专利名称：纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管及其制备方法，属于可降解输尿管支架管及其制备技术领域。
背景技术：
1967年，Zimskind等首先应用腔内技术，经膀胱镜逆行植入硅橡胶输尿管支架，成功地缓解了输尿管梗阻。至今已有40多年的历史，输尿管支架管普遍应用于上尿路梗阻性病变，肾输尿管结石症、泌尿系外伤、上尿路重建等泌尿外科手术中。输尿管支架的主要功能是保持输尿管的通畅，引流尿液进入膀胱。目前应用的输尿管支架管的主要成分是不可吸收的聚氨甲酸乙酯、硅橡胶和金属材料，在术后需要再次手术取出，组织相容性差，容易形成结石、感染、出血和组织损伤。如果支架管长期放置会造成严重的后果，如肾功能丧失甚至需要切除肾脏。并且需要二次手术去除留置的支架管。给患者造成身体、精神、经济上的多重损害，特别是儿童病人需要行全麻后拔出。输尿管支架管设计的重点是原材料、表面特性、外形设计等方面，理想的输尿管支架应该具备的特性有以下几 点:生物学相容性良好；具有一定的抗压和抗拉伸特性，能够抵抗输尿管的压力和蠕动，保持输尿管通畅；质地柔软，表面光滑不易结石沉积；可以自行吸收或排出，不需二次手术拔出。因此，研制一种不需要拔管而能自行降解的支架管具有重要的临床应用价值。目前国内外已经有一些相关支架管的研究报道。但是由于输尿管的具体特性，目前为止，尚没有一种可以应用到临床的可降解支架管。现可降解输尿管支架管制备方法主要包括:缠绕法、溶液或熔融挤出法、纺织方法或者几种制备方法的复合。挤出成型法:其分为熔融法和溶液法两种。熔融挤出成型法要求较高的温度。用溶液挤出成型法制备导管时，常采用干/湿相转移凝固工艺，可在常温下方便地批量制备不同内径、壁厚、长度的支架管，如中国专利“可降解双层复合输尿管支架管“(公开号:CN101987050A)，挤出成型法制备材料比较单一，较难实现结合良好的多组分材料的支架管。缠绕法:如中国专利“一种生物可降解的螺旋形输尿管支架及其制备方法”(公开号:CN102302805A)，即将制作支架管的纤维或膜状聚合物以单螺旋或双螺旋形式直接缠绕在圆柱形棒(管)上，定型后取下，形成管状物，此方法常需要与其他方法复合使用以改善管状物力学性能。纺织方法:现制备输尿管支架管采用到的纺织方法包括针织和编织，针织管状物主要是纬编织物，其力学性能达不到支架管要求，往往作为纤维增强体与浸涂或缠绕法相结合，如美国专利“Fiber-reinforced composite absorbable endoureteral stent (纤维增强复合可吸收输尿管内支架)公开号:US2006178739)。编织是指按织物成型方向取向的三根或多根纤维(或纱线)按照不同的规律同时运动，从而相互交叉、相互交织在一起，并与织物成型方向呈一定角度排列成型，最后形成织物。可以用不同种类的纱线编织而成多组分结构。但现在国内外采用的编织工艺单一，结构稀疏，也只限于作为纤维增强体与其它制备方法复合使用。2011年王璐等人设计开发出一种可逐步降解的编织型输尿管支架管(申请号201110241408.4，公开号CN102266594A)，该支架管采用至少两种具有不同降解速度的纤维原料编织而成，初步实现可控的梯度降解过程，且降解产物小，避免降解过程中的输尿管堵塞现象。此纺织基可降解输尿管支架管具有完全的纤维交织结构，拥有优良的轴向拉伸性倉泛。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，具有更优的力学性能，并且梯度降解效果更加显著，能在一定时间内保证输尿管的通畅后随尿液排出体外，降解产物小，不易堵塞输尿管。本发明的另一个目的是提供上述纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管的制备方法。