[发明专利]一种修复半月板撕裂的生物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于组织工程学的生物材料技术，涉及一种修复半月板撕裂的生物材料及其制备方法。

背景技术

半月板位于膝关节股骨髁与胫骨平台之间，其功能在于稳定膝关节，传递膝关节负荷力，吸收振荡，减少应力，改善关节润滑，并有助于关节软骨的营养。正是由于半月板起到了稳定载荷作用，才保证了膝关节能够长年负重运动而不致损伤。然而，由于膝半屈、重力挤压、旋转及剪切力量等原因，常造成半月板损伤，其发病率约占所有膝关节紊乱疾病的75%左右。半月板损伤后常引起股四头肌萎缩，关节疼痛、弹力、绞锁、活动受限，导致膝关节退变加速，严重影响患者的生活质量。

Arnoczky等依据半月板血液供应情况，提出三区分类：半月板外周的红区，中央的白区，和两者之间的红白区。其中红区及红白区有血供，而白区仅靠关节腔滑液提供营养。临床研究发现，采用现有的治疗及修复技术，仅能对位于红区的半月板进行修复，红白区仅有部分愈合能力，而对白区完全没有愈合能力。若不对撕裂部位尤其是白区（无血供区）进行治疗，会导致撕裂和损伤的扩大甚至半月板的退化、关节软骨损伤。因此，如何有效修复半月板撕裂损伤，防止后期膝关节骨性关节炎的发生，是诸多医生及学者们一直在致力探寻的课题。

目前，半月板损伤治疗常用的外科手术，包括完全或者部分半月板切除术、撕裂后缝合术以及半月板置换术等。对于红区及红白区撕裂，临床一般采用缝合法；而对于白区的损伤则采用切除术。这种手术能够使患者迅速缓解痛苦，恢复膝关节的功能。对半月板全部切除术后长期随访结果表明：手术侧膝关节骨性关节炎的发生率明显升高，少数病例出现韧带松弛，而导致关节软骨的退行性改变，以至发生骨性关节炎。为此，许多半月板支架或植入物被用来替代或者修复半月板切除术中被切除的组织。专利200780042802.7、PCT/US2010/047852、US5984858、US4880429、US5735903、US5108438、US6042610、US5913900等，提供了采用人工合成、自体、同种异体、异种材料等来替代全切除的半月板的支架及植入物的制备方法。这些材料能够延缓膝关节骨性关节炎的发生，但半月板假体的柔软性、蠕变性、相关的免疫排斥反应及生理功能等，尚难达到人体半月板的要求，无法满足临床要求，尤其是对于白区损伤，一直缺乏有效的治疗手段。

发明专利200680031664.8、US20090186062，提供了一种用于半月板撕裂的方法，包括一种胶原膜材料（ChondroGide）。该胶原膜材料由猪或牛的胶原膜制备而成，通过引导滑膜细胞、间充质细胞、细胞因子等，从不同部位迁移修复半月板撕裂，达到修复撕裂组织的目的。这些技术经组织学证实：虽然有滑膜细胞的迁入，但未发现这种胶原膜在半月板红区、红白区及白区撕裂修复中具有明显效果，其应用于半月板撕裂具有一定的局限性。发明专利200580013082.2公开了一种用于无血管半月板修复和再生的支架，该发明仅仅提供了一种用于血液及其成分、细胞、药物从组织血管区到无血区的通道，其本身并不具有生物活性，材料本身在撕裂修复中，同时也增加了半月板本身的组成成分；此外，支架材料的降解会产生不同于机体的微环境，不利于半月板组织的重建。

研究发现，理想的半月板损伤修复材料，应具有：良好的生物活性，能够产生生物活性因子及基质成分；细胞参与半月板重建过程中，能够与周围正常半月板组织形成胞间联系；能够在撕裂部位自我稳定，并通过关节腔滑液进行营养吸收，可通过诱导其间充质干细胞的迁入，加快半月板愈合及白区的修复。

由于软骨细胞可直接在关节镜下从自体获取，并且移植后不引起免疫排斥反应，因而成为目前组织工程研究中应用广泛的一种细胞来源。由动物来源组织（皮肤、跟腱、鼠尾等）提取的胶原具有降解速度快，细胞黏附性好的特点，是一种天然的生物材料，最适合于半月板组织工程学重建。该类型胶原经过重构、交联以及酶切处理后，不仅不会改变其天然的三螺旋结构，而且可以降低其抗原性，并能增强其对抗胶原酶消化的能力。而具有天然来源的脱细胞基质膜材料，能够保持其特有的生物活性成分及活性因子，在降解过程中，可释放促进机体组织再生及功能重建的细胞因子，提高损伤组织的愈合能力。

发明内容

针对修复半月板撕裂损伤临床治疗的现状及存在的问题，本发明的目的是提供一种组织工程半月板撕裂修复的新生物材料及其制备方法。

本发明是这样实现的：