TW201627399A - 新穎的熱塑性聚胺甲酸酯，彼等材料於製造子宮內系統之ｔ－框架之用途及由此等材料製成之ｔ－框架 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種新穎的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)彈性體，由其製成之T-框架以及該新穎TPU於製造用於避孕及治療的子宮內系統T-框架之用途。
Description
本發明係關於含有1,8辛二醇、1,10癸二醇或1,12十二烷二醇作為增鏈劑之新穎的熱塑性聚胺甲酸酯，此等材料於製造子宮內系統T-框架之用途及由此材料製成之T-框架。
子宮內器件(IUD)之歷史始於二十世紀早期。第一個IUD由德國Waldenburg之醫師Dr.Richter研發。其器件由蠶腸線製成且並未廣泛使用1。
另一德國醫師Dr.Ernst Gräfenberg創造了由銀絲製成的第一個環形IUD(Ring IUD)--Gräfenberg之環。
在二十世紀五十年代末，Dr.Jack Lippes促進了開始增加IUD在美國之使用。在此期間，可彎曲以用於插入及保持其原始形狀之熱塑性塑膠變成用於第一代IUD之材料。Lippes亦設計增加了有助於IUD移除之單絲耐綸線。其梯形形狀Lippes Loop IUD變成最常用第一代
IUD中之一者。
在隨後幾年中，發明且出售了包括Dalkon Shield的許多不同形狀之塑膠IUD，Dalkon Shield之設計引起了細菌感染且導致了數千訴訟。儘管將Dalkon shield自市場撤除，但其對IUD在美國之使用具有持續負面的影響2。
在二十世紀六十年代之銅IUD之發明帶來了最現代IUD所使用之大寫字母T-形狀的設計。美國醫師Dr.Howard Tatum判定T-形狀將與子宮之形狀更佳地合作，當子宮收縮時其形成T。Dr.Howard Tatum預測此將降低IUD脫落率1。
Tatum及智利醫師Jaime Zipper共同發現了銅可為有效殺精子劑並研發了第一個銅IUD，TCu200。由Dr.Tatum做出之改良引起TCu380A(ParaGard)之產生，其當前為較佳銅IUD1。
激素IUD(對應子宮內系統，IUS)亦發明於二十世紀六十年代及二十世紀七十年代；起初目標在於緩解與銅及惰性IUD相關聯的增加的經期出血。第一個模型Progestasert由Dr.Antonio Scommengna構想且由Dr.Tapani J.V.Luukkainen創造，但器件之使用僅持續了一年2。直至2001年才製造出Progestasert3。
當前在市場上可購得之三種商業激素IUS為：Mirena®，其亦由Dr.Luukkainen研發且發佈於1976年；Jaydess®，其自2013年在市場上出售；及Levosert®，其自2014年在比利時出售，其指示大量經期出血。
所有市場產品的共同之處在於：自膠囊釋放之活性化合物為左炔諾孕酮且其上裝配有膠囊之框架為T-形。
就安全性及避孕功效而言，現今之子宮內系統已達至極高標準。
儘管現代IUS之使用可基本上被視為安全且高效的，但在罕見情況下報告以下副作用：-腹痛，-感染，-不規律出血，-激素副作用，-子宮穿孔(通常在插入程序期間)，-宮頸裂傷，-敗血性流產，-異位妊娠，-在一些罕見情況下，框架斷裂，-在器件插入及/或移除時之疼痛及困難，及-IUS脫落。
本發明實質上係關於上述副作用中之最後三個，其與框架之機械性質相關，即與脫落率之改良、框架斷裂之避免、更佳的佩戴舒適性及更容易(疼痛較少)的移除程序相關。
脫落率(除佩戴期之初始階段的不規律出血、在插入期間的感染及子宮穿孔以外)為最常見副作用。在文獻中報告了自第一年至第10年中之2.2%至11.4%範圍內之使用者4。
為改良脫落率，已遵循各種方法。其中大多數係關於框架之尺寸及設計。因此，許多方法試圖藉由改變框架形狀來解決脫落問題。在文獻中描述含有實質上連續環形框架之多個系統。舉例而言，US
3,431,906揭示菱形框架，US 3,516,403揭示等腰三角形形狀。
各種環形框架亦揭示於US 4,200,091及Bayer Schering Oy之國際專利申請案WO2009/122016中，該國際專利申請案揭示具有多邊形形狀之封閉連續框架的子宮內遞送系統，其中含有藥物之儲集層連接至框架之內表面。
甚至已提出球形框架以改良脫落率。因此，WO 2010/082197揭示以銅為主之IUD，藉此框架由記憶形狀之鎳-鈦合金(NiTiNol®)絲製成，若自插入器管釋放，則該框架返回至其原始球形形狀。
