專利名稱：一種可逐步降解的編織型輸尿管支架管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可逐步降解的編織型輸尿管支架管及其制備方法，屬紡織生物醫(yī)用材料與技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1967年，Zimskind等首先應(yīng)用腔內(nèi)技術(shù)，經(jīng)膀胱鏡逆行植入硅橡膠輸尿管支架， 成功地緩解了輸尿管梗阻。至今已有40多年的歷史，輸尿管支架管普遍應(yīng)用于上尿路梗阻性病變，腎輸尿管結(jié)石癥、泌尿系外傷、上尿路重建等泌尿外科手術(shù)中。輸尿管支架的主要功能是保持輸尿管的通暢，引流尿液進(jìn)入膀胱。目前應(yīng)用的輸尿管支架管的主要成分是不可吸收的聚氨甲酸乙酯、硅橡膠和金屬材料，在術(shù)后需要再次手術(shù)取出，組織相容性差。容易形成結(jié)石、感染、出血和組織損傷。如果支架管長(zhǎng)期放置會(huì)造成嚴(yán)重的后果，如腎功能喪失甚至需要切除腎臟。并且需要二次手術(shù)去除留置的支架管。給患者造成身體、精神、經(jīng)濟(jì)上的多重?fù)p害，特別是兒童病人需要行全麻后拔出。輸尿管支架管設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是原材料、表面特性、外形設(shè)計(jì)等方面，理想的輸尿管支架應(yīng)該具備的特性有以下幾點(diǎn)生物學(xué)相容性良好；具有一定的抗壓和抗拉伸特性，能夠抵抗輸尿管的壓力和蠕動(dòng)，保持輸尿管通暢；質(zhì)地柔軟，表面光滑不易結(jié)石沉積；可以自行吸收或排出，不需二次手術(shù)拔出支架。因此，研制一種不需要拔管而能自行降解的支架管具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多相關(guān)支架管的報(bào)道。但是由于輸尿管的具體特性，目前為止，尚沒有一種可以應(yīng)用到臨床的可降解支架管。通過查找國(guó)內(nèi)和國(guó)際相關(guān)專利發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)和國(guó)際有一些相關(guān)的可降解輸尿管支架管的專利。主要制作工藝可分為非編織型和編織型兩種。其中Lumiaho等用聚乳酸(PLA) 制成的自膨脹、螺旋形輸尿管支架進(jìn)行原位植入實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)支架在保證尿流通暢的前提下避免了膀胱輸尿管返流，未發(fā)現(xiàn)被感染區(qū)域，療效優(yōu)于傳統(tǒng)的雙J管。該支架具有良好的生物相容性，但是降解時(shí)間過慢，在動(dòng)物體內(nèi)降解12周時(shí)，輸尿管和膀胱內(nèi)仍存在支架碎片。Ben Chow以PLGA為主要成分設(shè)計(jì)的專利支架管toiprene (專利號(hào) W0-2010-093427)，優(yōu)化支架管壁設(shè)計(jì)，將整個(gè)管壁分成三層，分別采用不同的降解材料，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了比較滿意的效果，術(shù)后沒有發(fā)現(xiàn)輸尿管梗阻。但是制作過程復(fù)雜，制作工藝的重復(fù)性差，制成的輸尿管支架管物理化學(xué)特性差別較大，有些支架管在植入體內(nèi)一周即完全降解，而有些支架管六周后尚未完全降解。侯宇川將PLGA (80 20)材料制備成管形支架，并進(jìn)行輸尿管支架植入動(dòng)物實(shí)驗(yàn)， 支架材料降解并隨尿流排出體外，輸尿管局部炎癥可消退，支架引流效果好，未對(duì)腎臟排泄、分泌功能及輸尿管的動(dòng)力學(xué)性能造成影響。但是支架管管壁的結(jié)構(gòu)無法達(dá)到統(tǒng)一，制備的輸尿管支架管的管壁厚度和材料密度不均勻，在降解時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)較大的碎片或者斷裂為數(shù)個(gè)較大的片段，對(duì)輸尿管的通暢造成影響。