專(zhuān)利名稱(chēng)：紡絲原液及制造生醫(yī)纖維方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于ー種紡絲原液，且特別是有關(guān)于ー種用于制造具止血及傷ロ促愈功能的纖維的紡絲原液。
背景技術(shù)：
在手術(shù)中止血或是對(duì)受傷的組織或易于出血的傷ロ進(jìn)行止血對(duì)于患者的生還十分重要。過(guò)去曾開(kāi)發(fā)出許多的止血材料，例如美國(guó)專(zhuān)利No. 3，914，413、No 3，911，116及No. 3，903，268，以及美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào) No. 2007/0009578。止血性海綿體(haemostatic sponges)已廣泛應(yīng)用在手術(shù)中，以促進(jìn)止血。一般認(rèn)為海綿體的止血效果與海綿體的孔隙度及其吸收血液的能力有夫。傳統(tǒng)的海綿體貼附在流血的位置上，并吸收大量的血液。因海綿體的孔隙抓取大量的血小板，因此啟動(dòng)血液的凝 固機(jī)制而止住流血。然而，當(dāng)海綿體開(kāi)始吸收血液時(shí)，海綿體的體積必然増加，因此在某方面應(yīng)用并不適合。另外，也可應(yīng)用止血棉(haemostatic fleeces)來(lái)進(jìn)行止血，且止血棉成功地被市場(chǎng)接受。這些止血產(chǎn)品具有羊毛狀的外觀，且通常是由膠原蛋白(collagen)或明膠(gelatin)所組成。它們具有很強(qiáng)的吸收能力。在開(kāi)放性的手術(shù)中，可用手輕輕地將止血棉壓在傷口上，直到流血停止為止。在文獻(xiàn)中，曾報(bào)導(dǎo)ー種由透明質(zhì)酸(hyaluronic acid, HA)以及幾丁聚糖(chitosan)所構(gòu)成的止血性纖維(Biomaterial 2005,611-619, Sintaro Yamane et al.)。在此技術(shù)中，先形成一純質(zhì)的幾丁聚糖纖維后，再將幾丁聚糖纖維浸泡在HA溶液中以使纖維吸收HA。然而，此技術(shù)中HA僅擴(kuò)散進(jìn)入幾丁聚糖纖維的表面附近，且不容易控制幾丁聚糖纖維內(nèi)的HA含量，再者，這需要較復(fù)雜的制造程序。此外，內(nèi)層的幾丁聚糖的功能必須等到在外層的HA材料被人體吸收之后才能顯現(xiàn)。有鑒于此，目前仍需ー種改良的生醫(yī)纖維以及制造此纖維的方法，期能改善上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供一種紡絲原液，其能用以制造具有止血以及促進(jìn)傷ロ愈合功效的纖維，并改善上述問(wèn)題。所述紡絲原液包括一具有止血功能的生物可吸收材料、一多糖體以及ー溶劑；其中所述多糖體對(duì)所述生物可吸收材料在紡絲原液中的重量比為約
0.I至約3。根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式，是提供一種制造生醫(yī)纖維的方法。所述方法包括以下步驟制備上述的紡絲原液，以及對(duì)所述紡絲原液進(jìn)行濕式紡絲，而得到生醫(yī)纖維。根據(jù)本發(fā)明之又ー實(shí)施方式，是提供一種生醫(yī)材料。所述生醫(yī)材料包括多數(shù)個(gè)由上述的方法所制得的生醫(yī)纖維。


圖I顯示了本發(fā)明ー實(shí)施方式的生醫(yī)材料織物樣品的凝血效果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是提供一種紡絲原液(spinning solution),所述紡絲原液包括一具有止血功能的生物可吸收材料、一多糖體(polysaccharide)以及ー溶劑。在紡絲原液中，多糖體對(duì)于具有止血功能的生物可吸收材料的重量比為約O. I至約3本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是提供一種制造生醫(yī)纖維的方法。此方法包括以下步驟
