一种可降解无机疝气补片的制作方法

1.本发明涉及一种可降解无机疝气补片。


背景技术：

2.目前传统的可降解疝气补片，是可降解有机材料纤维编织成的网状物，或者可降解金属纤维编织成的金属网物。总之，都是网格状的，中间有网孔。以可降解金属网状补片为例，其制作方法通常是通过金属丝编织或者将金属丝线铺满一个平面然后进行压制，以形成网格。但是网格状的金属板在人体内经过降解(腐蚀)以后，金属板状物网格的经线和纬线会断裂，导致强度不够(腹膜需要有一定的张力，用来包裹内脏/抵抗内脏形成的压力——很明显的，疝气容易在便秘、咳嗽时发生，因为此时内脏压力最大。疝气发生的原因就是人体自身的腹腔包膜被内脏压力冲破——自然补片也需要抵抗人体内脏形成的压力)。因此，金属结构的网格状补片在人体内因为存在降解，从而导致强度在短期内会严重下降。严重情况下可能导致手术失败，腹腔内容物通过疝气缺损处脱出至阴囊或者皮下组织，导致复发或者严重并发症。
3.为什么网状结构的可吸收补片支撑时间较短，强度下降快。因为网状结构其强度主要依靠经线和纬线支撑，经线和纬线，无论采用什么直径的线径(目前有一些网格状的补片，为了增加经纬线的强度，采用增加经纬线直径的方法)，其直径总得来说，不会特别大，因为过粗/大的直径，会导致无法编织成网状物。而在和组织液接触以后，直径相对比较小(由于不能单方面过度的增加直径，因此，现有技术中的补片纤维直径总是不够大/比较小)的经线和纬线，会先后断裂，导致网格状的可吸收补片强度下降，最后导致补片破裂，影响手术效果。
4.因此，直观的看，现有技术中的问题是，由于补片采用编制工艺，不能单方面过度的增加直径(容易导致无法编织或者编织出的网状物失去弹性)。但是直接不足，又无法在一定时间内保证强度。因此，可降解补片现有技术中的问题，归纳为：网格状的经纬线直径不足/大，无法在降解的情况下提供足够的强度。
5.因此，需要寻找到一种可降解，但是结构强度更大(降解更缓慢——补片的结构强度在厚度无法提高的基础上，其结构强度保持的时间，取决于补片材料降解的速度——但是也不能完全不降解，完全不降解的材料，对人体来说，是一种异物，留在人体内产生隐患，如果通过手术取出，则对人体造成二次伤害)的疝气补片。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可降解，但是结构强度更大(降解速度更缓慢)的疝气补片。
7.直径(强度)与补片性能之间的矛盾，在背景技术中已经介绍了，已经走进了死胡同。在传统技术思路中，在找到抗拉强度更高的可降解金属之前，已经无法通过单方便提高直径的方法解决了。因此，这个问题的解决，有待于跳出传统技术思路，找到其他带有出乎
意料之外技术效果的技术方案。
8.实验人员偶然中发现，非网格状的、纯净的镁片/锌片，在人体组织液环境中，也是可以缓慢降解，而且其降解速度非常缓慢。也就是说，首先其强度，由于不存在消减片材强度的网格组织，因此在未降解的时候，是可以符合补疝气补片手术对强度要求。其次其也是可以达到最终在人体内自然降解，这个最终的效果的。只是比起网格状补片，降解速度相对比较慢而已。而且这种缓慢降解的速度，正好符合作为手术补片的强度-时间需求。强度-时间这个词，是申请人自己创造的，用来描述在单位时间内，对强度的要求。因为越纯净的镁/锌片，其降解速度越慢，导致其结构在固定的时间(横跨整个疝气漏洞的自然修复时间)段内，保持相对完整。从而保证了其强度在固定的时间段内，一直维持在一个相对稳定的水平。并且纯净的镁片/锌片，由于其金属的加工特点，也是可以做成疝气补片这种空间结构形式的。(纯净镁片/锌片如何制作成补片，见本技术人同时申报的另一份专利，其加工工艺属于解决另一个问题需要的技术特征，和本技术相比，缺乏单一性，故放到另外一份专利中申请。)
