JPH072993A - 吸収性ブロックコポリマー及びそれから製造された外科用物品 - Google Patents
吸収性ブロックコポリマー及びそれから製造された外科用物品Info
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Abstract
ブロック約50〜80重量%及び、1,4−ジオキサン
−2−オンと1,3−ジオキサン−2−オンとのランダ
ムコポリマーを含むブロック約20〜50重量%を含む
ブロックコポリマー、並びにそれを用いて製造される外
科用物品。 【効果】このブロックコポリマーから製造された外科用
物品は、例えば良好なたわみ性及び取扱特性を、他の所
望特性(例:結節強度、結節保持、吸収特性)とともに
もつ生体吸収性縫合糸として有用である。
Description
れた1つのブロック及び、ランダムに共重合した軟質相
形成モノマーから作られた他のブロックをもつ吸収性ブ
ロックコポリマー、殊に、モノフィラメント及びマルチ
フィラメント縫合糸の両方を含め、全く又は一部分それ
から作られた外科用物品に関する。
(あるいは)関連化合物のポリマー及びコポリマー、並
びにそれらから作られた外科用装置がよく知られてい
る。例えば、U.S.特許第 2,668,162号、第 2,683,136
号、第 2,703,316号、第 2,758,987号、第 3,225,766
号、第 3,268,486号、第 3,268,487号、第 3,297,033
号、第 3,422,181号、第 3,442,871号、第 3,463,148
号、第 3,468,853号、第 3,531,561号、第 3,565,869
号、第 3,597,449号、第 3,620,218号、第 3,626,948
号、第 3,636,956号、第 3,736,646号、第 3,739,773
号、第 3,772,420号、第 3,733,919号、第 3,781,349
号、第 3,784,585号、第 3,792,010号、第 3,797,499
号、第 3,839,297号、第 3,846,382号、第 3,867,190
号、第 3,987,937号、第 3,878,284号、第 3,896,802
号、第 3,902,497号、第 3,937,223号、第 3,982,543
号、第 4,033,938号、第 4,045,418号、第 4,057,537
号、第 4,060,089号、第 4,137,921号、第 4,157,437
号、第 4,243,775号、第 4,246,904号、第 4,273,920
号、第 4,275,813号、第 4,279,249号、第 4,300,565
号、及び第 4,744,365号、U.K.特許又は出願第 779,291
号、第 1,332,505号、1,414,600 号及び第 2,102,827
号、ギルディング( D.K.Gilding)ほか,「外科に用いる
生分解性ポリマーーポリグリコリック/ポリ(乳酸)ホ
モ及びコポリマー」:1,「ポリマー(Polymer)」,Vo
l. 20, p. 1459〜1464 (1979) 、及びウイリアムズ( D.
F.Williams )( 編 ), 臨床移植材料の生体適合性( Bioc
ompatibility of Clinical Implant Materials),II
巻,9 章:「生分解性ポリマー」(1981)参照。
レンから製造される外科用装置が記載された。U.S.特許
第 4,429,080号はグリコリド末端ブロック及びグリコリ
ド炭酸トリメチレンランダムコポリマー中間ブロックを
記載している。'080特許中に記載されたブロックコポリ
マーは1,4−ジオキサン−2−オンを含まない。他の
例として、U.S.特許第 5,066,772号はラクチドと炭酸ト
リメチレンとのランダムコポリマー並びにラクチド末端
ブロック及びラクチドー炭酸トリメチレンランダムコポ
リマー中心ブロックをもつトリブロックコポリマーを記
載している。'772特許のブロックコポリマーは主として
グリコール酸エステル結合をもつブロックを含まない。
U.S.特許第 5,145,945号中に記載されたブロックコポリ
マーは炭酸トリメチレンとジオキサノンとのランダムコ
ポリマーをもつブロックを含まず、またそれらは主とし
てグリコリドであるブロックを含まない。さらに、U.S.
