CN108607114B - 一种医用可降解镁合金缝合线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用可降解镁合金缝合线及其制备方法，该缝合线是由2～9根表面为多孔陶瓷层的纯镁或镁合金丝缠绕作为芯部、可降解明胶或高分子作为外表面层组成。其制备方法是2～9根表面为多孔陶瓷层的纯镁或镁合金丝，通过绕丝装置缠绕为一股缝合线，并在缝合线外表面覆盖可降解明胶或高分子层。本发明的医用可降解镁合金缝合线，其强度和塑性均高于相同成分、直径的纯镁或镁合金丝，且提高了耐蚀性能，满足医用需求。

Description

一种医用可降解镁合金缝合线及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体为医用可降解镁合金缝合线及其制备方法。

背景技术

目前临床上常用的金属医用缝合线是用钛镍合金丝制备而成，其化学稳定性好、力学性能优异，满足临床上皮内、皮下、肌腱等手术缝合需求，但是术后缝合线无法降解，需通过二次手术拆线取出，且不具备抗菌效果。公开专利CN201310191483.3在钛镍记忆合金丝表面沉积一层厚度为0.1～20μm银离子镀层，使钛镍缝合线具备了抗菌性能，但依然无法避免拆线问题。

为解决二次手术问题，临床上有多钟可降解缝合线使用，这类缝合线在血液、组织液、胃液、细胞液、生物酶等作用下，发生降解、水解，最终被人体吸收或排除，而无需二次手术。目前可降解缝合线主要有羊肠线、胶原线、人工合成聚合物线等，目前国内常用的缝合线为羊肠线，但其存在脆性较大、长度受限等问题。

纯镁或镁合金拥有比强度、比刚度高的优点，制备而成的纯镁或镁合金丝具有良好的生物相容性，且镁作为人体常量元素，可完全降解吸收，作为一种可降解吸收材料，有着广泛的应用前景。目前，针对纯镁或镁合金丝的研究集中于提高强度、塑性以及耐蚀性的研究，公开专利CN201710159114.4通过新的一种生物医用镁合金丝的制备方法，提高医用纯镁或镁合金丝的强度、塑性。但目前单根纯镁或镁合金丝作为医用缝合线，在实际使用过程中，存在缝合线打结时，其局部变形、应力集中，极易发生断裂的问题，导致最终缝合失败或缝合效果不理想。

因此，以纯镁或镁合金丝作为可降解医用缝合线，在考虑提高其强度、塑性和耐蚀性的同时，还需解决在临床使用过程中存在的问题。

发明内容

本发明目的是：提供了一种医用可降解镁合金缝合线及其制备方法，该缝合线满足缝合的性能要求，同时具备生物相容性好、体内环境中可完全降解的优点，且镁合金自身具有一定抗菌作用。在术后早期，该缝合线具有一定耐蚀性，可维持力学性能，适用于皮下、皮内、胃肠等不易拆线的部位缝合。

本发明的技术方案是：一种医用可降解镁合金缝合线，由若干根表面为多孔陶瓷层的纯镁或镁合金丝缠绕作为芯部、可降解材料制成的外表面层组成。

优选的，每根所述纯镁或镁合金丝直径为0.03～0.1mm，所述每根所述纯镁或镁合金丝表面的多孔陶瓷层厚度为0.1～20μm，所述外表面层厚度为0.1～20μm。

优选的，若干根所述纯镁或镁合金丝的直径为0.03～0.1mm中的一种或多种，其截面为圆形、三角形、正方形、椭圆形中的一种或多种。

优选的，每根所述纯镁或镁合金丝表面的多孔陶瓷层为含氟防护层、氧化镁、磷酸镁或羟基磷灰石中的一种或多种混合。

优选的，所述外表面层为明胶、聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸或聚酰胺中的一种或多种混合，均匀覆盖在芯部表面。

本发明提出了一种医用可降解镁合金缝合线的制备方法，其步骤如下：

1）将纯镁或镁合金制备成直径0.03～0.1mm的丝材；

2）在步骤1）获得的每根纯镁或镁合金丝材表面制备出多孔陶瓷层；

3）选取2～9根步骤2）获得的纯镁或镁合金丝，一端将多根纯镁或镁合金丝固定，另一端将纯镁或镁合金丝分成单根并分别穿过绕丝装置，以40～120r/min的转速进行缠绕，每米缠绕20～50r；

4）在步骤3）制备纯镁或镁合金缝合线的同时，对前端已完成缠绕的缝合线部位进行原位热处理，惰性气体为加热介质，温度为150～350℃，时间为1秒～2分钟；

5）采用电沉积、喷涂或浸渍提拉方法，在步骤4）获得的纯镁或镁合金缝合线表面覆盖可降解外表面层；

6）经洗净、烘干、灭菌，获得医用可降解镁合金缝合线。

优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、二氧化碳、六氟化硫中的一种或多种混合，所述惰性气体加热后利用鼓风装置对缝合线加热。