(I)制備上述的紡絲原液；以及(2)對(duì)紡絲原液進(jìn)行濕式紡絲(wet spinning),以得到生醫(yī)纖維(biomaterial fiber)。在上述的紡絲原液中，若多糖體對(duì)止血吸收材料的重量比大于約3，則很難在濕式紡絲過(guò)程中形成纖維。在本發(fā)明中，“生物可吸收材料”的用語(yǔ)是指在生物體中可降解為較小分子，而得以進(jìn)入生物體內(nèi)血液系統(tǒng)的材料而言。此外，“止血”的用語(yǔ)是指促進(jìn)血液凝固程序，并因此而具有減少形成凝固血塊所需的時(shí)間的效果。在ー實(shí)施方式中，紡絲原液中的具有止血功能的生物可吸收材料為幾丁聚糖(chitosan),且例如透明質(zhì)酸(hyaluronic acid, HA)及明膠(gelatin)的多糖體對(duì)幾丁聚糖的重量比為約0. I至約I。在此實(shí)施方式中，當(dāng)多糖體對(duì)幾丁聚糖的重量比大于約I吋，在紡絲原液中將產(chǎn)生凝膠(gel)，而不利于后續(xù)的濕式紡絲制程。特別是，HA在紡絲原液中會(huì)形成陰離子，幾丁聚糖在紡絲原液中會(huì)形成陽(yáng)離子。陰離子的HA與陽(yáng)離子的幾丁聚糖在紡絲原液中可能相互結(jié)合，并因此而形成凝膠。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)諸如HA及明膠(gelatin)的多糖體對(duì)幾丁聚糖的重量比小于約I時(shí)，紡絲原液中不會(huì)形成凝膠。反之，若多糖體對(duì)幾丁聚糖的重量比小于約0. I時(shí)，例如透明質(zhì)酸(HA)及明膠的多糖體的效果將不明顯。HA及明膠可促進(jìn)傷ロ愈合，因此由此紡絲原液所制得的生醫(yī)纖維可具有止血及促進(jìn)傷ロ愈合的雙重效果。再者，在幾丁聚糖中加入HA及明膠，可能因HA及明膠可降低幾丁聚糖的疏水性(hydrophobic property),而能進(jìn)一步提高生醫(yī)纖維的止血效果。在一實(shí)施例中，例如HA及明膠的多糖體對(duì)幾丁聚糖的重量比為約0. 2至約0. 6。在某些實(shí)施例中，紡絲原液中的多糖體以及幾丁聚糖的重量百分濃度分別約為1-5%及約為3-10%，紡絲原液中的溶劑為水。在另ー實(shí)施方式中，紡絲原液中的具有止血功能的生物可吸收材料為海藻酸鹽(alginate)，且紡絲原液中的多糖體(例如HA及明膠)對(duì)海藻酸鹽的重量比為約0. I至約I。在此實(shí)施方式中，此生醫(yī)纖維可適用于止血及促進(jìn)傷ロ愈合的各種應(yīng)用中。當(dāng)多糖體對(duì)海藻酸鹽的重量比大于約I吋，由此紡絲原液所制得的生醫(yī)纖維的機(jī)械強(qiáng)度不高，較不適合被應(yīng)用在止血性繃帶產(chǎn)品。在一實(shí)施例中，紡絲原液中的多糖體對(duì)海藻酸鹽的重量比為約0. 2至約0. 6。在某些實(shí)施例中，紡絲原液中的多糖體以及海藻酸鹽的重量百分濃度分別約為1% -5%及約為3% -10%。在這些實(shí)施例中，紡絲原液中的溶劑可為水。在另ー實(shí)施方式中，紡絲原液中的具有止血功能的生物可吸收材料為海藻酸鹽，且紡絲原液中的多糖體(例如HA及明膠)對(duì)海藻酸鹽的重量比為約I至約3。在此實(shí)施方式中，所制得生醫(yī)纖維因具有較高含量的HA及/或明膠，因此適合被應(yīng)用在抗沾黏(anti-adhesion)的生醫(yī)材料中。