CN116650174A - 高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构及其制备方法与应用。一种高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，织物结构包括经纬线编织的高分子纺织瓣叶，高分子纺织瓣叶切割后的边缘与高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置，在距离所述瓣叶边缘上1‑1.5mm处下针形成锁边结构，且锁边结构与经纬线呈夹角设置。本发明提供的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构所用的锁边线下针处距离瓣叶边缘1‑1.5mm，防止瓣叶边缘脱丝，提升瓣叶边缘紧密度，瓣叶整体结构不易变形，防止瓣膜植入后发生反流或形成血栓。
Description
技术领域
本发明涉及人工心脏瓣膜领域，尤其涉及一种高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构及其制备方法与应用。
背景技术
人工心脏瓣膜在人体工作至少坚持十年，为了使人工心脏瓣膜有足够的耐久性，人工心脏瓣膜的关键部件瓣叶采用高分子编织结构。其中高分子材料涉及聚酯、超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乳酸等，采用的编织方法为针织、机织、编织、无纺等编织结构。现有的编织技术需要使用激光切割、热切割等方法，实现熔融封边防止边缘脱丝，但是实际使用过程中很容易造成边缘脱丝，植入人体后要一直有规律的运动，即使已经通过加热使边缘融合在一起，经过几亿次疲劳后，瓣叶边缘形成血栓和钙化，脱丝风险很大，严重影响人工心脏瓣膜的功能。
发明内容
本发明的目的，提供一种高分子纺织瓣叶边缘锁边织物结构，瓣叶基础材料为纺织结构，机织、针织、编织等，瓣叶边缘为激光切割或热切割，对瓣叶切割的边缘做技术处理，设计了多种锁边结构，解决高分子纺织瓣叶边缘脱丝问题，使高分子纺织瓣叶较牛心包瓣叶更能长期稳定，防止血栓形成，达到延长人寿命的目的。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
本发明提供一种高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，织物结构包括经纬线编织的高分子纺织瓣叶，高分子纺织瓣叶切割后的边缘与高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置，在距离所述瓣叶边缘上1-1.5mm处下针形成锁边结构，且所述锁边结构与所述经纬线成夹角设置。
作为优选实施方式，所述高分子纺织瓣叶的切割边缘与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成45°夹角设置。
作为优选实施方式，所述锁边结构与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成45°夹角设置。
作为优选实施方式，所述锁边结构上相邻下针位置的距离为0.5-2mm。
作为优选实施方式，所述高分子纺织瓣叶的经纬线密度为200-300根/英寸。
本发明还提供一种制造所述高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构的方法，所述方法包括以下步骤：采用经纬线编织形成高分子纺织瓣叶，所述高分子纺织瓣叶切割后的边缘与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置，采用锁边线在距离经纬编织的高分子纺织瓣叶边缘1-1.5mm处下针，形成的锁边结构，且所述锁边结构与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置。
作为优选实施方式，采用手工锁边时，所述手工锁边的缝制方法包括单股线锁边，所述单股线锁边包括以下步骤：
（a）采用单股的锁边线穿针；
（b）从所述高分子纺织瓣叶的编织起点正面下针穿至所述瓣叶的反面，所述锁边线绕过所述瓣叶的边缘并回到所述瓣叶的正面；
（c）再从所述高分子纺织瓣叶正面下针，以使所述锁边线包覆所述瓣叶边缘，且相邻两次下针的针距为0.5-2mm；所述锁边线与经纬线夹角为35-55°；
（d）重复步骤（c），沿瓣叶边缘缝制。
作为优选实施方式，采用手工锁边时，所述手工锁边的缝制方法还包括双股线锁边，所述双股线锁边包括以下步骤：
