CN117298323A - 一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线及其制备方法。本发明先将猪跟腱进行脱脂、溶胀处理，高速搅碎呈浆糊状后提取其中的胶原蛋白纤维，经冻干处理后溶胀，提纯，得到纯化胶原蛋白纤维。将该胶原蛋白纤维与壳聚糖等进行混合，制备成纺丝液。纺丝液通过湿法纺丝技术制成粗细均匀的线状样品，所得样品再经过碱液固化成型、有机溶剂脱水、干燥等步骤后制成连续的长丝，最后经干燥即得手术缝合线。该缝合线不仅具备良好的力学性能，而且具有抗菌性、血液相容性以及细胞相容性，天然无毒，可体内降解吸收，术后无需拆线，能够有效促进创口愈合等优势。

Description

一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线及其制备方法。

背景技术

手术缝合线是外科医学上的必需物品，在各种大大小小的临床手术过程中发挥重要作用，是外科手术中使用最广泛的医疗器械，用于支撑和连接受损的皮肤或组织，使伤口尽快愈合。例如，组织、器官、皮肤、血管的切口与创伤，大动脉的缝合，心脏瓣膜的移植，肌腱的缝合等都需要使用手术缝线。随着医学的进步，生物医疗器械行业也在不断地进步，为了满足临床医疗的需求，手术缝合线的种类、材质和特性也在不断地发生改变和升级，以满足越来越多的外科手术的不同需求。根据降解性可将其分为可吸收和不可吸收两类缝合线，其中，不可吸收缝合线不可降解，术后需拆线，存在二次感染、二次创伤的风险；可吸收缝合线可在人体内降解，免疫原性小，其降解物可在2～6个月内随人体新陈代谢排出，免除了病人二次拆线的痛苦，且可以减少瘢痕的生成，使伤口愈合更好更美观。因此，可吸收缝合线越来越受到人们的青睐。

胶原蛋白是组织工程中制造支架的常用材料之一，胶原蛋白是天然高分子材料，具有独特的右旋三螺旋结构，由此组成的胶原纤维可通过纺丝工艺制备成具有一定力学性能的胶原蛋白缝合线。这种天然聚合物具有生物相容性、生物降解性、无毒性、低免疫原性、长期稳定性等诸多医疗应用优势。

伤口感染是医学上普遍存在的问题，所有的缝合线均会引起一定程度的炎症，特别是编织缝合线。目前，市场上的商品化可吸收缝合线大多为聚乙醇酸等高分子聚合物材料，不含抗菌抗炎等生物功能，降解反应较快，降解产物强度大，且结构上为复丝编织缝合线，由于这种缝合线是由几根甚至多根细丝经编织、缠绕、加捻而成的均匀细线，每根细丝之间的空隙更容易隐藏细菌，导致伤口存在感染的风险增大。为此，天然材料由于具有生物相容性、生物降解性、无毒性等优点，而逐渐成为制备缝合线的重要原料。比如，公开号为CN113663115A、CN112089885A的发明专利使用羊肠线制备胶原蛋白可吸收缝合线，但羊肠线存在组织反应大，制品规格不易控制的缺点。公开号为CN104587522A、CN111790001A的发明专利分别使用海狸鼠尾胶原蛋白和鱼螵胶原蛋白制备缝合线，且都采用了戊二醛进交联处理交联，会给缝合线带来一定毒性。公开号为CN105854068A的发明专利使用海藻酸钠、聚乙烯醇、黄连素三种成分通过静电纺丝制备缝合线，该缝合线以黄连素作为抑菌成分，其中4％黄连素对大肠杆菌的抑菌率为97.1％，抑菌效果好，但高浓度的抑菌成分加入同时也会带来一定的细胞毒性。公开号为CN109078215A的发明专利采用静电纺丝的方式生产胶原蛋白纤维，再以猪皮胶原蛋白、壳聚糖、仙人掌提取液制备纺丝液，以六氟异丙醇和三氟乙酸为溶剂进行静电纺丝，但氟代醇和高压条件会使胶原蛋白在一定程度上发生变性，所制得的缝合线的溶血率为3.5％～4.3％，该数值在不发生溶血的标准(0～5％)范围内偏高。公开号为CN115300662A、CN107475812A的发明专利以壳聚糖为主要材料进行静电纺丝制备缝合线，但其抗拉强度为30MPa～50MPa，机械性能偏低，难以满足临床应用需求。可见，虽然由天然材料制备的缝合线具有更高的安全性，但由于天然材料的强度通常较低，一般需要通过交联来提高材料的强度，但交联剂的毒性为缝合线的生物安全性又带来了风险，导致天然材料在缝合线中的应用受到一定的挑战。因此，有必要研发出一种更优异且具有抗菌抗炎效果的生物功能性缝合线。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种猪跟腱胶原蛋白材料可吸收抗菌手术缝合线，该缝合线是以猪跟腱胶原蛋白纤维为原材料制备的具有抗菌抗炎效果的生物功能性缝合线，成分简单且安全，属于通过湿法纺丝工艺经单根成形而得到的缝合线，力学性能好，无需交联，不仅能减少伤口感染、加速伤口愈合、血液相容性好、降解产物无毒无害，而且能够快速、大量、低成本地制造出来。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，包括以下步骤：

