KR100730432B1

KR100730432B1 - 재흡수가능한 고분자 조성물

Info

Publication number: KR100730432B1
Application number: KR1020037014846A
Authority: KR
Inventors: 띠모 뽀흐요넨; 하르리 하뽀넨; 뻬르띠 헬레비르따; 아우보 까익꼬넨; 얀 니위엔하위스; 피에트 하에르스; 헤르만 자일러
Original assignee: 이니온 오위
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2007-06-19
Also published as: BR0209810A; DE60222415T2; EP1401958A1; ATE373048T1; WO2002092691A8; WO2002092691A1; CA2446702A1; ES2292751T3; KR20040014522A; JP2004533512A; US20020173595A1; EP1401958B1; CN1509315A; CN100491467C; DE60222415D1; US6607548B2

Abstract

본 발명은 새로운 고분자 조성물에 관한 것으로서, 상기 고분자 조성물은 생분해성 고분자 또는 공중합체를 포함하는 기재, 및 실온에서 상기 고분자 조성물에 상기 기재에 대한 실온 인장 강도보다 낮은 인장 강도를 부여하는 하나 이상의 단량체들을 포함하는 공중합체 첨가제를 포함한다.

고분자 조성물, 임플란트, 인장 강도, 재흡수성, 용융 블랜드

Description

재흡수가능한 고분자 조성물{RESORBABLE POLYMER COMPOSITIONS}

본 발명의 실시예들은 일반적으로 의료 임플란트(medical implant)들의 제조에 유용한 새로운 고분자 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 첨가제 성분을 갖는 블랜드된 고분자 조성물에 관한 것으로서, 상기 고분자 조성물은 상기 첨가제 성분이 없는 고분자 조성물과 비교했을 때 보다 낮은 인장 강도를 갖는 블랜드(blend)를 생성한다. 상기 블랜드된 고분자 조성물은 생분해성이거나 생체재흡수성이다. 공중합체의 인장 강도를 저하시키는 방법이 또한 개시되어 있다. 상기 새로운 고분자 조성물은 인체에 이식하기 위한 의료 임플란트들로 만들어질 수 있다.

생분해성 고분자 재료와, 임플란트 제조에 사용되는 그 블랜드들, 및 임플란트 자체는 알려져 있다. 예를 들면 미국특허 5,700,901; 5,502,159; 5,868,746; 5,569,250; 6,093,201; 5,314,989; 5,403,347; 5,372,598;4,905,680; 5,468,242; 및 5,690,631을 참조하라. 하지만, 성형된 임플란트의 인장 강도를 감소시키며, 저온 굽힘 특성들을 생성하는 공중합체들과 고분자들의 블랜드들은 개시되어 있지 않다.

본 발명의 실시예들은 일반적으로 의료 임플란트의 제조에 유용한 새로운 고분자 조성물에 관한 것이다. 상기 고분자 조성물은 생분해성이고 생체재흡수성이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 락트산(lactic acid) 또는 글리콜산 고분자나 공중합체가 하나 이상의 공중합체 첨가제와 블랜드된다. 생성되는 블랜드는 예를 들면 용융 블랜딩(melt blending)과 사출 블랜딩(injection blending)과 같은 잘 알려진 방법에 의해 임플란트를 형성하는데 사용된다. 상기에서 형성되는 임플란트는 상기 하나 이상의 공중합체 첨가제가 결여된 고분자 또는 공중합체로 형성된 임플란트와 비교하여 보다 낮은 인장 강도(tensile strength)와 보다 높은 연성(ductility)을 나타낸다. 본 발명에 따른 공중합체 첨가제는 생분해성 단량체 및 전체 고분자 조성물의 인장 강도를 낮출 수 있는 단량체를 포함한다. 결과적으로, 본 발명의 새로운 고분자 조성물로 만들어진 임플란트들은 저온 굽힘성을 나타내는데, 즉 크레이징(crazing)이나 균열(cracking) 없이 실온에서 굽힘 가능한 바람직한 특성들을 나타낸다. 추가적으로, 본 발명의 임플란트들은 소생될 수 있는데, 즉 장시간에 걸쳐 감소될 수 있는 저온 굽힘 특성(cold-bendable property)들이 임플란트를 가온함으로써 회복될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 임플란트의 제조 방법들, 및 압출 과정 전이나 압출 과정 동안에 생분해성 고분자 또는 공중합체에 공중합체 첨가제를 혼합함으로써 감소된 인장 강도를 나타내는 임플란트 그 자체를 포함한다. 상기 임플란트의 제조 방법에 따르면, 생분해성 고분자 또는 공중합체가 제공된다. 상기 생분해성 고분자 또는 공중합체는 공중합체 첨가제와 혼합될 수 있으며, 그 후 상기 혼합물은 용 융 불랜드될 수 있다. 택일적으로, 개개의 성분들은 개별적으로 또는 순차적으로 용융되며, 사출 성형 공정 전에 함께 블랜드될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 또한 본 발명의 고분자 조성물로 형성된 임플란트들의 초기 물리적 특성들을 회복하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 따라 형성된 임플란트의 물리적 특성들은 예를 들면, 수명(shelf life)과 연관될 수 있는 시간의 경과로 인하여 변화될 수 있다. 그 후 상기 임플란트는, 예를 들면 대략적으로 상기 임플란트의 초기 물리적 특성을 회복하기에 충분한 시간 동안에 온도 제어 가열 플레이트(temperature controlled heating plate) 상에서 가열된다.

