CN103436988B - 一种可部分降解的复合单丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于纺丝领域，具体涉及一种可部分降解的复合单丝及其制备方法。所述的复合单丝由聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分组成，所述复合单丝中聚丙烯组分至少为两股，各股聚丙烯组分被可吸收降解聚合物组分所分隔开，所述复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为10：90～90：10。以本发明提供的复合单丝制得的医用补片在人体内可部分降解，减少了异物植入量，补片的柔软度大，更能减轻患者的痛苦，满足患者的需要。

Description

一种可部分降解的复合单丝及其制备方法

技术领域

本发明属于纺丝领域，具体涉及一种可部分降解的复合单丝及其制备方法。

背景技术

应用于疝气补片的单丝产品主要为聚丙烯单丝。目前聚丙烯单丝的制造方法比较单一，都是通过熔融挤出得到。对于单丝及其制备的专利基本上都集中在聚丙烯缝线单丝方面，例如专利US3630205中描述了一种聚丙烯缝线的制造方法，该方法包括把挤出的聚丙烯缝线在一个单个步骤里拉伸至其原始长度约6.6倍的步骤，然后把该单丝放松或收缩至拉伸长度的约91～76%之间。专利US3359983、US4520822、US4557264、US4620542、US4621638和US4911165中则主要集中在原料的应用，其使用的原料为由聚丙烯均聚物、共聚物和由含有聚乙烯的共混聚合物。专利US5217485表述的单丝制造方法包括挤出、拉伸、在把该单丝退火之前让该单丝熟化平衡至少2天。中国专利CN1164583A提供的是一种聚丙烯缝线的制造的改进方法，主要关键点在于其熟化时间不需要至少放置2天时间。

还未见有可部分吸收单丝的专利报道。

中国专利CN102772829A介绍了一种可部分吸收的疝修补片，其采用的方法是将可吸收材料为聚（3-羟基丁酸酯与聚4-羟基丁酸酯）共聚物与聚乳酸的共混物来制备补片。

目前，现有技术中很少有公开关于可部分吸收的单丝，已经公开的可部分吸收的单丝或是柔软性不够，异物植入量大，患者产生的不适感明显，或是细度、断裂强力以及断裂伸长率等参数不能满足后期加工的生产要求，或制成的补片的风格会收到影响，难以应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可部分降解的复合单丝，该复合单丝制得的医用补片在人体内可部分降解，减少了异物植入量，补片的柔软度大，更能减轻患者的痛苦，满足患者的需要。

本发明的另一个目的在于提供一种上述可部分降解复合单丝的制造方法。

为了实现本发明的目的，特采用如下技术方案：

一种可部分降解的复合单丝，所述的复合单丝由聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分组成，所述复合单丝中聚丙烯组分至少为两股，各股聚丙烯组分被可吸收降解聚合物组分所分隔开，所述复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为10：90～90：10。

本发明提供的复合单丝由聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分组成，该复合单丝在人体内可部分降解，该复合单丝中聚丙烯组分至少为两股，各股聚丙烯组分被可吸收降解聚合物组分所分隔开，以该复合单丝制得的医用补片应用于人体内，减少了异物植入量，补片的柔软度大，更能减轻患者的痛苦，满足患者的需要。

本发明复合单丝的聚丙烯组分从补片织造的要求出发，尤其是从支撑角度出发，复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为10：90～90：10，当聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比低于10：90时，可吸收降解聚合物组分在人体内发生部分降解后，剩余的聚丙烯单丝没有足够的强度以支撑；当聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比高于90：10时，剩余的聚丙烯单丝细度大，患者产生不适感的几率就大。

优选的，所述复合单丝中聚丙烯组分为2-19股。本发明提供的复合单丝中，聚丙烯组分为不可降解成分，当聚丙烯组分低于2股时，聚丙烯单丝的细度大，柔软性低，增大了复合单丝置入患者体内后产生的不适感，当聚丙烯组分高于19股时，每股聚丙烯组分的细度太小，聚丙烯组分总的断裂强度降低，断裂伸长率增大，聚丙烯组分熔融挤出的连续性不稳定，达不到后期补片编织的生产要求，且补片的风格会收到影响，难以应用。

更优选的，所述复合单丝中聚丙烯组分为2-8股。在此范围内，聚丙烯单丝的细度小、柔软性好，聚丙烯组分能稳定地连续地熔融挤出，其力学性能非常好，易于编织成补片。

所述复合单丝的横截面中聚丙烯组分呈现圆形、椭圆形、扇形、梅花形、多边形中的一种或多种，优选的，所述复合单丝的横截面中聚丙烯组分呈现圆形、椭圆形、扇形中的一种或多种。

