女性盆底重建用PU-PP复合纤维补片的研究

PP meshes have been applied to pelvic floor reconstruction for decades. However, due to its unsatisfied histocompatibility and elasticity, severe complications including exposure and tissue erosion always occurred. To overcome these issues, this investigation proposes that a kind of flat-monofilament PP will be spun, and then modified with various topographies by polyurethane (PU) coatings to enhance its biocompatibility and reduce pressure and friction to contacting tissues. These factors affecting ultimate reconstruction, such as degradability, hydrophilia, thickness and topography of PU coatings, and the different soft segments and hard segments in these PUs, will be investigated in depth. Finally, the optimized PU-PP monofilament obtained will be employed to woven into a series of lightweight and macro-porous meshes. The effects of biomechanical properties, surface structures, and PU degradability of these meshes on macrophages and fibroblasts in vitro and in vivo will be investigated to evaluate their histocompatibility and mechanical compliance. The study will provide a novel idea and approach for the implant of pelvic floor reconstruction design.

针对PP纤维盆底补片组织相容性和弹性较差，易产生暴露和组织侵蚀等严重的并发症，提出采用高弹性的聚氨酯PU涂层改性PP扁平单丝，并在PU涂层表面设计制备各种拓扑结构，用以减小PP圆形纤维对周围组织的压强和摩擦，减轻异物感。将系统研究PU涂层的降解能力、不同软段和硬段结构、不同亲水性、不同厚度和拓扑结构对PU-PP复合单丝各种性能的影响，以及对巨噬细胞表型和行为的影响，获得各方面性能较优异的PU-PP复合单丝，并编织成轻质、大孔径的PU-PP复合补片。通过体内外实验评价PU-PP复合补片的生物力学性能、表面性质、降解性能，以及对巨噬细胞和成纤维细胞的影响，与周围组织的融合情况，综合评价和比较PU-PP复合补片的组织相容性和力学顺应性，为盆底修复使用植入材料的设计和制备提供新的思路和方法。

聚丙烯（PP）纤维编织的化学合成补片广泛应用于临床上腹股沟疝修复、盆底修复和重建，但PP 纤维补片的力学顺应性差，对组织侵蚀性强，临床上会产生慢性疼痛、侵蚀与暴露、组织感染等并发症。本项目利用聚氨酯（PU）材料结构和性能具有灵活的可调节性，优异的生物相容性，采用弹性的聚氨酯涂层改性PP单丝和补片，形成 PU改性PP纤维补片，用于改善PP纤维补片的力学顺应性和组织相容性。针对聚氨酯和聚丙烯界面结合能力差的问题，进行了贻贝仿生聚氨酯功能涂层，氧化交联贻贝仿生聚氨酯粘合剂，以及通过“极性+多巴胺沉积”的协同作用来实现聚丙烯单丝表面功能化改性方法的研究，这些方法有效地提高了PP纤维与PU基体的界面粘接性能；针对弹性的聚氨酯涂层方面，进行了不同硬段结构、不同软段结构、不同模量和不同微孔结构，以及具有抗菌和清除自由基功能结构等聚氨酯涂层材料的研究；针对PU-PP“皮芯”复合纤维，通过浸渍法和熔融复合纺丝技术制备了PU-PP“皮芯”复合纤维。并通过体内外实验评价了PU-PP复合纤维补片的基本物理化学性能，以及细胞相容性、炎症反应和组织相容性。研究结果表明PU弹性涂层改性的PP纤维补片可以有效抑制炎症反应，降低纤维包囊的厚度，促进组织整合，大大提高了PP纤维补片的组织相容性。项目研究成果为盆底修复使用植入材料的设计和制备提供新的思路和方法。