DE69417115T2

DE69417115T2 - Verfahren zur Herstellung chirurgischen Nahtmaterials

Info

Publication number: DE69417115T2
Application number: DE69417115T
Authority: DE
Inventors: Cheng-Kung Norwalk Ct 06851 Liu
Original assignee: United States Surgical Corp
Current assignee: United States Surgical Corp
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2014-07-16
Also published as: EP0635274B1; CA2127636A1; US5585056A; EP0635274A3; CA2127636C; EP0635274A2; DE69417115D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Nahtmaterialien.

Hintergrund der Erfindung

Weichmacher sind Moleküle, die, wenn sie mit polaren oder wasserstoffgebundenen Polymeren vermischt werden, sich selbst zwischen den intermolekularen Bindungen anordnen und somit den Abstand zwischen benachbarten Bindungen erhöhen. Auf diese Weise verringern Weichmacher die Stärke der Zwischenmolekularkräfte und erhöhen somit die Biegsamkeit der polymerischen Struktur. Zum Beispiel wird PVC, das polar ist, durch Substanzen wie Dioctylphthalat, weichgemacht. Als ein anderes Beispiel wird Nylon, das wasserstoffgebunden ist, durch Wasser weich gemacht. Derivate von langkettigen aliphatischen Fettsäuren wie Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure, wurden als Spinnhilfen für Polyamidfasern erkannt (siehe US-Patent Nr. 3,516,956). Da der Weichmacheffekt von Weichmachern äquivalent ist zur Erhöhung der Extrusionstemperaturen, benötigt das Extrudieren weichgemachter Polymere geringere Temperaturen für vergleichbare Schmelzviskositäten. Daher ist die Gefahr einer thermischen Degradation des Polymers im allgemeinen durch das Verwenden eines Weichmachers verringert. In dieser Hinsicht sind Weichmacher indirekt thermische Stabilisatoren.
Absorbierbare chirurgische Einrichtungen wurden aus Fasern synthetischer Polymere hergestellt, wie Polymer, das aus Glycolid, Lactid oder p-Dioxanon gebildet ist. In bezug auf Nahtmaterialien aus Polyglycolsäure stellt das US-Patent Nr. 3,297,033 in Spalte 3, Zeile 45, fest, daß im allgemeinen Weichmacher dazu neigen, in Wechselwirkung zu treten mit der Kristallinität, Orientierung etc. und Fasern schwächen, jedoch nützlich für Schaumstoffe und Folien sind. US-Patent Nr. 3,792,010 beschreibt Nahtmaterialien aus weichgemachtem Polyester, die hergestellt sind durch das Reagieren von Glycolid und Lactid in Anwesenheit eines Weichmachers wie Bis-2-Methoxyethylphthalat oder Acetoxytriethylcitrat. US- Patent Nr. 3,636,956 gibt in Spalte 7, Zeilen 9, an, daß ein jeglicher aus einer Vielzahl von Weichmachern wie Glyceryltriacetat, Ethylbenzoat und Diethylphthalat mit Polylactid verwendet werden kann und daß bevorzugte Weichmacher für Glycolid/Lactidcopolymere Dibutylphthalat und Bis-2-Methoxyethylphthalat sind. US-Patent Nr. 4,915,893 beschreibt das Spinnen von Polyestern wie Polylactid mit einem Additiv wie Polyurethan, Glycolid, Lactid, Campher, Benzolsäure-2-Hydroxyacetat, Hexamethylbenzol, 1,2- Cyclohexandion und anderen organischen Komponenten mit geringem Molekulargewicht, die vorzugsweise in Trichlormethan und/oder Dichlormethan und Ethanol löslich sind und eine Schmelztemperatur im Bereich von 40º bis 180ºC besitzen.
US-A-4,983,180 und US-A-4,201,216 sind Offenbarungen von Nahtmaterialien, die mit einer Gleitmittelzusammensetzung beschichtet sind, die Stearinsäure oder Calciumstearat sein kann. JP-A-4249527 offenbart die Herstellung von Calciumsalzen aus Milchsäure und/oder Glycolsäurepolymeren. Diese Calziumsalze sollen u.a. für die Herstellung von Nahtmaterialien nützlich sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Es wurde nun herausgefunden, daß Fasern, die nützlich beim Herstellen chirurgischer Nahtmaterialien verbesserter Eigenschaften sind, hergestellt werden können, indem eine Zusammensetzung extrudiert wird, die ein absorbierbares Polymer und einen Weichmacher enthält, der aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäure und ihren Salzen ausgewählt ist. Diese Erkenntnis ist die Grundlage der