JP3558647B2 - 含浸されたアプリケーターチップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
発明の分野
本発明は重合性および／または架橋性物質の重合および／または架橋に関する。本発明はまた、施用装置を用いた様々な基材に対する重合性および／または架橋性物質の施用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
背景
本出願で使用する重合および重合性という用語は、当該技術で定義されているように、架橋性／架橋およびグラフト化／グラフト性という用語を含む。たとえば、重合という用語は、オリゴマーおよびポリマーを形成するためのモノマーとプレポリマーとの組合せだけでなく、様々な橋架け成分によるオリゴマーおよびポリマーの結合（架橋）および様々な原子成分を有する側鎖のオリゴマーおよびポリマーの結合（グラフト化）も含む。
【０００３】
用途によっては、重合および／または架橋した物質の物理的性質は非常に重要である。たとえば、治療用、手術用およびその他のインビボ用に利用される速効性手術用接着剤、シーラント、生物活性剤放出マトリックスおよびインプラントは重合および／または架橋した物質の精密な管理を必要とする。これらの物質は、たとえば、レウンら（Leung et al.）の米国特許第5,328,687号、ウィッカー（Wicker）らの同第3,527,841号、ロバートソン（Robertson）の同第3,722,599号、コルネンタールら（Kronenthal et al.）の同第3,995,641号、オーバーフルツ（Overhults）の同第3,940,362号および米国特許出願第08/266,647号に記載されている。前記文献の内容は、参考のためにここに編入される。
【０００４】
一般的には、接着剤およびシーラントを使用する場合、接合またはシールすべき表面へシアノアクリレートをモノマーの形で適用し、ここで一般的には、その場でモノマーの陰イオン重合が生じ、シールを用いた所望の接着結合が起こる。たとえば棒、メッシュ、ネジおよび板のようなインプラントは、一般にラジカル開始重合により形成されるシアノアクリレートポリマーで形成されうる。
【０００５】
α−シアノアクリレートの組織適合性を向上する努力は、シアノアクリレートのアルキルエステル基を変性することを含む。たとえば、より高級のシアノアクリレート同族体、たとえばブチル−２−シアノアクリレートおよびオクチル−２−シアノアクリレートを形成するアルキルエステル鎖結合を増加すると、生物学的適合性は向上するが高級同族体は低級アルキルシアノアクリレートよりも生物分解が遅いことが見出された。
【０００６】
生物医療用途に使用される変性されたα−シアノアクリレートの他の例は、カルボアルコキシアルキルα−シアノアクリレート（たとえばクロネンタールら（Kronenthal et al.）の米国特許第3,995,641号参照）、フルオロシアノアクリレート（ロバートソンら（Robertson et al.）の米国特許第3,722,599号参照）、およびアルコキシアルキル２−シアノアクリレート（たとえば、バニットら（Banitt et al.）の米国特許第3,559,652号参照）を含む。他の努力は、α−シアノアクリレートをジメチルメチレンマロネートおよび２−シアノアクリル酸の高級エステルと混合することを含む（たとえば、ホーキンスら（Hawkins et al.）の米国特許第3,591,676号参照）。
【０００７】
外科的用途のためにα−シアノアクリレート接着組成物の有用性を向上するための他の努力では、特定の粘度変性剤がアルキルα−シアノアクリレートモノマーたとえばメチルα−シアノアクリレートと組合せて使用された。たとえば、米国特許第3,564,078号（粘度変性剤はポリ（エチル２−シアノアクリレート）である）および第3,527,841号（粘度変性剤はポリ（乳酸）である）を参照。
【０００８】
レウンらの米国特許第5,328,687号（その内容の全部は参考のためにここに編入される）には、インビボ施用の使用に対し、その生物分解によりホルムアルデヒドを作るα−シアノアクリレートポリマーの生物分解性向上のために、ホルムアルデヒド捕捉剤を使用することが提案されている。さらに、米国特許出願第08/266,647号（その全内容は参考のためにここに編入される）は、α−シアノアクリレートポリマーの生物分解速度が生物適合性組成物の直接のインビボ環境のpHを調節することにより行われている。様々な化合物がα−シアノアクリレートモノマーの重合に影響を与えることができることも知られており、たとえば重合を阻止または遅らせるための酸（たとえば、レオナルドらの米国特許第3,896,077号）および重合を促進するための塩基（たとえば、クーバーの米国特許第3,759,264号およびドムブロスキーらの米国特許第4,042,442号）を含む。
【０００９】
また、多くの重合および／または架橋防止剤が通常これらの貯蔵寿命を増すために重合性および／または架橋性物質へ添加されている。しかしながら、重合性および／または架橋性物質へ添加されうる重合防止剤の量は、次の重合工程のいずれかにおける逆効果のために制限される。特に、重合性および／または架橋性物質を安定化するために添加される多量のまたは高濃度の重合防止剤は、重合に悪影響を与えるであろう程度まで重合性および／または架橋性物質を安定化するであろう。したがって、通常の重合性および／または架橋性物質は制限された量の重合防止剤を含むだけであろう。
【００１０】
