CN104414773B - 防粘连组织修复膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防粘连组织修复膜及其制备方法,所述防粘连组织修复膜的一侧表面层为蓬松纤维层(A),另一侧表面层为防粘连层(B);所述蓬松纤维层(A)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g,其柔软度为50~500毫牛顿。

Description

防粘连组织修复膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物医用技术领域的修复膜片,特别涉及一种防粘连组织修复膜及其制备方法。
背景技术
组织器官修复是一个世界性医学难题。现代外科手术中,常需要对组织和器官进行修复,如疝气修复、女性骨盆底功能障碍性疾病修复、硬脑/脊膜缺损修复、神经导管缺损修复、血管的修复、韧带修复、骨缺损修复等等。
现有的组织修复用纤维膜中,应用最广的产品是编制网片。但该类产品表面粗糙、质地较硬、生物相容性差、易产生异物感和疼痛、引起常见侵蚀和感染等并发症;并且该类材料引发的免疫排斥反应较强,存在较多的手术后遗症;其与内脏、器官直接接触时,易造成损伤,可引起较严重的粘连、引发严重的异物和免疫反应,需要二次手术取出,给病人带来痛苦,甚至危及生命。
为了解决上述问题,现有技术中提出使用静电纺丝代替传统的编织方法来制备外科生物修补片。静电纺丝是一种制备聚合物超细纤维简单而有效的加工方法,由于其制备出来的超细纤维可达到纳米级,纳米仿生支架在一定程度上能有效地模拟天然细胞外基质结构,给细胞的生长和攀爬提供较适合的微环境。目前这一特性使静电纺丝方法制备的纳米纤维膜材料特别适用于生物医用领域。但是,目前研究的电纺膜中,大部分会出现细胞难以向其内长入或长入慢的不足,而且电纺膜的力学强度较差且不够柔软,在临床上只能用于力学强度和舒适度要求较低的部位,如皮肤等。
此外,目前的修复膜在手术后无法有效的防止修复后的组织与周围组织粘连。临床上几乎所有手术都涉及到组织之间防粘连和局部抗炎症问题。在人体腹部、心血管、脊柱、骨关节、腿部、妇科盆腔等外科手术后发生的组织粘连不但给患者带来极大的痛苦,而且造成巨大的经济损失。术后粘连可以引起严重的并发症,如腹部、盆腔等均可引起粘连性肠梗阻,甲状腺手术后引起喉返神经损伤,心脏与胸廓的粘连还需再做一次开胸术以及因盆腔组织粘连而导致的女性不育症,而且也是再次手术时并发症明显增高的最主要原因。90%的患者在术后均有不同程度的粘连产生,60%的患者需要采取一定的防粘连措施。
到目前为止,已经尝试过的多种防粘连材料,大体可划分为三代。第一代材料是人体不可降解的机械屏障材料,如金属片、丝绸、橡胶片、聚四氟乙烯等;第二代材料是人体难以吸收的屏障材料,如矿物油、右旋糖配、甲壳素等;第三代材料是人体易于吸收的生物材料,如透明质酸、几丁糖、聚乳酸等。其中,第一、二代材料因存在一些不能降解吸收、对组织有刺激、易引起感染等缺陷逐渐被市场淘汰。第三代的可生物降解吸收材料在国内己有产品上市,其中有防粘连膜、防粘连液体、防粘连凝胶等,对防止术后粘连起到了一定的效果。但防粘连液体流动性强,不能很好的起到物理屏障的作用,体内可随体位及引流而使创面部位浓度下降,削弱了抗粘连的效果。防粘连凝胶相对而言不易流动,但在手术过程中很难实现其涂覆均匀,薄的地方可能出现防粘连效果较差。而防粘膜的隔离作用是更佳。近来,用可吸收的物理隔离体来防止手术创面粘连有良好效果。但是由于防粘连膜的力学强度比较差,不能用于受力部位,如肌腱、韧带、疝气等。
为了同时起到良好的修复和防粘连效果,理想的防粘连组织修复膜需具备以下主要性能:①便于细胞黏附、爬行和生长,实现组织再生;②防止修复后的组织与周围组织粘连;③能维持相应组织的生物力学需求。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述现有技术的问题而作出的。目的在于提供一种防粘连组织修复膜,其不仅具有良好的力学强度,能够为完全修复前提供足够的力学支撑,还且有利于细胞和组织的快速粘附和增殖、引导细胞分化,有利于组织之间的紧密贴合,同时结合理想的膜片柔软度,能有效减少或避免侵蚀的发生,提高病人的舒适感;此外还能够有效防止修复后的组织与周围组织粘连。
用于解决问题的方案