（1）采用双股的锁边线穿针；
（2）从所述高分子纺织瓣叶的编织起点的正面下针穿过瓣叶至反面；
（3）再从所述高分子纺织瓣叶反面下针穿至所述瓣叶的正面，所述下针位置与步骤（2）下针位置的针距为0.5-2mm，锁边线与瓣叶边缘平行；
（4）再从所述高分子纺织瓣叶正面下针穿至瓣叶的反面，且下针位置位于步骤（2）和步骤（3）中两次下针位置之间，所述下针处与步骤（3）下针处的针距为0.5-2mm，锁边线与瓣叶边缘平行；所述锁边线与经纬线夹角为45°；
（5）重复步骤（3）和步骤（4），沿瓣叶边缘缝制。
作为优选实施方式，所述步骤（3）中的针距大于步骤（4）中的针距；且所述步骤（3）中的针距为1mm。
作为优选实施方式，采用针织编链结构锁边缝制，所述针织编链结构为闭口编链。
作为优选实施方式，所述锁边线选自与纺织瓣叶相同的丝线或医用缝合线。
本发明还提供一种所述高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构在人工心脏瓣膜材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）相较于现有的激光切割和热切割热熔而言。本发明提供的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，所用的锁边线下针处距离瓣叶边缘1-1.5mm，且锁边结构与经纬线均呈夹角设置。防止瓣叶边缘脱丝，提升瓣叶边缘紧密度，瓣叶整体结构不易变形或松散，防止瓣膜植入后发生反流或形成血栓。
（2）本发明提供了一种高分子纺织瓣叶边缘防脱丝的方法，高分子纺织瓣叶切割边缘采用手工锁边，简单方便，易操作，杜绝了人工心脏瓣膜瓣叶在人体工作时边缘脱丝现象。
（3）本发明提供了一种高分子纺织瓣叶边缘防脱丝的方法，高分子纺织瓣叶边缘采用针织编链结构锁边方法，稳定牢固，没有多余的线节点，杜绝了人工心脏瓣膜瓣叶在人体工作时边缘脱丝现象。
（4）本发明提供了一种高分子编织瓣叶边缘锁边织物结构，用于制作高分子纺织瓣叶，代替市面上人工瓣膜的牛心包，高分子纺织瓣叶较牛心包瓣叶主要优势是强度高，寿命长，价格低。使高分子纺织瓣叶较牛心包瓣叶更能长期稳定，达到延长人寿命的目的。
附图说明
图1是本发明的手工单股线锁边的瓣叶正面的缝合方式主视图。
图2是本发明的手工单股线锁边的瓣叶正面的缝合方式放大图。
图3是本发明的手工双股线锁边的瓣叶正面的缝合方式主视图。
图4是本发明的手工双股线锁边的瓣叶正面的缝合方式俯视图。
图5是本发明的手工双股线锁边的瓣叶正面的缝合方式放大图。
图6是本发明的机器单线锁边的瓣叶正面的缝合方式主视图。
图7是本发明的机器单线锁边的瓣叶正面的缝合方式放大图。
图8是本发明的机器针织闭口编链锁边的瓣叶正面的缝合方式主视图。
图9是本发明的机器针织闭口编链锁边的瓣叶正面的缝合方式放大图。
图中标注符号的含义如下：
10、高分子编织瓣叶，11、瓣叶切割边缘；
20、手工单股线锁边织物结构，21、缝合针，22、单股锁边线，23、下针位置，24、双股锁边线；
30、手工双股线锁边织物结构，31、第一针下针位置，32、第二针下针位置，33、第三针下针位置，34、第四针下针位置；
40、机器单线锁边织物结构，41、全自动单线锁边机机针，42、全自动单线锁边机主轴，43、全自动单线锁边机针杆曲柄；
50、机器针织闭口编链锁边织物结构，51、针织编链结构缝合针，52、针垫纱，53、线圈链。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。以下采用的试剂和生物材料如未特别说明，均为商业化产品。
本发明采用的瓣叶基础材料为纺织结构中的编织结构，瓣叶边缘为激光切割或热切割，目前制备的编织的高分子瓣叶都是采用激光切割和热切割的方式，其做法是在切割的过程中通过对瓣叶边缘提供热量，以实现瓣叶边缘熔融封边，使瓣叶上切割后的边缘松散的经纬线通过热熔的方式粘合在一起，从而实现瓣叶边缘熔融封边。无论是激光切割、热切割还是熔融封边都是直接对瓣叶材料处理，使经纬纱线热熔在一起，不容易脱散。该方式简单易操作，在切割的同时就能够实现对切割边缘封边。
但是，由于正常人每天瓣膜开闭次数约为108000次，2亿次的开闭存活约为5年，发明人发现心脏瓣膜的瓣叶植入体内后要持续进行开闭动作，瓣叶始终是处于运动状态，以确保血液能够持续流动。同时在血液流动的过程中，再在血液的冲刷下，经过几亿次的开闭，熔融的边缘就会脱丝，最边缘的经纱或纬纱就很容易脱落，减少了瓣膜的寿命，同时瓣叶边缘的脱落也容易形成血栓，造成生命危险。