還有其他一些專利都是在輸尿管支架管原料組成上進(jìn)行輕微變化，用擠出或其他加工方法加工成為輸尿管支架管，整體設(shè)計(jì)和侯宇川相似。美國(guó)樸利美帝有限公司2006年的專利涉及了可降解纖維，但是他們只是簡(jiǎn)單的將可降解纖維編織成網(wǎng)狀，由于材料的機(jī)械性能差所以又加用相應(yīng)的可吸收材料進(jìn)行涂覆，不能克服可降解支架管的傳統(tǒng)弊病，降解過程不受控制，可能造成輸尿管的梗阻，引起輸尿管病變。陳南梁等以PGA為材料采用編織方法制備成管形支架(公開號(hào)CN 101695582A)， 具有仿生輸尿管的表觀形態(tài)，支架降解完全。編織支架內(nèi)徑為3. 05mm，管壁具有良好通透性，同時(shí)具有良好生物相容性，有利于細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)。但支架在修復(fù)過程中由于降解材料單一，降解速度一致使管道整體降解導(dǎo)致輸尿管支架解體進(jìn)而形成較大的支架碎片，造成新的堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可逐步降解的編織型輸尿管支架管及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種可逐步降解的編織型輸尿管支架管，包括管體，其特征在于，所述的管體由至少兩種具有不同降解速度的纖維原料編織而成。作為優(yōu)選的方案，所述的纖維原料為聚乙交酯(PGA)纖維和聚乙交酯-丙交酯 (PGLA)纖維。作為更加優(yōu)選的方案，所述的聚乙交酯纖維和聚乙交酯-丙交酯纖維的規(guī)格皆為 30-100dtex/8-24fo作為更加優(yōu)選的方案，所述的聚乙交酯纖維和聚乙交酯-丙交酯纖維在模擬尿液的酸性條件下的降解時(shí)間分別為3周和6周。作為優(yōu)選的方案，所述的管體的至少一端為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。所述的環(huán)狀結(jié)構(gòu)用于固定輸尿管支架管，防止其出現(xiàn)移位。作為更加優(yōu)選的方案，所述的環(huán)狀結(jié)構(gòu)為豬尾狀、單圈環(huán)狀或多圈環(huán)狀。作為更加優(yōu)選的方案，所述的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的直徑為1. 0-4. Ocm0作為更加優(yōu)選的方案，所述的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形成方法為在管體的至少一端塞入第二芯模，將其纏繞在聚四氟乙烯實(shí)心棒上形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，熱定型后，將其從聚四氟乙烯實(shí)心棒上退下，并取出第二芯模，將重量百分比濃度為1. 0-4. 0wt%的殼聚糖漿液涂覆在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上，自然晾干，在_50°C冷凍干燥2-3小時(shí)。作為更加優(yōu)選的方案，所述的熱定型的具體條件為在110-180°C真空烘箱中定型 3-10min。作為優(yōu)選的方案，所述的管體的外徑為0. 8-6. Omm,內(nèi)徑為0. 6-5. 8mm，未形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)前，管體的長(zhǎng)度為16-74. 2cm，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后，管體的長(zhǎng)度為11.0-49. Ocm0本發(fā)明還提供了上述編織型輸尿管支架管的制備方法，其特征在于，包括將至少兩種具有不同降解速度的原料纖維制成紗線，將所得的紗線編織于第一芯模上形成編織管，熱定型后，從第一芯模上退下形成管體。作為優(yōu)選的方案，所述的紗線的編織采用菱形編織方法。作為優(yōu)選的方案，所述的紗線的編織采用16-32錠編織機(jī)。作為優(yōu)選的方案，所述的第一芯模的直徑為0. 6-5. 8mm。作為優(yōu)選的方案，所述的編織機(jī)的卷取比為5-7。
