专利名称：医用防粘连硅橡胶膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及辐射交联、辐射接枝法制备医用高分子膜。
硅橡胶理化性能稳定，具有生理惰性，无毒，能经受苛刻的消毒条件，易根据需要制成管材、片材、薄膜或异型构件，是较为理想的医用高分子材料。目前的医用硅橡胶多采用化学法硫化成型。由于化学法硫化有过氧化物残基存在，使硅橡胶制品易于老化，且用在生物体内易引起异物反应。近年来国内外有研究对硅橡胶等医用高分子材料用辐射方法接枝亲水性单体以改善其生物相容性。例如上海科技大学学报一九八七年第2期37-41页，美国ACS Polymer Preprints 13，No 2，4，740，(1972)和Polymer Sci.Tehol.Series No7，159-171，(1975)，介绍了对硅橡胶进行辐射接枝亲水性单体或亲水、疏水性混合单体以改善其性能的研究，并做过少量动物埋藏试验。但尚未见到成功地制备出可应用于临床，作为外科手术防粘连的硅橡胶膜的报导。
本发明的目的是提供一种纯度高，与生物体相容性好，可用于外科手术防粘连的硅橡胶膜及其制备方法。
本发明采用辐射法交联、辐射法接枝，并采用适当的原料配方和工艺条件来实现上述目的。具体做法如下(1)配料制膜将原料按甲基乙烯基硅生胶100份，气相白炭黑45-55份，羟基硅油3-8份的重量配比依次混炼均匀，经薄通、停放、返炼、加压成型，制成厚度为0.2-0.5毫米的硅橡胶膜片;
(2)辐射交联将上述制得的膜片置于辐照场中，在一定的辐照温度下进行辐射硫化，辐照剂量为50-100千戈瑞，使交联后的凝胶分数大于94%;所述辐照温度为室温至55℃;
(3)辐射接枝将上述辐射交联后的硅橡胶膜片置于乙醇中浸泡4小时以上，浸泡温度为室温至60℃，取出后，烘干到恒重，然后将膜片浸入接枝液中，密封，通氮除氧后，置于辐照场中，辐照剂量为3-5千戈瑞;将辐照后的接枝膜片放入蒸馏水中反复浸煮洗涤4小时以上，再用乙醇浸泡洗涤，以除去表面均聚物，然后干燥;所述接枝液的重量配比为HEMA∶乙醇∶水＝20∶60-80∶20-0。得到接枝率为10-30%，吸水率≥30%的硅橡胶接枝膜。
所述辐照场可以是钴60，也可以是直线加速器。
所述接枝率和吸水率是按下述方法测定的将接枝前经预处理、烘干至恒重W0的膜片，辐照接枝后，除去均聚物，洗涤、烘干至恒重Wg，放入蒸馏水中浸泡24小时，取出，用滤纸吸干水渍，称重为Wh，按下式计算接枝率(％)＝ (Wg-Wo)/(Wo) ×100%吸水率(％)＝ (Wh-Wg)/(Wh-Wo) ×100%
所述凝胶分数是按下述方法测定的称取一定重量W1克辐照交联后的膜片，剪成约0.3×0.3毫米2大小的碎块，用铜丝网包扎后，放入脂肪抽提器中，用苯抽提48小时后称重为W2克，按下式计算凝胶分数(％)＝ (W2)/(W1) ×100％本发明产品的效果通过动物埋藏对比试验和外科手术试用获得证实。
动物埋藏对比试验情况如下将按本发明辐射法硫化、辐射法接枝方法制备的接枝率分别为4%，8%和15%的硅橡胶接枝膜试片以及化学法硫化的硅橡胶膜试片，用75%酒精浸泡24小时，再经灭菌生理盐水浸泡24小时消毒处理后，在健康家兔腰背部脊两侧前后左右四处深筋膜下分别植入1.0×3.0厘米2大小的不同材料试片一块，使其平整地与组织接触，缝合皮肤。埋藏一定时间后，取样病理检查。结果如表Ⅰ和表Ⅱ所示表Ⅰ试片编号 埋藏时间 毛细血管 纤维结缔 炎细胞 异物巨C(小时) 增生 组织 反应A化学法硫化 84 +++ + ++ +B辐射法硫化 84 ++ + ++ -C接枝率4% 84 ++ + ++ -E接枝率15% 84 + + + -
表Ⅱ试片编号家兔编号埋藏时间毛细血管纤维结缔炎细胞异物巨C(天)增生组织 反应A化学法硫化 1 3.5 ＋＋＋ ＋＋ ＋＋ －B辐射法硫化 2 3.5 ＋＋ ＋ ＋＋ －C接枝率8％ 3 3.5 ＋＋ ＋ ＋＋ －E接枝率15％ 4 3.5 ＋ ＋ ＋ －A化学法硫化 5 15 － ＋ ＋ ＋B辐射法硫化 6 15 ＋ ＋ － ＋C接枝率4％ 7 15 － ＋＋ ＋ －E接枝率15％ 8 15 ＋ ＋ － －A化不法硫化 9 30 － － ＋ －B辐射法硫化 10 30 － － ＋ －D接枝率8％ 12 30 ＋ － － －E接枝率15％ 13 30 － － － －A化学法硫化 14 45 ＋＋ ＋ ＋ ＋B辐射法硫化 15 45 － ＋ ＋ ＋C接枝率8％ 16 45 － ＋ － －E接枝率15％ 17 45 － ＋ － －
