JPS6317929A - ポリグリコ−ル酸の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、医療外科用、特に縫合糸に適した高分子状ポ
リグリコール酸の製造方法に関する。

ポリグリコール酸は固体の生体吸収性及び加水分解性を
有する重合生成物であり、重合度の高いポリグリコール
酸は、繊維状物質や自己支持膜等に加工されて、縫合糸
または結合糸の如き無菌外科手術用材として、あるいは
動物生体内に一定量の薬物制御しながら連続投与するた
めの成形薬剤として医療分野において種々な用途で用い
られている。

従来の技術及び問題点 従来、ポリグリコール酸はグリコラードを三弗化アンチ
モンや塩化第一スズの存在下に重合する製造方法が知ら
れているが、これらの触媒は有毒であるためポリマー中
に残存し、使用上問題があり、そのため無毒性安定剤と
して米国のＦＤＡで認可されているオクタン酸第一スズ
を触媒として使用する重合方法もまた知られている。（
”ポリマ″（ＰＯＬＹＭＥＲ）Ｖｏｌ　２０．（１９７
９）１４５９頁）上記”ポリマ”には、少量のグリコラ
ードをオクタン酸第一スズ０．０３重量％およびラウリ
ルアルコール０．０１重量％（オクタン酸第一スズに対
し０゜３重量倍）の存在下、チューブに密封した系中で
２２０℃の温度で重合する方法が記載されている。

しかしながら、該方法では比較的多量の触媒を使用し、
しかもその割にはラウリルアルコールの使用量が少な過
ぎるためか、スケールアップして多量のグリコラードを
重合させると発熱暴走して解重合を生じ、高分子量のポ
リグリコール酸は得られず、該方法は工業的には利用出
来ない方法であることがわかった。

またポリグリコール酸の製造においては、たとえオクタ
ン酸第一スズは無害と認定されていても、金属触媒は出
来得る限り少な（使用するのが望ましいのは当然である
。

そのため本発明者らは、グリコラードに対しオクタン酸
第一スズを０．０１〜０．０５重量％用いて、オクタン
酸第一スズに対して該方法より比較的多い０．５〜２．
８重量倍の炭素数１０〜１８の直鎖状脂肪族アルコール
の存在下で、１００〜１８０℃と比較的低い温度でグリ
コラードを重合させてポリグリコール酸を得る方法を先
に提案した。（特開昭５８−１３６２４号） しかしながら、この方法ではスケールアンプにおいては
発熱暴走の防止は可能となったものの、反応終了後得ら
れるポリグリコール酸は固相でし、か得られないため、
ポリマーの粉砕、ペレット化に手間がかかるという欠点
があった。即ち、重合度が進むにつれ生成ポリマは、次
第に増粘するので反応初期は攪拌しながら行うことが可
能だが、固化し始めたら攪拌不可能となるので、反応終
了時には加温したままで反応を続行せねばならなかった
。

したがってこの方法のもう１つの欠点は、若干不均一系
の重合となるため、得られたポリマには低重合度のもの
も含まれ品質にばらつきが生じるのは避けられなかった
。

またこのようなオクタン酸第一スズを触媒とするポリグ
リコール酸の製造方法に限らず、ポリグリコール酸の一
般的な問題として、縫合糸に使用した場合、比較的重合
度の大きいポリグリコール酸でもその耐熱性が悪いため
、紡糸工程において糸切れなどによるロスより歩留りが
悪かった。

問題点を解決するための手段 本発明者らはこれらの問題点を踏まえ、触媒としてオク
タン酸第一スズを用いてグリコラードを重合する方法を
鋭意検討の結果、オクタン酸第一スズと併用する直鎖脂
肪族アルコール、例えばラウリルアルコールの使用量を
公知方法より極端に増やした場合、驚くべきことに重合
度が高（、しかも耐熱性の大きいポリグリコール酸が得
られることを見出した。したがって、オクタン酸第一ス
ズも減らすことができ、また高温度で重合が実施出来る
ので、得られたポリグリコール酸は熔融した状態で連続
的に取り出すことも出来ることが判った。

ラウリルアルコールなどの直鎖脂肪族一価アルコールは
、グリコラードの重合法においては、通常重合促進剤と
同時に重合調節剤として使用されている。また触媒とし
てオクタン酸第一スズ以外の、例えば、特公昭４５−１
３５９５号公報では塩化第一スズを触媒として用い、グ
リコラードに対し触媒をｏ、ｏｏｏｓ〜０．００２５重
量％、ラウリルアルコールを０．０５〜１．５モル％用
いて重合する方法も知られているが、本発明者らはこの
直鎖脂肪族一価アルコールを特定量のオクタン酸第一ス
ズ触媒と併用した場合、アルコールを特定量以上使用し
て重合させたら、得られたポリグリコール酸の末端はア
ルコールによるエステル結合をしていて耐熱性があるこ
とがわかった。この点に着目し重合系中に積極的に過剰
量のアルコールを加えて重合を行った結果、特定温度の
条件下、特定量以下のアルコールの過剰量使用ならば、
得られるポリグリコール酸の重合度低下もなく、固有粘
度０．８５〜１．１を有する縫合糸用に適したポリグリ
コール酸を得ることに成功し、本発明は完成したもので
ある。

