[發明專利]壓力反應裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202110564984.6
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113262083B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 閆文強;敖英芳;孫牧旸;胡曉青;代文立
• 申請（專利權）人: 北京大學第三醫院（北京大學第三臨床醫學院）
• 主分類號: A61F2/38
• 分類號: A61F2/38
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張可

本發明提供了一種壓力反應裝置及其控制方法，涉及醫療器械技術領域，所述壓力反應裝置包括：容納部，用于容納組織工程半月板支架；壓縮構件，對所述組織工程半月板支架施力，以壓縮所述組織工程半月板支架。承載組織工程半月板的支架在受力而被壓縮的情況下，將使得組織工程半月板以天然半月板的受力方式被施力而形變，進而促使組織工程半月板獲得天然半月板的區域特異性以及更好的力學性能。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，尤其是涉及一種壓力反應裝置及其控制方法。

背景技術

半月板是位于股骨髁與脛骨平臺間的半月形纖維軟骨組織，在膝關節中發揮著緩沖減壓、吸收震蕩、潤滑關節和維持關節穩定等功能。

目前關于組織工程半月板的構建主要局限于使用人造或天然半月板形狀的支架(如聚己內酯，PCL、絲素蛋白等)，結合種子細胞(如骨髓間充質干細胞、或半月板細胞等)，隨后再添加生長因子(如轉化生長因子β，TGF-β、成纖維細胞生長因子，FGF)促進細胞生長、分化及膠原基質合成。

但現有技術所獲得的組織工程半月板與天然半月板仍存在很大差異，無法充分保護關節軟骨。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種壓力反應裝置及其控制方法，以解決以上技術問題。

第一方面，本申請提供一種壓力反應裝置，所述壓力反應裝置包括：

容納部，用于容納組織工程半月板支架；

壓縮構件，對所述組織工程半月板支架的內側施力，以壓縮所述組織工程半月板支架。

本發明的發明人意識到，半月板具有以下關鍵的復雜生物學特點：

1.在外觀形態上，半月板呈現出典型的外高內低的楔形結構，即與關節囊、滑膜緣銜接處高于內側游離緣；

2.在血供方面，半月板的血供來源于膝內、外動脈的分支，并且該分支在關節囊內形成血管網絡，半月板邊緣與關節囊及滑膜緊密連接，半月板外側1/3區域接受來源于關節囊及滑膜的血液供應；而內側2/3區域缺乏血供，僅通過關節液滲透提供營養；

3.在組成上，半月板外側區域富含有一型膠原蛋白，起到抵抗拉伸的作用，而半月板內側區域主要包含二型膠原蛋白及粘多糖，起到抵抗壓縮的作用；

4.在膠原纖維排列上，半月板表面膠原纖維表現出無序排列，膠原纖維從表面到底部逐漸表現為有序排列，呈現出典型的環向纖維排列，并且在環向纖維間分布有放射狀排列的纖維，起到錨定環向纖維的作用；

5.在細胞形態上，半月板外側邊緣細胞表現為典型的梭形成纖維樣細胞形態，而內側細胞表現為圓形軟骨樣細胞形態。

依據以上特點，發明人進一步意識到現有技術所獲得的組織工程半月板與天然半月板存在的差異主要體現在膠原纖維及細胞的分布并沒有表現出天然半月板的區域特異性，以及獲取的組織工程半月板在力學性能上與天然半月板相差太大，無法充分保護關節軟骨。

為此，發明人進一步意識到天然半月板在自然負重的條件下，其中內側游離緣承受更多的壓力，而外側邊緣承受更多的張力，正是由于這種受力模式的差異導致半月板內側受壓明顯的游離緣含有更多的二型膠原蛋白及粘多糖，而以張力為主的外側邊緣含有更多的一型膠原蛋白。

組織工程半月板支架與半月板的結構相似，呈外高內低楔形結構，以上技術方案中提到的“內側”中的“內”指的是這里所說的“外高內低”中的“內”。

因此，提出以上技術方案，根據以上方案，承載組織工程半月板的支架在受力而被壓縮的情況下，將使得組織工程半月板以以上天然半月板的受力方式被施力而形變，進而促使組織工程半月板獲得天然半月板的區域特異性以及更好的力學性能。