CN108653795A - 一种载药高强医用缝合线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种载药高强医用缝合线的制备方法，将壳聚糖纤维制成品在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸，清洗后干燥；将其浸入药剂中进行药物负载获得载药壳聚糖纤维；羧甲基壳聚糖水溶液经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，将载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后烘干，然后将上浆后的载药壳聚糖纤维浸入交联剂溶液中交联，后烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；最后着色消毒得载药高强医用缝合线。制得的载药高强医用缝合线力学性能好，有效药物浓度持续时间长。本发明方法工艺简单，操作方便，成本低廉，能耗低，不仅能显著提高壳聚糖纤维的力学性能，还能提高载药性能，极具推广价值。
Description
技术领域
本发明属于纤维增强领域，涉及一种载药高强医用缝合线的制备方法。
背景技术
壳聚糖纤维属于天然材料，具有无毒、止血、消炎等优点，与生物细胞有良好的相容性，免疫抗原性小，与体液和细胞不会产生排异反应；可生物可降解，在生物体内的降解产物为氨基葡萄糖；氨基葡萄糖对人体无害，在体内不会产生积聚，因而，壳聚糖在生物医药领域应用前景十分的广泛。壳聚糖及其衍生物作为组织支架、药物载体等具有促进伤口愈合、防止组织粘连、抗凝血、降脂、降胆固醇、抗溃疡、抗肿瘤等作用，常被用作医用缝合线，但受原材料影响，制约壳聚糖纤维发展的主要原因是壳聚糖纤维力学强度不高，常规纺丝得到的壳聚糖纤维的断裂强度仅为1.07cN/dtex，远远达不到实际应用的要求。因此，对壳聚糖纤维进行增强以提高其力学性能具有重要意义。常见增强壳聚糖纤维的方法有：交联增强、复合增强和纺丝成形过程中增强，壳聚糖纤维采用交联增强即采用双官能团物质对壳聚糖纤维交联，增加大分子链间的作用力，交联增强中交联反应一般仅发生在纤维表面，增强程度有限；复合增强即利用其它功能材料与壳聚糖进行混合使用，可综合利用各材料的优点，但随着其他物质的引入，会影响壳聚糖的生物相容性；纺丝成形中牵伸纤维主要采用热拉伸，升温会使分子间作用减弱，但热拉伸需要持续提供热量，能耗较大。
纤维应用前一般都需进行上浆处理，上浆的作用主要是对纤维/纱线进行表面浆料的涂覆和纱束间的填充，经纱表面浆料的厚度、均匀性，以及浆料的渗透性对经纱的性能有很大的影响。传统上浆方式主要是浸浆方式，近年来，主要进展的是在高压上浆、预湿上浆、冷上浆、拖浆式上浆和在线检测等方面。高压上浆可以紧密纱线结构，增加耐磨、降低毛羽，同时可以提高织机效率；预湿上浆可以改善吸浆条件，但它会使浆槽中浆液浓度出现较大波动；普通上浆中，浆料分子间主要通过分子间作用力连接，对纤维的力学性能增强有限。采用交联上浆剂上浆可明显增加纤维/纱线的力学性能。目前交联改性的交联过程都是在上浆之前，交联过程中浆料浓度增大，不利于后续的上浆，交联后上浆其交联剂、浆料与纤维的结合较差，得到产品的交联度及上浆率低，产品性能存在不足。
中国专利公报公开了一种申请号为：CN201510182592.8，名称为一种中温纺织上浆方法的专利申请，其主要技术方案是包括以下步骤，上浆剂的制备、上浆，将所需清水加入到调浆桶中，开动搅拌，将得到的上浆剂干品加入到调浆桶中，将普通未变性的淀粉加入到调浆桶中，搅拌，再次加入骤一得到的上浆剂干品，继续搅拌，然后开始通蒸汽加温，升温后，停止通蒸汽，保温搅拌30分钟，用泵输送到浆槽中，开动浆纱机，开始浆纱。此种方法中在浆料中加入了交联剂，但交联反应发生在上浆之前，浆料粘度增大，不利于上浆。
专利CN201510426655.X公开了一种载药聚乳酸手术缝合线的制备方法，其主要技术方案是首先制备聚乳酸载药微球，然后通过浸轧的方法将聚乳酸载药微球负载到聚乳酸手术缝合线。此种方法所得纤维的载药性较差，有限药物浓度可持续时间较短。
因此，研究一种操作简单、生产成本低、能耗低、载药性能好且上浆剂的交联反应发生在上浆后的使壳聚糖纤维力学性能强度显著提高的载药高强医用缝合线的制备方法，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中壳聚糖纤维生产成本高和力学性能差、载药性能差以及交联反应发生在上浆前导致浆料粘度增大等缺点，提供一种载药高强医用缝合线的制备方法，采用溶胀状态下拉伸增强壳聚糖纤维的方法，通过调节溶胀剂的浓度减弱分子间作用力，在提高壳聚糖纤维取向度及结晶度的同时使壳聚糖纤维的力学强度提高，而且有效减少了能耗；采用原位交联技术保证了交联反应发生在上浆之后，避免了交联浆料浓度增大不利于上浆的问题，淀粉浆料发生交联反应后形成致密的空间网络结构，分子链间作用力增大，使上浆壳聚糖纤维束的强度明显增强。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种载药高强医用缝合线的制备方法，首先，将壳聚糖纤维制成品在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸，清洗后干燥，获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；其次，将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入药剂中进行药物负载，获得载药壳聚糖纤维；再次，羧甲基壳聚糖水溶液经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，将载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后烘干，然后将上浆后的载药壳聚糖纤维浸入交联剂溶液中交联，后烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；最后对羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维着色消毒即得载药高强医用缝合线；
所述壳聚糖纤维制成品为经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维，本发明的经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维是复丝纤维，对复丝纤维进行拉伸，拉伸的张力较好控制，但本发明的保护范围并不仅限于复丝纤维，单丝纤维也可适用于本发明，只是其张力与本发明的张力不同；
