JPH0576551A - 高強度、高弾性、コンパウンド・フイラメントもしくはコンパウンド・フイルム移植材とその製法 - Google Patents

高強度、高弾性、コンパウンド・フイラメントもしくはコンパウンド・フイルム移植材とその製法

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JPH0576551A
JPH0576551A JP4069396A JP6939692A JPH0576551A JP H0576551 A JPH0576551 A JP H0576551A JP 4069396 A JP4069396 A JP 4069396A JP 6939692 A JP6939692 A JP 6939692A JP H0576551 A JPH0576551 A JP H0576551A
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JP
Japan
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solvent
polymer
film
orifice
core
Prior art date
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JP4069396A
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English (en)
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Sylwester Gogolewski
ゴゴルスキー シルベスター
Slobodan Tepic
テピツク スロボダン
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AO Technology AG
Original Assignee
Synthes AG Chur
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、離層し難い高強度、高弾性
のコンパウンド・フイラメントもしくはフイルム・ラミ
ネートのポリマー移植材とその製造方法とを提供するこ
とである。 【構成】 高延伸のモノフイラメント及び又はフイルム
から溶剤融着技法により高強度、高弾性のポリマー移植
材をつくる。これは配向の喪失を回避し、現在の技術、
すなわち溶融押出、注入モールデイングそして熱圧縮モ
ールデイングでは普通となっている熱と酸化劣化とを回
避する。本発明は個別の構造単位体（モノフイラメント
もしくはフイルム）を均一に結合して離層しないコンパ
ウンド・フイラメントもしくはコンパウンド・ラミネー
トにする。モノフイラメントもしくはラミネートの表面
を、コアの配向を損なわない適当な溶剤で膨潤する。膨
潤したモノフイラメントの束もしくはフイルムのサンド
イッチを引っ張ってオリフイスに通し、フイラメントや
フイルムの間に圧縮ストレスを発生させる。膨潤し、圧
縮された境界から溶剤を取り除くとモノフイラメントや
フイルムは均質に融着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非延伸ポリマーマトリ
ックスに高延伸コアを埋め込んだ複数のポリマー構造ユ
ニットを備える高強度、高弾性のポリマー移植材料とそ
の製法とに係るものである。
【０００２】
【従来技術】外科移植に使用するとき必要とされるポリ
マー材料の強度は、現在ではフアイバーもしくはフイル
ム製造技術、すなわち溶融押出もしくは溶融紡糸に続く
熱伸によってのみ得られる。これらのフアイバーを補強
材に使用して強い複合材をつくれる。複合材料を使用し
て移植材料をつくるとき、生体環境での活性侵攻が離層
の問題を一層悪化させる。モノフイラメント補強複合材
をつくるのに熱を使用するのでポリマーの熱と酸化によ
る崩壊によって機械的特性と化学的安定性が生体内で早
期に失われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの欠点
を解消することを意図している。
【０００４】本発明の目的は、離層し難い高強度、高弾
性のコンパウンド・フイラメントもしくはフイルム・ラ
ミネートのポリマー移植材料とその製造方法とを提供す
ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】移植材料は化学的に均質であるのが好まし
いが、相互に両立する化学的に異なる材料を使用するこ
ともできる。
【０００６】本発明に使用される好ましい移植材料は、
熱可塑性ポリマーであり、具体的にはポリエチレン、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリカプロアミドそしてポ
リアクチドである。これらのポリマー材料の分子量と分
子量分布は、当業者に知られた適当な方法を使用してフ