重合性および／または架橋性物質のある種の用途に対して、重合性および／または架橋性物質の硬化時間を調節する必要がある。たとえば、関係する手段に応じて、外科的方法に使用される外科用接着剤は、迅速にまたはやや迅速性が低く硬化する重合性物質を必要とする（たとえば、ラウンら（Leung et al.）の米国特許第5,328,687号および米国特許出願第08/266,647号、これらの開示はここに参考のために編入される）。たとえば建築および自動車産業におけるシーリングおよび接着工程、プラスチック工業における成形工程、および織物ならびにエレクトロニクス工業における塗布工程を含む他の接着工程は、様々な硬化時間を必要とする。これらの用途の多くは、重合した物質の適切な強度、弾性および硬度を助長するために、また所望の基材へ重合した物質を施すための必要な作業時間量を提供するために、硬化時間を調節することが必要である。
【００１１】
様々なディスペンサーが複数の成分を同時に施しそして混合する目的で開発されてきた。たとえば、ライ（Leigh）の米国特許第3,468,548号には、二つのペースト状物質たとえばクリームまたはゲルを分配するためのディスペンサーが開示してある。物質の一つは管に貯蔵され、第二の物質は管に接続したノズルの室に貯蔵されている。第一の物質が管から送られ、ノズルを通って第二の物質と混合する。
【００１２】
モランら（Morane et al.）の米国特許第3,891,125号には、二つの生成物を別々に貯蔵しそして施用前に生成物を混合するための装置が記載されている。一つの生成物は第二の生成物を含む容器に接続したノズルに貯蔵されている。ノズルにおける生成物を第二の生成物を含む容器へ重力の力により落下させ、混合させる。次いで、混合した生成物を容器から送り出し、好適な基材へ施す。
【００１３】
ビスワズ（Biswas）の米国特許第3,770,523号は、排気孔または容器へ増粘した爆発性スラリーを適用することに関する。爆発性スラリーの流れは、スラリーの流れに突き当たる複数のジェット流により流れが架橋剤と混合することでより増粘される。
【００１４】
リッチ（Rich）の米国特許第4,801,008号は、接着系の複数の相互に反応する成分を含む室を有する使い捨てカートリッジを記載している。成分はバリヤーフィルムにより相互に分離されている。これらはノズルを通して排出され、ここで静的混合部材を用いて混合される。
【００１５】
発明の概略
ポリマーおよび樹脂ならびに塗料工業において、重合および／または架橋速度および／または程度を調節することにより重合物質の性質を調節するための向上した方法についての必要性が存在している。さらに、様々な基材へ重合性および／または架橋性物質を施用するための簡単で経済的な方法を提供することが必要である。我々は様々な重合性および／または架橋性物質の基材への施用を簡単化し一方で物質、特に速硬性物質および医療用物質の性質を調節する安価な装置および方法を発明した。
【００１６】
この発明は、物質の重合および／または架橋開始剤を有するアプリケーターチップ（applicator tip）を含むアプリケーターから重合性および／または架橋性物質を分配するシステムを提供するものである。本発明によるアプリケーターチップは、次の可能性を含む幾つかの利点を提供する；
【００１７】
ａ） 重合および／または架橋される物質の分子量を調節する；
ｂ） 重合および／または架橋される物質の硬化時間を調節する；
ｃ） 物質の基材への施用において正確および便利さを提供する；
ｄ） 物質の貯蔵寿命を延ばす；
ｅ） 残留モノマーの存在を減らしそしてこれに伴うモノマー臭を避ける；
ｆ） 施用した物質の流れ特性を調節する。
【００１８】
本発明のアプリケーターチップは、重合および／または架橋開始剤の利用により重合および／または架橋を受ける様々なモノマーおよびポリマーを基材へ施用するために使用される。さらに、本発明のアプリケーターチップは、たとえば複数成分の接着系の適用におけるような様々なモノマーおよびポリマー系に利用されうる。
【００１９】
好ましい実施態様の詳細な記載
本発明のアプリケーターチップは様々な重合性および／または架橋性物質の施用のための様々な方法に使用される。特に、重合性および／または架橋性物質は無機および有機物質およびこれらの組合せを含む。
【００２０】
好適な無機物質は、非限定的であるが、シロキサン、シリコーン、ポリスルフィドおよびポリホスファゼンである。好適な有機重合性および／または架橋性物質は、非限定的であるが、天然、合成および半合成物質である。好適な天然の重合性および／または架橋性物質は、非限定的であるが、多糖類、たとえばスターチ、セルロース、ペクチン、海草ガムまたは植物ガム；ポリペプチドまたはたんぱく質たとえばカゼイン、アルブミン、グロブリンまたはカロチン；炭化水素たとえばゴムおよびポリイソプレンである。
【００２１】
好適な有機合成物質は、非限定的であるが、熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー、たとえばナイロンおよび他のポリアミド、ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、フルオロカーボン樹脂、ポリウレタンおよびアクリレート樹脂；または熱硬化性エラストマーたとえばフェノール樹脂、ウレタン、エポキシ、アルキドまたはポリエステルである。好適な有機半−合成物質は、非限定的であるが、セルロースたとえばレーヨン、メチルセルロースまたはセルロースアセテート；または変性スターチ、たとえば酢酸スターチ等である。好適な重合性および／または架橋性物質の例は、非限定的であるが、レウンらの米国特許第5,328,687号、クーバー、ジュニアら（Coover,Jr.,et al.）の第3,728,375号、ハウザーら（Hauser et al.）の第3,970,505号、クサヤマら（Kusayama et al.）の第4,297,160号、グルーバー（Gruber）の第4,340,708号、クマス（Kamath）の第4,777,230号、ヒューゲスら（Hughes et al.）の第5,130,369号および米国特許出願第08/226,647号に記載されているものであり、その全開示は参考のためここに編入される。重合性および／または架橋性物質は前記物質の一つを含むかまたは混合物中に一つ以上の物質を含んでもよい。物質はまた前記重合性および／または架橋性物質のモノマー、ポリマーまたはオリゴマーからなる。
