郭珊珊 沈 為 陳南梁 陳世益 (.東華大學產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心，上海，060; .復旦大學附屬華山醫(yī)院，上海，00040)

人工韌帶織物雜質(zhì)的清洗方法研究*

郭珊珊1沈 為1陳南梁1陳世益2(1.東華大學產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心，上海，201620; 2.復旦大學附屬華山醫(yī)院，上海，200040)

對人工韌帶織物上的雜質(zhì)進行化學成分及結(jié)構(gòu)的相關(guān)分析，結(jié)果表明它們可能會影響到韌帶誘導細胞的長入，因此這些雜質(zhì)是有害的。使用水浴鍋加熱和超聲波洗滌方法去除人工韌帶織物上的雜質(zhì)，通過改變清洗試劑氫氧化鈉、草酸和洗滌劑的濃度、作用時間和清洗順序來對比不同清洗方式的效果;使用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢驗清洗的程度，用掃描電鏡觀察清洗前后織物的表觀形態(tài)。同時，進行了體外研究，在韌帶織物切片上植入小鼠成骨細胞，采用光學顯微鏡分析織物對細胞生長的影響。通過對比試驗，最終選擇了一種最優(yōu)的洗滌方法。

醫(yī)用紡織品，人工韌帶，織物清洗，生物相容性

生物相容性是判斷人工韌帶性能優(yōu)劣的重要指標之一。理想的人工韌帶材料應具備以下要素:組織相容性好，不產(chǎn)生排異反應;腱性結(jié)合部位能組織愈合，可吸收，不與周圍組織發(fā)生粘連;能誘導自體腱的產(chǎn)生，允許有生理排列、再生新韌帶傾向的細胞組織逐漸長入［1]。而用作人工韌帶的織物在編織下機后，織物上帶有紡絲及織造過程中所添加的油劑和鐵銹等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不利于人工韌帶在植入體內(nèi)后誘導細胞長入。因此，織物下機后的清洗是十分必要的。

1 織物原樣雜質(zhì)分析

首先采用QP-2010氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀對織物原樣上油劑的化學結(jié)構(gòu)進行了檢測和分析，檢測結(jié)果表明共有13種雜質(zhì)，見圖1。

2 清洗工藝

由圖1可看出，織物上的雜質(zhì)主要成分為酯類和飽和烷烴，屬于油類。油類物質(zhì)通常可溶于酒精、苯等有機溶液，考慮到苯的毒性，本文選擇了酒精為清洗劑。化學除油利用堿溶液對油脂的皂化和乳化作用除去皂化性油脂;可利用表面活性劑的乳化作用除去非皂化性油脂。為了強化去油功效，除選擇酒精作為清洗劑外，還采用氫氧化物(NaOH) 和 洗 滌 劑 復 合 除 油［2]，選 用 草 酸(C2H2O4)除鐵銹。為加強洗滌效果，采用了水浴鍋加熱及超聲波洗滌的方式［3]。

2.1 清洗設(shè)備

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋;JAC Ultrasonic 4020超聲波發(fā)生器，超聲波頻率為40 kHz。

2.2 清洗方案

將人工韌帶織物分制成8個試樣，依次編為1#～8#，1#和 2#、3#和 4#、5#和 6#、7#和 8#試樣又分為四組。前三組依次采用A、B、C三種清洗方法，最后一組是未做處理的坯布。三種清洗方法分述如下(所用清洗劑溶液的百分濃度均為質(zhì)量分數(shù))。

A:無水酒精清洗→1%的NaOH溶液，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→1%的C2H2O4溶液，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→10%的洗潔精，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→1%的NaOH溶液，超聲波清洗60 min→清水洗→10%的洗潔精，超聲波清洗60 min→無水酒精清洗→清水超聲波清洗30 min

圖1 織物原樣雜質(zhì)分析的色譜圖

B:無水酒精清洗→3%的NaOH溶液，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→3%的C2H2O4溶液，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→10%的洗潔精，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→3%的NaOH溶液，超聲波清洗60 min→清水洗→10%的洗潔精，超聲波清洗60 min→無水酒精清洗→清水超聲波清洗60 min

C:75%酒精清洗→1%的C2H2O4溶液，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→1%的NaOH溶液，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→5%的洗潔精，90℃恒溫水浴鍋中煮30 min→清水洗→1%的NaOH溶液，超聲波清洗60 min→清水洗→5%的洗潔精，超聲波清洗60 min→75%酒精清洗→清水超聲波清洗30 min

D:未做處理的下機坯布，做對比分析。

3 實驗結(jié)果及分析

3.1 氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀分析

采用QP-42010氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀對所有試樣進行測試，結(jié)果見表1。同時為了更直觀地觀察清洗前后織物的表觀形態(tài)，將上述織物試樣拍攝了SEM掃描電鏡圖，見圖2～圖4。

由表1的數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過B方法洗滌后的織物雜質(zhì)成分最少，只有三種。其中檸檬烯經(jīng)驗證為洗滌劑中殘留的成分，為水洗不徹底的遺留物。