9.为了验证纯净的镁片/锌片，做成疝气补片以后，在人体内的降解特性，即验证上述理论，实验人员设计了如下实验。在36.5℃的温度下，湿度保持在50-70％的环境下，将镁和锌材料置于hanks液(用于模仿人体腹腔环境)中
[0010][0011]
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降解速率(mm/year)纯镁0.035镁1wt％锌0.076镁3wt％锌0.106镁6wt％锌1.07镁9wt％锌2.19
[0012]
从上述实验数据，申请人发现，当将纯净的镁片/锌片，纯度控制在1-6％之间，厚度控制在0.1mm时，整个补片在人体内一年内完全降解。(由于内脏会蠕动，在内脏挤压的作用力下，补片降解的速度更快——实验补片没有内脏去挤压它)而且同时也发现了另外一个现象，当镁片/锌片的纯度越高时，其在人体内的降解速度越慢。这样就提示申请人，使用纯净的镁片/锌片做补片，需要控制厚度和纯净度，这样才能在符合强度的要求。总得来说，延缓降解的速度，即在固定时间内保持一定的强度，作为片状金属板来说，只需要很简单的材料学知识，就知道片状金属的抗拉/压强度和其结构的完整性成正比，结构越完整，抗拉/
压强度越高，也就是说，在固定时间内保持一定的强度，采用的手段/达到的目的，就是在单位时间内，保持金属片材的结构完整性——延缓腐蚀/降解作用，是保证强度的首要条件。从实验数据来看，延缓降解的速度，就是提高镁片/锌片纯净度。这样就需要在制作时，对相对工艺做出改善，具体见本技术人同时申报的另一份专利。
[0013]
总结一下，这个实验给人的启示，就是降解在最终阶段是必须的，但是在开始阶段，却是有害的。而纯净的镁片/锌片在人体内的实验特性，恰好符合这个要求。于是，我们可以沿着这个原则，进一步的探索最佳的技术方案，并且设计更多的实验去验证这些技术方案。
[0014]
考虑到上述实验提示的降解速度，本发明采用如下技术方案：厚度为0.1-0.3mm，形状为长方形的板材，其材料为纯度大于99.99％的镁。
[0015]
进一步的，考虑到上述实验提示的锌降解速度，本发明权利要求中的材料，可以替换为纯度大于99.9％的锌。锌作为可降解金属，可以在人体内溶解，且溶解以后的锌离子与人体相容。
[0016]
上述实验证明，在36.5℃的温度下，湿度保持在50-70％的环境下，将镁和锌材料置于hanks液中，相比合金，高纯度的镁和锌，可以防止降解速度过快。(纯度越高，在人体内降解速度越慢)
[0017]
进一步的，所述材料替换为zn-xmg二元合金，两者比例为：x＝0.5～5wt.％。镁-锌是人体来可或缺的营养元素，镁和锌作为可降解金属，可以在人体内降解，且降解以后的镁和锌离子与人体相容性良好。wt.％是重量百分比，就是zn和mg合金中不同重量比例，从99.5％zn0.5％mg，到95％zn5％mg。
[0018]
镁和锌材料在降解过程中，是以点腐蚀的方式进行降解，它们在体内含氯离子的环境中会逐渐降解。镁和锌材料表面形成许多贯穿上下表面的孔洞样结构。这些孔道给人体组织、尤其是成纤维细胞、毛细管等提供了生长和爬行需要的通路。换言之，板材状的补片，在降解中，会形成和现有技术一样的网孔状结构。但是其在未形成孔道之前，其提供的结构强度，远超于网格状的补片(板状的结构强度，大于网格状的网片，也大于事先已经形成微孔道的“板状物”)。换言之，在强度对比方面，板状的补片相当于比网格状的补片，多了一个“未穿孔”之前的状态，而在这个“未穿孔”状态过程中的补片强度，是完全符合补片的手术要求的。因此板状补片能够提供符合条件强度的时间，明显高于网格状补片。
[0019]
为了，验证这个理论，设计了如下实验：在36.5℃的温度下，使用抗压测试机检测，在模拟体液中浸泡3个月后，相同厚度的板(片)状镁补片、网格镁补片、普通降解补片的最大抗压强度见下表：
