可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片及其制备方法技术

本发明专利技术属于外科补片技术领域，提供了一种可诱导腱‑骨梯度结构形成的人工肩袖补片及其制备方法，选用PET纱线作为内层，分别分散有CTGF、KGN及纳米羟基磷灰石的诱导因子的明胶溶液作为外层，用静电纺丝技术将明胶溶液喷到PET纱线上，得到CTGF纺丝、KGN纺丝及纳米羟基磷灰石纺丝，三种纺丝均为具有双层结构的纳米纤维纱线，然后按照CTGF‑‑KGN‑‑纳米羟基磷灰石的方向编织，得到针织双层结构纳米纤维纱线支架，即可诱导腱‑骨梯度结构形成的人工肩袖补片。本发明专利技术提供的可诱导腱‑骨梯度结构形成的人工肩袖补片的制备方法简单，得到的三段式的人工肩袖补片能够促进肌腱‑纤维软骨‑骨的梯度结构的形成，具有良好的力学性能、生物相容性及临床应用前景。

【技术实现步骤摘要】
可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片及其制备方法
本专利技术属于外科补片
，具体涉及一种可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片及其制备方法。
技术介绍
肩袖是支持和稳定盂肱关节的重要结构，对维持肩关节腔的密闭功能、保持滑液营养关节软骨以及预防继发性骨关节炎起到重要作用。肩袖撕裂是常见的肩关节疾病，发病率随着年龄的增长而逐渐增加。肩袖撕裂是导致肩关节疼痛、活动度降低、功能减弱的常见原因，约占肩部病变的60％。对保守治疗无效的患者及大面积肩袖损伤患者，通常需要通过手术修补撕裂肩袖，从而减轻疼痛，恢复肩关节功能，但术后效果并不理想，失败翻修率为20％～70％不等，这与患者肩袖撕裂范围、肌腱挛缩、脂肪浸润、术后不恰当的康复锻炼等因素相关，但术后腱-骨界面不容易愈合是主要原因。肌腱是肩袖修复过程中的薄弱点，尤其是缺损较大时，术中牵拉并试图将大块撕裂的肩袖组织固定于受伤前的原附着点较为困难，此时需要用肩袖结构增强技术解决巨大肩袖撕裂时肱骨头覆盖不足问题，保证修补术后肩袖组织的力学性能，维持肩关节的稳定性和功能。肩袖补片加强技术是常用的肩袖结构增强技术，尤其适用大肩袖撕裂和慢性肩袖损伤伴肌腱回缩患者。随着组织工程技术的不断提高，肩袖补片的研发和应用进入了一个新的阶段，众多补片材料表现出良好的性能，但仍存在一定不足。常见的肩袖补片材料包括合成材料补片和生物材料补片。合成材料肩袖补片包括可降解型和不可降解型两类，主要成分为聚合物。常见的不可降解型补片合成材料包括聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯和尼龙等，这些补片具有良好的抗拉伸性能，为宿主组织的愈合提供稳定的力学保障。可降解型补片合成材料包括左旋聚乳酸、乳酸羟基乙酸、聚己内酯及聚丙二醇的共聚物等，能被组织降解，同时也能提供一定程度的力学强度，但降解产物可能存在一定的细胞毒性。目前合成材料肩袖补片生物相容性欠佳，术后存在机体异物排异反应的风险，使得这类补片的临床应用受到一定限制。生物材料补片多来源于组织移植材料，根据其来源大致可分为自体组织移植、同种异体组织移植、脱细胞化组织移植物等。自体移植材料主要来源于自身的阔筋膜、肱二头肌长头肌腱等，其最大优点是生物相容性好，但取材时会带来额外创伤，导致供区病损。同种异体组织移植材料通常来源于同种异体肩袖、胫前肌腱、髌腱、跟腱组织等，尽管术后肩关节运动幅度及肌力改善明显，但缺乏稳定的力学强度，移植后容易产生免疫排斥反应，存在感染疾病的风险，而且来源有限。脱细胞化组织移植物主要包括异种组织移植和同种异体组织移植，如动物真皮、小肠、心包膜等，以固有的胶原、非胶原蛋白、三维结构等为支架，促进术后胶原纤维及血管再生及腱-骨界面的功能性重建，虽然具有良好的生物相容性和延展性，但其力学强度无法满足肩袖的力学负荷强度。目前肩袖补片材料因其组织相容性、生物力学强度、组织来源和安全性等因素，限制其在临床上的应用。除此之外，目前大部分的肩袖补片均缺乏诱导组织再生的功能，更是缺乏诱导腱-骨梯度结构形成的功能，因此设计能够诱导组织再生、实现腱-骨(肌腱-纤维软骨-矿化的纤维软骨-骨)梯度结构的形成、力学强度优良、生物相容性好的肩袖补片对于治疗肩袖损伤有重要的临床应用价值。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片及其制备方法，包含不同的诱导因子，对干细胞分别起到不同的诱导分化，实现腱-骨(肌腱-纤维软骨-矿化的纤维软骨-骨)梯度结构的形成。