CN115990295B - 粘接型聚乳酸类植入体、制备方法及器械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了粘接型聚乳酸类植入体、制备方法及器械，其中植入体，包括若干可以组合为植入体的聚乳酸类材料形成的单元结构，相邻两个所述单元结构的邻接处还形成有用于粘合相邻的单元结构的胶黏层。本发明方案通过优化植入体的生产制备技术，有效克服了现有方案的生产过程中易发生高温降解和水解降解的问题，从而有效改善了产品的生产效率和生产质量，提高了产品的质量稳定性。
Description
技术领域
本发明是关于仿生生物材料技术，特别是关于一种粘接型聚乳酸类植入体、制备方法及器械。
背景技术
聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸收性，广泛用于医疗器械领域，比如体内球囊、支架材料等等。临床上对关节损伤的治疗有采用聚乳酸类球囊作为填充物治疗损伤的技术，通过关节镜下手术将球囊安置于损伤位置，可以缓解组织与骨头撞击所造成的疼痛，恢复关节正常生物力学。
目前聚乳酸类囊材制品的成型方法有多种，包括注塑成型、吹塑成型、糖类模具浸提工艺(CN202010470044.6)、静电纺丝成膜工艺(CN202010470062.4)等，这些方法在工艺步骤上比较繁琐，需要借助的设备要求较高。注塑成型、吹塑成型需要将材料熔融塑化，极易使得可降解材料发生高温降解。糖类模具浸提工艺、静电纺丝成膜工艺需要借助糖类模具，囊材成型后需要将包裹囊材的模具放入热水中溶解掉糖类模具，再烘干制得囊袋，在此过程中可降解材料也会发生水解降解。因此，有必要研究一种新型的聚乳酸类囊材成型制备技术。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粘接型聚乳酸类植入体、制备方法及器械，有效克服了现有方案的生产过程中易发生高温降解和水解降解的问题，从而有效改善了产品的生产效率和生产质量，提高了产品的质量稳定性，产品能够起到支撑和缓冲的作用，可以在降解的过程中释放药物，减轻患者的痛楚与不适，且加速正常组织的修复。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了粘接型聚乳酸类植入体，包括若干可以组合为植入体的聚乳酸类材料形成的单元结构，相邻两个单元结构的邻接处还形成有用于粘合相邻的单元结构的胶黏层。
在本发明的一个或多个实施方式中，胶黏层由高分子粘合剂涂布粘接形成，高分子粘结剂其组成包括:聚乳酸类材料15-35wt.％，余量为溶剂，其中聚乳酸类材料为将聚乳酸类材料在30-60℃的真空干燥箱中预处理24-48h即可。
在本发明的一个或多个实施方式中，高分子粘合剂为先将聚乳酸类材料在30-60℃的真空干燥箱中预处理24-48h后；再将其溶于有机溶剂中，在25-60℃下搅拌24-48h，使其充分溶解至溶液澄清透明，并进行真空脱泡处理。
在本发明的一个或多个实施方式中，聚乳酸类材料选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外消旋聚乳酸、聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)、聚(D，L-乳酸-co-己内酯)、聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)。
在本发明的一个或多个实施方式中，溶剂选自四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、二甲基甲酰胺。
在本发明的一个或多个实施方式中，植入体为球囊，单元结构为薄膜材料。
在本发明的一个或多个实施方式中，薄膜材料为聚乳酸类材料形成溶液A，并浇铸、挥发、裁剪得到。
在本发明的一个或多个实施方式中，粘接型聚乳酸类植入体的制备方法，包括如下步骤:
(1)将聚乳酸类材料溶于有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸，溶剂挥发后制得材料B；
(3)将材料B用分割为所需形状的单元结构，用高分子粘合剂粘接相邻两个单元结构的邻接处，得到制品C。
在本发明的一个或多个实施方式中，粘接型聚乳酸类植入体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)将聚乳酸类材料溶于有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸在基板上并刮平，溶剂挥发后制得薄膜B；
(3)将薄膜B用裁刀裁切所需形状的单元结构，用高分子粘合剂粘接相邻两个单元结构的邻接处，并预留管口位置，得到囊材制品C。
在本发明的一个或多个实施方式中，器械，包括如前述的粘接型聚乳酸类植入体。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的粘接型聚乳酸类植入体、制备方法及器械，整个制备工艺过程中，温度始终小于80℃，且无水操作，避免了材料高温降解与水降解。产品所使用的为生物可降解高分子材料，可以实现在6-18个月内逐渐被降解，降解产物均可被人体吸收，无需二次手术取出。产品如球囊等可设计为多层结构，可增加药物层，药物层可以形成于植入体的表层。多层结构相比于单层球囊不容易破裂，而且在降解的过程中释放药物，减轻患者的痛楚与不适，加速正常组织的修复。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的球囊的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
