專利名稱：熔融噴絲裝置及熔融噴絲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔融噴射由植入生物體內(nèi)的醫(yī)療用材料，例如形成植入生物體的血管里的移植片固定物(stent)的生物可分解性聚合物材料構(gòu)成的絲的熔融噴絲裝置及熔融噴絲方法。
可是，眾所周知，即使實施了經(jīng)由皮膚的血管形成術(shù)，在發(fā)生狹窄的部分再次發(fā)生狹窄的幾率仍很高。
為了防止再狹窄，在實施了經(jīng)由皮膚的血管形成術(shù)的部分再植入做成筒狀的移植片固定物。該移植片固定物在縮徑的狀態(tài)下插入血管內(nèi)，然后擴張并植入血管內(nèi)，從其內(nèi)部支承血管，從而可以防止血管再次發(fā)生狹窄。這種移植片固定物由不銹鋼或Ti-Ni系合金等金屬制成。
可是，在經(jīng)由皮膚的血管形成術(shù)中，在血管植入移植片固定物的主要目的在于，預(yù)防急性冠狀閉塞和降低再狹窄的頻度。由于急性冠狀閉塞和再狹窄是發(fā)生在一定期間內(nèi)的現(xiàn)象，所以只需要暫時的治療。因此，移植片固定物只要在一定期間內(nèi)保持具有從內(nèi)部支承血管的功能就可以了，之后最好不作為異物殘留在生物體內(nèi)。
金屬制的移植片固定物，一旦植入生物體的血管內(nèi)就永遠(yuǎn)存在，從而當(dāng)在移植片固定物部位再次發(fā)生狹窄時，往往妨礙再次的血管形成術(shù)。另外，植入移植片固定物的部位也使實施冠狀動脈旁路變得困難。這樣一來，在生物體內(nèi)植入永久存在的金屬制的移植片固定物對再治療會有種種妨礙。
為了解決這樣的金屬制的移植片固定物具有的問題，使用植入血管等生物體內(nèi)后經(jīng)過一定時間分解然后被生物體吸收而消失的生物可分解性聚合物的移植片固定物已作為方案被提出(日本專利2842943號公報、日本特開平11-57018號公報)。
特別是本發(fā)明者提出了由把生物分解聚合物制的絲編織成筒狀的編織物構(gòu)成的移植片固定物(日本專利2842943號公報)和把生物可分解性聚合物制的絲一邊彎曲成鋸齒形一邊在不編織的狀態(tài)下卷成筒狀的移植片固定物。
由于使用這樣的生物可分解性聚合物制的絲，所以可以形成在一定期間內(nèi)備有足以張開作為構(gòu)造體的血管并維持下來的力學(xué)特性、并在一定期間過后可以消失的移植片固定物。
使用生物可分解性聚合物制的絲的移植片固定物，由于可以容易進行撓曲變形，所以可以容易地輸送到彎曲的血管內(nèi)并植入作為目的位置。
可是，作為高分子材料的生物分解聚合物材料，由于分子量不同，所以分解和吸收特性不同，力學(xué)特性也不同。例如，聚乳酸(PLLA)那樣的生物可分解性聚合物材料，經(jīng)熔融而被熱分解，從而分子量下降。分子量的下降因熱分解的程度而變化。因此，在熔融噴射相同的生物可分解性聚合物材料時，當(dāng)使熔融的聚合物材料的加熱時間不均勻時，噴出的絲的平均分子量變得不均勻。平均分子量不均勻的絲，分解和吸收特性以及力學(xué)特性在局部上就不一樣了。
當(dāng)使用這樣的平均分子量不均勻的絲形成移植片固定物植入血管等脈管里時，不能夠均勻地分解和吸收移植片固定物整體。另外，使用這種絲的移植片固定物，由于絲本身強度不均勻，所以不能以均勻的力支承血管等脈管的內(nèi)壁。
本發(fā)明是熔融噴射由形成植入生物體內(nèi)的醫(yī)療用材料，例如植入生物體的脈管的移植片固定物的生物可分解性聚合物材料構(gòu)成的絲的熔融噴絲裝置，該噴絲裝置在供給生物可分解性聚合物材料的垂直設(shè)置的圓筒內(nèi)設(shè)置與該圓筒同軸的由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的在圓周面至少形成一條螺旋槽的螺桿，把供給圓筒內(nèi)的由螺桿的旋轉(zhuǎn)而熔融的生物可分解性聚合物材料從與圓筒的頂端同軸安裝的噴嘴的噴出口向垂直方向噴射來進行噴絲。
