专利名称：超高分子量聚乙烯纤维制编织扁平线缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及外科用线缆，具体涉及在骨折治疗及骨整复固定手术等骨外科手术中用于将骨彼此间紧缚保持以使患部的骨彼此能够愈合一体化的，或用于韧带等软组织的缝合的外科用扁平线缆，更具体涉及超高分子量聚乙烯纤维制编织扁平线缆。
背景技术：
在进行骨折、例如脊椎骨折的整复骨的固定(称为骨的愈合一体化)，或者骨移植手术等骨手术中的骨彼此间的固定时，为了在直至固定完成的期间内不会产生错位，必须以使骨彼此间重合的状态将骨牢固地保持住。为了进行该保持，长期以来一直使用钢线，根据情况，并用各种金属制的棒(rod)、锁骨钩、螺钉(椎弓根螺钉)及其他器具。但是，从安全性的角度出发，例如避免在脊椎手术中或手术后脊椎被钢线的断端损伤的危险等，最近由超高分子量聚乙烯纤维(分子量通常为40万以上)编织而成的扁平线缆被有效利用其高强度和高柔软性的优点，替代钢线，广泛用于骨连结[彳、7 口 > (注册商标)，线缆系统，阿鲁福来沙富马株式会社(寸7 7· — 7株式会社)制]，该超高分子量聚乙烯是聚乙烯纤维的一种，是拉伸强度及拉伸弹性率大的高强度的纤维。此外，也可以期待利用其高强度，将该扁平线缆用于韧带等软组织。但是，已判明超高分子量聚乙烯纤维是虽然缓慢，但会发生氧化引起的劣化的材料。即，将由超高分子量聚乙烯的细纤维编织而成的扁平线缆长期植入家兔体内进行了试验，结果判明(未出示数据)，如果扁平线缆的纤维间扩展而与生物体组织大面积接触，则这种劣化及其引起的强度下降更易加深。由超高分子聚乙烯编织而成的骨连结用的扁平线缆是能够以流畅的操作实施强力的骨的紧固的优良材料。但是，由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的现有的扁平线缆在受到张力时纤维彼此间被拉近，密集程度增高使扁平线缆的截面积变窄，张力消除后的松弛状态下，纤维之间的间隔扩大，密集程度下降而扁平线缆的截面积扩大。聚酯纤维也存在这种情况，经后述的试验确认到这是无论由哪种纤维编织制成的扁平线缆通常都共有的性质。与扁平线缆的截面积变窄时相比，扁平线缆的截面积扩大时，每个纤维与生物体组织的接触程度变高，导致纤维加速劣化。超高分子量聚乙烯纤维制扁平线缆在体内连结骨时，该扁平线缆通常受到张力，但张力的大小随身体的姿势或动作而变动，因此有时局部呈松弛状态。松弛时，扁平线缆的截面积扩大，纤维之间的间隙扩大，纤维与生物体组织大面积接触，因而容易加深劣化。这在不实施强力的紧固的软组织应用该扁平线缆时更为重要。因此，作为用于骨的连结或韧带等软组织的缝合的外科用的扁平线缆最好是即使在松弛状态下也仅发生稍微的截面积的扩大。但是，要通过纤维的编织制造这样的扁平线缆实际上是极其困难的
发明内容
在上述背景下，本发明的目的是提供将超高分子量聚乙烯纤维编织而成的扁平线缆，其在无张力作用的松弛状态下的纤维间的密合程度高于现有的线缆，不易扩大。在通过纤维的编织的扁平线缆的制造中，由于纤维相对于扁平线缆的长度方向以斜向交叉，因此扁平线缆受到张力时纤维之间密合的方向的力产生于线缆内。由此，纤维之间的间隙缩小，扁平线缆的截面积在张力下缩小。本发明人以张力负荷前后的扁平线缆的截面积的变化作为指标，研究寻求制造纤维之间的间隙少的编织扁平线缆的方法。结果，本发明人发现，将超高分子量聚乙烯纤维编织制成扁平线缆，一旦使其在规定长度以上的时间负荷规定值以上的拉伸应力，则解除拉伸应力后也能够实质上保持扁平线缆的纤维之间的密合状态，得到在松弛状态下纤维彼此间的间隙的扩大少的编织扁平线缆。本发明是基于该发现，再深入研究后完成的。即，本发明提供以下技术方案I.扁平线缆，其为由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的扁平线缆，其未负荷拉伸应力时的截面积相对于负荷22. 7N/mm2的拉伸应力时的截面积为110%以下。