特許第 4,243,775号;第 4,300,565号;第 4,705,820
号;第 4,891,263号;第 4,916,193号;第4,902,203
号;第 5,037,950号;及び第 5,252,701号参照。
術において知られている。しかし、縫合糸の製造におい
て、縫合糸の重要な特性は縫合糸を即用性にするために
パッケージからそれを取り出すときに縫合糸のひずみ取
りに典型的に必要とする努力の量である。この努力は縫
合糸の「ひずみエネルギー」すなわちキログラムーmm
で測定した縫合糸に対する応力ーひずみ曲線の積分に関
連すると思われ、そのもとの長さの規定百分率によるモ
ノフィラメントの引き伸ばし中に費やされる仕事に等し
い。所与サイズの縫合糸のひずみエネルギーが減少する
と、同様に、使用前に縫合糸のひずみ取りに必要とする
努力の量もまた減少する。ひずみエネルギーの減少はま
た他の重要な特性の縫合糸の認知されたたわみ性に関連
すると思われる。従って、良好なたわみ性及び取扱特性
を示し、同時に他の所望特性例えば結節強さ、結節保持
及び所望吸収特性を維持する生体吸収性縫合糸を提供す
ることは有益であろう。
モノマーから作られた1つのブロック及び軟質相形成モ
ノマーのランダムコポリマーから作られた他のブロック
をもつブロックコポリマーから形成できることが見いだ
された。硬質相形成モノマーにはグリコリド及びラクチ
ドが含まれ、一方、軟質相形成モノマーには1,4−ジ
オキサン−2−オン及び1,3−ジオキサン−2−オン
並びにカプロラクトンが含まれる。好ましくは、本発明
による外科用物品の形成に有用なブロックコポリマー
は、グリコール酸エステル単位を主成分としてもつ1つ
のブロックを含む。「主成分」は50%以上の量で存在
する成分である。殊に有用な態様において、本発明のブ
ロックコポリマーは繊維に紡糸することができる。繊維
はモノフィラメント及び編組マルチフィラメント縫合糸
の両方に製造することができる。本発明の他の観点にお
いて、本発明のブロックコポリマーを約170〜約25
0℃の押出温度で押出してモノフィラメント繊維を与
え、凝固したモノフィラメントを水(又は他の適当な液
体媒質)中で約20〜約90℃、あるいは空気(又は他
の適当な気体媒質)中で約30〜約100℃の温度で、
約3:1〜約10:1の延伸比で延伸して延伸モノフィ
ラメントを与える操作を含む、所与サイズに対して優れ
たエネルギー及び(又は)高い結節性能を示す縫合糸を
製造する方法が提供される。延伸モノフィラメントは好
ましくは次に約−15〜約0℃の温度で凍結される。次
いで縫合糸は約80〜約130℃の温度で緩和を伴い又
は伴わないでアニールして完成縫合糸を与えることがで
きる。
のブロック、グリコール酸エステル単位の部分を主成分
としてもつ「A」ブロック、及び1,4−ジオキサン−
2−オンとランダムに共重合した1,3−ジオキサン−
2−オンを含む「B」ブロック、をもつブロックコポリ
マーを有利に組み合わせて外科用要素に有用なブロック
コポリマーを形成できることが見いだされた。本発明の
ブロックコポリマー組成物はグリコリドを主成分として
もつコポリマーから形成されたAブロックを含む。すな
わち、グリコリドは第1ブロックの少なくとも50モル
パーセント含まれる。好ましくはグリコリドは第1ブロ
ックの少なくとも約60モルパーセント、最も好ましく
は少なくとも約95モルパーセントグリコリド含まれ
る。グリコリドは吸収性コポリマーを与える任意のモノ
マーと共重合してAブロックを形成することができる。
そのようなモノマーにはラクチド、炭酸トリメチレン、
p−ジオキサノン、及びエプシロンーカプロラクトンが
含まれ、しかしそれらに限定されない。第1ブロックを
形成するグリコリドのコポリマーはランダム又はブロッ
クコポリマーであることができ、既知方法により製造す
ることができる。例えば、U.S.特許第 4,653,497号;第
4,838,267号;第 4,429,080号;第 4,605,730号;及び
第 4,788,979号参照、それらの開示がこゝに参照され
る。
オキサン−2−オン及び1,3−ジオキサン−2−オン
結合をもつ。好ましくは1,4−ジオキサン−2−オン
はBブロックの約20〜約80モルパーセント、より好
ましくは約35〜約65モルパーセント含まれる。最も
好ましくは1,4−ジオキサン−2−オンはBブロック
の少なくとも約35モルパーセント含まれ、ブロックの
残余は1,3−ジオキサン−2−オンを含む。本発明の
ために、30℃及びクロロホルム又はHFIP中の0.
