CN102266594B - 一种可逐步降解的编织型输尿管支架管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可逐步降解的编织型输尿管支架管及其制备方法，所述的编织型输尿管支架管，包括管体，其特征在于，所述的管体由至少两种具有不同降解速度的纤维原料编织而成。所述的制备方法，其特征在于，包括：将至少两种具有不同降解速度的原料纤维制成纱线，将所得的纱线在16-32锭编织机上采用菱形结构编织于第一芯模上形成编织管，热定型后，从第一芯模上退下形成管体，通过二次热定型并用壳聚糖涂覆制作环状结构末端。本发明可以实现梯度降解，降解时间可控，降解产物小于1mm3，结构利于固定，力学性能好。

Description

一种可逐步降解的编织型输尿管支架管及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种可逐步降解的编织型输尿管支架管及其制备方法，属纺织生物医用材料与技术领域。

背景技术

1967年，Zimskind等首先应用腔内技术，经膀胱镜逆行植入硅橡胶输尿管支架，成功地缓解了输尿管梗阻。至今已有40多年的历史，输尿管支架管普遍应用于上尿路梗阻性病变，肾输尿管结石症、泌尿系外伤、上尿路重建等泌尿外科手术中。输尿管支架的主要功能是保持输尿管的通畅，引流尿液进入膀胱。

目前应用的输尿管支架管的主要成分是不可吸收的聚氨甲酸乙酯、硅橡胶和金属材料，在术后需要再次手术取出，组织相容性差。容易形成结石、感染、出血和组织损伤。如果支架管长期放置会造成严重的后果，如肾功能丧失甚至需要切除肾脏。并且需要二次手术去除留置的支架管。给患者造成身体、精神、经济上的多重损害，特别是儿童病人需要行全麻后拔出。

输尿管支架管设计的重点是原材料、表面特性、外形设计等方面，理想的输尿管支架应该具备的特性有以下几点：生物学相容性良好；具有一定的抗压和抗拉伸特性，能够抵抗输尿管的压力和蠕动，保持输尿管通畅；质地柔软，表面光滑不易结石沉积；可以自行吸收或排出，不需二次手术拔出支架。因此，研制一种不需要拔管而能自行降解的支架管具有重要的临床应用价值。目前国内外已经有很多相关支架管的报道。但是由于输尿管的具体特性，目前为止，尚没有一种可以应用到临床的可降解支架管。

通过查找国内和国际相关专利发现国内和国际有一些相关的可降解输尿管支架管的专利。主要制作工艺可分为非编织型和编织型两种。其中Lumiaho等用聚乳酸（PLA）制成的自膨胀、螺旋形输尿管支架进行原位植入实验，发现支架在保证尿流通畅的前提下避免了膀胱输尿管返流，未发现被感染区域，疗效优于传统的双J管。该支架具有良好的生物相容性，但是降解时间过慢，在动物体内降解12周时，输尿管和膀胱内仍存在支架碎片。

Ben Chow以PLGA为主要成分设计的专利支架管Uriprene（专利号WO-2010-093427），优化支架管壁设计，将整个管壁分成三层，分别采用不同的降解材料，在动物实验中取得了比较满意的效果，术后没有发现输尿管梗阻。但是制作过程复杂，制作工艺的重复性差，制成的输尿管支架管物理化学特性差别较大，有些支架管在植入体内一周即完全降解，而有些支架管六周后尚未完全降解。

侯宇川将PLGA(80：20)材料制备成管形支架，并进行输尿管支架植入动物实验，支架材料降解并随尿流排出体外，输尿管局部炎症可消退，支架引流效果好，未对肾脏排泄、分泌功能及输尿管的动力学性能造成影响。但是支架管管壁的结构无法达到统一，制备的输尿管支架管的管壁厚度和材料密度不均匀，在降解时可能会出现较大的碎片或者断裂为数个较大的片段，对输尿管的通畅造成影响。

