医用可吸收缝合线

摘要:文章介绍了医用缝合线的种类及可吸收医用缝合线对纤维性能的要求以及各种天然及合成生物降解纤维医用缝合线的特点,阐述了其成型技术及医用缝合线的应用开发现状。

关键词:纤维;生物降解;医用可吸收缝合线;成型技术

中图分类号:R613文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2010)21-0032-02

1医用缝合线的种类

手术缝合线是一种用于伤口缝合、组织结扎和固定的无菌线。医用缝合线主要有两种类型:可包括聚乙烯醇酸(PGA)聚乙丙交脂(PLGA)等。非吸收缝线主要用于生物体表面组织的缝合,可吸收型和非吸收型,非吸收型缝合线的原料包括棉、麻、丝等天然纤维及聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等合成高分子材料,另外还包括金属材料如不锈钢丝、铝丝、银丝等;可吸收型缝合线也包括天然纤维及合成高分子材料,前者有羊肠线、真丝、骨原胶、甲壳质纤维等;后者收缝合线可在一段时间内被生物体吸收,避免了风险拆除,且对人体无害,主要用于生物体内部器官组织的缝合。由于生物降解纤维用作可吸收医用缝线具有良好的生物相容性、生物活性及促进伤口愈合的功能,因此,将有良好的发展前景。

2性能要求

在用途广泛的体内生物可降解医用纤维中,由于用在外科可吸收手术缝合线的纤维品种较多,规格较为齐全,故对其性能要求也是最为严格的,因此具有一定的代表性。作为暂时的植入物,用于封闭伤口以及在伤口愈合期间提供强度的生物可降解医用手术缝合线,必须满足以下几点:(1)可以彻底进行消毒杀菌处理;(2)具有满足使用要求的机械强度,20%左右的延伸度,并有一定的柔软性和弹性回复,要有一定的湿润强度和摩擦系数;(3)在体内一定时间内保持一定的强度,伤口愈合后,能迅速被机体完全吸收;(4)结性良好,在缝合和打结时,操作要方便,成结后能保持结性良好;(5)与人体具有组织适应性,不会因异物反应而发炎;(6)对人体必须具有无毒、无副作用的特性(不会发生过敏、电解、脓毒、致癌和毛细管现象等)或干扰机体的免疫机制,不损害邻近组织;(7)产品质量稳定可靠;(8)制作容易,价廉易得。

3天然生物降解纤维医用缝合线

天然生物降解纤维可吸收缝合线皆取自于生体物质或天然物质,在人体内是通过酶催化作用而完成降解的,但这类纤维作为缝合线普遍存在着在消化液和感染环境下抗张强度耗损快,吸收时间不好控制的问题。

3.1羊肠线

羊肠线是一种传统的生物可降解缝合线。它是由羊肠膜下的纤维组织层或牛肠的浆膜连接组织层得到的,目前在术中可满足使用要求,应用较广。但羊肠线缝合打结不容易,产生抗原、抗体反应,在体内的适应性还不理想。

3.2真丝缝线

真丝是一种天然蛋白质纤维,作为一种重要的缝合材料,丝缝线具有许多良好的内在性能:(1)含有多种人体所需的氨酸,缝入体内经过六个月左右被人体逐步分解产生大量的氨酸为人体所吸收,对人体非但无害,且能提供有用的养料;(2)结方便,性能优良,持结能力好;(3)吸湿性好,被血液浸润后逐渐膨胀,充满针眼,减少血液渗出,手术缝合质量好,其强力化纤差一些,但高于羊肠线。

3.3骨胶原纤维

骨胶是一种蛋白质,骨胶分子是由三根多肽链形成的螺旋结构,骨胶原纤维是由重新组构牛屈肌腱的骨胶原悬浮液制成的。得到的纤维断裂强度可达2.7cN/dtex。骨原胶纤维作为医用缝线,在酶解后可以被组织吸收,生物适应性优良,无抗原性,生物体吸收良好,但存在组织不太均匀,强度和吸收速率易变化,及有局部组织反应等缺点。

4合成类生物降解纤维医用缝合线

4.1聚乙烯醇(PVA)纤维

聚乙烯醇(PVA)纤维由湿法纺丝制得,可通过控制相对分子质量、改变热拉伸倍数等方法改善溶解吸收性能。

4.2聚乙交酯(PGA)纤维

聚乙交酯(PGA)以乙醇酸为原料,通过脱水环化反应合成α-乙交酯(GA)单体,然后在催化剂作用下聚合生成。PGA纤维强度较高,延伸度适中,初始模量较低,无毒、生物相容性好,组织反应极微,其中间降解产物为GA,最终产物是二氧化碳和水,在人体内可完全降解并充分吸收。

4.3聚对二氧环己酯(PDS)纤维

聚对二氧环己酯(PDS)是第一种商品化的单纤维可吸收缝合线,是以有机金属化合物如二乙基锌或乙酰丙酮锆为催化剂,用对二氧环己酯聚合成的高分子聚合物。

4.4聚己内酯(PCL)纤维

聚己内酯(PCL)在体内降解的分子片断被吞噬细胞吞噬后,在细胞内降解的产物可随机体正常代谢排出体外。

4.5聚乳酸(PLA)纤维

聚乳酸(PLA)的原料是乳酸或乳酸的二聚体(丙交酯)。PLA缝合线生物相容性较好,柔软,易染成深色,拉伸强度高,缝合和打结比较方便;中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物,对人体无毒,无积累,是一类比较理想的可吸收手术缝合线。