【００２２】
たとえば、好適な重合性および／または架橋性物質は1,1−二置換エチレンモノマーを含む。有用な1,1−二置換エチレンモノマーは、非限定的に、次式；
（Ｉ） CHR＝CXY
（式中、ＸおよびＹは各々強電子吸引基であり、ＲはＨ、−CH＝CH₂であるか、またはＸおよびＹは両方がシアノ基であることを条件に、C₁−C₄アルキル基である）で表されるモノマーである。
【００２３】
式（Ｉ）の範囲のモノマーの例は、α−シアノアクリレート、ビニリデン シアニド、ビニリデン シアニドのC₁−C₄アルキル同族体、ジアルキル２−メチレンマロネート、アシルアクリロニトリル、式:CH₂＝CX′Ｙ′で表されるビニルスルフィネートおよびビニルスルホネートであり、その際Ｘ′は−SO₂R′または−SO₃R′であり、Ｙ′は−CN、−COOR′、−COCH₃、−SO₂R′または−SO₃R′であり、Ｒ′はＨまたはヒドロカルビルであるものである。
【００２４】
本発明に使用されるための式（Ｉ）の好ましいモノマーは、α−シアノアクリレートである。これらのモノマーは当該技術で公知であり、以下の式を有する：
【化１】

（式中、R²は水素であり、R³はヒドロカルビルまたは置換されたヒドロカルビル基；式−R⁴−Ｏ−R⁵−Ｏ−R⁶で表される基であり、その際R⁴は炭素原子２−４個を含む1,2−アルキレン基であり、R⁵は炭素原子２−４個を含むアルキレン基であり、R⁶は炭素原子１−６個のアルキル基であり；または式 −R⁷−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−R⁸で表される基であり、その際R⁷は−CH₂−，−CH（CH₃）−または−Ｃ（CH₃）_２−であり、R⁸は有機基である）。
【００２５】
好適なヒドロカルビル基および置換されたヒドロカルビル基の例は、炭素原子１−16個の直鎖または枝分かれしたアルキル基；アシルオキシ基、ハロアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはハロアルキル基で置換された直鎖または枝分かれしたC₁−C₁₆アルキル基；炭素原子２−16個の直鎖または枝分かれしたアルケニル基；炭素原子２−12個の直鎖または枝分かれしたアルキニル基；シクロアルキル基；アルアルキル基；アルキルアリール基；およびアリール基である。
【００２６】
式（II）で表されるシアノアクリレートモノマーにおいて、R³は好ましくは炭素原子１−10個のアルキル基または−AOR⁹を有する基であり、その際Ａは炭素原子２−８個の二価の直鎖または枝分かれしたアルキレンまたはオキサアルキレン基であり、R⁹は炭素原子１−８個の直鎖または枝分かれしたアルキル基である。
【００２７】
式−AOR⁹で表される基の例は、１−メトキシ−２−プロピル、２−ブトキシエチル、２−イソプロポキシエチル、２−メトキシエチル、２−エトキシエチルおよび３−メトキシブチルを含む。
【００２８】
本発明に使用される特に有利なα−シアノアクリレートモノマーは、メチルα−シアノアクリレート、ブチルα−シアノアクリレート、２−オクチルα−シアノアクリレート、１−メトキシ−２−プロピルシアノアクリレート、２−ブトキシエチルシアノアクリレート、２−イソプロポキシエチルシアノアクリレートおよび３−メトキシブチルシアノアクリレートである。特に有利なものは、２−メチレンマロネートたとえばジメチル２−メチレンマロネートである。
【００２９】
式（II）で表されるα−シアノアクリレート（R³はヒドロカルビル基または置換されたヒドロカルビル基である）は、当該技術で公知の方法により製造されうる。たとえば米国特許第2,721,858号および同第3,254,111号が参考文献であり、その各々は参考のためにここに編入される。たとえば、α−シアノアクリレートは、アルキルシアノアクリレートを塩基触媒の存在下に非−水性有機溶媒中でホルムアルデヒドと反応させ、続いて重合防止剤の存在下に無水中間ポリマーのピロール分解により調製されうる。低水分含有量で不純物を殆ど含まない調製されたα−シアノアクリレートモノマーは生物医療に好ましい。
【００３０】
式（II）で表されるα−シアノアクリレート（R³は式−R⁴−Ｏ−R⁵−Ｏ−R⁶を有する基である）は米国特許第4,364,876号（キムラら）に開示された方法に従って調製され、これは参考にためにここに編入される。キムラらの方法において、α−シアノアクリレートは、アルコールでシアノ酢酸をエステル化するかまたはアルキルシアノアセテートおよびアルコールをトランスエステル化することによりシアノアセテートを作ることにより調製され；モル比0.5−1.5:1、好ましくは0.8−1.2:1で触媒の存在下にシアノアセテートおよびホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドを縮合させて縮合物を得；縮合反応混合物を直接または縮合触媒の除去後のいずれかにおいて脱重合化して粗シアノアクリレートを得；そして粗シアノアクリレートを蒸発して高純度のシアノアクリレートを形成することにより調製される。
【００３１】