所述载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续45～60天，该缝合线具有优良的药物缓释效果，未出现药物突释现象，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高31～45％，取向度提高35～43％，结晶度提高10～20％，摩擦系数提升5～10％。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其具体步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，超声并搅拌制得分散液；将硅烷偶联剂溶于乙醇水溶液中，在20～30℃下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在50～70℃下搅拌反应3～4h后，旋蒸、洗涤后，得到改性中空二氧化硅亚微米球；洗涤的目的是去除残留的硅烷偶联剂；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸，清洗后干燥，获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；所述壳聚糖纤维制成品为经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入药剂中进行药物负载，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
先将羧甲基壳聚糖溶于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂；再将载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后烘干，然后将上浆后的载药壳聚糖纤维浸入交联剂溶液中交联，后烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精30～60min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤(1)中，所述超声的功率为400W；所述搅拌的转速为300rpm；所述硅烷偶联剂的型号为KH560或KH570；所述旋蒸的温度为80℃，时间为2～3h。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤(3)中，所述药物负载的时间为0.5～1h，温度为20～40℃。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，所述分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂的pH为6.0～6.5；所述在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸是指壳聚糖纤维制成品完全浸没于分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中；所述溶胀剂为稀醋酸、稀盐酸、草酸或柠檬酸。溶胀剂pH过高则不能达到溶胀的目的，pH过低，壳聚糖会溶解。本发明的保护范围并不仅限于此，能够对纤维实现溶胀功能的溶剂均可适用于本发明。壳聚糖纤维制成品部分浸没于溶胀剂即进行轴向拉伸也可实现对壳聚糖纤维的增强，但增强效果略差。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，所述轴向拉伸的张力为80～350cN，拉伸温度为25～40℃，拉伸倍数为1.1～1.9倍，张力过小，分子链不能在张力的作用的移动，张力过大，纤维会被拉断，拉伸时间为1～3h，壳聚糖的溶胀的过程需要一定的时间，时间短，达不到溶胀的目的；所述清洗为将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡，浸泡时间为0.5～1h，清洗的目的是为了去除多余的氢离子，时间过短，氢离子不能够被完全去除，时间过长影响生产效率；所述干燥采用烘干方式，烘干温度为60～80℃，时间为3～4h；所述壳聚糖纤维制成品预先烘干处理，温度为60～80℃，时间为1～3h。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤(4)中，所述羧甲基壳聚糖与水的质量比为2～7:100～150，比例过小，浆料粘度低，上浆率低；比例过大，浆料粘度高，浆料的渗透性差，不利用上浆，所述羧甲基壳聚糖溶于水是在200～250rpm的速度下搅拌溶解的，搅拌速率小，溶解时间长；搅拌速率过大，可能会切断壳聚糖大分子链，造成分子量降低。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，所述烘干的温度为45～60℃，烘干温度过高会导致其分解，烘干温度过低，所需时间较长，降低了效率；所述药剂为紫杉醇、多烯紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶、顺铂、长春新碱、氟脲嘧啶、甲氨喋呤、米托蒽醌、环磷腺苷、环磷酰胺、硫酸培洺霉素、硝卡介、亚胺醌、卡莫司汀、替莫唑胺、洛莫司汀、卡莫氟、替加氟、放线菌素D或丝裂霉素。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，所述交联剂溶液为Ca2+的水溶液，其浓度为3～9wt％，浓度过低，交联程度不够，而浓度达到9wt％，交联度达到饱和，同时，Ca2+的水溶液不仅可为氯化钙水溶液、磷酸二氢钙水溶液、硝酸钙水溶液、碳酸氢钙水溶液、硫酸氢钙水溶液、亚硫酸氢钙水溶液、次氯酸钙水溶液、溴化钙水溶液、碘化钙水溶液、氯酸钙水溶液、高氯酸钙水溶液、高锰酸钙水溶液，其他含有Ca2+的水溶液也可适用于本发明。
如上所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，所述交联的时间为5～10min，交联时间短，交联不完全；交联10min，交联度达到饱和，交联度不再随交联时间的增加而增加。
发明机理：
壳聚糖纤维分子链上含有大量的氨基，与酸中电离的氢离子相结合，形成NH3 +，使壳聚糖转变为阳离子聚合物电解质，破坏了氢键结构，使其分子链发生一定程度的解缠，形成一种溶胀体。当溶液中的阳离子聚合物电解质达到一定数量后，壳聚糖大分子溶胀程度增大，直至完全溶解。此时对壳聚糖纤维进行拉伸，一方面，溶胀状态下的壳聚糖纤维分子间作用力弱，此时由于张力的存在，使纤维处于拉伸状态，使分子链取向度、结晶度随着外加张力的增大而增大，结晶趋于完整，显著提高纤维的强度与模量；另一方面，本发明在溶胀拉伸的过程中完成了改性中空二氧化硅亚微米球的负载，能够有效提高改性中空二氧化硅亚微米球的负载量和负载强度，而后将纤维浸入药剂溶液中将药剂负载在改性中空二氧化硅亚微米球上完成载药过程。