アイバー形成及び又はフイルム形成の要件に合致するよ
う選択される。
【０００７】本発明に従って移植材料を製造する方法の
基本的工程は次のようになる。 １）適当な溶剤による延伸ポリマー構造ユニット（モノ
フイラメントもしくはフイルム）の表面膨潤。適当な溶
剤とはそのポリマーを溶解するが、同時にそのポリマー
から簡単に取り除けるものである。 ２）モノフイラメントの束もしくはフイルム・サンドイ
ッチを形成し、そしてオリフイスを通して（もしくはロ
ーラの間を通して）それを引く。オリフイスの最も狭い
区域は束のモノフイラメントもしくはサンドイッチのフ
イルムの横断面積と等しいか、もしくはそれより小さ
い。 ３）オリフイスを通してフイルム ラミネートのそれぞ
れのコンパウンド・フイラメントに張力をかけて溶剤を
除く。
【０００８】本発明の新規な種々の特徴は特許請求の範
囲に記載したが、本発明と本発明の効果と目的の一層の
理解のため添付図を参照して以下に実施例を説明する。
【０００９】
【実施例】図１にコンパウンド・フイラメント成形のプ
ロセスに関しての幾何学的要件を示す。
【００１０】図１ａに半径Ｒの円形断面のモノフイラメ
ント１を束にして示す。溶剤でモノフイラメント１の表
面を膨潤して高粘性の溶液の皮膜２をつくる。モノフイ
ラメント１そのままの高延伸のコア３を残して、溶剤は
その濃度に勾配をつけて拡散している。フイラメント１
はボイド４を残してきつくパックされ、束となる。
【００１１】図１ｂは（図２に示された処理装置のオリ
フイスの出口を通過した後得られる）モノフイラメント
１の圧縮束を示す。高度に粘性の、膨潤した皮膜５は変
形させられ、図１ａのボイド４を排除し、そして面６に
沿って結合する。部分的に非晶質なポリマーの高度に粘
性の、膨潤した皮膜５のこれらの区域を通して拡散する
ことによって溶剤はあらかた除去され、もとのモノフイ
ラメント１のコア３をそのまま残す。ボイド４を閉じる
に必要とされる膨潤した皮膜の最小実効厚みはフイラメ
ント半径の約５％である。この値以上に皮膜の厚みを調
整すると、高度に延伸されたコア３を分離するコンパウ
ンド・フイラメントの軟化区域をつくることになる。こ
のことは特に屈曲や捩じりで全体のスチフネスを調整で
き、望ましい特性とされる場合がある。これらの非晶質
の区域が裂開の進行を禁止することもある。
【００１２】図２はコンパウンド・フイラメントを製造
するための処理装置を概略示している。モノフイラメン
ト１０は給送孔１２を通して密封室１３にボビン１１か
ら送り込まれる。室１３は温度Ｔ1 で飽和溶剤蒸気１５
と平衡した溶剤１４を含んでいる。室１３内でモノフイ
ラメント１０は束１６に揃えられる。束１６は円錐オリ
フイス１７を通して第２の室１８へ引かれる。室１８内
で温度Ｔ2 の真空内でコンパウンド・フイラメント２０
から溶剤１４を除く。第２の室１８は出口１９を介して
真空源へ接続されている。真空作用により溶剤をコンパ
ウンド・フイラメントから除き、そして反対向きに回転
する巻き取りロール２２によりシール２１を通して室１
８からコンパウンド・フイラメント２０を引き出す。形
の異なる（丸い、矩形の、板状の形をした）断面のコン
パウンド・フイラメント２０が適当なオリフイス１７を
使用するというだけでつくれる。以下に説明するような
管状の断面をつくることもできる。
【００１３】図３は丸い管状断面のものをつくるオリフ
イスを例として示す。フアイバーの束３０は、オリフイ
スのボデー３１と円錐体３２との間に形成された円錐形
の環状オリフイス３７に引き込まれる。複数の薄い支持
体３３により正しい位置に円錐体３２は保持される。矢
３５により指示されるようにフアイバー束３０をオリフ
イス３７を通して引き、そしてオリフイス３７を通った
束３０に張力をかけて溶剤を除去して、個々のモノフイ
ラメントを強い管３４にする。最小のオリフイス開口区
域は束３０のフアイバーの全横断面に等しいか、それよ
り小さい。これらの管３４の用途としては外傷における
髄内ネールがある。
【００１４】図４ａはフイルム成層に使用する成層プロ
セスを示す。
【００１５】個々のフイルム４０を溶剤で膨潤し、（矢
４４の方向に）オリフイスを通してフイルムのサンドイ
ッチ４０を引くことによりフイルム層４３を製造する。
矢４２の方向に自動もしくは他動により回転できる一組
のローラ４１によりオリフイスを形成するのが好まし
い。一組のローラ４１によって形成されたオリフイスを
通してフイルムのサンドイッチを引っ張って溶剤を除く
ことにより強いフイルム層４３をつくる。図４ｂに示す
ように、一枚のフイルム４０の延伸した強度の高いコア
４６をそのまま残して、一枚のフイルム４０の薄い表面
層４５を膨潤させる。
【００１６】例えば整形外科の髄内ネールの製造に適し
た、開いた、すなわちスロットつき管５２を形成するの
に使用する本発明のフイルム成層プロセスを図５に示
す。高度に延伸したポリマーフイルム５０は適当な溶剤
を用いて表面を膨潤し、そして開いた管状部５２をつく