还有其他一些专利都是在输尿管支架管原料组成上进行轻微变化，用挤出或其他加工方法加工成为输尿管支架管，整体设计和侯宇川相似。美国朴利美帝有限公司2006年的专利涉及了可降解纤维，但是他们只是简单的将可降解纤维编织成网状，由于材料的机械性能差所以又加用相应的可吸收材料进行涂覆，不能克服可降解支架管的传统弊病，降解过程不受控制，可能造成输尿管的梗阻，引起输尿管病变。

陈南梁等以PGA为材料采用编织方法制备成管形支架（公开号CN 101695582A），具有仿生输尿管的表观形态，支架降解完全。编织支架内径为3.05mm，管壁具有良好通透性，同时具有良好生物相容性，有利于细胞的粘附和生长。但支架在修复过程中由于降解材料单一，降解速度一致使管道整体降解导致输尿管支架解体进而形成较大的支架碎片，造成新的堵塞。

发明内容

本发明的目的是提供一种可逐步降解的编织型输尿管支架管及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可逐步降解的编织型输尿管支架管，包括管体，其特征在于，所述的管体由至少两种具有不同降解速度的纤维原料编织而成。

作为优选的方案，所述的纤维原料为聚乙交酯（PGA）纤维和聚乙交酯-丙交酯（PGLA）纤维。

作为更加优选的方案，所述的聚乙交酯纤维和聚乙交酯-丙交酯纤维的规格皆为30-100dtex/8-24f。

作为更加优选的方案，所述的聚乙交酯纤维和聚乙交酯-丙交酯纤维在模拟尿液的酸性条件下的降解时间分别为3周和6周。

作为优选的方案，所述的管体的至少一端为环状结构。所述的环状结构用于固定输尿管支架管，防止其出现移位。

作为更加优选的方案，所述的环状结构为猪尾状、单圈环状或多圈环状。

作为更加优选的方案，所述的环状结构的直径为1.0-4.0cm。

作为更加优选的方案，所述的环状结构的形成方法为：在管体的至少一端塞入第二芯模，将其缠绕在聚四氟乙烯实心棒上形成环状结构，热定型后，将其从聚四氟乙烯实心棒上退下，并取出第二芯模，将重量百分比浓度为1.0-4.0wt%的壳聚糖浆液涂覆在环状结构上，自然晾干，在-50℃冷冻干燥2-3小时。

作为更加优选的方案，所述的热定型的具体条件为：在110-180℃真空烘箱中定型3-10min。

作为优选的方案，所述的管体的外径为0.8-6.0mm，内径为0.6-5.8mm，未形成环状结构前，管体的长度为16-74.2cm，形成环状结构后，管体的长度为11.0-49.0cm。

本发明还提供了上述编织型输尿管支架管的制备方法，其特征在于，包括：将至少两种具有不同降解速度的原料纤维制成纱线，将所得的纱线编织于第一芯模上形成编织管，热定型后，从第一芯模上退下形成管体。

作为优选的方案，所述的纱线的编织采用菱形编织方法。

作为优选的方案，所述的纱线的编织采用16-32锭编织机。

作为优选的方案，所述的第一芯模的直径为0.6-5.8mm。

作为优选的方案，所述的编织机的卷取比为5-7。

作为优选的方案，所述的热定型的具体条件为：在110-180℃真空烘箱中定型3-10min。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）支架管采用至少两种具有不同降解速度的纤维原料编织而成，呈现梯度降解。本发明的纤维基逐步降解输尿管支架管留置在应用部位至少48小时，最多6周。不同降解时间的纤维先后开始降解，避免了同时降解造成的输尿管梗阻的可能。通过调整不同降解时间纤维的比例和编织密度可以使降解过程可控和程序性；对支架管进行降解实验，2周时拉伸强力保持率为50-60%，6周时完全降解。

