一种含中链pha的可吸收缝合线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含中链PHA（PHBV或PHBHHx）的可吸收缝合线。本发明具体公开了PHBHHx单丝纤维、PHBHHx/PLA单丝纤维和PHBV/PLA成束纤维及其制备方法。本发明通过与PLA的共混，纺丝过程更简单，材料性能互补，给予PHBHHx及PHBV纤维更好的手持感。相对于现有的传统材料，本发明使用的PHA材料，在神经和血管修复领域具有更优越的生物相容性。此外，PHA的力学强度较高，降解时间稍慢，在软骨和骨组织的缝合修复上，也有很好的应用效果。在新型的微创手术修复方面，PHBHHx和PHBV因具备高相容性和无毒无刺激的降解产物，能有效降低手术疤痕，在美容修复上也有应用前景。
【专利说明】一种含中链PHA的可吸收缝合线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物可吸收材料，具体涉及一种含中链PHA的可吸收缝合线。
【背景技术】
[0002]手术缝合线按照可吸收性分为可吸收缝合线和非可吸收缝合线。非可吸收缝合线能提供较好的抗拉强度，而限制性在于，手术过后，需要进行再手术取出手术缝合线。可吸收缝合线可以根据手术部位，缝合要求，愈合速度等，选择降解速度和强度相匹配的缝合线，在手术完成后，缝合线被降解吸收。
[0003]可吸收缝合线发展的最大限制在于以下几个方面:一、需要保证良好的生物相容性，降解之后无毒无害。二、在提供良好降解性的同时，保证足够的力学强度。
[0004]聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是一类由微生物合成的细胞内聚酯，具有良好的生物相容性，生物可降解性和塑料加工性。常用的第一代PHA是聚羟基丁酸酯(PHB)，PHBV是由3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚而成的第二代PHA。PHBHHx由3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚而成，是第三代聚羟基脂肪酸酯(PHAs)，生物相容性比第一代(PHB)，第二代(PHBV)有显著提高，机械性能增强，降解产物无毒无害。
[0005]人工合成的高分子材料缝合线，大多在血管缝合和神经修复领域，有一定的组织反应。根据近年的研究和评估，含中链PHA材料，尤其是PHBHHx为主制备的医用材料，对血管和神经组织都具备卓越的生物相容性，比如PHBHHx能够促进细胞粘附的同时，抑制血小板的粘附，不易产生血小板的富集。PHBV与PHBHHx，即中链PHA，具备较高的力学强度，但在柔韧性和降解性上，略显不足，尤其是PHBHHx由于含3-HHx较多，碳链更长，降解时间比PHBV更长，因此将PHBV及PHBHHx与其他材料共混，获得相关性能互补，可以扩展它们的应用领域。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种含中链PHA (PHBV或PHBHHx)的可吸收缝合线，本发明通过与PLA的共混，纺丝过程更简单，材料性能互补，给予PHBHHx及PHBV纤维更好的手持感。
[0007]本发明提供了一种PHBHHx单丝纤维，其直径为60 μ m?500 μ m ;
[0008]PHBHHx表示3_羟基丁酸与3_羟基己酸的共聚物；
[0009]所述PHBHHx的重均分子量为200000?350000，具体可为230000，数均分子量为110000?140000，具体可为125000，多分散系数为1.6?2.2，具体可为1.8 ；
[0010]所述PHBHHx中3_羟基己酸(3_HHx)的质量百分含量为12?16%，具体可为12%。
[0011]本发明提供的PHBHHx单丝纤维的断裂拉伸强度可达2N?11N，拉伸伸长率可达60?250%，其完全降解时间为96周至120周。因此，本发明提供的PHBHHx单丝纤维具备力学相容性和高弹性，且可降解，降解成分均无毒无害，可用于制备可吸收缝合线。
[0012]本发明提供了所述PHBHHx单丝纤维的制备方法，包括如下步骤:[0013]将所述PHBHHx通过挤出机挤出得到原丝，然后在0°C冰水中骤冷得到初级纺丝；所述初级纺丝经拉伸即得；
[0014]所述挤出机的挤出速度可为50?60cm/min ；
[0015]所述拉伸速度可为2?16m/min。
[0016]本发明还提供了一种PHBHHx/PLA单丝纤维，其为PHBHHx与PLA的共混纤维，其直径为 50 μ m ?300 μ m ；
[0017]PHBHHx表示3_羟基丁酸与3_羟基己酸的共聚物；
[0018]PLA表示聚乳酸。
[0019]上述的PHBHHx/PLA单丝纤维中，所述PHBHHx与所述PLA的质量比可为10?30:90?70，具体可为10:90o
[0020]上述的PHBHHx/PLA单丝纤维中，所述PHBHHx的重均分子量为200000?350000，具体可为230000，数均分子量为110000?140000，具体可为125000，多分散系数为1.6?
