可吸收材料和不可吸收材料的隨機(jī)均勻的三維組織支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于修復(fù)或增大組織的植入式支架裝置，該裝置包括可吸收材料和不 可吸收材料的獨(dú)特=維排列。作為植入式裝置，所使用的材料、裝置的結(jié)構(gòu)和制造裝置的方 法都提供改善的益處。
【背景技術(shù)】
[0002] 植入式支架可用于修復(fù)損傷或創(chuàng)傷的身體組織，或有助于支撐身體組織，諸如軟 骨、皮膚、肌、骨、肌腫和初帶。運(yùn)些植入式支架旨在不僅對(duì)修復(fù)組織提供支撐，而且促進(jìn)并 促使組織向內(nèi)生長，使得修復(fù)可在身體內(nèi)維持延長的時(shí)間段。然而，典型的支架包括大量不 可吸收材料，運(yùn)些不可吸收材料在身體內(nèi)保留相當(dāng)長的時(shí)間，并且可永遠(yuǎn)保留在體內(nèi)。鑒于 高含量的不可吸收材料，支架可被使用者感覺到，或可使運(yùn)動(dòng)或柔初性復(fù)雜化。
[0003] 組織支架可用于許多應(yīng)用，包括例如，修復(fù)應(yīng)用諸如肌腫修復(fù)、骨盆底修復(fù)、壓力 性尿失禁修復(fù)、痛修復(fù)；支撐應(yīng)用諸如膀脫或乳房植入物支撐；組織膨化；組織增大；美容 護(hù)理；治療處理；或一般作為組織修復(fù)或密封裝置。支架可僅僅由不可吸收材料制成，并且 將在組織向內(nèi)生長期間和之后保留在它的植入位置中。此類支架將保留為其所植入的身體 的一部分。一些支架由完全可生物吸收的材料制成，并且隨時(shí)間推移將降解且被吸收到身 體中。
[0004] 雖然可能需要一定程度的不可吸收材料，但是包括不可吸收材料的支架裝置在植 入很久之后可能被使用者感覺到，或在植入之后可能限制使用者的運(yùn)動(dòng)或柔初性。本發(fā)明 力圖提供一種植入式裝置，該植入式裝置維持期望特性并且在植入和吸收某些組分之后使 個(gè)體幾乎感覺不到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)及一種用于修復(fù)或增大組織的植入式裝置，W及制造并使用該裝置的方 法。本發(fā)明的植入式裝置是可吸收材料和不可吸收材料的獨(dú)特=維排列，W便形成具有柔 軟或剛性感覺的柔性=維材料，該柔性=維材料可制成各種厚度和密度。植入式裝置的設(shè) 計(jì)是初始均勻的，但由于制造過程而看起來是隨機(jī)的，從而提供許多益處并且允許吸收期 間和一旦完成吸收時(shí)的更大且有益的組織向內(nèi)生長。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種形成植入式裝置的方法，該方法包括W下步 驟：形成第一紗線和第二紗線，其中第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一不可吸收 長絲，并且第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一可吸收長絲，第一可吸收長絲具有 比第一不可吸收長絲低的烙點(diǎn)；形成包括第一紗線和第二紗線的初始編織結(jié)構(gòu)；使初始編 織結(jié)構(gòu)在第一溫度下經(jīng)受第一加熱處理，該第一溫度足W使第一可吸收長絲收縮，并且因 此使至少第二紗線皺縮并且形成初始加熱結(jié)構(gòu)；將初始加熱結(jié)構(gòu)加熱至第二溫度，第二溫 度高于第一溫度，其中第一可吸收長絲的至少一部分被烙融；W及允許加熱松散針織編織 物冷卻，W便形成所得的植入式裝置。
