新型可生物降解材料输尿管支架的研制

新型可生物降解材料输尿管支架的研制

侯宇川[1]2004年在《新型可生物降解材料输尿管支架的研制》文中进行了进一步梳理研究背景可生物降解输尿管支架材料的研制有其特定的背景和必然性。非降解性输尿管内支架管自1967年问世以来,广泛应用于常规的上尿路手术。双J形输尿管支架管内引流术的出现更提高了手术成功率,降低了术后并发症的发生率。但引流效果往往成为手术成败的关键,支架管本身的理化特性及设计仍然存在殛待解决的问题,严重限制了治疗效果的进一步提高。传统的非降解材料输尿管支架存在下述弊端:(1)术后再次膀胱镜取出双J管,在不具备儿童型膀胱镜的基层单位,内引流术在低龄组手术中的应用受到了限制;(2)双J管植入后,输尿管膀胱抗返流机制失控,容易发生膀胱输尿管返流,排尿时肾盂内压力升高,增加吻合口漏尿和肾盂内感染的机会。吻合口漏尿是引起吻合口周围致密纤维组织增生的主要原因,而致密纤维组织增生是肾盂输尿管连接部狭窄术后再狭窄的主要病理改变;(3)术后双J管回缩、移位,导致取出困难,甚至需要二次手术取出。上述问题困扰着临床医生,同时也使研究者的目光集中到了可降解材料输尿管支架的研究设计上。可生物降解高分子材料在医学各个领域里发挥着越来越重要的作用,实验研究及临床经验均已证实了生物降解材料在医学领域应用的安全性和有效性。受可生物降解材料在骨科等领域成功应用的启示,研究者试图设计一种新型可生物降解输尿管支架,该支架在完成其内引流和支撑作用后自行降解并随尿液排出体外,其优势在于避免了二次膀胱镜有创取出支架管,同时也避免了膀胱输尿管返流和支架管相关膀胱刺激症状。理想的新型可降解材料输尿管支架应在保持良好的支架功能及生物相容性前提下,降低吻合口狭窄发生率,并在完成支架和引流功能后可迅速、完全降解,随尿液排出体外。其开发前景是美好的,可生物降解材料可作为各种抗生素及生物调节因子的释出载体,含有抗生素和/或生物调节因子的输尿管支架将改善输尿管局部的愈合情况。研究目的本项研究按逆向医学应用-材料性能-物理结构-化学结构-分子设计的思路,利用高分子单体的无规和嵌段共聚等方法,制备出高分子共聚物PCL-EO(50:50)、PCLA(30:70)、PLGA(80:20),希望通过高分子共聚缩短材料的降解时间,以满足对生物降解输尿管支架材料的降解时间要求。本研究目的是通过材料体内体外降解试验及生物安全性、生物相容性评价,筛选出降解时间适宜,生物相容性良好的高分子共聚物,进一步将材料加工成管,进行输尿管原位植入实验,研究支架管的引流效果、降解规律及局部组织学、动力学影响,探讨可生物降解输尿管支架的可行性。研究方法1、体内、体外降解实验:将测试材料试件埋植在Wistar大鼠脊柱两侧肌肉内或浸泡于流动的尿液中,分别于2、4、6、8、10、12、14、16周取出,利用扫描电镜检查和分子量、重量检测了解PCL-EO的体内、体外降解情况。2、材料的体外细胞毒性评价:选用L-929细胞株作为实验细胞,观察了材料浸提液对细胞生长、附着、增殖等细胞形态学领域的影响,同时通过MTT法(四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法),对材料的体外细胞毒性进行了定量评价。3、材料致突变性评价实验:选用微核试验,将材料浸提液注入小鼠腹腔内,实验动物处死后制备骨髓涂片,瑞氏染色,每只动物计数1000个多染红细胞,计算微核率。4、材料的肌肉埋植实验:将测试材料试件埋植在Wistar大鼠脊柱两侧肌肉内,分别于2、4、6、8、10、12、14、16周取出,通过组织病理学切片研究材料周围组织反应。5、肾盂分泌造影检查:分别在PLGA(80:20)材料支架管内引流术后2、4、8、12周,给予实验动物全身麻醉后行肾盂分泌造影检查。6、PLGA(80:20)材料支架管内引流术后输尿管组织病理学检查:分别在支架管植入术后的2、4、8、12周处死实验家犬,对输尿管、肾脏行组织病理学检查。7、远期(植入术后12周)输尿管动力学情况观察:观察活体状态下输尿管蠕动情况,之后将双侧输尿管全段切除,将切除输尿管远端结扎,近端连接输液管灌注系统,以60cmH2O压力灌注输尿管,同一实验动物左右两侧输尿管直径对比,观察支架管植入一侧输尿管的解剖学变化。结果1、材料降解行为研究:叁种测试材料的体内、体外降解趋势相同,体内降解速度略快于体外降解。材料重量损失呈平稳过程,化学降解大致成两阶段,降解初期分子量下降迅速,随后趋于缓慢。PLGA(80:20)材料降解最快,7周时材料降解为随尿液流动的细小颗粒;PCL-EO(50:50)材料在16周时接近完全降解;PCLA(30:70)材料降解最慢,16周时材料尚保留原有形态。2、材料的体外细胞毒性评价:上述叁种测试材料细胞培养的相对增殖度在不同时间点均大于90%,材料毒性分级为0-1级。根据GB/T16886.5标准,本测试材料PCL-EO(50:50),PCLA(30:70)及PLGA(80:20)细胞毒性评价合格。3、材料致突变性评价实验:各实验材料浸提液组的微核率均在正常范围内(≦5‰),实验材料在本条件下无诱发小鼠骨髓多染红细胞微核率增加的作用。4、材料的肌肉埋植实验:材料植入后动物生存状态良好,无全身及局部并发症。测试材料(PCL-EO、PCLA、PLGA)植入早期(4周以内)周围

