手术线是由什么材料作成的呢?为什么可以和皮肤长在一起?有什么危害吗?
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发布时间:2007-08-19 15:09:13
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>>>>>>>>休闲养生网回答:医用可吸收手术缝合线是生物材料的一种,它主要用于普通外科和整形外科等需要内缝合的手术中。它既能为机体提供暂时的支架或屏障,又能通过降解吸收而避免体内的排异反应、非感染性炎症及其他一些不良影响,同时降低了二次手术的可能〔1〕,因而在医学及动物医学上,它与其它手术缝合线相比具有明显的优势,得到了广泛的临床应用,是一种极具发展潜力的可吸收型植入材料。随着科技的发展,人们对可吸收手术缝合线的研究越来越深入。很多学者〔2〕认为,理想的手术缝合线应满足下列条件: (1) 可以进行彻底的消毒杀菌处理; (2) 有一定的机械性能,如适当的机械强度,20%左右的延伸度,有一定的柔软性和弹性回复,有一定的湿润强度和摩擦系数; (3) 缝合、打结时操作方便,作结后持结性能良好; (4) 缝合线在体内一定时间内保持一定的强度; (5) 对人体组织有适应性,不致因异物反应而发生炎症; (6) 产品质量稳定可靠,制作容易,价廉易得。
目前可吸收缝合线可分为天然可吸收缝合线和人工合成可吸收缝合线。前者主要有羊肠线、胶原纤维可吸收缝合线、甲壳素及壳聚糖可吸收手术缝合线等,后者主要有聚乙交酯类缝合线、聚乳酸类可吸收缝合线、聚对二氧杂环已酮缝合线等。
1 天然可吸收缝合线
1.1 羊肠线 在所有天然可吸收缝合线中,羊肠线是最传统的一种,从最早的医学记录开始,在外科手术中即已使用羊肠线,它取自羊肠黏膜下层的黏膜加工而成。在体内的降解和吸收主要取决于给巨噬细胞的活动提供能量的组织蛋白酶的存在情况。羊肠线至今仍是一闾迥诜旌舷叩牟牧希蛭丛垂闱抑谱鞴ひ障喽约虻ィ杀镜土5哂腥崛托圆睢⒆橹从Υ蟆⒃谙汉透腥净肪诚驴拐徘慷群乃鹂斓热钡恪N饩稣庑┤钡悖嗣侵谱髁瞬粲薪涣粮踔瞥傻母醭ο咭约凹拥庵瞥傻牡獬ο撸罢呖稍黾友虺ο叩目拐徘慷群脱映の钟ακ奔洌笳哂屑跎偾锌诟腥韭实目赡埽秸呔荒芡耆苊庋虺ο叩纳鲜鋈钡悖?〕。
1.2 胶原纤维可吸收缝合线 胶原是从动物骨骼、筋膜中经浸煮、水解等多道工序提炼,再经过加捻和交联剂的作用而制成。胶原医用手术缝合线的研制,就在于胶原的性质〔3,4〕。应力—应变试验表明,天然胶原表现出弹性态和粘弹态两个阶段的力学行为; 并且,胶原的抗原性相当低,具有天然可降解性,并能促进细胞生长。胶原的这些性质使它能够成功地用来制备医用手术缝合线。用胶原纤维制作的可吸收缝合线有以下优点: (1) 可塑性好,能加工成各种形状; (2) 成纤性能好,挤压成形经拉伸后有一定的强度; (3) 其制品有良好的组织相容性,植入人体后无不良反应,无毒性,能被人的机体吸收。但根据郑淑芬等〔5〕报道,胶原有吸收速率易变化的缺点。温永堂等〔6〕研究了胶原可吸收缝合线的制作,他根据戊二醛与胶原蛋白结合的原理,使用它作交联剂,并探索了所作手术缝合线的强度与戊二醛的浓度及戊二醛与胶原蛋白反应时的pH值、时间的关系,这为以后人们研制新型手术缝合线提供了参考。胶原的吸收速率与它的强度有关,为得到更高强度的缝合线,从1990年起,郭振友等〔7〕开始了以胶原与胺基葡聚糖及其它天然混合材料为原料制作缝合线的研究,他所研制的缝合线不仅保留了原有胶原缝合线可塑性好、成纤性能好、组织相容性好、植入无毒性的特性,其强力大大高于胶原缝合线,打结强力也达到和超过了美国药典所规定的指标。