[0007] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種植入式裝置，該植入式裝置具有不可吸收長絲的隨 機(jī)取向、由包括W下步驟的方法形成：形成第一紗線和第二紗線，其中第一紗線和第二紗線 中的至少一種包括第一不可吸收長絲，并且第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一可 吸收長絲，第一可吸收長絲具有比第一不可吸收長絲低的烙點(diǎn)；形成包括第一紗線和第二 紗線的初始編織結(jié)構(gòu)；使初始編織結(jié)構(gòu)在第一溫度下經(jīng)受第一加熱處理，該第一溫度足W 使第一可吸收長絲收縮，并且因此使至少第二紗線皺縮并且形成初始加熱結(jié)構(gòu)；將初始加 熱結(jié)構(gòu)加熱至第二溫度，第二溫度高于第一溫度，其中第一可吸收長絲的至少一部分被烙 融；W及允許加熱松散針織編織物冷卻，W便形成所得的植入式裝置。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種植入式裝置，該植入式裝置包括具有皺縮的第一不 可吸收長絲和第一可吸收長絲的連續(xù)編織物，其中可吸收長絲已在至少兩個(gè)維度上經(jīng)受收 縮，從而提供不可吸收長絲的隨機(jī)取向。
[0009] 其他實(shí)施例提供一種植入式材料，該植入式材料包括由先前烙融的第一可吸收長 絲保持在適當(dāng)位置的至少一種第一不可吸收長絲的隨機(jī)取向，其中植入式材料具有第一可 吸收長絲水解之前的第一伸長水平和第一可吸收長絲水解之后的第二伸長水平，其中第二 伸長水平為第一伸長水平的至少五倍大。
[0010] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種加強(qiáng)身體組織的方法，該方法包括W下步 驟：形成第一紗線和第二紗線，其中第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一不可吸收 長絲，并且第一紗線和第二紗線中的至少一種包括第一可吸收長絲，第一可吸收長絲具有 比第一不可吸收長絲低的烙點(diǎn)；形成具有第一紗線和第二紗線的初始編織結(jié)構(gòu)；使初始編 織結(jié)構(gòu)在第一溫度下經(jīng)受第一加熱處理，該第一溫度足W使第一可吸收長絲收縮，因此使 第一紗線或第二紗線中的至少一種皺縮，因此形成初始加熱結(jié)構(gòu)；使初始加熱結(jié)構(gòu)在第二 溫度下經(jīng)受第二加熱處理，其中第二加熱處理至少部分地烙融第一可吸收長絲，因此形成 第二加熱結(jié)構(gòu)；允許第二加熱結(jié)構(gòu)冷卻，W便形成所得的植入式裝置；將植入式裝置固定 到個(gè)體的身體中；W及允許組織向內(nèi)生長到裝置中。
[0011] 該裝置可為單層或多層的，在層之間具有一種或多種可吸收組分或不可吸收組 分。
【附圖說明】
[0012] 本文所包括的附圖旨在是示例性的并且不限制關(guān)于本發(fā)明的范圍：
[0013] 圖1是可用于本發(fā)明的長絲的描繪，該長絲為多纖維長絲。
[0014] 圖2是包括圖1的長絲的初始緊密針織的結(jié)構(gòu)的描繪。
[0015] 圖2A是圖2的一部分的放大視圖。
[0016] 圖3是使用由圖2的針織結(jié)構(gòu)制備的紗線的初始松散編織結(jié)構(gòu)的描繪。
[0017] 圖3A是圖3的一部分的放大視圖。
[0018] 圖4是由圖3的初始松散編織結(jié)構(gòu)制備的植入式裝置在加熱已發(fā)生之后的描繪。
[0019] 圖4A是圖4的一部分的放大視圖。
[0020] 圖5是圖4的裝置在可吸收組分已水解且無組織向內(nèi)生長之后的描繪。
[0021] 圖5A是圖5的一部分的放大視圖。
[0022] 圖6是植入式裝置在水解之后，同時(shí)維持它的壓縮形狀的側(cè)視圖，呈現(xiàn)無組織向 內(nèi)生長的裝置[A](即，臺(tái)式水解）和有組織向內(nèi)生長的裝置怔](即，在植入之后）的兩個(gè) 假設(shè)視圖。