式（II）で表されるα−シアノアクリレート（R³は式−R⁷−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−R⁸を有する基である）は、クローネンタールら（Kronenthal et.al）の米国特許第3,995,641号に記載の方法により調製され、これはここに参考のために編入される。クローネンタールらの方法において、このようなα−シアノアクリレートモノマーは、α−シアノアクルル酸のアルキルエステルを環式1,3−ジエンと反応させてディールス−アルダー付加物を形成し次いでこれにアルカリ性加水分解を行い次いで酸性化して相当するα−シアノアクリル酸付加物を形成することにより調製される。α−シアノアクリル酸付加物は好ましくはアルキルブロモアセテートによりエステル化され相当するカルボアルキコキシメチルα−シアノアクリレート付加物を得る。これに代わって、α−シアノアクリル酸付加物は、塩化チオニルと反応させることによりα−シアノアクリリルハライド付加物へ転化される。次いでα−シアノアクリリルハライド付加物をアルキルヒドロキシアセテートまたはメチル置換アルキルヒドロキシアセテートと反応させて相当するカルボアルコキシメチルα−シアノアクリレート付加物またはカルボアルコキシアルキルα−シアノアクリレート付加物が、それぞれ得られる。環式1,3−ジエン遮断基は最後に除去され、カルボアルコキシメチルα−シアノアクリレート付加物またはカルボアルコキシアルキルα−シアノアクリレート付加物が、少量の無水マレイン酸の存在下に付加物を加熱することにより、相当するカルボアルコキシアルキルα−シアノアクリレートへ転化される。
式（II）で表されるモノマーの例は、次式：
【化２】

（式中、Ｚは−CH＝CH₂であり、R³は前記定義のものである）で表されるシアノペンタジエノエートおよびα−シアノアクリレートを含む。式（III）で表されるモノマー（R³は炭素原子１−10個のアルキル基である）、すなわち２−シアノペンタ−2,4−ジエン酸エステルは、塩化亜鉛のような触媒の存在下にアクロレインと好適な２−シアノアセテートとを反応させることにより調製されうる。２−シアノペンタ−2,4−ジエン酸エステルの調製方法は、たとえば米国特許第3,554,990号に開示されており、これは参考のためにここに編入される。
【００３２】
重合性および／または架橋性物質は添加剤を含んでもよく、たとえば重合防止剤または安定剤、粘度変性剤、遊離基捕捉剤、pH変性剤（たとえば米国特許出願第08/266,647号、その内容は参考のためにここに編入される）、他のモノマー、ホルムアルデヒド捕捉剤（たとえばレウンらの米国特許第5,328,687号、その内容は参考のためにここに編入される）、着色剤、潤滑剤、離型剤または移行剤、表面活性剤、消泡剤、可塑剤、これらの混合物およびその他の添加剤である。
【００３３】
重合性および／または架橋性物質はそのまま（追加の化合物を添加しない）または溶媒、エマルジョンまたは懸濁剤中でもよい。本発明による好適な溶媒は、アルコール、エーテルアルコール、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、アセタール、ケトン、エステル、酸、硫黄または窒素原子含有有機化合物、これらの混合物等を含む。他の好適な溶媒は、ヒューゲスら（Hughes et al.）の米国特許第5,130,369号およびハットリら（Hattori et al.）の米国特許第5,216,096号に開示されており、これらの全開示は参考のためここに編入される。これらの溶媒は二つ以上を別々にまたは組み合わせて使用されてもよい。これらはまた、重合性および／または架橋性物質がこのような混合物中に溶解または懸濁する程度まで水と一緒に用いられてもよい。重合性および／または架橋性物質へ混入されうる溶媒の全量は０−99、好ましくは１−50、さらに好ましくは３−25重量％である。量の選択は、勿論、所望のモノマーおよび方法の条件により、これらの範囲外の量もまた受入れ可能である。
【００３４】
重合性および／または架橋性物質はまた重合開始剤もしくは防止剤、連鎖移動剤、安定剤またはこれらの混合物を含むこともできる。好適な重合防止剤および安定剤はゲオルグら（Georges et al.）の米国特許第5,322,912号、ソロモンら（Solomon et al.）の同第4,581,429号、グルーバー（Gruber）の同第4,340,708号、キムラらの同第4,364,876号およびクサヤマらの同第4,297,160号に開示されており、これら特許の全開示は参考のためここに編入される。安定剤または防止剤もまた重合性および／または架橋性物質へ、０−50、好ましくは0.001−25、より好ましくは0.002−10重量％の量で添加されうる。量の選択は勿論、所望のモノマーおよび方法条件により、これらの範囲外の量もまた受入れ可能である。
【００３５】
本発明の重合性および／または架橋性物質へ混入されうる好適な連鎖移動剤は、ヒューゲスらの米国特許第5,130,369号に開示されたものであり、その全開示は参考のためここに編入される。重合性および／または架橋性物質に含まれる連鎖移動剤の量は、０−25、好ましくは１−15、より好ましくは２−10重量％である。量の選択は勿論、所望のモノマーおよび方法条件により、これらの範囲外の量もまた受入れ可能である。
【００３６】
好適な粘度調整剤、可塑剤および潤滑剤は、それ自体で重合性および／または架橋性であってもなくてもよく、本発明の重合性および／または架橋性物質へ添加されることができるものであり、これはクサヤマらの米国特許第4,297,160号に開示されたものを含み、その全開示は参考のためここに編入される。本発明の重合性および／または架橋性物質はまたレウンらの米国特許第5,328,687号および米国特許出願第08/266,647号に各々開示されているホルムアルデヒド捕捉剤およびpH調節剤を含んでよく、その全開示は参考のためここに編入される。