該熔融噴絲裝置，由于一邊由螺桿把生物可分解性聚合物材料向垂直方向送出，一邊從噴嘴向垂直方向噴射來進行噴絲，所以能防止在圓筒及噴嘴內(nèi)產(chǎn)生熔融的生物可分解性聚合物材料的滯留和不均勻的渦流，能噴出具有均勻的平均分子量的絲。
再有，本發(fā)明的熔融噴絲裝置，在構(gòu)成熔融生物可分解性聚合物材料的熔融機構(gòu)的圓筒的外周上，與圓筒的軸向并列地設(shè)置能夠獨立控制溫度的多個加熱機構(gòu)，能對投入圓筒內(nèi)的生物可分解性聚合物材料的熔融狀態(tài)進行控制。
噴出熔融的生物可分解性聚合物材料的噴嘴，由加熱機構(gòu)控制成恒定的溫度。由于對噴嘴進行溫度控制，所以從噴嘴噴出的熔融的生物可分解性聚合物材料的溫度可以控制成恒定。
本發(fā)明，由備有在垂直設(shè)置的圓筒內(nèi)與該圓筒同軸配置的由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的在圓筒周面上至少設(shè)置一條螺旋槽的螺桿的熔融機構(gòu)熔融生物可分解性聚合物材料，把該熔融的生物可分解性聚合物材料從與圓筒同軸設(shè)置的噴嘴的噴出口向垂直方向噴射來進行噴絲。
通過使用上述的熔融噴絲裝置的噴絲方法能噴出具有均勻分子量的長絲。
本發(fā)明的另外的目的，即由本發(fā)明得到的具體的優(yōu)點，從下面說明的實施例的說明中是會進一步明了的。
圖2是表示熔融機構(gòu)的圓筒及螺桿的剖視圖。
圖3是表示安裝在圓筒的頂端上的流通阻力板的俯視圖。
圖4是設(shè)置在熔融機構(gòu)的頂端上的噴出部的剖面圖。
圖5是表示向熔融機構(gòu)供給聚合物材料的供給部的剖面圖。
圖6是表示配置在構(gòu)成熔融機構(gòu)的圓筒內(nèi)的螺桿的側(cè)視圖。
圖7是表示配置在熔融機構(gòu)和噴出部之間的供給控制機構(gòu)的側(cè)視圖。
圖8是表示構(gòu)成上述熔融機構(gòu)的一組齒輪的剖面圖。
本發(fā)明的熔融噴絲裝置，如

圖1所示，是垂直設(shè)置熔融噴絲機的縱型的熔融噴絲裝置。
圖1所示的熔融噴絲裝置，具有水平設(shè)置在設(shè)置面上的基板2，備有通過支承構(gòu)件3a支承在支柱3上的熔融噴絲機1，該支柱3垂直設(shè)置在上述基板2上。熔融噴絲機1備有平行地支承在垂直設(shè)置的支柱3上的熔融機構(gòu)4、噴出由熔融機構(gòu)4熔融的聚合物材料的噴出部5、向熔融機構(gòu)4供給聚合物材料的供給部6、以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)成熔融機構(gòu)4的螺桿16的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)7。
構(gòu)成熔融噴絲機1的熔融機構(gòu)4，如圖2所示，備有做成圓筒狀的圓筒8。在圓筒8內(nèi)，與該圓筒8同軸地設(shè)置螺桿16。螺桿16對投入圓筒8內(nèi)的聚合物材料進行加壓，促進其熔解并將其從圓筒8的頂端部一側(cè)壓出。
在圓筒8的外周上，在圓筒8的軸向上并列地配置多個加熱部9。這些加熱部9分別獨立地進行控制，可以多階段地控制圓筒8的軸向的溫度。
另外，在圓筒8的頂端上安裝連結(jié)部21，用于把噴出由熔融機構(gòu)4熔融的聚合物材料的噴出部5連結(jié)到圓筒8上。連結(jié)部21被做成環(huán)狀，在其中央部，如圖3所示，安裝流通阻力板22，該流通阻力板22與螺桿16的軸向平行地設(shè)置多個貫通孔22a。由螺桿16的旋轉(zhuǎn)而從圓筒8的頂端供給的熔融的聚合物材料在通過流通阻力板22時被施加流通阻力并被加壓，從圓筒8的頂端被壓出到噴出部5一側(cè)。
設(shè)置在流通阻力板22上的貫通孔22a，根據(jù)由螺桿16的旋轉(zhuǎn)從圓筒8的頂端供給的熔融聚合物材料的供給量或供給速度，還有聚合物材料的粘性阻力等因素適當(dāng)?shù)刈兏淇讖胶驮O(shè)置的數(shù)量。
另外，流通阻力板22只要是把流通阻力施加給由螺桿16的旋轉(zhuǎn)從圓筒8的頂端供給的熔融的聚合物材料并加壓聚合物材料的構(gòu)件，可以是任何一種形狀。
