一種含中鏈pha的可吸收縫合線的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含中鏈PHA（PHBV或PHBHHx）的可吸收縫合線。本發(fā)明具體公開(kāi)了PHBHHx單絲纖維、PHBHHx/PLA單絲纖維和PHBV/PLA成束纖維及其制備方法。本發(fā)明通過(guò)與PLA的共混，紡絲過(guò)程更簡(jiǎn)單，材料性能互補(bǔ)，給予PHBHHx及PHBV纖維更好的手持感。相對(duì)于現(xiàn)有的傳統(tǒng)材料，本發(fā)明使用的PHA材料，在神經(jīng)和血管修復(fù)領(lǐng)域具有更優(yōu)越的生物相容性。此外，PHA的力學(xué)強(qiáng)度較高，降解時(shí)間稍慢，在軟骨和骨組織的縫合修復(fù)上，也有很好的應(yīng)用效果。在新型的微創(chuàng)手術(shù)修復(fù)方面，PHBHHx和PHBV因具備高相容性和無(wú)毒無(wú)刺激的降解產(chǎn)物，能有效降低手術(shù)疤痕，在美容修復(fù)上也有應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種含中鏈PHA的可吸收縫合線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物可吸收材料，具體涉及一種含中鏈PHA的可吸收縫合線。
【背景技術(shù)】
[0002]手術(shù)縫合線按照可吸收性分為可吸收縫合線和非可吸收縫合線。非可吸收縫合線能提供較好的抗拉強(qiáng)度，而限制性在于，手術(shù)過(guò)后，需要進(jìn)行再手術(shù)取出手術(shù)縫合線?？晌湛p合線可以根據(jù)手術(shù)部位，縫合要求，愈合速度等，選擇降解速度和強(qiáng)度相匹配的縫合線，在手術(shù)完成后，縫合線被降解吸收。
[0003]可吸收縫合線發(fā)展的最大限制在于以下幾個(gè)方面:一、需要保證良好的生物相容性，降解之后無(wú)毒無(wú)害。二、在提供良好降解性的同時(shí)，保證足夠的力學(xué)強(qiáng)度。
[0004]聚羥基脂肪酸酯(PHAs)是一類(lèi)由微生物合成的細(xì)胞內(nèi)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是聚羥基丁酸酯(PHB)，PHBV是由3-羥基丁酸和3-羥基戊酸共聚而成的第二代PHA。PHBHHx由3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚而成，是第三代聚羥基脂肪酸酯(PHAs)，生物相容性比第一代(PHB)，第二代(PHBV)有顯著提高，機(jī)械性能增強(qiáng)，降解產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害。
[0005]人工合成的高分子材料縫合線，大多在血管縫合和神經(jīng)修復(fù)領(lǐng)域，有一定的組織反應(yīng)。根據(jù)近年的研究和評(píng)估，含中鏈PHA材料，尤其是PHBHHx為主制備的醫(yī)用材料，對(duì)血管和神經(jīng)組織都具備卓越的生物相容性，比如PHBHHx能夠促進(jìn)細(xì)胞粘附的同時(shí)，抑制血小板的粘附，不易產(chǎn)生血小板的富集。PHBV與PHBHHx，即中鏈PHA，具備較高的力學(xué)強(qiáng)度，但在柔韌性和降解性上，略顯不足，尤其是PHBHHx由于含3-HHx較多，碳鏈更長(zhǎng)，降解時(shí)間比PHBV更長(zhǎng)，因此將PHBV及PHBHHx與其他材料共混，獲得相關(guān)性能互補(bǔ)，可以擴(kuò)展它們的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種含中鏈PHA (PHBV或PHBHHx)的可吸收縫合線，本發(fā)明通過(guò)與PLA的共混，紡絲過(guò)程更簡(jiǎn)單，材料性能互補(bǔ)，給予PHBHHx及PHBV纖維更好的手持感。
[0007]本發(fā)明提供了一種PHBHHx單絲纖維，其直徑為60 μ m?500 μ m ;
[0008]PHBHHx表示3_羥基丁酸與3_羥基己酸的共聚物；
[0009]所述PHBHHx的重均分子量為200000?350000，具體可為230000，數(shù)均分子量為110000?140000，具體可為125000，多分散系數(shù)為1.6?2.2，具體可為1.8 ；
