【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用材料，尤其是一种药/电协同抗菌、促愈缝合线及其制备方法。
技术介绍
1、手术缝合线是一种医疗设备，是医疗卫生过程中广泛使用的生物材料，用来保持伤口闭合并在伤口愈合过程中提供必要的支持。缝合线作为植入人体的医疗器械，在外科手术中与人体组织紧密接触。其作为异物，可能会引起人体的某些反应，并在手术后的皮肤或器官的伤口部位形成炎症。而且也具有细菌生物粘附的可能性，容易在伤口切口处形成微生物定植。因此，在这种情况下，有必要开发具有预防感染和促进伤口愈合功能的缝合线，以有效抑制细菌繁殖，提高愈合率。
2、外科缝合线应有良好的生物相容性、优良的抗菌性、有效的药物载体等特性，以利于抗炎和促进伤口愈合。目前，许多研究通过各种技术(如涂层、熔融纺丝、湿法纺丝、接枝、电纺、气流纺等)将天然或合成的抗菌剂装入缝合装置，以生产抗菌外科缝合线。涂层法虽然工艺简单，但是涂层厚度和抗菌剂释放的不良控制是涂层工艺的显着缺点，而且涂层分布在表面易脱落。熔融纺丝技术是一种广泛应用于商业缝合线生产的技术，其利用高温熔化聚合物，但这种高温强烈阻碍了热敏性抗菌剂在缝合线生产过程中的使用。静电纺丝可以用于制造纳米纤维纱线，但静电纺丝工艺易受环境因素影响(空气湿度、温度、电场调控等因素)，生产速度慢，难以大规模生产，且纤维强度低，使用过程中易变形或破裂。
3、理想情况下，相比于后处理的方法，抗菌剂在制造过程中加入更为直接可控。近年来，湿法纺丝在制造纤维纱线缝合线领域受到了更多关注，纤维直径可控、结构和性能稳定、设备简单，成本低，生产效
4、cn108193342a公开了一种用于可吸收手术缝合线的载药纳米纤维包芯纱的制备方法，该方法以可降解手术缝合线作为芯纱，采用静电纺丝的方法，制备得到均匀连续的载药纳米纤维包芯纱。
5、cn111790001a公开了一种用于促愈、抗感染的三层环状结构可吸收手术缝合线的制作方法，该方法以壳聚糖纤维为芯，通过特殊的化学反应，在壳聚糖纤维表面交联上一层胶原层，再在胶原层外面交联上一层羧甲基壳聚糖层，制得三层抗菌促愈缝合线。
6、以上方法制备的抗菌促愈缝合线，其主要依靠抗菌剂的被动释放进行抗菌，不可控。
7、现有缝合线的抗菌涂层多分布在材料表面，与材料结合牢度欠佳，容易脱落，涂层工艺制备的抗菌涂层厚度不可控，且依靠抗菌涂层的被动释放进行抗菌，抗菌剂暴露于表面，植入后的初始阶段会使缝合线抗菌剂快速释放，可控性差，作用效果不持久。熔融纺丝技术利用高温熔化聚合物，不适宜热敏性抗菌剂在缝合线生产过程中的使用。纯纳米纤维缝合线的制备过程比较复杂，要求机器精度高，周期长，并且强度低，无法满足后续加工和使用要求。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足，提供了一种药/电协同抗菌、促愈缝合线及其制备方法，通过同轴湿法纺丝，构筑皮芯结构的纤维，在纤维的皮层和芯层之间构筑微/纳米电偶，在潮湿的伤口环境下利用皮层和芯层浓度梯度，起到径向吸水作用(芯层浓度大于皮层浓度)。微/纳米电偶的正极和负极利用人体组织渗液作为电解质溶液形成闭合回路，构成原电池，发生放电反应，电化学腐蚀使得皮层出现凹陷进而形成微孔，增强径向吸附作用，促进内部电偶腐蚀以及芯层功能药物的释放。控制微/纳米电偶的电化学反应产生电刺激，通过调控电极对/电偶对的类型、电极对/电偶对的含量、电极对/电偶颗粒尺寸以及芯/皮层的厚度实现对芯层负载抗菌、抗炎、抗氧化等功能药物的可控释放，促进缝合伤口的高质量修复。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是，一种药/电协同抗菌、促愈缝合线，是通过将同轴湿法纺丝制备而成的具有皮芯结构的纤维制纱后加捻而成，所述纤维的芯层是由聚合物、微/纳米电偶颗粒以及抗菌消炎类药物制备而成，所述纤维的皮层是由具有比芯层的微/纳米电偶颗粒活泼电极位的微/纳米电偶颗粒和聚合物制备而成，芯层上的微/纳米电偶颗粒和皮层上的微/纳米电偶颗粒构成的电偶利用人体组织渗液作为电解质溶液形成闭合回路，发生电化学放电反应，电化学腐蚀使得皮层出现凹陷进而形成微孔，从而实现芯层功能药物的可控释放；并且，在潮湿的伤口环境下利用皮层和芯层浓度梯度，起到径向吸水作用，控制微/纳米电偶的电化学反应；通过调控电极对/电偶对的类型、电极对/电偶对的含量、电极对/电偶颗粒尺寸以及皮/芯层的厚度实现对芯层负载抗菌、消炎、止痛类药物的可控释放，促进缝合伤口的高质量修复。