る半径方向のブレード５３を有するコア５１の周りに巻
きつける。フイルム５０の巻きつけと成層とは矢５５の
方向に回転する多数のローラ５４（その中の２個の一組
だけを示す）によって行われる。矢５６の方向に管５２
と一緒にコア５１が動くのが好ましい。次々に給送され
る多数のコア５１を使用して連続処理できる。管５２を
定寸に切断して、連続プロセスに戻すときコア５１を管
５２から除く。
【００１７】図６に示すように、半径方向のブレードの
ない円筒コア６１を使用することによりスロットのない
管をつくることもできる。フイルム６０を、それらの突
き合わせ縁６３が図６ａに示すように管６２の周りに接
してずれているようにコア６１の周りに巻く。
【００１８】図６ｂに示すようにコア６１の周りに螺旋
状に巻いたフイルム６０によって捩じりスチフネスを更
に調整できる。
【００１９】本発明に従って移植材料として使用できる
多数の生体両立性の化学物質を以下に挙げる。
【００２０】ポリエチレン：本発明の方法に従って沸騰
トルエンの蒸気で超高分子量ポリエチレン フアイバー
を処理する。生じた高分子量、高弾性、高強度のコンパ
ウンドフイラメントの「ロープ」を適当な大きさに切断
して外傷における髄内ネールとして使用する。
【００２１】ポリエチレン テレフタレート：沸騰ジメ
チルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を使用することにより本
発明の方法によりポリエチレンテレフタレートのフアイ
バー、モノフイラメントもしくはフイルムをコンパウン
ドーフイラメント及び又はコンパウンドフイルムにする
ことができる。
【００２２】ポリカプロアミド：ナイロン６フアイバー
を濃い蟻酸の蒸気に通して本発明のコンパウンド・フイ
ラメント移植材にすることができる。
【００２３】ポリラクチド：ジャーナル・オヴ・アプラ
イド ポリマーサイエンス（J Appl. Polym Sci ）28,
1045ー1061(1983)にゴゴルブスキーとペニングスが記述
した溶融紡糸もしくはゲル押出により製した熱延伸ポリ
ラクチド フアイバーを、クロロホルム、塩化メチレン
もしくはヘクサフルオロプロパノールのような塩素化、
もしくはフッ素化溶剤の蒸気を使用することにより本発
明に従ってコンパウンド・フイラメントの移植材にでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の移植材のモノフイラメントの
束の部分の断面図であり、幾何学的パラメータを示す。
【図２】 図２は本発明の移植材のコンパウンド・フイ
ラメントの製造装置の略図である。
【図３】 図３は本発明の移植材のコンパウンド・フイ
ラメントの製造装置の環状オリフイスの拡大図である。
【図４】 図４は本発明のフイルムラミネートの成層法
を説明する斜視図である。
【図５】 図５は開いた（スロットつき）管状体を製造
する本発明のフイルムラミネートの成層法を説明する斜
視図である。
【図６】 図６は本発明のフイルムを層にして、閉じた
管状体の斜視図である。
【符号の説明】
１ モノフイラメント ２ 皮膜 ３ コア ４ ボイド ５ 変形した皮膜 ６ 面 １０ モノフイラメント １１ ボビン １２ 給送孔 １３ 密封室 １４ 溶剤 １５ 飽和蒸気 １６ 束 １７ オリフイス １８ 第２の室 ２０ コンパウンド・フイラメント ２１ シール ２２ 巻き取りロール ３０ フアイバーの束 ３１ オリフイスのボデー ３２ 円錐体 ３４ 管 ４０ フイルム ４１ ローラ ４３ フイルム層 ４５ 表面層 ４６ コア ５０ ポリマーフイルム ５１ コア ５２ 管 ５３ 半径方向のブレード ５４ ローラ ６０ フイルム ６１ 円筒コア ６２ 管 ６３ 突き合わせ縁

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非延伸ポリマーマトリックスに高度に延
    伸したコアーを埋め込んだ複数のポリマー構造ユニット
    を備え、前記の延伸コアー構造ユニットの溶剤処理によ
    って前記のマトリックスがつくられるようにした高強
    度、高弾性のポリマー移植材。
  2. 【請求項２】 ポリマー構造ユニットがフイラメントで
    ある請求項１に記載の移植材。
  3. 【請求項３】 ポリマー構造ユニットがフイルムである
    請求項１に記載の移植材。
  4. 【請求項４】 コアーとマトリックスとが化学的に均一
    である請求項１に記載の移植材。
  5. 【請求項５】 溶剤処理可能の、延伸ポリマー構造ユニ
    ットがポリアミド、ポリエステル、ポリヒドロキシ酸、
    ポリオレフインもしくはポリビニルアルコールを基礎と
    する請求項１に記載の移植材。
  6. 【請求項６】 マトリックスに対するコアの体積比がほ
    ぼ１０対１である請求項１に記載の移植材。
  7. 【請求項７】 マトリックスに対するコアの体積比がほ
