[发明专利]合成植入式支架

说明书

本发明提供了一种合成植入式支架，所述合成植入式支架包括与组合物接触的多个聚合物纤维，所述组合物包含水凝胶形成聚合物和生物相容性陶瓷材料。优选地，所述聚合物纤维由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)形成，并且是纤维束的形式。优选地，所述植入式支架包括多个单独的聚合物纤维束，所述聚合物纤维束可以是织带的形式。所述水凝胶形成聚合物优选地是聚乙烯醇，用于模拟天然肌腱或韧带的纤维‑ECM层级结构。所述生物相容性陶瓷材料优选地是掺杂有Sr、Mg或Ba的锌黄长石(Ca₂ZnSi₂O₇)。本发明的所述合成植入式支架特别适合作为合成韧带或肌腱。本发明还涉及一种用于制备合成植入式支架的方法，以及所述植入式支架用于部分或全部肌腱或韧带修复的用途。

本申请要求2016年12月30日提交的澳大利亚临时专利申请No.2016905392的优先权和权益，该专利申请全文以交叉引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及组织工程设计，并且具体地涉及可在体内安装以修复或替换破裂或患病组织(诸如韧带或肌腱)的合成植入式支架。具体地，本发明涉及提供具有生物相容性并且接近地再现天然韧带和肌腱的机械性能的合成肌腱或韧带。但应当理解，本发明不限于该具体使用领域。

背景技术

提供以下对现有技术的讨论以将本发明置于适当的技术背景中并使得能够更全面地理解其优点。但应当理解，在整个说明书中对现有技术的任何讨论不应被视为明确或暗示承认此类现有技术是众所周知的或形成本领域公知常识的一部分。

肌腱是将肌肉附着到其他身体部位(通常是骨骼)的组织，并且是将肌肉收缩的机械力传递到骨骼的结缔组织。肌腱的一端与肌肉纤维牢固连接，另一端与骨骼的组分牢固连接。肌腱非常结实，是软组织中发现的具有最高拉伸强度的组织之一。其高强度归因于肌腱纤维的层级结构、平行取向和组织组成，这是承受肌肉收缩所产生的应力所必需的。

肌腱由致密的纤维结缔组织构成，而纤维结缔组织主要由胶原纤维组成。由胶原纤维束组成的初级胶原纤维是肌腱的基本单元，并且通常具有5至30微米的直径。初级纤维被捆绑在一起成为初级纤维束(成子簇)，多组初级纤维束形成二级纤维束(成簇)，并且通常具有150至1000微米的直径。多个二级纤维束形成三级纤维束，三级纤维束通常具有1000至3000微米的直径，多组三级纤维束继而形成肌腱单元。初级束、二级束和三级束被称为腱内膜的结缔组织鞘包围，这便于在肌腱运动期间这些束抵靠彼此滑动。腱内膜与腱鞘相连，腱鞘是覆盖肌腱单位的精细结缔组织层。位于腱鞘外侧并与其相连的是称为腱旁组织的松散弹性结缔组织层，其允许肌腱抵靠邻近组织运动。肌腱通过胶原纤维(夏贝氏(Sharpey)纤维)附着到骨骼上，胶原纤维继续进入骨基质。

肌腱的主要细胞类型为纺锤形腱细胞(纤维细胞)和成腱细胞(成纤维细胞)。腱细胞是在整个肌腱结构中发现的成熟肌腱细胞，通常锚定到胶原纤维上。成腱细胞是产生腱细胞的纺锤形未成熟肌腱细胞。成腱细胞通常成簇存在，不含胶原纤维。它们是高度增殖性的并且参与胶原和细胞外基质的其他组分的合成。

肌腱的组成类似于韧带和腱膜的组成。

韧带是结缔组织的坚韧纤维带，用于支撑内部器官并在关节处以适当的关节运动将骨骼保持在一起。韧带由致密的胶原纤维束和称为纤维细胞的纺锤形细胞构成，具有少量基质(各种结缔组织的凝胶样组分)。韧带可有两种主要类型：白韧带富含胶原纤维，坚固无弹性；而黄韧带富含弹性纤维，即使进行弹性运动也非常坚韧。在关节处，韧带形成囊腔，囊腔包封进行关节运动的骨骼末端和润滑膜(即滑膜)。有时，该结构包括由滑膜组织衬里的隐窝或袋，这被称为囊。其他韧带以带的形式围绕或横跨骨骼末端固定，用于允许不同程度的运动，或充当骨骼(诸如肋骨或前臂骨骼)之间的纽带，用于限制不适当的运动。