王晓庆[2]2014年在《梯度可降解输尿管支架管的研制及动物实验研究》文中进行了进一步梳理传统输尿管支架管存在留置后需经膀胱镜取出、膀胱刺激症状、感染、血尿及结石形成等诸多弊端。随着可降解高分子材料在医学领域内的广泛应用,研究者们试图研究可降解输尿管支架管,但目前仍存在降解时间可控性差、材料表面粗糙、组织相容性不良及降解过程中支架管不均一降解致输尿管梗阻等问题。因此,支架管的基质材料的选择、加工工艺及降解模式的设计是目前该领域内需要解决的主要问题。目的:评价一种新型可由远端向近端降解的输尿管支架管的微观结构、降解时间、力学性能及生物相容性,同时评价该支架管在猪模型中的引流效果及原位组织相容性。方法:1.将聚己内酯(PCL)与聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)按一定的质量比(5%,10%,15%,20%,25%,30%)共溶解于叁氯甲烷中,配成5%的溶液,采用单喷头电纺丝法制备PCL/PLGA输尿管支架管。拉伸仪对各种比例支架管的断裂强度进行检测。2.体外降解研究:将5%,10%,15%叁种质量比的支架管截成长约1cm小段,真空干燥,称重;分别浸于人尿液中并置于37℃恒温震荡器内,尿液每日更换一次,按浸泡时间分别于7、14、21、28、35、42、49、56天时取出3个平行样品。观察大体形态并测量残重。3.在生物相容性研究中,MTT法进行体外细胞毒性检测,采用Hela细胞系,将25%PCL/PLGA支架管截成长约2mm小段,用含血清的细胞培养液作为浸提介质,浸提原液浓度为0.2g/ml,将浸提液用细胞培养液稀释成比例为1:2,1:4,1:8,1:16,1:32五种浓度,采用苯酚做阳性对照,细胞培养液做阴性对照,检测492nm吸光值。组织相容性研究中,将材料埋于兔脊背两侧肌肉内,用6F聚氨酯输尿管支架做为对照,分别于植入后1周、4周、12周处死动物,进行组织学观察。4.动物实验研究:以15%及25%PCL/PLGA为原料,采用双喷头法制备可由远端向近端降解的输尿管支架。实验动物为长白猪,共10只,实验组6只,输尿管镜下植入可降解支架管;对照组4只,输尿管镜下植入聚氨酯支架。分别于支架植入后第2、4、6、8、10周进行血肌酐、尿液检测,同时行肾盂分泌造影检查评价支架管降解情况、肾脏积水及肾脏功能受损情况。10周后采用麻醉过量处死动物,取出肾脏、输尿管及膀胱,评价支架管的组织相容性。结果:1.支架呈白色,长度15~20cm,内径约1.5mm,外径约2.0mm,具有一定的韧性和记忆性,弯曲后不会折断。电镜扫描见支架管由直径不等的纤维丝构成,纤维直径约在60nm~1200nm之间。纤维丝无规则排列,相互交织成网状,网孔直径约在50~180um之间。不同比例PCL/PLGA电镜下结构基本相近。拉伸性能检测结果,随着PCL比例的增加,支架管的断裂强度逐渐增大,且各种比例PCL/PLGA断裂强度的差异具有统计学意义(p<0.05)。2.体外降解实验证实叁种不同质量比PCL/PLGA支架管的降解曲线均近似直线,其中5%PCL/PLGA降解至第28天时崩解成小块;15%PCL/PLGA第42天时崩解成小块,而25%PCL/PLGA第56天时崩解成小块。3.MTT结果:阴性对照组与各种浓度浸提液组及各种浓度浸提液组之间吸光度无明显差异(P>0.05),但均显着高于阳性对照组(P<0.05)。实验组中仅1:4组毒性为1级,其余各种比例毒性为0级,苯酚对照组毒性为4级。组织相容性研究显示:术后1周,材料与肌肉交界可见大量炎细胞浸润,并可见较多单核巨细胞,炎细胞厚度约1mm;术后4周,炎细胞明显减少,炎细胞厚度明显变薄,层数变少,仍可见单核巨细胞,交界面可见纤维化;12周时仅见少量炎细胞位于交界处,而纤维化程度较4周时无明显增加;对照组1周、4周时组织学表现与实验组相似,12周时肌肉组织与材料界面纤维化明显,纤维层较实验组厚。4.动物实验结果:所有支架管植入顺利,位置良好,无输尿管穿孔、剥脱及严重出血等并发症。两组动物血清肌酐变化的差异无统计学意义(p>0.05)。在尿液常规动态观察中,两组动物的尿PH值差异无统计学意义(p>0.05),对照组尿液中白细胞在第8、10周显着高于实验组(p<0.05)。术后2周支架管长度及显影强度未见明显变化;术后6周4例支架管降解长度近原长度二分之一;术后8周4例支架管完全降解,术后10周全部支架降解。对照组1例术后第10周出现支架管表面结石形成。肾盂分泌造影示术后2周实验组5例出现不同程度肾脏积水,至10周末支架降解后仅1例存在轻度肾脏积水,两组动物在第8周及10周积水评分差异有统计学意义(P<0.05)。两组动物肾脏功能损害情况差异仅在第8周有统计学意义(P<0.05)。支架植入10周后,动物处死后,剖开标本见肾盂内、输尿管管腔及膀胱内未见支架管碎块残留。实验组动物肾脏及输尿管组织学改变评分为0-1分,而对照组中有2例动物组织学评分分别为2、3分,对照组动物肾盂及输尿管上段组织学评分明显高于实验组(p<0.05),而输尿管中、下段及膀胱组织学评分在两组动物间无显着差异(p>0.05)。结论:电纺丝工艺可制备具有纳米结构的输尿管支架管,PCL/PLGA支架管具有较好的力学性能,且随PCL含量的增高支架管的断裂强度逐渐增强。不同比例PCL/PLGA支架管体外降解时间约4-10周,其中15%及25%PCL/PLGA两种支架管的降解时间分别为6和8周,可满足临床对输尿管支架管引流时间的需求;PCL/PLGA支架管未见细胞毒性,且具有较好的组织相容性;双喷头电纺丝工艺可制备由远端向近端降解的PCL/PLGA支架管,动物实验研究证实了PCL/PLGA支架管的可由远端向近端降解的降解模式,充分引流尿液,较少引起肾脏积水、肾功能改变及尿路上皮组织学改变,可用于替代传统输尿管支架管。

