[发明专利]一种纳米纤维纱线手术线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维纱线手术线及其制备方法，属于组织工程和生物制造材料技术领域。

背景技术

在外科手术中，手术缝合线是最常用的医疗用品之一。手术缝合线是指在在外科手术中，当机体因受伤或者其他原因造成组织分离时，用以保持身体组织不分离的，从而实现伤口结扎合止血等功能的医疗用品。手术缝合线是医疗用品里比较常见的生物可移植纺织品。其可以广泛应用于各种类型的外科手术中，包括由穿孔和受伤而导致的组织开裂等，都能够利用缝合线使伤口闭合。现存的手术线中，还是有很多条件并不能满足需求，且存在很多不足，例如促进伤口愈合方面，很多手术线在术后三周内不能促进伤口组织愈合达到一定的强度。此外，伤口的术后感染也是对手术线的一大考验，为了克服这些缺点，新型的多功能的手术缝合线就成为了研究热点。在制备多功能手术线的方法中，又以对手术缝合线进行负载药物或生长因子等蛋白最为常见，载生长因子或载药手术线可以促进伤口组织的修复和避免伤口感染等。近年来，关于载药手术线的载药方法的研究主要集中在药物涂覆的方法上，但是通过涂覆的方法将药物负载到手术线上的过程中，药物的负载量较小且不可控制，得到的载药手术线，其药物释放的速度较快，这些都影响了载药手术线的应用。提及到负载药物，静电纺丝技术在制备药物载体上有许多中可行的方法，包括混纺、同轴纺和药物浸润等都可以提供稳定高效的药物负载方法。并且静电纺丝技术，因其纳米级纤维结构，能够模仿细胞外基质的结构等，本身就在组生物医用方面被广泛的研究。因此可以结合静电纺丝技术制备得到既能负载药物又能促进伤口愈合的新型多功能手术线。

由于静电纺纳米纤维能够仿生组织细胞外基质的丝状结构而被广泛用于组织修复支架。大量研究表明纳米纤维组织修复材料能显著地促进了细胞的粘附、增殖和分化，调节细胞内控制转录活性和基因表达的信号路径，引导细胞骨架蛋白的定向排列，并且纳米级支架(如纳米纤维)更大的比表面积有利于吸附更多的蛋白质，能够为细胞膜上的受体提供更多的黏附位点，吸附的蛋白质也可通过改变构象暴露更多隐蔽的黏附位点，从而有利于细胞黏附。将纳米纱线直接运用于手术线，提供更大的可供细胞黏附的表面，并且猪骨髓间质细胞在支架上具有更好的增殖和活性。人体肌腱是有大量的纳米胶原纤维组成的纤维束，纤维平行排列，与肌腱的轴向基本一致，使其承受一定的拉伸力，在轴向的拉伸强度是径向的200～500倍，因此纳米纱线作为肌腱等的缝合线也很有潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种纳米纤维纱线手术线及其制备方法，其具有良好的生物相容性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种纳米纤维纱线手术线，其特征在于，所述手术线由芯层和壳层组成，其中，芯层为微米纤维纱线，壳层为管状纳米纤维膜；微米纤维直径为0.005-0.05mm，手术线内径为0.1-0.5mm，壳层的壁厚为0.02-0.1mm。芯层的微米纤维为手术线提供了良好的力学性能，可更具实际情况调整尺寸结构以适应不同伤口修复的需要。

本发明还提供了一种上述纳米纤维纱线手术线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将多股微米纤维穿过金属漏斗，并缠绕在卷取辊上；

步骤2)：将生物材料配制成静电纺丝溶液，金属漏斗旋转过程中用双针头静电纺丝系统进行纺丝，使纳米纤维膜加捻并包覆在微米纤维纱线表面，得到纳米纤维纱线，并由卷取辊收集。

优选地，所述步骤1)中微米纤维与步骤2)中的生物材料的种类为同种或不同种，所述生物材料为合成聚合物材料或天然生物材料。

更优选地，所述合成聚合物材料为聚己内酯、聚乳酸和聚氨酯中的任意一种或几种；天然生物材料为胶原、明胶和丝素中的任意一种或几种。

优选地，所述步骤2)中静电纺丝溶液的浓度为0.05-0.15g/mL，溶剂采用三氟乙醇或六氟异丙醇。

优选地，所述步骤2)中的静电纺丝溶液中添加有生物活性因子或抗菌药物。

优选地，所述步骤2)中的双针头静电纺丝系统包括分别设于微米纤维两侧的正压纺丝系统、负压纺丝系统，正压纺丝系统包括正极针头及正极高压发生器，负压纺丝系统包括负极针头及负极高压发生器。

更优选地，所述步骤2)中双针头静电纺丝系统的工艺参数为：流量0.5～2mL/h，正极高压发生器的电压为+8～+25kV，负极高压发生器的电压为-8～-25kV，正极针头、负极针头与金属漏斗的距离均为10～30cm，金属漏斗的转速为200～2000rpm，卷取辊的卷绕速度为0.1～2m/min。