[0020] 最大抗压强度板状镁补片850mmhg网格镁补片500mmhg普通降解补片700mmhg
[0021]
该实验完美的验证了上述理论，也证明了，板状镁补片在强度上，的确如实验前推测的那样，比网格镁补片、普通降解补片，具有更大的强度。且因为镁锌材料性质相同，可以推测，板状锌补片也比网格锌补片、普通降解补片具有更大的强度
[0022]
进一步的，所述疝气补片的一面涂有生物胶。生物胶可以为含有白芨成分的生物
胶水。制作时，将质量占比10％-50％的白芨粉放入生物胶水中混合，调匀以后涂在疝气补片上，风干后待用。生物胶本身具有止血，加速伤口生长，以及粘合的作用(现有技术中的生物胶水可以达到这个效果，如蛋白质基粘合剂、生物粘合剂“多抹棒”、sup胶)。加入白芨以后，由于白芨含有粘胶质(多种聚糖，淀粉，有缩短凝血时间及抑制纤溶作用，能形成人工血栓而止血)和挥发油，其含有的粘胶质和淀粉加强了生物胶的粘合作用。其含有的挥发油，加强了生物胶的加速伤口生长作用。而生物胶在混合了白芨的粘胶质和淀粉以后：一方面粘合在手术(疝气)处的伤口，使得伤口处更快止血。
[0023]
为了验证上述理论，设计如下动物实验：将镁补片置于开放的新鲜腹部伤口上，约3分钟创面上的渗血停止；将生物胶涂在开放的新鲜腹部伤口上，约1.5分钟创面上的渗血停止；将镁补片表面涂上生物胶，再置于开放的新鲜腹部伤口上，约1分钟创面上的渗血停止，见下表：
[0024] 凝血时间镁补片3分钟生物胶1.5分钟镁补片+生物胶1分钟
[0025]
另一方面，涂有生物胶的补片，粘合在手术(疝气孔)处的伤口，起到了预固定作用，方便手术者后续对补片与疝气孔的缝合。传统缝合时，需要先将补片固定/按在疝气孔上，然后用针穿过补片与疝气孔。在内窥镜手术下，缺乏将补片固定/按在疝气孔上的条件，而有了生物胶-白芨粉的补片，具有预固定的技术效果，将其平摊在疝气孔处，轻轻按压一会，即可粘合在疝气孔处，此时进行缝合，就不需要另行将补片固定/按在疝气孔上了，给内窥镜下疝气修补手术带来巨大的便利，极大的减少了手术的难度，极大的提高了修补手术的效果。
[0026]
动物实验证明，将涂了生物胶的镁补片可靠的置固定在新鲜腹部伤口上，需要10秒钟，不需要缝线额外缝合固定；将不可吸收聚丙烯补片固定在在开放的新鲜腹部伤口上，需要25秒，缝合6-8针；将可吸收聚羟基乙酸补片固定在在开放的新鲜腹部伤口上，需要约30秒，大约缝合6-8针；见下表：
[0027] 补片放置时间是否需要固定镁补片加生物胶10秒不需要不可吸收聚丙烯补片15秒部分需要可吸收聚羟基乙酸补片20秒部分需要
[0028]
第三，由于生物胶水在人体组织液中并不容易溶解，因此，单面涂了生物胶水的补片，其在溶解之前，阻隔了组织液对补片的降解作用，相当于延缓了补片的降解速度。而且其还可以通过调整胶水成分和涂抹的厚度，进一步延缓补片的降解速度。
[0029]
实验证明，镁补片在动物体内的降解时间为6个月，涂了生物胶后，镁补片的降解时间延长为8个月，可吸收聚羟基乙酸补片的降解时间为3个月；见下表：
[0030] 完全降解时间镁补片6月镁补片+生物胶8月
可吸收聚羟基乙酸补片3月
[0031]
进一步的，上文中已经论述了，白芨粉中含有粘胶质和淀粉，粘胶质和淀粉正是传统胶水(糨糊)的主要成分，因此，得出新的技术方案：所述生物胶为白芨粉与水1：6的加热溶液，考虑到淀粉的化学性质，加热温度不超过80度。
[0032]
进一步的，预先将上述补片卷成直径为、长度为的圆柱形，外围有可降解线捆住。圆柱形便于预先放入内窥镜内腔的顶部，到达手术部位后，通过内窥镜将圆柱形疝气补片顶出后布置于需要手术处，然后通过内窥镜携带的剪刀将外围的可降解线剪断，板材制作的疝气补片因为自身的弹性而自然舒展为平铺状态，然后手术者在此基础上继续进行疝气修补手术。
[0033]