张广明[3]2006年在《生物可降解聚乳酸己内酯无规共聚物输尿管支架管的制备及实验研究》文中研究表明目的 以聚乳酸(PLA)与聚已内酯(PCL)为原料开环共聚合成可生物降解的聚乳酸已内酯(PCLA),并制成输尿管双-J管(D-J);通过体外细胞毒性实验、材料的致突变性评价实验以及材料的肌肉埋植实验对PCLA的生物安全性及生物相容性进行评价;观察了PCLA、D-J管体内、外降解行为及其在动物输尿管原位植入后的组织病理学改变,探讨可生物降解输尿管D-J管的可行性及其效果,试图研制一种理想的可生物降解的输尿管D-J管。 方法 1.PCLA的制备及其输尿管D-J管的成型:将PCLA与PCL按50:50的比例纯化后共聚合成PCLA,然后将PCLA与硫酸钡(BaSO_4)按90∶10的比例共混,用单螺杆挤出机成型制成PCLA D-J管。 2.生物安全性、生物相容性评价:选用L-929细胞株作为实验细胞,观察PCLA材料浸提液对细胞生长、附着、增殖等细胞形态学领域的影响,同时通过MTT法(四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法),对材料的体外细胞毒性进行了定量评价;选用微核试验,将材料浸提液注入小鼠腹腔内,实验动物处死后制备骨髓涂片,瑞氏染色,每只动物计数1000个多染红细胞,计算微核率;将测试材料试件埋植在Wistar大鼠

