CN112521734B - 一种可降解医用弹性体材料及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可降解弹性体材料及其用于制备人体管道组织引流液体用的可降解医用管状物的用途,包括输尿管、胆道、胰管引流用的可降解医用管状物。采用的材料为两种降解速度不同的弹性体形成的复合材料,降解速度较慢的材料为L‑丙交酯/ε‑己内酯共聚物,降解速度较快的材料为乙交酯/ε‑己内酯共聚物。该复合材料制备的可降解输尿管支架具有更高的拉伸强度、降解时间可调控、成型后尺寸更稳定、优异的回弹性等优点,既能兼顾临床不同适应症需要的降解速度要求,又能达到更好的力学性能。复合弹性体材料还可与医学显影剂以及加工助剂等共混,经挤出成型得到可降解医用管状物。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料领域,具体涉及一种可降解弹性体材料及其在输尿管、胆道、胰管引流用支架等领域的用途。
背景技术
输尿管支架在泌尿外科手术中应用极为广泛,适用于上尿路手术以及碎石机碎石、输尿管狭窄的扩张等治疗过程,它植入输尿管后能起到引流尿液、防止输尿管狭窄的重要作用。目前临床应用的输尿管支架为管状结构,具有弹性和一定强度,两端或一端卷曲成线圈状(双猪尾导管,或称D-J管;单J管)。手术时将其植入到连接肾脏和膀胱的输尿管内,其上端卷曲部分挂于肾盂固定,下端卷曲部分进入膀胱固定。通常,根据不同的适应症,作为引流尿液用的输尿管支架留置体内的时间为2-8周不等,然后患者再到医院通过膀胱镜进入尿道将其拔出体外。留置时间过长可能会引起结石和更多的并发症,留置时间过短引流或排石效果不理想。
现有临床使用的输尿管支架,都不可降解,由弹性的聚氨酯材料或硅橡胶材料制成。置入这类不降解输尿管支架,当其完成引流功能后,必须通过侵入性操作即通过膀胱镜来拔出,患者会痛苦不堪,且有可能发生感染等并发症。因此,研究开发可降解的输尿管支架迫在眉睫。
国外有文献报道(Laaksovirta,S Laurila M.et al.J urol,167:1527,2002),采用可降解丙交酯/乙交酯共聚物(PLGA)为原料来制造输尿管支架。但PLGA材料较硬,玻璃化温度在人体温度以上,没有柔软性,其断裂伸长率低于20%,降解碎片可能嵌入或刺伤输尿管内膜组织。
Lumiaho,J等(J.Endourol.1999,13,107–112)研究了聚乳酸制造的输尿管支架置入猪输尿管内的情况,结果显示引流效果好。但聚乳酸材料较硬,玻璃化温度在人体温度以上,没有柔软性,其断裂伸长率低于20%,降解碎片有堵塞输尿管,可能是降解碎片较硬而嵌入输尿管内膜组织导致。
中国专利CN 103041454 A公布了一种可降解的输尿管支架复合材料,使用了L-丙交酯/ε-己内酯二元共聚物(PLC共聚物)。PLC共聚物降解较慢,该专利还使用了交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP),利用其自身非常好的吸水膨胀性,通过吸水在输尿管支架管内部造成很高的压力,可以提高所述输尿管支架管的降解速率。但PVPP的加入存在使材料的强度降低等问题。
L-丙交酯/ε-己内酯二元共聚物(PLC共聚物)中,ε-己内酯单元可以提供柔软性,L-丙交酯单元可以提供力学强度。当ε-己内酯在共聚物中的摩尔含量低于25%时,该共聚物呈有序结构,有明显结晶倾向,缺乏回弹性;当其摩尔含量高于50%时,该共聚物为完全的无序结构,力学强度明显降低,偏软且回弹性差。只有当ε-己内酯在共聚物中的摩尔含量大约在25%-50%范围时,该共聚物才是一种具有一定强度的弹性体。尽管如此,L-丙交酯和ε-己内酯都是降解缓慢的链单元结构,该弹性体的降解速度总体较慢,不适合单独用作可降解输尿管支架的材料;另外,该弹性体因为共聚,很大程度上打乱了L-丙交酯链段的有序结构或结晶倾向,因此存在力学强度还不足、挤出成型后其制件尺寸不稳定的问题。
