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1、课程（论文）题目：可降解缝合线研究和发展上海理工大学 叶淳内容：可降解缝合线的研究和发展缝合线在一个手术中的地位至关重要，它关系到一次手术的成功与否，若是选择不当，严重者会导致伤口感染乃至恶化，令手术前功尽弃。而可降解缝合线的应用则令医疗过程省去了拆线这一步骤，既减小了因拆线而使伤口受感染的几率，也避免了给患者造成二次痛苦。因其极大的便利性和应用范围，可降解缝合线在世界范围内越来越受到重视。1. 理想的手术缝合线应满足下列条件： 有一定的机械性能，如机械强度，延伸度，柔软性，摩擦系数等； 缝合线能在体内坚持一定的时间并且还能保持一定的强度；不易使人体产生排异反应，不易导致炎症；拥有良好的附加性
2、能，例如：不致疤痕、可消炎等；成本应尽量低廉，原料简单易获得，可以大范围推广普及使用。理想的缝合线应是兼顾上述几种特性的，然而因为目前缝合线的研发加工技术还未成熟，仍有多个难点等待攻克。例如：因为每个人身体对缝合线的接受能力的不同，产生的排异反应以及对缝合线的吸收的速度也随之而不同。具体需要多次的临床试验，才能得到合适功能的缝合线，避免过早吸收等状况出现。此外，除了功能较差却成本低廉的羊肠线之外，其余新研发或改良的可降解缝合线加工成本较高，且难以大批量、大规模生产，满足不了医疗行业的需求，因此自然不在目前医院的考虑范围之内了。2.天然生物可吸收医用可降解缝合线 1.羊肠线羊肠线是最传统也是最普
3、遍的的一种天然可降解缝合线，自 19 世纪以来，在外科手术中便已经广泛使用羊肠线。它取自羊肠下层的黏膜，在体内的降解取决于给巨噬细胞的活动提供能量的组织蛋白酶。因为普通羊肠线是完全由天然成分制成，因此在人体内降解时间较快，同时根据不同的人的身体状况，对普通羊肠线的吸收速度也有很大的差异。此外，普通羊肠线除成本低廉这优点外，在其他方面表现不尽如人意，机械强度较差、在体内坚持时间较短、无法避免人体排异反应以及易导致炎症。普通羊肠线一般在 10 天内便会被人体吸收，因为时间太短，往往伤口还来不及愈合，为使羊肠线的坚持时间加长，使其机械强度增大，通常会往羊肠线里加入一些化学成分来增强它的性能。例如：向
4、普通羊肠线中加入碘即可得到碘肠线，与普通羊肠线相比，碘肠线可以有效地预防伤口感染，具有一定的杀菌消毒作用，避免伤口炎症的发生；向羊肠线中加入金属铬，可以拉长羊肠线的降解时间，同时加大羊肠线的机械强度和抗张强度，可以有效地防止缝合线在体内耗损过快以及过早吸收等现象，在缝合较大型伤口以及深部组织时，应用较多较广。然而加入金属铬虽然可以提高羊肠线的强度，但同时人体对其的排异反应也随之提高，尤其对一些易敏人群来说，使用铬肠线会引起强烈的局部组织反应，易引发炎症和感染。同时铬肠线虽然能在人体中坚持较长时间且能保持较高机械强度，然而铬盐不易被人体吸收以及降解，铬肠线残留物会在人体中停留 90 天以上。因此
5、，羊肠线各性能间的互相平衡需把控好，既要增强机械和抗张强度，又要避免排异反应和伤口感染等情况的发生，同时还要根据伤口状况及患者情况的不同，选择最适合的缝合线。2.胶原纤维缝合线胶原纤维缝合线是我国科学家于 1995 年首次研发制成，该种材料为纯天然成型材料，胶原蛋白占 93%，弹力蛋白占 3%，脂肪占 4%，采用生物原理制成，生产过程中无任何化学成分掺入，为原生态蛋白质材料。因为纯天然的关系，胶原蛋白缝合线生物相容性好，吸收彻底，几乎无排异反应，不致疤痕。真正意义上的天然胶原蛋白缝合线不掺任何化学物质，也没有化学涂层，对人体的影响降到最轻，但也正是因为如此，天然胶原蛋白缝合线的长度一般不会太长