为了实现足够的耐久性，对瓣叶切割的边缘做以下实施例所示的技术处理，在切割的过程中，若沿着编织的瓣叶10的经向切割，则纬纱容易脱丝；如沿纬向切割，则经纱容易脱丝。为了保证无论沿哪个方向切割都不脱丝，本发明将高分子纺织瓣叶的切割边缘与高分子纺织瓣叶的经纬线成45°夹角设置，再对切割后的边缘进行锁边，防止心脏瓣膜在跳动过程中出现织物脱丝。
对于现有的编织的高分子瓣叶而言，编织后的瓣叶通过激光切割或者热切割等热熔封边，因而瓣叶的经纬线的编织密度，以及切割的形状都没有要求，只要切割后热熔封边即可。但是本发明发现在对编织的瓣叶10而言，编织的瓣叶边缘的切割、以及编织瓣叶的经纬密度对于锁边的结构牢固性都是存在影响。高分子编织瓣叶10的经纬密度直接影响瓣叶的强度、柔软性以及加工过程中的难易程度，经纬密度小于200根/英寸，强度会降低，影响瓣叶的疲劳寿命；大于300根/英寸，柔软性降低，瓣叶偏硬，植入体内后影响瓣叶开闭，容易形成瓣周漏。更重要的是，在通过高分子材料进行经纬编织时，瓣叶10经纬线的密度也会导致瓣叶10边缘的松散程度，经纬线密度太小，则会导致瓣叶10的边缘比较松散，经纬线密度过高，虽然说可以防止边缘不易松散，但是会导致瓣叶10偏硬，不利于瓣叶10的开合。
而且在瓣叶10的经纬线密度较低时，而对于瓣叶的针距的要求就更高。而本方案中，发明人结合临床的要求以及大量的模拟实验，选择出经纬线的密度在200-300根/英寸，因此，下述实施例中选用的高分子纺织瓣叶经纬密度为200-300根/英寸。
在对瓣叶的边缘进行锁边时，在距离瓣叶边缘1-1.5mm的地方下针对瓣叶的边缘进行锁边，发明人通过对不同程度的经纬线密度的瓣叶进行实验，发现，在距离瓣叶边缘1-1.5mm的地方下针对瓣叶的边缘进行锁边效果最好，当距离瓣叶边缘低于1mm时，拉断强度会降低，导致瓣叶边缘整体脱丝；距离瓣叶边缘大于1.5mm时，缝合后边缘密封效果较差，降低了边缘的紧密度，瓣叶的整体结构容易发生形变，导致瓣膜植入后发生反流，或形成血栓。
当然，对于瓣叶10的边缘锁边来说，为了能够进一步提升锁边的效果，相邻两个下针位置的针距为0.5-2mm。以使相邻两针之间的距离不会太大，太大会导致相邻边缘的锁边的比较松散，会导致边缘有脱丝的风险。若相邻两针的针距小于0.5mm，对于锁边的加工有一定的难度，本发明的针距距离能够有效束缚瓣叶边缘的经纬线。有效防止边缘脱丝的现象。
本发明还公开了一种制造上述锁边的织物结构，制备得到本申请瓣叶包括如下步骤：方法包括以下步骤：采用经纬线编织形成高分子纺织瓣叶，高分子纺织瓣叶切割后的边缘与高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置，采用锁边线在距离经纬编织的高分子纺织瓣叶边缘1-1.5mm处下针，形成的锁边结构，且锁边线与高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置。具体的实施例如下：
实施例1：手工单股线锁边织物结构
将高分子编织瓣叶10切割边缘采用手工单股线锁边缝合，将缝合针21穿单股锁边线22，该锁边线与织造瓣叶的丝线相同，或者用医用缝合线，缝合方式如图1-2所示：其中，图1为瓣叶正面的缝合方式主视图，图2为瓣叶正面的缝合方式放大图，在高分子编织瓣叶正面，在距离瓣叶切割边缘11的1-1.5mm处下针位置23下针，同一方向穿针，是指针线从正面最右侧黑点0穿针，经过背面、绕切割边，再从正面穿过，针距为0.5-2mm，然后一直重复上述步骤，包覆瓣叶切割边缘11，套圈缝制，形成手工单股线锁边织物结构20，直至整个切割边缘被完全包覆。实际缝合针距在0.5-2mm，密度很密，缝合线与切割边夹角为45±10°，针距越小越垂直，缝合线与经纬线夹角也越接近45°夹角。需要说明的是，本实施例中的正面是指面向操作者的一侧为正面。当然，在实际的操作过程中，从反面下针也可以。
由于高分子纺织瓣叶切割方向跟经纬纱成45°角，此时锁边结构跟经纱、纬纱也成45°夹角。高分子纺织瓣叶的经纱与纬纱是成90°角，当瓣叶边缘锁边结构与经纱、纬纱均成45°角，锁边与经纬纱的合力才最大，并且经向、纬向拉断强力相同。
实施例2：手工双股线锁边织物结构
将高分子编织瓣叶10切割边缘采用手工双股线锁边缝合，将缝合针21穿双股线24，该锁边线与织造瓣叶的丝线相同，或者用医用缝合线，缝合方式如图3-5所示：其中，图3为瓣叶正面的缝合方式主视图，图4为瓣叶正面的缝合方式俯视图，图5为瓣叶正面的缝合方式放大图，在高分子编织瓣叶正面，距离瓣叶切割边缘11的1-1.5mm处下针，第一针下针位置31作为起始点，即第一针是从起始点下针到反面；第二针下针位置32是从距起始点1mm处，平行于瓣叶切割边缘处下针回到正面；第三针下针位置33是在其前两针中间处，即距起始点0.5mm处穿回到反面，第四针下针位置34是在其前两针中间处，即距起始点1.5mm处穿回到正面，重复第三针和第四针的操作，平行于瓣叶切割边缘缝制，形成手工双股线锁边织物结构30，相邻两针针距可选0.5-2mm。需要说明的是，本实施例中的正面同实施例1中的定义一样，正面和反面的选择是相对的，可以以正面为起点，也可以以反面为起点，在实际的过程中，从反面开始下针也在本实施例的保护范围之内。