따라서, 본 발명의 목적은 감소된 인장 강도와 증가된 연성을 갖는 고분자 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 생분해성 또는 생체재흡수성 임플란트의 제조에 유용한 고분자 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 특정 이식 용도에 적합하도록 임플란트의 인장 강도를 변화시키는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 저온 굽힘 가능한, 즉 크레이징이나 균열 없이 실온에서 굽힘 가능한 생분해성 또는 생체재흡수성 임플란트를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 인체에 이식하기 전에 임플란트의 예열 필요성을 제거하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 임플란트의 초기 물리적 특성을 대략적으로 회복하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 이러한 목적들 및 다른 목적들, 특징들과 이점들은 첨부한 도면들을 참조한 다음 설명들로부터 명백해질 것이다.

도 1은 사출성형 플레이트의 시험편들을 제조하는데 사용된 다른 고분자 조성물들을 나타낸 표.

도 2는 실온 및 37℃에서 다른 고분자 조성물들로 제조된 25개의 임플란트들의 파괴점 신장도 그래프.

도 3은 실온 및 37℃에서 다른 고분자 조성물들로 제조된 25개의 임플란트들의 파괴점 인장력 그래프.

도 4는 LACTOSORB로 알려진 종래 기구의 인장력(N) 그래프

도 5는 BIOSORB FX로 알려진 종래 기구의 인장력(N) 그래프.

도 6은 실온에서 여러 임플란트들에 대한 신장도 대 인장력(N) 그래프.

도 7은 37℃에서 신장도 대 인장력(N) 그래프

도 8은 실온 및 37℃에서 임플란트 내 본 발명의 공중합체 첨가제의 중량 퍼센트 대 임플란트의 인장력(N) 그래프.

도 9는 실온 및 37℃에서 임플란트 내 본 발명의 공중합체 첨가제의 중량 퍼센트 대 임플란트의 파괴점 신장도(mm) 그래프.

도 10은 제조 후 및 12주 저장 후에 여러 임플란트들의 파괴점 신장도 및 인장 강도 그래프.

