陸 遠(yuǎn)，王 祺，王 煦，滿新賀

（清華大學(xué)附屬北京市垂楊柳醫(yī)院,北京100023）

病患的組織器官在受到外力產(chǎn)生較大的切口或造成部分開裂的情況時(shí),醫(yī)院的治療需要在無菌環(huán)境下進(jìn)行,以避免進(jìn)一步的感染。而在傷口與醫(yī)療器械相接或治療完成后還需要對(duì)傷口進(jìn)行閉合處理,達(dá)到將傷口或手術(shù)產(chǎn)生的切口與身體組織固定,促進(jìn)患者傷口愈合的目的[1]。在此情境下,醫(yī)用縫合線的使用是最為主流的選擇。同時(shí)醫(yī)用縫合線也大量應(yīng)用在血管的結(jié)扎等外科創(chuàng)傷處理中[2]。

醫(yī)用縫合線是通過纖維單絲、復(fù)絲編制而成的醫(yī)用紡織材料,是所有大型外科手術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵一環(huán),往往需要其有一定的抗張能力以便于醫(yī)護(hù)人員的操作,同時(shí)也需要具備良好的生物相容性和穩(wěn)定性,使其在工作期間避免患者產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[3]。早在4000年前就有古代醫(yī)護(hù)人員通過亞麻縫合線對(duì)傷口進(jìn)行縫合的記錄,這也是有記載的最早的醫(yī)療器械之一[4]。在1950年之前,由于合成纖維的生產(chǎn)工藝并不完善,羊腸和蠶絲等天然材料成為主流的制備醫(yī)用縫合線原料。而隨著材料學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展,在現(xiàn)代發(fā)展出各類材質(zhì)的醫(yī)用縫合線,并產(chǎn)生了可吸收縫合線和不可吸收縫合線的分類,在我國(guó)則是以不可吸收縫合線為主,可吸收縫合線及其原材料的生產(chǎn)工藝并不成熟,很大程度上依賴于進(jìn)口[4],開發(fā)出新型可降解醫(yī)用縫合線的材料及生產(chǎn)工藝,是我國(guó)醫(yī)療行業(yè)中較為重視的問題。

1 醫(yī)用縫合線的發(fā)展及性能要求

古代對(duì)傷口的縫合處理較為粗糙,瑪雅人甚至使用大黑蟻蟻身的紐結(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)傷口的縫合,而在埃及、印度等區(qū)域則有對(duì)使用頭發(fā)、動(dòng)物的鬃毛、肌腱和棉線等材料作為縫合線的記錄。隨著古代各類工藝的成熟,金屬絲、蠶絲和植物纖維都成為了醫(yī)療縫合的材料。在16世紀(jì)后,蠶絲制成的縫合線開始應(yīng)用在對(duì)血管進(jìn)行結(jié)扎的處理當(dāng)中,19世紀(jì)則生產(chǎn)處經(jīng)過消毒處理的羊腸縫合線,20世紀(jì)的醫(yī)用縫合線材料則以經(jīng)過碘伏滅菌處理過的絲線和羊腸黏膜線為主。經(jīng)過時(shí)代的發(fā)展,天然纖維如毛發(fā)、金屬纖維和棉麻纖維等易發(fā)生感染的材料已經(jīng)被更為安全的腸線代替,然而滅菌后的腸線仍存在一定的感染風(fēng)險(xiǎn),故而合成纖維開始引入作為縫合線的原料[5]。

隨著材料合成行業(yè)的發(fā)展和生物科學(xué)與材料科學(xué)的交互,新型合成纖維如聚乙交酯、聚對(duì)二氧環(huán)己酮等開始引入。自1950年起,尼龍和聚丙烯等不可吸收纖維是醫(yī)用縫合線的主流材料,而1960年起,體內(nèi)可吸收的膠原線在分子交聯(lián)調(diào)節(jié)工藝下開發(fā)出來,1970年甲殼素及衍生合成纖維工藝成熟[6]。21世紀(jì)起,具有炎癥反應(yīng)大大降低和快速的組織吸收功能的抗菌縫合線開發(fā)完成。然而不管是可吸收或不可吸收縫合線,其抗拉強(qiáng)度都出現(xiàn)了大范圍的損失特征[7]。近年來,抗菌、載藥和緩釋消炎等能力的新型多功能、高性能的醫(yī)用縫合線的開發(fā)是人們?nèi)栽谧非蟮哪繕?biāo)。

