鬼佬大哥大
  • / 42
  • 下載費用:30 金幣  

吸收性雙峰態聚合物共混物組合物、其加工方法和由其制得的醫療裝置.pdf

關 鍵 詞:
吸收性 雙峰 聚合物 共混物 組合 加工 方法 醫療 裝置
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201480067649.3

申請日:

20141208

公開號:

CN105813662A

公開日:

20160727

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61L27/18,A61L29/06,A61L31/06,A61L17/12,C08G63/664,C08L67/04,A61B17/064 主分類號: A61L27/18,A61L29/06,A61L31/06,A61L17/12,C08G63/664,C08L67/04,A61B17/064
申請人: 伊西康公司
發明人: D.D.賈米奧科維斯基,S.安德杰里,B.M.凱利,C.德菲里塞
地址: 美國新澤西州
優先權: 61/914464,14/533274
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 代理人: 趙勝寶;劉力
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201480067649.3

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了具有雙峰態分子量分布的新型吸收性聚合物共混物。雙峰態共混物具有第一組分和第二組分,第一組分為聚丙交酯聚合物或丙交酯和乙交酯的共聚物,其具有雙峰態分子量分布,第二組分為聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有單峰態分子量分布或雙峰態分子量分布。作為另外一種選擇,雙峰態共混物具有第一組分和第二組分,第一組分為聚丙交酯聚合物或丙交酯和乙交酯的共聚物,其具有單峰態分子量分布,第二組分為聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有雙峰態分子量分布。新型聚合物雙峰態分子量共混物提供了具有改善的尺寸穩定性的醫療裝置。本發明還公開了由這些新型雙峰態聚合物共混物制成的新型吸收性醫療裝置,以及新型的制造方法。

權利要求書

1.一種吸收性聚合物共混物,包含:第一吸收性聚合物,其包含至少50重量百分比的富丙交酯的聚合物,所述富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯;以及,第二吸收性聚合物,其包含聚(對二氧雜環己酮),其中所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最大重量百分比為50重量百分比,并且所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比是足夠的,使得所述聚合物共混物有效地向制造的制品提供尺寸穩定性,并且另外其中所述第一吸收性聚合物和所述第二吸收性聚合物中的一者或兩者為雙峰態分子量分布聚合物,每種雙峰態分子量分布聚合物包含以下的共混物:(a)約60重量%至95重量%的第一組分聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及(b)約5重量%至40重量%的第二組分聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量與所述第二分子量的重均分子量比率為至少約2:1。2.根據權利要求1所述的共混物,其中所述第一聚合物包括選自由以下項組成的組的聚合物:聚(L(-)-丙交酯)、聚(D(+)-丙交酯)、聚(L(-)-丙交酯)/聚(D(+)-丙交酯)立構復合物和富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物。3.根據權利要求1所述的吸收性聚合物共混物,其中所述第一聚合物或所述第二聚合物中的至少一者還包含酸封端的端基。4.根據權利要求1所述的吸收性聚合物共混物,其中所述第一吸收性聚合物為雙峰態分子量分布聚合物。5.根據權利要求4所述的吸收性聚合物共混物,其中所述第二吸收性聚合物為單峰態分子量分布聚合物。6.根據權利要求4所述的共混物,其中所述第一聚合物包含第一量的聚丙交酯或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及第二量的聚丙交酯或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量分布與所述第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1;其中所述第一量的所述吸收性聚合物和所述第二量的所述吸收性聚合物的基本上均勻的共混物以約60/40重量/重量百分比至95/5重量/重量百分比的比率形成。7.根據權利要求1所述的吸收性聚合物共混物,其中所述第一吸收性聚合物為單峰態分子量分布聚合物。8.根據權利要求7所述的共混物,其中所述第一聚合物包含選自由以下項組成的組的聚合物:聚(L(-)-丙交酯)、聚(D(+)-丙交酯)、聚(L(-)-丙交酯)/聚(D(+)-丙交酯)立構復合物和富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,所述共混物具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量。9.根據權利要求7所述的吸收性聚合物共混物,其中所述第二吸收性聚合物為雙峰態分子量分布聚合物。10.根據權利要求9所述的共混物,其中所述第二聚合物包含第一量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及第二量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,其中所述第一分子量分布與所述第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1,并且所述第一量的所述吸收性聚合物和所述第二量的所述吸收性聚合物的基本上均勻的共混物以約60/40重量/重量百分比至95/5重量/重量百分比的比率形成。11.根據權利要求1所述的吸收性聚合物共混物,其中所述第一聚合物和所述第二聚合物各自為雙峰態分子量分布聚合物。12.根據權利要求11所述的共混物,其中所述第一聚合物包含第一量的聚丙交酯或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及第二量的聚丙交酯或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量分布與所述第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1;其中所述第一量的所述吸收性聚合物和所述第二量的所述吸收性聚合物的基本上均勻的共混物以約60/40重量/重量百分比至95/5重量/重量百分比的比率形成,并且其中所述第二聚合物包含第一量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及第二量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,其中所述第一分子量分布與所述第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1,并且所述第一量的所述吸收性聚合物和所述第二量的所述吸收性聚合物的基本上均勻的共混物以約60/40重量/重量百分比至95/5重量/重量百分比的比率形成。13.一種吸收性聚合物共混物,包含:第一吸收性聚合物,其包含至少50重量百分比的富丙交酯的聚合物,所述富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯;以及,第二吸收性聚合物,其包含聚(對二氧雜環己酮),其中所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最大重量百分比為50重量百分比,并且所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比是足夠的,使得所述聚合物共混物有效地向制造的制品提供尺寸穩定性,并且另外其中所述第一吸收性聚合物和所述第二吸收性聚合物中的一者或兩者為雙峰態分子量分布聚合物,每種雙峰態分子量分布聚合物包含以下的共混物:(a)約60重量%至95重量%的第一組分聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及(b)約5重量%至40重量%的第二組分聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量與所述第二分子量的重均分子量比率為至少約2:1,其中另外所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比取決于所述富丙交酯的聚合物中聚合丙交酯的摩爾量并通過下列表達式計算:聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比=(215.6212/聚合丙交酯的摩爾百分比)-1.177當所述富丙交酯的聚合物具有單峰態分子量分布并且所述聚(對二氧雜環己酮)具有雙峰態分子量分布時,并且其中所述聚合物共混物向制造的制品提供尺寸穩定性。14.一種吸收性聚合物共混物,包含:第一吸收性聚合物,其包含至少50重量百分比的富丙交酯的聚合物,所述富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯;以及,第二吸收性聚合物,其包含聚(對二氧雜環己酮),其中所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最大重量百分比為50重量百分比,并且所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比是足夠的,使得所述聚合物共混物有效地向制造的制品提供尺寸穩定性,并且另外其中所述第一吸收性聚合物和所述第二吸收性聚合物中的一者或兩者為雙峰態分子量分布聚合物,每種雙峰態分子量分布聚合物包含以下的共混物:(a)約60重量%至95重量%的第一組分聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及(b)約5重量%至40重量%的第二組分聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量與所述第二分子量的重均分子量比率為至少約2:1,其中所述共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比取決于所述富丙交酯的聚合物中聚合丙交酯的摩爾量并通過下列表達式計算:聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比=(215.6212/聚合丙交酯的摩爾百分比)-4.877當所述富丙交酯的聚合物具有雙峰態分子量分布并且所述聚(對二氧雜環己酮)具有單峰態分子量分布或雙峰態分子量分布時,并且其中所述聚合物共混物向制造的制品提供尺寸穩定性。15.一種醫療裝置,包含根據權利要求1所述的吸收性聚合物共混物。16.一種醫療裝置,包含根據權利要求13所述的吸收性聚合物共混物。17.一種醫療裝置,包含根據權利要求14所述的吸收性聚合物共混物。18.一種制造醫療裝置的方法,包括將根據權利要求1所述的吸收性聚合物共混物加工成醫療裝置的步驟。19.一種制造醫療裝置的方法,包括將根據權利要求13所述的吸收性聚合物共混物加工成醫療裝置的步驟。20.一種制造醫療裝置的方法,包括將根據權利要求14所述的吸收性聚合物共混物加工成醫療裝置的步驟。21.根據權利要求18所述的方法,其中所述方法包括熔融加工。22.根據權利要求19所述的方法,其中所述方法包括熔融加工。23.根據權利要求20所述的方法,其中所述方法包括熔融加工。

說明書

技術領域

本發明所屬技術領域涉及吸收性聚合物,特別是可用于制造醫療裝置的吸收性雙峰態分子量聚合物共混物。

背景技術

吸收性聚合物和由此類聚合物制成的醫療裝置在本領域中是已知的。常規的吸收性聚合物包括聚乳酸、聚丙交酯、聚(對二氧雜環己酮)、聚乙醇酸、聚乙交酯以及丙交酯、乙交酯、對二氧雜環己酮、碳酸三亞甲酯、ε-己內酯、以各種組合的共聚物等。吸收性聚合物被設計成具有下述化學性質,其使得聚合物體內分解并且被代謝或以其它方式降解(例如通過水解)并從患者身體排泄出。利用由吸收性聚合物制成的植入式醫療裝置的優點有很多并且包括例如消除了在其發揮功能之后進行額外手術來移除植入物的需要。理想地,當期望植入物“暫時性存在”時,可提供支持直到組織愈合。

吸收性是指一種通用術語,其還可包括生物吸收性、再吸收性、生物再吸收性、降解性或生物降解性。同樣,吸收是指一種通用術語,其還可包括生物吸收。

用于制造醫療裝置的吸收性聚合物有時為吸收性聚合物和共聚物的聚合物共混物,它們被設計成向所制造的醫療裝置提供特定的特性和性能,包括吸收速率、機械性能、植入后機械性能損失速率(例如斷裂強度保持性)和尺寸穩定性等。

存在許多用于由吸收性聚合物和聚合物共混物制造醫療裝置的常規工藝。工藝包括注塑、溶劑澆注、擠出、機加工、切割以及各種組合和等同形式。特別有用和常見的制造方法是使用常規注塑工藝的熱成型。本領域已知,諸如熱注塑的制造工藝可能導致具有差性能的模塑部件,尤其是例如不可接受的尺寸穩定性、機械性能以及植入后隨時間推移的機械性能保持性。對于減弱的尺寸穩定性存在許多原因。它們包括在制造過程中誘導的殘余應力的存在。另一個原因是如果至少一種聚合物組分具有太低的玻璃化轉變溫度,尤其是如果聚合物組分在模塑后不容易結晶。

因此,本領域中存在對新型吸收性聚合物共混物的需要,這些聚合物共混物可用于熱注塑工藝和其它常規工藝中,以制造具有優異的機械性能諸如剛度和強度、優異的植入后機械性能保持性、出色的吸收特性、可制造性和優異的尺寸穩定性的吸收性醫療裝置。

已知當使用熱注塑工藝時,降低腔體填充期間的剪切應力的工藝條件和設計元件通常有助于降低流動誘導的殘余應力。同樣,那些促進充分填料和均勻模具冷卻的條件也通常趨于降低熱誘導的殘余應力。要完全消除注塑部件中的殘余應力,即使并非幾乎不可能,但也常常是非常困難的。已用于在具有殘余應力的部件中防止翹曲的途徑包括:(1)試圖在仍處于模具中時將部件結晶以增加抵抗變形的機械剛性;和(2)采用具有高玻璃化轉變溫度(Tg)的樹脂。

此后者情形描述了其中鏈移動性僅在高得多的溫度下實現的情況,由此保護在適中溫度下的部件,該部件可期望經受環氧乙烷(EO)消毒、裝運和儲存。具有高玻璃化轉變溫度的材料可能不一定具有其它期望的特性,例如吸收性。據信殘余應力是部件收縮和翹曲的主要原因。在注塑循環期間從模具脫離時,或在暴露于在產品的正常儲存或裝運期間遇到的高溫時,部件可能在尺寸上發生翹曲或變形;尤其麻煩的是在穩定化期間遇到的在諸如EO等增塑劑存在下暴露于略微高溫時的情況。

現有技術中已經試圖解決由熔融共混的吸收性聚合物熱成型的醫療裝置中的尺寸穩定性不足的問題。Smith的美國專利4,646,741公開了用于制作外科夾鉗和兩片式釘的丙交酯/乙交酯共聚物和聚(對二氧雜環己酮)的熔融共混物。Smith的熔融共混物提供了具有尺寸穩定性的模塑制品;Smith要求共混物中聚(對二氧雜環己酮)的量大于25重量百分比,并教導了不用更低的量。Smith的聚合物共混物具有與它們制造醫療裝置的用途相關的缺點,包括:受限的剛度或楊氏模量、在植入時更短的機械性能保持性、對水分更大的敏感性而限制在制造期間可允許的開放儲存時間以及雖然難以定量的更加困難的熱加工性。