도 11은 50℃에서 5분간 열처리함으로써 여러 노화 임플란트들의 초기 인장 특성의 회복도를 나타내는 그래프.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명의 원리는 바람직한 인장 특성들을 나타내는 고분자 조성물로 형성된 새로운 임플란트를 제공하는데 특히 바람직하게 적용될 수 있다. 특정 태양에서, 용융 블랜드된 고분자 조성물이 제공되는데, 상기 고분자 조성물은 생분해성 고분자 또는 공중합체를 포함하는 기재(base material), 및 하나 이상 단량체(monomer)들을 포함하는 공중합체 첨가제(copolymer additive)를 포함하며, 상기 단량체는 실온에서 상기 용융 블랜드된 고분자 조성물에 상기 기재 조성물에 대한 실온 인장 강도보다 낮은 인장 강도를 부여하거나, 제공 또는 변화시킨다. 본 발명의 고분자 조성물은 사출 성형, 압출, 가압 용융, 고온 가압 및 당해 기술분야에서 당업자에게 공지된 다른 유사 방법들을 포함하는 공정 단계들에 의해서 바람직한 특성들을 갖는 임플란트들을 형성하는데 사용될 수 있다. 상기 용어 "사출 성형(injection molding)" 및 "사출 성형된(injection molded)"은 본 발명에 따른 임플란트들을 제조하기 위한 유일한 수단으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 발명의 일 태양은 열가소성 변형에 의해 제조되거나 변형되는 임플란트들에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 생분해성 고분자 또는 공중합체가 초기 기재로 제공되고, 그 후 상기 생분해성 고분자 또는 공중합체의 인장 특성을 변화시키는 하나 이상의 공중합체 첨가제와 혼합된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 생분해성 고분자 또는 공중합체, 즉 기재는 락트산, L-락티드(lactide), D-락티드, D,L-락티드, 메조-락티드(meso-lactide), 글리콜산(glycolic acid), 글리콜라이드(glycolide) 및 이와 유사한 물질 및 락티드와 공중합될 수 있는 임의의 다른 사이클릭 에스테 르의 공중합체 또는 고분자이다. 추가의 공단량체(co-monomer)들이 알파-, 베타, 또는 감마-하이드록시부티릭산, 알파-, 베타- 또는 감마-하이드록시발레릭산 및 다른 하이드록시 지방산들(C₁₁ 내지 C₂₅), 예를 들면 스테아린산(stearic acid), 팔미트산(palmitic acid), 올레인산(oleic acid), 라우르산(lauric acid), 및 이 유사물에 요구되는 바람직한 특성들을 주기 위해서 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기재는 폴리락티드(polylactide), 폴리글리콜라이드(polyglycolide), 폴리(L-락티드), 폴리(D-락티드), 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드), 폴리(L-락티드-코-메조-락티드), 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드), 폴리(L-락티드-코-엡실론-카프로락톤)(poly(L-lactide-co-epsilon-caprolactone)), 폴리(D,L-락티드-코-메조-락티드), 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드), 폴리(D,L-락티드-코-엡실론-카프로락톤), 폴리(메조-락티드-코-글리콜라이드), 폴리(메조-락티드-코-엡실론-카프로락톤) 및 이 유사물을 포함한다. 상기 기재가 공중합체인 경우, 상기 단량체 단위들은 50:50, 60:40, 70:30, 80:20, 85:15 비율 및 이들 범위 내의 적당한 비율로 존재한다. 예를 들면, 적당한 기재로는 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드) 70:30, 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드) 80:20, 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 85:15, 및 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 80:20이 포함된다. L-락티드를 구성분으로 함유하는 공중합체들은 L-락티드 성분을 적어도 70% 함유하는 것이 바람직하며, L-락티드 성분을 70% 내지 95% 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 기재로 유용한 고분자들 또는 공중합체들은 여러 공급자들로부터 상업적으로 구입할 수 있으며, 또는 당해 기술분야의 당업자들에 잘 알려진 방법들을 사용하여 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명에 따라서, 본 발명의 공중합체 첨가제는 생분해성 단량체 및 제조되는 임플란트의 인장 특성을 변화시키는 단량체를 기반으로 한다. 