本发明者经研究发现,通过使组织修复用纤维膜的一侧表面层为具有特定的蓬松度的蓬松纤维层(A),另一侧表面层为防粘连层(B),可以实现上述目的,从而完成了本发明。
本发明的防粘连组织修复膜,其特征在于,所述防粘连组织修复膜的一侧表面层为蓬松纤维层(A),另一侧表面层为防粘连层(B);所述蓬松纤维层(A)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的柔软度为50~500毫牛顿。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的平均孔径为50~500μm。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的厚度为0.2~2mm,抗张强度为10~300N/cm。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)采用包括静电纺丝步骤的方法制得。
本发明的防粘连组织修复膜,其中防粘连层(B)包含壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的纤维材料为可降解材料、不可降解材料或其组合。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的纤维材料选自由聚乳酸、聚已内酯、聚乙交酯、聚乙二醇、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羟基丁酸戊酸酯、聚羟基丁酸己酸酯、聚磷酸酯、聚氨基甲酸酐、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚对二恶酮、聚氨酯类、聚碳酸酯、胶原蛋白、明胶、淀粉、纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、弹力蛋白拟态的肽聚合物、海藻酸、硫酸软骨素,肝素,葡聚糖、褐藻酸组成的组中一个或多个。
本发明的防粘连组织修复膜,其中在所述蓬松纤维层(A)和所述防粘连层(B)的中间存在中间层。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述中间层包括编织层(C)或纤维层(D),或者编织层(C)和纤维层(D)的组合;其中优选所述纤维层(D)与所述防粘连层(B)相邻。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述纤维层(D)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g。
本发明的防粘连组织修复膜,其中所述防粘连层(B)通过喷涂或超声波熔接方式与其他层结合。
本发明的防粘连组织修复膜的制备方法,其特征在于,所述防粘连组织修复膜的制备方法包括制备蓬松纤维层(A)的步骤,和通过喷涂或超声波熔接方式将所述防粘连层(B)与其他层结合的步骤。
本发明还涉及所述防粘连组织修复膜在制备组织修复用制品中的应用。
上述的应用中,所述组织修复用制品为疝气修复补片、女性盆底功能障碍性疾病修复系统、人工肩袖、硬脑膜修复补片、脊膜修复补片、人工皮肤、心包膜补片、人工血管、人工神经导管、人工牙膜、人工韧带、人工跟腱、骨修复产品。
本发明还涉及所述的防粘连组织修复膜制得的组织修复用制品。
上述的组织修复用制品为疝气修复补片、女性盆底功能障碍性疾病修复系统、人工肩袖、硬脑膜修复补片、脊膜修复补片、人工皮肤、心包膜补片、人工血管、人工神经导管、人工牙膜、人工韧带、人工跟腱、骨修复产品。
发明的效果
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明的防粘连组织修复膜,具有大比表面积,有利于细胞的粘附和增殖,而且纤维的表面拓扑结构也有利于引导细胞分化;
(2)本发明的防粘连组织修复膜具有多孔蓬松结构,比普通电纺膜结构更有利于纤维细胞迅速长入,起到加强和固定的作用,达到快速理想修复效果;
(3)本发明的防粘连组织修复膜质地轻、柔软,更利于与组织之间的紧密缝合,提高病人的舒适感;
(4)本发明的防粘连组织修复膜,可以减少修复用制品皱缩、引起感染以及与脏器等组织粘连等情况的发生;
(5)本发明的防粘连组织修复膜,可有效防止修复后的组织与周围组织粘连。
附图说明
