CN109771085B - 一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法。将平面经编补片经双模块模具热压定型，制备三维补片的主体部分；随后经过流延成膜法制备可降解薄膜，置于特定模具中在三维补片边缘处构建薄膜‑经编补片‑薄膜的三层复合结构，经热处理后使可降解薄膜熔融，三维经编补片不熔融，冷却后在三维补片边缘处形成结构加固的完全包覆式复合膜结构，从而得到形状稳定，具有优异抗卷边性的三维疝修复补片。在保留三维经编补片原有尺寸特征的基础上对补片边缘实现结构加固，提高了补片的保形性，可有效解决目前用于腹腔镜手术治疗的三维疝修复补片易卷边的缺点。

Description

一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法，特别是涉及一种腹腔镜手术下的腹股沟疝三维假体材料及其制备方法。

背景技术

目前，腹股沟疝治疗中常用的假体材料多为平面型疝修补片，但是由于腹股沟区有一定的凸凹度，补片植入人体后易移位及皱缩，因此需在手术时将其钉合在周围的腹壁组织上。然而，这样会引起患者在术后产生强烈的异物感和疼痛感，同时在钉合处也可能发生感染，增加疝气并发症的发生率。研究表明，模拟腹股沟区域耻骨肌孔三维形态的立体补片可以减少钉合数甚至无需固定，将有助于减轻病人的异物感，也可降低相关并发症的发生率。经过优化设计，可以获得弧度方向符合腹股沟生理弧度的三维腹股沟疝修复补片。而将三维补片经过腹腔镜疝修补术的微创手术方式经腹壁小切口插入腹腔镜器械，进行疝修补术，具有创伤小，周围组织损伤低，术后粘连现象少的优点，并能显著减少患者伤口疼痛感。因此，发展可用于腹腔镜疝修复术的腹股沟三维补片非常重要。

经编结构是目前疝修复补片应用最广泛的组织结构，由多组经纱沿经向相互串套成圈。相对机织物，具有较高的孔隙率，植入体内有利于细胞生长；相对纬编结构，网眼结构多变，易设计。通过改变编织参数，可设计具有不同网孔形状、网孔大小和组织结构的经编织物。制备得到的经编补片具有良好的力学性能，能够提高缺损腹壁的强度，且赋予补片多样化的网孔特征。然而，经编织物由于经编纤维刚性作用使线圈形成后存在从变形状态趋向稳定状态的力，在经编织物的单表面上使针编弧与沉降弧的伸缩平衡被破坏，产生的边缘圈内应力朝着使纱线伸直的方向产生作用力而造成织物的包卷或卷边现象。

在腹腔镜疝修复手术过程中，需要将三维腹股沟疝修复补片卷曲成较小直径的管状后植入病变部位释放，要求补片具有自我恢复成三维预成型体的能力，以固定在靶向位置。但由于变形过程中内应力的存在，释放后的经编补片表现为明显的卷边性，在植入体内后难以保持稳定的三维形态，而发生尺寸的严重收缩。因此，消除三维经编补片的卷边性是提高腹腔镜疝修复术临床效果的重要方面。目前改善针织织物卷边性的方法主要为在设计时加放尺寸进行挽边，或在织物边缘处镶接罗纹或滚边。但是这些方法制备工艺复杂，且未能从根本上解决织物的卷边性。胡瑜等人通过增加制备过程中的牵拉密度和后梳延展线长度，显著减少了经编织物横、纵向的卷边量。蒋生华等人(CN101581042B)通过对基础织物进行浸胶预定型处理和PVC膜热熔贴合，可以制得具有优良不卷边性能的柔性材料。吉田裕司等人(CN1326519A)通过构建一种双向经编织物，以获得抑卷边性的特点。但是在三维经编补片成型领域，这些方法将会显著改变补片主体部分的尺寸结构，从而降低了其临床使用效果。

发明内容

本发明所要解决的问题是：在保证三维经编补片主体结构稳定的前提下实现抗卷边性，防止手术植入过程中补片卷边现象的发生。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种具有抗卷边性的三维疝修复补片，其特征在于，包括：

三维经编补片，将平面经编补片置于具有两级高度差的双模块阴阳模具中，利用主体热压模块通过热压定型制备得到；

在三维经编补片边缘处形成的结构加固的完全包覆式复合膜结构，该完全包覆式复合膜结构的形成方式为：将可降解薄膜及主体部分置于具有两级高度差的双模块阴阳模具中，使得三维经编补片边缘处构建薄膜-经编补片-薄膜的三层复合结构，随后利用边缘热压模块进行热处理，使可降解薄膜熔融，三维经编补片不熔融，冷却后在三维经编补片边缘处形成结构加固的完全包覆式复合膜结构。

优选地，所述的平面经编补片和所述的可降解薄膜的材质均为具备固定熔点的结晶或半结晶聚合物。

优选地，所述的平面经编补片的材质为聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酯、膨化聚四氟乙烯中的至少一种。