所述复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为15：85～70：30，优选为20：80～50：50。

所述复合单丝的性能参数满足：0.08mm≤细度≤2mm

400cN≤断裂强力≤700cN

10%≤断裂伸长率≤30%。

优选的：所述复合单丝的性能参数满足：0.3mm≤细度≤2mm

500cN≤断裂强力≤650cN

15%≤断裂伸长率≤25%。

本发明中，所述复合单丝的细度满足：0.08mm≤细度≤2mm，当单丝细度不足0.08mm，熔融挤出的连续性不稳定，大于2mm则得不到实际使用中的柔软性。

所述复合单丝的断裂强力满足：本发明所述400≤断裂强力（cN）≤700，当断裂强力低于400cN时，达不到后期补片编织的生产要求，大于700cN时，复合单丝的柔软性会随之降低，补片的柔软性也会下降，患者的不适感会增加。

所述复合单丝的断裂伸长率满足：所述10≤断裂伸长率（%）≤30，当断裂伸长小于10%，难以满足编织等后加工的生产要求，大于30%时，补片的风格会受到影响，难以应用领域。

优选的，当所述复合单丝的性能参数满足：0.3mm≤细度≤2mm、500cN≤断裂强力≤650cN、15%≤断裂伸长率≤25%时，得到的复合单丝在柔软性非常好、单丝能稳定而连续地熔融挤出、能很好地满足补片的编织要求、能使患者使用后具有较高的舒适感、以及制成的补片应用范围广、应用性强。

所述可吸收降解聚合物组分选自PGA、PLA、PGLA和PDO。PGA、PLA、PGLA和PDO均具有良好的生物相容性和生物可降解性，不仅极大地提高了患者的使用安全，而且在其被降解吸收后能明显减少异物植入量，减轻患者的痛苦，满足患者的需要。

本发明还提供了一种所述的可部分降解的复合单丝的制备方法，所述制备方法包括熔体制备、复合挤出、以及后加工，其特征在于，聚丙烯熔体与可吸收降解熔体通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，复合挤出组件上聚丙烯组分的挤出微孔至少为两个，且聚丙烯组分的挤出微孔之间被可吸收降解组分的挤出微孔所分隔开。

本发明的制备方法采用复合挤出法，上述的两种组分的原料分别经过各自的螺杆被加工成熔体，再经过各自的熔体管路被输送到挤出模头。两种熔体进入同一个复合挤出模头，并且在进入下模板之前途经各自的熔体流道而互不接触，复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，并根据需要来设计挤出微孔的形状，本发明的复合挤出组件上聚丙烯组分的挤出微孔至少为两个，且聚丙烯组分的挤出微孔之间被可吸收降解组分的挤出微孔所分隔开，得到的复合单丝的横截面上聚丙烯组分至少有两股，各股聚丙烯组分被可吸收降解聚合物组分所分隔开。

上述制备方法中，优选的，所述聚丙烯组分挤出的微孔为圆形、椭圆形、扇形、梅花形、多边形中的一种或多种。

本发明更优选的制备方法包括如下步骤：

（1）聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，可吸收降解组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；

（2）两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，最终在挤出模板板面出口处相遇复合挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却；

复合挤出组件上聚丙烯组分的挤出微孔至少为两个，且聚丙烯组分的挤出微孔之间被可吸收降解组分的挤出微孔所分隔开；所述聚丙烯组分挤出的微孔为圆形、椭圆形、扇形、梅花形、多边形中的一种或多种；

（3）以1～30m/min的绕卷速度进行收集；

（4）将步骤（3）中收集到的复合单丝在50～100℃温度下进行10～70倍牵伸；

（5）将步骤（3）或（4）所得的复合单丝在110～150℃温度下进行紧张或松弛热定型后得到可部分降解复合单丝产品。

优选的，所述步骤（2）中，冷却区域的冷却风的温度为20～30℃，湿度为20～30%，冷却风的吹风速度为0.4～1m/s。

对由挤出微孔挤出的熔体细流经过一段长度的冷却区域，施以油剂，冷却区域的冷却风的温度约为20～30℃，湿度约为20～30%，冷却风的吹风速度为0.4～1m/s左右，经过冷却后，复合熔体流固化成形，可以获得粗细均匀、性能均匀的高品质复合单丝。

