生物可降解聚己內酯人工胸壁材料及其製備方法
2023-06-05 07:56:31
專利名稱：生物可降解聚己內酯人工胸壁材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種人工胸壁材料及其製備方法，特別是一種生物可降解聚己內酯人工胸壁材料及其製備方法。用於生物醫學領域。
背景技術：
目前臨床應用修補胸壁缺損的材料可分為自體組織、異體組織、人工材料三類。自體組織包括闊筋膜、肌瓣、大網膜、髂骨片、肋骨片等，雖然是最符合人體生理的修復材料，但取材有限，增加創傷，且大多硬度不夠，術後反常呼吸常不能控制，多適用於面積較小的缺損修補。同種異體組織多為開胸術後保存下來的肋骨，但因來源不足，使用不便，未被廣泛使用。對於大塊胸壁缺損，現在傾向於使用人工材料修補。人工修補材料按物理性能分為兩類(1)硬質材料，包括不鏽鋼板、鈦鋼條、有機玻璃及克氏鋼針等。這類材料具有對胸廓支撐作用好的特點，但有易鬆動、脫落，不易固定的缺點。(2)軟質材料，常用有絛綸布、Marlex網、Proline網、尼龍網等。其中，Marlex網(高密度聚乙烯製成)和有機玻璃(聚甲丙烯酸鹽)是現在國內外廣泛應用的胸壁代用材料。這類材料組織反應性小，固定牢靠，但單獨使用，缺乏強度，對於胸壁大塊缺損的骨性支持不夠。由於目前臨床上使用的胸壁缺損修復材料尚不能令人滿意，生物可降解材料因其優良的生物相容性和生物可降解性，已越來越引起人們的關注，成為骨科材料的發展趨勢之一。
經文獻檢索發現，柳陽春、方功德、龔南平等在《江西醫藥》1996年第31期22頁上發表文章「人工材料在胸壁大塊缺損修復中的應用」，曾分別使用不鏽鋼絲編網、鈦合金板和有機玻璃板三種人工材料應用於胸壁缺損修復手術中，但生物可降解人工胸壁材料方面的報導尚未見到。
發明內容
本發明針對目前胸壁缺損人工修補材料的不足和缺陷，提供一種生物可降解聚己內酯人工胸壁材料及其製備方法，使生物可降解人工胸壁材料在骨癒合過程中具有足夠的強度和硬度，可支持骨折部位承受正常生理活動的外力；在骨癒合後該種材料開始降解並失去強度，外來的承重力逐漸轉移到自體骨上，使新癒合的自體骨的功能恢復到正常水平，可免去二次手術的麻煩與痛苦。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明生物可降解聚己內酯人工胸壁材料包含的組成成分及其重量百分比為甲殼素纖維10-70％，餘量為聚己內酯。
所述的聚己內酯經甲殼素纖維增強後可提高其強度和模量，滿足作為胸壁缺損修復材料的力學要求，所用的甲殼素纖維為短甲殼素纖維或長甲殼素纖維。
本發明生物可降解聚己內酯人工胸壁材料的製備方法，根據所用甲殼素纖維種類不同而不同。具體如下(1)當甲殼素纖維採用短甲殼素纖維時，通過雙螺杆擠出機法或者密煉機法製備，a.雙螺杆擠出機法。稱取短甲殼素纖維與聚己內酯，在高速混合機中攪拌10-20min使混合均勻，然後將預混合料使用雙螺杆擠出機於130-150℃下混煉、擠出、造粒，最後於140-150℃條件下在平板硫化機上模壓成型，根據不同的實驗要求裁成樣品。b.密煉機法。稱取短甲殼素纖維與聚己內酯，在高速混合機中攪拌10-20min使混合均勻，然後將預混合料使用密煉機於130-150℃下混煉、破碎，最後於140-150℃條件下在平板硫化機上模壓成型，根據不同的實驗要求裁成樣品。
(2)當甲殼素纖維採用長甲殼素纖維時，先使用平板硫化機模壓三塊純聚己內酯板(厚度小於1mm)，然後將長甲殼素纖維均勻纏繞於架子上使其固定。將聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子像三明治一樣疊加起來，置於平板硫化機上，合模後，在90-120℃下預熱10-20分鐘，使聚己內酯完全熔融，與纖維充分浸潤。然後加壓2-3MPa，10-15分鐘後，取出冷壓10-20分鐘。最後脫模，根據不同的實驗要求裁成樣品。
本發明具有實質性特點和顯著進步，本發明具備以下優點和積極作用1.複合材料的力學性能和降解速率較大範圍內可調。2.複合材料熔點低，易於塑形和加工成型。3.具有良好的生物相容性。4.具有良好強度和硬度，對胸廓支撐作用好，固定牢靠。5.具有更慢的強度衰減性，滿足胸壁缺損修復需求。6.具有生物可降解性，可免去二次手術的麻煩與痛苦。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作詳細描述。
實施例1按照重量比稱取10％短甲殼素纖維與90％聚己內酯，在高速混合機中攪拌20min使混合均勻，然後將預混合料使用密煉機於140℃下混煉、破碎，最後於150℃條件下在平板硫化機上模壓成型，根據實驗要求裁成樣品。
實施例2按照重量比稱取35％短甲殼素纖維與65％聚己內酯，在高速混合機中攪拌10min使混合均勻，然後將預混合料使用雙螺杆擠出機於150℃下混煉、擠出、造粒，最後於145℃條件下在平板硫化機上模壓成型，根據實驗要求裁成樣品。
