CN115198421B - 一种柔性异形管结构及其编织方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柔性异形管结构及其编织方法与应用，属于异形管编织技术领域，解决现有技术中柔性异形管编织装置流程复杂、成本高、成品率低、效率低、无法满足小尺寸管径的需求的技术问题。本发明的编织方法，包括以下步骤：采用在机织织管的纱线配置基础上，额外增加一页棕框，在经纱左右两侧各穿一根在织造过程中可以逐步抽出或织造完成后全部抽出的特线；在异形管织造过程中，根据异形管的自身变径需求进行调节特线逐步抽出或者织造完成后全部抽出，实现调节织物异形管的幅宽。柔性异形管，使用上述方法编织出来的异形管，同时还提供其在医学人造异形管领域的应用。

Description

一种柔性异形管结构及其编织方法与应用
技术领域
本发明属于异形管编织技术领域，具体涉及一种柔性异形管结构及其编织方法与应用。
背景技术
目前，柔性异形管编织大部分是需要先编织成普通管，然后在通过根据实际需求逐层改变该段的管径，来织造出与实际需求尺寸相匹配的柔性异形管，此种编织方法费时费力、成品率低，且显著降低了该柔性异形管的拉伸强度，制约着其广泛应用。尤其是在医学领域，对于人造血管套、神经套接管等管径尺寸极小的柔性异形管的织造更存在难度大、精确度小、且编织管最终自身强度无法满足现在的医学使用需求。
神经套接管主要用于修复各种原因所致的外伤性神经缺损，其工作原理是通过外科手术将神经套接管与神经两断端进行缝合，暂时固定支持损伤神经的两断端，并为两断端神经提供一个相对封闭的空间，同时利用周围神经选择性再生的特点有效促进神经的准确对接，进而减少外生和形成神经瘤的发生。神经套接管自身具有柔性异形管结构、且整体内径小，需要精确精工难的特点，造成成本高、成品率低，其市场价格高、严重制约着其广泛使用。
现有技术中，专利US4870966公布了一种由PGA长丝股线加捻作为经纬纱织造直管，再将直管套在在连续螺纹模具表面，并进行缠绕挤压出连续的螺纹，通过热定型支撑连续螺纹神经套接管。此方法工序繁杂，直管的直径变化是通过特别挤压热定型形成，在缠绕过程中直管受力收缩程度难于精确控制，造成螺纹管螺距均匀度差。专利CN101856280也公布了一种螺纹机织人造血管及其制备方法，人造血管的内表面分布有由浮长线等间隔螺旋形成的凹凸的螺旋波纹结构。该方法织造完成后也是直管，通过连续性螺纹模具挤压热定型制得。
专利CN102212931B公布了一种直接织制变直径管状织物的设备，包括钢筘和与钢筘相配合的升降装置，该钢筘为扇形钢构，顶端的筘号大，底段的筘号小，中间部分的筘号呈线性变化。当所要织制的管状织物的直径需要变大时，升降装置将织口从原来的位置向钢筘的底端移动；当所要织制的管状织物的直径需要变小时，升降装置将织口从原来的位置向钢筘的顶端移动，通过改变经密实现变直径织造。该方法可以实现变径管状织物的直接织造，但是机构复杂，效率较低，且反复改变钢筘高度，容易造成经纱与筘齿的摩擦，使得管状织物起毛，影响产品质量。
综上所述，现有的制备变径螺纹管的方法主要分两种：一是先织制直管，再使用螺纹模具热定型挤出连续的螺纹结构；二是通过持续改变钢筘的筘号，调整经密直接织造变直径非连续的螺纹管状织物。第一类先织造再热定型的制备流程复杂，生产成本较高，且织物缠绕在螺纹管上收缩量难于控制，造成制得的螺纹管螺距不均匀的问题；第二类设备机构复杂，产品质量较难控制、钢筘运动造成经纱磨损影响织物品质的问题。
