可吸收材料和不可吸收材料的隨機(jī)均勻的三維組織支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于修復(fù)或增大組織的植入式支架裝置，該裝置包括可吸收材料和不 可吸收材料的獨(dú)特=維排列。作為植入式裝置，所使用的材料、裝置的結(jié)構(gòu)和制造裝置的方 法都提供改善的益處。
【背景技術(shù)】
[0002] 植入式支架可用于修復(fù)損傷或創(chuàng)傷的身體組織，或有助于支撐身體組織，諸如軟 骨、皮膚、肌、骨、肌腫和初帶。運(yùn)些植入式支架旨在不僅對(duì)修復(fù)組織提供支撐，而且促進(jìn)并 促使組織向內(nèi)生長(zhǎng)，使得修復(fù)可在身體內(nèi)維持延長(zhǎng)的時(shí)間段。然而，典型的支架包括大量不 可吸收材料，運(yùn)些不可吸收材料在身體內(nèi)保留相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，并且可永遠(yuǎn)保留在體內(nèi)。鑒于 高含量的不可吸收材料，支架可被使用者感覺到，或可使運(yùn)動(dòng)或柔初性復(fù)雜化。
[0003] 組織支架可用于許多應(yīng)用，包括例如，修復(fù)應(yīng)用諸如肌腫修復(fù)、骨盆底修復(fù)、壓力 性尿失禁修復(fù)、痛修復(fù)；支撐應(yīng)用諸如膀脫或乳房植入物支撐；組織膨化；組織增大；美容 護(hù)理；治療處理；或一般作為組織修復(fù)或密封裝置。支架可僅僅由不可吸收材料制成，并且 將在組織向內(nèi)生長(zhǎng)期間和之后保留在它的植入位置中。此類支架將保留為其所植入的身體 的一部分。一些支架由完全可生物吸收的材料制成，并且隨時(shí)間推移將降解且被吸收到身 體中。
[0004] 雖然可能需要一定程度的不可吸收材料，但是包括不可吸收材料的支架裝置在植 入很久之后可能被使用者感覺到，或在植入之后可能限制使用者的運(yùn)動(dòng)或柔初性。本發(fā)明 力圖提供一種植入式裝置，該植入式裝置維持期望特性并且在植入和吸收某些組分之后使 個(gè)體幾乎感覺不到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)及一種用于修復(fù)或增大組織的植入式裝置，W及制造并使用該裝置的方 法。本發(fā)明的植入式裝置是可吸收材料和不可吸收材料的獨(dú)特=維排列，W便形成具有柔 軟或剛性感覺的柔性=維材料，該柔性=維材料可制成各種厚度和密度。植入式裝置的設(shè) 計(jì)是初始均勻的，但由于制造過程而看起來是隨機(jī)的，從而提供許多益處并且允許吸收期 間和一旦完成吸收時(shí)的更大且有益的組織向內(nèi)生長(zhǎng)。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種形成植入式裝置的方法，該方法包括W下步 驟：形成第一紗線和第二紗線，其中第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一不可吸收 長(zhǎng)絲，并且第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一可吸收長(zhǎng)絲，第一可吸收長(zhǎng)絲具有 比第一不可吸收長(zhǎng)絲低的烙點(diǎn)；形成包括第一紗線和第二紗線的初始編織結(jié)構(gòu)；使初始編 織結(jié)構(gòu)在第一溫度下經(jīng)受第一加熱處理，該第一溫度足W使第一可吸收長(zhǎng)絲收縮，并且因 此使至少第二紗線皺縮并且形成初始加熱結(jié)構(gòu)；將初始加熱結(jié)構(gòu)加熱至第二溫度，第二溫 度高于第一溫度，其中第一可吸收長(zhǎng)絲的至少一部分被烙融；W及允許加熱松散針織編織 物冷卻，W便形成所得的植入式裝置。
