可吸收材料和不可吸收材料的随机均匀的三维组织支架的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于修复或增大组织的植入式支架装置，该装置包括可吸收材料和不 可吸收材料的独特=维布置。作为植入式装置，所使用的材料、装置的结构和制造装置的方 法都提供改善的益处。
【背景技术】
[0002] 植入式支架可用于修复损伤或创伤的身体组织，或有助于支撑身体组织，诸如软 骨、皮肤、肌、骨、肌腫和初带。运些植入式支架旨在不仅对修复组织提供支撑，而且促进并 促使组织向内生长，使得修复可在身体内维持延长的时间段。然而，典型的支架包括大量不 可吸收材料，该不可吸收材料在身体内保留相当长的时间，并且可永远保留在体内。鉴于高 含量的不可吸收材料，支架可被使用者感觉到，或可使运动或柔初性复杂化。
[0003] 组织支架可用于许多应用，包括例如，修复应用诸如肌腫修复、骨盆底修复、压力 性尿失禁修复、痛修复；支撑应用诸如膀脫或乳房植入物支撑；组织膨化；组织增大；美容 处理；治疗处理；或一般作为组织修复或密封装置。支架可仅仅由不可吸收材料制成，并且 将在组织向内生长期间和之后保留在它的植入位置中。此类支架将保留为其所植入的身体 的一部分。一些支架由完全可生物吸收的材料制成，并且随时间推移将降解并被吸收到身 体中。
[0004] 虽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装置在植 入很久之后可能被使用者感觉到，或在植入之后可能限制使用者的运动或柔初性。本发明 力图提供一种植入式装置，该植入式装置维持期望特性并且在植入和吸收某些组分之后使 个体几乎感觉不到。
【发明内容】
阳〇化]本发明设及一种用于修复或增大组织的植入式装置，W及制造并使用该装置的方 法。本发明的植入式装置是可吸收材料和不可吸收材料的独特=维布置，W便形成具有柔 软或刚性感觉的柔性=维材料，该柔性=维材料可制成各种厚度和密度。植入式装置的设 计初始是均匀的，但由于制造过程而看起来是随机的，从而提供许多益处并且允许吸收期 间和一旦完成吸收时的更大且有益的组织向内生长。
[0006] 在本发明的一个实施例中，提供一种形成植入式装置的方法，该方法包括W下步 骤：形成第一纱线和第二纱线，其中第一纱线和第二纱线中的至少一者包括第一不可吸收 长丝，并且第一纱线和第二纱线中的至少一者包括第一可吸收长丝，该第一可吸收长丝具 有比第一不可吸收长丝低的烙点；形成包括第一纱线和第二纱线的初始编织结构；使该初 始编织结构在第一溫度下经受第一加热处理，该第一溫度足W使第一可吸收长丝收缩，并 且因此使至少第二纱线皱缩并且形成初始加热结构；将初始加热结构加热至第二溫度，第 二溫度高于第一溫度，其中第一可吸收长丝的至少一部分被烙融；W及允许将加热的松散 针织编织物冷却，W形成所得的植入式装置。
[0007] 在另一个实施例中，提供一种植入式装置，该植入式装置具有不可吸收长丝的随 机取向，由包括W下步骤的方法形成：形成第一纱线和第二纱线，其中第一纱线和第二纱线 中的至少一者包括第一不可吸收长丝，并且第一纱线和第二纱线中的至少一者包括第一可 吸收长丝，第一可吸收长丝具有比第一不可吸收长丝低的烙点；形成包括第一纱线和第二 纱线的初始编织结构；使初始编织结构在第一溫度下经受第一加热处理，该第一溫度足W 使第一可吸收长丝收缩，并且因此使至少第二纱线皱缩并且形成初始加热结构；将初始加 热结构加热至第二溫度，第二溫度高于第一溫度，其中第一可吸收长丝的至少一部分被烙 融；W及允许将加热的松散针织编织物冷却，W形成所得的植入式装置。
[0008] 在另一个实施例中，提供一种植入式装置，该植入式装置包括皱缩的第一不可吸 收长丝和第一可吸收长丝的连续编织物，其中可吸收长丝已在至少两个维度上经受收缩， 从而提供不可吸收长丝的随机取向。