因此，研究一种制备工艺简单、价格低廉、产品质量稳定、抗拉伸强度高、满足小管径需求的柔性异型管具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种对可降解长丝的磨损小，产品表面光洁，强度高、质量稳定，制备方法简单，成本较低，可大规模生产的柔性异形管结构及其编织方法与应用。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明提供的柔性异形管结构的编织方法，包括以下步骤：异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱和一根连续的纬纱交织而成；
采用在机织织管的纱线配置基础上，额外增加一页棕框，在经纱左右两侧各穿一根与其同向、且在织造过程中可以逐步抽出，或织造完成后全部抽出的特线；
在异形管织造过程中，根据异形管的自身变径需求进行调节特线逐步抽出或者织造完成后全部抽出，实现调节织物异形管的幅宽。
优选的，纬纱在引纬、打纬结束后，反向引纬的起点由特线所处位置决定，打纬时经纱受力将向织物两端均匀分布，左右两根特线的位置决定了边缘经纱的位置和纬纱两端点位置；
调节织物异形管的幅宽的方法为：在织机上，特线穿入的钢筘设有与其匹配的可活动调节的筘齿，通过控制打开或关闭可活动调节的筘齿，来调节特线改变其自身所处的筘眼位置，能够在机织织造过程中根据设定改变直径调整局部经密，从而实现用于控制织物的幅宽。
优选的，在织造过程中，左右两侧特线呈对称性、向左右两侧周期性外移或内移，实现管径的周期性改变。
一种柔性异形管，使用上述任何一项的柔性异形管结构的编织方法编织出来的异形管，异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱和一根连续的纬纱交织而成，经纱和纬纱均为具有捻度的长丝纤维。
优选的，柔性异形管结构由多根经纱和一根连续的纬纱平纹组织交织而成，具有非连续的螺纹结构。
优选的，经纱所用长丝的线密度为100-150旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为100-300捻/米，捻向为S捻或Z捻；
纬纱所用长丝的线密度为100-150旦尼尔，长丝中单丝根数为 40-80，捻度为40-100捻/米，捻向为S捻或Z捻。
优选的，织物经密为30-40根/cm，织物纬密为25-35根/cm；
经纱和纬纱的材料均为可降解聚合物材料，具体为聚羟基乙酸 (PGA)、或聚乙丙交酯(PGLA)、或聚乳酸(PLA)。
上述任何一项的柔性异形管的应用，应用于医学领域的人造异形管。
优选的，异形管为螺纹神经套接管，其为非连续的螺纹结构，
螺距为0.5-2mm，螺纹管的内径为2-8mm，螺纹管的外径为3-10mm，管壁厚度0.2-0.3mm。
优选的，螺纹管强度/管径大于10N/cm。
本发明提供了一种柔性异形管结构及其编织方法与应用。具备以下有益效果：
(1)本发明的柔性异形管结构及其编织方法与应用，装置结构简单、方法设计巧妙简单易行、成品率高、生产成本显著降低，且所织造的柔性异形管自身抗拉伸强度显著增强，满足小管径的柔性异型管的加工需求，显著提高其使用范围，尤其是适合在医疗领域的人造异型管结构的实际使用需求，可大规模生产和应用。
本发明制备的柔性异形管，其中织造过程中，螺纹的直径变化是通过平纹织物的改变经密实现，即通过改变特线位置来控制管状织物的直径改变，避免了经纱与钢筘相对运动的磨损，无需额外的螺纹模具缠绕成形，产品直径精确度高，螺纹管表面光滑毛羽少，品质稳定可靠、螺纹管螺距均匀、抗拉伸强度高。
(2)本发明的柔性异形管结构及其编织方法与应用，制备方法简单，无需后续的缠绕螺纹模具热定型，不增加经纱和纬纱在织造过程中的磨损，仅需对现有织机的钢筘进行简单改造，即可实现变径管状织物的直接织制，生产改造成本低，生产效率显著高，可大规模生产和应用。