S1、从猪跟腱中提取胶原蛋白纤维：猪跟腱去油脂后，用0.5～1M醋酸溶液溶胀，再将表面的白色粘膜去除，并将所得胶原切成小块，再次用醋酸充分溶胀；然后将溶胀切片后的猪跟腱通过胶体磨制成浆状胶原，再经过滤、盐析、透析后得到较纯净的胶原蛋白纤维，最后经干燥得到胶原纤维海绵；本方法提取的胶原蛋白结构完整，分子量大，可以最大限度保持胶原纤维的三维组织结构，用此胶原蛋白制备的缝合线具有较好的力学性能，无需交联处理。本发明从猪跟腱中提取胶原蛋白纤维，可充分去除猪跟腱中的脂肪、色素等杂质，并保留天然大分子结构。同时，经过醋酸溶液溶胀，纺丝液浓度高、粘度大，纺制的纤维机械强度更高，适合用作缝合线制备的原材料。

S2、纺丝液的配制：将步骤S1的胶原纤维海绵、壳聚糖以及抗菌消炎成分一起溶解于醋酸溶液中，混匀后经离心脱泡后制备成纺丝液；

S3、纺丝：利用自制的湿法纺丝装置进行纺丝，所述湿法纺丝装置包括注射泵、注射器、导管、立式凝固浴槽、乙醇脱水槽和收卷器，首先将纺丝液装入注射器中，均匀挤出缝合线粗成品，缝合线粗成品经注射泵挤压后通过导管直接进入含有由氨水和丙酮组成的碱液凝固浴的立式凝固浴槽中，经中和成型形成线条状后，再进入乙醇脱水槽进行脱水，之后缠绕在收卷器上自然晾干；本发明的缝合线湿法纺丝连续制备成型方法，湿法纺丝过程中不需要进行交联处理，简化了工艺步骤，制备得到的缝合线力学性能好、外观圆润均一、无毛刺、无裂纹，单根湿法纺丝成型，且具有优良的生物相容性和降解性。

S4、将完全晾干的缝合线浸泡在PBS溶液中进行溶胀平衡，悬挂自然晾干，得到缝合线成品。

本发明所制备的猪跟腱胶原蛋白手术缝合线具有优良的生物相容性、血液相容性、降解性和抗菌性能，同时还具有很高的强度和良好的韧性(直径范围为0.15～0.25mm，拉伸测试最大拉力范围为2～5N，拉升强度范围为100～200MPa，断裂伸长率为20％～50％)，无需交联处理。可见，采用本发明方法制备的缝合线可应用于皮肤创面的修复和愈合相关外科手术的医用耗材领域。

优选地，步骤S1从猪跟腱中提取胶原蛋白纤维过程中的温度保持在4～18℃(不需要酶的加入)。

优选地，步骤S2的纺丝液中，胶原蛋白纤维的浓度为10～20mg/mL，壳聚糖的浓度为1～8mg/mL，抗菌消炎成分的质量浓度为0.1％～10％。

更优选地，步骤S2中，所述抗菌消炎成分包括盐酸黄连素和姜黄素中的至少一种,其中，盐酸黄连素的质量浓度为0.1％～1％，姜黄素的质量浓度为0.1％～10％。本发明所制备的缝合线主要依靠胶原蛋白纤维和壳聚糖两种成分即可成型，在此缝合线的基础上，盐酸黄连素、姜黄素等其他成分为功能性成分或辅助成分。其中，胶原蛋白与壳聚糖的复合有利于提高材料的机械性能，用胶原蛋白来改善壳聚糖的生物相容性，用壳聚糖来提高胶原蛋白的可纺性。此外，姜黄素具有抗菌消炎的功能，盐酸黄连素具有良好的抗菌性能。

