可生物吸收的聚合物组合物、加工方法及由此获得的医疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及可生物吸收的聚合物组合物、加工方法及由此获得的医疗装置。本发明专利技术公开了新型可生物吸收的聚合物共混物。所述共混物具有第一组分和第二组分，所述第一组分是聚丙交酯聚合物或丙交酯和乙交酯的共聚物，并且所述第二组分是聚(对

【技术实现步骤摘要】
可生物吸收的聚合物组合物、加工方法及由此获得的医疗装置
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请日为2011年9月21日，申请号为201180045790.X，针对的分案申请的申请号为201710310254.7，专利技术名称为“可生物吸收的聚合物组合物、加工方法及由此获得的医疗装置”。


[0002]本专利技术所属
涉及可生物吸收的聚合物，特别是用于制造医疗装置的可生物吸收的聚合物共混物。

技术介绍

[0003]可生物吸收的聚合物以及由此类聚合物制造的医疗装置在本领域是已知的。常规的可生物吸收的聚合物包括聚乳酸，聚(对
‑
二氧杂环己酮)，聚乙醇酸，不同组合的丙交酯、乙交酯、对二氧杂环己酮、三亚甲基碳酸酯、ε
‑
己内酯的共聚物等。可生物吸收的聚合物可被设计为具有如下化学：所述聚合物在体内分解，并且要么被代谢、要么以例如通过水解被分解，以及从患者身体排泄出。利用由可生物吸收的聚合物制造的可植入医疗装置的优点有许多，并且包括例如消除了在植入物起到其功能后移除该植入物的额外手术的需要。理想地当期望植入物“暂时性存在”时，可提供维持直到组织愈合。
[0004]用于制造医疗装置的可生物吸收的聚合物有时是可吸收的聚合物和共聚物的聚合物共混物，其被设计以向所制造的医疗装置提供具体的特性和性能，包括吸收速率、断裂强度保持性和尺寸稳定性等。
[0005]存在许多常规的方法用于由可生物吸收的聚合物和聚合物共混物制造医疗装置。所述方法包括注塑、溶剂浇铸、机加工、切割以及不同组合和等同方式。特别有用和普通的制造方法是使用常规注塑工艺的热成型。本领域已知，诸如热注塑等制造方法可能导致具有差性能的模制部件，尤其是例如不可接受的尺寸稳定性、机械性能以及随时间推移植入物的机械性能保持性。对于减弱的尺寸稳定性存在许多原因。它们包括在制造过程期间诱发的残余应力的存在。另一个原因是如果至少一种聚合物组分具有太低的玻璃化转变温度，尤其是如果聚合物组分在模塑后不容易结晶。
[0006]因此，本领域中存在对新型可吸收的聚合物共混物的需要，其可用于热注塑方法和其他常规方法中，以制备具有优异断裂强度保持性、杰出生物吸收性、诸如刚度和强度、可制造性等优异机械性能以及优异尺寸稳定性的可生物吸收的医疗装置。
[0007]已知当使用注塑工艺时，降低腔体填充期间的剪切应力的工艺条件和设计元件通常有助于降低流动诱导的残余应力。同样，那些促进充分填料和均匀有效模具冷却的条件也通常趋于降低热诱导的残余应力。要完全消除注塑部件中的残余应力，即使并非几乎不可能，常常是非常困难的。已采用的办法包括：(1)尝试在仍处于模具中时将部件结晶以增加抵抗变形的机械刚度；和(2)采用具有高玻璃化转变温度(T
g
)的树脂。
[0008]该后者案例描述了其中链移动性尽在非常高的温度下实现的情况，由此保护适当
温度下的部件，所述部件可能被期望经受环氧乙烷(EO)消毒、装运和储存。具有高玻璃化转变温度的材料可能不一定具有其他期望的特性，例如吸收性。残余应力被视为部件回缩和翘曲的主要原因。在注塑循环期间从模具脱离时，或在暴露于在产品的正常储存或装运期间遇到的高温时，部件可能在尺寸上发生翘曲或变形。
[0009]现有技术中已经尝试解决医疗装置的尺寸稳定性缺乏的问题，所述医疗装置由熔融共混的可生物吸收的聚合物热形成。Smith的美国专利No.4,646,741公开了用于制造外科夹钳和两片式缝钉的丙交酯/乙交酯共聚物和聚(对
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二氧杂环己酮)的熔融共混物。Smith的熔融共混物提供了具有尺寸稳定性的模制制品；Smith要求共混物中聚(对
