基于新型编织技术和外形的补片及其编织方法与流程

本发明涉及生物医药领域，具体涉及一种基于新型编织技术和外形的补片及其编织方法。
背景技术：
：医用补片一般由生物相容性补片织物制成，并且根据它们要适应的解剖结构可以具有多种形状。现有技术多用聚丙烯单丝网状编织物制作补片，采用经编技术编织并经过一系列成型加工，人们为了减少人造假体在体内的残留量，均希望减少聚丙烯的使用量，以实现补片“轻量”“大网孔”“可吸收”的改进方向。此外，聚丙烯网片的表面比较粗燥，在体内进行器官缺损修补时，容易与内脏器官黏连。专利cn102772271a公开的一种自固定组织补片，其包括聚丙烯材料网面层和固定在所述聚丙烯材料网面层下表面的可降解材料钩面层；该补片为一种真正的无张力组织补片，上层的聚丙烯网面用于修补缺损或薄弱区，而可降解钩面具有定位和防止补片滑动的功能。但是，该钩面层的定位效果不佳，且在人体软组织上植入补片后无法控制其降解时限。现有技术一般是通过b超检测相应人体组织的恢复情况，然后采取注射药物的方法将补片中可降解的组分充分降解掉；但是，由于人的胶原含量不同，每个人的组织生长速度也不同，有的补片组分提前降解，但是新的组织还没有生长好，影响补片的修补效果；有的补片组分降解时间长达数月至数十月，一些材料在体内长期存留的安全性不佳，且可能会影响生物组织的缺损面生长。为此，设计具有合理降解时限和可控降解速率的生物补片为业内一致追求的目标，本申请基于上述背景，研制一种新型编织技术的自固定且可控降解的补片。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种基于新型编织技术和外形的补片，该补片为至少两层的层状构造，可通过物理方法控制补片中降解层成分的降解，具有良好的降解可控性能以及自固定作用。一种基于新型编织技术和外形的补片，所述补片至少包括两层；所述至少的两层为采用聚丙烯材料制成的线编织而成网面层和采用可降解材料制成的第一降解层；所述线上设有用于生物组织中进行锚定的锚定结构，所述锚定结构以切口成型于所述线上，且均设于所述网面层的下表面；所述降解层固定于所述网面层的下表面。其中，制备所述第一降解层的材料为可经x射线或γ射线辐照控制降解速率的材料。第一降解层用于通过人为辐照一定的射线，达到对降解速率的控制目的。其中，所述聚乳酸的数均分子量为1-10×104，在共混物中，所述聚乳酸的含量为50-60wt％；所述聚乙交酯的数均分子量为2-12×104，在共混物中，所述聚乙交酯的含量为10-15wt％；所述聚乙交酯-丙交酯共聚物的数均分子量为3.8-5×104，在共混物中，所述聚乙交酯-丙交酯共聚物的含量为25-40wt％。聚乳酸数均分子量高于15×104聚乳酸中的酯键数量大，生物相容性降低；而聚乳酸数均分子量为10-15×104时，聚乳酸降解周期较难控制，且无法刺激足够的纤维组织增生。基于聚乳酸生物相容性较差且降解周期难以控制，申请人将聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物与聚乳酸共混，增强网层的力学强度，具有可互补提高生物相容性，刺激足够的纤维组织增生，同时上述数均分子量的聚乳酸与聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物共混，使其具有可控的降解性能。本发明的聚乙交酯-丙交酯共聚物可采用开环聚合法合成，将乙醇酸和乳酸分别脱水环化，合成乙交酯、丙交酯两种单体，再由乙交酯和丙交酯开环聚合得聚乙交酯-丙交酯共聚物无规共聚物；聚乙交酯-丙交酯共聚物的添加还提高了共混物网层的柔韧性，在静电纺丝时较好进行拉伸，利于具有一定孔隙度的第一降解层的制备。研究表明，聚乳酸和聚乙交酯-丙交酯共聚物经射线辐照后，两者数均分子量都随吸收剂量的增加而下降，当吸收剂量在0～5kgy时，分子量下降最快，在6～20kgy范围内分子量下降速率减缓。进一步的优选方案为，在共混物中，所述聚乳酸的含量为55wt％；所述聚乙交酯的含量为12wt％；所述聚乙交酯-丙交酯共聚物的含量为33wt％。其中一个优选的方案，所述第一降解层为具有20％-50％孔隙度的多孔薄膜构造，所述孔为开放的孔；优选具有40％的孔隙度。第一降解层的孔隙度越高，则暴露的网面层下表面的锚定结构越多，而55％的孔隙度则保障了第一降解层具有较好的防黏连、抗变形能力的同时，具有较好的定位功能。此外，有孔隙度的第一降解层暴露了部分网面层的聚丙烯，可明显刺激纤维组织增生，弥补第一降解层无法刺激足够的纤维组织增生的缺陷。