で添加されたグリコリドモノマーを重合させA−B−A鎖配列をもたらすのに十分に有効であり、グリコリド添加時から約100分〜約200分で変化し得る。第2段階のバッチ温度は、第2段階のグリコリドを重合するのに十分に有効であり、約200℃〜約230℃に維持されてもよい。好ましくは、第2の重合段階におけるバッチ温度は、205℃〜215℃に維持されるであろう。最適な第2段階反応時間は、グリコリド添加から約150分〜240分であってもよい。混合時間終了後の撹拌速度は、反応終了まで、十分に有効な速度、例えば約5RPM〜約10RPMに低下させることができる。反応の後の段階でのより低い撹拌速度は、分解及び/又はエステル交換反応を低減するのに役立つことが判明した。
反応器から、重合した樹脂を複数の従来の容器に放出し、従来のオーブンを装備した窒素流中で貯蔵してもよく、又は更なる加工まで従来の冷凍庫内に置いてもよい。このようにして放出したコポリマー樹脂は、乾燥前に、更なる粉砕及びふるい分け操作を必要とする。好ましくは、重合した樹脂を、水中ペレット化などの従来のペレット化工程を通して放出することができ、次いで得られたペレットを更なる使用前に、冷凍庫中、又は窒素雰囲気下のオーブン中で保管することができる。
ポリマー乾燥及び脱揮発は、通常、ポリマー合成における最終工程である。この工程は、ポリマーから水(水中ペレット化由来)及び未反応モノマーを除去するために必要とされる。未反応モノマーを除去しない場合、下流の加工及び最終的な医療用デバイスの両方において望ましくない結果、例えば、BSR性能の劣化につながる、組織反応性の増加、及びin vivo分解の促進が生じる場合がある。2つのシェルを持つ油熱式Patterson−Kelley回転式乾燥機又は同等のものは、モノマー及び水分の脱揮発に便利に使用することができる。あるいは、流動層乾燥機(FBD)を同じ目的で使用することができる。FBDを使用すると若干サイクル時間が改善されること以外に、2つのプロセス間に識別可能な差異は存在しないと考えられる。
典型的な回転式乾燥機プロセスは、以下の加熱工程、すなわち、a)18時間周囲温度;b)140℃で24時間加熱;及びc)4時間冷却を伴う真空乾燥サイクルを含み、真空レベル<250mTorrで操作される。この乾燥サイクルは、未反応モノマーを除去するのに有効であることが証明されており、乾燥効率は流動床乾燥機と同等である。あるいは、より低い温度の乾燥サイクルである、a)10時間周囲温度;b)120℃で40〜48時間加熱;及びc)4時間冷却を同様に使用することができる。乾燥機プロセス条件は、未反応のモノマーを効果的に除去するのに十分である。
本発明のコポリマーを製造する様々な別の重合方法も利用可能であることは当業者には明白であろう。例えば、非晶質グリコリド/ラクチドプレポリマー(Bセグメント)の重合をより大量で別々に実施し、保存し、後に全ての重合を完了させるために使用することができ、このときプレポリマーが再加熱され、Aセグメントに必要なグリコリドモノマーが添加されて反応の第2段階を行う。また、当業者は、様々な別の効果的な重合スキームを提供することも可能である。
約88パーセント〜約92パーセントの総モルレベルを有する重合グリコリドと、約8パーセント〜約12パーセントのモルレベルを有する重合ラクチドモノマーとを含む、ポリ(グリコリド−コ−ラクチド)コポリマーが、本発明の実施には特に有用である。この種類のコポリマー、つまりグリコリドに富むポリ(グリコリド−コ−ラクチド)ファミリーは、好ましくは約10モルパーセントの重合ラクチドを含有する。
本発明のコポリマーは、本来は半結晶性であり、結晶化度レベルは、約30〜約55パーセント、より典型的には約35〜約45パーセント、好ましくは約38〜約42パーセントの範囲である。コポリマーは、それから作製された医療用デバイスが、それらの意図される機能を発揮するのに必要とされる機械的特性を効果的に有することを可能にするのに十分高い分子量を有する。典型的には、例えば、本発明のコポリマーの分子量は、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP、又はヘキサフルオロ−2−プロパノール)中、25℃及び0.1g/dLの濃度で測定されたときに、典型的には約1.2dL/g〜約2.5dL/gの固有粘度(IV)を呈する程度である。より典型的には、IV範囲は、約1.25dL/g〜約1.8dL/g、最も好ましくは約1.3dL/g〜約1.6dL/gであり得る。
本発明のコポリマーは、様々な加工手段によって溶融押出成形されてもよい。マルチフィラメント繊維の形成は、異なる手段によって達成することができる。モノフィラメント繊維の形成は、溶融押出した後、成形品をアニール処理しながら又はアニール処理せずに延伸させることによっても可能である。モノフィラメント及びマルチフィラメント編組縫合糸の製造方法については、「Segmented Copolymers of epsilon−Caprolactone and Glycolide」という名称の米国特許第5,133,739号、及び「Braided Suture with Improved Knot Strength and Process to Produce Same」という名称の米国特許第6,712,838号に開示されており、これら特許文献の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の新規コポリマーから作製される新規外科用縫合糸は、10%超、より好ましくは20%超、最も好ましくは30%超の埋め込み後42日目におけるBSRを有する、好ましくはマルチフィラメント、つまり編組である。発明者らは、先行技術(米国特許第6,007,565号及び同第6,136,018号)に記載されている90/10ポリ(グリコリド−コ−ラクチド)のセグメント化ブロックコポリマーは、埋め込み後42日目におけるBSR値が約5%以下であり、本発明の新規コポリマー及び繊維に非常に劣ることを明確に示している(実施例23、図8B及び図9B参照)。
一実施形態では、本発明のコポリマーから製造される医療用デバイスは、従来の有効成分(及びその等価物)、例えば、抗菌剤、抗生物質、治療薬、止血剤、放射線不透過性物質、組織の増殖因子、及びこれらの組み合わせを含有していてもよい。特に有用な抗菌剤としては、トリクロサン、PHMB、オクテニジン、銀及び銀誘導体、又は任意の他の生物活性剤などが挙げられる。
縫合糸に加え、本発明のコポリマーを、従来のプロセスを用いて従来の医療用デバイスを製造するのに使用してもよい。例えば、成形型の中でコポリマーを結晶化できるようにしてから射出成形を使用してもよく、あるいは、生体適合性の核形成剤をコポリマーに添加してサイクル時間を短縮してもよい。医療用デバイスとしては、次の従来のデバイス、すなわち、組織修復布、メッシュ、縫合固定具、ステント、整形外科用インプラント、ステープル、留め金、留め具、創傷クリップなどを挙げることができる。
本発明のコポリマーから製造される縫合糸は、例えば、組織を接合するか又は組織を医療用デバイスに付着させるために従来の外科手順及びその同等手順で、従来の方法において使用されてもよい。典型的には、外皮を抗菌溶液で消毒して患者に麻酔をかけることを包含する従来の方法で患者の手術の用意をした後、外科医が必要な切開を行い、そして必要な手順を進めた後、本発明の新規コポリマーから製造された本発明の長期BSRを有する新規縫合糸を用いて組織を接近させることによって切開部を閉じる。組織の接合に加えて、縫合糸を用いて、植え込まれた医療用デバイスを組織に従来の様式で固着させてもよい。患者に埋め込まれた本発明の長期BSR吸収性縫合糸は、その強度がin vivoで、有効な治療及び回復を可能にするために長期間保持される。
本明細書に記載されるように、本発明の好適な合成吸収性ポリマーは、グリコリドに富むグリコリド/ラクチドセグメント化A−B−Aタイプのコポリマーを含み、Bセグメントはグリコリドとラクチドのコポリマーである。このBセグメントは、典型的には、約30モルパーセント〜約80モルパーセント、より典型的には約40〜約70モルパーセント、好ましくは約50〜約60モルパーセントの重合ラクチドを含有し、Bセグメントを完全に非晶質にする。このクラス内では、重合グリコリドに富むコポリマーは、典型的には、最終コポリマー中の全重合グリコリドの約80〜約95モルパーセント、より典型的には約84〜約93モルパーセント、好ましくは約88〜約92モルパーセントを有する。
本発明のコポリマーから作製された医療用デバイスは、必要に応じて、医学的に有用な物質を含有してもよい。医学的に有用な物質は、配合、コーティング、噴霧、浸漬、スパッタリングなどを含む様々な従来の方法で、医療用デバイスの中又はその上に組み込まれ得る。必要に応じて、本発明の医療用デバイスは、その他の医学的に有用な従来の成分又は薬剤を含有し得る。その他の成分、添加剤、又は薬剤は、追加的な望ましい特性を本発明のマルチフィラメント又はモノフィラメント縫合糸及び他の医療用デバイスに提供するために存在し、そのような特性には、抗菌性、制御された薬剤溶出、治療的側面、放射線不透化性、及び骨結合の改善などが含まれるが、これらに限られない。
そのような他の成分、添加剤及び薬剤は、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。典型的には、他の添加剤の量は、約0.1重量%〜約20重量%、より典型的には約1重量%〜約10重量%、好ましくは約2重量%〜約5重量%である。
本発明の縫合糸と共に用いるのに有用な抗菌剤の例としては、ポリクロロフェノキシフェノール類、例えば、5−クロロ−2−(2,4−ジクロロフェノキシ)フェノール(Triclosanとしても既知)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。
本発明の医療用デバイス及びポリマー系と共に用いることが可能な治療剤の種類は、膨大である。一般に、本発明の医療用デバイス及びポリマー系と薬剤の組み合わせを介して投与してもよいできる治療剤としては、非限定的に、抗生物質及び抗ウィ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、抗炎症剤、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、抗そう痒剤;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、in vitro、in vivoの臨床的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。
本発明の医療用デバイスに組み込ま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、アルファ−及びベータ−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、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。
また、本発明のコポリマーから作製される外科用縫合糸には、その他の従来の添加剤も含まれ得るが、そのような添加剤には、含量及び染料などの着色剤、並びに放射線不透化剤、成長因子などが含まれる。染料は、一般に、吸収性ポリマーと共に臨床で用いることが可能であるものである必要があり、これには、D&C Violet No.2及びD&C Blue No.6、並びにこれらに同様のものを組み合わせたものが含まれるが、それらに限られない。有用な追加的染料には、吸収性ポリマーと共に用いるのに有用な従来の染料が含まれ、それらには、D&C Green No.6、及びD&C Blue No.6が含まれる。
加えて、本発明のコポリマーから作製されたモノフィラメント又はマルチフィラメント縫合糸は、様々な長さ及び直径で外科医に届けられてもよい。好ましくは、従来の縫合針が、縫合糸の一端又は両端(それぞれシングルアーム、ダブルアームという)に装着されるが、縫合針が1つも装着されない、ノーアームの縫合糸も存在し得る。
現代の外科用縫合糸は、一般に、サイズ5(例えば、整形外科用の太い編組縫合糸)からUSP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USPサイズの縫合糸の実直径は、縫合糸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(the United States Pharmacopeia、USP)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。本発明の新しい縫合糸は様々なサイズで作製され得るが、それには従来の縫合糸のサイズも含まれる。本発明の網組縫合糸の糸サイズは、一般にUSPサイズ12−0〜5の範囲であり得る。マルチフィラメント網組縫合糸が本発明のフィラメント繊維から構成され、所望の特性を与えるのに十分効果的な、フィラメント当たりのデニール値(dpf)を有し、典型的には、そのdpf値は約0.5〜約5である。
本発明の新規縫合糸は、気密に封止され、水分及び微生物類を透過させないポリマー及び/又は箔の上包みを備えた、トラック付きのポリマー製トレイ、紙製フォルダー等を含む従来の縫合糸の包装体に包装することが可能である。縫合糸は、好ましくは、エチレンオキシド、放射線、オートクレーブなどの従来の医療用デバイス滅菌プロセスを使用して、それらのパッケージ内で滅菌される。当業者は、選択された最適な滅菌プロセスが吸収性ポリマー縫合糸の特徴に悪影響を及ぼさないことを理解するであろう。
新規吸収性コポリマーから作製される本発明の新規吸収性縫合糸は、好ましくは外科用マルチフィラメント縫合糸として有用である。しかしながら、フィラメントは、他の従来の医療用デバイスにも用いられる場合があり、そのような医療用デバイスは、モノフィラメント系縫合糸及び外科用布地のような繊維性デバイスが含まれ、外科用布地には、例えばかえしのある縫合糸、メッシュ、織布、不織布、編布、繊維束、ひも、組織工学用基材等が含まれる。外科用メッシュは、編み、織り、エアレイドなどを含む従来の方法を使用して作製され得る。本発明のフィラメントは、メッシュなどの他の医療用デバイスを構築するために使用される場合、典型的には、約1〜約100μmの範囲の直径を有する。
本発明の新規のセグメント化されたコポリマーから作製された医療用デバイスは、従来の外科技術を使用する従来の外科的処置において使用され得る。例えば、従来の外科用針に載置される本発明の新規コポリマーから作製された外科用縫合糸は、創傷を縫合すること、血管及び臓器を修復すること、切開を閉鎖すること、医療用デバイスを組織に取り付けることなどのために使用されてもよい。組織の縁部を創傷又は切開の周囲で接合することによって創傷を修復するか、又は切開を閉鎖する場合、針及び縫合糸は、創傷又は切開の周囲で1回又は2回以上組織に通され、創傷の両側は、縫合糸を張り、それを結び目などの従来の方法で定位置に固定することによって結合される。