玉银华[4]2011年在《双J输尿管支架管生物相容性及新型可生物降解输尿管支架的研制》文中提出目的:文章总结近年国内相关文献,了解输尿管支架材料的临床研究和实验研究进展。方法:由第一作者检索2001-01/2010-12万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn),检索词为"输尿管支架,疗效,并发症,生物降解"。共收集到135篇关于输尿管支架管临床应用及实验研究方面的文献,排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入20篇符合标准的文献。结果:在泌尿外科的实践中,输尿管支架管是常用的器械,可以用于尿石症、尿路重建、泌尿系创伤等。它的主要作用是扩张梗阻或狭窄的输尿管将尿液内引流入膀胱,减少肾或输尿管瘘的同时,促进输尿管吻合口的愈合。输尿管支架材料为非生物降解性材料,带管期间患者会出现膀胱刺激症状或发生支架管移位、膀胱输尿管尿液返流和支架管表面结石等并发症。高分子降解性输尿管支架材料体内外生物降解性质的研究处于基础研究阶段。结论:输尿管内支架在泌尿外科中作用显着,但是必需了解及注意预防内支架可能发生的并发症,以便取得更好的疗效。目前各国学者正努力研制更为适宜的输尿管支架材料。

刘肖燕[5]2016年在《输尿管支架管的混合建模与性能智能优化》文中指出输尿管支架管是用来修复输尿管阻塞或损伤的重要医疗器械,主要起到支撑和引流的作用,保证输尿管的通畅。可降解输尿管支架管在置入人体内一段时间后充分降解并随尿液排出,可以克服不可降解的支架管留置引起的诸多并发症,同时避免了二次手术的损伤,是目前输尿管支架管的研究热点,可控降解性、良好的力学性质和生物相容性是可降解输尿管的关键性指标,也是该研究领域亟待解决的关键性问题。通过使用双组份,可降解输尿管的降解时间和力学性质能可以比较容易的进行调控。本论文以探寻具有优异力学性质的可降解输尿管为目的,对双组份可降解输尿管的力学性质和性能进行了一系列分析和优化研究,主要内容如下:(1)针对现有可降解输尿管支架管存在的问题,基于临床使用要求,从结构设计、原料选择、编织工艺和后处理工艺等四个方面出发,设计输尿管支架管。选择聚乙交酯(PGA)和聚乙交酯-丙交脂(PGLA(90:10))为原料,选用编织工艺为成型工艺,通过配置不同纱线组合得到不同结构、配比的可降解输尿管支架管。(2)径向压缩性是输尿管支架管的重要力学性能之一,良好的径向性能可以保证支架管具有一定的支撑效果。论文深入讨论了双组份输尿管支架的编织结构和不同组分对支架管径向压缩性能的影响,构建了不同织物组织及编制角等编制工艺参数的双组份支架管的压缩机理模型,探讨了设计结构和制备工艺与支架管径向压缩性能的关系,为得到具有理想力学性能的双组份支架管提供了一定的理论支撑。通过引入粒子群算法(PSO)以求解基于参考偏差意义下的最优编织角和原材料组合,针对各组实验样品的模型参数,通过五折交叉验证,调整参数得到了支架管的泛化模型。为了提高泛化模型的精度能力,我们进一步考虑通过反馈校正实验数据,然后再用校正后的数据来获得基于PSO算法的泛化模型,以提高模型的精度。基于给出的泛化模型,通过数值模拟的方法,定性地分析了编织角对于双组份支架管压缩性能的影响,通过与实测数据的对比分析证明了模型和方法的正确性。与传统结构力学模型相比,所提模型对于不同工艺下的支架管压缩性能模拟效果更为理想。(3)良好的轴向拉伸性能关系着手术置入可降解输尿管支架管的手术的难易程度,若支架管没有足够的轴向拉伸强度,则有可能在手术过程中断裂,大大加大了手术的困难程度,此外,支架管若以任何形式在预期时间之前断裂,也不能起到很好的引流作用。本论文深入讨论了双组份输尿管支架的编织结构和不同组分对支架管轴向拉伸性能的影响,构建了不同织物组织及编织角等编制工艺参数的的双组份支架管的拉伸机理模型;将PSO算法引入以求解基于参考偏差意义下的最优编织角和原材料组合,通过实验发现PSO优化的拉伸模型对于拉伸过程的中段及后端的模拟效果较好,但在拉伸测试的初期阶段的模拟的误差较大。为此通过引入多种群思想到PSO算法,多种群间共享信息、协同进化,提出了多阶段拉伸模型的协同粒子群优化(CPSO)算法,并将其用于拉伸过程的初期、中段及后期等3个阶段的模型优化。通过与PSO算法运算结果及实测数据的对比分析证明了所提出多阶段拉伸CPSO模型和方法的可行性。(4)针对双组份支架管制备的编织和热处理两个主要环节,提出了一种分层支持向量机回归模型(HSVRM)来模拟双组份支架管的制备过程。其中,原材料混合和编织过程采用初级SVR模型模拟,后期热处理过程被作为一个将输入变量增广后的高层SVR模型。同时为了进一步地得到双组份支架管组份的最优配比,定义了一个基于参考偏差的性能评价指标,采用PSO算法求解在该设定下的最优组份配比。从实验结果可以可看出,HSVRM不仅能来模拟双组份支架管制备过程,并且可以合理地确定双组份的最优配比率。不同于实验测试方法,该模型提出的性能指标不仅能保证产品的终端特性,且使过渡性能收敛于参考性能。