其中一个优选的方案，所述网面层上表面还固定有第二降解层，所述第二降解层为聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物，所述第二降解层为薄膜或凝胶构造于网面层上表面。可降解的聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物进一步减少聚丙烯的用量，进一步达到“轻量”目的。又一个方案中，第一降解层和第二降解层厚度在不大于网面层厚度的范围内可调整；优选所述第一降解层厚度为网面层厚度的1/5-1/2，所述第二降解层厚度为网面层厚度的1/5-1/2。所述锚定结构为具有大量锚刺的倒刺形、鳞片形、楔形、刺形、箭形、v形或w形；优选锚定结构为倒刺形；所述锚定结构的锚刺在网面层下表面均匀分布，且所有锚刺方向均一致，长度均相同。具体地说，根据本发明，首先锚定结构可单向成型于线的表面上，即沿同一方向成型于线的主体表面的排列方式；在编织经纬线时，将多股带有锚定结构的线平行排列在经线，将多股没有锚定结构的线平行排列在纬线，将经线纬线进行编织，即得本发明具有锚刺方向一致的网面层。本发明另一方面还提供了一种基于新型编织技术和外形的补片编织方法，至少包括下述步骤：1)、网面层的制备：1.1)对聚丙烯原线进行激光切口形成倒刺，单股线切割深度为线直径的40％，相邻倒刺之间相距0.27mm；1.2)多股切口后的聚丙烯线沿纵向、多股聚丙烯原线沿横向进行经纬交织编织成网面层，其中，沿纵向的聚丙烯线的倒刺方向一致；2)、混合物悬浮液的制备：2.1)将聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物混合，溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为30-60wt％的悬浮液1；2.2)将聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为42-65wt％的悬浮液2；3)、补片的制备：3.1)将网面层的下表面浸入混合物悬浮液1，待网面层下表面形成有沉积物后，将网面层移走，干燥后待用；3.2)将步骤3.1)干燥后的补片上表面浸入混合物悬浮液2，待网面层下表面形成有沉积物后，将网面层移走，干燥后形成补片；4)、将补片切割成目标形状即可。本发明又提供了一种基于新型编织技术和外形的补片编织方法，该方法使得第一降解层具有一定的孔隙度，具体的，所述方法至少包括下述步骤1)、网面层的制备：1.1)对聚丙烯原线进行激光切口形成倒刺，单股线切割深度为线直径的40％，相邻倒刺之间相距0.27mm；1.2)多股切口后的聚丙烯线沿纵向、多股聚丙烯原线沿横向进行经纬交织编织成网面层，其中，沿纵向的聚丙烯线的倒刺方向一致；2)、混合物悬浮液的制备：2.1)将聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物混合，溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为5-10g/100ml的溶液1；2.2)将聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为42-65wt％的溶液2；3)、补片的制备：3.1)将溶液1装入静电纺丝注射器中，进行静电纺丝得到纤维，并将该纤维接收为膜状结构，得到纤维膜1；3.2)将纤维膜1沿纤维膜1的横轴和/或纵轴之一的方向拉伸，停止拉伸后将纤维膜1置于网面层下表面进行粘结，干燥后定型；3.3)步骤3.2)处理后的网面层的下表面浸入溶液2，待网面层下表面形成有沉积物后，将网面层移走，干燥后形成补片；4)、将补片切割成目标形状即可。与现有技术先比，本发明具有以下优点：1.补片为至少两层的层状构造，一层网面层，一层降解层，该降解层可通过物理方法控制补片中降解层成分的降解，具有良好的降解可控性能；网面层设置倒钩，相较现有技术降解层倒钩设置，自固定效果更佳。2.聚丙烯网面层和共混物降解层的设置，使得补片的材质更轻量化，且在保持足够的抗张力强度的前提下，具有更舒适的患者感觉和更好的顺应性；而第二降解层的设置可在保证足够抗张力强度的基础上，进一步轻量化。3.第一降解层的孔隙度的设置，不仅使补片较好刺激生物组织纤维的生长，同时使加工制备工艺更简易，网面层倒刺暴露在补片下表面。