[0007] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種植入式裝置，該植入式裝置具有不可吸收長(zhǎng)絲的隨 機(jī)取向、由包括W下步驟的方法形成：形成第一紗線和第二紗線，其中第一紗線和第二紗線 中的至少一種包括第一不可吸收長(zhǎng)絲，并且第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一可 吸收長(zhǎng)絲，第一可吸收長(zhǎng)絲具有比第一不可吸收長(zhǎng)絲低的烙點(diǎn)；形成包括第一紗線和第二 紗線的初始編織結(jié)構(gòu)；使初始編織結(jié)構(gòu)在第一溫度下經(jīng)受第一加熱處理，該第一溫度足W 使第一可吸收長(zhǎng)絲收縮，并且因此使至少第二紗線皺縮并且形成初始加熱結(jié)構(gòu)；將初始加 熱結(jié)構(gòu)加熱至第二溫度，第二溫度高于第一溫度，其中第一可吸收長(zhǎng)絲的至少一部分被烙 融；W及允許加熱松散針織編織物冷卻，W便形成所得的植入式裝置。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種植入式裝置，該植入式裝置包括具有皺縮的第一不 可吸收長(zhǎng)絲和第一可吸收長(zhǎng)絲的連續(xù)編織物，其中可吸收長(zhǎng)絲已在至少兩個(gè)維度上經(jīng)受收 縮，從而提供不可吸收長(zhǎng)絲的隨機(jī)取向。
[0009] 其他實(shí)施例提供一種植入式材料，該植入式材料包括由先前烙融的第一可吸收長(zhǎng) 絲保持在適當(dāng)位置的至少一種第一不可吸收長(zhǎng)絲的隨機(jī)取向，其中植入式材料具有第一可 吸收長(zhǎng)絲水解之前的第一伸長(zhǎng)水平和第一可吸收長(zhǎng)絲水解之后的第二伸長(zhǎng)水平，其中第二 伸長(zhǎng)水平為第一伸長(zhǎng)水平的至少五倍大。
[0010] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種加強(qiáng)身體組織的方法，該方法包括W下步 驟：形成第一紗線和第二紗線，其中第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一不可吸收 長(zhǎng)絲，并且第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一可吸收長(zhǎng)絲，第一可吸收長(zhǎng)絲具有 比第一不可吸收長(zhǎng)絲低的烙點(diǎn)；形成具有第一紗線和第二紗線的初始編織結(jié)構(gòu)；使初始編 織結(jié)構(gòu)在第一溫度下經(jīng)受第一加熱處理，該第一溫度足W使第一可吸收長(zhǎng)絲收縮，因此使 第一紗線或第二紗線中的至少一種皺縮，因此形成初始加熱結(jié)構(gòu)；使初始加熱結(jié)構(gòu)在第二 溫度下經(jīng)受第二加熱處理，其中第二加熱處理至少部分地烙融第一可吸收長(zhǎng)絲，因此形成 第二加熱結(jié)構(gòu)；允許第二加熱結(jié)構(gòu)冷卻，W便形成所得的植入式裝置；將植入式裝置固定 到個(gè)體的身體中；W及允許組織向內(nèi)生長(zhǎng)到裝置中。
[0011] 該裝置可為單層或多層的，在層之間具有一種或多種可吸收組分或不可吸收組 分。
【附圖說明】
[0012] 本文所包括的附圖旨在是示例性的并且不限制關(guān)于本發(fā)明的范圍：
