JPH06122Y2 - 合成コポリマー外科用縫合糸 - Google Patents

合成コポリマー外科用縫合糸

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JPH06122Y2
JPH06122Y2 JP1991091415U JP9141591U JPH06122Y2 JP H06122 Y2 JPH06122 Y2 JP H06122Y2 JP 1991091415 U JP1991091415 U JP 1991091415U JP 9141591 U JP9141591 U JP 9141591U JP H06122 Y2 JPH06122 Y2 JP H06122Y2
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ドナルド・ジエームズ・ケイシー
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アメリカン・サイアナミド・カンパニー
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】本考案は、特定のコポリマーから製造され
る外科用縫合糸に関する。
【0002】吸収同化しうる合成ポリマー縫合糸は、従
来技術において知られており、普通組ひもとして製造さ
れ、販売され、使用されている。公知のグリコール酸エ
ステル結合を含む吸収同化しうるポリマーはかような編
まれた縫合糸用によく適しているように見える。しかし
ながら、それらのいくつかは、特に大きい径の場合、比
較的硬いモノフイラメントを形成する傾向がある。しか
し、或る外科医は滑らかな、連続表面を有するモノフイ
ラメント縫合糸の縫合特性の方を好む。かくして、近年
外科手術において、可撓性で吸収可能なモノフイラメン
ト縫合糸であつて比較的長期間生体内で安全且つ有用な
強度を保つものに対する要求のあることが認識されてき
ている。
【0003】吸収同化しうる縫合糸として充分に有用で
あるためには、モノフイラメントが吸収可能で可撓性で
あるばかりでなく生体内で比較的長期間強度を保留しう
ることが重要である。この種のモノフイラメントに対す
る適当な強度保持目標は生体内で約35−42日である
と考えられる。
【0004】本出願人に譲渡されたRosensaft
及びWebbによる米国特許第4,243,775号は、
吸収同化しうる編まれた縫合糸を形成するのに有用であ
ると共に或る条件下に長期強度保持する可撓性モノフイ
ラメントを形成するために有用なポリマー材料を開示し
ている。この米国特許は開始剤として一官能性アルコー
ルを用いる共重合方法においてグリコライドモノマーへ
ラクチド、ラクトン、オキザレートまたはカーボネート
の如き環状エステルモノマーを順次に添加することを開
示している。開示されているのは、グリコライドポリマ
ー鎖の主として両末端にポリ(ラクチド)単位を有する
トリブロツクコポリマー、トリメチレンカーボネート
(1,3−ジオキサン−2−オン)とグリコライドとの
コポリマー、及びそれからつくられたモノフイラメント
縫合糸である。
【0005】米国特許第4,243,775号のグリコラ
イド−トリメチレンカーボネートコポリマーのモノフイ
ラメントにおいて、可撓性及び長期の強度保留は1,3
−ジオキサン−2−オンの多量合体によつて得られる。
開示されているトリブロツクコポリマーは末端ブロツク
としてポリ(ラクチド)単位、中間ブロツクとしてポリ
(グリコライド)単位を含み、そして一官能性アルコー
ルを用いて生成される。
【0006】本考案は、米国特許第4,243,775号
のグリコライド−トリメチレンカーボネートコポリマー
の縫合糸にくらべて増大した吸収同化性を有するモノフ
イラメント縫合糸を与えるグリコライド−トリメチレン
カーボネートのトリブロツクコポリマーを提供する。
【0007】本考案によれば、公知の吸収同化しうる縫
合糸にくらべて改善された可撓性及び長期強度保留性を
有ししかも満足すべき吸収同化性を有するトリブロツク
コポリマーのモノフイラメント縫合糸をつくるため特定
のポリマー構造を設計しそして特定の組成を選択するこ
とによつて、上記の事柄が達成される。驚くべきことに
は、上述の各種利点は、両末端ブロツクとしての式
