一种具有荧光的复合手术线及其制备方法与应用

1.本发明属于材料科学和临床医学眼科技术领域，具体涉及一种具有荧光的复合手术线及其制备方法和应用。


背景技术：

2.青光眼是全球第一位不可逆性致盲性眼病，它是一种慢性、进行性、不可逆性的危害视神经和视功能的疾病。2020年全球青光眼患者的数量为7600万，其中我国患者约为2180万，预计到2040年，全球青光眼患者将达到1亿1180万。现有研究表明，青光眼的主要发病机制为眼内房水流出受阻、眼压升高，因此，降低眼压是治疗青光眼的关键。青光眼的降眼压治疗分为药物、激光和手术三种方法。其中，手术治疗的适用范围广、能够最大幅度地降低眼压，且可与药物或激光相结合，从而达到理想的治疗效果。
3.schlemm管是围绕前房角一周的环管状房水排出通道，内壁仅一层连续的内皮细胞与小梁网相隔，细胞之间靠紧密连接和桥粒连接，其病变及管腔塌陷导致眼压升高。研究表明，schlemm管的房水引流呈节段性，手术作用的schlemm管范围越大，降眼压效果越好。当前，最前沿、最有效的手术方法之一是360
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schlemm管手术。现有研究表明，360
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schlemm管手术适用于各个年龄段、多种类型的青光眼患者，其适用范围广、临床效果好、安全性高。
4.为实现全周穿管，目前发展出来的方法主要可分为三类：器械法、微导管法和缝线法。器械法需要丰富的经验判断schlemm管的位置，下方的切开操作相对困难，且可能造成较大损伤。
5.微导管法主要借助微导管顶端闪烁发光来实现精准的360
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穿管，该方法有诸多优势，但仍存在一些局限性。例如，该方法需要价格昂贵的激光发射器及一次性使用微导管；同时，对于角膜直径超过14mm的先天性青光眼患儿，微导管受长度及力学性能限制无法应用；更重要的是，目前常用的微导管材质较硬，可能在穿管过程中对管腔造成机械性损伤或误入假道，导致术后的炎症反应及睫状体脱离。
6.缝线法通常使用手术聚丙烯缝线穿schlemm管，该方法具有简单、高效、成本低、手术效果良好等优势。但是，掌握该手术需要一定的手术基础，且缝线在穿行过程中不可视，因此，缝线法存在学习曲线长，穿线过程中遇到阻力时很难判断是管腔内阻力还是误入假道等“精准”问题，成为限制缝线法临床推广的技术瓶颈。
7.由此可见，目前临床上还没有一种便捷、有效、安全、易临床推广的穿管方法，寻找新的穿过360
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schelmm管的方法迫在眉睫。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种具有荧光的复合手术线及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
9.本发明提供了一种具有荧光的复合手术线，所述复合手术线为壳层包覆核层的核壳结构，其中，所述壳层的材质包括高分子聚合物，所述核层的材质包括掺杂有荧光分子材
料的高分子聚合物；所述高分子聚合物包括聚氨酯、丙交酯与乙交酯的共聚物、聚丙烯等中的任意一种或两种以上的组合，其透明度高，在保护荧光物质的同时不影响荧光性质。
10.进一步的，所述荧光分子材料包括聚集态发光材料、荧光素钠、半导体纳米晶体等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
11.进一步的，所述半导体纳米晶体包括量子点、稀土发光材料中的任意一种或两种的组合。
12.进一步的，所述壳层的厚度为5～100μm；所述核层的直径为50-300μm。
13.在一些实施例中，所述具有荧光的复合手术线中荧光分子材料的含量为0.005-30wt％，亦即，换一种角度讲，所述荧光材料占所述荧光复合手术线的0.005-30％。
14.此外，所述具有荧光的复合手术线在波长为420-590nm的激发光下，叠加波长为600nm以上的滤光片时会呈现红光，穿过全周schlemm管后，全段可视的荧光手术线可实现全周schlemm管的活体原位实时成像，用于导航360
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schlemm管手术，能够让不可视的schlemm管变的可视，深入了对schlemm管位置和解剖的认识，用于医生在青光眼患者穿过全周schlemm管时提供导航。
15.在本发明中，所述具有核壳结构的具有荧光的复合手术线的制备方法包括以下步骤：
16.(1)将掺杂有荧光分子材料的高分子聚合物通过熔融挤出或静电纺丝的方法制备得到核层；
17.(2)采用高分子聚合物，通过静电纺丝技术在步骤(1)得到的所述核层材料表面形成壳层，得到所述具有荧光的复合手术线。
18.在一些具体实施方案中，所述制备方法包括：使荧光分子材料、高分子聚合物和溶剂混合均匀，之后干燥去除溶剂，获得掺杂有荧光分子材料的高分子聚合物。
19.进一步地，所述溶剂包括dmf、二氯甲烷、二甲亚砜、四氢呋喃、n甲基吡咯烷酮等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
20.进一步的，本发明可通过调节挤出速度和纺丝的速度调节核层线的粗细。
21.进一步的，本发明可通过控制静电纺丝机的参数控制壳层的厚度，壳层在保护荧光物质不受外界环境干扰的同时，又不影响复合手术线的荧光性能。
22.在一些实施例中，所述具有荧光的复合手术线的机械性能可以通过将多股核层线交织形成一股进行调节，这样具有更好的力学性能。
23.在一些实施例中，所述具有荧光的复合手术线的机械性能可以通过在壳层聚合物中掺入硬脂酸钙、氧化锌纳米颗粒等物质进行调节。