[0010]所述PHBHHx中3_羥基己酸(3_HHx)的質(zhì)量百分含量為12?16%，具體可為12%。
[0011]本發(fā)明提供的PHBHHx單絲纖維的斷裂拉伸強(qiáng)度可達(dá)2N?11N，拉伸伸長(zhǎng)率可達(dá)60?250%，其完全降解時(shí)間為96周至120周。因此，本發(fā)明提供的PHBHHx單絲纖維具備力學(xué)相容性和高彈性，且可降解，降解成分均無(wú)毒無(wú)害，可用于制備可吸收縫合線。
[0012]本發(fā)明提供了所述PHBHHx單絲纖維的制備方法，包括如下步驟:[0013]將所述PHBHHx通過(guò)擠出機(jī)擠出得到原絲，然后在0°C冰水中驟冷得到初級(jí)紡絲；所述初級(jí)紡絲經(jīng)拉伸即得；
[0014]所述擠出機(jī)的擠出速度可為50?60cm/min ；
[0015]所述拉伸速度可為2?16m/min。
[0016]本發(fā)明還提供了一種PHBHHx/PLA單絲纖維，其為PHBHHx與PLA的共混纖維，其直徑為 50 μ m ?300 μ m ；
[0017]PHBHHx表示3_羥基丁酸與3_羥基己酸的共聚物；
[0018]PLA表示聚乳酸。
[0019]上述的PHBHHx/PLA單絲纖維中，所述PHBHHx與所述PLA的質(zhì)量比可為10?30:90?70，具體可為10:90o
[0020]上述的PHBHHx/PLA單絲纖維中，所述PHBHHx的重均分子量為200000?350000，具體可為230000，數(shù)均分子量為110000?140000，具體可為125000，多分散系數(shù)為1.6?
2.2，具體可為1.8 ；
[0021]所述PHBHHx中3_羥基己酸(3_HHx)的質(zhì)量百分含量為12?16%，具體可為12%，；
[0022]所述PLA的數(shù)均分子量為60000?180000，具體可為120000，其中L-旋光異構(gòu)體
的質(zhì)量百分含量為42%?98%，具體可為48%。
[0023]本發(fā)明提供的PHBHHx/PLA單絲纖維的斷裂拉伸強(qiáng)度可達(dá)2N?6N，拉伸伸長(zhǎng)率可達(dá)40%?100%，因此，本發(fā)明提供的PHBHHx單絲纖維具備力學(xué)相容性和高彈性，且可降解，可用于制備可吸收縫合線。
[0024]本發(fā)明提供了所述PHBHHx/PLA單絲纖維的制備方法，包括如下步驟:
[0025]將所述PHBHHx和所述PLA混合并經(jīng)熔融后造粒；然后通過(guò)擠出機(jī)擠出得到原絲；將所述原絲在O?10°C水中驟冷得到初級(jí)紡絲；所述初級(jí)紡絲經(jīng)拉伸即得；
[0026]所述擠出的速度可為50?60cm/min ；
[0027]所述拉伸的速度可為2?16m/min。
[0028]本發(fā)明進(jìn)一步提供了 一種PHBV/PLA成束纖維，其為PHBV與PLA的共混纖維，其中單根纖維的直徑為12 μ m?15 μ m ;
[0029]PHBV表示3-羥基丁酸酯和3_羥基戊酸酯的共聚物，PLA表示聚乳酸。
[0030]上述的PHBV/PLA成束纖維中，每束所述成束纖維包括24?72根所述單根纖維，如24根或72根。
[0031 ] 上述的PHBV/PLA成束纖維中，所述PHBV/PLA成束纖維中，所述PHBV與所述PLA的質(zhì)量比可為10?30:70?90，具體可為10:90,20:80或30:70。
[0032]上述的PHBV/PLA成束纖維中，所述PHBV的數(shù)均分子量在200000?500000，具體可為500000，其中3-羥基戊酸酯的質(zhì)量百分含量為5?25%，具體可為12% ；
[0033]所述PLA的數(shù)均分子量為60000?180000，具體可為120000，其中L-旋光異構(gòu)體的質(zhì)量百分含量為42%?98%，具體可為48%。
[0034]本發(fā)明提供的PHBV/PLA成束纖維的斷裂拉伸強(qiáng)度可達(dá)1.7N?2.7N,拉伸伸長(zhǎng)率可達(dá)44?62%，其完全降解時(shí)間為24周至48周。因此，本發(fā)明提供的PHBHHx單絲纖維具備力學(xué)相容性和高彈性，且可降解，降解成分均無(wú)毒無(wú)害，可用于制備可吸收縫合線。
