JPH02237569A - 吸収可能なコーティング及び混和物 - Google Patents

吸収可能なコーティング及び混和物

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JPH02237569A
JPH02237569A JP1345131A JP34513189A JPH02237569A JP H02237569 A JPH02237569 A JP H02237569A JP 1345131 A JP1345131 A JP 1345131A JP 34513189 A JP34513189 A JP 34513189A JP H02237569 A JPH02237569 A JP H02237569A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的に吸収可能なコーティング及び外科用縫
合糸及び薬剤分配系のための吸収可能な混和物に係る。
より特定的には、本発明は、ε−カブロラクトンホモポ
リマーと結晶化改変剤、及びε−カプロラクトンと吸収
可能なモノマーとのコポリマーと結晶化改変剤を含有し
うる吸収可能な組成物に関している。
過去30年間に医薬デバイス及び薬剤分配系て゛の合成
の吸収可能ポリマーの使用が劇的に増加した。
特に吸収可能な医薬デバイスの分野では、通常は脂肪族
かつ線状の吸収可能ポリエステルが使われてきている。
例えば、傷の縫合の分野では、例えば米国特許第3,2
97,033M明細占にあるようにホモポリマーのポリ
(グリコール酸》や、例えば米国特許第3,839,2
97M明Il書にあるような、同様な吸収可能ポリマー
を製造する種々の他のモノマーとグリコール酸とのコポ
リマーが良く使われてきている。
特定の用途に応じ、合成ポリマーが完全に吸収される、
すなわち、その全量が周囲の組織に埋没するに要する時
間として好ましいものがある。
術後の組織縫合での吸収可能縫合糸の場合、通常は1年
以内である(米国特許第4,027,676及び4,2
01,216号明11[1m)が、さらに短くできれば
とされている。他の用途では、こ時間枠はより短かいこ
とも長いこともありうる。従って、所与の用途に応じ、
その用途での制限時間内に分解する吸収可能ポリマーを
使用する必要がある。
この種のポリマーの加水分解速度は広い範囲で変化する
ので、所与の用途のための合成吸収可能ポリエステルの
選択にはいくらかの自由がある。
各ポリエステルに特異的な固有のエステル結合加水分解
安定性及び各ポリマーの物理特性に応じて、吸収可能合
成ポリマーの加水分解速度の差がもたらされる。例えば
、エステル結合の加水分解安定性は電子的及び立体的因
子の両者の強い影響を受ける。電子的作用の例は、グリ
コール酸エステルの場合のように、エステル結合にαヒ
ドロキシ置換を有すると、エステル結合の活性が増強さ
れることである。加水分解反応及びそれによる合成吸収
可能ポリエステルの形状消失に重要な物理特性には、ポ
リマーのガラス転移温度及び結晶化度を含んでいる。ポ
リ(グリコール酸)及びポリカプロラクトンのような半
結晶性ポリマーでは、加水分解は先ずポリマーの無定形
部分で起ると考えられている。この無定形部分では結晶
化部分と比べ、水分子の到遅又は浸透が容易である。従
って、合成吸収可能ポリエステルのエステル結合で反応
するに先立って、先ず、水分子がポリマー近付き吸着さ
れなければならな(〜ように思われる。ポリマーの結晶
化部分は水分子の接近吸看を妨げると考えられている。
従って、当該阻害の発生する程度に応じて、吸収可能ポ
リエステルの全体的な分解が遅れる。ポリカプロラクト
ンの場合、加水分解速度及びその後の形状消失は粒子の
大きさに依存し、小さい粒子はフィルムの形のポリマー
成形物よりもかなり早く分解され、形状が消失する。
合成ポリエステルの1つの用途は外科用縫合糸のコーテ
ィングである。米国特許第3,390,681号明細園
中に説明されているように、外科的縫合糸にコーティン