作為優(yōu)選的方案，所述的熱定型的具體條件為在110-180°C真空烘箱中定型 3_10mino與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
(1)支架管采用至少兩種具有不同降解速度的纖維原料編織而成，呈現(xiàn)梯度降解。本發(fā)明的纖維基逐步降解輸尿管支架管留置在應(yīng)用部位至少48小時(shí)，最多6周。不同降解時(shí)間的纖維先后開始降解，避免了同時(shí)降解造成的輸尿管梗阻的可能。通過調(diào)整不同降解時(shí)間纖維的比例和編織密度可以使降解過程可控和程序性；對(duì)支架管進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)，2周時(shí)拉伸強(qiáng)力保持率為50-60%，6周時(shí)完全降解。(2)由于采用纖維材料編織，降解產(chǎn)物取決于纖維的直徑和編織的密度，采用菱形編織結(jié)構(gòu)，支架管的管壁厚度明顯薄于傳統(tǒng)的可降解管，壁厚為0. 08-0. 15mm。傳統(tǒng)的支架管壁厚為0. 3-0. 45mm。壁厚決定于編織結(jié)構(gòu)及使用材料的多少，較少的材料降解產(chǎn)物更少， 帶來的并發(fā)癥更少。本發(fā)明支架管的降解產(chǎn)物小于1mm3。( 3 )具有環(huán)狀末端，能夠合理固定；
(4)力學(xué)性能好，對(duì)支架管進(jìn)行測(cè)試，徑向壓縮支架管直徑50%時(shí)的強(qiáng)力為100-250cN， 軸向拉伸斷裂強(qiáng)力為65-100N，斷裂伸長(zhǎng)率為85-110%，支架管能夠抵抗輸尿管的壓力和蠕動(dòng)；
(5)PGA、PGLA材料有商業(yè)產(chǎn)品可以在市場(chǎng)購買，支架管的制備工藝簡(jiǎn)單，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)品的同一性好；
(6)產(chǎn)品制備使用的PGA和PLGA纖維臨床應(yīng)用已經(jīng)30多年，生物相容性好，已經(jīng)得到美國(guó)FDA的認(rèn)證。


圖1為編織型輸尿管支架管結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為管體，2為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。圖2為菱形編織結(jié)構(gòu)示意圖，其中，3為PGA纖維復(fù)絲，4為PGLA纖維復(fù)絲。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域人員可對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明實(shí)施例1 3中所用的PGA和PGLA是委托上海天清公司加工而得，通過PGA和PGLA切片原料，經(jīng)熔融紡絲工藝制成的PGA (30-100dtex/8-24f)和 PGLA(30-100dtex/8-24f)復(fù)絲纖維。此處PGA和PGLA是在模擬尿液的酸性條件下PGA的降解時(shí)間為3周，PGLA的降解時(shí)間為6周。本發(fā)明中所用的第一芯模和第二芯模皆為圓柱狀，第二芯模的外徑小于編織型輸尿管支架管的內(nèi)徑。所述的聚四氟乙烯實(shí)心棒的外徑與環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑相同。實(shí)施例1