vorliegenden Erfindung, die unten in Anspruch 1 definiert ist. Calciumstearat und Stearinsäure sind besonders bevorzugte Weichmacher. In besonders nützlichen Ausführungsformen ist das absorbierbare Polymer aus Glycolid, Glycolsäure, Lactid, Milchsäure und/oder p-Dioxanon hergestellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung, die zur Verwendung in einem bevorzugten Herstellverfahren für Nahtmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die beim Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugten Filamente werden durch das Spinnen oder Extrudieren einer Zusammensetzung enthaltend ein bioabsorbierbares Polymer und einen Weichmacher, hergestellt.
Das bioabsorbierbare Polymer kann von einem der Monomere hergestellt werden, von denen bekannt ist, daß sie biokompatible, bioabsorbierbare Polymere bilden, wie z.B. Glycolid, Glycolsäure, Lactid, Milchsäure, p-Dioxanon, Epsilon-Caprolacton, Alkylencarbonate und Alkylenoxide. Polymere, die von Glycolid, Lactid, p-Dioxanon oder Kombinationen derselben hergeleitet sind, werden bevorzugt.
Die in dieser Erfindung verwendeten Weichmacher werden aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus Stearinsäure und ihren Salzen. In besonders nützlichen Ausführungsformen ist der Weichmacher Stearinsäure oder Calciumstearat.
Zur Verwendung im Verfahren der vorliegenden Erfindung ist das absorbierbare Polymer in granularer Form, Pelletform oder Pulverform. Das Polymer kann in irgendeiner Weise hergestellt werden und kann, wenn nötig, in die granulare, pelletisierte oder pulverförmige Form durch irgendein herkömmliches Mittel wie Mahlen, Pulverisieren, Pelletisieren oder Zerkleinern überführt werden. Polymerisationstechniken zur Herstellung absorbierbarer Polymere sind z.B. in den US-Patent-Nummern 3,297,033; 4,052,988; 3,636,956; 4,605,730; 4,643,191; 4,653,497; 4,838,267; 5,007,923; 5,019,094; 5,047,048; und 5,037,950 beschrieben.
Das absorbierbare Polymer kann in einen Trichter gefüllt und getrocknet werden. Eine geeignete Menge Weichmacher wird dann mit dem Polymer zusammengeschüttet und das Polymer und der Weichmacher werden gründlich gemischt, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Weichmachers in den Polymerpartikeln oder Granulaten herzustellen. Die Menge an hinzugefügtem Weichmacher kann von 0,001 bis 5 Gewbasierend auf dem Gewicht der Mischung variieren. In besonders nützlichen Ausführungsformen ist die Menge an verwendetem Weichmacher zwischen 0,01 und 2 Gew-%. Am meisten bevorzugt ist die Menge an Weichmacher zwischen 0,02 und 1 Gew-%.
Das Polymer und der Weichmacher können unter Verwendung irgendeiner herkömmlichen Technik mit oder ohne Erwärmen vermischt werden. Zum Beispiel kann ein mechanischer Mischer, ein statischer Mischer oder eine Kombination von Mischern eingesetzt werden, um das Herstellen einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung von Weichmacher und Polymer zu unterstützen. Nach dem Mischen wird die Mischung extrudiert oder gesponnen, um eine oder mehrere Filamente zu bilden.
Bekannte und herkömmliche Schmelzspinnvorrichtungen können für die Herstellung von Filamenten gemäß dieser Erfindung verwendet werden. Fig. 1 zeigt schematisch ein Herstellverfahren für Filamente gemäß der Erfindung. Eine Extrudereinheit 10 ist von einem bekannten oder herkömmlichen Typ und mit Regelungen zum Regulieren der Trommeltemperatur 11 in verschiedenen Zonen derselben, z.B. fortschreitend höhere Temperaturen in drei aufeinanderfolgenden Zonen A, B und C, entlang der Trommellänge, versehen. Pellets oder Pulver von polymerischem Harz, das in Filamente zu spinnen ist, werden in den Extruder durch den Einfülltrichter 12 eingeführt. Bevor es in den Einfülltrichter 12 gefüllt wird, wird das Polymer mit Weichmachern versetzt und vermischt.
