一种具有抗菌、抗炎，倒刺结构的手术缝线及其制备方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种具有抗菌、抗炎，倒刺结构的手术缝线及其制备方法。

背景技术

缝线是外科手术中缝合组织创口的常用医疗器械，随着材料科学和加工技术的发展，其材质趋向于可吸收以避免术后拆线对患者的痛苦。然而，缝线在手术过程中常通过打结进行固定，对于可吸收缝线而言，形成的绳结结构不利于组织精准修复，会形成疤痕等不良。

为此，近年来表面具有倒刺结构的缝线应运而生，借助倒刺固定伤口附近的组织，免于打结，从而提高受损组织的修复精度。然而，倒刺结构的加工较为复杂，不易于在加工过程中引入(抗菌、抗炎等)功能组分，因此现有技术中具有功能的倒刺缝线种类较少，同时具有多层复杂结构，不利于连续化制备。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有抗菌、抗炎，倒刺结构的手术缝线及其制备方法。该缝线通过简单的两层结构有效结合倒刺结构和抗菌、抗炎功能组分，同时结构可控、功能持久，利于伤口的精准修复；同时制备方法工序简单、可设计性强，便于连续化制备和性能精准调控。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种具有抗菌、抗炎，倒刺结构的手术缝线，手术缝线主要由倒刺结构的外层和承力纤维的内层制备而成；所述倒刺结构的外层主要由高分子载体和功能药物组成；所述高分子载体包括聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、胶原蛋白或壳聚糖中的至少一种；所述功能药物包括抗菌和/或抗炎药物。

优选的，所述承力纤维的主要成份包括合成高分子和/或天然高分子；所述合成高分子包括聚乳酸和/或聚羟基乙酸；所述天然高分子包括蚕丝蛋白、胶原或壳聚糖中的一种或几种。

优选的，所述承力纤维的主要成份还包括负载有含银、铜、锌元素的抗菌功能纳米粒子。

优选的，所述承力纤维为单丝或复丝。

优选的，所述抗菌和/或抗炎药物包括氯霉素、三氯生、地塞米松等合成小分子或姜黄素等天然提取物中的一种或几种。

优选的，所述倒刺结构与缝线的轴向所成角度为30-60°。

本发明还提供了上述手术缝线的制备方法，包括以下步骤：

(1)将承力纤维的主要成份与功能纳米粒子杂化，进行熔融纺丝或溶液纺丝，制成单丝或复丝作为承力纤维；

(2)将高分子载体以熔体或溶液的形式与功能药物共混，借助倒刺结构模具，作为外层与所述步骤(1)中的承力纤维复合，形成倒刺结构缝线。

优选的，所述步骤(2)中熔体包括聚己内酯熔体。

优选的，所述步骤(2)中溶液包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物的丙酮溶液、胶原蛋白或壳聚糖的乙酸溶液。

优选的，所述步骤(2)中复合的工艺包括热压成型或注塑成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的手术缝线，克服了缝线表面倒刺结构和抗菌、抗炎组分结合难的问题，通过两层的简单结构一体结合两者；兼具两者的缝线结构可控、功能持久，有效抑制缝线打结和细菌感染、炎症对皮肤组织修复的干扰，推进伤口的无疤愈合。其制备方法包括承力纤维的纺丝制备，以及外层的复合制备和倒刺结构加工；该方法工序简单、连续化可行性高，同时纤维纺丝和结构加工工艺可设计性强，可根据后续临床需求进行组分和结构的精准调控。。

具体实施方式

本发明提供了一种具有抗菌、抗炎，倒刺结构的手术缝线，手术缝线主要由倒刺结构的外层和承力纤维的内层制备而成；所述倒刺结构的外层主要由高分子载体和功能药物组成；所述高分子载体包括聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、胶原蛋白或壳聚糖中的至少一种；所述功能药物包括抗菌和/或抗炎药物。

在本发明中，所述承力纤维优选为单丝或复丝。其中，所述承力纤维的主要成份优选包括合成高分子和/或天然高分子；所述合成高分子优选包括聚乳酸和/或聚羟基乙酸；所述天然高分子优选包括蚕丝蛋白、胶原或壳聚糖中的一种或几种。本发明对上述原料的来源没有特殊的限定，采用市售产品或者本领域常规方法制备得到均可。

在本发明中，所述承力纤维的主要成份优选还包括负载有含银、铜、锌元素的抗菌功能纳米粒子。具体根据承力纤维的需求负载上述抗菌功能纳米粒子即可。

在本发明中，所述抗菌和/或抗炎药物优选包括氯霉素、三氯生、姜黄素或地塞米松中的一种或几种。本发明对上述药物的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。