所望であれば、モノフィラメント縫合糸に作製されるとき、本発明のコポリマーは、かえしを有するように加工されてもよい。かかるかえしは、切断、成形、予備形成、形成、取り付けなどを含む従来の方法で配置され得るか、又は組み込まれ得る。かえし形成プロセスの一例は、「Tissue Holding Devices and Methods for Making the Same」と題された米国特許第8,216,497号に開示され、これは、参照により本明細書に組み込まれる。かえしのある縫合糸を作製する代替的なプロセスの1つは、カッティングプロセスである。かえしカッティングプロセスの例は、「Method for Forming Barbs on a Suture and Apparatus for Performing Same」と題された米国特許第7,913,365号に開示される。
以下に記載される異なる特性評価方法を使用して、本出願を支持するために製造されたポリマー樹脂、繊維、及び編組の重要な特性を測定した。
乾燥Nをパージガスとして用いて、TA Instrumentsの示差走査熱量計、DSCモデル2910 MDSC上で熱量測定データを生成した。典型的には、約5〜10mgのポリマー樹脂又は繊維をアルミニウムパンに入れ、蓋(カバー)によって固定し、器具のオートサンプラーホルダ領域内に配置した。2種類の非等温条件、すなわち、a)第1の熱走査:コポリマー又は繊維を−40℃に急冷し、続いて10℃/分で260℃まで一定の速度で加熱、及びb)第2の熱走査:260℃で3分間サンプルを融解した後、コポリマー又は繊維をガラス転移温度(−40℃)未満で急冷し、続いて10℃/分の一定速度で加熱工程を制御、を採用する。第1の熱走査データは、サンプルの「そのままの」特性を示し、そのため、その熱履歴に大きく依存する。一方、第2の熱データは、サンプルの熱履歴とは無関係であり、サンプルの固有特性(化学的性質、分子量、モノマーレベルなど)に応じる。第1の熱走査データから、ガラス転移温度及び融点に加えて、融解ピーク下面積として、典型的にはJ/gで表される融解熱ΔHmを得ることができる。融解熱は、サンプル中の結晶化度のレベルに正比例する。TA Instruments−Waters LLCによって提供されるTA Universal Analysis 2000(バージョン4.7A)ソフトウェアパッケージを使用して、全ての熱量測定パラメータを決定した。工程遷移の中間点を使用して、ガラス転移データを得た。
形態学的データは、従来の広角X線回折(WAXD)分析によって得た。1.542Åの波長のCuKα放射線を使用して、Siemens Hi−Star(商標)ユニット上で、乾燥した樹脂又は繊維のWAXD測定を実施した。
Figure 2021529597
のコリメータサイズで、40kV及び40mAにおいて、器具を走査した。Siemensによって開発されたDIFFRAC PLUS(商標)ソフトウェアを使用して、X線画像の畳み込み及び結晶化度含有量の計算を実施した。
固有粘度IVの測定を、ヘキサフルオロイソプロパノール、HFIP中、25℃、濃度0.10g/dLにおいて行った。WyattのOptilab rEx屈折計及びWyattのHELEOS II多角度レーザー光散乱検出器を備えたゲル透過クロマトグラフィーを使用して、分子量測定を実施した。測定中、0.7mL/分の流速で動作する0.01M LiBr(0.2% HO)を含むHFIPからなる移動相を用いて、PL HFIPゲルカラムを40℃に維持した。
ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)データを、Wyatt HELEOS II多角度レーザー光散乱検出器を用いて、Waters 2695、Wyatt Optilab rEx屈折計上で収集した。Empower及びAstraソフトウェアをデータ分析に使用した。40℃で操作し、0.01M LiBr(0.2% H2O)を含むHFIPが移動相である、2本のPL HFIPゲルカラムを使用した。流量は、0.7mL/分であり、注入量は70μLとした。溶液濃度は約2mg/mLであった。GPC測定から得られた重量平均分子量(Mw)は、ダルトン又はg/mol単位の療法で、互換的に表すことができる。
核磁気共鳴法、NMR法は、プロトン核磁気共鳴(HNMR)分光法を使用して、本発明の及び本発明のものではない配合物の化学組成を特定し、決定する。使用した器具は、400MHz(9.4テスラ)Varian UnityNOVA NMR分光計であり、少なくとも99.5%純度Dのヘキサフルオロアセトン重水和物(HFAD)(ETHICON ID#2881、CAS10057−27−9)などの適切な重水素化溶媒を使用した。サンプル調製:3回繰り返し、各サンプル6〜10mgを秤量し、別々の5mm NMRチューブに入れた。グローブボックス内の窒素ガス下で、1000μLのシリンジを用いて各NMR管に300+/−10μLのHFADを添加し、蓋をした。一方、溶媒ブランクを調製した。次いで、サンプルを窒素グローブバッグ/ボックスから取り出し、NMR管を音波洗浄器に入れ、サンプルが溶解するまで超音波処理すると、固体ポリマーの痕跡は存在しなかった。サンプルを再び窒素流下に供し、300+/−10μLのベンゼン−d6を1000μLのシリンジを用いて各NMR管に加え、蓋をした。チューブをよく振盪し、HFADとベンゼン−d6溶媒を確実に均一に混合した。
加水分解処理前後の繊維及び編組の機械的特性、例えば、直線引張(繊維又は編組の、途切れず連続している直線片を使用)及び結び目引張強度(繊維又は編組の中央に導入された単純な1つの結び目)をInstron試験機によって測定した。Instronモデルは、約60psiのクランピング圧の空圧式グリップを備える100ポンドロードセルLC−147を装備したID#TJ−41であった。Instronのゲージ速度は1インチのゲージ長で1インチ/分であった。100ポンドのロードセルを使用した。時間ゼロでは、鋼面をInstron機で使用し、他の全ての加水分解時間ではゴム面を使用してずれを防いだ。繊維直径は、米連邦ゲージ(Products Corp.(Providence,RI))モデル#57B−1、識別番号W−10761を使用して測定した。
in vitroでのBSR測定は、生理的に適切なin vitro条件、すなわち、37℃の温度に維持された0.01M(1×)のモル濃度を有するpH7.27のリン酸緩衝生理食塩液で実施した。ThermoScientific DC10モータ(モデルW46、装置ID:BT−029)を備えた2つのHaake水浴を使用した。BSR評価に関するデータは、ポンド及びパーセントで得られた。特定の時点において、Instronの材料試験機を用いて、サンプルの引張強度を試験した。試験パラメータは、ゲージ長が1インチ及びクロスヘッド速度が1インチ/分であった。
本発明のEO滅菌済み編組のin vivo組織反応及び総吸収試験を、GLPプロトコル及び全ての適用可能なISO規格に従って外部施設で実施した。合計68例のラットにおいて、殿筋の一方に2つの試験物品のうちの1つ、及び別の一方に対照物品(ランダム90/10 Gly/Lacコポリマーから作製された無菌編組)を埋め込んだ(片側2箇所)。合計31例のラットに、サイズ2/0の無菌編組を、37例のラットに、実施例15のポリマーのサイズ2の無菌編組を埋め込んだ。総吸収試験では、これらの群のそれぞれ6例の動物を14、56、77、及び119日目に安楽死させた。示された間隔で動物を安楽死させ、埋め込み部位を組織学的処理及び顕微鏡的評価のために収集した。
実際の重合時間におけるモノマー(ラクチド及びグリコリド)の変換に追従するために、1/4”直径の透過プローブ及び2メートルの光ケーブルを備えた、FT−NIR分光計[ThermoFischer Scientificから供給されるAntaris II Fourier Transform Near Infrared Spectrometer]を用いた。測定は、プロセスの両方の段階の間に行われた。TQ Analystソフトウェアを使用して、リアルタイムNIRスペクトルを分析した。全走査(収集)時間を、4cm−1スペクトル分解能で64スキャンに設定した。正確に、2分毎にスペクトルを反応時間に応じて収集した。約4,800cm−1に位置するカルボニルピーク(結合バンドの第1倍音)下面積を使用してグリコリド変換をモニターした。ラクチド変換では、約5,700cm−1に位置するメチル基の伸縮振動の第1倍音を、モニター目的に使用した。NIR透過プローブ(Axiomから供給)を、バッチ温度を測定する熱電対がある、容器の下部に配置した。
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。本発明の範囲及び趣旨に含まれる多くの更なる実施形態が、本開示の助けを借りることで当業者には明らかとなるであろう。
実施例1(本発明)
二官能性開始剤を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aコポリマーの合成
共回転撹拌機を装備した2.5ガロンの円錐縦型(CV)ステンレス鋼製オイルジャケット付き反応器を使用して、684グラムのグリコリド及び849グラムのL(−)−ラクチドを、10.18mLのジエチレングリコール及び1.19mLのオクタン酸スズの0.33Mトルエン溶液と共に加えた。初期投入後、回転数5RPM(反応器に依存する)で上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始し、反応器を、250mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最後の窒素パージの終了時に、圧力を1気圧を少し上回るように調節した。撹拌機の回転数は、上向きで5RPMを維持した。オイル温コントローラを185℃に設定することにより容器を加熱した。バッチ温度が110℃に達したとき、撹拌機の回転を順方向に切り替えた。バッチ温度が180℃に達した時点から、反応を2.5時間継続した。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量の樹脂を解析の目的で放出し、選択した特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、50モルパーセントが重合したラクチドであり、50モルパーセントが重合したグリコリドであり、2.3モルパーセントが未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマーは、0.51dL/gのIV、及び18,600ダルトンの重量平均分子量(Mw)を示した。
重合の第2段階部分では、加熱油温制御装置の設定点を230℃に上げて、5,468グラムの溶融グリコリドモノマーを溶融タンクから添加し、撹拌機の速度を下向きに15RPMとして30分間撹拌した。次いで、撹拌機の速度を下向きに7RPMまで低下させた。反応を、2回目のグリコリド添加時間から1.5時間進行させ、最終反応時間の終了を構成する。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで7RPMで維持し、ポリマーを反応容器から好適な容器に放出した。冷却後、ポリマーを容器から取り出し、約−20℃に設定された冷凍庫内に最低でも12時間置いた。次いで、ポリマーを冷凍庫から取り出し、ポリマー顆粒のサイズを約3/16インチまで小さくするために、分粒篩を装備したCumberland造粒機に入れた。顆粒をふるいにかけてあらゆる「微粒子」を取り除き、そして秤量した。粉砕してふるいにかけたポリマーの正味重量は5.25kgであった。次いで、粉砕ポリマーを3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れて残留モノマーの除去を促した。
一旦粉砕ポリマーを充填した後、Patterson−Kelley回転式乾燥機を閉じ、乾燥機の回転速度4RPMで開始し、圧力を200mTorr未満に低下させた。これらの条件を、18時間加熱しない状態で維持した。18時間後、オイルジャケット温度を140℃に設定し、24時間維持した。この24時間の加熱期間の終了時に、バッチを、回転及び真空を維持しながら2時間冷却した。冷却後、容器を窒素で加圧し、放出弁を開き、ポリマー粒子を長期保管用の待機容器中に下降させることによってポリマーを乾燥機から放出させた。
長期保管容器は、樹脂が真空下で保管されるように気密状態で、排気ができるような弁が取り付けられたものとした。乾燥した樹脂は、1.35dL/gのIV、67,800ダルトンのMwを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、0.4モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のガラス転移温度(T)は52℃、融点(Tm)は215℃であり、融解熱(ΔH)は、第1の熱走査を使用してDSCによって測定したとき、70.9J/gであった。乾燥したサンプルの広角X線回折(WAXD)データにより、42%の結晶化度が明らかになった。
実施例2(非発明/比較例)
単官能性開始剤を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−Bコポリマーの合成
この実施例では、ジエチレングリコール(二官能性開始剤)の代わりに、(先行技術である米国特許第6,007,565号のように)単官能性開始剤としてドデカノールを使用した。
共回転撹拌機を装備した2.5ガロンの円錐縦型(CV)ステンレス鋼製オイルジャケット付き反応器を使用して、684グラムのグリコリド及び849グラムのL(−)−ラクチドを、24.0mLのドデカノール(DD)及び1.19mLのオクタン酸スズの0.33Mトルエン溶液と共に加えた。初期投入後、回転数5RPMで上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始した。反応器を、250mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最後の窒素パージの終了時に、圧力を1気圧を少し上回るように調節した。撹拌機の回転数は、上向きで5RPMを維持した。油温制御装置を185℃に設定することにより容器を加熱した。バッチ温度が110℃に達したとき、撹拌機の回転を下向きに切り替えた。バッチ温度が180℃に達した時点から、反応を2.5時間継続させ、第1の重合段階の終了を構成する。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量の樹脂を解析の目的で放出し、選択した特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、50モルパーセントが重合したラクチドであり、50モルパーセントが重合したグリコリドであり、2.1モルパーセントが未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマー(Bセグメント)は、0.61dL/gの固有粘度及び23,500ダルトンのMwを示した。
重合の第2段階部分では、加熱油温制御装置の設定点を230℃に上げて、5,468グラムの溶融グリコリドモノマーを溶融タンクから添加し、撹拌機の速度を上向きに15RPMとして30分間撹拌した。次いで、撹拌機の速度を下向きに7RPMまで低下させた。反応を、2回目のグリコリド添加時間から1.5時間進行させ、最終反応時間の終了を構成する。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで7RPMで維持し、ポリマーを反応容器から好適な容器に放出した。冷却後、ポリマーを容器から取り出し、約−20℃に設定された冷凍庫内に最低でも12時間置いた。次いで、ポリマーを冷凍庫から取り出し、ポリマー顆粒のサイズを約3/16インチまで小さくするために、分粒篩を装備したCumberland造粒機に入れた。顆粒をふるいにかけてあらゆる「微粒子」を取り除き、そして秤量した。粉砕してふるいにかけたポリマーの正味重量は4.72kgであった。次いで、粉砕ポリマーを3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れて残留モノマーの除去を促した。
