一種超細複合纖維膜、其製備方法及其用途的製作方法

2023-09-14 21:20:15 3

專利名稱：一種超細複合纖維膜、其製備方法及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可生物降解及可生物吸收的術後防粘連的超細複合纖維膜、其製備方法及其用途，尤其涉及一種聚乙丙交酯(PLGA)和聚丙交酯-b-聚乙二醇(PELA)製備的超細複合纖維膜、其製備方法及其用途。
背景技術：
術後粘連是外科手術領域具有高發率和再發率的一項科學難題。術後粘連所引起的併發症不僅給病人的日常生活帶來極大的痛苦，而且也使得二次手術的風險大大增加。 因此，如何防止術後粘連，減少病人的痛苦成為醫學領域研究的課題。長期以來，醫學界在防止手術後粘連的研究方面作了大量的工作，效果最為顯著的當屬物理隔離法。目前市售的防粘連產品主要以凝膠、固體膜和無紡布等的形式出現。防粘連材料大致分為不吸收的材料和吸收的材料。不吸收的材料包括矽片、GoreTex片、包含混合聚合物的水凝膠膜的防器官粘連膜，所述混合聚合物包含聚乙烯醇和指定的水溶性聚合物。儘管通過將片貼到損傷部位上， 這些片能物理分離損傷部位從而使得沒有粘連，但是它們在體內不會被吸收，因此產生了人造材料滯留體內的問題。另外，這樣粘貼的不吸收片或膜本身可以通過粘附器官引起功能障礙。在這種情形中，即使是通過再次手術也將不能移除這樣粘附到器官上的片。因此， 已嘗試開發可以在體內高度安全吸收的可吸收基底材料。CN 101056662B公開了一種防粘連材料，其包含吸水性交聯聚_、_穀氨酸作為有效成分，其中吸水性交聯聚-Y -穀氨酸通過聚-Y -穀氨酸與另一個聚-Y -穀氨酸的交聯形成。CN 100525778C公開了一種新型術後防粘連材料及製備方法，其組分和含量如下按重量百分比計為殼聚糖10-90，聚陰離子或聚乙二醇90-10 ；新型術後防粘連材料的製備方法，為1)將殼聚糖溶於0. -5%的酸溶液中，配成濃度為0.5% -6%的殼聚糖溶液；其中酸是鹽酸、檸檬酸、醋酸或酒石酸；幻將聚陰離子與蒸餾水的溶液濃度配成 1%-15% ；或是將聚乙二醇與蒸餾水的溶液濃度配成-30%。將上述1)和2、兩溶液混合均勻，即得到溶液型防粘連材料。防粘連材料Anti Triplex可以是膜材、凝膠或溶液。CN 1876926A公開了一種納米級纖維無紡織物的製備，及作為術後防粘連膜的應用。這種無紡織物採用靜電紡絲的方法製備而得。首先配製紡絲原液，將脂肪族聚酯溶於溶劑，攪拌均勻製得脂肪族聚酯紡絲原液。紡絲原液所用溶劑為二氯甲烷，三氯甲烷，丙酮， 四氯乙烷，二甲基乙醯胺等一種或兩種的複合體系。其次在靜電紡絲機上，通過紡絲原液裝注、靜電紡絲和收集超細纖維兩步製得脂肪族聚酯超細纖維，實現電紡成納米級纖維的無紡織物，經消毒滅菌處理後用於術後防粘連。臨床結果表明，這些產品雖然能夠起到一定的防粘連效果，但還有很多問題亟待解決，如材料的組織匹配性、可降解性和操作性等，這些都需要進一步的研究和改善以達到提高防粘連效果的目的。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在於提供一種可生物降解及可生物吸收及良好生物相容性的超細纖維複合膜。本發明所述的超細複合纖維膜，由75wt% IOOwt %的聚乙丙交酯和Owt % 25wt %的聚丙交酯-b-聚乙二醇組成。作為優選技術方案，本發明所述的超細複合纖維膜，由85wt% 95wt%的聚乙丙交酯和5wt% 15wt%的聚丙交酯-b-聚乙二醇組成。聚乙丙交酯是由乙交酯和丙交酯單體開環共聚製備得到的，無毒，易加工，具有良好的生物降解性和生物相容性，但由於其疏水性而造成細胞親和性不好。聚丙交酯_b-聚乙二醇是兩親性嵌段共聚物，具有良好的生物相容性及親水性，但是其生物降解性不好。兩種物質均是通過FDA認證的使用安全，性能優異的材料。本發明根據二者的特性，結合兩者所長，使用合理的質量分配得到粘附性適宜又易生物降解的超細複合纖維膜。