專利名稱：增強外周及中心不透射線性的導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及醫(yī)用植入體(medical implants)，更具體地說，涉及包括用于導(dǎo)管、移植片固定模和其它裝置的醫(yī)用管的醫(yī)用植入體。
在某些醫(yī)療方法中，需要在體內(nèi)放置醫(yī)用植入體。這些植入體包括插入到身體通道、脈管或腔洞(cavity)的導(dǎo)管，用于通過流體、引流、進行檢查。移植片固定模是另一類型的醫(yī)用植入體，用于在植皮期間維持人體孔口或腔洞，或在例如吻合手術(shù)期間或之后對管性結(jié)構(gòu)提供支撐。
通常希望這些醫(yī)用植入體，如導(dǎo)管和移植片固定模，在放射照片上是不透明的，以便能夠通過X射線探測出它們在宿主體內(nèi)的精確位置。此外，這些醫(yī)用植入體光學(xué)或視覺透明亦是有利的，以便可以觀察到流經(jīng)它們的流體的流動情形。
許多管狀的醫(yī)用植入體，如導(dǎo)管和移植片固定模是由聚合物基體制作的。適用的聚合物是那些能夠制成管狀的聚合物，特別對于導(dǎo)管而言，其柔韌性應(yīng)足以按規(guī)定的路線進到或曲折延伸到身體的某個部位。對于末端插入的中心導(dǎo)管(PICC)的情形，例如，在一種情形下，導(dǎo)管的管體通過病人手臂或頸靜脈進到或曲折延伸到病人心臟的上腔靜脈。管體應(yīng)該足夠柔軟，以便在采用這種方式按照規(guī)定路線延伸時不使病人損傷。選定作為醫(yī)用植入體的聚合物在制成管體時還應(yīng)該具有足夠的強度，以便管腔在通道或孔口不塌陷。再有，管體應(yīng)該抗彎曲或扭結(jié)以便確保通道連續(xù)。基于聚氨酯的聚合物是用于醫(yī)用植入體聚合物的普遍選擇，因為某些聚氨酯具有上述有利特性。
通常聚氨酯是二異氰酸酯(有雙官能團的異氰酸酯化合物)與軟嵌段(soft-block)多元醇之間反應(yīng)的縮合產(chǎn)物。一般說來，聚氨酯與作為增鏈劑的低分子量脂族或芳族二醇或二胺結(jié)合以獲得柔軟性、強度和抗扭結(jié)的有用的性質(zhì)。低分子量二醇包括丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、苯二甲醇、氫醌二乙醇和乙二醇。二胺增鏈劑的加入形成一類通常稱之為聚氨酯-脲的聚氨酯。適用的二胺包括乙二胺、丁二胺、丙二胺和戊二胺。帶有二醇或二胺增鏈劑的聚氨酯的附加特性是由這些材料制成的導(dǎo)管或醫(yī)用植入體一般是光學(xué)透明或視覺透明的，使這些聚合物基體成為用于醫(yī)用植入體的優(yōu)良化合物。不過，這些聚氨酯通常不是不透射線的(radiopaque)。
包括不透射線的聚氨酯的不透過射線的醫(yī)用植入體(如導(dǎo)管)已經(jīng)開發(fā)出來了。這些不透射線的聚合物的結(jié)構(gòu)通常有二種形式。第一種形式的不透射線聚合物加入不透射線的填料或顏料。典型的填充材料包括硫酸鋇(BaSO4)、堿式碳酸鉍，或某些金屬，如鎢(W)。其它不透射線填料是用于加到聚合物管中的顏料，包括氯氧化鉍和如堿式硝酸鉍以及氧化鉍的其他鉍鹽(見美國專利US 3618 614)。加到聚合物中的填料的一個缺點是，盡管這些聚合物是不透射線的，但填料容易使聚合物不透明。
用于醫(yī)用植入體的不透射線聚合物的第二種形式是將鹵化增鏈劑加入到聚合物基體中。這種類型的聚合物的例子在美國專利US 4 722 344、US 5 177 170和US 5 346 981中做了描述。在這些專利中優(yōu)選的鹵素是溴(Br)。將溴化增鏈劑加到聚合物基體里的聚合物中，制成的管子一般是不透射線的和光學(xué)或視覺透明的。