进一步的，所述镁材料纯度大于99.99％，锌材料纯度大于99.98％。
[0034]
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0035]
1.本发明提供的补片，在人体内可降解，降解以后形成的物质，与人体相容，对人体无危害(可参考镁-锌在人体内的降解研究)。
[0036]
2.本发明提供的补片，通过结构的完整性，提供了结构强度更大的补片。通过使用材料的可降解性，形成了穿透补片的微孔道，提供了和传统补片一样的、可供组织生长的孔道。
[0037]
3，通过在补片单面涂有生物胶水：
[0038]
a，帮助伤口快速止血；
[0039]
b，延缓了补片的降解速度，
[0040]
c，补片具有了预固定(在疝气孔处)的效果，给内窥镜手术提供了巨大的便利。
[0041]
4，在生物胶水中加入白芨成分，增加了生物胶水的上述作用——白芨含有粘胶质(多种聚糖，淀粉)。一方面具有传统中药帮助快速止血的功能，另一方面具有胶水的功能。
[0042]
5，采用纯度大于99.99％镁/锌，进一步延缓金属的降解速度。
具体实施方式
[0043]
该实验对比了市售不可吸收有机补片，可吸收有机补片，可吸收网格状补片和本技术板状镁补片，这四者，在模拟人体组织液(hanks液)中的关键指标：时间-强度。
[0044][0045]
从表格中，可以发现，板状镁补片，在6个月后，其仍然有850mmhg抗压强度。
[0046]
网状镁补片，在5个月后，其500mmhg的抗压强度，无论从降解的时间还是提供的强度来看，均小于板状镁补片。
[0047]
可吸收聚羟基乙酸，在3个月后，其在5个月后，其700mmhg的抗压强度，降解时间短
于板状镁补片.也就是说，其在3个月后，由于补片结构被腐蚀，其就无法提供一定强度的结构支撑了。(低于700mmhg)
[0048]
不可吸收聚丙烯补片就不论述了，其作为异物终身留在病人体内，形成隐患。

技术特征：
1.一种可降解无机疝气补片，其特征在于：厚度为0.1-0.3 mm，宽度7-12cm，长度13-20cm的长方形薄片，材质为纯度大于99.9%的镁。2.根据权利要求1所述的一种可降解无机疝气补片，其特征在于：材质替换为纯度大于99.9%的锌。3.根据权利要求1所述的一种可降解无机疝气补片，其特征在于：所述材质替换为一种二元合金，即为zn
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xmg二元合金，两者比例为：x=0.5～5wt.%。4.根据权利要求1-3之一所述的一种可降解无机疝气补片，其特征在于：所述疝气补片的一面涂有0.5mm厚的生物胶。5.一种便于开展内窥镜手术的可降解疝气补片，其特征在于：将如权利要求4所述方法制作的补片，卷成外径4mm，高度为15cm的圆柱形卷片，外圈有丝线捆住。6.根据权利要求1或2所述的疝气补片，其特征在于：所述材料纯度大于99.99%。7.根据权利要求4所述的疝气补片，其特征在于：所述生物胶含10-50%质量成分的白芨粉。8.根据权利要求4所述的疝气补片，其特征在于：所述生物胶为白芨粉与水1：6的水溶液混合后加热至不高于80℃制成。9.根据权利要求4所述的疝气补片，其特征在于：厚度为0.2mm，尺寸为10
×
15cm。

技术总结
本发明涉及一种可降解无机疝气补片。一种可降解无机疝气补片，其特征在于：厚度为0.1-0.3 mm，宽度7-12cm，长度13-20cm的长方形板材，其材料为纯度大于99.9%的镁。本发明制作的疝气补片可降解，且降解速度慢于传统网格状无机补片，在降解之前，其提供的结构强度也比传统网格状无机补片更大。统网格状无机补片更大。


技术研发人员：陈义钢
受保护的技术使用者：无锡市第二人民医院
技术研发日：2023.04.16
技术公布日：2023/7/20