具有生物活性的可吸收医用捆扎带及成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物医疗器械领域，具体而言，涉及一种具有生物活性的可吸收医用捆扎带及成型方法。
【背景技术】
[0002]随着老龄化社会的到来，老年性骨关节疾病已经成为人类社会仅次于心血管疾病的主要病种，相应的髋、膝关节置换手术随之迅速增多；同时，骨质疏松症的患者数量以及由此所带来的危害也成为患者与医生共同面临的难题。老年人在进行髋关节置换术时容易出现术中或者术后的骨折，股骨上段捆绑固定是治疗和预防全髋术中股骨劈裂的主要措施。
[0003]目前应用最多的捆绑器械主要是金属捆扎带。除此以外，金属捆扎带还广泛用于骨质疏松骨折的预防性捆扎、其他非负重骨斜行骨折的治疗。从材料学发展回顾，周围捆绑固定所用的材料较多，如钢丝捆绑、丝线、记忆合金环抱器、可吸收缝合线及钛缆等。
[0004]上述捆绑固定物在骨折愈合的过程中都存在一些缺陷。缝线捆扎带压应力较小，骨折固定不稳定，也不利于骨折愈合。此外，钢丝被骨痴包裹时，二次手术取出非常捆难。丝线的缺点是强度不够大，故仅用于较小骨块或辅助固定，且大多还要外固定保护。
[0005]记忆合金环抱器在骨折固定方面取得良好效果，但其构成元素中的镍是最常见的接触性金属过敏原，并且具有明确的致癌作用。对于人工全髋关节置换术中和术后股骨骨折，以及其他捆扎带固定有着其显著的优势，但金属捆扎带压应力过大，易造成应力遮挡，不利于骨折愈合。
[0006]有鉴于此，特提出本发明，以提供一种更有效地帮助骨愈合的捆扎带。

【发明内容】

[0007]本发明的第一目的在于提供一种新型的具有生物活性的可吸收医用捆扎带，不仅达到了预期的物理性质、力学性能、降解速度、生物相容性、成骨效应，而且可以减少应力遮挡、加快骨折愈合、避免二次手术。
[0008]本发明的第二目的在于提供一种所述的具有生物活性的可吸收医用捆扎带的成型方法，制成的产品稳定性高，内应力小。
[0009]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案:
[0010]具有生物活性的可吸收医用捆扎带，由生物可吸收高分子材料与生物活性陶瓷或生物活性玻璃复合制成；按照重量百分比计，所述生物可吸收高分子材料占复合材料总重量的70-95%，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃占复合材料总重量的5-30% ；
[0011]所述生物可吸收高分子材料选自:聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸一羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸、聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯中的一种或几种，其分子量为10-200万。
[0012]基于以往临床用捆扎带存在的设计缺陷，可吸收捆扎带的设计思路映入眼帘，但从诸多可吸收材料中选择最佳的材料种类是非常重要的问题。良好的内固定要求两个方面，一是必须具有足够的机械强度，以保证骨折段在愈合过程中相对稳定，二是内固定装置随着骨折的愈合，逐渐丧失其强度，以避免其应力遮挡作用而致延迟性骨愈合，可吸收捆扎带恰好符合这两点要求。
[0013]多年来对于医用可吸收材料的研宄显示，聚乳酸(PLA)是一种理想的捆扎带基础材料，但其原始力学性能和生物相容性欠佳。而羟基磷灰石(HA)是人体骨骼的基本成分，其弹性模量接近于自然骨，具有很好的生物活性和生物相容性，并且越来越多的研宄显示纳米HA有望成为更为理想的骨组织工程支架材料，它独特的纳米结构使其可降解性能及力学增强，而且可以作为生长因子的缓释载体使材料进一步具有骨诱导性能。
[0014]本发明提供的一种新型的具有生物活性的可吸收医用捆扎带，在满足骨内固定的要求下，根据不同部位要求的力学性能及降解时间的不同，选取不同材料、不同分子量的生物可吸收高分子材料。将生物可吸收高分子材料和生物活性陶瓷或者生物活性玻璃材料结合使用，实际使用中，生物可吸收高分子材料的降解产物呈现若酸性，生物活性陶瓷或者生物活性玻璃材料不仅具有骨诱导性，而且其降解产物呈现弱碱性，弱碱性的产物能够对弱酸性的产物起到中和的作用，并因其含量的不同，可调节复合材料的降解速度和局部酸碱度，减少材料在降解过程中引起的无菌性炎症。同时，生物活性陶瓷或者生物活性玻璃材料作为增强材料，能够满足临床所需的捆扎和固定要求。
[0015]进一步地，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃为:羟基磷灰石陶瓷、活性氧化铝铡玉、磷酸三钙多孔陶瓷或二氧化钛中的任意一种或多种的组合。
[0016]进一步地，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃为:羟基磷灰石陶瓷或β -磷酸三钙多孔陶瓷。
[0017]本方案利用羟基磷灰石陶瓷或β -磷酸三钙多孔陶瓷的优异的生物活性特点，使得所设计的捆扎带在生物体内较短时间即有Ca-P层沉积，并随着植入时间的延长，使植入装置周围形成新生骨组织，促进受损部位的愈合。
[0018]进一步地，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃均为粒径为0.5-100 μ m的粉末；
[0019]进一步地，所述生物活性陶瓷或者生物活性玻璃均为粉末材料，其粒径为10-20 μ m的粉末。