附图说明图1为本发明基于新型编织技术和外形的补片双层结构的一种实施方式示意图；图2为本发明基于新型编织技术和外形的补片双层结构的又一种实施方式示意图；图3为本发明基于新型编织技术和外形的补片三层结构的实施方式示意图；图4为x射线衍射对补片材料的特征峰影响结果分析图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明一种基于新型编织技术和外形的补片，该补片为双层结构或多层结构，其至少包括的两层为网面层和设于网面层下表面的第一降解层，其中网面层采用不可降解的聚丙烯材料制成的线编织而成，第一降解层则由可降解的共聚物材料制成。实施例1图1示出了本发明补片双层结构的一个具体实施方式。该实施例中的补片为双层结构，包括聚丙烯网面层10和固定于网面层10下表面的第一降解层20，第一降解层20由可通过x射线或γ射线辐照进行加速降解的材料制备而成。所述聚丙烯网面层10的线上设有用于生物组织中进行锚定的锚定结构30，所述锚定结构30以切口成型于所述线上，且均设于所述网面层10的下表面；所述第一降解层20厚度为网面层10厚度的1/5-1/2。所述锚定结构30为具有大量锚刺的倒刺形、鳞片形、楔形、刺形、箭形、v形或w形；优选锚定结构30为倒刺形；所述锚定结构30的锚刺在网面层10下表面均匀分布，且所有锚刺方向均一致，长度均相同。其中，所述聚乳酸的数均分子量为1-10×104，在共混物中，所述聚乳酸的含量为50-60wt％；所述聚乙交酯的数均分子量为2-12×104，在共混物中，所述聚乙交酯的含量为10-15wt％；所述聚乙交酯-丙交酯共聚物的数均分子量为3.8-5×104，在共混物中，所述聚乙交酯-丙交酯共聚物的含量为25-40wt％。本发明降解层原料来源为根据现有技术进行合成或者购于市面；聚乳酸、聚乙交酯及聚乙交酯-丙交酯共聚物的制备方法已是较成熟技术，例如可将丙交酯、乙交酯或丙交酯和乙交酯的混合物中任意一种视为单体，在所述单体加悬浮剂、催化剂，然后搅拌、升温，聚合成粒状产品；具体方法本发明不做过多描述。具体的，第一降解层20选用下述成分组成见表1：表1第一降解层的组分实施例将上述各组分混合，采用双螺杆混炼机共混造粒，在200℃下热压成型，成型后裁成多个相同厚度和宽度的哑铃形样条。试验1聚乳酸(pla)、聚乙交酯(pga)和聚乙交酯-丙交酯共聚物(pgla)的共混物的力学分析采用cmt4000微机控制电子万能试验机对材料样品进行力学分析，测量材料的拉伸强度、断裂伸长率，结果如表2。表2各组共混物的力学分析组别材料拉伸强度mpa断裂伸长率％组1pla/pga/pgla＝55/12/3376192组2pla/pga/pgla＝60/15/2579135组3pla/pga/pgla＝50/10/4062195组4pla/pga/pgla＝55/12/3354190对照组1pla/pga＝82/187598对照组2pla/pgla＝62.5/37.553185由上表可看出，聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物在组1中呈现的拉伸强度和断裂伸长率最佳，表明三者能很好相同，且能够提高降解层材料的塑性和舒适性。组1与组2相比，聚乙交酯-丙交酯共聚物含量为33wt％时，材料的强度下降不明显，而伸长率有较大提高；组1与组3相比，聚乙交酯-丙交酯含量为25wt％时，材料的强度下降较为明显，断裂伸长率并没多大提高；组1与组4相比，聚乳酸的数均分子量在1×104时，材料的强度明显下降；对照组1与其他组相比表明，没添加聚乙交酯-丙交酯共聚物的材料断裂伸长率不佳；对照组2与其他组相比表明，未添加聚乙交酯的材料拉伸强度下降明显。实施例2图2示出了本发明补片双层结构的又一个具体实施方式。在实施例1技术方案的基础上，所述第一降解层20为具有20％-50％孔隙度的多孔薄膜构造，所述孔为开放的孔；优选具有40％的孔隙度。第一降解层通过静电纺丝拉伸，增加其蓬松度，是该层具有一定的孔隙度。以实施例1中组1的材料进行孔隙度拉伸，以孔隙度为20％、40％和50％的样品进行力学分析：采用cmt4000微机控制电子万能试验机对材料样品进行力学分析，测量材料的拉伸强度、断裂伸长率，结果表明，孔隙度越大，拉伸强度会有小幅的降低，断裂伸长率无明显变化。当孔隙度为50％时，拉伸强度72mpa；孔隙度为40％时，拉伸强度为74mpa，下降趋势不明显。实施例3图3示出了本发明补片三层结构的一个具体实施方式。在实施例1技术方案的基础上，所述网面层10上表面还固定有第二降解层40，所述第二降解层40为聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物，所述第二降解层40为薄膜或凝胶构造于网面层10上表面；所述第二降解层40厚度为网面层10厚度的1/5-1/2。