通過連結(jié)構(gòu)件21安裝在圓筒8的頂端的噴出部5，如圖4所示，備有與安裝在圓筒8的頂端上的連結(jié)構(gòu)件21連結(jié)的流通路套11和安裝在流通路套11的頂端上的噴嘴10。噴嘴10通過安裝構(gòu)件12固定在流通路套11的前端。再有，噴嘴10和安裝構(gòu)件12也可以是一體形成的構(gòu)件。
構(gòu)成噴出部5的流通路套11，其功能在于，在穩(wěn)定的狀態(tài)下把每次一定量的從圓筒8供給的熔融的聚合物材料供給噴嘴10，如圖4所示，在中心部形成的流通路11a與圓筒8同軸。即，流通路11a和圓筒8使軸心P1一致并垂直地配置。由于流通路11a被形成為從垂直配置的圓筒8向噴嘴10一側(cè)的平緩的前端細(xì)形狀，所以可以把從圓筒8供給的熔融的聚合物材料不產(chǎn)生滯留或渦流地連續(xù)地在以每次一定數(shù)量的穩(wěn)定的狀態(tài)下供給噴嘴10。
而且，在噴嘴10上，如圖4所示，形成噴出從流通路套11供給的熔融的聚合物材料的噴出口10a。該噴出口10a控制噴出的絲的直徑，根據(jù)噴出的絲的粗細(xì)形成適當(dāng)?shù)闹睆健姵隹?0a也被形成與流通路11a同軸。即，噴出口10a和流通路11a被設(shè)置成垂直且與圓筒8同軸。
再有，可以準(zhǔn)備幾種噴出口10a的直徑R1不同的噴嘴10，通過適當(dāng)?shù)馗鼡Q可以噴出粗細(xì)不同的絲。
在噴出部5的外周設(shè)置控制噴出部5的溫度的加熱部13。該加熱部13通過控制噴出部5的溫度來控制從噴嘴10噴出的聚合物材料的溫度。
把熔融的聚合物材料供給熔融機構(gòu)4的供給部6，如圖5所示，備有用于把聚合物材料投入圓筒8的料斗14和把料斗14安裝到圓筒8上的安裝部6a。在安裝部6a的外周設(shè)置用于控制供給部6的溫度的溫度控制部15。該溫度控制部15用于把投入料斗14內(nèi)的聚合物材料控制在一定的溫度上，由加熱冷卻機構(gòu)構(gòu)成。
在此，更具體地說明一下熔融機構(gòu)4，熔融機構(gòu)4，如圖6所示，圓周面上形成一條螺旋槽17的螺桿16同軸地配置在圓筒8內(nèi)。螺桿16由連結(jié)其基端部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。當(dāng)螺桿16被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，由螺旋槽17的旋轉(zhuǎn)把投入圓筒8內(nèi)的由加熱器9的加熱而熔融的聚合物材料送到圓筒8的頂端。
可是，在一般的熔融噴絲機中使用的螺桿上形成的螺旋槽被形成為螺距與螺桿的直徑大致相等。本發(fā)明的熔融噴絲裝置中使用的螺桿16把螺旋槽17形成為螺距Tp是螺桿16的直徑Sr的1/2。由于這樣形成螺旋槽17，所以可以延長投入的聚合物材料在圓筒8內(nèi)的滯留時間，當(dāng)螺桿16的長度短時也可以由加熱部9充分地加溫并可靠地熔融。由于使用這樣的螺桿16，可以縮短螺桿16，其結(jié)果可以使包含圓筒8的熔融機構(gòu)4小型化。
再有，本發(fā)明的熔融噴絲裝置，也可以在熔融機構(gòu)4和噴出部5之間設(shè)置控制向噴出部5供給的處于熔融狀態(tài)的聚合物材料的供給量的供給控制機構(gòu)18。作為該供給控制裝置18，例如可以使用圖7所示的裝置。圖7所示的供給控制機構(gòu)18備有用于測定從熔融機構(gòu)4中壓出的在流通路18a中流通的處于熔融狀態(tài)的聚合物材料的壓力的壓力檢測機構(gòu)19和用于把熔融的聚合物材料送往噴出部5的一組齒輪20。該供給控制機構(gòu)18，由壓力檢側(cè)機構(gòu)19檢測在流通路18a中流通的聚合物材料的壓力。通過由該檢測輸出控制一組齒輪20的旋轉(zhuǎn)，使在流通路18a中流通的聚合物材料的壓力恆定。由于在流通路18a中流通的聚合物材料的壓力被控制成為恆定，所以可以把定量的聚合物材料供給到噴出部5。
