一种人工韧带及其制备方法与流程

本发明属于医疗器械领域，涉及一种人工韧带及其制备方法。

背景技术：

交叉韧带损伤是临床上常见的一种关节损伤，通常是由剧烈的关节扭动造成的，治疗不当会导致关节不稳，引起关节继发性损伤，从而影响关节的性能。手术重建是交叉韧带损伤的唯一选择，异体肌腱、自体肌腱以及人工韧带都是损伤韧带的可选择替代物。由于异体肌腱的排异反应以及自体肌腱的来源问题，目前交叉韧带重建治疗中，人工韧带的使用越来越广泛。其中，lars人工韧带由法国laboureau公司开发，于1992年开始用于临床，其材料为纯聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。国内，lars人工韧带从2004年开始使用至今，但还没有出现一款自主开发的产品取得国药局(cfda)的批文。

lars人工韧带以聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)为原材料。但是，pet的亲水性和生物相容性较差，植入体内后容易产生排异反应，从而导致炎症，影响到病患的生活质量。因此，在制作人工韧带时，需要对人工韧带进行表面改性，从而增加其生物相容性，降低植入体内后的排异反应。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种人工韧带及其制备方法,以降低现有技术中人工韧带植入体内后产生的排异反应。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种人工韧带的制备方法，包括如下步骤：

s1.1：将胶原蛋白溶于溶剂中，搅拌制得待用溶液；

s1.2：将所述待用溶液采用静电纺丝技术在人工韧带半成品的表面进行纺丝以形成胶原蛋白纳米纤维层，从而获得所述人工韧带。

可选的，所述s1.2中，形成所述胶原蛋白纳米纤维层后，还对所述胶原蛋白纳米纤维层进行交联处理。

可选的，所述s1.1中，所述胶原蛋白选自水溶的i型、ii型或iii型胶原蛋白。

可选的，所述s1.1中，所述待用溶液中胶原蛋白的质量分数为0.8％-16％。

可选的，所述s1.2中，静电纺丝的条件为：纺丝电压为8-50kv；电场距离为50-220mm；溶液的流速为1.0-5.0ml/h。

可选的，所述s1.1中，所述溶剂选自醋酸水溶液、盐酸水溶液或纯化水，所述醋酸水溶液和所述盐酸水溶液的体积分数均为0.3％-5％。

进一步的，所述s1.2中，所述人工韧带半成品按照如下步骤制备得到：

s7.1：对高分子聚合物材料进行编织，得到人工韧带编织物；

s7.2：将所述人工韧带编织物依次经过卷绕、缝合、固定、定型、清洗和烘干处理，得到所述人工韧带。

可选的，所述s1.2中，采用质量体积比为20％-40％的戊二醛溶液蒸汽对所述胶原蛋白纳米纤维层进行交联，交联时间为12-48h。

本发明还提供了一种人工韧带，所述人工韧带包含胶原蛋白纳米纤维层。

一种人工韧带，采用上述的制备方法制备而成。

与现有技术相比，本发明提供的人工韧带包含胶原蛋白纳米纤维层，使人工韧带的外表面仿生细胞外基质，从而增加了人工韧带的生物相容性，促进病损组织的再生修复。而且制备方法操作简单，可重复性好，经济效益高。

附图说明

图1是本发明提出的一种人工韧带的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种人工韧带及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

申请人经研究发现，在人工韧带的表面引入活性层，是对其表面进行改性的一种有效的方法。为避免人工韧带植入人体后容易产生排异反应，制备活性层的原材料需要是生物相容性好的，最好是能和天然细胞外基质的成分类似。胶原蛋白是一种天然材料，它是细胞外基质的一种结构蛋白，是细胞外基质的主要成分。而申请人进一步发现静电纺丝技术是制备纳米纤维结构材料的一种有效的方法，利用这种技术制备的纳米纤维结构材料可以很好的模拟细胞外基质的结构。目前，还没有相关研究公开了利用静电纺丝技术在人工韧带上制备胶原蛋白层的技术方案。

本发明提供了一种人工韧带及其制备方法，所述人工韧带表面包含有胶原蛋白纳米纤维层，该胶原蛋白纳米纤维层采用静电纺丝的技术在人工韧带的表面形成。

具体来说，本发明提供的人工韧带的制备方法，包括如下步骤：

s1.1：将胶原蛋白溶于溶剂中，搅拌得到待用溶液；

s1.2：将所述待用溶液采用静电纺丝技术在人工韧带半成品的表面进行纺丝以形成胶原蛋白纳米纤维层，得到所述人工韧带。

在所述s1.2中，形成所述胶原蛋白纳米纤维层后，还可以对所述胶原蛋白纳米纤维层进行交联，通过交联可增加胶原蛋白纳米纤维层的稳定性。可选的，采用质量体积比为20％-40％的戊二醛溶液蒸汽对所述胶原蛋白纳米纤维层进行交联，交联时间为12-48h。

在所述s1.1中，所述胶原蛋白可选自水溶的i型、ii型或iii型胶原蛋白，所述胶原蛋白的来源可以为牛来源、猪来源、鱼来源或鼠来源。所述溶液中胶原蛋白的质量分数可为0.8％-16％。

