CN111760065A - 一种高强度高抗菌性可吸收缝合线 - Google Patents

一种高强度高抗菌性可吸收缝合线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料80‑100份，壳聚糖15‑25份，聚乙二醇3‑5份，桂皮油2‑3份，甘露醇2‑3份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A，将混合液A加入至氯乙酸的有机溶剂中并搅拌均匀得到混合液B，而后低温下将三乙胺的有机溶剂滴加至混合液B中，逐步升温至回流反应至完全，浓缩除去溶剂得到混合物C，混合物C用醇类化合物洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D,聚乙醇酸纳米材料粗品鼓风干燥即得聚乙醇酸纳米材料。本发明方法制备的高强度高抗菌性可吸收缝合线具有拉力强度高、打结牢固、生物相容性好，在人体内无不良反应，具有持久抗菌性能。

Description

一种高强度高抗菌性可吸收缝合线
技术领域
本发明涉及一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，属于聚乙醇酸纳米医用缝合线加工技术领域。
背景技术
医用缝合线在手术中普遍使用，对促进伤口愈合具有重要作用。现有技术中使用的医用缝合线可分为两类，一类是可吸收的缝合线，另一类是不可吸收的缝合线。对于不可吸收的缝合线，对患者而言，在拆线过程中会造成较大痛苦。可吸收的缝合线则具有明显的减除拆线痛苦的优势。当患者伤口愈合后，无需拆除缝合线，可留在人体内吸收降解。但是现有技术中的可吸收缝合线在人体内出现过敏反应的几率大，且有些缝合线需要特别的抗菌剂进行处理才能起到较好的抗菌效果，且抗菌效果不持久，抗菌剂进入人体后也易引起与人体的排斥反应。
聚乙醇酸由乙醇酸经过缩聚或者开环聚合的方式制备而成，是一种简单的线性生物可降解脂肪族高聚物，玻璃化转变温度35～40℃，熔点为225～230℃。目前聚乙醇酸可吸收缝合线的强度仍然不如不可吸收医用缝合线的强度，限制了聚乙醇酸可吸收缝合线的使用范围；同时，部分患者对聚乙醇酸医用缝合线会有排异反应，造成切口红肿、渗液等。因此制备拉力强度高、打结牢固、生物相容性好，在人体内无不良反应，具有持久抗菌性能的聚乙醇酸医用缝合线具有重要的意义。
氧化石墨烯拉伸模量为1.01TPa，极限强度为116GPa，是一种具有高强度高韧性的纳米材料，在氯乙酸中加入纳米材料氧化石墨烯，利用原位聚合的反应方法合成聚乙醇酸纳米材料，聚乙醇酸/氧化石墨烯/复合材料一方面通过非健力纳米尺寸效应使得聚乙醇酸与氧化石墨烯结合，填补了聚合物的孔隙，增强了聚合物链段之间的作用力；另一方面通过化学反应使得聚乙醇酸与氧化石墨烯交联形成化学键，是提升聚乙醇酸医用缝合线强度的崭新思路；氧化石墨烯具有边缘切割、机械包裹、过氧化作用和磷脂分子抽提破坏的作用，具有明显的广谱杀菌活性，是研发出生物相容性好，在人体内无不良反应，具有持久抗菌性能提升的聚乙醇酸医用缝合线的重要思路。
发明内容
本发明本发明涉及一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，本发明的高强度高抗菌性可吸收缝合线的由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料80-100份，壳聚糖15-25份，聚乙二醇3-5份，桂皮油2-3份，甘露醇2-3份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A；(2)将混合液A加入至氯乙酸的有机溶剂中并搅拌均匀得到混合液B；(3)而后低温下将三乙胺的有机溶剂滴加至混合液B中，逐步升温至回流反应至完全，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用醇类化合物洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品鼓风干燥即得聚乙醇酸纳米材料；
按照上述方案，步骤(1)所述的氧化石墨烯种类为单层氧化石墨烯，双层氧化石墨烯和三层氧化石墨烯中的一种或几种。
按照上述方案，步骤(1)所述的聚乙二醇种类为聚乙二醇8000、聚乙二醇9000和聚乙二醇10000中的一种或几种。
按照上述方案，步骤(1)所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙腈中的一种或几种。
按照上述方案，步骤(1)所述的氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为(0.01～0.05):(2～5):(50～100)。
按照上述方案，步骤(1)所述的超声中的超声波频率为1～98KHz。
按照上述方案，步骤(1)所述的超声时间为1～3h。
按照上述方案，步骤(2)所述的氯乙酸的有机溶剂种类为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙腈中的一种或几种。
按照上述方案，步骤(3)所述的低温滴加的温度为-5℃～5℃。
按照上述方案，步骤(3)所述的三乙胺的有机溶剂种类为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙腈中的一种或几种。
按照上述方案，步骤(3)所述的回流反应时间为6-10h。
按照上述方案，步骤(4)所述的用于洗涤的醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种或几种。
按照上述方案，步骤(5)鼓风干燥的温度为60℃～80℃。
按照上述方案，步骤(5)鼓风干燥的时间为6h～12h。
按照上述方案，一种高强度高抗菌性可吸收缝合线制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至110℃-130℃，以200-300r/min的速度搅拌5-8h，升温至150-180℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至260-270℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在75-85℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为250mg/L-350mg/L，灭菌时间为4h-5h。
本发明的有益效果是：
本发明所采用原位聚合的反应方法，在氯乙酸中加入预先分散好的纳米材料氧化石墨烯原位聚合合成聚乙醇酸纳米材料，聚乙醇酸/氧化石墨烯复合材料一方面通过非健力纳米尺寸效应使得聚乙醇酸与氧化石墨烯结合，填补了聚合物的孔隙，增强了聚合物链段之间的作用力；另一方面通过化学反应使得聚乙醇酸与氧化石墨烯交联形成化学键，提升了聚乙醇酸医用缝合线的强度；利用氧化石墨烯边缘切割、机械包裹、过氧化作用和磷脂分子抽提破坏的作用广谱杀菌，最终得到了拉力强度高、打结牢固、生物相容性好，在人体内无不良反应，具有持久抗菌性能活性的聚乙醇酸医用缝合线。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明。
实施例1