即ち、本発明方法は、グリコラードの重合によりポリグ
リコール酸を製造する方法において、触媒としてオクタ
ン酸第一スズをグリコラードに対し０．００１〜０．０
０５重量％用い、グリコラードに対し炭素数１０〜１８
を有する直鎖脂肪族の一価アルコールを０．１１〜０．
２２モル％を用いて、２２０〜２５０℃の温度条件下で
重合させることを特徴とする固有粘度０．８５〜１．１
を有する熱安定性の良好なポリグリコール酸の製造方法
である。

このように本発明方法は、極めて少ない量のオクタン酸
第一スズを使用し、従来方法の触媒毒性、解重合の発生
、粉砕、ペレット化の困難性などの従来の欠点を克服し
、ポリグリコール酸を簡単な操作でしかも大量に生産し
うる工業的な実施を可能にしたものである。また本発明
方法は、重合度１５０〜１５００を有し、フェノール（
１０重量部）とトリクロルフェノール（７重量部）の混
合溶媒中の濃度００％、３０±０．１℃で測定した時、
０．８５〜１．１の固有粘度（〔η〕）を有する外科縫
合糸などへの紡糸加工に適した熱安定性良好なポリグリ
コール酸を提供するものである。

本発明方法においては、以下のように実施される。

触媒であるオクタン酸第一スズは、市販のものを１０−
　”ｗｍＨｇの真空下にて蒸留したものを使用するのが
好ましく、オクタン酸第一スズの使用量は、原料である
グリコラードに対し０．００１重量％から０．００５重
量％で使用する。触媒が０．００１重量％より少ないと
、重合度が大きくならず、ｏ、ｏｏｓ重量％より多いと
反応熱のために反応温度が上昇し、温度コントロールが
困難となり、同時に解重合や着色が著しくなる。好まし
くは０．００２〜０．００４重量％の範囲がよい。

本発明方法において使用する炭素数１０〜１８の直鎖状
アルコールは、ｎ−デシルアルコール、ラウリルアルコ
ール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステ
アリルアルコール等が使用でき、特定範囲内で用いる限
り、これらを用いた場合所望のポリグリコール酸が得ら
れる。アルコールは触媒促進剤、重合調節剤及び熱安定
剤として作用し、その大部分は目的生成物のポリグリコ
ール酸の末端残基として、ポリマー中に残存するが、こ
れら直鎖状高級アルコールは天然に存在する油脂から還
元により容易に入手できるものであり、実際上無害であ
る。特にラウリルアルコールは評価もあり、好ましいア
ルコールである。

これらの炭素数１０から１８の直鎖アルコールをグリコ
ラードに対し０．１１〜０．２２モル％、好ましくは０
．１５〜０．１９モル％用いる。したがってスズ触媒１
重量部に対しては約６０〜１２０倍、好ましくは８０〜
１００倍用いられる。直鎖アルコールの使用量が、グリ
コラードに対し０．１１モル％以下であると、得られた
ポリマーの熱安定性が悪く、重合中に解重合して重合度
が小さくなるか、例え、触媒量を多くして重合度を上げ
ても溶融紡糸時に糸切れが多（なり、紡糸が困難となる
。また、０．２２モル％以上使用する場合もアルコール
が調節剤として働き重合を過度に制御するために、重合
度を高くできない。この所定範囲内で重合温度、触媒量
と組み合わせて適宜選択される。

炭素数１２のラウリルアルコールを用いる場合は、グリ
コラードに対し約０．００３重量％程度のオクタン酸第
一スズを用いグリコラードに対し０．１６〜０．１７モ
ル％程度のラウリルアルコールを使用して２３５℃で２
時間重合させると、固有粘度１．０程度のほとんど無色
のポリグリコール酸が得られる。

これは重合器底部より連続的に紐状で取り出すことが出
来、ペレッタイザーに導入してペレット化すれば紡糸用
には最適のベレットが得られる。

本発明の方法において、重合温度は２２０〜２５０℃に
維持して行うう。２２０℃以下でも重合するが、得られ
るポリグリコール酸は固化し抜出しが困難となり、また
熱安定性にも劣る。好ましい温度は２３０から２４０℃
の間である。また重合温度が２５０℃より高いと解重合
を起こし、着色が著しく重合度が低下する。

本発明の方法においては、通常、添加されている安定剤
等の添加剤を加えても良い。また、必要とあれば、ジエ
チルカルピトール、ジエチルベンゼン等の反応系の不活
性な非プロトン性高沸点溶媒を希釈剤として加えること
も可能である。

