一种可降解植入物用高强纤维丝及其制备方法

本发明属于医疗器械或者医用特种材料，具体涉及一种可降解植入物用高强纤维丝及其制备方法。

背景技术：

1、介入心脏封堵器可用于治疗先天性心脏缺损和预防心源性脑卒中，主要可分为室间隔缺损封堵器、房间隔缺损封堵器、卵圆孔封堵器、动脉导管未闭封堵器和左心耳封堵器。目前大部分可降解封堵器的主体框架部分通过可降解丝材或者纤维编织而成，框架在可降解封堵器中的主要作用是能够牢固锚定在病变部位的心脏缺损处，从而能够在心脏跳动时抵抗血流的冲击，防止封堵器在植入期间从缺损部位滑移掉出。此外，框架材料还应当满足介入输送的要求，能够压握在输送导管内进行输送且释放后能够恢复初始形状。目前可降解封堵器主要使用医用缝合线进行编织，而医用缝合线较为柔软而模量较低，高模量丝材用作缝合时组织受到应力较大，不利于进行缝合。将现有缝线编织成可降解植入物后，由于可降解纤维的模量较低，力学支撑性能较差，可降解封堵器框架无法稳固锚定在缺损部位，且当缝线由可降解聚合物制备时，在体内植入后会逐渐降解，进一步降低其力学支撑性能，有早期脱落风险，无法满足编织植入物如管腔支架和封堵器的使用要求。为了弥补这一缺陷，一般通过增加纤维直径或者增加编织密度来改善，但是这样会增加封堵器的体积，不利于压握至导管中进行输送，造成输送体积过大，无法通过较细的血管。同时模量较低，也使封堵器在轴向方向容易弯折，压握后在导管中进行输送，容易产生褶皱卷曲，导致输送失败。目前提高聚合物的强度和模量一般通过热处理诱导结晶实现，但通过该方法得到的聚合物晶体无取向性，对缝线的模量提升有限，且容易导致韧性显著降低。此外，缝线制备过程通常在玻璃化温度以上进行拉伸，该过程也可以诱导结晶取向，但一般使用恒定温度，结晶取向性和长度均不足。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明提供一种可降解植入物用高强纤维丝及其制备方法，以解决现有技术中用于植入物的编织丝材强度不能满足使用需求的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种可降解植入物用高强纤维丝的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：制备初级纤维；

4、s2：对初级纤维进行多次连续拉伸，即得；每次拉伸具有一个拉伸开始时的初始温度以及拉伸后的终点温度，前一次拉伸的终点温度是下一次拉伸的初始温度；每一次拉伸的初始温度大于终点温度，并且第一次拉伸的初始温度介于初级纤维的玻璃化转变温度与熔点之间。

5、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

6、进一步，初级纤维的制备方法包括以下步骤：

7、将热塑性聚合物在高于或等于其熔点的温度下熔化，再通过挤出方式获得直径为0.5～5mm的细丝，即得初级纤维。

8、进一步，拉伸通过多个顺次排列的辊轴进行；初级纤维依次缠绕经过顺次排列的辊轴，并将末端固定在最后那一个辊轴上。

9、进一步，多个顺次排列的辊轴除开第一个和最后一个辊轴外，其余辊轴均浸泡于有机溶剂中。

10、进一步，辊轴设置有三个，分别为第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴，第二辊轴浸泡于有机溶剂中，初级纤维的末端缠绕在第三辊轴上。

11、进一步，有机溶剂为乙醇、丙酮、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、氯仿、石油醚和乙醚中的至少一种。

12、进一步，第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴的温度分别为t1、t2和t3，其中t1介于初级纤维的玻璃化转变温度与熔点之间，t3小于初级纤维的玻璃化转变温度。

13、进一步，第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴的圆周线速度分别为v1、v2和v3，且1＜v2/v1＜15，1＜v3/v2＜15。

14、采用上述制备方法可以制备一种具有高模量和高韧性的可降解植入物用高强纤维丝，该可降解植入物用高强纤维丝可以用于制备编织支架、封堵器等人体植入材料。

15、本发明的有益效果是：

16、1、采用本发明中的制备方法可以同时实现聚合物丝材的拉伸诱导结晶与温度梯度下的纵向定向结晶，拉伸和梯度温度两者可共同作用，提高聚合物在纵向方向的结晶取向，相比现有方法可进一步提高聚合物的弯曲模量、强度和韧性。

17、2、本发明采用液体控制结晶时的温度梯度，相比温度梯度控制方式提高了聚合物丝材的冷却速度和固液界面的温度梯度；通过调节拉伸速度实现温度梯度的精确和大范围控制，能够在较大的生长速度范围内使界面前沿的温度梯度保持稳定，结晶在相对稳态下进行，能得到比较长的单向晶。

18、3、本发明中的中间拉伸过程在有机溶剂中进行，有机溶剂可以对聚合物丝材进行一定的渗透，能够减少聚合物丝材中链段移动的阻力，有利于结晶的形成，同时在丝材离开有机溶剂时，有机溶剂在气体中逐渐挥发，进一步诱导聚合物结晶。

19、4、本发明中拉伸诱导取向结晶、温度梯度控制的定性结晶和溶液诱导结晶三者共同作用，显著提高了丝材在纵向上的结晶长度和取向度，拉伸后的纤维丝力学性能得以改善。

技术特征：

1.一种可降解植入物用高强纤维丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述初级纤维的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述拉伸通过多个顺次排列的辊轴进行；所述初级纤维依次缠绕经过顺次排列的辊轴，并将末端固定在最后那一个辊轴上。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述多个顺次排列的辊轴除开第一个和最后一个辊轴外，其余辊轴均浸泡于有机溶剂中。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述辊轴设置有三个，分别为第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴，所述第二辊轴浸泡于有机溶剂中，所述初级纤维的末端缠绕在所述第三辊轴上。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇、丙酮、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、氯仿、石油醚和乙醚中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴的温度分别为t1、t2和t3，其中t1介于所述初级纤维的玻璃化转变温度与熔点之间，t3小于所述初级纤维的玻璃化转变温度。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴的圆周线速度分别为v1、v2和v3，且1＜v2/v1＜15，1＜v3/v2＜15。

9.采用权利要求1～8任一项所述的制备方法制得的可降解植入物用高强纤维丝。

技术总结
本发明公开了一种可降解植入物用高强纤维丝及其制备方法，属于医用特种材料技术领域。制备可降解植入物用高强纤维丝时先制备初级纤维；然后对初级纤维进行多次连续拉伸，即得，每次拉伸具有一个拉伸开始时的初始温度以及拉伸后的终点温度，前一次拉伸的终点温度是下一次拉伸的初始温度；每一次拉伸的初始温度大于等于终点温度，并且第一次拉伸的初始温度介于所述初级纤维的玻璃化转变温度与熔点之间。本发明中拉伸诱导取向结晶、温度梯度控制的定性结晶和溶液诱导结晶三者共同作用，显著提高了丝材在纵向上的结晶长度和取向度，拉伸后的纤维丝力学性能得以改善，所得纤维丝具有高模量和高韧性，可以用于制备编织支架、封堵器等人体植入材料。

技术研发人员：郭高阳,王云兵,杨立
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15