6、，同时线粗细不均匀，被人体的吸收速度较快，同时速度也会随时变化，降解整体时间不好控制。为了解决这个问题，可以通过调节缝合线的粗细来调节降解的时间，缝合线越粗，在人体内停留的时间越长，机械强度和抗张强度越好；反之，则吸收速度更快。总体来讲，未加入交联剂的天然胶原蛋白缝合线降解速度总是较快一些，也会因人体内胶原酶数量的变化而降解速度中途发生改变，会对伤口的愈合情况造成影响。现在的科学家使用一些交联剂与胶原蛋白进行交联，例如：戊二醛、甲醛等，可以有效地降低缝合线的降解速度，使其在人体内能停留更长的时间。但相应的，经过交联的胶原蛋白缝合线失去了其纯天然的特质，在排异反应及吸收完全度等方面性能显著下降，
7、对易敏体质人群尤其明显。后又有科学家向胶原蛋白中加入其它天然材料，如胺基葡聚糖等，这些天然材料的加入在不改变胶原蛋白缝合线纯天然特性的情况下，改善了它的成纤性、机械强度、可塑性、组织相容性等，可以更好地改善胶原蛋白缝合线，使其应用更广。3.甲壳素、壳聚糖可吸收缝合线 甲壳素、壳聚糖缝合线是将提取出的甲壳素、壳聚糖粉末溶于六氟丙酮，六氟异丙醇、甲酸一二氯乙酸、三氯乙酸或二氯乙酸与含氯烃类的混合物、二甲基乙酰胺(DMAc)一氯化锂、N 一甲基吡咯烷酮(NMP)一氯化锂混合溶剂等溶剂中，再用湿法纺织技术纺丝，这种加工方法效率低、成本高、规模小，但受科学技术发展的限制，目前暂无其他更好的加工方法。甲壳
8、素是甲壳类、昆虫类低等动物体中提取的多糖类物质，甲壳质的化学名称为（1-4）-2- 乙酰胺基-2-脱氧- -D-葡聚糖，构成甲壳质的基本单位是乙酰葡萄糖胺。壳聚糖是甲壳质大分子脱去乙酰基的产物，故又称脱乙酰甲壳质、 可溶性甲壳质、甲壳胺，它的化学名称为（1-4）-2-胺基-脱氧-D-葡聚糖，组成甲壳胺的基本单位是葡萄糖胺。它们分别以-（1-4）糖甙键相互连接而成， 重复单元数一般为 1000 3000。甲壳质纤维具有独特的无毒抗菌、良好的生物相容性、良好的可吸收性以及抗炎、不过敏、能促进伤口愈合等优异的生物特性。甲壳素来源广泛，我国海岸线长，富含大量甲壳素资源，原材料成本低。 “同时甲壳素壳聚
9、糖缝合线具有一定的抗菌消炎作用，能促进伤口愈合，强度和柔韧性适中，表面摩擦系数小，易于缝合和打结；可进行常规消毒，还可以进行染色、防腐等特殊处理；植入后吸收均匀，强度衰减速率适中，能满足伤口愈合全过程对缝合线强度的要求。 ”然而其降解速率不易控制，对部分人会有组织反应，同时对纺丝技术的要求非常高，仍需进一步改善。甲壳素手术线植入体内受到溶菌酶和体液浸泡而产生降解，使高分子量的甲壳素分子量逐渐降低，导致植入材料的强度下降，最终失去力学性能。 （可吸收性手术线植入大鼠腹腔各周的强力变化表如下图） 目前甲壳蒙缝合线在临床上还并未被大规模使用，其主要问题在于拉伸强度与 PGA 类缝合线相比还有一定差距
10、，还不能满足高强度缝合的需要。而且在胃液等酸性条件下强度损失较快；也有动物实验表明，使用甲壳素缝合线在伤口愈合中期会出现原因不明的轻度炎症。为解决实际使用中的问题，已有文献报道采用甲壳素衍生物制备缝合线。同时，采用一些新的纺丝工艺，如壳聚糖液晶纺丝提高强度等，得到较好的效果。13.人工合成可降解缝合线纯天然可降解缝合线终究在强度和在人体内停留时间等方面来说，满足不了所有外科手术的要求，因此近年来，不断有人工合成可降解缝合线的被研发出，经过人们不断地努力，逐渐获得了性能稳定且优良的可降解缝合线。这类缝合线克服了肠线和胶原线的部分缺点，具有断裂强度高、组织反应小和吸收作用好等优点，在外科手术中应用