进一步的，所述s1.2中，静电纺丝的条件为：纺丝电压为8-50kv；电场距离为50-220mm；溶液的流速为1.0-5.0ml/h。所述s1.1中，所述溶剂选自醋酸水溶液、盐酸水溶液或纯化水，所述醋酸水溶液和所述盐酸水溶液的体积分数均为0.3％-5％。

所述s1.2中的所述人工韧带半成品可按照如下步骤制备得到：

s7.1：对高分子聚合物材料进行编织，得到人工韧带编织物；

s7.2：将所述人工韧带编织物依次经过卷绕、缝合、固定、定型、清洗和烘干处理，得到所述人工韧带半成品。

在上述方案中，所述s7.2具体包括如下步骤：

将所述人工韧带编织物按照规定的尺寸进行裁剪，然后沿所述人工韧带的长度方向由两端向中心卷绕，得到卷绕好的样品；

将所述卷绕好的样品用缝线由自由纤维处向两端缝合，缝合至末端后，用缝线缠绕固定，得到固定好的编织物；

将所述固定好的编织物用适合人工韧带长度的不锈钢管进行热定型，得到定型好的编织物；

将所述定型好的编织物依次经过配方洗、酒精洗和纯化水清洗，然后烘干，得到所述人工韧带半成品。

优选的，所述人工韧带半成品的断裂拉伸强度大于4000n，扭转和磨损试验均达到200万次未断裂。

以下以更加详细具体的实施方式来对本发明的胶原蛋白纳米纤维层的人工韧带及其制备方法作进一步的说明，以凸显本发明的特点和特征。

实施例1

本实施例中，胶原蛋白选自水溶的i型蛋白，来源为鱼来源，带胶原蛋白纳米纤维层的人工韧带的制备方法具体如下：

1.1：对高分子聚合物材料进行编织，得到人工韧带编织物。

1.2：将所述人工韧带编织物按照产品的尺寸进行裁剪，然后沿长度方向由两端向中心卷绕；将卷绕好的样品用缝线由自由纤维处向两端缝合，缝合至末端后，用缝线缠绕固定；然后将固定好的编织物用适合人工韧带长度的不锈钢管进行热定型；定型好的编织物依次经过配方洗、酒精洗和纯化水清洗，然后烘干，得到人工韧带半成品，该人工韧带半成品的断裂拉伸强度大于4000n，扭转和磨损试验均达到200万次未断裂。

1.3：取适量的i型胶原蛋白溶于5％的醋酸水溶液(体积分数为5％)中，然后机械搅拌，得到均一的待用溶液，其中，待用溶液中胶原蛋白的质量分数为0.8％。

1.4：将上述的胶原蛋白溶液采用静电纺丝技术在人工韧带半成品的表面进行纺丝，以形成胶原蛋白纳米纤维层，静电纺丝的条件为：纺丝电压为8kv，电场距离为50mm，溶液的流速为1.0ml/h。

1.5：采用质量体积比为20％的戊二醛溶液蒸汽对上述形成的胶原蛋白纳米纤维层进行交联，交联时间为12h，得到带稳定的胶原蛋白纳米纤维层的人工韧带。

实施例2

本实施例中人工韧带的制备方法与实施例1基本相同，以下仅针对不同点进行描述。

在本实施例中，胶原蛋白选自ii型胶原蛋白，来源为牛来源。

上述步骤1.3具体为：取适量的ii型胶原蛋白溶于0.3％的盐酸水溶液(体积分数为0.3％)中，然后机械搅拌，得到均一的待用溶液，其中，待用溶液中胶原蛋白的质量分数为16％。

上述步骤1.4中，静电纺丝的条件为：纺丝电压为50kv，电场距离为220mm，溶液的流速为5.0ml/h。

上述步骤1.5中，采用质量体积比为40％的戊二醛溶液蒸汽对上述形成的胶原蛋白纳米纤维层进行交联，交联时间为48h，得到带稳定的生物层的人工韧带。

实施例3

本实施例中人工韧带的制备方法与实施例1基本相同，以下仅针对不同点进行描述。

在本实施例中，胶原蛋白选自iii型胶原蛋白，来源为猪来源。

上述步骤1.3具体为：取适量的iii型胶原蛋白溶于纯化水中，然后机械搅拌，得到均一的待用溶液，其中，待用溶液中胶原蛋白的质量分数为10％。

上述步骤1.4中，静电纺丝的条件为：纺丝电压为30kv，电场距离为150mm，溶液的流速为3.0ml/h。

上述步骤1.5中，采用质量体积比为30％的戊二醛溶液蒸汽对上述形成的胶原蛋白纳米纤维层进行交联，交联时间为24h，得到带稳定的生物层的人工韧带。

通过本发明上述实施例提供的方法制备得到的人工韧带具有胶原蛋白纳米纤维层，使人工韧带的外表面仿生细胞外基质，从而增加了人工韧带的生物相容性，促进病损组织的再生修复。而且制备方法操作简单，可重复性好，经济效益高。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。