作為承擔(dān)醫(yī)療作用的重要工具,醫(yī)用縫合線的性能要求有許多。醫(yī)用縫合線會(huì)植入體內(nèi),與身體的組織相互影響,故而首要的性能就是需要有較強(qiáng)的生物相容性,包括縫合線與血液的相容性、與組織的相容性等指標(biāo),要達(dá)標(biāo)對(duì)機(jī)體組織的高適應(yīng)性,組織反應(yīng)小,不出現(xiàn)免疫排斥和免疫應(yīng)答的目標(biāo)[8]。其二,便是可生物降解和可吸收性,對(duì)于縫合血管等深埋體內(nèi)的手術(shù)類型而言,可吸收類的縫合線可以實(shí)現(xiàn)在體液環(huán)境中的降解,避免了縫合線取出的步驟。但可生物降解的縫合線需要達(dá)到降解速度與組織愈合時(shí)間的匹配以及降解產(chǎn)物對(duì)人體沒有傷害或可直接排出體外的要求[9]。第三,縫合線需要有一定的力學(xué)性能如抗張強(qiáng)度、柔韌性和持結(jié)性等特點(diǎn),因?yàn)楣潭▊诘目p合線需維持結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性,以防止組織的凹陷和裂口以及防止細(xì)菌和血凝塊的黏附,且不能因?yàn)檫B接的緊密在工作中被磨損。同時(shí),縫合線要保持一定的拉伸強(qiáng)度和延伸率,以及彈性和蠕變性能,使在體內(nèi)工作時(shí)不會(huì)因?yàn)槭芰Χ鴶嗔裑10]。最后,則是在處理方面有易染色、可消毒和便于操作等特性。

2 醫(yī)用縫合線的材料及分類

縫合線的分類方式有很多種,按材料來源可分為天然材料和人工合成材料；按吸收性而言則可分為可吸收性和不可吸收性材料；按纖維則可分為復(fù)絲編織和單絲編制。下面介紹幾種現(xiàn)代的醫(yī)用縫合線材料。

2.1 動(dòng)植物纖維

天然縫合線材料大多是動(dòng)植物纖維,常見的天然縫合線大多分為兩種,動(dòng)物的腸線和天然蠶絲縫合線。腸線的來源通常取自綿羊和山羊等動(dòng)物的腸粘膜下層或是牛類的漿膜,其成分以膠原蛋白為主,是三條多肽鏈纏繞成三股螺旋結(jié)構(gòu)的大分子蛋白質(zhì)[11]。腸線是典型的可吸收性生物材料,且來源廣泛,成本較為低廉,故而在以前的醫(yī)療工作中大量應(yīng)用,但腸線也具有不可忽視的缺點(diǎn),其強(qiáng)度不均勻,在人體中的降解也不均勻,耐磨性差,現(xiàn)已被新型材料所取代。以膠原蛋白為主要材料的縫合線還有經(jīng)過重組的膠原縫合線,與腸線相比,膠原縫合線可以通過控制膠原分子的交聯(lián)程度來調(diào)整其在人體內(nèi)的降解速度,具有更為優(yōu)良的生物相容性,力學(xué)性能也更為均勻,在現(xiàn)代工藝的發(fā)展下,膠原縫合線的生產(chǎn)過程也簡(jiǎn)單了許多。蠶絲制成的真絲縫合線則具有諸多優(yōu)點(diǎn),由于蠶絲屬于天然的蛋白質(zhì)纖維,同樣具有優(yōu)異的可降解性能,在人體經(jīng)過6個(gè)月左右就可完全降解,且其在人體內(nèi)的降解產(chǎn)物是各類氨基酸,不僅不會(huì)對(duì)人體造成危害,還能為人體帶來少量所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)真絲縫合線具有極佳的操作特性,力學(xué)性能極佳,易于打結(jié),且蠶絲在被人體血液浸潤(rùn)后可緩慢膨脹從而達(dá)到填充針眼的作用,有效減少了血液的滲出[12]。

2.2 人工合成復(fù)合材料

人工合成的纖維材料可分為不可吸收型和可吸收型,人工合成不可吸收型纖維材料有尼龍、聚丙烯和聚酯類材料等；人工合成可吸收醫(yī)用縫合線材料以聚乙交酯、聚乙交酯-丙交酯、聚乳酸、聚對(duì)二氧環(huán)己酯、聚對(duì)二氧環(huán)乙酮等。其區(qū)別在于,可吸收材料大多具有一定的人體降解能力,對(duì)于人體內(nèi)部傷口的縫合具有更好的效果,避免了二次感染,而不可吸收材料通常應(yīng)用于表層傷口,更多地體現(xiàn)在對(duì)傷口的固定方面。下面介紹常見的人工合成復(fù)合材料纖維。

（1）聚酯纖維

聚酯類材料的拉伸強(qiáng)度和抗張能力是不可吸收類醫(yī)用縫合線中表現(xiàn)最好的材料,通常以復(fù)絲編織方式為主,其優(yōu)點(diǎn)是具有高模量、剛性好和較小的組織反應(yīng)性,但其彈性表現(xiàn)較差,在植入體內(nèi)后僅有少量的性能損失,可提供穩(wěn)定且長(zhǎng)期的優(yōu)異支撐能力[13]。