【００３７】
図面をより詳細に参照すると、本発明の一実施態様を表すアプリケーター装置は図１において１で示される。装置は、重合性および／または架橋性物質３を保持する円筒状アプリケーター容器２、物質３を容器２から強制的に移すプランジャー４および重合開始剤、又は重合開 始剤と架橋開始剤の組合せを含む固体支持体６を有するアプリケーターチップ５からなる。
【００３８】
図２は、本発明の別の実施態様を示し、アプリケーター装置10を含む。装置は、壊れやすいバイアル40に封入された重合性および／または架橋性物質30を保持する円筒状アプリケーター容器20、および重合開始剤、又は重 合開始剤と架橋開始剤の組合せを含む固体支持体60を有するアプリケーターチップ50からなる。
【００３９】
図３は、他の実施態様であり、アプリケーター装置100を含む。装置は壊れやすいバイアル400に封入された重合性および／または架橋性物質300を保持する円筒状アプリケーター容器200、および重合開始剤、又は重合開 始剤と架橋開始剤の組合せを含む固体支持体からなるアプリケーターチップ500からなる。
【００４０】
本発明のアプリケーターチップは様々な好適形状であり、非限定的に円錐状、円筒形状、たがね状または多角形状である。たとえば、チップは管、カニューレ、カテーテル、一本または複数本−内腔形状であり、または回転ボール、ブラシ、綿棒、または同様なチップである。好ましくは、アプリケーターチップは円錐形である。次第に減少する円周を有する端部は、物質がアプリケーターチップから出ていずれか好適な基材へ物質の施用を促進するように形成された端部であるのが好ましい。アプリケーターチップの長さはまた、様々な施用要因に従って、たとえば物質を施す基材に対する重合性および／または架橋性物質を保持するアプリケーター容器の近さ等により変化するであろう。物質がチップを出るチップ端部のサイズは用途に応じて変化するであろう。
【００４１】
本発明によるアプリケーター容器はまた意図する用途に応じて様々な形状およびサイズでよい。たとえば、限定された量の重合性および／または架橋性物質の施用に対し、アプリケーター容器はシリンジ、管、バイアル、バルブまたはピペットである。たとえば、図３に示すような軟質容器200における重合性および／または架橋性物質300の壊れやすい密閉した管400がアプリケーターの好ましいタイプである。より多量の重合性および／または架橋性物質の施用に対しては、タンクまたは反応容器のようなアプリケーター容器が利用されうる。
【００４２】
本発明によるアプリケーターチップは、重合性および／または架橋性物質を保持するアプリケーター容器から着脱可能である。このようなアプリケーターチップは、使用前にアプリケーター容器へ接続し使用後にアプリケーター容器から外して、アプリケーター容器における未使用の物質の早期の重合および／又は架橋を防止する。この時点で、アプリケーターチップを捨て新規アプリケーターチップを次の使用の為にアプリケーター容器へ接続してもよく、またはアプリケーターチップを再使用してもよい。
【００４３】
さらに、本発明のアプリケーターチップは複数の部分を含み、少なくとも一つ部分は開始剤を含む。たとえば、開始剤を含む成分をアプリケーターチップの他の成分とは別に加工しアプリケーター容器へ接続する前に組み立ててもよい。
【００４４】
アプリケーターチップはまた液状重合性および／または架橋性物質を噴霧化するためにノズルの形でもよい。円錐形、平らな噴霧または濃縮した流れのノズルが好適である。
【００４５】
本発明のアプリケーターチップは、手動でまたは自動化された施用に利用されうる。たとえば、手動による施用方法は、手で保持する装置、たとえばシリンジ、接着ガン、ピペット、点眼器等である。自動化施用方法は射出成形およびロボット塗布／シール／接着を含む。
【００４６】
アプリケーターチップおよびアプリケーター容器はまた一体型ユニットでもよい。ユニットは予め単一のピースとして形成され、重合性および／または架橋性物質が充填される。アプリケーター容器から物質を施用した後にユニットは廃棄されてもよい。さらに、このような一体型アプリケーターチップ／アプリケーター容器ユニットは、複数回使用装置として新規物質でこのユニットを再充填することができるように作られてもよい。
【００４７】
アプリケーターチップは、重合した物質たとえばプラスチック、発泡体、ゴム、熱硬化性樹脂、フィルムまたは膜のような様々な材料で構成されうる。さらに、アプリケーターチップはたとえば金属、ガラス、紙、セラミック、厚紙等のような材料で構成される。アプリケーターチップ材料は天然の多孔性、吸着性または吸収性であり、アプリケーターチップ上または内部にある開始剤の充填を強化し促進する。たとえば、アプリケーターチップはランダムな孔を有する材料、ハニカム材料、織り模様等を有する材料等で構成されてもよい。多孔性の程度は使用する材料によるであろう。
【００４８】
本発明によるアプリケーターチップは、アプリケーター容器と接続している場合、これは長手軸に延びた管状部分を有し、混合された重合性および／または架橋性物質はその外側へ排出される。アプリケーター容器のすぐ下流にある固体支持体は、鋭い圧力低下を避けそして一定の混合比の輪郭を確実にするために多孔性であるのが有利である。構造は、好ましくはアプリケーター容器内で複数の成分を分離するために使用されるバリヤーまたは材料のいずれかを捕まえることができる。したがって、このようなバリヤーのいずれも装置を妨害しないであろう。
【００４９】