[0009] 其他实施例提供一种植入式材料，该植入式材料包括由先前烙融的第一可吸收长 丝保持在适当位置的至少一种第一不可吸收长丝的随机取向，其中植入式材料具有第一可 吸收长丝水解之前的第一伸长水平和第一可吸收长丝水解之后的第二伸长水平，其中第二 伸长水平为第一伸长水平的至少五倍大。
[0010] 在本发明的另一个实施例中，提供一种加强身体组织的方法，该方法包括W下步 骤：形成第一纱线和第二纱线，其中第一纱线和第二纱线中的至少一者包括第一不可吸收 长丝，并且第一纱线和第二纱线中的至少一者包括第一可吸收长丝，第一可吸收长丝具有 比第一不可吸收长丝低的烙点；形成第一纱线和第二纱线的初始编织结构；使初始编织结 构在第一溫度下经受第一加热处理，该第一溫度足W使第一可吸收长丝收缩，因此使第一 纱线或第二纱线中的至少一者皱缩，因此形成初始加热结构；使初始加热结构在第二溫度 下经受第二加热处理，其中第二加热处理至少部分地烙融第一可吸收长丝，因此形成第二 加热结构；允许第二加热结构冷却，W便形成所得的植入式装置；将植入式装置固定到个 体的身体中；W及允许组织向内生长到装置中。
[0011] 该装置可为单层或多层的，在层之间具有一种或多种可吸收组分或不可吸收组 分。
【附图说明】
[0012] 本文所包括的附图旨在是示例性的并且不限制关于本发明的范围：
[0013] 图1是可用于本发明的长丝的描绘，该长丝为多纤维长丝。
[0014] 图2是包括图1的长丝的初始紧密针织的结构的描绘。 阳015] 图2A是图2的一部分的放大视图。
[0016] 图3是使用由图2的针织结构制备的纱线的初始松散编织结构的描绘。 阳017] 图3A是图3的一部分的放大视图。
[0018] 图4是由图3的初始松散编织结构制备的植入式装置在加热已发生之后的描绘。
[0019] 图4A是图4的一部分的放大视图。
[0020] 图5是图4的装置在可吸收组分已水解且无组织向内生长之后的描绘。
[0021] 图5A是图5的一部分的放大视图。
[0022] 图6是植入式装置在水解之后，同时维持它的压缩形状的侧视图，呈现无组织向 内生长的装置[A](即，台式水解）和有组织向内生长的装置怔](即，在植入之后）的两个 假设视图。 阳02引图6A是图6的部分怔]的一部分的放大视图。
【具体实施方式】
[0024] 在修复或支撑各种组织的处理中，包括支架常常是有用的，该支架可用于不仅支 撑正在修复的组织，而且提供允许和促进组织向内生长和生成的装置。最常见的网片支架 所带来的问题在于，它们大体由基本上不可吸收的材料制成，并且因此在植入和组织向内 生长后很久仍维持在身体内。如本文所用，术语"向内生长"或"组织向内生长"是指随时 间推移在植入装置中和其周围生长的各种身体细胞和组织的生成和发育。根据植入物的部 位，可生成任何身体组织，包括例如骨髓、软骨细胞、成骨细胞、成纤维细胞、成血管细胞、平 滑肌细胞、肌细胞、内皮细胞、上皮细胞、肝细胞和塞尔托利氏细胞等等。如本文所用，术语 "可生物吸收的"和"可吸收的"互换使用，并且是指被分解并吸收到身体中且能够在一段时 间（诸如从几分钟到至少一年的时间段）内被身体代谢或排泄的材料。
[00巧]本发明提供一种合适的植入式装置，该植入式装置在植入之前和在组织向内生长 已开始之后在所有=个维度上都具有合适的物理特性。本发明提供一种支架，该支架包括 低含量的不可吸收组分，但是在可生物吸收组分被吸收并且组织已生长到装置中之后维持 期望特性。所得的植入式材料初始是编织的，但在可吸收材料被水解之后不具有定型结构。 另外，鉴于本发明的独特结构和成分，该装置在它的吸收后状态为更类似组织的，从而允许 被植入装置的个体进行自然组织运动且不明显地感觉到该装置。
[00%] 本发明提供一种植入式装置、制造该植入式装置的方法W及使用该植入式装置的 方法。在优选的方法中，通过初始选择至少一种、还更优选地多于一种聚合物纤维W形成长 丝来形成该装置，如下文将更详细地解释。图1示出包括多根纤维的长丝结构的一个实例。 一根或多根长丝随后可用于形成纱线，该纱线通常被描述为至少一根长丝的扭束。长丝可 被制成线轴，W便更容易使用。
