PROCESO PARA ELIMINACIÓN DEL DISOLVENTE RESIDUAL DE HILADO DE UN FILAMENTO HILADO EN GEL, EL FILAMENTO, HILO MULTI-FILAMENTO Y PRODUCTOS QUE COMPRENDEN EL FILAMENTO.

Proceso para eliminar el disolvente residual de hilado de un filamento UHMwPE gel hilado que tiene un diámetro efectivo superior a 16 μ

m, que comprende los pasos de: eliminar el disolvente residual de hilado del filamento hasta un nivel inferior a 100 ppm a temperatura elevada, en tanto que el filamento se mantiene tirante con una tensión mayor que 0,15 g/dtex

Proceso para eliminación del disolvente residual de hilado de un filamento hilado en gel, el filamento, hilo multi-filamento y productos que comprenden el filamento.

La invención se refiere a un proceso para eliminación del disolvente residual de hilado de un filamento de UHMwPE de peso molecular ultraelevado (UHMwPE) hilado en gel, el filamento, así como un hilo multi-filamento y productos para aplicaciones médicas que contienen el filamento.

Un proceso para producir filamentos de UHMwPE de hilado en gel, se describe por ejemplo en PCT/NL2003/ 000872 o EP-A-1 746 187.

Se conoce también la utilización de hilo multifilamento de UHMwPE de hilado en gel en productos para aplicaciones médicas. Ejemplos de tales productos son suturas y cables. Ejemplos satisfactorios de dichos cables incluyen un cable de fijación de un traumatismo, un cable de cierre del esternón, un cable profiláctico o periprostético, un cable de fijación de fractura ósea larga, y un cable de fijación de fractura ósea corta. Hilos multi-filamento de UHMwPE hilados en gel son adecuados para uso en dichas aplicaciones, dado que los mismos tienen propiedades mecánicas favorables como un alto módulo y elevada resistencia a la tracción. Un filamento de hilado en gel presenta sin embargo el inconveniente de que, sin tratamiento especial, el mismo contiene disolvente residual de hilado. Aunque el nivel de disolvente residual de hilado es normalmente muy bajo, es todavía lo suficientemente alto para hacer el filamento menos adecuado para su uso en aplicaciones médicas como suturas y cables, dado que el disolvente residual de hilado puede causar reacciones indeseables del cuerpo humano o animal, como por ejemplo inflamaciones. Por esta razón se requieren tratamientos especiales para reducir el nivel de disolvente residual de hilado en el filamento a un nivel muy bajo, al menos inferior a 100 ppm, preferiblemente, sin embargo, a un nivel más bajo todavía.

Los tratamientos especiales para eliminación del disolvente residual de hilado incluyen extracción o calentamiento prolongados del filamento. Los problemas que ocurren debido a dichos tratamientos son que las propiedades del filamento se ven afectadas desfavorablemente, si se obtiene un nivel de disolvente residual de hilado de como máximo 100 ppm, pero más aún si se obtienen niveles muy bajos de disolvente residual de hilado, inferiores a 80 ppm o menores aún. Esto es especialmente cierto si se utilizan filamentos con un diámetro elevado, dado que la eliminación del disolvente por extracción o evaporación se hace cada vez más difícil con el diámetro creciente. No obstante, el uso de filamentos que tienen un diámetro alto es ventajoso, dado que dichos filamentos son más fáciles de producir. Adicionalmente, los filamentos que tienen un diámetro alto son más robustos durante la manipulación (por ejemplo en lo que respecta a la fricción) por un cirujano y más resistentes a la abrasión. Una de las propiedades que se ve afectada desfavorablemente es la resistencia del hilo a la tracción. Esto es importante dado que los filamentos se aplican en la mayoría de los casos en productos que tienen que soportar una tensión elevada. Adicionalmente, la lisura de la superficie del filamento puede verse afectada desfavorablemente, con lo que el coeficiente de fricción del filamento aumenta. Esto hace por ejemplo que sea más difícil coser una herida con una sutura que comprende el filamento. Asimismo, la tasa de relajación del filamento aumenta. Un nivel bajo de relajación es especialmente importante si el filamento se utiliza bajo tensión durante un periodo de tiempo largo a temperatura elevada en el cuerpo, por ejemplo como un cierre de esternón o un cable de fijación de fractura ósea.

Por esta razón, un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para eliminar el disolvente residual de hilado de un filamento de hilado en gel de UHMwPE que tiene un diámetro efectivo de al menos 16 μm, proceso que proporciona un filamento que no sólo contiene un nivel bajo o incluso una cantidad inapreciable de residuos de disolvente de hilado, sino que además no presenta tampoco uno o más de los problemas arriba identificados.

Este objeto se alcanza de acuerdo con la invención con un proceso para la eliminación del disolvente residual de hilado de un filamento UHMwPE de hilado en gel que tiene un diámetro efectivo mayor que 16 μm, caracterizado porque el proceso comprende el paso de:

eliminar el disolvente residual de hilado del filamento hasta un nivel inferior a 100 ppm a temperatura elevada, en tanto que se mantiene el filamento tirante con una tensión mayor que 0,15 g/dtex.

En WO 2005/066401, ejemplos 29 y 30, se describe un proceso para hilar un filamento de UHMwPE, filamento que contiene menos de 100 ppm de disolvente residual de hilado. Sin embargo, el filamento tiene un diámetro muy bajo inferior a 8 μm y no se describe paso de proceso especial alguno para eliminación del disolvente residual de hilado.