物質の重合を開始する開始剤、又は物質の重合を開始 する開始剤と架橋を開始する開始剤の組合せを、チップの内側および外側を含むアプリケーターチップの一部または全表面へ施すことができる。代わりに、開始剤をアプリケーターチップの内表面にのみ塗布することもよい。アプリケーターチップの内側の一部だけを開始剤で塗布するのが好ましい。
【００５０】
アプリケーターチップにおける開始剤は、固体形状たとえば粉末または固体フィルム形、または液体形状たとえば粘稠状またはペースト状の物質である。開始剤はまた様々な添加剤、たとえば表面活性剤または乳化剤を含んでよい。好ましくは、開始剤は重合性および／または架橋性物質に溶け、および／または、実施態様において、重合性および／または架橋性物質と開始剤とが同時に溶出することを助ける表面活性剤少なくとも一つを含むかまたはこれを伴う。
【００５１】
特定の系に対する特定の開始剤は、不適当な実験をすることなく当業者により容易に選択されうる。好適な開始剤は、非限定的に、洗浄組成物；表面活性剤、たとえば非イオン表面活性剤たとえばポリソルベート20（たとえばツィーン20（商標））、ポリソルベート80（たとえばツィーン80（商標））およびポロキサマー、陽イオン表面活性剤たとえばテトラブチルアンモニウムブロミド、陰イオン表面活性剤たとえばナトリウムテトラデシルスルフェート、および両性またはツヴィッターイオン表面活性剤たとえばドデシルジメチル（３−スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド、分子内塩；アミン、イミンおよびアミド、たとえばイミダゾール、トリプタミン、尿素、アルギニンおよびポビジン；ホスフィン、ホスフィットおよびホスホニウム塩、たとえばトリフェニルホスフィンおよびトリエチルホスフィット；アルコールたとえばエチレングリコール、メチルガレート、アスコルビン酸、タンニンおよびタンニン酸；無機塩基および塩たとえばナトリウムビスルフィット、水酸化マグネシウム、流酸カルシウムおよびケイ酸ナトリウム；硫黄化合物たとえばチオウレアおよびホリスルフィド；重合環式エーテルたとえばモネンシン、ノナクチン、クラウンエーテル、カリキサレンおよび重合エポキシド；環式および非環式カーボネート、たとえばジエチルカーボネート；相転移触媒たとえばアリクワット（Aliquat）336;有機金属たとえばコバルトナフテネートおよびマンガンアセチルアセトネート；およびラジカル開始剤およびラジカル、たとえばジ−ｔ−ブチルペルオキシドおよびアゾビスイソブチロニトリルである。重合性および／または架橋性物質はまた、アプリケーターチップにおいて触媒または促進剤により活性化されるまで不活性である開始剤（ここで使用される用語“開始剤”の範囲に含まれる）を含んでもよい。たとえば、ベンゾイルペルオキシドを含むモノマーをアミン促進剤を含むチップと関係する重合性物質として使用してもよく、またはメチルエチルケトンペルオキシドを含むモノマーをコバルトナフテネートを含むチップと関係する重合性物質として使用してもよい。熱および／または光（たとえば紫外線または可視光線）のような刺激により活性化される開始剤は、チップおよび／またはアプリケーターがこのような刺激を適切に受ける場合、これもまた適する。
【００５２】
開始剤は、アプリケーターチップの表面へ施してもよく、またはアプリケーターチップのマトリックスまたは内側部分に含浸させるかまたは混入される。たとえば、開始剤は、開始剤を含む液体媒質でアプリケーターチップを噴霧、浸漬またはブラッシングすることによりアプリケーターチップへ施される。液体媒質は、非−水性溶媒、たとえばエーテル、アセトン、エタノール、ペンタンまたはこれらの混合物を含むか；または水性溶液を含んでもよい。好ましくは、液体媒質は低沸点溶媒である。
【００５３】
さらに、アプリケーターチップにおける開始剤は、様々な濃度で媒質中に存在していてよく、たとえば０−50％、好ましくは0.001−25％、最も好ましくは0.01−10重量％である。量の選択は、勿論、所望のモノマーおよび方法条件により、これらの範囲外の量もまた受入れ可能である。
【００５４】
開始剤は開始剤の予め形成されたフィルムの形状でアプリケーターチップへ施されてもよい。開始剤はまた、たとえばスパッタリングのような蒸着により固体として施されうる。さらに、開始剤を、たとえばチップの加工の間にアプリケーターチップへ混入してもよい。これはアプリケーターチップの物質と開始剤を混合して、その後アプリケーターチップを所望の形に成形することにより行われうる。
【００５５】
アプリケーターチップ上またはチップ内部での適用に次いで、アプリケーターチップを乾燥しまたは加熱して液体媒質を蒸発または揮発させるか、またはアプリケーターチップ中に開始剤を均一に分散させまたは含浸させる。これは、アプリケーターチップを室温で乾燥するか、またはアプリケーターチップを通常の装置たとえば通常のオーブン、減圧炉、マイクロ波炉において、またはUV/可視光線により加熱することで行われうる。
【００５６】
さらに、重合性および／または架橋性物質を保持する容器は開始剤を含んでもよい。たとえば、重合性および／または架橋性物質はアプリケーター容器に別に貯蔵され容器内で開始剤と接触させないようにしてもよい。アプリケーター容器は開始剤で裏打ちしたりまたは塗布されたりしてもよく、または開始剤はアプリケーター容器内部において重合性および／または架橋性物質と別の室に貯蔵されてもよい。たとえば、図３の装置において、開始剤を本体200の内側表面に塗布してもよい。
【００５７】
アプリケーターチップにおいて、開始剤と重合性および／または架橋性物質との混合を確実にするために、静的または動的ミキサーを設けてもよい。好ましい静的ミキサーは内部に曲がりくねった通路を有する。