在ー實(shí)施方式中，對(duì)紡絲原液進(jìn)行濕式紡絲的步驟包括將紡絲原液擠入一成形液(coagulating solution)的步驟。在一實(shí)施例中，紡絲原液中的具有止血功能的生物可吸收材料為幾丁聚糖，所使用的成形液為包含氫氧化鈉及甲醇的水溶液。更明確地說(shuō)，成形液中包含5wt%的氫氧化鈉(基于全部的成形液重量)，其溶解在甲醇及水(重量比為I : I)所組成的溶劑中。在另ー實(shí)施例中，具有止血功能的生物可吸收材料為海藻酸鹽，且成形液中包含氯化鈣、こ醇以及水。例如，成形液中包含5wt%的氯化鈣(基于全部的成形液重量)溶解在こ醇及水(重量比為I : I)所組成的溶劑中。在ー實(shí)施方式中，如上所述的制造生醫(yī)纖維的方法，在濕式紡絲之后更包括一干燥步驟，以移除生醫(yī)纖維中的諸如水及醇類(lèi)的溶剤。例如，可使用真空干燥以移除纖維中的溶剤。在本發(fā)明中，生醫(yī)纖維是由一包含多糖體以及止血性材料的紡絲原液，經(jīng)由濕式紡絲過(guò)程而得到。此生醫(yī)纖維可以經(jīng)由単一制備步驟獲得，并因此得以簡(jiǎn)化制造程序。再 者，生醫(yī)纖維中的多糖體(例如HA及明膠)的濃度大致上是均勻的。在公知技術(shù)中，曾公開(kāi)ー種包含海藻酸鹽以及膠原蛋白的纖維材料。然而，此技術(shù)在濕式紡絲過(guò)程之后，需要交聯(lián)反應(yīng)過(guò)程(cross-linking process)以增強(qiáng)纖維的機(jī)械強(qiáng)度。相較于公知技術(shù)，本發(fā)明中并不需要進(jìn)行生醫(yī)纖維的交聯(lián)反應(yīng)處理。再者，相較于膠原蛋白，HA可具有更好的促進(jìn)傷ロ愈合的效果；其原因可能是HA與細(xì)胞遷移機(jī)制(cellmigration)相關(guān),而膠原蛋白是與細(xì)胞吸附機(jī)制(cell adsorption)有關(guān)。本發(fā)明的另ー實(shí)施方式是公開(kāi)一種生醫(yī)材料。所述生醫(yī)材料包括復(fù)數(shù)個(gè)由上述方法所制得的纖維。例如，可借由公知的非織造方法，將生醫(yī)纖維制造成為一生醫(yī)材料。實(shí)施例以下的實(shí)施例是用以說(shuō)明本發(fā)明的特定實(shí)施方式，并使本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者得以實(shí)施本發(fā)明。以下的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為本發(fā)明的限制。實(shí)施例II. I制備包含HA及幾丁聚糖的生醫(yī)纖維50g的幾丁聚糖、25g醋酸(CH3COOH)與950g的水混合，并在室溫下攪拌3小時(shí)以完全溶解幾丁聚糖。然后，再加入25g的HA而形成紡絲原液。另外，混合50g的氫氧化鈉、475g的甲醇以及475g的水而制備成為成形液。在濕式紡織的過(guò)程中，濕式紡織機(jī)的泵流量設(shè)定為I. 5ml/min，將紡絲原液經(jīng)由ー紡絲噴嘴(具有500個(gè)孔，每一孔的直徑為10 μ m)擠入成形液中而形成生醫(yī)纖維。再將生醫(yī)纖維置入真空干燥機(jī)中以移除殘留的溶劑(水及甲醇)。I. 2制備包含明膠及幾丁聚糖的生醫(yī)纖維在本實(shí)施例中，使用與實(shí)施例I. I相同的方法制備生醫(yī)纖維，除了以明膠取代上述實(shí)施例中的HA。I. 3制備包含HA及海藻酸鹽的生醫(yī)纖維在本實(shí)施例中，混合5g的HA、35g的海藻酸鹽及950g的水，并經(jīng)充分?jǐn)嚢枰孕纬杉徑z原液?；旌?0g的氯化H475g的こ醇及475g的水制備成形液。使用與實(shí)施例I. I相同的濕式紡絲及干燥過(guò)程來(lái)制備生醫(yī)纖維。