作為優選技術方案，所述的聚乙丙交酯的重均分子量為4萬 20萬；優選地，聚乙丙交酯中丙交酯與乙交酯的摩爾比為95 5 40 60。作為優選技術方案，所述的聚丙交酯_b-聚乙二醇的重均分子量為2000 8萬； 優選地，聚丙交酯-b-聚乙二醇中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為9 1 2 8。作為優選技術方案，所述的纖維膜層的纖維直徑為500nm 5000nm，優選 IOOOnm 3000nm ；所述的纖維膜層的厚度為100 μ m 180 μ m，優選120 μ m 180 μ m。得到的超細複合纖維膜可在室溫(如25。C )下進一步進行真空乾燥。作為理想的防粘連材料，本發明所提供的超細複合纖維膜具有良好的生物相容性、適宜的組織粘附性，能完全覆蓋創傷表面並且具有足夠的體內存留時間；能降解吸收而不需二次手術將其取出；既能有效防止粘連形成又不影響傷口的正常癒合；還具有一定的機械強度而便於實施操作等。另外，該膜通過靜電紡絲技術製備，具有質輕柔軟，高孔隙率等優點，尤其是具有適宜的厚度，可用作術後防粘連材料。本發明的目的之一還在於提供一種超細複合纖維膜的製備方法。本發明所提供的超細複合纖維膜的製備方法包括如下步驟1)將聚乙丙交酯和聚丙交酯_b-聚乙二醇混合溶於N，N- 二甲基甲醯胺或丙酮或其混合物中，得到均勻的聚合物溶液；幻將步驟1)所得的均勻的聚合物溶液在室溫下進行攪拌，得到均一的混合液；3) 將步驟2、所得的均一的混合液注入靜電紡絲裝置中進行靜電紡絲，得到聚乙丙交酯和聚丙交酯_b-聚乙二醇的超細複合纖維膜。近年來，隨著靜電紡絲技術的成熟，選用生物相容性高分子製備出的靜電紡絲膜由於具有超大比表面積和超大孔隙率等特點適合在生物醫學材料方面的應用。靜電紡絲膜微觀上的類細胞骨架矩陣的結構不僅具有細胞相容性，而且這些多孔的結構具有很好的透氣性，利於體內營養物質的交換和傳輸。採用靜電紡絲膜作為防粘連材料既能達起到物理阻隔的作用，還能保證組織之間營養物質和代謝產物的流通環境，從而在起到防粘連效果的同時還有利於傷口癒合的正常進行。然而，由於三維孔洞結構的出現，使得靜電紡絲膜作為防粘連材料的研究過程中面臨很多問題。我們通過動物實驗結果研究發現如果材料太薄的話，細胞會穿透膜而生
4長，無法起到防粘連的效果；而材料太厚的話，由於植入量的增加使得組織相容性降低而引起排異反應，從而對體內造成負擔。因此，靜電紡絲膜用作防粘連材料時，如何確定最佳厚度成為了該技術領域的一個關鍵突破點。本發明纖維膜層的厚度選擇100 μ m 180 μ m之間，使用時既可以起到防粘連的效果，又不會對身體造成負擔。本發明中靜電紡絲的條件可採用現有技術，電壓為15 30kV、溶液流量為10 100L/min、接收距離為5cm 25cm。步驟1)中聚乙丙交酯和聚丙交酯-b_聚乙二醇的混合物中聚乙丙交酯佔 75wt% IOOwt %和聚丙交酯-b-聚乙二醇佔0wt% 25wt%。作為優選，步驟1)中聚乙丙交酯的重均分子量為4萬 20萬，優選聚乙丙交酯中丙交酯與乙交酯的摩爾比為95 5 40 60。作為優選，步驟1)中聚丙交酯_b-聚乙二醇的重均分子量為2000 8萬，優選聚丙交酯-b-聚乙二醇中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為9 1 2 8。作為優選，步驟1)中N，N-二甲基甲醯胺與丙酮的體積比為1 9 9 1。作為優選，步驟1)中聚合物溶液中聚合物總的質量體積百分濃度為25% 70%， 優選質量體積百分濃度為30% 60%，進一步優選質量體積百分濃度為30% 50%。本發明的目的之一還在於提供一種超細複合纖維膜用於體內切除術中，具有很好的材料相容性和結構相容性，可以自固定、促進傷口癒合及起到很好的物理阻隔作用，從而起到很好的防粘連效果。


圖1實施例1中PLGA和PELA製備出來的超細纖維複合膜材料的表面SEM圖。圖2實施例1中PLGA和PELA製備出來的超細纖維複合膜材料的斷面SEM圖。