本发明的优点是：该医用缝合线具有可完全降解的性能，术后早起具有一定耐蚀性，保持力学性能需求，后期逐步降解，解决了现有钛镍合金缝合线不可降解的问题，同时，该缝合线具有良好的强度和塑性，且长度不受限制，比目前临床常用的可降解羊肠线拥有更好的适用范围和缝合效果，并且镁合金自身具备一定抗菌性能，可抑制伤口感染，利于伤口愈合。

本发明的医用可降解镁合金缝合线，相比于同尺寸单根纯镁或镁合金缝合线，具有更高的强度和塑性，并且解决了实际临床缝合过程中，纯镁或镁合金丝打结处易断裂的情况，改善了使用性能，利于临床缝合操作，是一种理想的医用可降解缝合线。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1 是本发明所述的医用可降解镁合金缝合线的截面示意图；

其中：1、外表面层；2、多孔陶瓷层；3、直径0.52mm的纯镁丝；4、直径0.36mm的纯镁丝。

具体实施方式

实施例一：

如附图1所示，一种医用可降解镁合金缝合线，由表面为多孔陶瓷层的5根直径0.52mm纯镁丝和1根直径0.36mm纯镁丝缠绕作为芯部、可降解明胶作为外表面层组成，其具体制备过程如下：

1）将纯镁制备成直径为0.52mm和0.36mm的纯镁圆丝；

2）对步骤1）获得的纯镁丝材进行氟化处理，选用溶液主要成分为2g/L氟化钠、2g/L氟化钾和氢氟酸，将纯镁丝浸没在溶液中，浸泡12小时，使其表面原位生成致密的富含氟化镁多孔陶瓷层，平均层厚为5μm；

3）取5根步骤2）获得的直径0.52mm纯镁丝和1根步骤2）获得的直径0.36mm纯镁丝，将0.36mm纯镁丝置于5根0.52mm纯镁丝中间，一端将6根纯镁丝固定，另一端将纯镁丝分成单根并分别穿过绕丝装置，以95r/min的转速进行缠绕，每米缠绕37r；

4）在步骤3）制备纯镁缝合线的同时，对前端已完成缠绕的缝合线部位进行原位热处理，氮气为加热介质，温度为300℃，时间为10秒；

5）配制3g/L明胶溶液，加热至60℃，加入适量碳酸钠溶液调节pH至10，将纯镁丝放入溶液中作为阳极，铂放入溶液作为阴极，施加150V电压2min，关闭电源，取出纯镁丝；

6）经洗净、烘干、灭菌，获得直径约为0.15mm医用可降解纯镁缝合线。

实施例二：

一种医用可降解镁合金缝合线，由表面为多孔陶瓷层的4根外接圆直径0.1mm的三角形截面AZ61镁合金丝缠绕作为芯部、可降解聚乳酸作为外表面层组成，其具体制备过程如下：

1）将AZ61镁合金制备成外接圆直径0.1mm的三角形丝材；

2）对步骤1）获得的AZ61镁合金丝进行微弧氧化处理。选用电解液主要成分为13g/L硅酸钠、5g/L磷酸钠和2.5g/L氢氧化钠，将AZ61镁合金丝浸没于电解液中，施加脉冲电压380V，时间3min，使其表面原位生成致密的富含氧化镁、硅酸镁、磷酸镁多孔陶瓷层，平均层厚为6μm；

3）取4根步骤2）获得的AZ61镁合金丝，一端将4根AZ61镁合金丝固定，另一端将AZ61镁合金丝分成单根并分别穿过绕丝装置，以45r/min的转速进行缠绕，每米缠绕27r；

4）在步骤3）制备AZ61镁合金缝合线的同时，对前端已完成缠绕的缝合线部位进行原位热处理，二氧化碳为加热介质，温度为150℃，时间为1分钟；

5）配制溶有聚乳酸的二氯甲烷溶液，将AZ61镁合金丝放入溶液中，浸渍5min后取出，层厚约为10μm；

6）经洗净、烘干、灭菌，获得外接圆直径约为0.2mm医用可降解镁合金缝合线。

实施例三：

一种医用可降解镁合金缝合线，由表面为多孔陶瓷层的7根直径0.03mm的Mg2Zn镁合金丝缠绕作为芯部、可降解聚酰胺作为外表面层组成，其具体制备过程如下：

1）将Mg2Zn镁合金制备成直径0.03mm的圆丝材；

2）对步骤1）获得的Mg2Zn镁合金丝进行微弧氧化处理。选用电解液主要成分为10g/L硅酸钠、3g/L磷酸钠、2g/L氢氧化钠和5g/L的羟基磷灰石纳米颗粒，将Mg2Zn镁合金丝浸没于电解液中，施加脉冲电压400V，时间2min，使其表面原位生成致密的富含氧化镁、硅酸镁、磷酸镁、羟基磷灰石多孔陶瓷层，平均层厚为4μm；