图1为实施例1结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片(1#材料)的动物解剖图;
图2为实施例4结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片(3#材料)的动物解剖图;
图3为本发明两层防粘连组织修复膜的结构示意图;
图4为本发明三层的防粘连组织修复膜的结构示意图;
图5为本发明四层的防粘连组织修复膜的结构示意图。
具体实施方式
本发明的防粘连组织修复膜的一侧表面层为蓬松纤维层(A),另一侧表面层为防粘连层(B);所述蓬松纤维层(A)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g,其柔软度为50~500毫牛顿。
本发明的防粘连组织修复膜至少具有上述二层结构,在蓬松纤维层(A)和防粘连层(B)之间可以任选地具有中间层。对于中间层的材料、结构、制备方法等没有特别限制,可以使用现有技术中可用于组织修复的任何材料、结构和制备方法。
<蓬松纤维层(A)>
本发明的蓬松纤维层(A)采用与本发明的申请人的中国发明专利申请号为201210457521.0、发明名称为“一种组织修复用纤维膜及其制造方法和应用”的在先申请,和中国发明专利申请号为201210457158.2、发明名称为“骨盆底功能障碍性疾病修复用植入纤维膜片、制备方法及含有其的医疗器械”的在先申请,具有基本相同的结构。在此将上述发明专利申请的全文内容引入本申请。
本发明的蓬松纤维层(A)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g,优选其柔软度为50~500毫牛顿。所述纤维丝的直径优选为500nm~5μm,所述蓬松度优选为400~1500cm3/g,更优选800-1300cm3/g;所述柔软度优选为200~450毫牛顿。进一步,本发明的蓬松纤维层(A)优选平均孔径为50~500μm,优选厚度为0.5~1.0mm,优选抗张强度为20~80N/cm。
本发明所述的蓬松度是指蓬松纤维层(A)的表观厚度与面密度之比的1000倍,即
蓬松度B=表观厚度T0/面密度ω×103
其中,蓬松度以cm3/g表示,表观厚度以mm表示,面密度以g/m2表示。表观厚度T0的测试方法是利用FAST-1压缩性织物风格仪按照GB/T7689.1-2001方法进行测试,表示为蓬松纤维层(A)在2cN/cm2压强下厚度(mm)与蓬松纤维层(A)在100cN/cm2压强下厚度(mm)之差。面密度ω的测试方式是在忽略蓬松纤维层(A)的厚度情况下,测定单个面单位面积下的重量。
本发明所述的柔软度是指根据GB/T8942-2002中方法测试出来的膜片抗弯曲力和膜片与缝隙处摩擦力的最大矢量之和,以毫牛顿表示,柔软度值越小说明膜越柔软。
本发明中所述纤维丝直径是通过扫描电镜的方法进行测定的;所述平均孔径是利用毛细管流动孔径分析仪通过泡点法进行测定的,参照ASTM D6767-2002;所述抗张强度是通过GB/T3923.1-1997《织物断裂强力和断裂伸长率的测定》方法进行测定的;所述厚度是通过压缩性织物风格仪按照GB/T7689.1-2001方法进行测定的。
作为本发明蓬松纤维层(A)的制造方法,采用包括了静电纺丝步骤的方法。
作为本发蓬松纤维层(A)的一种优选制造方法,可以采用电纺技术结合溶剂溶解法进行,具体包括如下步骤:
(1)将两种溶解性质不同的纤维材料,分别溶于相应的溶剂中,得到两种均一的纤维材料溶液;
(2)将步骤(1)中得到的两种均一纤维材料溶液分别装入不同的静电纺丝注射器中,两种纤维材料的对应喷针在高压电源板上均匀排列,进行静电纺丝,得到两种溶解性质不同的纤维丝错综交叉的纤维膜;
(3)根据纤维材料的溶解性质,选择合适的溶剂将步骤(2)中制备的纤维膜中的一种纤维丝溶解,另外一种则保持不变,得到所述蓬松纤维层(A)。
上述步骤(2)中,优选微量注射泵的速率调节为0.1~15.0ml/小时,更优选3~6ml/小时。优选高压发生器的电压调节为5~45KV,更优选20~36KV。优选接收装置的接收距离调节为5.0~30.0cm,更优选15.0~20.0cm。
本发明中,所述两种溶解性质不同的纤维材料是指,两种纤维材料中只有其中一种纤维材料能够溶解于某一溶剂中。优选其中的一种纤维材料为:PCU(聚碳酸酯聚氨酯)或PVDF(聚偏氟乙烯)。优选其中的另一种纤维材料为:PLLA(L-聚乳酸)或PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)。