25g/dlの濃度で測定して約0.5〜約2dl/g
のインヘレント粘度をもつ1,3−ジオキサン−2−オ
ンと1,4−ジオキサン−2−オンとのコポリマーが一
般に第2ブロックとして使用されることができる。本発
明のブロックコポリマーはブロックを構成する個々のポ
リマーを調製し、次いでこれらのポリマーを共重合して
ブロック又はグラフトコポリマーを形成することにより
製造することができる。あるいは、1,4−ジオキサン
−2−オン及び1,3−ジオキサン−2−オン結合をも
つプレポリマーを反応器中に調製し、次いで他のブロッ
ク又はブロック類の形成に必要とされるモノマーを直接
反応器に添加し、それによりブロックコポリマーを形成
することができる。1つの態様において、上記プレポリ
マーの形成に使用された重合反応を完了する少し前に停
止して、残留1,4−ジオキサン−2−オンを残す。次
いで他のブロック又はブロック類の形成に必要とされる
モノマーを直接反応容器に添加し、残留1,4−ジオキ
サン−2−オン及びプレポリマーと反応させて各ブロッ
ク中に1,4−ジオキサン−2−オン結合をもつブロッ
クコポリマーを形成させる。
て、A(主にグリコリド)ブロックは最終ブロックコポ
リマーの重量を基にして約50〜約80重量パーセント
の量で存在することができる。B(ランダムコポリマ
ー)ブロックは最終ブロックコポリマーの重量を基にし
て約20〜約50重量パーセントの量で存在することが
できる。好ましくは、Aブロックはブロックコポリマー
の約60〜約70重量パーセント含まれる。殊に有用な
態様において、Aブロックは最終ブロックコポリマーの
約70重量パーセント含まれ、Bブロックは約30重量
パーセント含まれる。本発明のコポリマーは、それらの
インヘレント粘度がクロロホルム又はヘキサフルオロイ
ソプロパノール(HFIP)中の0.25g/dlの濃
度で30℃で測定して約0.8〜約1.6dl/g、好
ましくは約1〜約1.40dl/gであるような分子量
をもつ。各A及びBブロックはシングル型の反復モノマ
ー単位を含むことができる。あるいは、各ブロックは各
ブロック中にランダムに分布した1つ以上の型の反復モ
ノマー単位を含むことができる。本発明のブロックコポ
リマーはAB、ABA、ABAB、ABABA、BAB
Aなどのような繰り返しブロック単位をもつことがで
き、ABAが好ましい。
出、成形及び(又は)ソルベントキャスチングのような
任意の既知技術を用いて外科用物品に形成することがで
きる。コポリマーは単独で、他の吸収性組成物とブレン
ドして、又は非吸収性成分と組み合わせて使用すること
ができる。種々の外科用物品を本発明のコポリマーから
製造することができる。これらにはクリッブ及び他のフ
ァスナー、ステープル、縫合糸、ピン、ねじ、補綴装
置、創傷包帯、薬物供給装置、吻合リング、並びに他の
移植可能装置が含まれ、しかし、それらに限定されな
い。本発明のコポリマーから製造される繊維は、吸収性
又は非吸収性の他の繊維とともに編み又は織ってメッシ
ュ又は布に形成することができる。本発明の組成物はま
た外科装置に対する吸収性コーティングとして使用する
ことができる。しかし好ましくは、コポリマーは縫合糸
として使用される繊維、モノフィラメント又はマルチフ
ィラメント、に紡糸される。
技術において知られた方法により製造することができ
る。U.S.特許第 5,059,213号及び第 5,019,093号中に開
示され、請求されたような編組構成は本発明のマルチフ
ィラメント縫合糸に適する。本発明のモノフィラメント
縫合糸の製造に適する方法は、約170〜約250℃の
押出温度で樹脂を溶融押出してモノフィラメントを与
え、凝固したモノフィラメントを水(又は他の適当な液
体媒質)中で約20〜約90℃の温度で、あるいは空気
(又は他の適当な気体媒質)中で約30〜約100℃
で、約3:1〜約10:1の延伸比で延伸して延伸モノ
フィラメントを与える操作を含む。場合により、凝固し
たモノフィラメントを空気又は他の気体媒質中で、好ま
しくは約100℃で延伸することができる。好ましく
は、モノフィラメントは次に約−15〜約0℃の温度で
凍結される。次いで縫合糸は約50〜約130℃の温度
でアニールして完成縫合糸を与えることができる。
術においてよく知られた方法により、図1に示すように
外科針100に取り付けることができる。創傷は針に付
けた縫合糸を組織に通すことにより縫合して創傷を閉鎖
させることができる。好ましくは次に針が縫合糸から除
かれ、縫合糸が結ばれる。さらに、1つ又はそれ以上の
