力学降解性能可调的编织状蚕丝支架及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架及制备方法和应用。制备方法包括将至少一股蚕丝股编织形成蚕丝内芯；将1～6束蚕丝内芯置于编织机中，并将至少一层蚕丝包壳编织在蚕丝内芯表面，形成蚕丝基架；去除蚕丝基架的丝胶蛋白；将蚕丝基架浸泡于浓度为3～20mg/ml的胶原溶液中，将蚕丝基架在真空热交联机中交联，得到蚕丝支架。本发明专利技术公开了一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架及制备方法和应用，具有良好的力学性能以及生物相容性，埋入体内以后可以在较长的时间内维持支架的力学性能，可以通过改变支架的编织方式调控支架的粗细及体内降解的时间，此编织蚕丝支架可以应用于肌腱或韧带的修复。

Braided silk scaffolds with adjustable mechanical degradation properties, preparation methods and Applications

The invention discloses a braided silk scaffold with adjustable mechanical degradation performance, a preparation method and application thereof. The preparation method includes weaving at least one strand of silk strands to form silk inner core; placing 1-6 bunches of silk inner core in a knitting machine and weaving at least one layer of silk envelope on the surface of silk inner core to form silk base frame; removing sericin from silk base frame; immersing silk base frame in collagen solution with concentration of 3-20 mg/ml, and crosslinking silk base frame in vacuum hot crosslinking machine to obtain silk base frame. Silk bracket. The invention discloses a braided silk scaffold with adjustable mechanical degradation performance, its preparation method and application, which has good mechanical properties and biocompatibility. After being embedded in the body, the mechanical properties of the scaffold can be maintained for a long time. The thickness and degradation time of the scaffold can be controlled by changing the braiding mode of the scaffold. The braided silk scaffold can be applied in the body. Repair of tendons or ligaments.