本专利技术提供了一种可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片，具有这样的特征，包括：依次连接的促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段，其中，促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段分别由CTGF纺丝、KGN纺丝及纳米羟基磷灰石纺丝编织成三维针织支架，CTGF纺丝、KGN纺丝及纳米羟基磷灰石纺丝均包括由PET纱线组成的芯层以及由包裹在PET纱线上的明胶组成的明胶外层，CTGF纺丝的明胶外层中均匀分布有CTGF，KGN纺丝的明胶外层中均匀分布有KGN，纳米羟基磷灰石纺丝的明胶外层中均匀分布有纳米羟基磷灰石。在本专利技术提供的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片中，还可以具有这样的特征：其中，芯层的纵剖面呈圆形，直径为200μm～260μm，明胶外层的厚度为80μm～150μm。在本专利技术提供的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片中，还可以具有这样的特征：其中，其中，CTGF纺丝中，明胶外层中的CTGF与明胶的比值为50ng/g～100ng/g，KGN纺丝中，明胶外层中的KGN与明胶的比值为0.5μmol/100g～5μmol/100g。在本专利技术提供的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片中，还可以具有这样的特征：其中，明胶外层中的纳米羟基磷灰石与明胶的比值为20μg/g～100μg/g，纳米羟基磷灰石的粒径为20nm～70nm。本专利技术还提供了一种可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，将明胶溶于六氟异丙醇中配置成明胶溶液，加入CTGF作为诱导因子，得到CTGF明胶复合纺丝液；步骤2，将PET纱线置于电纺纳米纤维纱线制备设备中作为芯层，然后将CTGF明胶复合纺丝液喷到PET纱线上，利用旋转漏斗将CTGF明胶复合纺丝液加捻到芯层上，并由接收辊收集，得到连续的CTGF纺丝；步骤3，将明胶溶于六氟异丙醇中配置成明胶溶液，加入KGN作为诱导因子，得到KGN明胶复合纺丝液；步骤4，将对PET纱线置于电纺纳米纤维纱线制备设备中作为芯层，然后将KGN明胶复合纺丝液喷到PET纱线上，利用旋转漏斗将KGN明胶复合纺丝液加捻到芯层上，并由接收辊收集，得到连续的KGN纺丝；步骤5，将明胶溶于六氟异丙醇中配置成明胶溶液，加入纳米羟基磷灰石作为诱导因子，得到纳米羟基磷灰石明胶复合纺丝液；步骤6，将PET纱线置于电纺纳米纤维纱线制备设备中作为芯层，然后将纳米羟基磷灰石明胶复合纺丝液喷到PET纱线上，利用旋转漏斗将纳米羟基磷灰石明胶复合纺丝液加捻到芯层上，并由接收辊收集，得到连续的纳米羟基磷灰石纺丝；步骤7，按照CTGF纺丝、KGN纺丝及纳米羟基磷灰石纺丝的顺序，通过针织工艺织成由依次连接的促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段组成的三维针织支架，即可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片。在本专利技术提供的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，明胶为猪皮明胶，明胶溶液中明胶的含量为0.1g/ml～0.15g/ml。在本专利技术提供的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，CTGF明胶复合纺丝液中，CTGF的含量为50ng/g～100ng/g，步骤3中，KGN明胶复合纺丝液中，KGN的含量为0.5μmol/100g～5μmol/100g，步骤5中，纳米羟基磷灰石的粒径为20nm～70nm，纳米羟基磷灰石明胶复合纺丝液中，纳米羟基磷灰石的含量为20μg/g～100μg/g。在本专利技术提供的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片，其特征在于，包括：/n依次连接的促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段，/n其中，所述促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段分别由CTGF纺丝、KGN纺丝及纳米羟基磷灰石纺丝编织成三维针织支架，/n所述CTGF纺丝、所述KGN纺丝及所述纳米羟基磷灰石纺丝均包括由PET纱线组成的芯层以及由包裹在所述PET纱线上的明胶组成的明胶外层，/n所述CTGF纺丝的所述明胶外层中均匀分布有CTGF，/n所述KGN纺丝的所述明胶外层中均匀分布有KGN，/n所述纳米羟基磷灰石纺丝的所述明胶外层中均匀分布有纳米羟基磷灰石。/n

