一种高强度复合涂层人工韧带及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于人工韧带技术领域。本发明专利技术提供了一种高强度复合涂层人工韧带，包含复合涂层和壳芯结构人工韧带；复合涂层包含磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂；壳芯结构人工韧带包含丝素纤维和可降解纤维；可降解纤维包含聚己内酯纤维、海藻纤维和聚乳酸纤维中的一种或几种。本发明专利技术还提供了一种高强度复合涂层人工韧带的制备方法和应用。本发明专利技术的复合涂层和壳芯结构有效延缓了人工韧带的降解速率，提高了人工韧带的力学性能，断裂强度可达60～80MPa，完全降解时间可延长至26个月。本发明专利技术的复合涂层人工韧带无任何细胞毒性，无致敏性和刺激性，具有优异的生物相容性。具有优异的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度复合涂层人工韧带及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及人工韧带
，尤其涉及一种高强度复合涂层人工韧带及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]理想的人工韧带产品应具备以下性能：
①
优异的生物相容性；
②
足够的机械性能；
③
良好的物理和化学性能；
④
高耐磨性；
⑤
高耐腐蚀性；
⑥
一定的骨愈合性能。这些性能要求人工韧带材料本身及其降解产物要具备良好的生物相容性，不可有毒副作用，且长期植入不会被组织液腐蚀，保持理化性能稳定，还要具有一定的骨诱导性能以促进腱骨愈合；在结构方面，要具有良好的弯曲和扭转性能以便于关节活动，同时具备一定的机械性能和弹性回复性能以支持日常运动需求。人工韧带产品中，应用最广泛的LARS人工韧带由不可降解材料制成，植入后中后期会因材料的疲劳和松弛造成关节不稳，同时其腱骨愈合效果较差，会造成骨隧道扩大甚至人工韧带滑出。
[0003]可降解材料应用于人工韧带的研究中，人工合成材料的降解速率与植入体内的软组织的愈合速率往往不能完美的匹配，这就导致人工韧带过早降解破坏而在愈合中期无法提供足够的支撑强力，同时合成材料降解产生的乳酸等降解产物往往易引发炎症反应。降解周期与再生周期的不适配和材料力学衰减过快是主要问题。丝素纤维材料具有良好的生物相容性和力学性能，且其降解周期较长。但是，100％可降解纤维材料人工韧带的力学衰减速率、降解速率仍和理想状态存在差距。
[0004]因此，研究开发一种复合涂层人工韧带，以提高人工韧带的力学性能、调控降解速率、具备良好生物相容性，进而实现人工韧带移植早期力学性能优异、降解可控，中远期韧带组织原位可再生的理想目标，具有非常重要的社会效益及经济效益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种高强度复合涂层人工韧带，用以解决现有技术中人工韧带力学性能差、降解速度快、生物相容性差的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高强度复合涂层人工韧带，包含复合涂层和壳芯结构人工韧带；
[0008]所述复合涂层包含磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂；
[0009]所述壳芯结构人工韧带包含丝素纤维和可降解纤维；
[0010]所述可降解纤维包含聚己内酯纤维、海藻纤维和聚乳酸纤维中的一种或几种。
[0011]作为优选，所述磷酸钙类化合物包含羟基磷灰石、磷酸三钙和生物活性玻璃中的一种或几种；所述抗菌剂包含载银磷酸锆、纳米银颗粒和载银羟基磷灰石中的一种或几种。
[0012]作为优选，所述磷酸钙类化合物和抗菌剂的粒径独立的为10～60nm。
[0013]作为优选，所述复合涂层和壳芯结构人工韧带的质量比为45～95:100；所述复合
涂层中，磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂的质量比为20～35:100:5～8。
[0014]作为优选，所述壳芯结构人工韧带中，丝素纤维和可降解纤维的质量比为65～75:25～35。
[0015]本专利技术还提供了一种所述的高强度复合涂层人工韧带的制备方法，包含如下步骤：
[0016]1)将磷酸钙类化合物分散液、抗菌剂和聚氨酯溶液混合，得到混合溶液；
[0017]2)在壳芯结构人工韧带上涂覆混合溶液后进行干燥处理，得到高强度复合涂层人工韧带。
[0018]作为优选，步骤1)所述磷酸钙类化合物分散液的溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述聚乙烯吡咯烷酮的体积以分散磷酸钙类化合物为准；所述聚氨酯溶液的溶剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述聚氨酯溶液中，聚氨酯的质量分数为6～10％。