本发明所述的复合单丝卷绕速度为1～30m/min，由于单丝细度粗，在短的时间内难以冷却，需采用较为低的纺丝速度。若采用大于30m/min的纺丝速度，易造成复合单丝的截面混乱，整体性能下降。

本发明中所得卷绕复合单丝需在50～100℃下进行10～70倍牵伸，然后在110～150℃下进行热定型，使复合单丝的断裂强力、断裂伸长率满足生产要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明复合单丝由聚丙烯组分和可吸收降解聚合物组分组成，以该单丝制成的医用补片使用于人体内，异物植入量减少，所述复合单丝中聚丙烯组分至少为两股，各股聚丙烯组分被可吸收降解聚合物组分所分隔开，在断裂强力和断裂伸长率满足后期加工的生产要求的同时，极大地增强了单丝的柔软性，使患者的舒适度增加，满足了患者的需要，减轻了患者的痛苦。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的复合单丝的横截面示意图；

图2为本发明实施例2提供的复合单丝的横截面示意图；

图3为本发明实施例3提供的复合单丝的横截面示意图；

图4为本发明实施例4提供的复合单丝的横截面示意图；

图1-4中，A为聚丙烯组分，B为可吸收降解组分。

具体实施方式

本发明的具体实施例方式仅对本发明的内容做进一步的解释和说明，并不对本发明的内容构成限制。

下面结合实施例和附图进一步说明本发明。

实施例1

本实施例的可吸收降解组分为PGA，聚丙烯组分与PGA的重量复合比20：80。复合单丝的截面形状如图1所示。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PGA组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与可吸收降解熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为20℃，湿度约为20%，吹风速度为0.6m/s左右，施以油剂，以10m/min的低速卷绕。然后通过50℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为10倍，通过130℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状类似图1，得到的复合单丝的横截面示意图如图1所示，聚丙烯组分为8股。所述复合单丝的性能参数满足：细度为0.5mm、断裂强力为500cN、断裂伸长率为25%。

实施例2

本实施例的可吸收降解组分为PGA，聚丙烯组分与PGA的重量复合比60：40。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PGA组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与PGA熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为20℃，湿度约为20%，吹风速度为0.6m/s左右，施以油剂，以10m/min的低速卷绕。通过50℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为10，通过130℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状类似图2，得到的复合单丝的横截面示意图如图2所示，聚丙烯组分为8股。所述复合单丝的性能参数满足：细度为1.0mm、断裂强力为625cN、断裂伸长率为18%。

实施例3

本实施例的可吸收降解组分为PLA，聚丙烯组分与PLA的重量复合比10：90。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PLA组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与PLA熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为30℃，湿度约为30%，吹风速度为0.4m/s左右，施以油剂，以1m/min的低速卷绕。通过100℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为70，通过110℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状类似图3，得到的复合单丝的横截面示意图如图3所示，聚丙烯组分为两股。所述复合单丝的性能参数满足：细度为0.5mm、断裂强力为456cN、断裂伸长率为20%。

实施例4

本实施例的可吸收降解组分为PGLA，聚丙烯组分与PGLA的重量复合比70：30。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PGLA组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与PGLA熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为25℃，湿度约为25%，吹风速度为1m/s左右，施以油剂，以30m/min的低速卷绕。通过70℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为50，通过150℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状类似图4，得到的复合单丝的横截面示意图如图4所示，聚丙烯组分为3股。所述复合单丝的性能参数满足：细度为1.6mm、断裂强力为700cN、断裂伸长率为10%。

实施例5

本实施例的可吸收降解组分为PDO，聚丙烯组分与PDO的重量复合比15：85。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PDO组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与PDO熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为20℃，湿度约为20%，吹风速度为0.6m/s左右，施以油剂，以10m/min的低速卷绕。通过50℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为10，通过130℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状为扇形，得到的复合单丝的横截面示意图类似图2，不同的是本实施例中A组分的微孔有6个。所述复合单丝的性能参数满足：细度为0.08mm、断裂强力为400cN、断裂伸长率为30%。

实施例6

本实施例的可吸收降解组分为PGA，聚丙烯组分与PGA的重量复合比90：10。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PGA组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与PGA熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为20℃，湿度约为20%，吹风速度为0.6m/s左右，施以油剂，以10m/min的低速卷绕。通过50℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为10，通过130℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状为梅花形，得到的复合单丝的横截面示意图类似图1，不同的是本实施例将图1中A组分的圆形换为梅花形，A组分的微孔有19个。所述复合单丝的性能参数满足：细度为0.3mm、断裂强力为485cN、断裂伸长率为23%。