[002引圖6A是圖6的部分怔]的一部分的放大視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在修復(fù)或支撐各種組織的處理中，包括支架常常是有用的，該支架可用于不僅支 撐正在修復(fù)的組織，而且提供允許和促進(jìn)組織向內(nèi)生長和生成的裝置。最常見的網(wǎng)片支架 所帶來的問題在于，它們大體由基本上不可吸收的材料制成，并且因此在植入和組織向內(nèi) 生長后很久仍維持在身體內(nèi)。如本文所用，術(shù)語"向內(nèi)生長"或"組織向內(nèi)生長"是指隨時(shí) 間推移在植入裝置中和其周圍生長的各種身體細(xì)胞和組織的生成和發(fā)育。根據(jù)植入物的部 位，可生成任何身體組織，包括例如骨髓、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、成血管細(xì)胞、平 滑肌細(xì)胞、肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞和塞爾托利氏細(xì)胞等等。如本文所用，術(shù)語 "可生物吸收的"和"可吸收的"互換使用，并且是指被分解并吸收到身體中、并且能夠在一 段時(shí)間（諸如從幾分鐘到至少一年的時(shí)間段）內(nèi)被身體代謝或排泄的材料。
[00巧]本發(fā)明提供一種合適的植入式裝置，該植入式裝置在植入之前和在組織向內(nèi)生長 已開始之后在所有=個(gè)維度上都具有合適的物理特性。本發(fā)明提供一種支架，該支架包括 低含量的不可吸收組分，但是在可生物吸收組分被吸收并且組織已生長到裝置中之后維持 期望特性。所得的植入式材料初始是編織的，但在可吸收材料被水解之后不具有定型結(jié)構(gòu)。 另外，鑒于本發(fā)明的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和成分，該裝置在它的吸收后狀態(tài)為更類似組織的，從而允許 被植入裝置的個(gè)體進(jìn)行自然組織運(yùn)動(dòng)且不明顯地感覺到該裝置。
[0026] 本發(fā)明提供一種植入式裝置、制造該植入式裝置的方法W及使用該植入式裝置的 方法。在優(yōu)選的方法中，通過初始選擇至少一種，還更優(yōu)選地多于一種聚合物纖維W形成長 絲來形成該裝置，如下文將更詳細(xì)地解釋。圖1示出包括多根纖維的長絲結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。 一根或多根長絲隨后可用于形成紗線，運(yùn)些紗線通常被描述為具有至少一根長絲的扭束。 長絲可被制成線軸，W便更容易使用。
[0027] 一根或多根長絲可W任何方法扭結(jié)，并且在一種方法中，運(yùn)些長絲用于形成緊密 針織的結(jié)構(gòu)，諸如套或薄片。緊密針織的結(jié)構(gòu)的示例可參見圖2和圖2A。如果首先形成套 或薄片，那么隨后退繞該套或薄片，從而產(chǎn)生含有用于編織套或薄片的單獨(dú)長絲的纖維扭 束。可通過其他方法實(shí)現(xiàn)扭結(jié)，諸如經(jīng)由卷曲裝置。扭結(jié)長絲被稱為"紗線"。在一些實(shí)施 例中，每個(gè)線軸的長絲可被制成它自己的絲束，該絲束可被制成紗線。初始長絲可為單纖維 長絲或多纖維長絲，并且所得的紗線同樣可為單絲或復(fù)絲。最理想地，紗線通過多根長絲形 成，每根長絲被扭結(jié)或卷曲。另選地，在長絲成型為紗線之后，紗線可被扭結(jié)或卷曲。長絲 的扭結(jié)或卷曲提供了裝置中組分體積的增大。
[0028] 下一步驟包括提供至少一種紗線，且更理想地提供多于一種紗線，并且將那些紗 線針織在一起W便形成松散編織的結(jié)構(gòu)（被稱為"初始編織結(jié)構(gòu)"）。初始編織結(jié)構(gòu)的一 個(gè)示例參見圖3和圖3A。初始編織結(jié)構(gòu)隨后經(jīng)受下文描述的一個(gè)或多個(gè)加熱過程，從而使 結(jié)構(gòu)中的至少一些長絲收縮并且形成所得的皺縮和植入式結(jié)構(gòu)，隨后可對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱定 型。所得的結(jié)構(gòu)還被稱為"所得的植入式裝置"，并且是指經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)加熱步驟之后的 最終結(jié)構(gòu)。所得的植入式結(jié)構(gòu)的示例可參見圖4和圖4A。