优选地，步骤S2中，所述壳聚糖的脱乙酰度大于95％、粘度为400mPa.s。

优选地，步骤S3纺丝的具体流程未：将纺丝液装入注射器中，在注射泵的推动下粘稠的纺丝液通过注射器从导管挤出，导管的末端连接有注射头，与凝固浴槽中的凝固浴液面接触，凝固浴液的成分为氨水和丙酮混合溶液，经注射头挤出的样品在凝固浴中固化成型形成线条状后，再使线条状的样品进入70％～75％乙醇脱水槽中脱水0.5～1h，最后将成型的样品缠绕在矩形线框收卷器上，自然晾干。

更优选地，注射泵的挤出速度为30-50mL/h，导管的直径为1-2mm，注射头的口径为1-2mm。

更优选地，导管末端伸入凝固浴液面以下0.5～1cm距离。

更优选地，步骤S3中，所述碱液凝固浴由25％～28％氨水与丙酮以40:1的体积比混合配制而成。

优选地，步骤S1中，猪跟腱分别用1M碳酸钠溶液、20％乙醇浸泡脱去油脂。

优选地，步骤S4中，PBS的pH＝7.2～7.4，溶胀平衡时间为1-2h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明用机械法从猪跟腱中分离胶原蛋白纤维，与其它胶原蛋白提取方法相比，区别在于没有酶的加入，因为酶解会使胶原蛋白纤维水解，破坏胶原纤维的三维组织结构，使胶原大分子分子量显著降低，胶原蛋白溶液的粘度低，导致湿法纺丝不易成型且成型后的缝合线机械强度低。比如，与公开号为CN109078215A的发明专利相比，本发明是采用机械法从猪跟腱中直接提取胶原蛋白纤维，再采用湿法纺丝的方式得到缝合线，最后加入姜黄素或黄连素以达到抗菌消炎的效果；而对比专利是使用蛋白酶从猪皮中提取胶原蛋白，采用静电纺丝的方式得到缝合线，加入仙人掌提取液以达到抗菌消炎的效果。相比之下，猪跟腱组织中的脂肪含量非常少，提取的胶原蛋白纤维可以保留其大分子螺旋结构及三维组织结构。相比于猪皮、鱼皮等提取的胶原蛋白，猪跟腱胶原杂质、色素少、分子量大，分子量可达到300kDa以上，其分散溶胀于醋酸溶液后粘度大，机械强度更高，适合于缝合线制备。静电纺丝的高压条件和六氟异丙醇高挥发性溶剂会使胶原蛋白纤维在一定程度上发生变性，使得胶原纤维的机械性能大幅度降低，而湿法纺丝的反应条件温和，能够提高胶原蛋白和壳聚糖复合纤维的机械性能。

(2)本发明选用脱乙酰度大于95％、粘度为400mPa.s的高粘度壳聚糖，该壳聚糖具有更好的酸溶性，有利于湿法纺丝。

(3)本发明中的自制湿法纺丝装置结构简单，无需高昂设备，生产工艺简洁高效，制备的缝合线可塑性好，通过调整纺丝液成分配比来制备缝合线，在基础缝合线中可加入盐酸黄连素抗菌药物或姜黄素抗菌抗炎药物，这些药物能够在缝合线中持续释放，且不影响缝合线的力学性能，无需交联，能够预防伤口感染，加速伤口愈合。

(4)本发明的胶原蛋白抗菌缝合线具有原料来源广泛、生产工艺简单、配方成分安全、无毒性、无环境污染、可规模化生产制备等特点。

总体而言，本发明扩展了猪跟腱胶原蛋白纤维在医疗上的应用，通过湿法纺丝工艺减少了交联这一步骤，使得制备工艺更加简单，也解决了现有可吸收缝合线在外观结构上给皮肤伤口带来的摩擦损伤和感染风险，且能够体内降解，有持续抗菌的优点。

附图说明

图1为自制湿法纺丝装置的示意图；

图中，1-注射泵，2-注射器，3-导管，4-立式凝固浴槽，5-乙醇脱水槽，6-样品，7-收卷器。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到。