US 4,721,105(Wildermesch)提出使具有縫線之IUS錨定於尤其在剛分娩後的女性之子宮肌肉以避免脫落。
其他方法提出藉由將支撐構件整合至框架中來加固框架及/或獲得額外可撓性及/或強度。舉例而言，Bayer Schering Oy之專利申請案WO2009/122016提出將支撐構件添加至呈芯、纖維或絲之形式的框架。此等支撐構件可由任何惰性且生物相容之材料製成，只要其具有足夠的強度及彈性且在子宮中普遍存在的條件下在足夠時間段內保持不變即可。
除尺寸及設計特性之外，框架材料性質對於理想子宮內系統而言至關重要。若無支撐構件整合至框架，則如所指的聚合物材料已展示所需性質為至關重要的。在此，除斷裂力(抗拉強度)及記憶(在T-框架自插入管釋放之後返回至其原始形狀之能力)以外，框架之可撓性/硬度為其他關鍵參數。
框架之可撓性/硬度對於提高佩戴舒適性或減少在移出子宮內系統期間之疼痛尤其重要。與框架設計組合，記憶效應及可撓性亦可關於脫落而具有關聯性。
不幸的是，在一定程度上上述參數在相反方向上表現，換言之，具有高硬度之材料之可撓性不足且具有高可撓性之材料未展示所
需硬度。
此外，重要的是材料在高達5年之佩戴期間在活體內維持其機械性質。因此，多種材料在歸因於較高溫度(37℃)且在潮濕環境(體內/子宮內之軟化效應)下的膨脹之人體條件下失去其硬度。又，材料之斷裂力由於氧化或水解降解可隨著佩戴時間改變。在本發明之上下文中，已根據ISO 10993部分13之測試方法測試材料之生物穩定性。
最後但並非最不重要，針對活體內應用，生物相容性必須被視為另一重要因素。儘管許多聚合物具有較佳耐受性且在活體內展示高穩定性，但例如，一些聚胺甲酸酯在動物測試中已展示遺傳毒性效應。
因此，選擇合適材料到目前為止為容易之任務。原則上，多種框架材料已在文獻(例如，國際專利申請案WO2004/26196)中描述：亦即，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚碳酸酯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚胺甲酸酯、聚丁二烯、聚異戊二烯、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、氯乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(亞乙烯基)氯化物、聚(亞乙烯基)乙烯、聚(亞乙烯基)丙烯、聚對苯二甲酸伸乙酯、乙烯乙酸乙烯酯、聚羥基烷酸酯(alkoanate)聚(乳酸)、聚(乙醇酸)、聚(2-氰基丙烯酸烷酯)、聚酸酐、聚原酸酯、乙烯/乙烯醇共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯/乙烯醇三元共聚物；乙烯/乙烯氧乙醇(vinyloxyethanol)共聚物、諸如丙烯酸及甲基丙烯酸之酯類之親水性水凝膠的親水性聚合物、改質膠原蛋白、交聯聚乙烯醇、交聯的部分水解的聚乙酸乙烯酯、矽酮彈性體，尤其醫用級聚二甲基矽氧烷類、聚乙烯甲基矽氧烷類(polyvinylmethylsiloxanes)、其他有機聚矽氧烷、聚矽氧烷、氯丁橡
膠、丁基橡膠、表氯醇橡膠、在存在固化催化劑的情況下添加交聯劑之後在室溫下硬化為彈性體之室溫硫化型的經羥基封端之有機聚矽氧烷、在室溫下或在高溫下以鉑催化且能夠增加交聯之雙組分二甲基聚矽氧烷組合物以及其混合物已揭示為合適之框架材料。
WO 2011/039418(Bayer Schering Pharma Oy)揭示由熱塑性聚胺甲酸酯彈性體製成之環形框架。在本申請案中揭示多種以聚胺甲酸酯為主之聚合物。此等聚合物可獲自聚碳酸酯多元醇或聚碳酸酯多元醇與聚醚及/或聚酯多元醇之混合物、1,6-六亞甲基二異氰酸酯及視情況存在之額外(環)脂族二異氰酸酯及至少一種雙官能增鏈劑。由1,6-己二醇及ε-己內酯製造之直鏈寡聚物與對苯二酚雙(2-羥基乙基)-醚之混合物揭示為增鏈劑。較佳增鏈劑為諸如1,10-癸二醇或1,12-十二烷二醇之長鏈脂族二醇。
應注意，不僅增鏈劑之選擇影響材料性質，且用於TPU聚合物之製備的不同化合物之量/比率尤其影響材料性質。因此，出人意料地，已發現不同化合物之比率為獲得當用於活體內時其材料性質並未變化之材料的關鍵元素。
在上述申請案(WO 2011/039418)中揭示之廣泛範圍的聚合物適用於環形框架。然而，如以下更詳細地描述，此等聚合物中之僅較少選擇適用於T-框架。因此，一般而言，環形框架由於其封閉結構相較於T-框架中之開放形式結構展示較高硬度。因此，在環形框架中硬度為不太重要的。
