可生物降解和生物活性的縫合線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療用的縫合線及其制備方法，更具體地涉及一種生物降解速度可控的、降解后釋放加載的生物活性成分，具有柔性、強(qiáng)度、釋藥性能的縫合線。
【背景技術(shù)】
[0002]手術(shù)用縫合線可分為在生物體內(nèi)被分解吸收的吸收性縫合線和在生物體內(nèi)不被分解吸收的非吸收性縫合線。該吸收性縫合線和非吸收性縫合線根據(jù)手術(shù)部位或縫合期間等而分開使用。非吸收性縫合線具有手術(shù)中所需要的穩(wěn)定的抗拉強(qiáng)度，但存在這樣的缺點:需要再手術(shù)以除去術(shù)后作為異物而殘存于生物體內(nèi)的縫合線。與此相對，吸收性縫合線由于手術(shù)后在生物體內(nèi)被吸收，因此不需要再手術(shù)。但是，根據(jù)手術(shù)部位，由于手術(shù)后作用于該部位的外力不同，因此，需要根據(jù)目的來控制縫合線的抗拉強(qiáng)度隨時間的變化:分解速度。即，為了在直到手術(shù)部位治愈之前一直結(jié)扎該部位，需要具有規(guī)定的抗拉強(qiáng)度，但是優(yōu)選的是分解速度得到控制的縫合線從而使其在手術(shù)部位治愈的同時被分解。理想縫合線除了要具備可調(diào)控的吸收性、可忽略的毒性、可持久的力學(xué)強(qiáng)度、良好的柔韌性、耐消毒、易滅菌外，還應(yīng)具有抗菌和治療功能。將抗菌消炎藥、止痛藥或其他具有治療效果的藥物如抗癌藥或生物活性物質(zhì)(如生長因子)引入到具有規(guī)定抗拉強(qiáng)度的縫合線內(nèi)部或表面，以消除傷口感染、促進(jìn)傷口愈合、緩解患者痛苦，是醫(yī)用縫合線的一個重要發(fā)展方向。常用的方法是將藥物直接涂敷在縫合線表面，雖對控制術(shù)后感染有一定的作用，但很難實現(xiàn)藥物的受控釋放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種生物體吸收性和生物活性的縫合線，其含有幾丁質(zhì)、殼聚糖或它們的衍生物作為原料，并根據(jù)目的和用途的不同可以容易地控制分解速度；降解后釋放加載的生物活性成分，具有柔性、強(qiáng)度、釋藥及降解等性能的可控性。
[0004]解決課題的手段:
[0005]本發(fā)明提供一種分解速度被控制的同時具有釋藥效果的縫合線，從紡絲原液中紡絲而成的單絲或復(fù)絲制造，其中所述紡絲原液含有選自幾丁質(zhì)、殼聚糖及它們的衍生物中的I種或2種以上成分、以及這些成分的分解酶，其特征在于，所述分解酶混合存在于所述單絲或復(fù)絲的表面及內(nèi)部；由多根超細(xì)紡絲纖維通過同軸共紡技術(shù)及后處理制備而成至少有一根超細(xì)纖維為芯-殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合超細(xì)纖維，該芯材包含生物活性成分，殼為生物可降解性材料。
[0006]以藥物或者生長因子等生物活性成分用作為芯層，分解速度可控紡絲作為殼層，通過同軸共紡可以實現(xiàn)將生物活性成分包覆到復(fù)合超細(xì)纖維芯層的目的，根據(jù)纖維材質(zhì)不同，所含藥物可快釋、常釋、緩釋或受控釋放，由于藥物包裹在超細(xì)纖維的芯層，殼層聚合物起屏障作用，形成一種儲庫型、主要由殼層材料的降解來實現(xiàn)藥物釋放的系統(tǒng)，有利于藥物的受控釋放。
[0007]本發(fā)明的原理是:將同軸共紡得到的加載有生物活性成分的復(fù)合超細(xì)纖維，通過定向收集裝置收集成沿著或者趨向于同一個方向排列的纖維束，再將這些纖維束組合成縫合線。當(dāng)這種縫合線置于生物體內(nèi)后，隨著單根超細(xì)纖維的逐步降解，其內(nèi)所含的生物活性成分就不斷釋放出來。由于單根纖維直徑非常細(xì)小，達(dá)到亞微米級或納米級，因而，單根纖維可以在生物體內(nèi)很容易實現(xiàn)降解，哪怕在縫合線置入的初期也能保證有生物活性成分釋放出來；另一方面，縫合線是由成千上萬根這種超細(xì)纖維組成的，初期的少量纖維降解并不會對縫合線的強(qiáng)度構(gòu)成威脅，就如同鋼絲繩中某些根細(xì)小鋼絲的斷裂并不會對鋼絲繩的強(qiáng)度構(gòu)成威脅一樣。