实施例1一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法

1、猪跟腱胶原蛋白的提取：

将备用的猪跟腱从-20℃冰箱中取出解冻，用纯净水清洗三遍，洗去表面附着的杂物。然后相继用1M碳酸钠溶液、20％乙醇分别浸泡2h，脱去表面油脂后用纯净水再次清洗。再用1M醋酸溶液浸泡猪跟腱，10℃下溶胀过夜。用手术剪将表面的白色粘膜、肌腱剔除，之后将经醋酸溶胀后呈透明晶冻状的胶原切成1cm厚的小块，继续用醋酸充分溶胀(至大小不再变化为止)，溶胀过程中保持浸泡液温度不高于18℃。

将溶胀切片后的猪跟腱通过高剪切力的胶体磨(型号L80，上海鼎广机械设备有限公司)得到浆状胶原蛋白，再用两层粗纱布过滤掉胶原蛋白溶液中的不溶性小颗粒，加入饱和NaCl溶液经盐析后得到白色絮状沉淀，收集沉淀用纯水透析24h，得到提纯的胶原纤维，再用真空冷冻干燥机冻干后得到胶原纤维海绵。

2、湿法纺丝制备缝合线(制备所涉及的装置如图1所示)：

(1)纺丝液的配制：取冻干胶原海绵0.24g、壳聚糖(脱乙酰度95％，粘度400mPa.s)0.06g，于20℃环境中一起加入到12mL 0.5M醋酸溶液中，搅拌溶解后，得到的纺丝液呈透明无色，再经离心脱泡后制备成纺丝液，4℃冰箱中保存备用。该纺丝液配方中胶原蛋白纤维的含量为20.00mg/mL、壳聚糖的浓度为5.00mg/mL，固形物的总浓度为25.00mg/mL，胶原与壳聚糖的含量比例为4:1，纺丝液流动性较好，可纺性好。

(2)湿法纺丝：将纺丝液装入注射器2中，设置注射泵1的注射速度为40mL/h，在注射泵1的推动下粘稠的纺丝液通过注射器从导管3挤出，导管3的末端连接有一个口径为φ1mm的注射头，与凝固浴槽4中的凝固浴液面接触，导管末端伸入凝固浴液面以下0.5～1cm距离，凝固浴液的成分为25-28％的氨水和丙酮以40:1的体积比组成的混合溶液，经注射头挤出的样品6在凝固浴中固化成型10min后，形成线条状，再使线条状的样品6进入75％乙醇脱水槽5中脱水30min，最后将成型的样品6缠绕在矩形线框收卷器7上，自然晾干。

(3)洗涤及保存：将完全晾干的缝合线浸泡在PBS(pH＝7.2)溶液中溶胀平衡约1h，洗去表面残留溶剂，自然晾干，用密封袋盛装于干燥器内保存，得到缝合线成品0.23g。

上述制备得到的缝合线粗细均匀，无油脂残留、无裂纹毛刺，产品平均直径为0.19mm。

3、拉伸测试：

用万能试验机对上述缝合线进行拉伸测试，将样品两端用防滑胶布固定于试样夹上，样品的有效测试长度为30mm，设置万能试验机的标距为30mm，拉伸速度为5mm/min，当试样被拉断时测试结束，同一样品测试三次。测试得到的平均最大拉力为3.44N，平均拉伸强度为121.55MPa，平均断裂伸长率为42.33％。

4、抗菌性能评价：

将上述缝合线紫外照射灭菌0.5h后，取手术缝合线分别与大肠杆菌K-12(E.coliK-12，ATCC 700926)、绿脓杆菌PAO1(P.aeruginosa，PAO1)和金黄色葡萄球菌ATCC 25923(S.aureus，ATCC 25923)共培养后涂布琼脂板，进行抗菌性能测试。具体步骤为：将各菌液的浓度为10⁴/mL，以1mg/mL的比例与缝合线材料混合，于37℃生化培养箱中培养48h，然后取200μL共培养后的菌液涂布在无菌的琼脂板上，继续在生化培养箱中培养12h，待琼脂板上长出菌落后记录菌落数量，并计算抑菌率。测试结果发现，该缝合线对大肠杆菌的抑菌率为42.23％±2.96％，对绿脓杆菌的抑菌率为44.89％±14.35％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为25.3％±5.14％。