特线穿入的钢筘具有活动式筘齿，特线可以在织造过程中改变所处筘眼位置，用于控制织物的幅宽，左右两侧特线在织造过程中呈对称性向左右两侧周期性外移和内移，织制周期性变直径管状织物。
(3)本发明的柔性异形管结构及其编织方法可广泛应用于医学领域人造异形管，例如，人造血管套、神经套接管等管径尺寸极小的柔性异形管等，自身尺寸控制精确度高，一体编织成型抗拉伸强度显著提高，满足现在的医学使用需求。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例3织造的螺纹神经套接管的结构示意图；
图2为本发明实施例3织造的螺纹管状织物上机图(其中，a为表层组织图；b为里层组织图；c为平纹管状组织上机图)；
图3为本发明柔性异形管编织方法中特线调整过程示意图；
图4为本发明柔性异形管编织方法中螺纹管状织物织造过程示意图；
图5为本发明柔性异形管编织方法中螺纹管状织物织造过程的纬向截面示意图；
图6为本发明实施例4织造的螺纹神经套接管的结构示意图。
附图标记说明：
1、特线；2、钢筘；3、筘齿；4、纬纱；5、经纱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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
本发明提供的柔性异形管结构的编织方法，包括以下步骤：异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱5和一根连续的纬纱4平纹组织交织而成，具有非连续的螺纹结构。
采用在机织织管的纱线配置基础上，额外增加一页棕框，在经纱5 左右两侧各穿一根与其同向、且在织造过程中可以逐步抽出，或织造完成后全部抽出的光滑特线1。在异形管织造过程中，根据异形管的自身变径需求进行调节特线1逐步抽出或者织造完成后全部抽出，即调节织物异形管的幅宽。
纬纱4在引纬、打纬结束后，反向引纬的起点由特线1所处位置决定，打纬时经纱5受力将向织物两端均匀分布，即左右两根所述特线1 的位置决定了边缘经纱5的位置和纬纱4两端点位置；
调节织物异形管的幅宽具体方法为：在织机上、特线1穿入的钢筘 2设有与其匹配的可活动调节的活动式筘齿3，通过控制打开与关闭可活动调节的活动式筘齿3，来调节特线1可在机织织造过程中根据设定改变直径改变其自身所处的筘眼位置——调整局部经密，从而实现用于控制织物的幅宽。
在织造过程中，左右两侧所述特线1呈对称性、向左右两侧周期性外移和内移，实现管径的周期性改变。
本发明的柔性异形管结构的编织方法，原理如下：
本发明的柔性异形管，具有变径的机织管状结构，由多根经纱5和一根连续的纬纱4交织而成，经纱5和纬纱4均为具有一定捻度的可降解聚合物长丝纤维，编织方法是通过在机织织管的纱线配置基础上，通过引入左右两侧两根光滑特线1，用于限定纬纱4的起点和终点，再通过活动式筘齿3，在每次织造循环完成后改变特线1所处筘眼位置，通过对称和周期性地改变左右两侧特线1的位置，实现周期性变径管状织物的直接织制，无需后续的缠绕螺纹模具热定型等处理，也不增加经纱5和纬纱4在织造过程中的磨损，最终制得的产品表面光洁，最大化的保留了可降解纱线的强度，使制得的柔性异形管质量稳定、螺纹管螺距均匀、抗拉伸强度高。
纬纱4在引纬、打纬结束后，反向引纬的起点将由特线1所处位置决定，打纬时经纱5受力将向织物两端均匀分布，因此左右两根特线1 决定了边缘经纱5的位置和纬纱4两端点位置，可以简单有效地调整局部经密用于控制织物的幅宽。在织制管状织物过程中，对称和周期性地改变左右两侧特线1的位置，可以实现周期性变直径管状织物的直接织制。