グすると、結び目を作る性能が向上する。前記明Ill
では、乾燥及び湿潤条件の両者で、吸収可能ではないポ
リ(エチレンテレフタレート》製の縫合用の組紐の密%
t (snug dowロ)性能が、同じく吸収可能で
はないポリテトラフルオOエヂレンの小さな粒子を付着
させることにより改善されている。又、ポリカブロラク
トンのような線状ポリエステルで被@づることによって
、ポリエチレンテレフタレート組紐の縫合( tie−
down)性能が改善されることも間示されている(米
国特許第3,942,532号明II内)。更に、米国
特許第3,942,532号明III内は分子量1,0
00〜15,000のポリカブロラクトンも合成吸収可
能縫合糸の被呵に使用できることを開示している。しか
しながら、ポリカプロラクトンは吸収可能合成ポリエス
テルの中では吸収が遅いものとして知られており、当業
界で公知のように、吸収可能縫合糸としては吸収時間が
長ずざるであろう。実際、それに続く、米国特許第4,
027,676号及び4,201,216号の各明細占
には、米国特許第3,942,532号明細内に示され
た吸収可能縫合糸と共に使用する線状ポリエステルは、
縫合糸を吸収可能にするには性能不足だと指摘されてい
る。一方、米国特許第4,624,256号明細内には
、乾燥及び湿潤状態の両名で、ポリ《グリコール酸》の
マルチ糸による組紐の縫合性能及び結び目の確実性を改
善する高分子吊のポリカプロラクトンが開示されている
。このように、従来技術は、縫合性能及び結び目の確実
性のための縫合糸コーティングとして、ポリカプロラク
トンの有用性をはっきりと示している。しかし、吸収可
能ポリマーは、所与の用途で許容時間内に完全に吸収さ
れなければならない。従って、吸収可能なポリマーの生
体内での吸収特性を特定用途の規準に合うよう調整する
必要がある。
本発明の目的は、ポリマー内の結晶化度を低下させる結
晶化改変剤とポリカプロラクトンとを混和することによ
り、ポリカブロラクトンの生体組織内での吸収速度を増
加させることである。従って、特定の用途の要求に見合
うようにその分解及びそれに引き続く形状消失の速度を
調節することができる。本発明のもう1つの目的は、1
年以内に完全に吸収されるという時間的要求に適合し、
乾燥及び湿潤条件の両者で良好な縫合特性を付与する吸
収可能縫合糸用の吸収可能なコーティングを提供するこ
とである。本発明のもう1つの目的は化学物質又は医薬
品を放出を調整するための調整された吸収可能マトリッ
クスを提供することである。
本発明はε−カプロラクトンと結晶化改変剤とからなる
外科用縫合糸用の吸収可能なコーティングに関している
。縫合糸は好ましくは吸収可能な縫合糸である。結晶化
改変剤は結晶性脂肪酸又は結晶性脂肪酸エステルであり
うる。好ましくは、結晶化改変剤は結晶性の詣肪酸エス
テルである。
特に好適な結晶化改変剤は多価アルコールの飽和?1■
〜G181肪酸エステルである結晶性の詣肪酸エステル
である。好ましくは、多価アルコールはグリセロール、
エチレングリコール又はプロピレングリコールでありう
る。
コーティング組成物は、ε−カプロラクトンホモポリマ
ー約95〜約5重量%と結晶化改変剤約5〜約95重量
%を含んでいる。ある組成物では、εーカブロラクトン
ホモポリマーが約30〜約70重量%であり、結晶化改
変剤が約30〜約70車吊%である。特定の組成物では
、ε一カブOラクトンホモポリマーと結晶化改変剤とが
各々約50重量%ずつである。ε−カプロラクトンホモ
ポリマーの分子吊は少なくとも約1 , 000であり
、好ましくは約15,000〜約40, 000である
。
本発明の範囲には、ε−カプロラクトンホモポリマーと
結晶化改変剤とからなる吸収可能な混和物も含んでいる
。本発明は、ε−カプロラクトン?モポリマーと結晶化
改変剤とからなる吸収可能なコーティングで被覆したポ
リ(グリコール酸)の繊維少なくとも1木からなる吸収
可能な外科用縫合糸も含んでいる。縫合糸として少なく