【0008】
【化3】
【0009】の単位の部分、ここに末端ブロツクとして
の該式(I)は末端酸素原子に結合した水素原子を有す
る、及び中間ブロツクとしての式(I)が式
【0010】
【化4】
【0011】の単位の部分とランダムに結合した部分よ
り成り、ここに該中間ブロツクは70〜95重量%の式
(II)の単位を含みそして全コポリマーは27〜40
重量%の式(II)の単位を含んで成るトリブロツクコ
ポリマーを使用することによつて達成されることが見出
された。
【0012】本考案に使用するコポリマーは、グリコラ
イドを1,3−ジオキサン−2−オンと共重合させその
際組合せたモノマーを他のモノマーの添加前に二官能性
開始剤の存在下に180℃またはそれより低い温度で実
質的完全に重合せしめ;グリコライドを添加し;そして
温度をポリグリコライドのほぼ融点まで上昇させて、両
末端ブロツクとして式
【0013】
【化5】
【0014】の単位の連続部分及び中間ブロツクとして
式(I)が式
【0015】
【化6】
【0016】の単位とランダムに結合した部分より成る
トリブロツクコポリマーを生成せしめることによつて得
られる。
【0017】式(I)の単位対式(II)の単位の重量
比が全体として67.5:32.5、そして中間ブロツク
において15:85に近づくとき吸収可能で可撓性の長
期強度保留性のモノフイラメント外科用縫合糸として、
予期できなかつた良好な結果が得られる。
【0018】本考案はいくつかの利点を有する。一つの
利点は製造が容易なことである。本発明のランダムトリ
ブロツクコポリマーの製造工程では開始剤として二官能
性開始剤、グリコールが使用されそして初めにグリコラ
イド−トリメチレンカーボネート中間ブロツクが約18
0℃で合成される。次いで生成するこのコポリマーの結
晶化を防止するため温度を約220℃に上昇せしめそし
てグリコライドを添加してポリグリコライド末端ブロツ
クを形成させる。もし本発明のモノマー中で一官能性の
アルコールが使用されたとすると、一つのポリ(グリコ
ライド)末端ブロツクを生成させ、次いでトリメチレン
カーボネート及び追加のグリコライドを加えて中間ブロ
ツクを生成させ、そしてこの混合物が実質的完全に重合
したとき三度目のグリコライド添加を行なつて最後のポ
リ(グリコライド)末端ブロツクを生成させることが必
要になるであろう。ポリグリコライドの高い融点はこれ
ら段階のそれぞれを約220℃で実施することを必要な
らしめるであろう。
【0019】モノマーの添加は従来技術における如く3
回ではなく2回必要とするだけであり;かくして操作者
の仕込み過誤の可能性を低減し、仕込み過程における偶
発的な重合汚染の可能性を低減し、そして先行ブロツク
からの未反応モノマーによつて後続ブロツクが所望の組
成から外れる可能性を低減する。重合サイクルの一部に
用いられる低い温度は従来技術にくらべ改善された繊維
品質を与えると予期される幾分高分子量のコポリマーの
生成を可能ならしめる。約220℃でのより短い反応時
間は3つのブロツク間のエステル転移または混乱の程度
を低下せしめそれによつて所望のポリ(グリコライド)
−ポリ(グリコライド−コ−トリメチレンカーボネー
ト)−ポリ(グリコライド)の配列に近接したモノマー
単位の連結を生ぜしめるであろう。また、熱的に安定度
の低いトリメチレンカーボネートモノマーを含む工程段
階で用いられる低い反応温度はこのモノマーの熱的劣化
を低減させるのに役立つ。
【0020】更に他の利点は二官能性開始剤と組合せモ
ノマーとを用いて生成される中間ブロツクプレポリマー
へモノマーをただ1回後続添加するだけでトリブロツク
コポリマーが形成されることである。
【0021】かくして本考案の目的は、上記したコポリ
マーまたは方法により製造される無菌外科用物品、縫合
糸または結紮糸、針と糸を組合せた形の縫合糸、外科用
補綴物、織物構造物等を提供することでる。
【0022】本考案の上記及びその他の目的、特徴及び
利点は以下の好ましい態様の記述及び実用新案登録請求
の範囲から更に明らかになるであろう。
【0023】本考案において使用するポリエステルは、
トリブロツクコポリマーである。両末端ブロツクは、式
【0024】
【化7】
【0025】を有する連続単位の部分より成る。中間ブ
ロツクは、式(I)の単位が式
