可吸收生物材料的拉伸强度

材料降解描述暴露于一个或多个环境因素后，性能的丧失和材料特性的变化，如拉伸强度、颜色和形状。这些因素包括热、光、机械力或化学暴露，如酸、碱或盐。控制退化的一个方法是表面工程。这是通过用保护层屏蔽表面或通过修改材料本身（例如，通过交联）来实现的。

在这里，市售样品的样品在测试机器中用力传感器进行测试。样品被牢固地放置在测试机 （UTM） 的夹具中，UTM 归零，并且位移速度为 6 mm/min，直到故障。发生故障后，将记录峰值力。实验设计如下图所示。

图1:实验设计。

本实验将使用两种可吸收缝合线:多糖化酸缝合线和多二恶英缝合线。合成多糖酸盐缝合线是从需要甘油和碳酸三酯的反应制备的。在形成聚（糖-共三聚碳酸碳酸盐）时，它们被聚合。这些聚糖化物的线性结构为（C₈H₁₀O₇）_n，如图 2 所示。另一方面，PDS II 紫罗兰缝合线由多二恶英聚合物合成，其线性结构为 （C₄H₆O₃）_n。聚二苯酚如下图3所示。

图2:用于聚合聚甘油酸缝合线的聚糖（甘油-共增碳碳酸酯）。

图3:用于聚合缝合的多二恶英。

两种缝合线都遵循水解反应，通过降解过程。对于多糖化糖，发生两步水解。首先，聚合物首先通过内部酯键的裂解转化为单体（甘油酸）。然后，对聚合物的结晶部分发生水解攻击。当晶体区域溶解时，聚合物会坍塌。同样，多二恶英缝合线通过酯基安全降解。两种缝合类型的降解化合物无毒，通过排尿或呼气安全分泌。

随着时间的推移，由于羟基离子的存在，溶液的酸性会更高。卡博基酸基产生于降解单体的末端，从而降低周围溶液的pH。最近的研究表明，多糖苷和多二恶英在体内降解的速度比体外快，由细胞酶活性²引起。在体外过程中，不观察到生物酶的存在。

在五个星期内，对所有经过处理的标本进行测试和分析。从总体试验中，使用公式 1 计算平均拉伸强度:

(1)

还计算了与缝合类型和溶液环境有关的所有失效力的标准偏差。最后，使用平均拉伸强度确定保留的拉伸强度百分比。下面是显示代表性结果的图表。

(2)

前四周，所有pH范围内的多糖酸酯缝合线的平均强度损失分布分别为81%、76%、66%和54%。在实验的前四周，此配置文件与制造商对这些缝合线的声明几乎相同。同样明显的是，原来的多糖酸盐轮廓的降解速度比实验性体外缝合线略快。这是由于制造商在体内进行了测试，其中存在酶降解等因素。生物酶的存在可以大大提高生物材料的降解和再吸收率。体内测试使标本承受体外程序所缺乏的不同压力和生化相互作用。体内测试通常比体外测试更可取，因为它允许观察实验对活体受试者的总体影响。

图4:酸性溶液:缝合拉伸强度。

图5:中性溶液，缝合拉伸强度。

图6:碱性溶液，缝合拉伸强度。

图7:酸溶液，保持拉伸强度百分比。

图 8:中性溶液，保持拉伸强度百分比。

图 9:基本解决方案，保持拉伸强度百分比。

控制			7 天			14 天
平均 pH			平均 pH			平均 pH
不适用			酸	中性	基地	酸	中性	基地
			5	6	8	4	6	9
力 （N）			力 （N）			力 （N）
93.63			83.67	85.67	78.40	74.63	83.53	78.40
102.07			98.53	93.50	82.77	71.73	77.30	80.83
101.43			78.13	81.03	86.77	75.08	81.73	80.33
97.80			79.50	75.73	82.40	76.50	74.67	81.17
86.43			79.93	81.63	75.33	67.00	87.10	94.80
			94.23	96.80	98.07	89.27	91.43	87.47
21 天			28 天			35 天
平均 pH			平均 pH			平均 pH
酸	中性	基地	酸	中性	基地	酸	中性	基地
4	6	9	4	6	8	4	6	8
力 （N）			力 （N）			力 （N）
56.53	58.70	85.97	51.53	58.57	73.22	36.37	38.77	74.67
60.73	65.33	75.80	49.70	51.43	72.20	24.20	34.83	67.70
58.27	63.53	69.23	56.87	72.20	83.20	36.30	42.37	73.27
64.93	66.83	81.60	40.63	28.40	72.90	21.60	36.83	74.63
68.57	63.90	81.90	29.70	58.70	80.93	42.00	40.97	75.67
75.20	76.17	61.63	20.83	69.47	83.33	31.37	45.33	81.77
85.63	94.17	85.00	36.37	78.13	76.73	87.53	90.77	81.83
60.33	75.83	80.47	52.33	66.67	85.83

