[发明专利]一种组织工程半月板修复片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于组织工程医用生物材料技术领域，具体涉及一种具有天然结构与功能的组织工程半月板修复片及其制备方法。

背景技术

半月板是两个半月状的纤维软骨，位于胫骨平台内侧和外侧的关节面，具有稳定膝关节、传递并分散膝关节负荷力及促进关节内营养的功能，是保持膝关节结构稳定、发挥运动功能的重要组织。半月板损伤多由扭转外力引起，造成关节疼痛、关节活动受限而导致肌肉萎缩及行走不便等危害，严重影响患者生活。半月板损伤是膝关节最常见的运动损伤之一。

半月板由外向内分别为：外侧10～20%左右为红区，由膝内外侧动脉供应血液，形成半月板周围动脉丛，内侧30%左右区域为白区，无血液供应，中间50～60%左右的区域为过渡的红白区。目前半月板损伤临床上应用的修复手段主要有：缝合，切除以及半月板假体移植。缝合的范围仅限于有血液供应的红区以及部分红白区的简单损伤，缝合后这些区域可自行愈合，但临床上此类病例较少，约占总半月板病例数的20～30%。而由于半月板的结构特点和受力特征，大多数损伤都发生在白区，此类损伤由于无血液供应因而不能自行愈合，需进行半月板切除手术，手术中奉行的原则是尽量保存较多的半月板组织，所以部分切除的情况比较常见，一些比较严重的病例实施次全切，即保留半月板红区最外层的一层边缘，只有极少数情况下才实施半月板全切手术。半月板部分切除或全切手术对症状以及疼痛的缓解作用明显，但是由于半月板功能的重要性，切除手术后长期随访结果表明关节软骨发生退行性改变，严重的甚至引发骨性关节炎。因此，一些行半月板切除手术之后的患者需要接受半月板假体移植手术以保护关节软骨、维持关节稳定，恢复运动功能。

近年来，国内外一些研究者致力于研究一种可以替代半月板行使其功能的假体结构或组织。总结起来其假体类型包括机械假体、人工合成半月板以及同种异体半月板，但由于无法满足半月板的力学要求或长期效果不明确，应用也较少。专利US4502161、US5092894、US20040195727等提供了一种弹性硅胶和聚丙烯腈等人工合成材料的半月板假体及其制备方法；专利US20050234549A1、US20010016797A1、US4880429、US006042610A、20071019229.2等提供了以猪小肠粘膜下层（SIS）、胶原、蚕丝蛋白等天然材料为原料的半月板假体及其制备方法，这些材料的植入可以延缓膝关节软骨的退行性改变以及骨性关节炎的发生，但其结构特点与生物力学特征与正常半月板组织差别较大，其韧性、弹性等仍无法满足膝关节功能的要求。专利US20110060412A1、200780042802.7提供了一种半月板来源的假体制备方法，但长期随访表明其存在退化以及需要二次手术进行移除的风险，临床使用也较少。

随着对半月板结构与功能重要性的逐渐认识，越来越多的半月板损伤患者选择尽可能保留较多的半月板组织，专利US5154189、US6306156B1、201010236591.4等提供了一种以缝线或机械装置物理锚定半月板撕裂的方法，但其本身并不促进半月板组织的愈合和再生。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，该支架为血液和养分从血管组织区流到具有很少或者没有脉管系统的组织区提供通道，促进撕裂部位愈合，但其本身无生物活性，会改变半月板天然的纤维结构，对半月板生物力学作用产生影响。专利200680031664.8、US20090186062提供了一种用于修复半月板撕裂的胶原膜，该胶原膜的主要成分为I、III型胶原，一面为平滑屏蔽面，抑制细胞粘附和从其中通过；一面为纤维面，允许细胞在其上生长，使用时将纤维面贴合在半月板撕裂处固定，通过引导滑膜细胞、间充质细胞、细胞因子等进入损伤位置进行修复。但该发明不含细胞成分，而细胞和营养成分由关节腔向内迁移需要较长时间；同时胶原膜贴附在半月板上下表面，容易受到关节摩擦发生脱落，形成异物。专利US007819918B2提供了一种用于修复半月板组织修复的可植入性生物材料及其制备方法，该材料主要包含SIS以及生物相容性聚合物、细胞、透明质酸、硫酸软骨素等成分，植入体内随着材料逐渐降解，被新生组织取代。但材料的胶原纤维结构及力学特征与天然半月板相差较大，且材料降解会影响损伤修复部位的微环境，不利于组织的重建与再生。