為了賦予有用的不透射線性，鹵化增鏈的聚合物，如溴化增鏈的聚合物，必須有一個最小的鹵素(例如溴)含量，以賦予聚合物射線不透性。試驗研究表明，溴的最小含量，例如在用作導(dǎo)管的以聚氨酯為基的聚合物中，大約是15％。小于這個含量容易使管子難以用X射線探測到。
鹵化增鏈聚合物的第二個問題是可以加入到聚合物中的鹵素的最大含量是有限制的。試驗研究表明，如果聚合物具有例如大于30％的溴濃度，用作醫(yī)用植入體如導(dǎo)管使用就太硬了。因此，導(dǎo)管的射線不透性受到可以加入到聚合物基體而不降低由這樣的聚合物制成的管子的性能的溴含量的限制。
如上所述，某些鹵化增鏈聚合物既提供了射線不透性又提供了光學(xué)透明性。但是，為了保持含有非鹵化增鏈劑的傳統(tǒng)的熱塑性聚氨酯彈性體所表現(xiàn)出來的優(yōu)異性能，鹵素含量必須嚴(yán)格限制。在某些情形中，希望得到不受加入到聚合物基體內(nèi)的溴含量所限制的，具有射線不透性的鹵化增鏈聚合物。人們所需要的是使植入體的射線不透性達到最大，同時使聚合物的鹵素濃度不超過將對醫(yī)用植入體的物理性質(zhì)產(chǎn)生不利影響的濃度。
本發(fā)明提供增大聚合物的射線不透性，同時保持所需的柔性和剛性的方法和裝置。在一實施方案中，制備了一種醫(yī)用植入體(如管體)，其含有視覺透明、不透射線的聚合物和含有不透射線組分的不透射線填充材料。


圖1、2、3和4是本發(fā)明的各個實施方案的管體的橫截面。
在制作醫(yī)用植入體、導(dǎo)管、移植片固定模、血管移植物等時，重要的是盡量保持組合物的射線不透性、光學(xué)透明性以及柔軟或柔順性之間的平衡，以形成一種有用的材料。從技術(shù)背景和現(xiàn)有技術(shù)看，這些性質(zhì)的一方增加的同時另一方趨于削弱的零和特征是明顯的，表現(xiàn)出顯著的局限性。
本發(fā)明涉及可用作醫(yī)用植入體(如導(dǎo)管、移植片固定模、血管移植物等)、含有視覺透明、不透射線的聚合物，和不透射線的填充材料的不透射線的管體。在一個實施方案中，視覺透明、不透射線的聚合物含有包括二異氰酸酯、多元醇和含有溴濃度在10～30％(重量)之間的增鏈劑的聚氨酯。這種填充材料含有例如硫酸鋇、堿式碳酸鉍、鎢或其它材料的射線不透劑。
在一個實施方案中，填充材料是通過將其在管子中與聚合物結(jié)合，并在單一管子(unitary tubing)內(nèi)擠出它們而與不透射線聚合物結(jié)合的。圖1顯示管子的橫截面，其中不透射線的聚合物與填充材料的混合物環(huán)狀放置，形成限定了空腔30的管子20。在一個實施例中，填充材料是例如給最終裝置(例如管體)提供射線不透性的硫酸鋇或堿式碳酸鉍。制作醫(yī)用植入體如醫(yī)用管體的一種方法是將粉末狀的填料與透明的不透射線聚合物屑片混合并通過雙螺桿擠出機加工該混合物以制成顆粒。然后這些顆粒按照傳統(tǒng)的擠出技術(shù)擠出以形成示于圖1的醫(yī)用植入體。
在另一個實施方案中，填充材料含有填料和聚合物(例如熱塑性聚氨酯)并且與一定量的視覺透明的不透射線聚合物共擠出。圖1的管體可以由含有填充材料(填充聚合物)的聚合物顆粒和含有視覺透明的不透射線聚合物的聚合物顆粒使用一個擠出機來擠出。要制作填充材料的聚合物顆粒，填料(例如硫酸鋇、堿式碳酸鉍等)可以以粉料的形式與聚合物屑片一起加入，并通過一臺雙螺桿擠出機加工制成填充的聚合物顆粒。