2.上述I所述的扁平线缆，其是外科用的扁平线缆。3.上述I或2所述的扁平线缆，其宽度为2 10mm。4.扁平线缆的制造方法，该扁平线缆由超高分子量聚乙烯纤维编织而成，其未负荷拉伸应力时的截面积相对于负荷22. 7N/mm2的拉伸应力时的截面积为110%以下，该制造方法包括第I工序，编织超高分子量聚乙烯纤维制造扁平线缆；和第2工序，将由上述第I工序得到的扁平线缆至少拉伸至拉伸倍率达到109%。5.上述4所述的制造方法，其中，该拉伸至少持续进行30秒。6.上述4或5所述的制造方法，其能获得外科用的扁平线缆。通过上述构成形成的本发明，能够得到即使在未受到张力的状态下，纤维彼此间的间隙也不易扩大的超高分子量聚乙烯纤维制编织扁平线缆。这样得到的扁平线缆以将骨连结的状态被埋入体内后，在有因身体的姿势或动作而呈松弛状态的部分时，该部分的纤维彼此间的间隙也不易扩大，对防止在体内的劣化有用。附图
的简单说明图I是以倍率40(左)及倍率100(右)显示制品M的代用附图的照片图2是以倍率40(左)及倍率100(右)显示制品N的代用附图的照片图3是以倍率40(左)及倍率100(右)显示制品A的代用附图的照片图4是对照线缆及本发明的线缆在埋植于家兔后的拉伸强度的经时变化5是对照线缆及本发明的线缆在埋植于家兔后的强度的维持率的经时变化图实施发明的最佳方式在本发明中，对于线缆，“扁平”是指与厚度相比宽度充分大，例如可以是宽度为厚度的3倍以上，通常为4倍以上。对于“带”或“线缆”，“编织”是指一边将大量的丝(在本说明书中，各丝由大量超高分子量聚乙烯纤维构成)交替地交叉，一边编织，制成一根线缆(线带)的方法，鞋带、布线捆扎管等，目前被广泛利用。在将由超高分子量聚乙烯纤维编织而得的第I工序的扁平线缆拉伸的第2工序中，“拉伸倍率”是指由超高分子量聚乙烯纤维编织而得的第I工序的扁平线缆的拉伸后的长度与拉伸前的长度之比(％ )。目前，作为用于骨连结等的外科用的、由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的市售的扁平线缆有上述彳、7 口 > (注册商标)线缆系统，该带的宽度是约3mm和约5mm两种。如实施例的部分记载所述，对于由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的宽约3_的扁平线缆(5000d，d:旦*)，例如可以通过在其上吊下质量20kg的锤来进行拉伸，这种情况下能够以30秒得到拉伸倍率109%。这时与纤维整体所产生的拉伸应力相等的拉伸应力也能够应用于使用相同的纤维制成的其他宽度的扁平线缆的拉伸。例如，拉伸约5mm的扁平线缆(9900d)时，应使用的锤的质量为20X9900/5000 = 39. 6kg。因此，对于这种5mm宽的扁平线缆，如果吊下至少具有该质量的锤则至少产生同等的拉伸应力，藉此来进行拉伸使拉伸倍率至少达到109%即可。拉伸通常进行30秒以上即可，但不限定于此。*)旦纤维的每9000米的克数制造3_宽或5_宽以外的宽度的扁平线缆时，同样地按照其旦(d)值计算出锤的质量即可。这样本发明也能够很好地适用于由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的其他宽度的扁平线缆，例如宽度为2 IOmm的线缆。还有，拉伸不限于使用锤的方法，可以采用本 领域从业者众所周知的其他任意的机械方法。在本发明中，在规定扁平线缆的纤维彼此间的间隙的不易扩大的程度之后算出作为基准的22. 7N/mm2的拉伸应力时，为了技术上的方便，根据扁平线缆的拉伸前的松弛状态下的测定值，将扁平线缆的截面积定义为宽度X厚度。