とも85%のグリコール酸単位を有するコポリマーも含
んでいる。
本発明は、ε一カブーロラクトンホモポリマーと結晶化
改変剤との混合物からなる吸収可能な放出調整マトリッ
クスも包含する。マトリックスは更に化学物質又は医薬
品を含んでいる。マトリックスの結晶化改変剤は結晶性
脂肪酸又は結晶性脂肪酸エステルであってよく、後者が
好ましい。好適な結晶化改変剤は、多価アルコール好ま
しくはグリセロール,エチレングリコール又はプロピレ
ングリコールの飽和C1■〜C18脂肪酸エステルであ
る結晶性の脂肪酸エステルである。マトリックスのε一
カブOラクトンホモポリマーは混和物の約95〜約5重
量%であり、結晶化改変剤は混和物の約5〜約95重M
%である。
もう1つの実施態様には、本発明は、少なくとも80重
呈%のε−カプロラクトンと対応の残部をなすもう1つ
の吸収可能モノマーとのコポリマー及び結晶改変剤から
なる吸収可能混和物を含んでいる。混和物は更に化学’
11111賀又は医薬品を含んでいる。
本発明は、ε−カプロラクトンホモポリマーと結晶化改
変剤を混和するステップからなるポリカプロラクトンの
吸収速度に影響を与える方法も包含している。ε−カプ
ロラクトンホモポリマーに対する結晶化改変剤の混和率
が高くなるにつれて吸収速度も高くなる。
結晶化改変剤として働く結晶性の多価アルコール脂肪酸
エステルとポリマーとを混和することにより、ポリカプ
ロラクトンの生体組織内での吸収速度を増加させること
ができる。さらに、この速度は添加する結晶化改変剤の
墨を調整することによって調節することができる。しか
し、これらの詣肪酸エステルをポリカブロラクトンに混
和してもその優れたコーティング特性に悪影響は与える
ことはない。従って、本発明のポリカブロラクトンー脂
肪酸エステル混和物はポリ(グリコール酸)から成る縫
合用組紐のような吸収可能な縫合糸のためのすぐれた吸
収可能なコーディングである。
更に、これらの混和物は化学物質又は医薬品の放出を調
整するためにも使用できる。
ポリカプロラクトンに結晶化改変剤を混和することによ
り、ポリカブロラクトンの加水分解及びそれによるその
後の形状消失の速度は増加した。
本質的には、結晶化改変剤はポリカプロラクトン内の結
晶化度を低下させ、揮発性溶媒中の溶液から成形したポ
リカブロラクトンのフィルム形成能を理うせることが発
見されている。注目すべきことには、本発明の結晶化改
変剤をポリカブロラクトンに混和してもポリカプロラク
トンの所望特性に悪影響しない。本発明の結晶化改変剤
はそれ自体結晶性であり、各々の溶液から成形すること
によって、又は溶融物から製造することによってポリカ
プOラクトンと容易に均一な固体混和物を形成する。こ
のことはポリカブロラクトンと非ポリマー性の結晶化改
変剤との間の密接な相関関係及び相容性を示唆している
。
本発明では、ε−カプロラクトンのホモポリマー及びコ
ポリマーの両者とも結晶化改変剤と混和するのに適して
いる。ε−カプロラクトンホモポリマーの最低分子量は
少なくとも約1000であるべきである。しかしながら
、ホモポリマーに適用しつる上限は存在しない。商品名
Toneとして種々の分子吊のポリカブロラクトンがU
nion Cartlide社から市販されている。例
えば、Tone Polyolsとして低分子量のポリ
カブロラクトンが、一方、各々重量平均分子ffi15
,000及び40,000と製造業者が報告しているT
one PCL−300及びTone PCL−700
という商品名で、高分子量のポリカプロラクトンが市販
されている。ε−カプロラクトンコポリマーは少なくと
も約80重量%のε−カプロラクトンモノマーと対応の
残部をなすもう1つの吸収可能なモノマーとから合成し
たものである。コポリマーはランダム又はブロックのい
ずれのコポリマーでもよい。これらのコポリマーに調和
する吸収可能モノマーは、通常、対応のラクトンすなわ
ちグリコリド,ラクチドなどから重合したグリコール酸
,乳酸及び他の脂肪族オキシ酸である。このようなコポ