【0026】
【化8】
【0027】を有する単位とランダムに結合した部分よ
り成る。
【0028】中間ブロツクを形成させるために用いられ
る方法は、グリコライド及び1,3−ジオキサン−2−
オンを反応器中で二官能性開始剤の存在下に混合して通
常ランダムコポリマーと称せられるコポリマーを生成さ
せることを含む。中間ブロツクの構造は、二つのモノマ
ーの反応性の比によつて定まり、そしてモノマー単位の
ランダム連結またはもつと規則的な各モノマーの分布か
ら成つている。
【0029】トリブロツクの構造に用いられる方法にお
いて、開始剤としてグリコール、触媒としてSnCl2
・2H2Oが使用され、そして式
【0030】
【化9】
【0031】の単位の或る割合と式
【0032】
【化10】
【0033】の単位の或る割合がランダムに結合した中
間ブロツクが約180℃またはそれ以下の温度で最初に
合成される。次いで生成コポリマーの結晶化を防ぐため
温度を220℃に上げる。温度を上げたらグリコールを
加えて式(I)の連続単位から成る末端ブロツクを形成
させる。
【0034】中間ブロツクの構造は反応器中へ二つのモ
ノマーをそれぞれの反応性比の割合で供給することによ
つて調節することができる。本発明においては中間ブロ
ツクの両モノマーを一緒に仕込んで式(I)の単位が式
(II)の単位の中にランダムに分散した中間ブロツク
を形成させる。
【0035】一般にモノマーを継続添加することにより
同じ反応器中で連続的重合を行なうことが好ましい。し
かし所望に応じ一つのポリマーセグメントをつくりそし
てこれを更に化学反応せしめるための予形成セグメント
として用いて別の反応容器中で最終的コポリマーを生成
させることもできる。
【0036】SnCl2・2H2O以外の触媒も本発明方
法で使用することができる。またグリコール以外、特定
的にはジエチレングリコール以外の開始剤を用いること
ができる。他の触媒及び開始剤としては例えば次のもの
であることができる:触媒 塩化第1錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジア
セテート、ジブチル錫ジクロライド、塩化第2錫5水
塩、アルミニウムイソプロポキサイド、三酸化アンチモ
ン、弗化第2錫、くえん酸第1錫、酢酸第1錫、三弗化
アンチモン、錫テトライソプロポキサイド、酸化鉛、テ
トライソプロピルチタネート、チタニウムアセチルアセ
トネート、テトラオクチレングリコールチタネート、三
弗化硼素エーテレート、三塩化アルミニウム。
【0037】開始剤 1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、
イノシトール、ペンタエリスリトール、マンニツトー
ル、ソルビトール、エリスリトール、エチレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール。
【0038】本考案の好ましい領域は無菌の合成的吸収
同化可能の外科用縫合糸にあり、その際グリコライドが
主量モノマーとして使用される。かようなコポリマーか
らつくられる吸収可能なモノフイラメント縫合糸は従来
のグリコール酸エステル結合を含むポリマーからつくら
れた大きい径のモノフイラメント縫合糸よりも可撓性で
且つ生体内における強度損失に対する抵抗性がより大き
い点において有用であることが見出された。
【0039】外科用縫合糸はこのポリマーから常用の方
法を用い次いで殺菌することによつてつくられる。得ら
れた外科用縫合糸は常法によつて使用される。
【0040】以下の実施例は本考案の実施に有用な操作
工程を説明するものであり、但しこれに限定されるもの
ではない。
【0041】
【実施例】実施例1 トリメチレンカーボネート(80g)とグリコライド
(14g)を一緒に乾燥フラスコ中で溶融する。次いで
SnCl2・2H2O(0.9714g/10ml)を含
むジエチレングリコール(0.043ml)を溶融物に
加えそしてフラスコ内容物を窒素気流下に162℃に予
熱された撹拌反応器へ仕込んだ。75分後、20分かけ
て温度を183℃に上げた。この中間ブロツクの試料
(6g)を除き、そしてグリコライド(12g)を加え
た。次の15分間に亘つて温度を197℃に上げこのと
き更にグリコライド(104g)を加えた。温度を15