‑
二氧杂环己酮)的量大于25重量％，并教导了不用更低的量。Smith的聚合物共混物具有与它们制造医疗装置的用途相关的缺点，包括：受限的刚度或杨氏模量、在植入时更短的机性能保持性、对水分更大的敏感性而限制在制造期间可允许的开放储存、以及虽然难以定量的更困难的热加工性。
[0010]如前面所提到的，残余应力被视为部件回缩和翘曲的主要原因。已知流动诱导的残余应力可对热模制聚合物医疗装置具有作用。无应力的长链聚合物分子趋于在高于熔融温度的温度下(即处于熔融状态)适形于平衡的无规线团状态。在热加工(例如注塑)期间，由于聚合物被剪切和拉伸，分子取向流动方向。固化通常发生在聚合物分子完全松弛到它们的平衡状态前，然后一些分子取向被锁定在模制部件内。这类冻结、应力状态常常被称为流动诱导的残余应力。由于拉伸的分子结构，在平行于和垂直于流动方向的方向上引起各向异性、不一致的回收和机械性能。
[0011]冷却也可导致残余应力。例如，从模具壁到其中心的冷却速率的变化可引起热诱导的残余应力。此外，如果两个表面的冷却速率不平衡，可发生非对称的热诱导残余应力。此类不平衡的冷却将导致在整个部件上非对称的张力
‑
压缩图案，引起趋于造成部件翘曲的弯矩。因此，具有不一致厚度或不良冷却区域的部件易于发生不平衡冷却，并因此发生残余热应力。对于中等复杂部件而言，热诱导的残余应力分布由于不一致的壁厚度、模具冷却和模具约束而进一步复杂化。
[0012]应该指出的是，普通、常规的消毒方法在消毒处理循环中暴露于环氧乙烷。可吸收的聚合物装置在很多情况下通过暴露于环氧乙烷(EO)气体来消毒。EO可用作丙交酯
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乙交酯共聚物的增塑剂，并且可稍微降低Tg；这可导致注塑部件的“回缩”和/或“翘曲”，尤其当暴露于比Tg更高的温度时。当使用丙交酯
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乙交酯聚合物材料时，这增加了额外的加工和处理挑战。应当指出的是，EO消毒工艺不仅将部件暴露于EO气体，还将部件暴露于高温。这通常要求在略微升高的温度下处理。由于EO可用作合成可吸收聚酯的增塑剂，常常会加重回缩、翘曲以及常见尺寸不稳定的问题。
[0013]有许多常规使用的加工方法来降低或消除加工期间的剪切应力。降低腔体填充期间剪切应力的加工条件和设计元件将有助于降低流动诱导的残余应力。对聚合物部件常常进行热处理(热退火)以改变它们的性能特性。热处理加工的原因在于使形态发展成熟，例如结晶和/或应力松弛。如果成功实施，则所得部件可呈现出更好的尺寸稳定性并且可呈现出更好的机械强度。
[0014]注塑部件从注塑机退出的尚未扭曲的注塑部件可被冷却/淬火到室温，并且可表现为尺寸上完好的。然而，应力通常依然存在，并且在聚合物链允许移动的任何时刻可驱动
变形。如前所述，这可伴随温度升高或暴露于诸如EO气体的增塑剂而发生。为了克服该潜在的对尺寸变形的驱动力，已经采取了许多测量，包括(热)退火。
[0015]如果部件可在尺寸上约束，则可朝两个目标来采用热退火：一个是试图降低聚合物链中分子取向的量，也被称为应力降低；以及另一个是增加部件中的结晶度以增加抵抗变形的机械强度。
[0016]对于已经结晶的一些聚合物而言，当部件仍处于模具中时可将所述部件结晶，但这是异常情形。在此模具腔体不仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热加工的可生物吸收的聚合物共混物，包含：第一可生物吸收的聚合物和第二可生物吸收的聚合物，所述第一聚合物包含76重量%至92重量%的富丙交酯聚合物，并且所述第二聚合物包含聚(对
‑
二氧杂环己酮)，其中所述共混物中的聚(对
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二氧杂环己酮)的最大重量%为22重量%，并且所述共混物中的聚(对