为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，其特征在于:包括含有不同组分的膜相和纤维相网状支架，膜相和纤维相网状支架两相相互混合，且两相逐步降解，其中，形成膜相的可降解材料的熔融温度低于形成纤维相网状支架的可降解材料的熔融温度。优选地，形成所述膜相的可降解材料与形成所述纤维相网状支架的可降解材料为至少两种不同的可降解材料。优选地，所述两相逐步降解是指所述膜相先碎裂成小块状脱落，所述纤维相网状支架再逐步降解。优选地，所述可降解材料为可降解纤维，在聚乙交酯纤维，聚乙交酯-丙交酯纤维，聚丙交酯，聚对二氧环己酮纤维中选择至少两种作为形成所述膜相及所述纤维相网状支架的可降解纤维。优选地，所述聚乙交酯纤维的熔融温度为224_226°C，所述聚乙交酯-丙交酯纤维的熔融温度为188-206°C，所述聚丙交酯纤维的熔融温度为170-180°C，所述聚对二氧环己酮纤维的熔融温度为109-111 °C。本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管的制备方法，其特征在于，步骤为:步骤1、编织纱的准备:若编织机的所有纱锭采用同一类纱线进行管状编织时，将至少两种不同熔融温度的可降解纤维并成纱线，作为管状编织的纱线原料；若编织机的所有纱锭采用两类纱线进行管状编织时，一类纱线采用至少一种可降解纤维，另一类纱线则由至少两种不同熔融温度的可降解纤维并成，该类纱线中含有一种熔融温度最低的可降解纤维；步骤2、支架管的织造成型:用16-64 锭编织机将纱线原料采用不同配置混合的编织结构编织于芯模上得到全长为16-75cm的编织管，其中，芯模的直径为0.6-5.8mm，编织机的卷曲比为5_7 ；步骤3、编织管的管壁增强:
采用热处理工艺，使编织管管壁中熔融温度最低的可降解纤维熔融形成膜相，与管壁中其他可降解纤维组分紧密均匀结合，热处理工艺的温度大于熔融温度最低的可降解纤维的熔融温度且小于熔融温度次低的可降解纤维的熔融温度，热处理工艺的处理时间为
0.3-10min ；步骤4、从芯模上将经过热处理工艺后的编织管退下形成如权利要求1至4中任一项所述的纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管。优选地，步骤2中所述的不同配置是指:按照两相分布要求将不同纱线原料按照I隔1、或2隔1、或3隔I的规则均匀分布在编织机的16-64个锭子上。优选地，在步骤2中，所述纱线原料的编织采用菱形或规则编织方法。本发明基于申请号为201110241408.4的发明专利，改进编织工艺，结合新型热处理方法，制备出纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，由于采用了膜相和纤维相网状支架两相相互混合的结构，因此手术易操作，力学支撑性能增强。本发明的有益效果如下:1、支架管制备简单，在混织结构基础上，利用多组分材料的热学性能的差异，通过热处理工艺形成膜和纤维两相规则排列的结构，并可通过设计不同的混织结构来控制膜与纤维的两相比例及分布结构；2、支架管兼具纤维支架管优良的轴向拉伸及柔韧性和膜材料支架管良好的力学支撑性能；3、支架管植入体内时，在一定时间内起支撑输尿管作用后，膜受到压缩、蠕动及冲刷等力学作用先碎裂成小块状脱落，再纤维网状支架逐渐降解，以此形成逐步梯度降解的过程，降解产物小于0.1mm3 ；4、膜结构增加了支架管表面的平滑程度，而纤维结构可内外渗透引流液体类似于商用支架管的侧孔结构，两种结构特点复合共同促进支架管的引流效果。
