三相仿生套筒支架及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三相仿生套筒支架，包括骨套筒支架、软骨套筒支架和肌腱支架，肌腱支架的外部套装有软骨套筒支架，软骨套筒支架外套装有骨套筒支架，骨套筒支架与软骨套筒支架之间、软骨套筒支架与肌腱支架之间均为紧配合。其制备方法包括制备骨套筒支架、软骨套筒支架和肌腱支架，对各支架去细胞处理，构建C

【技术实现步骤摘要】
三相仿生套筒支架及制备方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种三相仿生套筒支架及制备方法。

技术介绍

[0002]膝关节在人体活动中发挥着重要的作用。在组成膝关节的韧带中，前交叉韧带(Anterior cruciate ligament，ACL)连接膝关节股骨与胫骨，限制膝关节屈伸运动时胫骨过度前移，是维系膝关节稳定最重要的韧带。遗憾的是，ACL损伤将导致膝关节多向不稳，造成软骨关节面和半月板受力过度，加速其消耗磨损，最终引发骨性关节炎(OA)。据报道，ACL断裂常见于扭转、半屈、急停、碰撞等动作的体育运动中，如：足球、篮球、羽毛球、橄榄球等。流行病学资料显示：美国、挪威、丹麦每年ACL损伤发生率分别为0.068％、0.034％、0.038％。
[0003]在我国，ACL损伤的流行病学报道甚少，但北医三院对于我国现役集训运动员进行调查的结果表明，现役集训运动员ACL损伤的总体发病率为0.43％。可见，ACL损伤属于常见运动损伤，威胁着广大运动爱好者及专业运动员的健康，其治疗是运动医学及骨科医师面临的一个重大挑战。临床上，ACL断裂后常需要进行重建手术以恢复膝关节的稳定性。用于ACL重建的移植物包括：自体肌腱、异体肌腱、人工韧带等。重建术后，移植物的关节腔内部分重塑新生肌腱组织，同时移植物的骨道部分再生骨腱止点(Bone
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tendon insertion，BTI)结构，从而实现重建韧带替代ACL功能，维持膝关节稳定。组织学上，正常骨腱止点由骨、纤维软骨、肌腱组织构成，呈现出连续渐变结构，从而避免发生应力集中，保障了力学负荷的正常传导。研究显示，ACL重建早期，关节腔内移植韧带塑形改建不佳，导致再生韧带结构紊乱、力学强度差，容易再发撕裂，同时骨道内常常被单纯的纤维瘢痕组织填充，特征性的骨
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纤维软骨
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肌腱结构缺失，无法有效保障移植物与骨道牢固整合，容易导致移植物松弛。数据显示，ACL重建术后再撕裂率达10％
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25％。近年来，随着手术及康复治疗不断改进，ACL重建手术疗效取得了一定的提升，但患者仍需长达2年的恢复时间，且仍存在较高的再撕裂风险。因此，如何加速ACL重建后骨道内梯度渐变的骨腱止点生成以及关节腔内肌腱组织再生，恢复重建ACL的生物学功能，成为了运动医学领域研究重点。
[0004]组织工程与再生医学的蓬勃发展，激励临床医师及研究人员试图通过构建ACL重建组织工程移植物来解决这一难题。目前，异体肌腱、高分子材料人工韧带等多种ACL重建移植物已应用于临床，但存在以下问题：1)现有移植物多为模仿肌腱组织的单相结构，骨道内缺乏骨
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纤维软骨
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肌腱三相结构，无法为骨道内骨
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纤维软骨
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肌腱三相结构再生提供支撑材料；2)现有移植物缺乏诱导干细胞发生成骨、成软骨及成肌腱分化的功能活性，不利于骨道内新的骨腱止点形成及关节腔内肌腱再生；3)人工合成材料制备的移植物，其体内降解、生物相容性、材料与骨隧道愈合不佳等诸多问题尚待解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，突破传统ACL移植物单相结构，
提供一种模仿人体骨、纤维软骨、肌腱组织的形态结构、矿物质分布和力学特性的三相仿生套筒支架及制备方法，该三相仿生套筒支架具有诱导干细胞发生成骨、成软骨及成肌腱分化的功能活性，加速ACL重建术后骨道内骨腱止点结构再生及关节腔内肌腱重塑，实现ACL重建术后早期关节功能恢复的优点。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种三相仿生套筒支架，包括骨套筒支架、软骨套筒支架和肌腱支架，所述骨套筒支架和所述软骨套筒支架均为中空的圆柱型结构，所述肌腱支架为圆柱型结构，所述肌腱支架的外部套装有所述软骨套筒支架，所述软骨套筒支架外套装有所述骨套筒支架，所述骨套筒支架与软骨套筒支架之间、所述软骨套筒支架与所述肌腱支架之间均为紧配合。
[0008]上述的三相仿生套筒支架，优选的，所述骨套筒支架为去细胞骨套筒支架，所述软骨套筒支架为去细胞软骨套筒支架，所述肌腱支架为去细胞肌腱支架。
[0009]上述的三相仿生套筒支架，优选的，所述骨套筒支架为C
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BMP
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2修饰的去细胞骨套筒支架，所述软骨套筒支架为C
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TGF
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β3修饰的去细胞软骨套筒支架，所述肌腱支架为C
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GDF
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7修饰的去细胞肌腱支架，所述C
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BMP
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2为胶原结合特性的骨形态发生蛋白
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2，所述C
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TGF
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β3为胶原结合特性的转化生长因子
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β3，所述C
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GDF
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7为胶原结合特性的生长分化因子7。
[0010]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种三相仿生套筒支架的制备方法，包括以下步骤：
[0011]S1、制备骨套筒支架、软骨套筒支架和肌腱支架：将犬腰椎骨组织修整成中空的套筒结构，得到骨套筒支架，将犬浮肋软骨组织修整成中空的套筒结构，得到软骨套筒支架，将犬跟腱组织修整成圆柱状结构，得到肌腱支架，其中，骨套筒支架的内径与软骨套筒支架的外径相等，软骨套筒支架的内径与肌腱支架的直径相等；
[0012]S2、对骨套筒支架、软骨套筒支架和肌腱支架去细胞处理：将骨套筒支架、软骨套筒支架、肌腱支架在磷酸盐缓冲溶液中清洗，然后进行冻融循环，再用双抗磷酸盐缓冲溶液漂洗，漂洗后放入核酸酶溶液中消化，再利用负压吸引方式驱动双抗磷酸盐缓冲溶液冲洗，得到去细胞骨套筒支架、去细胞软骨套筒支架和去细胞肌腱支架；
[0013]S3、C
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BMP
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2修饰的去细胞骨套筒支架、C
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TGF
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β3修饰的去细胞软骨套筒支架、C
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GDF
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7修饰的去细胞肌腱支架的构建：将C
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BMP
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2负载于去细胞骨套筒支架上，将C
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TGF
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β3负载于去细胞软骨套筒支架上，将C
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GDF