2.2，具体可为1.8 ；
[0021]所述PHBHHx中3_羟基己酸(3_HHx)的质量百分含量为12?16%，具体可为12%，；
[0022]所述PLA的数均分子量为60000?180000，具体可为120000，其中L-旋光异构体
的质量百分含量为42%?98%，具体可为48%。
[0023]本发明提供的PHBHHx/PLA单丝纤维的断裂拉伸强度可达2N?6N，拉伸伸长率可达40%?100%，因此，本发明提供的PHBHHx单丝纤维具备力学相容性和高弹性，且可降解，可用于制备可吸收缝合线。
[0024]本发明提供了所述PHBHHx/PLA单丝纤维的制备方法，包括如下步骤:
[0025]将所述PHBHHx和所述PLA混合并经熔融后造粒；然后通过挤出机挤出得到原丝；将所述原丝在O?10°C水中骤冷得到初级纺丝；所述初级纺丝经拉伸即得；
[0026]所述挤出的速度可为50?60cm/min ；
[0027]所述拉伸的速度可为2?16m/min。
[0028]本发明进一步提供了 一种PHBV/PLA成束纤维，其为PHBV与PLA的共混纤维，其中单根纤维的直径为12 μ m?15 μ m ;
[0029]PHBV表示3-羟基丁酸酯和3_羟基戊酸酯的共聚物，PLA表示聚乳酸。
[0030]上述的PHBV/PLA成束纤维中，每束所述成束纤维包括24?72根所述单根纤维，如24根或72根。
[0031 ] 上述的PHBV/PLA成束纤维中，所述PHBV/PLA成束纤维中，所述PHBV与所述PLA的质量比可为10?30:70?90，具体可为10:90,20:80或30:70。
[0032]上述的PHBV/PLA成束纤维中，所述PHBV的数均分子量在200000?500000，具体可为500000，其中3-羟基戊酸酯的质量百分含量为5?25%，具体可为12% ；
[0033]所述PLA的数均分子量为60000?180000，具体可为120000，其中L-旋光异构体的质量百分含量为42%?98%，具体可为48%。
[0034]本发明提供的PHBV/PLA成束纤维的断裂拉伸强度可达1.7N?2.7N,拉伸伸长率可达44?62%，其完全降解时间为24周至48周。因此，本发明提供的PHBHHx单丝纤维具备力学相容性和高弹性，且可降解，降解成分均无毒无害，可用于制备可吸收缝合线。
[0035]本发明提供了所述PHBV/PLA成束纤维的制备方法，包括如下步骤:[0036]将所述PHBV和所述PLA进行混合并进行熔融，然后经喷丝孔挤出，在60?68 °C条件下依次经牵伸2?2.5倍和热定型即得；
[0037]所述挤出的速度可为500?1500m/min。
[0038]本发明通过与PLA的共混，纺丝过程更简单，材料性能互补，给予PHBHHx及PHBV纤维更好的手持感。相对于现有的传统材料，本发明使用的PHA材料，在神经和血管修复领域具有更优越的生物相容性。此外，PHA的力学强度较高，降解时间稍慢，在软骨和骨组织的缝合修复上，也有很好的应用效果。在新型的微创手术修复方面，PHBHHx和PHBV因具备高相容性和无毒无刺激的降解产物，能有效降低手术疤痕，在美容修复上也有应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为实施例1制备的PHBHHx单丝纤维的扫描电镜照片。
[0040]图2为实施例1制备的PHBHHx单丝纤维植入48周后(左图)和未植入PHBHHx单丝纤维(右图)时的扫描电镜照片。
[0041]图3为实施例1制备的PHBHHx单丝纤维的力学强度与植入时间的关系曲线，其中，图3 (a)为最大拉伸比率与植入时间的关系曲线，图3 (b)为最大拉伸强度与植入时间的关系曲线，图3 (c)为弹性模量与植入时间的关系曲线。
[0042]图4为实施例2制备的PHBHHx/PLA单丝纤维的扫描电镜照片。
[0043]图5为实施例3制备的PHBV/PLA单根纤维的扫描电镜照片。
[0044]图6为实施例1制备的PHBHHx单丝纤维、实施例3制备的PHBV/PLA成束纤维和医用羊肠线的染色图。
【具体实施方式】
[0045]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0046]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0047]下述实施例使用微生物生产的细胞内聚酯PHBV及PHBHHx，并使用缝合线常用的材料PLA进行共混；PLA制备的缝合线，有很好的柔韧性和手持感，丝线光滑。通过中链PHA的单独纺丝或进行共混,制备缝合线。PHBHHx对血管组织和神经组织有卓越的生物相容性，并能在降解的同时保持一定的力学强度，降解产物不仅对体内无害，还一定程度促进细胞的生长增殖。
[0048]下述实施例中所用的PHBHHx是按照下述文献中记载的方法制备的:
