一种组织工程人工韧带及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种组织工程人工韧带，所述的组织工程人工韧带由可降解高分子材料支架和凝胶预封装的种子细胞构成。本发明专利技术还公开了一种组织工程人工韧带的制备方法，通过凝胶预封装种子细胞，在静电纺丝制备可降解高分子支架时，将种子细胞均匀播撒在支架上，使种子细胞和支架有机结合，形成含有活细胞的、具有重建韧带组织功能的人工韧带。 1

A tissue engineered artificial ligament and its preparation method

The present invention discloses an artificial ligament of tissue engineering. The tissue engineered artificial ligament is composed of a biodegradable polymer scaffold and a gel pre - encapsulated seed cell. The invention also discloses a preparation method for tissue engineering artificial ligaments. The seed cells are evenly spread on the scaffold by the gel pre encapsulation of the biodegradable polymer scaffolds, and the seed cells are organically combined with the scaffold to form the living fine cell and have the function of the reconstructed ligament tissue. Artificial ligaments. One

【技术实现步骤摘要】
一种组织工程人工韧带及其制备方法
本专利技术涉及一种生物医用
的人工韧带，特别涉及一种用于人体损伤韧带修复重建的活性人工韧带及其制备方法。
技术介绍
韧带是骨与骨之相互连接的结缔组织索状物，与弹性纤维紧密并行，它附着于骨骼的可活动部分，但限制其活动范围以免损伤，从而能保持关节的稳定性。生活中，普通人的韧带损伤常见于踝关节、膝关节、掌关节、指关节，韧带断裂一般是因为在剧烈活动中，急速做出超出关节活动范围的动作，导致相关韧带被动牵拉而引起撕裂或完全断裂。膝关节韧带在运动中最易受到伤害，尤其是膝关节交叉韧带。膝关节交叉韧带处于膝关节中间，是膝关节屈曲及旋转活动主要的静力稳定结构，对保持膝关节的稳定起着极为重要的作用。膝关节交叉韧带断裂不能自行修复，因此应尽早予以修复，以避免和减少继发骨性关节炎、半月板损伤等骨关节病的发生。重建韧带对保持关节的稳定性，恢复关节功能具有极为重要的意义。韧带严重损伤后不能自愈，移植重建是目前治疗的主要手段，临床上用于韧带重建最常用的材料主要有自体韧带、异体韧带和人工韧带3大类。自体韧带包括腘绳肌、阔筋膜等都在临床上应用广泛，取得了较好的临床效果。但由于自体韧带有供源不足，存在取材部位并发症问题，并且自体韧带重建之后，韧带化过程中会出现韧带松动、断裂现象，自体韧带的强度也会随着时间变化而下降，对重建效果造成一定影响。异体韧带由于存在较高的病毒源和免疫原性风险，且移植后需要经历血管重建、细胞增殖的过程，恢复较慢。人工韧带是指采用生物材料制造，模拟人体肌腱、韧带的形态，具有生物力学性能，可用于人体肌腱、韧带修复、重建或替代的移植物。理想的韧带替代物必须具备良好的力学特性，组织相容性好，并且在机体内降解吸收的过程中形成与韧带相一致的生物活性组织，从而达到生理性修复创伤和重建功能目的。目前较为常用的人工韧带材料主要有聚四氟乙烯、聚酯、聚乙烯、涤纶、聚对二苯甲乙二酯、碳纤维、聚乳酸等，对重建或修复韧带起到暂时性保护和加强作用。目前国际上比较流行的是法国生产的LARS人工韧带，是由经过改良的聚对苯二甲酸乙二醇酯为材料设计而成，生物相容性较好，在体内不被降解，在力学和组织相容性等相关指标上已逐渐满足了韧带重建的条件，然而受材料老化等因素的影响，人工韧带的临床远期效果仍待进一步观察。专利（CN107510520A）公开了一种十字交叉韧带再生性植入物及其制备方法与应用，其以可降解高分子聚合材料制备的外科缝线状结构为起始机械支撑结构；以复合静电纺支架材料制成的膜状结构作为组织重塑和再生的核心结构紧密卷裹于所述起始机械支撑结构，从而组成韧带再生元；若干个所述韧带再生元组成韧带再生元集；即为所述韧带再生植入物。韧带再生是一个复杂的过程，单纯通过材料和结构的改进实现韧带再生，周期较长。组织工程韧带是一种理想的韧带替代物，由种子细胞和具有韧带性能的支架构成。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种组织工程人工韧带，该组织工程人工韧带由可降解高分子材料制成的支架和种子细胞构成，支架部分是由可降解纳米纤维组成的索状条带，种子细胞被封装在凝胶中，均匀分散在支架上。本专利技术提供的组织工程人工韧带中，活细胞被均匀播种在组织工程支架上，解决了种子细胞不易渗透至组织工程支架中的难题，在植入体内后，种子细胞可迅速增殖，形成坚固的韧带结构，从而重建和修复损伤韧带。