具體實施例方式為便於理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅用於幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。實施例一(1)溶液的配製將PLGA(分子量為8萬，其中丙交酯與乙交酯的摩爾比為95 5) 與PELA(分子量為1萬，其中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為2 8)溶解在N，N 二甲基甲醯胺(DMF)與丙酮(體積比為5 5)的混合溶劑中，得到總聚合物質量體積濃度為50%的 PLGA和PELA的混合溶液。溶液中，PLGA與PELA的質量比為95 5。(2)靜電紡絲將步驟⑴中得到的PLGA溶液置於靜電紡絲設備的給料注射器內。調節噴絲頭與輥筒之間的距離為12cm，紡絲的環境溫度為25°C，環境中的空氣流速控制在0. 5 0. 8m3/hr,開啟高壓電源以及給料注射器泵，調節電壓至20kV，溶液的給料速度為20μ Ι/min，進行紡絲，紡絲時間lOOmin，在旋轉滾筒上得到靜電紡絲超細纖維複合膜。(3)將步驟(2)中收集到的纖維膜反覆用去離子水衝洗後，在20°C真空乾燥箱中真空乾燥M小時後，得到可生物降解及吸收的超細纖維複合膜材料。超細纖維複合膜材料為無紡布結構，超細纖維直徑為1 3μπι之間，如圖1所示；具有三維疏鬆的多孔結構，如圖2所示。纖維層膜厚為100 180 μ m。實施例二
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(1)溶液的配製將PLGA(分子量為20萬，其中丙交酯與乙交酯的摩爾比為3 1) 與PELA(分子量為1萬，其中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為50 50)溶解在N，N 二甲基甲醯胺(DMF)與丙酮(體積比為9 1)的混合溶劑中，得到總聚合物質量體積濃度為35% 的PLGA和PELA的混合溶液。溶液中，PLGA與PELA的質量比為80 20。(2)靜電紡絲將步驟⑴中得到的PLGA溶液置於靜電紡絲設備的給料注射器內。調節噴絲頭與輥筒之間的距離為12cm，紡絲的環境溫度為25°C，環境中的空氣流速控制在0. 5 0. 8m3/hr,開啟高壓電源以及給料注射器泵，調節電壓至20kV，溶液的給料速度為20μ Ι/min，進行紡絲，紡絲時間150min，在旋轉滾筒上得到靜電紡絲超細纖維複合膜。(3)將步驟(2)中收集到的纖維膜反覆用去離子水衝洗後，在20°C真空乾燥箱中真空乾燥M小時後，得到可生物降解及吸收的超細纖維複合膜材料。超細纖維複合膜材料為無紡布結構，超細纖維直徑為1 3μπι之間；具有三維疏鬆的網絡狀結構。纖維層膜厚為 100 150 μ m。實施例三(1)溶液的配製將PLGA(分子量為4萬，其中丙交酯與乙交酯的摩爾比為3 1) 與PELA(分子量為8萬，其中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為9 1)溶解在N，N 二甲基甲醯胺(DMF)與丙酮(體積比為1 鍆的混合溶劑中，得到總聚合物質量體積濃度為45wt% 的PLGA和PELA的混合溶液。溶液中，PLGA與PELA的質量比為75 25。(2)靜電紡絲將步驟(1)中得到的PLGA溶液置於靜電紡絲設備的給料注射器內。調節噴絲頭與輥筒之間的距離為12cm，紡絲的環境溫度為25°C，環境中的空氣流速控制在0. 5 0. 8m3/hr,開啟高壓電源以及給料注射器泵，調節電壓至20kV，溶液的給料速度為20μ Ι/min，進行紡絲，紡絲時間120min，在旋轉滾筒上得到靜電紡絲超細纖維複合膜。(3)將步驟O)中收集到的纖維膜反覆用去離子水衝洗後，在20°C真空乾燥箱中真空乾燥M小時後，得到可生物降解及吸收的超細纖維複合膜材料。超細纖維複合膜材料為無紡布結構，超細纖維直徑為1 5μπι之間；具有三維疏鬆的多孔結構。纖維層膜厚為 100 150 μ m。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明並不局限於上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。