除了上述聚合物以外，亦已在文獻(例如，EP 0873751(Takeda Chemical Industries))中提出可生物降解之聚合物。此專利申請案揭示可生物降解之IUD，其中活性劑分散於可生物降解聚合物，該可生物降解聚合物經模塑為預定環之形狀。該IUD不包含獨立框架及儲集層結構。
然而，可生物降解之聚合物僅可用於現代支撐構件且因此用於治療指示勝於避孕。
又，已知以金屬為主之框架，例如，如上述國際申請案WO 2010/082197中所描述，該案揭示記憶形狀鎳鈦合金絲作為框架材料。
目前，最常見的T-框架材料為聚乙烯(PE)，其在所有相關參數(可撓性；硬度；記憶效應/回彈；斷裂力)之間提供良好平衡且實質上在整個佩戴期間在活體內環境(濕度及體溫)下維持性質。因此，當前市場產品Mirena®及Jaydess®使用以聚乙烯為主之框架並不意外。通常，將硫酸鋇添加至該聚合物以增強X射線可視性。
然而，由於已知及所使用材料(包括PE)具有其強度及弱點，因而尋找最佳聚合物為持續且未解決的問題。
上述Bayer Schering Pharma Oy專利申請案WO2011/039418(A1)揭示包含可撓性、彈性連續框架之子宮內系統，該框架包含熱塑性聚胺甲酸酯彈性體(TPU)及連接至框架之具有活性物質的儲集層。所揭示之TPU彈性體展示如常用聚乙烯(PE)之類似性質，但相較於PE具有多兩倍之撓性(軟度)。詳言之，其展示高得多的抗拉強度(在使用中較少斷裂)，如同其可在各種比較測試中證實。
又，關於溫度及濕度之影響，TPU為有利的，如同其可展示於吾人之比較中(參見圖3)。在此實驗中，藉由將樣本浸入至林格(Ringer)生理溶液中7天及21天及隨後藉由DMA(動態機械分析；Dynamic-Mechanical-Analysis)立即判定彈性模數來模擬在人體條件+37℃/潮濕時的材料行為。
適用熱塑性聚胺甲酸酯及熱塑性聚胺甲酸酯彈性體亦揭示於WO 2009/122016(Bayer Schering Pharma Oy申請案)中。此類材料可商購且包括聚胺甲酸酯共聚物，諸如為以聚醚為主、以聚酯為主、以聚碳
酸酯為主、以脂族為主、以芳族為主及其混合物的嵌段及無規共聚物。此類聚合物之實例以商標名Carbothane®、Tecoflex®、Tecothane®、Tecophilic®、Tecoplast®、Pellethane®、Chronothane®及Chronoflex®已知。
總之，TPU似乎為PE之良好替代物。然而，如上所述，僅選擇文獻中已知的廣泛多種TPU材料可用於製造T-框架。因此，不幸的是，揭示於WO2011/039418 A1中之TPU中的大多數在活體內條件下改變其機械性質；詳言之，溫度對硬度之影響為顯著的。因此，在溫度約37℃且子宮之潮濕環境下在活體內出現軟化。
此對於上文提及之國際專利申請案中揭示且主張之框架而言為不太重要的，由於此等框架具有連續封閉環形(歸因於其封閉設計其分別展示在一定程度上之穩定性及硬度)。然而，針對開口T-框架設計，由於在體溫下材料硬度不足，已知的熱塑性聚胺甲酸酯為不太合適的。
因此，本發明之目標為選擇具有改良可撓性及硬度(尤其在曝露於如活體內條件下存在的溫度及濕氣之後)的TPU。
詳言之，本發明之目標為尋找如下TPU，其中觀測到溫度對材料硬度無影響或僅有可忽略之影響，且因此其優於PE。
本發明之另一目標為此類TPU材料於製造T-框架之用途。
本發明之另一目標為由此類TPU製成之子宮內系統T-框架。
合適之TPU應另外展示高耐水解性，尤其在活體內條件下。其應不向聚合物之表面展示寡聚物。在使用諸如1,4-丁二醇之短鏈二醇之情況下，由於此等二醇可與六亞甲基二異氰酸酯反應以形成可遷移至聚合物材料之表面的環形胺基甲酸酯，觀測到此效應。
另外，應避免使用基於芳族二異氰酸酯之TPU，因以芳族二異氰
酸酯為主之TPU可用濕氣部分地分解為已知為有毒的芳族二胺。
圖1(表1)展示根據本發明之實例1至實例10之熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)材料的機械性質。
圖2(表2)展示根據WO2011/039418之比較實例2及比較實例3之熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)材料在室溫下的機械性質。
圖3比較不同框架材料在38℃下與曝露於濕氣(曝露於濕氣0天與7天及21天)相關之的材料硬度。
圖4比較不同材料之「記憶效應」、開啟力及「斷裂力」。