3、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，所述皮层和芯层的聚合物可以是海藻酸钠、壳聚糖、纤维素、再生纤维素、丝素蛋白、聚乳酸(pla)、聚己内酯(pcl)、聚乳酸-聚己内酯共聚物(plga)、聚丁二酸二醇酯(pbs)。
4、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，所述微/纳米电偶颗粒可以是ca、mg、zn、fe、mn、ag2o，粒径均在20-850nm。
5、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，所述药/电协同抗菌、促愈缝合线直径为0.36mm-0.5mm，所述纤维芯层的直径为0.12mm-0.21mm；所述皮层的厚度为0.05mm-0.10mm。
6、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，经2根纱线加捻后的缝合线的伸长率为14.7％-25％；抗拉强度为34n-53n；摩擦系数为0.2-0.35。
7、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，其抑菌率为96.3％-99.5％
8、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，最大输出电压210mv～340mv。
9、上述的药/电协同抗菌、促愈缝合线的制备方法，包括以下步骤：
10、(1)、制备芯层纺丝液：在质量分数为15％～25％的聚合物溶液中，加入质量分数为1％～5％的抗菌、消炎类药物，以及占溶质质量分数为1％～4％的微/纳米电偶颗粒；
11、(2)、制备皮层纺丝液：在质量分数为3％～6％的聚合物溶液中，加入与芯层微/纳米电偶颗粒具有不同电极位的微/纳米电偶颗粒，占溶质质量分数为2％～5％；
12、(3)、在室温下，将上述步骤(1)和(2)所得溶液搅拌8-12小时，超声2小时，确保微/纳米电偶颗粒均匀分散；将混合溶液进行过滤、脱泡30min；
13、(4)、设置纺丝设备参数：根据上述多种聚合物纺丝液，喷嘴温度范围30-65℃；相对湿度(rh)范围30％-60％；芯层纺丝液和皮层纺丝液的注液速度范围：0.5-3ml/min；
14、(5)、芯层纺丝液和皮层纺丝液通过共同的纺丝孔口同时喷出，并在纺丝过程中形成同轴结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种药/电协同抗菌、促愈缝合线，其特征在于：是通过将同轴湿法纺丝制备而成的具有皮芯结构的纤维制纱后加捻而成，所述纤维的芯层是由聚合物、微/纳米电偶颗粒以及抗菌消炎类药物制备而成，所述纤维的皮层是由具有比芯层的微/纳米电偶颗粒活泼电极位的微/纳米电偶颗粒和聚合物制备而成，芯层上的微/纳米电偶颗粒和皮层上的微/纳米电偶颗粒构成的电偶利用人体组织渗液作为电解质溶液形成闭合回路，发生电化学放电反应，电化学腐蚀使得皮层出现凹陷进而形成微孔，从而实现芯层功能药物的可控释放；并且，在潮湿的伤口环境下利用皮层和芯层浓度梯度，起到径向吸水作用，控制微/纳米电偶的电化学反应；通过调控电极对/电偶对的类型、电极对/电偶对的含量、电极对/电偶颗粒尺寸以及皮/芯层的厚度实现对芯层负载抗菌、消炎、止痛类药物的可控释放，促进缝合伤口的高质量修复。
2.根据权利要求1所述的药/电协同抗菌、促愈缝合线，其特征是，所述皮层和芯层的聚合物可以是海藻酸钠、壳聚糖、纤维素、再生纤维素、丝素蛋白、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-聚己内酯共聚物(PLGA)、聚丁二酸二醇酯(PBS)。
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