便于细胞生长的肩袖支架以及组织工程化的肩袖补片的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种便于细胞生长的肩袖支架以及组织工程化的肩袖补片。

背景技术：

肩袖是支持和稳定盂肱关节的重要结构，对维持肩关节腔的密闭功能、保持滑液营养关节软骨以及预防继发性骨关节炎起到重要作用。肩袖损伤是一种由上肢反复过顶运动或肩关节慢性退行性病变引起的、以疼痛和功能障碍为主要表现的疾病，是骨外科最常见肌腱损伤之一，也是导致肩关节疼痛、活动度降低、功能减弱的常见原因。据统计，肩袖全层损伤在60岁以上人群中的发病率达到28％～40％。对经保守治疗无效的肩袖损伤患者及巨大肩袖撕裂患者，通常采取外科手术治疗方法。但由于受年龄、损伤面积、肌肉萎缩、肌腱退变、脂肪变性、术后康复锻炼等因素的影响，肩袖修补手术失败率为20％左右，巨大肩袖撕裂修复手术失败率达70％左右。

其中肩袖修补术后肌腱与骨交界面处(腱-骨界面)不易愈合是导致手术失败的主要原因之一。针对目前传统手术治疗方法存在的难点，许多生物材料得以开发、测试并应用于临床，旨在促进受损肩袖组织愈合，提高手术修复成功率，改善患者术后功能。在此基础上，相关学者进行深入研究并提出施行肩袖修补手术时可采用肩袖支架或肩袖补片进行加强，这尤其适用于肩袖损伤长度大于3cm患者及慢性肩袖损伤伴有冈上肌回缩患者。

目前常用的肩袖支架的主要成分为多聚合物。多聚合物可以为宿主组织的愈合提供稳定的力学性能保障。但是，由于多聚合物合成材料补片缺乏适宜的生物相容性，机体发生异物排斥反应的风险较大。

随着组织工程学的发展，一种想法是将肩袖支架在体外先与细胞共培养以在支架上附着组织细胞，再植入体内以改善生物相容性。但是培养的过程中，由于肩袖支架多为片状，组织细胞很难在表面附着，特别是在周边区域，难以形成均匀的组织细胞层，因此依然难以改善肩袖支架的生物相容性的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种便于细胞生长、能够形成均匀的组织细胞层、能够改善生物相容性的肩袖支架。

此外，还提供一种组织工程化的肩袖补片。

一种便于细胞生长的肩袖支架，包括侧边以及由所述侧边围成的内部区域，所述侧边具有远离所述内部区域的外周缘，所述外周缘为凹凸结构，所述内部区域内设有第一方向固定架和第二方向固定架，所述第一方向固定架和所述第二方向固定架相互交叉形成网孔。

在一个实施方式中，所述外周缘为波浪状的凹凸结构或者锯齿状的凹凸结构。

在一个实施方式中，所述侧边包括依次连接的第一子侧边、第二子侧边、第三子侧边以及第四子侧边，且所述第一子侧边与所述第三子侧边相对设置，所述第二子侧边与所述第四子侧边相对设置。

在一个实施方式中，所述第一子侧边、所述第二子侧边、所述第三子侧边以及所述第四子侧边的长度相等，且所述第一子侧边与所述第三子侧边相互平行，所述第二子侧边与所述第四子侧边相互平行，所述第一子侧边与所述第二子侧边相互垂直。

在一个实施方式中，所述第一方向固定架为多根，多根所述第一方向固定架相互平行且间隔设置；

所述第二方向固定架为多根，多根所述第二方向固定架相互平行且间隔设置。

在一个实施方式中，所述侧边围成矩形状的内部区域，所述第一方向固定架沿所述内部区域的一个对角线方向设置，所述第二方向固定架沿所述内部区域的另一个对角线方向设置。

在一个实施方式中，所述网孔为方形孔、圆形孔或三角形孔。

在一个实施方式中，所述网孔为方形孔，所述网孔相对的两个边之间的距离为200nm～900nm；或者，

所述网孔为圆形孔，所述网孔的孔径为200nm～900nm。

一种组织工程化的肩袖补片，包括：

如上述任一项所述的肩袖支架；以及

形成在所述肩袖支架表面的组织细胞层。

在一个实施方式中，所述组织细胞层完全包覆所述肩袖支架的表面。

上述肩袖支架包括侧边以及由侧边围成的内部区域，侧边具有远离内部区域的外周缘，该外周缘为凹凸结构，内部区域内设有第一方向固定架和第二方向固定架，第一方向固定架和第二方向固定架相互交叉形成网孔。侧边、第一方向固定架以及第二方向固定架为肩袖支架提供稳定的力学性能保障，肩袖支架不容易变形。同时在体外将上述肩袖支架与组织细胞共同培养时，组织细胞容易以外周缘的凹凸结构以及内部区域网孔作为初始黏附的着力点，经过组织细胞扩增后形成均匀的组织细胞层，从而改善肩袖支架的生物相容性的问题。

附图说明

图1为一实施方式的肩袖支架的结构示意图；

图2为图1所示的肩袖支架的正面的示意图；

图3为图1所示的肩袖支架的侧面的示意图；

图4为图1所示的肩袖支架的另一个方向的示意图；

图5为一实施方式的组织工程化的肩袖补片的侧面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1～图3所示，一实施方式的便于细胞生长的肩袖支架10，包括侧边100以及由侧边100围成的内部区域200。侧边100具有远离内部区域200的外周缘111，外周缘111为凹凸结构。内部区域200内设有第一方向固定架210和第二方向固定架220。第一方向固定架210和第二方向固定架220相互交叉形成网孔201。

