李新婭 王寧 盧佳浩 張鵬 夏兆鵬 侯耒

DOI： 10.19398j.att.202309018

摘? 要：為消除縫合錨釘縫線在使用過程中存在斷裂的風(fēng)險，以8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維為原材料，采用編織工藝制備了單層編織縫線和軸向襯紗雙層編織縫線。為了研究其力學(xué)性能，選擇8、16、24、32、40、48 mm隔距對單纖維的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行測試，選擇50、200 mm隔距對8.3 tex復(fù)絲的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行測試，選擇200 mm隔距對單層編織縫線和軸向襯紗雙層編織縫線的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行測試。對纖維的直徑和縫線中纖維與軸向夾角的角度進(jìn)行測量。采用兩參數(shù)Weibull模型和改進(jìn)Weibull模型對單纖維、8.3 tex復(fù)絲和單層編織縫線的斷裂強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明：單層編織縫線的斷裂強(qiáng)力為299.8 N，軸向襯紗雙層編織縫線的斷裂強(qiáng)力高達(dá)393.0 N。對8.3 tex復(fù)絲和單層編織縫線的斷裂強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，改進(jìn)Weibull模型的預(yù)測值準(zhǔn)確度高。高強(qiáng)骨錨釘縫線的強(qiáng)力比同類型醫(yī)用縫線更高，改進(jìn)Weibull模型可對高強(qiáng)縫合錨釘縫線的強(qiáng)力進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，實(shí)現(xiàn)了從單纖維到復(fù)絲再到紗線的斷裂強(qiáng)度預(yù)測，可為醫(yī)用縫線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)性能分析提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：縫合錨釘縫線；超高分子量聚乙烯；斷裂強(qiáng)力；兩參數(shù)Weibull模型；改進(jìn)Weibull模型；強(qiáng)度預(yù)測

中圖分類號：TS101.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2024）06-0052-09

收稿日期：20230914

網(wǎng)絡(luò)出版日期：20231220

作者簡介：李新婭（1999—），女，天津人，碩士研究生，主要從事生物醫(yī)用紡織品方面的研究。

通信作者：夏兆鵬，E-mail：xiazhaopeng@tiangong.edu.cn

在骨科手術(shù)中，軟組織在骨骼上的固定是手術(shù)成功的關(guān)鍵一環(huán)。縫合錨釘可以簡單有效地固定肌腱和韌帶等軟組織，是骨骼上軟組織固定的主要方式［1-2］。縫合錨釘由錨釘部分和縫線部分組成，錨釘部分被植入骨頭中，用于固定縫線；縫線部分用于固定軟組織［1-5］。理想的縫合錨釘必須提供足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，以降低手術(shù)失敗的風(fēng)險。縫線的強(qiáng)力是衡量縫合錨釘機(jī)械穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，然而因縫線斷裂致使錨釘失效的案例不在少數(shù)［6-8］。因此制備高強(qiáng)度的縫合錨釘縫線，對骨科手術(shù)具有重要意義。

Weibull分布是一種纖維強(qiáng)度預(yù)測成熟的表征工具［9］。脆性材料的抗拉強(qiáng)度變化通常用Weibull分布來表示［10］，已廣泛用于衡量合成纖維［11-12］和天然纖維的抗拉強(qiáng)度［13-14］。但傳統(tǒng)的兩參數(shù)Weibull模型的預(yù)測結(jié)果存在很大誤差［15-16］。因此，一般引入多模態(tài)和三參數(shù)Weibull模型或其他改進(jìn)模型來提高預(yù)測精度［16-17］。

本文以8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維為原材料，通過編織工藝制備單層編織縫線和軸向襯紗雙層編織縫線，并分析其力學(xué)性能；對單纖維、復(fù)絲和縫線的強(qiáng)力進(jìn)行測試；對纖維的直徑和縫線中纖維與軸向夾角的角度進(jìn)行測量；采用兩參數(shù)Weibull模型、改進(jìn)Weibull模型預(yù)測縫合錨釘縫線的斷裂強(qiáng)度，以期為醫(yī)用縫線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)性能分析提供理論依據(jù)。

1? 實(shí)驗(yàn)