作为本发明的蓬松纤维层(A)的再一种优选制造方法,包括如下步骤:
(1)将纤维材料溶于溶剂中,得到均一的纤维材料溶液;
(2)将步骤(1)中得到的均一纤维材料溶液装入静电纺丝注射器中,进行静电纺丝得到纤维丝,并将纤维丝接收为膜状结构,得到纤维膜;
(3)将步骤(2)中制备得到的纤维膜在溶剂超声溶胀后的状态下,在预定温度下进行预冻,然后进行真空冷冻干燥,得到蓬松纤维层(A)。
上述步骤(2)中,优选微量注射泵的速率调节为0.1~15.0ml/小时,更优选3~6ml/小时。优选高压发生器的电压调节为5~45KV,更优选30~36KV。优选接收装置的接收距离调节为5.0~30.0cm,更优选15.0~20.0cm。
上述步骤(3)中,用于超声溶胀纤维膜的溶剂优选为注射用水。优选地将步骤(2)中制备得到的纤维膜用浓度为50体积%~95体积%的乙醇水溶液浸润后,放入盛有注射用水的超声机中,超声溶胀5~15分钟后静置,更换注射用水,再超声溶胀,直至乙醇被注射用水置换完毕。然后将注射用水超声溶胀后状态下的纤维膜放入冷冻干燥箱中于-50℃进行预冷冻2~5小时,然后开启真空进行真空冷冻干燥20~26小时,得到所述蓬松纤维层(A)。
<纤维材料>
本发明的蓬松纤维层(A)和中间层的纤维材料包括不可降解材料、可降解材料、或其结合。所述不可降解材料主要包括聚氟类材料,如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等;聚烯烃,如聚乙烯、聚丙烯等;聚氨酯类材料,如聚氨基甲酸酯(PU)、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)、聚醚基聚氨酯、硅烷改性聚氨酯(SPU)等。所述可降解材料主要包括聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、1,3-丙二醇聚合物(PDO)等合成材料;和胶原蛋白、明胶、纤维蛋白、丝蛋白、弹力蛋白拟态的肽聚合物等天然高分子材料;壳聚糖、改性壳聚糖。蓬松纤维层(A)、纤维层(D)和其它层使用的纤维材料可以相同或不同,其中,优选聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)、聚乳酸(PLA)制备蓬松纤维层(A)。
其它可以使用的材料还包括:聚甲基丙烯酸甲酯、聚羟基丁酸戊酸酯、聚羟基丁酸己酸酯、聚磷酸酯、聚氨基甲酸酐、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚对二恶酮、聚碳酸酯、海藻酸、硫酸软骨素,肝素,葡聚糖、褐藻酸等。
<防粘连层(B)>
本发明的防粘连层(B)通过喷涂或超声波熔接方式与其他层结合。在本发明的防粘连组织修复膜为双层膜时,优选防粘连层(B)通过喷涂的方式与蓬松纤维层(A)复合在一起。通过喷涂的方式能够使防粘连层(B)渗入蓬松纤维层(A)的内部,与蓬松纤维层(A)紧密结合。
通过喷涂得到的防粘连层有一定的微孔,能保证营养物质供应的同时起到防粘连的效果。喷涂过程是通过液压将溶液挤出,并在喷嘴处雾化形成一些微小的液滴,该液滴与蓬松纤维层(A)接触后渗入表层纤维后,液滴间连接在一起,封闭掉部分纤维形成的孔洞,并通过控制液滴的大小及液滴的间距,便可控制液滴形成的微孔,通过该方法可得到的微孔的直径范围在0.05~3微米。通过喷涂的方式,得到的防粘连层(B)有一定的柔软性和顺应性,能在蓬松纤维层(A)受力的情况下产生相应的形变,以保证两者在受力情况下紧密结合。
所述防粘连层(B)的喷涂液优选使用壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖溶液制备而成。所述壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖的分子量优选在30~100万,更优选50~80万,其降解时间约为1~3个月。所述壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖溶液的溶剂为乙酸水溶液、盐酸、稀硫酸、稀硝酸、纯化水等。所述的溶剂优选乙酸水溶液,其中乙酸的含量为1%~36%(质量分数),优选3%~15%。所述壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖在乙酸水溶液中的浓度为1~15%(质量/体积分数)。优选为3~8%。