分に亘り220℃に上げた。反応混合物を220℃で1
0分間撹拌し、次いでコポリマーを排出した。固化した
ポリマーをウイレイ粉砕器中で10メツシユ篩を通過す
るように粉砕し次いで130℃(1mmHg)で48時
間乾燥した。
【0042】183℃で取り出した6gの中間ブロツク
試料は1.39の固有粘度(固有粘度はヘキサフルオロ
アセトンセスキハイドレート(HFAS)100ml当
りコポリマー0.5gの溶液を用い30℃で測定、以下
同じ)を有し、NMR分析による測定でトリメチレンカ
ーボネート単位86モル%または84重量%から成つて
いた。
【0043】最終的コポリマーは固有粘度1.19を有
し、トリメチレンカーボネート36モル%または33重
量%を含有していた。示差熱分析法により最終的コポリ
マーはガラス転移温度19℃、溶融吸熱のピーク202
℃及び溶融熱30J/gを有していた。
【0044】実施例2 実施例1のコポリマーを225℃で溶融し、この溶融物
を長さ対直径の比4/1の50ミルのキヤピラリーを通
して押出し繊維をつくつた。押出物を水浴を通して急冷
しそしてボビン上に10フイート/分の速度で捕集し
た。
【0045】次いでこの繊維を二つのゾーンの空気室を
通じて引きのばした。第1のゾーン中で繊維を40℃で
7.1x延伸し、第2のゾーン中で繊維を45℃で1.3
x延伸した。この繊維を次に100℃(1mmHg)で
3時間加熱することにより後処理した。
【0046】延伸し、後処理した繊維の物性は次の通り
であつた: 直線引張り強度:43,000psi 直線引張り破断伸度:23% 結節引張り強度:56,000psi モジユラス:137,000psi 直径:0.251mm実施例3 トリメチレンカーボネート(78g)とグリコライド
(3g)とを一緒に乾燥フラスコ中で溶融した。次にこ
の溶融物にSnCl2・2H2O(0.0971g/m
l)を含むジエチレングリコール(0.018ml)を
加え、フラスコ内容物を窒素の気流下に158℃に予熱
された撹拌反応器に仕込んだ。60分後温度を30分か
けて183℃に上げた。この温度を30分間保ちこのと
き中間ブロツクの試料(5g)を取出した。グリコライ
ド(122g)を含有するフラスコにSnCl2・2H2
O(8.10×10-4g/ml)を含むエーテル(3.0
ml)を加えた。エーテルを減圧除去した後、このグリ
コライド概略12gを反応器に加えた。9分かけて温度
を195℃に上げ、そのとき残りのグリコライドを加え
た。次の10分に亘り温度を219℃に上げた。反応混
合物を219℃で5分間撹拌し、次いでコポリマーを排
出した。固化したポリマーをウイレイ粉砕器中で10メ
ツシユ篩を通過するように粉砕し、そして130℃(1
mmHg)で48時間乾燥した。
【0047】183℃において取出した5gの中間ブロ
ツク試料は固有粘度1.25を有し、NMR分析で検定
してトリメチレンカーボネート単位95.6モル%また
は95.0重量から成つていた。
【0048】最終コポリマーは固有粘度1.20を有
し、トリメチレンカーボネートを39.0モル%または
36.0重量%含有していた。示差熱分析はガラス転移
温度27℃、溶融吸熱ピーク214℃を示し、溶融熱4
4J/gが検定された。
【0049】実施例4 トリメチレンカーボネート(78g)及びグリコライド
(8.5g)を一緒に乾燥フラスコ中で溶融した。次に
この溶融物にSnCl2・2H2O(0.0971g/m
l)を含むジエチレングリコール(0.038ml)を
加え、このフラスコ内容物を窒素気流下に159℃に予
熱された撹拌反応器に仕込んだ。37分後、温度を20
分かけて180℃に仕上げた。この温度を40分間保ち
そのとき中間ブロツクの試料(5g)を取出し、そして
グリコライド(12g)を加えた。温度を9分かけて2
12℃に上げそのとき追加のグリコライド(106g)
を加えた。次の12分間に亘り温度を219℃に上げ
た。反応混合物を219℃で11分撹拌し、次いでコポ
リマーを排出した。固化したポリマーをウイレイ粉砕器
中で10メツシユ篩を通過するように粉砕しそして13
0℃(1mmHg)で48時間乾燥した。
【0050】180℃で取出した5gの中間ブロツク試
料は固有粘度1.31を有し、NMR分析で検定してト
リメチレンカーボネート単位91.5モル%または90.