本实施例以结构大致呈矩形状的肩袖支架10为例来说明，当然，其他实施例中，肩袖支架10还能够作不同的变形。

具体地，外周缘111为侧边100远离内部区域200的周缘，外周缘111具有凹凸结构。当肩袖支架10与组织细胞共同培养时，组织细胞容易以凹凸结构的凹面作为初始黏附的着力点，进而进行细胞聚集并扩增，形成覆盖肩袖支架10的组织细胞层，改善肩袖支架10的生物相容性的问题。

本实施方式中，外周缘111为波浪状的凹凸结构。波浪状的凹凸结构具有利于细胞生长的凹糟，且表面过渡平滑，有利于形成均匀的组织细胞层。

当然，在其他实施方式中，外周缘111还可以为锯齿状的凹凸结构，或者有波浪状的凹凸结构也有锯齿状的凹凸结构的混合型凹凸结构。

具体地，请参阅图4，侧边100包括依次连接的第一子侧边110、第二子侧边120、第三子侧边130以及第四子侧边140，且第一子侧边110与第三子侧边130相对设置，第二子侧边120与第四子侧边140相对设置。第一子侧边110、第二子侧边120、第三子侧边130以及第四子侧边140依次连接，增加肩袖支架10的力学稳定性。

具体地，第一子侧边110、第二子侧边120、第三子侧边130以及第四子侧边140的长度相等，且第一子侧边110与第三子侧边130相互平行，第二子侧120边与第四子侧边140相互平行，第一子侧边110述第二子侧边120相互垂直。第一子侧边110、第二子侧边120、第三子侧边130以及第四子侧边140构成正方形状的肩袖支架10。

具体地，第一方向固定架210为多根，多根第一方向固定架210相互平行且间隔设置。第二方向固定架220为多根，多根第二方向固定架220相互平行且间隔设置。侧边100、第一方向固定架210以及第二方向固定架220为肩袖支架10提供稳定的力学性能保障，使得肩袖支架10不容易变形。

在一个实施方式中，侧边100围成矩形状的内部区域200，第一方向固定架210沿内部区域200的一个对角线方向设置，第二方向固定架220沿内部区域200的另一个对角线方向设置。具体地，第一方向固定架210的两端分别与侧边100连接，构成三角形的支撑结构。第二方向固定架220的两端也分别与侧边100连接，构成三角形的支撑结构。这种结构设计一方面能够增强肩袖支架10的力学稳定性，使得肩袖支架10不容易变形，为肩袖损伤修复提供稳定的力学性能保障。另一方面，第一方向固定架210与第二方向固定架220分别沿内部区域200的对角线设置，在相同的内部区域200面积的条件下，能够增加设计的网孔201的数量。

具体地，网孔201可以为方形孔、圆形孔或三角形孔等。网孔201能够为组织细胞提供初始黏附的着力点，经过组织细胞扩增后形成均匀的组织细胞层，使得细胞能够均匀的覆盖肩袖支架10的表面。

在一个实施方式中，网孔201为方形孔，网孔201相对的两个边之间的距离为200nm～900nm。

在另一个实施方式中，网孔201为圆形孔，网孔201的孔径为200nm～900nm。

网孔201的大小适宜，有利于组织细胞的黏附生长。

具体地，侧边100、第一方向固定架210和第二方向固定架220均由PLA(聚乳酸)形成，即侧边100为PLA聚乳酸侧边，第一方向固定架210为PLA固定架，第二方向固定架220为PLA固定架。侧边100、第一方向固定架210和第二方向固定架220一体成型。

具体地，通过3D打印技术，设计侧边100、第一方向固定架210和第二方向固定架220的尺寸，构建打印模型，然后将PLA材料逐层打印，形成肩袖支架10。

上述结构的肩袖支架10，侧边100、第一方向固定架110以及第二方向固定架120为肩袖支架10提供稳定的力学性能保障，使得肩袖支架10不容易变形，为肩袖损伤修复提供稳定的力学性能保障。同时在体外将上述肩袖支架10与组织细胞共同培养时，组织细胞容易以外周缘111的凹凸结构以及内部区域200的网孔201作为初始黏附的着力点，经过组织细胞扩增后形成均匀的组织细胞层，从而改善肩袖支架10的生物相容性的问题。

请参阅图5所示，一实施方式的组织工程化的肩袖补片30，包括上述的任一实施方式的肩袖支架10以及形成在肩袖支架10表面的组织细胞层20。

具体地，肩袖支架10的结构请参见上文的描述，在此不作赘述。

在一个实施方式中，组织细胞层20完全包覆肩袖支架10的表面。

在一个实施方式中，组织细胞层20为肌腱细胞形成的细胞层。具体地，将肩袖支架10与肌腱细胞共同培养，从而在肩袖支架10的表面形成肌腱细胞形成的细胞层。

在另一个实施方式中，组织细胞层20为BMSCs细胞诱导分化后形成的细胞层。具体地，将肩袖支架10与BMSCs(骨髓间充质干细胞)共同培养，并向BMSCs细胞中转染BMP12基因诱导BMSCs细胞定向分化为肌腱细胞，从而在肩袖支架10的表面形成细胞层。这种方式在骨髓间充质干细胞能够先黏附在肩袖支架10上，黏附效果较好。

上述组织工程化的肩袖补片30，肩袖支架10能够提供稳定的力学性能保障，使得肩袖补片30整体不容易变形。且组织细胞容易以肩袖支架10的外周缘111的凹凸结构以及内部区域200的网孔201作为初始黏附的着力点，经过组织细胞扩增后形成均匀的组织细胞层20，减少肩袖支架10的生物相容性的问题。

上述组织工程化的肩袖补片30植入人体后，力学稳定性能较好，能够为肩袖损伤修复提供稳定的力学性能保障，并且该肩袖补片30生物相容性较好，不容易发生异物排斥反应。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。