1.1? 材料與儀器

8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維（東莞市盛芯特殊繩帶有限公司）。編織機(jī)（ZLPB-2A型，徐州恒輝編織機(jī)機(jī)械有限公司）；電子單纖維強(qiáng)力儀（YM-06A型，萊州元茂儀器有限公司）；

微機(jī)控制拉力試驗(yàn)機(jī)（WGL-2500ST，利拓檢測儀器有限公司），熒光顯微鏡（LK40POL型，天津徠科光學(xué)儀器有限公司）。

1.2? 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1? 單層編織縫線的制備

采用錠子型編織機(jī)制備單層編織縫線。將8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維繞成16組錠子之后裝上編織機(jī)，機(jī)器的主要操作部分為一穩(wěn)定的工作平臺（立式），在平臺表面設(shè)有彼此交錯的切線相連的“8”字形凹槽，將錠子裝在凹槽中，并分為大小相等的兩個部分，彼此均勻交叉并作等速率的反向移動。如此往復(fù)，機(jī)器織出16股紗線。操作過程如下：

a）將8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維繞上16組錠子，再將16組錠子裝上機(jī)器的工作平臺。

b）集合16股束纖維，穿過織口的小孔，并繞上卷筒。

c）連接電源，先按點(diǎn)動按鈕觀察運(yùn)行流暢度，再按動運(yùn)行按鈕，進(jìn)行編織。

1.2.2? 軸向襯紗雙層編織縫線的制備

將8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維繞上16組錠子，裝上工作平臺。再將一根16股單層紗線放在16組錠子中間進(jìn)行同步編織，使16組纖維在16股單層紗線表面編織形成編織層，編織出軸向襯紗雙層編織紗線。

1.3? 測試方法

1.3.1? 單纖維強(qiáng)力測試

根據(jù)Textile fibres—Determination of breaking force and elongation at break of individual fibres（ISO 5079∶2020），使用電子單纖維強(qiáng)力儀，進(jìn)行單根纖維的強(qiáng)力測試。分別測定8、16、24、32、40、48 mm隔距單纖維的斷裂強(qiáng)力，拉伸速度為20 mm/min。

1.3.2? 復(fù)絲和縫線強(qiáng)力測試

根據(jù)《高強(qiáng)化纖長絲拉伸性能試驗(yàn)方法》（GB/T 19975—2005），使用微機(jī)控制拉力試驗(yàn)機(jī)在兩種不同條件下測試斷裂強(qiáng)力。a）在夾持距離為200 mm、拉伸速度250 mm/min條件下，分別測量8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維、單層編織縫線和軸向襯紗雙層編織縫線的斷裂強(qiáng)力。b）在夾持距離為50 mm、拉伸速度250 mm/min條件下，分別測量8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維和單層編織縫線的斷裂強(qiáng)力。

1.3.3? 纖維直徑變異測試

用熒光顯微鏡測量6種長度（8、16、24、32、40、48 mm）樣品纖維的直徑。因?yàn)槔w維的形態(tài)是完全圓形的，所以采用圓的面積公式計(jì)算橫截面面積。

具體測試方法為：每種長度的纖維各采集20個數(shù)據(jù)點(diǎn)，8 mm長度的纖維測試點(diǎn)間距為0.4 mm，16 mm長度的纖維測試點(diǎn)間距為0.8 mm，24 mm長度的纖維測試點(diǎn)間距為1.2 mm，32 mm長度的纖維測試點(diǎn)間距為1.6 mm，40 mm長度的纖維測試點(diǎn)間距為2 mm，48 mm長度的纖維測試點(diǎn)間距為2.4 mm。