24.在一些具体实施方案中，步骤(1)和步骤(2)中，静电纺丝技术的纺丝速度为0.05-10m/min，温度为60-260℃。
25.本发明实施例还提供了所述具有荧光的复合手术线于制备青光眼schlemm手术用制品中的应用。
26.例如，本发明实施例还可以提供一种青光眼schlemm手术用制品，其包括前述制备方法制得的具有荧光的复合手术线。
27.与现有技术相比，本发明提供的具有荧光的复合手术线具有发光性质优异和全段发光、力学和机械性能好等优点，且其制备成本低廉，无毒副污染，环境友好；本发明为精准
导航青光眼术中穿过schlemm管和schlemm管原位活体成像提供了一种新思路，具有极佳的临床应用前景。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例1提供的荧光手术线的结构电镜图。
30.图2为在实施例1提供的荧光手术线的导航下成功穿过活体兔眼的全周schlemm管示意图。
31.图3为采用实施例1提供的荧光手术线穿过活体兔眼全周schlemm管后，观察到全周schlemm管的原位成像图。
32.图4为荧光手术线穿过兔眼全周的schlemm管，观察全周schlemm管的原位成像图。
33.图5为正常兔眼的房角及schlemm管的he染色病理片示意图。
34.图6为采用实施例1提供的荧光手术线穿过活体兔眼全周schlemm管，继而行全周schlemm管内侧壁及小梁切开术后的he染色病理片示意图。
具体实施方式
35.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
36.实施例1
37.本实施例提供一种应用于导航青光眼schlemm管手术和schlemm管原位成像的荧光手术线，制备方法包括以下步骤：
38.(1)将5mg荧光素钠、20g聚氨酯溶于20ml dmf溶液中，搅拌成粘稠溶液，去除溶液和气泡；然后用切粒机破碎，随后置于真空干燥箱中，去除溶剂和水气，得到核层材料；
39.(2)将步骤(1)得到的核层材料以50-100g/min的加料速度加入熔体纺丝挤出机，温度设置为200℃，转速设置为1000rpm/min，加热熔融后，通过内径为2mm的模型挤出，经过适当的拉伸得到核层手术线；
40.(3)将步骤(2)得到的核层手术线穿过壳层纺丝机涂层腔室，而后将聚氨酯本体聚合物加入加料室。设置温度185℃，手术线以1m/min的速度拉出，从而得到核壳荧光手术线，其结构图如图1所示。所述具有荧光的复合手术线在波长为420-590nm的激发光下，叠加波长为600nm以上的滤光片呈现红光。
41.通过实施例1提供的荧光手术线的导航下成功穿过活体兔眼的全周schlemm管(如图2所示)并观察到全周schlemm管的原位成像，如图3和图4所示。采用实施例1提供的荧光手术线穿过活体兔眼全周schlemm管，继而行全周schlemm管内侧壁及小梁切开术后的he染色病理片如图6，以及正常兔眼的房角及schlemm管的he染色病理片如图5。
42.实施例2
43.本实施例提供一种应用于导航青光眼schlemm管手术和schlemm管原位成像的荧
光手术线，制备方法包括以下步骤：
44.(1)将9mg聚集态发光粉、20g丙交酯与乙交酯的共聚物溶于20ml二氯甲烷溶液中，搅拌成粘稠溶液，去除气泡，通过静电纺丝的技术，将加捻转速设置为100rpm/min，得到初生核层手术线，并通过适当的热牵伸控制手术线直径；
45.(2)将步骤(2)得到的核层手术线穿过壳层纺丝机涂层腔室，而后将丙交酯与乙交酯的共聚物和硬脂酸钙的均匀混合物加入加料室。设置温度150℃，手术线以1m/min的速度拉出，从而得到核壳荧光手术线。
46.实施例3
47.(1)将1mg量子点、50g聚丙烯溶于20ml二甲亚砜和氯仿混合溶液中，搅拌成粘稠溶液，去除溶液和气泡；然后用切粒机破碎，随后置于真空干燥箱中，去除溶剂和水气，得到核层材料；
48.(2)将步骤(1)得到的核层材料以50-100g/min的加料速度加入熔体纺丝挤出机，经过适当的拉伸得到核层手术线，设置温度60℃，手术线以0.05m/min的速度拉出，然后将得到的核层手术线穿过壳层纺丝机涂层腔室，而后将聚氨酯本体聚合物加入加料室。从而得到核壳荧光手术线。
49.实施例4
50.(1)将30mg稀土纳米发光材料、30g聚氨酯溶于n-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌成粘稠溶液，去除溶液和气泡；然后用切粒机破碎，随后置于真空干燥箱中，去除溶剂和水气，得到核层材料；
51.(2)将步骤(1)得到的核层材料加入熔体纺丝挤出机，设置温度260℃，手术线以10m/min的速度拉出，经过适当的拉伸得到核层手术线；然后将得到的核层手术线穿过壳层纺丝机涂层腔室，而后将聚氨酯本体聚合物和硬脂酸钙加入加料室。从而得到核壳荧光手术线。
52.实施例5
53.(1)将15mg量子点、50g聚丙烯溶于氯仿混合溶液中，搅拌成粘稠溶液，去除溶液和气泡；然后用切粒机破碎，随后置于真空干燥箱中，去除溶剂和水气，得到核层材料；
54.(2)将步骤(1)得到的核层材料加入熔体纺丝挤出机，经过适当的拉伸得到核层手术线，设置温度220℃，手术线以1m/min的速度拉出，然后将得到的核层手术线穿过壳层纺丝机涂层腔室，而后将聚氨酯本体聚合物和氧化锌纳米颗粒加入加料室。从而得到核壳荧光手术线。
55.对比例1
56.本对比例与实施例1相比，核层也仅采用聚氨酯，未采用荧光素钠进行掺杂。
57.经测试，其所获手术线的发光性质、力学和机械性能等均不如前述实施例的手术线产品。
58.申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种具有荧光的复合手术线及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。