[0013] 圖1是可用于本發(fā)明的長(zhǎng)絲的描繪，該長(zhǎng)絲為多纖維長(zhǎng)絲。
[0014] 圖2是包括圖1的長(zhǎng)絲的初始緊密針織的結(jié)構(gòu)的描繪。
[0015] 圖2A是圖2的一部分的放大視圖。
[0016] 圖3是使用由圖2的針織結(jié)構(gòu)制備的紗線的初始松散編織結(jié)構(gòu)的描繪。
[0017] 圖3A是圖3的一部分的放大視圖。
[0018] 圖4是由圖3的初始松散編織結(jié)構(gòu)制備的植入式裝置在加熱已發(fā)生之后的描繪。
[0019] 圖4A是圖4的一部分的放大視圖。
[0020] 圖5是圖4的裝置在可吸收組分已水解且無組織向內(nèi)生長(zhǎng)之后的描繪。
[0021] 圖5A是圖5的一部分的放大視圖。
[0022] 圖6是植入式裝置在水解之后，同時(shí)維持它的壓縮形狀的側(cè)視圖，呈現(xiàn)無組織向 內(nèi)生長(zhǎng)的裝置[A](即，臺(tái)式水解）和有組織向內(nèi)生長(zhǎng)的裝置怔](即，在植入之后）的兩個(gè) 假設(shè)視圖。
[002引圖6A是圖6的部分怔]的一部分的放大視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在修復(fù)或支撐各種組織的處理中，包括支架常常是有用的，該支架可用于不僅支 撐正在修復(fù)的組織，而且提供允許和促進(jìn)組織向內(nèi)生長(zhǎng)和生成的裝置。最常見的網(wǎng)片支架 所帶來的問題在于，它們大體由基本上不可吸收的材料制成，并且因此在植入和組織向內(nèi) 生長(zhǎng)后很久仍維持在身體內(nèi)。如本文所用，術(shù)語"向內(nèi)生長(zhǎng)"或"組織向內(nèi)生長(zhǎng)"是指隨時(shí) 間推移在植入裝置中和其周圍生長(zhǎng)的各種身體細(xì)胞和組織的生成和發(fā)育。根據(jù)植入物的部 位，可生成任何身體組織，包括例如骨髓、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、成血管細(xì)胞、平 滑肌細(xì)胞、肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞和塞爾托利氏細(xì)胞等等。如本文所用，術(shù)語 "可生物吸收的"和"可吸收的"互換使用，并且是指被分解并吸收到身體中、并且能夠在一 段時(shí)間（諸如從幾分鐘到至少一年的時(shí)間段）內(nèi)被身體代謝或排泄的材料。
[00巧]本發(fā)明提供一種合適的植入式裝置，該植入式裝置在植入之前和在組織向內(nèi)生長(zhǎng) 已開始之后在所有=個(gè)維度上都具有合適的物理特性。本發(fā)明提供一種支架，該支架包括 低含量的不可吸收組分，但是在可生物吸收組分被吸收并且組織已生長(zhǎng)到裝置中之后維持 期望特性。所得的植入式材料初始是編織的，但在可吸收材料被水解之后不具有定型結(jié)構(gòu)。 另外，鑒于本發(fā)明的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和成分，該裝置在它的吸收后狀態(tài)為更類似組織的，從而允許 被植入裝置的個(gè)體進(jìn)行自然組織運(yùn)動(dòng)且不明顯地感覺到該裝置。