Eine motorgetriebene Dosierpumpe 13 liefert die Polymer/Weichmachermischung mit einem konstanten Durchfluß durch die Spinnvorrichtung 15, die eine oder mehrere Düsen von einem gewünschten Durchmesser besitzt, um eine Mehrzahl von geschmolzenen Filamenten 16 herzustellen. Während die Spinnvorrichtung 15 schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, wie sie drei Filamente extrudiert, sollte deutlich sein, daß die Spinnvorrichtung von 1 bis 200 Filamente gleichzeitig extrudieren kann.
Die Filamente 16 bewegen sich nach unten und werden durch eine Führung 19 zusammengebündelt, um ein Garn 17 herzustellen. Die Wegstrecke, über die sich die Filamente 16 nach dem Austritt aus der Spinnvorrichtung 15 zu dem Punkt bewegen, in dem sie die Führung 19, d.h. den Luftspalt, berühren, kann unterschiedlich sein und vorteilhafterweise von etwa 0,5 m bis etwa 10 m und vorzugsweise von etwa 1 m bis etwa 2 m sein. Ein Kamin 18 oder eine Abschirmung kann bereitgestellt sein, um die Filamente von einem Kontakt mit Luftströmen zu isolieren, die andernfalls die Kühlung oder die Bewegung der Filamente in einer nicht vorhersehbaren Weise beeinflussen könnte. Im allgemeinen wird die Temperatur der Zonen A, B und C der Trommel 11 unterschiedlich sein in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren, wie die chemische Natur des Polymers, die Größe des Pulvers oder der Pellets, die Art und Menge des verwendeten Weichmachers und die Zufuhrrate.
Wenn einmal die Filamente 16 durch die Führung 19 zum Herstellen eines Garn 17 zusammengebündelt sind, kann eine Appretur auf dem Garn 17 aufgebracht werden. Die Appretur wird vorzugsweise auf Filamente "wie gesponnen" aufgebracht (d.h. auf Filamente, die nicht gezogen oder in einer anderen Weise physikalisch oder chemisch behandelt worden sind), die in einen Garn 17 gebündelt worden sind. Die Appretur kann aus irgendeiner gewünschten Appretur-Zusammensetzung sein und unter Verwendung einer bekannten Technik aufgebracht werden. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, kann das Garn 17 entlang der Kante der Aufbringvorrichtung 20 entlanggeführt werden, zu der die Appretur mit einer vorbestimmten Durchflußmenge zugeführt wird.
Der Garn kann in jeglicher Weise nach dem Aufbringen der Appretur verarbeitet werden. Die Appretur hilft dahingehend, die einzelnen Filamente zusammenzuhalten, wobei ein Verwickeln oder eine Trennung der Filamente während der nachfolgenden Verarbeitung verhindert wird. Die Appretur sorgt auch für eine Schmierung zwischen dem Garn und jeglichen Rollen oder Zugrollen, die in der nachfolgenden Verarbeitung verwendet werden. Zusätzlich wird die Appretur als ein Wärmeübertragungsmedium während der nachfolgenden Verarbeitung, wie Ziehen, wirken, um für eine gleichmäßigere Erwärmung des Garnes zu sorgen, als erzielt werden kann, indem einfach das Garn durch erhitzte Zugrollen oder erhitzte Luft geführt wird.
Ein Beispiel einer nachfolgenden Verarbeitung ist in Fig. 1 gezeigt. Nach dem Auftragen der Appretur kann das Garn um eine Schmierrolle 22 (lube godet) herumgewickelt werden und eine oder mehrere zusätzliche Zugrollen, z.B. die Zugrolle 23, um die Spannung auf den Garn zu erzeugen und einzustellen. Das Garn 17 kann dann zu einem erwärmten Zugrahmen 25 geführt werden. Der Zugrahmen 25 kann von jeglicher Gestalt sein. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist der Zugrahmen 25 drei Paare von Zugrollen auf, die verwendet werden können, um den Garn zu dehnen oder eine Entspannung und vielleicht Schrumpfung des Garns 17 zu gestatten. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Zugrollen drehen, und die Temperatur, auf der der Zugrahmen gehalten wird, werden das Maß an Auftreten der Dehnung und/oder Entspannung bestimmen. Das Einstellen verschiedener Geschwindigkeit und Temperaturen, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen, ist innerhalb der Fähigkeiten des Durchschnittsfachmannes.
Tabelle I gibt Bereiche von Werten für Spinn- und Dehnparameter, die zum Herstellen von Garnen aus einer Zusammensetzung enthaltend ein Copolymer aus Glycolid und Lactid und einem Weichmacher gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, herzustellen.