[0019]作为优选，步骤2)所述涂覆的次数为1～3次；所述干燥处理的温度为45～60℃，时间为90～110min。
[0020]作为优选，当涂覆的次数≥2次时，每次涂覆之后进行一次干燥处理。
[0021]本专利技术还提供了一种所述的高强度复合涂层人工韧带在制备膝关节移植产品中的应用。
[0022]本专利技术的有益效果包括以下几点：
[0023]1)本专利技术的复合涂层和壳芯结构有效延缓了人工韧带的降解速率，提高了人工韧带的力学性能，断裂强度可达60～80MPa，能够有效调控材料的力学及降解性能。
[0024]2)本专利技术的复合涂层人工韧带无任何细胞毒性，无致敏性和刺激性，具有优异的生物相容性，是一种良好的人工韧带移植物。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种高强度复合涂层人工韧带，包含复合涂层和壳芯结构人工韧带；
[0026]所述复合涂层包含磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂；
[0027]所述壳芯结构人工韧带包含丝素纤维和可降解纤维；
[0028]所述可降解纤维包含聚己内酯纤维、海藻纤维和聚乳酸纤维中的一种或几种。
[0029]本专利技术所述磷酸钙类化合物优选包含羟基磷灰石、磷酸三钙和生物活性玻璃中的一种或几种；当磷酸钙类化合物同时包含几种组分时，各组分优选以等质量比进行混合。
[0030]本专利技术所述抗菌剂优选包含载银磷酸锆、纳米银颗粒和载银羟基磷灰石中的一种或几种；当抗菌剂同时包含几种组分时，各组分优选以等质量比进行混合。
[0031]本专利技术所述磷酸钙类化合物和抗菌剂的粒径独立的优选为10～60nm，进一步优选为20～50nm，更优选为30～40nm。
[0032]本专利技术所述复合涂层和壳芯结构人工韧带的质量比优选为45～95:100，进一步优选为55～85:100，更优选为65～75:100；所述复合涂层中，磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂的质量比优选为20～35:100:5～8，进一步优选为25～30:100:6～7，更优选为28～32:100:6。
[0033]本专利技术所述壳芯结构人工韧带中，丝素纤维和可降解纤维的质量比优选为65～
75:25～35，进一步优选为68～72:28～32，更优选为70:30；所述可降解纤维同时包含几种纤维时，各纤维优选以等质量比进行混合。
[0034]本专利技术所述壳芯结构人工韧带优选采用编织机制备；所述壳芯结构人工韧带的内芯数量优选为2～4个，内芯优选为致密结构，外壳优选为疏松结构，每个内芯的纱线根数优选和外壳的纱线根数相同；人工韧带的每个内芯和外壳中，丝素纤维和可降解纤维的质量比独立的优选为65～75:25～35，进一步优选为68～72:28～32，更优选为70:30；所述壳芯结构人工韧带的制备方法为常规方法。
[0035]本专利技术的壳芯结构人工韧带表面孔洞明显且均匀，适合后续涂层，同时结构稳定，保型性较好。
[0036]本专利技术还提供了一种所述的高强度复合涂层人工韧带的制备方法，包含如下步骤：
[0037]1)将磷酸钙类化合物分散液、抗菌剂和聚氨酯溶液混合，得到混合溶液；
[0038]2)在壳芯结构人工韧带上涂覆混合溶液后进行干燥处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度复合涂层人工韧带，其特征在于，包含复合涂层和壳芯结构人工韧带；所述复合涂层包含磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂；所述壳芯结构人工韧带包含丝素纤维和可降解纤维；所述可降解纤维包含聚己内酯纤维、海藻纤维和聚乳酸纤维中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的高强度复合涂层人工韧带，其特征在于，所述磷酸钙类化合物包含羟基磷灰石、磷酸三钙和生物活性玻璃中的一种或几种；所述抗菌剂包含载银磷酸锆、纳米银颗粒和载银羟基磷灰石中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的高强度复合涂层人工韧带，其特征在于，所述磷酸钙类化合物和抗菌剂的粒径独立的为10～60nm。4.根据权利要求3所述的高强度复合涂层人工韧带，其特征在于，所述复合涂层和壳芯结构人工韧带的质量比为45～95:100；所述复合涂层中，磷酸钙类化合物、聚氨酯和抗菌剂的质量比为20～35:100:5～8。5.根据权利要求4所述的高强度复合涂层人工韧带，其特征在于，所述壳芯结构人工韧带中，丝素纤维和可...

【专利技术属性】
技术研发人员：关国平，王璐，林婧，王富军，刘明洁，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：