CN110354298B - 一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法 - Google Patents

一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，首先将按重量份计的5～10份银前驱体、1～2份沉淀剂、1～2份多元醇类还原剂以及1～2份表面活性剂以及50～60份溶剂、100份聚己内酯及1～2份引发剂，配置成浓度为150～200g/L的纺丝液，经真空脱泡后加入加热套温度为60～80℃的湿法纺丝机中，调节氮气压力使纺丝液以细流均匀喷出，喷出的细流经甲醇凝固浴凝固，热拉伸至2～4倍，再依次经热水洗净、室温干燥、表面涂甘油、再室温干燥，最后灭菌包装，得原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线。本发明制备的聚己内酯的手术费缝合线可用于矫形外科，具有较高抗拉强度和很好的可降解性。

Description

一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法
技术领域
本发明专利涉及手术缝合线技术领域，特别涉及一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法。
背景技术
手术缝合线是一种用于伤口缝合、组织结扎和固定的无菌线。目前，市场上常见的医用缝合线主要包括两种：非吸收缝合线以及可吸收缝合线。其中非吸收缝合线主要包括棉、麻、丝等天然纤维以及聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等合成高分子材料，另外还包括金属材料如不锈钢丝、铝丝、银丝等；可吸收缝合线主要包括天然纤维以及合成的高分子材料，如聚乙烯醇(PGA)、聚己内酯(PCL)等，这种类型的缝合线可在一段时间内被生物体吸收、避免了拆除风险，且对人体无害，主要用于生物体内部器官组织的缝合。
聚己内酯，同时也被称作聚己酸内酯，是一种重要的线性聚酯化合物。PCL在体内的降解主要分为两个阶段进行：第一阶段表现为分子量不断下降；第二阶段是PCL在体内降解的分子片段可以被吞噬细胞吞噬后，在细胞内降解的产物可随机体正常代谢排出体外。纳米银是近年来抗菌药物的研究热点，其抗菌机制独特，光谱杀菌且无耐药性，渗透性强，能够促进伤口的愈合，细胞的生长以及受损细胞的修复，是一种天然的抗菌剂。但是银离子一旦游离，容易经人体创面吸收人血，通过肾脏从尿中大量排泄的同时，可以在机体的肝、肾、角膜、粘膜组织和创面上皮处沉积，而且其粒径较大、化学性质活泼，极易发生团聚，形成带有若干弱连接面而且尺寸较大的团聚体，影响纳米银粒子的实际应用效果，因此不适应直接给药。原位法是一种直接将含有银离子的溶液加入到高分子溶液中，成型后通过紫外照射或者热处理等方法将Ag+还原成单质银，采用这种方法制备得到的复合材料，可以将银很好的分散在聚合物基质中。
本发明专利将聚己内酯、银前驱体等共混得到纺丝溶液，通过静电纺丝法的制备了一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线。将银的前驱体、沉淀剂、还原剂以及表面活性剂以及溶剂，聚己内酯，配置成一定浓度的纺丝液。在一定温度下进行原位纺丝。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，利用该方法制备得到的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线具有非常优异的拉伸强度，具有很好的可降解性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性，其在纺丝过程中直接形成交联网络结构，将原位生成的银纳米线固定在网络结构中，避免了在使用过程中银线的迁移和团聚，形成带有若干弱连接面而且尺寸较大的团聚体，影响纳米粒子的实际应用效果。
本发明专利所提供的一种原位法银纳米线/聚己内酯手术缝合线的配方为(重量分数计算)：
Figure BDA0002144507630000021
本发明专利提供的原位法银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1，纺丝液的制备：将银前驱体、沉淀剂、还原剂以及表面活性剂以及溶剂、聚己内酯以及引发剂，经搅拌完全溶解，配置成一定浓度(浓度为150～200g/L)的纺丝液。将配置的纺丝液充分搅拌后于真空条件下脱除气泡，水平放置。
步骤2，将步骤1制备好的纺丝液加入到湿法纺丝机中，调节加热套的温度为60～80℃以保持纺丝溶液的流动性，调节氮气的压力，使得纺丝溶液能够均匀地从喷丝头中流出，凝固浴为甲醇，喷丝头喷出的细流经凝固浴凝固后，再在120～140℃条件下进行热拉伸至2～4倍，制备出原位交联银纳米线/聚己内酯纺丝线。
步骤3，后续处理：将步骤2制得的原位交联银纳米线聚己内酯纺丝线经50～80℃热水清洗干净，再室温干燥，再在纺丝线表面涂甘油，再经室温干燥，最后灭菌包装，得到所述原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线，其直径0.05～0.1mm。
本发明专利所述的聚己内酯，是一种分子链比较规整、容易结晶的半结晶型聚合物，其分子链中酯基的存在，使得PCL具有良好的生物相容性，能够完全生物降解以及很好的细胞亲和性。本发明专利所用的聚己内酯的分子量在50000～80000之间，其中优选PCL6500、6800、Andur 6APLM、3050等。
本发明专利所述的溶剂是三氯甲烷、三氯乙烷等常规溶剂。
本发明专利所述的引发剂是一类容易受热分解成自由基的化合物，其中优选过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯中的任意一种或任意两种或两种以上以任意比例的混合物。
本发明专利所述的银前驱体为可溶性的银盐，其中优选硝酸银、三氟乙酸银、碳酸银中的任意一种或任意两种或两种以上以任意比例的混合物。
本发明专利所述的沉淀剂优选含氯的盐，如常见的氯化钠、氯化钾、氯化铝等含氯的盐。
本发明专利所述的还原剂是多元醇类的物质，其中优选乙二醇、丙三醇，1,4-丁二醇，二缩二乙二醇，一缩二丙二醇，三羟甲基丙烷中的任意一种或任意两种或两种以上以任意比例的混合物。