TABELLE I

SCHMELZSPINNVORRICHTUNG UND BETRIEBSBEDINGUNGEN

Vorrichtungskomponente, Copolymer aus Glycolid und Lactid und Weichmacher Betriebsparameter

Extrudertrommel, Temp., Zone A, ºC 200-240
Extrudertrommel, Temp., Zone B, ºC 210-250
Extrudertrommel, Temp., Zone C, ºC 210-250
Extrudertrommeldruck MPa(psi) 4,82-10,34 (700-1500)
Extrudertrommel, Schmelztemper. ºC 210-260
Pumpengröße, cm³ pro Umdrehung 16-0,584
Pumpe, U/min 10-40 für Größe 0,16
Pumpe 3-11 Größe 0,584
Pumpentemperatur, ºC 190-250
Pumpendruck, MPa (psi) 3,45-10,34 (500-1500)
Pumpenschmelztemperatur, ºC 190-250
Blocktemperatur, ºC 200-250
Klemmentemperatur, ºC 200-250
Adaptertemperatur, ºC 200-250
Kerzenfilter, Siebweite, Mikrometer 10-60 Anzahl von Düsen in der Spinnvorrichtung 5-200 Durchmesser d. Spinndüsen mm (0,001 in) 0,127-0,762 (5-30)
Spinnvorrichtung, Temperatur, ºC 190-250
Spinnvorrichtung, Druck, MPa(psi) 3,45-17,23 (500-2500)
Spinnvorrichtung, Schmelztemp. ºC 190-250
cm³/hr Durchgang pro Spinndüse 1-80
Erstes Paar von Zugrollen, ºC 50-90
Erstes Paar von Zugrollen, m/min 80-200
Zweites Paar von Zugrollen ºC 60-120
Zweites Paar von Zugrollen, m/min 300-1200
Zug-(Dehnungs-)Verhältnis 2-8
Drittes Paar von Zugrollen, ºC Umgebungstemp.
Drittes Paar von Zugrollen, m/min 250-1150
Schrumpfung (Entspannung), Prozent 3-10
Nach dem Ziehen kann der Garn dann zu einer Wickelvorrichtung gesandt werden, wo er auf Spulen zur Lagerung gesetzt werden kann, während er eine weitere Bearbeitung oder Verwendung erwartet.
Der Garn kann unter Verwendung jeglicher bekannten Technik wie Flechten, Wirken, Weben, Luftverflechten, Verdrillen, Verknüpfen, Aufwickeln oder das Bilden einer Zusammensetzung unter Verwendung des Garns oder von Teilen desselben als eine Verstärkungskomponente, in eine chirurgische Vorrichtung geformt werden.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele 1 und 2 zeigen die Herstellung eines Garns aus 27 Filamenten, die aus Poly(Glycolid-Co-Lactid) (92,5:7,5 Molverhältnis; inhärente Viskosität 1,3-1,45 dl/g) hergestellt ist, die mit Calciumstearat (Beispiel 1) und Stearinsäure (Beispiel 2) weichgemacht sind. Für Vergleichszwecke wurde auch ein Kontrollgarn aus demselben absorbierbaren Copolymer und mit demselben Verfahren, jedoch ohne daß er Weichmacher enthält, hergestellt. Die Spinnbedingungen zur Herstellung der Garne der Beispiele und des Kontrollbeispiels sind in Tabelle 2 gegeben. TABELLE 2
Das Garn wurde 5, 5 mal gezogen und dann verdrillt, zusammengefaßt und wieder gedrillt, um ein kabelähnliches Nahtmaterial zu bilden. Das Kabel wurde dann spannungsfrei erhitzt, nachgewaschen und nachbehandelt, um jegliches verbleibendes Monomer oder andere verdampfungsfähige Verunreinigungen zu entfernen. Die Verarbeitung jedes der Garne erfolgte im wesentlichen gemäß dem im US-Patent Nr. 5,019,093 beschriebenen Verfahren. Die physikalischen Eigenschaften des Garns wurden unter Verwendung der folgenden Verfahren getestet.