玉银华[6]2015年在《叁种类型双J输尿管支架的生物相容性比较》文中研究指明背景:在临床治疗过程中使用的输尿管多为硅胶或聚氨酯高分子材料制造,由于此类材料在人体内不能够自行降解并被人体吸收,所以研制新型可生物降解双J输尿管支架管成为目前研究的重点。目的:总结不同类型双J输尿管支架管的临床应用和研制方向。方法:应用计算机检索万方数据库、中国知网和Pub Med文献数据库2010至2015年的文献,检索关键词为"双J输尿管,支架管,临床;Double-J ureteral,Stent,Clinical"。结果与结论:传统的双J输尿管支架有人工多聚物支架和金属支架,此两种输尿管支架生物相容性差,容易引起多种并发症。随着对输尿管支架研究的不断深入,可生物降解输尿管支架逐渐被研发,其具有良好力学性能、生物惰性和体内降解性,置入人体后在不影响上尿路动力学的情况下可确保尿液引流;支架的组织相容性好,组织间反应小,吸收后消失;局部输尿管支架避免了对输尿管膀胱连接处抗返流功能的影响;在完成内引流和支撑作用后可自行降解并随尿液排出体外,避免了2次使用膀胱镜取出支架的问题,同时也避免了泌尿系感染、肾功能损害等并发症。