美国专利5085629公布了用可降解的三元共聚物制备的输尿管支架,其三元共聚物的单体成分为L-丙交酯、乙交酯、ε-己内酯,当ε-己内酯含量达到一定比例时该共聚物在室温下也是一种弹性体。由于乙交酯单元能提高降解速度,可以调整乙交酯含量来使得三元共聚物达到需要的降解时间,但乙交酯的引入会更进一步打乱L-丙交酯链段的有序结构或结晶倾向,使L-丙交酯/乙交酯/ε-己内酯三元共聚物力学强度降低、挤出成型后其制件尺寸同样不稳定。
乙交酯/ε-己内酯二元无规共聚物由乙交酯和ε-己内酯无规共聚合制得,是一种可降解、强度较好的高分子弹性体。该共聚物中,ε-己内酯单元可以提供柔软性,乙交酯单元可以提供比L-丙交酯更高的力学强度。当ε-己内酯在共聚物中的摩尔含量大约在30%-50%范围时,该共聚物是一种具有较好强度的弹性体,这是由于此时的共聚物呈一定程度的无序结构,且其中的乙交酯结构单元仍保持一定的结晶倾向,这种结晶能力带来的结果就是提高了材料的力学性能。也正因为此原因,该弹性体亦具有很好的尺寸稳定性。尽管如此,乙交酯是降解很快的链结构单元,使得该弹性体的降解速度太快而局限了其应用,无法达到临床上要求的2-8周引流时间的需要。
因此,现有技术得到的可降解输尿管支架无法同时兼顾其降解速度可控性、力学强度和成型后的尺寸稳定性。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足,本发明提供了一种可降解医用弹性体材料,该材料为两种降解速度不同的弹性体形成的复合材料,具有降解速度可任意调控性、更好的力学性能、成型后尺寸更稳定、优异的回弹性等优点,既能兼顾临床不同适应症需要的降解速度要求,又能达到更好的力学性能。
本发明的可降解医用弹性体材料,为至少以下两种可降解高分子材料共混形成的复合材料,以重量百分数计,其组成包括:
1)L-丙交酯/ε-己内酯共聚物:20%~95%
2)乙交酯/ε-己内酯共聚物:5%~80%
本发明基于意外发现,在降解较慢的弹性材料L-丙交酯/ε-己内酯共聚物(PLC)中,共混一定比例的降解较快的弹性材料乙交酯/ε-己内酯共聚物(PGC),这样形成的复合材料(PLC/PGC)具有非常好的相容性,其拉伸强度比PLC的明显更高,成型后尺寸更加稳定而不易变形。这一点对于可降解的医用管状物特别重要,提高材料的力学性能和尺寸稳定性,意味着医用管状物引流、支撑和固定效果会更好,还可减少管子的壁厚达到减少植入总量、降低人体各种腔道堵塞的风险。
作为优选,所述的复合材料,以重量比例计,L-丙交酯/ε-己内酯共聚物占30%~80%,乙交酯/ε-己内酯共聚物占20%~70%。在此重量比例范围内,复合材料具有更好的强度和弹性。
本发明同时发现,通过调整PLC共聚物中L-丙交酯和ε-己内酯所选的共聚比例,以及PGC共聚物中乙交酯和ε-己内酯所选的共聚比例,均能保证它们的共聚物具备弹性体的性能。
本发明可降解弹性体材料,其中,L-丙交酯/ε-己内酯共聚物中,以摩尔数计,ε-己内酯占25%~50%,L-丙交酯占50%~75%。L-丙交酯与ε-己内酯摩尔比例在以上范围内变化,是保证L-丙交酯/ε-己内酯共聚物的强度和软硬度性能符合临床使用要求的主要措施。L-丙交酯含量过高,材料会过硬;L-丙交酯含量过低,材料会过软,且力学强度过低。
本发明可降解弹性体材料,其中,乙交酯/ε-己内酯共聚物中,以摩尔数计,ε-己内酯占30%~50%,乙交酯占50%~70%。
本发明可降解弹性体材料,还包含不透射线的医用显影剂,其作用为制备成医用管状物后,便于在体外观察其在体内的位置。
作为优选,所述的医用显影剂为硫酸钡,其含量为15-30%。
本发明可降解弹性体材料,其中,L-丙交酯/ε-己内酯共聚物在氯仿中30℃的特性粘度为0.8~4.0dl/g。特性粘度越大,材料分子量越大。
作为优选,L-丙交酯/ε-己内酯共聚物在氯仿中30℃的特性粘度为1.2~3.0dl/g,在此范围内,本发明材料制备的弹性体具有较好的强度。
本发明可降解弹性体材料,其中,乙交酯/ε-己内酯共聚物在六氟异丙醇中30℃的特性粘度为0.5~3.0dl/g。
