CN109893683A - 一种生物降解材料在制备儿童消化道吻合环中的应用及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物降解材料在制备儿童消化道吻合环中的应用，所述生物降解材料由乙交酯与改性单体在催化剂的作用下聚合后，再与抗氧剂和显影剂混合得到。制得的消化道吻合环的体内舒适性好，其力学性能和降解速度均具有良好的可控性，崩解后的碎片更小、更柔软，尤其适合作为儿童消化道吻合环使用，具有广泛的应用前景。

Description

一种生物降解材料在制备儿童消化道吻合环中的应用及其 产品

技术领域

本发明涉及生物医用材料应用领域，具体涉及一种聚乙交酯类生物降解材料在制备消化道吻合环中的应用及其产品。

背景技术

乙交酯类生物降解高分子材料在生物医用领域已得到非常广泛的应用，如公开号为CN103992465A公开了一种生物可降解三元共聚物，该生物可降解三元共聚物由丙交酯单体、己内酯单体和乙交酯单体共聚而成，其具有良好柔性和合适的生物可降解性能，是理想的医用防粘膜材料。公开号为CN106832234A的中国专利申请文献也公开了一种由丙交酯、乙交酯和己内酯在催化剂的作用下聚合形成生物可降解的聚合物材料，该聚合物材料相对分子量大、机械强度高、柔韧性强、膨胀度小，可用于人体组织的再生修复，如用于制备神经导管。

消化道吻合手术是外科最常见的手术之一，如胃-食管吻合、胃-肠吻合、小肠-食道吻合、肠-肠吻合、肛-肠吻合等。近年来一种利用可生物降解材料制备的可分解吻合环(BAR)在临床手术中得到了广泛应用，公开号为CN201223418Y的中国专利申请文献公开了一种用于胃肠道吻合手术的非吸收可崩解吻合夹，公开号为CN105559844A的中国专利申请文献公开了一种吻合环在胃肠道吻合手术中使用的吻合夹都是采用生物降解高分子材料来制备的。

但是，并不是所有的生物降解高分子材料都可以加工成人体消化道的吻合环，聚合物材料的结构、分子量及分布、结晶度等都要满足其要求，而消化道吻合环的力学强度、降解速度和在人体内的舒适度以及临床上的安全性与有效性都会随生物降解高分子材料的不同而改变，所以，消化道吻合环性能完全取决于高分子材料的性能。

目前，现有技术中基本上都是采用聚羟基乙酸作为制备吻合环的材料，但是聚羟基乙酸为一种高结晶聚合物，其硬度高、在体内的降解速度不易控制，且在体内舒适性差。针对上述问题，尤其是对于患有先天性肠道疾病的儿童患者，其稚嫩的机体组织更需要一种降解速度可控、在体内有良好的舒适度、崩解后呈柔软的小碎片的吻合环。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种生物降解材料在制备儿童消化道吻合环中的应用，制得的消化道吻合环的体内舒适性好，其力学性能和降解速度均具有良好的可控性，崩解后的碎片更小、更柔软。

本发明公开了一种生物降解材料在制备儿童消化道吻合环中的应用，所述生物降解材料由乙交酯与改性单体在催化剂的作用下聚合后，再与抗氧剂和显影剂混合得到。

本发明将聚乙交酯类生物降解材料应用于制备消化道吻合环中，这是由于乙交酯类生物降解材料制得的吻合环在完成对肠道的扣合吻合后，在吻合口愈合前(一般在5～7天)，其抗拉强度满足肠道的张力，即吻合环闭合后，在20N外力作用下不松脱。

另外，本发明所述聚合物材料的生物降解速度与人体吻合口的愈合速度相一致，植入人体后7天内保持其力学强度不低于80％，而7天后力学强度快速下降。生物降解材料越硬，人体舒适度越差，而本发明所述聚合物材料在保证力学强度满足要求的前提下，极大限度的保证了材料的柔软性，尤其适合用于制备儿童消化道吻合环。