本发明在对溶胀拉伸后的壳聚糖纤维进行上浆交联，对上浆剂进行交联可明显增加浆料与纤维/纱线的结合的强度，目前现有技术中交联反应一般需要在液态环境下才能发生，即上浆前交联剂与浆料发生交联反应，但交联后的浆料浓度增大，不利于后续的上浆。
本发明采用壳聚糖纤维上浆从未使用过的原位交联技术，先对壳聚糖纤维进行上浆烘干，再将上浆后的壳聚糖纤维浸入交联剂中交联，保证了交联反应在上浆后发生，避免了浆料粘度增加的问题。上浆后交联的处理技术与现有的交联后上浆方式相比，一方面避免了浆料粘度增加的问题，另一方面，上浆后交联其交联剂、浆料与纤维的结合更加紧密，得到产品的交联度及上浆率更佳，产品性能更好。载药与交联相互协同作用，在本专利中都处于后处理工艺中，方法即简便，又能同时提高纤维力学强度和赋予纤维载药的功能特性。
有益效果：
(1)本发明的一种载药高强医用缝合线的制备方法，在上浆后交联，避免了交联浆料浓度增大，不利于上浆的问题，极具应用前景；
(2)本发明的一种载药高强医用缝合线的制备方法，工艺简单，操作方便，成本低廉以及能耗低，极具应用前景；
(3)本发明的一种载药高强医用缝合线的制备方法，使用分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂对壳聚糖纤维进行处理，一方面，利用稀酸对壳聚糖纤维的溶胀作用，以及拉伸状态中张力的作用，使纤维分子链取向度和结晶度增大，晶粒亦变大，结晶趋于完整，有利于纤维强度与模量的提高，另一方面，在溶胀剂中分散有改性中空二氧化硅亚微米球，在溶胀拉伸过程中完成了改性中空二氧化硅亚微米球的负载，能够有效提高改性中空二氧化硅亚微米球的负载量和负载强度，能够有效提高了纤维以及最终制得的医用缝合线的力学性能及载药性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇水溶液中，在20℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在50℃，300rpm的转速下反应3h后，在80℃下旋蒸2h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在75℃进行预先烘干处理1.5h，然后完全浸没于装有pH为6.3的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的稀醋酸中，接着在张力为210cN，拉伸温度为40℃，拉伸倍数为1.5的条件下轴向拉伸1h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.8h后在70℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入紫杉醇中在20℃下负载0.5h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在200rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为3:120；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在55℃的温度下烘干，再将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为3wt％的硫酸氢钙水溶液中交联8min，在55℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精30min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续45天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高31％，取向度提高35％，结晶度提高10％，摩擦系数提升10％。
实施例2
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH570溶于乙醇水溶液中，在30℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在70℃、300rpm的转速下反应4h后，在80℃下旋蒸3h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在60℃进行预先烘干处理3h，然后完全浸没于装有pH为6.0的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的稀醋酸中，接着在张力为300cN，拉伸温度为35℃，拉伸倍数为1.8的条件下轴向拉伸2h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.5h后在65℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入多烯紫杉醇中在40℃下负载1h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在220rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为5:100；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在45℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为9wt％的碳酸氢钙水溶液中交联6min，在40℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精60min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续60天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高45％，取向度提高43％，结晶度提高20％，摩擦系数提升5％。
实施例3
