CN105920655B

CN105920655B - 一种可降解复合手术缝线

Info

Publication number: CN105920655B
Application number: CN201610255423.7A
Authority: CN
Inventors: 张卫; 陈道海
Original assignee: Lingnan Normal University
Current assignee: Lingnan Normal University
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2019-11-26
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: CN105920655A

Abstract

本发明提供了一种可降解复合手术缝线,采用如下方法制备得到：S1.将甲壳素和氧化石墨烯加入分散液中，形成饱和溶液，然后在低温下进行冻溶，融化后搅拌均匀，得到混合溶液；S2.将S1中所得混合溶液中加入交联剂环氧氯丙烷，搅拌静置后得到交联产物；S3.将S2中所得交联产物纯化后，置于甲酸中溶解，制备成纺丝胶原液；将上述纺丝胶原液进行纺丝，成型；S4将S3中所得成型产物在纳米银溶液中进行浸泡，拉伸后干燥，消毒后即得所述手术缝线。本发明制备的缝线克服了现有甲壳多糖类缝线机械强度较弱的问题，机械性能较好，同时可满足体内极性环境下的缝合需求。

Description

一种可降解复合手术缝线

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，更具体地，涉及一种可降解复合手术缝线。

背景技术

现有CT手术缝线一般采用壳聚糖缝线乙酰化后制备，基本上的仍是壳聚糖及其衍生物缝线。制备和处理过程繁琐，限制了工业化应用。

同时，目前存在的CT或CTS类缝线机械性质较差，尤其是拉伸强度较弱，不能满足临床高强度缝合需求，特别是进行体内胃部强酸环境缝合。因此，寻求制备得到一种机械强度性能恰当的甲壳素手术缝线尤为重要。已有壳聚糖类与明胶、聚乙烯醇、AgNPs等制备复合材料等报道，但CT/GO/AgNPs复合手术缝线制备尚未见报道。

本发明解决了现有甲壳素及壳聚糖类手术缝线因生产成本和机械强度等限制造成的工厂化生产局限问题，可规模化生产推广，为临床所使用。

发明内容

本发明的目的在于根据现有医用缝线技术中的不足，提供了一种可降解复合手术缝线。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种可降解复合手术缝线,采用如下方法制备得到：

一种可降解复合手术缝线,其特征在于,采用如下方法制备得到：

S1.将甲壳素和氧化石墨烯加入分散液中，形成饱和溶液，然后在低温下进行冻融，融化后搅拌均匀，得到混合溶液；

S2.将S1中所得混合溶液中加入交联剂环氧氯丙烷，搅拌静置后得到交联产物；

S3.将S2中所得交联产物纯化后，置于甲酸中溶解，制备成纺丝胶原液；将上述纺丝胶原液进行纺丝，成型；

S4将S3中所得成型产物在纳米银溶液中进行浸泡，拉伸后干燥，,消毒后即得所述手术缝线；

所述S1中氧化石墨烯占甲壳素和氧化石墨烯添加总量的5％～10％；

所述S1中甲壳素和氧化石墨烯添加总量占分散液的3％～10％；

所述S2中交联剂的用量按照(0.5～1.5):10的体积质量比加入到S1中所得混合溶液中。

本发明直接采用低脱乙酰甲壳素作为缝线主体，尽量保持甲壳素一级结构，不经过壳聚糖再乙酰化等步骤，直接制备CT手术缝线，简化了处理，适合在工业上进行生产。

优选地，所述S1中氧化石墨烯占甲壳素和氧化石墨烯添加总量的8％；

优选地，所述S1中分散液为10％的氢氧化钠和4％的尿素的混合液。

如前所述，目前存在的甲壳多糖类缝线机械性质较差，尤其是拉伸强度较弱，不能满足临床高强度缝合需求，特别是进行体内胃部强酸环境缝合。因此，本发明将甲壳素复合生物相容性较好的氧化石墨烯，解决拉伸强度的问题。

进一步地，本发明通过调控材料中氧化石墨烯和甲壳素的重量百分比含量，能够调控后续缝线的综合机械性能，本发明人发现，氧化石墨烯作为一种生物相容性较好的材料，其在分散剂中添加含量过低，其得到的缝线机械强度达不到要求，仅为10N左右；而若其比例过高，纺丝得到的缝线柔韧性较差。