1.3.4? 縫線纖維與軸向夾角測量

用熒光顯微鏡觀察表面形貌，并測量編織紗線表面纖維的軸向夾角θ。

2? Weibull分布統(tǒng)計(jì)分析

強(qiáng)度分布σ通常用兩參數(shù)Weibull分布表示如下：

P=1-exp-VV0σσ0m（1）

式中：m為Weibull模量（或形狀參數(shù)），σ0為特征強(qiáng)度（或尺度參數(shù)），V0為參考體積，V為纖維體積，P為纖維斷裂概率。

P由式（2）計(jì)算：

P=i-an+b（2）

式中：n是測試數(shù)據(jù)的樣本數(shù)，i是測試數(shù)據(jù)的序號，a和b是常數(shù)。通常情況下，0≤a≤0.5，0≤b≤1。

當(dāng)纖維直徑不變時，式（1）變換為：

P=1-exp-LL0σσ0m（3）

式中：L0為單位長度，L為測試隔距。

由式（3）可計(jì)算σ0的平均值：

σ-=σ0LL0-1mΓ1+1m（4）

式中：Γ表示伽馬函數(shù)。

由式（4）可由L1處纖維的平均斷裂強(qiáng)度σ1計(jì)算出L2處纖維的平均斷裂強(qiáng)度σ2：

σ-2=σ-1L2L1-1m （5）

式中：σ1為紗線在L1處的斷裂強(qiáng)度，cN/dtex；σ2為紗線在L2（單位為mm）處的斷裂強(qiáng)度，cN/dtex；m為紗線的Weibull模量。因此由式（5）可以知道，測得了某個隔距長度下的紗線強(qiáng)度，便可以在理論上求出任意長度下的紗線強(qiáng)度。

根據(jù)式（3），兩參數(shù)Weibull分布的線性擬合方程為：

ln［-ln（1-P）］=mlnσ-mlnσ0+lnL（6）

然而，兩參數(shù)Weibull分布并不能總是準(zhǔn)確預(yù)測纖維的斷裂強(qiáng)度，根據(jù)式（6）得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)存在顯著差異［14］。因此，Xia等［15］對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Weibull預(yù)測時使用γ參數(shù)對兩參數(shù)Weibull方程進(jìn)行了修正，并定義了γ為纖維變異系數(shù)，式（7）為兩參數(shù)Weibull方程修正形式：

P=1-exp-LL0γσσ0m（7）

根據(jù)式（7），纖維的平均斷裂強(qiáng)度可寫為：

σ-=σ0LL0-γmΓ1+1m（8）

式（5）可變?yōu)椋?/p>

σ-2=σ-1L2L1-γm （9）

式（6）可變?yōu)椋?/p>

ln［-ln（1-P）］=γlnL-γlnL0+mlnσ-mlnσ0（10）

因此，Weibull模量和特征強(qiáng)度可以從ln（-ln（1-P））與ln（σ）產(chǎn)生的直線圖中得到。

根據(jù)文獻(xiàn)［18］以及式（7），可以得到兩參數(shù)Weibull分布下束纖維斷裂強(qiáng)度σ-b，可表示為：

σ-b=σ0（Lm）-1mexp-1m（11）

束纖維和紗線的關(guān)系可用式（12）表示：

σ-b=σ0（Lm）-1mexp-1mcos2θ（12）

改進(jìn)后的Weibull分布下束纖維斷裂強(qiáng)度σ-b可表示為：

σ-b=σ0（Lγm）-1mexp-1m（13）

束纖維和紗線的關(guān)系式為：

σ-b=σ0（Lγm）-1mexp-1mcos2θ（14）

3? 結(jié)果與討論

3.1? 纖維拉伸強(qiáng)力

將超高分子量聚乙烯纖維在8、16、24、32、40、48 mm隔距下進(jìn)行強(qiáng)力測試，其定速拉伸性能如表1。

由表1可以看出，超高分子量聚乙烯纖維的斷裂強(qiáng)度隨著測試隔距的增大逐漸減小。Xia等［19］測試了不同隔距下黃麻纖維的斷裂強(qiáng)度，也得出了相同結(jié)論。這是由于測試隔距越大，使纖維發(fā)生斷裂的弱節(jié)出現(xiàn)的概率越大。此外，纖維直徑變異值也隨測試隔距的增大而增大。表明超高分子量聚乙烯纖維的斷裂強(qiáng)度不僅跟纖維本身的缺陷有關(guān)，跟纖維的直徑變異也有關(guān)系。纖維直徑變異系數(shù)越大，纖維的斷裂強(qiáng)度越小。

3.2? 復(fù)絲和縫線拉伸強(qiáng)力

將8.3 tex復(fù)絲和縫線進(jìn)行強(qiáng)力測試，其定速拉伸性能如表2和表3所示。從表2可以看出，8.3 tex復(fù)絲拉伸性能和單纖維拉伸性能類似，斷裂強(qiáng)度均隨著測試隔距的增大而隨之減小。