聚乳酸是一种无毒、无刺激性,具有良好的生物性,可生物分解吸收、强度高、可塑性加工成型的高分子材料。它与人体组织的相容性良好,无致癌和变异反应,在体内可逐渐降解为二氧化碳和水,中间产物乳酸也是体内正常的糖代谢产物,所以不会在重要器官聚集,同时还具有相当的机械强度和耐久性及有良好的加工性能等,由它制的的纤维抗张强度高,柔软性好,是一种很好的可吸收缝合线材料。所以,可以选择聚乳酸作为制备可吸收手术缝合线的材料。

5医用缝合线的成型技术

生物可降解医用纤维材料和一般的成纤聚合物一样,可采用熔融纺丝、溶液湿法纺丝和溶液干法纺丝等方法。此外,使用凝胶纺丝和液晶纺丝等新型纺丝方法也有报道。总之,无论采用哪种纺丝方法,化学纤维的成型都可概括为以下三个工序:

5.1纺前准备

纺前准备:即纺丝熔体或纺丝溶液的制备。根据材料性质和采用的成型方法的不同,将成纤聚合物熔融或在某种适当的溶剂中溶解,得到熔体或配成一定浓度比例的溶液。必要时需过滤,脱泡。根据实际需要,可以在配制纺丝溶液前,针对不同的材料进行纺前处理,以提高其溶解性能。如甲壳素在配制纺丝溶液之前用醋酸酐和甲醇的混合液在57℃时浸渍搅拌4h。这样处理过的甲壳素改善了溶解性能,在溶解过程不发生降解,制得的纤维机械性能好。

5.2纺丝熔融

纺丝熔融:纺丝是最简单和最经济的纤维成型方法,适用于熔融时不分解和到达高流动性温度时属于热稳定性的聚合物(如聚羟基乙酸、聚二氧杂环几酮等)。熔融的聚合物通过喷丝头挤出,进入气态(或不常用的液体)的介质中,物料在其中冷却和发生固化。溶液湿法纺丝适用于可溶解的,熔融时分子结构要分解,而且不溶于任何挥发性溶剂的聚合物。此法是将聚合物溶液挤压进入含有非溶剂液体的“凝固浴”中,纺出的丝在浴中的固化实际是相分离作用、冻胶化作用,常常也是化学反应的结果。溶液干法纺丝是将聚合物(如聚乙烯醇)溶解在挥发性溶剂中,制成纺丝原液,纺出的丝流在热箱中遇到热气流将溶剂挥发,使丝凝固。另外,还有一些生物可降解材料,根据其物理性能,可使用两种或两种以上的成型方法。如聚乳酸纤维成型采用熔融纺丝和湿法纺丝两种方法;聚β2羟基丁酸酯纤维成型采用的是高速熔融纺丝和凝胶纺丝的方法。

5.3后处理

后处理:纺丝成型后的初生纤维其结构都不太理想,物理机械性能较差,不能直接用于纺织加工,必须经过一系列的后加工。其主要的工序是拉伸和热定型,还可以通过浸泡在适当的后处理液中数小时以提高性能。例如将熔融纺丝得到的PLLA纤维通过磷酸缓冲溶液(pH 7125,37℃),制成的PLLA手术缝合线比PGA的强度保持能力好得多。

6国外新开发的医用缝合线

6.1“智能”手术缝合线

做完手术需要进行伤口缝合,但在许多外科小手术中往往没有足够的空间供医生缝合伤口,为此德国科学家与美国科学家最近发明了一种可以自行缝合伤口的手术线,大大简化了这一手术过程。他们利用一种合成材料制作出了一种新型伤口缝合线。当医生做完手术后,只需将这种缝合线放置在伤口的合适部位并进行适当的加热,缝合线就能自行打结并相互拉紧,进而达到缝合的效果。

6.2头发缝合线

最近,Mahadevappa Rampure医科大学的医生们首次在印度成功利用头发作为手术缝合线的材料施用于人和动物。1996年,日本医生已经用头发生产出无创伤的缝合线,并成功施用于817个临床实例。

7国内新开发的医用缝合线:

7.1纯生物蛋白缝合线

长沙斯力特生物工程有限公司已将世界首创的纯生物蛋白缝合线投入市场。这种名叫佳修的纯生物蛋白缝合线是目前国内外惟一一种不经化学合成的缝合线。

7.2甲壳质缝合线

如今,国内有关甲壳质的研究非常火爆,也有不少厂家研制出品质优良的甲壳质手术缝合线并投入市场。甲壳质缝合线高强、柔软并具有促进创伤愈合和制酸抗溃疡的药理作用。甲壳质的三氯乙酸溶液则可制备强度大、柔软和易吸收的缝合线。可以通过调节对其改性而进行的氧化反应的氧化度来控制其吸收期。这种缝合线由于原料来源丰富,价格较便宜。

综上所述,利用合成纤维制备可吸收缝合线具有广阔的发展前景。采用共聚方法制备理想的可吸收缝合线是很重要的一种方法。由于这类可吸收缝合线遵循酯键水解降解机理,组织反应小,并且可通过改变聚合物组成调节缝合线的体内吸收时间。纤维的柔性则可通过涂层或加入适当的增塑剂加以改善,如三醋酸甘油酯、苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯等。加入合适的抗微生物组分可改善缝合线的抗微生物性,如硫酸新徽素、盐酸四环素、青霉素等。合成可吸收缝合线以其优良的性能具有广阔的应用前景,能够创造良好的经济效益。

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