另外，本发明人经过实验发现，不同含量的分散剂对后续材料的机械性能会造成影响，例如，实验中所使用的分散剂中碱的添加量过高，会增加甲壳素的脱乙酰度，进而影响制备得到的缝线的机械性能，另外，如果酸的含量稍高，在影响分散性的同时对缝线的综合机械性能产生影响。

因此，本发明特定的酸碱良性分散剂作为超低温时的良溶剂，能够既满足良好的脱乙酰度的需要，达到较好的生物活性和生物相容性，同时又能满足缝线的综合机械性能要求，充分满足手术需要。

综合以上，本发明制备的CT/GO/AgNPs复合缝线克服了现有甲壳多糖类缝线机械强度较弱的问题，同时可满足体内极性环境下的缝合需求，如胃部酸性环境，酶类丰富的组织器官等缝合，机械性能较好。

优选地，所述S2中交联剂的用量按照1:10的体积质量比加入到S1中所得混合溶液中。

优选地，所述甲壳素使用前经过纯化,所述纯化步骤为将未纯化的甲壳素原料置于盐酸和氢氧化钠的溶液中,水洗后烘干.

优选地，所述氧化石墨烯为通过Hummers法制备.

优选地，所述S1中低温为-80℃；按质量百分比计，所述S3中交联产物占甲酸溶液的3％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明制备的CT/GO/AgNPs复合缝线克服了现有甲壳多糖类缝线机械强度较弱的问题，同时可满足体内各种极性环境下的缝合需求，如胃部酸性环境，酶类丰富的组织器官等缝合.本发明得到CT/GO/AgNPs具有较好的拉伸强度和伸长率。单丝型线径0.3～0.35mm的缝线拉伸强度即在16N左右，可满足一般伤口和肌肉的缝合需求；断裂伸长率在20％左右，符合临床缝线国标要求；

本发明制备的CT/GO/AgNPs单丝型缝线可满足缝合需求，避免了常规使用的复合缝线较大的毛细管现象(复丝型手术缝线丝与丝之间可能有病原微生物入侵附着)，可降低潜在的感染并发症；

本发明提供的CT/GO/AgNPs基本不具有记忆性，柔韧性和持结强度性能好，表面摩擦系数小，能轻易穿过组织，可方便地进行缝合操作。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。

实施例1：

(1)CT初步纯化。CT分别于盐酸(1mol/L)和氢氧化钠(0.2mol/L)除无机盐和蛋白等，各1h。蒸馏水洗至中性后烘干。另通过Hummers法制备GO水溶液。

(2)将步骤1中纯化的CT和GO溶解于分散液中，其中分散液的组成为氢氧化钠和尿素的水溶液，该水溶液中氢氧化钠(NaOH)的质量百分比为11wt％，尿素(Urea)的质量百分比为4％。

该混合溶液中，CT和GO的添加总量占水溶液质量的6％(饱和状态)，其中GO占CT和GO的添加总量的6％(按质量百分比数计)。然后在超低温(-80℃)过夜冻融。室温融化后并搅拌均匀，200目绢布过滤。然后按照1mL:10g混合溶液，加入交联剂环氧氯丙烷(ECH)，0℃下，搅拌30min得到均一溶液，再静置12h得到CT/GO凝胶。去离子水将凝胶透析，去除残留的NaOH，Urea和ECH。再次将所得CT/GO水洗至中性，并真空冷冻抽干，干燥保存。

(3)将步骤2所得CT/GO于纯甲酸溶液中溶解均匀，CT/GO在甲酸溶液中的质量百分比为3％。在该比例下，形成的纺丝胶液流动性能够较好满足纺丝要求，再通过200目绢布过滤，除去不溶性物质，得到均一透明的CT/GO纺丝胶液。真空脱泡或低速离心脱泡。

(4)将脱泡后的CT/GO胶液湿法纺丝。喷丝孔喷出的丝状胶液在无水乙醇中初步凝固成型，大概10s～15s即可。后将初步得到的缝线以恒定的拉力拉伸并固定，控制拉伸长度为原长的1.3倍。然后，将缝线置于室温条件下干燥。之后将干燥好的缝线与去离子水中洗涤至中性，再次1.3倍拉力下于室温干燥，约0.5h；

(5)将干燥好的缝线于AgNPs溶液中浸泡24h～48h。AgNPs可根据实际需要选择不同的浓度，如10nm-100ppm，10nm-300ppm，10nm-500ppm，10nm-1000ppm等。此时可得到表面和内部均匀分布有AgNPs的CT/GO/AgNPs复合手术缝线。

