一种可用于人工韧带的复合纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于新材料领域，公开了一种可用于人工韧带的复合纤维及其制备方法和应用。本发明专利技术将聚羟基丁酸己酯与聚碳酸酯进行有机组合，所获得的复合纤维结合了两者的优点，既有聚碳酸酯优异的力学性质等性能，又有聚羟基丁酸己酯赋予的良好生物相容性等性能。此外，基于协同增强机理，复合纤维具有比单一组分更优越的性能。当复合纤维用于制备人工韧带时，复合韧带表现出强耐磨损性、良好细胞亲和性、高力学性能的特点，可达到人工韧带所需的基本要求。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于人工韧带的复合纤维及其制备方法和应用
本专利技术属于新材料领域，特别涉及一种可用于人工韧带的复合纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
前交叉韧带损伤是临床上最常见的膝关节韧带损伤之一，其治疗方式主要是通过移植物手术置换重建前交叉韧带，包括自体组织移植物、同种异体组织移植物和人工韧带。在这三种移植物中，人工韧带具有无供区并发症、无疾病传播与免疫排斥、不损伤自身组织等优点，因此它在临床上得到了广泛的应用。目前，已有部分商品化的人工韧带被用于临床中，如Trevira韧带、Meadox韧带、Gore-Tex韧带、ABC韧带、Leeds-Keio韧带与KennedyLAD韧带等(BernardinoS.ACLprosthesis：anypromiseforthefuture？[J].KneeSurg.Sport.Tr.A.，2010，18(6)：797-804.)。对于人工韧带，其关键核心组成是人工韧带材料，它决定了人工韧带的性能。当前，已有众多天然和合成高分子材料被用于人工韧带材料的研究中。Altman等人(AltmanGH，HoranRL，LuHH，MoreauJ，MartinI，RichmondJC，KaplanDL.Silkmatrixfortissueengineeredanteriorcruciateligaments[J].Biomaterials，2002，23(20)：4131-4141.)以蚕丝纤维为原料制备人工韧带，所得人工韧带具有良好的机械性能。Laurencin等人(LaurencinCT，FreemanJW.Ligamenttissueengineering：Anevolutionarymaterialsscienceapproach[J].Biomaterials，2005，26(36)：7530-7536)合成了一种可降解、三维编织的聚乳酸人工韧带。然而，无论是天然高分子还是合成高分子材料，单独组分所获得的人工韧带在机械强度、可降解性或生物相容性等方面存在一定的缺陷，难以较好地满足临床要求。对此，通过将几种单一材料进行有机组合，综合不同材料的优缺点，互相取长补短，形成新型复合材料，这在实际应用中具有广阔的应用前景，并已取得良好的效果。Cooper等人(CooperJA，LuHH，KoFK，LaurencinCT.Fiber-basedtissueengineeredscaffoldforligamentreplacement：designconsiderationsandinvitroevaluation[J].Biomaterials，2005，26(13)：1523-1532.)将聚乳酸和聚乙醇酸进行共聚纺丝，经三维编织后得到一种人工韧带，在生物相容性与力学性能方面均得到较好结果。Chen等人(ChenGP，UshidaT，TateishiT.Hybridbiomaterialsfortissueengineering：apreparativemethodforPLAorPLGA-collagenhybridsponges[J].AdvancedMaterials，2000，12(6)：455-457.)将胶原与聚乳酸-羟基乙酸共聚物进行复合，得到力学性能良好的人工韧带材料。蔡长傧等人(蔡长傧，王富友，封德红，陈加荣，熊娟，杨柳.I型胶原/聚乙烯醇共聚纺丝的生物相容性研究[J].第三军医大学学报，2011，33(20)：2107-2111.)报道了胶原与聚乙烯醇的复合机共聚物具有良好的综合性能，是一种很有前景的人工韧带材料。尽管如此，人工韧带复合材料仍需要更多的研究和深入的探索，其机械力学性能、生物相容性、耐磨损性等有待进一步的提高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种可用于人工韧带的复合纤维。本专利技术另一目的在于提供上述可用于人工韧带的复合纤维的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述可用于人工韧带的复合纤维在制备人工韧带中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其主要包括以下步骤：(1)取聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯，分别干燥，备用；(2)将步骤(1)中干燥后的聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯加入到溶剂中，在搅拌条件下加热回流使充分溶解，然后过滤掉难溶杂质，再脱泡，得混合溶液，待用；(3)以饱和硫酸钠溶液为凝固剂，往其加入硫酸、醋酸和硫酸锌，室温搅拌，得到凝固浴溶液；(4)采用湿法纺丝技术，高压氮气喷丝，从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(2)混合溶液细流进入步骤(3)凝固浴溶液中，析出的原丝通过导丝盘和卷绕装置而被辅助牵引出来，洗涤，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚碳酸酯复合纤维。优选地，步骤(1)中所述的聚羟基丁酸己酯的数值分子量为1.9×105～2.6×105；所述的聚碳酸酯的分子量为1.4×104～2.9×104。