一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂肪浸润的电纺膜支架及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂肪浸润的电纺膜支架及其制备方法。该电纺膜支架的制备方法包括如下步骤：步骤一，将MSNs超声分散在乙醇中，加入三乙氧基硅烷后搅拌，离心收集纳米颗粒，在硫酸中重分散，加热收集最终产物，洗涤，冷冻干燥，制得MSN

【技术实现步骤摘要】
一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂肪浸润的电纺膜支架及其制备方法


[0001]本专利技术涉及外科修复手术材料
，具体涉及一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂肪浸润的电纺膜支架及其制备方法。

技术介绍

[0002]肩袖撕裂是肌肉骨骼系统的常见问题。研究发现，这种疾病的患病率在15％到51％之间，在50岁以上的人群中发病率最高。修复后愈合不良通常会导致复发或其他不好的临床结果。这一领域的大多数研究都集中在骨
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肌腱界面上，研究改变和加强骨
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肌腱界面的方法，但是生理变化越来越引起人们的兴趣，包括肩袖撕裂后结构附着点处的肌肉、肌腱和骨骼的变化。特征性的退行性改变包括肌肉和肌肉细胞中的脂肪堆积、纤维化和肌肉萎缩、肌腱组织丢失和骨密度降低。特别是脂肪浸润和骨密度降低的问题，是通过肩袖修复手术进行解剖重建后恢复生理和生物力学功能的两个关键挑战。针对这些问题，研究人员提出了不同的生物材料来抑制脂肪浸润和促进骨再生。然而，由于脂肪和骨属于两个不同的谱系，没有一种单一的生物支架能够同时解决这两个问题。
[0003]锂，一种被批准用于人类的药物，已经成为双相情感障碍的一线治疗药物。研究表明，Li
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可以通过激活典型的Wnt/β
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catenin信号通路影响一系列下游信号通路。该途径在调节成骨细胞和破骨细胞活性中的直接作用已被反复观察到，通过Wnt1的异位表达激活β
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catenin，直接抑制PPAR并阻止3T3
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L1细胞的脂肪生成。这种双向作用满足了抑制脂肪分化和促进成骨分化的两个要求，为促进脂肪浸润的慢性肩袖损伤术后愈合提供了可能。
[0004]导电生物材料对组织再生非常重要。豇豆(Vigna unguiculata)有一个长的条状外壳，类似于静电纺丝中的纤维结构，内部由均匀排列的种子组成。当种子被剥开时，它们起着孕育下一代的作用。受这些结构和功能特征的启发，本专利技术人在先设计了一种类似于“壳&籽”结构的电纺纤维和介孔二氧化硅纳米球的组合。介孔硅纳米颗粒(MSNs)是一种纳米材料，具有良好的生物相容性、高比表面积、孔结构、可调节的粒径和高载药量等优点。MSNs本身对宿主的影响或作用很小，但是，当对颗粒表面进行改性时，他们被认为是一种理想的载药工具。为了原位释放，优选与水凝胶或静电纺丝膜结合的MSNs。嵌段聚氨酯由于其灵活的力学特性、可加工性和良好的生物相容性，在各种应用中被用作弹性生物材料。以往的研究在多嵌段聚醚氨酯脲(PEUU)为电纺材料的血管组织工程的开发和应用方面取得了进展。
[0005]结合上述物质的特性，本专利技术拟提供一种持续释放锂离子的生物膜，能够通过单一介质时促进腱骨界面骨再生以及抑制肩袖肌肉组织的脂肪浸润，同时在术后即刻提供一定的力学支持作用。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂
肪浸润的电纺膜支架及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一方面是提供一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂肪浸润的电纺膜支架的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一，合成MSNs
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COOH纳米颗粒：将MSNs超声分散在乙醇中，加入三乙氧基硅烷后搅拌，离心收集纳米颗粒，在硫酸中重分散，加热收集最终产物，洗涤，冷冻干燥，制得MSN
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COOH纳米颗粒；
[0010]步骤二，制备Li
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@MSNs：将锂盐和MSN
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COOH加入去离子水中，搅拌，然后离心，去掉上清液；沉淀在真空下干燥40
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50h，得到Li
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@MSNs；
[0011]步骤三，制备电纺膜支架：将高分子材料和Li
+
@MSNs溶解在HFIP中，搅拌制得均一溶液，接着采用静电纺丝技术制备成单根纤维呈“豇豆样”结构的电纺膜支架。
[0012]进一步地，步骤一中加入三乙氧基硅烷后搅拌的时间为18
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30h。
[0013]进一步地，步骤一中的加热温度为130
‑
160℃，加热时间为2
‑
6h。
[0014]进一步地，步骤一中采用的硫酸的浓度为40