再分別利用在上述實(shí)施例I中所制備的生醫(yī)纖維制造成不織布織物(non-woveniaoric)。實(shí)施例2 :實(shí)施例I的生醫(yī)纖維的特性分析借由以下的測(cè)試方法，以量化上述實(shí)施例I所制備的生醫(yī)纖維的凝血效果(blood-clotting effects)。簡(jiǎn)言之,分別將100 μ L的血液滴在0. I克的生醫(yī)材料織物樣品上(由實(shí)施例I. 1、1. 2及I. 3的生醫(yī)纖維所制成的不織布織物)。在靜置一段時(shí)間后(例如15、30、60及120秒)，將具有血液的生醫(yī)材料織物樣品浸泡在含有IOml生理食鹽水的容器中，并震蕩4分鐘。生醫(yī)材料織物樣品上未凝固的血液將會(huì)溶解在生理食鹽水中，而凝固的血液仍將黏附在織物樣品上。隨后由生理食鹽水中取出生醫(yī)材料織物樣品，并以酶免疫法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)分析生理食鹽水溶液中血液的含量，其中是以紫外光-可見(jiàn)光光譜儀量測(cè)生理食鹽水溶液在波長(zhǎng)540nm的吸收度。若吸收度越低，表示生理食鹽水樣品溶液中血液的濃度越低，則代表凝固在生醫(yī)材料織物樣品上的血液量較多。另外，在IOml的生理食鹽水中加A100 μ L的血液以配制成ー標(biāo)準(zhǔn)液。并以相同的光譜儀量測(cè)相同波長(zhǎng)下的吸收度。再利用以下方程式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化的吸收度 an = ap/as ；其中an為標(biāo)準(zhǔn)化吸收度；ap為生理食鹽水樣品溶液的吸收度；as為標(biāo)準(zhǔn)液的吸收度。圖I顯示分別由實(shí)施例I. 1、1. 2及I. 3的生醫(yī)纖維所制成的生醫(yī)材料織物樣品的凝血效果，其中也顯示了純棉樣品的測(cè)試結(jié)果作為對(duì)照組。由實(shí)施例I. I所制備的含有HA及幾丁聚糖的生醫(yī)材料樣品的生理食鹽水呈現(xiàn)最低的標(biāo)準(zhǔn)化吸收度，在15秒的靜置時(shí)間下，標(biāo)準(zhǔn)化吸收度只有0. 18，這表示經(jīng)過(guò)15秒的靜置時(shí)間，約有82%的血液凝固在生醫(yī)材料樣品上。相較于對(duì)照組的純棉樣品生理食鹽水，其呈現(xiàn)出約0.92的高的標(biāo)準(zhǔn)化吸收度，實(shí)施例I. I所制備的生醫(yī)材料樣品明顯地可以促進(jìn)血液凝固的程序。此外，實(shí)施例I. 2及實(shí)施例I. 3所制備的生醫(yī)材料樣品也呈現(xiàn)出類(lèi)似的結(jié)果。圖I中也顯示分別由純質(zhì)的幾丁聚糖以及純質(zhì)的海藻酸鹽所制成的樣品的凝血效果。純質(zhì)幾丁聚糖樣品的生理食鹽水溶液在靜置時(shí)間15秒時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化吸收度約為0. 9，這表示經(jīng)過(guò)15秒的靜置時(shí)間，只有約10%的血液凝固在生醫(yī)材料樣品上。相較于實(shí)施例I. I及實(shí)施例I. 2的結(jié)果，可證實(shí)HA及明膠可大幅地提升幾丁聚糖的止血效果。此外，純質(zhì)海藻酸鹽樣品的生理食鹽水溶液在靜置時(shí)間15秒時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化吸收度約為0. 36。實(shí)施例