本発明の方法に用いる原料のグリコラードは、通常、公
知（例えば、米国特許第２．６６８．１６２号）の方法
でオキシ酢酸（グリコール酸）より製造される。

本発明の方法の実施態様は、以下のとおりである。

グリコラード（ｍｐ　８３．５〜８４．５℃）を重合容
器に装入し、トルエンなどの溶媒に溶かしたオクタン酸
第一スズ触媒と直鎖状脂肪族アルコールを添加した後、
真空で脱気する。窒素で置換し窒素雰囲気下で加熱し、
２２０から２５０℃の間の定温で２時間から６時間重合
させポリグリコール酸ペレットを得る。このようにして
得られたポリグリコール酸は分子量約１万から約１０万
の間にあり、フェノール（１０重量部）とトリクロルフ
ェノール（７重量部）の混合溶媒中３０±０．１℃、濃
度０．５χで測定した時、０．８５〜１．１の固有粘度
を示し、生体内吸収性ポリマーとして、外科用縫合糸な
どの使用に適したものが得られる。

大施燃 次に本発明の実施例を示して、さらに具体的に説明する
。

なお、実施中の固有粘度〔η〕は、重合生成物をフェノ
ール（１０重量部）とトリクロルフェノール（７重量部
）の混合溶媒に溶解し、ウベローデ粘度計を用いて３０
±０．１℃、濃度０．５χで測定した。

またメルトインデックス（旧）は、米国材料試験協会（
Ａｍｅｒｉｃａｎ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔ
ｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）によって発行されたＡＳ
ＴＭ法０１２３８−６５　Ｔに亭した方法、即ちメルト
インデクサ−で重ｆｉ３２５ｇおよび２゜１１ＩＩＩ１
１のオリフィスを用いて２３０℃で押出し、１０分当た
りのグラム数で旧を表示した。

実施例 （１１ポリグリコール酸の重合及び縫合糸の製造オキシ
酢酸（グリコール酸）より得られたグリコラード（融点
８３．５〜８４．５℃）２Ｋｇ（１７，２モル）を肉厚
の円筒型ステンレス製重合容器に装入し、オクタン酸第
一スズ　０．０６ｇ（０，００３重量％、１．５×１０
−４モル）のトルエン溶液１０＋ｎｌとラウリルアルコ
ール５．４ｇ（０，１７モル％、２．９　Ｘｌ０−２モ
ル、オクタン酸第一スズの９０重量倍）とを容器中へ添
加し、真空（１〜５ｍｎ＋Ｈｇ）で２時間脱気した後、
窒素ガスで置換した。

この混合物を窒素雰囲気下でマントルヒーターを用いて
３時間、２３０〜２３５℃で加熱・重合させた。重合終
了後はそのまま容器下部より抜出し、ペレタイザに導き
ペレット化すると、無色のポリグリコール酸１．８Ｋｇ
が得られた。

このポリグリコール酸を前記した測定方法で粘度を測定
すると固有粘度［η］　＝１．０であり、旧−２，２で
あった。

このペレットを通常の溶融押出機を用いて３０大のノズ
ルを通して、押出圧力１００ｋｇ／ｃｄ、押出温度２４
５℃で溶融紡糸し、その後１２０℃の熱板上で４倍延伸
した結果、引張強度６．５ｇ／デニールの良好なマルチ
フィラメントを得た。

このフィラメントを編組し、米国規格２−０サイズの縫
合糸を得た。

縫合糸の粘度を測定すると〔η）　＝０．９であった。

また直線抗張力は６．４９Ｋｇであった。

なお直線抗張力は、通常の強度測定機を用いて試料長２
ｃｍ、クロスへラドスピード１１００ＩＩ１／分、スト
レート時の切断強度で示す。

比較例１ ラウリルアルコールを２．８ｇ（０，０８７モル％、１
．５ＸＩＯ−”モル、オクタン酸第一スズの４７重量倍
）使用した以外は実施例と同じ方法で重合した結果、固
有粘度〔η）　＝１．１　、旧＝１．０のポリグリコー
ル酸ペレット１　、７ｋｇが得られた。

このペレットを実施例と同じ方法で溶融紡糸を試みたが
、加熱中に解重合を起こし糸切れを多発した。

比較例２ ラウリルアルコールを７．８ｇ（０，２４モル％、４．
２ＸＩＯ−”モル、オクタン酸第一スズの１３０重量倍
）使用した以外は実施例と同じ方法で重合した結果、固
有粘度（ｖ）　＝０．７９　　、旧＝１０．１のポリグ
リコール酸が得られた。これは重合度が低いために紡糸
出来なかった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）グリコラードの重合によりポリグリコール酸を製
   造する方法において、触媒としてオクタン酸第一スズを
   グリコラードに対し０．００１〜０．００５重量％用い
   、グリコラードに対し炭素数１０〜１８を有する直鎖脂
   肪族の一価アルコールを０．１１〜０．２２モルの ％を用いて、２２０〜２５０℃温度条件下で重合させる
   ことを特徴とする固有粘度０．８５〜１．１を有するポ
   リグリコール酸の製造方法。
2. （２）直鎖脂肪族一価アルコールが、ラウリルアルコー
   ルである特許請求の範囲第（１）項記載の方法。