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料90份，壳聚糖20份，聚乙二醇4份，桂皮油2.5份，甘露醇2.5份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A，其中氧化石墨烯种类为单层氧化石墨烯，聚乙二醇种类为聚乙二醇400，有机溶剂为丙酮，氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为0.02:2:50，超声波频率为49KHz，超声时间为3h；(2)将混合液A加入至氯乙酸的丙酮溶液中并搅拌均匀得到混合液B；(3)0℃～5℃下将三乙胺的丙酮溶液滴加至混合液B中，逐步升温至回流，回流时间6h，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用乙醇洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品80℃鼓风干燥10h即得聚乙醇酸纳米材料。
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线的制备方法包括以下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至130℃，以300r/min的速度搅拌8h，升温至180℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至270℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在75-85℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为350mg/L，灭菌时间为5h。
实施例2
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料80份，壳聚糖25份，聚乙二醇3.5份，桂皮油2份，甘露醇2份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A，其中氧化石墨烯种类为双层氧化石墨烯，聚乙二醇种类为聚乙二醇600，有机溶剂为甲乙酮，氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为0.05:5:100，超声波频率为98KHz，超声时间为1.5h；(2)将混合液A加入至氯乙酸的甲乙酮溶液中并搅拌均匀得到混合液B；(3)-5℃～5℃下将三乙胺的甲乙酮溶液滴加至混合液B中，逐步升温至回流，回流时间8h，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用甲醇洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品70℃鼓风干燥8h即得聚乙醇酸纳米材料。
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线的制备方法包括以下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至110℃，以200r/min的速度搅拌5h，升温至150℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至260℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在75℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为250mg/L，灭菌时间为4h。
实施例3
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料85份，壳聚糖25份，聚乙二醇3.5份，桂皮油2份，甘露醇3份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A，其中氧化石墨烯种类为三层氧化石墨烯，聚乙二醇种类为聚乙二醇1000，有机溶剂为乙腈，氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为0.025:2.5:75，超声波频率为30KHz，超声时间为2.5h；(2)将混合液A加入至氯乙酸的甲乙酮溶液中并搅拌均匀得到混合液B；(3)-3℃-3℃下将三乙胺的丙酮溶液滴加至混合液B中，逐步升温至回流，回流时间7.5h，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用甲醇洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品75℃鼓风干燥8.5h即得聚乙醇酸纳米材料。
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线的制备方法包括以下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至120℃，以250r/min的速度搅拌7h，升温至170℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至265℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在80℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为300mg/L，灭菌时间为4h。
实施例4
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料85份，壳聚糖15份，聚乙二醇3份，桂皮油2份，甘露醇2份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A，其中氧化石墨烯种类为单层氧化石墨烯，聚乙二醇种类为聚乙二醇400，有机溶剂为乙酸甲酯，氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为0.025:3:65，超声波频率为60KHz，超声时间为2.5h；(2)将混合液A加入至氯乙酸的乙酸甲酯溶液中并搅拌均匀得到混合液B；(3)0℃-5℃下将三乙胺的乙酸甲酯溶液滴加至混合液B中，逐步升温至回流，回流时间6.5h，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用正丙醇洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品75℃鼓风干燥7h即得聚乙醇酸纳米材料。
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线的制备方法包括以下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至125℃，以260r/min的速度搅拌6h，升温至162℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至262℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在77℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为285mg/L，灭菌时间为5h。
实施例5