所述改性单体为丙交酯(LA)、己内酯(CL)、对二氧环己酮(PDO)、三亚甲基碳酸酯、己二酸丙二醇酯或癸二酸丙二醇酯的任意一种或多种。

所述改性单体与乙交酯的质量比为0.05～0.5：1，改性得到共聚物与聚乙交酯相比，改善了生物降解材料的柔韧性，提高了降解速度，更适合用于制备消化道吻合环。

所述的催化剂为乳酸锌、异丙醇铝、乙酰丙酮钙中任意一种或多种，或锡类催化剂，锡类催化剂选自辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二丁基锡二月桂酸酯、二(十二烷基硫)二丁基锡、硫醇二辛基锡或二丁基锡二马来酸酯中的任意一种；催化剂的用量为反应单体的0.02％～0.03％。

所述生物降解材料由乙交酯在催化剂的作用下聚合后，再与改性聚合物、抗氧剂、显影剂共混得到。

所述改性聚合物选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚对二氧环己酮(PPDO)或脂肪族聚酯齐聚物中的任意一种或多种；改性聚合物与乙交酯的质量比为0.05～0.3：1。

本发明将聚乙交酯与改性聚合物共混能进一步提高生物降解材料的柔韧性，也有助于吻合环的降解速度。

上述脂肪族聚酯齐聚物包括但不限于以二元酸与二元醇聚合得到的齐聚物，二元酸选自乙二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸中的任意一种或多种，二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或多种。

优选地，所述改性聚合物为聚己二酸丙二醇酯，聚己二酸丙二醇酯与乙交酯的质量比为0.2～0.3：1。实验表明，聚乙交酯与聚己二酸丙二醇酯共混能极大的改善生物降解材料的柔软性，更加适合作为制备儿童消化道吻合环的材料。

所述的抗氧剂为抗氧剂164、抗氧剂TNP、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂618、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂1135或抗氧剂KY-405中的任意一种或多种，优选为抗氧剂168和抗氧剂1135组合使用，该组合不影响吻合环的性能，能保证吻合环的柔软度和体内舒适性，最适合用于儿童吻合环。

抗氧剂与乙交酯的质量比为0.005～0.02：1，抗氧剂有助于在加工过程中防止高温氧化降解，使吻合环的力学性能在熔融注塑时不发生太大的变化。

所述的显影剂为硫酸钡，显影剂与乙交酯的质量比为0.05～0.1：1，用于术后X光跟踪观察消化道吻合环在体内的状态。

所述生物降解材料的制备方法为：将反应单体混合后在惰性气体保护下与催化剂混合，在160℃～210℃条件下聚合反应3～4h，聚合完成后出料与抗氧剂和显影剂配伍制得。

本发明还公开了上述生物降解聚合物材料经过注塑或模压成型制得的儿童消化道吻合环。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明通过控制单体的组成来改变乙交酯类生物降解聚合物材料的结构，从而可以调控注塑加工得到的消化道吻合环的结晶度、降解速度和在人体内的舒适度，改变了消化道用吻合环降解速度不易控制而造成崩解排除的时间过长，过于刚性可能造成患者的不适感的现象，十分适宜作为儿童消化道吻合环的制备材料；

(2)本发明制得的生物降解高分子材料，经注塑或模压成型后的吻合环植入人体后，大大提高了吻合环的体内舒适性，且力学性能和降解速度均具有良好的可控性，崩解后的碎片更小且柔软，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例1制得的生物降解材料注塑加工成型的儿童消化道吻合环照片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作详细说明。

实施例1

(1)精制：分别将乙交酯、己内酯用溶剂乙酸乙酯以1：2的体积比混合，置于配有流装置的容器中加热至115～120℃，完全溶解后趁热过滤，在低于室温的条件下进行重结晶，待结晶完全后过滤并干燥。

(2)聚合：将精制干燥后得到的乙交酯100份、己内酯10份、二醋酸二丁基锡0.03份混合均匀后，加入具有良好散热条件的聚合反应器中，聚合反应器事先加热干燥并用N₂置换3次，在全自动电脑控温系统控制下至200℃进行聚合反应3.5小时，聚合完成后出料，再加入6份的硫酸钡，0.4份的抗氧剂168和0.3份抗氧剂1135，搅拌下出料造粒，得到所述生物降解材料。