在提供了射線不透性顯著增加的優(yōu)點的同時，在與聚合物結(jié)合時，在制成的本發(fā)明的管體中的填充材料會趨于限制聚合物的光學(xué)透明性。這可以通過提供至少一個視覺透明不透射線聚合物的窗口的各種實施例來克服，其中視覺透明不透射線聚合物沒有填充材料，經(jīng)共擠出而形成管體的光學(xué)或視覺透明的橫截區(qū)段。圖2～4顯示通過將視覺透明不透射線聚合物(如溴化聚氨酯)與填充聚合物(例如填充的熱塑性聚氨酯和/或填充的溴化聚氨酯)的填充材料相結(jié)合的不同實施方案。
圖2顯示填充材料(填充聚合物)遍及管體20分布的管體的橫斷面。視覺透明不透射線聚合物窗口是共擠出的區(qū)段10，允許用肉眼觀察管腔30內(nèi)部流體流動。在其它實施方案中，可以在需要的地方添加多個窗口，沿管子橫斷面圓周間隔開，但仍縱向延伸，平行于腔內(nèi)總的流動方向。這樣的多窗口組成物的實例示于圖3。
圖2和圖3顯示的每個實施方案可以使用兩個擠出機共擠出，一個擠出機用于視覺透明不透射線聚合物，而第二個擠出機用于填充材料，后者在這些實施方案中是填充聚合物。在圖3中，這個特定的擠出過程可以分段進行，以形成縱向看好象是沿管體長度方向的條紋的多個窗口。各種窗口設(shè)置的其它實施方案在本發(fā)明的范圍和構(gòu)想之中是不言自明的。
圖4顯示經(jīng)由沒有填充材料的視覺透明不透射線聚合物與填充材料(填充聚合物)共擠出所得到的實施方案。在圖4中，填充材料(填充聚合物)相隔較遠(largely isolated)，并集中在視覺透明的例如溴化聚合物10的管子內(nèi)的一個或多個區(qū)段40處。當(dāng)沿著縱向看這個管子時，填充材料的區(qū)段40有趨勢形成大體上沿管子縱向延伸(在某種程度上)的一個或多個不同尺寸的條紋，基本上平行于腔30內(nèi)的流動方向。這個實施例允許不透射線但有可能光學(xué)阻擋性區(qū)段部分(填充聚合物)的特別配置，以便能夠觀察流體流動同時保持這些區(qū)段優(yōu)越的射線不透性，看起來好象這些條紋在管體內(nèi)，其中所述區(qū)段內(nèi)分布了高含量的填充材料。如同圖3實施方案的情形一樣，使用兩個具有分流擠出作用的擠出機共擠出可以形成這種條紋圖案。
視覺透明不透射線的聚合物按照本領(lǐng)域已知的聚合方法制備。在某些實施方案中，聚合物是按照在美國專利US 5 346 981、5 177 170和4 722 344所描述的方法制備的溴化聚氨酯。一種適用的聚氨酯的實例包含二異氰酸酯、多元醇和溴化增鏈劑。適用的二異氰酸酯包括，但不限于，反-1，4-二異氰酸環(huán)己酯、亞甲基雙-二異氰酸二苯酯，以及亞甲基雙-二異氰酸二環(huán)己酯。適用的多元醇包括，但不限于，聚四氫呋喃、聚乙二醇、乙二酮-b-丙二醇-b-乙二醇(ethyleneglycol-b-proyleneglycol-b-ethyleneglycol)、聚酯二醇(polyesterdiol)和聚酯碳酸酯二醇(polyestercarbonate diol)。
適用的溴化增鏈劑包括，但不限于，溴雙酚A-二乙醇(如四溴雙酚A-二乙醇)、溴化氫醌二乙醇、溴化苯二乙醇和溴化二苯氧基二乙醇。其中視覺透明不透射線聚合物是一種聚氨酯，由于溴的更高含量對聚合物可能的影響，以及由于往聚合物中另加入溴的可能的化學(xué)計量限制，聚合物中的溴含量一般小于約30％(以聚合物重量計)。
適合用于本發(fā)明醫(yī)用植入體的填充材料的填料包括，但不限于，硫酸鋇、包括堿式碳酸鉍和氯氧化鉍的某些鉍化合物，以及某些有射線不透性的金屬，包括鎢。如上所述，適用的填料可以直接與視覺透明不透射線的聚合物(如含有溴增鏈劑的熱塑性聚氨酯)結(jié)合以形成示于例如圖1的管體。另一種方法是，適用的填料可以與不透射線的或非不透射線的聚合物結(jié)合以形成填充聚合物。填充聚合物然后可以與視覺透明不透射線聚合物結(jié)合以形成示于例如圖1～4的管體。適合用于填充材料的非不透射線聚合物包括，但不限于，上述具有所希望的高彈性的熱塑性聚氨酯(例如，分別用低分子量二醇或二胺增鏈的聚氨酯，或聚氨酯-脲)。適用的不透射線聚合物包括，但不限于，有溴化增鏈劑的聚氨酯類，例如上述關(guān)于視覺透明不透射線聚合物的那些。