先在編織機(jī)上將PGA(30dteX/8f)復(fù)絲纖維和PGLA(30dteX/8f)復(fù)絲纖維編織成捻合線，其中一根捻合線由一根PGA(30dtex/8f)復(fù)絲纖維和一根PGLA(30dtex/8f)復(fù)絲纖維組成，如圖2所示，為菱形編織結(jié)構(gòu)示意圖，將捻合線分別倒在16錠編織機(jī)的錠子上，編織機(jī)的卷取比為5，采用菱形編織方法將紗線編織于直徑為0. 6mm的第一芯模上，編織管長(zhǎng)度為16. Ocm;在110°C真空烘箱中定型lOmin，然后將編織層從第一芯模上退下形成支架管；在初步定型好的支架管的兩端分別插入直徑小于支架管內(nèi)徑，長(zhǎng)度為3. Ocm的第二芯模，繞直徑為1.0cm的聚四氟乙烯實(shí)心棒一圈形成單圈環(huán)狀，再在110°C真空烘箱中定型 lOmin，將其從聚四氟乙烯實(shí)心棒上退下，并取出第二芯模，將重量百分比濃度為1.5襯％的殼聚糖漿液涂覆在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上，自然晾干，在_50°C冷凍干燥2小時(shí)，得到如圖1所示的編織型輸尿管支架管。獲得支架管的內(nèi)徑為0. 6mm，長(zhǎng)度為11. Ocm，末端環(huán)狀直徑為1. Ocm,管壁厚度為 0.095mm。徑向壓縮支架管直徑50%時(shí)的強(qiáng)力為161. 8cN。軸向拉伸斷裂強(qiáng)力為67. 5N，斷裂伸長(zhǎng)率為107. 5%。對(duì)支架管進(jìn)行的降解實(shí)驗(yàn)，2周時(shí)拉伸強(qiáng)力保持率為57. 9%，6周時(shí)完全降解，降解產(chǎn)物小于Imm3。實(shí)施例2
先在編織機(jī)上將PGA (60dtex/16f)和PGLA (60dtex/16f)復(fù)絲纖維編織成兩種紗線，其中一種由兩根PGA復(fù)絲纖維組成，另一種由兩根PGLA復(fù)絲纖維組成，將兩種紗線按1隔1規(guī)律分布分別倒在M錠編織機(jī)的錠子上，編織機(jī)的卷取比為6，采用菱形編織方法將紗線編織于直徑為3. Omm的第一芯模上，編織管長(zhǎng)度為59. Ocm ；在145°C真空烘箱中定型6. 5min 將編織層從第一芯模上退下形成支架管；在初步定型好的支架管的兩端分別插入直徑小于支架管內(nèi)徑，長(zhǎng)度為15. 7cm的第二芯模，繞直徑為2. 5cm的聚四氟乙烯實(shí)心棒兩圈形成兩圈環(huán)狀，再在145°C真空烘箱中定型6. 5min，將其從聚四氟乙烯實(shí)心棒上退下，并取出第二芯模，將重量百分比濃度為2. 5wt%的殼聚糖漿液涂覆在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上，自然晾干，在_50°C冷凍干燥2. 5小時(shí)，得到編織型輸尿管支架管。獲得支架管的內(nèi)徑為3. Omm，長(zhǎng)度為32. 5cm，末端環(huán)狀直徑為2. 5cm,管壁厚度為 0.105mm。徑向壓縮支架管直徑50%時(shí)的強(qiáng)力為123. kN。軸向拉伸斷裂強(qiáng)力為82. 0N，斷裂伸長(zhǎng)率為97. 0%。對(duì)支架管進(jìn)行的降解實(shí)驗(yàn)，2周時(shí)拉伸強(qiáng)力保持率為58. 3%，6周時(shí)完全降解，降解產(chǎn)物小于Imm3。實(shí)施例3
先在編織機(jī)上將PGA(100dtex/24f)和PGLA(100dtex/24f)復(fù)絲纖維編織成一種紗線，其中每根紗線由兩根PGA復(fù)絲纖維和一根PGLA復(fù)絲纖維組成，分別倒在32錠編織機(jī)的錠子上，編織機(jī)的卷取比為7，采用菱形編織方法將紗線編織于直徑為5. 8mm的第一芯模上，編織管長(zhǎng)度為74. 2cm ；在180°C真空烘箱中定型3. Omin將編織層從第一芯模上退下形成支架管；在初步定型好的支架管的兩端分別插入直徑小于支架管內(nèi)徑，長(zhǎng)度為14. 6cm 的第二芯模，繞直徑為4. Ocm的聚四氟乙烯實(shí)心棒形成豬尾狀，再在180°C真空烘箱中定型 3. Omin，將其從聚四氟乙烯實(shí)心棒上退下，并取出第二芯模，將重量百分比濃度為4. 0wt% 的殼聚糖漿液涂覆在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上，自然晾干，在-50°C冷凍干燥3小時(shí)，得到編織型輸尿管支架管。獲得支架管的內(nèi)徑為5. 8mm，長(zhǎng)度為49. 0cm，末端環(huán)狀直徑為4. Ocm,管壁厚度為 0.120mm。徑向壓縮支架管直徑50%時(shí)的強(qiáng)力為103. 6cN。軸向拉伸斷裂強(qiáng)力為93. 0N，斷裂伸長(zhǎng)率為103. 0%。對(duì)支架管進(jìn)行的降解實(shí)驗(yàn)，2周時(shí)拉伸強(qiáng)力保持率為52. 3%，6周時(shí)完全降解，降解產(chǎn)物小于Imm3。