得到的共聚物的特性粘度为110mL/g，将生物降解聚合物材料通过注塑加工成用于儿童肠道重建的生物可降解吻合环，其照片见附图1。

实施例2

(1)精制：按照实施1所述步骤对乙交酯、对二氧环己酮和己内酯进行精制；

(2)聚合：将精制干燥后得到的乙交酯100份，己内酯8份，对二氧环己酮5份，二醋酸二丁基锡0.03份混合均匀后加到具有良好散热条件的聚合反应器中，聚合反应器先加热干燥并用N₂置换3次，在全自动电脑控温系统控制下室温加热至200℃进行聚合，反应时间共计2.5小时。出料粉碎与6份的硫酸钡、0.4份的抗氧剂168和0.3份抗氧剂1135，搅拌下出料造粒，得到特性粘度为115mL/g的生物降解材料。

实施例3

(1)精制：按照实施1所述步骤对乙交酯进行精制；

(2)聚合：将精制干燥后得到的乙交酯100份，二醋酸二丁基锡0.03份混合均匀后加到具有良好散热条件的聚合反应器中，聚合反应器事先加热干燥并用N₂置换3次，在全自动电脑控温系统控制下聚合反应3小时，聚合温度控制在180℃，出料冷却至室温后粉碎加入20份聚己二酸丙二醇酯共混，再加入8份硫酸钡、0.6份抗氧剂168、0.6份抗氧剂1135进行熔融造粒，得到特性粘度为97mL/g的生物降解材料。

应用例

上述实施例1～3制得的生物降解聚合物材料通过注塑加工成用于肠道重建的儿童生物可降解吻合环的性能表征见下表1。

表1

所述“7天后抗拉强度保持率”指样品在37℃的缓冲溶液中浸泡7天后的抗拉强度保持率。

由表1可知，实施例制得的聚合物材料与现有技术中常用的PGA材料相比，硬度大大降低、断裂伸长率大大增加，这表明实施例制得的材料柔性更好，利用该材料制得的吻合环在人体内的舒适性也更好。同时，实施例制得的材料的7天后抗拉强度保持率以及植入动物肠道内排出时间均有所降低，该指标可以说明材料的降解速度，保持率越低、排出时间越短，降解速度越快。

综上所述，实施例制备得到的材料具有更好柔软性，注塑加工成型的吻合环在体内的舒适性有较大的改善，其排出体外的速度更快。当然吻合环的性能指标也要根据人体的不同部位、年龄、患者的个体差异来设计，不同用途的吻合环对性能的要求也不尽相同。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种生物降解材料在制备儿童消化道吻合环中的应用，其特征在于，所述生物降解材料由乙交酯与改性单体在催化剂的作用下聚合后，再与抗氧剂和显影剂混合得到。

2.根据权利要求1所述的应用，所述改性单体为丙交酯、己内酯、对二氧环己酮、三亚甲基碳酸酯、己二酸丙二醇酯或癸二酸丙二醇酯中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述改性单体与乙交酯的质量比为0.05～0.5：1。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物降解材料由乙交酯在催化剂的作用下聚合后，再与改性聚合物、抗氧剂、显影剂共混得到。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述改性聚合物选自聚己内酯、聚对二氧环己酮、聚羟基乙酸、聚乳酸或脂肪族聚酯齐聚物中的任意一种或多种。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述改性聚合物与乙交酯的质量比为0.05～0.3：1。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述改性聚合物为聚己二酸丙二醇酯，聚己二酸丙二醇酯与乙交酯的质量比为0.2～0.3：1。

8.根据权利要求1～7任一项所述的应用，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂164、抗氧剂TNP、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂618、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂1135或抗氧剂KY-405中的任意一种或多种，抗氧剂与乙交酯的质量比为0.005～0.02：1。

9.根据权利要求1～7任一项所述的应用，其特征在于，所述的显影剂为硫酸钡，显影剂与乙交酯的质量比为0.05～0.1：1。

10.一种儿童消化道吻合环，其特征在于，所述消化道吻合环由权利要求1～9任一项所述的生物降解材料经过注塑或模压成型制得。