（2）由于采用纤维材料编织，降解产物取决于纤维的直径和编织的密度，采用菱形编织结构，支架管的管壁厚度明显薄于传统的可降解管，壁厚为0.08-0.15mm。传统的支架管壁厚为0.3-0.45mm。壁厚决定于编织结构及使用材料的多少，较少的材料降解产物更少，带来的并发症更少。本发明支架管的降解产物小于1mm3。

（3）具有环状末端，能够合理固定；

（4）力学性能好，对支架管进行测试，径向压缩支架管直径50%时的强力为100-250cN，轴向拉伸断裂强力为65-100N，断裂伸长率为85-110%，支架管能够抵抗输尿管的压力和蠕动；

（5）PGA、PGLA材料有商业产品可以在市场购买，支架管的制备工艺简单，具有较高的经济效益，产品的同一性好；

（6）产品制备使用的PGA和PLGA纤维临床应用已经30多年，生物相容性好，已经得到美国FDA的认证。  

附图说明

图1为编织型输尿管支架管结构示意图，其中，1为管体，2为环状结构。

图2为菱形编织结构示意图，其中，3为PGA纤维复丝，4为PGLA纤维复丝。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明的内容之后，本领域人员可对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明实施例1～3中所用的PGA和PGLA是委托上海天清公司加工而得，通过PGA和PGLA切片原料，经熔融纺丝工艺制成的PGA(30-100dtex/8-24f)和PGLA(30-100dtex/8-24f)复丝纤维。此处PGA和PGLA是在模拟尿液的酸性条件下PGA的降解时间为3周，PGLA的降解时间为6周。

本发明中所用的第一芯模和第二芯模皆为圆柱状，第二芯模的外径小于编织型输尿管支架管的内径。所述的聚四氟乙烯实心棒的外径与环状结构的内径相同。

实施例1

先在编织机上将PGA(30dtex/8f) 复丝纤维和PGLA(30dtex/8f)复丝纤维编织成捻合线，其中一根捻合线由一根PGA(30dtex/8f) 复丝纤维和一根PGLA(30dtex/8f)复丝纤维组成，如图2所示，为菱形编织结构示意图，将捻合线分别倒在16锭编织机的锭子上，编织机的卷取比为5，采用菱形编织方法将纱线编织于直径为0.6mm的第一芯模上，编织管长度为16.0cm；在110℃真空烘箱中定型10min，然后将编织层从第一芯模上退下形成支架管；在初步定型好的支架管的两端分别插入直径小于支架管内径，长度为3.0cm的第二芯模，绕直径为1.0cm的聚四氟乙烯实心棒一圈形成单圈环状，再在110℃真空烘箱中定型10min，将其从聚四氟乙烯实心棒上退下，并取出第二芯模，将重量百分比浓度为1.5wt%的壳聚糖浆液涂覆在环状结构上，自然晾干，在-50℃冷冻干燥2小时，得到如图1所示的编织型输尿管支架管。

获得支架管的内径为0.6mm，长度为11.0cm，末端环状直径为1.0cm,管壁厚度为0.095mm。径向压缩支架管直径50%时的强力为161.8cN。轴向拉伸断裂强力为67.5N，断裂伸长率为107.5%。对支架管进行的降解实验，2周时拉伸强力保持率为57.9%，6周时完全降解，降解产物小于1mm3。

实施例2

先在编织机上将PGA(60dtex/16f)和PGLA(60dtex/16f)复丝纤维编织成两种纱线，其中一种由两根PGA复丝纤维组成，另一种由两根PGLA复丝纤维组成，将两种纱线按1隔1规律分布分别倒在24锭编织机的锭子上,编织机的卷取比为6，采用菱形编织方法将纱线编织于直径为3.0mm的第一芯模上，编织管长度为59.0cm；在145℃真空烘箱中定型6.5min将编织层从第一芯模上退下形成支架管；在初步定型好的支架管的两端分别插入直径小于支架管内径，长度为15.7cm的第二芯模，绕直径为2.5cm的聚四氟乙烯实心棒两圈形成两圈环状，再在145℃真空烘箱中定型6.5min，将其从聚四氟乙烯实心棒上退下，并取出第二芯模，将重量百分比浓度为2.5wt%的壳聚糖浆液涂覆在环状结构上，自然晾干，在-50℃冷冻干燥2.5小时，得到编织型输尿管支架管。