表1:整体5周二恶英缝合数据，失效时力

控制			7 天			14 天
平均 pH			平均 pH			平均 pH
不适用			酸	中性	基地	酸	中性	基地
			4	6	9	4	6	9
力 （N）			力 （N）			力 （N）
170.80			131.37	147.03	146.23	122.07	117.87	135.17
170.93			147.70	142.60	152.63	129.30	132.13	129.87
167.70			134.00	153.80	120.13	107.93	113.13	101.57
162.37			112.90	102.87	111.07	139.63	120.47	111.20
156.70			153.20	124.63	103.80	123.80	131.47	129.57
			152.87	145.90	123.33	143.57	146.13	144.57
21 天			28 天			35 天
平均 pH			平均 pH			平均 pH
酸	中性	基地	酸	中性	基地	酸	中性	基地
4	6	8	4	6	8	4	5	7
力 （N）			力 （N）			力 （N）
110.63	109.13	115.27	93.67	93.40	74.57	50.43	54.03	44.80
115.10	113.13	87.90	75.40	100.50	77.93	82.47	78.67	78.70
120.50	128.93	116.37	111.43	108.00	109.73	80.47	42.83	80.20
114.03	116.43	101.03	84.23	87.17	80.10	69.40	81.13	77.10
118.83	110.93	107.43	51.47	66.90	81.60	68.70	81.50	46.97
78.33	87.90	115.57	59.87	93.77	61.07	76.87	82.73	82.53
131.20	141.07	107.83	105.60	111.73	112.21	68.00	57.27	86.23
80.47	122.70	91.67	103.67	110.10	105.67

表 2:整体 5 周聚甘油酸水原形数据，故障时力

随着时间的推移，所有缝合标本的拉伸强度都有所下降。此外，对于多二恶烷缝合线，酸性环境的损害最大，因为仅保留了原始抗拉强度的41.46%，而碱性和多脂酮缝合线保留了78.58%和48.95%的原始抗拉强度。中性解决方案。另一方面，不同pH溶液中多糖酸酯缝合线随时间的增强度保留百分比都相似。在中性环境中观察到多糖酸酯缝合的拉伸强度下降幅度最大，只有41.22%的原始强度被保留。在酸性和碱性环境中，多糖酸缝合线分别保留了原拉伸强度的42.79%和42.81%。

如果缝合线在较高温度下孵育，由于系统内固有的能量增加，缝合线会更快地退化。这将允许更多的自发去聚合到单体发生。换句话说，随着温度的升高，拉伸强度将受到负面影响。此外，如果缝合线保持在恒定的压力，腐烂的机会也会增加。这将是由于蠕变变形;拉伸缝合线会产生较弱的局部区域，这些区域是吸收的黄金地段。如果缝合线被绑成结，也会发生类似的情况。

本实验对不同pH环境下缝合的抗拉强度进行了评价。在五周内，在接触酸性、碱性和中性溶液后，探索了两种不同类型的缝合的抗拉强度。结果表明，在任何pH环境中，生物吸收缝合线会随着时间的推移而降解。

虽然多糖酸盐缝合线以更快的速度降解，但与多二体素缝合线相比，其降解力仍然更强。实验结果还表明，在较长的时间范围内，多二体素缝合线比多糖酸盐缝合线保留更多的强度，因为多晶体缝合线的降解速度越来越明显。然而，由于实验是在体外进行的，因此在更积极的生化模型中，对于多糖化酸或多二恶英缝合线的有效性，目前尚无实质性结论。酶降解是必须考虑的一个关键方面。不管怎样，这两个缝合线都是外科手术的可行候选者。这项研究证实了这类研究的重要性。

可治愈的缝合线提供暂时的伤口支持，使伤口愈合良好，足以承受正常力量。一般来说，可吸收缝合用于内部程序，因此不需要额外的外科手术来去除缝合线。解体后，缝合的痕迹很少或根本没有留下。可复发的缝合也用于不能返回缝合切除程序的患者。另一方面，不可吸收的缝合线通常用于表皮会闭合，在一定时间后可以轻松去除缝合线。此外，不可吸收缝合也经常用于紧张的内部环境，当可吸收缝合不能提供足够的伤口支持。心脏等内部结构，一贯承受各种压力和运动，需要不可吸收的缝合。不可吸收缝合的其他应用包括骨科手术和心脏手术的胸腔闭合。由于可吸收缝合用于身体内部和更关键的部位，因此测试其强度并分析产品质量非常重要。

材料列表

名字	公司	目录号	评论
设备
缝合
统治者
剪刀
卡钳
镊子
规模
蒂尼乌斯·奥尔森测试仪
烤箱
示例容器
烧杯
吸管
移液器填料
移液管
玻璃 器皿
化学品
去离子水
盐酸
氢氧化钠（NaOH）