1.3 甲壳素、壳聚糖可吸收缝合线 以甲壳素为原料制作可吸收缝合线始于20世纪70年代,日本在该领域的研究处于世界前列,著名的尤尼吉卡公司已有多项专利和产品问世〔8〕。国内相关研究工作始于90年代。目前,甲壳素缝合线的制作技术已较为成熟,一般采用湿法纺丝工艺,采用的原料多为高纯度的甲壳素粉末,常用的溶剂有六氟丙酮、六氟异丙醇、三氯乙酸等。通过选择不同溶剂、凝固剂,改进纺丝和处理工艺,可制备出多种型号且能满足不同需求的可吸收甲壳素缝合线。
据有关学者的试验〔9〕,甲壳素缝合线具有众多独特的优点: (1) 人体耐受性良好; (2) 具有一定的抗菌消炎作用,能促进伤口愈合,疤痕小; (3) 强度和柔韧性适中,表面摩擦系数小,易于缝合和打结; (4) 可进行常规消毒,还可以进行染色、防腐等特殊处理; (5) 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; (6) 原料来源广,加工简便,成本低。Goosen等〔10〕的研究表明,甲壳素缝合线对消化酶、感染组织及尿液等耐受性比羊肠线和PGA线要好。侯春林等〔11〕进行的动物体内试验也充分表明了甲壳素缝合线的性能明显优于肠线。但目前甲壳素缝合线在临床上还并未大规模使用,其主要问题在于拉伸强度与PGA类缝合线相比还有一定的差距,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〔12〕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,如提高甲壳素液晶纺丝强度等,可得到较好的效果。
苏秀榕等〔13〕报道了从虾蟹壳中提取的壳聚糖制备医用外科可吸收手术缝合线的研究,并将该缝合线同羊肠线在小白鼠体内进行了缝合实验,通过组织切片、电镜扫描观察,证明了壳聚糖手术缝合线在机体内的吸收优于羊肠线; 并且通过实验证明了壳聚糖手术缝合线是无毒、无害、无任何副作用,易打结、易被机体吸收的优良医用材料。
人类发现甲壳素及壳聚糖已有100多年的历史,但将其用于制作医用手术缝合线还是近30年的事。从现有的研究成果看,甲壳素及壳聚糖有着良好的应用前景。但目前投入临床使用的甲壳素和壳聚糖植入材料还非常有限,究其原因主要是面临着三大困难: (1) 制备工艺受限,目前除将其溶于特定溶剂外,尚无更有效的加工方法; (2) 制品在植入后总不可避免带来原因不明的机体异样反应; (3) 制品的降解速率受多种因素(主要是酶)的影响,无法控制。
此后,又出现了一种棕色海草为原料的海藻盐纤维,这种海藻盐是由玫瑰糖醛酸和甘露糖醛酸组成的长链共聚物,象一条锯齿状的细带,这种分子结构为海藻酸盐纤维提供了良好的性能,使其具有高吸收性、止血性和组织亲和性等特点〔14〕。海藻盐纤维的性质及开发利用正在研究之中。
综上所述,在天然可吸收缝合线中,因羊肠线的制作技术相对简单,且沿用已久,虽然存在不少缺点,但现在特别是在我国,羊肠线的使用比例仍占有较大的市场; 而胶原纤维可吸收缝合线,虽抗原性很低,但调节其吸收期长短的工作有待深入; 而目前,甲壳素、壳聚糖的研究正是一个热点,它的制作技术也已经成熟,并有它固定的优点,因此它的研究前景是广泛的。笔者认为,如果甲壳素、壳聚糖要加工成更加优良的缝合线,它的制作工艺及抗原性问题、降解速率问题的研究必须更加深入。
2 人工合成可吸收缝合线