优选地，步骤(1)中所述的干燥均指在60～70℃下真空干燥12～24h。优选地，步骤(2)中所述的步骤(1)中干燥后的聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯的质量比为1∶1～8；优选地，步骤(2)中所述的溶剂为无水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、石油醚中的一种。优选地，步骤(2)中所述的搅拌条件下加热回流是指在750～1200r/min的搅拌速度下，加热至90～120℃回流2～5h；优选地，步骤(2)中所述的过滤方式为减压抽滤；优选地，步骤(2)中所述的脱泡方式为真空状态下脱泡，温度为75～90℃，时间为60～120min。优选地，步骤(2)中所述的混合溶液的溶质总浓度为3～9wt.％。优选地，步骤(3)中所加入的硫酸浓度为0.1～0.5g/L，醋酸浓度为0.2～0.6g/L，硫酸锌浓度为0.5～1.5g/L；优选地，步骤(3)中所述的饱和硫酸钠、硫酸、醋酸和硫酸锌的体积比为100∶2～7∶4～8∶5～9；优选地，步骤(3)中所述的室温搅拌是指在200～450r/min的速度下搅拌30～60min。优选地，步骤(4)中所述的从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(2)混合溶液细流进入步骤(3)凝固浴溶液中停留时间为20～40s；优选地，步骤(4)中所述的洗涤为依次用无水乙醇和去离子水洗涤，洗涤次数为2～3次；优选地，步骤(4)中所述的干燥为常温常压下自然风干。一种通过上述方法制备得到的可用于人工韧带的复合纤维。上述的可用于人工韧带的复合纤维在制备人工韧带中的应用。所述的可用于人工韧带的复合纤维在制备人工韧带中的应用具体由以下步骤实现：采用捻制编织方法，将一定数量的复合纤维为1束，3束捻成1股，3股捻成细绳，细绳对折后捻成直径为4～6mm的绳状物，截短至长度为20～30cm，用钢丝扎紧两端，利用缝扎方式用丝线再次固定两端，依次用无水乙醇和去离子水超声洗涤，超声功率为200～400W，洗涤时间为10～30min，洗涤次数为2～3次，常温常压下自然风干，得到聚羟基丁酸己酯/聚碳酸酯复合韧带。本专利技术的机理为：将聚羟基丁酸己酯与聚碳酸酯进行有机组合，所获得的复合纤维结合了两者的优点，既有聚碳酸酯优异的力学性质等性能，又有聚羟基丁酸己酯赋予的良好生物相容性等性能。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)取聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯，分别干燥，备用；(2)将步骤(1)中干燥后的聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯加入到溶剂中，在搅拌条件下加热回流使充分溶解，然后过滤掉难溶杂质，再脱泡，得混合溶液，待用；(3)以饱和硫酸钠溶液为凝固剂，往其加入硫酸、醋酸和硫酸锌，室温搅拌，得到凝固浴溶液；(4)采用湿法纺丝技术，高压氮气喷丝，从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(2)混合溶液细流进入步骤(3)凝固浴溶液中，析出的原丝通过导丝盘和卷绕装置而被辅助牵引出来，洗涤，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚碳酸酯复合纤维。

【技术特征摘要】
1.一种可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)取聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯，分别干燥，备用；(2)将步骤(1)中干燥后的聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯加入到溶剂中，在搅拌条件下加热回流使充分溶解，然后过滤掉难溶杂质，再脱泡，得混合溶液，待用；(3)以饱和硫酸钠溶液为凝固剂，往其加入硫酸、醋酸和硫酸锌，室温搅拌，得到凝固浴溶液；(4)采用湿法纺丝技术，高压氮气喷丝，从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(2)混合溶液细流进入步骤(3)凝固浴溶液中，析出的原丝通过导丝盘和卷绕装置而被辅助牵引出来，洗涤，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚碳酸酯复合纤维。2.根据权利要求1所述的可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的聚羟基丁酸己酯的数值分子量为1.9×105～2.6×105；所述的聚碳酸酯的分子量为1.4×104～2.9×104；步骤(1)中所述的干燥均指在60～70℃下真空干燥12～24h。3.根据权利要求1所述的可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的步骤(1)中干燥后的聚羟基丁酸己酯和聚碳酸酯的质量比为1∶1～8；步骤(2)中所述的混合溶液的溶质总浓度为3～9wt.％。4.根据权利要求1所述的可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的溶剂为无水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、石油醚中的一种。5.根据权利要求1所述的可用于人工韧带的复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的搅拌条件下加热回流是指在750～1200r/min的搅拌速度下，加热至90～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴婷，蔡祥，张劲林，向卫兵，于邵斌，刘惠娣，
申请(专利权)人：广东职业技术学院，佛山市第五人民医院佛山市干部疗养院，佛山市工伤康复中心，
类型：发明
国别省市：广东,44