CN106729949A - 一种可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线及其制备方法，属于生物医学材料技术应用领域，该手术缝合线以可吸收高分子材料和羟基磷灰石晶须为原料，配以有机溶剂混合均匀得到纺丝原液，纺丝原液通过消泡、熔融纺丝、拉伸、水洗、淋色、干燥、杀菌消毒、真空干燥包装等工艺，制备出可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线；本发明工艺简单，便于操作，产量稳定，制备出的医用缝合线不仅具有良好的生物相容性、生物可降解性，由于羟基磷灰石晶须的加入，使其具有良好的生物活性，可以带入身体活性成分，同时其韧性也得到了极大的提高，因此在手术缝合线方面具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线及其制备方法，属于生物医用材料技术运用领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，手术缝合线的种类也在不断增加，进而满足各种伤口缝合的需要。根据手术缝合线在人体内的吸收情况可以分为两大类 ：一类是不可吸收手术缝合线，比如天然材料制成的蚕丝线、棉线、亚麻线等，金属类的不锈钢线、银线等，以及合成的涤纶线、聚四氟乙烯线等。一类是可吸收手术缝合线，例如由天然材料制成的肠线、胶原线等，由高分子材料聚酯类（PLA、PGLA、PDS）、聚碳酸亚丙基酯等制备的手术缝合线。
近几十年来，生物可吸收手术缝合线由于其良好的生物相容性、可降解性，一直是国内外医用手术缝合线领域的研究热点，尤其是化学合成高分子材料制备的手术缝合线得到了广泛应用。可吸收手术缝合线与不可吸收手术缝合线相比最大优点是：它可以被人体吸收而不需要进行二次手术拆线。合成的可吸收缝合线克服了天然可吸收缝合线的缺点，具有组织反应小、吸收期可以调节、抗张强度大等优点。就目前而言，我国在实际应用中所需要的高分子合成材料医用手术缝合线大部分是以国外进口为主，国内的高分子合成材料医用手术缝合线还处于研发阶段。
聚乳酸由于其良好的生物相容性、可降解性、无毒性、纤维强度高、柔性好、易打结等优良性能，由聚乳酸制备的手术缝合线在体内的降解速率可以通过控制聚乳酸的分子量以及结构进行调节，以便于满足不同条件下的应用要求。
聚己内酯也是一种常用的合成高分子材料，具有生物活性、生物相容性、生物降解性、渗透性等优点，力学性能也优于聚乳酸，而且其降解产物不容易引起炎症反应，可以作为与骨相连的软组织的手术缝合线的原材料。
壳聚糖的化学名称是β-(1，4)-2-氨基-2脱氧-D-葡聚糖，是自然界中大量存在的、可生物降解的、生物相容性好的、与纤维素化学结构相似的天然高分子线性多糖，易被溶解在多种酸溶液中，它具有一定的抑菌能力、化学惰性、对组织物异物反应、无毒、无害等优良特性。故而壳聚糖广泛应用在生物医学领域。
聚乙醇酸是脂肪族聚酯中最简单的一种羟基乙酸均聚物，是一种结晶型的聚合物，其化学结构比较特殊，具有降解可吸收、生物相容性好、机械性能优良、综合性能更好等特性；可与其它高分子材料复合用来纺丝、挤压以及拉伸成型等。聚乙醇酸经使用会逐渐降解，最终降解产物为对人体无害的水和二氧化碳。
聚乙丙交酯（PLGA）是由单体乳酸和羟基乙酸无规则聚合而成的一种线性材料，因此也被称为聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚乳酸-乙醇酸共聚物，是一种可降解的功能高分子有机化合物，其降解产物为乳酸和羟基乙酸，在体内主要通过自催化和巨噬细胞的吞噬来加速降解，因此它在医药及生物材料的应用中不会出现毒性；同时，PLGA具有良好的生物相容性、韧性、拉伸强度以及良好的成膜成囊的性能。在手术缝合线、防粘连膜、组织工程支架等方面得到广泛应用。
羟基磷灰石是目前应用最广泛的一种生物活性材料，其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，与人体的骨骼和牙齿无机成分的化学组成和结构类似，是磷酸钙家族中的一种。同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性、生物相容性、可降解性、无毒性、骨传导性等优良特性，羟基磷灰石的生物活性主要体现在其材料植入人体内后，在体液的作用下发生降解，产生游离的Ca2+、PO4 3-，为身体带入一定量的活性成分，而且能诱导细胞生长和分裂。与羟基磷灰石粉体相比，羟基磷灰石晶须不仅具有以上特性，还具有增韧的作用，因此羟基磷灰石晶须备受世界各地科学家的关注。羟基磷灰石晶须对生物材料的增韧作用主要表现在以下两方面：一是通过晶须的桥接、裂纹偏转和拔出效应来吸收能量，消除裂纹尖端集中的应力；二是通过负荷传递使应力作用于晶须，从而降低周围的基体材料所受的应力，来增强材料的韧性。
发明内容
本发明提供一种可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线，由可吸收高分子材料和羟基磷灰石晶须组成，可吸收高分子材料为聚乳酸、聚己内酯、壳聚糖、聚乙醇酸、聚乙丙交酯中的一种或几种任意比例混合。
本发明的另一目的在于提供所述可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照质量体积比g/mL为1-3︰20的比例，将可吸收高分子材料加入到有机溶剂中，常温环境下用磁力搅拌器搅拌2-3个小时至完全混合均匀，搅拌速度为250转/分钟-400转/分钟，得到溶液A；
（2）按照羟基磷灰石晶须与可吸收高分子材料的质量比为1︰10-3︰10的比例，将羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）的溶液A中，常温环境下用磁力搅拌器搅拌2-3个小时，完全混合均匀，搅拌速度为250转/分钟-400转/分钟，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经4-10mm喷丝板纺丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中0.5-1个小时，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
步骤（1）所述有机溶剂为氯仿或丙酮与氯仿按照体积比为1︰10-3︰10混合的混合物。
步骤（3）所述纺丝方法聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乙丙交酯采用熔融纺丝方法进行纺丝，壳聚糖采用湿法纺丝的方法进行纺丝，熔融纺丝和湿法纺丝均有现有技术。
本发明的有益效果：
（1）本发明制得的手术缝合线采用生物降解性好的高分子和有增韧作用的羟基磷灰石晶须制成的，具有较高的生物活性、生物相容性以及生物可降解性。
（2）本发明手术缝合线具有优异的强度和韧性，在手术操作过程中易于缝合与打结。
（3）本发明手术缝合线植入体内后，在降解吸收过程中可以带入身体活性成分。
附图说明
图1是本发明实施例2聚乳酸/羟基磷灰石晶须制备复合的医用缝合线的XRD图；
图2是本发明实施例2聚乳酸/羟基磷灰石晶须制备复合的医用缝合线的FTIR图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施所述聚乳酸/羟基磷灰石晶须复合的医用缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、聚乳酸、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
聚乳酸：HO[OCCH(CH3)O]825H 1g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 20mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.1g
75%的医用酒精 200mL