【００５８】
本発明によるアプリケーターチップはまた、化学的相互反応を避けるために適用する前に相互に物理的に分離したままでなければならない物質を有する多成分重合性および／または架橋性物質系と共に利用されうる。このような多成分カートリッジは、たとえばラウシュ（Rausch）の米国特許第3,915,297号、リッチの同第4,493,436号、同第4,538,920号および同第4,801,008号に開示されており、これらの開示の全部はここに参考のために編入される。
【００５９】
圧力を重合性および／または架橋性物質へ施し、アプリケーターチップを通ってアプリケーター容器から物質を送り出すようにしてもよい。重合性および／または架橋性物質がアプリケーターチップを通過するので、物質は開始剤と接触しこれにより物質の重合および／または架橋が開始する。アプリケーターチップの形状は、好ましくは物質と開始剤の混合を強化させ均一混合物をもたらすようなものである。アプリケーターチップの形状は好適な基材へ重合および／または架橋する物質の施用を促進する。開始剤はまた重合性および／または架橋性物質と同時に溶出するか、またはチップに残ったままでもよい。
【００６０】
本発明による物質は、表面を一緒に保護し、シーリングしおよび結合する目的で、様々な基材へ適用されうる。好適な基材は、たとえば金属、プラスチック、ゴム、木、セラミック、繊維、セメント、紙、生体組織等を含む。たとえば、重合性および／または架橋性物質は組織接着剤、出血を防止するためまたは傷の開口部を塞ぐためのシーラント、治療剤または他の生物学的活性剤の伝達のためのシステム、および他の生物医療用途に有用である。これらは、たとえば外科的に切開したまたは外傷により裂けた組織を閉じ；骨折した骨組織を継ぎ；傷口からの血液流れを止め；生体組織の回復および再生を助け；生物活性剤を伝達するための移植可能なマトリックスを提供し；そして構造的移植片を提供することにおいて使用を見出す。
【００６１】
本発明によるアプリケーターチップは、重合および／または架橋される物質の分子量を調節する。たとえば、アプリケーターチップへ施される開始剤の量は、適用前に重合性および／または架橋性物質に重合開始剤を混入する通常の方法以上に重合性および／または架橋性物質をより完全に重合させる程度まで増加されうる。
【００６２】
本発明のアプリケーターチップはまた物質の硬化時間を調節することができる。たとえば、アプリケーターチップへ施される開始剤の量は、一つのチップから他のチップへ変化させ、物質の施用のための作業時間を調節させることができる。さらに、異なった量またはタイプの開始剤を有するアプリケーターチップを交換して特定の物質または別の物質を施用する間に異なった硬化時間を提供するようにしてもよい。
【００６３】
本発明によるアプリケーターチップはまた重合性および／または架橋性物質の保存寿命を延長する。たとえば、アプリケーターチップにおいて重合開始剤の量を増加することにより、重合性および／または架橋性物質はより多量の重合防止剤または安定剤を有し早期の重合が減少するであろう。
【００６４】
本発明によるアプリケーターチップはまた、基材へ施用する間この物質の向上した流動学的性質をもたらすことにより、重合性および／または架橋性物質の施用の容易性の向上を提供することができる。たとえば、アプリケーターチップにおいて重合開始剤へ混入される表面活性剤は流動性を向上して重合物質がアプリケーターチップから排出することができるようにし、そして開始剤が物質と同時溶出することを助ける。
【００６５】
以下の実施例により本発明の特定の実施態様を説明する。当業者であれば、好適な反応パラメーター、反応剤、成分比／濃度および装置の寸法が特定の重合生成物特性を達成するために必要なように調節することができるであろう。すべて部およびパーセントは特記しないかぎり重量である。
【００６６】
実施例
幾つかの重量％の開始剤をアセトンと混合し、少なくとも30分間攪拌し均質にする。図３に示すアプリケーターの多孔性プラスチックチップを、開始剤溶液中に数分間浸し、溶液から取り出し、図３に示すようにガラスアンプルに閉じ込めたモノマー物質を含む軟質ブチレート管の開口端部に接続する（ブチレート管はアセトンと接触すると軟化し、すなわちチップをアプリケーター本体と“密着”させる）。アプリケーターをヒュームフード中で一晩乾燥させる。純粋なアセトン溶媒を用いて開始剤を含まない対照チップを作る。
【００６７】
正しい位置でアプリケーター管を圧縮してガラスアンプルを粉砕し、これによりモノマー物質を放出する。アプリケーターを逆さまにし、アプリケーター管を圧縮することによりモノマー物質をチップの外側へ出す。物質が管の外に出ると、物質の細い列がヒトの手の平に沿って流れ（２−３インチ）、完全な重合の時間を記録する。結果を表１に示し、重合時間を制御することにおいて請求の範囲に示した本発明の有効性が示される。
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】重合性および／または架橋性物質の施用のための本発明によるアプリケーター装置の側面図である。
【図２】本発明による別のアプリケーター装置の側面図である。
【図３】本発明による別のアプリケーター装置の側面図である。

Claims (26)