[0026] 本發(fā)明提供一種植入式裝置、制造該植入式裝置的方法W及使用該植入式裝置的 方法。在優(yōu)選的方法中，通過初始選擇至少一種，還更優(yōu)選地多于一種聚合物纖維W形成長(zhǎng) 絲來形成該裝置，如下文將更詳細(xì)地解釋。圖1示出包括多根纖維的長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。 一根或多根長(zhǎng)絲隨后可用于形成紗線，運(yùn)些紗線通常被描述為具有至少一根長(zhǎng)絲的扭束。 長(zhǎng)絲可被制成線軸，W便更容易使用。
[0027] 一根或多根長(zhǎng)絲可W任何方法扭結(jié)，并且在一種方法中，運(yùn)些長(zhǎng)絲用于形成緊密 針織的結(jié)構(gòu)，諸如套或薄片。緊密針織的結(jié)構(gòu)的示例可參見圖2和圖2A。如果首先形成套 或薄片，那么隨后退繞該套或薄片，從而產(chǎn)生含有用于編織套或薄片的單獨(dú)長(zhǎng)絲的纖維扭 束。可通過其他方法實(shí)現(xiàn)扭結(jié)，諸如經(jīng)由卷曲裝置。扭結(jié)長(zhǎng)絲被稱為"紗線"。在一些實(shí)施 例中，每個(gè)線軸的長(zhǎng)絲可被制成它自己的絲束，該絲束可被制成紗線。初始長(zhǎng)絲可為單纖維 長(zhǎng)絲或多纖維長(zhǎng)絲，并且所得的紗線同樣可為單絲或復(fù)絲。最理想地，紗線通過多根長(zhǎng)絲形 成，每根長(zhǎng)絲被扭結(jié)或卷曲。另選地，在長(zhǎng)絲成型為紗線之后，紗線可被扭結(jié)或卷曲。長(zhǎng)絲 的扭結(jié)或卷曲提供了裝置中組分體積的增大。
[0028] 下一步驟包括提供至少一種紗線，且更理想地提供多于一種紗線，并且將那些紗 線針織在一起W便形成松散編織的結(jié)構(gòu)（被稱為"初始編織結(jié)構(gòu)"）。初始編織結(jié)構(gòu)的一 個(gè)示例參見圖3和圖3A。初始編織結(jié)構(gòu)隨后經(jīng)受下文描述的一個(gè)或多個(gè)加熱過程，從而使 結(jié)構(gòu)中的至少一些長(zhǎng)絲收縮并且形成所得的皺縮和植入式結(jié)構(gòu)，隨后可對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱定 型。所得的結(jié)構(gòu)還被稱為"所得的植入式裝置"，并且是指經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)加熱步驟之后的 最終結(jié)構(gòu)。所得的植入式結(jié)構(gòu)的示例可參見圖4和圖4A。當(dāng)然，例如，如果使用多個(gè)加熱步 驟或在加熱過程期間，在初始編織結(jié)構(gòu)和所得的植入式裝置之間可存在一個(gè)或多個(gè)中間結(jié) 構(gòu)。第一加熱步驟使初始編織結(jié)構(gòu)中的至少一些纖維收縮，第一加熱步驟之后所得的結(jié)構(gòu) 被稱為"初始加熱結(jié)構(gòu)"。初始加熱結(jié)構(gòu)隨后可經(jīng)受另外的一個(gè)或多個(gè)加熱步驟，從而使纖 維中的一些烙融并且使收縮且皺縮的結(jié)構(gòu)固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。運(yùn)形成了 "所得的植入式裝 置"。在所得的植入式裝置被植入到使用者身體中之后，該植入式裝置可被稱為"植入的裝 置"。
