[发明专利]用于关节的治疗性治疗的材料和系统

说明书

一种用于关节的治疗性治疗的系统，其包括被布置用于关节的治疗性治疗的复合材料(10)，所述复合材料(10)包括可生物降解的聚合物基质(11)和多个压电粒子(12)，其适于响应于通过超声波进行的外部刺激而产生局部电荷，所述多个压电粒子(12)分散在所述基质中。复合材料(10)还包括分散在可生物降解的聚合物基质(11)中的多个干细胞(13)和多个碳基粒子。所述系统还包括释放装置(20)，其被布置用于将复合材料(10)沉积在关节腔中软骨的预定区域；和刺激器装置(30)，其被布置用于以预定频率、预定强度和预定应用时间发射超声波，以这样的方式使得当所述装置位于已沉积复合材料(10)的关节附近时，所述超声波刺激多个压电粒子(12)。

技术领域

本发明涉及关节的治疗性治疗。

特别地，本发明涉及用于软骨组织再生的复合材料和治疗系统。

背景技术

众所周知，骨关节炎是目前最常见的风湿病：它会导致严重的运动障碍和疼痛，从而妨碍正常的日常生活活动。这种病理主要影响老年人或肥胖人群，但在年轻运动员关节损伤后发现的病例不容忽视。

骨关节炎是一种慢性退行性疾病，表现为症状在初期难以诊断，但随着时间的推移会迅速加剧。如果不在适当的时间和方式下进行治疗，残疾程度会随着时间的推移逐渐增加。在关节的层面上，由于这种病理，软骨表面和骨-软骨界面处可能发生病变。病情的加重可以迅速导致最后阶段，这涉及到关节假体的植入。

在生理条件下，关节软骨负责关节的正常功能，分配负荷(“减震器”的功能)并保证必要的润滑，以避免组织之间的摩擦产生进一步的问题。软骨改变可以引起关节疼痛，因为关节不能充分地支持负荷。

在这些早期症状阶段，关节结构的保存疗法是必要的。这种类型的疗法绝大部分是基于粘性补充剂或富含血小板的血浆(PRP)，它们能够促进对受损关节的润滑作用或抗炎作用，从而确保更好的患者状况。

然而，鉴于这种类型的治疗只能在短期内缓解患者的病情，因此必须定期向关节注射粘性补充剂和PRP。这些治疗的有益效果也非常有限并且高度依赖于患者。

一旦软骨组织的退化达到上述疗法无法再治疗的退化程度，就需要手术治疗骨关节炎。常见的做法是微骨折、自体软骨细胞移植、自体骨软骨移植和合成支架。

然而，即使这些系统随着时间的推移似乎也会失去其有效性，往往需要绝对更具侵入性的干预，如植入膝关节假体。

此外，上述注射和移植都可能导致难以治愈的炎症。

这些疗法的另一个缺点涉及患者必须承担非常高的费用，尤其是在治疗效果不佳的情况下，为此必须经常复查。

最近，一些科学研究已考虑压电纳米材料的超声波刺激用于细胞再生，特别是神经元和肌肉细胞。

例如，在US2012121712中，描述了一种通过使用压电纳米载体在体外和体内诱导神经元细胞的非侵入性刺激的方法。具体来说，这些是氮化硼纳米管(BNNT)，能够被细胞内化，并将特定的非侵入性外部刺激(超声波)转化为能够刺激细胞本身的电输入。纳米换能器任选地涂覆有特定聚合物。这种方法旨在减少电细胞刺激(电疗)方法典型的高侵入性，所述电细胞刺激方法利用电极插入待刺激的细胞组织附近。

此外，在目前先进技术中，有研究考虑压电纳米材料的超声波刺激以治疗和再生关节软骨。Jacob等人在“用于骨和软骨组织工程的压电智能生物材料”(https://inflammregen.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41232-018-0059-8)以及AgataPrzekora在“用于骨和软骨再生的生物材料制造的当前趋势：材料改性和生物物理刺激”(https://www.mdpi.com/1422-0067/20/2/435)中报道了一些实例。