在本发明中，所述倒刺结构与缝线的轴向所成角度优选为30-60°，更优选为45°。

本发明还提供了上述手术缝线的制备方法，包括以下步骤：

(1)将承力纤维的主要成份与功能纳米粒子杂化，进行熔融纺丝或溶液纺丝，制成单丝或复丝作为承力纤维；

(2)将高分子载体以熔体或溶液的形式与功能药物共混，借助倒刺结构模具，作为外层与所述步骤(1)中的承力纤维复合，形成倒刺结构缝线。

在本发明中，所述步骤(2)中熔体优选包括聚己内酯熔体；溶液优选包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物的丙酮溶液、胶原蛋白或壳聚糖的乙酸溶液。

在本发明中，所述步骤(2)中复合的工艺优选包括热压成型或注塑成型。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种外科缝线，具体为具有倒刺结构的可吸收抗菌缝线，其包括外层的倒刺结构和内层的承力纤维；倒刺结构外层的组成成分为聚己内酯和三氯生，内层的组成成份为聚乳酸复丝，倒刺结构与缝线轴向所成角度为60°。

具体制备方法如下：

(1)承力纤维的纺丝制备

采用真空转鼓烘箱将聚乳酸切片在100℃下真空干燥12h。随后通过熔融纺丝设备将烘干的聚乳酸切片熔纺加工成复丝形式的纤维，纺丝工艺如下：

螺杆挤出温度：220℃

箱体温度：230℃

卷绕速度：2500m/min

牵伸温度：60℃

牵伸倍数：2.5倍

热定型温度：100℃

(2)倒刺抗菌缝线的复合制备

先将聚己内酯溶于二氯甲烷，配置成100mg/mL的溶液，再按0.1mg/mL的浓度加入三氯生搅拌至均匀，然后在常温下真空的环境中除去二氯甲烷，获得聚己内酯与三氯生的共混物。

采用60°倒刺结构的注塑模具，在模具中间放入步骤(1)中制得的聚乳酸单丝，以聚己内酯与三氯生的共混物为原料进行注塑，注塑温度为100oC，冷却后脱模，即得复合缝线。制得缝线的倒刺结构与缝线轴向的夹角约为60°，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％，同时与表皮成纤维细胞共培养未产生明显毒性。

实施例2

一种外科缝线，具体为具有倒刺结构的可吸收抗菌、抗炎缝线，其包括外层的倒刺结构和内层的承力纤维；倒刺结构外层的组成成分为聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物和地塞米松(抗炎功能)，内层的组成成份为负载有纳米氧化亚铜(抗菌功能)的聚乳酸单丝，倒刺结构与缝线轴向所成角度为30°。

具体制备方法如下：

(1)承力纤维的纺丝制备

采用真空转鼓烘箱将聚乳酸切片在100℃下真空干燥12h。再借助双螺杆挤出机将聚乳酸切片与纳米氧化亚铜按9:1的质量比杂化造粒，获得杂化母粒。

随后将聚乳酸切片与杂化母粒按9:1的质量比复配，在100℃下真空干燥12h，通过熔融纺丝设备熔纺加工成单丝形式的纤维，纺丝工艺如下：

螺杆挤出温度：205℃

箱体温度：220℃

卷绕速度：1200m/min

牵伸温度：70℃

牵伸倍数：4倍

热定型温度：110℃

(2)倒刺抗菌缝线的复合制备

先将聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物溶于丙酮，配置成100mg/mL的溶液，再按0.1mg/mL的浓度加入地塞米松搅拌至均匀。

采用30°倒刺结构的注塑模具，在模具中间放入步骤(1)中制得的聚乳酸单丝，向模具中浇注聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物和地塞米松的混合液，然后在常温真空的环境下除去丙酮，即得复合缝线。制得缝线的倒刺结构与缝线轴向的夹角约为30°，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％，同时与表皮成纤维细胞共培养未产生明显毒性，有效抑制巨噬细胞炎症。

实施例3

一种外科缝线，具体为具有倒刺结构的可吸收抗菌、抗炎缝线，其包括外层的倒刺结构和内层的承力纤维；倒刺结构外层的组成成分为壳聚糖(抗炎功能)和姜黄素(抗菌功能)，内层的组成成份为丝素蛋白的复丝，倒刺结构与缝线轴向所成角度为45°。

具体制备方法如下：

(1)承力纤维的纺丝制备

配置20wt％丝素蛋白的水溶液作为纺丝液，采用60℃的35wt％硫酸铵水溶液作为凝固浴，进行湿法纺丝(喷丝孔直径150μm，牵伸倍率为7倍)，制得丝素蛋白复丝。

(2)倒刺功能缝线的复合制备

先将壳聚糖溶于0.1mol/L的乙酸，配置成40mg/mL的溶液，再按0.1mg/mL的浓度加入姜黄素搅拌至均匀。

采用45°倒刺结构的注塑模具，在模具中间放入步骤(1)中制得的丝素蛋白复丝，向模具中浇注壳聚糖和姜黄素的混合液，然后在40℃真空的环境下除去乙酸溶液，即得复合缝线。制得缝线的倒刺结构与缝线轴向的夹角约为45°，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％，同时与表皮成纤维细胞共培养未产生明显毒性，有效抑制巨噬细胞炎症。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。