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二氧杂环己酮)的最小重量%取决于所述富丙交酯聚合物中的聚合丙交酯的摩尔量且通过下列表达式计算：聚(对
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二氧杂环己酮)的重量% =(215.6212/聚合丙交酯的摩尔%)
2.7027
并且其中所述聚合物共混物向制造的制品提供尺寸稳定性，其中所述富丙交酯聚合物包含80摩尔%至90摩尔%的聚合丙交酯和10摩尔%至20摩尔%的聚合乙交酯。2.根据权利要求1所述的聚合物共混物，其中所述富丙交酯聚合物构成所述共混物的76重量%至84重量%，并且所述聚(对
‑
二氧杂环己酮)构成所述共混物的16重量%至22重量%。3.根据权利要求2所述的聚合物共混物，其中所述富丙交酯聚合物构成所述共混物的78重量%至82重量%，并且所述聚(对
‑
二氧杂环己酮)构成所述共混物的18重量%至22重量%。4.根据权利要求1所述的聚合物共混物，其中所述富丙交酯聚合物包含83摩尔%至87摩尔%的聚合丙交酯和13摩尔%至17摩尔%的聚合乙交酯。5.根据权利要求1所述的聚合物共混物，其中所述富丙交酯聚合物构成所述共混物的78重量%至82重量%，并且所述聚(对
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二氧杂环己酮)构成所述共混物的18重量%至22重量%，并且其中所述富丙交酯聚合物包含83摩尔%至87摩尔%的聚合丙交酯和13摩尔%至17摩尔%的聚合乙交酯。6.根据权利要求1所述的聚合物共混物，当在25摄氏度以0.1g/dL的浓度在六氟异丙醇中测量，具有至少0.8dL/g的特性粘度。7.根据权利要求1所述的聚合物共混物，其中当在25摄氏度以0.1g/dL的浓度在六氟异丙醇中测量，所述第一聚合物具有至少0.8dL/g的特性粘度。8.根据权利要求1所述的聚合物共混物，其中当在25摄氏度以0.1g/dL的浓度在六氟异丙醇中测量，所述第二聚合物具有至少0.8dL/g的特性粘度。9.根据权利要求1所述的聚合物共混物，当通过X射线衍射测量，具有至少15%的结晶度。10.根据权利要求1所述的聚合物共混物，另外包含抗微生物剂。11.根据权利要求10所述的聚合物共混物，其中所述抗微生物剂是多氯苯氧基苯酚。12.根据权利要求1所述的聚合物共混物，另外包含生物玻璃。13.根据权利要求12所述的聚合物共混物，其中所述生物玻璃选自羟基磷灰石、磷酸三钙、钙和镁的碳酸盐、硫酸盐以及氧化物。14.根据权利要求1所述的聚合物共混物，另外包含治疗剂。15.根据权利要求14所述的聚合物共混物，其中所述治疗剂选自抗生素、抗病毒药、防粘连药、避孕药和止痛药。16.根据权利要求1所述的聚合物共混物，其中所述聚合物共混物还包含另外的聚合物。
17.根据权利要求16所述的聚合物共混物，其中所述另外的聚合物选自合成可吸收的聚合物、天然可吸收的聚合物和不可吸收的聚合物。18.一种可生物吸收的医疗装置，包括：具有结构的医疗装置，所述医疗装置包含第一可生物吸收的聚合物和第二可生物吸收的聚合物的共混物，其中所述第一聚合物包含76重量%至92重量%的富丙交酯聚合物，并且所述第二聚合物包含聚(对
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二氧杂环己酮)，其中所述共混物中的聚(对
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二氧杂环己酮)的最大重量%为22重量%，并且所述共混物中的聚(对
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二氧杂环己酮)的最小重量%取决于所述富丙交酯聚合物中的聚合丙交酯的摩尔量且通过下列表达式计算：聚(对
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二氧杂环己酮)的重量% =(215.6212/聚合丙交酯的摩尔%)