5、体外降解性能评价：

分别取上述手术缝合线10mg，各加入2mL降解液后，混合于离心管中并密封，降解液分别有三种：PBS、伤口模拟液(1g/L的蛋白胨/生理盐水溶液，以1:1的体积比与胎牛血清均匀混合)、酶解液(酶活力为1g:3000U的胃蛋白酶用pH＝7.4PBS配制成5U/mL的胃蛋白酶溶液)，该缝合线分别在每种降解液中设置三个平行样。将密封后的样品置于37℃的恒温摇床中进行震荡(100rad/min)培养，每24h换一次新鲜的降解液。分别间隔2、4、8、12、22、37、47天取出样品，干燥称重，根据公式计算降解率：(W₁-W₂)/W₁×100％，式中W₁为材料初始质量，W₂为材料降解后的质量。测试结果发现，在降解47天后，缝合线在PBS中的降解率为63.69％±5.32％，在伤口模拟液中的降解率为76.00％±1.07％，在酶解液中的降解率为62.93％±1.64％。

6、溶血率评价：

从SD大鼠中采集新鲜全血并用柠檬酸钠抗凝剂处理，静置后暂存于4℃冰箱中。将上述缝合线以1mg/mL的比例浸泡于生理盐水中，于37℃水浴锅中孵育1h备用。将实验设置为三组，以缝合线材料为实验组，蒸馏水为阴性对照组，生理盐水为空白对照组，在每组中加入用生理盐水稀释五倍后的新鲜血液200μL，在37℃水浴锅中孵育1h后，1500r/min离心20min，取上清液于96孔板中，用酶标仪在540nm波长处检测吸光度，按照以下公式计算材料溶血率：

公式中，ODsample代表实验组样品的吸光度，ODnegative代表阴性对照组的吸光度，ODblank空白对照组的吸光度。经计算得到该缝合线的溶血率为0.6％±0.06％。

7、细胞毒性评价：

将上述手术缝合线材料快速掠过75％酒精，然后在紫外灯下照拂灭菌5h。将处理后的实验材料以1mg/mL的比例与DMEM完全培养基混合于六孔板中后，放置在37℃摇床中恒温孵育24h，在超净工作台中用0.22μm的无菌滤膜对浸提液进行过滤除菌，得到材料浸提液，4℃密封保存备用。另外，用胰酶将培养瓶中处于对数生长期的HSF细胞消化下来，稀释细胞悬液至细胞数量为5×10⁴个/mL，取洁净的96孔板，每个孔中加入100μL稀释过的细胞悬液，即每孔种板5000个细胞，将种好的细胞培养板放置37℃、5％ CO₂培养箱中进行培养。在种板的第二天换液，将材料组的培养基更换为上述浸提液，阴性对照组细胞孔中更换为新鲜DMEM完全培养基，空白对照组则只加入DMEM完全培养基(未种植细胞)。分别在1、3、5天时检查细胞在96孔板内的增殖情况。结果发现，该缝合线处理1d时的细胞存活率为109.30％±16.85％，3d时的细胞存活率为99.95％±3.40％，5d时的细胞存活率为99.18％±8.49％。

上述测试表征结果说明该手术缝合线具有很高的强度和良好的韧性，生物降解性好，同时具有优良的生物相容性和血液相容性，还具有较好的抑菌性能，其中对这三种致病菌的抑菌性能由高到低排列为：P>E>S。

实施例2一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法

1、所述猪跟腱胶原蛋白的提取方法同实施例1。

2、所述缝合线的制备方法包括以下步骤：

(1)纺丝液的配制：取冻干胶原海绵0.24g、壳聚糖(脱乙酰度95％，粘度400mPa.s)0.06g，于20℃环境中一起加入到12mL 0.5M醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入0.3％(w/w)盐酸黄连素，继续搅拌至完全溶解，得到的纺丝液呈浅黄色，经离心脱泡后制备成纺丝液，4℃冰箱中保存备用。该纺丝液配方中胶原蛋白的浓度为20.00mg/mL、壳聚糖的浓度为5.00mg/mL，固形物浓度的总浓度为25.08mg/mL，纺丝液流动性较好，可纺性适中。

(2)湿法纺丝：操作流程及方法同实施例1。

(3)洗涤及保存：将完全晾干的缝合线浸泡在PBS(pH＝7.2)溶液中溶胀平衡约1h，洗去表面残留溶剂，自然晾干，用密封袋盛装于干燥器内保存，得到缝合线成品0.25g。