    ぼ１０対５である請求項１に記載の移植材。
  8. 【請求項８】 整形外科における髄質内ネールとして使
    用するためスロットつき管の形をした請求項１に記載の
    移植材。
  9. 【請求項９】 複数の延伸ポリマーモノフイラメントの
    表面を、その表面を膨潤できる溶剤にさらし、表面を膨
    潤したモノフイラメントの揃えた束をつくり、この束を
    オリフイスに通して引いて、それによりサンドイッチに
    なっているフイルムもしくは束のモノフイラメントの全
    横断面積をオリフイスの最も狭い区域に等しいか、それ
    より小さくし、そしてオリフイスを通った束にかかる張
    力を維持して、溶剤を除去することを特徴とする延伸ポ
    リマーフアイバーから高強度、高弾性のポリマーコンパ
    ウンドフイラメント移植材をつくる方法。
  10. 【請求項１０】 オリフイスが環状である請求項９に記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 複数の延伸ポリマーフイルムの表面
    を、その表面を膨潤できる溶剤にさらし、表面を溶剤で
    膨潤したフイルムのサンドイッチを形成し、このサンド
    イッチをオリフイスに通して引いて、それによりサンド
    イッチになっているフイルムの全横断面積がオリフイス
    の最も狭い区域に等しいか、それより小さくし、そして
    オリフイスを通ったサンドイッチにかかる張力を維持し
    て、溶剤を除去することを特徴とする延伸ポリマーフア
    イバーから高強度、高弾性のポリマーフイルムラミネー
    ト移植材をつくる方法。
  12. 【請求項１２】 オリフイスがフイルムのサンドイッチ
    に作用する多数のローラにより形成される請求項１１に
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】 溶剤の蒸気と平衡して溶剤を含んでい
    る第１の密封室に延伸ポリマーモノフイラメントを送り
    込み、束にし、オリフイスを通して引き、出口を介して
    真空源に接続できる第２の室に入れ、そして溶剤を絞り
    取って第２の室から引き出してコンパウンドフイラメン
    トを形成する請求項９に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 延伸ポリマーフイルムをサンドイッチ
    にし、溶剤の蒸気と平衡して溶剤を含んでいる第１の密
    封室に延伸ポリマーフイルムを送り込み、円筒コアの周
    りに巻き、そして出口を介して真空源に接続できる第２
    の室に多数のローラを通して引き入れ、そして溶剤を絞
    り取って第２の室から引き出してコンパウンドチューブ
    を形成する請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 コアはスロットつきのコンパウンドチ
    ューブをつくるため放射ブレードを有している請求項１
    ４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 コンパウンドチューブと同じ速度でコ
    アが動く請求項１４に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 多数のコアを次々に連続して正しい位
    置に送る請求項１４に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ポリマーフアイバーが超高分子量ポリ
    エチレンからつくられ、そして溶剤がトルエンである請
    求項９に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 ポリマーフアイバーがポリエチレン
    テレフタレートからつくられ、そして溶剤がジメチルス
    ルホキシドである請求項９に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 ポリマーフイルムがポリエチレン テ
    レフタレートからつくられ、そして溶剤がジメチルスル
    ホキシドである請求項１１に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 ポリマーフアイバーがナイロン６から
    つくられ、そして溶剤が蟻酸である請求項９に記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】 ポリマーフアイバーがポリラクチドか
    らつくられ、そして溶剤が塩素化炭化水素もしくはフッ
    素化炭化水素、好ましくはクロロフォルム、塩化メチレ
    ンもしくはヘキサフルオロプロパノールである請求項９
    に記載の方法。
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