作为优选,乙交酯/ε-己内酯共聚物在六氟异丙醇中30℃的特性粘度为1.0~2.0dl/g,在此范围内,能更好地调节本发明材料制备的弹性体的降解时间和提高强度。
本发明还提供一种由所述材料制备而成的可降解弹性体,其中,其可降解弹性体的拉伸强度大于10MPa,超过硅橡胶的力学强度,可以达到与聚氨酯相当的力学性能;其断裂伸长率大于300%,柔软有弹性;其邵氏硬度A范围为40-100,与现有硅橡胶或聚氨酯的硬度相当。
因此,本发明还提供了所述的可降解医用弹性体材料的用途,其用于制备人体管道组织引流液体用的可降解医用管状物,可降解医用管状物包括输尿管、胆道、胰管引流用的可降解医用管状物。
本发明可降解医用管状物,通过所述可降解弹性体材料的热塑挤出成型,形成中空圆管状,管外径为1.0~3.2mm,管内径为0.6~2.0mm。
本发明可降解弹性体材料形成的输尿管管状支架,在圆管状的基础上,通过二次成型为两端或一端有防止滑动的固定结构,其中一端的固定结构固定在肾盂位置,另一端的固定结构可固定在膀胱位置。
作为优选,所述的可降解输尿管支架的固定结构为卷曲状,可以是圆圈形卷曲状,也可以是半圆形或其它卷曲状。卷曲状由圆管状卷曲而成,中间为空心。
本发明可降解弹性体材料形成的输尿管管状支架,在圆管状的基础上,管壁上还有若干贯穿的引流侧孔,引流侧孔的数量和孔径可根据实际引流效果设定,引流侧孔之间是等距离或不等距离,引流侧孔为圆形或椭圆形。
本发明中,所述的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物的制备方法如下:将脱水纯化处理的ε-己内酯单体和重结晶纯化处理的L-丙交酯单体置于反应器中,再加入0.01%~0.05%的辛酸亚锡催化剂,在140℃~160℃反应温度下、氮气保护下反应12~48小时,得到共聚物。将该共聚物溶解于二氯甲烷中,用乙醇沉淀,沉淀物在真空干燥器中干燥48小时即得到L-丙交酯/ε-己内酯共聚物弹性体材料。共聚物中上述两个单体的摩尔比例由1HNMR确定,特性粘度用乌式粘度计,37℃,浓度为0.1%的氯仿中测得。
本发明中,所述的乙交酯/ε-己内酯共聚物的制备方法如下:将脱水纯化处理的ε-己内酯单体和乙交酯单体置于反应器中,再加入0.01%~0.05%重量百分比的辛酸亚锡催化剂,在160℃~200℃温度下,氮气保护反应12~24小时,将聚合物转移出反应器,进一步将其粉碎成小于3mm的颗粒,放入90℃的真空烘箱中真空干燥50小时除去未反应的单体,得到乙交酯/ε-己内酯共聚物。共聚物中上述两个单体的摩尔比例由1HNMR确定,特性粘度用乌式粘度计,37℃,浓度为0.1%的六氟异丙醇中测得。
本发明还提供了一种可降解医用管状物的制备方法。将上述复合材料或共混有医用显影剂的复合材料经单螺杆挤出机熔融挤出成型为所述的可降解医用管状物;其中,物料的塑化温度为100~180℃;挤出机头温度为100~170℃。该方法操作简单,易于大规模制备所述的可降解医用管状物。
为更好地加工成型,本发明的弹性体材料配方中可以添加提高其熔体流动性的加工助剂,不仅能降低熔体加工温度和提高挤出稳定性,而且也不影响成品的力学性能和降解性能。
本发明可降解弹性体材料,还可实现其降解时间的调控。复合材料中,乙交酯/ε-己内酯共聚物含量越高,复合材料降解速度越快。也就是说,通过共混降解较快的乙交酯/ε-己内酯共聚物可以精准调控降解较慢的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物的降解速度,而它的力学性能和挤出成型后的尺寸稳定性还能明显提高,这是L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物单独使用时都无法达到的。同时,还发现输尿管支架在降解后其管子呈轴向裂开式破裂,这种降解方式更有利于输尿管支架排出输尿管腔道
本发明可降解弹性体材料,与L-丙交酯/ε-己内酯共聚物单独使用比较,其成型后尺寸更加稳定,在体内环境下不会收缩变形,保证支架在体内位置的牢固稳定。