3）取7根步骤2）获得的Mg2Zn镁合金丝，一端将7根Mg2Zn镁合金丝固定，另一端将Mg2Zn镁合金丝分成单根并分别穿过绕丝装置，以120r/min的转速进行缠绕，每米缠绕45r；

4）在步骤3）制备Mg2Zn镁合金缝合线的同时，对前端已完成缠绕的缝合线部位进行原位热处理，氩气为加热介质，温度为200℃，时间为30秒；

5）配制溶有聚酰胺的二氯甲烷溶液，通过旋转喷涂，在Mg2Zn镁合金丝表面均匀涂覆一层聚酰胺，取出烘干，控制层厚约为5μm；

6）经洗净、烘干、灭菌，获得直径约为0.1mm医用可降解镁合金缝合线。

实施例四：

一种医用可降解镁合金缝合线，由表面为多孔陶瓷层的4根直径0.063mm的WE43镁合金圆丝和1根边长0.03mmWE43镁合金正方形丝缠绕作为芯部，可降解PLGA作为外表面组成，其具体制备过程如下：

1）将WE43镁合金制备成直径0.063mm的圆丝和边长0.03的正方形丝；

2）对步骤1）获得的两张WE43镁合金丝进行氟化处理，选用溶液主要成分为2g/L氟化钠、2g/L氟化钾和氢氟酸，将WE43镁合金丝浸没在溶液中，浸泡6小时，使其表面原位生成致密的富含氟化镁多孔陶瓷层，平均层厚为3μm。再进行微弧氧化处理，选用电解液主要成分为13g/L硅酸钠和2g/L氢氧化钠，将WE43镁合金丝浸没于电解液中，施加脉冲电压280V，时间3min，使其氟化镁层表面再原位生成致密的氧化镁多孔陶瓷层，平均层厚为3μm；

3）取步骤2）获得的4根WE43镁合金圆丝和1根WE43镁合金正方形丝，一端将5根镁合金丝固定，正方形丝置于中心，另一端将镁合金丝分成单根并分别穿过绕丝装置，以75r/min的转速进行缠绕，每米缠绕32r；

4）在步骤3）制备WE43镁合金缝合线的同时，对前端已完成缠绕的缝合线部位进行原位热处理，氮气为加热介质，温度为175℃，时间为2分钟；

5）配制3g/L明胶溶液，加热至70℃，加入适量碳酸钠溶液调节pH至10，将WE43镁合金丝放入溶液中作为阳极，铂放入溶液作为阴极，施加100V电压3min，关闭电源，取出WE43镁合金丝；

6）经洗净、烘干、灭菌，获得直径约为0.162mm医用可降解镁合金缝合线。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种医用可降解镁合金缝合线，其特征在于：由若干根表面为多孔陶瓷层的纯镁或镁合金丝缠绕作为芯部、可降解材料制成的外表面层组成；

每根所述纯镁或镁合金丝直径为0.03～0.1mm，纯镁或镁合金丝每米缠绕20～50r。

2.根据权利要求1所述的医用可降解镁合金缝合线，其特征在于：所述每根所述纯镁或镁合金丝表面的多孔陶瓷层厚度为0.1～20μm，所述外表面层厚度为0.1～20μm。

3.根据权利要求1所述的医用可降解镁合金缝合线，其特征在于：若干根所述纯镁或镁合金丝的直径为0.03～0.1mm中的一种或多种，其截面为圆形、三角形、正方形、椭圆形中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的医用可降解镁合金缝合线，其特征在于：每根所述纯镁或镁合金丝表面的多孔陶瓷层为含氟防护层、氧化镁、磷酸镁或羟基磷灰石中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的医用可降解镁合金缝合线，其特征在于：所述外表面层为明胶、聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸或聚酰胺中的一种或多种混合，均匀覆盖在芯部表面。

6.根据权利要求1～5任一项所述的医用可降解镁合金缝合线的制备方法，其特征在于：其步骤如下：

1）将纯镁或镁合金制备成直径0.03～0.1mm的丝材；

2）在步骤1）获得的每根纯镁或镁合金丝材表面制备出多孔陶瓷层；

3）选取2～9根步骤2）获得的纯镁或镁合金丝，一端将多根纯镁或镁合金丝固定，另一端将纯镁或镁合金丝分成单根并分别穿过绕丝装置，以40～120r/min的转速进行缠绕，每米缠绕20～50r；

4）在步骤3）制备纯镁或镁合金缝合线的同时，对前端已完成缠绕的缝合线部位进行原位热处理，惰性气体为加热介质，温度为150～350℃，时间为1秒～2分钟；

5）采用电沉积、喷涂或浸渍提拉方法，在步骤4）获得的纯镁或镁合金缝合线表面覆盖可降解外表面层；

6）经洗净、烘干、灭菌，获得医用可降解镁合金缝合线。

7.根据权利要求6所述的医用可降解镁合金缝合线的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、二氧化碳、六氟化硫中的一种或多种混合，所述惰性气体加热后利用鼓风装置对缝合线加热。

Images