图1为纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管的整体示意图；图2a为图1所示支架管的一种编织结构表面示意图，图2b为图2a的编织结构经过热处理后的增强结构表面示意图；图3a为图1所示支架管的另一种编织结构表面示意图，图3b为图3a的编织结构经过热处理后的增强结构表面示意图；图4a为图1所示支架管的另一种编织结构表面示意图，图4b为图4a的编织结构经过热处理后的增强结构表面示意图；图5a为图1所不支架管的另一种编织结构表面不意图，图5b为图5a的编织结构经过热处理后的增强结构表面示意图；图6a为图1所示支架管的另一种编织结构表面示意图，图6b为图6a的编织结构经过热处理后的增强结构表面示意图；图7a为图1所示支架管的另一种编织结构表面示意图，图7b为图7a的编织结构经过热处理后的增强结构表面示意图；图8为图7a及 图7b的编织结构所形成的支架管的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明的内容之后，本领域人员可对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明实施例1-6中所用的聚乙交酯(以下简称PGA)纤维的熔融温度范围是224-226°C，聚乙交酯-丙交酯(以下简称PGLA)纤维的熔融温度范围是188.7-206.(TC，聚丙交酯(以下简称PLLA)纤维的熔融温度为170-180°C，聚对二氧环己酮(以下简称TOS)纤维的熔融温度为109-111 °C。实施例1先在并线机上将一根PLLA纤维21和一根PDS纤维22并成纱线2，一根PGLA纤维即为纱线3，纱线2和纱线3两种纱线按照一隔一分布分别倒到16锭编织机的锭子上，采用菱形结构编织，编织机的卷取比为5，将纱线编织于直径为0.60mm的芯模上，编织管全长为16.0cm,图2a为编织结构表面示意图；将编织管在120°C中热处理10.0min后将编织层从芯模上退下形成支架管；图2b为图2a的编织结构经过热处理后的表面示意图，其中H)S纤维22熔融在一起变成了 PDS膜220。获得支架管的内径为0.6mm,全长为16.0cm,管壁厚度为0.085mm。压缩支架管直径50%时的强力为397.0cN。拉伸断裂强力为39.2N，断裂伸长率为115.0%。对支架管进行的降解实验，3周时膜组分碎裂脱落形成纤维网状结构，拉伸强力保持率为69.1 %，压缩强力保持率为65.2 %，40天时完全降解，降解产物小于1mm3。实施例2先在并线机上将一根PGLA纤维41和一根PGA纤维42并成纱线4，并将纱线4均匀分布分别倒到24锭编织机的锭子上，采用规则结构编织，编织机的卷取比为5.4，将纱线编织于直径为1.64mm的芯模上，编织管全长为28.0cm,图3a为编织结构表面示意图；将编织管在210°C中热处理0.3min后将编织层从芯模上退下形成支架管；图3b为图3a的编织结构经过热处理后的表面示意图，其中PGLA纤维41熔融在一起变成了 PGLA膜410。获得支架管的内径为1.64mm,全长为28.0cm,管壁厚度为0.089mm。压缩支架管直径50%时的强力为436.5cN。拉伸断裂强力为48.7N，断裂伸长率为120.3%。支架管进行的降解实验，12天时膜组分碎裂脱落形成纤维网状结构，拉伸强力保持率为50.2%，压缩强力保持率为51.3%，5周时完全降解，降解产物小于1mm3。实施例3先在并线机上将一根PGLA纤维52和一根PDS纤维51并成纱线5,再将一根PGA纤维61和一根PDS纤维51并成纱线6，纱线5和纱线6两种纱线按照二隔一分布(两根纱线5和一根纱线6相间)分别倒到32锭编织机的锭子上，采用菱形结构编织，编织机的卷取比为5.8，将纱线编织于直径为2.68mm的芯模上，编织管全长为40.0cm,图4a为编织结构表面示意图；将编织管在130°C中热处理8.0min后将编织层从芯模上退下形成支架管；图4b为图4a的编织结构经过热处理后的表面示意图，其中PDS纤维51熔融在一起变成了PDS 膜 510。