本专利技术的另一目的是提供上述组织工程人工韧带的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种组织工程人工韧带由可降解高分子材料制成的组织工程支架和种子细胞构成，作为本专利技术的一种优选方案，组织工程支架为纵向平行的纤维状结构，该种结构有利于引导种子细胞按照纵向结构排列，将种子细胞预封装在凝胶溶液中，可最大限度地保护种子细胞的完整性即活性。一种组织工程人工韧带的制备方法，包括以下步骤：（1）将高分子材料溶解在四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，配制成浓度为0.05〜0.3g/mL的溶液;（2）将种子细胞分散在溶解好的凝胶溶液中，形成均一溶液;（3）将步骤（1）中的溶液，装入静电纺丝设备的一侧进料容器中，步骤（2）中的凝胶溶液装入静电纺丝设备的另一侧进料容器中;（4）分别调整静电纺丝两侧进料口的推进速度，使含有种子细胞的凝胶溶液呈喷雾状，均匀播洒在每一层纤维上;（5）步骤（4）中可降解高分子材料支架厚度达要求后，将膜取下于无菌条件下，将含有种子细胞的膜裁切成条索状;（6）将步骤（5）制备的材料置于细胞培养液中，培养3〜7天后,组织工程人工韧带制备完成。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（4）中经静电纺丝制成的可降解高分子材料支架中，构成支架的纤维为轴向平行排列。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（2）中种子细胞预封装的方式可以是将种子细胞与凝胶混合均匀，凝胶对细胞进行自然包裹，也可以通过相变的方式实现，即凝胶将细胞包裹后经相变形成凝胶微球。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）将种子细胞均匀定植在可降解组织工程支架中，在组织再生的过程中避免了细胞难以渗透到支架中，而只在支架表面增殖，从而使再生组织强度不符合生理需求，或使组织重建时间延长，造成康复延迟；（2）用于组织工程人工韧带的支架为纵向平行的纤维状结构，且经静电纺丝制备的纤维为纳米纤维，该种结构有利于引导细胞按照纤维方向增殖，与自体韧带的生理结构相似，实现了仿生结构的构建；（3）组织工程人工韧带制备过程中，将种子细胞进行了预封装处理，保证了种子细胞在喷射到材料上后能保持良好的活性状态，使人工韧带移植至体内后快速恢复活性；（4）该种组织工程人工韧带的种子细胞可取患者自体成纤维细胞或肌腱细胞，有效避免了细胞来源不同造成的排异反应。具体实施方式实施例1：将聚（丙交酯-己内酯）溶解在四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺混合溶液中，制成0.15g/mL的聚合物溶液，将溶液灌装在静电纺丝设备的一侧进料口。将成纤维细胞分散在溶解均匀的海藻酸钠凝胶溶液中，将含有种子细胞的凝胶溶液灌装在静电纺丝设备的另一侧进料口，分别调整静电纺丝两侧进料口的推进速度，使含有种子细胞的凝胶溶液呈喷雾状，均匀播洒在每一层纤维上，静电纺丝制备的膜厚度累积约5mm时，取下，无菌状态下裁切成条索状，可根据需要在使用前将该支架置入培养液中培养3-7天。实施例2：将聚（L-丙交酯）溶解在四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺混合溶液中，制成0.05g/mL的聚合物溶液，将溶液灌装在静电纺丝设备的一侧进料口。将成纤维细胞分散在溶解均匀的海藻酸钠溶液中，将含有种子细胞的海藻酸钠凝胶溶液滴加到快速搅拌的氯化钙溶液中，制得含有种子细胞的凝胶微球，静电纺丝制备组织工程支架过程中，将含有种子细胞的微球喷洒在支架上，静电纺丝制备的膜支架厚度达到约7mm时，将膜取下，无菌状态下裁切成条索状，使用前，可将该支架置入细胞培养液中培养3-7天。实施例3：将聚（L-丙交酯）溶解在四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺混合溶液中，制成0.3g/mL的聚合物溶液，将溶液灌装在静电纺丝设备的一侧进料口。将肌腱细胞、成纤维细胞分散在溶解均匀的细胞外基质溶液中，含有种子细胞的凝胶溶液灌装在静电纺丝设备的另一侧进料口，分别调整静电纺丝两侧进料口的推进速度，使含有种子细胞的凝胶溶液呈喷雾状，均匀播洒在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组织工程人工韧带，其特征在于，所述的组织工程人工韧带由可降解高分子材

【技术特征摘要】
1.一种组织工程人工韧带，其特征在于，所述的组织工程人工韧带由可降解高分子材料支架和凝胶预封装的种子细胞构成。2.根据权利要求1所述一种组织工程人工韧带，其特征在于，所述的组织工程人工韧带为条索状。3.根据权利要求1所述的一种组织工程人工韧带，其特征在于，所述的可降解高分子材料为聚乙交酯、聚（D,L-丙交酯）、聚（L-丙交酯）、聚（丙交酯-乙交酯）和聚（丙交酯-己内酯）中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种组织工程人工韧带，其特征在于，所述的凝胶为海藻酸盐凝胶、壳聚糖及其衍生物凝胶、胶原、细胞外基质凝胶中的一种或几种，所述的种子细胞为肌腱细胞、成纤维细胞中的一种或几种。5.一种组织工程人工韧带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将高分子材料溶解在四...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜红，任孝敏，李利明，
申请(专利权)人：山东隽秀生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37