一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜及制备方法

本发明涉及生物医学材料的，特别涉及一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜及制备方法。

背景技术：

1、腱鞘是包绕在肌腱周围的膜状结构，由外纤维鞘层和内滑膜鞘层组成。纤维鞘层作为有效的生物屏障，可防止周围纤维组织的侵袭，而滑膜层则分泌主要含有透明质酸的滑液，透明质酸是肌腱的重要营养来源，也是肌腱滑动的润滑剂。当肌腱损伤时，常常会导致腱鞘受损。因此，外源成纤维细胞的侵入使周围组织附着到修复部位并导致粘连形成。严重的粘连会导致疼痛、关节活动受限甚至需要二次手术进行治疗。因此，临床上常采用防粘连膜进行物理阻隔来防止粘连发生。目前，传统的防肌腱粘连膜仅能防止成纤维细胞粘附，却无法模拟腱鞘的生物学功能，这对肌腱愈合会产生不利影响。

2、公布号为cn111714696a的中国专利提供了一种复合肌腱防粘连膜，通过静电纺丝制备负载有壳聚糖的纳米纤维膜，将其浸泡于胶原蛋白水解溶液中，经冷冻干燥后得到复合肌腱防粘连膜。该方法制备得到的防粘连膜具有生物相容性和抗菌性，但不具有模拟天然腱鞘的双层结构和分泌滑液功能，无法促进肌腱的滑动和愈合。经检索，已有文献[release of celecoxib from a bi-layer biomimetic tendon sheath to preventtissue adhesion[j].materials science and engineering:c,2016,61:220-226.]报道了一种静电纺纳米纤维双层仿生肌腱鞘，该双层膜由加载透明质酸的纤维膜作为内层和负载有塞来昔布的纤维膜外层组成，该双层膜能较好地模拟腱鞘结构，起到良好的防粘连效果，但是负载药物有潜在的副作用，会延长肌腱的愈合时间；此外，该双层膜负载的透明质酸在体内释放速度过快，不能起到长期的润滑效果。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜，该方法工艺简单，且制得的防肌腱粘连膜不仅能减少腱周粘连，还能促进肌腱滑动愈合，提升了防粘连膜的综合使用性能。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜，包括：

2、该仿生纳米纤维鞘膜包括内外两层结构，内层结构为由透明质酸和可生物降解聚合物组成的具有芯-壳结构的纳米纤维膜，该纳米纤维膜用于模拟天然腱鞘内层滑液层，可缓释透明质酸，起到润滑营养肌腱；

3、外层为由可生物降解聚合物和疏水剂共同组成的具有仿荷叶多级粗糙结构的纳米纤网-微球层，该纳米纤网-微球层用于模拟天然腱鞘的外层纤维层，提供力学支撑作用，且超疏水，起到阻止肌腱周围细胞渗透粘连。

4、优选的，纳米纤维膜的厚度为100-150μm，孔径为2-10μm，孔隙率为70-90％。

5、优选的，纳米纤网-微球层的厚度为50-100μm，孔径为0.5-5μm，孔隙率为70-90％，水接触角大于150°。

6、一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，包括以下步骤：

7、s1、制备内层的纳米纤维膜：将透明质酸溶于去离子水中形成溶胶，随后加入有机溶剂，搅拌并超声分散得到透明质酸溶胶颗粒悬浊液，然后加入聚合物，搅拌直至其完全溶解，得到均匀纺丝液，利用微凝胶静电纺丝技术制得仿生纳米纤维鞘膜的内层；

8、s2、外层的纳米纤网-微球层制备：以内层的纳米纤维膜为基材，在其表面电纺一层可生物降解聚合物纳米纤维力学支撑层，随后将疏水剂、高分子量的可生物降解聚合物按照一定的比例溶于有机溶剂中，得到低浓度的均匀纺丝液，然后通过静电直喷法在纳米纤维膜表面构筑由纤维网和微球组成的多级粗糙结构层，最终得到仿生纳米纤维鞘膜的外层。

9、优选的，透明质酸的分子量为1.0mda-18mda，内层纺丝液中透明质酸的质量浓度为0.5％-3％，聚合物的质量浓度为8％-12％。外层纺丝液中疏水剂的质量浓度为0.05％-2％，生物可降解聚合物的分子量为8万-50万，质量浓度为0.5％-2％。

10、优选的，生物可降解聚合物为聚乳酸、左旋聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯中的一种或几种。

11、优选的，疏水剂为蜂蜡、巴西棕榈蜡、二氧化硅、二氧化钛中的一种或几种。

12、优选的，溶剂为二氯甲烷、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺、三氟乙醇、六氟异丙醇中的一种或多种的组合。

