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可植入体内的针织医用材料开发 |
2017年05月25日08:44 纺织导报
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根据Allied Market Research最近的分析调查,生物可吸收性纤维支架的发展与微创、非手术程序的增长相一致,并将于2022年达到1160亿美元,这标志着医用植入材料显著推动了市场发展。慢性疾病发病率上升和老年人的日益增长也是促进市场增长的另一个主要原因。

未来预计,北美、欧洲、日本将主导这个市场,从长远看来,新兴国家,特别是亚太地区,将有巨大的发展机遇。

传统的织造工艺——包括经编、纬编,以及梭织、编织都可以生产支架,3D印刷和3D打印也在逐步用于支架制造。从这些增长不难看出,这一领域一定是专利申请的聚集区。比如,在美国专利9 445 883中,Medtronic的子公司,法国Trévoux开发的Sofradim是一种可通过体腔镜检查植入患者体内的疝修补网(用于增强体内壁耐压性)。体腔镜检查是通过腹壁切口引入内窥镜,检查腹腔内肠和其他器官的技术。



体腔镜检查与手术操作

Sofradim网配有倒钩,可钩入生物组织或其他纺织品。这种材料还可以轻松卷起并展开,从而使其可以在通道内传送而不会损坏倒钩,等到了患者体内需要植入的部位再发挥作用。




可植入体内的修补网

生物可吸收纤维扮演着越来越重要的角色,该公司在报道中还提到,医用针织物可以采用可生物降解的材料,比如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸、氧化纤维素、聚己内酯、聚二恶烷酮、三亚甲基碳酸酯、聚乙烯醇(PVA)或聚羟基烷基酸酯,也可以采用不可生物降解的材料,比如聚酯或聚酰胺。

采用三梳经编机生产的织物,可以得到均匀的小孔以便与细胞再结合。装置上的倒钩通过缠绕在另一种假体织物的纤维中或植入假体后直接锚定在腹壁中而起到紧固件的作用。

在美国专利9 474 520中,位于伊利诺斯州格尼市的Teleflex Medical开发出一种彩色缝合线,这种缝合线具有好辨认的端部、明显的接合处和不太强的光泽。手术缝合线通常采用无色的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)编织长丝,并附加有色的聚酰胺或聚乙烯长丝。从而可以通过不同颜色搭配或图案使缝合线具有两个端部,便于外科医生在手术期间对缝合线端部进行识别。


彩色手术缝合线

Teleflex Medical指出,对于大多数编织缝合物来说,最好的是无芯结构,因为这便于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)编结线更好地打结。该公司表示,无芯的UHMWPE编结线在打结处会受拉力而变平,这有助于改善打结性能与结构。而其他缝合材料通常需要芯体来阻止护套从大于缝合线尺寸(约USP 50)的打结区滑落到平坦区域,这对缝合并不是特别有利。

通过表面改性技术,例如化学处理、光化学处理、表面接枝、表面氧化、卤化、等离子体或电晕处理,可以降低非共混UHMWPE纱线的光泽。

位于意大利Chivasso的Herniamesh在美国专利9 416 471中提出了一种经编两梳方平图案的轻型针织外科手术网。该装置可以手术植入,以治疗由尿道高度运动或内在括约肌缺陷引起的尿失禁或大便失禁,或增强缺陷的软组织。纱线结构中的四根纱线在交点处至少要与另外一根纱线交织在一起。所得外科手术网的厚度为0.25~0.80mm,克重为25~200g/m2。

位于费城特尔福德的Secant Medical采用高性能聚合物和生物材料进行各种组合,生产出一系列用于可植入设备的梭织、针织和编织织物。其产品的应用包括:高强度缝线、骨锚固装置、肩袖和关节镜关节修复、脊柱稳定和椎间盘修复和置换、纺织材料的心脏瓣膜和血管移植物,以及各种外科手术中需要组织加强和伤口支持的轻质纺织网状结构材料。

高强度缝合线

高强度缝合线

人造血管

人造血管

2016年,该公司报道他们开发了一种新型3D纺织工程技术,整合了传统针织、编织结构和先进的生物材料。该公司说,虽然3D打印作为创建3D生物医学形式的方法不断增长,但不能提供所有产品需要的尺寸稳定性、材料选择和工程性能。不过一旦工业化生产,Secant的3D纺织品配置可以生产具有高度可重复性的高品质、大规模工程结构。

加利福尼亚州卡尔斯巴德的Permea Derm在美国专利9 439 808中,还提出了对聚酰胺针织物采用硅酸盐化表面处理用于改进皮肤替代物。该公司解释说,硅胶层具有规则的缝隙图案,临床医生则可以使用不同的张力差异化地打开这些空隙,从而对皮肤替代物的孔隙率进行调整。

这种皮肤替代物可以添加各种促进愈合的物质,比如芦荟和其他药物制剂,而且该材料还复合了一层防腐化合物。这种敷料可受临床医生控制——硅酮空隙可从零(松弛无拉伸)拉伸至较高孔隙率,且孔隙率与拉伸力成一定比例。

皮肤替代物包括一个或两个生物质层:

· 纯芦荟汁

· 纯芦荟和低过敏药物级猪明胶的溶液

· 纯芦荟,明胶和ECM的精细悬浮液

Permea Derm解释,芦荟成分可引起各种细胞附着和增殖,以及胶原和α平滑肌肌动蛋白(平滑肌细胞的分化标志物)的合成增加。而可添加到这些生物体中的ECM是人成纤维细胞的混合物,可引起细胞的快速增殖和组织生长。

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