一旦粉砕ポリマーを充填した後、Patterson−Kelley回転式乾燥機を閉じ、乾燥機の回転速度3RPMで開始し、圧力を200mTorr未満に低下させた。これらの条件を、18時間加熱しない状態で維持した。18時間後、オイルジャケット温度を140℃に設定し、24時間維持した。この24時間の加熱期間の終了時に、バッチを、回転及び真空を維持しながら2時間冷却した。冷却後、容器を窒素で加圧し、放出弁を開き、ポリマー粒子を長期保管用の待機容器中に下降させることによってポリマーを乾燥機から放出させた。
長期保管容器は、樹脂が真空下で保管されるように気密状態で、排気ができるような弁が取り付けられたものとした。乾燥した樹脂は、1.35dL/gの固有粘度及び66,200ダルトンのMwを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、1.9モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥した樹脂のTgは47℃であり、Tmは218℃であり、DSCの第1の熱走査によって測定したとき、ΔHmは74.7J/gであった。
樹脂特性に対する開始剤タイプの影響
DEGは実施例1で使用されるため、得られるコポリマーは、先に提示されたようなA−B−A鎖配列を有する。DDなどの単官能性開始剤が使用される場合、鎖配列はA−Bの形態であろう。縫合糸の性能に対するこの構造的変化の影響を評価するために、DEGの代わりにDDを開始剤として使用し、両方とも、90/10グリコリド/ラクチドの全体標的組成と、50/50グリコリド/ラクチドの標的Bセグメント組成を有する、実施例2に記載されるように樹脂を作製した。
実施例1と実施例2との間のコポリマー特性の比較を表1に要約する。
Figure 2021529597
2つのポリマーは、最終Mw、IV、プレポリマー組成、及び最終ポリマー組成に関して同様であった。しかしながら、DDバッチのプレポリマーIVは、DEGバッチのものよりも高く、より高いMw結果によっても支持される。しかしながら、実施例1及び実施例2についてのモノマー対開始剤比(IR)は、それぞれ、614:1及び457:1であり、事実上同一の最終コポリマーIV及びMwが得られた。
TmもDDバッチでも高かった。これは、A−Bタイプポリマー(DDで開始)の重合グリコリドブロック(Aセグメント)は、A−B−Aタイプポリマート(DEGで開始)中の重合グリコリド末端セグメントのほぼ2倍になるからである。グリコリドAセグメントは、DD開始A−Bタイプポリマーよりもはるかに長いため、ポリマー系は、約224℃の融点を有するポリグリコリドホモポリマーに近い挙動をする傾向がある。
これらのコポリマーの両方を56デニールの糸に押出し、サイズ2/0の縫合糸に編組した。押出及び編組の詳細は、実施例13に示される。
実施例3〜12(本発明及び非発明)
全て二官能性開始剤を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成で様々なBセグメントモル組成を有する、ポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aブロックコポリマーの合成
二官能性開始剤(DEG)を、550:1の開始剤比(モノマーのモル数:開始剤のモル数)で使用し、90/10グリコリド/ラクチドの最終モル組成を維持しながらもBセグメント(プレポリマー)モノマー組成を変化させて、実施例1に記載の合成手順を2.5ガロンの円錐縦型(CV)反応器中で繰り返した。同じ触媒(オクタン酸スズ)及び150,000:1の触媒比(モノマーのモル数:触媒のモル数)を全ての試験に使用した。表2は、この方法によって作製された様々なA−B−Aブロックコポリマーの異なるBセグメント標的モル組成を列挙する。
Figure 2021529597
未反応モノマーを含まない。
全体コポリマー組成の概要:
重合の終了時(放出された樹脂)、及び乾燥工程後のA−B−Aコポリマーの特徴を確認した。NMRの結果は、表3に示すように、放出時及び乾燥後の全体コポリマー組成が、全ての試験にわたって一貫していたことを実証した。
Figure 2021529597
Mw及びIVの概要:
実施例3〜12で生成されたコポリマー樹脂を、Mw及びIVについて分析した。Mwは、反応器放出時に57,000〜74,200g/mol、乾燥後に54,200〜72,500g/molの範囲であった。これは、乾燥コポリマーについて1.22〜1.53dL/gの範囲であった、生成されたIVの範囲と揃っていた。図1及び図2は、これらのポリマーサンプルのMw及びIVの結果をそれぞれ要約する。
配列分布の概要:
得られたコポリマーの配列分布の特徴を確認するために、ラクトイル部分{−OCH(CH)C=O−}の平均連鎖長(ACSL)をNMRを用いて評価した。重合したラクチドモノマーは、比較的安定な2つのラクトイルから構成されることが知られている。したがって、ランダム90G/10LコポリマーのラクトイルACSL(ACSL)は、2に近いと予想される。Harwoodの連鎖数[ACSL=1+x/y]によって従来計算されているように、ACSLは、ランダムコポリマーでは1.11に等しいと予測される[1+10/90=1.11]。しかしながら、重合したラクチド繰り返し単位は典型的には分割されないため、隣接するラクトイルのエステル交換は、通常は観察されない。したがって、完全にランダム化された90/10グリコリド/ラクチドコポリマーのACSLは、ラクトイル繰り返し単位が(−OCH(CH)C=O−)であり、2.11となろう[2+x/y=2.11]。
実施例1及び実施例3〜12のコポリマーでは、全てのラクチドがA−B−Aポリマー鎖の中央セグメント(Bセグメント)に含有されるので、Bセグメント組成中のラクチド含有量が増加するにつれて、A−B−AポリマーのACSLが増加することが予想される。A−B−AポリマーのACSLの結果のプロットを図3に示しているが、Bセグメント中のラクチドパーセントが増加したとき、ACSLが2から増加するという、前述の予測と整合している。
実施例13
実施例1〜12に記載されたコポリマーの押出及び編組
押出及び配向装置及び条件
実施例1〜12に記載のコポリマーを、1インチの従来の縦型押出機を通してマルチフィラメント束に押出した。押出されたマルチフィラメント束をテークアップワインダー上に回収し、次いで従来の延伸スタンド上に延伸させた。典型的な加工条件を表4に示す。
Figure 2021529597
延伸された繊維のサイズは、好ましくは、約5.0の固定総延伸比を使用して、約2.0デニール・パー・フィラメント(dpf)で一定に保たれることに留意されたい。必要とされる縫合糸のサイズ及び総糸デニールに基づいて、紡糸口金孔の数、計量ポンプサイズ及び速度を変更してもよい。例えば、56デニールの糸でサイズ2−0の縫合糸を作製するためには、28個の孔の紡糸口金が、約41rpmの速度で約0.30cc/revのスループットを有する1/2サイズのポンプと共に使用される。ポリマー分子量、IV又はメルトインデックスに応じて、上記の表4に推奨される範囲内で望ましい最適な繊維特性を達成するために、押出及び/又は配向の温度を変化させるか又は最適化することができる。
編組条件
編組縫合糸材料を製造するために、糸を、まずボビンに巻き付け、New England Buttの編組機で16キャリア/3コア構造を使用して編み組みした。編み組み後、材料をかせにし、酢酸エチル中で溶媒を洗って、潤滑仕上げ剤と、上流製造工程中に蓄積された異物を除去した。専用装置を使用して、全てのかせを、かせのまま上部開放槽中で15分間洗浄し、濡れたままつるして乾燥させた。洗浄後、次いで、後続する熱延伸のために、かせを再び巻き取った。熱延伸プロセスの間、編組のコア及びシース糸を機械的に整列させるために、縫合糸材料を加熱ロール上で延伸させた。サイズ2−0の縫合糸の製造には、14%の延伸比を使用した。熱延伸後、縫合糸材料を、不活性ガスアニール炉内にて、124℃の温度で6時間ラック上でアニールした。
実施例14
実施例13で製造し説明した網組の物理学的特性
BSRを含む、網組の物理学的特性に対する開始剤タイプの影響
実施例1及び2のコポリマーを56d糸に押出し、実施例13に記載されるようにサイズ2/0の縫合糸に編に組みした。結果を表5にまとめる。
Figure 2021529597
初期結び目引張強度及び直線引張強度は、実施例1及び2のDEG及びDDで開始したポリマーから構築された編組間で類似しているが、観察された最も予想外かつ驚くべき結果は、BSR性能に対する開始剤タイプの顕著な影響であった。実施例2のDDで開始したポリマーから構築された編組は、実施例1のDEGで開始したポリマーから構築された編組よりも著しく短いBSR性能を示した。これは、延長したBSR特性を必要とする縫合糸システムで使用するための、A−B−Aタイプの90/10グリコリド/ラクチドコポリマーを作製するためには、二官能性開始剤の使用が極めて重要であることを明確に実証した。
網組の物理学的特性におけるBセグメントの組成評価
実施例3〜12に記載されるように、縫合糸性能に対するBセグメント組成の影響を調べるために、一連のA−B−Aタイプコポリマーを異なるBセグメント組成で製造した。調べたBセグメント組成は、ラクチドの範囲が20モル%〜95モル%であった。押出、編組、及び加工後工程は、実施例13に示した。表6は、得られたサイズ2−0縫合糸で作製された様々なA−B−Aコポリマーの、結び目引張、直線引張、及びBSRの結果を要約している。加えて、図4及び図5は、それぞれ、縫合糸対Bセグメント組成のBSR性能及び直線引張強度を提供する。
Figure 2021529597
驚くべきことに、50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成を有するA−B−Aコポリマーから構築された縫合糸編組(実施例6)は、最も良好な35日目BSR性能をもたらした。また、50/50(実施例6)及び40/60(実施例7)のグリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成から製造されたサンプルは、最も良好な42日目BSR性能を示し、両方とも約27%のBSR%を得た。これは非常に重要な発見であり、総A−B−Aコポリマー中で、50〜60モルパーセントのラクチドのBセグメント組成が最適な化学構造であるという道を開く。これらの実施例の縫合糸の初期直線及び結び目引張強度は、Bセグメントの組成を変更することによって顕著に影響を受けなかった。したがって、50/50グリコリド/ラクチドである標的Bセグメントモル組成は、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成を有するA−B−Aタイプコポリマーにおいて最適であると同定され、これは、延長したBSRを必要とする縫合糸用途に非常に有用であり得る材料をもたらす。
実施例15(本発明)
二官能性開始剤を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aコポリマーの大規模合成
この実施例は、第2段階の開始時の重要な高速撹拌、150k:1の低触媒比、750:1の開始剤比、及び放出のためのペレット化プロセスを伴う、大型の15ガロンBenco型反応器内における、90/10グリコリド/ラクチドの全体標的モル組成及び50/50グリコリド/ラクチドの標的Bセグメントモル組成を有するセグメント化A−B−Aブロックコポリマーの本発明による合成を記載している。重合全体を通して、1/4”NIR透過プローブ(Axiomから供給)を使用する遠隔FT−NIR分光法(Antaris II、Thermo)によって、モノマー変換をリアルタイムでモニターした。
オイルジャケット及び撹拌機を装備した大型の15ガロンステンレス鋼製Benco反応器を使用して、6,347グラムのグリコリド及び7,881グラムのL(−)−ラクチドを、77.4グラムの二官能性開始剤(DEG)、11.05mLのトルエン中0.33Mオクタン酸スズ溶液、及び130グラムのD&C Violetナンバー2染料と共に加えた。初期投入後、回転数10RPMで20分間上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始した。反応器を、200mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最終窒素パージの終了時に、1気圧をわずかに上回るように圧力を調整し、油温制御装置を185℃に設定し、撹拌器の回転速度を上向き方向で10RPMに維持した。45分間の加熱後、撹拌器の回転を下向き方向に切り替えた。撹拌器の回転を順方向に切り替えた時点から約3時間反応を継続し、第1の重合段階の終了を構成する。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量のプレポリマー樹脂(Bセグメント)を分析目的で放出し、特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、50モルパーセントが重合したグリコリドであり、50モルパーセントが重合したラクチドであり、約2モルパーセントが、ほとんどがラクチドからなる残存する未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマーは、0.60dL/gのIV、及び24,700ダルトンのMwを示した。
重合の第2段階部分では、加熱油温制御装置の設定点を215℃に上げ、撹拌器を上向き方向20RPMに設定し、溶融タンクから更に50,773グラムの溶融グリコリドモノマーを添加した。第2のグリコリド投入から60分後、続いて、残りの操作のため、撹拌器速度を順方向に15RPMまで下げ、油温設定を207℃まで下げた。反応は、最終段階の反応の終了を構成する第2のグリコリド添加を行ったときから合計165分間進行させた。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで4RPMまで下げ、Galaの水中ペレット化装置を用いてポリマーを放出した。ダイ孔径は、4つの孔が開けられた0.093”であった。ダイ温度を247〜275℃に維持した。ペレット製造機の材料出力は約118kg/時であり、54.2kgの正味重量を得た。冷却後、ペレットを乾燥まで保管するために冷凍庫に入れた。次いで、ペレットを3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れて残留モノマーの除去を促した。乾燥手順を、実施例1及び2に記載の通りに正確に実施した。
乾燥ペレットは、1.39dL/gのIV及び71,200ダルトンのMwを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、0.7モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは50℃であり、Tは216℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは53.2J/gであった。乾燥したサンプルの広角X線回折(WAXD)データにより、38%の結晶化度が明らかになった。