リマーは高いI1%のポリカプロラクトンを含有してお
り、結晶化改変剤との混和により生体組織内での吸収速
度を増加させることもできる。
本発明では、結晶化改変剤はポリカブロラクトンの結晶
化度及びフイルム形成能に作用することが判明している
。好ましい結晶化改変剤は多価アルコールの飽和012
〜018脂肪酸エステルであることが知られている。本
発明に有用な多価アルコールは、例えば、グリセO−ル
,エチレングリコール及びプロピレングリコールである
。これらの物質の市販品が本発明には好適であり、モノ
ステアリン酸グリセロールのような化合物の混合物《例
えばグリセロールバルミネートも含む》であることも多
い。このようなエステルは本来結晶性であり、すなわち
、結晶性物質の特徴的な粉末X#!回折図を示す。これ
ら脂肪酸エステルが本来結晶性である事実は、「半結晶
性の」ポリカブロラクトンの結晶化を阻害する作用をな
し、それにより混和物の正味結晶化度が低下すると信じ
られている。
更に、正味混合物及び成分であるポリ力プロラクトンの
結晶化がこのように妨害されたことがポリカブロラクト
ンのフイルム形成能低下の原囚であると信じられている
。従って、ポリカプロラクトンの加水分解及びその後の
形状消失に非常に重要な2つの要素は、本発明の結晶化
改変剤の添加により調整できる。これらの結晶化改変剤
のもう1つの重要な特徴は水に不溶性であるが酵素で分
解しつることである。従って、結晶化改変剤はポリカブ
ロラクトンとの結晶性相互作用により急速に絞り出され
ることはなく、ポリカプロラクトンが加水分解されて分
子吊低下する際に、ポリカプロラクトンが再結晶化する
のを防ぐことができる。
ポリカプロラクトン−700(PCL−700 )  
(LlnionCarbidf3 ) ,純粋なモノス
テアリン酸グリセロール(GHS)  (Stepan
 Chemical社),この2つの成分の物理的混合
物及びこの2つの成分の混和物について粉末X線回折分
析を行った。2つの成分の物理的混合物は、室温で、等
量の粉末PCL−700とGHSを一緒に混合すること
により製造した。回折実験用混和物は、先ず、塩化メチ
レン/メタノール溶媒に2つの溶質を溶解して10重最
%溶液とすることにより製造した。次に、溶媒を蒸発さ
せると固体混和物が残り、これをモルタルとベストルで
注意深く粉砕して均一な粉末を¥J還した。銅K 線照
射による粉末回折計で10゜〜30゜の20のα 値の範囲で回折図が記録された。ポリ力プロラクトン、
モノステアリン酸グリセロール、物理的混合物及び実験
用混和物について、この範囲に最大の回折強度が来る。
各回折図の全面積を定量し、物理的混合物のそれを10
0として相対面積を評価する。各サンプルの相対面積は
その全結晶化度の反映である。この範囲での回折図での
相対面積の比較を第1表に示す。
第 表 ポリカブロラクトン(Pct)とモノステアリン酸グリ
セロール(GHS)の1:1物理的混合物の回折図と上
記のように製造した2つの成分の1:1混合物の回折図
とを比較すると、混和物で35%の結晶化度の低下を示
している。モノステアリン酸グリセロールの割合が増す
に従って、結晶化度の低下が大きくなる。又、結晶化度
は両方の成分で低下していることが明らかである。従っ
て、2つの成分間での密接な相互作用が示唆される。
平坦な表面に各10重量%の溶液を流し、溶媒を蒸発さ
せることにより、ポリカブロラクトンと本発明混和物の
相対的なフイルム形成能を定吊的に評価した。この実験
では、ポリカプロラクトン−700(Union Ca
rbide)の結晶化改変剤としテモノージーグリセリ
ド(HDG)(Stepan Chel1ica1社)
を使用した。これらの結果は第■表に示すが、結晶化改
変剤の割合が増加するにつれてフイルム形成能が劇的に
低下することを示している。
第   ■   表 1[1−』二−    フイルムの B100%PC[
      強い、固い、透明90%PCL◆10%H