1. 合成又は半合成の重合性又は架橋性モノマー材料を分配するためのアプリケーターであって、多孔性アプリケーターチップ及び容器本体を含み、前記アプリケーターチップは、多孔性の固体支持体を部分として有し、該固体支持体がアプリケーターチップの一部を形成し、該固体支持体の上又はその中に前記合成又は半合成モノマー材料のための重合開始剤、又は重合開始剤と 架橋開始剤の組合せが配置され、前記容器本体の中に前記合成又は半合成モノマー材料が、前記材料を分配する前に、前記チップと接触しない状態で位置されている一方、重合性又は架橋性モノマー材料がアプリケータチップを通って分配される際に、固体支持体が、成分を分離 するために使用されるバリヤーを捕まえるとともに、該重合性又は架橋性モノマー材料が該固体支持体の上又はその中に配置された該開始剤と接触することを通して、該開始剤が該重合性又は架橋性モノマー材料に混入され、該重合性又は架橋性モノマー材料が該開始剤とともに前記基材上に分配されるようにされた、アプリケータ。
2. 前記アプリケーターが、シリンジ、軟質シリンダー、管、ピペット、又は点眼器である、請求項１ 記載のアプリケーター。
3. 前記チップが、２以上の部分を含み、前記部分の少なくとも１つが前記固体支持体を含む、請求項１または２記載のアプリケーター。
4. 前記開始剤が、界面活性剤及び乳化剤からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１記載のアプリケーター。
5. 前記界面活性剤が、陽イオン界面活性剤である、請求項４記載のアプリケーター。
6. 前記合成又は半合成モノマー材料が、前記アプリケーターの内部に含まれる壊れやすいバイアル中に封入されており、その際、前記アプリケーターは軟質である、請求項１乃至５のいずれか記載のアプリケーター。
7. 前記モノマー材料が、シロキサン、シリコーン、ポリスルフィド、ポリホスファゼン、ポリアミド、ナイロン、ピリビニルクロリド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、フルオロカーボン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリレート樹脂及びポリエステルからなる群から選択される、請求項１乃至６のいずれかに記載のアプリケーター。
8. 前記モノマー材料が液体接着剤である、請求項１乃至７のいずれかに記載のアプリケーター。
9. 前記モノマー材料が生体適合性である、請求項１乃至８のいずれかのに記載のアプリケーター。
10. 前記モノマー材料が、フリーラジカル剤、安定剤、ホルムアルデヒド捕捉剤、pH変性剤、可塑剤、粘度変性剤、触媒、及び着色剤からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１乃至９のいずれかに記載のアプリケーター。
11. 前記アプリケータチップは、多孔性で、円錐形状、円筒形状、たがね形状および多角形状の群から選ばれた形状を有する、請求項１乃至10に記載のアプリケータ。
12. 前記アプリケータチップは、円錐形状である請求項11に記載のアプリケータ。
13. 前記円錐形状のアプリケータチップは次第に減少する円周を持ち、アプリケータチップの端部は合成又は半合成重合性又は架橋性モノマー材料がアプリケータチップから出る際の端部となるように配置する請求項11又は12に記載のアプリケータ。
14. 前記アプリケータチップの形状が、たがね形状である請求項11のアプリケータ。
15. 前記アプリケータチップの形状が、多角形状である請求項11のアプリケータ。
16. 前記アプリケータチップが、重合させた材料から形成された請求項１乃至15のいずれかに記載のアプリケータ。
17. 前記アプリケータチップが、金属、ガラス、紙、セラミックスおよびボール紙からなる群から選択された材料からなる請求項１乃至15のいずれかに記載のアプリケータ。
18. 前記アプリケータチップが、プラスチック材料から形成された請求項１乃至15のいずれかに記載のアプリケータ。
19. 空洞の軟質管からなるアプリケーター本体、及び前記アプリケーター本体の内部に保持された、合成又は半合成の重合性又は架橋性モノマー材料を含む壊れやすいバイアルを有する、合成又は半合成の重合性又は架橋性モノマー材料からなる液体接着剤を分配するためのアプリケーターであって、該軟質管の内表面が該接着剤の重合開始剤、又は重合開始剤と架橋開始剤の組 合せでライニング又は被覆されているアプリケータ。
20. 前記接着剤が1,1−二置換エチレンモノマーを含む、請求項８又は19記載のアプリケーター。
21. 前記接着剤がシアノアクリレートモノマーを含む、請求項20記載のアプリケーター。
22. 合成又は半合成の重合性又は架橋性モノマー材料を基材に適用する方法であって、前記基材上に多孔性アプリケーターチップを通して前記材料を分配する工程を含み、前記アプリケーターチップは、多孔性の固体支持体を部分として有し、該固体支持体がアプリケーターチップの一部を形成し、重合性又は架橋性モノマー材料がアプリケータチップを通って分配される際に、 固体支持体が、成分を分離するために使用されるバリヤ ーを捕まえるとともに、該重合性又は架橋性モノマー材料が該固体支持体の上又はその中に配置された重合開始 剤、又は重合開始剤と架橋開始剤の組合せと接触することを通して、該開始剤が該重合性又は架橋性モノマー材料に混入し、該重合性又は架橋性モノマー材料が該開始 剤とともに前記基材上に分配される、合成又は半合成の重合性又は架橋性モノマー材料を基材に適用する方法。
23. 前記分配工程の間に、前記材料が前記開始剤と接触して、前記材料の重合又は架橋を開始する、請求項22記載の方法。
24. 前記開始剤が、前記材料と同時溶出する、請求項22または23に記載の方法。
25. 前記材料が1,1−二置換エチレンモノマーを含む、請求項22乃至24のいずれかに記載の方法。
26. 前記材料がシアノアクリレートモノマーを含む、請求項22乃至24のいずれかに記載の方法。

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