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇水溶液中，在25℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在60℃，300rpm的转速下反应3.5h后，在80℃下旋蒸2.5h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在65℃进行预先烘干处理2h，然后完全浸没于装有pH为6.4的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的稀醋酸中，接着在张力为80cN，拉伸温度为25℃，拉伸倍数为1.1的条件下轴向拉伸1.5h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.6h后在60℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入阿霉素中在30℃下负载0.6h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在250rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为4:130；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在50℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为6wt％的硝酸钙水溶液中交联7min，在50℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精40min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续55天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高35％，取向度提高38％，结晶度提高15％，摩擦系数提升6％。
实施例4
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇水溶液中，在20℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在50℃，300rpm的转速下反应3h后，在80℃下旋蒸3h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在75℃进行预先烘干处理1h，然后完全浸没于装有pH为6.1的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的稀盐酸中，接着在张力为180cN，拉伸温度为30℃，拉伸倍数为1.4的条件下轴向拉伸3h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡1h后在75℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入5-氟尿嘧啶中在35℃下负载0.8h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在210rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为2:150；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在45℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为7wt％的氯化钙水溶液中交联10min，在45℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精50min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续48天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高39％，取向度提高38％，结晶度提高14％，摩擦系数提升6％。
实施例5
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH570溶于乙醇水溶液中，在25℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在55℃，300rpm的转速下反应3.2h后，在80℃下旋蒸2.4h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在70℃进行预先烘干处理2.5h，然后完全浸没于装有pH为6.2的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的稀盐酸中，接着在张力为350cN，拉伸温度为40℃，拉伸倍数为1.9的条件下轴向拉伸2.5h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.5h后在80℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入顺铂中在35℃下负载0.5h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在200rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为7:110；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在60℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为5wt％的磷酸二氢钙水溶液中交联9min，在60℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精55min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续58天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高42％，取向度提高38％，结晶度提高18％，摩擦系数提升7％。
实施例6
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH570溶于乙醇水溶液中，在30℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在60℃，300rpm的转速下反应4h后，在80℃下旋蒸2h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在80℃进行预先烘干处理3h，然后完全浸没于装有pH为6.3的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的稀盐酸中，接着在张力为120cN，拉伸温度为25℃，拉伸倍数为1.2的条件下轴向拉伸2h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.9h后在60℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入长春新碱中在25℃下负载0.8h