VERFAHREN ZUM MESSEN VON PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN

Physikalische Eigenschaft Testverfahren

Knotenzugfestigkeit, kg U.S.P. XXI, < 881> Zugfestigkeit, chirurgisches Nahtmaterial
Zugfestigkeit, kg ASTM D2256-88
Bruchdehnung, % ASTM D2256-88
Zugefestigkeit, kg/mm² ASTM D2256-88, Instron Corporation Modell Nr. 1122
Reißfestigkeit ASTM D2256-88
Beibehaltung der In Vitro Festigkeit:
Um in vivo Bedingungen zu simulieren, wurden die Nahtmaterialproben in einem Behälter gelagert, der mit Sorenson Pufferlösung bei 37ºC gefüllt war. Nach verschiedenen Zeitspannen wurden die Nahtmaterialproben von dem Behälter entfernt, um ihre Knotenzugfestigkeit unter Verwendung eines Instron Tensile Tester zu testen. Die in vitro Beibehaltung der Knotenzugefestigkeit ist ein Hinweis auf die Beibehaltung der in vivo Festigkeit.
Die physikalischen Eigenschaften des aus dem Kontrollgarn hergestellten Nahtmaterials und aus mit Weichmacher versehenen Filamenten gemäß dieser Erfindung hergestellte Nahtmaterialien sind in Tabelle 3 dargestellt. TABELLE 3
Garne aus einer einzelnen Faser anstelle von Multifilament- Garnen können ebenfalls gemäß dieser Erfindung gebildet werden. Das Monofilament kann als Nahtmaterialien verwendet oder mit anderen Monofilamenten zusammengefaßt werden, um einen chirurgischen Artikel zu bilden.
Ein geeignetes Verfahren für die Herstellung von Monofilament-Nahtmaterialien der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verfahrensschritte des Schmelzextrudierens einer Mischung aus Harz und Weichmacher bei einer Extrusionstemperatur von etwa 170ºC bis etwa 250ºC, um ein Monofilament herzustellen, das Dehnen des verfestigten Monofilaments bei einer Temperatur von etwa 20ºC bis etwa 90ºC in Wasser (oder einem anderen geeigneten flüssigen Medium) oder von etwa 30ºC bis etwa 140ºC in Luft (oder einem anderen geeigneten gasförmigen Medium) bei einem Dehnverhältnis von etwa 3:1 bis etwa 10:1, um ein gedehntes Monofilament herzustellen. Optional kann das gedehnte Monofilament wieder in Luft oder einem anderen gasförmigen Medium vorzugsweise bei etwa 130ºC gedehnt werden.
Vorzugsweise wird das Monofilament dann bei einer Temperatur von etwa -15ºC bis etwa 0ºC gefroren. Das Nahtmaterial kann dann bei einer Temperatur von etwa 50ºC bis etwa 130ºC spannungsfrei erhitzt werden, um das fertig bearbeitete Nahtmaterial bereitzustellen.
Fig. 2A zeigt schematisch ein Herstellverfahren für ein Monofilamentnahtmaterial, das besonders zum Herstellen von Nahtmaterialien größerer Größe, z.B. jene der Größen 2/0 und größer geeignet ist. Die Extrudereinheit 110 ist von einem bekannten oder herkömmlichen Typ und mit Regelungen zum Regulieren der Temperatur der Trommel 111 in verschiedenen Zonen derselben, z.B. fortschreitend höhere Temperaturen in drei aufeinanderfolgenden Zonen A, B und C entlang der Länge der Trommel, ausgestattet. Pellets oder Pulver von Harzen, die mit einem Weichmacher gemäß der vorliegenden Erfindung vermischt sind, werden dem Extruder durch den Trichter 112 zugeführt.