4重量%から成つていた。
【0051】最終コポリマーは固有粘度1.06を有
し、トリメチレンカーボネートを46.5モル%または
43.3重量%含有していた。示差熱分析はガラス転移
温度27℃、溶融吸熱ピーク213℃を示し、溶融熱4
1J/gが検定された。
【0052】実施例5 トリメチレンカーボネート(70g)とグリコライド
(30g)を一緒に乾燥フラスコ中で溶融した。次にこ
の溶融物にSnCl2・2H2O(0.0971g/m
l)を含有するジエチレングリコール(0.043m
l)を加えそしてこのフラスコ内容物を窒素気流下に1
60℃に予熱された撹拌反応器に仕込んだ。22分後、
温度を25分に亘り180℃に上げた。この温度を69
分間保ちこのとき中間ブロツク試料(5g)を取出し、
そして追加のグリコライド(103g)を加えた。次に
13分間に亘り温度を220℃に上げた。反応混合物を
220℃で12分間撹拌し次いでコポリマーを排出し
た。固化したポリマーをウイレイ粉砕器中で10メツシ
ユ篩を通過するように粉砕しそして130℃(1mmH
g)で48時間乾燥した。
【0053】180℃で取り出した5gの中間ブロツク
試料は固有粘度1.34を有し、NMR分析で検定して
トリメチレンカーボネート単位73.0モル%または7
0.4重量%から成つていた。
【0054】最終コポリマーは固有粘度1.06を有
し、トリメチレンカーボネートを46.5モル%または
43.3重量%含有していた。示差熱分析はガラス転移
温度27℃、溶融吸熱ピーク213℃を示し、溶融熱4
1J/gが検定された。
【0055】実施例5A トリメチレンカーボネート(70g)とグリコライド
(30g)を一緒に乾燥フラスコ中で溶融した。次にこ
の溶融物にSnCl2・2H2O(0.0971g/m
l)含有のジエチレングリコール(0.043ml)を
加え、このフラスコ内容物を窒素気流下に160℃に予
熱された撹拌反応器に仕込んだ。22分後、温度を25
分かけて180℃に上げた。この温度を69分間保ちこ
のとき中間ブロツクの試料(5g)を取出し、そしてグ
リコライド(11g)を加えた。温度を14分かけて2
05℃に上げ、このとき追加のグリコライド(11g)
を加えた。次の13分間に亘り温度を220℃に上げ
た。反応混合物を220℃で12分間撹拌し、次いでコ
ポリマーを排出した。固化したポリマーをウイレイ粉砕
器で20メツシユ篩を通過するように粉砕し、そして1
30℃(1mmHg)で48時間乾燥した。
【0056】180℃で取出した5gの中間ブロツク試
料は固有粘度1.34を有し、NMR分析で検定してト
リメチレンカーボネート単位73.0モル%または70.
4重量%より成つていた。
【0057】最終コポリマーは固有粘度1.23を有
し、トリメチレンカーボネートを33.1モル%または
30.3重量%を含有した。
【0058】実施例6 トリメチレンカーボネート(78g)とグリコライド
(19.5g)を一緒に乾燥フラスコ中で溶融した。次
にこの溶融物にSnCl2・2H2O(0.0971g/
ml)含有のジエチレングリコール(0.24ml)を
加え、このフラスコ内容物を窒素気流下に160℃に予
熱された撹拌反応器に仕込んだ。68分後、温度を19
分かけて179℃に上げた。この温度を30分間保ち、
このとき中間ブロツクの試料(5g)を取出した。グリ
コライド(107.5g)を含むフラスコにSnCl2
2H2O(6.98×10-4g/ml)含有のエーテル
(3.1ml)を加えた。エーテルを減圧除去した後こ
のグリコライド概略8gを反応器に加えた。12分間に
亘つて温度を189℃に上げこのとき残りのグリコライ
ドを加えた。次に16分間に亘つて温度を221℃に上
げた。コポリマーを排出し、冷却しそしてウイレイ粉砕
器仲で10メツシユ篩を通過するように粉砕した。この
ポリマーを次いで130℃(1mmHg)で48時間乾
燥した。
【0059】179℃で取出した5gの中間ブロツク試
料は固有粘度1.01を有し、NMR分析で検定してト
リメチレンカーボネート単位82.0モル%または81.