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在240rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为3:140；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在55℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为9wt％的氯酸钙水溶液中交联5min，在55℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精50min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续50天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高35％，取向度提高38％，结晶度提高15％，摩擦系数提升6％。
实施例7
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇水溶液中，在28℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在65℃，300rpm的转速下反应3h后，在80℃下旋蒸2.5h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在65℃进行预先烘干处理1.5h，然后完全浸没于装有pH为6.5的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的草酸中，接着在张力为300cN，拉伸温度为25℃，拉伸倍数为1.8的条件下轴向拉伸2h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.6h后在80℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入氟脲嘧啶中在40℃下负载1h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在250rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为5:130；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在45℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为4wt％的溴化钙水溶液中交联6min，在50℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精60min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续60天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高40％，取向度提高40％，结晶度提高20％，摩擦系数提升8％。
实施例8
一种载药高强医用缝合线的制备方法，步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，以400W的功率超声并在300rpm的转速下搅拌均匀制得分散液；将硅烷偶联剂KH570溶于乙醇水溶液中，在20℃，300rpm的转速下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在50℃，300rpm的转速下反应3h后，在80℃下旋蒸3h，再经洗涤得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品(经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维)在70℃进行预先烘干处理3h，然后完全浸没于装有pH为6.0的分散有改性中空二氧化硅亚微米球的柠檬酸中，接着在张力为290cN，拉伸温度为40℃，拉伸倍数为1.7的条件下轴向拉伸3h，最后将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡0.5h后在60℃烘干干燥，即获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入甲氨喋呤中在20℃下负载0.5h，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
将羧甲基壳聚糖在230rpm的速度下搅拌溶解于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，其中羧甲基壳聚糖和水的质量比为6:100；
再将步骤(3)中制得的载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后在50℃的温度下烘干，最后将上浆后的壳聚糖纤维浸入浓度为3wt％的高锰酸钙水溶液中交联8min，在45℃的温度下烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精30min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
最终制得的载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续48天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高32％，取向度提高36％，结晶度提高16％，摩擦系数提升9％。
实施例9～21
一种载药高强医用缝合线的制备方法，其制备步骤与实施例8基本相同，不同之处在于，步骤(3)中所浸入的药剂种类不同，最终制得的载药高强医用缝合线的性能参数也不同，具体如下：(表中A、B、C及D分别为载药高强医用缝合线与壳聚糖纤维成品相比，断裂强度、取向度、结晶度及摩擦系数的提高率，E为载药高强医用缝合线的有效药物浓度持续时间)
| 药剂 | A | B | C | D | E(d) | |
| 实施例9 | 米托蒽醌 | 32％ | 35％ | 15％ | 10％ | 45 |
| 实施例10 | 环磷腺苷 | 33％ | 36％ | 14％ | 9％ | 46 |
| 实施例11 | 环磷酰胺 | 32％ | 37％ | 16％ | 8％ | 48 |
| 实施例12 | 硫酸培洺霉素 | 34％ | 38％ | 17％ | 8％ | 60 |
| 实施例13 | 硝卡介 | 35％ | 39％ | 16％ | 9％ | 50 |
| 实施例14 | 亚胺醌 | 36％ | 37％ | 15％ | 9％ | 55 |