本发明专利所述的表面活性剂是一种具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著降低的一类物质，优选聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种或任意两种或两种以上以任意比例的混合物。
本发明所取得的技术效果体现在以下几个方面：
(1)目前，市场上常见的手术缝合线主要是动物的肠衣和聚乳酸等制成的，一般在2～6周可完全节将吸收，本发明制备的聚己内酯的手术费缝合线可用于矫形外科，因为一般的骨愈合时间大概是3～6个月甚至更久，所采用的聚己内酯能很好的满足这一要求；
(2)本发明公开的原位法银纳米线聚己内酯手术缝合线，直接将纳米银线通过原位纺丝的过程，直接填充到聚己内酯手术缝合线中，具有非常好的分散作用。同时纳米银其抗菌机制独特，光谱杀菌且无耐药性，渗透性强，能够促进伤口的愈合，细胞的生长以及受损细胞的修复，是一种天然的抗菌剂。(3)本发明制备得到的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线具有非常优异的拉伸强度，且拉伸强度可达36Mpa左右。具有很好的可降解性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性。
(4)本发明制备的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线，其特殊的交联结构将纳米银固定在网络结构中，避免了在使用过程中银线的迁移和团聚，进而避免形成带有若干弱连接面而且尺寸较大的团聚体，有利于纳米线分发挥的实际应用效果。
附图说明
图1为本发明制备工艺流程示意图。
图2为实施例1和2制备得到的手术缝合线的外观形貌图。
图3为实施例1通过原位交联制备得到的手术缝合线的XRD图谱。
图4为对比实施例1、实施例1、实施例2制备得到的手术缝合线对大肠杆菌的抗菌性能。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步详述：
相关测试表征：
SEM测试：将纺丝纤维在液氮中进行脆断，采用场发射扫描电镜观察其断面形貌，并比较处理前后的断面照片。
XRD(X射线衍射)表征：采用X＇Pert-Pro MPD型X射线衍射仪对原位法的相结构进行表征，扫描速率为30-90°。
抗菌性能测试：采用抑菌圈法测试微纳复合纤维对大肠杆菌抗菌能力。用LB固体培养基铺底，在“超净台”中，用灭菌的接种环挑取适量细菌培养物，以划线的方式将细菌涂布到培养基上。然后将同等长度的微纳复合纤维围成圆贴到培养基表面。将大肠杆菌在30℃下培养24h，观察是否有抑菌圈出现。从图4中可以明显看出，实施例1和2制备得到的手术缝合线有明显的抑菌圈(箭头所指即为抑菌圈)出现。
实施例1：
Figure BDA0002144507630000061
纺丝液的制备：将硝酸银、氯化钠、乙二醇以及十二烷基苯磺酸钠以及三氯甲烷、聚己内酯以及过氧化苯甲酰，经搅拌完全溶解，配置成一定浓度为150g/L的纺丝液。将聚己内酯溶液充分搅拌后于真空条件下脱除气泡，水平放置。
纺丝：将制备好的纺丝液加入到湿法纺丝机中，调节加热套的温度为60℃以保持纺丝溶液的流动性，调节氮气的压力，使得纺丝溶液能够均匀地从喷丝头中流出，凝固浴为甲醇，凝固后进行后处理，即进行热拉伸2～4倍，热拉伸的温度为120℃，制备出原位法银纳米线/聚己内酯纺丝线。
后续处理：将原位交联银纳米线/聚己内酯纺丝线经50℃热水清洗干净，再室温干燥，再表面涂甘油，再经室温干燥，最后灭菌包装，得到原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线，其直径0.1mm，拉伸强度为36.12Mpa左右。
实施例2
Figure BDA0002144507630000062
Figure BDA0002144507630000071
纺丝原液的制备：将银前驱体、沉淀剂、还原剂以及表面活性剂以及溶剂，聚己内酯，经搅拌完全溶解，配置成一定浓度(浓度为160g/L)纺丝液。将聚己内酯溶液充分搅拌后于真空条件下脱除气泡，水平放置。
纺丝：将制备好的纺丝液加入到湿法纺丝机中，调节加热套的温度为80℃以保持纺丝溶液的流动性，调节氮气的压力，使得纺丝溶液能够均匀地从喷丝头中流出，凝固浴为甲醇，凝固后进行后处理，即进行热拉伸4倍，热拉伸的温度为140℃，制备出原位法银纳米线/聚己内酯纺丝线。
后续处理：将原位法银纳米线/聚己内酯纺丝线经60℃热水清洗干净，室温干燥，表面涂甘油，再经室温干燥，灭菌包装，得到原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线，其直径0.05mm，拉伸强度为35.98Mpa左右。
图3为手术缝合线的XRD图，可以看到图中有4个明显的衍射峰，分别2θ为38.2°，44.5°，64.6°和77.6°，将四个衍射峰所在的位置与标准银(JCPDS卡)比较得到，纳米银的四个衍射晶面分别为(111)(200)(220)和(311)。
见图2，其中图2(a)为实施例1制备得到的手术缝合线的外观形貌图，图2(b)为实施例2制备得到的手术缝合线的外观形貌图，从图中明显看出，缝合线表面存在连续的银线，和银线固定在交联网络结构中。
对比实施例1
聚己内酯6500 100份
过氧化苯甲酰 1份
三氯甲烷 50份
纺丝原液的制备：将溶剂、聚己内酯以及引发剂，经搅拌完全溶解，配置成一定浓度为150g/L的纺丝液。将聚己内酯溶液充分搅拌后于真空条件下脱除气泡，水平放置。
纺丝：将制备好的纺丝液加入到湿法纺丝机中，调节加热套的温度为60℃以保持纺丝溶液的流动性，调节氮气的压力，使得纺丝溶液能够均匀地从喷丝头中流出，凝固浴为甲醇，凝固后进行后处理，即进行热拉伸2～4倍，热拉伸的温度为120℃，制备出原位法银纳米线/聚己内酯纺丝线。
后续处理：将原位交联银纳米线/聚己内酯纺丝线经50℃热水清洗干净，室温干燥，表面涂甘油，再经室温干燥，灭菌包装，得到原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线，其直径0.1mm，拉伸强度为34.52Mpa左右。