因此，与现有技术相比，本发明实现变直径管状织物的原理简单，无需后续的缠绕螺纹模具热定型，不增加经纱5和纬纱4在织造过程中的磨损，仅需对现有织机的钢筘2进行简单改造，即可实现变直径管状织物的织制。且使用该方法制备的异形管产品表面光洁，最大化的保留了可降解纱线的强力，制备的螺纹神经套接管成本低和生产效率高。
综上，本发明柔性异形管结构的编织方法，装置结构简单、方法设计巧妙简单易行、不需要热定型，对可降解长丝的磨损小，产品表面光洁，强度高、成品率高、生产成本显著降低，且所织造的柔性异形管自身抗拉伸强度显著增强，满足小管径的柔性异型管的加工需求，显著提高其使用范围，尤其是适合在医疗领域的人造异型管结构的实际使用需求，可大规模生产和应用。
实施例2
本发明提供的柔性异形管，为使用实施例1中的柔性异形管结构的编织方法编织出来的异形管，异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱5和一根连续的纬纱4平纹组织交织而成，具有非连续的螺纹结构。经纱5和纬纱4均为具有一定捻度的长丝纤维，经纱5和纬纱4的材料均为可降解聚合物材料，具体为聚羟基乙酸(PGA)、聚乙丙交酯(PGLA)、或聚乳酸(PLA)其中任何一种。
经纱5和纬纱4均为具有一定捻度的可降解聚合物长丝纤维；经纱5所用长丝的线密度为100-150旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为100-300捻/米，捻向为S捻或Z捻；纬纱4所用长丝的线密度为 100-150旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为40-100捻/米，捻向为S捻或Z捻。织物经密为30-40根/cm，织物纬密为25-35根/cm。
将本发明实施例1中的柔性异形管结构的编织方法应用于医学领域的人造异形管编织，异形管为螺纹神经套接管，其为非连续的螺纹结构，螺距为0.5-2mm，螺纹管的内径为2-8mm，螺纹管的外径为3-10mm，管壁厚度0.2-0.3mm。
经检测，按照此方法编织出的螺纹神经套接管的强度/管径大于10 N/cm，螺纹螺距分布均匀，进一步说明，使用该方法制备的异形管产品表面光洁，一次编织成型，最大化的保留了可降解纱线的强度，制备的螺纹神经套接管成本低、生产效率高、成品率高。
以上仅是本发明的实施例而已，本发明的柔性异形管结构的编织方法应用于医学领域的人造异形管编织，不仅限于螺纹神经套接管，还可应用于编织人造血管等，均属于本发明的保护范围。
实施例3
请参阅图1-5，使用本发明实施例1中的柔性异形管结构的编织方法编织出来的螺纹神经套接管，使用150旦尼尔的PGA长丝(150D/64F) 加捻制备经纱5和纬纱4，其中经纱5Z捻、捻度200捻/米，其中纬纱 4Z捻、60捻/米。经纱5采用120根，在筘号为180筘/10cm的织机上织制螺纹管状织物，其中经纱58根/筘，纬密为30根/厘米。
本发明的柔性异形管结构的编织方法，异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱5和一根连续的纬纱4平纹组织交织而成，具有非连续的螺纹结构，具体步骤如下：
1)上机准备
1.1)设计制备管状织物的上机图，如图2所示，管状织物上下两层为平纹组织，组织循环数为4，边缘用纬纱4连接。图2中A、B分别代表上层经纱5和纬纱4，a、b分别代表下层经纱5和纬纱4，两边的 T代表作为特线1——100旦尼尔的尼龙单丝。
1.2)按照穿综和穿筘图将经纱5分别依次穿入综丝及钢筘2，采用顺序穿经法，均匀穿在8页棕框上，在经纱5两侧从第9页棕框上穿特线1，经纱58根/筘。穿好纱线后，调整经纱5张力，将经纱5固定。
1.3)在连接机器的电脑中输入纹板图，设置相关参数，其中纬密为30根/厘米，在机器上设置为600根/10厘米；