상기 공중합체 첨가제에 포함되는 상기 단량체들은 어떠한 배열로도 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 공중합체 첨가제는 랜덤 공중합체(random copolymer) 및 블록 공중합체(block copolymer)를 모두 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공중합체 첨가제는 하나 이상의 트리메틸렌 카보네이트(trimethylene carbonate)와 다이옥산온(dioxanone)과 함께 하나 이상의 락트산, L-락티드, D-락티드, D,L-락티드, 메조-락티드, 글리콜산, 글리콜라이드 및 이와 유사한 것을 포함하는 것들이다. 본 발명의 범위 내에서 어떤 바람직한 공중합체 첨가제들은 폴리(L-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(D,L-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(메조-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(글리콜라이드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(L-락티드-코-다이옥산온), 폴리(D,L-락티드-코-다이옥산온), 폴리(메조-락티드-코-다이옥산온), 및 폴리(글리콜라이드-코-다이옥산온) 및 이와 유사한 것을 포함한다. 기재로 유용한 고분자들 또는 공중합체들은 여러 공급자들로부터 상업적으로 구입할 수 있으며, 또는 당해 기술분야의 당업자들에 잘 알려진 방법들을 사용하여 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명에 따르면, 트리메틸렌 카보네이트 및/또는 다이옥산온을 포함하는 공중합체 첨가제들을 상기 기재에 혼합하면 증가된 파괴점 신장도와 보다 낮은 인장 강도를 갖는 임플란트들 및 다른 기구들이 생성된다. 본 발명에 따른 임플란트 들은 상기 생성된 임플란트들이 저온 굽힘성을 나타낼 정도의, 즉 가시적인 크레이징이나 균열 없이 실온에서 굽힐 수 있을 정도의 낮은 인장 강도를 나타낸다는 점에서 특히 바람직하다. 본 발명의 바람직한 임플란트들은 부당하게 상기 임플란트 자체에 응력을 가하지 않고도 평탄하지 않거나 만곡된 표면들에 임플란트들을 컨투어링(contouring)하는데 있어서 사용자에게 보다 많은 이동성을 허용한다. 따라서, 본 발명의 고분자 첨가제들과 기재를 블랜딩하는 것만으로 생분해성 고분자 또는 공중합체로 형성된 임플란트들의 인장 강도를 낮출 수 있다는 점은 본 발명의 특히 유용한 측면이다. 생성되는 저온 굽힘성 임플란트들은 인체에서 컨투어된 표면 위로 이식하기 전에 유연한 상태로 임플란트들을 취화(brittle)하거나 예열하는 가열 시스템의 사용을 회피할 수 있게 한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 함께 블랜드되어 임플란트를 생성하는 개개의 고분자들 또는 공중합체들의 결정화도보다 낮은 결정화도를 갖는 임플란트의 제조 방법을 제공한다. 따라서, 소정 결정화도를 갖는 기재 고분자 또는 공중합체가 소정 결정화도를 갖는 공중합체 첨가제와 블랜드된다. 임플란트 성형될 수 있는 생성되는 블랜드는 상기 기재 고분자 또는 공중합체 첨가제의 결정화도보다 낮은 결정화도를 갖는다. 낮은 결정화도로 인해 상기 블랜드는 기재 고분자 자체와 비교해 낮은 인장 강도를 갖게 된다. 본 발명의 이러한 태양에 따르면, 블랜드가 생성되는데, 상기 블랜드는 연속상(continuous phase) 또는 교대로 불연속상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 기재 고분자(base polymer) 또는 공중합체 및 공중합체 첨가제의 블랜드로 이루어진 임플란트의 제조 방법을 제공하는데, 상기 임플란트는 상기 기재 고분자 또는 공중합체만의 유리전이온도보다 낮은 최종 유리전이온도를 갖는다. 따라서, 소정 유리전이온도를 갖는 기재 고분자 또는 공중합체가 고분자 첨가제와 블랜드된다. 생성되는 블랜드는 임플란트 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 기재 고분자 또는 공중합체의 유리전이온도보다 낮은 유리전이온도를 갖는다. 상기 낮은 유리전이온도는 상기 기재 고분자와 단독으로 비교하였을 때 낮은 인장 강도를 갖는 블랜드를 생성시킨다.