因此,本发明采用L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物共混,再经挤出成型做成管状结构,最后经打孔、弯管等后处理得到临床中常用的双J或单J结构的支架,它既能兼顾大多数临床需要的降解速度要求,又能达到更好的力学性能。
本发明的弹性体做成的医用管状支架与现有技术比较,具备以下优点:1)生物降解速度可任意调控,引流和支撑作用完成后,其降解断裂、崩解排出体外;2)足够的力学性能,确保有足够的引流、支撑和固定效果;3)成型后尺寸稳定,固定效果可靠;4)柔软有弹性,保证不折断和患者的舒适性。
附图说明
图1本发明的PLC材料、PGC材料和PLC/PGC复合材料的DSC热分析图谱;
图2为实施例5得到的可降解输尿管管状支架的结构示意图,其中,1为输尿管支架管体;2为卷曲状管尾;3为引流孔;
图3为PLC/PGC复合材料挤出成型时得到的产品的微细纤维状结构;
图4为可降解输尿管支架降解时的开裂示意图。
具体实施方式
实施例1 L-丙交酯/ε-己内酯共聚物的制备
将540克重结晶纯化处理的L-丙交酯(LLA)和真空脱水纯化处理的500克ε-己内酯单体(CL)置于5000ml反应器中,再加入0.015%的辛酸亚锡催化剂,在氮气保护下和150℃聚合反应24小时,得到L-丙交酯/ε-己内酯共聚物。将该共聚物溶解于二氯甲烷中,用乙醇沉淀,沉淀物在60℃的真空干燥器中干燥48小时即得到L-丙交酯/ε-己内酯共聚物1(PLC1)。将产物配成0.1%重量比浓度的氯仿溶液,用乌式粘度计在30℃下测试其特性粘度;以氘代氯仿为溶剂,用核磁1H谱测定其中L-丙交酯和ε-己内酯链段比例;用热压成型方法,在平板硫化机上,140℃-170℃将以上材料制成厚度为1mm或2mm的哑铃片条,在200mm/min或500mm/min的拉伸速度下测试其拉伸强度和断裂伸长率;用邵氏硬度计来测试材料的邵氏硬度A值;材料的体外降解实验在37℃的磷酸盐缓冲溶液中进行,降解到测试拉伸强度时夹具无法夹持住样品时的时间,即为强度维持时间。材料拉伸变形回复率的测定:将哑铃片试样夹持在试验机的夹头上,使达到100%的伸长的时间为15s,保持这一伸长10min。10min后立即释放载荷,使其自由回复10min,后测量标距内的拉伸变形回复率,E=1-100(L-L(0))/L(0),L为自由回复10min后的长度,L(0)为原始长度。
用以上同样的方法,得到不同单体摩尔比例的共聚物,其性能测试结果如表1。
表1
从表1中可以看出,随着共聚物中的L-丙交酯单体含量增加,其拉伸强度增高,断裂伸长率降低,硬度也增加,降解强度维持变长。说明ε-己内酯单元可以提供柔软性,L-丙交酯单元可以提供力学强度。从表1中变形回复率数据可以看出,L-丙交酯和ε-己内酯的共聚比例在上述范围内,能保证材料具有弹性体性能,拉伸100%后均能保持不同程度的回弹性。PLC共聚材料中CL含量超过50%摩尔比,则材料的邵氏硬度A太低,同时其拉伸强度也明显降低;CL含量低于27%摩尔比,则材料的邵氏硬度A太高,同时其变形回复率也大大降低,不适合作为医用管状材料用。
实施例2乙交酯/ε-己内酯共聚物的制备
将540克重结晶纯化处理的乙交酯单体(GA)和真空脱水纯化处理的480克ε-己内酯单体(CL)置于3000ml反应器中,再加入0.02%的辛酸亚锡催化剂,在氮气保护下将体系温度升到150℃,反应1小时,再将温度升高到180℃反应12小时,将聚合物转移出反应器,进一步将其粉碎成小于3mm的颗粒,放入90℃的真空烘箱中真空干燥50小时除去未反应的单体,得到乙交酯/ε-己内酯共聚物1(PGC1)。将产物配成0.1%重量比的六氟异丙醇溶液,用乌式粘度计在30℃下测试其特性粘度;以六氟异丙醇为溶剂,用核磁1H谱测定其中乙交酯和ε-己内酯链段比例;用热压成型方法,在平板硫化机上,140℃-170℃将以上材料制成厚度为1mm或2mm的哑铃片条,在200mm/min或500mm/min的拉伸速度下测试其拉伸强度和断裂伸长率;用邵氏硬度计来测试材料的邵氏硬度A值;材料的体外降解实验在37℃的磷酸盐缓冲溶液中进行,降解到测试拉伸强度时夹具无法夹持住样品时的时间,即为强度维持时间。