根据本发明优选实施方式的一方面提供了一种聚乳酸类材料的溶液粘接技术，技术包括以下步骤:
(1)将聚乳酸类材料溶于溶剂优选为有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸在基板上并刮平，溶剂挥发后制得薄膜B；
(3)将薄膜B用裁刀裁切所需形状，用高分子粘合剂粘接两层薄膜边缘，并预留管口位置，得到囊材制品C。
另一方面提供了一种粘接型聚乳酸类植入体的制备方法，包括如下步骤:
(1)将聚乳酸类材料溶于有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸，溶剂挥发后制得材料B；
(3)将材料B用分割为所需形状的单元结构，用高分子粘合剂粘接相邻两个单元结构的邻接处，得到制品C。
尤其提供了一种聚乳酸类材料溶液粘接技术所制备的囊材制品，囊材制备由包括以下步骤的方法制备:
(1)将聚乳酸类材料溶于溶剂优选为有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸在基板上并刮平，溶剂挥发后制得薄膜B；
(3)将薄膜B用裁刀裁切所需形状，用高分子粘合剂粘接两层薄膜边缘，并预留管口位置，得到囊材制品C。这里的囊材或者球囊的制备过程也可以适用于其它植入体的制备，如可以通过多层薄膜的堆叠黏贴而得到其它类型的植入体。
聚乳酸类高分子溶液A的配置工艺，包括将聚乳酸类材料溶于有机溶剂中。具体过程如下:先将聚乳酸类材料在30-60℃的真空干燥箱中预处理24-48h，以降低溶解前的材料水分含量；再将干燥后的材料溶于有机溶剂中，在25-60℃下搅拌24-48h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备质量浓度为5-25wt.％的高分子溶液，并将溶液进行真空脱泡处理。
聚乳酸类材料可以为如左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外消旋聚乳酸等几种不同旋光异构的聚合体，也可以为如聚(D，L-乳酸-co-己内酯)、聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)、聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)等聚乳酸共聚物，还可以为如聚乳酸和聚(D，L-乳酸-co-己内酯)等共混物。
有机溶剂包括但不限于四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、二甲基甲酰胺或其组合。
薄膜B的成型工艺，包括将溶液A浇铸在基板上并刮平，溶剂挥发后制得薄膜B。具体过程如下:先将基板调节水平，再将脱泡后的高分子溶液浇铸在基板上，用微米级可调刮膜器将溶液刮平，待溶剂挥发后制得薄膜，最后从基板上小心剥离。
基板可以举出例如玻璃板、聚四氟乙烯板、不锈钢板等基板。
薄膜厚度通过微米级可调刮膜器控制，薄膜厚度优选50-200μm，进一步优选80-150μm。
溶剂挥发步骤可以选择如下一种或多种方式处理:
(1)在室温下自然挥发；
(2)在氮气气流中风干；
(3)在40-80℃环境中烘干。
在本申请中，薄膜B的另一种成型工艺，包括将垂直放置的基板浸渍在溶液A中，再提拉出基板，溶剂挥发后制得薄膜B。具体过程如下:先将基板垂直放置，再浸入脱泡后的高分子溶液，然后以恒定速度提拉出基板，在粘度和重力作用下基板表面形成一层均匀的液膜，待溶剂挥发后制得薄膜，最后从基板上小心剥离。
将基板置于高分子溶液中浸渍提拉，提拉速度范围优选1-20cm/min，进一步优选5-15cm/min；浸提次数优选1-10次，进一步优选1-6次。
在本申请中，材料粘接技术，包括将薄膜B用裁刀裁切所需形状，并用高分子粘合剂粘接两层薄膜边缘。具体过程如下:先将薄膜铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层高分子粘合剂，再贴合粘接上另一层薄膜，待溶剂挥发后，膜材粘接得到囊材制品C。同时，需要预留管口位置。
裁切步骤可以选择如下一种或多种方式处理:
(1)将薄膜沿着所需形状的模板边缘进行剪裁；
(2)用定制形状的裁刀对薄膜进行裁切。
形状包括但不限于圆形、椭圆形、矩形、三角形，或者其它的符合人体生理结构特征的形状。
高分子粘合剂的制备过程如下:先将聚乳酸类材料在30-60℃的真空干燥箱中预处理24-48h，以降低溶解前的材料水分含量；再将干燥后的材料溶于有机溶剂中，在25-60℃下搅拌24-48h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备质量浓度为15-35wt.％的高分子溶液作为高分子粘合剂，并将溶液进行真空脱泡处理。
聚乳酸类材料可以举出例如左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外消旋聚乳酸等几种不同旋光异构的聚合体，也可以举出例如聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)、聚(D，L-乳酸-co-己内酯)、聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)等聚乳酸共聚物。