1.4)根据编织设备实际情况调节设置编织时的设定张力。
2)织造过程
2.1)在开始织造时，调节纬纱4张力略小于设定张力，待编织稳定后恢复正常编织时的设定张力，在织造过程中按图3所示，每个织造循环调整左右两侧的特线1位置。调节织物异形管的幅宽具体方法为：在织机上、特线1穿入的钢筘2设有与其匹配的可活动调节的活动式筘齿3，通过控制打开与关闭可活动调节的活动式筘齿3，来调节特线1 可在机织织造过程中根据设定改变直径改变其自身所处的筘眼位置——调整局部经密，从而实现用于控制织物的幅宽。
在织造过程中，左右两侧所述特线1呈对称性、向左右两侧周期性外移和内移，实现管径的周期性改变。每打纬一次，将左右两根特线1 向外移动一筘，总计5筘；再由外至内每打纬一次移动一筘，总计5筘，形成一个螺纹。
纬纱4在引纬、打纬结束后，反向引纬的起点将由特线1所处位置决定，打纬时经纱5受力将向织物两端均匀分布，即左右两根特线1决定了边缘经纱5的位置和纬纱4两端点位置。
2.2)管状织物的具体特线1调节织造过程如图4所示，在异形管织造过程中，根据异形管的自身变径需求进行调节特线1逐步抽出或者织造完成后全部抽出，即调节织物异形管的幅宽。最后在织造完成后左右两侧特线1全部抽出，制得所设定尺寸规格的螺纹神经套接管。
其中，织造过程中，时刻观察布面，如果出现疵点，即时寻找原因。
本发明制得的神经套接管，如图1所示，具有周期性螺纹结构，其中螺纹的内径为6mm、外径7.2mm，螺距1.2mm，管壁厚度0.25mm，经检测此神经套接管的强度为45N。
实施例4
请参阅图3-6，使用本发明实施例1中的柔性异形管结构的编织方法编织出来的螺纹神经套接管，使用150旦尼尔的PGLA长丝(150D/64F) 加捻制备经纱5和纬纱4，其中经纱5Z捻、捻度280捻/米，其中纬纱 4Z捻、100捻/米。经纱5采用120根，在筘号为180筘/10cm的织机上织制螺纹管状织物，其中经纱58根/筘，纬密为30根/厘米。
织物的上机准备和织造过程与实施例3大体相同，具体区别如下：
纱线材料种类更换为PGLA长丝，细度不变，经、纬纱4捻度略增加，捻向不变，特线1的移动方式变换为每打纬三次，将左右两根特线 1向外移动一筘，总计5筘；再由外至内每打纬三次移动一筘，总计5 筘，形成一个螺纹，按此方法重复制备非连续的螺纹神经套接管。制得的神经套接管具有周期性螺纹结构，其中螺纹的内径为6.2mm、外径 7.4mm，螺距1mm，管壁厚度0.3mm，经检测此神经套接管强度48N。
综上，本发明的柔性异形管结构及其编织方法与应用，通过对称和周期性地改变左右两侧特线1的位置，实现周期性变直径管状织物的直接织制，对可降解长丝的磨损小，产品表面光洁，强度高、质量稳定，方法简单，只需对现有织机的钢筘2进行简单改造，即可实现变直径管状织物的织制，成本较低，且所织造的柔性异形管自身抗拉伸强度显著增强，满足小管径的柔性异型管的加工需求，显著提高其使用范围，尤其是适合在医疗领域的人造异型管结构的实际使用需求，可大规模生产和应用。本发明制备的柔性异形管，其中织造过程中，螺纹的直径变化是通过平纹织物的改变经密实现，即通过改变特线位置来控制管状织物的直径改变，避免了经纱与钢筘相对运动的磨损，无需额外的螺纹模具缠绕成形，产品直径精确度高，螺纹管表面光滑毛羽少，品质稳定可靠、螺纹管螺距均匀、抗拉伸强度高，可广泛应用于医学领域人造异形管，例如，人造血管套、神经套接管等管径尺寸极小的柔性异形管等，自身尺寸控制精确度高，一体编织成型抗拉伸强度显著提高，满足现在的医学使用需求。