获得支架管的内径为2.68mm,全长为40.0cm,管壁厚度为0.090mm。压缩支架管直径50%时的强力为450.2cN。拉伸断裂强力为65.2N,断裂伸长率为102.4%。对支架管进行的降解实验，3周时膜组分碎裂脱落形成纤维网状结构，拉伸强力保持率为46.9 %,压缩强力保持率为49.2 %, 5周时完全降解，降解广物小于1mm3。实施例4先在并线机上将一根PDS纤维71和一根PGLA纤维81并成纱线8，再将一根PLLA纤维72，一根PGA纤维73和一根PDS纤维71并成纱线7，纱线7和纱线8两种纱线按照一隔一分布分别倒到48锭编织机的锭子上，采用规则结构编织，编织机的卷取比为6.2，将纱线编织于直径为3.72mm的芯模上，编织管全 长为52.0cm,图5a为编织结构表面示意图；将编织管在140°C中热处理5.0min后将编织层从芯模上退下形成支架管；图5b为图5a的编织结构经过热处理后的表面示意图，其中PDS纤维71熔融在一起变成了 PDS膜710。获得支架管的内径为3.72mm,全长为52.0cm,管壁厚度为0.105mm。压缩支架管直径50%时的强力为502.9cN。拉伸断裂强力为116.3N，断裂伸长率为118.7%。对支架管进行的降解实验，3周时膜组分碎裂脱落形成纤维网状结构，拉伸强力保持率为56.4%，压缩强力保持率为55.7%,40天时完全降解，降解产物小于1mm3。实施例5先在并线机上将一根PGA纤维91和一根PLLA纤维92并成纱线9,再将一根PGA纤维91，一根PGLA纤维102和一根PDS纤维101并成纱线10，纱线9和纱线10两种纱线按照三隔一分布(三根纱线10和一根纱线9相间)分别倒到56锭编织机的锭子上，采用规则结构编织，编织机的卷取比为6.6，将纱线编织于直径为4.76mm的芯模上，编织管全长为64.0cm,图6a为编织结构表面示意图；将编织管在150°C中热处理2.0min后将编织层从芯模上退下形成支架管；图6b为图6a的编织结构经过热处理后的表面示意图，其中PDS纤维101熔融在一起变成了 PDS膜1010。获得支架管的内径为4.76mm,全长为64.0cm,管壁厚度为0.113mm。压缩支架管直径50%时的强力为523.8cN。拉伸断裂强力为152.4N，断裂伸长率为110.9%。
对支架管进行的降解实验，3周时膜组分碎裂脱落形成纤维网状结构，拉伸强力保持率为63.9%，压缩强力保持率为64.2%,40天时完全降解，降解产物小于1_3。实施例6先在并线机上将一根PGA纤维113，一根PGLA纤维112和一根PLLA纤维111并成纱线11，并将纱线11均匀分布分别倒到64锭编织机的锭子上，采用菱形结构编织，编织机的卷取比为7.0，将纱线编织于直径为5.80m的芯模上，编织管全长为75.0cm,图7a为编织结构表面示意图；将编织管在190°C中热处理1.0min后将编织层从芯模上退下形成支架管；图7b为图7a的编织结构经过热处理后的表面示意图，其中PLLA纤维111熔融在一起变成了 PLLA 膜 1110。获得支架管如图8所示，内径为5.80mm，全长为75.0cm，管壁厚度为0.121臟。压缩支架管直径50%时的强力为556.5cN。拉伸断裂强力为192.0N，断裂伸长率为109.4%。对支架管进行的降解实验，16天时膜组分碎裂脱落形成纤维网状结构，拉伸强力保持率为62.3%，压缩强力保持率为59.8%,40天时完全降解，降解产物小于1_3。
权利要求
1.一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，其特征在于:包括含有不同组分的膜相和纤维相网状支架，膜相和纤维相网状支架两相相互混合，且两相逐步降解，其中，形成膜相的可降解材料的熔融温度低于形成纤维相网状支架的可降解材料的熔融温度。
2.如权利要求1所述的一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，其特征在于:形成所述膜相的可降解材料与形成所述纤维相网状支架的可降解材料为至少两种不同的可降解材料。