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料90份，壳聚糖20份，聚乙二醇4份，桂皮油2.5份，甘露醇2.5份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A，其中氧化石墨烯种类为三层氧化石墨烯，聚乙二醇种类为聚乙二醇400，有机溶剂为丁酮，氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为0.025:2.5:55，超声波频率为70KHz，超声时间为2.5h；(2)将混合液A加入至氯乙酸的丁酮溶液中并搅拌均匀得到混合液B；(3)-4℃-1℃下将三乙胺的丁酮溶液滴加至混合液B中，逐步升温至回流，回流时间6.5h，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用乙醇洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品65℃鼓风干燥8h即得聚乙醇酸纳米材料。
一种高强度高抗菌性可吸收缝合线的制备方法包括以下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至122℃，以220r/min的速度搅拌5.5h，升温至165℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至262℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在78℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为285/mL，灭菌时间为4.5h。
对比例1
一种聚乙醇酸缝合线由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸90份，壳聚糖20份，聚乙二醇4份，桂皮油2.5份，甘露醇2.5份，制备方法包括以下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至122℃，以220r/min的速度搅拌5.5h，升温至165℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至262℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在78℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。环氧乙烷灭菌浓度为285/mL，灭菌时间为4.5h。
对比例1中未采用聚乙醇酸纳米材料而是直接使用聚乙醇酸作为医用缝合线原料。
Figure BDA0002509584240000061
从实施例和对比例中可以看出，采用聚乙醇酸纳米材料作为原料制备聚乳酸医用缝合线，可以赋予手术缝合线更高的强度，更加显著的抗菌性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征在于，由以下质量分的各组分组成：聚乙醇酸纳米材料80-100份，壳聚糖15-25份，聚乙二醇3-5份，桂皮油2-3份，甘露醇2-3份；其中，聚乙醇酸纳米材料制备方法为：(1)氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂混合均匀并超声分散得到氧化石墨烯分散液A；(2)将混合液A加入至氯乙酸的有机溶剂中并搅拌均匀得到混合液B；(3)而后低温下将三乙胺的有机溶剂滴加至混合液B中，逐步升温至回流反应至完全，浓缩除去溶剂得到混合物C；(4)混合物C用醇类化合物洗涤得到聚乙醇酸纳米材料粗品D；(5)聚乙醇酸纳米材料粗品鼓风干燥即得聚乙醇酸纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(1)所述的氧化石墨烯种类为单层氧化石墨烯，双层氧化石墨烯和三层氧化石墨烯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(1)所述的聚乙二醇种类为聚乙二醇8000、聚乙二醇9000和聚乙二醇10000中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(1)所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙腈中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(1)所述的氧化石墨烯、聚乙二醇和有机溶剂的重量比为(0.01～0.05):(2～5):(50～100)。
6.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(1)所述的超声中的超声波频率为1～98KHz。
7.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(1)所述的超声时间为1～3h。
8.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(2)所述的氯乙酸的有机溶剂种类为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙腈中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(3)所述低温滴加的温度为-5℃～5℃；步骤(3)中三乙胺的有机溶剂种类为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙腈中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(3)中回流反应时间为6-10h。
11.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(4)用于洗涤的醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种或几种。
12.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(5)鼓风干燥的温度为60℃～80℃。
13.根据权利要求1所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(5)鼓风干燥的时间为6h～12h。
14.根据权利要求1-13所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
(1).制备缝合线纤维：将聚乙醇酸纳米材料，壳聚糖，聚乙二醇，桂皮油和甘露醇混合均匀，升温至110℃-130℃，以200-300r/min的速度搅拌5-8h，升温至150-180℃，用双螺杆挤出机挤出，水冷，风干，切粒得到母粒；升温至260-270℃使母粒熔融，脱泡，通过喷丝板得到初级纤维；将初级纤维在75-85℃的水浴中拉伸，得到缝合线纤维；
(2).干燥灭菌：将缝合线纤维使用环氧乙烷进行进一步干燥灭菌得到干燥的聚乳酸高强度高抗菌缝合线。
15.根据权利要求11所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(2)所述的环氧乙烷灭菌浓度为250mg/L-350mg/L。
16.根据权利要求11所述的一种高强度高抗菌性可吸收缝合线，其特征是，步骤(2)所述的环氧乙烷灭菌时间为4h-5h。
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