當(dāng)然，例如，如果使用多個(gè)加熱步 驟或在加熱過程期間，在初始編織結(jié)構(gòu)和所得的植入式裝置之間可存在一個(gè)或多個(gè)中間結(jié) 構(gòu)。第一加熱步驟使初始編織結(jié)構(gòu)中的至少一些纖維收縮，第一加熱步驟之后所得的結(jié)構(gòu) 被稱為"初始加熱結(jié)構(gòu)"。初始加熱結(jié)構(gòu)隨后可經(jīng)受另外的一個(gè)或多個(gè)加熱步驟，從而使纖 維中的一些烙融并且使收縮且皺縮的結(jié)構(gòu)固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。運(yùn)形成了 "所得的植入式裝 置"。在所得的植入式裝置被植入到使用者身體中之后，該植入式裝置可被稱為"植入的裝 置"。
[0029] 本發(fā)明設(shè)及包括不可吸收纖維和可吸收纖維的組合的植入式裝置。如下文還將詳 細(xì)描述，本發(fā)明的裝置具有多個(gè)期望的物理特性，從而允許該裝置充當(dāng)可行的且改善的組 織修復(fù)或支撐裝置。例如，該裝置針對(duì)其所用于的特定應(yīng)用具有期望范圍內(nèi)的厚度。該厚 度使得，一旦已發(fā)生向內(nèi)生長并且可吸收材料已經(jīng)被身體吸收，該裝置就與向內(nèi)生長的組 織接續(xù)。該裝置還具有一質(zhì)量，該質(zhì)量的水平足W允許新組織的主要成分成為生成的身體 組織。該裝置應(yīng)還提供合適的構(gòu)型，W便在提供支撐的同時(shí)還允許生長，即，該裝置具有下 文描述的合適的多孔結(jié)構(gòu)。此外，該裝置的至少不可吸收部分應(yīng)該也充分地互連，W便避免 提供具有在植入之后可能遷移的纖維的裝置。該裝置還可具有期望的物理強(qiáng)度，因此維持 裝置在植入之后的完整性，同時(shí)不妨礙向內(nèi)生長。此外，該裝置應(yīng)該為足夠柔性的，W便允 許該裝置在正常的身體運(yùn)動(dòng)期間保持植入和固定。
[0030] 本發(fā)明的裝置為具有不可吸收纖維和可吸收纖維的=維連續(xù)編織物，從而在所有 =個(gè)維度上形成不同取向。該裝置旨在具有隨機(jī)均勻的非結(jié)構(gòu)性陣列。如本文所用，術(shù)語 "隨機(jī)均勻的非結(jié)構(gòu)性陣列"用于描述最終產(chǎn)品的取向，該最終產(chǎn)品通過提供具有至少兩種 不同纖維的初始均勻編織物來形成，其中一種纖維的烙點(diǎn)比另一種纖維低，纖維隨后在所 有=個(gè)維度上被牽伸在一起，因此生成隨機(jī)的、非取向的結(jié)構(gòu)外觀，即使所得的結(jié)構(gòu)具有潛 在的編織結(jié)構(gòu)。牽伸步驟將在下文詳細(xì)描述，并且可包括使溫度上升至高于最低烙點(diǎn)但低 于最高烙點(diǎn)的水平。所得的結(jié)構(gòu)看起來可能為隨機(jī)且不均勻的，但實(shí)際上它在隨機(jī)性方面 是均勻的。換句話說，所得的結(jié)構(gòu)可為具有起伏表面的均勻平坦的=維緊密的熱定型針織 物，該熱定型針織物具有拉材料的外觀和感覺。所得的結(jié)構(gòu)可為剛性的，或一定程度上可為 柔性的，運(yùn)取決于所得的結(jié)構(gòu)的材料量、分層和密度。所得的植入式裝置的細(xì)節(jié)可通過下文 描述而更好地理解。隨機(jī)均勻的非結(jié)構(gòu)性陣列的使用在W下方面是重要的：提供增強(qiáng)成纖 維細(xì)胞隨時(shí)間推移沿裝置和到裝置中的生長和發(fā)育的裝置。此外，所得的植入式裝置能夠 比傳統(tǒng)的不可吸收支架或網(wǎng)片更容易地伸長。另外，當(dāng)被吸收到身體中時(shí)，本發(fā)明創(chuàng)建類組 織修復(fù)，從而允許比包含結(jié)構(gòu)性不可吸收組分的常規(guī)支架自由的組織運(yùn)動(dòng)。