[0035]本發(fā)明提供了所述PHBV/PLA成束纖維的制備方法，包括如下步驟:[0036]將所述PHBV和所述PLA進(jìn)行混合并進(jìn)行熔融，然后經(jīng)噴絲孔擠出，在60?68 °C條件下依次經(jīng)牽伸2?2.5倍和熱定型即得；
[0037]所述擠出的速度可為500?1500m/min。
[0038]本發(fā)明通過(guò)與PLA的共混，紡絲過(guò)程更簡(jiǎn)單，材料性能互補(bǔ)，給予PHBHHx及PHBV纖維更好的手持感。相對(duì)于現(xiàn)有的傳統(tǒng)材料，本發(fā)明使用的PHA材料，在神經(jīng)和血管修復(fù)領(lǐng)域具有更優(yōu)越的生物相容性。此外，PHA的力學(xué)強(qiáng)度較高，降解時(shí)間稍慢，在軟骨和骨組織的縫合修復(fù)上，也有很好的應(yīng)用效果。在新型的微創(chuàng)手術(shù)修復(fù)方面，PHBHHx和PHBV因具備高相容性和無(wú)毒無(wú)刺激的降解產(chǎn)物，能有效降低手術(shù)疤痕，在美容修復(fù)上也有應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為實(shí)施例1制備的PHBHHx單絲纖維的掃描電鏡照片。
[0040]圖2為實(shí)施例1制備的PHBHHx單絲纖維植入48周后(左圖)和未植入PHBHHx單絲纖維(右圖)時(shí)的掃描電鏡照片。
[0041]圖3為實(shí)施例1制備的PHBHHx單絲纖維的力學(xué)強(qiáng)度與植入時(shí)間的關(guān)系曲線，其中，圖3 (a)為最大拉伸比率與植入時(shí)間的關(guān)系曲線，圖3 (b)為最大拉伸強(qiáng)度與植入時(shí)間的關(guān)系曲線，圖3 (c)為彈性模量與植入時(shí)間的關(guān)系曲線。
[0042]圖4為實(shí)施例2制備的PHBHHx/PLA單絲纖維的掃描電鏡照片。
[0043]圖5為實(shí)施例3制備的PHBV/PLA單根纖維的掃描電鏡照片。
[0044]圖6為實(shí)施例1制備的PHBHHx單絲纖維、實(shí)施例3制備的PHBV/PLA成束纖維和醫(yī)用羊腸線的染色圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0046]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0047]下述實(shí)施例使用微生物生產(chǎn)的細(xì)胞內(nèi)聚酯PHBV及PHBHHx，并使用縫合線常用的材料PLA進(jìn)行共混；PLA制備的縫合線，有很好的柔韌性和手持感，絲線光滑。通過(guò)中鏈PHA的單獨(dú)紡絲或進(jìn)行共混,制備縫合線。PHBHHx對(duì)血管組織和神經(jīng)組織有卓越的生物相容性，并能在降解的同時(shí)保持一定的力學(xué)強(qiáng)度，降解產(chǎn)物不僅對(duì)體內(nèi)無(wú)害，還一定程度促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖。
[0048]下述實(shí)施例中所用的PHBHHx是按照下述文獻(xiàn)中記載的方法制備的:
[0049]Park, SJ;Ahn, WS;Green, PR;Lee, SY.Production of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)by Metabolically Engineered Escherichia coli Strains。
[0050]下述實(shí)施例中所用的PHBV購(gòu)自(寧波天安生物材料有限公司)。
[0051 ] 實(shí)施例1、PHBHHx單絲纖維
[0052] 將PHBHHx (重均分子量為230000，數(shù)均分子量為125000，多分散系數(shù)為1.8，3_羥基己酸的質(zhì)量百分含量為12%)加入實(shí)驗(yàn)室型號(hào)(若江化纖公司，北京，中國(guó))的擠壓機(jī)，130°C于Imm內(nèi)徑的噴絲孔中擠出，以100cm/min速度卷繞并在0°C冰水中驟冷，獲得非結(jié)晶的初級(jí)紡絲。擠出速度在60cm/min。冰浴3h等溫結(jié)晶并進(jìn)行后拉伸。在張力保持條件下，常溫下退火一天。拉伸速度在10m/min,拉伸后的單絲纖維直徑為60 μ m?500 μ m。[0053]下面對(duì)本實(shí)施例制備的單絲纖維的性能進(jìn)行測(cè)試。