在視覺透明不透射線聚合物是溴化聚氨酯，并與填充的不透射線或非不透射線聚氨酯的填充材料結(jié)合的具體實施方案中，制成的醫(yī)用植入體(管體)的填充材料(即填充聚氨酯)的重量百分比在35～65％之間。溴化聚氨酯與填充聚氨酯典型的重量比包括50∶50、55∶45、60∶40、65∶35?？梢岳斫猓似渌臈l件之外，重量比將依照制成的醫(yī)用植入體的射線不透性的程度和填充聚合物是否由不透射線聚合物構(gòu)成而變動。
不透射線填料(不論是單獨作為視覺透明不透射線聚合物的填料還是作為與不透射線或非不透射線聚合物結(jié)合的填料)的加入顯著地增加制成的導(dǎo)管的X-射線的強度而不影響聚合物的性質(zhì)。其柔軟性和其它高彈體的性質(zhì)基本上保持。所使用填料的比例依具體的類型而變化。例如，對于堿式碳酸鉍，當(dāng)與聚氨酯聚合物混合時，填料與整個管體的重量百分比在15～30％之間。硫酸鋇可以以18～35％之間的含量使用，不過在某些共擠出工藝中，這個比例可以增大至45％。鎢不透射線填充材料通常使用的百分比濃度(以管體重量計)在15～25％之間。
上面詳細的描述集中于聚合物和填充材料的結(jié)合上?？梢岳斫猓渌木酆衔锘蛱砑觿┮部梢耘c此聚合物和填充材料結(jié)合，以便在某些情形中進一步提高含有最終合成物(包括醫(yī)用植入體)的性能。例如，聚氨酯可以與其它醫(yī)療級聚合物如聚醚酰胺、聚醚酯和非基于尿烷的熱塑性彈性體結(jié)合。
在上面的詳細描述中，本發(fā)明用具體的實施方案進行了說明。但是，很明顯，可以對它們作出各種改進和變動而不背離如權(quán)利要求所規(guī)定的主要的精神和范圍。因此，說明書和附圖與其認為是限定性的，不如認為是描述性的。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用植入體，其含有視覺透明不透射線的聚合物；和有不透射線組分的填充材料。
2.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中視覺透明不透射線的聚合物是第一聚合物而不透射線填充材料含有第二聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的醫(yī)用植入體，其中第二聚合物是被溴化的。
4.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中填充材料含有選自于硫酸鋇、堿式碳酸鉍和鎢的填料。
5.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中聚合物是聚氨酯。
6.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中聚合物含有多元醇。
7.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中聚合物含有異氰酸酯反應(yīng)性溴化增鏈劑。
8.如權(quán)利要求7所述的醫(yī)用植入體，其中溴含量在約10～30％之間，以醫(yī)用植入體重量計。
9.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中填充材料是約18～45％的硫酸鋇，以醫(yī)用植入體重量計。