近二三十年来,针对人们为了得到具有更高柔韧性、更高强度和为了满足不同的外科手术要求所需的不同降解性能的新的缝合线,人们作了进一步的研究,获得了具有较优异性能的可吸收手术缝合线。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,因此得到了人们的极大的重视。目前,主要有以下几种人工合成的缝合线得到了美国FDA的批准,可以上市,因而它们的研究和应用较为广泛。
2.1 聚乙交酯类(聚羟基乙酸)缝合线 这是最早商品化的一个品种。比较容易水解,且降解产物羟基乙酸是机体代谢的中间产物。这使它在发展体内可吸收缝合线的研究中被优先考虑,并于1962年被美国American Cyanamial公司开发,商品名为Dexon。杜春麓〔15〕报道,它的抗张强度超过肠线、棉线,与聚酯线相近,但组织反应比它小。Dexon开始被吸收的时间随植入组织的不同而不同,一般在30~60天之间被吸收。有报道〔16〕认为,Dexon的机械强度在体内的损耗较快,降解速率大,一般只适合于2~4周的外科手术。此缝合线具有均一性、稳定性和惰性,无毒性、无抗原性、无致癌性,能抗胃酸胃酶和感染,组织反应极小。近10年来,作为体内可吸收生物材料,聚乙交酯分子工程进展主要体现在以下3个方面: (1) 通过μ氧桥双金属烷基氧化物催化剂的活性开环聚合,成功合成了聚羟基乙酸酯/聚乳酸酯(PGA/PLA)的嵌断共聚物,从而扩大了这类材料的范围; (2) 为提高材料柔韧性而适于制造的单丝外科缝合线; (3) 发展以PGA、PLA、聚氧化乙烯(PEO)为软段的嵌段共聚物。
2.2 聚乳酸类(聚丙交酯)可吸收缝合线 聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解的聚合物,经美国食物药品管理局(FDA)批准可用作医用手术缝合线。据李孝红等〔17〕报道: PLA在体内代谢最终产物是CO2和H2O,中间产物乳酸也是体内正常糖代谢的产物,所以不会在重要器官聚集。聚乳酸及其共聚物作外科缝合线,由于其生物降解性,在伤口愈合后自动降解并吸收,无需二次手术,因此受到医生的青睐〔18〕。1975年,PLGA(LA/GA=90/10)开始作为手术缝合线投入市场。目前,在聚乳酸及其共聚物制作可吸收手术缝合线的研究中,仍有许多问题尚需解决。其中,寻找一种合适的催化剂是研究的重要课题〔19〕。近年研究主要集中在以下几方面: (1) 提高缝合线的机械强度,合成高分子量PLA,改进缝线加工工艺; (2) 光学活性聚合物的合成。半结晶的PDLA、PLLA比无定形PDLLA具有较高的机械强度、较大的拉伸比率及较低的收缩率〔20〕,更适于手术缝合线; (3) 缝合线的多功能化。例如,在缝合线中掺入抗炎药来抑制局部炎症及异物排斥反应。同时,如何使聚合物的降解速率与伤口愈合时间更好地相匹配,如何在缝合线中掺入抗炎药来抑制局部炎症及异物排斥反应等方面的研究工作还有待深入〔21〕。
2.3 聚对二氧杂环已酮缝合线 此物质是Dexon和聚乳酸基乙酸之后的另一种可吸收缝合线,简称PDS。由于其分子链上有醚链,分子链柔性大,故可制成各种尺寸的单丝缝合线。PDS引起的组织反应小,单丝的抗张强度比聚酰胺和聚丙烯大,PDS在生物体组织中强度保留率大,对于缝合愈合时间较长的伤口特别有用〔15〕,但对于愈合较快的伤口来说,缝合线在失去支持作用时则成为组织的累赘。
