供医疗装置用的加固可吸收多层织物及其制备方法 |
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| 申请号 | CN200580043617.0 | 申请日 | 2005-10-17 | 公开(公告)号 | CN101137402B | 公开(公告)日 | 2012-01-11 |
| 申请人 | 伊西康公司; | 发明人 | D·S·舍蒂; S·M·彭哈卡; A·J·戈尔曼; S·卡里赖; J·穆尔; S·达纳拉; H·杜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种包含第一可吸收的无纺织物和第二可吸收的机织或针织织物的多层织物、及其制备方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种加固的可吸收多层织物，包含用一种或多种第二可吸收机织或针织织物加固的第一可吸收无纺织物，其中第一可吸收的无纺织物包含乙交酯/丙交酯共聚物，其量按摩尔基计算为70-95％的乙交酯且其余为丙交酯，第二可吸收的机织或针织织物包含氧化再 |
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| 说明书全文 | 供医疗装置用的加固可吸收多层织物及其制备方法发明领域 [0001] 本发明涉及一种用于医疗装置中的加固可吸收多层织物及其制备方法。 [0002] 发明背景 [0004] Lichtenstein等的USP 5,593,441描述了一种复合假体，优选具有允许组织内生长的聚丙烯网状物片材，如Marlex 网状物。该文献公开了可使用其它适合组织加固和缺损密封的外科手术材料，包括可吸收的网状物如羟乙酸乳酸聚酯910(Vicryl )网状物。Lichtenstein等的复合假体还具有粘连屏障，优选硅酮弹性体片材。该文献一般性地提出氧化再生纤维素如Interceed (TC7)可吸收的粘连屏障(可购自Somerville，New Jersey的Ethicon，Inc.)可用作制造复合假体短期有效的粘连屏障。描述了Lichtenstein等的复合假体用于加固和修补衰弱的肌肉壁同时限制手术后的粘连的发生率。 [0005] Schilder等的USP 5,686,090描述了与不能吸收的或可吸收的膜组合的羊毛状物(fleece)预防误生长到邻近的组织和减少粘连的用途。Schilder等概括地公开了聚丙烯、聚酯、羟乙酸乳酸聚酯、聚二噁烷酮或聚卡普隆25可作为羊毛状材料或膜材料使用。该参考文献中所用的术语“羊毛状物”通过其孔隙率来描述，其被描述为介于100-1000L/ 2 2 (ms)气流量之间，以200Pa的入口压力、50cm 的试验面和1mm的试验厚度进行测量。 Schilder等的复合物被概括地描述为多层植入物。 [0006] 另外，多层织物用于组织工程和整形外科应用。近来出现的组织工程为损伤/患病组织的修补和再生提供了许多方法。组织工程方案已经探究了最终可恢复或改善组织功能的生物材料的用途。已经广泛地研究了可移植和可重塑的支撑(scaffolding)材料作为组织模板、导管、屏障和储存器的用途。尤其是，泡沫、海绵、凝胶、水凝胶、纺织品和无纺织物形式的合成和天然材料已经在体外和在体内使用以重建/再生生物组织、以及输送趋化性药剂用于诱导组织生长。不同形式的支架可层叠形成多层的组织工程支架。 [0007] 然而，现有技术没有描述或提出加固的可吸收多层织物，其中加固的可吸收多层织物具有用一种或多种第二可吸收机织或针织织物加固的第一可吸收无纺织物。 [0008] 本文中所用的术语“无纺织物”包括但不限于粘合织物、成形法非织造织物或工程加固织物(engineered fabrics)，它们通过机织或针织以外的方法制造。更具体而言，术语“无纺织物”指多孔性织物样物质，通常为平板形式，主要由或完全由整装成网、片材(sheet)或毛层(batt)的短纤维构成。无纺织物的结构是以例如短纤维的排列为基础，其中短纤维通常程度不同地随机排列。无纺织物的拉伸、应力-应变和触觉性能通常由纤维与纤维之间的摩擦引起，其中纤维与纤维之间的摩擦由例如短纤维的缠结和加固、和/或由于粘连、化学或物理结合产生。尽管如此，用于制造无纺织物的原料可以是通过包括机织或针织的方法制得的纱线(yarn)、纱布(scrim)、织网或细丝(filament)。 [0009] 发明概述 [0010] 本发明涉及一种加固的可吸收多层织物、及其制备方法，其中加固的可吸收多层织物包含用一种或多种第二可吸收机织或针织织物加固的第一可吸收无纺织物。更具体而言，第一可吸收的无纺织物包含包括脂族聚酯聚合物、共聚物或其混合物的纤维；而第二可吸收的机织或针织织物包含氧化再生纤维素纤维。 [0011] 发明详述 [0012] 加固的可吸收多层织物通常包含无纺织物和一种或多种加固织物(reinforcement fabric)。加固织物提供无纺织物可直接或间接地粘附的敷层(backing)。 [0013] 无纺织物充当本文中描述的加固可吸收多层织物中的第一可吸收的无纺织物。第一可吸收的无纺织物包括包含脂族聚酯聚合物、共聚物或其混合物的纤维。脂族聚酯典型地由一定的单体开环聚合而合成，其中所述单体包括但不限于乳酸、丙交酯(包括L-、D-、内消旋和D，L混合物)、乙醇酸、乙交酯、ε-己内酯、对-二噁烷酮(1，4-二噁烷-2-酮)和亚丙基碳酸酯(1，3-二噁烷-2-酮)。 [0014] 优选地，第一可吸收的无纺织物包含乙交酯和丙交酯的共聚物，其量按摩尔基计算为约70-95％的乙交酯且其余为丙交酯。 [0015] 在另一实施方案中，第一可吸收的无纺织物包含与氧化多糖纤维组合的、包含脂族聚酯聚合物、共聚物或其混合物的纤维。 [0016] 优选地，无纺织物通过非机织或针织的方法来制造。例如，无纺织物可由纱线、纱布、织网或细丝制备，这些材料已经通过包括机织或针织的方法制得。将纱线、纱布、织网和/或细丝卷曲(crimped)以增强互相的缠结和与第二可吸收的机织或针织织物的结合。可将这类卷曲纱线、纱布、织网和/或细丝切成足够长以缠结的短纤维。短纤维可长约0.1-3.0英寸，优选约0.75-2.5英寸，最优选约1.5-2.0英寸之间。可将短纤维梳理以产生无纺织物毛层，然后可将其针刺或编排成第一可吸收的无纺织物。另外，可将短纤维扭结(kinked)或堆叠(piled)。 [0017] 可使用其它已知生产无纺织物的方法，包括诸如气流成网(airlaying)、湿法成形(wet forming)和缝编(stitch bonding)的方法。这类方法通常在the Encyclopedia of Polymer Science andEngineer ing，Vol.10，pp.204-253(1987)和Albin Turbank著的Introduction to Nonwovens(Tappi Press，Atlanta GA 1999)中有述，两者都全文引入作为参考。 [0018] 无纺织物的厚度可为约0.25-2mm。无纺织物的织物单位重量(basis weight)为2 2 2 约0.01-0.2g/in ；优选约0.03-0.1g/in ；最优选约0.04-0.08g/in。第一可吸收的无纺织物的重量百分比，基于加固的可吸收多层织物的总重，可为约10-80％。 [0019] 第二可吸收的机织或针织织物充当加固织物，且包含氧化多糖，尤其是氧化纤维素及其中和的衍生物。例如，该纤维素可以是羧基氧化的或醛氧化的纤维素。更优选地，氧化再生多糖非限制性地包括氧化再生纤维素，可用来制备第二可吸收的机织或针织织物。由于与非再生的纤维素比较具有更高的均一性，因而优选再生纤维素。再生纤维素以及如何制造氧化再生纤维素的详细说明阐述于USP 3,364,200、USP5,180,398和USP4,626,253，各专利的内容在此引入作为参考，如同以其全文所述。 [0020] 可用作加固织物的织物实例包括但不限于，Interceed 可吸收粘连屏障，Surgicel 可吸收止血物，Surgicel Nu-Knit 可吸收止血物和Surgicel 原纤维可吸收止血物(各购自Johnson & Johnson WoundManagement Worldwide或Gynecare Worldwide，每个都是Ethicon，Inc.，Somerville New Jersey的分部)。 [0021] 在本发明中所用的加固织物可以是机织的或针织的，条件是织物具有用于所打算的应用所必需的物理性能。例如，这类织物描述于USP4,626,253、USP 5,002,551和USP5,007,916，其内容在此引入本文中作为参考，如同以其全文所述。在优选的实施方案中，加固织物为经纱针织经编织物，其由明亮人造丝纱线构成，随后氧化成包含羧基或醛基团，其量能有效地为织物提供生物降解性能。 [0022] 在另一实施方案中，第二可吸收的机织或针织织物包含与包含脂族聚酯聚合物、共聚物或其混合物的纤维组合的氧化多糖纤维。 [0023] 第二可吸收的机织或针织织物优选包含氧化再生纤维素，织物单位重量可为约2 2 2 0.001-0.2g/in，优选为约0.01-0.1g/in，最优选为约0.04-0.07g/in。 [0024] 第一可吸收的无纺织物直接或间接地附着于第二可吸收的机织或针织织物上。例如，无纺织物可通过针刺、编排、压花(embossing)或水缠结(hydroentanglement)、或化学或热粘合掺入第二可吸收的机织或针织织物中。第一可吸收的无纺织物的短纤维可相互缠结和嵌入第二可吸收的机织或针织织物中。更具体而言，对于非化学或热粘合的方法，第一可吸收的无纺织物可附着于第二可吸收的机织或针织织物上使得至少约1％的第一可吸收无纺织物的短纤维与第二可吸收机织或针织织物的另一面接触，优选约10-20％且优选不高于约50％。这就确保第一可吸收的无纺织物和第二可吸收的机织或针织织物保持连结而不在常规的操作的条件下分层。该加固的可吸收多层织物是均一的使得第二可吸收的机织或针织织物基本上在视觉上没有缺少第一可吸收的无纺织物的覆盖。 [0025] 一种制备本文中描述的多层织物的方法包括以下步骤。可将每纤维约1-4旦尼尔的可吸收聚合物纤维合并成约80-120旦尼尔的复丝纱线，然后合并成约800-1200旦尼尔的纱线，热卷曲然后切割成长度为约0.75-1.5英寸之间的短纤维。可将短纤维一次或多次输入多辊干法成网(dry lay)梳理机并梳理成均匀的无纺织物毛层，同时将湿度控制在约40-60％之间(60-75℉的室内温度下)。例如，可采用具有由交替的辊和喂送辊盖上的主圆筒的单圆筒辊顶部梳理(top card)制备均匀的无纺织物毛层，其中该毛层由落纱滚筒(doffer roller)自圆筒的表面落纱并沉积在收集辊上。此外该毛层可通过针刺或任何其它方法如编排加工。之后，可通过多种技术如针刺使第一可吸收的无纺织物附着于第二可吸收的机织或针织织物上。然后可将该加固的可吸收多层织物通过在适宜的溶剂中洗涤来洗刷并在温和的条件下干燥大约30分钟。 [0026] 理想的是控制加工参数如短纤维长度、短纤维的开松(opening)、短纤维的进料速度和相对湿度。例如，合并的纱线可具有每英寸约5-50个卷曲，优选每英寸约10-30个卷曲。有效地切断卷曲纱线是合乎需要的，因为任何长的和不完全切断的短纤维易于粘在梳理机上并产生起绒。短纤长度的优选范围是约0.75-2.5英寸，更优选约1.5-2.0英寸。 [0027] 为了使均匀性最佳和使静电的积累最小，可在毛层加工过程中优选在梳理过程中控制相对湿度以形成均匀的无纺织物毛层。优选地，采用在约60-75℉的室内温度下至少约40％的相对湿度下干法成网梳理工艺进行无纺织物毛层加工。例如，在约50％-60％的相对湿度下进行无纺织物毛层加工。 [0028] 使用适于溶解任何纺纱成品的溶剂洗刷多层织物。溶剂包括但不限于异丙醇、己烷、乙酸乙酯和二氯甲烷。然后在提供足够干燥同时使收缩最小的条件下将多层织物干燥。 [0029] 加固的可吸收多层织物的平均厚度可为约0.75-3.0mm，优选约1.00-2.5mm，最优选约1.2-2.0mm之间。所报道的厚度取决于厚度测量的方法。优选的方法为ASTM法(ASTM D5729-97和ASTMD1777-64)，通常一般用于纺织工业以及尤其是无纺织物。这类方法在本发明的情况下可按照下文中的描述稍微改变和适当地采用。该加固的可吸收多层织物的织2 2 2 物单位重量为约0.05-0.25g/in，优选约0.08-0.2g/in，最优选约0.1-0.18g/in 之间。该加固的可吸收多层织物是均匀的使得织物单位重量或每平方英寸的厚度偏差(平均值的相对标准偏差)不超过约10％。 [0030] 另外，该无纺织物可包含生物活性剂，如止血剂。可使用的止血剂包括但不限于促凝血酶、蛋白质和肽，其为天然的、重组或合成的。更具体而言，可使用凝血酶原、凝血酶、纤维蛋白原、纤维蛋白、纤连蛋白、凝血因子X/Xa、凝血因子VII/VIIa、凝血因子IX/IXa、凝血因子XI/XIa、凝血因子XII/XIIa、组织因子、血管假性血友病因子、胶原蛋白、弹性蛋白、明胶、具有止血活性的合成肽、以上的衍生物以及它们的任意组合。优选的止血剂为凝血酶和/或纤维蛋白原和纤维蛋白。 [0031] 另外，该无纺织物可含药理学和生物学活性剂，包括但不限于伤口愈合剂、抗细菌剂、抗微生物剂、生长因子、止痛剂和麻醉剂。当用作组织支架时，该加固的可吸收多层织物可在植入之前用适宜的细胞类型接种或培养用于靶组织。 [0032] 实施例1.含ORC织物的无纺PGL织物。 [0033] 将聚(乙交酯-丙交酯共聚物)(PGL，90/10mol/mol)熔纺成纤维。将复丝纱线合并、卷曲并切成长度为1.75英寸的短纤维。梳理短纤维生成无纺织物毛层然后压实至厚度为约1.25mm和密度为约98.1mg/cc。然后将无纺织物针刺入针织的羧基氧化再生纤维素(ORC)织物(以商品名称Interceed 购自Ethicon，Inc.)中以将无纺织物固定于ORC织物上。最终的多层织物包含约60重量％的无纺织物。 [0034] 实施例2.含ORC织物的无纺PGL织物。 [0035] 将聚(乙交酯-丙交酯共聚物)(PGL，90/10mol/mol)熔纺成纤维。将复丝纱线合并、卷曲并切成长度为1.75英寸的短纤维。梳理短纤维生成无纺织物毛层然后压实至厚度为约1.22mm和密度为约103.4mg/cc。然后将无纺织物针刺入针织的羧基氧化再生纤维素(ORC)织物(以商品名称Surgicel NuKnit 购自Ethicon，Inc.)中以将无纺织物固定于ORC织物上。最终的多层织物包含约25重量％的无纺织物。实施例3.含ORC织物的无纺PGL织物。 [0036] 将聚(乙交酯-丙交酯共聚物)(PGL，90/10mol/mol)熔纺成纤维。将复丝纱线合并、卷曲并切成长度为1.75英寸的短纤维。梳理短纤维生成无纺织物毛层然后压实厚度为约1.1mm和密度为约102.8mg/cc的毡。然后将无纺织物针刺入针织的羧基氧化再生纤维素(ORC)织物(以商品名称Surgicel 购自Ethicon，Inc.)中以将无纺织物固定于ORC织物上。最终的多层织物包含约60重量％的无纺织物。 [0037] 实施例4.含ORC织物的无纺PGL织物。 [0038] 将聚(乙交酯-丙交酯共聚物)(PGL，90/10mol/mol)熔纺成纤维。将80旦尼尔的复丝纱线合并成800旦尼尔的合并纱线。将该合并的纱线在大约110℃下卷曲。将卷曲纱切成长度为约1.25″的短纤维。准确称取20g的卷曲短纤维并在多辊梳理机的进料传送带上均匀铺开。控制环境条件(温度：21℃/55％RH)。然后梳理短纤维以产生无纺织物毛层。将毛层从捡拾辊上移开并切成4等份。将这些再输入垂直于收集方向的梳理机中。经过这第二次传送(pass)后称取毛层(19.8g：99％织物产率)然后压缩成毡。将压缩毡精密地铺在ORC织物上并在针刺设备中经2次传送紧紧附着。将多层织物切毛边并在经3次不连续的异丙醇浴中洗刷以除去纺织成品和任何机油。将洗刷的多层织物在烘箱内于70℃干燥30分钟、冷却并称重。 [0039] 多层织物的“厚度”按本文中的描述进行测量。测量工具为： [0040] (1)Mitutoyo绝对计量器型号ID-C125EB[代号--543-452B]。计量时使用1″直径脚(foot)。 [0042] (3)两块金属板～2.75″×2″×0.60″，重40.8g至41.5g之间[结合总重为～82.18g]。 [0043] 将多层织物置于台板表面(平滑的经机器加工的表面)上。将两块金属板置于多层织物的彼此顶部上并在它们的角上轻压以确保多层织物是平的。将测量脚置于金属板的顶部上然后再提起和再放置，在此时进行读数。 [0044] 由洗刷的多层织物冲切至12-1”×1”块并准确称量。在金属板的不同区域测量各1”×1”块的厚度4-5次以便得到可靠的平均值。各块的重量和厚度如表1所示。这些值表明两层的覆盖在所有方向相似。 [0045] 表1 [0046] [0047]3 .131 1.59 .13 1.62 4 .129 1.55 .134 1.64 5 .126 1.58 .126 1.56 6 .125 1.5 .131 1.59 7 .129 1.56 .136 1.7 8 .127 1.52 .131 1.62 9 .132 1.55 .131 1.57 10 .123 1.58 .136 1.58 11 .128 1.58 .135 1.65 12 .13 1.51 .133 1.55 平均值 0.1287 1.5525 0.1314 1.6025 标准偏差 0.0029 0.031 0.0037 0.044 CV(％) 2.304 2.002 2.837 2.767 [0048] 实施例5.湿度对羟乙酸乳酸聚酯(polyglactin)910短纤维加工的影响[0049] 将80旦尼尔羟乙酸乳酸聚酯910合并的纱线卷曲并切成1.75英寸的短纤维。室内温度维持在69-70℉之间，相对湿度通过室内增湿器控制在36-60％。对于该试验系列没有采用额外的静电控制方式。将卷曲短纤维梳理成大约32″x8″的毛层。在通过梳理机两次传送之后掺入毛层的短纤维的百分率，即产率，随湿度的增加而增加，毛层的质量随产率而改善。 [0050] 表2：相对湿度对加工的影响 [0051]短纤维 毛层 毛层 重量(g) ％RH 重量(g) 产率％ 质量* 27 36 17 63 3.5 27 38-45 18.4 68 4.0 20.9 40 13.8 66 3.0 20.1 49 14.9 74 4.5 33 49 24.4 74 5.0 25.5 60 21.9 86 5.0 [0052] *基于肉眼观察以1-5的等级对质量进行评价。 [0053] 1＝大面积缺少羟乙酸乳酸聚酯910，形成条纹(streaking)起绒 [0054] 3＝有一些缺少羟乙酸乳酸聚酯910的小裸点或非常淡的斑点(具有最小的羟乙酸乳酸聚酯910覆盖) [0055] 5＝肉眼观察是均匀的-没有裸点，没有非常淡的斑点，没有起绒 [0056] 实施例6.短纤维长度对羟乙酸乳酸聚酯910短纤维加工的影响 [0057] 将80旦尼尔的羟乙酸乳酸聚酯910合并纱线卷曲并切成1.25″、1.5″和1.75″长的短纤维。室内温度维持在69-71℉之间，相对湿度通过室内增湿器控制在～55％。对于该系列试验没有运用其它的静电控制方式。将卷曲短纤维梳理成大约32″x 8″的毛层。 [0058] 表3：短纤维长度对在55％RH下毛絮(batting)质量和产率的影响 [0059]短纤维 短纤维 毛层 毛层 长度(in) 重量(g) 重量(g) ％产率 质量* 1.75 25 13.94 56 4.0 1.75 25 16.0 64 5.0 1.5 30.7 28.0 91 ND 1.5 25 21.8 87 ND 1.25 25 24.1 96 5.0 1.25 25 24.2 97 5.0 [0060] *基于肉眼观察以1-5的等级对质量进行评价。 [0061] 1＝大面积缺少羟乙酸乳酸聚酯910，形成条纹(streaking)，起绒[0062] 3＝有一些缺少羟乙酸乳酸聚酯910的小裸点或非常淡的斑点(具有最小的羟乙酸乳酸聚酯910覆盖) [0063] 5＝肉眼观察是均匀的-没有裸点，没有非常淡的斑点，没有起绒。 [0064] 实施例7.使用加固的可吸收多层织物进行回旋套(Rotator cuff)修复。 [0065] 在回旋套问题的情况下，外科医生首先用关节镜察看损伤的程度。然后，在全身麻醉下，对患者进行开口外科手术以修复裂缝。 [0066] 在已经施用麻醉剂和肩已经准备好之后，在肩的前角顶上制造美容切口。该切口使得能够达到三角肌的前部和中部之间的缝(seam)。剖开该缝使得能够达到回旋套而不分离或损伤重要的三角肌，其担负肩部力量的显著份量。在三角肌和肩峰(三角肌连接的肩胛部分)下面的间隙除去所有瘢痕组织。还要使增稠的粘液囊和回旋套的毛边和肱骨(上臂骨)光滑以确保它们顺利地通过肩峰和三角肌的下面。 [0067] 鉴定套囊腱的边缘并测定套囊组织的质量和数量。修复的目标要使优质的腱再附着于臂骨的位置上，其在此位置裂开。凹槽或沟槽在套囊常规的附着位点中形成。为了支撑该腱并帮助愈合，外科医生将加固的可吸收多层织物块缝合进入其上面的位置之内。缝线(外科用丝线的长度)安全地牵引(draw)腱的边缘进入凹槽内，其在此处愈合。 [0068] 然后外科医生通过缝合三角肌和皮肤切口完成外科手术。随着时间的过去，身体在该部位生成与周围的组织相适应的新组织。身体还在二至四个月内吸收植入块。 [0069] 实施例8.使用加固的可吸收多层织物进行膝软骨修复。 [0070] 首先，外科医生通过关节镜(一种允许医生看到你的膝关节内的小装置)检查膝盖。如果检出损伤，就进行外科手术操作。 [0071] 在已经施用麻醉剂和膝盖已经准备好之后，在膝盖骨顶部前角皮肤上制造美容切口。首先，切掉损伤的软骨。然后将加固的可吸收多层织物植入损伤处。可用缝线、平头钉 |
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