如先前所提及的,拒信殘余應力是部件收縮和翹曲的主要原因。已知流動誘導的殘余應力可對熱模塑聚合物醫療裝置具有作用。無應力的長鏈聚合物分子趨于在高于熔融溫度的溫度下(即處于熔融狀態)適形于平衡的無規線團狀態。在熱加工(例如,注塑)期間,由于聚合物被剪切和拉長,分子取向在流動方向上。固化通常發生在聚合物分子完全松弛到它們的平衡狀態前,然后一些分子取向被鎖定在模塑部件內。這類凍結、應力狀態常常被稱為流動誘導的殘余應力。由于拉伸的分子結構,在平行于和垂直于流動方向的方向上引入各向異性、不一致的收縮和機械性能。

冷卻也可導致殘余應力。例如,從模具壁到其中心的冷卻速率的變化可引起熱誘導的殘余應力。此外,如果兩個表面的冷卻速率不平衡,那么可發生不對稱的熱誘導的殘余應力。此類不平衡的冷卻將導致在整個部件上不對稱的張緊-壓縮圖案,引起趨于造成部件翹曲的彎矩。因此,具有不一致厚度或不良冷卻區域的部件易于發生不平衡冷卻,并因此發生殘余熱應力。對于中等復雜部件而言,熱誘導的殘余應力分布由于不一致的壁厚度、模具冷卻和模具約束而進一步復雜化。

應當指出的是,常見、常規的消毒方法是在消毒過程循環中暴露于環氧乙烷氣體。吸收性聚合物裝置在很多情況下通過暴露于環氧乙烷(EO)氣體來消毒。EO可充當丙交酯-乙交酯共聚物的增塑劑,并且可稍微降低Tg;這可導致注塑部件的“收縮”和/或“翹曲”,尤其當暴露于高于Tg的溫度時。當針對吸收性醫療裝置使用丙交酯-乙交酯聚合物材料時,這增加了額外的加工和處理挑戰。應當指出的是,EO消毒過程不僅將部件暴露于EO氣體,還將部件暴露于高溫。這通常需要將處理限制于僅略微升高的溫度,從而增加了加工難度。由于EO可充當合成吸收性聚酯的增塑劑,常常會加重收縮和翹曲以及一般尺寸不穩定的問題。

有許多常規用于降低或消除加工期間的剪切應力的處理方法。降低腔體填充期間的剪切應力的工藝條件和設計元件將有助于降低流動誘導的殘余應力。對聚合物部件常常進行熱處理(熱退火)以改變它們的性能特性。熱處理加工的原因在于使聚合物的形態發展成熟,例如結晶和/或應力松弛。如果成功實施,那么所得部件可呈現出更好的尺寸穩定性并且可呈現出更好的機械強度;植入后機械性能保持性可同樣受到影響。

從注塑機脫離的尚未變形的注塑部件可被冷卻/淬火至室溫,并且可表現為尺寸上完好的。然而,應力通常仍舊存在,并且可在聚合物鏈允許移動的任何時刻驅動變形。如前所述,這可伴隨溫度升高或暴露于諸如EO氣體的增塑劑而發生。為了克服這種對尺寸變形的潛在驅動力,已經采取了許多策略;這些策略包括(熱)退火。

如果部件可在尺寸上受到約束,那么可朝兩個目標來采用熱退火:一個是試圖降低聚合物鏈中分子取向的量,也稱為應力降低;以及另一個是增加部件中的結晶度以增加抵抗變形的機械剛性。

在容易結晶的一些聚合物的情況下,可能夠當部件仍處于模具中時使部件結晶,但這是異常情形。在此模具腔體不僅用于限定部件的形狀,還可用于在結晶過程中約束部件的形狀。在更難結晶的聚合物的情況下,循環時間變得過分長,并且注塑工藝變得不切實際。因此,部件需要在完整的聚合物形態發展發生之前從模具中脫離。

由半結晶聚合物制備的注塑部件可常常通過熱處理來退火,以增加結晶度水平并使它們的聚合物形態發展完整。部件常常必須受物理約束以避免人們試圖避免的變形。一旦結晶,即使部件暴露于正常的變形條件,也已增加了抵抗變形的機械剛性。提供合適的物理約束常常是困難的,因為這常常耗費人工并且是經濟賦稅的。

將脫離的部件退火而無需物理約束是優選的;然而,常常發生的是部件在退火過程中變形,致使部件對于預期用途是不可接受的。

在業內已知通過熱松弛來對部件退火以降低模塑內應力。緩解應力所需的時間和溫度有所變化,但必須常常在低于Tg下實施以避免嚴重變形。即使那樣,結果可能變化很大。更加困難的是在更高分子量的樹脂中降低應力水平而又不引起變形。相比于更高分子量聚酯,在低分子量、高流動性聚酯中通過熱松弛來降低模塑內應力較為容易。

關于聚合物共混物的分子量,更高分子量通常發展出更高的應力水平并且對于應力松弛要求更長時間/更高溫度。雖然事實就是如此,但常常需要更高的分子量來獲得高的機械性能和生物性能。這種情況常常對裝置制造商造成了問題。

為了賦予更多結晶度以增加更好抵抗變形的機械剛性,或者為了降低變形的驅動力而降低分子取向,理想地通過在不引起變形的溫度下進行熱處理(退火)來對部件進行處理。遺憾的是,由于通常采用的合成吸收性聚酯的性質,這種處理常常需要高于它們的玻璃化轉變溫度,這樣變形幾乎不可能避免。

考慮例如聚丙交酯均聚物裝置或共聚(丙交酯-乙交酯)的共混物裝置。當被加熱到或高于它們的玻璃化轉變溫度時,這些注塑部件的受應力聚合物鏈趨于松弛并回到它們的自然狀態(“無規三維線團”)。這可觀察為翹曲、收縮或一般三維變形。當生產模塑基于聚丙交酯的部件時,由于這種可能的變形而不對它們進行退火,這是業內的通例。這些如此模塑的聚丙交酯部件即使不是完全無定形的或非結晶的,也具有非常低的結晶度,并且當暴露于在或高于它們相應的玻璃化轉變溫度的溫度時即使它們具有中等殘余應力隨后也將趨于變形。能夠將此類部件退火以引起結晶度使得它們可以發展成高剛性,從而在EO消毒、裝運和儲存期間正常遇到的條件下保持尺寸穩定,這將是有利的。

存在醫療應用,要求在諸如植入式釘或平頭釘的情況中醫療裝置展現出足夠的柱強度。清楚地,對于更小橫截面積有要求的裝置來說,如果平頭釘要對預期應用起恰當作用,那么形成裝置的聚合物必須是固有剛性的。

為獲得在丙交酯/乙交酯共聚物和聚(對二氧雜環己酮)的熔融共混物中的更高剛度,需要將聚(對二氧雜環己酮)的量最小化。與Smith所教導的相反,已發現在由富丙交酯的共聚物和聚(對二氧雜環己酮)的共混物模塑的部件中獲得了尺寸穩定性,其中聚(對二氧雜環己酮)的量低于25重量百分比。即使在這些低含量下,聚(對二氧雜環己酮)的添加也增強了在成品部件中獲得尺寸穩定性的能力。但是保留了添加任何量的聚(對二氧雜環己酮)預期降低共混物在恒定結晶度水平下的剛度。

雖然此類聚合物共混物是已知的,但在本領域對于新型吸收性聚合物材料存在持續需要,這些聚合物材料向醫療裝置提供改善的特性,包括剛度、體內(原位)保持強度、尺寸穩定性、體內吸收性和可制造性,以及對由此類聚合物材料制作的新型醫療裝置和由此類聚合物材料制造醫療裝置的新型方法存在持續需要。

發明內容

本發明的一個目的是提供新型吸收性聚合物共混物,這些聚合物共混物可用于通過熔融工藝(諸如注塑)和其它工藝來生產新型吸收性醫療裝置和醫療裝置組件的制造工藝中,其中裝置或組件具有優異的機械性能(諸如高剛度和柱強度)、優異的植入后機械性能保持性(諸如優異的斷裂強度保持性)、可接受的吸收速率和優異的尺寸穩定性。

因此,公開了一種新型吸收性聚合物共混物組合物。聚合物共混物具有第一吸收性聚合物和第二吸收性聚合物。第一聚合物包含至少50重量百分比的富丙交酯的聚合物,所述富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯,并且第二聚合物包含聚(對二氧雜環己酮)。共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最大重量百分比為50重量百分比,并且共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比是足夠的,使得聚合物共混物向制造的制品提供尺寸穩定性。第一吸收性聚合物或第二吸收性聚合物,或第一吸收性聚合物和第二吸收性聚合物為雙峰態分子量分布聚合物。即,它們具有雙峰態分子量分布。每種雙峰態分子量分布聚合物包含約60重量%至95重量%的第一組分聚合物和約5重量%至40重量%的第二組分聚合物的共混物,所述第一組分聚合物具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量分布;所述第二組分聚合物具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量分布。另外,所述第一分子量分布與所述第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1。

本發明的另一個方面為一種吸收性聚合物共混物。共混物具有第一吸收性聚合物和第二吸收性聚合物,所述第一聚合物包含至少50重量百分比的富丙交酯的聚合物,所述富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯,所述第二吸收性聚合物包含聚(對二氧雜環己酮)。共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最大重量百分比為50重量百分比,并且共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比是足夠的,使得聚合物共混物有效地向制造的制品提供尺寸穩定性。第一吸收性聚合物和第二吸收性聚合物中的一者或兩者為雙峰態分子量分布聚合物。每種雙峰態分子量分布聚合物包含下列的共混物:

(a)約60重量%至95重量%的第一組分聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及

(b)約5重量%至40重量%的第二組分聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量與所述第二分子量的重均分子量比率為至少約2:1。

共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比取決于富丙交酯的聚合物中聚合丙交酯的摩爾量并通過下列表達式計算:

聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比=(215.6212/聚合丙交酯的摩爾百分比)2.7027-1.177

當富丙交酯的聚合物具有單峰態分子量分布并且聚(對二氧雜環己酮)具有雙峰態分子量分布時。聚合物共混物向制造的制品提供了尺寸穩定性。

本發明的另一個方面為一種吸收性聚合物共混物。共混物具有第一吸收性聚合物和第二吸收性聚合物,所述第一吸收性聚合物包含至少50重量百分比的富丙交酯的聚合物,所述富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯,所述第二吸收性聚合物包含聚(對二氧雜環己酮)。共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最大重量百分比為50重量百分比,并且共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比是足夠的,使得聚合物共混物有效地向制造的制品提供尺寸穩定性。第一吸收性聚合物和第二吸收性聚合物中的一者或兩者為雙峰態分子量分布聚合物。每種雙峰態分子量分布聚合物包含下列的共混物:

(a)約60重量%至95重量%的第一組分聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;以及

(b)約5重量%至40重量%的第二組分聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量,所述第一分子量與所述第二分子量的重均分子量比率為至少約2:1。

共混物中聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比取決于富丙交酯的聚合物中聚合丙交酯的摩爾量并通過下列表達式計算:

聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比=(215.6212/聚合丙交酯的摩爾百分比)2.7027-4.877

當富丙交酯的聚合物具有雙峰態分子量分布并且聚(對二氧雜環己酮)具有單峰態或雙峰態分子量分布時。聚合物共混物向制造的制品提供了尺寸穩定性。

本發明的另一個方面為一種由上述新型聚合物共混物制成的醫療裝置。

本發明的另一個方面為一種由上述聚合物共混物制造醫療裝置的方法。

通過以下具體實施方式和附圖,本發明的這些方面和其它方面以及優點將變得更為顯而易見。

附圖說明

圖1為展示本發明的植入式釘或平頭釘/帶的附圖,并示出了具有小橫截面積的裝置。

圖2為圖1的裝置的附圖,示出了所述裝置的關鍵尺寸。

圖3為圖1的裝置的注塑平頭釘/帶的照片,其在熱退火之后表現出差的尺寸穩定性和不可接受的翹曲水平。

圖4為圖1的裝置的注塑平頭釘/帶的照片,其在熱退火之后表現出優異的尺寸穩定性和可接受的翹曲水平。

圖5為啞鈴測試制品的附圖。

圖6為在退火之前的樣本STR11-7的注塑平頭釘的照片,其由實施例4C的具有10重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成。

圖7為在退火之后的樣本STR11-7的注塑平頭釘的照片,其由實施例4C的具有10重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成,所述注塑平頭釘在退火之后表現出不可接受的翹曲。

圖8為在退火之前的樣本STR11-8的注塑平頭釘的照片,其由實施例4C的具有20重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成。

圖9為在退火之后的樣本STR11-8的注塑平頭釘的照片,其由實施例4C的具有20重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成,所述注塑平頭釘在退火之后表現出優異的尺寸穩定性和可接受的翹曲水平。