[0031] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，該裝置包括長絲編織物，長絲包括不可吸收纖維和可吸收纖 維，長絲編織物包括至少一種不可吸收纖維和至少一種可吸收纖維。運(yùn)些長絲成型為扭結(jié) 紗線，運(yùn)些扭結(jié)紗線被編織在一起并且經(jīng)受下文描述的拉伸步驟。如本文所用，長絲可為單 纖維長絲材料或可為多纖維長絲材料，其可為例如交織的或W其他方式纏繞的。術(shù)語"長 絲"可包括單纖維長絲或多纖維長絲。如上所述，"紗線"由一根或多根長絲形成，該紗線為 扭結(jié)的。本文示出的附圖示出多纖維長絲，但應(yīng)當(dāng)理解，長絲可為單纖維的。
[0032] 本發(fā)明的不可吸收纖維可由任何穩(wěn)定的、不可吸收材料制成。合適的材料包括例 如：聚合物，諸如聚丙締（諸如由Elthicon,Inc. ,Somerville,NJW商品名PROLE肥縫合線 出售的那種）、PVDF/HFP共混物（諸如由化hicon，Inc.，Somerville,NJW商品名PRONOVA 縫合線出售的聚偏二氣乙締和聚偏二氣乙締-共-六氣丙締的聚合物共混物）、聚醋、尼龍、 聚丙締酸醋、聚甲基丙締酸醋、乙酸纖維素、不可生物降解的聚氨醋、聚苯乙締、聚氯乙締、 聚氣乙締、聚乙締咪挫、聚締控、聚四氣乙締（PT陽）、娃和苯乙締嵌段下二締，W及它們的組 合。其他合適的不可吸收材料包括：金屬，諸如不誘鋼、鉆銘合金、鐵和鐵合金；W及生物惰 性陶瓷，諸如氧化侶、氧化錯(cuò)和硫酸巧，W及它們的組合。本發(fā)明的不可吸收長絲可包括多 于一根不可吸收纖維，運(yùn)些纖維可為相同的或可為不同的。本發(fā)明的優(yōu)選的不可吸收纖維 包括聚丙締、PVDF/HFP共混物、聚醋和尼龍。本發(fā)明的不可吸收纖維可為任何尺寸W提供 植入物的功能，并且具體地講提供具有約10旦尼爾和約100旦尼爾之間的尺寸，還更優(yōu)選 地為約25旦尼爾至約60旦尼爾的尺寸的長絲。如本文所用，術(shù)語"旦尼爾"具有其作為測(cè) 量單位的理解含義，并且旨在為長絲的纖度單位（不管是單纖維長絲或多纖維長絲），其等 于每9000米長絲、重一克的長絲的纖度。
[0033] 本發(fā)明的可吸收纖維同樣可由任何期望的可生物吸收材料制成。運(yùn)些可生物吸收 的聚合物包括合成聚合物諸如聚醋，W及生物聚合物諸如多膚、多糖和它們的衍生物。合 適的生物相容性的、可生物吸收的聚合物的示例包括但不限于：脂族聚醋、聚（氨基酸）、共 聚（酸-醋）、聚草酸亞烷基二醇醋、聚酷胺、聚縮醒、聚縮酬、聚碳酸醋、聚原碳酸醋、聚氨 醋、聚（班巧酸亞烷基二醇醋）、聚（馬來酸）、聚（甲基乙締基酸）、聚（馬來酸酢）銘氨酸 衍生的聚碳酸醋、聚（亞氨基碳酸醋）、聚原酸醋、聚氧雜醋、聚酷胺醋、含胺基的聚氧雜醋、 聚（酸酢）、聚憐臘、生物聚合物（例如，膠原、明膠、藻酸鹽、果膠、淀粉、纖維蛋白、氧化纖 維素、殼質(zhì)、脫乙酷殼多糖、彈性蛋白原、透明質(zhì)酸W及它們的混合物），W及它們的混合物。 脂族聚醋可包括但不限于W下單體的均聚物和共聚物及其聚合物共混物：丙交醋（其包括 乳酸、DA-和內(nèi)消旋丙交醋）、乙交醋（包括乙醇酸）、e-己內(nèi)醋、對(duì)二氧六環(huán)酬（1，4-二 氧六環(huán)-2-酬）、S亞甲基碳酸醋（1，3-二氧六環(huán)-2-酬）、S亞甲基碳酸醋的烷基衍生物、 5-戊內(nèi)醋、0-下內(nèi)醋、丫-下內(nèi)醋、￡-癸內(nèi)醋、徑基下酸醋、徑基戊酸醋、1,4-二氧雜環(huán) 庚燒-2-酬（包括其二聚體1，5, 8, 12-四氧雜環(huán)十四燒-7, 14-二酬）、1，5-二氧雜環(huán)庚 燒-2-酬、6, 6-二甲基-1, 4-二氧六環(huán)-2-酬、2, 5-二酬基嗎嘟、新戊內(nèi)醋、丫，丫-二乙基 丙內(nèi)醋、碳酸乙締醋、草酸乙締醋、3-甲基-1,4-二氧六環(huán)-2, 5-二酬、3, 3-二乙基-1,4-二 氧六環(huán)-2, 5-二酬、6, 8-二氧雜雙環(huán)辛燒-7-酬。聚草酸亞烷基二醇醋包括美國專利 4, 208, 511 ;4, 141，087 ;4, 130, 639 ;4, 140, 678 ;4, 105, 0：34 和 4, 205, 399 中描述的那些，運(yùn) 些專利中的每個(gè)W引用方式并入本文。可用