内外科(medico-surgical)に有用な物質、例えば粒子を
外科修復部位に適用したときに治癒過程を促進するか又
は有益に変更する物質を本発明に組み込むことは本発明
の範囲内である。従って、例えば縫合糸が修復部位に付
着する治療試剤を保持することができる。治療試剤はそ
の抗菌性、修復又は再建及び(又は)新組織成長を促進
する能力に対して選ぶことができる。徐々に組織中へ放
出される抗菌剤例えば広域抗生物質(ゲンタマイシン硫
酸塩、エリスロマイシン又は誘導体化グリコペプチド)
をこの方法で適用して組織修復部位中の臨床及び無症状
感染の除去を助けることができる。修復及び(又は)組
織成長を促進するために、1つ又は若干の成長促進因
子、例えば線維芽細胞成長因子、骨成長因子、表皮成長
因子、血小板由来成長因子、大食細胞由来成長因子、肺
胞(alveolar) 由来成長因子、単級由来成長因子、マガ
イニン(magainin) など、を縫合糸中へ導入することが
できる。若干の治療指標は:血栓症の生成に対するグリ
セロールと組織又は腎臓プラスミノーゲン活性化因子、
組織損傷遊離基捕捉に対するスーパーオキシドジスムタ
ーゼ、癌療法に対する腫瘍壊死因子、あるいは免疫系増
強に対するコロニー刺激因子及びインターフェロン、イ
ンターロイキンー2又は他のリンホカイン、である。
に本発明の縫合糸を染色することが望ましいであろうこ
とが予想される。縫合糸中の組み込みに適することが知
られた染料を使用することができる。そのような染料に
は、マリオン( Daniel M. Marrion ) により食品、薬品
及び化粧品用U.S.着色剤のハンドブック(1979) 中に記
載されたカーボンブラック、骨炭、D&CグリーンN
o.6、及びD&CバイオレットNo.2が含まれ、し
かし、それらに限定されない。好ましくは、本発明によ
る縫合糸は約数パーセントまで、好ましくは約0.2%
の染料例えばD&CバイオレットNo.2を樹脂に押出
の前に添加することにより染色される。当業者が本発明
をよりよく実施できるために、以下の実施例が本発明の
ブロックコポリマーの製造並びに本発明の縫合糸の製造
及び優れた特性の実例として示される。本発明が実施例
中に具現された特定細目に限定されないこと、及びさら
に示した比又は部が重量によることに注意すべきであ
る。
1,4−ジオキサン−2−オン(741g)、並びに塩
化第一スズ0.5g及びジエチレングリコール1gを反
応器に加える。混合物を窒素雰囲気下にかくはんしなが
ら3.5時間加熱して150℃に置く。次に反応器の設
定を130℃に低下し、かくはんを3時間続ける。次い
で1,3−ジオキサン−2−オン/1,4−ジオキサン
−2−オンコポリマーをサンプリングする。次いで乾燥
グリコリド500gを反応器に加える。次に反応器の温
度の設定を210℃に上げる。反応器の温度が195℃
に達したとき、グリコリド2750gを、かくはんを続
けながら加える。重合を約45分間続ける。反応生成物
を分離し、微粉砕し、既知技術を用いて処理して残留反
応物を除去する。
4−ジオキサン−2−オン(840g)、並びに塩化第
一スズ0.5g及びジエチレングリコール1gを反応器
に加える。混合物を窒素雰囲気下に(かくはんしなが
ら)3.5時間加熱して150℃に置く。次に反応器の
設定を130℃に低下し、かくはんを3時間続ける。次
いで1,3−ジオキサン−2−オン/1,4−ジオキサ
ン−2−オンコポリマーをサンプリングする。次いで乾
燥グリコリド500gを反応器に加える。次に反応器の
温度の設定を210℃に上げる。反応器の温度が195
℃に達したとき、グリコリド2500gを、かくはんを
続けながら加える。重合を約45分間続ける。反応生成
物を分離し、微粉砕し、既知技術を用いて処理して残留
反応物を除去する。次いでコポリマーを真空下に加熱し
て残留水、残留溶媒及び(又は)未反応モノマーを除去
する。モノフィラメント縫合糸の物理的性質及びそれら
の測定に用いた操作は表I中に示される。モノフィラメ
ント縫合糸はすべて実施例1及び実施例2の樹脂から製
造した。
理的性質を示す。
ン/グリコリドコポリマーから作られるサイズ3/0マ
クソン( Maxon) 縫合糸〔デービス・アンド・ゲック
( Davis & Geck, Danbury, CT.)から市販〕の物理的性
質を示す。
に、本発明のコポリマーで作られた縫合糸が改良された
たわみ性を示し、同時に許容できる物理的性質例えば結