具體實施方式

待解決的問題I:

大部分吸收性樹脂具有相當低的玻璃化轉變溫度,引起低的撓曲溫度,除非成型部件結晶到足夠的程度。從經濟學觀點(例如,所制作的部件數/小時)來看,在注塑過程中成型給定部件的結晶度發展速率為非常重要的,因為循環時間增加允許模具中足夠的結晶。但從性能觀點來看可能更重要的是,長的循環時間將導致圓筒中長的停留時間,從而引起樹脂的降解。這種降解降低了樹脂的分子量,導致較低的機械性能和植入后隨時間推移的機械性能的可能較快的損失。

因此希望增加吸收性樹脂的結晶速率以有助于模塑部件中尺寸穩定性的發展。

也希望增加吸收性樹脂的結晶速率以降低在注塑以在較快速率下使部件成型期間的循環時間,由此提供經濟優點。

也還希望增加吸收性樹脂的結晶速率以降低在注塑以形成模塑部件期間的循環時間,來減少樹脂在圓筒中的停留時間,以避免不需要的熱降解。這期望產生具有較高性能特性的較高分子量部件;模塑期間降解的最小化也產生更穩固的制造工藝。

相關的問題是所發展的極限結晶度水平(與前述結晶速率形成對照)。必須發展足夠的結晶度水平以使部件變形和其它形式的尺寸不穩定性諸如收縮或翹曲最小化。注塑部件中表現出的分子取向越高,變形的驅動力越大。在更大分子取向的情況下,需要更高的結晶度水平來抵抗其各種形式的變形。另外,具有較低玻璃化轉變溫度的合成吸收性聚合物更易受變形影響,同樣需要在部件中發展更高的結晶度水平。

因此還希望增加模塑部件中所發展的結晶的百分比以增加所述部件的尺寸穩定性。

問題I的解決方案(有助于發展尺寸穩定性/以較快速率使部件成型/增加性能特 性/提供更穩固的制造工藝/增加剛度):

據發現,我們可提供至少兩種吸收性聚合物的吸收性聚合物共混物,這種聚合物共混物在制造具有良好尺寸穩定性的植入式醫療裝置中具有實用性。這已通過提供以具有雙峰態分子量分布的形式的選自聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物或聚丙交酯均聚物的第一吸收性聚合物并將它與聚(對二氧雜環己酮)共混來實現。其也可通過將選自聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物或聚丙交酯均聚物的第一吸收性聚合物與以具有雙峰態分子量分布的形式的第二吸收性聚合物聚(對二氧雜環己酮)共混來實現。作為另外一種選擇,這可通過提供以具有雙峰態分子量分布的形式的選自聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物或聚丙交酯均聚物的第一吸收性聚合物,并將它與以具有雙峰態分子量分布的形式的聚(對二氧雜環己酮)共混來實現。

提供較快的結晶速率有助于模塑部件中尺寸穩定性的發展;人們可以能夠以較快速率使部件成型,并且在較少循環時間的情況下,降低通常在長的循環時間期間發生的熱降解的量,由此增加性能特性。在熱加工期間較快的結晶和較低的降解的情況下,實現更穩固的制造工藝。最終,在模塑部件中實現的較高結晶度水平的情況下,部件剛度可增加。

需注意,在較快的結晶速率和在模塑部件中實現較高的結晶度百分比的發展的情況下,人們可以另外能夠將共混物的組成改變成較低的聚(對二氧雜環己酮)水平。隨著低Tg聚合物組分聚(對二氧雜環己酮)的減少,剛度進一步增加。

本發明共混物的優點是快速結晶的能力;這對于處理,尤其對于注塑來說是特別重要的。制品在模具中結晶越快,發展形態所需的循環時間越短,從而允許增加的尺寸穩定性并避免翹曲。減少循環時間存在另外的經濟益處。然而,縮短的循環時間還減少聚合物在高溫下停留在機器中的時間。這樣減少了以分子量減少的形式的降解和可能發生的脫色的量,進一步改善了部件品質。分子量的保持可另外導致較高的機械性能和植入后分子性能的保持性。部件在從模具中脫離之前所需的結晶度的量取決于樹脂的玻璃化轉變溫度以及樹脂的分子量。樹脂的玻璃化轉變溫度越低,在模塑部件中提供尺寸穩定性所需的結晶度水平越高。

在一些情況下,有利的是使模塑部件在模具外,即,在部件從模塑機中脫離之后結晶。從加工觀點來看,部件快速結晶的能力是有利的。快速結晶非常有助于在部件經歷進一步加工時提供部件的尺寸穩定性。將示出,本發明的聚合物共混物以比對照物(基于具有單峰態分子重量分布的組分的共混物)快的速率結晶。

待解決的問題II:

在給定組成下,即,其中共混物組分比率保持不變,存在當需要較高剛度的情況;這可理解為需要較高的模量。在給定組成下,人們可增加模塑部件中所發展的結晶百分比,以增加所述部件的剛度。該問題然后為:“如何除提供熱處理之外增加模塑部件中的結晶水平百分比?”

問題II的解決方案(在給定總體組成下增加剛度):

本發明另外提供一種適用于制備植入式醫療裝置,在模塑部件中仍然具有良好尺寸穩定性的聚合物共混物,這些模塑部件通過選擇表現出雙峰態分子量分布的優選共混物組分具有比先前可用的相同總體組成的吸收性共混物高的模量。

需注意,在問題/解決方案I中,聚(對二氧雜環己酮)重量百分比可通過增加結晶速率和在聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物中所發展的總體結晶度來降低。此處,我們考慮共混物組分比率保持不變的情況。

已發現,通過提供具有雙峰態分子量分布的第一吸收性聚合物、第二吸收性聚合物或這兩種吸收性聚合物。本發明提供一種適用于制備植入式醫療裝置,在模塑部件中仍然具有良好尺寸穩定性的聚合物共混物,這些模塑部件通過增加結晶速率和模塑部件中所發展的總體結晶度而具有比先前可用的吸收性共混物高的模量。

除了結晶的速率或動力學,部件中所發展的極限結晶度水平也是非常重要的。如果部件中所發展的結晶度水平不夠,則部件可能不具有需要的尺寸穩定性。因為具有創造性的共混物結晶快于對照物,所以在某些情況下,具有創造性的共混物具有較高的結晶度水平,從而可導致具有較好機械性能諸如剛性更大的制品。將示出,即使是當完全退火時,具有創造性的共混物的結晶度水平也高于對照物。

待解決的問題III(在給定總體組成下增加吸收速率):

對于給定模量水平,可存在增加吸收速率以減少裝置在體內存在的時間的需要。

問題III的解決方案:

在為增加具有尺寸穩定性的植入醫療裝置的吸收速率所做出的努力中,我們提供一種至少兩種吸收性聚合物的吸收性聚合物共混物,這種聚合物共混物在制造具有良好尺寸穩定性的植入式醫療裝置中具有實用性。這已通過提供以具有雙峰態分子量分布的形式的選自聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物或聚丙交酯均聚物的組的第一吸收性聚合物,并將它與聚(對二氧雜環己酮)共混來實現。其也可通過將選自聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物或聚丙交酯均聚物的第一吸收性聚合物與以具有雙峰態分子量分布的形式的第二吸收性聚合物聚(對二氧雜環己酮)共混來實現。作為另外一種選擇,這可通過提供以具有雙峰態分子量分布的形式的選自聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物或聚丙交酯均聚物的第一吸收性聚合物,并將它與以具有雙峰態分子量分布的形式的聚(對二氧雜環己酮)共混來實現。

提供具有雙峰態分子量分布的共混物組分使優選的具有創造性的共混物能夠在植入后降解快于用基于單峰態分子量聚合物的共混物組分制成的對應共混物,同時充分穩定化模塑部件,以便經歷加工以在進一步內部加工、消毒、包裝、運輸、儲存等期間避免翹曲和尺寸不穩定性。應當指出,植入后降解旨在包括在體內機械性能隨時間較快的損失以及在體內吸收所需的時間減少。

美國專利8,450,431B2和8,236,904B2全文以引用方式并入本文。此外,提交于2010年9月22日的共同轉讓的共同未決的美國專利申請序列號12/887,995全文以引用方式并入。雖然術語“雙峰態”或“雙峰態分子量分布”將用于本申請中,但是這些術語意指期望來自“正態分布的”聚酯的具有較寬的Mw/Mn值的分子量分布。Mw意指重均分子量,并且Mn意指數均分子量,這些概念在聚合物科學領域中是熟知的。“正態分布的”聚酯在表現出高機械性能所需的分子量下通常具有近似2的Mw/Mn值(Mw/Mn=[1+p]其中“p”為反應的程度并且在甚至中等高的分子量下為接近1的值)。凝膠滲透色譜法[GPC]可用于檢測雙峰態分布。但是在次要組分的量很小的情況下,可能難以探知。在這些情況下,可能需要根據問題檢查聚酯的Mw/Mn值。對于具有雙峰態分子量分布的(共)聚合物的一些分子量數據,參見下表1。這些雙峰態(共)聚合物然后進一步共混以產生本發明的共混物。

表1

本發明的新型聚合物共混物由具有雙峰態分子量分布的吸收性聚酯聚合物和共聚物制成。優選地,共混物組分中的一種為聚(L(-)-丙交酯)、聚(D(+)-丙交酯)或具有雙峰態分子量分布的富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物。富丙交酯的聚合物包含約100摩爾百分比至約70摩爾百分比的聚合丙交酯和約0摩爾百分比至約30摩爾百分比的聚合乙交酯。另一種共混物組分是吸收性聚合物聚(對二氧雜環己酮)。聚(對二氧雜環己酮)可具有單峰態或雙峰態分子量分布。在當聚(對二氧雜環己酮)具有雙峰態分子量分布的情況下,基于丙交酯的聚合物可具有單峰態分子量分布。

應當理解,就富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物而言,丙交酯基本上為L(-)-丙交酯或D(+)-丙交酯;具體地避免內消旋丙交酯或外消旋丙交酯,外消旋丙交酯為L(-)-丙交酯和D(+)-丙交酯的50/50共混物。應當理解,可利用由任何比例的聚(L(-)-丙交酯)和聚(D(+)-丙交酯)制成的立構復合物,其中當需要高強度或高模量時,50/50混合物是特別有利的。另外,富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物可為任何比例的聚(L(-)-丙交酯-共-乙交酯)和聚(D(+)-丙交酯-共-乙交酯)的立構復合物。

應當理解,基于丙交酯的聚合物組分在性質上可以是雙峰態的,或基于對二氧雜環己酮的聚合物組分在性質上可以是雙峰態的,或基于丙交酯的和基于對二氧雜環己酮的組分在性質上可以是雙峰態的。現考慮第一組分,具體地具有雙峰態分子量分布的組分。此第一組分可為由聚(L(-)-丙交酯)、聚(D(+)-丙交酯)、聚(L(-)-丙交酯)/聚(D(+)-丙交酯)立構復合物或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物制成的雙峰態分子量共混物,可由包含以下的雙峰態聚合物組合物制成:第一量的聚丙交酯或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;和第二量的聚丙交酯或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量。第一分子量分布與第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1;其中第一量的吸收性聚合物和第二量的吸收性聚合物的基本上均勻的共混物以約60/40重量/重量百分比至95/5重量/重量百分比的比率來形成。

應當理解,就單峰態分子量分布第一組分而言,其可包含聚(L(-)-丙交酯)、聚(D(+)-丙交酯)、聚(L(-)-丙交酯)/聚(D(+)-丙交酯)立構復合物或富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量。

第一雙峰態分子量共混物組分[聚(L(-)-丙交酯)、聚(D(+)-丙交酯)、聚(L(-)-丙交酯)/聚(D(+)-丙交酯)立構復合物、富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物或聚(L(-)-丙交酯-共-乙交酯)和聚(D(+)-丙交酯-共-乙交酯)的立構復合物]將以常規的方式進行制造。優選的制造方法如下。工藝的第一步驟為以100/0至70/30的丙交酯和乙交酯的摩爾比進行適當丙交酯單體[L(-)或D(+)等]和乙交酯單體的開環聚合反應(ROP),其中單體與和引發劑比率為約400:1至約2,000:1。下一步驟為以100/0至70/30的丙交酯和乙交酯的摩爾比進行適當丙交酯單體[L(-)或D(+)等]和乙交酯單體的ROP,其中單體與引發劑比率為約100:1至約400:1。最終步驟為通過使用溶劑或熔融共混技術第將一組分和第二組分共混,其中熔融共混技術是優選的。