【技术特征摘要】
1.一种可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片，其特征在于，包括：
依次连接的促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段，
其中，所述促骨形成段、促软骨形成段及促肌腱再生段分别由CTGF纺丝、KGN纺丝及纳米羟基磷灰石纺丝编织成三维针织支架，
所述CTGF纺丝、所述KGN纺丝及所述纳米羟基磷灰石纺丝均包括由PET纱线组成的芯层以及由包裹在所述PET纱线上的明胶组成的明胶外层，
所述CTGF纺丝的所述明胶外层中均匀分布有CTGF，
所述KGN纺丝的所述明胶外层中均匀分布有KGN，
所述纳米羟基磷灰石纺丝的所述明胶外层中均匀分布有纳米羟基磷灰石。


2.根据权利要求1所述的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片，其特征在于：
其中，所述芯层的纵剖面呈圆形，直径为200μm～260μm，
所述明胶外层的厚度为80μm～150μm。


3.根据权利要求1所述的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片，其特征在于：
其中，所述CTGF纺丝中，所述明胶外层中的所述CTGF与所述明胶的比值为50ng/g～100ng/g，
所述KGN纺丝中，所述明胶外层中的所述KGN与所述明胶的比值为0.5μmol/100g～5μmol/100g。


4.根据权利要求1所述的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片，其特征在于：
其中，所述明胶外层中的所述纳米羟基磷灰石与所述明胶的比值为20μg/g～100μg/g，所述纳米羟基磷灰石的粒径为20nm～70nm。


5.一种如权利要求1～4中任一项所述的可诱导腱-骨梯度结构形成的人工肩袖补片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将所述明胶溶于六氟异丙醇中配置成明胶溶液，加入所述CTGF作为诱导因子，得到CTGF明胶复合纺丝液；
步骤2，将PET纱线置于电纺纳米纤维纱线制备设备中作为所述芯层，然后将所述CTGF明胶复合纺丝液喷到所述PET纱线上，利用旋转漏斗将所述CTGF明胶复合纺丝液加捻到所述芯层上，并由接收辊收集，得到连续的所述CTGF纺丝；
步骤3，将所述明胶溶于所述六氟异丙醇中配置成所述明胶溶液，加入所述KGN作为诱导因子，得到KGN明胶复合纺丝液；
步骤4，将所述对PET纱线置于所述电纺纳米纤维纱线制备设备中作为所述芯层，然后将所述KGN明胶复合纺丝液喷到所述PET纱线上，利用所述旋转漏斗将所述KGN明胶复合纺丝液加捻到所述芯层上，并由接收辊收集，得到连续的所述KGN纺丝；
步骤5，将所述明胶溶于所述六氟异丙醇中配置成所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，程飚，潘建锋，梁文清，葛恒安，蔡秋晨，薛超，吴鹏，吴格安，王野舟，陈忆超，张英磊，
申请(专利权)人：李军，
类型：发明
国别省市：上海;31