有机溶剂的例子包括但不限于四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、二甲基甲酰胺或其组合。
高分子粘合剂的涂抹宽度控制在2-6mm，进一步优选宽度为3-5mm。
溶剂挥发步骤可以选择如下一种或多种方式处理:
(1)在室温下自然挥发；
(2)在氮气气流中风干；
(3)在40-80℃环境中烘干。
高分子粘合剂粘接是借助有机溶剂使得薄膜表面产生溶解薄层，然后贴合粘接上另一层薄膜。为了确保在涂抹过程中不造成其它位置的粘合剂侵入，本发明在粘接过程中，在薄膜非涂抹区域的表面可增加保护膜，该保护膜可以是聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、硅胶膜等保护膜。涂抹结束后移除保护膜，再贴合粘接上另一层薄膜。也可以在另一层薄膜贴合粘接完全后，从管口位置取出保护膜。
囊材制品可以包括两层或多层结构，在两层膜材粘接完成后，可以再用高分子粘合剂粘接一层膜材，使之有多个夹层结构。夹层中可填充药物、生理盐水等。
药物包括但不限于消炎药物、抗生素、生长因子等或其组合。消炎药物可以举出例如阿司匹林、双氯芬酸、布洛芬、吲哚美辛等；抗生素可以举出例如青霉素、红霉素、头孢菌素、链霉素等；生长因子可以举出例如骨形态发生蛋白(BMP-2)、基质金属蛋白酶(MMP)、血小板衍生生长因子-B(PDGF-B)、转化生长因子-β(TGF-β)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、血管内皮生长因子(VEGF)等。
实施例1
膜材的制备:先将左旋聚乳酸材料在50℃的真空干燥箱中预处理36h，以降低溶解前的材料水分含量；再称量15g干燥后的左旋聚乳酸溶于85g丙酮中，在30℃下搅拌36h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备得到质量浓度为15wt.％的高分子溶液A-1，并将溶液进行真空脱泡处理。然后将脱泡后的高分子溶液浇铸在水平放置的玻璃板上，用刮膜器将溶液刮平，溶液厚度控制为0.8mm，待溶剂在室温条件下自然挥发后制得厚度约为120μm的薄膜B-1，最后从玻璃板上小心剥离。
囊材的制备:先将薄膜B-1铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层质量浓度为30wt.％的左旋聚乳酸-丙酮粘合剂，粘合剂涂抹宽度为3mm左右，再粘接上另一层薄膜，并置于40℃烘箱中烘干，待溶剂挥发后，膜材粘接得到囊材制品C-1。同时，需要预留管口位置。
如图1所示的为本实施例方案获得的一种囊材制品，其主体1的形状为圆形，直径为20-80mm，并且预留管口2位置，边缘阴影部位为粘接区域。
实施例2
膜材的制备:先将聚(D，L-乳酸-co-己内酯)材料在50℃的真空干燥箱中预处理36h，以降低溶解前的材料水分含量；再称量10g干燥后的左旋聚乳酸溶于90g氯仿中，在40℃下搅拌30h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备得到质量浓度为10wt.％的高分子溶液A-2，并将溶液进行真空脱泡处理。然后将脱泡后的高分子溶液浇铸在水平放置的玻璃板上，用刮膜器将溶液刮平，溶液厚度控制为1mm，待溶剂在50℃烘箱中挥发后制得厚度约为100μm的薄膜B-2，最后从基板上小心剥离。
囊材的制备:先将薄膜B-2铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层质量浓度为35wt.％的聚(D，L-乳酸-co-己内酯)-氯仿粘合剂，粘合剂涂抹宽度为4mm左右，再粘接上另一层薄膜，并置于50℃烘箱中烘干，待溶剂挥发后，膜材粘接得到囊材制品C-2。同时，需要预留管口位置。
实施例3
本实施例中膜材的制备:先将聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)材料在30℃的真空干燥箱中预处理24h，以降低溶解前的材料水分含量；再称量15g干燥后的聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)溶于85g二氧六环中，在25℃下搅拌24h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备得到质量浓度为15wt.％的高分子溶液A-3，并将溶液进行真空脱泡处理。然后将脱泡后的高分子溶液浇铸在水平放置的玻璃板上，用刮膜器将溶液刮平，溶液厚度控制为0.8mm，待溶剂在室温条件下自然挥发后制得厚度约为120μm的薄膜B-3，最后从玻璃板上小心剥离。
囊材的制备:先将薄膜B-3铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层质量浓度为15wt.％的聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)-四氢呋喃粘合剂，粘合剂涂抹宽度为3mm左右，再粘接上另一层薄膜，并置于40℃烘箱中烘干，待溶剂挥发后，膜材粘接得到囊材制品C-3。同时，需要预留管口位置。
实施例4