圖5比較PE與根據本發明之TPU(實例8及實例9)相比之「記憶效應」、可撓性及「斷裂力」。
圖6展示溫度對材料之彈性模數的影響。
圖7展示改自ISO 10993部分13之方法的生物穩定性測試結果，其係顯示溶液黏度在氧化條件(3% H2O2-水溶液)及體溫下在12個月內隨時間之變化。
圖8展示改自ISO 10993部分13之方法的生物穩定性測試結果，其係顯示機械性質在氧化條件(3% H2O2-水溶液)及體溫下在12個月內隨時間之變化。
子宮內系統及尤其框架之機械性質必須確保最佳子宮相容性及使用者接受性。若硬度及機械強度過低，則系統可能自子宮脫落或易於斷裂。若硬度及機械強度過高，則器件之非撓性可導致子宮組織之刺激或潰爛。因此，藉由使用文獻中描述之標準壓縮方法評定機械特性(材料之斷裂力、硬度/可撓性及記憶/回彈)。
此等物理參數可在以下方面被視為替代參數：脫落、佩戴舒適
性及器件之插入及移除期間的舒適性/疼痛、在自插入管釋放之後T-框架返回至其原始形狀之能力及速度及在使用期間斷裂風險之降低。
量測記憶以特性化框架在急劇壓縮後恢復其形狀之能力。
測試硬度/可撓性以特性化框架抵抗低及中等短期變形之性質。因此，可撓性可與佩戴舒適性及使用/移除期間之舒適性相關。有關框架之形狀的可撓性此外與脫落風險相關。
在使用器件時，斷裂力/抗拉強度伴隨斷裂風險。
在本發明之上下文中已使用以下術語。各別物理活體外參數已與臨床效應相關。
以下材料測試模型已根據實例1至實例10(參見圖1，表1)用以量測TPU材料之機械性質：
■熔融體積速率(MVR)：根據DIN ISO 1133
■硬度：根據DIN 53505
■針對10%-、20%-、50%-、100%-及300%拉伸、抗拉強度及斷裂伸長率之抗拉測試：根據DIN 53504
■撓曲e-模數：根據DIN ISO 178
■採用ISO 10993部分13之方法研究材料的生物穩定性。
以下測試模型已根據實例1至實例10用以量測由TPU材料製造之
T-框架之機械性質：
■T-框架可撓性/硬度
已基於撓曲模數測試之一般原理使用測試模型量測，該測試模型已調整至T-形框架之設計。
在吾人之測試模型中，T-主體之水平臂已彎曲直至到達50公克之重量，將到達50公克之力所需的行程報告為可撓性[mm/50g]。框架愈硬，臂到達極限重量之移動愈少。
■框架之斷裂力/抗拉強度
已以類似於針對Cu-IUD(ISO 7439)建立之方法藉由拉伸框架直至其斷裂來量測。以N指示最大力。
■記憶效應
已類似於針對銅IUD(ISO 7439)建立之測試來測試記憶效應。
儘管熟習此項技術者已知，但應注意，針對T-形框架量測之測試參數並不僅取決於材料性質還取決於樣本之形狀。
因此，當比較「框架參數」(如圖5)中所示)時，必須確保比較具有相同形狀的框架。即使絕對值可在相關性上區別於彼框架形狀，相對值為可供比較的且可用於評定材料意欲用於T-框架之適用性。
■開啟力
描述當正收縮某一時間時框架之開啟能量/能力。擴展力經判定且尤其取決於材料，以及框架設計。
圖1/(表1)展示根據本發明之實例1至實例10之熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)材料的機械性質。除MRV資料之外，已在室溫[RT]下量測所有資料。已在200℃下量測MRV值。
如本發明(實例1至實例7)中所描述之所有TPU材料具有>90MPa
之撓曲e-模數。實例8至實例10(與20%BaSO4混合之TPU具有>102MPa之撓曲e-模數)。
添加無機填充劑BaSO4以提高X射線可見度但增加聚合物材料之硬度亦為已知的。
含有硫酸鋇之實例8係基於根據實例3)製造的TPU且含有硫酸鋇之實例9)基於實例4之TPU。
如上文所解釋，撓曲e-模數值可被視為針對框架硬度/可撓性之具體特性(替代參數)。根據本發明，在室溫下具有高於90MPa(N/mm2)之撓曲e-模數值的TPU材料適用於T-框架，藉此此值指代無BaSO4作為添加劑之基本(純)TPU。
適用於與20%硫酸鋇複合之T-框架的TPU之e-模數值在室溫下應高於102MPa。
圖2(表2)展示根據WO2011/039418之比較實例2及比較實例3之熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)材料在室溫下的機械性質。
針對根據比較實例2製造之未摻合TPU，已量測低於90MPa(亦即88MPa)之值。
WO2011/039418之比較實例3指代TPU與(20%)BaSO4之摻合物。此組合物已量測到100MPa之值。
應注意，按WO2011/039418之實例1中所描述來製造如比較實例3中所使用之未摻合TPU。針對此(實例1)，量測到66MPa之值。