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60％v/v。
[0015]进一步地，MSNs通过以下方法进行合成制备：将NaOH溶液、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯缓慢依次加入水中搅拌，然后在80℃条件下大力搅拌10
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20min；然后继续常规搅拌4
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8h，用ddH2O和甲醇过滤和淬火；在60℃下，在甲醇和浓盐酸中搅拌20
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30h，提取CTAB模板；最后经过滤、甲醇洗涤、真空干燥得到MSNs。
[0016]进一步地，步骤二中采用的锂盐为LiCl或LiNO3；该LiCl和MSN
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COOH的反应质量比例为1:20。
[0017]进一步地，步骤三中，高分子材料选自PEUU、PCL、PLA中的一种或多种。
[0018]进一步地，静电纺丝的参数为：进样速度为1.0
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1.4mL/h，纺丝电压为15kV，接收装置距离注射器针头的距离为14厘米，电纺时间延长至20～24h。
[0019]本专利技术的第二方面是提供上述制备方法制备的电纺膜支架。
[0020]本专利技术的第三方面是提供上述电纺膜支架在制备肩袖补片中的应用。
[0021]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0022]本专利技术为实现兼具促进肩袖腱骨界面的骨愈合及抑制肩袖肌肉的脂肪浸润，同时提供术后即刻力学支持作用：1)首先对纳米级介孔硅表面进行羧基修饰，通过多孔结构及表面带负电荷的羧基对氯化锂或硝酸锂进行吸附；2)通过静电纺丝技术结合具一定机械强度的高分子材料，将搭载锂盐的介孔硅包裹于电纺丝内，利用该体系在肩袖修复环境中原位释放锂离子；3)为提供力学保护，适当提高电纺膜的厚度(可达0.05mm)，一方面便于术者将支架缝合于肩袖肱骨头复合体表面，另一方面也在术后即刻提供了一定的力学支撑。
附图说明
[0023]图1是本专利技术一实施例中制备电纺膜支架的工艺流程图；
[0024]图2显示了本专利技术一实施例中制备的电纺膜的纤维形态、FTIR光谱(图2e)和Li+释放曲线(图2f)；其中，图2a
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d分别为MSNs
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COOH、Li
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@MSNs、Li
+
/PEUU和Li
+
@MSNs/PEUU的TEM图；
[0025]图3显示了本专利技术一实施例中Li
+
@MSNs/PEUU促进成骨分化；其中，图3a
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b分别表
示了不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进肩袖腱骨愈合和抑制肌肉脂肪浸润的电纺膜支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，合成MSNs
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COOH纳米颗粒：将MSNs超声分散在乙醇中，加入三乙氧基硅烷后搅拌，离心收集纳米颗粒，在硫酸中重分散，加热收集最终产物，洗涤，冷冻干燥，制得MSN
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COOH纳米颗粒；步骤二，制备Li
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@MSNs：将锂盐和MSN
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COOH纳米颗粒加入去离子水中，搅拌，然后离心，去掉上清液；沉淀在真空下干燥40
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50h，得到Li
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@MSNs；步骤三，制备电纺膜支架：将高分子材料和Li
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@MSNs溶解在HFIP中，搅拌制得均一溶液，接着采用静电纺丝技术制备成单根纤维呈“豇豆样”结构的电纺膜支架。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中加入三乙氧基硅烷后搅拌的时间为18
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30h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中的加热温度为130
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160℃，加热时间为2
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6h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中采用的硫酸的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄楷，朱同贺，赵金忠，苏为，蒋佳，
申请(专利权)人：上海市第六人民医院，
类型：发明
国别省市：