本发明涉及外科补片技术领域，具体涉及一种止点重建型人工肩袖补片及其制造方法。
背景技术：
肩袖损伤是骨科常见病之一，是导致肩关节疼痛、活动受限、功能减弱的常见原因，发病率随着年龄的增长而逐渐增加。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。正常肩袖止点由肌腱、纤维软骨、矿化软骨和骨组织这四层逐渐过渡的结构组成，有利于力学传导而不容易发生撕裂。修补后的肩袖与骨组织之间无法恢复正常的腱-骨止点，只能通过疤痕愈合来恢复连续性，容易发生再撕裂。对于巨大肩袖损伤患者和损伤后时间较长肌腱发生退变回缩的患者，术中很难将回缩撕裂的肩袖固定于止点足印区，需要运用肩袖结构增强技术处理断端回缩、无法止点重建的问题，从而提高手术成功率，改善患者肩关节功能。
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，所有肩袖补片均无法重建腱-骨止点由肌腱、纤维软骨、矿化软骨和骨组织这四层逐渐过渡的结构，因此设计能够重建腱-骨止点、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。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种止点重建型人工肩袖补片及对应的制造方法，该肩袖补片能够重建腱-骨止点，同时采用了不可降解材料和生物相容性好的材料，一方面提高力学强度，另一方面也具有良好的生物相容性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种止点重建型人工肩袖补片的制造方法，具体步骤如下：
s1、选用人体不可吸收的合成材料以及水凝胶混合制成纺丝溶液，通过静电纺丝构建具有纳米纤维结构的补片中间层，或选用人体不可吸收的合成材料通过编织构建具有网状编织体结构的补片中间层，作为整个补片的支撑主体；
s2、补片中间层的两端分别为肌腱部和止点部，在补片中间层的肌腱部包裹交联一补片肌腱部中间层，并在补片肌腱部中间层中添加成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子，在补片中间层的止点部包裹交联一补片止点部中间层，并在补片止点部中间层中添加成软骨活性药物或成软骨活性生长因子；
s3、在补片肌腱部中间层和补片止点部中间层的上表面对应涂覆并交联有补片上层，并在补片上层中添加成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子；
s4、在补片肌腱部中间层和补片止点部中间层的下表面对应涂覆并交联有补片肌腱部下层和补片止点部下层，并在补片肌腱部下层添加成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子，在补片止点部下层添加成骨活性药物或成骨活性生长因子，构成整个止点重建型人工肩袖补片。
作为优选的，所述步骤s1中的合成材料为聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯和尼龙其中的一种或多种复合构成。
作为优选的，所述步骤s2中的补片肌腱部中间层和补片止点部中间层包裹交联在补片补片中间层的两端后经冻干处理形成胶层结构，且补片肌腱部中间层和补片止点部中间层在冻干处理过程中其内部分别形成多个供人体细胞长入的第一微孔和第二微孔，并在第一微孔的内壁涂覆含有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层，在第二微孔的内壁涂覆有内含成软骨活性药物或成软骨活性生长因子的成软骨诱导层，所述补片肌腱部中间层和补片止点部中间层由具有生物相容性的复合材料构成，所述复合材料为明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中一种或多种。
作为优选的，所述步骤s3中的补片上层涂覆交联后经冻干处理形成胶层结构，且补片上层在冻干处理过程中其内部形成多个供人体细胞长入的第三微孔，并在第三微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层，所述补片上层由具有生物相容性的复合材料构成，所述复合材料为明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中一种或多种。
作为优选的，所述步骤s4中的补片肌腱部下层和补片止点部下层涂覆交联后经冻干处理形成胶层结构，且补片肌腱部下层和补片止点部下层在冻干处理过程中其内部分别形成多个供人体细胞长入的第四微孔和第五微孔，并在第四微孔的内壁涂覆含有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层，在第五微孔的内壁涂覆有内含成骨活性药物或成骨活性生长因子的成骨诱导层，所述补片肌腱部下层和补片止点部下层由具有生物相容性的复合材料构成，所述复合材料为明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中一种或多种。
同时还提供一种止点重建型人工肩袖补片，采用如上所述的制造方法，所述止点重建型人工肩袖补片为多层结构，包括补片肌腱部、补片止点部和补片中间层，所述补片中间层的两端分别为肌腱部和止点部，所述补片肌腱部包括补片肌腱部上层、补片肌腱部中间层和补片肌腱部下层，所述补片止点部包括补片止点部上层、补片止点部中间层和补片止点部下层，所述补片肌腱部上层和补片止点部上层组成补片上层，所述补片肌腱部中间层和补片止点部中间层分别包裹交联在补片中间层的肌腱部和止点部上，并在补片肌腱部中间层和补片止点部中间层的上表面涂覆交联所述补片上层，在补片肌腱部中间层和补片止点部中间层的下表面对应涂覆交联所述补片肌腱部下层和补片止点部下层。
作为优选的，所述补片中间层为由合成材料和水凝胶制成的静电纺丝液通过静电纺丝构建所形成的纳米纤维结构，或所述补片中间层为由人体不可吸收降解的合成材料通过编织构建所形成的网状编织体结构，并构成止点重建型人工肩袖补片的支撑主体，所述合成材料由聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯和尼龙其中的一种或多种复合构成。