2.7027
并且其中所述聚合物共混物向制造的制品提供尺寸稳定性，其中所述富丙交酯聚合物包含80摩尔%至90摩尔%的聚合丙交酯和10摩尔%至20摩尔%的聚合乙交酯。19.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述富丙交酯聚合物构成所述共混物的76重量%至84重量%，并且所述聚(对
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二氧杂环己酮)构成所述共混物的16重量%至22重量%。20.根据权利要求19所述的医疗装置，其中所述富丙交酯聚合物构成所述共混物的78重量%至82重量%，并且所述聚(对
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二氧杂环己酮)构成所述共混物的18重量%至22重量%。21.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述富丙交酯聚合物包含83摩尔%至87摩尔%的聚合丙交酯和13摩尔%至17摩尔%的聚合乙交酯。22.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述富丙交酯聚合物构成所述共混物的78重量%至82重量%，并且所述聚(对
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二氧杂环己酮)构成所述共混物的18重量%至22重量%，并且其中所述富丙交酯聚合物包含83摩尔%至87摩尔%的聚合丙交酯和13摩尔%至17摩尔%的聚合乙交酯。23.根据权利要求18所述的医疗装置，当在25摄氏度以0.1g/dL的浓度在六氟异丙醇中测量，具有至少0.8dL/g的特性粘度。24.根据权利要求18所述的医疗装置，其中当在25摄氏度以0.1g/dL的浓度在六氟异丙醇中测量，所述第一聚合物具有至少0.8dL/g的特性粘度。25.根据权利要求18所述的医疗装置，其中当在25摄氏度以0.1g/dL的浓度在六氟异丙醇中测量，所述第二聚合物具有至少0.8dL/g的特性粘度。26.根据权利要求18所述的医疗装置，当通过X射线衍射测量，具有至少15%的结晶度。27.根据权利要求18所述的医疗装置，另外包含抗微生物剂。28.根据权利要求27所述的医疗装置，其中所述抗微生物剂是多氯苯氧基苯酚。29.根据权利要求18所述的医疗装置，另外包含生物玻璃。30.根据权利要求29所述的医疗装置，其中所述生物玻璃选自羟基磷灰石、磷酸三钙、钙和镁的碳酸盐、硫酸盐、氧化物。31.根据权利要求18所述的医疗装置，另外包含治疗剂。32.根据权利要求31所述的医疗装置，其中所述治疗剂选自抗生素、抗病毒药、防粘连药、避孕药和止痛药。
33.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述聚合物共混物还包含另外的聚合物。34.根据权利要求33所述的医疗装置，其中所述另外的聚合物选自合成可吸收的聚合物和天然可吸收的聚合物。35.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述装置选自缝钉、平头钉、夹片、缝合线、组织固定装置、网片固定装置、吻合装置、缝合线和骨锚、组织和骨螺钉、假体、支撑结构、组织增强装置、组织结扎装置、补片、基板、网片、组织工程支架、药物递送装置和支架。36.根据权利要求35所述的医疗装置，其中所述医疗装置是选自平头钉和缝钉的网片固定装置。37.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述装置以无菌提供。38.根据权利要求18所述的医疗装置，其中所述第二聚合物的纵横比大于3。39.根据权利要求38所述的医疗装置，其中所述第二聚合物的纵横比大于5。40....

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：伊西康公司，
类型：发明
国别省市：