实施例7

本实施例的可吸收降解组分为PGA，聚丙烯组分与PGA的重量复合比50：50。

聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，PGA组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，聚丙烯熔体与PGA熔体最终通过复合挤出组件进行熔体的分配与复合后，从复合挤出组件的下模板挤出微孔挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却，冷却区域的冷却风的温度约为20℃，湿度约为20%，吹风速度为0.6m/s左右，施以油剂，以10m/min的低速卷绕。然后通过50℃热辊，进行牵伸处理，牵伸比为10倍，通过130℃热辊，进行紧张热定型，卷绕，即得到复合单丝。

复合单丝横截面上两种组分形成的样式可通过设计复合挤出组件上挤出微孔的形状来实现，本实施例中，复合挤出组件上挤出微孔的形状为圆形，得到的复合单丝的横截面示意图类似图1，不同的是本实施例中A组分的微孔有6个。所述复合单丝的性能参数满足：细度为2.0mm、断裂强力为650cN、断裂伸长率为15%。

Claims (8)

1.一种可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述的复合单丝由聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分组成，所述复合单丝中聚丙烯组分至少为两股，各股聚丙烯组分被可吸收降解聚合物组分所分隔开，所述复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为10：90～90：10，

所述复合单丝的性能参数满足：

0.3mm≤细度≤2mm

500cN≤断裂强力≤650cN

15％≤断裂伸长率≤25％，

所述的可部分降解的复合单丝的制备方法包括如下步骤：

(1)聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，可吸收降解组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；

(2)两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，最终在挤出模板板面出口处相遇复合挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却；所述冷却区域的冷却风的温度为20～30℃，湿度为20～30％，冷却风的吹风速度为0.4～1m/s；

复合挤出组件上聚丙烯组分的挤出微孔至少为两个，且聚丙烯组分的挤出微孔之间被可吸收降解组分的挤出微孔所分隔开；所述聚丙烯组分挤出的微孔为圆形、椭圆形、扇形、梅花形、多边形中的一种或多种；

(3)以1～30m/min的绕卷速度进行收集；

(4)将步骤(3)中收集到的复合单丝在50～100℃温度下进行10～70倍牵伸；

(5)将步骤(3)或(4)所得的复合单丝在110～150℃温度下进行紧张或松弛热定型后得到可部分降解复合单丝产品。

2.根据权利要求1所述的可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述复合单丝中聚丙烯组分为2-19股。

3.根据权利要求1所述的可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述复合单丝的横截面中聚丙烯组分呈现圆形、椭圆形、扇形、梅花形、多边形中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为15：85～70：30。

5.根据权利要求1所述的可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述可吸收降解聚合物组分选自PGA、PLA、PGLA和PDO。

6.根据权利要求3所述的可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述复合单丝的横截面中聚丙烯组分呈现圆形、椭圆形、扇形中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的可部分降解的复合单丝，其特征在于，所述复合单丝中聚丙烯组分与可吸收降解聚合物组分的重量比为20：80～50：50。

8.一种权利要求1-7任一项所述的可部分降解的复合单丝的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)聚丙烯组分通过螺杆挤出机A螺杆制备成均匀的熔体，可吸收降解组分通过螺杆挤出机B螺杆制备成均匀的熔体；

(2)两种熔体经过各自独立的计量泵进行计量后通过输送管路进入复合挤出模头，通过组件内部熔体各自的流道独立分配与输送，最终在挤出模板板面出口处相遇复合挤出，形成复合熔体细流，经冷却区域冷却；

复合挤出组件上聚丙烯组分的挤出微孔至少为两个，且聚丙烯组分的挤出微孔之间被可吸收降解组分的挤出微孔所分隔开；所述聚丙烯组分挤出的微孔为圆形、椭圆形、扇形、梅花形、多边形中的一种或多种；

(3)以1～30m/min的绕卷速度进行收集；

(4)将步骤(3)中收集到的复合单丝在50～100℃温度下进行10～70倍牵伸；

(5)将步骤(3)或(4)所得的复合单丝在110～150℃温度下进行紧张或松弛热定型后得到可部分降解复合单丝产品；

所述步骤(2)中，所述冷却区域的冷却风的温度为20～30℃，湿度为20～30％，冷却风的吹风速度为0.4～1m/s。