[0054](I)本實(shí)施例制備的直徑為200~300 μ m的單絲直徑的掃描電鏡照片如圖1所
/Jn ο
[0055](2)本實(shí)施例制備的PHBHHx單絲纖維的機(jī)械性能如表1中所示。
[0056]表1PHBHHx單絲纖維的機(jī)械性能
【權(quán)利要求】
1.一種PHBHHx單絲纖維，其直徑為60 μ m~500 μ m ; PHBHHx表示3-羥基丁酸與3-羥基己酸的共聚物； 所述PHBHHx的重均分子量為200000~350000，數(shù)均分子量為110000~140000，多分散系數(shù)為1.6~2.2 ; 所述PHBHHx中3-羥基己酸的質(zhì)量百分含量為12~16%。
2.權(quán)利要求1所述PHBHHx單絲纖維的制備方法，包括如下步驟: 將所述PHBHHx通過(guò)擠出機(jī)擠出得到原絲，然后在0°C冰水中驟冷得到初級(jí)紡絲；所述初級(jí)紡絲經(jīng)拉伸即得； 所述擠出機(jī)的擠出速度為50~60cm/min ； 所述拉伸速度為2~16m/min。
3.—種PHBHHx/PLA單絲纖維，其為PHBHHx與PLA的共混纖維，其直徑為50 μ m~300 μ m ； PHBHHx表示3-羥基丁酸與3-羥基己酸的共聚物； PLA表示聚乳酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單絲纖維，其特征在于:所述PHBHHx與所述PLA的質(zhì)量比為10 ~30:90 ~70 ； 所述PHBHHx的重均分子量為200000~350000，數(shù)均分子量為110000~140000，多分散系數(shù)為1.6~2.2 ; 所述PHBHHx中3-羥基己酸的質(zhì)量百分含量為12~16% ； 所述PLA的數(shù)均分子量為60000~180000，其中L-旋光異構(gòu)體的質(zhì)量百分含量為42% ~98%。
5.權(quán)利要求3或4所述PHBHHx/PLA單絲纖維的制備方法，包括如下步驟: 將所述PHBHHx和所述PLA混合并經(jīng)熔融后造粒；然后通過(guò)擠出機(jī)擠出得到原絲；將所述原絲在O~10°C水中驟冷得到初級(jí)紡絲；所述初級(jí)紡絲經(jīng)拉伸即得； 所述擠出的速度為50~60cm/min ； 所述拉伸的速度為2~16m/min。
6.一種PHBV/PLA成束纖維，其為PHBV與PLA的共混纖維，其中單根纖維的直徑為12 μ m ~15 μ m ； PHBV表示3-羥基丁酸酯和3-羥基戊酸酯的共聚物，PLA表示聚乳酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成束纖維，其特征在于:每束所述成束纖維包括24~72根所述單根纖維； 所述PHBV/PLA成束纖維中，所述PHBV與所述PLA的質(zhì)量比為10~30:70~90 ；所述PHBV的數(shù)均分子量在200000~500000，其中3-羥基戊酸酯的質(zhì)量百分含量為5 ~25% ； 所述PLA的分子量為60000~180000，其中L-旋光異構(gòu)體的質(zhì)量百分含量為42%~98%。
8.權(quán)利要求6或7所述PHBV/PLA成束纖維的制備方法，包括如下步驟: 將所述PHBV和所述PLA進(jìn)行混合并進(jìn)行熔融，然后經(jīng)噴絲孔擠出，在60~68°C條件下依次經(jīng)牽伸2~2.5倍和熱定型即得；所述擠出的速度為500~1500m/min。
9.權(quán)利要求1所述PHBHHx單絲纖維、權(quán)利要求3或4所述PHBHHx/PLA單絲纖維或權(quán)利要求6或7所述PHBV/PLA成束纖維在制備可吸收縫合線中的應(yīng)用。
10.一種可吸收縫合線，其特征在于:其由下述任一種纖維制成: 1)權(quán)利要求1所述PHBHHx單絲纖維； 2)權(quán)利要求3或4所述PHBHHx/PLA單絲纖維；和 3)權(quán)利要求6或7所述PHB V/PLA成束纖維制成。
【文檔編號(hào)】D01F8/14GK103628174SQ201310526584
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】何鈺, 吳瓊, 任夢(mèng)達(dá), 丁長(zhǎng)坤 申請(qǐng)人:清華大學(xué)