実施例16(本発明)
二官能性開始剤及び2回触媒添加法を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aコポリマーの大規模合成
この実施例は、触媒の一部が第1段階反応の開始時に添加され、触媒の第2の部分が第2段階重合の初期段階で添加される2回触媒添加法を使用する、非常に低い触媒レベル(触媒比200k:1)を伴う、15ガロンの反応器内における、90/10グリコリド/ラクチドの全体標的モル組成及び50/50グリコリド/ラクチドの標的Bセグメントモル組成を有するセグメント化A−B−Aブロックコポリマーの本発明による合成を記載している。この2回触媒添加法の使用により、極めて低濃度の触媒の使用が可能になる。重合全体を通して、1/4”NIR透過プローブ(Axiomから供給)を使用する遠隔FT−NIR分光法(Antaris II、Thermo)によって、モノマー変換をリアルタイムでモニターした。
撹拌機を装備した大型の15ガロンステンレス鋼製オイルジャケット付きBenco反応器を使用して、4,882グラムのグリコリド及び6,062グラムのL(−)−ラクチドを、59.5グラムの二官能性開始剤(DEG)、2.12mLのトルエン中0.33Mオクタン酸スズ溶液、及び100グラム(0.2重量パーセント)のD&C Violetナンバー2染料と共に加えた。初期投入後、回転数10RPMで20分間上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始した。反応器を、200mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最後の窒素パージの終了時に、圧力を1気圧を少し上回るように調節した。撹拌器の回転速度を上向き方向で10RPMに維持し、油温制御装置を185℃に設定することによって容器を加熱した。30分後、撹拌器の回転を順方向に切り替えた。NIR測定に基づき、第1段階の反応を約5時間継続し、第1段階では、低い触媒レベルから生じる遅いモノマー変換を考慮する。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量の樹脂を解析の目的で放出し、選択した特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、50モルパーセントが重合したグリコリドであり、50モルパーセントが重合したラクチドであり、約2モルパーセントが、ほとんどがラクチドである未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマー(Bセグメント)は、0.59dL/gの固有粘度及び24,300ダルトンのMwを示した。乾燥したサンプルの広角X線回折(WAXD)データにより、41%の結晶化度が明らかになった。
重合の第2段階部分では、加熱油温制御装置の設定点を216℃に上げ、撹拌器の速度及び方向を18RPM上向きに設定し、その後、溶融タンクから更に38,656グラムの溶融グリコリドモノマーを添加した。2回目のグリコリド投入から10分後、撹拌器の方向を順方向18RPMに設定した。2回目のグリコリド投入から30分後、4.25mLの2回目の触媒添加を実施して、最終触媒比200k:1を達成した。この2回目の触媒添加中の全ての触媒を捕捉するために、4.25mLの触媒を、反応器に添加する前に、粉末形態の400グラムのグリコリドと混合した。触媒添加が完了したとき、油温制御装置を207℃に設定し、撹拌器のRPMを、残りの操作のため7.5に下げた。反応を、放出に先立って2回目のグリコリド投入から165分間進行させ、最終反応時間の終了を構成した。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで7.5RPMで維持し、ポリマーを反応容器から好適な容器に放出した。冷却後、ポリマーを約−20℃に設定された冷凍庫内に最低でも12時間置いた。次いで、ポリマーを冷凍庫から取り出し、ポリマー顆粒のサイズを約3/16インチまで小さくするために、分粒篩を装備したCumberland造粒機に入れた。顆粒をふるいにかけてあらゆる「微粒子」を取り除き、そして秤量した。粉末状のふるいにかけたポリマーの正味重量は42.4kgであり、これを次いで、あらゆる残留モノマーを除去するために3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れた。乾燥手順を、実施例1及び2に記載の通りに正確に実施した。
乾燥ペレットは、1.46dL/gのIV及び76,500ダルトンのMwを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、0.6モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは46℃であり、Tは216℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは67.8J/gであった。
前述したように、1/4”直径の透過プローブ及び2メートルの光ケーブルを装備したFT−NIR分光計を使用して、反応の両段階の間、グリコリド及びラクチドの変換を実際の重合時間で追跡した。図6Aでは、グリコリド及びラクチドのピーク下面積が、この実施例で作製されたバッチの第1の重合段階における反応時間に対してプロットされている。図6Bでは、モノマーピーク下面積を百分率に変換し、変換の進行を、反応時間に対してグラフで示す。リアルタイムのFT−NIRモニタリングに基づいて、モノマー変換が第1段階の終了時に十分に完了したと仮定した。本発明のプレポリマーのNMRの結果に基づくと、グリコリドは、一般に第1段階の後にほぼ100%変換されたが、約1.5〜2.0モルパーセントのラクチドモノマーが残存した。この未反応のラクチドは、反応の第2段階での重合に利用可能であり、グリコリドAセグメントに組み込まれる。したがって、実質的にグリコリドから構成されるAセグメントを維持するためには、第2段階で利用可能なラクチドを最小限に抑えるために、第1段階で可能な限り多くのラクチドモノマー変換を達成することが重要である。
図6A及び図6Bが示すように、実施例16では、第1段階でのグリコリド変換が非常に速く、約4050分後に完了に到達した。一方、ラクチド重合速度は、特に後のプレポリマー段階において顕著に遅く、元の値の約2モル%まで変換する時間が長くなった。
実施例17(本発明)
二官能性開始剤及び第2段階での低速撹拌を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aコポリマーの大規模合成
この実施例は、全ての触媒を実施例15のように第1段階で添加するが、重要な第2段階反応時間の開始時の撹拌を低速にする、触媒比150k:1を伴う、大型の15ガロンBenco反応器内における、90/10グリコリド/ラクチドの全体標的モル組成及び50/50グリコリド/ラクチドの標的Bセグメントモル組成を有するセグメント化A−B−Aブロックコポリマーの本発明による合成を記載している。この方法は、長期BSR性能を有する縫合糸をもたらす樹脂の製造において最適ではなかったことが示される。重合全体を通して、1/4”NIR透過プローブ(Axiomから供給)を使用する遠隔FT−NIR分光法(Antaris II、Thermo)によって、モノマー変換をリアルタイムでモニターした。
撹拌機を装備した大型の15ガロンステンレス鋼製オイルジャケット付きBenco反応器を使用して、4,882グラムのグリコリド及び6,062グラムのL(−)−ラクチドを、59.5グラムの二官能性開始剤(DEG)、8.50mLのトルエン中0.33Mオクタン酸スズ溶液、及び100グラムのD&C Violetナンバー2染料と共に加えた。初期投入後、10RPMで20分間上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始した。反応器を、300mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最終窒素パージの終了時に、10RPMの撹拌器速度を上向き方向で維持しながら、圧力を1気圧を少し上回るように調整した。油温制御装置を185℃に設定することにより容器を加熱した。加熱開始から30分後、撹拌器の回転を順方向に切り替えた。反応は、油温が185℃に設定した時点から3.5時間続けられた。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量の樹脂を分析目的で放出し、選択された特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、50モルパーセントが重合したグリコリドであり、50モルパーセントが重合したラクチドであり、約2モルパーセントが、ほとんどがラクチドである残存する未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマー(Bセグメント)は、0.62dL/gのIV及び25,900ダルトンのMwを示した。
重合の第2段階部分では、加熱油温制御装置の設定点を216℃に上げ、撹拌器速度を上向き18RPMに設定し、その後、溶融タンクから更に39,056グラムの溶融グリコリドモノマーを添加した。2回目のグリコリド添加から10分後、撹拌器速度を順方向回転に変更した。2回目のグリコリド投入から30分後、油温を207℃に設定した。2回目のグリコリド投入から60分後、残りの操作のため撹拌速度を7.5RPMに低下させた。反応を、放出に先立って2回目のグリコリド投入から約165分間進行させ、最終反応時間の終了を構成した。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで7.5RPMで維持し、ポリマーを反応容器から好適な容器に放出した。冷却後、ポリマーを容器から取り出し、保存のため約−20℃に設定された冷凍庫内に最低でも12時間置いた。次いで、ポリマーを冷凍庫から取り出し、ポリマー顆粒のサイズを約3/16インチまで小さくするために、分粒篩を装備したCumberland造粒機に入れた。顆粒をふるいにかけてあらゆる「微粒子」を取り除き、そして秤量した。粉末状のふるいにかけたポリマーの正味重量は35.3kgであり、この粉砕ポリマーを次いで、残留モノマーを除去するために3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れた。乾燥手順を、実施例1及び2に記載の通りに正確に実施した。
乾燥ペレットは、1.39dL/gのIV及び72,300ダルトンのMwを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、1.8モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは47℃であり、Tは215℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは63.1J/gであった。
このバッチの不十分な混合効率は、遠隔FT−NIR分光法によってリアルタイム処理時間で特定した。図7では、実施例17のバッチの第2段階のグリコリド変換を、第2段階の重合時間に対して示した。2つの先の本発明のバッチである実施例15及び16の対応するデータもまた、比較のために含まれる。
図7が示すように、グリコリドモノマーは、先のバッチ(実施例15&16)で得られた結果に基づいて予想されるものよりも、実施例17のバッチでは変換にはるかに長い時間を要した。これは、溶融タンクからの比較的低粘度の溶融グリコリドモノマーを、比較的高粘度のプレポリマーと混合することが困難であるためである。不十分な混合は、共重合速度を減速させ、樹脂の物理学的特性に影響を与えるであろう。この問題を解決するのに役立つ幾つかの重要な工程が、この研究において実施された。これらは、a)より速い撹拌速度;b)混合時間、つまり、より速い撹拌速度及びより高い反応器温度が適用される時間の延長;c)2回目のグリコリド添加に先立つプレポリマーバッチ温度の上昇;及び/又は、d)実施例16での実証が成功した2回触媒添加法の使用である。
実施例13に記載の手順に従って、実施例15〜17の乾燥樹脂を押出し、2−0サイズの縫合糸に編組した。アニールした編組をin vitro BSR試験に供し、結果を表7に示す。
Figure 2021529597
実施例17の第2の重合工程の初期段階の間の不十分な混合が、42日目BSR性能に悪影響を及ぼすことは、表7に示されるデータから明らかである。一方、最適化された混合条件を使用した実施例15のポリマーから作製された編組、及び2回触媒添加法及び極めて低い総触媒レベルを使用した実施例16のポリマーから作製された編組は、極めて良好な42日目BSRの結果を示した。実施例17の24.6%の42日目BSRは、実施例19及び20のA−Bタイプコポリマーから作製された縫合糸が達成した42日目BSR値、両方とも<1%の42日目BSR値よりもはるかに良好であることに留意すべきである。
実施例18(本発明)
高触媒レベルを使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aコポリマーの大規模合成
この実施例の樹脂は、触媒レベルがより高いことを除いて、実施例15に記載したものと同様に製造した。触媒比は、「モノマーのモル数:触媒のモル数」として定義され、150k:1〜120k:1に減少した。触媒レベルは「モノマーのモル数:触媒のモル数」として定義されるため、低い触媒比は高い触媒レベルに相当することに留意されたい。例えば、150k:1の触媒比は、6.7PPMの触媒レベルと同等であるが、120k:1の触媒比は、8.3PPMの触媒レベルと同等である。
実施例18の乾燥ペレットは、1.32dL/gのIV及び67,800ダルトンのMを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、1.7モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは48℃であり、Tは214℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは58.3J/gであった。
触媒レベルのBSR特性に対する影響
この実施例は、より高い濃度の触媒が最終生成物の特性に悪影響を及ぼす場合があることを教示している。触媒レベルが高いほど、重合プロセス中及び押出などの下流加工工程中に、更なる熱分解をもたらし得る。一方、より低い濃度の触媒は、重合及び下流加工中のより良好な熱安定性をもたらし、したがって、エステル交換及び分子量の損失を制限することができる。実施例13に記載の手順を用いて、実施例18の乾燥ペレットを押出し、2つの縫合糸サイズに編組した。アニールした編組をin vitro BSR評価に供した。表8では、直接比較のため、実施例18及び実施例15のコポリマーから構築された編組の特性を示す。
Figure 2021529597