本发明喷涂所述防粘连层(B)的喷涂液所采用喷涂装置没有特别限制,只要其是密封的,且能够通过加压的方式使得装入其中的料液受到压力而从喷涂装置的喷嘴喷出。
本发明优选下述的喷涂方法,包括以下步骤:
(1)将壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖溶解在溶液中,形成防粘连层喷涂液。
(2)将防粘连层喷涂液装入与液压器相连接的喷涂装置。设定喷涂的参数范围为:喷涂流量,0.005ml/min~0.1ml/min;扫描间距,10mm~30mm;扫描速度,1mm/s~50mm/s。将防粘连层喷涂液喷涂到蓬松纤维层(A)、编织层(C)、纤维层(D)或其他中间层的一个表面上。
(3)后处理:浸泡和干燥。将(2)中得到的样品浸泡在水溶液中,除去残留溶剂后放入鼓风干燥箱中进行干燥,干燥温度设定为:35℃~60℃,处理时间为2天。
在经过上述的喷涂和后处理后可以根据需要进行裁剪、包装、EO灭菌等步骤。
<中间层>
本发明的防粘连组织修复膜在蓬松纤维层(A)和防粘连层(B)之间可以具有中间层,其可以为编织层(C)、纤维层(D)、或其他可用于组织修复膜的层,如药物层等。
本发明的防粘连组织修复膜可以为三层、四层或更多层的结构。第一表面层为蓬松纤维层(A),其为具有特定蓬松结构的纤维层,能够快速促进组织修复再生的纤维膜,该纤维膜由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g。中间层可以为编织层(C)或纤维层(D),或者编织层(C)和纤维层(D)的组合,其中所述编织层(C)为编织网片,用于增强整体补片的强度;所述纤维层(D)可以为电纺得到的纤维层,优选为与第一层结构相同的蓬松结构纤维层。另一侧表面层为防粘连层(B),其为具有防粘连功能的材料。具有蓬松结构的纤维层与编织网片层之间可以采用超声波点熔接、缝合等方式结合在一起,防粘连层与中间层之间可以通过喷涂或超声波熔接等方式结合在一起,优选采用喷涂的方式结合。
本发明的编织层(C)优选将编织网片(网片材料可以为聚丙烯(PP)、PVDF、PTFE、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)完全浸泡在一种具有特定浓度的聚合物溶液中,该聚合物材料优选与蓬松纤维层(A)的纤维材料一致。浸泡一定时间后将编织网片取出并加热烘干,使编织网片上的纤维丝都被一层较薄的聚合物材料包裹。
上述多层结构的防粘连组织修复膜优选用于腹壁疝、切口疝的修补。采用这样的设计主要是考虑到:1)腹壁疝、切口疝的修补对力学强度要求较高,普通的单纯电纺膜难以符合其要求,故增加编织网片以保证力学强度。2)单纯的编织网片进行疝修补,其修复生长的组织不能很好的与编织网片结合,使得编织网片不能固定,容易形成侵蚀、皱缩,故在编织网片两面都附加一层具有特定蓬松结构的纤维膜,使得组织能够很好的修复并包裹编织网片,使其不发生侵蚀、皱缩。3)在腹壁疝、切口疝的修补中,腹膜内的修补要求补片必须具有防止粘连功能,以防止新生组织与腹内脏器粘连,造成肠梗阻、坏死等情况,故该补片设计了具有防止粘连的第四层材料。
本发明的四层结构的防粘连组织修复膜可以采用如下方法制备:
(1)按照前述的蓬松纤维层(A)的制备方法制备两张特定厚度的具有特定蓬松结构的纤维膜。
(2)将一张符合力学强度要求的编织网片(网片材料可以为PP、PVDF、PTFE、PET等)完全浸泡在一种具有特定浓度的聚合物溶液中,该聚合物材料应与(1)中纤维膜材料一致。浸泡一定时间后将编织网片取出并加热烘干,使编织网片上的纤维丝都被一层较薄的聚合物材料包裹。
(3)将步骤(2)中得到的被聚合物包裹后的编织网片放于步骤(1)中的两张纤维膜中间,然后一起放置于超声波熔接机上,在一定的超声功率及压力下,使两张纤维膜熔接在编织网片的两面。
(4)采用前述的喷涂技术将防粘连材料喷涂在步骤(3)中制备的膜的一个面上。
实施例
<蓬松纤维层(A)的制备>
实施例1