【技术实现步骤摘要】
力学降解性能可调的编织状蚕丝支架及制备方法和应用
本专利技术涉及肌腱/韧带修复的三维支架材料领域，尤其涉及一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架及制备方法和应用。
技术介绍
随着我国经济的不断发展和人民生活水平的日渐提高，国人参加体育锻炼和竞赛活动的热情明显提高，运动损伤的发病率也明显增加，其中肌腱/韧带损伤占运动损伤的一半以上。运动系统损伤尤其是肌腱/韧带损伤病程缓慢，目前治疗效果大都不佳，不仅严重影响病人的生活质量，也给社会带来了沉重的经济负担。当前，临床上主要靠直接缝合、自体移植、同种异体移植、异种移植和假体材料修复术来修复韧带和肌腱损伤。然而，这些手术或重建再生技术都有其固有的缺陷，例如复发性撕裂、供体缺乏、供体部位并发症、免疫排斥和较差的支架整合性等。目前临床治疗方法存在的缺点促使肌腱/韧带修复的研究转向可降解生物材料和组织工程方法。蚕丝作为FDA批准的天然生物材料，由于其优良的力学性能、低廉的价格、良好的生物相容性，被广泛的应用于组织工程领域，并且有许多相关研究着力于应用蚕丝支架复合其他材料促进肌腱/韧带的再生。蚕丝作为自然界中存在的生物力学性能最强的天然的生物大分子材料，其力学强度完全可以满足人体肌腱/韧带的日常活动所需，但是这种蚕丝支架在植入体内以后力学性能下降极为迅速，在体内原位修复以后很快就会因为力学性能过低，低于生理的力学要求而发生断裂，导致韧带重建的失败。而且力学降低的速度在关节腔内韧带(如前交叉韧带)更为明显(8周时候力学丢失75％-85％)。这种埋入以后力学丢失的现象极大的限制了编织状蚕丝组织工程韧带的临床应用。尽管目前有很多研究采用各种不同类型的蚕丝支架进行了前交叉韧带的重建，并且通过组织学、基因等水平证明了蚕丝支架可以作为细胞长入的支架，促进细胞向肌腱方向分化。但是现存的几乎所有的蚕丝支架在植入体内以后力学丢失极为迅速，力学性能差，极大的限制了蚕丝支架的临床应用及临床转化。构建一种在体内可以长期维持力学，有实际临床转化前景的人工蚕丝肌腱/韧带仍面临巨大挑战。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架及制备方法和应用，具有良好的力学性能以及生物相容性，埋入体内以后可以在较长的时间内维持支架的力学性能，可以通过改变支架的编织方式调控支架的粗细及体内降解的时间，此编织蚕丝支架可以应用于肌腱或韧带的修复。本专利技术的目的采用如下技术方案实现：本专利技术提供一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1：将至少一股蚕丝股置于编织机中编织形成蚕丝内芯，所述蚕丝股由多束2～6根的蚕丝并成一股形成；步骤S2：将1～6束所述步骤S1中的所述蚕丝内芯置于所述编织机中，并将至少一层蚕丝包壳编织在所述蚕丝内芯表面，形成蚕丝基架，所述蚕丝包壳由8～16束的2～8根的蚕丝并成的蚕丝股编织形成，；步骤S3：去除所述蚕丝基架的丝胶蛋白；步骤S4：将所述步骤S3中的所述蚕丝基架浸泡于浓度为3～20mg/ml的胶原溶液中，超声分散20～120min，使得胶原溶液充分进入蚕丝基架的孔隙中，然后将蚕丝基架取出，-15～-25℃冰箱储存3～5h，-70～-90℃冰箱储存8～12h；步骤S5：将步骤S4中的所述蚕丝基架真空干燥，并在真空热交联机中交联，得到蚕丝支架。进一步地，所述蚕丝股由8束～16束2～6根的蚕丝并成一股形成。进一步地，所述蚕丝纤度为40～44den或20～22den。进一步地，所述蚕丝内芯的直径为0.1～2mm；所述蚕丝基架的直径为0.5～3mm。进一步地，所述步骤S3中去除所述蚕丝基架的丝胶蛋白的方法包括：碳酸钠溶液煮沸去除法、去污剂煮沸去除法、硼酸煮沸去除法、直接加热去除法。进一步地，所述碳酸钠煮沸去除法为：将步骤2中的所述蚕丝基架浸没于0.2％wt的Na2CO3水溶液中，煮沸60～150min，并在搅拌器中2000～6000rpm的转速搅拌,中间换水2～5次，30～80℃干燥。本专利技术还提供一种根据以上任一制备方法形成的蚕丝支架，包括至少一束蚕丝内芯以及包绕在所述蚕丝内芯外的至少一层蚕丝包壳。进一步地，所述蚕丝内芯的直径为0.1～2mm；蚕丝支架的直径为0.5～3mm。本专利技术还提供一种根据以上任一实施例所述的力学降解性能可调的编织状蚕丝支架作为生物支架应用于肌腱或韧带的修复。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术力学降解性能可调的蚕丝支架由机器编织而成，单根蚕丝支架的粗细可根据蚕丝的根数以及并股的蚕丝数量及其组成的蚕丝内芯的数量、以及蚕丝包壳的数量来调整蚕丝支架的粗细以及在体内的降解时间，可以适用于人体几乎所有的肌腱/韧带的修复。本专利技术力学降解性能可调的蚕丝支架生物相容性好，引起的炎症反应极低，并且埋入体内以后支架周围以及内部间隙有再生组织形成。本专利技术力学降解性能可调的蚕丝支架力学性能调节范围宽，可以满足人体不同肌腱或韧带所需的力学，在体内力学丢失速率可控，早期可以提供力学，晚期可以适时降解以利于肌腱韧带结构重塑。本专利技术力学降解性能可调的蚕丝支架性状与自体肌腱韧带相似，前交叉韧带重建时可以直接套用临床手术技术以及器械，有较好的临床转化前景。本专利技术力学降解性能可调的蚕丝支架可以作为基架提供力学，后期可以在其基础上被覆胶原，可以被覆其他生长因子，小分子，以及特殊细胞等，促进局部组织修复。附图说明图1：编织状蚕丝支架图片；图2：编织状蚕丝支架脱胶前后的表面以及横截面的扫描电镜图片；图3：编织状蚕丝支架复合胶原后扫描电镜图片；图4：皮下埋入以后不同时间点的最大载荷力学强度图片；图5：皮下埋入8周组织学图片。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本专利技术提供一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架的制备方法，制备方法包括以下步骤：步骤S1：将至少一股蚕丝股置于高速绳带编织机中(如张家港市加成纺织机械有限公司，16/4)，编织形成蚕丝内芯，可选地，蚕丝股由8束～16束的2～6根的蚕丝并成一股形成，蚕丝内芯有至少一股蚕丝股编织形成，形成的蚕丝内芯的直径为0.1～2mm。其中，蚕丝股为多束2～6根的蚕丝并成一股形成。步骤S2：将1～6束步骤S1中的蚕丝内芯置于高速绳带编织机中，并将至少一层蚕丝包壳编织在蚕丝内芯表面形成蚕丝基架，形成的蚕丝基架的直径为0.5～3mm。蚕丝包壳由8～16束的2～8根的蚕丝并成的蚕丝股编织形成。应当理解的是，可以重复步骤S2，增加蚕丝包壳的层数来增加蚕丝基架的直径。步骤S3：去除蚕丝基架的丝胶蛋白。去除蚕丝基架的丝胶蛋白的方法包括：碳酸钠溶液煮沸去除法、去污剂煮沸去除法、硼酸煮沸去除法、直接加热去除法。进一步地，碳酸钠煮沸去除法为：将步骤2中的蚕丝基架浸没于0.2％wt的Na2CO3水溶液中，煮沸60～150min，并在搅拌器中2000～6000rpm的转速搅拌,中间换水2～5次，30～80℃干燥。步骤S4：将步骤S3中的蚕丝基架浸泡于浓度为3～20mg/mL的胶原溶液中，超声分散20～120min，使得胶原溶液充分进入蚕丝基架的孔隙中，然后将蚕丝基架取出，-15～-25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1：将至少一股蚕丝股置于编织机中编织形成蚕丝内芯，其中，所述蚕丝股由多束2～6根的蚕丝并成一股形成；步骤S2：将1～6束所述步骤S1中的所述蚕丝内芯置于所述编织机中，并将至少一层蚕丝包壳编织在所述蚕丝内芯表面，形成蚕丝基架，其中，所述蚕丝包壳由8～16束的2～8根的蚕丝并成的蚕丝股编织形成；步骤S3：去除所述蚕丝基架的丝胶蛋白；步骤S4：将所述步骤S3中的所述蚕丝基架浸泡于浓度为3～20mg/ml的胶原溶液中，超声分散20～120min，使得胶原溶液充分进入蚕丝基架的孔隙中，然后将蚕丝基架取出，‑15～‑25℃冰箱储存3～5h，‑70～‑90℃冰箱储存8～12h；步骤S5：将步骤S4中的所述蚕丝基架真空干燥，并在真空热交联机中交联，得到蚕丝支架。

