CN114177364A - 软组织增强膜材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医学生物材料技术领域,具体涉及软组织增强膜材料及其制备方法。本发明提供的软组织增强膜材料的制备方法,制作工艺上更加简单,容易操作,更容易转产,其中的原料均为生物可降解材料,术后使用后,随人体新陈代谢排出体外,具有良好的生物活性且不具有细胞毒性。采用静电纺丝技术制备聚合物纤维膜,具有多孔结构,满足细胞黏附生长以及作为营养物质传送通道的要求。本发明提供的软组织增强膜材料植入生物体内后,不会产生排异反应和局部损伤等情况,与吻合器配合使用,可有效对软组织进行加固,降低吻合口瘘及出血、炎性反应的发病率。
Description
技术领域
本发明属于医学生物材料技术领域,具体涉及软组织增强膜材料及其制备方法和应用。
背景技术
软组织是十分重要的一个人体组织,包括皮肤、皮下组织、肌肉、肌腱、韧带、关节囊、滑膜囊,神经、血管等。人体中的大多数软组织损伤可以通过自身愈合,并恢复其基本功能。如大多数皮肤损伤自愈后不会留下疤痕组织形象美观;筋膜、肌腱、韧带等通过自愈的***,也会恢复其相应功能。然而,在手术过程中造成软组织损伤,自身愈合可能无法达到预期结果,而导致手术失败。如胃大切手术中,由于缝合不紧密,组织恢复较慢,造成吻合口瘘;此外,肺大泡切除术、胰腺手术中,也常常在软组织修复过程中引起一系列术后并发症。
外科手术中吻合器的使用愈加广泛,使用吻合器进行吻合切除术会压榨组织后组织的回弹,产生炎性反应,导致组织水肿,造成吻合口张力大,吻合口血运不佳。吻合口张力和吻合口血运不佳是引起吻合口瘘的关键因素,而发生吻合口瘘会导致吻合口局部组织增生及纤维化,导致瘢痕性狭窄,即出现吻合口狭窄。腹腔镜袖状胃切除术、食管癌切除术、肺大泡切除术等手术,术后并发症大多由于术后造成的吻合口瘘、吻合口出血造成。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供了一种可配合直线切合吻合器一起使用的软组织增强膜材料及其制备方法和应用,目的是为了解决如吻合口出血、炎性反应、吻合口张力过大,预防吻合口瘘及吻合口狭窄等的技术问题。
本发明提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
软组织增强膜材料的制备方法,包括如下步骤:
S1,将高分子材料溶于有机溶剂中,获得有纺丝液,所述高分子材料为聚乙醇酸、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚丙交酯-乙交酯共聚物、聚L-丙交酯-己内酯、聚羟基丁酯、聚羟基丁酸戊酯、聚L-甲氧基聚乙二醇嵌段共聚物中的一种或多种,所述有机溶剂为丙酮、六氟异丙醇和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种;
S2,设置电纺丝参数,将步骤S1中的纺丝液进行静电纺丝处理,获得电纺膜材料;
S3,将步骤S2中电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,获得热压纤维膜;
S4,使用真空干燥箱,对步骤S3中热压纤维膜进行抽真空处理,获得软组织增强膜材料。
在某些实施方式中,步骤S1中,所述高分子材料的质量浓度为5%-55%。
在某些实施方式中,步骤S2中,所述静电纺丝处理中,喷头数量为1-10个,喷丝头内径为0.1-0.6mm,接收距离为20-25cm,电纺电压为25kV,推进速度为20-25μl/min。
在某些实施方式中,步骤S3中,热压温度为30-60℃,热压时间为10-60min。
在某些实施方式中,步骤S4中,真空度为-0.085MPa以下,保压时间为5-20h。
在某些实施方式中,步骤S4中,对真空处理后的软组织增强膜材料进行灭菌处理。
进一步,采用环氧乙烷进行灭菌处理。
本发明还提供了另一个技术方案,即软组织增强膜材料,利用上述的方法制备的软组织增强膜材料。
本发明还提供了第三个技术方案,即上述软组织增强膜材料的应用,所述软组织增强膜材料分别放置在吻合器的钉钻和钉仓壳相对面上,配合吻合钉使用。