(1)将聚碳酸酯聚氨酯(PCU),溶于N,N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃的混合溶剂,使溶液中PCU的浓度为12g/100mL,N,N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃的混合比例(体积比)为1:1,得到均一的纤维丝材料溶液。
将L-聚乳酸(PLLA)溶于六氟异丙醇(HFIP)溶液中,使溶液中PLLA的浓度为5g/100mL,得到均一的纤维丝材料溶液。
(2)将上述两种均一的纤维丝材料溶液分别装入两个静电纺丝注射器中,两种材料的对应喷针在高压电源板上均匀排列,调节微量注射泵的速率为6ml/小时,调节高压发生器的电压为22KV,调节接收装置的接收距离为20cm,通过两种材料的同时静电共纺制备出两种溶解性质不同的纤维丝材料错综交叉的纤维膜,达到0.5mm厚度后关闭静电纺丝。
(3)将取下的膜,放入六氟异丙醇溶剂中超声溶胀、溶解6小时,使PLLA材料溶解完全,PCU材料则保持不变,从溶剂中取出未被溶解的材料,即得到蓬松纤维层。
所述蓬松纤维层的纤维平均直径为2μm,膜厚度为0.5mm,平均孔径为350μm,抗张强度为25N/cm,蓬松度为970cm3/g,柔软度为250毫牛顿。
实施例2
(1)将聚偏二氟乙烯(PVDF)溶于体积比为4:6的N,N-二甲基甲酰胺/丙酮的混合溶剂,使PVDF在溶液中的浓度为18g/100mL;将L-聚乳酸
(PLLA)溶于六氟异丙醇(HFIP)溶液中,使溶液中PLLA的浓度为5g/100mL,得到均一的纤维丝材料溶液。
(2)将上述两种均一的纤维丝材料溶液分别装入两个静电纺丝注射器中,两种材料的对应喷针在高压电源板上均匀排列,调节微量注射泵的速率为5ml/小时,调节高压发生器的电压为22KV,调节接收装置的接收距离为20cm,通过两种材料的同时静电共纺制备出两种溶解性质不同的纤维丝材料错综交叉的纤维膜,达到0.5mm厚度后关闭静电纺丝。
(3)将取下的膜,放入六氟异丙醇溶剂中超声溶胀、溶解6小时,使其中PLLA材料完全溶解,制得蓬松纤维层。
所述蓬松纤维层的纤维平均直径为3μm,膜厚度为0.5mm,平均孔径为450μm,抗张强度为35N/cm,蓬松度为1640cm3/g,柔软度为400毫牛顿。
实施例3
(1)将PVDF材料溶解于体积比为4:6的N,N-二甲基甲酰胺/丙酮混合溶剂,使PVDF在溶液中的浓度为18g/100mL;制备得到均一的纤维丝材料溶液。
(2)将步骤(1)中得到的纤维丝材料溶液装入静电纺丝注射器中,调节微量注射泵的速率为6ml/小时,调节高压发生器的电压为30KV,调节接收装置的接收距离为20cm,进行静电纺丝得到纤维,并将纤维接受为膜状结构,纺至膜层厚度约为0.5mm后关闭静电纺丝,得到纤维膜。
此处得到的纤维膜平均直径为2μm,膜厚度为0.5mm,平均孔径为190μm,抗张强度为43N/cm,蓬松度为470cm3/g,柔软度为930毫牛顿。
(3)将步骤(2)中制得的纤维膜在浓度为95%的乙醇溶液中完全浸润,然后取出乙醇溶液浸润后的纤维膜,放入盛有注射用水的超声容器中,使纤维膜完全浸泡在注射用水中,开启超声,功率90W,超声10分钟,静置5~10分钟后,更换超声容器内的注射用水,再开启超声,功率90W,超声10分钟,如此重复操作7~8次,至溶液中乙醇被置换完毕。然后取出注射用水超声溶胀后的纤维膜,放于-50℃的冷冻干燥箱中进行预冷冻4小时,再开启真空冷冻干燥,使预冷冻的纤维膜真空冷冻干燥24小时,得到蓬松纤维层。
所述蓬松纤维层的纤维平均直径为2μm,膜厚度为0.6mm,平均孔径为400μm,抗张强度为48N/cm,蓬松度为1530cm3/g,柔软度为420毫牛顿。
<蓬松纤维层/中间层的制备>
实施例4
(1)选取一张聚丙烯(PP)的编织网片浸泡于浓度为8g/100mL的PVDF/N,N-二甲基甲酰胺与丙酮溶液中,浸泡10分钟后取出网片,于60℃的鼓风干燥箱中干燥2小时,得到具有较薄PVDF包裹的编织网片层(C)。
(2)将步骤(1)得到的编织网片层(C)放于两片实施例3中得到蓬松纤维层(A)中间并一起放于超声波熔接机上,在熔接压力为120N,频率为40KHz的条件下超声熔接8秒,即得到一张组织修复膜基材。
实施例5
(1)选取一张聚丙烯(PP)的编织网片浸泡于浓度为3g/100mL的PCU/N,N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃溶液中,浸泡10分钟后取出网片,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2小时,得到具有较薄PCU包裹的编织网片层(C)。
