聚合物基手术缝合线的常见制备方法

伴随着科技的进步，现代医疗卫生领域也取了重大进展，但术后感染依旧对人类健康构成严重的威胁。手术部位感染 (SSI) 的发病率和死亡率约占医院获得性感染的 31%。尽管感染的可能性取决于患者年龄、健康和卫生等内在因素，但外在因素依旧起着重要作用。如医用植入物种类繁多、数量庞大，包括导管、支架、缝合线和骨科植入物，这些植入物与身体组织保持密切接触。在手术过程中，周围环境的细菌可能会进入手术部位并附着在医疗设备和植入物上，从而造成很高的污染风险。并导致慢性感染、创伤和医疗支出增加。[1]

图1.手术缝合线作用及效果[2]

手术缝合线是用于伤口闭合的最广泛使用的医疗器械。在使用过程中，缝线可能会暴露于环境中存在的微生物，导致细菌生物膜形成，并导致手术部位感染。聚合物基材的手术缝合线在微生物抑制方面起着重要作用。有必要开发能够排斥和抑制细菌在其表面粘附和定植的缝合线。药物洗脱缝合线已被提议作为解决这一难题的方法。目前，生物活性剂正通过各种方法掺入聚合物材料中，包括共混、复合、表面功能化和涂层以提供抗菌手术缝合线。但是，这些方法中都有其优点和缺点。根据基材的性质，必须选择合适的加工技术。[1]

理想的缝合线不仅能避免负面反应，还能保持无菌环境并促进愈合过程。可吸收缝线是一种在身体组织中降解为可溶产物并从植入部位消失的缝线，通常在 2 到 6 个月内消失。不可吸收的缝合线抗生物降解，被包裹在纤维鞘中，并作为异物保留在组织中，除非它被手术切除或挤出。[3]

图2.手术缝合线性能要求。

1970年初，聚乙醇酸成为第一个合成的可吸收缝合线，具有更高的拉伸强度。缝合线尺寸、拉伸强度、刚度等物理特性，机械特性对于缝合线选择很重要，以避免在使用过程中出现意外断裂。缝合线的主要功能是将组织固定在一起。它不应该在愈合完成之前中断。缝合线的强度也是术后期间的一个主要问题。缝合线应能够承受打结过程中施加的力。

表1. 在不同的体外和体内条件下七种不同缝合材料：

 如今，人们对使用缝合线输送生物活性剂、细胞和生物材料的潜力进行了深入探索。近些年，具有特定特性的缝合线的设计和制造一直是一个非常热点的方向。以下总结了用于将药物掺入缝合线的不同技术。

表2.几种手术缝合线制备方法的比较：

1.  静电纺丝：固体或液体药物可以掺入电纺纤维中，使药物在体内缓释。[4]

图3. 静电纺丝制备方法

2. 熔纺: 熔体纺丝适用于可熔化的聚合物。熔体纺丝避免使用有机溶剂进行加工。[5]

图4.聚合物熔纺法。

3. 浸涂; 通常将生物活性分子或治疗剂涂覆在缝合线上。这是一种相对简单的技术，通常用于抗菌缝合线。在浸涂中，缝合线在药物或生物材料中浸渍一段时间，然后干燥。[6]

图5.浸涂法制备。

4.辐射接枝：聚合物缝线最初在真空中或在惰性气体存在下进行辐照，由此产生自由基。将合适的单体嫁接到这条缝线。此后将移植的缝合线浸入药物溶液中。[7]

图6.辐射接枝法制备。

以上几种方法是常见的手术缝合线制备工艺，伴随着越来越多新材料的合成和新型工艺的产生，科学家们制备出来了越来越多的手术缝合线，而且加工工艺也日新月异。聚合物在制造具有良好机械性能的生物相容性和可靠的药物输送装置中的作用至关重要。具有所需生物或化学功能的工程聚合物的易用性使其成为生物医学应用的合适和首选。

最近已经探索了使用聚合物缝合线递送治疗剂或药物的潜力。研究集中在开发具有改进功能的缝合线，同时又不影响缝合材料的质量。研究人员提出了涂有抗生素或其他抗菌药物的抗菌缝合线。要制造具有多功能特性的工程表面的高质量缝合线，将来还有很长的路要走。非常需要进一步的研究来将缝合材料的形态、结构和特性与药物结合能力和释放曲线相关联。