本实施例中膜材的制备:先将质量比1:2:3的外消旋聚乳酸、左旋聚乳酸、聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)的混合材料在45℃的真空干燥箱中预处理36h，以降低溶解前的材料水分含量；再称量15g干燥后的混合材料溶于85g体积比1:1的丙酮、二氧六环混合溶剂中，在40℃下搅拌36h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备得到质量浓度为15wt.％的高分子溶液A-4，并将溶液进行真空脱泡处理。然后将脱泡后的高分子溶液浇铸在水平放置的玻璃板上，用刮膜器将溶液刮平，溶液厚度控制为0.8mm，待溶剂在室温条件下自然挥发后制得厚度约为120μm的薄膜B-4，最后从玻璃板上小心剥离。
囊材的制备:先将薄膜B-4铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层质量浓度为25wt.％的聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)-二甲基甲酰胺粘合剂，粘合剂涂抹宽度为3mm左右，再粘接上另一层薄膜，并置于60℃烘箱中烘干，待溶剂挥发后，膜材粘接得到囊材制品C-4。同时，需要预留管口位置。
实施例5
本实施例中膜材的制备:先将质量比1:1:1:2:3:3的左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外消旋聚乳酸、聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)、聚(D，L-乳酸-co-己内酯)、聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)混合材料在60℃的真空干燥箱中预处理48h，以降低溶解前的材料水分含量；再称量15g干燥后的混合材料溶于85g体积比1:1:1:1:1:1四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、二甲基甲酰胺的混合溶剂中，在60℃下搅拌48h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备得到质量浓度为15wt.％的高分子溶液A-1，并将溶液进行真空脱泡处理。然后将脱泡后的高分子溶液浇铸在水平放置的玻璃板上，用刮膜器将溶液刮平，溶液厚度控制为0.8mm，待溶剂在室温条件下自然挥发后制得厚度约为120μm的薄膜B-5，最后从玻璃板上小心剥离。
囊材的制备:先将薄膜B-5铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层质量浓度为35wt.％的质量比1:1的左旋聚乳酸/聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)-氯仿粘合剂，粘合剂涂抹宽度为3mm左右，再粘接上另一层薄膜，并置于80℃烘箱中烘干，待溶剂挥发后，膜材粘接得到囊材制品C-5。同时，需要预留管口位置。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (4)
1.一种粘接型聚乳酸类植入体，包括若干可以组合为植入体的聚乳酸类材料形成的单元结构，所述植入体为球囊，所述单元结构为薄膜材料，相邻两个所述单元结构的邻接处还形成有用于粘合相邻的单元结构的胶黏层，所述胶黏层由高分子粘合剂涂布粘接形成，所述薄膜材料为先将质量比1:1:1:2:3:3的左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外消旋聚乳酸、聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)、聚(D，L-乳酸-co-己内酯)、聚(D，L-乳酸-co-三亚甲基碳酸脂)混合材料在60℃的真空干燥箱中预处理48h；再称量15g干燥后的混合材料溶于85g体积比1:1:1:1:1:1四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、二甲基甲酰胺的混合溶剂中，在60℃下搅拌48h，使其充分溶解至溶液澄清透明，制备得到质量浓度为15wt.％的高分子溶液，并将溶液进行真空脱泡处理，然后将脱泡后的高分子溶液浇铸在水平放置的玻璃板上，用刮膜器将溶液刮平，溶液厚度控制为0.8mm，待溶剂在室温条件下自然挥发后制得厚度约为120μm的薄膜，最后从玻璃板上小心剥离；
所述球囊的制备:先将薄膜铺平，用裁刀将薄膜裁切成所需形状；在一层薄膜边缘均匀的涂上一层质量浓度为35wt.％的质量比1:1的左旋聚乳酸/聚(D，L-乳酸-co-乙醇酸)-氯仿粘合剂，粘合剂涂抹宽度为3mm左右，再粘接上另一层薄膜，并置于80℃烘箱中烘干，待溶剂挥发后，膜材粘接得到球囊。
2.如权利要求1所述的粘接型聚乳酸类植入体的制备方法，包括如下步骤:
(1)将聚乳酸类材料溶于有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸，溶剂挥发后制得材料B；
(3)将材料B用分割为所需形状的单元结构，用高分子粘合剂粘接相邻两个单元结构的邻接处，得到制品C。
3.如权利要求2所述的粘接型聚乳酸类植入体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)将聚乳酸类材料溶于有机溶剂中，得到聚乳酸类高分子溶液A；
(2)将溶液A浇铸在基板上并刮平，溶剂挥发后制得薄膜B；
(3)将薄膜B用裁刀裁切所需形状的单元结构，用高分子粘合剂粘接相邻两个单元结构的邻接处，并预留管口位置，得到囊材制品C。
4.器械，包括如权利要求1所述的粘接型聚乳酸类植入体。
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