获得支架管的内径为3.0mm，长度为32.5cm，末端环状直径为2.5cm,管壁厚度为0.105mm。径向压缩支架管直径50%时的强力为123.4cN。轴向拉伸断裂强力为82.0N，断裂伸长率为97.0%。对支架管进行的降解实验，2周时拉伸强力保持率为58.3%，6周时完全降解，降解产物小于1mm3。

实施例3

先在编织机上将PGA(100dtex/24f)和PGLA(100dtex/24f)复丝纤维编织成一种纱线，其中每根纱线由两根PGA复丝纤维和一根PGLA复丝纤维组成，分别倒在32锭编织机的锭子上,编织机的卷取比为7，采用菱形编织方法将纱线编织于直径为5.8mm的第一芯模上，编织管长度为74.2cm；在180℃真空烘箱中定型3.0min将编织层从第一芯模上退下形成支架管；在初步定型好的支架管的两端分别插入直径小于支架管内径，长度为14.6cm的第二芯模，绕直径为4.0cm的聚四氟乙烯实心棒形成猪尾状，再在180℃真空烘箱中定型3.0min，将其从聚四氟乙烯实心棒上退下，并取出第二芯模，将重量百分比浓度为4.0wt%的壳聚糖浆液涂覆在环状结构上，自然晾干，在-50℃冷冻干燥3小时，得到编织型输尿管支架管。

获得支架管的内径为5.8mm，长度为49.0cm，末端环状直径为4.0cm,管壁厚度为0.120mm。径向压缩支架管直径50%时的强力为103.6cN。轴向拉伸断裂强力为93.0N，断裂伸长率为103.0%。对支架管进行的降解实验，2周时拉伸强力保持率为52.3%，6周时完全降解，降解产物小于1mm3。

Claims (6)

1.一种可逐步降解的编织型输尿管支架管，包括管体（１），其特征在于，所述的管体（１）由至少两种具有不同降解速度的纤维原料编织而成；所述的纤维原料为聚乙交酯纤维和聚乙交酯-丙交酯纤维，所述的管体（１）的至少一端为环状结构（2），所述的环状结构（2）的形成方法为：在管体（1）的至少一端塞入第二芯模，将其缠绕在聚四氟乙烯实心棒上形成环状结构（2），热定型后，将其从聚四氟乙烯实心棒上退下，并取出第二芯模，将重量百分比浓度为1.0-4.0wt%的壳聚糖浆液涂覆在环状结构（2）上，自然晾干，在-50℃冷冻干燥2-3小时。

2.如权利要求1所述的编织型输尿管支架管，其特征在于，所述的聚乙交酯纤维和聚乙交酯-丙交酯纤维的规格皆为30-100dtex/8-24f。

3.如权利要求1所述的编织型输尿管支架管，其特征在于，所述的聚乙交酯纤维和聚乙交酯-丙交酯纤维在模拟尿液的酸性条件下的降解时间分别为3周和6周。

4.如权利要求1所述的编织型输尿管支架管，其特征在于，所述的环状结构（2）为猪尾状、单圈环状或多圈环状。

5.权利要求1-4任一项所述的编织型输尿管支架管的制备方法，其特征在于，包括：将至少两种具有不同降解速度的原料纤维制成纱线，将所得的纱线编织于第一芯模上形成编织管，热定型后，从第一芯模上退下形成管体（1）。

6.如权利要求5所述的编织型输尿管支架管的制备方法，其特征在于，所述的纱线的编织采用菱形编织方法。

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