[0008]芯材中生物活性物資的含量和成分可以按要求進(jìn)行調(diào)整:可以是純的生物活性物質(zhì)，也可以是生物活性物質(zhì)與生物可降解性材料的混合物，其中，生物可降解性材料可以是與殼層相同的生物可降解性材料，也可以是不同于殼層材料的其他生物可降解性材料。
[0009]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的生物活性成分為抗菌消炎藥物、抗癌藥物、止痛藥物，其它傷口縫合處對人體產(chǎn)生作用的藥物生長因子、抗凝血劑、促凝活性物質(zhì)中的一種或其組合物。上述方案的基礎(chǔ)上，所述的生物可降解性材料為聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙醇酸、聚對二氧環(huán)己酮、聚羥基乙酸、乳酸/羥基乙酸共聚物中的一種。
[0010]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的超細(xì)纖維為亞微米級至納米級，外徑為0.0l-1Oum,優(yōu)選外徑為0.l-2um。
【具體實施方式】
[0011]在實施方案中，分解酶負(fù)載于紡絲纖維是這樣進(jìn)行的:從含有幾丁質(zhì)類及其分解酶的紡絲原液中將長絲進(jìn)行紡絲。通過由這樣得到的長絲，可以得到分解酶混合存在于表面及內(nèi)部。上述長絲可以為單絲，也可以為復(fù)絲。
[0012](I)紡絲可以通過一般的濕式紡絲來進(jìn)行。濕式紡絲為通過將紡絲原液排出到凝固液中而得到纖維的方法。將幾丁質(zhì)、殼聚糖或它們的衍生物溶解于其中各成分為適當(dāng)混合比例的公知的混合溶劑中，并進(jìn)行過濾及脫泡處理，將所得的透明的高粘度溶液作為紡絲原液。幾丁質(zhì)類優(yōu)選以相對于溶劑為8-10重量百分比的量溶解。對上述混合溶劑沒有限定，只要是通常使用的溶劑即可，例如可以使用二甲基乙酰胺和氯化鋰的混合溶液、N-甲基吡咯烷酮和氯化鋰的混合溶液、三氯醋酸和鹵代烴的混合溶液等。
[0013]原材料溶液的配制:
[0014]殼層:生物可降解性材料為幾丁質(zhì)粉末或殼聚糖粉末，溶劑為醋酸緩沖液(pH5.6),稱取一定質(zhì)量的幾丁質(zhì)粉末或殼聚糖粉末，溶于溶劑中配成濃度為8-10重量百分比的殼層紡絲溶液，在超聲波中震蕩4-5h，得到透明均勻的殼層紡絲溶液，這樣得到的紡絲原液中預(yù)先混合幾丁質(zhì)的分解酶、殼聚糖的分解酶或它們的衍生物的分解酶。優(yōu)選添加分解酶使得相對于紡絲原液其活性單位為0.0001-10U/g，在此，對酶的活性單位進(jìn)行說明，IU為在I分鐘內(nèi)使Iumol的N-乙?；咸前坊蚱咸前酚坞x的酶活性；芯層:生物活性成分為頭孢噻肟鈉，溶劑為去離子水，稱取不同質(zhì)量的頭孢噻肟鈉，分別溶于溶劑中配成濃度為10重量百分比，20重量百分比，30重量百分比的芯材紡絲溶液；涂層:生物可降解性材料殼聚糖(脫乙酰度80%，分子量10萬左右)，溶劑為I %醋酸溶液，殼聚糖溶于溶劑中配成濃度為I重量百分比的殼聚糖醋酸溶液。
[0015]通過調(diào)節(jié)紡絲原液中所混合的分解酶的量、濃度及活性，可以調(diào)節(jié)縫合線所擔(dān)載的分解酶的量、濃度及活性。因此，根據(jù)上述負(fù)載方法，可以容易地控制縫合線的分解速度。一般而言，縫合線所擔(dān)載的分解酶的量、濃度及活性越高，縫合線的分解速度越快。
[0016](2)載藥超細(xì)纖維線的制備
[0017]采用同軸共紡裝置，將上述殼層紡絲溶液和芯材紡絲溶液分別置于殼層注射泵和芯材注射泵中，殼層注射泵的推動速度為3ml/h ;芯材注射泵的推動速度為0.2ml/h,同軸共紡時控制輸出電壓為20-30KV，電壓與芯層溶液接通，接收距離為10-13cm，接收時間為3-4min，制得的復(fù)合超細(xì)纖維的外徑為0.1-0.68um。
[0018](3)纖維束的制備