第二共混物組分聚(對二氧雜環己酮)在性質上可為單峰態或雙峰態分子量分布。在后者的情況下,具有雙峰態分子量分布的第二共混物組分可包含:第一量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有約50,000道爾頓至約500,000道爾頓的第一重均分子量;和第二量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物,其具有約10,000道爾頓至約50,000道爾頓的第二重均分子量。第一分子量分布與第二分子量分布的重均分子量比率為至少約2:1。第一量的吸收性聚合物和第二量的吸收性聚合物的基本上均勻的共混物以約60/40重量/重量百分比至95/5重量/重量百分比的比率形成。

作為可用于本發明的新型聚合物共混物中的單峰態聚(對二氧雜環己酮)或聚(對二氧雜環己酮)的雙峰態分子量共混物的第二組分以常規方式進行制造。例如,第一步驟為以約400:1至約2,000:1的單體與引發劑比率進行對二氧雜環己酮的ROP以產生較高分子量的聚(對二氧雜環己酮)。下一步驟或第二步驟為以約100:1至約400:1的單體與引發劑比率進行對二氧雜環己酮的ROP以產生較低分子量的聚(對二氧雜環己酮),前提條件是此第二對二氧雜環己酮聚合物的所得重均分子量比率不超過第一對二氧雜環己酮聚合物的重均分子量比率。第三步驟或最終步驟為通過使用溶劑或熔融共混技術將第一對二氧雜環己酮聚合物組分和第二對二氧雜環己酮聚合物組分共混,其中熔融共混技術是優選的。

應當理解,人們可通過在單一共混步驟中配混多個共混物組分來有利地減少需要的(溶液或熔融)共混操作的次數。例如,人們可在單一熔融共混操作中配混較高分子量的富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物、較低分子量的富丙交酯的丙交酯/乙交酯共聚物、較高分子量的聚(對二氧雜環己酮)和較低分子量的聚(對二氧雜環己酮)。

本發明新型聚合物共混物可使用常規加工設備以多種常規方式由單獨組分制造。制造工藝的示例包括開環和縮聚類型的化學反應、脫揮和樹脂干燥、在滾筒式烘干機中干混、溶液共混、擠出熔融共混、注塑、熱退火和環氧乙烷消毒工藝。以后續的混合物熔融共混代替干混可包括使用兩個或多個給料器,優選失重補償給料器,其將待共混的組分提供到擠出機;所述擠出機可以是單螺桿或雙螺桿類型。作為另外一種選擇,可使用多樣的擠出機以給料共混物組分的熔體,例如在共擠出中。應當指出的是,樹脂組分或共混物的脫揮以移除殘余單體并實現樹脂干燥的目的可通過多種方法是實現,包括使用適當溫度方案的真空滾筒式干燥或同樣使用適當溫度方案的流化床干燥。

出于本發明的目的,這類共混物可用不同組成以相似方式來產生。作為另外一種選擇,人們可通過將正態分子量分布的聚丙交酯或聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物與標準分子量并且標準正態分子量分布的聚(對二氧雜環己酮)和較低分子量并且標準正態分子量分布的聚(對二氧雜環己酮)配混來制備具有創造性的共混物;即,所有成分都干混在一起,然后經歷單一熔融共混。

另外,人們可通過將具有雙峰態分子量分布的丙交酯/乙交酯[L/G]共聚物與標準分子量或具有雙峰態分子量分布的聚(對二氧雜環己酮)配混來制備本發明的實施方案。這些變化形式或實施方案可通過首先在分開的熔融共混操作中制備雙峰態組分,然后在第二熔融共混操作中配混組分,或通過在單一操作中配混所有組分來制備。這可為制備本發明雙峰態共混物的優選方法。

本發明的共混物可通過熱加工來制備。可用來產生本發明的聚合物共混物的常規熱加工的示例包括在擠出機中熔融共混(可包括雙螺桿共混或單螺桿擠出)、共擠出、雙螺桿共混結合同時的排氣螺桿真空脫揮、轉筒烘干結合脫揮、通過高溫下的溶劑擠出的單體移除以及樹脂退火。

聚合物組分以及本發明的共混物可通過諸如粒化、制粒和研磨的常規方法來設定大小。

本發明的另一個實施方案為將共混物組分的適當大小的顆粒直接給料到注塑機的料斗中。顆粒的大小可簡單地通過實驗來測定。如果顆粒為圓柱形的形狀,則在0.060和0.090英寸之間的直徑可以是合適的,從而提供在約5和20毫克之間的平均粒料重量。合適的研磨材料可在Cumberland研磨機的排出口處采用3/16"篩網來產生。對于本領域技術人員顯而易見的是可將此技術應用于其它加工方法,諸如但不限于膜或纖維擠出。限制聚合物共混物組分的熱歷程是有利的,因為其避免了過早降解的可能性。熱加工的另外方法可包括以下工藝,諸如注塑、壓塑、吹塑、吹塑膜、熱成型、膜擠出、纖維擠出、片材擠出、型材擠出、熔融吹塑非織造擠出、共擠出、管擠出、發泡、滾塑、壓延和擠出。如先前所指出的,共混物組分的適當大小的顆粒可使用這些熱加工方式在熔體中共混。

制造工藝設備的其它示例包括大小范圍為2加侖至75加侖容量的化學反應器、范圍為1立方英尺至20立方英尺的加工脫揮干燥器、直徑范圍為約1英寸至約3英寸的單螺桿和雙螺桿擠出機以及尺寸范圍為約7至約40噸的注塑機。

如果需要,本發明的聚合物共混物可包含附加的常規組分和治療劑。將存在組分、添加劑或試劑以向本發明的聚合物共混物和醫療裝置提供附加效果,包括抗微生物特性、可控藥物洗脫、射線渾濁化以及骨整合性。

此類其它組分將以足夠的量存在,以有效地提供所需的效應或特性。通常,組分的量將為約0.1重量百分比至約20重量百分比,更通常地為約1重量百分比至約10重量百分比,并且優選地為約2重量百分比至約5重量百分比。

抗微生物劑的示例包括多氯苯氧基苯酚,諸如5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)酚(也稱為三氯生)。

射線渾濁化試劑的示例包括硫酸鋇,而骨整合試劑的示例包括磷酸三鈣。

可用于本發明的聚合物共混物的治療劑種類是多種多樣的。一般而言,可通過本發明的藥物組合物來給藥的治療劑包括但不限于:抗感染劑,例如抗生素和抗病毒素試劑;止痛藥以及止痛藥的組合;減食欲藥物;驅蟲藥;抗關節炎藥;抗喘藥試劑;防粘連藥;抗痙攣藥;抗抑郁藥;抗利尿試劑;止瀉藥;抗組胺藥;抗組胺藥;抗炎劑;抗偏頭痛制劑;避孕藥;止吐藥;抗腫瘤藥;抗帕金森氏癥藥物;止癢藥;抗精神病藥;解熱劑;解痙藥;抗膽堿能劑;擬交感神經藥;黃嘌呤衍生物;心血管制劑,包括鈣通道阻滯劑和β阻滯劑,如吲哚洛爾和抗心律失常藥;抗高血壓藥;利尿劑;血管擴張劑,包括常見冠狀動脈、末梢和大腦;中樞神經系統興奮劑;咳嗽和感冒制劑,包括減充血劑;荷爾蒙,例如雌二醇或其它類固醇,包括皮質類固醇;催眠藥;免疫抑制劑;肌肉松弛劑;副交感神經阻斷藥;精神興奮藥;鎮靜劑;安神藥;天然源或基因工程蛋白質,多糖,糖蛋白或脂蛋白;寡核苷酸;抗體;抗原;膽堿能藥物;化療藥物;止血藥;凝塊溶解劑;放射線制劑和細胞抑制劑。治療有效劑量可通過體內或體外方法來確定。對于每種特定添加劑,可進行單獨測定以確定所需的最佳劑量。實現所需結果的有效劑量水平的測定將在本領域技術人員的范圍內。添加劑的釋放速率還可在本領域技術人員的范圍內改變,以根據待治療的治療病狀來確定有利的特征圖。

合適的玻璃或陶瓷包括但不限于:磷酸鹽,例如羥基磷灰石、取代的磷灰石、磷酸四鈣、α和β磷酸三鈣、磷酸八鈣、鈣磷石、三斜磷鈣石、偏磷酸鹽、焦磷酸鹽、磷酸鹽玻璃、鈣和鎂的碳酸鹽、硫酸鹽和氧化物以及它們的組合。

可包括在本發明聚合物共混物中的合適聚合物包括:合適的生物相容的、可生物降解的聚合物,其可以是合成的或天然的聚合物。合適的生物相容的、可生物降解的聚合物包括選自下列的聚合物:脂族聚酯、聚(氨基酸)、共聚(醚-酯)、聚亞烷基草酸酯、聚酰胺、酪氨酸衍生聚碳酸酯、聚(亞氨基碳酸酯)、聚原酸酯、聚氧雜酯、聚酰氨基酯、包含胺基團的聚氧雜酯、聚(酸酐)、聚磷腈、聚二乙醇酸酯,以及它們的組合。應當理解,另外合適的聚合物的內含取決于在制造裝置中獲得尺寸穩定性。

出于本發明的目的,上述任選的脂族聚酯包括但不限于:丙交酯(其包括乳酸,D-、L-和內消旋丙交酯)、乙交酯(包括乙醇酸)、ε-己內酯、對二氧雜環己酮(1,4-二氧六環-2-酮)、三亞甲基碳酸酯(1,3-二氧雜環-2-酮)、三亞甲基碳酸酯的烷基衍生物以及它們的共混物的均聚物和共聚物。

合適的天然聚合物包括但不限于:膠原、彈性蛋白、透明質酸、層粘連蛋白、明膠、角蛋白、硫酸軟骨素和脫細胞組織。

雖然不是優選的,但本發明的醫療裝置可包含除本發明的吸收性聚合物共混物之外的非吸收性聚合物。此類裝置的示例包括但不限于網片、縫合線和釘,其中吸收性和非吸收性聚合物的性能都是有利的。

合適的非吸收性聚合物包括但不限于:丙烯酸類樹脂;聚酰胺-酰亞胺(PAI);聚芳醚酮(PEEK);聚碳酸酯;熱塑性聚烯烴,例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)和聚丁烯-1(PB-1);聚烯烴彈性體(POE),例如聚異丁烯(PIB)、乙丙橡膠(EPR);聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚酰胺(PA),例如尼龍6和尼龍66;聚偏二氟乙烯(PVDF);聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF/HFP);聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和它們的組合以及等同物。

可由本發明的聚合物共混物模塑的醫療裝置的示例為見于圖1中的組織平頭釘10。圖1為展示本發明的植入式釘或平頭釘,并示出了具有小橫截面積的裝置。如果平頭釘要對預期應用起恰當作用,則此裝置的材料必須是固有剛性的。

看到平頭釘10具有兩個腿部構件20,這些腿部構件在它們的近側端部22通過連接帶構件30而連接。看到遠端26具有從其朝遠側延伸的倒鉤構件50。倒鉤構件50具有遠側刺穿組織的點60和具有點72的近側倒鉤70。參見圖2,看到倒鉤構件50具有示出為尺寸Y的長度74。看到點60通過示出為尺寸X的距離76間隔開。

可由本發明聚合物共混物制成的合適的平頭釘也公開并描述于共同轉讓的美國專利申請序列號12/464,143;12/464,151;12/464,165;和12/464,177中,這些專利申請全文以引用方式并入。

對由本發明的新型聚合物共混物模塑的制品的尺寸穩定性進行了評估。選擇用于評估的制品為用于疝修復的5mm腹腔鏡式裝置;其為釘或帶的形式,具有腿部和連到腿端部的組織保持部件。裝置如圖2所示。制品在幾何學上是復雜的,并在經歷退火工藝后使用常規環氧乙烷消毒工藝來消毒。裝置用于在腹腔鏡和開腹手術中將假體網片固定到軟組織。

對于圖1所示的裝置,尖端對尖端的距離是關鍵尺寸;參見圖2。圖2是圖1的裝置的附圖,其示出了所述裝置的關鍵尺寸。這些尺寸如果由于缺乏尺寸穩定性而改變,則可能導致不佳的性能和/或裝置的失效。對于圖1所示的制品,小于0.115英寸的尖端對尖端的距離被認為是可接受的,而大于或等于0.115英寸的尖端對尖端的距離被認為是不可接受的,并被指示為“失效模式1”或“fm1”。同樣,圖1所示的倒鉤構件的長度也被視為關鍵尺寸。小于或等于0.136英寸的倒鉤長度被視為不可接受的,并被指示為“失效模式2”或“fm2”。

使用具有20倍放大率的VHX-600型Keyence數字顯微鏡捕集攝影圖像和尺寸。

圖3為注塑平頭釘基于圖1所示的設計的照片,其由本發明以外的聚合物組合物制成,在熱退火之后顯示出不可接受的翹曲。

圖4為注塑平頭釘基于圖1所示的設計的照片,其由本發明的聚合物組合物制成,在熱退火之后顯示出可接受的翹曲。

應當理解,可以使用各種熔融加工技術來使用本發明的共混物制造醫療裝置。如上文一些示例所示,注塑是其中一種可適用的技術。應進一步理解,利用這些具有創造性的共混物可采用多種設計。