由动物试验可知，辐射法交联、辐射法接枝的硅橡胶膜片试片，术后取出观察，其色泽、光滑情况未变，无老化或变形，周围产生的炎细胞、毛细血管丧生和异物巨细胞比较少。试片与周围组织无粘连，埋藏一月以上者可在其周围形成纤维包鞘，鞘膜内面光滑，局部组织无炎症反应，此特点可作为某些外科，特别是骨科，手术中预防组织粘连使用。
根据动物试验结果，本发明选择接枝率为10-30%作为辐照接枝的工艺条件。接枝率太低，膜片的生物相容性改善不明显;接枝率太高，膜片硬度较大，手术使用不方便。
本发明产品硅橡胶接枝膜临床试用于预防骨关节损伤和疾患、肌腱损伤等手术后组织粘连，使用前将硅橡胶接枝膜片用常规高压蒸汽法进行消毒或浸泡在75%酒精溶液中24小时以上，然后浸泡在灭菌生理盐水中备用。
根据创伤部位及范围，按所需大小裁剪好水凝胶膜，植入易产生粘连的部位。如膝关节放置在关节腔直至髌上囊处;肘关节放置在肱关节间隙及肱三头肌深面紧贴骨干处。肌腱损伤者，放置在深浅肌腱的深浅两面，不作套式方法覆盖。放植防粘连膜的一端与深筋组织缝合1-2针，并留约1.5cm长的线头，作为以后取膜时的标记。放置膜的时间一般为4-8周。取膜时可以从原切口中的一段进入，按标记可顺利取出膜，并检查膜的完整性。
从50例病例试用情况随访观察，治疗效果如下创伤组35例，术后32例随访，最长5年，最短一年。其中膝关节10例，优7例，良2例可1例;肘关节11例，优8例，良2例，可2例，腕关节4例，可1例;髋关节1例，优1例;踝关节1例，优1例。伸指肌腱断裂修补5例，优4例，差1例，跟腱1例，优1例。优良率为86%。
类风湿关节炎组7例中，有6例8个膝关节(双侧2例)术后随访，最长4年，最短两年零1月。8个膝中优5个膝，良2个膝，可1个膝。优良率80%。
本组50例中还有先天性畸形2例，第二跖骨头无菌性坏死3例(作半关节用)，月骨坏死1例，良性骨肿瘤2例，共8例。术后随访两年以上，优7例，良1例。
上述疗效优、良、可、差的评定标准如下创伤组(包括肌腱损伤)按受伤部位及相邻关节功能恢复制定，新鲜损伤术后的功能恢复与正常关节相比，陈旧性损伤术后的功能恢复与术前关节功能相比较。
优关节功能完全恢复正常。
良关节功能恢复较正常少于20°或较术前增加大于40°。
可关节功能恢复较正常少于20°以上，或较术前增加少于40℃。
差关节功能无改善。
类风湿关节炎组，按术后关节止痛、消肿和功能改善情况制定。
优无疼痛，无肿胀，关节活动范围增加大于40°。
良疼痛及肿胀稍有减轻，关节活动度增加在20°-40°之间。
可疼痛及肿胀稍有减轻，关节活动度增加小于20°。
差关节疼痛及肿胀，功能无改善。
在本发明产品的临床试用中，未发生差的情况，总优良率在85%以上。
将本发明产品应用于外科手术防粘连，对减轻患者的痛苦，恢复患者创伤部位的活动功能，恢复病人的劳动能力，效果显著，对配合手术治疗的成功起到重要的辅助作用，具有良好的社会效益和经济效益。
由于本发明方法采用辐射法交联，保证了接枝前硅橡胶材料的高纯度，避免了化学法交联有过氧化物残基等杂质的缺点，且辐照的同时还能对材料起消毒作用;由于本发明方法采用辐射法接枝亲水单体，不引入催化剂等杂质，从而保证了最终产品的高纯度;接枝共聚物吸水后形成稳定的水凝胶，能够降低材料与体液接触的界面能，有利于小分子的渗透、扩散和迁移，增加了材料的生物相容性和抗凝血性能，从而能适合于医用需要。
本发明在原料中加入适量的补强剂白炭黑和结构控制剂羟基硅油，并选择了合适的辐照工艺条件，从而保证了产品具有优良的机械力学性能。经使用Instron-1122电力万能拉力机，在24℃，拉速20厘米/分钟，指速5厘米/小时条件下，对宽10毫米厚0.5毫米的本发明产品湿式试片进行测定，测得断裂强度≥4MPa，抗撕裂强度≥8KN/m，相对伸长率≥100%。