上述制备得到的缝合线粗细均匀，无油脂、无裂纹毛刺，经测量平均直径为0.18mm。

3、拉伸测试：

用万能试验机对上述缝合线进行拉伸测试，将样品两端用防滑胶布固定于试样夹上，样品有效测试长度为30mm，设置万能试验机的标距为30mm，拉伸速度为5mm/min，当试样被拉断时测试结束，同一样品测试三次。测试得到的平均最大拉力为3.43N，平均拉伸强度为135.04MPa，平均断裂伸长率为37.23％。

4、抗菌性能评价：具体操作步骤同实施例1。该缝合线对大肠杆菌的抑菌率为97.68％±1.10％，对绿脓杆菌的抑菌率为95.77％±0.75％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为97.39％±4.01％。

5、溶血率测试：具体操作步骤同实施例1。经计算该缝合线的溶血率为0.26％±0.26％。

6、细胞毒性评价：具体操作步骤同实施例1。结果发现，该缝合线在1d时的细胞存活率为100.75％±11.84％，在3d时的细胞存活率为96.83％±6.47％，在5d时的细胞存活率为105.80％±17.32％。

上述实验结果说明该手术缝合线不仅具有很高的强度和良好的韧性，而且具有优良的生物相容性、血液相容性和较高的抑菌性能，其中该缝合线对这三种致病菌的抑菌性能由高到低排列为：E>S>P。

实施例3一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法

1、所述猪跟腱胶原蛋白的提取方法同实施例1。

2、所述缝合线的制备方法包括以下步骤：

(1)纺丝液的配制：取冻干胶原海绵0.24g、壳聚糖(脱乙酰度95％，粘度400mPa.s)0.06g，于20℃环境中一起加入到12mL 0.5M醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入0.8％(w/w)盐酸黄连素，继续搅拌至完全溶解，得到的纺丝液呈浅黄色，经离心脱泡后制备成纺丝液，4℃冰箱中保存备用。该纺丝液配方中胶原蛋白浓度为20.00mg/mL、壳聚糖浓度为5.00mg/mL，固形物浓度总浓度为25.20mg/mL，纺丝液流动性一般，可纺性适中。

(2)湿法纺丝：流程及方法同实施例1。

(3)洗涤及保存：将完全晾干的缝合线浸泡在PBS(pH＝7.2)溶液中溶胀平衡约1h，洗去表面残留溶剂，自然晾干，用密封袋盛装于干燥器内保存，得到缝合线成品0.24g。

上述制备得到的缝合线粗细均匀，表面无油污、毛刺，经测量平均直径为0.21mm。

3、拉伸测试：

用万能试验机对缝合线进行拉伸测试，将样品两端用防滑胶布固定于试样夹上，样品的有效测试长度为30mm，设置万能试验机的标距为30mm，拉伸速度为5mm/min，当试样被拉断时测试结束，同一样品测试三次。测试得到的平均最大拉力为4.15N，平均拉伸强度为119.94MPa，平均断裂伸长率为46.45％。

4、抗菌性能评价：具体操作步骤同实施例1。该缝合线对大肠杆菌的抑菌率为99.71％±0.16％，对绿脓杆菌的抑菌率为98.93％±0.67％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99.63％±0.36％。

5、体外降解测试：具体操作步骤同实施例1。在降解47天后，该缝合线在PBS中的降解率为65.11％±1.67％，在伤口模拟液中的降解率为83.28％±4.04％，在酶解液中的降解率为74.72％±0.33％。

6、溶血率测定：具体操作步骤同实施例1。经计算该缝合线的溶血率为0.30％±0.13％。

7、细胞毒性评价：具体操作步骤同实施例1。结果发现，1d细胞存活率为99.80％±9.89％，3d细胞存活率为95.50％±2.38％，5d细胞存活率为89.35％±6.28％。

上述实验结果说明该手术缝合线不仅具有很高的强度和良好的韧性，优良的生物相容性和血液相容性，而且生物降解性好，具有较高的抑菌性能，其中对这三种致病菌的抑菌性能由高到低排列为：E>S>P。

实施例4一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法

1、所述猪跟腱胶原蛋白的提取方法同实施例1。

2、所述缝合线的制备方法包括以下步骤：

(1)纺丝液的配制：取冻干胶原海绵0.24g、壳聚糖(脱乙酰度95％，粘度400mPa.s)0.06g，于20℃环境中一起加入到12mL 0.5M醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入1％(w/w)姜黄素，继续搅拌至完全溶解，得到的纺丝液呈浅橙黄色，经离心脱泡后制备成纺丝液，4℃冰箱中保存备用。该纺丝液配方中胶原蛋白浓度为20.00mg/mL、壳聚糖浓度为5.00mg/mL，固形物浓度总浓度为25.28mg/mL，纺丝液流动性一般，可纺性适中。