Eine motorgetriebene Dosierpumpe 113 führt die schmelzextrudierte Harzmischung mit einem konstanten Durchfluß dem Spinngestell 114 zu und danach durch die Spinnvorrichtung 115, die eine oder mehrere Düsenöffnungen eines gewünschten Durchmessers besitzt, um ein geschmolzenes Monofilament 116 bereitzustellen, das anschließend in ein Abschreckbad 117, das z.B. Wasser enthält, eintritt, in dem sich das Monofilament erhärtet. Die Entfernung, über welche sich das Monofilament 116 nach dem Austritt aus der Spinnvorrichtung 115 zu dem Punkt bewegt, an dem es in das Abschreckbad 117 eintritt, d.h. der Luftspalt, kann unterschiedlich sein und vorteilhafterweise von etwa 0,5 bis etwa 100 cm und vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 20 cm sein. Ein Kamin (nicht dargestellt) oder eine Umschirmung kann, wenn gewünscht, vorgesehen sein, um das Monofilament 116 vom Kontakt mit Luftströmen zu isolieren, die andernfalls das Kühlen des Monofilaments in einer unvorhersehbaren Weise beeinflussen könnten. Im allgemeinen kann die Trommelzone A des Extruders bei einer Temperatur von etwa 100ºC bis 220ºC gehalten werden, die Zone B bei von etwa 160ºC bis 230ºC und die Zone C bei von etwa 170ºC bis etwa 240ºC. Zusätzliche Temperaturparameter umfassen: den Block 113 der Dosierpumpe bei von etwa 170ºC bis etwa 230ºC, den Spinnrahmen 114 bei von etwa 170ºC bis etwa 230ºC, die Spinnvorrichtung 115 bei von etwa 170ºC bis etwa 230ºC und das Abschreckbad bei von etwa 10ºC bis etwa 80ºC.
Das Monofilament 116 wird durch das Abschreckbad 117 um eine angetriebene Rolle 118 und über eine mitlaufende Rolle 119 geführt. Optional kann ein Wischer (nicht dargestellt) überschüssiges Wasser von dem Monofilament entfernen, wenn es vom Abschreckbad 117 entfernt wird. Beim Austritt aus dem Abschreckbad wird das Monofilament um eine erste Zugrolle 121 gewickelt, die mit einer Halterolle 122 versehen ist, um eine Durchrutschen zu verhindern, das andernfalls eine Folge des nachfolgenden Dehnverfahrens sein könnte; und anschließend um Zugrollen 101, 102, 103 und 104 oder eine andere geeignete Zugrollenanordnung gewickelt. Das aus der Zugrolle 104 austretende Monofilament 116 wird gedehnt, z.B. mit Dehnverhältnissen in der Größenordnung von etwa 3:1 bis etwa 10:1 und vorzugsweise von etwa 4:1 bis etwa 7:1, um ihre Ausrichtung zu bewirken und dabei ihre Zugfestigkeit zu erhöhen.
Bei dem in Fig. 2A gezeigten Dehnverfahren, das im allgemeinen für Nahtmaterialien größerer Größe, z.B. Größen 2 bis 2/0 geeignet ist, wird das Monofilament 116 durch heißes Wasser (oder ein anderes geeignetes flüssiges Medium) als Durchziehbad mit Hilfe von Zugrollen 124, 105, 106, 107 und 108 oder eine andere geeignete Anordnung von Zugrollen gezogen, die sich mit einer höheren Geschwindigkeit als die Zugrolle 104 drehen, um für das gewünschte Zugverhältnis zu sorgen. Die Temperatur des Heißwasser-Durchziehbads 123 ist vorteilhafterweise von etwa 30ºC bis etwa 90ºC und vorzugsweise von etwa 30ºC bis etwa 50ºC.