權利要求
1.一種超細複合纖維膜，其特徵在於，由75wt% IOOwt%的聚乙丙交酯和Owt % 25wt %的聚丙交酯-b-聚乙二醇組成。
2.根據權利要求1所述的超細複合纖維膜，其特徵在於，由85wt% 95wt%的聚乙丙交酯和5wt% 15wt%的聚丙交酯-b-聚乙二醇組成。
3.根據權利要求1或2所述的超細複合纖維膜，其特徵在於，所述的聚乙丙交酯的重均分子量為4萬 20萬；優選地，聚乙丙交酯中丙交酯與乙交酯的摩爾比為95 5 40 60。
4.根據權利要求1或2所述的超細複合纖維膜，其特徵在於，所述的聚丙交酯-b-聚乙二醇的重均分子量為2000 8萬；優選地，聚丙交酯-b-聚乙二醇中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為9 1 2 8。
5.根據權利要求1 4任一項所述的超細複合纖維膜，其特徵在於，所述的纖維膜層的纖維直徑為500nm 5000nm，優選IOOOnm 3000nm。
6.根據權利要求1 5任一項所述的超細複合纖維膜，其特徵在於，所述的纖維膜層的厚度為 100 μ m 180 μ m,優選 IOOym- 150 μ m。
7.根據權利要求1 6任一項所述的超細複合纖維膜的製備方法，包括如下步驟1) 將聚乙丙交酯和聚丙交酯_b-聚乙二醇混合溶於N，N- 二甲基甲醯胺或丙酮或其混合物中， 得到均勻的聚合物溶液；幻將步驟1)所得的均勻的聚合物溶液在室溫下進行攪拌，得到均一的混合液；幻將步驟幻所得的均一的混合液注入靜電紡絲裝置中進行靜電紡絲，得到聚乙丙交酯和聚丙交酯_b-聚乙二醇的超細複合纖維膜。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，步驟1)中聚乙丙交酯和聚丙交酯-b-聚乙二醇的混合物中聚乙丙交酯佔75wt% 100wt%和聚丙交酯-b-聚乙二醇佔Owt% 25wt% ；優選地，步驟1)中聚乙丙交酯的重均分子量為4萬 20萬，優選聚乙丙交酯中丙交酯與乙交酯的摩爾比為95 5 40 60;優選地，步驟1)中聚丙交酯-b-聚乙二醇的重均分子量為2000 8萬，優選聚丙交酯-b-聚乙二醇中聚丙交酯與聚乙二醇的摩爾比為9 1 2 8;優選地，步驟1)中N，N-二甲基甲醯胺與丙酮的體積比為1 9 9 1;優選地，步驟1)中聚合物溶液中聚合物總的質量體積百分濃度為30% 70%，優選質量體積百分濃度為35% 60%，進一步優選質量體積百分濃度為35% 50%。
9.根據權利要求1 6任一項所述的超細複合纖維膜的用途，其特徵在於，所述的超細複合纖維膜用於體內切除術中。
全文摘要
本發明涉及一種可生物降解及可生物吸收的超細複合纖維膜，由75wt％～100wt％的聚乙丙交酯和0wt％～25wt％的聚丙交酯-b-聚乙二醇組成。通過如下方法製得將聚乙丙交酯和聚丙交酯-b-聚乙二醇混合溶於N，N-二甲基甲醯胺或丙酮或其混合物中，得到均勻的聚合物溶液；然後將均勻的聚合物溶液在室溫下進行攪拌，得到均一的混合液；最後將均一的混合液注入靜電紡絲裝置中進行靜電紡絲，得到聚乙丙交酯和聚丙交酯-b-聚乙二醇的超細複合纖維膜。本發明所提供的材料具有良好的生物相容性、可調的生物降解性，同時具有質輕柔軟、透氣好的特點，可作為優異的體內防粘連材料。
文檔編號A61L15/50GK102433684SQ201110347268
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者許杉杉, 韓志超 申請人:無錫中科光遠生物材料有限公司