本发明具有以下有益效果:本发明提供的软组织增强膜材料的制备方法,制作工艺上更加简单,容易操作,更容易转产,其中的原料均为生物可降解材料,术后使用后,可以随着软组织的修复,逐渐降解为水和二氧化碳,随人体新陈代谢排出体外,具有良好的生物活性且不具有细胞毒性,不会对人体正常组织细胞产生伤害。采用静电纺丝技术制备聚合物纤维膜,具有多孔结构,在同等力学强度膜材料的制备工艺中,静电纺丝工艺制备出膜材料的孔径分布以及孔隙率优于大部分造孔剂法,并且纤维的直径、膜的孔隙率均可以通进行调控,满足细胞黏附生长以及作为营养物质传送通道的要求。静电纺丝后所得到的纤维膜,含有部分溶剂残留,这些溶剂多具有毒性,残留在纤维膜中的溶剂,自然状态下,挥发较慢,对纤维进行抽真空处理,可以快速去除溶剂残留。经过热压处理,纤维之间紧密接触,并使本来处于束缚状态的大分子链段和大分子本身的相互扩散运动逐渐加强,直至分子间引力和氢键发生作用,使界面消失而完成胶合过程,以提高纤维膜的力学性能。本发明提供的软组织增强膜材料植入生物体内后,不会产生排异反应和局部损伤等情况,与吻合器配合使用,可有效对软组织进行加固,降低吻合口瘘及出血、炎性反应的发病率。
附图说明
图1是本发明软组织增强膜材料的制备方法的流程图;
图2是本发明实施例1提供的软组织增强膜材料的电镜扫描图;
图3是本发明实施例2提供的软组织增强膜材料的电镜扫描图;
图4是本发明实施例3提供的软组织增强膜材料的电镜扫描图;
图5是本本发明中实施例1-3软组织增强膜材料的力学性能测试结果图;
图6是对比例提供的膜材料的电镜扫描图;
图7是本发明中实施例1和对比例细胞增殖测试结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图1-7,对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚乙醇酸(PGA),溶剂为六氟异丙醇,浓度为20%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚乙醇酸(PGA)与六氟异丙醇按质量体积比为20%的比例混合,40℃加热搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后装入10ml注射针管中,使用单喷头电纺设备在室温下进行纺丝,喷丝头内径为0.4mm,接收距离为25cm,推进速度为20μl/min,电压为25KV,接收装置为滚筒,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为45℃,热压时间为25min,获得热压纤维膜。
(4)将步骤(3)中的热压纤维膜置于真空干燥箱中,真空箱的真空度为-0.085MPa以下,保压8h。
本实施例还提供的软组织增强膜材料的应用,具体方案如下:
将本实施例制得的软组织增强膜材料放置在吻合器的钉钻和钉仓壳相对面上,配合吻合钉使用。使用时吻合钉将软组织增强膜材料固定在吻合口处,防止吻合口瘘及出血,降低炎性反应的发病率。
实施例2
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚乙醇酸(PGA),溶剂为六氟异丙醇,浓度为20%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚乙醇酸(PGA)与六氟异丙醇按质量体积比为20%的比例混合,40℃加热搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后装入10ml注射针管中,使用单喷头电纺设备在室温下进行纺丝,喷丝头内径为0.1mm,接收距离为25cm,推进速度为25μl/min,电压为25KV,接收装置为滚筒,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为45℃,热压时间为25min,获得热压纤维膜。
(4)将步骤(3)中的热压纤维膜置于真空干燥箱中,真空箱的真空度为-0.085MPa以下,保压8h。
实施例3
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚乙醇酸(PGA),溶剂为六氟异丙醇,浓度为20%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚乙醇酸(PGA)与六氟异丙醇按质量体积比为20%的比例混合,40℃加热搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后装入10ml注射针管中,使用单喷头电纺设备在室温下进行纺丝,喷丝头内径为0.6mm,接收距离为20cm,推进速度为25μl/min,电压为25KV,接收装置为滚筒,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为45℃,热压时间为25min,获得热压纤维膜。
(4)将步骤(3)中的热压纤维膜置于真空干燥箱中,真空箱的真空度为-0.085MPa以下,保压8h。
实施例4