实施例以下参照实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不受实施例限定。(I)对编织而成的扁平线缆的无张力负荷时和张力负荷时的截面积变化的研究为了调查拉伸时的截面积变化的大小，对由合成纤维编织而成的扁平线缆进行了不限于纤维的初步研究。即，对作为由合成纤维编织而成的市售的扁平线缆的針付7 3 7y ^ U — - [带针聚酯编织缝合线，松田医科工业株式会社(松田医科工業(株))制，以下“制品M” 图I]，聚酯带[聚酯制带，日本肠线株式会社制，以下，“制品N” 图2]及木7 7 口 > (注册商标)线缆系统[超高分子量聚乙烯，阿鲁福来沙富马株式会社(7 > 7
寸7 7· — 7株式会社)制，以下，“制品A”图3]，测定未负荷张力的松弛状态及负荷张力的状态下的宽度及厚度，求出无张力负荷时的截面积与施加张力的状态下的截面积之t匕。作为此时施加的张力值，对于由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的骨连结用的扁平线缆，选择作为在骨连结时每I条所承受的平均值的25. 0N。S卩，在无张力负荷时的测定中，将各试样放置在平坦的板上，使其以大面积与板接触，将欲测定的区域的两端用玻璃纸带固定在板上。使用(XD照相机(Hi-Scope AdvancedKH-3000，浩视有限公司(HIR0X社)制)从扁平线缆的正上方以倍率40放大拍摄宽度，以及从侧方以倍率100放大拍摄厚度，从这些图像测定扁平线缆的宽度和厚度。截面积以宽度和厚度之积算出。此外，在张力负荷时的测定中，在将各试样以25. ON的张力卷绕在表面光滑的金属制圆形管上的状态下，同样用CCD照相机拍摄扁平线缆的宽度及厚度并进行测量，算出截面积。结果示于表I。[表 I]
表I.由合成纤维编织而成的市售的扁平线缆的无张力负荷时/张力负荷时的截面积变化
权利要求
1.扁平线缆，其为由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的扁平线缆，其特征在于，未负荷拉伸应力时的截面积相对于负荷22. 7N/mm2的拉伸应力时的截面积为110%以下。
2.如权利要求I所述的扁平线缆，其特征在于，是外科用的扁平线缆。
3.如权利要求I或2所述的扁平线缆，其特征在于，宽度为2 10mm。
4.扁平线缆的制造方法，其为由超高分子量聚乙烯纤维编织而成且未负荷拉伸应力时的截面积相对于负荷22. 7N/mm2的拉 伸应力时的截面积为110%以下的扁平线缆的制造方法，其特征在于，包括 第I工序，编织超高分子量聚乙烯纤维制造扁平线缆；和 第2工序，将由所述第I工序得到的扁平线缆至少拉伸至拉伸倍率达到109%。
5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述拉伸至少持续进行30秒。
6.如权利要求4或5所述的制造方法，其特征在于，能获得外科用的扁平线缆。
全文摘要
本发明揭示了由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的扁平线缆，该线缆的未有张力作用的状态的纤维彼此之间的密合程度高于现有线缆。该线缆是由超高分子量聚乙烯纤维编织而成的扁平线缆，其特征是未负荷拉伸应力时的截面积相对于负荷22.7N/mm2拉伸应力时的截面积为110％以下。
文档编号A61B17/58GK102665581SQ20108004811
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月22日
发明者森原努, 植田百合人, 须藤利夫 申请人:爱芙乐赛制药株式会社