(2)湿法纺丝：流程及方法同实施例1。

(3)洗涤及保存：将完全晾干的缝合线浸泡在PBS(pH＝7.2)溶液中溶胀平衡约1h，洗去表面残留溶剂，自然晾干，用密封袋盛装于干燥器内保存，得到缝合线成品0.26g。

上述制备得到的缝合线粗细均匀，表面无油污、毛刺，经测量平均直径为0.18mm。

3、拉伸测试：

用万能试验机对缝合线进行拉伸测试，将样品两端用防滑胶布固定于试样夹上，样品的有效测试长度为30mm，设置万能试验机的标距为30mm，拉伸速度为5mm/min，当试样被拉断时测试结束，同一样品测试三次。测试得到的平均最大拉力为3.58N，平均拉伸强度为140.94MPa，平均断裂伸长率为39.40％。

4、抗菌性能评价：具体操作步骤同实施例1。该缝合线对大肠杆菌的抑菌率为92.13％±1.26％，对绿脓杆菌的抑菌率为57.37％±7.08％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为63.96％±9.85％。

5、溶血率测定：具体操作步骤同实施例1。经计算该缝合线的溶血率为0.56％±0.01％。

6、细胞毒性评价：具体操作步骤同实施例1。结果发现，该缝合线在1d时的细胞存活率为107.20％±1.43％，在3d时的细胞存活率为102.50％±2.10％，在5d时的细胞存活率为97.30％±2.56％。

上述实验结果说明该手术缝合线不仅具有很高的强度、良好的韧性、优良的生物相容性和血液相容性，而且具有较高的抑菌性能，其中对这三种致病菌的抑菌性能由高到低排列为：E>S>P。

实施例5一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法

1、所述猪跟腱胶原蛋白的提取方法同实施例1。

2、所述缝合线的制备方法包括以下步骤：

(1)纺丝液的配制：取冻干胶原海绵0.24g、壳聚糖(脱乙酰度95％，粘度400mPa.s)0.06g，于20℃环境中一起加入到于12mL 0.5M醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入3％(w/w)姜黄素，继续搅拌至完全溶解，得到的纺丝液呈现橙黄色，经离心脱泡后制备成纺丝液，4℃冰箱中保存备用。该纺丝液配方中胶原蛋白浓度为20.00mg/mL、壳聚糖浓度为5.00mg/mL，固形物浓度总浓度为25.28mg/mL，纺丝液流动性较差，可纺性一般。

(2)湿法纺丝：流程及方法同实施例1。

(3)洗涤及保存：将完全晾干的缝合线浸泡在PBS(pH＝7.2)溶液中溶胀平衡约1h，洗去表面残留溶剂，自然晾干，用密封袋盛装于干燥器内保存，得到缝合线成品0.27g。

上述制备得到的缝合线粗细均匀，无毛刺，经测量平均直径为0.19mm。

3、拉伸测试：

用万能试验机对缝合线进行拉伸测试，将样品两端用防滑胶布固定于试样夹上，样品的有效测试长度为30mm，设置万能试验机的标距为30mm，拉伸速度为5mm/min，当试样被拉断时测试结束，同一样品测试三次。测试得到的平均最大拉力为4.60N，平均拉伸强度为162.54MPa，平均断裂伸长率为27.80％。

4、抗菌性能评价：具体操作步骤同实施例1。该缝合线对大肠杆菌的抑菌率为98.23％±0.32％，对绿脓杆菌的抑菌率为96.41％±2.22％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为81.81％±9.50％。

5、体外降解表征：具体操作步骤同实施例1。在降解47天后，缝合线在PBS中的降解率为62.87％±1.41％，在伤口模拟液中的降解率为77.23％±8.24％，在酶解液中的降解率为67.36％±3.49％。

6、溶血率测定：具体操作步骤同实施例1。经计算该缝合线的溶血率为1.28％±0.39％。

7、细胞毒性评价：具体操作步骤同实施例1。结果发现，该缝合线在1d时的细胞存活率为105.58％±7.48％，在3d时的细胞存活率为101.08％±5.12％，在5d时的细胞存活率为97.05％±5.71％。