Claims (7)

1.一种原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤1，制备纺丝液：将按重量份计的5~10份银前驱体、1~2份沉淀剂、1~2份多元醇类还原剂以及1~2份表面活性剂以及50~60份溶剂、100份聚己内酯以及1~2份引发剂，经搅拌完全溶解，配置成浓度为150~200g/L的纺丝液；将配置的纺丝液充分搅拌后于真空条件下脱除气泡，水平放置；
步骤2，纺丝：将步骤1中制得的纺丝液加入到湿法纺丝机中，调节加热套的温度为60~80℃，调节氮气的压力使得纺丝液能够均匀地从喷丝头中以细流喷出，喷出的细流经甲醇凝固浴凝固，再在120~140℃条件下进行热拉伸至2~4倍，制得原位交联银纳米线/聚己内酯纺丝线；
步骤3，后续处理：将步骤2制得的原位交联银纳米线/聚己内酯纺丝线依次经热水洗净、室温干燥、表面涂甘油、再室温干燥，最后灭菌包装，得到所述原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线，其直径为0.05~0.1mm；其中，热水洗净的水温为50~80℃；
步骤1中所述聚己内酯的分子量在50000~80000之间；
所述的银前驱体为硝酸银、三氟乙酸银、碳酸银中的任意一种或两种以上以任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述溶剂为三氯甲烷、三氯乙烷中的任意一种或二者以任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯中的任意一种或两种以上以任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述的沉淀剂为氯盐。
5.根据权利要求4所述的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述氯盐为氯化钠、氯化钾、氯化铝中的任意一种或两种以上以任意比例的混合物。
6.根据权利要求1所述的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述的还原剂为乙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷中的任意一种或两种以上以任意比例的混合物。
7.根据权利要求1所述的原位交联银纳米线/聚己内酯手术缝合线的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种或两种以上以任意比例的混合物。
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