(2)将步骤(1)得到的编织网片层(C)放于两片实施例1中得到的蓬松纤维层(A)中间并一起放于超声波熔接机上,在熔接压力为120N,频率为40KHz的条件下超声熔接7秒,即得到一张组织修复膜基材。
<防粘连组织修复膜的制备>
实施例6
(1)将60万分子量的壳聚糖溶解在乙酸水溶液中,乙酸水溶液的浓度为5%(即乙酸的质量分数),壳聚糖的浓度为3%(w/v),得到浅黄色的溶液。
(2)将上述浅黄色的溶液装入喷涂装置中,并将喷涂装置密封,外接气压装置,装配上KZ-1型空心锥形喷嘴,调节出液量为0.02ml/min,喷涂速度为10cm/s,喷涂间距为15mm,设置完毕后,准备进行喷涂。
(3)以实施例1~5得到的样品作为基材,在其一面(当其为单层蓬松结构时为蓬松层的任一面喷涂;当其为多层结构时,在中间层的一面喷涂。)启动喷涂设备,以(2)中所设参数进行喷涂,喷涂3~5次后,将样品放入35℃鼓风干燥箱中,干燥24h。
(4)从鼓风干燥箱取出,用75%酒精浸润后,放入水中浸泡24h。
(5)干燥、裁剪、包装、灭菌,得到不含和含有中间层的防粘连组织修复膜片。
实施例7
(1)将70万分子量的羧甲基壳聚糖溶解在乙酸水溶液中,乙酸水溶液的浓度为3%(即乙酸的质量分数),羧甲基壳聚糖的浓度为5%(w/v),得到具有一定粘稠性的溶液。
(2)将上述溶液装入喷涂装置中,并将喷涂装置密封,外接气压装置,装配上通用CC型扇形喷嘴,调节出液量为0.01ml/min,喷涂速度为15cm/s,喷涂间距为12mm,设置完毕后,准备进行喷涂。
(3)以实施例1~5得到的样品作为基材,在其一面(当其为单层蓬松结构时为蓬松层的任一面喷涂;当其为多层结构时,在中间层的一面喷涂。)启动喷涂设备,以(2)中所设参数进行喷涂,喷涂5~7次后,将样品放入40℃鼓风干燥箱中,干燥24h。
(4)从鼓风干燥箱取出,用95%酒精浸润后,放入水中浸泡24h。
(5)干燥、裁剪、包装、灭菌,得到不含和含有中间层的防粘连组织修复膜片。
<动物实验>
实施例8
在实施例6制得的防粘连组织修复膜片中选取4组材料,每组材料分别裁剪成3.5cm×6cm膜片,进行新西兰兔腹壁全层缺损修复动物实验。
4组材料分别为:
1#材料:实施例1结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片;
2#材料:实施例3结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片;
3#材料:实施例4结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片;
4#材料:实施例5结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片。
新西兰兔,体重2.5-2.8Kg,年龄6-12个月,共20只。将实验兔随机分成4组,分别为1#材料组、2#材料组、3#材料组和4#材料组,每组5只实验动物。对进入实验的动物进行麻醉、备皮、仰卧保定于木板上;消毒铺单后;于腹部正中,用4#手术刀顺着兔腹白线切开皮肤,切口长约8cm,暴露腹壁肌肉层,将大小为2cm×5cm的腹壁全层(包括腹膜、肌肉、筋膜组织)切除;用4/0丝线分别将1#材料、2#材料、3#材料和4#材料分别与对应各组新西兰兔腹壁切口周围的肌肉间断缝合。用4/0丝线间断缝合皮肤。
术后3天内对所有实验动物肌肉注射青霉素100万IU/天,予以正常的饮食和饮水,笼内饲养。观察期内4组所有动物进食进水正常,切口愈合良好,未见术部感染及腹部隆起形成,所有实验动物大便正常,无肠梗阻等情况出现。观察期内无实验动物死亡。一个月后解剖,图1显示了实施例1结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片(1#材料)的动物解剖图;图2显示了实施例4结合实施例6制得的防粘连组织修复膜片(3#材料)的动物解剖图。观察结果如表1所示:
表14组材料解剖观察情况表
从实验结果可以看出上述所有防粘连组织修复膜片都能有效促进组织生长,采用表层涂覆壳聚糖的方式能有效实现膜片的防粘连效果,利用超声熔接PP材料的方式能大幅度提高膜片的强度。