[0027] 一根或多根长丝可W任何方法扭结，并且在一种方法中，运些长丝用于形成紧密 针织的结构，诸如套或薄片。紧密针织的结构的实例可参见图2和图2A。如果首先形成套 或薄片，那么随后退绕该套或薄片，从而产生含有用于编织该套或薄片的单独长丝的纤维 扭束。可通过其他方法实现扭结，诸如经由卷曲装置。扭结长丝被称为"纱线"。在一些实 施例中，每个线轴的长丝可被制成它自己的丝束，该丝束可被制成纱线。初始长丝可为单纤 维长丝或多纤维长丝，并且所得的纱线同样可为单丝或复丝。最理想地，纱线通过多根长丝 形成，每根长丝被扭结或卷曲。另选地，在长丝成形为纱线之后，纱线可被扭结或卷曲。长 丝的扭结或卷曲提供了装置中组分的体积的增大。
[0028] 下一步骤包括提供至少一种纱线，且更理想地提供多于一种纱线，并且将那些纱 线针织在一起W便形成松散编织的结构（被称为"初始编织结构"）。初始编织结构的一 个实例参见图3和图3A。初始编织结构随后经受下文描述的一个或多个加热过程，从而使 结构中的至少一些长丝收缩并且形成所得的皱缩和植入式结构，随后可对该结构进行热定 型。所得的结构还被称为"所得的植入式装置"，并且是指经受一个或多个加热步骤之后的 最终结构。所得的植入式结构的实例可参见图4和图4A。当然，例如，如果使用多个加热步 骤或在加热过程期间，在初始编织结构和所得的植入式装置之间可存在一个或多个中间结 构。第一加热步骤使初始编织结构中的至少一些纤维收缩，第一加热步骤之后所得的结构 被称为"初始加热结构"。初始加热结构随后可经受另外的一个或多个加热步骤，从而使纤 维中的一些纤维烙融并且使收缩且皱缩的结构固定在适当的位置。运形成了 "所得的植入 式装置"。在所得的植入式装置被植入到使用者身体中之后，该植入式装置可被称为"植入 的装置"。
[0029] 本发明设及包括不可吸收纤维和可吸收纤维的组合的植入式装置。如下文还将详 细描述，本发明的装置具有多个期望的物理特性，从而允许该装置充当可行的且改善的组 织修复或支撑装置。例如，该装置针对其所用于的特定应用具有期望范围内的厚度。该厚 度使得，一旦已发生向内生长并且可吸收材料已经被身体吸收，该装置就与向内生长的组 织接续。该装置还具有质量，该质量的水平足W允许新组织的主要成分成为生成的身体组 织。该装置应还提供合适的构型，W便在提供支撑的同时还允许生长，即，该装置具有下文 描述的合适的多孔结构。此外，该装置的至少不可吸收部分应该也充分地互连，W便避免提 供具有在植入之后可能迁移的纤维的装置。该装置还可具有期望的物理强度，因此维持装 置在植入之后的完整性，同时不妨碍向内生长。此外，该装置应该为足够柔性的，W便允许 该装置在正常的身体运动期间保持植入和固定。
[0030] 本发明的装置为具有不可吸收纤维和可吸收纤维的=维连续编织物，从而在所有 =个维度上形成不同取向。该装置旨在具有随机均匀的非结构性阵列。如本文所用，术语 "随机均匀的非结构性阵列"用于描述最终产品的取向，该最终产品通过提供至少两种不同 纤维的初始均匀编织物来形成，其中一种纤维的烙点比另一种纤维低，纤维随后在所有= 个维度上被牵伸在一起，因此生成随机的、非取向的结构外观，即使所得的结构具有潜在的 编织结构。牵伸步骤将在下文详细描述，并且可包括使溫度上升至高于最低烙点但低于最 高烙点的水平。所得的结构看起来可能为随机且不均匀的，但实际上它在随机性方面是均 匀的。换句话说，所得的结构可为具有起伏表面的均匀平坦的=维紧密的热定型针织物，该 热定型针织物具有拉材料的外观和感觉。所得的结构可为刚性的，或一定程度上可为柔性 的，运取决于所得的结构的材料量、分层和密度。所得的植入式装置的细节可通过下文描述 而更好地理解。随机均匀的非结构性阵列的使用在W下方面是重要的：提供使成纤维细胞 随时间推移沿装置和到装置中的生长和发育增强的装置。此外，所得的植入式装置能够比 传统的不可吸收支架或网片更容易地伸长。另外，当被吸收到身体中时，本发明创建类组织 修复，从而允许比包含结构性不可吸收组分的常规支架自由的组织运动。