本实施例中，通过在距离切割边缘1-1.5mm处下针，结合上述所述的经纬编织密度。使锁边后的高分子瓣叶不容易松散。同样的，由于高分子纺织瓣叶切割方向跟经纬纱成45°角，通过双股线的锁边方式，形成的锁边结构平行于瓣叶的切割边缘，锁边结构跟经纱、纬纱也成45°夹角。高分子纺织瓣叶的经纱与纬纱是成90°角，当瓣叶边缘锁边结构与经纱、纬纱均成45°角，锁边与经纬纱的合力才最大，并且经向、纬向拉断强力相同。使双股线的锁边方式的瓣叶边缘更加不容易松散。
实施例3：机器单线锁边织物结构
将高分子纺织瓣叶10切割边缘采用机器单线锁边缝合，所用锁边线与织造瓣叶的丝线相同，或者用医用缝合线，缝合方式如图6-7所示：其中，图6为瓣叶正面的缝合方式主视图，图7为瓣叶正面的缝合方式放大图，采用全自动单线锁边机，采用全自动单线锁边机机针41和钩针，进行挑线和送料，当全自动单线锁边机主轴42旋转时通过全自动单线锁边机针杆曲柄43，控制机针41做有规律的上下直线运动。机针定位在距离瓣叶切割边缘1-1.5mm处，调整针距为0.5-2mm，设备速度设为50针/分钟，沿瓣叶切割边缘锁边，匀速运动，形成机器单线锁边织物结构40。需要说明的是，本实施例中的正面同实施例1中的定义一样，正面和反面的选择是相对的，可以以正面为起点，也可以以反面为起点，在实际的过程中，从反面开始下针也在本实施例的保护范围之内。
在本实施例中，同样由于高分子纺织瓣叶切割方向跟经纬纱成45°角，此时锁边结构跟经纱、纬纱也成45°夹角。高分子纺织瓣叶的经纱与纬纱是成90°角，当瓣叶边缘锁边结构与经纱、纬纱均成45°角，锁边与经纬纱的合力才最大，并且经向、纬向拉断强力相同。并且在距离切割边缘1-1.5mm处对切割边缘进行机器单线锁边，更能够有效的防止边缘松散。
实施例4：机器针织闭口编链锁边织物结构
将高分子瓣10切割边缘采用机器针织闭口编链结构锁边缝合。针织编链结构缝合针51采用的锁边线22与织造瓣叶的丝线相同，或者用医用缝合线，缝合方式如图8-9所示：其中，图8为瓣叶正面的缝合方式主视图，图9为瓣叶正面的缝合方式放大图，采用机器针织闭口编链结构，每根锁边线始终绕同一枚针垫纱52成圈，形成一根连续的线圈链53，线圈连与瓣叶切割边缘平行，且与高分子纺织瓣叶的经纬线呈夹角设置，优选为45度夹角，最终形成机器针织闭口编链锁边织物结构50。编链组织结构紧密，纵向延伸性小，不易卷边。需要说明的是，本实施例中的正面同实施例1中的定义一样，正面和反面的选择是相对的，可以以正面为起点，也可以以反面为起点，在实际的过程中，从反面开始下针也在本实施例的保护范围之内。
由于高分子纺织瓣叶切割方向跟经纬纱成45°角，此时锁边结构跟经纱、纬纱也成45°夹角。高分子纺织瓣叶的经纱与纬纱是成90°角，当瓣叶边缘锁边结构与经纱、纬纱均成45°角，锁边与经纬纱的合力才最大，并且经向、纬向拉断强力相同。并且在距离切割边缘1-1.5mm处对切割边缘进行机器单线锁边，更能够有效的防止边缘松散。
实施例5：手工单股线锁边织物结构拉力值测定
将高分子编织瓣叶10切割边缘采用手工单股线锁边缝合为示例，穿针时穿单股锁边线，采用5-0 PE缝合线，缝合方式如图1-2所示：其中，图1为瓣叶正面的缝合方式主视图，图2为瓣叶正面的缝合方式放大图，在高分子编织瓣叶正面，在距离瓣叶切割边缘11的1-1.5mm处下针位置23下针，同一方向穿针，是指针线从正面最右侧黑点0穿针，经过背面、绕切割边，再从正面穿过，针距为0.5-2mm，然后一直重复上述步骤，包覆瓣叶切割边缘11，套圈缝制，形成手工单股线锁边织物结构20，直至整个切割边缘被完全包覆。用万能材料拉伸机，拉伸机夹头间的初始间距为50mm，速度为100 mm/min，以拉断为止检测拉力值。
表1
从表1数据可知，单股锁边线距离瓣叶切割边缘低于1mm的拉力值为10.5 N；单股锁边线距离瓣叶切割边缘在1-1.5mm之间的拉力值为20N；单股锁边线距离瓣叶切割边缘大于1.5mm的拉力值为20N；由于锁边结构不宜离边缘太远，因此单股锁边线下针位置与瓣叶切割边缘的距离优选1-1.5mm。
