一種可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于骨科醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]前交叉韌帶(anter1r cruciate ligament, ACL)損傷是膝關(guān)節(jié)常見損傷，易造成膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，繼發(fā)半月板、關(guān)節(jié)軟骨損傷，影響日常生活。運用可吸收擠壓界面螺釘固定胭繩肌腱移植物的方法是治療ACL損傷的一種新的可靠的方法，可以使得膝關(guān)節(jié)獲得良好的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的醫(yī)用金屬植入物相比，可吸收高分子材料具有良好的生物相容性，可降解性，一定的力學強度、磁共振下不顯影等特點。市場上現(xiàn)有的可吸收性界面螺釘多是由具有一定結(jié)晶度的線性高分子聚合物聚乳酸(poly L-lactic acide, PLLA)及其共聚物或者無機共混物構(gòu)成。
[0003]以聚乳酸PLA為基體的復合材料作為酯類化合物在體液環(huán)境中的降解可分為3個過程:高聚物吸水、酯鍵的水解斷裂、可溶性低聚物的擴散溶解。聚乳酸在體內(nèi)首先降解為小分子的乳酸，再經(jīng)三羧酸循環(huán)代謝為0)2和H20。降解過程中因化學鍵的斷裂導致材料力學性能的下降。
[0004]以聚乳酸為基體的復合材料的降解具有非均一性的特點:(1)聚乳酸基復合材料內(nèi)部本體降解快于外部表面降解，這是由于在降解過程中表面生成的小分子乳酸因向接觸面的擴散導致了降解變慢，而螺釘內(nèi)部由于乳酸的積聚自催化酯鍵的水解，導致降解變快。降解的早期階段是非晶區(qū)的水解，其次是晶區(qū)的水解。非結(jié)晶區(qū)降解吸收速度較快，結(jié)晶區(qū)降解吸收時間長。即結(jié)晶度越高，降解時間越慢。分子量越小，降解越快。骨科臨床實際使用的PLLA植入材料的結(jié)晶度大約為37%。(2)由于本體降解速度快于表面降解速度，導致在一定時期內(nèi)材料表面致密度比內(nèi)部高，并觀測到內(nèi)部由于降解吸收留下的空洞，最終形成表面沒有完全降解的高聚物組成的中空結(jié)構(gòu)。(3)除了化學腐蝕之外，降解過程中由于物理分層脫落，導致出現(xiàn)不易被人體完全降解吸收的并可能引起異物刺激反應(yīng)的較大的降解顆粒/碎片的堆積。(4)聚乳酸降解過程中由于酸性產(chǎn)物的堆積引起局部酸度增高導致組織和細胞損害而引發(fā)非特異性無菌炎癥反應(yīng)。堿性物質(zhì)(如碳酸鈣、碳酸氫鈣、碳酸氫鈉、羥基磷灰石等)的加入則有助于緩解聚合物因降解產(chǎn)生的pH值下降。
[0005]以聚乳酸為基體的共聚物也可通過熔體紡絲制備成纖維狀，其纖維織物可被用于界面螺釘?shù)陌?。由于在紡絲過程中聚乳酸大分子鏈結(jié)構(gòu)單元的取向作用，使得分子結(jié)構(gòu)排列更加規(guī)整，結(jié)晶度增加，紡絲及其由紡絲微織成的網(wǎng)狀物強度也因此得到大幅度提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘及其制備方法，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:緩解以聚乳酸為基體的復合材料界面螺釘因降解不均導致的空洞效應(yīng)及降解顆粒堆積導致的炎癥反應(yīng)，與此同時減弱界面螺釘螺紋對肌腱表面的切割引起的固定強度的下降。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘，其包括可吸收界面螺釘和網(wǎng)狀增強材料，所述可吸收界面螺釘包裹在網(wǎng)狀增強材料之中，所述可吸收界面螺釘由下述質(zhì)量分數(shù)的組分共混而成:基體材料55?90%、復合材料10?45%，所述基體材料為聚乳酸，復合材料為無機物成分或有機物成分，所述無機物成分為生物陶瓷或生物玻璃；所述網(wǎng)狀增強材料由下述質(zhì)量分數(shù)的組分共混而成:聚乳酸50?96%、聚乳酸異構(gòu)體4?50%。
[0009]將聚乳酸的共聚物通過熔體紡絲制備成微型網(wǎng)狀織物，并對以聚乳酸為基體材料的界面螺釘進行包裹。本發(fā)明通過微型網(wǎng)狀織物對界面螺釘?shù)陌饔?，不僅增強了界面螺釘自身的強度，而且緩解了因界面螺釘降解不均導致的炎癥反應(yīng)，在一定程度上也避免了界面螺釘固定強度的下降。