[0031] 在优选的实施例中，该装置包括长丝编织物，长丝包括不可吸收纤维和可吸收纤 维，长丝编织物包括至少一种不可吸收纤维和至少一种可吸收纤维。运些长丝成形为扭结 纱线，运些扭结纱线被编织在一起并且经受下文描述的牵伸步骤。如本文所用，长丝可为单 纤维长丝材料或可为多纤维长丝材料，其可为例如交织的或W其他方式缠绕的。术语"长 丝"可包括单纤维长丝或多纤维长丝。如上所述，"纱线"由一根或多根长丝形成，该纱线为 扭结的。本文示出的附图示出多纤维长丝，但应当理解，长丝可为单纤维的。
[0032] 本发明的不可吸收纤维可由任何稳定的、不可吸收材料制成。合适的材料包括例 如：聚合物，诸如聚丙締（诸如由Elthicon,Inc. ,Somerville,NJW商品名PROLE肥缝合线 出售的那种）、PVDF/HFP共混物（诸如由化hicon，Inc.，Somerville,NJW商品名PRONOVA 缝合线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、尼龙、 聚丙締酸醋、聚甲基丙締酸醋、乙酸纤维素、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阳）、娃和苯乙締嵌段下二締，W及它们的组 合。其他合适的不可吸收材料包括：金属，诸如不诱钢、钻铭合金、铁和铁合金；W及生物惰 性陶瓷，诸如氧化侣、氧化错和硫酸巧，W及它们的组合。本发明的不可吸收长丝可包括多 于一根不可吸收纤维，运些纤维可为相同的或可为不同的。本发明的优选的不可吸收纤维 包括聚丙締、PVDF/HFP共混物、聚醋和尼龙。本发明的不可吸收纤维可为任何尺寸W提供 植入物的功能，并且具体地讲提供具有约10旦尼尔和约100旦尼尔之间的尺寸，还更优选 地为约25旦尼尔至约60旦尼尔的尺寸的长丝。如本文所用，术语"旦尼尔"具有其作为测 量单位的理解含义，并且旨在为长丝的纤度单位（不管是单纤维长丝或多纤维长丝），其等 于每9000米长丝、重一克的长丝的纤度。
[0033] 本发明的可吸收纤维同样可由任何期望的可生物吸收材料制成。运些可生物吸收 的聚合物包括合成聚合物诸如聚醋，W及生物聚合物诸如多肤、多糖和它们的衍生物。合 适的生物相容性的、可生物吸收的聚合物的实例包括但不限于：脂族聚醋、聚（氨基酸）、共 聚（酸-醋）、聚草酸亚烷基二醇醋、聚酷胺、聚缩醒、聚缩酬、聚碳酸醋、聚原碳酸醋、聚氨 醋、聚（班巧酸亚烷基二醇醋）、聚（马来酸）、聚（甲基乙締基酸）、聚（马来酸酢）铭氨酸 衍生的聚碳酸醋、聚（亚氨基碳酸醋）、聚原酸醋、聚氧杂醋、聚酷胺醋、含胺基的聚氧杂醋、 聚（酸酢）、聚憐腊、生物聚合物（例如，胶原、明胶、藻酸盐、果胶、淀粉、纤维蛋白、氧化纤 维素、壳质、脱乙酷壳多糖、弹性蛋白原、透明质酸W及它们的混合物），W及它们的混合物。 脂族聚醋可包括但不限于W下单体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-和内消旋丙交醋）、乙交醋（包括乙醇酸）、e-己内醋、对二氧六环酬（1，4-二 氧六环-2-酬）、S亚甲基碳酸醋（1，3-二氧六环-2-酬）、S亚甲基碳酸醋的烷基衍生物、 5-戊内醋、0-下内醋、丫-下内醋、￡-癸内醋、径基下酸醋、径基戊酸醋、1,4-二氧杂环 庚烧-2-酬（包括其二聚体1，5, 8, 12-四氧杂环十四烧-7, 14-二酬）、1，5-二氧杂环庚 烧-2-酬、6, 6-二甲基-1, 4-二氧六环-2-酬、2, 5-二酬基吗嘟、新戊内醋、丫，丫-二乙基 丙内醋、碳酸乙締醋、草酸乙締醋、3-甲基-1,4-二氧六环-2, 5-二酬、3, 3-二乙基-1,4-二 氧六环-2, 5-二酬、6, 8-二氧杂双环辛烧-7-酬。聚草酸亚烷基二醇醋包括美国专利 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，运 些专利中的每个W引用方式并入本文。可用于本发明的可生物吸收材料还包括：聚葡糖酸 醋、聚（乳酸-共-环氧