邹婷[7]2015年在《新型“纤—膜”可降解输尿管支架管的制备、结构及其降解行为》文中研究指明输尿管支架管是置放在患者输尿管管腔面的特殊设计的中空管状支架,是泌尿外科常用的器械之一。它主要起到支撑和引流作用,保证输尿管的通畅。可降解输尿管支架管在置入体内一段时间后会降解并随尿液排出体外,避免了二次手术拔出造成的损伤和相应的并发症,因而在国内外得到了广泛地开发和研究,但由于复杂的制备工艺,降解过程无规律,降解过程中易堵塞等缺点仍未得到临床应用,因此需要设计一种新型的输尿管支架管,在特定时间内起到良好引流支撑作用,随后在体内程序性降解,随尿液顺利排出体外,并同时具备临床可操作性及易加工成型性,以改善现有可降解支架管的不足,推进其在临床上的早日应用。本文针对现有可降解支架管存在的问题,采用微型编织及后处理工艺制备一种“纤-膜”双组份可降解输尿管支架管,建立制备工艺与支架管的结构之间的关系,比较不同结构支架管之间的力学性能的特点,并多方位评价其体内外降解性能及生物相容性。基于临床使用要求,从结构设计、原料选择、编织工艺、热处理工艺和涂层处理四个方面,阐述了可降解输尿管支架管的设计依据,系统探讨了制备过程及其成型工艺与管壁结构的关系。基于输尿管支架管的性能要求,设计一定规格、形状及双组份结构的支架管,选择聚乙交酯(PGA)和聚乙交酯-丙交酯(PGLA(910))作为纤维支架管的基本原料。根据输尿管支架管的结构及性能特点,选用编织工艺作为支架管原型的制备工艺,并探索编织机齿轮比、锭子排布与支架管管壁结构参数之间的关联。其中齿数比为14:140时可制备出编织密度最大的支架管结构。设计并通过配置不同纱线组合的锭子来实现两种纤维材料在管壁上的叁种不同分布结构。使用高温热处理方式实现管壁结构中膜与纤维均匀相互交织的新型“纤-膜”双组份结构,探索并选用的最佳热处理温度和时间为210℃,46s。相比于商用支架管,热处理后的“纤-膜”支架管从薄壁和轻质上都有明显的优势。不同支架管间甚至是支架管内外表面间的膜相对覆盖率都大于理论值的50%。不同双组份排布支架管热处理后支架管的长度、管壁厚度和质量损失及单位面积重量增长不同,双组份排布更加分散的支架管热处理后尺寸变化较大。基于编织和热处理工艺,探索并实现支架管的环状末端结构的制备工艺。为实现可降解支架管的可显影性,尝试了两种显影材料和涂层方法,探索最佳显影效果及可能对其他性能造成的影响。硫酸钡涂层支架管具有良好的显影效果,材料易得且工艺简单可行,同时初步尝试一种新型点状涂层方法,优化了硫酸钡涂层的不足,但有待继续探索。从轴向拉伸性能和径向压缩性能两个角度对可降解输尿管支架管进行力学性能评价,系统研究了不同“纤-膜”分布结构对支架管主要力学性能的构效关系。“纤-膜”支架管中的膜组分的相对覆盖率直接与支架管的径向压缩强力相关,而支架管中纤维含量则直接影响支架管的轴向拉伸强度,因此膜和纤维组分分别增强支架管的抗压缩和拉伸性能,可通过调控双组份的比例和含量来进一步优化结构和力学性能。叁种双组份结构中,支架管C具有较好的抗压缩和回弹性能以及拉伸性能,属于最佳结构。相比于商用不可降解支架管,可降解支架管具有更高的压缩强力和拉伸强度,能够在体内更持久地保持支撑效果,且不易断裂。可降解支架管的弹性为商用支架管的90%。构建不同的降解环境,研究支架管的“纤-膜”组分,及经过不同工艺条件处理后支架管的体外降解行为,全面揭示了“纤-膜”支架管的降解特性。可降解支架管在人体尿液、模拟尿液及叁种pH的PBS中的降解有较大差异,在碱性降解液里降解速度更快,人体尿液中的降解明显最快,在第18天时降解成碎段,21天时呈粉末状,模拟尿液和人体尿液较大的降解差异不仅受到了降解液pH的影响,还受到人体尿液中其他组分如微量元素和酶的影响;支架管的膜和纤维组分在模拟和人体尿液中的降解分别呈现不同的力学性能及形态变化。两种组分在力学性能上的不同作用保证了双组份支架管在降解第10天内有足够的综合力学性能。纤维组分在两种降解液中分别出现环状裂纹和整体降解两种模式,而在双组份支架管上的膜组分由于被纤维组分分割成小块,比纯膜支架管降解更快,膜组分在降解中出现规则的裂纹形态。降解过程中压缩曲线的变化反映出膜组分的降解程度,膜组分碎裂的程度同样也能从支架管拉伸曲线的前端的波动程度体现,而曲线的后段则几乎完全反映了支架管中纤维组分的拉伸状态。人体尿液中的纯纤维支架管在降解后期表面上出现结壳现象,主要是由生物膜而形成的钙盐;热处理温度越高,支架管降解越快,两种组分的结晶度值差异越大,因而双组份具有越大的降解差异;经过涂层的支架管降解性能明显加快,且涂层显影剂的支架管在降解过程中显影效果可维持1周时间;设计的一种体外动态模拟降解仪为进一步的支架管降解性能的优化和评价提供一个良好的平台。对“纤-膜”可降解输尿管支架管的生物相容性及体内降解行为进行研究,证实了本实验支架管具有优良的生物相容性,发现了体内外降解行为的差异及其可能影响因素。通过体外细胞毒性和大鼠肌肉填埋实验对硫酸钡涂层处理后的可降解支架管材料进行生物相容性评价,结果表明支架管材料细胞及组织相容性良好。后处理和灭菌过程并未对相容性良好的原材料造成影响;体内降解实验中双侧放置输尿管支架管的手术过程安全可行,未对体内降解结果造成影响。病理学分析得出植入期间可降解与商用支架管具有相近的生物相容性;综合B超检测图像,标本内支架管样品的观测及取出的支架管样的形态学和力学评价确定可降解支架管在体内的降解过程和特点。植入7天后,支架管保持管状和环状弯头形状,双组份中的膜组分碎裂成小块,仍有良好的力学性能;植入14天后,膜组分大多已脱落,由于纤维网状结构存在仍保持管状结构及一定的抗压缩和拉伸强度;植入21天后支架管大多完全降解,剩余少量碎片;植入28天支架管材料降解完全。降解过程中也有出现在第14天时出现折痕、膜结构较快脱落及第21天出现断裂的现象;体内降解环境有复杂的力学作用,在支架管降解前期加速其降解过程,与体外降解有较大差异,针对这些特点改进支架管的结构和力学性能,减少体内降解中出现的提前断裂现象,同时完善体外动态模拟降解装置,以便于更准确地模拟并评价可降解支架管的降解性能。综上所述,本文以PGA和PGLA复丝为原料,采用微型编织及后处理工艺制备一种新型“纤-膜”可降解输尿管支架管,建立制备工艺与支架管的结构之间的关系,比较不同结构支架管之间的力学性能的特点,并多方位评价和验证了其良好的体内外降解性能及生物相容性。改善了已有可降解输尿管支架管的不足,充实了可降解支架管性能评价体系,为进一步支架管的研究及结构性能优化甚至是推向临床试验奠定基础。