上述实验结果说明该手术缝合线不仅具有很高的强度和良好的韧性，优良的生物相容性和血液相容性，而且生物降解性好，具有较高的抑菌性能，其中对这三种致病菌的抑菌性能由高到低排列为：E>P>S。

综上可见，本发明先将猪跟腱进行脱脂、溶胀处理，高速搅碎呈浆糊状后提取其中的胶原蛋白纤维，经冻干处理后反复溶胀，不破坏胶原的纤维结构，提取得到胶原蛋白纤维，然后将该胶原蛋白纤维、壳聚糖以及抗菌消炎成分等按照一定比例混合，制备成纺丝液，纺丝液再利用自制湿法纺丝装置通过湿法纺丝技术挤成均匀的线状样品，线状样品再经过碱液中和成型、有机溶剂脱水、干燥等步骤后制成连续的长丝，最后经干燥即得手术缝合线。所得缝合线具备良好的力学性能，其直径范围为0.15～0.25mm，拉伸测试最大拉力范围为2～5N，拉升强度范围为100～200MPa，断裂伸长率为20％～50％。同时，还具有抗菌、血液相容性以及细胞相容性，天然无毒，可体内降解吸收，术后无需拆线，能够有效促进创口愈合等优势。有望用于外科手术中皮肤伤口的缝合，具有重要的潜在应用价值。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从猪跟腱中提取胶原蛋白纤维：猪跟腱除杂脱脂后，用0.5～1M醋酸溶液溶胀，再将表面的白色粘膜去除，并将所得胶原切成小块，再次用醋酸充分溶胀；然后将溶胀切片后的猪跟腱通过胶体磨制成浆状胶原，再经过滤、盐析、透析后得到较纯净的胶原蛋白纤维，最后经真空冷冻干燥得到胶原纤维海绵；

S2、纺丝液的配制：将步骤S1的胶原纤维海绵、壳聚糖以及抗菌消炎成分一起溶解于醋酸溶液中，混匀后经离心脱泡后制备成纺丝液；

S3、纺丝：利用自制的湿法纺丝装置进行纺丝，所述湿法纺丝装置包括注射泵、注射器、导管、立式凝固浴槽、乙醇脱水槽和收卷器，首先将纺丝液装入注射器中，均匀挤出缝合线粗成品，缝合线粗成品经注射泵挤压后通过导管直接进入含有由氨水和丙酮组成的碱液凝固浴的立式凝固浴槽中，经中和成型形成线条状后，再进入乙醇脱水槽进行脱水，之后缠绕在收卷器上自然晾干；

S4、将完全晾干的缝合线浸泡在PBS溶液中进行溶胀平衡，自然晾干，得到缝合线成品。

2.根据权利要求1所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S1从猪跟腱中提取胶原蛋白纤维过程中的温度保持在4～18℃。

3.根据权利要求1所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S2的纺丝液中，胶原蛋白纤维的浓度为10～20mg/mL，壳聚糖的浓度为1～8mg/mL，抗菌消炎成分的质量浓度为0.1％～10％。

4.根据权利要求3所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述抗菌消炎成分包括盐酸黄连素和姜黄素中的至少一种,其中，盐酸黄连素的质量浓度为0.1％～1％，姜黄素的质量浓度为0.1％～10％。

5.根据权利要求1所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述壳聚糖的脱乙酰度大于95％、粘度为400mPa.s。

6.根据权利要求1所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S3纺丝的具体流程为：将纺丝液装入注射器中，在注射泵的推动下纺丝液通过注射器从导管挤出，导管的末端连接有注射针头，与凝固浴槽中的由氨水和丙酮组成的碱液凝固浴液面接触，经注射头挤出的样品在凝固浴中固化成型形成线条状后，再使线条状的样品进入70％～75％乙醇脱水槽中脱水0.5～1h，最后将成型的样品缠绕在矩形线框收卷器上，自然晾干。

7.根据权利要求6所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，注射泵的挤出速度为30-50mL/h，导管的直径为1-2mm，注射针头的口径为1-2mm。

8.根据权利要求6所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，导管末端伸入凝固浴液面以下0.5～1cm距离。

9.根据权利要求6所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述碱液凝固浴由25％～28％氨水与丙酮以40:1的体积比混合配制而成。

10.根据权利要求1所述的一种猪跟腱胶原蛋白可吸收抗菌手术缝合线的制备方法，其特征在于，步骤S4中，PBS的pH＝7.2～7.4，溶胀平衡时间为1-2h。