圖3比較不同框架材料在38℃下與曝露於濕氣(曝露於濕氣0天與7天及21天)相關之的材料硬度5。應注意，在本發明之上下文中及如圖3中所使用之「乾燥」意謂曝露於空氣後之TPU材料。此材料含有約1%的水。
在此比較實驗中，根據本發明之TPU框架(TPU1及TPU2)、WO2011/039418中所揭示之TPU框架、Carbothane®及聚乙烯/BaSO4框架已在硬度/可撓性方面進行比較。應注意，所有測試材料已與約20%之BaSO4複合。
淡藍色「星形」曲線指代PE/BaSO4材料，藍色「菱形」曲線(稱為「舊」TPU)指代如WO2011/039418(類似於實例3)中所描述之TPU，且紅色「方形」曲線(稱為脫落TPU)指代含有20% BaSO4之脂族Carbothane®(Carbothane PC-3595A-BA20)。
綠色「三角形」曲線(稱為TPU1)及紫色「十字」曲線(稱為TPU2)指代根據本發明之新TPU[TPU1為實例8；TPU2為實例9]。
如資料展示，通常TPU相較於PE相對不受濕氣影響。
然而，儘管濕氣對TPU材料之影響為可忽略的，但舊TPU以及Carbothane®在活體內條件下展示過低而不能用於T-框架之硬度。
與其相反，根據本發明(實例8及實例9)之新TPU在+38℃下在濕介質中展示98MPa之彈性模數，該彈性模數相較於WO2011/039418中揭示之TPU具有48%之增加且相較於Carbothane® PC-3595A-BA20具有100%之增加。
圖4比較不同材料之「記憶效應」、開啟力及「斷裂力」。「加點」條柱給出聚乙烯之值，「帶狀」條柱為Carbothane®之值。「白色」及「黑色」條柱展示根據本發明(實例8及實例9)之TPU的資料。
TPU(尤其Carbothane®)之斷裂力展示相較於PE(14)增加的值(23)。
又，TPU材料之記憶效應相較於PE(5,8)為類似的或甚至更佳的。
然而，應注意，針對此比較實驗已研究具有五邊形之封閉框架，因此，針對記憶效應量測之資料僅具有探索性特性且不可如圖5中展示之結果直接轉移至T-框架。
記憶效應反映框架自插入管釋放後返回至其舊形狀之能力。
將根據本發明之TPU的開啟力分別與PE/BaSO4及Carbothane®相比較。該開啟力為當經收縮進入狹縫(插入管/子宮頸)時框架嘗試打開自身以返回至原始形狀之力。因此，開啟力為重要參數。
換言之，當框架具有良好記憶時，若該框架在子宮腔中不具有開啟力來「利用」該良好記憶，則其效應將喪失。
由於當子宮內系統在其佩戴時間結束時經由子宮頸通道自子宮移除時此力對子宮頸通道起作用，因而此參數(開啟力)具有臨床相關性。較小力伴隨較少疼痛，但在IUS之佩戴時間期間亦承受較高脫落風險。
已針對具有五邊形之框架量測開啟力及記憶，因此絕對值不可直接轉移至T-框架。然而，不同材料之值之間的比率將實質上保持不變，因此，儘管對於T-框架仍可預見相較於PE之較低開啟力及類似記憶。
PE需要相對高的開啟力(0.52N)(圖4中之「加點」條柱)，該開啟力可在IUS移除期間導致疼痛。
Carbothane®(「帶狀」條柱)展示僅0.1N之值，該值在移除IUS時為有利的，但其明顯地過低而不能確保IUS穩定固定於子宮中。因此，可預期此材料具有高脫落率。
根據本發明之材料分別展示0.3N(「白色」條柱；實例8)及0.26N(「黑色」條柱；實例9)之值，其為移除期間之舒適性與避免脫落之間的良好平衡。
根據本發明之新穎TPU之記憶效應與PE相比較低，但仍在可接受範圍內。
圖5比較PE與根據本發明之TPU(實例8及實例9)相比之「記憶效應」、可撓性及「斷裂力」。已對T-框架進行研究。結果基本上符合針對具有封閉五邊形設計之框架量測的如圖4中所展示之結果。所有TPU材料展示在可撓性及斷裂力方面與如市場產品Mirena®及
Jaydess®中所使用之PE相比之改良值。TPU之記憶效應與聚乙烯(PE)相比略差。然而，由於記憶效應相較於可撓性或開啟力具有較少臨床相關性，可忽略此微小之劣勢。
圖6展示溫度對材料之彈性模數的影響。已研究在室溫(26℃)及體溫(38℃)下之可撓性/硬度。藉此，溫度之影響為顯著的，當查看PE及Carbothane®時，觀測到對根據本發明之新穎TPU材料的可忽略影響。儘管PE之硬度較低，但其仍在使材料符合T-框架條件之範圍內。根據本發明之TPU的較低硬度導致較佳佩戴舒適性及IUS移除期間的較少疼痛。
圖7及圖8展示改自ISO 10993部分13之方法的生物穩定性測試之結果。物理性質[亦即，溶液黏度(圖7)及機械性質(圖8)]在氧化條件(3% H2O2-水溶液)及體溫下在12個月內隨時間而變化。此應力條件展示新穎材料為生物穩定的。