본 발명의 어떤 태양들에 따르면, 본 발명의 혼합물들 또는 블랜드들은 양적으로 약 50% 내지 약 99%의 기재를 포함한다. 마찬가지로, 상기 고분자 또는 공중합체 첨가제는 선택된 기재의 초기 양 및 인장 강도의 바람직한 감소에 따라서 약 1% 내지 약 50%의 양으로 존재한다. 도 1은 사출성형 플레이트 시험편을 생성하는데 사용되며 조제되어 있는 25개의 다른 조성물들을 나타내고 있다. 상기 기재들은 도 1에 나타낸 퍼센트 양으로 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드) 70:30, 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드) 80:20, 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 85:15, 및 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 80:20을 포함한다. 상기 고분자 첨가제는 도 1에 나타낸 퍼센트 양으로 폴리(L-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트) 70:30이다.

다음 실시예들은 단지 본 발명의 일부 실시예들을 나타내는 것으로, 본 발명은 여기에만 한정되지는 않는다.

실시예 I

고분자 조성물의 제조

일반적으로, 상업적으로 입수 가능한 기재들과 상업적으로 입수 가능한 공중합체 첨가제를 수공으로 혼합하여 도 1에 나타낸 고분자 조성물을 제조하였다. 그 후 생성되는 혼합물을 용융 블랜드하였고 플레이트 시험편(plate test piece)들로 사출 성형하였다. 상기 플레이트 시험편들을 가지고 다음 프로토콜(protocol)에 따라서 파괴점 신장도(elongation at break), 파괴점 인장력(tensile force at break), 및 인장 강도(tensile strength)를 시험하였다.

더욱 상세하게는, 상업적으로 입수 가능한 입자상 재료들과 상업적으로 입수 가능한 공중합체 첨가제들을 건조 혼합하여 상기 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 성분들은 바람직한 중량 비에 따라서 용기에 무게를 달아 넣은 후, 균질한 건조 혼합물이 얻어질 때까지 상기 용기를 30분간 "튜블러 T2F 쉐이커 믹서(Turbula T2F shaker mixer)"에서 회전시켰다. 이어서 얻어진 혼합물을 6시간 동안 60℃, 진공에서 건조하였고, 그리고 나서 용융 블랜드하여, 플레이트 시험편들로 사출 성형하였다. 상기 플레이트 시험편들을 가지고 다음 프로토콜에 따라서 파괴점 신장도, 파괴점 인장력, 및 인장 강도를 시험하였다. 사용된 사출 성형기는 300 kN의 몰드 클램핑력(mould clamping force)을 갖는 완전 전기식 "파누크 로보샷 알파 i30A(Fanuc Roboshot Alpha i30A)"-사출 성형기이다. 상기 사출 유닛에는 고속 (최대 66 ㎤/s - 330 mm/s), 고압 (최대 2500 bar) 사출 옵션(injection option)들이 갖추어져 있다. 상기 배럴(barrel) 직경은 16mm 이었으며, 상기 배럴에는 3개의 밴드 히터 영역들(band heater zone)들과, 표준 프로파일 항부식 스크루(standard profile anticorrosion screw)와, 2.5 mm 구멍을 갖는 표준 개방 노즐이 구비되어 있었다. 상기 공정의 미터링 단계(metering phase) 동안에 상기 물질의 압출기 용융 블랜딩 및 균질화 조건들은 배압(back pressure)이 40-60 bar, 스크루 속도가 60-100 rpm, 배럴 온도가 160-230℃이었다. 사출 성형 조건들은 노즐 온도가 180-230℃, 사출 속도가 80-300 mm/s, 최대 사출 압력이 2500 bar, 팩압(pack pressure)이 3 내지 8초 동안 1000-2300 bar, 냉각 시간이 10 내지 22초, 몰드(mould) 온도가 20-30℃이었다.

총 사이클 시간은 20 내지 40초이었고, 하나의 사출 성형 공정 사이클 동안에 다음 단계들: 상기 몰드 폐쇄, 상기 몰드 안으로 용융 고분자 사출, 팩 가압, 냉각(냉각 단계 동안에 다음 사이클을 위한 압출기 미터링), 상기 몰드 개방, 및 상기 플레이트를 배출하는 단계들로 구성된다.

실시예 II

파괴점 신장도 측정

다음 프로토콜에 따라서, 여러 사출 성형 플레이트들의 파괴점 신장도를 측정하였다.

10kN 로드셀(load cell)을 갖춘 "즈윅 Z020/TH2A 만능 재료 시험기(Zwick Z020/TH2A universal materials testing machine)"를 사용하여 상기 시험 플레이트들의 파괴점 신장도를 측정하였다. 감마 멸균 플레이트(gamma sterilized plate)들은 무균 패키지(sterile package) 개방 후 바로 실온에서 시험 또는 37℃ 물에서 30분간 미리 처리한 후 37℃ 물 중탕에서 시험하였다. 상기 플레이트의 양 단부들에서 상기 플레이트의 구멍들을 통과하는 세 개의 핀(pin)들을 가지고 상기 플레이트들을 고정시켰다. 상기 플레이트의 파괴점까지 5 mm/min의 일정 속도로 플레이트들에 부하를 주었다. 표준(ASTM D638M)에 따라서 mm 단위로 파괴점 신장도를 측정하였다. 상기 만능 물질 시험기의 크로스헤드(crosshead) 이동은 상기 표본의 연장도(extension)를 측정하는데 사용되었다.