所生產的一種此類裝置是啞鈴的形式,長0.35英寸,具有直徑為0.20英寸的基本上盤狀端部,并且厚度為0.05英寸。兩個盤之間的連接部具有基本上環狀的橫截面,直徑為0.062英寸。圖5提供了這個啞鈴裝置的工程圖。此設計為注塑的,使用85/15丙交酯/乙交酯共聚物作為對照物以及本發明聚合物共混物,明確地說,10重量百分比的雙峰態聚(對二氧雜環己酮)和90重量百分比的85/15(基于摩爾計)雙峰態丙交酯/乙交酯共聚物的熔融共混物。聚(對二氧雜環己酮)由90重量百分比的具有80,000道爾頓的重均分子量的樹脂和10重量百分比的具有10,000道爾頓的重均分子量的樹脂組成。同樣,85/15丙交酯/乙交酯共聚物由90重量百分比的具有90,000道爾頓的重均分子量的樹脂和10重量百分比的具有10,000道爾頓的重均分子量的樹脂組成。應當指出的是,此共混物組成在待審的美國專利申請12/887,995的范圍之外。

所生產的制品在沒有約束下在60℃、70℃和80℃分別退火8小時、4小時和4小時。從85/15丙交酯/乙交酯共聚物所模塑的裝置在此退火工藝后顯示出大量的收縮和翹曲。從具有創造性的共混物模塑的裝置在退火后基本上沒有收縮和翹曲。

本發明具有創造性的共混物的另一個實施方案具有第一吸收性聚合物類型,其為聚丙交酯或丙交酯和乙交酯的共聚物,和第二吸收性聚合物類型,其為聚(對二氧雜環己酮),其中第一吸收性聚合物類型或第二吸收性聚合物類型或者第一吸收性聚合物類型和第二吸收性聚合物類型包含第一聚合物組分和第二聚合物組分。第一聚合物組分具有高于第二聚合物組分的重均分子量,并且組分中的至少一者由羧酸至少部分地封端。新型聚合物共混物可用于制造具有尺寸穩定性、具有體內工程降解和斷裂強度保持性的醫療裝置。

在一個本發明的優選實施方案中,注塑部件在外科領域中是可見的,因為聚合物共混物具有遍處散布的紫色著色劑或染料。此染料D&C紫色2號被引入到共混物中作為聚(對二氧雜環己酮)均聚物的一部分。作為另外一種選擇,可將著色劑作為基于丙交酯聚合物的部分而引入到共混物中。在另一個變型中,可在聚合物組分一起共混的時候添加染料,諸如在熔融共混或干混工藝中。對于本領域技術人員明顯的是,除了上述途徑之外,著色劑可以通過許多常規方式來添加到本發明的聚合物組合物中。著色劑可包括在足夠有效量下,例如在聚合物共混物或醫療裝置的約0.01重量百分比至約0.3重量百分比范圍內的D&C紫色2號和D&C藍色6號。對于顏色不是必要的或所需的外科應用而言,在共混物中使用未染色的聚(對二氧雜環己酮)均聚物,使得外科制品沒有顏色。

由本發明聚合物共混物制成的本發明吸收性醫療裝置包括但不限于常規醫療裝置,尤其是可植入醫療裝置,包括釘、平頭釘、夾片、縫合線、組織固定裝置、網片固定裝置、吻合裝置、縫合線和骨錨、組織和骨螺釘、骨板、假體、支撐結構、組織增強裝置、組織結扎裝置、補片、基板、網片、組織工程支架、藥物遞送裝置和支架。

實施例

以下實施例說明了本發明的原理和操作,而非對本發明進行限制。雖然下列實施例說明了本發明的某些實施方案,但它們不應被理解為限制本發明的范圍,而應理解為有助于完善本發明的描述。

實施例1

合成85/15聚(L(-)-丙交酯-共-乙交酯):正態分子量分布的聚合物

向配備有攪拌器的合適的常規15加侖不銹鋼油夾套反應器中加入43.778千克的L(-)-丙交酯和6.222千克的乙交酯,并一起加入121.07克的十二烷醇和9.02mL的0.33M辛酸亞錫的甲苯溶液。關閉反應器,并且啟動吹掃循環以及沿向上方向以12RPM旋轉速度的攪拌。將反應器抽真空至小于200毫托的壓力,然后引入氮氣至略超過一個大氣壓的壓力。重復該循環幾次以確保干燥氣氛。

在最終引入氮結束時,將壓力調節到略高于一個大氣壓。以180℃/小時的速率加熱器皿,直到油溫達到約130℃。將器皿保持在130℃,直到單體完全熔融并且批料溫度達到110℃。此時,將攪拌旋轉切換成向下方向。當批料溫度達到120℃時,攪拌速度減小到7.5RPM,并使用約185℃的油溫加熱器皿,加熱速率為約60℃/小時,直到熔融物料達到180℃。將油溫在約185℃保持2.5小時的時間。

在反應期結束時,攪拌速度減小到5RPM,油溫增加到190℃,并將聚合物從器皿中排放到合適的容器中以用于后續退火。將容器引入到設定為105℃的氮退火爐中約6小時的時間;在這個步驟期間保持氮流入爐中以減少水分導致的降解。

一旦完成此退火循環,從爐中移出聚合物容器并使其冷卻至室溫。從容器中移出現在的結晶聚合物、裝袋并置于溫度設為約-20℃的冰箱中至少24小時。從冰箱中移出聚合物并置于配有分級篩的常規Cumberland制粒機中以產生尺寸約3/16英寸的聚合物顆粒。然后將顆粒篩分以除去任何“細料”并稱重。研磨聚合物的凈重為39.46千克,然后將其置于常規的3立方英尺的Patterson–Kelley滾筒式烘干機中。

關閉烘干機并將壓力減小到小于200毫托。一旦壓力低于200毫托,就以8-15RPM的旋轉速度啟動轉筒機旋轉并且將批料真空調理10小時的時間。在10小時真空調理之后,將油溫設定為120℃的溫度并持續32小時的時間。在此加熱期結束時,使批料冷卻至少4小時的時間,同時保持旋轉和高真空。通過用氮對器皿加壓、打開滑動門并使聚合物顆粒降落到用于長期儲存的等待器皿中,從而將聚合物從烘干機排出。

長期儲存器皿是氣密的,并且配備有允許抽真空的閥,使得樹脂儲存于真空下。對樹脂進行了表征。如在六氟異丙醇中在25℃下在0.10g/dL的濃度下測量,它表現出1.79dL/g的特性粘度。使用10℃/min的加熱速率,差示掃描量熱法(DSC)顯示出59℃的玻璃化轉變溫度和150℃的熔融轉變,其中熔化熱為約35J/g。核磁共振(NMR)分析證實樹脂為聚合L(-)-丙交酯和乙交酯的無規共聚物,其組成基于摩爾計為約85%聚合L(-)-丙交酯和約15%聚合乙交酯。

實施例2

合成85/15聚(L(-)-丙交酯-共-乙交酯):較低分子量聚合物

向配備有攪拌器的合適的常規2加侖不銹鋼油夾套反應器中加入5.253千克的L(-)-丙交酯和0.747千克的乙交酯,并一起加入48.43克的十二烷醇和1.08mL的0.33M辛酸亞錫的甲苯溶液。關閉反應器,并且啟動吹掃循環以及沿向上方向以25RPM旋轉速度的攪拌。將反應器抽真空至小于200毫托的壓力,然后引入氮氣至略超過一個大氣壓的壓力。重復該循環幾次以確保干燥氣氛。

在最終引入氮結束時,將壓力調節到略高于一個大氣壓。以180℃/小時的速率加熱器皿,直到油溫達到約130℃。將器皿保持在130℃,直到單體完全熔融并且批料溫度達到110℃。此時,將攪拌旋轉切換成向下方向。當批料溫度達到120℃時,攪拌速度減小到20RPM,并使用約185℃的油溫加熱器皿,其中加熱速率為約60℃/小時,直到熔融物料達到180℃。將油溫在約185℃保持2.5小時的時間。

在反應期結束時,攪拌速度減小到4RPM,油溫增加到190℃,并將聚合物從器皿中排放到合適的容器(鋁餅式板)中以用于后續退火。使用與上述在實施例1中描述相同的方法進行退火、干燥和研磨程序。

所得的干燥的共聚物85/15聚(L(-)-丙交酯-共-乙交酯)樹脂具有54℃的玻璃化轉變溫度、152℃的熔點和42J/g的熔化焓,如通過DSC使用10℃/min的加熱速率所測量。樹脂具有41,000道爾頓的重均分子量并表現出0.83dL/g的特性粘度,如在六氟異丙醇中在25℃下在0.10g/dL的濃度下所測量。核磁共振分析證實樹脂為聚合L(-)-丙交酯和乙交酯的無規共聚物,其組成基于摩爾計為約85%聚合L(-)-丙交酯和約15%聚合乙交酯。

實施例3

合成聚(對二氧雜環己酮):標準分子量聚合物

向配備有攪拌器的合適的常規65加侖不銹鋼油夾套反應器中加入164.211千克的對二氧雜環己酮單體(PDO),并一起加入509克的十二烷醇、164克的D&C紫色2號染料和100克的0.33M辛酸亞錫的甲苯溶液。關閉反應器,并且啟動吹掃循環以及沿向上方向以12RPM旋轉速度的攪拌。將反應器抽真空至小于500毫托的壓力,然后引入氮氣。重復該循環幾次以確保干燥氣氛。

在最終引入氮結束時,將壓力調節到略高于一個大氣壓。以180℃/小時的速率加熱器皿,直到油溫達到約100℃。將油溫保持在100℃,直到批料溫度達到50℃,此時,將攪拌旋轉改變成向下方向。當批料溫度達到90℃時,將油溫重置為95℃。保持這些條件,并從器皿中取出樣本以測量布氏粘度(Brookfieldviscosity)。當聚合物批料粘度達到至少110厘泊時,準備將批料排出。將攪拌速度減小到5RPM,并將預加熱的過濾器附接到器皿排出口。將聚合物從器皿排出到合適的容器中,在氮吹掃下,覆蓋并轉移到設定為80℃的氮固化爐中。開始固態聚合約96小時的時間;在這個步驟期間保持氮流入爐中以使水分導致的降解最小。

一旦完成固態固化循環,就從爐中移出聚合物容器并使其冷卻至室溫。從容器中移出結晶聚合物并置于設定為約-20℃的冰箱中至少24小時。從冰箱中移出聚合物并在配有分級篩的常規Cumberland制粒機中研磨以使聚合物顆粒的尺寸減小至約3/16英寸。然后將顆粒篩分以除去任何“細料”,然后置于常規20立方英尺的Patterson–Kelley滾筒式烘干機中。

關閉烘干機并將壓力減小到小于2mmHg。一旦壓力低于2mmHg,就以6RPM的旋轉速度啟動烘干機在不加熱的情況下旋轉10小時。在10小時真空期之后,以120℃/小時的加熱速率將油溫設定為95℃。將油溫在95℃保持32小時的時間。在此加熱期結束時,使批料冷卻至少4小時的時間,同時保持旋轉和真空。通過用氮對器皿加壓、打開排放閥并使聚合物顆粒降落到用于長期儲存的等待器皿中,從而將聚合物從烘干機排出。儲存器皿是氣密的,并且配備有允許抽真空的閥,使得樹脂儲存于真空下。

對樹脂進行了表征。如在六氟異丙醇中在25℃下和在0.10g/dL的濃度下測量,它表現出1.90dL/g的特性粘度。使用10℃/min的加熱速率,差示掃描量熱法顯示出約-8℃(負八攝氏度)的玻璃化轉變溫度、在約114℃下的熔融轉變,熔化熱為約88J/g。核磁共振分析證實樹脂為均聚物聚(對二氧雜環己酮),其中殘余單體含量小于2%。

實施例4

A)制備雙峰態分子量聚(對二氧雜環己酮)

根據任何地方描述的程序(US8,236,904B2)制備雙峰態分子量聚合物共混物。將在本文實施例4中描述制備基于實施例1的85/15Lac/Gly共聚物和聚(對二氧雜環己酮)雙峰態分子量共混物的新型具有創造性的共混物組合物。

聚(對二氧雜環己酮)雙峰態分子量共混物含有70重量百分比的具有80,000道爾頓的重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)和30重量百分比的具有24,000道爾頓的重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)聚合物。以干燥的粒料形式的此70/30聚(對二氧雜環己酮)雙峰態分子量共混物的量熱法(DSC)數據顯示出-5℃的玻璃化轉變溫度、107℃的熔點,其中熔化熱為62J/g,其對應于約50%的結晶度水平。在非等溫和等溫靜態條件下,聚(對二氧雜環己酮)共混物結晶比分別標準和較低分子量的各個單峰態聚(對二氧雜環己酮)組分中的任一者快得多。