以下實例用以說明本發明。
縮寫(使用於實例中)：
聚碳酸酯二醇
‧DE C 2201：Desmophen® C 2201；羥基數為56mg KOH/g之基於1,6-己二醇的聚碳酸酯二醇；Bayer MaterialScience AG之產品
‧DE C XP 2613：Desmophen® C XP 2613；羥基數為56mg KOH/g之基於1,4-丁二醇及1,6-己二醇的聚碳酸酯二醇；Bayer MaterialScience AG之產品
異氰酸酯
‧HDI：1,6六亞甲基二異氰酸酯
增鏈劑
‧HDO：1,6-己二醇
‧DDO：1,12-十二烷二醇
抗氧化劑
‧異戊四醇肆(3-(3,5-二-第三-丁基-4-羥苯基)丙酸酯)(商標名Irganox®1010；來自BASF SE之抗氧化劑)
‧2',3-雙[[3-[3,5-二-第三-丁基-4-羥苯基]丙醯基]]丙醯肼(商標名：Irganox® MD 1024；來自BASF SE之金屬去活化劑及主要酚系抗氧化劑)
催化劑
‧K-KAT® 348：來自King Industries公司之Bismut催化劑
‧TIPT：鈦酸四異丙酯(Tetraisopropyltitanate)
添加劑
‧Licowax® E：來自Clariant公司之脫模劑
無機填充劑
‧BaSO4：硫酸鋇
鏈終止劑(視情況)
‧1-己醇、1-辛醇或1-癸醇
將1001.79g之DE C 2201、254.19g之HDO、5.11g之Irganox 1010及1.00g之K-Kat 348之混合物加熱至110℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加441.86g之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。
將1001.79g之DE C 2201、271.93g之HDO、5.24g之Irganox 1010及1.00g之K-Kat 348之混合物加熱至110℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加466.87g之HDI。
隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。
將1001.79g之DE C 2201、303.79g之DDO、4.94g之Irganox 1010及0.70g之TIPT之混合物加熱至125℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加336.00g之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。將此材料用作實例8之基底材料。
將1056.50g之DE C XP 2613、354.42g之DDO、5.38g之Irganox 1010及0.74g之TIPT之混合物加熱至125℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加378.0g之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。將此材料用作實例9之基底材料。
將1001.79g之DE C 2201、435.43g之DDO、5.66g之Irganox 1010及1.00g之K-Kat 348之混合物加熱至125℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加442.97g之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。將此材料用作實例10之基底材料。
將1001.79g之DE C 2201、465.81g之DDO、5.83g之Irganox 1010及1.00g之K-Kat 348之混合物加熱至125℃，同時使用葉片攪拌
器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加468.05之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。