作为优选的，所述补片肌腱部中间层为具有生物相容性且内添加有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，所述补片肌腱部中间层由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成，所述补片肌腱部中间层中还具有多个供人体细胞长入的第一微孔，所述第一微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层。
作为优选的，所述补片止点部中间层为具有生物相容性且内添加有成软骨活性药物或成软骨活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，所述补片止点部中间层由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成，所述补片止点部中间层中还具有多个供人体细胞长入的第二微孔，所述第二微孔的内壁涂覆有内含成软骨活性药物或成软骨活性生长因子的成软骨诱导层。
作为优选的，所述补片上层为具有生物相容性且内添加有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，所述补片上层由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成，所述补片上层中还具有多个供人体细胞长入的第三微孔，所述第三微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层。
作为优选的，所述补片肌腱部下层为具有生物相容性且内添加有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，所述补片肌腱部下层由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成，所述补片肌腱部下层中还具有多个供人体细胞长入的第四微孔，所述第四微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层。
作为优选的，所述补片止点部下层为具有生物相容性且内添加有成骨活性药物或成骨活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，所述补片止点部下层由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成，所述补片止点部下层中还具有多个供人体细胞长入的第五微孔，所述第五微孔的内壁涂覆有内含成骨活性药物或成骨活性生长因子的成骨诱导层。
与现有技术相比，本发明提供的一种止点重建型人工肩袖补片及对应的制造方法，其中肩袖补片的补片中间层由人体不可吸收降解的材料构成，可以提供足够的力学强度，为组织的愈合提供稳定的力学保障。在补片的中间层上下交联生物相容性好的材料可以避免中间层材料引起的排异反应，将不同材料的优点进行结合，通过复合不可降解材料和生物相容性好的材料，使得人工肩袖补片同时具备良好的力学强度和良好的生物相容性。通过在补片止点端构建三层结构，分别复合不同的材料、生物活性药物和生长因子，分别模拟肌腱层、软骨层和骨组织层，中间软骨层因为上下界面的组织细胞成分不同可分别向矿化软骨和纤维软骨分化，从而重建正常的肩袖腱-骨止点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种止点重建型人工肩袖补片的结构示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分说明：
1、补片中间层；2、补片肌腱部中间层；3、补片肌腱部下层；4、补片止点部中间层；5、补片止点部下层；6、补片上层。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种止点重建型人工肩袖补片的制造方法，具体步骤如下：
s1、选用人体不可吸收的合成材料以及水凝胶混合制成纺丝溶液，通过静电纺丝构建具有纳米纤维结构的补片中间层，或选用人体不可吸收的合成材料通过编织构建具有网状编织体结构的补片中间层，作为整个补片的支撑主体。
其中合成材料为聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯和尼龙其中的一种或多种复合构成，该种合成材料为人体不可吸收降解的材料，故而构建的补片中间层为组织的愈合提供稳定的力学保障。
s2、补片中间层的两端分别为肌腱部和止点部，在补片中间层的肌腱部包裹交联一补片肌腱部中间层，并在补片肌腱部中间层中添加成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子，在补片中间层的止点部包裹交联一补片止点部中间层，并在补片止点部中间层中添加成软骨活性药物或成软骨活性生长因子。
补片肌腱部中间层和补片止点部中间层包裹交联在补片补片中间层的两端后经冻干处理形成胶层结构，且补片肌腱部中间层和补片止点部中间层在冻干处理过程中其内部分别形成多个供人体细胞长入的第一微孔和第二微孔，并在第一微孔的内壁涂覆含有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层，在第二微孔的内壁涂覆有内含成软骨活性药物或成软骨活性生长因子的成软骨诱导层。
补片肌腱部中间层和补片止点部中间层由具有生物相容性的复合材料构成，所述复合材料为明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中一种或多种
补片止点部中间层与人体的软骨组织接触，软骨组织细胞进入到补片止点部中间层的第二微孔中，模拟人体软骨层，补片止点部中间层中以及位于第二微孔内壁上的成软骨诱导层内含有的成软骨活性药物或软骨生长活性因子可诱导腱-骨止点软骨的形成。
s3、在补片肌腱部中间层和补片止点部中间层的上表面对应涂覆并交联有补片上层，并在补片上层中添加成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子。
补片上层涂覆交联后经冻干处理形成胶层结构，其中补片上层在冻干处理过程中其内部形成有供人体细胞长入的第三微孔，并在第三微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层。
补片上层由具有生物相容性的复合材料构成，复合材料为明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中一种或多种。采用生物相容性较好的复合材料可以避免补片补片中间层材料引起的排异反应，增加补片材料的生物相容性。