优选地，所述的可降解薄膜的材质为聚丙交酯、聚乙交酯、聚丙交酯-乙交酯、聚己内酯、聚乙交酯-己内酯和聚对二氧环己酮中的至少一种。

本发明的另一个技术方案是提供了一种具有抗卷边性的三维疝修复补片的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据临床实验数据，采用具有优异导热性能的金属材料，设计制备三维疝修复补片的热压模具，热压模具的制备工艺分为两个方面，一方面根据临床解剖实物图，构建具有特定弧度和三维尺寸的主体热压模块，另一方面为构建三维经编补片复合结构的加固边缘，主体热压模块边缘构建具有凹槽型的边缘热压模块，最终获得所述具有两级高度差的双模块阴阳模具；

步骤2：裁剪一定尺寸的平面经编补片置于具有两级高度差的双模块阴阳模具具的上下版之间，并压紧上下版，将双模块阴阳模具置于平板硫化机上，设定温度和压强，进行温度和压力的传导，从而对平面网片进行热压实验，一定时间后取出双模块阴阳模具并快速降温，得到三维疝修复补片的主体部分；

步骤3：采用可降解高聚物溶液经流延成膜法制备得到多张可降解薄膜，将主体部分再次置于热压模具中，随后将可降解薄膜分别置于相应双模块阴阳模具的上下版之间，并压紧上下版，对双模块阴阳模具进行二次温度和压力传导，温度设定范围介于经编补片材料和可降解薄膜材料的熔点之间，使可降解薄膜材料结构中非晶区大分子链相互滑移，表观上发生软化、熔融和流动，介于经编补片上下层的可降解薄膜融合渗透形成整体，经冷却后实现对经编补片边缘的有效固定，从而得到形状稳定的具有抗卷边性的三维疝修复补片。

优选地，所述的平面经编补片和生物可降解薄膜所用材料均为具有固定且熔点不同的半结晶聚合物，经编补片材料的熔点高于可降解薄膜材料的熔点。

优选地，第一次热压传导过程中的温度设定低于经编补片材料的熔点；第二次热压传导过程中的温度设定介于经编补片材料的熔点和可降解薄膜材料的熔点之间

本发明还提供了一种具有抗卷边性的三维疝修复补片作为腹股沟疝腹腔镜手术治疗的植入性假体的应用。

本发明所涉及的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法，三维补片的长、宽、高和弧度曲线以及可降解薄膜的厚度等根据实际需要均可利用双模块阴阳模具进行定向设计，以配合特定使用环境。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明涉及的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法，通过对腹股沟疝发病位置的精确定量分析，将临床数据转化为工程学参数，构建尺寸、结构仿真的三维立体疝修复补片，可有效、精准贴合靶向病变部位，提高腹股沟疝修复手术的成功率。

(2)本发明涉及的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法，经两步法热压传导定型技术，结合不同高分子材料的热力学性能和同相材料分子链穿插流动特性，在二次热处理过程中温度不高于经编补片熔点，保留三维补片原有尺寸特征的基础上对补片边缘实现包覆固定，提高了补片的保形性，可有效解决目前用于腹腔镜手术治疗的三维疝修复补片易卷边的缺点；

(3)本发明涉及的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法，不引入对人体有害的胶粘剂即可实现对三维补片边缘的均匀、精确加固，且固结牢度大；

(4)本发明涉及的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法，通过采用生物相容性优异的可降解高聚物材料固定三维补片的边缘组织，有助于细胞的粘附和增殖，并在材料降解过程中促进细胞沿经编补片孔隙两面贯穿生长，可减少甚至无需对补片进行机械固定，极大的减轻患者术后痛苦。

附图说明

图1是用于制备具有抗卷边性的三维疝修复补片的热压模具整体示意图；

图2用于制备具有抗卷边性的三维疝修复补片的热压模具剖面示意图；

图3是制备得到的具有抗卷边性的三维疝修复补片的实物图；

图中，1是热压模具上版，2是平面经编补片，3是热压模具下版，4-4’为剖面图方向。

具体实施方式

下面结合具体实施例，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

一种具有抗卷边性的三维疝修复补片及其制备方法：

步骤1：腹股沟疝的发病位置多为耻骨肌孔处，因此只需使用补片将耻骨肌孔覆盖即能有效治疗疝气疾病。根据男性腹股沟区域耻骨肌孔的生理尺寸构建热压模具的尺寸：长15cm，宽11cm，高1.5cm。

步骤2：裁剪20cm×20cm的聚丙烯平面经编补片坯布，将聚丙烯平面补片坯布置于热压模具上下版之间，并压紧上下版。随后将热压模具置于平板硫化机上，设定温度为140℃，压强为0.25MPa，60min后移除热压温度和压力，取出模具并快速降温，得到三维腹股沟疝修补片的三维主体部分。

步骤3：称取3g聚己内酯颗粒，溶解于二氯甲烷中经磁力搅拌后形成均匀的聚己内酯溶液，经流延成膜的方式制备得到聚己内酯薄膜。

步骤4：将制得的三维聚丙烯疝修补片再次置于热压模具中，将两层聚己内酯薄膜分别置于三维补片边缘的上下侧，在平板硫化机上再次热压处理，温度设定为75℃，压力为0.50MPa，25min后取出快速冷却并裁剪后得到边缘加固的三维疝修复补片。经测定，具有抗卷边性的三维疝修复补片加固边缘的纵向断裂强度为78.89N/cm，横向断裂强度为54.87N/cm，通过对三维疝修复补片进行体外模拟腹腔镜手术的输送和释放实验，未经边缘加固处理的补片卷缩回复率为70％，具有抗卷边性的三维疝修复补片的卷缩回复率为100％。