실시예 III

파괴점 인장력 측정

다음 프로토콜에 따라서, 여러 사출 성형 플레이트들의 파괴점 인장력을 측정하였다.

10 kN의 로드셀을 갖춘 즈윅 Z020/TH2A 만능 재료 시험기를 사용하여 상기 시험편들의 파괴점 인장력을 측정하였다. 감마 멸균 플레이트들은 상기 무균 패키지 개방 후 바로 실온에서 시험 또는 37℃ 물에서 30분간 미리 처리한 후 37℃ 물 중탕에서 시험하였다. 상기 플레이트의 양 단부들에서 상기 플레이트의 구멍들을 통과하는 세 개의 핀(pin)들을 가지고 상기 플레이트들을 고정시켰다. 상기 플레이트의 파괴점까지 5 mm/min의 일정 속도로 플레이트들에 부하를 주었다. 표준(ASTM D638M)에 따라서 뉴톤(N) 단위로 파괴점 인장력을 측정하였다.

실시예 IV

인장 강도 측정

다음 프로토콜에 따라서, 여러 사출 성형 플레이트들의 인장 강도를 측정하였다.

10 kN의 로드셀을 갖춘 즈윅 Z020/TH2A 만능 재료 시험기를 사용하여 상기 시험편들의 인장 강도를 측정하였다. 감마 멸균 플레이트들은 상기 무균 패키지 개방 후 바로 실온에서 시험 또는 37℃ 물에서 30분간 미리 처리한 후 37℃ 물 중탕에서 시험하였다. 상기 플레이트의 양 단부들에서 상기 플레이트의 구멍들을 통과하는 세 개의 핀(pin)들을 가지고 상기 플레이트들을 고정시켰다. 상기 플레이트의 파괴점까지 5 mm/min의 일정 속도로 플레이트들에 부하를 주었다. 최대 부하는 뉴톤(N) 단위로 측정하였고, 인장 강도는 표준(ASTM D638M)에 따라서 측정하였다.

여기서, σ = 인장 강도(MPa)

Fmax = 최대 부하(N)

Amin = 상기 플레이트의 최소 횡단면적(mm²)

실시예 V

시험 데이터

도 2는 실온(room temperature: RT) 및 37℃에서 도 1의 여러 사출 성형 시험편들의 파괴점 신장도 그래프이다. R1LF-1은 소정 두개-악안면 플레이팅 시스템(cranial-maxillofacial plating system)에 사용하기 위한 상업적으로 입수 가능한 고분자 조성물이다. 도 2에서 알 수 있듯이, 실온 및 37℃에서의 파괴점 신장도는 일반적으로 공중합체 첨가제의 양이 증가할 수록 증가한다. 상기 공중합체 첨가제가 결여된 R1LF-1로 표시된 상업적으로 입수 가능한 재료에 대한 낮은 파괴점 신장도는 상기 시험편이 실온에서 깨지며, 저온 굽힘이 가능하지 않다는 것을 나타낸다. 본 발명에 따르면, 상기 시험편이 5%보다 큰 파괴점 신장도를 나타내는 경우에 상기 시험편이 저온 굽힘성을 갖는다.

도 3은 도 1의 시험편들에 대한 파괴점 인장력 그래프이다. 도 3에서 알 수 있듯이, 실온 및 37℃에서의 파괴점 인장력은 일반적으로 공중합체 첨가제의 양이 증가함에 따라 감소한다. 추가적으로, 파괴점 인장력은 어닐링(annealing)후에 증가하는데, 이는 상기 시험편들의 향상된 안정성을 나타내는 것이다.

도 4는 82% 글리콜라이드와 18% L-락티드의 블록 공중합체로 형성된 상표명 "LACTOSORB"로 알려진 상업적으로 입수 가능한 플레이트에 대한 실온 및 37℃에서의 신장도 대 인장력 그래프이다. 상기 데이터는 본 발명의 공중합체 첨가제가 결여된 "LACTOSORB" 플레이트는 실온에서 깨지고 저온 굽힘성이 없다는 것을 증명한다.