通過對比A、B、C三種方法可以得知，酒精濃度應選用100%;由于堿液濃度過大時織物會產(chǎn)生堿減量現(xiàn)象(一般堿減量條件下NaOH的濃度為5% ～8%)［4]，因此 B洗滌方法中采用3%濃度的堿液也較為合適。

表1 清洗前后各織物上的雜質(zhì)成分及其質(zhì)量分數(shù)(%)

由掃描電鏡圖片可以分析出，未經(jīng)過處理的下機織物纖維表面油漬很明顯，雜質(zhì)很多，呈大塊狀粘附于纖維表面(圖2);經(jīng)過A步驟清洗后的織物，纖維表面留有少量雜質(zhì)，分布零散(見圖3);經(jīng)過B步驟清洗后的織物，纖維表面基本光潔，雜質(zhì)很少，見圖4(a)、圖4(b);經(jīng)過C步驟清洗后的織物，纖維表面尚有較多雜質(zhì)，呈顆粒狀和塊狀粘附于纖維表面，見圖4(c)、圖4(d)。

圖2 7#試樣不同放大倍數(shù)的掃描電鏡圖

圖3 1#試樣不同放大倍數(shù)的掃描電鏡圖

圖4 3#～6#試樣不同放大倍數(shù)的掃描電鏡圖

由此可知，經(jīng)過系列步驟的清洗，可有效地去除大部分纖維上的雜質(zhì)和油漬。其中經(jīng)過B方法清洗的3#、4#試樣的清洗效果最好，殘留雜質(zhì)最少。

3.2 細胞培養(yǎng)試驗

分別從八個織物試樣上剪下兩片直徑為10 mm的小圓片做切片，每一片切片被放到一個培養(yǎng)板里，將小鼠成骨細胞(MC-3T3細胞)按一定數(shù)量(每孔20萬個)種植于消毒后放置有切片的8個培養(yǎng)板中培養(yǎng)，設(shè)置8個空白板作為對照，培養(yǎng)3 d后觀察。用光學顯微鏡觀察細胞在放置有織物切片的培養(yǎng)環(huán)境中的生長狀態(tài)。觀察結(jié)果表明，由于織物空隙較大，細胞沒有長在織物上，落在了底層的培養(yǎng)板中;細胞在放置有八個織物試樣的環(huán)境中生長狀態(tài)正常，可以初步認為織物材料對細胞的生長沒有明顯的抑制作用。放有織物試樣的培養(yǎng)板和空白板的光學顯微鏡圖分別如圖5和圖6。

圖5 放置不同試樣的培養(yǎng)板光學顯微鏡圖

圖6 1#和2#空白板光學顯微鏡圖

4 結(jié)論

通過氣相色譜—質(zhì)譜圖、SEM圖和細胞培養(yǎng)的光學顯微鏡圖片結(jié)果綜合分析，可以得出如下結(jié)論:

(1)本文洗滌方案中最優(yōu)的為B洗滌方法，該方法可以有效去除織物上的雜質(zhì)油漬。

(2)細胞在放置有八個織物試樣的環(huán)境中均生長狀態(tài)正常，初步認為織物材料對細胞的生長沒有明顯的抑制作用。

［1]孫康，王立德，張羽飛.人工合成材料重建膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的進展［J].骨與關(guān)節(jié)損傷雜志，2000，5(15):236-239.

［2]ZHANG Ze，GUIDOIN R，KING M W.Removing fresh tissue from explanted polyurethane prostheses:which approach facilitates physico － chemical analysis［J].Biomaterials，1995(16):369-380.

［3]李雅莉.超聲波清洗的原理和實際應用［J].清洗世界，2006，22(7):31-35.

［4]曾躍兵.滌綸長絲及混紡織物堿減量工藝計算與實踐［J].染料與染色，2003，6(40):181-182.

Study on the method of removing the impurity from the fabric of artificial ligament

Guo Shanshan1，Shen Wei1，Chen Nanliang1and Chen Shiyi2(1.Research Center of Technical Textiles Engineering，Ministry of Education，Donghua University; 2.Huashan Hospital affiliated to Fudan University)

Chemical composition and structural analysis of the impurities from the fabric of artificial ligament show that the impurities are deleterious，because they may affect the ligaments induced ingrown cells.Removing the impurity from the fabric of artificial ligament with the method of water bath heating and ultrasonic wave cleaning，through changing the concentration，acting time and washing sequence of the sodium hydroxide，oxalic acid and the detergent，the different results could therefore be compared.Detection by gas chromatography-mass spectrometer to see the grade of removing，the former and the latter fabric apparent are obtained by scanning electron microscopy，also an in vitro study seeding mouse osteoblasts on ligament pieces was conducted and analyzed the effect of fabric on cell growth by light microscope.Through the contrast experiment，it has proved the most optimal method of cleaning.

medical textile，artificial ligament，fabric cleaning，biocompatibility

TS190.5

A

1004－7093(2010)12－0029－04

*“973納米修飾人工韌帶的研制”專項課題(2009CB930000)

2010－04－21

郭珊珊，女，1984年生，在讀碩士研究生。主要從事人工韌帶的研究。