表8に示されるように、初期引張特性(直線及び結び目引張)は、実施例15(触媒が少ない)から作製された編組に対してわずかに高かったが、in vitro BSRの結果は、残存ポンド量及びBSRパーセントの両方で有意に良好であった。実施例18から作製された編組のより低いBSR結果は、触媒レベルの増加によって可能になった追加のエステル交換反応の結果であり得る。これは、更により高い触媒レベルが使用された、後に提示される実施例21と非常に類似している。先に示されるように、これにより、ブロック構造のランダム化及びBSR性能の低下をもたらした。実施例15及び実施例18のポリマーから生成された編組を比較すると、BSRに対する触媒レベルの影響が明らかに顕著である。
実施例19(非発明かつ先行技術に相当)
単官能性開始剤を使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ55/45グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−Bコポリマーの合成
90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成[55/45グリコリド/ラクチドのBセグメント標的モル組成]のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のA−Bブロックコポリマーであるこの実施例は、米国特許第6,007,565号(Robyら)の教示に基づいて作製され、所望の長期BSR縫合糸用途に対する本発明の手順を用いて重要性を実証した。
共回転撹拌機を装備した2.5ガロンのステンレス鋼製オイルジャケット付きCV反応器を使用して、980グラムのグリコリド及び980グラムのL(−)−ラクチドを、4.72mLの単官能性開始剤(DD)及び3.97mLのオクタン酸スズの0.33Mトルエン溶液と共に加えた。染料である、D&C Violetナンバー2(14グラム)も加えた。初期投入後、回転数5RPMで上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始した。反応器を、150mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最後の窒素パージの終了時に、圧力を1気圧を少し上回るように調節した。撹拌機の回転数は、上向きで5RPMを維持した。油温制御装置を170℃に設定することにより容器を加熱した。油温が170℃に達したとき、撹拌機の回転を下向きに切り替えた。反応は、油温が170℃に達した時点から5.0時間続けられた。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量の樹脂を分析目的で放出し、選択された特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、55モルパーセントが重合したグリコリドであり、45モルパーセントが重合したラクチドであり、約3モルパーセントが、ほとんどがラクチドである残存する未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマー(Bセグメント)は、1.75dL/gのIV及び105,600ダルトンのMを示した。
重合の第2段階では、420グラムのグリコリドを反応器に添加した後、加熱油温制御装置の設定点を220℃に上げた。反応器内の油温が210℃に達した時点で、更に4,620グラムの溶融グリコリドモノマーを溶融タンクから加え、速度25RPMで上向き方向に15分間撹拌した。15分後、撹拌器速度を下向きの方向に20RPMまで下げ、更に15分後、撹拌器速度を更に順方向に15RPMに下げた。更に30分後、残りの操作のため、撹拌を順方向に7.5RPMまで低下させた。反応を、放出に先立って最後のグリコリド投入から165分間進行させ、最終反応時間の終了を構成した。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで4RPMまで下げ、ポリマーを反応容器から好適な容器に放出した。冷却後、ポリマーを保存のため約−20℃に設定された冷凍庫内に最低でも12時間置いた。次いで、ポリマーを冷凍庫から取り出し、ポリマー顆粒のサイズを約3/16インチまで小さくするために、分粒篩を装備したCumberland造粒機に入れた。顆粒をふるいにかけてあらゆる「微粒子」を取り除き、そして秤量した。粉砕してふるいにかけたポリマーの正味重量は4.80kgであり、次いで粉砕したポリマーを、あらゆる残留モノマーを除去するために3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れた。乾燥手順を、実施例1及び2に記載の通りに正確に実施した。
乾燥樹脂は、1.41dL/gのIV及び76,100ダルトンのMを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、0.3モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは46℃であり、Tは219℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは63.6J/gであった。
実施例20(非発明かつ先行技術に相当する実施例)
低単官能性開始剤レベル及び高触媒レベルを使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ55/45グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−Bコポリマーの合成
90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成[55/45グリコリド/ラクチドのBセグメント標的モル組成]のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のA−Bブロックコポリマーであるこの実施例は、米国特許第6,007,565号の教示に基づいて実施例19と類似の方法で作製されたが、今回は、樹脂を染料なしで、かつ、開始剤比(モノマーのモル数:開始剤のモル数)を2,800:1の代わりに1,400:1として作製した。
この方法によって作製された乾燥樹脂は、1.62dL/gのIV及び88,000ダルトンのMwを示した。NMR分析により、樹脂は、89モルパーセントの重合したグリコリドと、11モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、0.3モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは47℃であり、Tは214℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは61.6J/gであった。
実施例21(非発明かつ先行技術に相当する実施例)
非常に高い触媒レベルを使用した、90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成かつ50/50グリコリド/ラクチドのBセグメントモル組成のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のセグメント化A−B−Aコポリマーの合成
90/10グリコリド/ラクチドの全体モル組成[50/50グリコリド/ラクチドのBセグメント標的モル組成]のポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)のA−B−Aブロックコポリマーであるこの実施例は、米国特許第6,007,565号(Robyら)によって提案された高濃度の触媒以外は、本発明の教示に基づいて作製された。
撹拌機を装備した大型の15ガロンステンレス鋼製オイルジャケット付きBenco反応器を使用して、6,347グラムのグリコリド及び7,881グラムのL(−)−ラクチドを、64.5グラムの二官能性開始剤(DEG)及び36.82mLのオクタン酸スズの0.33Mトルエン溶液と共に加えた。染料である、D&C Violetナンバー2(130グラム)も混合物中に加えた。初期投入後、回転数10RPMで20分間上向きに撹拌しながら真空/窒素のパージサイクルを開始した。反応器を、250mTorr未満の圧力まで真空排気し、続いて、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。最終窒素パージの終了時に、1気圧をわずかに上回るように圧力を調整し、撹拌器の回転速度を上向き方向で10RPMに維持した。油温制御装置を185℃に設定することにより容器を加熱した。加熱開始から45分後、撹拌器の回転を下向き方向に切り替えた。反応は、加熱開始時から約3.5時間続けられた。
重合の第1段階部分の完了後、ごく少量の樹脂を分析目的で放出し、選択した特性評価を行った。プレポリマーの化学的組成は、NMRによって測定されたとき、50モルパーセントが重合したグリコリドであり、50モルパーセントが重合したラクチドであり、約2モルパーセントが、ほとんどがラクチドである残存する未反応モノマーであった。DSCデータは、プレポリマーが完全に非晶質であり、熱処理の後でさえも結晶化がまったく進んでいなかったことを明らかにした。プレポリマー(Bセグメント)は、0.70dL/gのIV及び28,800ダルトンのMを示した。
重合の第2段階部分では、加熱油温制御装置の設定点を215℃に上げ、撹拌器の速度及び方向を20RPM上向きに設定した。反応器の温度及び撹拌が設定されると、溶融タンクから50,773グラムの溶融グリコリドモノマーを添加した。グリコリド投入から10分後、撹拌器の方向を順方向に変更した。2回目のグリコリド投入から30分後、残りの操作のため、油温を207℃に設定した。撹拌機速度を、グリコリド追加から45分、90分、120分、及び150分後に、それぞれ15、10、7.5、及び6.0RPMに更に減少させた。反応を、2回目のグリコリド投入から165分間進行させ、最終反応時間の終了を構成した。
最終反応期間の終了時に、攪拌器の速度を下向きで4RPMまで下げ、Galaのペレット化装置を用いてポリマーを放出した。ダイ孔径は、4つの孔が開けられた0.093”であった。ダイ温度を250℃で維持した。ペレット化速度は75kg/時であり、57.7kgを得た。冷却後、ペレットを−20℃の冷凍庫に置き、最低12時間保存した。保存後、次いで、ペレットを3立方フィートのPatterson−Kelley回転式乾燥機に入れてあらゆる残留モノマーを除去した。乾燥手順を、実施例1及び2に記載の通りに正確に実施した。
乾燥ペレットは、1.24dL/gのIV及び66,200ダルトンのMを示した。NMR分析により、樹脂は、90モルパーセントの重合したグリコリドと、10モルパーセントの重合したL(−)−ラクチドを、0.8モルパーセントの残留モノマー含量と共に含むことが確かめられた。乾燥樹脂のTgは50℃であり、Tは214℃であり、第1の熱走査を用いDSCにより測定したとき、ΔHは56.0J/gであった。
実施例22
実施例19、20及び21で製造し、説明した先行技術の樹脂の押出及び編組
押出条件
使用した押出及び配向装置は、実施例13に記載のものと同じであった。特定の押出及び配向条件並びにそれらの主な特性は、製造及び試験した押出物スプール及び/又は配向繊維サンプルの各々について、それぞれ表9A〜B、並びに表10に示される。特定の糸サンプルに使用される詳細なパラメータは、米国特許第6,007,565号である先行技術のポリマーサンプル、並びに本発明の最も良好な形態について示される。油ポンプ及びゴデット速度を、各押出工程について、それぞれ52rpm及び1732fpmに維持した。
表9Aに列挙される、2種類の押出条件、「最適」及び「先行技術」が存在することに留意されたい。「最適」とは、所与のポリマーで達成できる最高平均糸引張強さをもたらした最適化された押出条件を指す。「先行技術」は、先行技術、すなわち米国特許第6,007,565号に教示されているものにできるだけ近い、我々の縦型押出機を使用して設定された押出条件を指す。押出機のバレル圧は、1200psiに設定し、約1100〜1300psiの観測範囲を有していた。観測したポンプ圧は、約2200〜約3000psiの範囲であった。押出機のスクリュー速度は約16〜28RPMの範囲であり、溶融ポンプは約41〜約47RPMの範囲であった。
Figure 2021529597
Figure 2021529597
Figure 2021529597
表10より、所与のポリマー樹脂(実施例20及び21)については、最適化された条件によって作製された糸について、より高い伸びを有するより高い糸の引張強さが観察され、総延伸比が5.64であった先行技術の条件を使用した糸サンプルと比較して、約5.0の総延伸比であった。また、実施例15の本発明のポリマーから製造された糸は、実施例19、20、及び21の非発明のポリマーから製造された糸よりも有意に高い平均引張強さを示した。
編組及び下流加工の概要
編組縫合糸材料を製造するために、糸を、まずボビンに巻き付け、New England Buttの編組機で16キャリア、3コア構造を使用して編み組みした。編み組み後、材料をかせにし、酢酸エチル中で溶媒を洗って、潤滑仕上げ剤と、上流製造工程中に蓄積された異物を除去した。専用装置を使用して、全てのかせを、かせのままビーカー中で15分間洗浄し、濡れたままつるして乾燥させた。洗浄後、次いで、後続する熱延伸のために、かせを再び巻き取った。縫合糸材料を加熱したロール熱延伸機上で延伸し、コア糸とシース糸とを機械的に整列させた。縫合糸サイズ2−0の製造には、14%の延伸比を使用した。熱延伸後、縫合糸材料を、アニール炉内にて、124℃の温度で6時間ラック上でアニールした。
材料
上記のサイズ2−0の編組を製造するために、個々の56デニールの糸スプールを、表10の平均物理学的特性を生じた糸スプールの集団から選択した。これらの2−0編組を製造するために使用される特定の糸の物理学的特性を表11に概説する。
Figure 2021529597
表10で観察されるように、表11より、所与のポリマー樹脂(実施例20及び21)について、より高い伸びを有するより高い糸の引張強さが最適化された条件で作製された糸において観察された。また、実施例15の本発明のポリマーから製造された糸は、実施例19、20、及び21の非発明のポリマーから製造された糸よりも高い引張強さをもたらした。
Figure 2021529597
先行技術の教示によって記載されるサンプルの中でも、本発明の最適化された押出及び配向プロセスによって作製された糸由来の編組は、先行技術文献(すなわち、米国特許第6,007,565号(Robyら))に記載されているプロセスによって作製された同じサンプルと比較して、わずかに高い引張特性を示した。
しかしながら、実施例23に提示されるように、本発明のサンプルと先行技術で既知のものとの間の最大かつ最も重要な相違は、それらのBSR性能である。
実施例23
生理学的条件下における本発明のアニールした網組対先行技術の教示(米国特許第6,007,565号(Robyら))の網組のin vitro BSR評価
この実施例は、本発明に基づいて作製された2−0網組と先行技術の教示(米国特許第6,007,565号)に記載されるものとの間の、明確で圧倒的なBSR特性の差を示す。