Con el proceso de la presente invención, se obtiene un filamento de UHMwPE que tiene una cantidad muy baja o inapreciable de residuos de disolvente y exhibe sin embargo propiedades favorables. Los filamentos de UHMwPE tienen una elevada resistencia a la tracción y una tasa de relajación reducida. Adicionalmente, los filamentos tienen una superficie lisa. Por tanto, los filamentos son muy adecuados para uso en productos para aplicaciones médicas.

El proceso para la fabricación de un filamento de UHMwPE hilado en gel, de acuerdo con la invención comprende los pasos de:

a) hilar un filamento o una pluralidad de filamentos a partir de una solución de UHMwPE en un disolvente de hilado;

b) enfriar los filamentos obtenidos para formar filamentos de gel;

c) eliminar parte del disolvente de hilado de los filamentos de gel;

d) estirar los filamentos en al menos un paso de estirado antes, durante o después de la eliminación de parte del disolvente de hilado;

e) eliminar el disolvente residual de hilado hasta un nivel inferior a 100 ppm.

El filamento utilizado en el proceso de acuerdo con la invención puede comprender cualquiera de los disolventes conocidos para hilado de UHMwPE en gel. Disolventes de hilado adecuados incluyen por ejemplo parafinas, tales como aceite de parafina y cera de parafina, aceite mineral, queroseno, decalina, tetralina, tolueno, n-alcanos inferiores, por ejemplo hexano, xileno, paraxileno, escualano, y ciclo-octano. Se utiliza preferiblemente decalina. El enfriamiento del filamento en un filamento de gel puede realizarse con una corriente de gas, o por enfriamiento brusco del filamento en un baño de refrigeración líquido. La eliminación de parte del disolvente de hilado en el paso c) puede realizarse por métodos conocidos, por ejemplo por evaporación de un disolvente relativamente volátil, o por utilización de un líquido de extracción. Preferiblemente se utiliza decalina y se elimina por evaporación.

El proceso para fabricación de un filamento de UHMwPE comprende estirar el filamento en al menos un paso de estirado. El estirado, es decir el alargamiento del filamento, da generalmente como resultado una orientación al menos parcial de las moléculas del polímero y mejores propiedades mecánicas de los filamentos. El estirado puede realizarse sobre un filamento semi-sólido o semejante a gel, después de enfriar el filamento hasta por debajo de la temperatura de gelificación de la solución, o sobre un filamento sólido después de enfriamiento y eliminación del disolvente. Preferiblemente, el estirado se realiza en más de un paso, v.g. sobre filamentos en estado de gel y/o estado sólido, y/o a diferentes temperaturas.

Preferiblemente, el filamento utilizado en el proceso de acuerdo con la invención contiene al comienzo del paso final (e) de eliminación del disolvente residual de hilado hasta un nivel de disolvente residual de hilado comprendido entre 100 y 2000 ppm (partes por millón en peso). De este modo, puede obtenerse el filamento final con niveles muy bajos de disolvente residual de hilado, exhibiendo todavía propiedades favorables. Más preferiblemente, al comienzo del paso (e) de eliminación del disolvente residual de hilado, el nivel de disolvente residual de hilado en el filamento es inferior a 1500 ppm, aún más preferiblemente inferior a 1000 ppm. Preferiblemente, al comienzo del paso de eliminación del disolvente residual de hilado, el filamento contiene un nivel de disolvente...

1. Proceso para eliminar el disolvente residual de hilado de un filamento UHMwPE gel hilado que tiene un diámetro efectivo superior a 16 μm, que comprende los pasos de:

eliminar el disolvente residual de hilado del filamento hasta un nivel inferior a 100 ppm a temperatura elevada, en tanto que el filamento se mantiene tirante con una tensión mayor que 0,15 g/dtex.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el filamento de UHMwPE hilado en gel que tiene un diámetro efectivo superior a 18 μm, preferiblemente el filamento de UHMwPE hilado en gel que tiene un diámetro efectivo de aproximadamente 25 μm tal como el filamento de UHMwPE hilado en gel que tiene un diámetro efectivo mayor que 75 μm.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la temperatura es superior a 80ºC, tal por ejemplo superior a 90ºC.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la temperatura es inferior a 140ºC.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la temperatura es inferior a 135ºC.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el paso de eliminación del disolvente residual de hilado se lleva a cabo manteniendo el filamento en un ambiente que tiene un contenido de oxígeno menor que 3,0 moles/m³.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque el paso de eliminación del disolvente residual de hilado se lleva a cabo sometiendo el filamento a extracción supercrítica con CO₂.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el disolvente de hilado se elimina hasta un nivel inferior a 80 ppm.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el disolvente de hilado se elimina hasta un nivel inferior a 60 ppm.

10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el filamento no contiene acabado de hilado.

11. Filamento UHMwPE hilado en gel que tiene un diámetro superior a 16 μm y un residuo de disolvente residual de hilado menor que 100 ppm.

12. Filamento de UHMwPE hilado en gel de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el filamento tiene una tasa de relajación, medida a 50ºC bajo carga, tal que la tensión inicial es 600 MPa, menor que 5•10^-6 s^-1.

13. Filamento de UHMwPE hilado en gel de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizado porque el filamento tiene una tasa de relajación, medida a 50ºC bajo carga, tal que la tensión inicial es 600 MPa, menor que 8•10^-6 s^-1.

14. Filamento de UHMwPE de hilado en gel de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el filamento tiene una tasa de relajación, medida a 50ºC bajo carga, tal que la tensión inicial de 600 MPa, menor que 10^-7 s^-1.

15. Un hilo multi-filamento que comprende un filamento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-14.

16. Un monofilamento constituido por un solo filamento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-14.

17. Un producto para aplicación médica que comprende el hilo de acuerdo con la reivindicación 15 o el mono-filamento de acuerdo con la reivindicación 16.