實施例3按照重量比稱取50％短甲殼素纖維與50％聚己內酯，在高速混合機中攪拌15min使混合均勻，然後將預混合料使用密煉機於130℃下混煉、破碎，最後於140℃條件下在平板硫化機上模壓成型，根據實驗要求裁成樣品。
實施例4
按照重量比稱取25％長甲殼素纖維與75％聚己內酯。先使用平板硫化機模壓三塊純聚己內酯板(厚度小於1mm)，然後將長甲殼素纖維均勻纏繞於架子上使其固定。將聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子像三明治一樣疊加起來，置於平板硫化機上，合模後，在100℃下預熱15分鐘，使聚己內酯完全熔融，與纖維充分浸潤。然後加壓3MPa，10分鐘後，取出冷壓15分鐘。最後脫模，根據實驗要求裁成樣品。
實施例5按照重量比稱取40％長甲殼素纖維與60％聚己內酯。先使用平板硫化機模壓三塊純聚己內酯板(厚度小於1mm)，然後將長甲殼素纖維均勻纏繞於架子上使其固定。將聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子像三明治一樣疊加起來，置於平板硫化機上，合模後，在90℃下預熱10分鐘，使聚己內酯完全熔融，與纖維充分浸潤。然後加壓3MPa，12分鐘後，取出冷壓10分鐘。最後脫模，根據實驗要求裁成樣品。
實施例6按照重量比稱取70％長甲殼素纖維與30％聚己內酯。先使用平板硫化機模壓三塊純聚己內酯板(厚度小於1mm)，然後將長甲殼素纖維均勻纏繞於架子上使其固定。將聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子像三明治一樣疊加起來，置於平板硫化機上，合模後，在120℃下預熱20分鐘，使聚己內酯完全熔融，與纖維充分浸潤。然後加壓2MPa，15分鐘後，取出冷壓20分鐘。最後脫模，根據實驗要求裁成樣品。實施例1-6效果如下
載荷—撓度曲線測試結果表明實施例1-6製備的甲殼素纖維增強聚己內酯複合材料與聚己內酯都屬於韌性材料，在測試過程中都未出現斷裂。但是，在相同撓度下，甲殼素纖維增強聚己內酯複合材料比聚己內酯可承受更大的載荷，具有更大剛度，更適合用於骨缺損修復材料。
權利要求
1.一種生物可降解聚己內酯人工胸壁材料，其特徵在於，其包含的組分及其重量百分比為甲殼素纖維10-70％，餘量為聚己內酯。
2.根據權利要求1所述的生物可降解聚己內酯人工胸壁材料，其特徵是，甲殼素纖維為短甲殼素纖維或長甲殼素纖維。
3.一種生物可降解聚己內酯人工胸壁材料的製備方法，其特徵在於，所述的人工胸壁材料包含的組分及其重量百分比為甲殼素纖維10-70％，餘量為聚己內酯，根據所採用的甲殼素纖維種類，方法如下當甲殼素纖維採用短甲殼素纖維時，通過雙螺杆擠出機法或者密煉機法製備，首先稱取短甲殼素纖維與聚己內酯，在高速混合機中攪拌使混合均勻，然後將預混合料使用雙螺杆擠出機混煉、擠出、造粒，或者將預混合料使用密煉機混煉、破碎，最後在平板硫化機上模壓成型，裁成樣品；當甲殼素纖維採用長甲殼素纖維時，先使用平板硫化機模壓三塊純聚己內酯板，然後將長甲殼素纖維均勻纏繞於架子上使其固定，將聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子疊加起來，置於平板硫化機上，合模後，預熱，使聚己內酯完全熔融，與纖維充分浸潤，然後加壓，取出冷壓，最後脫模，裁成樣品。
4.根據權利要求3所述的生物可降解聚己內酯人工胸壁材料的製備方法，其特徵是，當甲殼素纖維採用短甲殼素纖維時，在高速混合機中攪拌10-20min，雙螺杆擠出機或密煉機於130-150℃下混煉、擠出、造粒或混煉、破碎，最後於140-150℃條件下模壓成型。
5.根據權利要求3所述的生物可降解聚己內酯人工胸壁材料的製備方法，其特徵是，聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子合模後，在90-120℃下預熱10-20分鐘，加壓2-3MPa、10-15分鐘，冷壓10-20分鐘。
6.根據權利要求3或5所述的生物可降解聚己內酯人工胸壁材料的製備方法，其特徵是，純聚己內酯板厚度小於1mm。
全文摘要
一種生物可降解聚己內酯人工胸壁材料及其製備方法，用於生物醫學領域。本發明材料包含的組成成分及其重量百分比為甲殼素纖維10－70％，餘量為聚己內酯。當甲殼素纖維採用短甲殼素纖維時，稱取短甲殼素纖維與聚己內酯，在高速混合機中攪拌使混合均勻，將預混合料用雙螺杆擠出機混煉、擠出、造粒，或用密煉機混煉、破碎，在平板硫化機上模壓成型，裁成樣品；當甲殼素纖維採用長甲殼素纖維時，先用平板硫化機模壓三塊純聚己內酯板，將長甲殼素纖維均勻纏繞於架子上使其固定，將聚己內酯板和纏有甲殼素纖維的架子疊加起來，置於平板硫化機上，合模後，預熱，使聚己內酯完全熔融，與纖維充分浸潤，然後加壓，取出冷壓，最後脫模，裁成樣品。
文檔編號A61L27/00GK1593674SQ200410025390
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月24日 優先權日2004年6月24日
發明者孫康, 喬秀穎, 方嘉 申請人:上海交通大學