表3中的數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)［20-21］中的測試結(jié)果，所有的縫合線均為美國藥典標(biāo)準(zhǔn)尺寸（No.2）。從表3中可以看出，本文所設(shè)計(jì)的單層編織縫線強(qiáng)力為299.8 N，均大于文獻(xiàn)［20-21］中所述醫(yī)用縫線的強(qiáng)力，改進(jìn)后的軸向襯紗雙層編織縫線強(qiáng)力高達(dá)393.0 N。

3.3? Weibull分布參數(shù)的確定

3.3.1? Weibull斷裂概率P

根據(jù)式（2）和文獻(xiàn)［22］，a、b一般取值范圍如表4所示。

采用Weibull方程進(jìn)行預(yù)測時，被預(yù)測隔距距離預(yù)測隔距越近，其預(yù)測結(jié)果越準(zhǔn)確［19］。為保證預(yù)測準(zhǔn)確度，故采用測量隔距中間值24 mm隔距處測得的超高分子量聚乙烯斷裂強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)表4中列出的4種a、b值和式（2）可計(jì)算得到斷裂概率P，故根據(jù)不同的斷裂概率P可以得到基于24 mm隔距超高分子量聚乙烯纖維的Weibull線性回歸圖，如圖1所示。

4組不同a、b取值計(jì)算得到的相關(guān)系數(shù)平均值均在0.90及以上，所以ln（-ln（1- P））與ln（σ）之間具有良好線性關(guān)系。根據(jù)圖1可知，當(dāng)a=0、b=1，測試隔距為24 mm時超高分子量聚乙烯纖維Weibull線性回歸的R2值最大（R2=0.91），此時ln（-ln（1- P））與ln（σ）線性關(guān)系最好。由于研究的是超高分子量聚乙烯的實(shí)測值，僅憑R2值的大小仍然無法推斷最終斷裂強(qiáng)度預(yù)測值的準(zhǔn)確性。但可以根據(jù)誤差的高低來判斷斷裂概率P式預(yù)測是否準(zhǔn)確［22］， 誤差的計(jì)算公式為：

ε/%=|σ實(shí)測-σ估計(jì)|σ實(shí)測×100（15）

根據(jù)式（2）、式（5）、式（15）以及按照表4中4種a、b取值的順序，利用24 mm隔距測得的超高分子量聚乙烯斷裂強(qiáng)度，計(jì)算得到32、40、48 mm隔距纖維斷裂強(qiáng)度預(yù)測值，如表5所示。

根據(jù)誤差比較可得第3組別（a=0，b=1）是誤差最小的情況，所以選取第3組別（a=0，b=1）來確定本文中Weibull方程的斷裂概率P。

3.3.2? 不同測試隔距下的Weibull線性擬合圖

選取第3組別（a=0，b=1）計(jì)算得到32、40、48 mm隔距超高分子量聚乙烯纖維斷裂強(qiáng)度Weibull線性擬合圖，如圖2所示。

由圖2可知，R2的值均在0.89到0.99之間，可得上述4種隔距下ln（-ln（1-P））與ln（σ）之間具有良好的線性度，表明四種情況下的超高分子量聚乙烯纖維斷裂強(qiáng)度均符合Weibull分布。

3.3.3? Weibull參數(shù)m和σ0

根據(jù)圖2和式（6），可以得出不同隔距下超高分子量聚乙烯纖維Weibull參數(shù)模量以及特征強(qiáng)度如表6所示。

從表6可知，4種隔距的Weibull模量值均不相同，這與隨機(jī)誤差有關(guān)。特征強(qiáng)度隨著隔距的增大而減小。Xia等 ［19］在探究不同隔距下黃麻纖維的特征強(qiáng)度時也得出了類似結(jié)論。這是由于測試隔距越大，使纖維發(fā)生斷裂的弱節(jié)出現(xiàn)的概率越大。

3.3.4? Weibull參數(shù)γ

纖維變異系數(shù)的對數(shù)值與纖維測試隔距的對數(shù)值呈線性關(guān)系，其直線斜率即為Weibull參數(shù)γ［15］（纖維直徑變異值用VFD表示）。圖3為纖維直徑變異值與測試隔距線性關(guān)系圖。