B)干混單峰態丙交酯/乙交酯共聚物與雙峰態分子量聚(對二氧雜環己酮)共混物

將以分散形式(研磨)的適當量的85/15丙交酯/乙交酯共聚物和聚(對二氧雜環己酮)雙峰態分子量聚合物組分以干混物的形式組合。這些干混物基于重量來產生,這取決于特定應用和外科需要。在本發明實施例中,將20重量百分比的實施例4A中所述的雙峰態分子量聚(對二氧雜環己酮)聚合物和80重量百分比的實施例1中所述的丙交酯/乙交酯共聚物如下文直接描述進行干混。

向干凈的常規3立方英尺的Patterson-Kelley烘干機中加入4.0千克實施例1的85/15丙交酯/乙交酯共聚物的顆粒和1.0千克實施例4A的聚(對二氧雜環己酮)雙峰態分子量共混物的粒料。關閉烘干機,并將器皿壓力減小到小于200毫托。以7.5RPM開啟旋轉并且持續最少一小時的時間。然后將干混物排放到便攜式真空存儲容器內,并且將這些容器置于真空下,直到準備用于熔融共混步驟。

C)熔融共混單峰態丙交酯/乙交酯共聚物與雙峰態分子量聚(對二氧雜環己酮)共 混物

一旦干共混物已產生并已真空調理至少三天,就開始熔融共混步驟。常規ZSK-30雙螺桿擠出機配有設計用于熔融共混的螺桿,其利用雙真空口來實現揮發殘余單體的目的。螺桿設計包括若干不同類型的元件,包括輸送、壓縮、混合和密封元件。擠出機配有三孔模板,并且水溫設定在40℉和70℉之間的冷水浴置于擠出機出口附近。將股線造粒機和粒料分類器置于水浴的末端處。將擠出機溫度區加熱到160℃至180℃的溫度,并且將真空冷阱設定為-20℃。將預調理的干混物顆粒從真空移出并在氮吹掃下置于雙螺桿喂料斗中。將擠出機螺桿設定為175–225RPM的速度,并開啟喂料機,使干混物給料到擠出機中。

使聚合物熔融共混物吹掃通過擠出機,直到給料一致,此時對兩個真空口施加真空。將聚合物共混物擠出物股線給料通過水浴并進入到股線造粒機中。造粒機將股線切割成適當大小的粒料;發現具有1mm直徑和3mm適當長度的粒料足夠。然后將粒料給料到分類器內。分類器根據所需尺寸(通常每粒料約10-15mg的重量)基本上分離出過大和過小粒料。持續這個工藝,直到整個聚合物干混物在擠出機中熔融共混并形成基本上均勻的粒料。在整個擠出工藝中獲取樣本并且測量聚合物特性,諸如特性粘度、分子量和組成。一旦完成熔融共混工藝,就將粒狀聚合物置于聚乙烯袋中、稱重并且儲存在低于-20℃的冰箱中以等待殘余單體的脫揮。

將聚合物熔融共混物置于常規3立方英尺的Patterson-Kelley干燥機內,此干燥機置于真空下。關閉烘干機并將壓力減小到小于200毫托。一旦壓力低于200毫托,以10RPM的旋轉速度啟動烘干機在不加熱的情況下旋轉6小時。在6小時的時間之后,將油溫設定為85℃,加熱速率為120℃/小時。將油溫在85℃保持12小時的時間。在此加熱期結束時,使批料冷卻至少4小時的時間,同時保持旋轉和真空。通過用氮對器皿加壓、打開排放閥并使聚合物粒料降落到用于長期儲存的等待器皿中,從而將聚合物熔融共混物粒料從烘干機排出。儲存器皿是氣密的,并且配備有允許抽真空的閥,使得本發明的具有創造性的樹脂共混物可儲存于真空下。

對具有創造性的樹脂共混物進行了表征。所得的20重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)、80重量百分比的丙交酯/乙交酯共聚物熔融共混物組合物表現出0.113g/10min的熔體流動指數,如在190℃下利用6,600克的標準重量所測量。差示掃描量熱法顯示出約58℃的玻璃化轉變溫度和在約106和148℃下的兩個熔融轉變溫度。在第一加熱(加熱速率10℃/min)期間計算的熔化熱為27.2J/g。

實施例5

干混雙峰態分子量丙交酯/乙交酯共混物與單峰態聚(對二氧雜環己酮)均聚物

在本發明實施例中,根據實施例4的程序,將一系列雙峰態分子量丙交酯/乙交酯組合物與實施例3中所述的聚(對二氧雜環己酮)均聚物進行干混,除了雙峰態組分為L/G共聚物,而非聚(對二氧雜環己酮)組分。在2.5重量百分比、5.0重量百分比、7.5重量百分比、10重量百分比和20重量百分比的最終干混物濃度下用單峰態標準分子量聚(對二氧雜環己酮)組分制成干混物。

實施例6

熔融共混雙峰態分子量丙交酯/乙交酯共混物與單峰態聚(對二氧雜環己酮)均聚 物

根據上文在實施例4C中描述的方法,還產生了包含丙交酯/乙交酯雙峰態分子量干混物和單峰態聚(對二氧雜環己酮)均聚物的各種組合物的熔融共混物。以下表2中所概述的聚合物和熔融共混物使用這些方法產生。

表2:

雙峰態分子量85/15Lac/Gly組合物

與單峰態聚(對二氧雜環己酮)均聚物(PDS)的熔融共混物

*熔體指數測量(MT987擠壓式塑性計,TiniusOlsen,WillowGrove,PA,USA)在190℃下使用6,600克重錘圓盤(weightdisc)進行。模具直徑為0.0260英寸,同時模具長度為0.315英寸。

實施例7

具有創造性的共混物組合物的結晶動力學評估

差示掃描量熱法(DSC)用于研究具有創造性的共混物組合物的結晶動力學。使用以下方法/條件:

a)第一加熱測量-將5至8毫克感興趣的樣本在配備有氮吹掃的DSC盤中淬火至-60℃[負60攝氏度],然后進行10℃/min的恒定加熱速率掃描

b)第二加熱測量-將感興趣的樣本在185℃下在DSC盤中熔融,然后快速淬火(-60℃/min)至-60℃之后,然后以5℃/min的恒定加熱速率加熱到185℃。

對對照物和本發明的共混物的粒料獲得的DSC結果的匯總示出于以下表3中。粒料經歷了足以發展幾乎最大結晶度水平的高溫脫揮。這在“第一加熱”結果中反映出。“第二加熱”結果反映出測試樣本的固有結晶特性,因為熱歷程將被擦除,如所熟知。

表3:

對照物和具有創造性的干燥的雙峰態共混物的DSC量熱法特性

應當指出的是,第二加熱ΔHm值(表3的最后一列)指示具有創造性的共混物的結晶比對照物[標準85/15Lac/Gly和20%的PDS均聚物,樣本7A]快。即,具有創造性的共混物的ΔHm值的范圍是從3.3到19.1J/g,相比于對照物樣本7A僅為1.0J/g。

另外,當具有創造性的共混物和對照物的樣本經受幾乎最佳的熱加工條件,從而使相應的樹脂結晶到它們最高實際水平時,具有創造性的共混物實現略高于對照物的結晶度水平,從獲自第一加熱測量的ΔHm值(表3的第5列)明顯可見。

意外的是,據觀察,具有創造性的共混物7B(實施例4C)中雙峰態PDS部分的存在促進了難以結晶的85/15Lac/Gly共聚物的結晶,如通過表3中的第二加熱DSC數據示出。為清楚起見,由標準[單峰態分子量分布]85/15Lac/Gly和20重量百分比的雙峰態聚(對二氧雜環己酮)制成的樣本7B具有4.5J/g的ΔHm,相比于樣本7A對照物具有1.0J/g的值。意外的是,大部分4.5J/g熔融吸熱來源于難以結晶的85/15L/G部分。對照物樣本7A為共混有20重量百分比單峰態聚(對二氧雜環己酮)的標準[單峰態]85/15Lac/Gly共聚物。

對具有創造性的共混物的結晶速率與模塑部件的尺寸穩定性的相關性進行實驗驗證;數據另外一起提供于本申請中。

實施例8A

將對照物聚合物和共混物以及具有創造性的雙峰態共混物注塑成帶和啞鈴

注塑是塑料工業中熟知的工藝。其被設計成通過熔融塑料樹脂、混合然后將熔融樹脂注入到合適形狀的模具中來生產各種形狀和大小的部件。出于本發明的目的,探究了兩個注塑形狀:帶和啞鈴。這些形狀分別示于圖1和圖5中。在樹脂硬化之后,通常將部件從模具脫離并且繼續進行加工。出于本發明的目的,使用常規30噸電控注塑機。實施例1、實施例4和實施例6的聚合物和共混物由注塑機以下列一般方式來加工。

在氮吹掃下通過重力將聚合物從料斗給料到受熱的圓筒中并使其熔融。使聚合物通過螺桿型柱塞在圓筒中向前移動,最終進入到在螺桿前面在圓筒遠端處的受熱的室中。然后將螺桿以平移運動向前推進,從而迫使熔融聚合物通過抵靠模具的噴嘴,使聚合物進入特別設計的模具腔體中,穿過澆口和流道系統。在模具腔體中將聚合物成型為部件,并使其在給定溫度下冷卻一段時間。然后將部件從模具中移出,或脫離,并與流道分離。

注塑循環由加工期間的整個系列的事件組成。其當模具閉合時開始,然后將熔融聚合物注入到模具腔體中。一旦腔體被填充,就維持保持壓力以補償材料收縮。接著,螺桿柱塞轉動并回縮,將下一“發(shot)”給料到螺桿前面。當在圓筒中準備下一發時,使模具中的部件冷卻到足夠的溫度,并且打開模具并使部件脫離。下一循環開始在模具閉合之后。循環時間的范圍是從約25秒到約75秒,并且基于多個因素,包括部件尺寸和材料組成。

實施例8B

將模塑部件退火

一旦實施例8A的制品被注塑,然后就使它們經受退火循環以使聚合物形態成熟。實施例8A中的制品使用退火固定裝置來退火,該退火固定裝置支撐該部件免遭部件水平面內的變形。雖然此退火固定裝置旨在有助于在退火期間高溫下對變形的抵抗,但其不能防止尺寸不穩定的部件發生翹曲。用于實施例8A中的制品的退火循環由三個步驟構成:60℃持續8小時,70℃持續4小時,然后80℃持續4小時。60℃步驟的目的是使共混物中聚(對二氧雜環己酮)相在達到聚(丙交酯-共-乙交酯)相的結晶溫度之前進一步結晶。70℃步驟在到達循環的最后一個步驟之前開始使聚(丙交酯-共-乙交酯)相結晶。最后,80℃步驟使聚(丙交酯-共-乙交酯)相進一步結晶。應該指出的是,對于給定的裝置和給定的組合物,可找出將某些重要性能特性最優化的退火條件。這些有利的退火條件可通過實驗、改變退火溫度和退火持續時間以及測量響應來進行開發。

一旦實施例8A的注入部件退火,就將它們辨別為實施例8B的退火部件。

實施例9

退火啞鈴的量熱法特性

量熱法數據是對許多退火啞鈴利用差示掃描量熱法(DSC)[以10℃/min的加熱速率,樣本重量為5至8mg]來獲得。這些包括基于以下的樣本:具有正態分子量分布的實施例1的凈85/15L/G共聚物[樣本DB9B];80重量百分比的具有正態分子量分布的85/15L/G共聚物和20重量百分比的也具有正態分子量分布的PDS的對照物共混物[DB9A];80重量百分比的具有正態分子量分布的85/15L/G共聚物和20重量百分比的具有雙峰態分子量分布的PDS的本發明的具有創造性的共混物[DB9C];以及,組成的范圍是80重量百分比至97.5重量百分比具有雙峰態分子量分布的85/15L/G共聚物和2.5重量百分比至20重量百分比具有正態分子量分布的PDS的本發明的具有創造性的共混物[分別是樣本DB9D、DB9E、DB9F、DB9G]。DSC結果匯總于下表4中。

表4:

對照物退火 1 啞鈴的量熱法(DSC)特性以及對照物和由雙峰態共混物制成的具有 創造性的啞鈴的對應DSC量熱法特性

1退火條件:60℃(8小時),然后70℃(4小時),然后80℃(4小時)

