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。

静电纺丝技术是制备组织工程支架的一种有效的方法，利用这种技术制备的支架可以很好的模拟细胞外基质的结构，现有技术中采用生物相容性好的材料利用静电纺丝技术制备的纳米纤维支架，具有很好的生物相容性。但是传统的静电纺丝制备得到的纳米纤维支架的孔径较小(远小于细胞直径)，很难实现细胞在支架内部的三维长入，组织难以再生。

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，旨在解决现有技术中采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维支架孔径较小，难以实现细胞在支架内部的三维长入导致组织难以再生的问题。

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，制得待用溶液；

s1.2：将所述待用溶液采用动态流体静电纺丝技术进行纺丝，得到胶原蛋白纳米纱膜；

s1.3：在所述胶原蛋白纳米纱膜上滴加制孔液，然后冷冻得到带孔的冷冻样本；

s1.4：将所述冷冻样本进行冷冻干燥，得到冷冻干燥后的纳米纱膜；

s1.5：将所述冷冻干燥后的纳米纱膜制成人工韧带。

进一步的，所述步骤s1.1中，所述胶原蛋白选自水不溶性的i型、ii型或iii型胶原蛋白，所述胶原蛋白的来源为牛来源或猪来源。

进一步的，所述步骤s1.1中，将胶原蛋白溶于溶剂中之后，还进行搅拌及过滤，制得所述待用溶液。

进一步的，所述s1.1中，利用网筛过滤，所述网筛的孔径大小为38-106微米。

优选的，所述s1.1中，所述溶剂选自三氟乙酸、六氟异丙醇和二氯甲烷中的一种或多种。

优选的，所述s1.1中，所述待用溶液中胶原蛋白的质量分数为8％-16％。

优选的，所述s1.3中，所述制孔液选自双蒸水、pbs缓冲液或氯化钠注射液。

可选的，所述s1.3中，冷冻温度为-100℃至-40℃，冷冻时间大于6小时。

可选的，所述s1.2中，动态流体静电纺丝的条件为：纺丝电压为8-50千伏；电场距离为50-220毫米；待用溶液的流速为1.0-5.0毫升/小时

进一步的，所述s1.5具体为：将所述冷冻干燥后的纳米纱膜依次经过裁剪、卷绕、缝合和定型制成所述人工韧带。

本发明还提供了一种人工韧带，所述人工韧带由上述制备方法制备得到。

进一步的，所述人工韧带的孔隙率为30％～80％，孔径大小为5～60微米。

与现有技术相比，本发明利用动态流体静电纺丝技术和真空冷冻干燥技术首次将胶原蛋白制备成胶原蛋白纳米纱人工韧带，制备得到的人工韧带具有较大的孔径和孔隙率，适宜细胞的三维长入和组织的再生，促进病损组织的再生修复。同时，胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白，具有非常好的生物相容性，是可生物降解和可生物吸收的，在体内伴随着组织的再生会被逐渐分解，最后完全被人体吸收，不会对人体造成伤害。

附图说明

图1是本发明实施例提供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，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

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，过滤后得到均一的待用溶液，过滤时采用网筛过滤，网筛的孔径大小优选为38-106微米，以去除大分子胶原蛋白；

s1.2：将所述待用溶液采用动态流体静电纺丝技术进行纺丝，得到胶原蛋白纳米纱膜；

s1.3：在所述胶原蛋白纳米纱膜上滴加制孔液，然后冷冻得到带孔的冷冻样本；

s1.4：将所述冷冻样本进行冷冻干燥，得到冷冻干燥后的纳米纱膜；

s1.5：将所述冷冻干燥后的纳米纱膜制成人工韧带；

具体来说，将所述冷冻干燥后的纳米纱膜制成人工韧带的步骤依次包括裁剪、卷绕、缝合和定型处理，首先将所述干燥后的纳米纱膜按照规定的尺寸进行裁剪，然后沿长度方向由两端向中心卷绕，得到卷绕好的半成品；然后将所述卷绕好的半成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，得到固定好的半成品；再将所述固定好的半成品用适合人工韧带长度的不锈钢管进行热定型，得到定型好的人工韧带。

其中，所述步骤s1.1中，所述胶原蛋白选自水不溶性的i型、ii型或iii型胶原蛋白，所述胶原蛋白的来源为牛来源或猪来源；所述溶剂选自三氟乙酸、六氟异丙醇和二氯甲烷中的一种或几种混合；最终得带的所述待用溶液中胶原蛋白的质量分数(克/毫升)为8％-16％。

所述s1.3中，所述制孔液选自双蒸水、pbs缓冲液或氯化钠注射液；冷冻温度为-100℃至-40℃，冷冻时间大于6小时。通过加入制孔液并进行适当的冷冻干燥，所制得的纳米纱膜会带有适宜细胞的三维长入和组织的再生，促进病损组织的再生修复的微孔。

在所述s1.2中，动态流体静电纺丝的条件为：纺丝电压为8-50千伏；电场距离为50-220毫米；所述待用溶液的流速为1.0-5.0毫升/小时

所述s1.4中，进行冷冻干燥时冷冻干燥机的冷阱温度低于-40℃，系统压力低于200mtorr，冷冻干燥时间大于12小时。

制备得到的所述人工韧带的孔隙率为30％-80％，孔径大小为5-60微米。

本发明提供的人工韧带的制备方法中，利用动态流体静电纺丝技术和真空冷冻干燥技术首次将胶原蛋白制备成胶原蛋白纳米纱人工韧带，制备得到的人工韧带具有较大的孔径和孔隙率，适宜细胞的三维长入和组织的再生，促进病损组织的再生修复。同时，胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白，具有非常好的生物相容性，是可生物降解和可生物吸收的，在体内伴随着组织的再生会被逐渐分解，最后完全被人体吸收，不会对人体造成伤害。

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。