0重量%より成つていた。
【0060】最終コポリマーは固有粘度0.92を有
し、トリメチレンカーボネートを33.8モル%または
36.7重量%含有していた。示差熱分析はガラス転移
温度17℃、溶融吸熱ピーク190℃を示し、溶融熱2
0J/gが検出された。
【0061】実施例7〜10 実施例3〜6記載のコポリマーを実施例2で用いたのと
同様の方法によりモノフイラメント繊維に押出した。こ
れらモノフイラメント試料をラツトに皮下移植し、2
1、35、42及び49日後に取出しそしてその直線引
張り強度を測定して生体内で保留された元の強度に対す
る百分率を検定した。またモノフイラメント試料を兎に
移植し、180及び270日後に観察して生体内に吸収
されたポリマーの百分率を検定した。
【0062】生体内強度保留の検定法は、検定すべき期
間間隔に相当する群のラツトに対し中央腹腔の中線に直
角に縫合糸を移植することを含む。所定の期間後一群の
ラツチを犠牲にし縫合糸を移植個所から取戻す。破壊強
度をインストロン振力計を用いて測定する。移植縫合糸
の各々について、破壊強度を縫合糸の元の強度の平均値
で割ることにより、元の破壊強度の保留百分率を計算す
る。
【0063】生体内吸収百分率は兎の腹部及び背部の移
植個所に縫合糸の切片を移植し、所定観察期間の終りに
動物を犠牲にしそして移植個所の組織学的区域を一まと
めに取出す。残留している即ちまだ吸収されなかつた縫
合糸の切片を検定する、これによつて吸収された量を計
算する。繊維及び生体内性質を実施例7〜10につき表
1及び2にまとめる。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】 表 2 生体内強度保留(%) 生体内吸収(%) 実施例 21 35 42 49 180 270 7 70 29 19 8 84 - 8 67 42 28 18 12 - 9 47 15 6 0 59 - 10 61 27 18 6 93 100 実施例7〜10の結果は、本発明によるトリブロツクコ
ポリマーからつくられた縫合糸が生体内で21日後に平
均して60%を超える強度を保留することを示してい
る。更にトリメチレンカーボネートポリマーが全体のコ
ポリマー中で概略35%、そして中間ブロツク中で85
%の組成に近づくとき吸収は非常に良好である。このこ
とは表3に掲げる他の百分率組成を有する実施例11〜
15のトリブロツクコポリマーに関する同様評価の結果
からも確認される。
【0066】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本考案の一実施例(モノフイラメント
縫合糸)の一部拡大斜視図である。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 350kg/mm(500,000p
    si)より低い曲げモジユラスを有する繊維からなる外
    科用縫合糸において、該繊維が両末端ブロツクとしての
    式 【化1】 の単位の部分、ここに末端ブロツクとしての該式(I)
    は末端酸素原子に結合した水素原子を有する、及び中間
    ブロツクとしての式(I)が式 【化2】 の単位の部分とランダムに結合した部分より成り、ここ
    に該中間ブロツクは70〜95重量%の式(II)の単
    位を含みそして全コポリマーは27〜40重量%の式
    (II)の単位を含んで成るトリブロツクコポリマーか
    ら製造されたものであることを特徴とする外科用縫合
    糸。
JP1991091415U 1982-07-01 1991-10-14 合成コポリマー外科用縫合糸 Expired - Lifetime JPH06122Y2 (ja)

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