実施例22に記載のアニールした2−0編組を、37℃かつpH7.27の生理学的条件を模倣する緩衝液中に入れた。Instron引張試験ユニットを使用して、ベースライン(0日目)の引張特性を縫合糸で測定した。7日毎に緩衝液から追加のサンプルを取り出し、Instron引張試験を行って、経時的な引張強度を決定した。具体的には、2つの重要な物理学的パラメータである、直線引張強度及び結び目引張強度を、加水分解時間に対してモニタリングした。Instronのクロスヘッド速度は1インチの初期ゲージ長で1インチ/分であり、100lb.のロードセルを使用した。0日目では、鋼面をInstron機で使用し、一方他の全ての加水分解時間ではゴム面を使用してずれを防いだ。緩衝液槽からサンプルを取り出した後、試験前に室温まで平衡化させ、全てのサンプルを湿らせたまま試験した。
図8A〜図8Bでは、本発明の2−0編組(実施例15)及び実施例22に記載の一連の先行技術の編組について、加水分解時間に対して、直線引張強度を百分率とポンドでそれぞれプロットした。予想外であり、驚くべきことに、本発明のサンプルは、先行技術の樹脂及びプロセスによって記載される全てのサンプルよりもはるかに長期のBSRを示したことが観察された。本発明の初期強度値は、本発明のサンプルにおいてわずかに高かっただけであったため、表12に示す初期(時間ゼロ)引張強度値に基づくと、BSRにおけるこの大きな差は予想されなかった。これは、本発明の網組を、より長い創傷支持体が必要とされる外科用途で使用されることを可能にする重要な発見である。
結び目引張BSRデータを図9A〜図9Bに示す。同様に、本発明のサンプル(実施例15)と残りの2−0編組との間で劇的な差が観察された。例えば、図9Aでは、先行技術のサンプルは、6週間間隔で、残存結び目強度パーセントが0〜5%のであったが、本発明のサンプルは、30%という有意に高い値を示した。直線引張強度の場合と同様に、これは、より長いin vivo創傷支持体が必要とされる外科用途にとって重要である。
加えて、実施例15の本発明のポリマーから作製されるサイズ2の編組を作製し、これについても37℃かつpH7.27の生理学的条件を模倣する緩衝液中に入れ、Instron試験ユニットを使用して直線引張BSR特性を測定した。直線引張強度は、ベースライン(0日目)、14日目、28日目、及び42日目に測定した。このサイズ2の縫合糸のBSR曲線は、図10に示されており、時間の経過とともに、ポンドで表す強度の損失を示している。25%を超える直線引張強度が42日目に維持されており、治癒の遅い創傷付近で有用であることを示した。
実施例24
in vitro/in vivo BSR試験及びin vivoデバイス吸収
in vitro/in vivo BSR試験
実施例14及び実施例23では、pH7.27かつ温度37℃のリン酸緩衝液を利用する生理学的in vitro条件下で試験した際の、BSR結果が示されている。これらin vitro条件、又は類似の変化は、本発明のものなど加水分解によって分解する物品のin vivo分解を模倣するために、当業者によって典型的に使用される。in vivo試験に代わってin vitro試験を使用することは、多数のプロトタイプサンプルを評価する際の動物の命の損失を最小限に抑えるために推奨される。
実施例23に記載されているin vitro法がいかにin vivo分解を模倣しているかを実証するため、2つの異なるサイズの本発明の2−0縫合糸の42日目BSR%について、in vitro及びin vivoで試験した。実施例5及び実施例10のポリマーから2つの異なるサイズ2−0の縫合糸を作製し、実施例13に記載の方法を用いて押出し、編組した。
in vivo試験は、実施例23に記載されるように、ラットモデル内に縫合糸を皮下移植し、Instron引張試験のために42日目に縫合糸を外植することによって実施した。実施例23に記載のものと同じ条件及びパラメータを使用して、in vitro試験も実施した。両セットの縫合糸は、2%以下である、in vitro条件とin vivo条件との間の42日目BSR%の差をもたらした。結果を表13に要約し、これは、in vivo加水分解を模倣する生理学的in vitro法が使用できることを実証する。
Figure 2021529597
in vivo総吸収
本発明の縫合糸を、in vivoでの総吸収及び組織反応性分析についても分析した。総吸収は、時間に対する、埋め込み部位に残っている材料の量の尺度である。本発明の縫合糸に対する組織応答性は、各試験間隔において、市販のランダム90/10グリコリド/ラクチド縫合糸と同等であった。埋め込み119日後に、本発明の両サイズの縫合糸は本質的に吸収され、縫合糸材料の10パーセント未満が細胞外移植位置に残存した。
実施例25
Bセグメントランダム度の本発明の縫合糸のBSR特性に対する影響
同様の分子量を有するが、H−NMRを使用してACSLによって測定したときの中央ブロックにおける異なるランダム度のコモノマー分布を有する、全体モル組成が90/10グリコリド/ラクチド[「B」セグメントモル組成が50/50グリコリド/ラクチド]である、ポリ(グリコリド−コ−L(−)−ラクチド)の2つのセグメント化A−B−Aコポリマーを、実施例1に記載される方法によって調製した。192℃、3時間の第1段階反応条件で調製されたポリマーは、2.9の平均配列長を示したが、174℃、2時間の第1段階反応条件で生成されたポリマーは、3.1の平均配列長を示した。両方のポリマーについて得られたIVは約1.4dL/gであった。両方のポリマーを、ダイ温度246℃、配向ロール温度84℃、アニーリングロール温度115℃で、56デニールの糸に押出した。続いて、糸をUSPサイズ1の編組に編み、16%の延伸比で101℃の温度にて高温延伸した。網組を124℃の温度で6時間アニールした。アニーリング後の両編組の結果として得られたIVは、1.26dL/gであった。編組縫合糸材料を、37℃に維持したリン酸緩衝液(pH7.27)に入れた。42日後、引張強度を測定した。2.9の平均配列長を有するポリマーから調製された編組は、11.95ポンドのin vitro 42日後の平均引張強度を有したが、3.1の平均配列長を有するポリマーから調製された編組は、11.00ポンドの平均引張強度を有した。
この実施例は、第1の(プレポリマー)段階をより長い温度でより長時間実施すると、Bブロック中のラクトイルユニットの平均連鎖長が減少することを示唆している。そしてこれは、本発明の縫合糸組成物のBSRを更に延長させ得る。
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。
〔実施の態様〕
(1) 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーから作製される吸収性医療用デバイスであって、前記末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含み、前記中央セグメントBは完全に非晶質であり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチド、及び約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドを含有し、前記吸収性コポリマー中の前記重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、前記重合ラクチドの総量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、吸収性医療用デバイス。
(2) 前記デバイスが、モノフィラメント縫合糸、マルチフィラメント縫合糸、かえしのある縫合糸、外科用メッシュ、外科用布地、フィルム、外科用テープ、及び射出成形物品からなる群から選択される、実施態様1に記載の吸収性医療用デバイス。
(3) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後21日目に約6.35kg(約14ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(4) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前平均直線引張強度と、埋め込み後35日目に約3.18kg(約7ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(5) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前平均直線引張強度と、埋め込み後42日目に約1.04kg(約2.3ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載のマルチフィラメント吸収性縫合糸。
(6) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前平均直線引張強度と、埋め込み後49日目に約0.45kg(約1.0ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(7) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約584.2μm(約23ミル)の直径と、約17.24kg(約38ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後21日目に約13.61kg(約30ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(8) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約584.2μm(約23ミル)の直径と、約17.24kg(約38ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後35日目に約9.07kg(約20ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(9) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約584.2μm(約23ミル)の直径と、約17.24kg(約38ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後42日目に約2.49kg(約5.5ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(10) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後21日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約80パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(11) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後35日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約50パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(12) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後42日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約10パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(13) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後49日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約2パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(14) 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、配向糸の、伸び率の、グラム・パー・デニールで表す引張強さに対する比が3.5未満であり、0.10g/dLの濃度で25℃のヘキサフルオロイソプロパノール中で測定するとき、固有粘度IVが1.2dL/g超である、実施態様2に記載吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(15) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、212℃〜216℃の融点を有する、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(16) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第2の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも210℃の融点を有する、実施態様2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
(17) 抗菌剤を更に含む、実施態様1に記載の医療用デバイス。
(18) 前記抗菌剤がトリクロサンである、実施態様17に記載の医療用デバイス。
(19) 治療剤を更に含む、実施態様1に記載の医療用デバイス。
(20) 着色料を更に含む、実施態様1に記載の医療用デバイス。
(21) 医学的に有用な物質を更に含む、実施態様1に記載の医療用デバイス。
(22) 潤滑性コーティングを更に含む、実施態様2に記載の吸収性縫合糸。
(23) 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーであって、前記末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含み、前記中央セグメントBは完全に非晶質であり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチド、及び約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドを含有し、前記吸収性コポリマー中の前記重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、前記重合ラクチドの総量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、吸収性コポリマー。