DG  非常に弱いフイルム、不透明70% PC13
0% HDG  白眉を形成、粘着は弱い50% PC
L+50% HDG  白い固体を形成、粘着は弱い3
0% PCL+70X HOG  白イ粒状(7)固[
−形成10% PCL490% HDG  白い粒状の
固体ヲ形成生体外条件下での下記の被覆ポリ(グリコー
ル酸) (PGA) l合糸の完全性により、本発明混
和物のフィルム形成傾向を更に検討した。例えば、サイ
ズOのポリ《グリコール酸》0合組紐を、非被覆, 1
00%ポリカプロラクトンづ00(UnionCarb
ide)で被覆,ポリカプロラクトン−700(Uni
on  Carbide)と純粋なモノステアリン酸グ
リセロール(Stepan Chemical社》との
1対1混和物で被覆したものを各々、試験管中のpH 
7.0のバッファ溶液に漬け、50℃の恒温槽中に置い
た。被覆した縫合糸はPCL−700及び1対1混和物
各々7及び5重量%のコーティング重量を有していた。
試験中、縫合糸を可視的に検査した。第48日目までに
、非被覆PGA I白糸及びPct/GMS混和物で被
覆した縫合糸の両者は、糸くず様の残留物にまで分解さ
れた。しかし、PCL被覆した縫合系については外観は
第78日目にも変らず、縫合糸がポリカブロラクトンの
強く固いフイルムで囲まれていることを示唆している。
一方、非被覆縫合糸及びPct/GHSの1対1m和物
で被覆した縫合糸の両者は48日という同じ時間帯内で
同じ程度の分解を示した。
本発明の主な目的はポリカブロラクトンの加水分解及び
形状消失の速度に影響を与えて、これを調整することで
あるが、本来の利点を犠牲にして達成すべきものではな
い。吸収可能な縫合糸コーティングとして使用する場合
、種々の混和物のコーティング効果はPc1 100%
のものより実際に高いことが判った。従って、ポリカプ
ロラクトンと本発明の結晶化改変剤とを混和することに
よって、ポリカプロラクトンのみで被覆した縫合糸と比
べて縫合糸の柔かさ及び柔軟性を高めると思われる。
本発明のポリカプロラクトンと結晶化改変剤の混和物は
化学物質及び医薬品の放出の調整にも利用できる。実際
に、ポリカプロラクトンに対する結晶化改変剤の割合を
使用して化学物質又は医薬品の放出速度を調整すること
ができる。更に、この混和物はPct 100%のマト
リックスと比べて形状消失速度が改善されている。この
ように、モノステアリン酸グリセロールのような結晶化
改変剤とポリカブロラクトンの混和により多くの利点を
有する吸収可能なマトリックスが製造される。放出の調
整や形状消失という利点の他に、本発明混和物は一般的
に、ポリカブロラクトン100%のものより速く、モノ
ステアリン酸グリセロールのような結晶化改変剤100
%のものよりずクとゆフくりと薬剤を放出することが期
待される。
例示として、次に、吸収可能な縫合糸(実施例1)及び
吸収可能な放出調整マトリックス(実施例2)のための
吸収可能混和物の使用を説明する。
K亙■ユ ポリカプロラクトン−700(υnion Carbi
de) 5.5重量%.七ノージーグリセリド(Ste
pan Chenicat社)5.5重量%,メタノー
ル9重全%及び塩化メチレン80重塁%からなるコーテ
ィング溶液を使用してサイズ2〜6/0の太さのポリ(
グリコール酸)の吸収可能な縫合組紐を被覆した。所定
速度で短時間、糸巻きに巻いてある非被via合糸をコ
ーティング溶液に連続的に供給して通過させ、次に、空
気乾燥させてから糸巻きに巻取った。被覆した縫合糸は
サイズに応じ乾燥重量で約2〜5%のコーティングが得
られたことが示された。被覆した縫合糸は全サイズで乾
燥及び湿潤条件の両名で優れた操作及び縫合特性を有し
ている。この滅菌した被覆縫合糸及び滅菌した非被覆縫
合系をラットに皮下挿入して比較すると、傷が治ゆする
に要する時間までにコーティングが縫合糸の生体内での
引張強さを低下させることはないことが示される。
更に、より長い期間がたつと、被覆及び非被m縫合糸は
両方共同じような吸収速度を示した。本発明の滅菌した