Bei dem in Fig. 21B gezeigten alternativen Dehnverfahren, das im allgemeinen für Nahtmaterialien geringerer Größen, z.B. Größen 3/0 bis 8/0 bevorzugt wird, wird das Monofilament 116 durch Zugrollen 124, 105, 106, 107 und 108 oder durch eine andere geeignete Zugrollenanordnung durch eine Heißluft- Konvektionsofenkammer 123' bei einer Temperatur von etwa 30ºC bis etwa 140ºC und vorzugsweise etwa 50ºC bis etwa 130ºC gezogen, um für das gewünschte Maß an Dehnung zu sorgen. Nach dem in Fig. 2A oder 2B gezeigten Dehnverfahren kann das Monofilament 116 optional einem On-line-spannungsfrei- Erwärmen und/oder einem zusätzlichen Dehnen ohne eine Schrumpfung oder Entspannung mit einem Schrumpfverfahren, bei dem als Folge das Monofilament schrumpft, unterworfen werden. Bei dem Verfahren der Fig. 2A und 2B wird ein On-line- spannungsfrei-Erwärmen mit oder ohne Entspannung, wenn gewünscht, durch das Hindurchführen des Monofilaments 116 mittels Zugrollen 126, 129, 130, 131 und 132 oder einer anderen geeigneten Zugrollenanordnung durch eine zweite Heißluft-Ofenkammer 125 bei einer Temperatur von etwa 40ºC bis etwa 150ºC und vorzugsweise von etwa 60ºC bis etwa 150ºC bewirkt. Während des Entspannungsverfahrens wird bei diesen Temperaturen das Monofilament 116 im allgemeinen die Länge vor dem Spannungsfrei-Erwärmen zu innerhalb etwa 80 bis etwa 97%, und vorzugsweise zu innerhalb etwa 95% wieder erlangen, um das fertig bearbeitete Nahtmaterial bereitzustellen. Zum Entspannen dreht sich die dritte Zugrolle mit einer geringeren Geschwindigkeit als die zweite Zugrolle und löst somit die Spannung auf das Filament.
Das Spannungsfrei-Erwärmen des Nahtmaterials kann auch ohne eine Schrumpfung des Nahtmaterials bewirkt werden. Beim Durchführen des Verfahrens des Spannungsfrei-Erwärmens kann die gewünschte Länge an Nahtmaterial um ein Aufsteckgatter gewickelt und dieses dann in eine Wärmekammer gegeben werden, die auf der gewünschten Temperatur, z.B. etwa 60º bis etwa 130º, gehalten wird, wie im US-Patent 3,630,205 beschrieben wird. Nach einer geeigneten Verweildauer in der Wärmekammer, z.B. etwa 18 Stunden, ist das Nahtmaterial im wesentlichen nicht geschrumpft. Wie im US-Patent Nr. 3,630,205 gezeigt ist, kann das Aufsteckgatter innerhalb der Wärmekammer gedreht werden, um eine gleichmäßige Erhitzung des Monofilaments sicherzustellen, oder die Kammer kann vom Typ eines Umluftofens sein, wobei in diesem Falle eine gleichmäßige Erwärmung des Monofilaments ohne die Notwendigkeit des Drehens des Aufsteckgatters erzielt wird. Danach wird das Aufsteckgatter mit seinem spannungsfrei erwärmten Nahtmaterial aus der Wärmekammer entnommen und, wenn es auf Raumtemperatur zurückgekehrt ist, wird das Nahtmaterial von dem Aufsteckgatter entfernt, indem auf einfache Weise das gewickelte Monofilament an entgegengesetzten Enden des Aufsteckgatters durchschnitten wird. Die spannungsfrei erwärmten Nahtmaterialien, die optional an chirurgische Nadeln angebracht sind, sind dann bereit, um verpackt und sterilisiert zu werden.
Das Nahtmaterial 201 der vorliegenden Erfindung kann durch in der Technik gut bekannte Verfahren an einer chirurgischen Nadel 200 angebracht sein, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wunden können durch das Hindurchführen des mit Nadel versehenen Nahtmaterials durch das Gewebe vernäht werden, um ein Schließen der Wunde zu erzeugen. Die Nadel wird dann vorzugsweise vom Nahtmaterial entfernt und das Nahtmaterial verknüpft.

