[發明專利]一種蠶絲蛋白基人工韌帶修復材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310284212.2
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103357067A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 吳惠英;茅泳濤;左保齊;董啟榕;張鋒
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A61L27/22
• 分類號: A61L27/22;A61L27/50
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種人工韌帶修復材料，具體涉及一種蠶絲蛋白基人工韌帶修復材料及其制備方法，屬于植入性醫療器械技術領域。

背景技術

隨著組織工程學的興起，人工韌帶作為前交叉韌帶重建材料再次得到人們的重視，為韌帶重建提供了一條有效的途徑。組織工程學人工韌帶綜合生命科學和工程學等學科的發展，使用生物纖維和合成材料作為韌帶支架，在體外和體內促進細胞和組織的黏附和生長,?以替代正常的前交叉韌帶。

現有技術中，屬于研究熱點并且已取得一定進展的人工韌帶材料為永久型韌帶材料，如：碳素纖維韌帶；Dacron韌帶，材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯；Gore-Tex韌帶，材料為聚四氟乙烯；LAD加強韌帶，材料為聚丙烯；LARS聚酯韌帶等。但上述韌帶材料都存在不足：碳素纖維韌帶退變快，不能提供足夠的抗拉強度，組織相容性差，裂解顆粒引起較重的炎癥反應，柔順性差；Dacron韌帶材料易出現并發癥，如韌帶斷裂和滑膜炎；Gore-Tex韌帶材料雖然強度大，重建早期效果尚好，但會隨時間延續發生變性，出現并發癥；LAD加強韌帶材料植入膝關節內部后會導致反應性滲出、關節纖維化和滑膜炎，增加感染機會；LARS聚酯韌帶無法在體內降解，不能引導細胞生長促進人體自身韌帶組織的形成。所以，合適的人工韌帶修復材料首先要具備優異的生物相容性與可降解性能。

絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白,具有優良的生物相容性和良好的物理化學性能,近年來成為組織工程支架材料研究的熱點對象之一。研究表明絲素材料具有比其他天然纖維和高性能合成纖維更獨特的力學性能；纖維表面易于化學共價修飾黏附位點和細胞因子，可通過不同方法處理獲得多種形態及改變表面性能；在體內可以緩慢降解為氨基酸，且降解產物對生物體無危險性。

Altman等人采用蠶絲蛋白設計組織工程前交叉韌帶，其3-D空間結構稱之為鋼纜式結構，其力學性質和耐疲勞性均令人滿意（參見：Gregory?H.?Altman，David?L.?Kaplan?et?al.?Biomaterials.?23?(2002)4131–4141），但細胞培養過程中，由于鋼纜式韌帶結構緊密，細胞只能附著于支架的表面，無法進入支架內部；Haifeng?Liu等人研究了絲素框架型韌帶材料，將蠶絲支架材料浸入絲素蛋白溶液后最終形成3-D空間結構（參見：Haifeng?Liu，Hongbin?Fan?et?al.?Biomaterials.?29?(2008)662–674），但形成的多孔絲素材料的穩定性難于控制；Laurencin等人以PLLA為原料，編織帶狀支架材料形成3-D空間結構（參見：Cooper?JA,?Lu?HH?et?al.?Biomaterials.?26?(2005)1523–1532），其韌帶為纖維束交叉編織成帶狀，韌帶中段與兩端的交叉角度有所差異，但中段紗線線結構有交叉，會部分影響細胞粘附。

所以，需要開發新的人工韌帶修復材料。

發明內容

本發明目的是提供一種蠶絲蛋白基人工韌帶修復材料，利用天然桑蠶絲、再生桑蠶絲以及再生桑蠶絲納米纖維紗線共同構建，以獲得生物相容性好的材料，改善細胞在人工韌帶修復材料中的附著及生長。

本發明的另一個目的是提供上述材料的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是，一種蠶絲蛋白基人工韌帶修復材料，包括支架和襯緯紗，所述支架由天然桑蠶絲采用雙軸向襯緯經編構成；襯緯紗為再生桑蠶絲素蛋白長絲和再生桑蠶絲納米纖維紗線，所述襯緯紗織入在支架的經編組織結構中。

上述技術方案中，天然桑蠶絲用量占人工韌帶修復材料總量的30～70%；再生桑蠶絲素蛋白長絲用量占人工韌帶修復材料總量的10～30%；再生桑蠶絲納米纖維紗線用量占人工韌帶修復材料總量的20～40%。

上述技術方案中，所述人工韌帶修復材料長度為27.5～41cm；所述再生桑蠶絲素蛋白長絲的直徑為15～80μm；所述再生桑蠶絲納米纖維紗線的直徑為50～2000nm。

本發明公開的人工韌帶修復材料的直徑可以根據所要修復的韌帶的直徑設計，優選為所要修復的韌帶直徑的0.8～1.5倍。

優選的技術方案中，所述人工韌帶修復材料還包括加強纖維，其作為襯緯紗織入經編組織結構中，用量占襯緯紗總用量的10～90%；所述加強纖維為碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維或者聚酯纖維。

本發明還公開了一種制備上述人工韌帶修復材料的方法，包括以下步驟：

(1)采用天然桑蠶絲編織雙軸向襯緯經編支架材料，后經過脫膠得到桑蠶絲素經編支架材料；