补片上层与人体的肌腱组织接触，肌腱组织细胞进入到补片上层的第三微孔，补片上层模拟人体的肌腱层，补片上层中以及位于第三微孔内壁上的成肌腱诱导层内添加的成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子可提高修复肌腱纤维的能力。
s4、在补片肌腱部中间层和补片止点部中间层的下表面对应涂覆并交联有补片肌腱部下层和补片止点部下层，并在补片肌腱部下层添加成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子，在补片止点部下层添加成骨活性药物或成骨活性生长因子，构成整个止点重建型人工肩袖补片。
补片肌腱部下层和补片止点部下层涂覆交联后经冻干处理形成胶层结构，且补片肌腱部下层和补片止点部下层在冻干处理过程中其内部分别形成多个供人体细胞长入的第四微孔和第五微孔，并在第四微孔的内壁涂覆含有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层，在第五微孔的内壁涂覆有内含成骨活性药物或成骨活性生长因子的成骨诱导层。
补片肌腱部下层和补片止点部下层由具有生物相容性的复合材料构成，所述复合材料为明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中一种或多种，增加补片材料的生物相容性。
补片肌腱部下层与人体的肌腱组织细胞接触，肌腱组织细胞进入到补片肌腱部下层的第四微孔中，补片肌腱部下层模拟人体的肌腱层，补片肌腱部下层中以及位于第四微孔内壁上的成肌腱诱导层内添加的成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子可提高修复肌腱纤维的能力。
补片止点部下层与人体的成骨组织接触，成骨组织细胞进入到补片止点部下层的第五微孔中，补片止点部下层模拟人体的骨组织层，补片止点部下层以及位于第五微孔内壁上的成骨诱导层内添加的成骨活性药物或成骨活性生长因子可诱导腱-骨止点成骨的形成。
由于补片止点部中间层模拟的人体软骨层，其因上下界面的组织细胞成分不同可分别向矿化软骨和纤维软骨分化，从而重建正常的肩袖腱-骨止点。
对应上述的制造方法，参见图1所示，提供一种止点重建型人工肩袖补片。该止点重建型人工肩袖补片为多层结构，包括补片肌腱部、补片止点部和补片中间层1，补片中间层1的两端分别为肌腱部和止点部，补片肌腱部包括补片肌腱部上层、补片肌腱部中间层2和补片肌腱部下层3，补片止点部包括补片止点部上层、补片止点部中间层4和补片止点部下层5，补片肌腱部上层和补片止点部上层组成补片上层6，补片肌腱部中间层2和补片止点部中间层4分别包裹交联在补片中间层1的肌腱部和止点部上，并在补片肌腱部中间层2和补片止点部中间层4的上表面涂覆交联补片上层6，在补片肌腱部中间层2和补片止点部中间层4的下表面对应涂覆交联补片肌腱部下层3和补片止点部下层4。
具体的，补片中间层1为由合成材料和水凝胶制成的静电纺丝液通过静电纺丝构建所形成的纳米纤维结构，或补片中间层1为由人体不可吸收降解的合成材料通过编织构建所形成的网状编织体结构，并构成止点重建型人工肩袖补片的支撑主体，合成材料由聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯和尼龙其中的一种或多种复合构成。
补片肌腱部中间层2为具有生物相容性且内添加有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，补片肌腱部中间层2由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成。其中，补片肌腱部中间层2中还具有多个供人体细胞长入的第一微孔(图中未示出)，第一微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层(图中未示出)。
补片止点部中间层4为具有生物相容性且内添加有成软骨活性药物或成软骨活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，补片止点部中间层4由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成。其中，补片止点部中间层4中还具有多个供人体细胞长入的第二微孔(图中未示出)，第二微孔的内壁涂覆有内含成软骨活性药物或成软骨活性生长因子的成软骨诱导层(图中未示出)。
补片上层6为具有生物相容性且内添加有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，补片上层6由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成。补片上层6中还具有多个供人体细胞长入的第三微孔(图中未示出)，第三微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层(图中未示出)。
补片肌腱部下层3为具有生物相容性且内添加有成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，补片肌腱部下层3由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成。其中，补片肌腱部下层3中还具有多个供人体细胞长入的第四微孔(图中未示出)，第四微孔的内壁涂覆有内含成肌腱活性药物或成肌腱活性生长因子的成肌腱诱导层(图中未示出)。
补片止点部下层5为具有生物相容性且内添加有成骨活性药物或成骨活性生长因子的复合材料交联形成的胶层结构，补片止点部下层4由明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖及海藻酸钠其中的一种或多种复合交联构成。其中，补片止点部下层5中还具有多个供人体细胞长入的第五微孔(图中未示出)，第五微孔的内壁涂覆有内含成骨活性药物或成骨活性生长因子的成骨诱导层(图中未示出)。
本发明提供的一种止点重建型人工肩袖补片及对应的制造方法，该肩袖补片能够修复肩袖缺损同时重建腱-骨止点，采用了不可降解材料和生物相容性好的材料，一方面提高力学强度，另一方面也具有良好的生物相容性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。