BEISPIEL 3

Ein Monofilament wird aus einem Copolymer aus Glycolid und Lactid hergestellt, das etwa 18 Gew-% Glycolid und etwa 82 Gew-% Lactid enthält. Das Harz wird mit 3 Gew-% Calciumstearat vermischt und in monofilamente Stücke unter Verwendung der folgenden Bedingungen extrudiert.

HERSTELLBEDINGUNGEN VON MIT WEICHMACHER VERSEHENEM MONOFILAMENT

Verfahrensbedingungen Extrusiongvorgang

Extruderschnecke, U/min 2, 2
Pumpe, U/min 12,7
Antriebsrolle, m/min 2,7
Trommeltemperatur, ºC, Zone A 115
Trommeltemperatur, ºC, Zone B 180
Trommeltemperatur, ºC, Zone C 183
Klemmentemperatur, ºC 182
Adaptertemperatur, ºC 183
Pumpentemperatur, ºC 183
Temp. der Schmelze i.d. Trommel, ºC 177
Temp. der Schmelze i.d. Pumpe, ºC 179
Temp. der Schmelze i.d. Spinnvorr., ºC 180
Trommeldruck, MPa (psi) 7, 17 (1040)
Pumpendruck, MPa(psi) 3,44 (500)
Pumpengröße, cm³ pro Umdrehung 0,16
Düsendurchmesser d. Spinnvorrichtg., mm 1,25
Anzahl von Düsen der Spinnvorrichtung 1
Abschreckbadtemperatur, ºC 18
Tiefe der angetriebenen Rolle, cm 19

Dehn- und Ausrichtverfahren

Temperatur des ersten Zugofens, ºC 126
erste Zugrollenstation, m/min 4,0
zweite Zugrollenstation, m/min 22,4
Temperatur d. zweiten Ofens, ºC 130
dritte Zugrollenstation, m/min 29,5
Ziehverhältnis 7,4:1
Für Vergleichszwecke wurde ein Kontroll-Monofilament unter Verwendung desselben Polymers und derselben Extrusions- und Dehnbedingungen hergestellt, jedoch wurde das Kontrollfilament ohne Weichmacher hergestellt. Beide Monofilamente wurden bei 90ºC über 18 Stunden in einem Stickstoffofen spannungsfrei erwärmt.
Die physikalischen Eigenschaften des Monofilaments von Beispiel 3, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, und des Kontroll-Monofilaments sind in Tabelle 4 dargestellt. TABELLE 4
Wie die in Tabelle 4 dargestellten Daten zeigen, besaß das Monofilament gemäß Beispiel 3 sowohl eine höhere Knotenzug- als auch gerade Zugfestigkeit verglichen zu dem Kontroll- Monofilament.
Natürlich sind andere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die obige Lehre möglich. Zum Beispiel können Multifilamentgarne anstelle von Monofilamenten gebildet werden.
Die Ansprüche, die folgen, identifizieren Ausführungsformen der Erfindung zusätzlich zu jenen im Detail oben beschriebenen.

Claims

1. Verfahren zum Verbessern der Knotenzugfestigkeit eines chirurgischen Nahtmaterials, umfassend:

a. Herstellen einer Mischung umfassend ein bioabsorbierbares Polymer und einen Weichmacher, der aus Stearinsäure und ihren Salzen ausgewählt ist;

b. Spinnen oder Extrudieren von zumindest einem Filament aus der Mischung; und

c. Bilden des chirurgischen Nahtmaterials von dem zumindest einen Filament; wobei der Schritt des Herstellens einer Mischung umfaßt:

i. Bereitstellen von Partikeln des bioabsorbierbaren Polymers;

ii. Zusammenbingen des Weichmachers mit den Partikeln; und

iii. Mischen der Partikel und des Weichmachers, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Weichmachers unter den Partikeln zu erzeugen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Weichmacher aus Stearinsäure und Calciumstearat ausgewählt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das bioabsorbierbare Polymer aus Polymeren ausgewählt ist, die aus einem oder mehreren von Glycolid, Glycolsäure, Lactid, Milchsäure, Epsilon-Caprolacton und p-Dioxanon ausgewählt sind.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Copolymer ein Block-Copolymer ist.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Weichmacher in der Mischung in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew-% vorhanden ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Weichmacher in der Mischung in einer Menge von 0,02 bis 1 Gew-% vorhanden ist.