將1001.79g之DE C 2201、658.21g之DDO、6.88g之Irganox 1010及1.00g之K-Kat 348之混合物加熱至125℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加625.28之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。
將426.40g之BaSO4、5.81g之Licowax E及5.81g之Irganox MD 1024添加至根據實例3製造之1500g之TPU顆粒中。用具有以下結構之型號為DSE 25/4Z,360Nm的擠出機擠出混合物：
1.冷攝入區，其具有輸送元件
2.第一加熱區(210℃)，其具有第一捏合區
3.第二加熱區(225℃)，其具有輸送元件及第二捏合區
4.第三加熱區(225℃)，其具有捏合區、輸送元件及真空除氣
5.偏轉頭(220℃)及壓模(220℃)，其具有4.8kg/h之遞送速率及30rpm至40rmp之速度。
隨後藉助於擠出物粒化機將擠出物加工為顆粒且藉助於射出成形機將擠出物加工為射出成形薄片。
將426.40g之BaSO4、5.81g之Licowax E及5.81g之Irganox MD 1024添加至根據實例4製造之1500g之TPU顆粒中。用具有以下結構之型號為DSE 25/4Z,360Nm的擠出機擠出混合物：
1.冷攝入區，其具有輸送元件
2.第一加熱區(210℃)，其具有第一捏合區
3.第二加熱區(225℃)，其具有輸送元件及第二捏合區
4.第三加熱區(225℃)，其具有捏合區、輸送元件及真空除氣
5.偏轉頭(220℃)及壓模(220℃)，其具有4.8kg/h之遞送速率及30rpm至40rmp之速度。
隨後藉助於擠出物粒化機將擠出物加工為顆粒且藉助於射出成形機將擠出物加工為射出成形薄片。
將426.40g之BaSO4、5.81g之Licowax E及5.81g之Irganox MD 1024添加至根據實例5製造之1500g之TPU顆粒中。用具有以下結構之型號為DSE 25/4Z,360Nm的擠出機擠出混合物：
1.冷攝入區，其具有輸送元件
2.第一加熱區(210℃)，其具有第一捏合區
3.第二加熱區(225℃)，其具有輸送元件及第二捏合區
4.第三加熱區(225℃)，其具有捏合區、輸送元件及真空除氣
5.偏轉頭(220℃)及壓模(220℃)，其具有4.8kg/h之遞送速率及30rpm至40rmp之速度。
隨後藉助於擠出物粒化機將擠出物加工為顆粒且藉助於射出成形機將擠出物加工為射出成形薄片。
在圖1中呈現實例1至實例10中之熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)材料之機械性質。
將722.3g之DE C 2201、222.0g之HQEE、174g之Cap-HDO、4.5g之Irganox 1010及0.7g之K-Kat 348之混合物加熱至110℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加376.4g
之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。將此材料用作比較實例3之基底材料。
將954.6g之DE C 2201、249.8g之DDO、4.5g之Irganox 1010及1.0g之K-Kat 348之混合物加熱至125℃，同時使用葉片攪拌器以500轉/分鐘(rpm)之速度攪拌。在此之後，添加290.1g之HDI。隨後攪拌混合物直至獲得最大可能之黏度增加，且隨後倒出TPU。材料在80℃下以熱方式經後處理30分鐘且隨後在冷卻至室溫後經粒化。
將385g之BaSO4、5.25g之Licowax E及5.25g之Irganox MD 1024添加至根據實例1製造的1355之TPU顆粒中。用具有以下結構之型號為DSE 25/4Z,360Nm的擠出機擠出混合物：
1.冷攝入區，其具有輸送元件
2.第一加熱區(210℃)，其具有第一捏合區
3.第二加熱區(225℃)，其具有輸送元件及第二捏合區
4.第三加熱區(225℃)，其具有捏合區、輸送元件及真空除氣
5.偏轉頭(220℃)及壓模(220℃)，其具有4.8kg/h之遞送速率及30rpm至40rmp之速度。
隨後藉助於擠出物粒化機將擠出物加工為顆粒且藉助於射出成形機將擠出物加工為射出成形薄片。
在圖2(表2)中呈現比較實例2及比較實例3中之熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)材料的機械性質。
Claims (12)