[0020]进一步地，按照重量百分比计，所述生物可吸收高分子材料占复合材料总重量的80-90%,所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃占复合材料总重量的10-20%。
[0021]本发明还提供一种具有生物活性的可吸收医用捆扎带的成型方法，包括以下步骤:
[0022](I)按照所述重量百分比取适量所述生物可吸收高分子材料和生物活性陶瓷或者生物活性玻璃；
[0023](2)将取得的所述物质通过液相吸附法或粉末行星搅拌法获得均匀分散的复合材料；
[0024](3)将所述复合材料在50_240°C下热塑化后，采用热模压成型方法，冲压剪切成型方法，或者注塑成型方法制得所需外形、结构、尺寸的具有生物活性的可吸收医用捆扎带。
[0025]进一步地，所述热压成型方法具体为:将热塑化后的复合材料添加到模具中，在50-240°C,0.l-50MPa条件下进行热模压，制得所需外形、结构、尺寸的具有生物活性的可吸收医用捆扎带。其中，压力值范围最佳为6-30MPa。
[0026]进一步地，所述冲压剪切成型方法为:先用热模压的方法将复合材料在50-2400.l_50MPa压力条件下加工成平板；然后在室温状态下冲压剪切成所需外形、结构、尺寸的具有生物活性的可吸收医用捆扎带。优选地，最佳压力范围为6-30MPa。
[0027]进一步地，所述注塑成型方法为:将复合材料通过注塑成型机，在100-240°C下注入不同形状的模具中制得所需外形、结构、尺寸的具有生物活性的可吸收医用捆扎带。
[0028]本发明提供的成型方法制得的各种不同外形、结构、尺寸的具有生物活性的可吸收医用捆扎带，其加工成型设备简单、易于成型、生产成本低廉、易于批量生产。
[0029]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0030](I)具有良好的生物相容性和可控降解性。本发明充分结合可降解高分子材料及表面改性的优点，根据医用捆扎带的需要来选择和优化高分子材料的组成、分子量大小以及表面改性层，控制其早期的降解过程，保证医用捆扎带优良的力学性能，在降解后期医用捆扎带能够快速安全的降解。
[0031](2)可避免应力遮挡效应。相对传统医用捆扎带而言，可降解高分子材料具有和人骨接近的密度和弹性模量。可降解高分子材料的密度为1.70g/cm3左右，与人骨的密质骨密度(1.75g/cm3)极为接近；可降解高分子材料的弹性模量约为25GPa，接近人骨的弹性模量20GPa左右，作为医用捆扎带可避免应力遮挡效。
[0032](3)可以根据骨折愈合过程所需要的固定强度，逐步降解，使得远期骨改建更优异，避免了骨折周围局部骨质疏松的缺陷。
[0033](4)复合材料可逐步降解，避免了二次手术取出，减少了患者再次手术的痛苦，也极大减轻了患者以及社会的医疗负担。
[0034](5)加工成型设备简单、易于成型、生产成本低廉、易于批量生产，而且制成的产品稳定性高，内应力小，在使用中不易断裂和开裂。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0036]图1为本发明提供的具有生物活性的可吸收医用捆扎带的一个实施例示意图；
[0037]组图2是成骨细胞在本发明所设计的一种可吸收医用捆扎带生长情况；其中图2 (A)第I天生长情况，图2 (B)第3天生长情况，图2 (C)第7天生长情况图；图2 (D)第10天生长情况；图2(E) ,2(F)第14天生长情况。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0039]如图1所示，具有生物活性的可吸收医用捆扎带，由生物可吸收高分子材料与生物活性陶瓷或生物活性玻璃复合制成；按照重量百分比计，所述生物可吸收高分子材料占复合材料总重量的70-95%，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃占复合材料总重量的5-30% ；
[0040]所述生物可吸收高分子材料选自:聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸一羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸、聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯中的一种或几种，其分子量为10-200万。
[0041]优选地，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃为:羟基磷灰石陶瓷、活性氧化铝铡玉、磷酸三钙多孔陶瓷或二氧化钛中的任意一种或多种的组合。
[0042]优选地，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃为:羟基磷灰石陶瓷或β -磷酸三钙多孔陶瓷。
[0043]本方案利用羟基磷灰石陶瓷或β -磷酸三钙多孔陶瓷的优异的生物活性特点，使得所设计的捆扎带在生物体内较短时间即有Ca-P层沉积，并随着植入时间的延长，使植入装置周围形成新生骨组织，促进受损部位的愈合。
[0044]优选地，所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃均为粒径为0.5-100 μ m的粉末；
[0045]优选地，所述生物活性陶瓷或者生物活性玻璃均为粉末材料，其粒径为10-20 μ m的粉末。
[0046]优选地，按照重量百分比计，所述生物可吸收高分子材料占复合材料总重量的80-90%,所述生物活性陶瓷或生物活性玻璃占复合材料总重量的10-20%。
[0047]基于以往临床用捆扎带存在的设计缺陷，可吸收捆扎带的设计思路映入眼帘，但从诸多可吸收材料