[0010]作為優(yōu)選，所述的聚乳酸為分子量在10萬?120萬的左旋聚乳酸、右旋聚乳酸或消旋聚乳酸。
[0011]作為優(yōu)選，所述無機物成分為羥基磷灰石、β -磷酸三鈣、硫酸鈣、45S5生物活性玻璃中的一種或二種以上的任意組合，所述有機物成分為聚羥基乙醇酸、右旋聚乳酸、消旋聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物中的一種或二種以上的任意組合；所述聚乳酸異構(gòu)體為右旋聚乳酸或消旋聚乳酸。
[0012]作為優(yōu)選，與聚乳酸共混的無機物成分的質(zhì)量分數(shù)為20?35%，與聚乳酸共混的有機物成分的質(zhì)量分數(shù)為10?20%。
[0013]作為優(yōu)選，所述網(wǎng)狀增強材料由熔體紡絲而成，紡絲后的纖維直徑介于幾十個納米至幾十個微米范圍內(nèi)，所述網(wǎng)狀增強材料為三維異型網(wǎng)材料。
[0014]作為優(yōu)選，所述可吸收界面螺釘與網(wǎng)狀增強材料之間通過熱合作用進行熔接。
[0015]一種可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘?shù)闹苽浞椒?，包括下述步驟:
[0016](1)可吸收界面螺釘?shù)闹苽?將基體材料與復合材料經(jīng)干燥后均勻混合，在170?230°C溫度下經(jīng)單螺桿設(shè)備熔融共混、注塑制得界面螺釘；
[0017](2)網(wǎng)狀增強材料的制備:將聚乳酸與聚乳酸異構(gòu)體經(jīng)干燥后混合均勻，在170?240°C下進行恪融紡絲，紡絲速率3?10km/min，拉伸定型溫度100?110°C，拉伸比為5?10;制得的聚乳酸纖維經(jīng)熱定型、冷卻固化后編織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔直徑控制在0.05?0.2mm ；
[0018](3)可吸收界面螺釘與網(wǎng)狀增強材料的復合:將網(wǎng)狀增強材料經(jīng)模壓加工成與界面螺釘相符的尺寸及形狀；將網(wǎng)狀增強材料通過熱合工藝與界面螺釘進行熱合，熱合溫度為 55 ?85°C。
[0019]作為優(yōu)選，所述的聚乳酸為分子量在10萬?120萬的左旋聚乳酸、右旋聚乳酸或消旋聚乳酸；所述無機物成分為羥基磷灰石、磷酸三鈣、硫酸鈣、45S5生物活性玻璃中的一種或二種以上的任意組合，所述有機物成分為聚羥基乙醇酸、右旋聚乳酸、消旋聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物中的一種或二種以上的任意組合；所述聚乳酸異構(gòu)體為右旋聚乳酸或消旋聚乳酸。
[0020]作為優(yōu)選，步驟(1)中，基體材料聚乳酸水分含量控制在0.01 %以下；步驟(2)中，網(wǎng)狀增強材料的結(jié)晶度介于45?70%范圍之間。
[0021]作為優(yōu)選，一種可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘?shù)闹苽浞椒?，包括下述步驟:
[0022](1)將質(zhì)量濃度為75%的左旋聚乳酸與質(zhì)量濃度為25%的羥基磷灰石顆粒經(jīng)干燥后均勻混合，在190°C溫度下經(jīng)單螺桿設(shè)備熔融共混、注塑制得聚乳酸基界面螺釘；
[0023](2)將質(zhì)量濃度為50%的左旋聚乳酸與質(zhì)量濃度為50%的消旋聚乳酸經(jīng)干燥后混合均勾，在225?235°C下進行恪融紡絲，紡絲速率10km/min，拉伸定型溫度100?110°C，拉伸比為9，制得的聚乳酸纖維經(jīng)熱定型、冷卻固化后通過編織設(shè)備編織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔直徑0.1mm ；
[0024](3)將聚乳酸網(wǎng)狀物經(jīng)模壓加工成與界面螺釘相符的尺寸及形狀；
[0025](4)將網(wǎng)狀增強材料通過熱合工藝與界面螺釘進行熱合，熱合溫度為55°C，由此制得可吸收的網(wǎng)狀增強界面螺釘。
[0026]即本發(fā)明的目的在于提供一種可吸收的網(wǎng)狀增強的界面螺釘及其制備方法，具體涉及下述內(nèi)容:
[0027]1.可吸收界面螺釘?shù)闹苽?br>[0028]本發(fā)明的可吸收界面螺釘所用基體材料可以為聚乳酸高分子PLLA，與之復合的材料可為生物陶瓷或者生物玻璃例如羥基磷灰石(ΗΑ)、β-磷酸三