用以上同样的方法,在170℃-190℃聚合15-24小时得到不同单体摩尔比例的共聚物,其性能测试结果如表2。
表2
从表2中可以看出,与L-丙交酯/ε-己内酯共聚物比较,乙交酯/ε-己内酯共聚物的降解速度明显更快,其强度维持时间更短。另外,材料的特性粘度也对材料的强度和强度维持时间有较大影响。从表2中变形回复率数据可以看出,乙交酯和ε-己内酯的共聚比例在上述范围内,能保证材料具有弹性体性能,拉伸100%后均能保持不同程度的回弹性。PGC共聚材料中CL含量超过50%摩尔比,则材料的邵氏硬度A太低,同时其拉伸强度也明显降低;CL含量低于30%摩尔比,则材料的邵氏硬度A太高,同时其变形回复率也大大降低,不适合作为医用管状材料用。
实施例3 L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物复合材料(PLC/PGC)的制备
将300克上述L-丙交酯/ε-己内酯共聚物1(PLC1)和100克乙交酯/ε-己内酯共聚物(PGC1)溶解于二氯甲烷溶液中,搅拌混合均匀后,再将该共混的聚合物溶液与沉淀剂乙醇混合,沉淀出来的聚合物经洗涤、60℃真空干燥48小时得到本发明的PLC/PGC复合材料1。用热压成型方法,在平板硫化机上,140℃-170℃将以上材料制成哑铃片条。按实施例1方法,测试复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度A值和强度维持时间。用以下方法同样能实现PLC/PGC复合材料的制备。
将上述实施例1和实施例2制得的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物按所需比例配制,通过螺杆直径为18mm的双螺杆挤出机实现其熔融共混和熔融挤出,其工艺温度在110℃-170℃,最终经切粒制成颗粒状物料,再按上述热压成型方法制成哑铃片条。按实施例1方法,测试复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度A值、材料拉伸变形回复率和强度维持时间,同时用示差扫描热分析(DSC)对其共混物的相容性进行了表征。
用上述相同方法(溶液共混法),得到含不同重量百分比的PLC和PGC制得的PLC/PGC复合材料,其性能测试结果如表3。
表3
从表3中可以看出,对照表1和表2,PLC/PGC复合材料的强度比PLC的拉伸强度明显更高,介于PLC和PGC之间,这是因为它们的相容性很好,DSC热分析证明它们只有一个玻璃化温度,如图1所示。从表3中还可以看出,复合材料的体外降解速度随其中的乙交酯/ε-己内酯共聚物(PGC)含量增加而增加,如复合材料3、4、5、6、7,因此可以根据需要任意调控。另外,PLC/PGC复合材料变形回复率都比PLC材料的更高,预示其具有更好的弹性回复性能。复合材料的邵氏硬度A和断裂伸长率与它们同一批号的单独的材料比较变化不大,都是在可使用的范围内。
图中PLC/PGC复合材料只出现了一个玻璃化转变温度,说明上述PLC和PGC材料具有很好的相容性。
实施例4 L-丙交酯/ε-己内酯共聚物、乙交酯/ε-己内酯共聚物和硫酸钡共混复合材料的制备
将上述实施例1和实施例2制得的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物300克和乙交酯/ε-己内酯共聚物100克溶解于二氯甲烷溶液中,再将100克硫酸钡(BaSO4,粒径0.5~5μm)在超声作用下均匀分散在上述溶液中,以乙醇作为沉淀剂得到硫酸钡复合材料(复合材料Ba),对上述硫酸钡复合材料在60℃下真空干燥48小时。用热压成型方法,在平板硫化机上,140℃-170℃将以上材料制成哑铃片条。按实施例1方法,测试复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度A值和强度维持时间。用以下方法同样能实现硫酸钡复合材料的制备。