上述仅为本发明的部分优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明技术方案的构思范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。
Claims (12)
1.一种高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，其特征在于，所述织物结构包括经纬线编织的高分子纺织瓣叶，所述高分子纺织瓣叶切割后的边缘与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置，在距离所述瓣叶边缘上1-1.5mm处下针形成锁边结构，且所述锁边结构与所述经纬线成夹角设置。
2.根据权利要求1所述的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，其特征在于：所述高分子纺织瓣叶的切割边缘与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成45°夹角设置。
3.根据权利要求1所述的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，其特征在于：所述锁边结构与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成45°夹角设置。
4.根据权利要求1所述的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，其特征在于：所述锁边结构上相邻下针位置的距离为0.5-2mm。
5.根据权利要求1所述的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构，其特征在于，所述高分子纺织瓣叶的经纬线密度为200-300根/英寸。
6.一种制造权利要求1所述的织物结构的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采用经纬线编织形成高分子纺织瓣叶，所述高分子纺织瓣叶切割后的边缘与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置，采用锁边线在距离经纬编织的高分子纺织瓣叶边缘1-1.5mm处下针，形成的锁边结构，且所述锁边结构与所述高分子纺织瓣叶的经纬线成夹角设置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用手工锁边时，所述手工锁边的缝制方法包括单股线锁边，所述单股线锁边包括以下步骤：
（a）采用单股的锁边线穿针；
（b）从所述高分子纺织瓣叶的编织起点正面下针穿至所述瓣叶的反面，所述锁边线绕过所述瓣叶的边缘并回到所述瓣叶的正面；
（c）再从所述高分子纺织瓣叶正面下针，以使所述锁边线包覆所述瓣叶边缘，且相邻两次下针的针距为0.5-2mm；所述锁边线与经纬线夹角为35-55°；
（d）重复步骤（c），沿瓣叶边缘缝制。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用手工锁边时，所述手工锁边的缝制方法还包括双股线锁边，所述双股线锁边包括以下步骤：
（1）采用双股的锁边线穿针；
（2）从所述高分子纺织瓣叶的编织起点的正面下针穿过瓣叶至反面；
（3）再从所述高分子纺织瓣叶反面下针穿至所述瓣叶的正面，所述下针位置与步骤（2）下针位置的针距为0.5-2mm，锁边线与瓣叶边缘平行；
（4）再从所述高分子纺织瓣叶正面下针穿至瓣叶的反面，且下针位置位于步骤（2）和步骤（3）中两次下针位置之间，所述下针处与步骤（3）下针处的针距为0.5-2mm，锁边线与瓣叶边缘平行；所述锁边线与经纬线夹角为45°；
（5）重复步骤（3）和步骤（4），沿瓣叶边缘缝制。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的针距大于步骤（4）中的针距；且所述步骤（3）中的针距为1mm。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用针织编链结构锁边缝
制，所述针织编链结构为闭口编链。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述锁边线选自与纺织瓣叶相同的丝线或医用缝合线。
12.根据权利要求1所述的高分子纺织瓣叶边缘锁边的织物结构在人工心脏瓣膜材料中的应用。
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