一种蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板及其制备方法，属于功能材料领域。本发明专利技术所述的制备半月板的方法，包括如下步骤：(1)通过机织的方法编织半月板预制体：(2)将丝胶粉和过氧化氢按照质量比1

【技术实现步骤摘要】
一种蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板及其制备方法，属于功能材料领域。

技术介绍

[0002]众所周知，半月板(软骨)机体中膝关节的重要解剖结构之一，具有稳定传到机体负重、缓冲压力、增大软骨接触面积、维持膝关节稳定性以及营养润滑关节软骨等作用。随着人口老龄化以及人们运动的增加，半月板损伤患者数量与日俱增，且半月板由于其特殊的血供分布特点，导致其纤维软骨组织容易高度分化，自身修复的能力较弱，导致损伤后再生能力不足，难以自行修复。半月板主要由纤维软骨组织构成，位于膝关节胫骨平台与股骨髁的间隙内，它在膝关节的稳定性方面有重要的作用。目前临床上多采用关节镜下半月板损伤缝合修复手术，对于半月板无血供区和复杂性损伤无法修复者，进行半月板全切术或次全切术，半月板切除会导致膝关节应力集中和负荷传导紊乱。
[0003]近年来，为了避免继发性骨关节炎的发生，进而加重痛感和病情，国内外许开始关注半月板重建术。目前，半月板重建术的方式包括：同种异体半月板和人工替代物。然而，同种异体半月板存在移植物来源不足、匹配困难、组织保存困难、具有疾病传播风险、免疫排斥反应和高昂费用等问题。人工合成材料相较于天然材料优势明显：第一，人工材料可通过控制聚合物分子量及组成控制水解等降解速度。第二，避免产生毒素物质，人工合成材料分解后产生的乙酸或者乙醇酸可随着机体代谢作用排出体外，有利于保持机体不受侵害。第三，人工合成材料具有良好的可塑性，可在一定的热力条件下按需加工出不同形状。因此，人工半月板成为理想候选方法。
[0004]当前，国外涉及人工半月板公司主要包括美国Ivy Sports Medicine、英国Qrteq和美国Active Implants等公司。其中，美国Ivy Sports Medicine公司对应产品为CIM，选用胶原作为原材料，但仅作为部分修复材料；英国Qrteq公司对应产品为Atifit，选用聚己内酯/聚氨酯，为降解性合成材料，但产生少量有毒二元胺，且聚氨酯1.5年降解50％；美国Active Implants公司对应产品为NUsurface，选用聚碳酸酯聚氨酯，然而临床表明，并发症及短期失败率高，临床应用不广泛，且过大尺寸容易引起中压和位移大于天然半月板。
[0005]国内专利200720131799.3，设计的半月板由蚕丝通过钩编而成，并包裹I型胶原；专利201710999938.2中，半月板支架由蚕丝经传统编织方法单层编织后层层堆积串联而成，并通过浇注方式固形，包裹固形材料如胶原、聚乙烯醇水凝胶、聚氨酯；但是这些采用的水凝胶、I型胶原和胶原等材料组织相容性较差，力学性能不佳。

技术实现思路

[0006][技术问题][0007]目前制备的半月板材料力学性能差，会产生少量毒素，适用范围有限。
[0008][技术方案][0009]为了解决上述问题，本专利技术通过蚕丝直接净成形成多向夹芯立体纤维半月板；其次，外浸渍水凝胶，形成蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板。本专利技术的蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板可满足支架材料无毒、材料降解产物无毒、拉伸刚度0.2
‑
0.5N、弹性模量10
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100MPa、材料降解速度与自身组织生成速度匹配、长期维持结构稳定性等需求，且支架可与周围组织缝合，保持结构及稳定性。
[0010]本专利技术的第一个目的是提供一种制备蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板的方法，包括如下步骤：
[0011](1)通过机织的方法编织半月板预制体
[0012]所述的半月板预制体为三层结构，以蚕丝纤维网为芯层，上、下层为蚕丝平纹织物；之后通过蚕丝纱线缝合为一个整体，且芯层的厚度为1
‑
3mm，缝合点之间的距离为4
‑
6mm；所述的半月板预制体形状类似为“C”型，整体截面为内侧低、外侧高的楔形结构；
[0013](2)制备凝胶溶液
[0014]将丝胶粉和过氧化氢按照质量比1
‑
2：100混合进行交联反应，得到第一水凝胶；
[0015]将透明质酸、壳聚糖、水按照质量比1
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3：1
‑
3：100混合均匀，得到第二水凝胶；
[0016]将第一水凝胶和第二水凝胶按照体积比1
‑
3：1混合均匀，得到凝胶溶液；
[0017](3)制备蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板
[0018]将步骤(1)的半月板预制体先脱胶，之后浸渍步骤(2)的凝胶溶液，取出，定型，干燥，得到所述的蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的蚕丝纱的原料选用新产的秋蚕茧，茧身洁白、饱满，质量等级为A5。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的蚕丝纤维网的规格为10
‑
30g/m2。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的蚕丝纱的规格为150
‑
250tex。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的蚕丝平纹织物编织采用的蚕丝纱的规格为150
‑
250tex。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述的丝胶粉的规格为60
‑
100目，纯度大于99％。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述的过氧化氢为质量分数为30％的过氧化氢水溶液。
[0025]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述的交联反应的条件为300
‑
500rpm、常温(20
‑
30℃)反应15
‑
40s。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述的透明质酸、壳聚糖、水的混合均匀为300
‑
500rpm、常温(20
‑
30℃)反应15
‑
30min。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的壳聚糖的乙酰度大于95％，黏度为150～200MPa
·
s；透明质酸的分子量为40
‑
130万，纯度为98％以上。
[0028]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述的第一水凝胶和第二水凝胶的混合均匀为100
‑
300rpm、常温(20
‑
30℃)反应15
‑
20min。
[0029]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)所述的脱胶是将半月板预制体置于质量分数为0.5％的Na2CO3溶液中煮沸30min，后用水彻底冲洗以去除丝胶和残留碳酸钠。
[0030]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)所述的浸渍是常温(20
‑
30℃)浸渍5
‑
10min。
[0031]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)所述的定型是采用模具将浸渍凝胶溶液的预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过机织的方法编织半月板预制体所述的半月板预制体为三层结构，以蚕丝纤维网为芯层，上、下层为蚕丝平纹织物；之后通过蚕丝纱线缝合为一个整体，且芯层的厚度为1
‑
3mm，缝合点之间的距离为4
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6mm；所述的半月板预制体形状类似为“C”型，整体截面为内侧低、外侧高的楔形结构；(2)制备凝胶溶液将丝胶粉和过氧化氢按照质量比1
‑
2：100混合进行交联反应，得到第一水凝胶；将透明质酸、壳聚糖、水按照质量比1
‑
3：1
‑
3：100混合均匀，得到第二水凝胶；将第一水凝胶和第二水凝胶按照体积比1
‑
3：1混合均匀，得到凝胶溶液；(3)制备蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板将步骤(1)的半月板预制体先脱胶，之后浸渍步骤(2)的凝胶溶液，取出，定型，干燥，得到所述的蚕丝/凝胶多向纤维夹芯半月板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的蚕丝纤维网的规格为10
‑
30g/m2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的蚕丝纱的规格为150
‑
250tex。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张典堂，宗晟，伍立立，
申请(专利权)人：宜兴市新立织造有限公司，
类型：发明
国别省市：