以上仅是本发明的实施例而已，例如，经纱5和纬纱4的材料均为可降解聚合物材料，具体为聚羟基乙酸(PGA)、聚乙丙交酯(PGLA)、或聚乳酸(PLA)其中任何一种；经纱5所用长丝的线密度为100-150旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为100-300捻/米，捻向为S捻或Z捻；纬纱4所用长丝的线密度为100-150旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为40-100捻/米，捻向为S捻或Z捻；织物经密为30-40 根/cm，织物纬密为25-35根/cm；螺距为0.5-2mm，螺纹管的内径为 2-8mm，螺纹管的外径为3-10mm，管壁厚度0.2-0.3mm，均可以实现本发明的柔性异形管结构及其编织方法与应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柔性异形管结构的编织方法，其特征在于，包括以下步骤：所述异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱和一根连续的纬纱交织而成；
采用在机织织管的纱线配置基础上，额外增加一页综框，在经纱左右两侧各穿一根与其同向、且在织造过程中可以逐步抽出，或织造完成后全部抽出的特线，特线穿入增加的一页综框内；
在异形管织造过程中，根据异形管的自身变径需求进行调节所述特线逐步抽出或者织造完成后全部抽出，实现调节织物异形管的幅宽；
纬纱在引纬、打纬结束后，反向引纬的起点由特线所处位置决定，打纬时经纱受力将向织物两端均匀分布，左右两根所述特线的位置决定了边缘经纱的位置和纬纱两端点位置；
所述调节织物异形管的幅宽的方法为：在织机上，所述特线穿入的钢筘设有与其匹配的可活动调节的筘齿，通过控制打开或关闭可活动调节的筘齿，来调节所述特线改变其自身所处的筘眼位置，能够在机织织造过程中根据设定改变直径调整局部经密，从而实现用于控制织物的幅宽；
在织造过程中，左右两侧所述特线呈对称性、向左右两侧周期性外移或内移，实现管径的周期性改变。
2.一种柔性异形管，其特征在于，使用根据权利要求1所述的柔性异形管结构的编织方法编织出来的异形管，所述异形管为具有变径的机织管，其由多根经纱和一根连续的纬纱交织而成，所述经纱和纬纱均为具有捻度的长丝纤维。
3.根据权利要求2所述的一种柔性异形管，其特征在于，所述柔性异形管结构由多根经纱和一根连续的纬纱平纹组织交织而成，具有非连续的螺纹结构。
4.根据权利要求3所述的一种柔性异形管，其特征在于，经纱所用长丝的线密度为100-150 旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为100-300 捻/米，捻向为S捻或Z捻；
纬纱所用长丝的线密度为100-150 旦尼尔，长丝中单丝根数为40-80，捻度为40-100捻/米，捻向为S捻或Z捻。
5.根据权利要求4所述的一种柔性异形管，其特征在于，织物经密为30-40根/cm，织物纬密为25-35根/cm；
所述经纱和纬纱的材料均为可降解聚合物材料，具体为聚羟基乙酸（PGA）、或聚乙丙交酯(PGLA)、或聚乳酸（PLA）。
6.根据权利要求2-5任何一项所述的一种柔性异形管的应用，其特征在于，应用于医学领域的人造异形管。
7.根据权利要求6所述的一种柔性异形管的应用，其特征在于，所述异形管为螺纹神经套接管，其为非连续的螺纹结构，
螺距为0.5-2 mm，螺纹管的内径为2-8 mm，螺纹管的外径为3-10 mm，管壁厚度0.2-0.3mm。
8.根据权利要求6所述的一种柔性异形管的应用，其特征在于，螺纹管强度/管径大于10 N/cm。
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