如圖3所示，線性相關(guān)系數(shù)R2值為0.903，因此ln（VFD）與ln（L）存在良好的線性關(guān)系?？梢缘贸鍪剑?6）。

ln（VFD）=0.375×ln（L）-1.064+e（16）

式中e為隨機(jī)誤差。由式（16）可以得出，Weibull參數(shù)γ值為0.375。

variation and test spacing

3.4? 8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度預(yù)測

采用Weibull方程進(jìn)行預(yù)測時，被預(yù)測隔距距離預(yù)測隔距越近，其預(yù)測結(jié)果越準(zhǔn)確［19］。因此選取48 mm作為預(yù)測隔距，預(yù)測50、200 mm隔距8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度。

根據(jù)式（11）、（13）、（15）及式（16）得到的γ值以及基于48 mm測試隔距得到的單纖維斷裂強(qiáng)力，可以得到50、200 mm隔距兩參數(shù)和改進(jìn)Weibull模型對8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度預(yù)測值以及誤差率，如表7和圖4所示。

根據(jù)圖4所示的誤差分析可知，兩參數(shù)Weibull方程預(yù)測50、200 mm隔距下8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度與其實(shí)測值差距較大，預(yù)測準(zhǔn)確度很低，且均在實(shí)測值95%置信區(qū)間外，因此兩參數(shù)Weibull方程無法對50、200 mm隔距8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測。采用改進(jìn)Weibull方程對其進(jìn)行預(yù)測可得，在50、200 mm隔距下8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度預(yù)測值的誤差率均低于兩參數(shù)Weibull方程，預(yù)測準(zhǔn)確度高，且均在其實(shí)

測值95%置信區(qū)間內(nèi)，表明改進(jìn)Weibull方程可以對50、200 mm隔距下8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測。

3.5? 單層編織縫線斷裂強(qiáng)度預(yù)測

根據(jù)48 mm測試隔距得到的單纖維斷裂強(qiáng)力和紗線表面纖維之間夾角θ為28.79°，通過式（12）、式（14）—（15），可以得到200 mm隔距兩參數(shù)和改進(jìn)Weibull模型對單層編織縫線斷裂強(qiáng)度預(yù)測值以及誤差率，如表8和圖5所示。

從圖5中可以發(fā)現(xiàn)，單層編織縫線斷裂強(qiáng)度與8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度的預(yù)測結(jié)果相似，兩參數(shù)Weibull方程的預(yù)測值與實(shí)測值誤差較大，改進(jìn)Weibull方程的預(yù)測值均在其實(shí)測值95%置信區(qū)間內(nèi)。表明改進(jìn)Weibull方程的預(yù)測值比兩參數(shù)Weibull方程的預(yù)測值準(zhǔn)確度高，改進(jìn)Weibull方程可以對200 mm隔距單層編織縫線的斷裂強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測。

4? 結(jié)論

本文采用8.3 tex超高分子量聚乙烯纖維為原材料，通過編織工藝完成了高強(qiáng)縫合錨釘縫線的制備，研究其斷裂強(qiáng)度；并改進(jìn)了現(xiàn)有的Weibull模型，提升對其斷裂強(qiáng)度預(yù)測的準(zhǔn)確率。主要研究結(jié)論如下：

a）本文制備的單層編織縫線強(qiáng)力為299.8 N，改進(jìn)后的軸向襯紗雙層編織縫線強(qiáng)力高達(dá)393.0 N。

b）不論是對8.3 tex復(fù)絲斷裂強(qiáng)度預(yù)測還是對單層編織縫線斷裂強(qiáng)度的預(yù)測，改進(jìn)Weibull模型預(yù)測值均比兩參數(shù)Weibull模型預(yù)測值準(zhǔn)確。

c）采用改進(jìn)Weibull模型，實(shí)現(xiàn)了從單纖維到復(fù)絲再到紗線的斷裂強(qiáng)度預(yù)測。

本文所制備的高強(qiáng)縫合錨釘縫線比同類型醫(yī)用縫線強(qiáng)力優(yōu)異，可提高縫合錨釘?shù)臋C(jī)械穩(wěn)定性，從而為骨科手術(shù)減少醫(yī)療隱患，為患者提供更好的醫(yī)療保障，并為醫(yī)用縫線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)性能分析提供理論依據(jù)。