Claims (17)

1.一种防粘连组织修复膜,其特征在于,所述防粘连组织修复膜的一侧表面层为蓬松纤维层(A),另一侧表面层为防粘连层(B);
所述蓬松纤维层(A)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g,
其中:
蓬松度B=表观厚度T0/面密度ω×103
其中,蓬松度以cm3/g表示,表观厚度以mm表示,面密度以g/m2表示。
2.根据权利要求1所述的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的柔软度为50~500毫牛顿,
其中所述柔软度是指根据GB/T8942-2002中方法测试出来的膜片抗弯曲力和膜片与缝隙处摩擦力的最大矢量之和,以毫牛顿表示。
3.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的平均孔径为50~500μm。
4.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的厚度为0.2~2mm,抗张强度为10~300N/cm。
5.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)采用包括静电纺丝步骤的方法制得。
6.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中防粘连层(B)包含壳聚糖和/或羧甲基壳聚糖。
7.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的纤维材料为可降解材料、不可降解材料或其组合。
8.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中所述蓬松纤维层(A)的纤维材料选自由聚乳酸、聚已内酯、聚乙交酯、聚乙二醇、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羟基丁酸戊酸酯、聚羟基丁酸己酸酯、聚磷酸酯、聚氨基甲酸酐、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚对二恶酮、聚氨酯类、聚碳酸酯、胶原蛋白、明胶、淀粉、纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、弹力蛋白拟态的肽聚合物、海藻酸、硫酸软骨素,肝素,葡聚糖、褐藻酸组成的组中一个或多个。
9.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中在所述蓬松纤维层(A)和所述防粘连层(B)的中间存在中间层。
10.根据权利要求9所述的防粘连组织修复膜,其中所述中间层包括编织层(C)或纤维层(D),或者编织层(C)和纤维层(D)的组合。
11.根据权利要求10所述的防粘连组织修复膜,其中所述纤维层(D)由直径为10nm~100μm的纤维丝交织而成,具有多孔状结构,其蓬松度为200~2000cm3/g。
12.根据权利要求1或2所述的防粘连组织修复膜,其中所述防粘连层(B)通过喷涂或超声波熔接方式与其他层结合。
13.一种根据权利要求1~12任一项所述的防粘连组织修复膜的制备方法,其特征在于,所述防粘连组织修复膜的制备方法包括制备蓬松纤维层(A)的步骤,和通过喷涂或超声波熔接方式将所述防粘连层(B)与其他层结合的步骤。
14.一种根据权利要求1~12任一项所述的防粘连组织修复膜在制备组织修复用制品中的应用。
15.根据权利要求14所述的应用,其特征在于所述组织修复用制品为疝气修复补片、女性盆底功能障碍性疾病修复系统、人工肩袖、硬脑膜修复补片、脊膜修复补片、人工皮肤、心包膜补片、人工血管、人工神经导管、人工牙膜、人工韧带、人工跟腱、骨修复产品。
16.由一种根据权利要求1~12任一项所述的防粘连组织修复膜制得的组织修复用制品。
17.根据权利要求16所述的组织修复用制品,所述组织修复用制品为疝气修复补片、女性盆底功能障碍性疾病修复系统、人工肩袖、硬脑膜修复补片、脊膜修复补片、人工皮肤、心包膜补片、人工血管、人工神经导管、人工牙膜、人工韧带、人工跟腱、骨修复产品。
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