本实施所述的聚乳酸/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将1g聚乳酸加入到20ml氯仿溶液，常温环境下用磁力搅拌器以250转/分钟的速度搅拌2个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.1g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）所得的溶液A中，常温环境下用磁力搅拌器以250转/分钟的速度搅拌2个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经4mm熔纺喷丝板喷丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的PLA/HAw复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的PLA/HAw复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，30℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中0.5个小时，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为0.20mm，抗张强度为46.56N。
实施例2
本实施所述聚乳酸/羟基磷灰石晶须复合的医用缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、丙酮、聚乳酸、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
聚乳酸：HO[OCCH(CH3)O]825H 2g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 16.7mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.4g
75%的医用酒精 200mL
丙酮：CH3COOH3 3.3mL
本实施所述的聚乳酸/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将2g聚乳酸加入到以体积比为2:10混合的丙酮/氯仿溶液，其中丙酮为3.3mL，氯仿为16.7mL，常温环境下用磁力搅拌器以250转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.4g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）所得的溶液A中，常温环境下用磁力搅拌器以400转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经6mm熔纺喷丝板喷丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的PLA/HAw复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的PLA/HAw复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，35℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中45分钟，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为0.21mm，抗张强度为47.42N。
本实施例为采用聚乳酸/羟基磷灰石晶须制备复合医用缝合线的XRD分析如图1所示，从图中可以看出未加入HAw的PLA支架在10~25°有一个比较宽的弥散峰，说明聚乳酸结晶度很低，而加入HAw的PLA支架中，在16.89°和18.94°附近出现两个明显的衍射峰，说明羟基磷灰石晶须改变了聚乳酸的结晶性，使得聚乳酸/羟基磷灰石晶须支架的结晶性有了很大的提高，另外，在加入HAw的PLA支架中可以明显看到HA峰的存在，例如：各衍射峰（2θ=25.9°,2θ=31.7°,2θ=45.6°）的位置与标准卡片（JCPDS）相符，说明所制备的HAw/PLA复合多孔支架中有HA的存在；本实施例为采用聚乳酸/羟基磷灰石晶须制备复合医用缝合线的FTIR分析如图2所示，由图2可看出该复合医用缝合线红外特征峰与PLA和HAw完全吻合，说明该多孔支架中含有该成分。
实施例3
本实施所述壳聚糖/羟基磷灰石晶须复合的医用缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、丙酮、壳聚糖、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
壳聚糖 2g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 18.2mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.4g
75%的医用酒精 200mL
丙酮：CH3COOH3 1.8mL
本实施所述的壳聚糖/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将2g壳聚糖加入到以体积比为1:10混合的丙酮/氯仿溶液，其中丙酮为1.8mL，氯仿为18.2mL，常温环境下用磁力搅拌器以400转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.4g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）所得的溶液A，常温环境下用磁力搅拌器以250转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经湿纺机喷丝、凝固，喷丝板5mm，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的壳聚糖/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的壳聚糖/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，35℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中45分钟，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为 0.21mm， 抗张强度为 47.15N。
实施例4
本实施所述聚己内酯/羟基磷灰石晶须复合的医用缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、丙酮、聚己内酯、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
聚己内酯：(C6H10O2)n 3g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 16.7mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.6g
75%的医用酒精 200mL
丙酮：CH3COOH3 3.3mL
本实施所述的聚己内酯/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将3g聚己内酯加入到以体积比为2:10混合的丙酮/氯仿溶液，其中丙酮为3.3mL，氯仿为16.7mL，常温环境下用磁力搅拌器以250转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.6g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）制得的溶液A，常温环境下用磁力搅拌器以250转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经8mm熔纺喷丝板喷丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的聚己内酯/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的聚己内酯/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，35℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中1个小时，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为 0.22mm， 抗张强度为46.89N。
实施例5