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚乙醇酸(PGA),溶剂为六氟异丙醇,浓度为20%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚乙醇酸(PGA)与六氟异丙醇按质量体积比为20%的比例混合,40℃加热搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后分装入10ml注射针管中,使用五喷头电纺设备在室温下进行纺丝,五个喷丝头内径为均为0.4mm,喷丝头长度按照中间长两端短弧形分布,推进速度为20μl/min,电压为20KV,接收装置为直径为20cm的滚筒,滚筒转速为800rpm,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为60℃,热压时间为10min,获得热压纤维膜。
(4)将步骤(3)中的热压纤维膜置于真空干燥箱中,真空箱的真空度为-0.085MPa以下,保压8h。
实施例5
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚乙醇酸(PGA),溶剂为六氟异丙醇,浓度为5%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚乙醇酸(PGA)与六氟异丙醇按质量体积比为5%的比例混合,40℃加热搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后分装入10ml注射针管中,使用十喷头电纺设备在室温下进行纺丝,十个喷丝头内径为均为0.4mm,喷丝头长度按照中间长两端短弧形分布,推进速度为20μl/min,电压为20KV,接收装置为直径为20cm的滚筒,滚筒转速为800rpm,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为30℃,热压时间为60min,获得热压纤维膜。
(4)将步骤(3)中的热压纤维膜置于真空干燥箱中,真空箱的真空度为-0.085MPa以下,保压5h。
实施例6
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括丙交酯乙交酯共聚物(PLGA),溶剂为丙酮与N,N-二甲基甲酰胺,浓度为55%,制备方法包括以下步骤:
(1)将丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)与丙酮、N,N-二甲基甲酰胺按质量体积比为55%的比例混合,丙酮、N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1,搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后分装入10ml注射针管中,使用十喷头电纺设备在室温下进行纺丝,十个喷丝头内径为均为0.4mm,喷丝头长度按照中间长两端短弧形分布,推进速度为20μl/min,电压为25KV,接收装置为直径为20cm的滚筒,滚筒转速为800rpm,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为45℃,热压时间为25min,获得热压纤维膜。
(4)将步骤(3)中的热压纤维膜置于真空干燥箱中,真空箱的真空度为-0.085MPa以下,保压20h。
实施例1-3制得的软组织增强膜材料扫描电镜图像如图2-4所示,从图中看出,纤维丝呈现无规则排列状态,各向异性的纤维丝堆叠在一起,构成具有一定孔隙率的薄膜,纤维丝呈现出不规则弯曲状态,纤维表面光滑。对实施例1-3所得的纤维膜材料进行了力学性能测试,结果如图5所示,抗拉强度均大于4MPa,满足软组织缝合要求。
实施例7
本实施例提供的软组织增强膜材料的制备方法,具体技术方案如下:
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚L-丙交酯-己内酯(PLCL),溶剂为丙酮与N,N-二甲基甲酰胺,浓度为20%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚L-丙交酯-己内酯(PLCL)与六氟异丙醇(HFIP)、二氯甲烷(DCM)按质量体积比为20%的比例混合,六氟异丙醇(HFIP)、二氯甲烷(DCM)的体积比为1:1,搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后分装入10ml注射针管中,使用十喷头电纺设备在室温下进行纺丝,十个喷丝头内径为均为0.4mm,喷丝头长度按照中间长两端短弧形分布,推进速度为20μl/min,电压为25KV,接收装置为直径为20cm的滚筒,滚筒转速为800rpm,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为45℃,热压时间为25min,获得热压纤维膜。