3.如权利要求1所述的一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，其特征在于:所述两相逐步降解是指所述膜相先碎裂成小块状脱落，所述纤维相网状支架再逐步降解。
4.如权利要求1所述的一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，其特征在于:所述可降解材料为可降解纤维，在聚乙交酯纤维，聚乙交酯-丙交酯纤维，聚丙交酯，聚对二氧环己酮纤维中选择至少两种作为形成所述膜相及所述纤维相网状支架的可降解纤维。
5.如权利要求4所述的一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管，其特征在于:所述聚乙交酯纤维的熔融温度为224-226 ，所述聚乙交酯-丙交酯纤维的熔融温度为188-206°C，所述聚丙交酯纤维的熔融温度为170-180°C，所述聚对二氧环己酮纤维的熔融温度为109-11 TC ο
6.如权利要求1至5中任一项所述的纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管的制备方法，其特征在于，步骤为: 步骤1、编织纱的准备: 若编织机的所有纱 锭采用一类纱线进行管状编织时，将至少两种不同熔融温度的可降解纤维并成纱线，作为管状编织的纱线原料；若编织机的所有纱锭采用两类纱线进行管状编织时，一类纱线采用至少一种可降解纤维，另一类纱线则由至少两种不同熔融温度的可降解纤维并成，该类纱线中含有一种熔融温度最低的可降解纤维； 步骤2、支架管的织造成型: 用16-64锭编织机将纱线原料采用不同配置混合的编织结构编织于芯模上得到全长为16-75cm的编织管，其中，芯模的直径为0.6-5.8mm，编织机的卷曲比为5_7 ； 步骤3、编织管的管壁增强: 采用热处理工艺，使编织管管壁中熔融温度最低的可降解纤维熔融形成膜相，与管壁中其他可降解纤维组分紧密均匀结合，热处理工艺的温度大于熔融温度最低的可降解纤维的熔融温度且小于熔融温度次低的可降解纤维的熔融温度，热处理工艺的处理时间为0.3-10min； 步骤4、从芯模上将经过热处理工艺后的编织管退下形成如权利要求1至4中任一项所述的纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管。
7.如权利要求6所述的一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的不同配置是指:按照两相分布要求将不同纱线原料按照I隔1、或2隔1、或3隔I的规则均匀分布在编织机的16-64个锭子上。
8.如权利要求6所述的一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管的制备方法，其特征在于:在步骤2中，所述纱线原料的编织采用菱形或规则编织方法。
全文摘要
本发明涉及一种纺织多组分增强结构逐步降解输尿管支架管及其制备方法，所述的纺织基输尿管支架管，其特征在于含有不同组分的膜和纤维两相相互混合结构，力学性能增强并两相逐步降解。所述的制备方法，其特征在于，包括将至少两种不同熔融温度的可降解纤维原料采用不同配置混合的编织结构编织于芯模上，并借助热处理工艺中温度的作用，使管壁纤维材料中低熔点的组分熔融成膜，与管壁中其他纤维组分紧密均匀结合来增强编织管管壁。本发明制备简单，兼具纤维支架管优良的轴向拉伸及柔韧性和膜材料支架管良好的力学支撑性能，可以实现膜和纤维先后逐步降解的过程，降解产物小于0.1mm3。
文档编号A61L31/06GK103211671SQ20131003989
公开日2013年7月24日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者王璐, 邹婷, 黄轶晨, 尚亚峰, 王富军, 谢华, 林婧, 周君梅, 王文祖, 陈方 申请人:东华大学, 上海市儿童医院