[0029] 本發(fā)明設(shè)及包括不可吸收纖維和可吸收纖維的組合的植入式裝置。如下文還將詳 細(xì)描述，本發(fā)明的裝置具有多個(gè)期望的物理特性，從而允許該裝置充當(dāng)可行的且改善的組 織修復(fù)或支撐裝置。例如，該裝置針對(duì)其所用于的特定應(yīng)用具有期望范圍內(nèi)的厚度。該厚 度使得，一旦已發(fā)生向內(nèi)生長(zhǎng)并且可吸收材料已經(jīng)被身體吸收，該裝置就與向內(nèi)生長(zhǎng)的組 織接續(xù)。該裝置還具有一質(zhì)量，該質(zhì)量的水平足W允許新組織的主要成分成為生成的身體 組織。該裝置應(yīng)還提供合適的構(gòu)型，W便在提供支撐的同時(shí)還允許生長(zhǎng)，即，該裝置具有下 文描述的合適的多孔結(jié)構(gòu)。此外，該裝置的至少不可吸收部分應(yīng)該也充分地互連，W便避免 提供具有在植入之后可能遷移的纖維的裝置。該裝置還可具有期望的物理強(qiáng)度，因此維持 裝置在植入之后的完整性，同時(shí)不妨礙向內(nèi)生長(zhǎng)。此外，該裝置應(yīng)該為足夠柔性的，W便允 許該裝置在正常的身體運(yùn)動(dòng)期間保持植入和固定。
[0030] 本發(fā)明的裝置為具有不可吸收纖維和可吸收纖維的=維連續(xù)編織物，從而在所有 =個(gè)維度上形成不同取向。該裝置旨在具有隨機(jī)均勻的非結(jié)構(gòu)性陣列。如本文所用，術(shù)語 "隨機(jī)均勻的非結(jié)構(gòu)性陣列"用于描述最終產(chǎn)品的取向，該最終產(chǎn)品通過提供具有至少兩種 不同纖維的初始均勻編織物來形成，其中一種纖維的烙點(diǎn)比另一種纖維低，纖維隨后在所 有=個(gè)維度上被牽伸在一起，因此生成隨機(jī)的、非取向的結(jié)構(gòu)外觀，即使所得的結(jié)構(gòu)具有潛 在的編織結(jié)構(gòu)。牽伸步驟將在下文詳細(xì)描述，并且可包括使溫度上升至高于最低烙點(diǎn)但低 于最高烙點(diǎn)的水平。所得的結(jié)構(gòu)看起來可能為隨機(jī)且不均勻的，但實(shí)際上它在隨機(jī)性方面 是均勻的。換句話說，所得的結(jié)構(gòu)可為具有起伏表面的均勻平坦的=維緊密的熱定型針織 物，該熱定型針織物具有拉材料的外觀和感覺。所得的結(jié)構(gòu)可為剛性的，或一定程度上可為 柔性的，運(yùn)取決于所得的結(jié)構(gòu)的材料量、分層和密度。所得的植入式裝置的細(xì)節(jié)可通過下文 描述而更好地理解。隨機(jī)均勻的非結(jié)構(gòu)性陣列的使用在W下方面是重要的：提供增強(qiáng)成纖 維細(xì)胞隨時(shí)間推移沿裝置和到裝置中的生長(zhǎng)和發(fā)育的裝置。此外，所得的植入式裝置能夠 比傳統(tǒng)的不可吸收支架或網(wǎng)片更容易地伸長(zhǎng)。另外，當(dāng)被吸收到身體中時(shí)，本發(fā)明創(chuàng)建類組 織修復(fù)，從而允許比包含結(jié)構(gòu)性不可吸收組分的常規(guī)支架自由的組織運(yùn)動(dòng)。
[0031] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，該裝置包括長(zhǎng)絲編織物，長(zhǎng)絲包括不可吸收纖維和可吸收纖 維，長(zhǎng)絲編織物包括至少一種不可吸收纖維和至少一種可吸收纖維。運(yùn)些長(zhǎng)絲成型為扭結(jié) 紗線，運(yùn)些扭結(jié)紗線被編織在一起并且經(jīng)受下文描述的拉伸步驟。如本文所用，長(zhǎng)絲可為單 纖維長(zhǎng)絲材料或可為多纖維長(zhǎng)絲材料，其可為例如交織的或W其他方式纏繞的。術(shù)語"長(zhǎng) 絲"可包括單纖維長(zhǎng)絲或多纖維長(zhǎng)絲。如上所述，"紗線"由一根或多根長(zhǎng)絲形成，該紗線為 扭結(jié)的。本文示出的附圖示出多纖維長(zhǎng)絲，但應(yīng)當(dāng)理解，長(zhǎng)絲可為單纖維的。