도 5는 강화 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 70:30으로 형성된 상표명 "BIOSORB"로 알려진 상업적으로 입수 가능한 플레이트에 대한 실온 및 37℃에서의 신장도 대 인장력의 그래프이다. 상기 데이터는 상기 "BIOSORB" 플레이트가 상기 "LACTOSORB" 플레이트만큼 깨지는 것은 아니지만, 상기 "BIOSORB" 플레이트는 굽힘 강도(bending strength)를 손상시키며 자체 강화된 것이라는 것을 증명한다. 또한, 상기 "BIOSORB" 플레이트는 일단 물에서 가열되면 성형될 수 없을 뿐만 아니라 가열 후에는 크기가 줄어든다.

도 6은 본 발명의 공중합체 첨가제를 배제시킨 시험편 및 본 발명의 공중합체 첨가제를 포함하는 시험편에 대한 실온에서의 신장도 대 인장력 그래프이다. 상기 공중합체 첨가제를 배제시킨 시험편은 1.5 mm 스트레인(strain)에 견디지 못했으며, 이는 상기 물질이 저온 굽힘이 가능하지 않다는 것을 나타내는 것이다.

도 7은 본 발명의 공중합체 첨가제를 배제시킨 도 6의 시험편 및 본 발명의 공중합체 첨가제를 포함하는 도 6의 시험편들에 대한 37℃에서의 신장도 대 인장력 그래프이다. 상기 공중합체 첨가제를 배제시킨 시험편은 37℃에서 바람직한 인장력을 나타내지만, 실온에서는 여전히 깨진다. 대조적으로, 본 발명에 따른 시험편은 실온 및 37℃에서 모두 굽힐 수 있다.

도 8은 공중합체 첨가제의 중량 퍼센트 대 인장 강도 그래프로서, 상기 공중합체 첨가제가 결여된 시험편의 실온 깨짐성을 증명한다.

도 9는 공중합체 첨가제의 중량 퍼센트 대 파괴점 신장도 그래프로서, 상기 공중합체 첨가제가 결여된 시험편이 실온에서 깨지는 성질을 갖는다는 것을 증명한다.

도 10은 제조 후 및 12주 저장 후 여러 임플란트들의 파괴점 신장도 및 인장 강도 그래프이다. 파괴점 신장도는 노화(aging) 효과로 인해 수명이 증가함에 따라 저하된다. 자유 체적을 감소시키고 상기 시험편의 유리전이온도를 증가시킬 만큼의 시간에 걸쳐 상기 고분자 사슬들이 재조직화되며, 이로 인해 상기 시험편의 인장 강도가 증가하고, 상기 시험편의 저온 굽힘성이 감소하는 것으로 여겨진다. 하지만, 도 11은 5분 동안 50℃ 물에 상기 시험편을 담가 여러 노화된 임플란트들의 초기 인장 특성들의 회복도를 나타내는 그래프이다. 상기 시험편이 가열되는 경우, 상기 고분자 사슬들은 그들의 최초 형태로 돌아가고 자유 체적이 증가하며, 이로 인해 상기 시험편의 인장 강도가 감소한다. 따라서, 본 발명의 이러한 태양에 따르면, 보다 낮은 인장 강도와 같은 임플란트들의 초기 물리적 특성들을 회복하는 방법이 제공되는데, 상기 임플란트들은 본 발명에 따른 고분자 조성물로 형성되며, 상기 임플란트의 인장 강도가 예를 들면 실온에서 증가하는 것이 허용된다. 그 후 상기 임플란트는 상기 임플란트의 실온 인장 강도가 저하될 만큼 충분한 시간 주기 동안 실온 보다 높은 온도로 가열된다. 본 발명에 따르면, 상기 공중합체 첨가제를 포함하지 않는 시험편들은 몇 초 내지 몇 분인 것에 비해, 상기 공중합체 첨가제를 포함하는 시험편은 오랜 시간 동안, 즉 수 시간 내지 수 일 동안 원상태로 회복될 때에 자신의 저하된 인장 강도를 유지한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명은 재흡수가능한 고분자 조성물과, 상기 고분자 조성물로 만들어진 임플란트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 의료 임플란트 분야에 이용 가능하다.