王勇[8]2005年在《新型可生物降解输尿管支架的动物实验研究》文中指出目的观察己内酯丙交酯乙交酯-叁元共聚物(PCLGA)材料输尿管支架的输尿管原位生物相容性、降解性及支架管植入术后对肾脏输尿管解剖、功能的影响。方法将家犬分为两组,A 组(肾积水动物模型组):手术形成输尿管不完全梗阻,导致肾积水。B 组(正常动物模型组)。将PCLGA 材料加工成漏斗型和普通细长管型两种支架,分别植入A、B 两组家犬肾盂、输尿管内,并于植入术后1 周,3 周,5 周进行肾盂分泌造影检查,了解支架管引流一侧肾脏输尿管功能形态变化,及支架管降解情况;并于支架管完全降解后(植入支架管术后5 周时)处死家犬,取支架管植入一侧肾脏、输尿管进行组织病理学检查,观察术侧肾脏的组织学改变、支架管植入区输尿管及近段、远段输尿管的组织学变化;同时行支架管植入侧输尿管和对侧输尿管的低压灌注试验,观察支架管植入术后是否对输尿管的解剖、功能有远期影响。结果两组家犬植入PCLGA(1:3:1)支架管术后5 周时肾盂分泌造影显示,A 组(肾积水动物模型组):注射造影剂后3 分钟术侧肾脏显影,10 分钟后术侧肾盂显影,20 分钟后术侧肾盂输尿管显影。B 组:注射造影剂后3 分钟双侧肾盂显影,10 分钟后双侧肾盂及全程输尿管显影。病理组织学检查结果:术后5 周肾脏组织形态基本正常,肾盂及上段输尿管,术区输尿管大致正常,仅见极轻微的上皮增生。术后5 周输尿管动力学情况观察:植入侧输尿管无明显扩张,双侧输尿管对称,蠕动功能正常,未造成植

张宁欣[9]2018年在《形状记忆可降解PLLGA基输尿管支架管的制备及性能研究》文中研究说明本课题按逆向医学应用-材料性能-结构设计的思路,选用美国FDA认证的PLLGA材料为基体,与PCL、PTMC、PCLU进行物理共混,以期制备一种具有热致形状记忆特性并且可以生物降解的输尿管支架管,使其有望应用于输尿管支架管植入领域。首先,本课题研究了 PLLGA/PCL及PLLGA/PTMC共混薄膜材料。通过DSC分析,发现PCL及PTMC的加入有效地降低了 PLLGA的相转变温度。通过动态力学性能分析可知,PLLGA/PCL和PLLGA/PTMC的储能模量(E')在玻璃化转变温度(Tg)前后有明显的差异,玻璃化转变温度范围较宽,表明两种薄膜可能具有形状记忆效应。通过进一步的形状记忆回复实验证明了PLLGA/PCL与PLLGA/PTMC薄膜具有形状记忆效应,考察了相关形状记忆性能参数。实验结果显示,PLLGA/PCL及PLLGA/PTMC在一定的共混比例范围内具有良好的形状记忆效应和力学强度,其形状回复率可以达到87%以上。聚氨酯(PU)类高分子材料是一种非常重要的形状记忆材料,具有良好的弹性、摩擦系数较低、生物相容性好,植入体内不易发生滑移和断裂。本课题尝试制备一种可降解的新型聚氨酯引入到PLLGA中,首先采用聚己内酯基二元醇、异戊尔酮二异氰酸酯、1,4-丁二醇为原料,制备了一种转变温度在人体温度附近的聚己内酯基聚氨酯(PCLU),其中软硬段的比例为7:3。然后,通过物理共混制备了 PLLGA/PCLU输尿管支架管,并研究了其力学性能、动态力学性能、形状记忆性能及降解性能。结果表明,PLLGA/PCLU输尿管支架管的力学性能、形状记忆性能、降解性能较PLLGA/PCL有一定的提高,力学强度由14.8 MPa升高到21.3 MPa,形状回复率达到90%以上。研究形状记忆可降解输尿管支架管的最终目的是应用于人体,材料的生物相容性至关重要。本课题采用等离子改性的方法将3-氨丙基叁乙氧基硅院(KH550)接枝到支架管的表面,通过戊二醛将明胶固定在KH550上,形成一层可生物降解的天然高分子涂层。对改性后的支架管的表面元素组成、力学性能、形状记忆性能、生物相容性等进行了系统的研究。结果显示,明胶成功地接枝在了 PLLGA基输尿管支架管表面,表面改性对材料的力学及形状记忆性能没有产生明显的影响,降解率提高。PLLGA/PCLU支架管的接枝量最大,细胞增殖活性最高。因此,在保留原有性能的基础上,PLLGA基输尿管支架管的生物相容性得到了提高,有望应用于治疗尿路阻塞和损伤等相关疾病。

