[发明专利]蚕丝支架、制备方法、应用以及三相蚕丝韧带移植物、制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医学组织工程领域，具体属于能够重建韧带-骨接合部正常解剖结构的三相蚕丝韧带移植物领域。

背景技术

前交叉韧带（ACL,anterior cruciate ligament）损伤是膝关节常见疾患。ACL损伤常导致膝关节不稳和退行性骨关节炎。由于其再生能力有限，损伤后不能自行修复，因而重建必须通过韧带移植。韧带移植物的来源主要有两个：①自体或同种异体韧带移植；②组织工程韧带。

目前临床多采用自体韧带移植，但是自体韧带移植的来源不足，并且自体韧带移植取材后也会造成很多并发症。目前多采用髌韧带中1/3部分重建前交叉韧带，但是取了这部分肌腱后髌韧带就相对薄弱了，而且髌骨缺损一部分，术后容易骨折，此外，最重要的是术后有相当一部分患者发生髌前痛。另外一种常用的移植物是腘绳肌腱，该移植物两端没有骨质，韧带-骨界面愈合差，骨道内瘢痕填充，力学性能不能达到前交叉韧带的要求，并且切取自体腘绳肌后屈膝肌力会减弱。异体韧带移植虽然避免了取材区并发症，但存在免疫排斥反应、感染艾滋病病毒、价格昂贵等不足，临床应用受到限制。

由于自体或异体韧带需求量大而来源有限，组织工程韧带成为一种很好的选择。目前用于人体临床治疗的主要有聚四氟乙烯韧带（Gore-Tex韧带）和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维韧带（LARS人工韧带）。

但是目前的人工韧带仍存在一定的局限性：①由于人工韧带并非生物重建，远期易发生蠕变、疲劳、力学失败；②目前单相结构（即单一结构）的韧带支架很难在骨道中再生出典型的韧带—骨接合部四层结构（胶原纤维、纤维软骨、钙化纤维软骨和骨），多数情况下形成韧带胶原纤维与骨组织的直接连接；③文献报道一种PLGA的三相支架，其层与层之间的结合欠佳，韧带部分的力学性能还不能满足于ACL重建的要求（Spalazzi JP,Doty SB,Moffat KL,et al.Development of controlled matrix heterogeneity on a triphasic scaffold for orthopedic interface tissue engineering.Tissue Eng2006;12:3497–508.）；④传统编织方法制备的蚕丝支架虽然可获得近似于ACL的力学强度，MSC也可在支架上粘附、增殖和分化（Altman GH,Horan RL,Lu HH,Moreau J,Martin I,Richmond JC,et al.Silk matrix for tissue engineered anterior cruciate ligaments.Biomaterials2002;23:4131–41），但这种编织方式的蚕丝纤维间孔隙率小，MSC植入后刚开始粘附在材料表面，体外培养1周和2周后支架表面完全被分泌的细胞外基质包被，而内部没有细胞进入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蚕丝支架、制备方法、应用以及三相蚕丝韧带移植物、制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种蚕丝支架，该蚕丝支架包括具有微孔结构的蚕丝支架本体，所述蚕丝支架本体沿纵向依次划分为第一过渡区、韧带重建中心区和第二过渡区，第一过渡区以及第二过渡区沿横向依次划分为韧带重建边缘区、软骨修饰区以及骨修饰区，韧带重建中心区以及韧带重建边缘区均采用丝素蛋白进行修饰，软骨修饰区采用明胶、透明质酸钠以及硫酸软骨素进行修饰，骨修饰区依次采用丝素蛋白以及羟基磷灰石进行修饰。

所述蚕丝支架本体采用网状蚕丝支架制备而成。

上述蚕丝支架在制备韧带移植物中的应用。

一种蚕丝支架的制备方法，包括以下步骤：

1）将蚕丝用编织机编织成孔径为2-4mm的网状蚕丝支架；

2）将网状蚕丝支架的一侧表面沿网状蚕丝支架纵向依次划分为第一过渡区、韧带重建中心区和第二过渡区，将第一过渡区以及第二过渡区沿网状蚕丝支架横向依次划分为韧带重建边缘区、软骨修饰区以及骨修饰区；

3）于室温下使用质量分数为1.8-2.0%的丝素蛋白溶液将韧带重建中心区、韧带重建边缘区以及骨修饰区浸透，同时，采用溶质为明胶、透明质酸钠以及硫酸软骨素的溶液将软骨修饰区浸透，然后将网状蚕丝支架于-15～-30℃下静置0.5～2小时，静置后于-60～-90℃再静置0.5～2小时；

4）经过步骤3）后，将网状蚕丝支架进行真空冷冻干燥；