实施例2

一种具有抗卷边性的三维疝修复补片的制备方法：

步骤1：根据男性腹股沟区域耻骨肌孔的生理尺寸构建热压模具的尺寸：长15cm，宽11cm，高1.5cm。

步骤2：裁剪20cm×20cm的聚四氟乙烯平面经编补片，将聚四氟乙烯平面补片置于热压模具上下版之间，并压紧上下版。随后将热压模具置于平板硫化机上，设定温度为330℃，压强为0.5MPa，60min后移除热压温度和压力，取出模具并快速降温，得到三维腹股沟疝修复补片的三维主体部分。

步骤3：称取3g聚乳酸颗粒，溶解于氯仿中经磁力搅拌后形成均匀的聚乳酸溶液，经流延成膜的方式制备得到聚乳酸薄膜。

步骤4：将制得的三维聚四氟乙烯疝修复补片再次置于热压模具中，将两层聚乳酸薄膜分别置于三维补片边缘的上下侧，在平板硫化机上再次热压处理，温度设定为200℃，压力为0.50MPa，25min后取出快速冷却并裁剪后得到边缘加固的三维疝修复补片。经测定，三维补片加固边缘的纵向断裂强度为105.85N/cm，横向断裂强度为75.43N/cm，经过体外模拟腹腔镜手术下的具有抗卷边性的三维疝修复补片的输送和释放过程，新型补片表现出优异的不卷边效果。

Claims (7)

1.一种具有抗卷边性的三维疝修复补片，其特征在于，包括：

三维经编补片，将平面经编补片置于具有两级高度差的双模块阴阳模具中，利用主体热压模块通过热压定型制备得到；

在三维经编补片边缘处形成结构加固的完全包覆式复合膜结构，该完全包覆式复合膜结构的形成方式为：将可降解薄膜及主体部分置于具有两级高度差的双模块阴阳模具中，使得三维经编补片边缘处构建薄膜-经编补片-薄膜的三层复合结构，随后利用边缘热压模块进行热处理，使可降解薄膜熔融，三维经编补片不熔融，冷却后在三维经编补片边缘处形成结构加固的完全包覆式复合膜结构。

2.如权利要求1所述的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片，其特征在于，所述的平面经编补片和所述的可降解薄膜的材质均为具备固定熔点的结晶或半结晶聚合物。

3.如权利要求1所述的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片，其特征在于，所述的平面经编补片的材质为聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酯中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片，其特征在于，所述的可降解薄膜的材质为聚丙交酯、聚乙交酯、聚丙交酯-乙交酯、聚己内酯、聚乙交酯-己内酯和聚对二氧环己酮中的至少一种。

5.权利要求1-4任一项所述的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据临床实验数据，采用具有优异导热性能的金属材料，设计制备三维疝修复补片的热压模具，热压模具的制备工艺分为两个方面，一方面根据临床解剖实物图，构建具有特定弧度和三维尺寸的主体热压模块，另一方面为构建三维经编补片复合结构的加固边缘，主体热压模块边缘构建具有凹槽型的边缘热压模块，最终获得所述具有两级高度差的双模块阴阳模具；

步骤2：裁剪一定尺寸的平面经编补片置于具有两级高度差的双模块阴阳模具具的上下版之间，并压紧上下版，将双模块阴阳模具置于平板硫化机上，设定温度和压强，进行温度和压力的传导，从而对平面网片进行热压实验，一定时间后取出双模块阴阳模具并快速降温，得到三维疝修复补片的主体部分；

步骤3：采用可降解高聚物溶液经流延成膜法制备得到多张可降解薄膜，将主体部分再次置于热压模具中，随后将可降解薄膜分别置于相应双模块阴阳模具的上下版之间，并压紧上下版，对双模块阴阳模具进行二次温度和压力传导，温度设定范围介于经编补片材料和可降解薄膜材料的熔点之间，使可降解薄膜材料结构中非晶区大分子链相互滑移，表观上发生软化、熔融和流动，介于经编补片上下层的可降解薄膜融合渗透形成整体，经冷却后实现对经编补片边缘的有效固定，从而得到形状稳定的具有抗卷边性的三维疝修复补片。

6.如权利要求5所述的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片的制备方法，其特征在于，所述的平面经编补片和生物可降解薄膜所用材料均为具有固定且熔点不同的半结晶聚合物，经编补片材料的熔点高于可降解薄膜材料的熔点。

7.如权利要求5所述的一种具有抗卷边性的三维疝修复补片的制备方法，其特征在于，第一次热压传导过程中的温度设定低于经编补片材料的熔点；第二次热压传导过程中的温度设定介于经编补片材料的熔点和可降解薄膜材料的熔点之间。

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