[0049]Park, SJ;Ahn, WS;Green, PR;Lee, SY.Production of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)by Metabolically Engineered Escherichia coli Strains。
[0050]下述实施例中所用的PHBV购自(宁波天安生物材料有限公司)。
[0051 ] 实施例1、PHBHHx单丝纤维
[0052] 将PHBHHx (重均分子量为230000，数均分子量为125000，多分散系数为1.8，3_羟基己酸的质量百分含量为12%)加入实验室型号(若江化纤公司，北京，中国)的挤压机，130°C于Imm内径的喷丝孔中挤出，以100cm/min速度卷绕并在0°C冰水中骤冷，获得非结晶的初级纺丝。挤出速度在60cm/min。冰浴3h等温结晶并进行后拉伸。在张力保持条件下，常温下退火一天。拉伸速度在10m/min,拉伸后的单丝纤维直径为60 μ m?500 μ m。[0053]下面对本实施例制备的单丝纤维的性能进行测试。
[0054](I)本实施例制备的直径为200~300 μ m的单丝直径的扫描电镜照片如图1所
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[0055](2)本实施例制备的PHBHHx单丝纤维的机械性能如表1中所示。
[0056]表1PHBHHx单丝纤维的机械性能
【权利要求】
1.一种PHBHHx单丝纤维，其直径为60 μ m~500 μ m ; PHBHHx表示3-羟基丁酸与3-羟基己酸的共聚物； 所述PHBHHx的重均分子量为200000~350000，数均分子量为110000~140000，多分散系数为1.6~2.2 ; 所述PHBHHx中3-羟基己酸的质量百分含量为12~16%。
2.权利要求1所述PHBHHx单丝纤维的制备方法，包括如下步骤: 将所述PHBHHx通过挤出机挤出得到原丝，然后在0°C冰水中骤冷得到初级纺丝；所述初级纺丝经拉伸即得； 所述挤出机的挤出速度为50~60cm/min ； 所述拉伸速度为2~16m/min。
3.—种PHBHHx/PLA单丝纤维，其为PHBHHx与PLA的共混纤维，其直径为50 μ m~300 μ m ； PHBHHx表示3-羟基丁酸与3-羟基己酸的共聚物； PLA表示聚乳酸。
4.根据权利要求3所述的单丝纤维，其特征在于:所述PHBHHx与所述PLA的质量比为10 ~30:90 ~70 ； 所述PHBHHx的重均分子量为200000~350000，数均分子量为110000~140000，多分散系数为1.6~2.2 ; 所述PHBHHx中3-羟基己酸的质量百分含量为12~16% ； 所述PLA的数均分子量为60000~180000，其中L-旋光异构体的质量百分含量为42% ~98%。
5.权利要求3或4所述PHBHHx/PLA单丝纤维的制备方法，包括如下步骤: 将所述PHBHHx和所述PLA混合并经熔融后造粒；然后通过挤出机挤出得到原丝；将所述原丝在O~10°C水中骤冷得到初级纺丝；所述初级纺丝经拉伸即得； 所述挤出的速度为50~60cm/min ； 所述拉伸的速度为2~16m/min。
6.一种PHBV/PLA成束纤维，其为PHBV与PLA的共混纤维，其中单根纤维的直径为12 μ m ~15 μ m ； PHBV表示3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物，PLA表示聚乳酸。
7.根据权利要求5所述的成束纤维，其特征在于:每束所述成束纤维包括24~72根所述单根纤维； 所述PHBV/PLA成束纤维中，所述PHBV与所述PLA的质量比为10~30:70~90 ；所述PHBV的数均分子量在200000~500000，其中3-羟基戊酸酯的质量百分含量为5 ~25% ； 所述PLA的分子量为60000~180000，其中L-旋光异构体的质量百分含量为42%~98%。
8.权利要求6或7所述PHBV/PLA成束纤维的制备方法，包括如下步骤: 将所述PHBV和所述PLA进行混合并进行熔融，然后经喷丝孔挤出，在60~68°C条件下依次经牵伸2~2.5倍和热定型即得；所述挤出的速度为500~1500m/min。
9.权利要求1所述PHBHHx单丝纤维、权利要求3或4所述PHBHHx/PLA单丝纤维或权利要求6或7所述PHBV/PLA成束纤维在制备可吸收缝合线中的应用。
10.一种可吸收缝合线，其特征在于:其由下述任一种纤维制成: 1)权利要求1所述PHBHHx单丝纤维； 2)权利要求3或4所述PHBHHx/PLA单丝纤维；和 3)权利要求6或7所述PHB V/PLA成束纤维制成。
【文档编号】D01F8/14GK103628174SQ201310526584
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】何钰, 吴琼, 任梦达, 丁长坤 申请人:清华大学