将上述实施例1和实施例2制得的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物,以及硫酸钡按所需比例配制,通过螺杆直径为18mm的双螺杆挤出机实现其熔融共混和熔融挤出,其工艺温度在110℃-170℃,最终经切粒制成颗粒状物料,再按上述热压成型方法制成哑铃片条。按实施例1方法,测试硫酸钡复合材料(复合材料Ba)的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度A值和强度维持时间。
用上述同样方法制得的硫酸钡复合材料的组成比例及性能测试结果如表4。
对照试验1
将上述实施例1制得的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物(PLC3)400克、交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP,粒径5~50μm,商品牌号:PolyKoVidoneTM)10克、硫酸钡90克配制后,通过螺杆直径为18mm的双螺杆挤出机实现其熔融共混和熔融挤出,其工艺温度在150℃,最终经切粒制成颗粒状复合材料(复合材料PVPP),再按上述热压成型方法制成哑铃片条。按实施例1方法,测试复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度A值和强度维持时间。
表4
表4中,PLC1和PGC1形成的复合材料Ba1,力学性能并未因加入BaSO4而受到影响,其拉伸强度比PLC1单独的更高,为7.6MPa;其体外降解的强度维持时间比较PLC1的得到了加速;硬度变化不大,说明其柔软性变化不大。硫酸钡复合材料Ba2、Ba3具有类似的变化规律。对照试验1中的复合材料PVPP,由于加入了交联聚乙烯吡咯烷酮,其降解速度(降解强度维持时间71天)比PLC3的降解速度(降解强度维持时间85天)有所加快,但远远没有使用同一材料PLC3的复合材料Ba2快(降解强度维持时间29天),而拉伸强度也远低于复合材料Ba2,甚至比PLC3材料还低。
实施例5可降解输尿管管状支架的制备
采用上述实施例制备的复合弹性体材料,利用单螺杆挤出机对其进行挤出成型得到管状输尿管支架。挤出温度在100~160℃范围内,挤出机头的温度设定在110~155℃,螺杆转速设定为10-15转/分。成型得到的管状物管体1外径为1.7mm,内径1.1mm。通过二次成型为两端或一端成卷曲状管尾2,并通过打孔设备对管状物等距离(孔距50mm)打孔(纵向孔径1.5mm)后形成引流孔3,本发明的可降解输尿管支架如图2所示。它们的拉伸强度、断裂伸长率,以及在37℃的磷酸盐缓冲溶液中体外降解的强度维持时间,和37℃的磷酸盐缓冲溶液中24小时浸泡后在长度方向的尺寸收缩率的试验结果如表5。表5中,作为对照,本发明的输尿管支架与聚氨酯不可降解输尿管支架就力学性能进行了对比测试。
对照试验2,参考CN 103041454 A公开的方法,将10克交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP,粒径5~50μm,商品牌号:PolyKoVidoneTM)、90克硫酸钡借助超声作用均匀分散在4L含有400克L-丙交酯/ε-己内酯共聚物(PLC3)丙酮溶液中,其中L-丙交酯/ε-己内酯共聚物共聚物的单体摩尔比例为60:40,特性粘度为1.7dl/g。利用8L乙醇沉淀得到复合材料。对复合材料进行真空干燥48小时,即可利用单螺杆挤出机进行挤出。挤出温度在150℃,挤出机头的温度设定在160℃,螺杆转速设定为10转/分。成形的输尿管支架管外直径为1.7mm,内直径1.1mm。力学性能及降解强度维持时间见表5。
表5