(6)将浸泡好AgNPs的CT/GO/AgNPs可降解复合手术缝线于室温下拉伸状态下晾干，约0.5h。拉伸长度仍为原长度的1.3倍。本发明制备得到CT/GO/AgNPs手术缝线可制备成复丝型缝线，有单丝型缝线捻制可得。

(7)Co60或紫外杀菌或环氧乙烷灭菌消毒，密封包装，即得成品。

实施例2:方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的8％，其余步骤均相同。

实施例3:方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的10％，其余步骤均相同。

对比例1:方法同实施例1,不同的是将步骤1中分散剂中组成为9wt％氢氧化钠(NaOH)和5wt％尿素(Urea)，其余步骤均相同。

对比例2:方法同实施例1,不同的是将步骤1中分散剂中组成为13wt％氢氧化钠(NaOH)和3wt％尿素(Urea)，,其余步骤均相同。

对比例3:方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的0.5％，其余步骤均相同。

对比例4；方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的2％，其余步骤均相同。

对比例5：方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的4％，其余步骤均相同。

对比例6：方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的12％，其余步骤均相同。

对比例7：方法同实施例1,不同的是步骤(2)中GO占CT和GO的添加总量的14％，其余步骤均相同。

以上实施例和对比例的机械性能测试数据见表1所示。

表1.本发明实施例和对比例中制备得到的缝线机械强度比较

注：缝线机械强度测量数据按照USP美国药典中,2-0规格手术缝线(粗细)制备测得。其中，伸长率按％单位，拉伸强度按照Mpa为单位，断裂强度单位为N。

同时，本发明也采用了市售纯CT缝线进行比较，市售纯CT缝线伸长率为35，拉伸强度为5，断裂强度为7。

从表1中可以看出，实施例1，2和3，在6％～10％氧化石墨烯添加量范围内，复合缝线伸长率、拉伸强度和断裂强度效果较好，可较好的满足伤口的缝合需求。

对比例6和7，由于氧化石墨烯的添加量过高，造成了复合缝线断裂强度过高，且拉伸强度和柔韧性不足。对比例7，由于氧化石墨烯的添加量过高，复合缝线较硬，拉伸轻度和断裂强度无实际意义。

对比例1和2，由于受不同NaOH/Urea分散液的影响，造成甲壳素脱乙酰度过高或偏低，直接影响到复合缝线性能欠缺，表现为拉伸强度和断裂强度不理想，尤其是伸长率欠佳。

表2：实施例和对比例制备得到的缝线的脱乙酰度计算值；

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例
						脱乙酰度	30.1％	29.8％	30.1％	28.5％	35.4％

注:脱乙酰度测定按照酸碱滴定法测得。实施例1～3制备甲壳素缝线原料经旋转粘度法测得其分子量约为90万。

从表2中可以看出，上述分散液的组成对缝线的脱乙酰度直接产生影响，本实验处理方法得到的甲壳素缝线，脱乙酰度基本在30％，实验证实，该脱乙酰度的甲壳素，比其他程度脱乙酰度的甲壳素具有较好的生物活性和生物相容性。

Claims

1.一种可降解复合手术缝线，其特征在于，采用如下方法制备得到：

S4将S3中所得成型产物在纳米银溶液中进行浸泡，拉伸后干燥，消毒后即得所述手术缝线；

所述S1中氧化石墨烯占甲壳素和氧化石墨烯添加总量的8％；

所述S2中交联剂的用量按照1:10的体积质量比加入到S1中所得混合溶液中；

所述S1中分散液为10％的氢氧化钠和4％的尿素的混合液；

所述甲壳素的脱乙酰度为30％，保持一级结构不变。

2.根据权利要求1所述的可降解复合手术缝线，其特征在于，所述S1中甲壳素使用前经过纯化，所述纯化步骤为将未纯化的甲壳素原料置于盐酸和氢氧化钠的溶液中，水洗后烘干。

3.根据权利要求1所述的可降解复合手术缝线，其特征在于，所述S1中氧化石墨烯为通过Hummers法制备。

4.根据权利要求1所述的可降解复合手术缝线，其特征在于，所述S1中低温为-80℃；按质量百分比计，所述S3中交联产物占甲酸溶液的3％。

5.权利要求1至4任一所述的可降解复合手术缝线在医用缝合材料中的应用。