權(quán)利要求
1.一種可逐步降解的編織型輸尿管支架管，包括管體(1)，其特征在于，所述的管體 (1)由至少兩種具有不同降解速度的纖維原料編織而成。
2.如權(quán)利要求1所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的纖維原料為聚乙交酯纖維和聚乙交酯-丙交酯纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的聚乙交酯纖維和聚乙交酯-丙交酯纖維的規(guī)格皆為30-100dteX/8-24f。
4.如權(quán)利要求2所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的聚乙交酯纖維和聚乙交酯-丙交酯纖維在模擬尿液的酸性條件下的降解時(shí)間分別為3周和6周。
5.如權(quán)利要求1所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的管體(1)的至少一端為環(huán)狀結(jié)構(gòu)(2)。
6.如權(quán)利要求5所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(2)為豬尾狀、單圈環(huán)狀或多圈環(huán)狀。
7.如權(quán)利要求5或6所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(2)的形成方法為在管體(1)的至少一端塞入第二芯模，將其纏繞在聚四氟乙烯實(shí)心棒上形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)(2)，熱定型后，將其從聚四氟乙烯實(shí)心棒上退下，并取出第二芯模，將重量百分比濃度為1. 0-4. 0wt%的殼聚糖漿液涂覆在環(huán)狀結(jié)構(gòu)(2)上，自然晾干，在_50°C冷凍干燥2-3 小時(shí)。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的編織型輸尿管支架管的制備方法，其特征在于，包括將至少兩種具有不同降解速度的原料纖維制成紗線，將所得的紗線編織于第一芯模上形成編織管，熱定型后，從第一芯模上退下形成管體(1)。
9.如權(quán)利要求8所述的編織型輸尿管支架管，其特征在于，所述的紗線的編織采用菱形編織方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可逐步降解的編織型輸尿管支架管及其制備方法，所述的編織型輸尿管支架管，包括管體，其特征在于，所述的管體由至少兩種具有不同降解速度的纖維原料編織而成。所述的制備方法，其特征在于，包括將至少兩種具有不同降解速度的原料纖維制成紗線，將所得的紗線在16-32錠編織機(jī)上采用菱形結(jié)構(gòu)編織于第一芯模上形成編織管，熱定型后，從第一芯模上退下形成管體，通過二次熱定型并用殼聚糖涂覆制作環(huán)狀結(jié)構(gòu)末端。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)梯度降解，降解時(shí)間可控，降解產(chǎn)物小于1mm3，結(jié)構(gòu)利于固定，力學(xué)性能好。
文檔編號(hào)A61M25/14GK102266594SQ201110241408
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者關(guān)國(guó)平, 呂逸清, 周君梅, 尚亞峰, 林婧, 王富軍, 王文祖, 王璐, 謝華, 鄒婷, 陳方, 黃軼晨 申請(qǐng)人:上海市兒童醫(yī)院, 東華大學(xué)