以上结果表明,L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物复合弹性体材料制备的输尿管支架5、6、7、8、9、10,其拉伸强度明显大于L-丙交酯/ε-己内酯共聚物制备的输尿管支架1和输尿管支架2的拉伸强度,甚至大部分也大于乙交酯/ε-己内酯共聚物单独制备的输尿管支架;降解强度维持时间介于两个单独材料之间,且可根据它们的不同共混比例进行任意调控;而尺寸收缩率明显降低,与聚氨酯输尿管支架相当。本发明发现,复合材料制造的可降解输尿管支架的力学性能和尺寸稳定性的提高,是因为PGC具有较强的结晶倾向,它在挤出成型时产生的拉伸应力作用下使其自身形成有序排列的微细纤维状,如图3所示,而这种支架管中含有的纤维对本发明的可降解输尿管支架能起到很好的增强作用和尺寸稳定作用。当上述输尿管支架降解到一定程度时,管子呈轴向裂开式破裂,不发粘,如图4所示,也进一步证明管子内部具有轴向排列的微细纤维结构,这种降解方式有利于输尿管支架排出输尿管腔道。L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和乙交酯/ε-己内酯共聚物单独做成的输尿管支架未发现有此微细纤维状的形成。
对照试验2输尿管支架由于加入了交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP),也一定程度上加速了PLC的降解,但拉伸强度略有降低。本发明的可降解输尿管支架与对照试验2输尿管支架比较,同等PLC材料下,本发明的可降解输尿管支架5、6、7其力学性能更好,降解维持时间可以调整为更短,加工后的尺寸更加稳定,更符合临床上所需要的降解时间要求。
Claims (7)
1.一种可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,所述的可降解医用弹性体材料用于制备人体管道组织引流液体用的可降解医用管状物;
所述可降解医用管状物,通过所述可降解医用弹性体材料的热塑挤出成型;
所述可降解医用弹性体材料为至少以下两种可降解高分子材料共混形成的复合材料:
1)L-丙交酯和ε-己内酯经无规共聚形成的共聚物,其重量百分含量为20%~95%;
2)乙交酯和ε-己内酯经无规共聚形成的共聚物,其重量百分含量为5%~80%;
在L-丙交酯/ε-己内酯共聚物中,ε-己内酯占25%~50%,L-丙交酯占50%~75%;
在乙交酯/ε-己内酯共聚物中,ε-己内酯占30%~50%,乙交酯占50%~70%;
L-丙交酯/ε-己内酯共聚物在氯仿中30℃的特性粘度为0.8~4.0dl/g;
乙交酯/ε-己内酯共聚物在六氟异丙醇中30℃的特性粘度为0.5~3.0dl/g。
2.根据权利要求1所述的可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,为包含30%~80%重量百分比例的L-丙交酯/ε-己内酯共聚物和20%~70%重量百分比例的乙交酯/ε-己内酯共聚物形成的共混复合材料。
3.根据权利要求1~2任一项所述的可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,还包含不透射线的医用显影剂。
4.根据权利要求3所述的可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,医用显影剂为硫酸钡。
5.根据权利要求1所述的可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,由所述材料制备得到的可降解医用弹性体拉伸强度大于10MPa,断裂伸长率大于300%,邵氏硬度A范围为40-100。
6.如权利要求1所述的可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,所述可降解医用管状物包括输尿管、胆道、胰管引流用的可降解医用管状物。
7.根据权利要求6所述可降解医用弹性体材料的用途,其特征在于,将所述的可降解医用弹性体材料通过热塑挤出成型,得到中空圆管状的可降解输尿管管状支架,管外径为1.0~3.2mm,管内径为0.6~2.0mm。
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