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Prediction of suture strength of high-strength suture anchors based on

modified Weibull model

LI? Xinya1，? WANG? Ning1，? LU? Jiahao2，? ZHANG? Peng3，? XIA? Zhaopeng1，2，? HOU? Lei1

（1.School of Textile Science and Engineering， Tiangong University， Tianjin 300387， China;

2.Qinghai Provincial Institute for Product Quality Inspection and Testing， Xining 810000， China;

3.Department of Sports Medicine， Characteristic Medical Center of Chinese

People's Armed Police Forces， Tianjin 300162， China）

Abstract：

Suture anchors play a pivotal role in securely affixing soft tissue to the skeletal framework， having emerged as indispensable tools in the realm of orthopedic surgery. The genesis of suture anchors， comprised initially of metallic screws and sutures， traces back over three decades. In the pursuit of augmenting the tensile strength of these suture anchors， a plethora of variants have been conceived， encompassing metallic suture anchors， biodegradable suture anchors， bio-stable suture anchors， bio-composite suture anchors， and all-suture anchors. The quintessential suture anchor necessitates the provision of substantial mechanical stability to ensure the resolute fixation of soft tissue upon osseous substrates. Within the realm of suture anchors， it is noteworthy that improvements in the anchoring component have mitigated suture rupture as a primary cause of surgical failure in orthopedics. Thus， augmenting suture tensile strength represents the crux of the contemporary challenge. This investigation delves into the fabrication of high-strength suture anchor sutures and scrutinizes their mechanical properties. Leveraging a braiding methodology， we have manufactured high-tensile suture anchor sutures， further prognosticating the rupture strength of suture anchor sutures via both two-parameter Weibull model and modified Weibull model， thereby mitigating risks associated with the utilization of suture anchors.

In this experimental endeavor， 8.3 tex UHMWPE fibers were adopted as the primary raw material， and a braiding technique was employed to engender single-layer braided sutures as well as axially-reinforced double-layer braided sutures. To scrutinize their mechanical properties， we selected varying intervals of 8， 16， 24， 32， 40， and 48 mm to test the tensile strength of individual fibers， opted for 50 and 200 mm intervals for assessing the tensile strength of 8.3 tex filaments， and relied upon a 200 mm interval for gauging the tensile strength of single-layer braided sutures and axially-reinforced double-layer braided sutures. Concurrently， the diameter of fibers and the angular displacement between fibers within the sutures were subjected to meticulous measurement. Subsequently， both the two-parameter Weibull model and the modified Weibull model were employed to characterize the tensile strength of individual fibers， 8.3 tex filament， and single-layer braided sutures.

The findings unveiled that the fracture strength of single-layer braided sutures stood at 299.8 N， whereas axially-reinforced double-layer braided sutures exhibited an impressive fracture strength soaring to 393.0 N. Regrettably， when utilizing the two-parameter Weibull model to prognosticate the rupture strength of 8.3 tex filament and single-layer braided sutures， substantial disparities from actual values were noted， with all predictions falling outside the 95% confidence interval of the observed values and an accuracy rate of less than 5%. Conversely， the forecasts derived from the modified Weibull model consistently fell within the 95% confidence interval of the actual values， attesting to their superior accuracy.

This study's manufactured high-tensile suture anchor sutures evince superior tensile strength when juxtaposed with analogous medical sutures. The axially-reinforced double-layer braided sutures， in particular， attain a formidable rupture strength of 393.0 N. Whether it pertains to the prediction of the tensile strength of 8.3 tex filament or single-layer braided sutures， the modified Weibull model's prognostications surpass the accuracy of those rendered by the two-parameter Weibull model. Furthermore， by employing the modified Weibull model， it becomes possible to predict the tensile strength from individual fibers to filaments and subsequently to yarns. This achievement establishes a solid theoretical foundation for future research in medical suture structural design and mechanical performance analysis.

Keywords：

suture anchor sutures; UHMWPE; fracture strength; two-parameter Weibull model; modified Weibull model; strength prediction