(24) 前記中央セグメントBの組成が、約40モルパーセント〜約55モルパーセントの重合グリコリドと、約45モルパーセント〜約60モルパーセントの重合ラクチドとである、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(25) 前記末端セグメントAの組成が、1.5モルパーセント未満の重合ラクチドを含有する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(26) 0.10g/dLの濃度で25℃のヘキサフルオロイソプロパノール中で測定するとき、1.2dL/g超の固有粘度IVを有する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(27) ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定するとき、8.303×10−20g(50,000ダルトン)超の重量平均分子量Mを有する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(28) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、広角X線回折WAXDによって測定するとき、30パーセント超の結晶化度レベルを有する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(29) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定によって測定するとき、少なくとも40J/gの融解熱を有する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(30) 約50,000:1〜約300,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の濃度を有する触媒を更に含む、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(31) 約100,000:1〜約250,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の濃度を有する触媒を更に含む、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(32) 約150,000:1〜約200,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の濃度を有する触媒を更に含む、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(33) 前記触媒がオクタン酸スズである、実施態様30に記載の吸収性コポリマー。
(34) 開始剤としてのジオールを、約500:1〜約1,500:1(モノマーのモル数:開始剤のモル数)の範囲で更に含む、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(35) 開始剤としてのジオールを、約800:1〜約1,000:1(モノマーのモル数:開始剤のモル数)の範囲で更に含む、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(36) 前記ジオールがジエチレングリコールである、実施態様34に記載の吸収性コポリマー。
(37) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも212℃の融点を呈する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(38) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第2の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも210℃の融点を呈する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(39) 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも212℃の融点を呈し、また、10℃/分の一定加熱速度の第2の熱走査を用いるDSCによって測定するとき、少なくとも210℃の融点も呈する、実施態様23に記載の吸収性コポリマー。
(40) 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーを作製する方法であって、末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含み、前記方法は、
A)第1段階重合において反応容器内で完全に非晶質のプレポリマー反応生成物を形成する工程であって、開始剤としてジエチレングリコールの存在下、かつ、触媒の存在下で、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチドを約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドと重合させることにより、中央セグメントBへの前駆体をもたらし、前記第1段階重合の総反応時間が、前記ラクチドモノマーを少なくとも98モルパーセントまで重合するのに十分である、工程と、
B)先行する前記工程の前記反応生成物内に固体又は溶融形態の追加のグリコリドモノマーを添加する工程であって、前記プレポリマーと添加された前記グリコリドモノマーとの完全な混合を可能にして反応塊を形成するのに十分な撹拌速度の前記反応容器内で行われる、工程と、
C)前記反応塊を溶融状態に維持するために反応器バッチ温度を調整する工程と、
D)前記撹拌速度を低下させ、十分な変換が達成されるまで反応を継続する工程と、を含み、
重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、重合ラクチドの量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、方法。
(41) 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーを作製する方法であって、末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドとラクチドとを含み、前記方法は、
A)完全に非晶質のプレポリマー反応生成物を形成する工程であって、500:1〜1,500:1(モノマーのモル数:開始剤のモル数)の濃度を有する開始剤としてジエチレングリコールの存在下、かつ、50,000:1〜300,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の総量の触媒の存在下で、120分〜180分間の第1段階の総反応時間にわたり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチド及び約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドを約175℃〜約195℃の温度で重合させることにより、中央セグメントBへの前駆体をもたらす、工程と、
B)先行する前記工程の前記反応生成物内に固体又は溶融形態の追加のグリコリドモノマーを添加する工程であって、前記プレポリマーと添加された前記グリコリドモノマーとの完全な混合を約30分〜90分間以内に可能にするのに十分な第1の撹拌速度の反応容器内で行われる、工程と、
C)前記反応器バッチ温度を約205℃〜210℃まで上昇させる工程と、
D)リアルタイムFT−NIR遠隔分光法によって測定するとき十分な変換が達成されるまで、前記第1の撹拌速度よりも約40パーセント〜約70パーセント遅い、第2の撹拌速度まで、前記撹拌を減速する工程であって、総時間が上記工程Bのグリコリド添加後約150分〜240分である、工程と、を含み、
重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、重合ラクチドの量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、方法。
(42) 前記触媒がオクタン酸スズである、実施態様40に記載の方法。
(43) 前記触媒レベルが、約100,000:1〜約250,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)である、実施態様40に記載の方法。
(44) 前記触媒レベルが、約150,000:1〜約200,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)である、実施態様40に記載の方法。
(45) 前記触媒が、全触媒の一部は前記第1の重合段階の開始時に添加され、前記触媒の残りの量は前記グリコリドモノマーが前記プレポリマーと十分に混合された後に添加される、少なくとも二段階で添加される、実施態様40に記載の方法。
(46) 前記触媒が、全触媒の約30パーセント〜60パーセントは前記第1の重合段階の開始時に添加され、前記触媒の残りの量は2回目に添加された前記グリコリドモノマーが前記第1の段階の前記プレポリマーと十分に混合された後に添加される、二段階で添加される、実施態様40に記載の方法。
(47) 前記触媒が、全触媒の約30パーセント〜60パーセントは前記第1の重合段階の開始時に添加され、前記触媒の残りの量は2回目の前記グリコリドモノマーの添加の約30分〜60分後に添加される、二段階で添加される、実施態様40に記載の方法。
(48) 前記デバイスが、押出成形又は射出成形などの溶融加工によって製造されている、実施態様1に記載の医療用デバイス。
(49) 実施態様23に記載のコポリマーをマルチフィラメント糸に押出成形する方法であって、
A)ある量の実施態様23に記載の乾燥コポリマーを、不活性ガス下で維持された押出機の押出機ホッパーに移す工程と、
B)前記押出機の押出機供給ゾーンを十分に高温に設定して、供給中に樹脂を効果的に軟化させる工程と、
C)エステル交換又は分解を効果的に最小限に抑えながら、溶融流動を容易にするために、最適な温度で押出機の移行部、計量部、ポンプ部、及びブロック部の温度を設定する工程と、
D)押出機ダイのダイ温度を、スムーズな押出成形を効果的に可能にするのに十分に高いが、依然として分解を効果的に制限するのに十分に低く設定する工程と、
E)効率的な配向を可能にするために、最適な配向温度を設定する工程と、
F)十分に有効な分子配向及び予備アニーリングを可能にするために、最適な延伸/アニーリング温度を設定する工程と、
G)最適な特性のために、マルチフィラメント糸を好ましい延伸比に延伸する工程と、を含む、方法。
(50) 実施態様23に記載のコポリマーをマルチフィラメント糸に押出成形する方法であって、
A)ある量の実施態様23に記載の乾燥コポリマーを、不活性ガス下で維持された押出機の押出機ホッパーに移す工程であって、前記コポリマーが、約1.30dL/g〜約1.60dL/gの固有粘度IVを有する、工程と、
B)押出機の供給ゾーン温度を約165℃〜205℃に設定する工程と、
C)押出機の移行部、計量部、ポンプ部、及びブロック部の温度を約185℃〜255℃の範囲に設定する工程と、
D)押出機ダイのダイ温度を205℃〜265℃の範囲に設定する工程と、
E)配向温度を約75℃〜約95℃に設定する工程と、
F)延伸/アニーリング温度を約95℃〜約135℃に設定する工程と、
G)繊維糸を約4.0〜約6.0の延伸比に延伸する工程と、を含む、方法。

Claims (50)

  1. 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーから作製される吸収性医療用デバイスであって、前記末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含み、前記中央セグメントBは完全に非晶質であり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチド、及び約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドを含有し、前記吸収性コポリマー中の前記重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、前記重合ラクチドの総量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、吸収性医療用デバイス。
  2. 前記デバイスが、モノフィラメント縫合糸、マルチフィラメント縫合糸、かえしのある縫合糸、外科用メッシュ、外科用布地、フィルム、外科用テープ、及び射出成形物品からなる群から選択される、請求項1に記載の吸収性医療用デバイス。
  3. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後21日目に約6.35kg(約14ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  4. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前平均直線引張強度と、埋め込み後35日目に約3.18kg(約7ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  5. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前平均直線引張強度と、埋め込み後42日目に約1.04kg(約2.3ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載のマルチフィラメント吸収性縫合糸。
  6. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約330.2μm(約13ミル)の直径と、約7.71kg(約17ポンド)の最小埋め込み前平均直線引張強度と、埋め込み後49日目に約0.45kg(約1.0ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  7. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約584.2μm(約23ミル)の直径と、約17.24kg(約38ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後21日目に約13.61kg(約30ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  8. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約584.2μm(約23ミル)の直径と、約17.24kg(約38ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後35日目に約9.07kg(約20ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  9. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、前記縫合糸が、約584.2μm(約23ミル)の直径と、約17.24kg(約38ポンド)の最小埋め込み前直線引張強度と、埋め込み後42日目に約2.49kg(約5.5ポンド)の最小平均直線引張強度と、を有し、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  10. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後21日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約80パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  11. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後35日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約50パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  12. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後42日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約10パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  13. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、埋め込み後49日目に残存している前記最小直線引張強度が、前記初期直線引張強度値の約2パーセントであり、前記縫合糸が埋め込み後約120日以内に実質的に吸収される、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  14. 前記縫合糸が複数のフィラメントを含み、前記フィラメントはポリ(ラクチド−コ−グリコリド)コポリマーを含み、前記コポリマーは、約88モルパーセント〜約92モルパーセントの重合グリコリドと、約8モルパーセント〜約12モルパーセントの重合ラクチドと、を含み、配向糸の、伸び率の、グラム・パー・デニールで表す引張強さに対する比が3.5未満であり、0.10g/dLの濃度で25℃のヘキサフルオロイソプロパノール中で測定するとき、固有粘度IVが1.2dL/g超である、請求項2に記載吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  15. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、212℃〜216℃の融点を有する、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  16. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第2の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも210℃の融点を有する、請求項2に記載の吸収性マルチフィラメント縫合糸。