80年代中期,ETHICON公司研制了对二氧杂环已酮与乙交酯的嵌段结晶共聚物缝合线,这种缝合线不但具有单丝缝合线结构上的优点,而且缩短了缝合线的吸收期,增加了线的柔韧性,扩大了聚对二氧环已酮的使用范围。其柔性和吸收性均优于对二氧环已酮均聚物。有人认为〔22〕,到目前为止,它是最好的可吸收缝合线。但是从文献报道〔23〕来看,嵌段共聚操作难度大,工艺复杂,不易于工业化生产。因此,改进嵌段共聚操作技术的发展,将会大大弥补对二氧环已酮缝合线的不足,使其成为可吸收缝合线中的佼佼者。
2.4 乙交酯—三亚甲基碳酸酯共聚物缝合线 由乙交酯和碳酸三甲酯共聚所制成的手术缝合线在国外已开发成功,又叫Maxon手术缝合线。它是由32.5%的三亚基碳酸酯与乙交酯聚合而成,可制成单丝缝合线〔23〕。这种缝合线具有比聚丙烯和尼龙更高的结节强度和平直拉伸强度,它的组织反应小。据刘青〔24〕报道,Maxon在体内的强度下降较慢,在28天时,Maxon仍可维持其原始强度的59%,并能在6~7个月内完全吸收。为了改善缝合线的操作性能,减少组织摩擦阻力等,可以对缝合线表面进行涂层和浸渍,这对缝合线在人体内的吸收速度和抗张强度的保留无明显影响〔25〕。
以上几种是目前已经被美国FDA批准上市的缝合线,现在正在实验并待批准的还有聚酯酰胺、聚乙丙酯等。
总之,人工合成缝合线的研究将会更加促进可吸收缝合线研究的发展。虽然这些合成材料优于天然可吸收缝合线,因为它们在体内是通过水解降解成为无毒产物,并最终被组织吸收。但因合成技术较高,且分别存在各自的缺点(以上所述),其应用也受到了限制,特别是在我国,其批量生产的能力仍很低。但随着科学技术的发展,特别是生物技术的突飞猛进,相信它们的缺点会得到解决,从而使它们在临床上的应用更加广泛。
3 我国可吸收手术缝合线研究状况
我国在这方面的研究已经起步,研究工作主要集中在聚乙交酯、聚乳酸等材料的合成及体外降解和动物实验。但到目前为止,这些研究工作大多只处于实验室阶段,尚有不少关键技术有待解决。目前国内医院使用的主要是羊肠线。对胶原纤维的开发、利用,我国已经起步,目前已有批量生产,但仍有许多问题尚未解决,如胶原纤维缝合线过早吸收的缺点。对壳聚糖、甲壳素缝合线原料的来源,笔者认为,我国海岸线较长,虾、蟹及其它甲壳素资源相当丰富,开发甲壳素资源,用来加工成手术缝合线和其他生物产品,具有很大的优势,但由于生产技术的限制,目前我国对甲壳素的开发利用还不太完善。而对人工合成的可吸收缝合线的研究,虽有些报道〔19,21,22〕,但实际生产的产品的质量和国外先进水平相比,仍有一定的差距,主要是质量不稳定,高档次的可吸收缝合线不能生产,因此合成可吸收手术缝合线的使用受到了很大的限制。究其原因,主要是研究中面临三大困难: (1) 制备工艺受限,制品力学性能不尽如意; (2) 较为先进的可吸收缝合线大都价格不菲; (3) 提高聚合物的强度及解决植入后期反应和并发症等方面的问题必须深入研究。为解决上述问题,在我国大力进行这方面的研究是很必要的。目前,我们可采用各种方法,如考虑采用天然生物材料的衍生物或对其进行化学改性和表面处理以解决抗原性问题。在我国,医用可吸收手术缝合线的研究正越来越受到广大研究学者的重视,其研究领域也在不断扩大,目前人们正在寻找新的性能优良的材料,改进生产技术,以使其研究越来越接近世界先进水平。加快相关的研究开发工作有着重要的经济效益和社会效益。随着科学技术的发展和新的材料的不断发现及应用,医用可吸收缝合线必将成为一个充满生机和希望的研究领域。
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