[0019]將制得的多數(shù)股纖維束置于80°C下預(yù)熱30秒，并保持在此溫度進(jìn)行拉伸，控制拉伸伸長量50 士 5%，隨后對其進(jìn)行加捻處理，并保持在加捻張力以及90°C溫度熱定型2小時。
[0020](4)載藥編織線的制備
[0021]按上述實施步驟制得的經(jīng)過預(yù)熱、拉伸、加捻及熱定型后處理的纖維束，采用8錠微型編織機(jī)進(jìn)行編織，得到結(jié)構(gòu)緊密、直徑均一的載藥超細(xì)纖維構(gòu)成的編織線。
[0022](5)縫合線的制備及表征
[0023]將上述實施步驟制得的載藥超細(xì)纖維編織線完全浸泡在(I)中配制的殼聚糖醋酸溶液中30分鐘，再用lWt%的氫氧化鈉洗至中性，用去離子水沖洗3遍，在空氣中放置晾干，使得殼聚糖在載藥納米纖維編織線上形成一層致密的薄膜涂敷層。這種縫合線基本滿足美國聯(lián)邦食品與藥品檢驗局關(guān)于縫合線的使用標(biāo)準(zhǔn)。尤其值得指出的是，將載藥縫合線與采用相同材料和步驟制備的非載藥縫合線的拉伸性能進(jìn)行對比，兩者拉伸性能幾無差巳
[0024]為了進(jìn)一步檢驗上述載藥超細(xì)纖維縫合線的適用性，我們將該縫合線應(yīng)用于大鼠上肢肌肉縫合，縫合過程中縫線具有一定的張力，沒有出現(xiàn)斷裂，且28天后的縫合、打結(jié)情況仍然良好，表明這種縫合線可以應(yīng)用于生物組織的縫合。
【主權(quán)項】
1.一種分解速度被控制的同時具有釋藥效果的縫合線，從紡絲原液中紡絲而成的單絲或復(fù)絲制造，其中所述紡絲原液含有選自幾丁質(zhì)、殼聚糖及它們的衍生物中的I種或2種以上成分、以及這些成分的分解酶，其特征在于，所述分解酶混合存在于所述單絲或復(fù)絲的表面及內(nèi)部；由多根超細(xì)紡絲纖維通過同軸共紡技術(shù)及后處理制備而成至少有一根超細(xì)纖維為芯-殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合超細(xì)纖維，該芯材包含生物活性成分，殼為生物可降解性材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述縫合線，其特征在于所述紡絲纖維是在從含有選自幾丁糖、殼聚糖及它們的衍生物中的I種或2種以上成分的紡絲原液紡絲而成的單絲或復(fù)絲的表面上附著所述成分的分解酶而形成的，至少在所述縫合線的表面上附著有所述分解酶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述縫合線，其特征在于，所述的生物活性成分為抗菌消炎藥物、抗癌藥物、止痛藥物，其它傷口縫合處對人體產(chǎn)生作用的藥物生長因子、抗凝血劑、促凝活性物質(zhì)中的一種或其組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述所述縫合線，其特征在于，所述的生物可降解性材料為聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙醇酸、聚對二氧環(huán)己酮、聚羥基乙酸、乳酸/羥基乙酸共聚物中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種分解速度被控制的同時具有釋藥效果的縫合線，從紡絲原液中紡絲而成的單絲或復(fù)絲制造，其中所述紡絲原液含有選自幾丁質(zhì)、殼聚糖及它們的衍生物中的1種或2種以上成分、以及這些成分的分解酶，其特征在于，所述分解酶混合存在于所述單絲或復(fù)絲的表面及內(nèi)部：由多根超細(xì)紡絲纖維通過同軸共紡技術(shù)及后處理制備而成至少有一根超細(xì)纖維為芯-殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合超細(xì)纖維，該芯材包含生物活性成分，殼為生物可降解性材料。
【IPC分類】D01F1-10, D04C1-12, D01F9-00, D01D5-34, A61L17-10, D02G3-02
【公開號】CN104667340
【申請?zhí)枴緾N201310603436
【發(fā)明人】沈攀攀
【申請人】沈攀攀
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月26日