節引張及びストレート引張強さを示した。 実施例3 実施例2のコポリマーを用いて上記方法により製造した
モノフィラメント縫合糸をストレート引張強さ、結節引
張強さ、ヤング率及びインビトロ強度保持について試験
した。ストレート引張強さ及び結節引張強さは表I中に
記載した試験操作により試験した。ヤング率、たわみ性
の測定は、ストレート引張試験中に生じた応力ーひずみ
曲線の勾配から決定された初期モジュラスである。ヤン
グ率は弾性領域(曲線の初期直線部分)中の応力とひず
みとの比である。縫合糸のインビトロ強度保持は次のよ
うに試験した:インビボ条件をシミュレートするため
に、縫合糸試料をセーレンソン( Sorenson)緩衝液を満
たした容器中に37℃で貯蔵した。次いで種々の期間後
に縫合糸試料を容器から取り出し、インストロン引張試
験機を用いてそれらの結節引張強さを試験した。インビ
トロ結節引張強さ保持はインビボ強度保持を示す。
中に示される強度保持データにおいて、Tn は試料を溶
液中に置いた後経過した時間を週で表し、nは週の数を
表す。ストレート引張強さ、結節引張強さ及びモジュラ
ス測定値は時間T0 で測定した。比較のために、同様の
試験を、グリコリド/グリコリド−炭酸トリメチレン/
グリコリドコポリマーから作られるマクソン縫合糸〔デ
ービス・アンド・ゲックから1993年に市販〕;ポリ
ジオキサノンホモポリマーから作られるPDSII縫合
糸〔エシコン(Ethicon Inc., Summerville, New Jerse
y ) から市販〕;グリコリド/グリコリドーカプロラク
トン/グリコリドコポリマーから作られるモノクリル
(Monocryl) 縫合糸(エシコンから市販)について行っ
た。比較試験はすべてサイズ3/0縫合糸で行った。
コポリマーで作られた縫合糸はマクソン及びPDSII
より低く、モノクリルに匹敵するモジュラスを示し、同
時に許容できる結節引張及びストレート引張強さを示し
た。実施例2の縫合糸はさらに、モノクリルより大き
く、マクソン及びPDSIIより小さいインビトロ強度
保持を示す。明らかに本発明の改変及び変更が上記教示
に照らして可能である。従って、記載した本発明の特定
態様中に変更をすることができることを理解すべきであ
り、それらは請求の範囲により規定される本発明の全意
図範囲内である。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 次の成分: (a) 1つのブロックとしてグリコール酸エステル単位、
及び(b) 1,3−ジオキサン−2−オンとランダムに重
合した1,4−ジオキサン−2−オンを含む他のブロッ
ク、を含むブロックコポリマー。 - 【請求項2】 グリコール酸エステル単位がブロックコ
ポリマーの約50〜約80重量パーセント含まれ、1,
4−ジオキサン−2−オンと1,3−ジオキサン−2−
オンとのランダムコポリマーを含むブロックがブロック
コポリマーの約20〜約50重量パーセント含まれる、
請求項1に記載のブロックコポリマー。 - 【請求項3】 1,4−ジオキサン−2−オンと1,3
−ジオキサン−2−オンとのランダムコポリマーを含む
ブロックが1,4−ジオキサン−2−オン約35重量パ
ーセント及び1,3−ジオキサン−2−オン約65重量
パーセントから形成される、請求項2に記載のブロック
コポリマー。 - 【請求項4】 成分(a) が主量のグリコール酸エステル
単位を含み、残余が1,4−ジオキサン−2−オンであ
る、請求項1に記載のブロックコポリマー。 - 【請求項5】 ブロックコポリマーがトリブロックコポ
リマーである、請求項1に記載のブロックコポリマー。 - 【請求項6】 請求項1に記載のブロックコポリマーか
ら全く又は一部分形成された外科用物品。 - 【請求項7】 外科用物品がクリッブ、ステープル、縫
合糸、ピン、ねじ、補綴装置、吻合リング及び成長マト
リックスからなる群から選ばれる、請求項6に記載の外
科用物品。 - 【請求項8】 さらに、内外科有用物質を含む、請求項
7に記載の外科用物品。 - 【請求項9】 サイズ3/0縫合糸に対して次の性質: 最大0〜5%ひずみエネルギー、kg−mm、 約
2.62 最大0〜10%ひずみエネルギー、kg−mm、 約
7.4 結節引張、kg、 約2
〜約3 ストレート引張、kg、 約3
〜約5 を示すモノフィラメント縫合糸。
Applications Claiming Priority (4)
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