以上表4中示出的DSC結果給出多個結論。在含有此組分的那些共混物中辨別PDS的玻璃化轉變溫度。此表示相分離的形態。熔融行為導致在基于85/15L/G共聚物和PDS的共混物的那些制品中觀察到兩個但重疊的熔融轉變溫度Tm1和Tm2。這些熔融轉變溫度中的一個對應于PDS,并且一個對應于L/G共聚物。基于PDS的熔融吸熱的范圍是從102℃到106℃,同時基于L/G的熔融范圍是從147℃到150℃,進一步表示相分離的形態。由于熔融吸熱的重疊性質,組合的熔融熱ΔHm報告在表4的最后一列中。明確的是,熔化熱與部件的結晶度水平成比例。我們可因此通過根據ΔHm來對結晶度水平建模。

需注意,當與單獨L/G共聚物[樣本DB9B]進行比較時,由表4中列出的基于L/G共聚物和PDS的共混物的樹脂制備的所有退火模塑制品表現出較高ΔHm值。這些較高的ΔHm值指示期望的較高結晶度水平。

意外的是,據發現,80重量百分比的具有正態分子量分布的85/15L/G共聚物和20重量百分比的具有雙峰態分子量分布的PDS的具有創造性的共混物(樣本DB9C)表現出比樣本DB9A的正態分布的對照物所表現的值高得多ΔHm值。

基于80重量百分比的具有雙峰態分子量分布的85/15L/G共聚物和20重量百分比的具有正態分子量分布的PDS的具有創造性的共混物的樣本DB9D也意外地表現出比樣本DB9A的正態分布的對照物所表現的值高得多的ΔHm值。這說明,當共混物組分中的任一者具有雙峰態分子量分布時,觀察到較高ΔHm值。較高ΔHm值的重要性與具有較高結晶度值的多個優點相關。這些包括成型制品的較高機械性能諸如較高剛性和強度,以及較好尺寸穩定性。

現在將注意力轉到對含有較低水平的PDS共混物組分的樣本(樣本DB9D、DB9E、DB9F和DB9G)所獲得的結果。這些共混物中的每個共混物用具有雙峰態分子量分布的85/15L/G共聚物制成。即,38.3、31.2、29.0和29.2J/g的ΔHm值是分別在20重量百分比、10重量百分比、5重量百分比和2.5重量百分比的PDS共混物組分的情況下獲得。這些值全部高于對單獨凈85/15[樣本DB9B]所觀察到的值;即使是具有低達2.5重量百分比的PDS共混物組分的樣本[樣本DB9G]也表現出相當于含有20重量百分比的PDS的對照物共混物[樣本DB9A]的ΔHm值,當前者基于本發明的具有創造性的雙峰態組合物時。相當意外的是,含有僅2.5重量百分比的PDS的共混物將具有相當于含有20重量百分比的PDS的共混物的ΔHm值。具有使共混物中PDS的量最小的優點。這些包括生產剛性更大和強度更大的制品;由其制備的制品的植入后機械強度保持性也在較低水平的PDS共混物組分的情況下得以延長。

實施例10

由對照物共混物和一系列具有創造性的雙峰態共混物組合物制成的退火啞鈴的 拉伸特性

相對于機械特性對通過如實施例8A和實施例8B中所述的注塑制成的呈啞鈴形式的退火試樣(具體地樣本DB9A、DB9C、DB9D、DB9E、DB9F和DB9G)進行檢查。

退火啞鈴利用常規機械測試機Instron5544型(Norwood,MA,USA)使用100lbs負荷傳感器來測試。所有器械在測試時都經過校準。試樣以0.5in/min的速率承載張力直到斷裂。將最大力記錄為試樣的拉伸強度。楊氏模量計算為連接位于試樣的力-伸長曲線的線性區域上兩個點的線的斜率。利用下式:

E=(ΔF/A0)/(ΔL/L0)

其中E為計算的楊氏模量,ΔF為在選擇的點處測量的力的變化,A0為試樣的初始橫截面積,ΔL為在選擇的點處十字頭位移的變化,并且L0為試樣的隔距。在計算中考慮的初始橫截面積和隔距分別為2.83×10-3in2和0.25英寸。數據的匯總在表5中給出。

表5:

選擇的由本發明的雙峰態共混物和對照物制成的啞鈴樣本的拉伸強度和楊氏模 量(剛度)數據

以上表5的數據示出,相同量的PDS(20%)的由雙峰態共混物制成的退火啞鈴的強度和剛性比用相同總體組成但用單峰態聚合物制成的對照物共混物大。這可由于由具有創造性的雙峰態共混物制成的退火啞鈴的較高結晶度水平,如從表4(樣本DB9C和9D)明顯看出。

以上表5的數據還示出,隨著PDS含量遞減,由本發明的具有創造性的雙峰態共混物制成的啞鈴的強度和剛性逐漸增大。據發現,然而如果醫療制品的尺寸穩定性為重要的需求,則PDS的含量不能不受限制地降低。

實施例11

尺寸穩定性

針對尺寸穩定性對實施例8A和實施例8B以帶的形式(AKA平頭釘或帶;參見圖1和圖2)的模塑制品[其為在退火之前和之后的模塑制品]進行測試。在退火之前和退火之后測量模塑制品的尺寸;另外獲取攝影圖像[參見圖6至圖9]。雖然不期望具有完全匹配的尺寸,但清晰的是存在不可接受的變形水平。在一些情況下,過度的變形導致削弱的功能。

實施例8A和實施例8B的呈帶形式的測試制品在幾何上是復雜的,并具有很多關鍵尺寸。例如,如果模塑制品的腿部過度變形,則裝置滲透和保持組織的能力就會降低。同樣,如果模塑制品的倒鉤顯著收縮,則會由于保持組織的能力減弱而導致功能降低。每個設計都有其關鍵尺寸。據信,實施例8A和實施例8B的帶的設計是關于尺寸穩定性的高挑戰裝置的代表;這部分是由于幾何復雜性。具體地,細小部件尺寸將趨于增加注塑期間的分子取向,導致高溫下脫離部件[其為從模具腔體移出之后的部件]變形的驅動力增加,這可見于退火、和/或消毒、和/或儲存中。以“通過/失效”方式對部件進行評估和表征。模塑制品的設置基于總翹曲作用,如果過度變形不明顯,那么認為制品的總翹曲作用通過。同樣,如果過度變形是明顯的,則該部件被視為已失效了。固有地,所有注塑制品在模塑后都有一定程度的殘余應力,因此展現出可容忍水平的變形的部件被認為已通過尺寸穩定性測試。對于實施例8A和實施例8B的制品,尖端對尖端的距離是關鍵尺寸;參見圖1。

圖2是圖1的裝置的附圖,其示出了所述裝置的關鍵尺寸。這些尺寸如果由于缺乏尺寸穩定性而改變,則可能導致差的性能和/或裝置的失效。對于實施例8A和實施例8B的帶制品,小于0.115英寸的尖端對尖端的距離被認為是可接受的,而大于或等于0.115英寸的尖端對頂端的距離被認為是不可接受的,并被指示為“失效模式1”或“fm1”。同樣,實施例8A和實施例8B的帶的倒刺構件的長度也被視為關鍵尺寸。小于或等于0.136英寸的倒刺長度被視為不可接受的,并被指示為“失效模式2”或“fm2”。使用具有20倍放大率的VHX-600型Keyence數字顯微鏡捕集攝影圖像和尺寸。測試結果的匯總示出于下表6中。

表6:

退火 (1) 對照物帶和由至少一種聚合物組分具有雙峰態分子量分布的共混物制成 的對應帶的量熱法(DSC)特性

(1)對退火模塑帶的冠部進行分析。采用的退火條件為60℃持續8小時,然后70℃持續4小時,然后80℃持續4小時。

(2)本文列出兩個值;第一個值表示基于PDS的共混物組分的熔點Tm1,并且第二個值表示針對基于丙交酯的共混物組分所觀察到的熔點Tm2。

在上表6中提供了實施例8B的退火帶的量熱法特性以及尺寸穩定性測試的結果。量熱法數據為如早期在本申請中描述的DSC(第一加熱)測試的結果。“第一加熱”DSC測量用于計算退火帶的熔化熱ΔHm(J/g)[參見實施例8B]。這些值與測試制品中存在的相對結晶度水平成正比。

表6中示出的制品為基于其中共混物組分具有單峰態性質的共混物的退火帶[STR11-1];基于僅實施例1的丙交酯/乙交酯共聚物(單峰態共聚物)的退火帶[STR11-2];和基于雙峰態共混物組分的兩組退火帶測試制品。在一種情況下,退火帶基于其中基于丙交酯的共混物組分具有雙峰態性質的共混物;次要共混物組分聚(對二氧雜環己酮)的含量為2.5重量百分比、5重量百分比或10重量百分比。在另一種情況下,退火帶基于其中聚(對二氧雜環己酮)共混物組分具有雙峰態性質的共混物;次要共混物組分雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的含量為5重量百分比、10重量百分比或20重量百分比。

基于85/15丙交酯/乙交酯(單峰態)共聚物的實施例STR11-1的帶制品(實施例STR11-1的帶制品用作對照組-對照物1)的檢查顯示出,盡管制品表現出在退火后的潔凈度,但是模塑的部件失效于在這個工藝期間保持形狀;它們在尺寸上不穩定,觀察到顯著的變形。

實施例STR11-2的注塑帶基于80%(單峰態)85/15L/G共聚物和20%(單峰態)PDS的現有技術共混物,并且表示第二對照組-對照物2。可以預知,這些制品表現出尺寸穩定性。尺寸穩定性通過20重量百分比的(單峰態)聚(對二氧雜環己酮)的存在來提供。實施例STR11-2的退火帶表現出33.6J/g的ΔHm,指示顯著的結晶度水平。然而(單峰態)聚(對二氧雜環己酮)共混物組分的存在不減小制品的剛度;使共混物中存在的聚(對二氧雜環己酮)的量最小可導致較大剛性的制品,這在某些應用中可為有利的。然而為了在精細詳述的模塑制品中實現尺寸穩定性,已示出需要最少約12.4重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)。

實施例STR11-3至實施例STR11-5的注塑帶基于其中基于丙交酯的混合組分具有雙峰態性質的共混物。具體地,,這些由共混有單峰態PDS的雙峰態85/15L/G共聚物制成,其中單峰態PDS聚合物分別以2.5重量百分比、5重量百分比和10重量百分比存在。實施例STR11-5的制品表現出尺寸穩定性;這對應于PDS以10重量百分比含量存在。基于對退火注塑啞鈴獲得的結果進行匯總的表4的結晶數據,預計基于80%雙峰態85/15L/G共聚物和20%PDS的共混物的制品為尺寸上穩定的。需注意,(a)凈單峰態85/15L/G共聚物,(b)基于80%單峰態85/15L/G共聚物和20%單峰態PDS的共混物,和(c)基于80%雙峰態85/15L/G共聚物和20%單峰態PDS的共混物的ΔHm值分別為26.5J/g、28.9J/g和38.3J/g。顯然,將雙峰態85/15L/G共聚物共混物組分取代單峰態85/15L/G共聚物共混物組分導致ΔHm增加非常大,為9.4J/g,增量為32%。需注意,實施例STR11-5的退火帶用僅10重量百分比的(單峰態)PDS制成,仍然表現出了32.1J/g的ΔHm,接近于用兩倍量(20%)的(單峰態)PDS共混物組分制成的對照物2實施例STR11-2所表現出的33.6的值。

實施例STR11-6至實施例STR11-8的退火注塑帶基于來源于其中聚(對二氧雜環己酮)共混物組分具有雙峰態性質的共混物的帶。具體地,這些由共混有雙峰態PDS的單峰態85/15L/G共聚物制成,其中雙峰態PDS聚合物分別以5重量百分比、10重量百分比和20重量百分比存在。實施例STR11-8的制品表現出尺寸穩定性;這對應于PDS以20重量百分比的含量存在。此實施例的ΔHm35.4J/g高于對照制品實施例STR11-2所表現出的值33.6J/g。用5重量百分比和10重量百分比的雙峰態PDS制成的對應帶沒有表現出尺寸穩定性,如表6中所說明,在這兩種情況下,結晶度水平較低,如分別通過較低的ΔHm值:27.1和28.5J/g所證實。據發現尺寸穩定性取決于制品的ΔHm(或結晶度);當退火制品表現出大于約30J/g的ΔHm時,制品趨于是尺寸上穩定的。

尺寸穩定性或不穩定性的進一步證據呈現在圖6至圖9的照片中,其中描繪了由實施例4C的具有10重量百分比或20重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成的注塑帶。圖6為由實施例4C的具有10重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成的退火前的樣本STR11-7的注塑平頭釘的照片;并且,圖7為由實施例4C的具有10重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成的退火后的樣本STR11-7的注塑平頭釘的照片,所述注塑平頭釘在退火后表現出不可接受的翹曲。