Claims

용융 블랜드된 고분자 조성물로서,

생분해성 고분자 또는 공중합체를 포함하는 기재, 및

실온에서 상기 고분자 조성물에 상기 기재에 대한 실온 인장 강도보다 낮은 인장 강도를 부여하는 하나 이상의 단량체들을 포함하는 공중합체 첨가제를 포함하여 이루어진 상기 용융 블랜드된 고분자 조성물에 있어서,

상기 조성물의 인장 강도가 처음에 증가하는 것이 허용되며, 그 후 몇 분보다 큰 시간 주기 동안 상기 조성물의 인장 강도가 감소하도록 상기 조성물이 가열됨을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제1항에 있어서, 상기 기재는 락티드(lactide)를 포함하는 공중합체 또는 고분자임을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제2항에 있어서, 상기 기재는 폴리락티드, 폴리글리콜라이드, 폴리(L-락티드), 폴리(D-락티드), 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드), 폴리(L-락티드-코-메조-락티드), 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드), 폴리(L-락티드-코-엡실론-카프로락톤), 폴리(D,L-락티드-코-메조-락티드), 폴리(D,L-락티드-코-글리콜라이드), 폴리(D,L-락티드-코-엡실론-카프로락톤), 폴리(메조-락티드-코-글리콜라이드), 및 폴리(메조-락티드-코-엡실론-카프로락톤)으로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제1항에 있어서, 상기 공중합체 첨가제는 트리메틸렌 카보네이트 또는 다이 옥산온을 포함함을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제1항에 있어서, 상기 기재는 폴리(L-락티드-코-D,L-락티드) 70:30, 폴리(L_락티드-코-D,L-락티드) 80:20, 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 85:15, 및 폴리(L-락티드-코-글리콜라이드) 80:20으로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제1항에 있어서, 상기 공중합체 첨가제는 폴리(L-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(D,L-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(메조-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(글리콜라이드-코-트리메틸렌 카보네이트), 폴리(L-락티드-코-다이옥산온), 폴리(D,L-락티드-코-다이옥산온), 폴리(메조-락티드-코-다이옥산온), 및 폴리(글리콜라이드-코-다이옥산온)으로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제1항에 있어서, 상기 공중합체 첨가제는 폴리(L-락티드-코-트리메틸렌 카보네이트)임을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
제1항에 있어서, 상기 기재는 50% 내지 99%의 양으로 존재하고, 상기 공중합체 첨가제는 1% 내지 50%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 용융 블랜드된 고분자 조성물.
임플란트의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은,

기재와 공중합체 첨가제의 혼합물을 용융 블랜드하여 용융 블랜드된 혼합물을 형성하는 단계와,

상기 용융 블랜드된 혼합물로 임플란트를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 임플란트는 상기 공중합체 첨가제를 배제한 상기 기재로 형성된 임플란트에 대한 실온 인장 강도보다 낮은 실온 인장 강도를 가지며,

상기 임플란트의 인장 강도가 증가하는 것을 허용하는 단계, 및

몇 분보다 큰 시간 주기 동안 상기 임플란트의 인장 강도가 감소하도록 상기 임플란트를 가열하는 단계를 포함하는 임플란트의 제조 방법.
용융 블랜드된 고분자 조성물로 형성된 임플란트로서,

상기 용융 블랜드된 고분자 조성물은 생분해성 고분자 또는 공중합체를 포함하는 기재, 및

하나 이상의 단량체들을 포함하는 공중합체 첨가제를 포함하며, 상기 하나 이상의 단량체들은 실온에서 상기 임플란트에 상기 공중합체 첨가제를 배제한 상기 기재로 형성된 임플란트에 대한 실온 인장 강도보다 낮은 인장 강도를 부여하는 상기 임플란트에 있어서,

상기 조성물의 인장 강도가 처음에 증가하는 것이 허용되며, 그 후 몇 분보다 큰 시간 주기 동안 상기 조성물의 인장 강도가 감소하도록 상기 조성물이 가열됨을 특징으로 하는 임플란트.
임플란트의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은,

기재와 공중합체 첨가제의 혼합물을 용융 블랜드하여 용융 블랜드된 혼합물을 형성하는 단계와,

상기 용융 블랜드된 혼합물로 임플란트를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 임플란트는 실온에서 상기 공중합체 첨가제를 배제한 상기 기재로 형성된 임플란트에 대한 유리전이온도보다 낮은 유리전이온도를 가지며,

상기 임플란트의 인장 강도가 증가하는 것을 허용하는 단계, 및

몇 분보다 큰 시간 주기 동안 상기 임플란트의 인장 강도가 감소하도록 상기 임플란트를 가열하는 단계를 포함하는 임플란트의 제조 방법.
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