宋强[10]2009年在《螺旋形可降解输尿管支架的实验研究》文中研究表明输尿管支架是泌尿外科手术中常用的植入材料,可扩张狭窄的输尿管以引流尿液入膀胱,促进输尿管吻合口的愈合,预防各种并发症。目前临床常用的输尿管支架主要由硅树脂和聚氨酯等不可降解材料制成。由于这些支架无法降解,又不能长期留滞体内,尚需二次手术取出。因此,研制一种可降解的输尿管支架,解决不可降解支架需要二次手术取出的弊端,具有十分重要的意义。目的:用聚乳酸和硫酸钡制备一种X光下可显影的螺旋形可降解输尿管支架,评估其体外降解性能和生物学相容性,制作比格犬输尿管火器弹片伤模型,并进行输尿管支架植入实验,探索该支架应用于动物输尿管火器弹片伤模型治疗的相关规律。以期提供一种治疗输尿管损伤的新型植入材料,解决不可降解支架需要二次手术取出的弊端,同时也为输尿管损伤的临床治疗提供动物实验资料。方法:1、螺旋形可降解输尿管支架的制备本研究将PLLA、PDLLA和硫酸钡按一定的质量比混合,采用溶液挥发法制备薄膜,再经切割、缠绕、烘干等工序制得螺旋形可降解输尿管支架。根据两种聚乳酸的配比不同,将支架分为A、B、C、D四组,其质量比分别为100/0,75/25,50/50,0/100。2、螺旋形可降解输尿管支架体外降解性能的表征将长约30 mm的支架浸于健康志愿者的尿液中,60 rpm、37℃振荡,每2天更换一次尿液。(1)大体形态:在0~10周用肉眼观察支架的大体形态。(2)膨胀率:分别在第0、2、4、6、8、14天取出支架,用电子游标卡尺测量支其外径,计算支架的膨胀率。(3)微观形貌和元素分析:分别在第0、1、2、3、4、5、6周取出支架,用扫描电子显微镜观察微观形貌,用附带的能量扩散X射线谱仪进行元素分析。(4)分子量及生物降解率:分别在第0、4周取出支架,用乌氏粘度计法检测支架中聚乳酸的分子量,计算生物降解率。3、螺旋形可降解输尿管支架材料生物学相容性的表征制备A、B、C、D四组薄膜,其成分配比与相应组的输尿管支架相同。(1)亲水性:对薄膜进行接触角测试,评价支架的亲水性(2)细胞相容性:薄膜经60Co辐照灭菌后种植相同密度的人血管平滑肌细胞,以细胞培养板为对照,分别将材料与细胞共培养3、5、7天后进行MTT值测试。(3)组织相容性:薄膜经60Co辐照灭菌后植入新西兰大白兔的皮下,分别于第4天和15天取样进行组织学切片观察。4、螺旋形可降解输尿管支架的动物实验研究制作比格犬输尿管火器弹片伤模型,将长50 mm的C组可降解支架植入一侧输尿管,以不可降解的聚氨酯材料双J管植入另一侧输尿管作为对照。分别于术后第40天、80天、120天将动物处死取样,进行影像学、材料学和病理组织学分析。结果:1、螺旋形可降解输尿管支架的制备本研究制备输尿管支架的工艺不需要大型仪器设备,简便易行,兼顾了科学性和可操作性。2、螺旋形可降解输尿管支架体外降解性能的表征(1)大体形态:随着降解时间的延长,支架由白色变为浅褐色,在表面有结晶形成。输尿管支架失去大体形态的时间在D组为7周,而其余叁组则为10周。(2)膨胀率:C组膨胀率最大,D组次之,A、B两组支架膨胀率很小;各组支架膨胀率的变化在第8天时趋于稳定。(3)微观形貌和元素分析:随着降解时间的延长,支架表面和内部均出现孔洞,且孔洞的数目和体积逐渐增大;降解过程中有含钙结石沉积在支架表面。(4)分子量及生物降解率:第4周时,四组支架聚乳酸分子量大小的顺序为A >B>C>D,即生物降解率大小的顺序为A

参考文献:

[1]. 新型可生物降解材料输尿管支架的研制[D]. 侯宇川. 吉林大学. 2004

[2]. 梯度可降解输尿管支架管的研制及动物实验研究[D]. 王晓庆. 吉林大学. 2014

[3]. 生物可降解聚乳酸己内酯无规共聚物输尿管支架管的制备及实验研究[D]. 张广明. 四川大学. 2006

[4]. 双J输尿管支架管生物相容性及新型可生物降解输尿管支架的研制[J]. 玉银华. 中国组织工程研究与临床康复. 2011

[5]. 输尿管支架管的混合建模与性能智能优化[D]. 刘肖燕. 东华大学. 2016

[6]. 叁种类型双J输尿管支架的生物相容性比较[J]. 玉银华. 中国组织工程研究. 2015

[7]. 新型“纤—膜”可降解输尿管支架管的制备、结构及其降解行为[D]. 邹婷. 东华大学. 2015

[8]. 新型可生物降解输尿管支架的动物实验研究[D]. 王勇. 吉林大学. 2005

[9]. 形状记忆可降解PLLGA基输尿管支架管的制备及性能研究[D]. 张宁欣. 天津工业大学. 2018

[10]. 螺旋形可降解输尿管支架的实验研究[D]. 宋强. 山东师范大学. 2009

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

新型可生物降解材料输尿管支架的研制
下载Doc文档

猜你喜欢