被覆縫合糸とポリカプロラクトン700のみで被覆した
滅菌ポリ《グリコール酸》縫合糸をラットに皮下挿入し
て比較すると、本発明の被覆縫合糸はポリカブロラクト
ンのみで被覆した縫合糸より早くに完全な吸収を示すこ
とが示された。更に、本発明の被覆縫合糸は1年という
時間帯の内で十分に、縫合糸及び被覆の完全な吸収を示
す。
友エ亘ユ 次のような吸収可能なマトリックスの薄いディスクから
の生体外でのメチレンプルー(AIdriChChem
ica1社》の放出により、吸収可能な放出調整マトリ
ックスとしてのポリカプロラクトンと結晶化改変剤の吸
収可能な混和物の使用を示す。メチレンプルーは水溶性
染料であり、吸収可能なマトリックスの水溶性化学物質
又は医薬品の放出を模倣するために使用した。メチレン
プルーを含有する吸収可能な放出調整マトリックスは、
次のように製造した。相対比7:3、1:1及び3:7
の固体ポリカプロラクトンづ00(Union Car
bide)及び七ノ〜ジーグリセリド(Stepan 
Chenical社》を約90℃に加熱し、撹拌して均
質な溶融物とした。
次に、各溶融物に正確に0.4重重%のメチレンブルー
を混合した。次に、溶融物を冷いプレートの上に注ぎ、
2顛の厚のディスクを形成した。各組成物のディスクを
同数、50℃のpH7のバッファ溶液に漬けると、ディ
スクの組成に応じて青色染料の放出速度に変化が認めら
れ、ポリカブOラクトンに対するモノージーグリセリド
の量が増加するに従って染色放出速度は高くなった。更
に、吸収可能なマトリックスからの染料の放出速度は、
同様に製造した100%Pct−700のディスクより
高く、同様に[3mした七ノージーグリセリドのディス
クより低かった。
本発明を好ましい実施態様を特別に参照して水明a内に
記載した。しかしながら、当業者には、本発明の範囲及
び精神から逸脱することなく特許請求の範囲に記戟され
た本発明の形態を変化させることができ、又、本発明の
ある態様は時として他の態様を使用するよりも有利に使
用できることが理解されよう。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ε−カプロラクトンホモポリマーと結晶化改変剤
    とからなる外科用品用の吸収可能なコーティング。
  2. (2)結晶化改変剤を結晶性脂肪酸及び結晶性脂肪酸エ
    ステルからなる群から選択する請求項1のコーティング
    。
  3. (3)結晶性脂肪酸エステルを多価アルコールの飽和C
    _1_2〜C_1_8脂肪酸エステルから選択する請求
    項2のコーティング。
  4. (4)多価アルコールを好ましくはグリセロール、エチ
    レングリコール及びプロピレングリコールからなる群か
    ら選択する請求項3のコーティング。
  5. (5)前記コーティングが、前記ε−カプロラクトンホ
    モポリマー約95〜約5重量%と前記結晶化改変剤約5
    〜約95重量%からなる請求項1のコーティング。
  6. (6)ε−カプロラクトンホモポリマーの分子量が少な
    くとも約1,000である請求項5のコーティング。
  7. (7)請求項1の吸収可能なコーティングで被覆した少
    なくとも1本の繊維からなる吸収可能な外科的縫合糸。
  8. (8)繊維がポリ(グリコール酸)からなる請求項7の
    縫合糸。
  9. (9)(i)ε−カプロラクトンホモポリマーと結晶化
    改変剤及び(ii)少なくとも80重量%のε−カプロ
    ラクトンと対応の残りの重量%のもう1つの吸収可能な
    モノマーとのコポリマーと結晶化改変剤からなる群から
    選択した混和物からなる吸収可能な放出調整マトリック
    ス。
  10. (10)化学物質又はは医薬品のいずれかをさらに含有
    している請求項9のマトリックス。
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