（2）尼龍纖維和聚丙烯纖維

尼龍材料則以單絲編織方式存在,具有高強(qiáng)度和恰當(dāng)?shù)膹椥?同樣具有較小的組織反應(yīng)性,但結(jié)性差和水解性是不可忽視的缺點(diǎn),其抗拉強(qiáng)度在體內(nèi)會(huì)逐漸減小[14]。聚丙烯縫合線則是由丙烯聚合而成的全同立構(gòu)聚丙烯材料制成,以單絲編制方式為主,具有高強(qiáng)度、低密度和高韌性的特點(diǎn),同時(shí)具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和生物惰性,不會(huì)被降解,不吸水,組織反應(yīng)小,但在縫合線打結(jié)過程會(huì)造成一些磨損[15]。

（3）聚乙交酯纖維和聚乙交酯-丙交酯纖維

聚乙交酯纖維材料與聚酯纖維材料較為相似,在植入人體的第一周到第二周中力學(xué)性能保持較為完善,在人體內(nèi)的吸收周期為5～10周左右,相對(duì)其他材料具有最佳的生物相容性,大量應(yīng)用于腸胃、泌尿道、婦科等醫(yī)療手術(shù)中,在眼科醫(yī)用中也有應(yīng)用,但其較差的柔韌性使其作為手術(shù)縫合線在人體中應(yīng)用時(shí)會(huì)對(duì)人體組織帶來一定的傷害,且其力學(xué)強(qiáng)度會(huì)隨在人體中的工作時(shí)間而下降。所以除了快吸收縫合線仍在使用聚乙交酯纖維,大多采用聚乙交酯-丙交酯縫合線代替。相對(duì)于普通人工合成纖維,聚乙交酯-丙交酯纖維的強(qiáng)度和使用手感要好許多,抗張強(qiáng)度較高,且在人體內(nèi)可保持3～4周的強(qiáng)度,生物相容性和可降解性能也較好,9～14周就可完全吸收,且其降解時(shí)間會(huì)根據(jù)乙交酯和丙交酯共聚比例的不同發(fā)生一定程度的改變。聚乙交酯-丙交酯縫合線對(duì)人體無傷害、無殘留、無積累,是體內(nèi)傷口縫合的絕佳材料之一[16]。

（4）聚乳酸纖維

聚乳酸縫合線是兼具無毒、高強(qiáng)度、優(yōu)良的生物相容性和可吸收性,操作性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)的纖維材料,且其在人體降解后的產(chǎn)物是乳酸,對(duì)人體無害,不會(huì)造成感染。但親水性不足導(dǎo)致的胞黏附性弱,且降解產(chǎn)物乳酸的溶解使人體內(nèi)環(huán)境呈偏酸性,不利于細(xì)胞的生長(zhǎng)等問題是其不可忽視的[17]。

除上述纖維外,還有金屬纖維和聚對(duì)二氧環(huán)己酯纖維等,利用不銹鋼、鈦合金和銀等金屬纖維制成的金屬縫合線具有高強(qiáng)度、高耐磨和高韌性等特點(diǎn),在胸骨對(duì)合、疝修補(bǔ)及肌腱修補(bǔ)等領(lǐng)域承擔(dān)重要角色,同時(shí)在固定表層傷口時(shí)還有減輕傷疤痕跡、促進(jìn)局部的恢復(fù)和局部止血的效果。而聚對(duì)二氧環(huán)己酯縫合線則因?yàn)槠浣M織反應(yīng)性小、抗張強(qiáng)度大和強(qiáng)度保留率高的特點(diǎn)在縫合愈合時(shí)間較長(zhǎng)的傷口治療中大量應(yīng)用。

3 結(jié)語

醫(yī)用縫合線是現(xiàn)代外科醫(yī)療中的重要組成部分,根據(jù)不同的傷口處理類型有著豐富的選擇,為病患傷口的愈合提供重要助力,然而醫(yī)用縫合線仍存在一些問題,需要對(duì)工藝和材料進(jìn)行不斷的完善,例如天然材料縫合線雖然具有較高的柔韌性和力學(xué)性能,但降解效率低,吸收能力弱,容易引發(fā)炎癥反應(yīng),甚至降低傷口的愈合速度；而可吸收縫合線在人體可以被分解或分離,不易發(fā)生炎癥反應(yīng),但吸收時(shí)間和力學(xué)穩(wěn)定性能難以有效控制。為此,仍需醫(yī)療工作者們不斷努力和改進(jìn)。