I.3所制備的含有HA及海藻酸鹽的生醫(yī)材料，比純質(zhì)海藻酸鹽樣品具有更佳的止血特性。實(shí)施例3 :實(shí)施例I的生醫(yī)纖維的促愈效果借由以下的測(cè)試，以量化實(shí)施例I. I的生醫(yī)纖維的促愈效果。簡(jiǎn)言之，在一只ICR老鼠的皮膚上形成ニ處傷ロ，此ニ處傷ロ具有相同的面積為4cm2。接著，其中ー處傷ロ以實(shí)施例I. I所制成的不織布加以處理并覆蓋傷ロ，而另ー處傷ロ以商業(yè)產(chǎn)品KALT0STAT 處理并覆蓋傷ロ以作為對(duì)照組。在一段時(shí)間之后，例如7天、14天、21天，分別量測(cè)兩傷ロ的面積，其量測(cè)結(jié)果列于表一中。表一
權(quán)利要求
1.一種紡絲原液，包括 -具有止血功能的生物可吸收材料； -多糖體；以及 -溶劑； 其中所述多糖體對(duì)該生物可吸收材料在所述紡絲原液中的重量比為約O. I至約3。
2.權(quán)利要求I所述的如權(quán)利要求I所述的紡絲原液，其中所述具有止血功能的生物可吸收材料是選自由海藻酸鹽以及幾丁聚糖所組成的群組，且所述多糖體是選自由透明質(zhì)酸以及明膠所組成的群組。
3.如權(quán)利要求2所述的紡絲原液，其中所述具有止血功能的生物可吸收材料為幾丁聚糖，且所述多糖體對(duì)該幾丁聚糖的重量比小于I。
4.如權(quán)利要求3所述的紡絲原液，其中所述多糖體對(duì)所述幾丁聚糖的重量比為約O.2至約O. 6，且所述多糖體對(duì)于所述紡絲原液的重量百分濃度為約1_5%，所述幾丁聚糖對(duì)于所述紡絲原液的重量百分濃度為約3-10%。
5.如權(quán)利要求2所述的紡絲原液，其中所述具有止血功能的生物可吸收材料為海藻酸鹽，所述溶劑為水，且所述多糖體對(duì)所述海藻酸鹽的重量比為約O. I至約I。
6.如權(quán)利要求5所述的紡絲原液，其中所述多糖體對(duì)所述海藻酸鹽的重量比為約O.2至約O. 6，且所述多糖體對(duì)于所述紡絲原液的重量百分濃度為約1_5%，所述海藻酸鹽對(duì)于所述紡絲原液的重量百分濃度為約3-10%。
7.如權(quán)利要求2所述的紡絲原液，其中所述具有止血功能的生物可吸收材料為海藻酸鹽，且所述多糖體對(duì)所述海藻酸鹽的重量比為約I至約3。
8.一種制造生醫(yī)纖維的方法，包括 以權(quán)利要求I所述的紡絲原液進(jìn)行濕式紡絲，以得到所述生醫(yī)纖維。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述濕式紡絲步驟包括將所述紡絲原液擠入一成形液中。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述具有止血功能的生物可吸收材料為幾丁聚糖，且所述成形液包括氫氧化鈉、甲醇以及水。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述具有止血功能的生物可吸收材料為海藻酸鹽，且所述成形液包括氯化鈣、こ醇以及水。
12.—種生醫(yī)材料，包括多數(shù)個(gè)以權(quán)利要求8所述的方法所制得的生醫(yī)纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種紡絲原液以及制造生醫(yī)纖維的方法。此紡絲原液包括具有止血及傷口促愈功能的生物可吸收材料、多糖體以及溶劑，多糖體是選自由透明質(zhì)酸及明膠所組成的群組。多糖體對(duì)該具止血功能材料在該紡絲原液中的重量比為約0.1至約3。此制造生醫(yī)纖維的方法包括以上述紡絲原液進(jìn)行濕式紡絲，以制得生醫(yī)纖維。
文檔編號(hào)D01D5/06GK102691114SQ201110081468
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者彭志剛, 李瑞生, 楊正義 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人紡織產(chǎn)業(yè)綜合研究所