13、优选的，微凝胶静电纺丝过程所用的电压为8-15kv，灌注速度为3-6ml/h，接收距离为15-30cm；外层的单流体静电纺丝过程所用的电压为10-15kv，灌注速度为以1-3ml/h，接收距离为15-30cm，外层的静电直喷过程所用的电压为20-30kv，灌注速度为0.5-1.5ml/h，接收距离为15-30cm，纺丝环境温度为25±5℃，纺丝湿度为50±10％。

14、本发明与现有技术相比，其有益效果是：制备仿腱鞘结构的防肌腱粘连膜，外层因其仿荷叶的多级粗糙结构而具有超疏水性，可防止成纤维细胞的粘附，内层芯壳结构延长了透明质酸缓释的缓释时间，且所用材料生物相容性好，在防组织粘连领域具有广阔的应用前景。本发明通过调节可降解生物材料的分子量、浓度、纺丝条件，结合了微凝胶静电纺丝技术和静电直喷技术可以得到具有仿天然腱鞘结构的防粘连膜，外层构建了仿荷叶多级粗糙结构，模拟了天然腱鞘的纤维层，可以抵御成纤维细胞的粘附侵袭；内层通过将透明质酸电纺进纳米纤维的芯层，可实现透明质酸的长期持续可控释放，很好地代替了天然腱鞘的滑膜层，减少摩擦并起到润滑、营养肌腱的作用。相比于传统的防粘连膜，本发明不仅改善了防粘连效果，还模仿了天然腱鞘的生物学功能，在促进肌腱滑动和防止粘连方面展现出了巨大的前景。此外，该发明中用于制备防粘连膜的原材料易于获得，成本较低，制备技术简便，这有助于防粘连膜的商业化推广。

技术特征：

1.一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜，其特征在于，纳米纤维膜的厚度为100-150μm，孔径为2-10μm，孔隙率为70-90％。

3.如权利要求2所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜，其特征在于，纳米纤网-微球层的厚度为50-100μm，孔径为0.5-5μm，孔隙率为70-90％，水接触角大于150°。

4.如权利要求1-3所述的任一的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，其特征在于，透明质酸的分子量为1.0mda-18mda，内层纺丝液中透明质酸的质量浓度为0.5％-3％，聚合物的质量浓度为8％-12％。外层纺丝液中疏水剂的质量浓度为0.05％-2％，生物可降解聚合物的分子量为8万-50万，质量浓度为0.5％-2％。

6.如权利要求5所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，其特征在于，生物可降解聚合物为聚乳酸、左旋聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯中的一种或几种。

7.如权利要求4所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，其特征在于，疏水剂为蜂蜡、巴西棕榈蜡、二氧化硅、二氧化钛中的一种或几种。

8.如权利要求4所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，其特征在于，溶剂为二氯甲烷、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺、三氟乙醇、六氟异丙醇中的一种或多种的组合。

9.如权利要求4所述的一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜的制备方法，其特征在于，微凝胶静电纺丝过程所用的电压为8-15kv，灌注速度为3-6ml/h，接收距离为15-30cm；外层的单流体静电纺丝过程所用的电压为10-15kv，灌注速度为以1-3ml/h，接收距离为15-30cm，外层的静电直喷过程所用的电压为20-30kv，灌注速度为0.5-1.5ml/h，接收距离为15-30cm，纺丝环境温度为25±5℃，纺丝湿度为50±10％。

技术总结
本发明公开了一种用于防肌腱粘连的仿生纳米纤维鞘膜及制备方法，包括：该仿生纳米纤维鞘膜包括内外两层结构，内层结构为由透明质酸和可生物降解聚合物组成的具有芯‑壳结构的纳米纤维膜，该纳米纤维膜用于模拟天然腱鞘内层滑液层，可缓释透明质酸，起到润滑营养肌腱作用；外层为由可生物降解聚合物和疏水剂共同组成的具有仿荷叶多级粗糙结构的纳米纤网‑微球层，该纳米纤网‑微球层用于模拟天然腱鞘的外层纤维层，提供力学支撑作用，且超疏水，起到阻止肌腱周围细胞渗透粘连作用。根据本发明，该方法工艺简单，且制得的防肌腱粘连膜不仅能减少腱周粘连，还能促进肌腱滑动愈合，提升了防粘连膜的综合使用性能。

技术研发人员：刘惠,朱彦婷,余灯广,刘珅,张宸玮,余秋豪
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19