对比例
采用静电纺丝法制备聚合物纤维膜,其组分包括聚乙醇酸(PGA),溶剂为六氟异丙醇,浓度为60%,制备方法包括以下步骤:
(1)将聚乙醇酸(PGA)与六氟异丙醇按质量体积比为60%的比例混合,40℃加热搅拌至溶解得到具有一定粘度的溶液,即纺丝液;
(2)将步骤(1)中的溶液,冷却至室温后装入10ml注射针管中,使用单喷头电纺设备在室温下进行纺丝,喷丝头内径为0.7mm,接收距离为12cm,推进速度为15μl/min,电压为8KV,接收装置为滚筒,得到电纺膜材料;
(3)将步骤(2)中的电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,热压温度为45℃,热压时间为25min,获得热压纤维膜。
从对比例的电镜扫描图(图6)可以看出,纤维膜孔隙率下降,趋于致密,不利于细胞的粘附生长。如图7所示,对比例的细胞增值率较实施例1低很多,植入体内后会增加炎性反应的风险。
综上所述,本发明提供的软组织增强膜材料的制备方法,其中的原料均为生物可降解材料,术后使用后,可以随着软组织的修复,逐渐降解为水和二氧化碳,随人体新陈代谢排出体外,具有良好的生物活性且不具有细胞毒性,不会对人体正常组织细胞产生伤害。采用静电纺丝技术制备聚合物纤维膜,具有多孔结构,在同等力学强度膜材料的制备工艺中,静电纺丝工艺制备出膜材料的孔径分布以及孔隙率优于大部分造孔剂法,并且纤维的直径、膜的孔隙率均可以通进行调控,满足细胞黏附生长以及作为营养物质传送通道的要求。本发明提供的软组织增强膜材料植入生物体内后,不会产生排异反应和局部损伤等情况,与吻合器配合使用,可有效对软组织进行加固,降低吻合口瘘及出血、炎性反应的发病率。
上述仅本发明较佳可行实施例,并非是对本发明的限制,本发明也并不限于上述举例,本技术领域的技术人员,在本发明的实质范围内,所作出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,将高分子材料溶于有机溶剂中,获得有纺丝液,所述高分子材料为聚乙醇酸、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚丙交酯-乙交酯共聚物、聚L-丙交酯-己内酯、聚羟基丁酯、聚羟基丁酸戊酯、聚L-甲氧基聚乙二醇嵌段共聚物中的一种或多种,所述有机溶剂为丙酮、六氟异丙醇和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种;
S2,设置电纺丝参数,将步骤S1中的纺丝液进行静电纺丝处理,获得电纺膜材料;
S3,将步骤S2中电纺膜材料放入风干燥箱中,进行热压处理,获得热压纤维膜;
S4,使用真空干燥箱,对步骤S3中热压纤维膜进行抽真空处理,获得软组织增强膜材料。
2.根据权利要求1所述的软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述高分子材料的质量浓度为5%-55%。
3.根据权利要求1所述的软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述静电纺丝处理中,喷头数量为1-10个,喷丝头内径为0.1-0.6mm,接收距离为20-25cm,电纺电压为25kV,推进速度为20-25μl/min。
4.根据权利要求1所述的软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,步骤S3中,热压温度为30-60℃,热压时间为10-60min。
5.根据权利要求1所述的软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,步骤S4中,真空度为-0.085MPa以下,保压时间为5-20h。
6.根据权利要求1所述的软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,步骤S4中,对真空处理后的软组织增强膜材料进行灭菌处理。
7.根据权利要求6所述的软组织增强膜材料的制备方法,其特征在于,采用环氧乙烷进行灭菌处理。
8.软组织增强膜材料,其特征在于,利用权利要求1-7任一项所述的方法制备的软组织增强膜材料。
9.软组织增强膜材料的应用,基于权利要求8所述的软组织增强膜材料,其特征在于,所述软组织增强膜材料分别放置在吻合器的钉钻和钉仓壳相对面上,配合吻合钉使用。
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