- 一種熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，該彈性體係由以下組分：a)1,6-六亞甲基二異氰酸酯，其含量為10重量%至40重量%，b)至少一種數目平均分子量在800g/mol與2500g/mol之間的聚碳酸酯二醇，其含量為25重量%至65重量%，c)作為增鏈劑之1,6-己二醇、1,8-辛二醇、10癸二醇及/或1,12-十二烷二醇，d)視情況存在之作為鏈終止劑之單官能醇，在以下組分存在下：e)一或多種催化劑，並添加以下組分所製成：f)無機填充劑，其基於由組分a)至d)製成之該熱塑性聚胺甲酸酯之重量在0重量%至35重量%之範圍內，g)抗氧化劑，其在0.05重量%至2.0重量%之範圍內h)視情況存在之其他添加劑及/或輔助物質，其限制條件為a)中之異氰酸酯基團與b)、c)及視情況存在之d)中之異氰酸酯-反應性基團之比率為自0.9：1至1.1：1，且該熱塑性聚胺甲酸酯彈性體在沒有無機填充劑之情況下具有高於90MPa之撓曲模數且在含有無機填充劑時具有高於100MPa之撓曲模數。
- 如請求項1之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中該催化劑為鉍催化劑或鈦催化劑。
- 如請求項1及2之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中該聚碳酸酯二醇具有1000g/mol至2100g/mol之數目平均分子量。
- 如請求項1至3之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中該增鏈劑為1,8- 辛二醇、1,10-癸二醇及/或1,12-十二烷二醇。
- 如請求項1或2之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中使用硫酸鋇作為無機填充劑。
- 如前述請求項中任一項之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中使用Licowax、Irganox® MD 1024及/或Irganox® 1010作為添加劑或輔助物質。
- 如前述請求項中任一項之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中該彈性體係由以下組分：a)1,6-六亞甲基二異氰酸酯，其含量為19.5重量%至21.5重量%，b)數目平均分子量在1900g/mol與2100g/mol之間的基於1,6-己烷二醇之聚碳酸酯二醇，其含量為60.0重量%至62.0重量%，c)1,12-十二烷二醇，其含量為16.5重量%至18.5重量%，在以下組分存在下：e)TIPT催化劑，並添加以下組分所製成：f)BaSO4，其基於由組分a)至c)製成之該熱塑性聚胺甲酸酯之重量在0重量%至35重量%之範圍內，g)異戊四醇肆(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯)h)視情況存在之其他添加劑及/或輔助物質。
- 如前述請求項中任一項之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體，其中該彈性體係由以下組分：a)1,6-六亞甲基二異氰酸酯，其含量為19重量%至21重量%，b)數目平均分子量在1900g/mol與2100g/mol之間的基於1,4-丁烷二醇及1,6-己烷二醇之混合物的聚碳酸酯二醇，其含量為58重量%至60重量%， c)1,12-十二烷二醇，其含量為18.8重量%至20.8重量%，在以下組分存在下：e)TIPT催化劑，並添加以下組分所製成：f)BaSO4，其基於由組分a)至d)製成之該熱塑性聚胺甲酸酯之重量在0重量%至35重量%之範圍內，g)異戊四醇肆(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯)h)視情況存在之其他添加劑及/或輔助物質。
- 一種子宮內系統之T-框架，其特徵在於該框架係由如請求項1至8之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體製成。
- 如請求項9之子宮內系統之T-框架，其中該T-框架包含位在垂直桿上之鎖定部分以固持具有活性化合物之膠囊。
- 如請求項9或10之子宮內系統之T-框架，其中該T-框架含有金屬環以提高超音波可見度。
- 一種如請求項1至8之熱塑性聚胺甲酸酯彈性體於製造子宮內系統之T-框架之用途。
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