实施例4补片的制备方法本实施例示范的基于新型编织技术和外形的补片编织方法制备的补片第一降解层不具有较高的孔隙度，该方法包括下述步骤1)、网面层的制备：1.1)对聚丙烯原线进行激光切口形成倒刺，单股线切割深度为线直径的40％，相邻倒刺之间相距0.27mm；1.2)多股切口后的聚丙烯线沿纵向、多股聚丙烯原线沿横向进行经纬交织编织成网面层，其中，沿纵向的聚丙烯线的倒刺方向一致；2)、混合物悬浮液的制备：2.1)将聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物混合，溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为30-60wt％的悬浮液1；2.2)将聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为42-65wt％的悬浮液2；3)、补片的制备：3.1)将网面层的下表面浸入混合物悬浮液1，待网面层下表面形成有沉积物后，将网面层移走，干燥后待用；3.2)将步骤3.1)干燥后的补片上表面浸入混合物悬浮液2，待网面层下表面形成有沉积物后，将网面层移走，干燥后形成补片；4)、将补片切割成目标形状即可。该方法制备的补片中，第一降解层部分或全部包裹所述锚定结构，第一降解层的材料具有足够的力学强度与锚定结构一起进行钩定。实施例5补片的制备方法本实施例示范的基于新型编织技术和外形的补片编织方法制备的补片第一降解层具有较高的孔隙度，该方法包括下述步骤1)、网面层的制备：1.1)对聚丙烯原线进行激光切口形成倒刺，单股线切割深度为线直径的40％，相邻倒刺之间相距0.27mm；1.2)多股切口后的聚丙烯线沿纵向、多股聚丙烯原线沿横向进行经纬交织编织成网面层，其中，沿纵向的聚丙烯线的倒刺方向一致；2)、混合物悬浮液的制备：2.1)将聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物混合，溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为5-10g/100ml的溶液1；2.2)将聚乳酸-聚已内酯嵌段共聚物溶于六氟异丙醇溶剂中，制成浓度为42-65wt％的溶液2；3)、补片的制备：3.1)将溶液1装入静电纺丝注射器中，进行静电纺丝得到纤维，并将该纤维接收为膜状结构，得到纤维膜1；3.2)将纤维膜1沿纤维膜1的横轴和/或纵轴之一的方向拉伸，停止拉伸后将纤维膜1置于网面层下表面进行粘结，干燥后定型；3.3)步骤3.2)处理后的网面层的下表面浸入溶液2，待网面层下表面形成有沉积物后，将网面层移走，干燥后形成补片；4)、将补片切割成目标形状即可。该方法制备的第一降解层具有一定的孔隙度，在粘结网面层时，锚定结构穿过孔隙外露出来，且网面层材料的部分外露增强补片对生物组织纤维生长的刺激性。试验2聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物的体外降解试验—射线加速降解试验按照实施例4的方法制备第一降解层为pla/pga/pgla＝55/12/33材料的补片，其中网面层厚度为0.05mm，第一降解层厚度为0.02mm，第二降解层厚度为0.03mm。将处理好的补片放入平底玻璃器皿，进行x射线衍射测试。采用日本理学电机d/max-iia型x射线粉末衍射仪，扫描时管电压35kv，管电流为25ma，cu(kα)靶辐射，扫描速率5°/min。扫描结果见图3。图4可看出，当2θ＝16.5°、18.7°处衍射峰为聚乳酸的特征衍射峰，该处衍射峰的强度发生明显的变化，表明聚乳酸分子链不断断裂，分子链有序排列逐步被打乱，结晶度减小；随着降解时间的增加，该特征峰高度逐渐降低。当2θ＝22.14°、28.8°处衍射峰为聚乙交酯的特征衍射峰，该处衍射峰的强度发生明显的变化，表明聚乙交酯分子链断裂，发生降解。当2θ＝19.7°、24.4°附近出现衍射峰，为聚乙交酯-丙交酯共聚物的特征衍射峰。上述衍射峰值范围内的降解层结晶度减小，各分子链发生不同程度的降解，因此，通过调节x射线2θ可实现对补片进行可控的降解操作。而另一方面，使用γ射线对共混物进行实验，实验结构表明γ射线对聚乳酸、聚乙交酯和聚乙交酯-丙交酯共聚物的共混物有促进降解的作用。根据该原理，可实现射线对补片的可控降解操作。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12