圖8為由實施例4C的具有20重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成的退火前的樣本STR11-8的注塑平頭釘的照片;圖9為由實施例4C的具有20重量百分比的聚(對二氧雜環己酮)的聚合物組合物制成的退火后的樣本STR11-8的注塑平頭釘的照片,所述注塑平頭釘在退火后表現出優異的尺寸穩定性和可接受的翹曲水平。

回到表6中呈現的數據,可以看到,就實施例11-2至實施例11-9的退火帶而言,觀察到兩個分開的玻璃化轉變現象和兩個分開的熔融吸熱。這些對應于聚(對二氧雜環己酮)[PDS]共混物組分和基于丙交酯的共混物組分。兩個玻璃化轉變溫度的觀察被普遍接受為組分不混溶性的證據。所有基于聚(對二氧雜環己酮)的玻璃化轉變溫度在約-8C和約-13℃之間,同時與基于富丙交酯的共混物組分相關聯的玻璃化轉變溫度在約53℃和約58℃之間。

在由表6所示出的各種共混物制成的退火注塑制品中觀察到兩個熔點。兩個熔點的觀察為每個共混物組分在性質上半結晶的證據。所有基于聚(對二氧雜環己酮)的熔融溫度在102℃和105℃之間,同時觀察到與基于富丙交酯的共混物組分相關聯的熔融溫度在146℃和149℃之間。

感覺到,本申請的具有創造性的構思可以用多種方式實踐。以下提供了實踐的另外的實施例。實施例12至14支持三個類別的實踐,情形I、情形II和情形III。

情形I是指第一吸收性聚合物類型由較高分子量的富丙交酯的L/G共聚物和較低分子量的富丙交酯的L/G共聚物的混合物組成的情況。需注意,較高和較低分子量可結晶的聚丙交酯均聚物的混合物可用于此第一吸收性聚合物類型,如本申請中其它方面所述。在情形I中,第二吸收性聚合物類型為單峰態聚(對二氧雜環己酮)。

情形II是指第一吸收性聚合物類型由單峰態富丙交酯的L/G共聚物(或可結晶的聚丙交酯均聚物)組成并且第二吸收性聚合物類型由較高和較低分子量聚(對二氧雜環己酮)的混合物組成的情況。

情形III是指第一吸收性聚合物類型由較高分子量的富丙交酯的L/G共聚物(或可結晶的聚丙交酯均聚物)和較低分子量的富丙交酯的L/G均聚物組成,并且第二吸收性聚合物類型由較高和較低分子量聚(對二氧雜環己酮)的混合物組成的情況。

本文所述的實施方案可匯總于下表7中:

表7

(1)[(較高MWL/G+較低MWL/G)+(較高MWPDS+較低MWPDS)]

情形I(丙交酯/乙交酯共聚物組分具有雙峰態分子量分布)

應當理解,丙交酯/乙交酯共聚物和較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物的混合物可取代丙交酯/乙交酯共聚物共混物組分。尤其具有實用性的是它們的重均分子量相差兩倍或更多倍的那些丙交酯/乙交酯共聚物混合物。另外,較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物組分的重均分子量必須為至少10,000道爾頓。應當理解,當較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物組分占具有創造性的共混物中存在的總丙交酯/乙交酯共聚物的5重量百分比和40重量百分比之間時,為特別有利的。

以下實施例說明了本發明的原理和操作,而非限制本發明。雖然下列實施例說明了本發明的某些實施方案,但它們不應被理解為限制本發明的范圍,而應理解為有助于完善本發明的描述。

實施例12

情形I(聚(丙交酯-共-乙交酯)組分具有雙峰態分子量分布)

將64千克的具有80,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物的粒料或研磨材料與16千克的具有30,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物的粒料或研磨材料干混。將此混合物配混以產生丙交酯/乙交酯共聚物的雙峰態共混物。將此共混物與具有約72,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)進一步配混,使得聚(對二氧雜環己酮)占最終共混物的約20重量百分比。

作為另外一種選擇,人們可進行單一熔融配混,其中進料原料基于64千克具有80,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物、16千克具有30,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物和20千克具有約72,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)。因此聚(對二氧雜環己酮)的量占最終共混物的約20重量百分比,并且丙交酯/乙交酯共聚物用較高分子量丙交酯/乙交酯共聚物的分子量與較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物的分子量的比率為(64/16=)4的雙峰態共混物制成。

本領域的普通技術人員應當清楚,組成不同的類似共混物可以類似方式來制成。

情形II(聚(對二氧雜環己酮)組分具有雙峰態分子量分布)

應進一步理解,聚(對二氧雜環己酮)和較低分子量聚(對二氧雜環己酮)的混合物可取代聚(對二氧雜環己酮)。尤其具有實用性的是它們的重均分子量相差兩倍或更多倍的那些聚(對二氧雜環己酮)混合物。另外,較低分子量聚(對二氧雜環己酮)組分的重均分子量必須為至少10,000道爾頓。應當理解,當較低分子量聚(對二氧雜環己酮)組分占具有創造性的共混物中存在的總聚(對二氧雜環己酮)的5重量百分比和40重量百分比之間時,為特別有利的。

實施例13

情形II(聚(對二氧雜環己酮)組分具有雙峰態分子量分布)

將14千克的具有75,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)的粒料或研磨材料與4千克的具有25,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)的粒料或研磨材料干混。將此混合物配混以產生聚(對二氧雜環己酮)的雙峰態共混物。將此共混物與具有82,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物進一步配混,使得聚(對二氧雜環己酮)占最終共混物的約18重量百分比。

作為另外一種選擇,人們可進行單一熔融配混,其中進料原料基于82千克具有82,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物、14千克具有75,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)和4千克具有約25,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)。

本領域的普通技術人員應當清楚,組成不同的類似共混物可通過類似方法來制成。

情形III(兩種組分均具有雙峰態分子量分布)

應當理解,丙交酯/乙交酯共聚物和較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物的混合物可取代丙交酯/乙交酯共聚物共混物組分,并且聚(對二氧雜環己酮)和較低分子量聚(對二氧雜環己酮)的混合物可取代聚(對二氧雜環己酮)。尤其具有實用性的是它們的重均分子量相差兩倍或更多倍的那些丙交酯/乙交酯共聚物混合物。另外,較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物組分的重均分子量必須為至少10,000道爾頓。應當理解,當較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物組分占具有創造性的共混物中存在的總丙交酯/乙交酯共聚物的5重量百分比和40重量百分比之間時,為特別有利的。同樣,尤其具有實用性的是它們的重均分子量相差兩倍或更多倍的那些聚(對二氧雜環己酮)混合物。另外,較低分子量聚(對二氧雜環己酮)組分的重均分子量必須為至少10,000道爾頓。應當理解,當較低分子量聚(對二氧雜環己酮)組分占具有創造性的共混物中存在的總聚(對二氧雜環己酮)的5重量百分比和40重量百分比之間時,為特別有利的。

實施例14

情形III(兩種組分均具有雙峰態分子量分布)

將總計77.4千克的具有90,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物的粒料或研磨材料與8.6千克的具有10,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物的粒料或研磨材料干混。將此混合物配混以產生丙交酯/乙交酯共聚物的雙峰態共混物。將總計12.6千克的具有85,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)的粒料或研磨材料與1.4千克的具有10,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)的粒料或研磨材料干混。將此混合物配混以產生聚(對二氧雜環己酮)的雙峰態共混物。

將這兩種共混物進一步配混在一起,使得(雙峰態)聚(對二氧雜環己酮)占最終共混物的約14重量百分比。

作為另外一種選擇,進行單一熔融配混,其中進料原料基于77.4千克具有90,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物、8.6千克具有10,000道爾頓重均分子量的丙交酯/乙交酯共聚物和12.6千克具有85,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)、1.4千克具有約10,000道爾頓重均分子量的聚(對二氧雜環己酮)。因此,(雙峰態)聚(對二氧雜環己酮)的量占最終共混物的約14重量百分比,并且(雙峰態)丙交酯/乙交酯共聚物占最終共混物的約86重量百分比。

較高分子量丙交酯/乙交酯共聚物的分子量與較低分子量丙交酯/乙交酯共聚物的分子量的比率為(77.4/8.6=)9,并且較高分子量聚(對二氧雜環己酮)的分子量和較低分子量聚(對二氧雜環己酮)的分子量的比率為(12.6/1.4=)9。

本領域的普通技術人員應當清楚,組成不同的類似共混物可以類似方式來制成。

本發明的具有雙峰態分子量分布的新型聚合物共混物具有許多優點。優點有很多并且包括以下。吸收性樹脂的增加的結晶速率有助于模塑部件中尺寸穩定性的發展。

吸收性樹脂的結晶速率的增加可減少在注塑以使適當部件成型期間所需的循環時間。這種較快的生產速率提供了經濟優點。吸收性樹脂的結晶速率的增加可減少在注塑以使模塑部件成型期間的循環時間,從而減少樹脂在圓筒中的停留時間,因此避免了不需要的熱降解。這期望產生具有較高性能特性的較高分子量部件;模塑期間降解的最小化也產生更穩固的制造工藝。

在模塑部件中實現的期望的較高結晶度水平的情況下,部件剛度可增加。

需注意,在期望的較快結晶速率和在模塑部件中實現較高的結晶度百分比的發展的情況下,可能將共混物的組成改變成較低聚(對二氧雜環己酮)含量。隨著低Tg聚合物組分聚(對二氧雜環己酮)的減少,剛度進一步增加。

新型聚合物共混物適用于制備植入式醫療裝置,在模塑部件中仍然具有良好尺寸穩定性的聚合物共混物,這些模塑部件通過增加結晶速率和模塑部件中所發展的總體結晶度而具有比先前可用的吸收性共混物高的模量。

提供具有雙峰態分子量分布的共混物組分使優選的具有創造性的共混物能夠在植入后降解快于用基于單峰態分子量聚合物的共混物組分制成的對應共混物,同時充分穩定化模塑部件,以便經歷加工以在進一步內部加工、消毒、包裝、運輸、儲存期間避免翹曲和尺寸不穩定性。

實施例15

計算當富丙交酯的聚合物具有單峰態分子量分布時本發明的雙峰態聚(對二氧雜 環己酮)的最小重量百分比

如前所述,聚(對二氧雜環己酮)的最小含量取決于共混物中存在的基于丙交酯的聚合物中存在的聚合丙交酯的摩爾量。就具有單峰態分子量分布的基于丙交酯的聚合物和具有雙峰態分子量分布的聚(對二氧雜環己酮)而言,雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比可使用以下等式來計算。

雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比=(215.6212/聚合丙交酯的摩爾百分比)2.7027-1.177

例如,當單峰態丙交酯-共-乙交酯共聚物的組成是82/8(基于摩爾計)時,共混物中的雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比計算為12.5%,并且最大量為50。同樣,如果單峰態丙交酯-共-乙交酯共聚物的組成是86/14(基于摩爾計),則共混物中的雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比計算為10.8%,并且最大量為50。表8包括本主題發明共混物中雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的最小和最大重量百分比表示的范圍的圖表。

表8

單峰態富丙交酯的丙交酯/乙交酯(共)聚合物與雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的具 有創造性的共混物組成

實施例16

計算當富丙交酯的聚合物具有雙峰態分子量分布時本發明的單峰態或雙峰態聚 (對二氧雜環己酮)的最小重量百分比

就具有雙峰態分子量分布的基于丙交酯的聚合物和具有單峰態或雙峰態分子量分布的聚(對二氧雜環己酮)而言,聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比可使用以下等式來計算。

聚(對二氧雜環己酮)的重量百分比=(215.6212/聚合丙交酯的摩爾百分比)2.7027-4.877

其中基于丙交酯的聚合物具有雙峰態分子量分布

例如,當雙峰態丙交酯-共-乙交酯共聚物的組成是82/8(基于摩爾計)時,共混物中的單峰態或雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比計算為8.8%,并且最大量為50。同樣,如果雙峰態丙交酯-共-乙交酯共聚物的組成是86/14(基于摩爾計),則共混物中的單峰態或雙峰態聚(對二氧雜環己酮)的最小重量百分比計算為7.1%,并且最大量為50。表9包括本主題發明共混物中聚(對二氧雜環己酮)的以最小和最大重量百分比表示的范圍的圖表。應當指出的是,在這種情況下的聚(對二氧雜環己酮)可以是單峰態聚合物或雙峰態聚合物。

表9

雙峰態富丙交酯的丙交酯/乙交酯(共)聚合物與單峰態或雙峰態聚(對二氧雜環 己酮)的具有創造性的共混物組成

雖然本發明已通過其詳細實施方案得到了顯示和描述,但本領域的技術人員將會理解,在不脫離受權利要求書保護的本發明的實質和范圍的前提下,可以對本發明進行形式上和細節上的各種更改。

關于本文
本文標題:吸收性雙峰態聚合物共混物組合物、其加工方法和由其制得的醫療裝置.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6898862.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大