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7负载于去细胞肌腱支架上，得到C
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BMP
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2修饰的去细胞骨套筒支架、C
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TGF
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β3修饰的去细胞软骨套筒支架和C
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GDF
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7修饰的去细胞肌腱支架，使所得骨套筒支架具有干细胞成骨诱导性能，所得软骨套筒支架具有干细胞成软骨诱导性能，所得去细胞肌腱支架具有干细胞成肌腱诱导性能，并实现生长因子的缓释，所述C
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BMP
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2为胶原结合特性的骨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相仿生套筒支架，其特征在于，包括骨套筒支架(1)、软骨套筒支架(2)和肌腱支架(3)，所述骨套筒支架(1)和所述软骨套筒支架(2)均为中空的圆柱型结构，所述肌腱支架(3)为圆柱型结构，所述肌腱支架(3)的外部套装有所述软骨套筒支架(2)，所述软骨套筒支架(2)外套装有所述骨套筒支架(1)，所述骨套筒支架(1)与软骨套筒支架(2)之间、所述软骨套筒支架(2)与所述肌腱支架(3)之间均为紧配合。2.根据权利要求1所述的三相仿生套筒支架，其特征在于，所述骨套筒支架(1)为去细胞骨套筒支架，所述软骨套筒支架(2)为去细胞软骨套筒支架，所述肌腱支架(3)为去细胞肌腱支架。3.根据权利要求2所述的三相仿生套筒支架，其特征在于，所述骨套筒支架(1)为C
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BMP
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2修饰的去细胞骨套筒支架，所述软骨套筒支架(2)为C
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TGF
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β3修饰的去细胞软骨套筒支架，所述肌腱支架(3)为C
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GDF
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7修饰的去细胞肌腱支架，所述C
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BMP
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2为胶原结合特性的骨形态发生蛋白
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2，所述C
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TGF
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β3为胶原结合特性的转化生长因子
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β3，所述C
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GDF
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7为胶原结合特性的生长分化因子7。4.一种三相仿生套筒支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备骨套筒支架(1)、软骨套筒支架(2)和肌腱支架(3)：将犬腰椎骨组织修整成中空的套筒结构，得到骨套筒支架(1)，将犬浮肋软骨组织修整成中空的套筒结构，得到软骨套筒支架(2)，将犬跟腱组织修整成圆柱状结构，得到肌腱支架(3)，其中，骨套筒支架(1)的内径与软骨套筒支架(2)的外径相等，软骨套筒支架(2)的内径与肌腱支架(3)的直径相等；S2、对骨套筒支架(1)、软骨套筒支架(2)和肌腱支架(3)去细胞处理：将骨套筒支架(1)、软骨套筒支架(2)、肌腱支架(3)在磷酸盐缓冲溶液中清洗，然后进行冻融循环，再用双抗磷酸盐缓冲溶液漂洗，漂洗后放入核酸酶溶液中消化，再利用负压吸引方式驱动双抗磷酸盐缓冲溶液冲洗，得到去细胞骨套筒支架、去细胞软骨套筒支架和去细胞肌腱支架；S3、C
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BMP
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2修饰的去细胞骨套筒支架、C
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TGF
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β3修饰的去细胞软骨套筒支架、C
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GDF
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7修饰的去细胞肌腱支架的构建：将C
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BMP
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2负载于去细胞骨套筒支架上，将C
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TGF
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β3负载于去细胞软骨套筒支架上，将C
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GDF
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7负载于去细胞肌腱支架上，得到C
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BMP
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2修饰的去细胞骨套筒支架、C
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TGF
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β3修饰的去细胞软骨套筒支架和C
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GDF
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7修饰的去细胞肌腱支架，使所得骨套筒支架具有干细胞成骨诱导性能，所得软骨套筒支架具有干细胞成软骨诱导性能，所得去细胞肌腱支架具有干细胞成肌腱诱导性能，并实现生长因子的缓释，所述C
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BMP
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2为胶原结合特性的骨形态发生蛋白
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2，所述C
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TGF
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β3为胶原结合特性的转化生长因子
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β3，所述C
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GDF
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7为胶原结合特性的生长分化因子7；S4：组装：将步骤S3所得负载C
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BMP
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2的去细胞骨套筒支架、负载C
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TGF
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β3的去细胞软骨套筒支架和负载C
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕红斌，史强，胡建中，陈灿，许琰，段嵘杰，寻金瑞，
申请(专利权)人：中南大学湘雅医院，
类型：发明
国别省市：