本实施所述聚己内酯/聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、丙酮、聚己内酯、聚乙醇酸、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
聚己内酯：(C6H10O2)n 1g
聚乙醇酸： 2g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 16.7mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.6g
75%的医用酒精 200mL
丙酮：CH3COOH3 3.3mL
本实施所述的聚己内酯/聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将1g的聚己内酯和2g的聚乙醇酸加入到以体积比为2:10混合的丙酮/氯仿溶液中，其中丙酮为3.3mL，氯仿为16.7mL，常温环境下用磁力搅拌器以400转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.6g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）制得的溶液A，常温环境下用磁力搅拌器以300转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经8mm熔纺喷丝板喷丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的聚己内酯/聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的聚己内酯/聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，35℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中1个小时，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为 0.22mm， 抗张强度为46.89N。
实施例6
本实施所述聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合的医用缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、丙酮、聚乙醇酸、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
聚乙醇酸 2g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 16.7mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.4g
75%的医用酒精 200mL
丙酮：CH3COOH3 3.3mL
本实施所述的聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将2g聚乙醇酸加入到以体积比为2:10混合的丙酮/氯仿溶液，其中丙酮为3.3mL，氯仿为16.7mL，常温环境下用磁力搅拌器以300转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.4g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）制得的溶液A，常温环境下用磁力搅拌器以400转/分钟的速度搅拌2.5个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经6mm熔纺喷丝板喷丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的聚乙醇酸/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，35℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中45分钟，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为0.22mm， 抗张强度为47.06N。
实施例7
本实施所述聚乙丙交酯/羟基磷灰石晶须复合的医用缝合线制备所用的化学物质材料为：氯仿、丙酮、聚乙丙交酯、羟基磷灰石晶须、75%的医用酒精，其准备用量如下：
聚乙丙交酯 3g
氯仿（三氯甲烷）：CHCl3 15.4mL
羟基磷灰石晶须：Ca10(PO4)6(OH)2 0.9g
75%的医用酒精 200mL
丙酮：CH3COOH3 4.6mL
本实施所述的聚乙丙交酯/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将3g聚乙丙交酯加入到以体积比为3:10混合的丙酮/氯仿溶液，其中丙酮为4.6mL，氯仿为15.4mL，常温环境下用磁力搅拌器以350转/分钟的速度搅拌3个小时至完全混合均匀，得到溶液A；
（2）将0.9g羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）制得的溶液A，常温环境下用磁力搅拌器以350转/分钟的速度搅拌3个小时至完全混合均匀，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经10mm熔纺喷丝板喷丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的聚乙丙交酯/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的聚乙丙交酯/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，40℃低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中1个小时，对其进行灭菌杀毒，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
本实施例制备的手术缝合线直径为0.23mm， 抗张强度为47.06N。
Claims (4)
1.一种可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线，其特征在于：由可吸收高分子材料和羟基磷灰石晶须组成，可吸收高分子材料为聚乳酸、聚己内酯、壳聚糖、聚乙醇酸、聚乙丙交酯中的一种或几种任意比例混合。
2.权利要求1所述可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）按照质量体积比g/mL为1-3︰20的比例，将可吸收高分子材料加入到有机溶剂中，常温环境下搅拌2-3个小时至完全混合均匀，搅拌速度为250转/分钟-400转/分钟，得到溶液A；
（2）按照羟基磷灰石晶须与可吸收高分子材料的质量比为1︰10-3︰10的比例，将羟基磷灰石晶须加入到步骤（1）制得的溶液A中，常温环境下搅拌2-3个小时，完全混合均匀，搅拌速度为250转/分钟-400转/分钟，制成纺丝原液，脱泡；
（3）将步骤（2）制得的纺丝原液经4-10mm喷丝板纺丝，再将得到的喷丝纤维水浴拉伸、热定型制成不同规格的可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合纤维；
（4）将步骤（3）制得的可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合纤维水洗至中性，然后涂淋着色，低温干燥；
（5）将步骤（4）所得物浸入在75%的医用酒精中0.5-1个小时，真空干燥包装，即得到医用手术缝合线。
3.根据权利要求2所述可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述有机溶剂为氯仿或丙酮与氯仿按照体积比为1︰10-3︰10混合的混合物。
4.根据权利要求2所述可吸收高分子/羟基磷灰石晶须复合的手术缝合线的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述纺丝方法聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乙丙交酯采用熔融纺丝方法进行纺丝，壳聚糖采用湿法纺丝的方法进行纺丝。
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