| 实施例15 | 卡莫司汀 | 38％ | 36％ | 15％ | 10％ | 56 |
| 实施例16 | 替莫唑胺 | 35％ | 35％ | 16％ | 10％ | 58 |
| 实施例17 | 洛莫司汀 | 31％ | 35％ | 16％ | 9％ | 55 |
| 实施例18 | 卡莫氟 | 32％ | 36％ | 17％ | 9％ | 52 |
| 实施例19 | 替加氟 | 32％ | 37％ | 15％ | 8％ | 49 |
| 实施例20 | 放线菌素D | 31％ | 37％ | 16％ | 8％ | 56 |
| 实施例21 | 丝裂霉素 | 33％ | 36％ | 14％ | 8％ | 55 |
Claims (10)
1.一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征是：首先，将壳聚糖纤维制成品在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸，清洗后干燥，获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；其次，将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入药剂中进行药物负载，获得载药壳聚糖纤维；再次，羧甲基壳聚糖水溶液经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂，将载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后烘干，然后将上浆后的载药壳聚糖纤维浸入交联剂溶液中交联，后烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；最后对羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维着色消毒即得载药高强医用缝合线；
所述壳聚糖纤维制成品为经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维；
所述载药高强医用缝合线的有效药物浓度可持续45～60天，其与壳聚糖纤维制成品相比，其断裂强度提高31～45％，取向度提高35～43％，结晶度提高10～20％，摩擦系数提升5～10％。
2.根据权利要求1所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：
(1)改性中空二氧化硅亚微米球的制备：
将中空二氧化硅亚微米球加入乙醇中，超声并搅拌制得分散液；将硅烷偶联剂溶于乙醇水溶液中，在20～30℃下搅拌反应制得水解液；将水解液加入分散液中，在50～70℃下搅拌反应3～4h后，旋蒸、洗涤后，得到改性中空二氧化硅亚微米球；
(2)负载改性中空二氧化硅亚微米球：
将壳聚糖纤维制成品在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸，清洗后干燥，获得负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维；所述壳聚糖纤维制成品为经湿法纺丝成形的壳聚糖纤维；
(3)药物负载：
将负载改性中空二氧化硅亚微米球的壳聚糖纤维浸入药剂中进行药物负载，获得载药壳聚糖纤维；
(4)纤维上浆：
先将羧甲基壳聚糖溶于水后，经真空脱泡处理制得交联羧甲基壳聚糖上浆剂；再将载药壳聚糖纤维浸入交联羧甲基壳聚糖上浆剂中均匀上浆后烘干，然后将上浆后的载药壳聚糖纤维浸入交联剂溶液中交联，后烘干制得羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维；
(5)载药高强医用缝合线的制备：
将羧甲基壳聚糖上浆载药壳聚糖纤维淋涂着色剂后烘干，再浸入医用酒精30～60min，最终真空干燥包装即得载药高强医用缝合线。
3.根据权利要求2所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声的功率为400W；所述搅拌的转速为300rpm；所述硅烷偶联剂的型号为KH560或KH570；所述旋蒸的温度为80℃，时间为2～3h。
4.根据权利要求2所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述药物负载的时间为0.5～1h，温度为20～40℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，所述分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂的pH为6.0～6.5；所述在分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中轴向拉伸是指壳聚糖纤维制成品完全浸没于分散有改性中空二氧化硅亚微米球的溶胀剂中；所述溶胀剂为稀醋酸、稀盐酸、草酸或柠檬酸。
6.根据权利要求1或2所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，所述轴向拉伸的张力为80～350cN，拉伸温度为25～40℃，拉伸倍数为1.1～1.9倍，拉伸时间为1～3h；所述清洗为将拉伸后的纤维放入去离子水中浸泡，浸泡时间为0.5～1h；所述干燥采用烘干方式，烘干温度为60～80℃，时间为3～4h；所述壳聚糖纤维制成品预先烘干处理，温度为60～80℃，时间为1～3h。
7.根据权利要求2所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述羧甲基壳聚糖与水的质量比为2～7:100～150，所述羧甲基壳聚糖溶于水是在200～250rpm的速度下搅拌溶解的。
8.根据权利要求1或2所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为45～60℃；所述药剂为紫杉醇、多烯紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶、顺铂、长春新碱、氟脲嘧啶、甲氨喋呤、米托蒽醌、环磷腺苷、环磷酰胺、硫酸培洺霉素、硝卡介、亚胺醌、卡莫司汀、替莫唑胺、洛莫司汀、卡莫氟、替加氟、放线菌素D或丝裂霉素。
9.根据权利要求1所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，所述交联剂溶液为Ca2+的水溶液，其浓度为3～9wt％。
10.根据权利要求1所述的一种载药高强医用缝合线的制备方法，其特征在于，所述交联的时间为5～10min。
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