[0032] 本發(fā)明的不可吸收纖維可由任何穩(wěn)定的、不可吸收材料制成。合適的材料包括例 如：聚合物，諸如聚丙締（諸如由Elthicon,Inc. ,Somerville,NJW商品名PROLE肥縫合線 出售的那種）、PVDF/HFP共混物（諸如由化hicon，Inc.，Somerville,NJW商品名PRONOVA 縫合線出售的聚偏二氣乙締和聚偏二氣乙締-共-六氣丙締的聚合物共混物）、聚醋、尼龍、 聚丙締酸醋、聚甲基丙締酸醋、乙酸纖維素、不可生物降解的聚氨醋、聚苯乙締、聚氯乙締、 聚氣乙締、聚乙締咪挫、聚締控、聚四氣乙締（PT陽）、娃和苯乙締嵌段下二締，W及它們的組 合。其他合適的不可吸收材料包括：金屬，諸如不誘鋼、鉆銘合金、鐵和鐵合金；W及生物惰 性陶瓷，諸如氧化侶、氧化錯(cuò)和硫酸巧，W及它們的組合。本發(fā)明的不可吸收長(zhǎng)絲可包括多 于一根不可吸收纖維，運(yùn)些纖維可為相同的或可為不同的。本發(fā)明的優(yōu)選的不可吸收纖維 包括聚丙締、PVDF/HFP共混物、聚醋和尼龍。本發(fā)明的不可吸收纖維可為任何尺寸W提供 植入物的功能，并且具體地講提供具有約10旦尼爾和約100旦尼爾之間的尺寸，還更優(yōu)選 地為約25旦尼爾至約60旦尼爾的尺寸的長(zhǎng)絲。如本文所用，術(shù)語"旦尼爾"具有其作為測(cè) 量單位的理解含義，并且旨在為長(zhǎng)絲的纖度單位（不管是單纖維長(zhǎng)絲或多纖維長(zhǎng)絲），其等 于每9000米長(zhǎng)絲、重一克的長(zhǎng)絲的纖度。
[0033] 本發(fā)明的可吸收纖維同樣可由任何期望的可生物吸收材料制成。運(yùn)些可生物吸收 的聚合物包括合成聚合物諸如聚醋，W及生物聚合物諸如多膚、多糖和它們的衍生物。合 適的生物相容性的、可生物吸收的聚合物的示例包括但不限于：脂族聚醋、聚（氨基酸）、共 聚（酸-醋）、聚草酸亞烷基二醇醋、聚酷胺、聚縮醒、聚縮酬、聚碳酸醋、聚原碳酸醋、聚氨 醋、聚（班巧酸亞烷基二醇醋）、聚（馬來酸）、聚（甲基乙締基酸）、聚（馬來酸?。┿懓彼?衍生的聚碳酸醋、聚（亞氨基碳酸醋）、聚原酸醋、聚氧雜醋、聚酷胺醋、含胺基的聚氧雜醋、 聚（酸?。?、聚憐臘、生物聚合物（例如，膠原、明膠、藻酸鹽、果膠、淀粉、纖維蛋白、氧化纖 維素、殼質(zhì)、脫乙酷殼多糖、彈性蛋白原、透明質(zhì)酸W及它們的混合物），W及它們的混合物。 脂族聚醋可包括但不限于W下單體的均聚物和共聚物及其聚合物共混物：丙交醋（其包括 乳酸、DA-和內(nèi)消旋丙交醋）、乙交醋（包括乙醇酸）、e-己內(nèi)醋、對(duì)二氧六環(huán)酬（1，4-二 氧六環(huán)-2-酬）、S亞甲基碳酸醋（1，3-二氧六環(huán)-2-酬）、S亞甲基碳酸醋的烷基衍生物、 5-戊內(nèi)醋、0-下內(nèi)醋、丫-下內(nèi)醋、￡-癸內(nèi)醋、徑基下酸醋、徑基戊酸醋、1,4-二氧雜環(huán) 庚燒-2-酬（包括其二聚體1，5, 8, 12-四氧雜環(huán)十四燒-7, 14-二酬）、1，5-二氧雜環(huán)庚 燒-2-酬、6, 6-二甲基-1, 4-二氧六環(huán)-2-酬、2, 5-二酬基嗎嘟、新戊內(nèi)醋、丫，丫-二乙基 丙內(nèi)醋、碳酸乙締醋、草酸乙締醋、3-甲基-1,4-二氧六環(huán)-2, 5-二酬、3, 3-二乙基-1,4-二 氧六環(huán)-2, 5-二酬、6, 8-二氧雜雙環(huán)辛燒-7-酬。聚草酸亞烷基二醇醋包括美國(guó)專利 4, 208, 511 ;4, 141，087 ;4, 130, 639 ;4, 140, 678 ;4, 105, 0：34 和 4, 205, 399 中描述的那些，運(yùn) 些專利中的每個(gè)W引用方式并入本文。可用