11、更为广泛。目前已被研发出的人工合成可降解缝合线有：聚乙交酯类（聚羟基乙酸）缝合线，聚乳酸类（聚丙交酯）缝合线，聚对二氧杂环已酮缝合线（PDS） ，乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物缝合线等。它们都具有机械强度和抗张强度强，在人体内降解速率慢，更适合为期较长的大型手术，同时不会令患者身体产生抗原，也可以进行多种特殊加工处理。普通的人工合成可降解缝合线能在人体内停留 3060 天。1.可吸收的聚经基乙酸缝合线合成的可吸收乙交酯与丙交酯共聚物缝合线（Polyglactin910）和聚经基乙酸缝合线具有肠线所不能比拟的优点，已广泛用于临床实践。乙交酯与丙交酯共聚物缝合线已作过介绍。聚经基乙酸缝合线商品名 De
12、xon，它具有组织反应小、抗张强度大在活体内存留强度大的优点。从表可以看出的 Dexon 作结强度与涤纶线相近。Dexon 植入生物体后的一天，与肠线相比保持了高的抗张强度，这个期限正是伤口修复的临界期，见图 1，由于,性能优良，广泛用于各科手术，尤其是用于胃肠、泌尿道、眼科和妇产科手术更为合适。聚羟基乙酸也称为聚乙醇酸或聚乙交酯。它可通过三氧化二锑为催化剂 , 羟基一乙酸缩聚来制得，但产生的聚合物分子量低，性能达不到缝合线的要求。获得高分子量的聚羟基乙酸最好方法是以锑、锌、铅、锡化合物为催化剂，环二酯的开环聚合。锡化合物为催化剂更好。在十二醇存在下 , 锡化合物为催化剂的乙交酯聚合属于阳离子
13、聚合机理 。常用的锡化合物催化剂是二水合氯化亚锡和辛酸亚锡。22.聚对二氧杂环已酮缝合线聚对二氧杂环已酮缝合线是继 Dexon 和 Polyglactin910 后商品化的又一种合成的可吸收缝合线, 简称 P D S , 这种缝合线是埃瑟肯公司七十年代后期研制成的产品, 已在西欧和美国市场上销售。R a y 等人研究了 P D S 的医用性能, 由于 P D S 分子链上有醚键, 使聚合物有柔曲性, 因此可制成各种尺寸的单丝缝合线。PDS 像 Polyglactin910 和 D e x o n 一样, 在体内靠水解作用而降解, PDS 引起的组织反应小。单丝 PDS 的抗拉强度比聚丙烯和尼龙
14、大(见表 1）PDS 在组织中强度保留率大 (见表 2)。单丝 P D S 植入前的强度超过非吸收性单丝线，而在体内强度保留率比编织的可吸收缝合线大。例如 2% PDS 植入体内 28 天后，强度保留率为 70 %，在 56 天保留率为 13 %，而 Dexon 和 Polyglactin910 在 25 天后强度保留为 1% 到5%。 PDS 在老鼠肌肉内完全吸收需 1 80 天，Dexon 在 280 天以上，Polyglactin910 只需 60 至90 天。P D S 优点是强度大, 组织反应小，在体内强度保留率大，单丝缝合线可减少表面与缝合组织的摩擦，对于需要较长的伤口支持时间的缝合，它特别有用。以有机金属化合物如二乙基锌或乙酸丙酮锆为催化剂，用纯度大于 99 %以上的对二氧杂环酮聚合可制高分子量聚合物。3参考文献：1 曹涛 “甲壳素缝合线” 。2 付国瑞 “可吸收的聚羟基乙酸缝合线” ， 产业用纺织品 ，1986(6):18-213 付国瑞 “聚对二氧杂环已酮缝合线” ， 产业用纺织品 ，1988(1):33+44