以下实施例具体说明本发明制备医用防粘连硅橡胶接枝膜的过程实施例1(1)配料混炼成型将100份乙烯基含量约4%的甲基乙烯基硅生胶通过包辊炼胶，然后加入50份2号气相白炭黑进行混炼，再加入5份羟基硅油，薄通15次，下片，停放48小时。经适度返炼后，取一定重量的胶料，放在上下各一块洁净的聚酯薄膜之间，将胶料同这两块聚酯薄膜一起放到压片机中，在室温、压力2MPa的条件下，压制成0.3毫米的膜片，然后连同上下聚酯薄膜一起下片。
(2)辐射交联将上述膜片垂直置于6万居里的钴60辐照场中，在温度为28℃、剂量率为16.7千戈瑞/小时下辐照5小时即完成交联。
将交联后的膜片剥掉上下两层聚酯膜，在中间层料膜片上取少量试样，经干燥，称重W1＝0.3573克，剪成0.3×0.3毫米2大小的碎块，用铜丝网包扎后，放入抽提器中，用苯抽提48小时后，经干燥，称重W2＝0.3368克，根据重量法计算其凝聚分数，以确定凝胶分数是否达到≥94%的要求。
计算凝胶分数 (W2)/(W1) ＝ 0.3368/0.3573 ×100%=94.26%(3)辐射接枝将上述中间层料膜片浸在乙醇中，在60℃温度下浸泡4小时，然后放入真空干燥箱，在8.66×103Pa压力和60℃温度下干燥至恒重W0。
将此干燥后的膜片置于接枝瓶中，接枝瓶内放有预先配制好的由HEMA20%、乙醇80%组成的接枝液，使膜片浸在接枝液中，充氮除氧后密封，置于钴60辐照场中，在温度为28℃、剂量率为5千戈瑞/小时下辐照50分钟，取出膜片，先用蒸馏水洗涤;放在蒸馏水中反复浸煮洗涤8小时以除去均聚物，然后用乙醇浸泡洗涤4小时至干净，放入真空干燥箱中烘干至恒重，用洁净纸包裹备用。
实施例2，配料为100份甲基乙烯基生胶，45份气相白炭黑，4份羟基硅油;辐照交联时采用剂量率25千戈瑞/小时，辐照温度12℃，辐照2小时;辐照接枝采用重量配比为HEMA20%，乙醇60%，水20%的接枝液，辐照剂量率采用3千戈瑞/小时，辐照温度12℃，辐照1.5小时。
其余步骤同实施例1。
权利要求
1.一种医用防粘连硅橡胶膜是由结构单元为
的甲基乙烯基硅生胶加入补强剂白炭黑和结构控制剂羟基硅油，交联成网状结构，经辐射接技亲水性单体而成的硅橡胶接枝膜，其特征在于，所述甲基乙烯基硅生胶、白黑炭和羟基硅油的重量比为100∶45-55∶3-8；所述交联采用辐射法交联；所述辐射接枝的亲水性单体为甲基丙烯酸β-羟基乙酯(HEMA)，接枝率为10-30%；吸水率≥30%，膜厚度为0.2-0.5毫米。
2.权利要求1所述硅橡胶膜的制备方法，其特征是经由下列工艺步骤(1)配料制膜将原料按甲基乙烯基硅生胶100份，气相白炭黑45-55份，羟基硅油3-8份的重量配比依次混炼均匀，经薄通、停放、返炼、加压成型，制成厚度为0.2-0.5毫米的硅橡胶膜片;(2)辐射交联将上述制得的膜片置于辐照场中，在一定的辐照温度下进行辐射硫化，辐照剂量为50-100千戈瑞，使交联后的凝胶分数大于94%;所述辐照温度为室温至55℃;(3)辐射接枝将上述辐射交联后的硅橡胶膜片置于乙醇中浸泡4小时以上，浸泡温度为室温至60℃，洗涤后取出，烘干至恒重，然后将膜片浸入接枝液中，密封，通氮除氧后，置于辐照场中，辐照剂量为3-5千戈瑞;将辐照后的接枝膜片放入蒸馏水中反复浸煮洗涤4小时以上，再用乙醇浸泡后，干燥;所述接枝液的重量配比为HEMA∶乙醇∶水＝20∶60-80∶20-0。
3.如权利要求2所述硅橡胶膜的制备方法，其特征在于所述辐照场可以是钴60，也可以是直线加速器。
4.权利要求1所述硅橡胶接枝膜的用途，其特征是可用于外科手术中植入创伤修复部位防止组织粘连。
全文摘要
一种医用防粘连硅橡胶膜，将甲基乙烯基硅生胶、气相白黑炭和羟基硅油按100∶45—55∶3—8重量比依次混炼均匀，压制成厚度为0.2—0.5毫米的硅橡胶膜片，进行辐射交联，辐照剂量50—100千戈瑞；再浸入由HEMA、乙醇和水按20∶60—80∶20—0重量比配成的接枝液中，进行辐射接枝，辐照剂量3—5千戈瑞。制成的硅橡胶接枝膜可用于外科手术中植入创伤修复部分，防止组织粘连。
文档编号C08J5/18GK1063877SQ9110085
公开日1992年8月26日 申请日期1991年2月8日 优先权日1991年2月8日
发明者方月娥, 史天义, 尹忠祥, 梅宝珊 申请人:中国科学技术大学