  17. 抗菌剤を更に含む、請求項1に記載の医療用デバイス。
  18. 前記抗菌剤がトリクロサンである、請求項17に記載の医療用デバイス。
  19. 治療剤を更に含む、請求項1に記載の医療用デバイス。
  20. 着色料を更に含む、請求項1に記載の医療用デバイス。
  21. 医学的に有用な物質を更に含む、請求項1に記載の医療用デバイス。
  22. 潤滑性コーティングを更に含む、請求項2に記載の吸収性縫合糸。
  23. 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーであって、前記末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含み、前記中央セグメントBは完全に非晶質であり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチド、及び約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドを含有し、前記吸収性コポリマー中の前記重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、前記重合ラクチドの総量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、吸収性コポリマー。
  24. 前記中央セグメントBの組成が、約40モルパーセント〜約55モルパーセントの重合グリコリドと、約45モルパーセント〜約60モルパーセントの重合ラクチドとである、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  25. 前記末端セグメントAの組成が、1.5モルパーセント未満の重合ラクチドを含有する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  26. 0.10g/dLの濃度で25℃のヘキサフルオロイソプロパノール中で測定するとき、1.2dL/g超の固有粘度IVを有する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  27. ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定するとき、8.303×10−20g(50,000ダルトン)超の重量平均分子量Mを有する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  28. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、広角X線回折WAXDによって測定するとき、30パーセント超の結晶化度レベルを有する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  29. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定によって測定するとき、少なくとも40J/gの融解熱を有する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  30. 約50,000:1〜約300,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の濃度を有する触媒を更に含む、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  31. 約100,000:1〜約250,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の濃度を有する触媒を更に含む、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  32. 約150,000:1〜約200,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の濃度を有する触媒を更に含む、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  33. 前記触媒がオクタン酸スズである、請求項30に記載の吸収性コポリマー。
  34. 開始剤としてのジオールを、約500:1〜約1,500:1(モノマーのモル数:開始剤のモル数)の範囲で更に含む、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  35. 開始剤としてのジオールを、約800:1〜約1,000:1(モノマーのモル数:開始剤のモル数)の範囲で更に含む、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  36. 前記ジオールがジエチレングリコールである、請求項34に記載の吸収性コポリマー。
  37. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも212℃の融点を呈する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  38. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第2の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも210℃の融点を呈する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  39. 約120℃〜140℃の熱処理に少なくとも6時間供した後、10℃/分の一定加熱速度の第1の熱走査を用いる示差走査熱量測定(DSC)によって測定するとき、少なくとも212℃の融点を呈し、また、10℃/分の一定加熱速度の第2の熱走査を用いるDSCによって測定するとき、少なくとも210℃の融点も呈する、請求項23に記載の吸収性コポリマー。
  40. 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーを作製する方法であって、末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドと重合ラクチドとを含み、前記方法は、
    A)第1段階重合において反応容器内で完全に非晶質のプレポリマー反応生成物を形成する工程であって、開始剤としてジエチレングリコールの存在下、かつ、触媒の存在下で、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチドを約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドと重合させることにより、中央セグメントBへの前駆体をもたらし、前記第1段階重合の総反応時間が、前記ラクチドモノマーを少なくとも98モルパーセントまで重合するのに十分である、工程と、
    B)先行する前記工程の前記反応生成物内に固体又は溶融形態の追加のグリコリドモノマーを添加する工程であって、前記プレポリマーと添加された前記グリコリドモノマーとの完全な混合を可能にして反応塊を形成するのに十分な撹拌速度の前記反応容器内で行われる、工程と、
    C)前記反応塊を溶融状態に維持するために反応器バッチ温度を調整する工程と、
    D)前記撹拌速度を低下させ、十分な変換が達成されるまで反応を継続する工程と、を含み、
    重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、重合ラクチドの量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、方法。
  41. 末端セグメントA及び中央セグメントBを含む構造A−B−Aの吸収性コポリマーを作製する方法であって、末端セグメントAは重合グリコリドを含み、前記中央セグメントBは重合グリコリドとラクチドとを含み、前記方法は、
    A)完全に非晶質のプレポリマー反応生成物を形成する工程であって、500:1〜1,500:1(モノマーのモル数:開始剤のモル数)の濃度を有する開始剤としてジエチレングリコールの存在下、かつ、50,000:1〜300,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)の総量の触媒の存在下で、120分〜180分間の第1段階の総反応時間にわたり、約30モルパーセント〜約80モルパーセントの重合ラクチド及び約20モルパーセント〜約70モルパーセントの重合グリコリドを約175℃〜約195℃の温度で重合させることにより、中央セグメントBへの前駆体をもたらす、工程と、
    B)先行する前記工程の前記反応生成物内に固体又は溶融形態の追加のグリコリドモノマーを添加する工程であって、前記プレポリマーと添加された前記グリコリドモノマーとの完全な混合を約30分〜90分間以内に可能にするのに十分な第1の撹拌速度の反応容器内で行われる、工程と、
    C)前記反応器バッチ温度を約205℃〜210℃まで上昇させる工程と、
    D)リアルタイムFT−NIR遠隔分光法によって測定するとき十分な変換が達成されるまで、前記第1の撹拌速度よりも約40パーセント〜約70パーセント遅い、第2の撹拌速度まで、前記撹拌を減速する工程であって、総時間が上記工程Bのグリコリド添加後約150分〜240分である、工程と、を含み、
    重合グリコリドの総量は、前記吸収性コポリマーの約88モルパーセント〜約92モルパーセントであり、重合ラクチドの量は、前記吸収性コポリマーの約8モルパーセント〜約12モルパーセントである、方法。
  42. 前記触媒がオクタン酸スズである、請求項40に記載の方法。
  43. 前記触媒レベルが、約100,000:1〜約250,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)である、請求項40に記載の方法。
  44. 前記触媒レベルが、約150,000:1〜約200,000:1(モノマーのモル数:触媒のモル数)である、請求項40に記載の方法。
  45. 前記触媒が、全触媒の一部は前記第1の重合段階の開始時に添加され、前記触媒の残りの量は前記グリコリドモノマーが前記プレポリマーと十分に混合された後に添加される、少なくとも二段階で添加される、請求項40に記載の方法。
  46. 前記触媒が、全触媒の約30パーセント〜60パーセントは前記第1の重合段階の開始時に添加され、前記触媒の残りの量は2回目に添加された前記グリコリドモノマーが前記第1の段階の前記プレポリマーと十分に混合された後に添加される、二段階で添加される、請求項40に記載の方法。
  47. 前記触媒が、全触媒の約30パーセント〜60パーセントは前記第1の重合段階の開始時に添加され、前記触媒の残りの量は2回目の前記グリコリドモノマーの添加の約30分〜60分後に添加される、二段階で添加される、請求項40に記載の方法。
  48. 前記デバイスが、押出成形又は射出成形などの溶融加工によって製造されている、請求項1に記載の医療用デバイス。
  49. 請求項23に記載のコポリマーをマルチフィラメント糸に押出成形する方法であって、
    A)ある量の請求項23に記載の乾燥コポリマーを、不活性ガス下で維持された押出機の押出機ホッパーに移す工程と、
    B)前記押出機の押出機供給ゾーンを十分に高温に設定して、供給中に樹脂を効果的に軟化させる工程と、
    C)エステル交換又は分解を効果的に最小限に抑えながら、溶融流動を容易にするために、最適な温度で押出機の移行部、計量部、ポンプ部、及びブロック部の温度を設定する工程と、
    D)押出機ダイのダイ温度を、スムーズな押出成形を効果的に可能にするのに十分に高いが、依然として分解を効果的に制限するのに十分に低く設定する工程と、
    E)効率的な配向を可能にするために、最適な配向温度を設定する工程と、
    F)十分に有効な分子配向及び予備アニーリングを可能にするために、最適な延伸/アニーリング温度を設定する工程と、
    G)最適な特性のために、マルチフィラメント糸を好ましい延伸比に延伸する工程と、を含む、方法。
  50. 請求項23に記載のコポリマーをマルチフィラメント糸に押出成形する方法であって、
    A)ある量の請求項23に記載の乾燥コポリマーを、不活性ガス下で維持された押出機の押出機ホッパーに移す工程であって、前記コポリマーが、約1.30dL/g〜約1.60dL/gの固有粘度IVを有する、工程と、
    B)押出機の供給ゾーン温度を約165℃〜205℃に設定する工程と、
    C)押出機の移行部、計量部、ポンプ部、及びブロック部の温度を約185℃〜255℃の範囲に設定する工程と、
    D)押出機ダイのダイ温度を205℃〜265℃の範囲に設定する工程と、
    E)配向温度を約75℃〜約95℃に設定する工程と、
    F)延伸/アニーリング温度を約95℃〜約135℃に設定する工程と、
    G)繊維糸を約4.0〜約6.0の延伸比に延伸する工程と、を含む、方法。
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