再有，在供給控制機構(gòu)18的設(shè)置流通路18a的部分的外周上設(shè)置加熱部23，把在流通路18a中流通的聚合物材料的溫度控制成為規(guī)定的溫度。
下面，對使用本發(fā)明的熔融裝置的熔融噴絲方法進行說明。
本發(fā)明是熔融噴出由用于形成植入生物體內(nèi)的移植片固定物的生物可分解性聚合物材料構(gòu)成的絲的方法。在此被使用的熔融噴絲的聚合物材料是生物可分解性聚合物材料。作為生物可分解性聚合物材料，使用聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙交酯-丙交酯(polyglactin)(聚乙醇酸-聚乳酸共聚物)、聚二噁酮(polydioxanone)、聚葡萄糖酸酯(polyglyconate)(碳酸亞丙酯(trimethylene carbonate)-糖類(glycoid)共聚物)、聚乳酸-ε-己內(nèi)酯共聚物等。
為了噴出上述的聚合物材料，如圖5所示，把顆粒狀的聚合物材料Pp投入供給部6的料斗14內(nèi)。投入料斗14的聚合物材料供給熔融機構(gòu)4的圓筒8。
可是，投入料斗14的聚合物材料，為了快速供給到在圓筒8內(nèi)旋轉(zhuǎn)的螺桿16上形成的螺旋槽17內(nèi)，必須是固體狀態(tài)。即，供給圓筒8的聚合物材料，必須控制在熔點(Tm)或軟化點以下。另外，供給圓筒8的聚合物材料，為了縮短在熔融機構(gòu)4內(nèi)的熔融時間，必須在供給圓筒8之后立即熔融。因此，設(shè)置在供給部6的溫度控制部5，要把溫度控制成把由料斗14投入的聚合物材料維持在固體狀態(tài)，同時立即變成可熔融的溫度。
通過料斗14供給圓筒8的聚合物材料由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)7導(dǎo)入被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的螺桿16的螺旋槽17內(nèi)，一邊由設(shè)置在圓筒8的外周上的加熱部9加熱，一邊從圓筒8的頂端壓出。該壓出的聚合物材料，由多個加熱部9控制在作為聚合物材料的不會變質(zhì)溫度的熱分解溫度以下。聚合物材料，由于被控制在熱分解溫度以下的溫度上，所以維持在不會變質(zhì)的熔融狀態(tài)下并可靠地從圓筒8的頂端壓出。
維持在熔融狀態(tài)并從圓筒8的頂端壓出的聚合物材料，由于由流通阻力板22施加流通阻力，所以在各個貫通孔22a被均勻加壓并供給噴出部5。
再有，在流通阻力板22上設(shè)置的貫通孔22a，由于垂直形成使聚合物材料不產(chǎn)生滯留及渦流，所以可以把分子量分布維持在均勻狀態(tài)并送往噴出部5。
另外，在于熔融機構(gòu)4和噴出部5之間設(shè)置了供給控制機構(gòu)18的熔融噴絲裝置中，從熔融機構(gòu)4的圓筒8壓出的熔融的聚合物材料，由于由供給控制裝置18把壓力控制成恒定，所以送往噴出部5的流量被控制，能以恒定的流量可靠地送往噴出部5。
再有，由供給控制機構(gòu)18供給的聚合物材料，由于由設(shè)置在供給控制機構(gòu)18的外周上的加熱部23加熱，所以能可靠地維持在熔融狀態(tài)下送往噴出部5。在這種情況下，加熱部23也能把溫度控制在熱分解溫度以下，使聚合物材料不會變質(zhì)。
從熔融機構(gòu)4或者供給控制機構(gòu)18出來送往噴出部5的處于熔融狀態(tài)的聚合物材料，在流通路套11內(nèi)由加熱器23加溫到熱分解溫度以下。另外，由于噴出部5在從流通路套11到噴嘴10之間垂直形成流路，所以在流通的聚合物材料中不產(chǎn)生滯留或渦流。這樣一來，由于維持在熔融狀態(tài)的聚合物材料通過垂直的流路供給噴嘴10，因為可以維持分子量分布的均勻狀態(tài)并從噴嘴10噴出，所以可以噴出分子量分布均勻的聚合物材料制的絲。
再有，由于在噴嘴10上在垂直方向上連續(xù)地形成單一的噴出口10a，所以可以噴出單絲。
如上所述，本發(fā)明的熔融噴絲裝置及熔融噴絲方法，可以防止生物可分解性聚合物材料的滯留或不均勻的渦流的產(chǎn)生，可以噴出平均分子量均勻的絲。即，可以噴出力學(xué)特性均勻的、分解和吸附特性均勻的生物可分解性聚合物材料的絲，在此噴出的絲對形成插入生物體血管內(nèi)使用的移植片固定物非常有用。