10.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中填充材料不透射線組分是范圍在約15～30％之間的鉍化合物，以醫(yī)用植入體重量計。
11.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用植入體，其中填充材料不透射線組分是范圍在約15～25％之間的鎢，以醫(yī)用植入體重量計。
12.一種管體，其含有視覺透明不透射線聚合物；和有不透射線組分的射線不透性填充材料。
13.如權(quán)利要求12所述的管體，其中視覺透明不透射線的聚合物是第一聚合物而不透射線填充材料含有第二聚合物。
14.如權(quán)利要求13所述的管體，其中第二聚合物是被溴化的。
15.如權(quán)利要求12所述的管體，其中填充材料含有選自于硫酸鋇、堿式碳酸鉍和鎢的填料。
16.如權(quán)利要求12所述的管體，其中聚合物是聚氨酯。
17.如權(quán)利要求12所述的管體，其中聚合物含有多元醇。
18.如權(quán)利要求12所述的管體，其中聚合物含有異氰酸酯反應(yīng)性溴化增鏈劑。
19.如權(quán)利要求18所述的管體，其中溴含量在約10～30％之間，以管體重量計。
20.如權(quán)利要求12所述的管體，其中填充材料是范圍在約18～45％之間的硫酸鋇，以管體重量計。
21.如權(quán)利要求12所述的管體，其中填充材料不透射線組分是范圍在約15～30％之間的鉍化合物，以管體重量計。
22.如權(quán)利要求12所述的管體，其中填充材料不透射線組分是范圍在約15～25％之間的鎢，以管體重量計。
23.一種方法，其包括將視覺透明不透射線的聚合物與不透射線填充材料相結(jié)合；并且將這種結(jié)合物制成醫(yī)用植入體。
24.權(quán)利要求23所述的方法，其中視覺透明不透射線的聚合物是第一聚合物而不透射線填充材料含有第二聚合物。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中第二聚合物是被溴化的。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其中視覺透明不透射線的聚合物是溴化的不透射線聚氨酯。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，其中聚合物是第一部分而這個方法還包括共擠出聚合物的第二部分。
28.如權(quán)利要求23所述的方法，其中聚合物是第一部分而這個方法還包括共擠出聚合物的第二部分，以便在聚合物內(nèi)基本上隔離并包圍至少一個聚合物-填充材料結(jié)合物區(qū)段。
29.權(quán)利要求27的所述方法，其中共擠出的步驟還包括形成管體，其中聚合物-填料結(jié)合物在管體的一部分縱向配置。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其中第一部分聚合物-填料結(jié)合物的縱向配制形成了與管體一部分共同延伸的條紋。
全文摘要
一種對導(dǎo)管、移植片固定模、血管移植物和其它管形植入體提供增強的X射線探測強度的醫(yī)用植入體、管體和方法。在一個方面這種醫(yī)用植入體包括視覺透明不透射線的聚合物和有不透射線組分的填充材料。
文檔編號A61L29/00GK1260211SQ9912788
公開日2000年7月19日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月31日
發(fā)明者D·D·索羅蒙, F·C·安烏梅雷 申請人:伊西康公司