【技术特征摘要】
1.一种力学降解性能可调的编织状蚕丝支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1：将至少一股蚕丝股置于编织机中编织形成蚕丝内芯，其中，所述蚕丝股由多束2～6根的蚕丝并成一股形成；步骤S2：将1～6束所述步骤S1中的所述蚕丝内芯置于所述编织机中，并将至少一层蚕丝包壳编织在所述蚕丝内芯表面，形成蚕丝基架，其中，所述蚕丝包壳由8～16束的2～8根的蚕丝并成的蚕丝股编织形成；步骤S3：去除所述蚕丝基架的丝胶蛋白；步骤S4：将所述步骤S3中的所述蚕丝基架浸泡于浓度为3～20mg/ml的胶原溶液中，超声分散20～120min，使得胶原溶液充分进入蚕丝基架的孔隙中，然后将蚕丝基架取出，-15～-25℃冰箱储存3～5h，-70～-90℃冰箱储存8～12h；步骤S5：将步骤S4中的所述蚕丝基架真空干燥，并在真空热交联机中交联，得到蚕丝支架。2.根据权利要求1所述的力学降解性能可调的编织状蚕丝支架的制备方法，其特征在于，所述蚕丝股由8束～16束2～6根的蚕丝并成一股形成。3.根据权利要求1或2所述的力学降解性能可调的编织状蚕丝支架的制备方法，其特征在于，所述蚕丝纤度为40～44den或20～22...

【专利技术属性】
技术研发人员：郐学先，汪燕艳，赵洪石，陈隆坤，王芳，余锦有，宣铁锋，
申请(专利权)人：浙江星月生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33