權(quán)利要求
1.一種熔融噴絲裝置，熔融噴射由形成植入生物體內(nèi)的移植片固定物的生物可分解性聚合物材料構(gòu)成的絲，其特征在于，備有供給上述生物可分解性聚合物材料的垂直設(shè)置的圓筒，在上述圓筒內(nèi)與上述圓筒同軸配置的、由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的在圓周面上至少設(shè)置一條螺旋槽的螺桿，和安裝在上述圓筒的頂端的、噴出口與上述圓筒同軸設(shè)置的噴嘴；通過上述螺桿的旋轉(zhuǎn)使供給到上述圓筒內(nèi)的熔融的上述生物可分解性聚合物材料從上述噴嘴的噴出口向垂直方向噴射來進行噴絲。
2.如權(quán)利要求1所述的熔融噴絲裝置，其特征在于，在上述噴嘴上沿垂直方向設(shè)置單一的噴出口，噴射細(xì)絲。
3.如權(quán)利要求1所述的熔融噴絲裝置，其特征在于，在上述圓筒的外周上，在上述圓筒的軸向上并列設(shè)置多個加熱機構(gòu)，分別獨立地控制上述加熱機構(gòu)的加熱溫度。
4.如權(quán)利要求2所述的熔融噴絲裝置，其特征在于，在上述噴嘴的外周上設(shè)置控制上述噴嘴的溫度的加熱機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的熔融噴絲裝置，其特征在于，在上述螺桿的圓周面上形成的螺旋槽，被做成螺距比上述螺桿的直徑的1/2還小。
6.如權(quán)利要求1所述的熔融噴絲裝置，其特征在于，上述裝置還備有用于把生物可分解性聚合物材料投入上述圓筒的供給部，同時還備有控制投入上述供給部的生物可分解性聚合物的溫度的溫度控制機構(gòu)。
7.一種熔融噴絲方法，熔融噴射由形成植入生物體內(nèi)的移植片固定物的生物可分解性聚合物材料構(gòu)成的絲，其特征在于，由備有在垂直設(shè)置的圓筒內(nèi)與上述圓筒同軸配置的由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的在圓周面上設(shè)置一條螺旋槽的螺桿的熔融機構(gòu)熔融生物可分解性聚合物材料，使上述熔融的生物可分解性聚合物材料從與上述圓筒同軸設(shè)置的噴嘴的噴出口向垂直方向噴射來進行噴絲。
8.如權(quán)利要求7所述的熔融噴絲方法，其特征在于，上述熔融的生物可分解性聚合物材料，從設(shè)置在上述噴嘴上的單一的噴出口向垂直方向噴出，作為細(xì)絲被噴射出來。
9.如權(quán)利要求7所述的熔融噴絲方法，其特征在于，上述生物可分解性聚合物材料在供給部加溫到熔點以下的溫度后投入上述熔融機構(gòu)進行熔融。
10.如權(quán)利要求7所述的熔融噴絲方法，其特征在于，上述生物可分解性聚合物材料可以是聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙交酯-丙交酯(聚乙醇酸-聚乳酸共聚物)、聚二噁酮、聚葡萄糖酸酯(碳酸亞丙酯-糖類)、聚乳酸-ε-己內(nèi)酯的共聚物的任一種。
全文摘要
一種熔融噴射生物可分解性聚合物材料的熔融噴絲裝置，由備有在垂直設(shè)置的圓筒(8)內(nèi)與該圓筒(8)同軸配置的、由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(7)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的、在周面上至少設(shè)置一條螺旋槽(17)的螺桿16的熔融機構(gòu)(4)熔融生物可分解性聚合物材料，使該熔融的生物可分解性聚合物材料從與圓筒(8)同軸設(shè)置的噴嘴(10)的噴出口向垂直方向噴射來進行噴絲。
文檔編號D01D1/00GK1461361SQ02801282
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者伊垣敬二, 山根秀樹 申請人:株式會社伊垣醫(yī)療設(shè)計