CN102107021B - 一种蚕丝韧带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蚕丝韧带及其制备方法，涉及假体材料领域，这种蚕丝韧带采用天然蚕丝为原料，经过合股加捻、脱胶处理、加注BMP后制得，它包括引导线(1)、内芯(2)、芯外壳(3)组成，引导线(1)、内芯(2)及芯外壳(3)为一体式编织而成，芯外壳(3)固定在内芯(2)中部，引导线(1)固定在内芯(2)两端，相比于现有的人工韧带，其力学性能更加符合人体ACL特性，韧带经过加注BMP之后，更加有利于韧带的重建。

Description

一种蚕丝韧带及其制备方法
技术领域
本发明涉及假体材料领域，具体为一种蚕丝韧带及其制备方法。
背景技术
交叉韧带位于膝关节中，对膝关节的连接有稳固作用，日常生活中，韧带损伤的几率相当高，直接导致关节连接不稳定及关节炎症的发生，但是韧带的自我修复能力很差，损伤后的韧带需要通过手术置换以恢复其功能，由于同种移植物存在来源不足、风险大、免疫排斥反应等问题，在临床应用上受到比较大的限制，因此采用纤维和纺织材料复合成的人工韧带来替代损伤韧带成为主流的韧带修复治疗措施。由于蚕丝丝素纤维的良好生物相容性和细胞亲和力，选用蚕丝作为人工韧带基质成为现有人工韧带研究的主要方向，2007年国内天津医科大学所研制的蚕丝肌腱由于结构的限制，存在中间的致密部分细胞无法长入的问题，新加坡Hongbing Fan等在用骨髓间充质干细胞和蚕丝支架重建动物ACL(前十字韧带简称ACL)试验中将蚕丝先初步加捻成布状，然后沿一中轴卷成柱状，这种蚕丝韧带的缺陷在于无法满足临床重建ACL的力学要求。蚕丝韧带虽然具备细胞亲和力及生物相容性的特性，种子细胞在韧带支架表面贴附增殖良好，但其内部的致密结构使得细胞向内生长十分困难，不利于形成三维立体的细胞网络，而且，在手术过程中，韧带的植入需要外加引导线牵引，手术时添加引导线操作不仅浪费时间，而且容易引起感染，因此对蚕丝韧带设计，仍有很大的改进空间。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种韧带结构符合人体ACL机械特性、利于细胞黏附生长分化、使用安全方便的蚕丝韧带。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种蚕丝韧带，采用天然蚕丝为原料，按照一定的编织方式编织成蚕丝韧带，它包括引导线、内芯、芯外壳组成，引导线、内芯及芯外壳为一体式编织而成，芯外壳固定在内芯中部，引导线固定在内芯两端。
所述的内芯空隙经扫描电子显微镜测量，其孔径为10～300μm，孔密度为1～2000个·mm-2，空隙率35％～70％。
所述的蚕丝韧带空隙内附着有BMP，BMP为骨形态发生蛋白，具有促进成骨的特性。
一种蚕丝韧带的制作方法，包括以下步骤：合股加捻、脱胶处理、加注BMP：
合股加捻：采用白厂丝(20～22)D为原料，通过锭子式编织机进行编织，引导线每锭8×(20～22)D×2根；外壳每锭8×(20～22)D×2根；内芯每锭8×(20～22)D×6根，在编织芯外壳过程中，不断加入引导线及内芯，将引导线、内芯、芯外壳编织成一体，制成初级蚕丝韧带；
脱胶处理：将初级蚕丝韧带置于碳酸钠溶液中100摄氏度下加热60分钟，取出用水漂洗，重复上述操作，直到钠盐杂质去除，漂洗后干燥制得脱胶后的蚕丝蛋白纤维韧带；
加注BMP：将蚕丝蛋白纤维韧带置于含BMP 0.5mg/ml的PBS溶液中浸泡4小时后取出即得本发明产品。
所述的PBS液为磷酸盐缓冲液，为0.2mol/L磷酸二氢钠水溶液。
本发明的有益效果为：
1.本发明蚕丝韧带特殊的编织方式保证了蚕死韧带与人体ACL机械特性相似，符合ACL力学要求。
2.本发明产品的内芯空隙经扫描电子显微镜测量孔径平均10～300μm，，孔密度为1～2000个·mm-2，空隙率35％～70％，骨髓间充质干细胞等具有分化能力细胞完全可以透过内芯空隙附着并生长，利于形成三维立体的细胞网络。
3.本实验蚕丝韧带两端引导线牢固固定在韧带两端，与韧带同时一次性编织成形，有效避免术中对韧带的编织过程，减少关节感染机率，缩短手术时间。
4.本发明方法中把韧带在BMP溶液中浸泡，则充分发挥BMP的特性，显著提高了骨髓间间充质干细胞等细胞在蚕丝韧带关节疏松部分上附着生长，有利于韧带的重建。
附图说明：
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例1成品的实验力-位移曲线图。
具体实施方式：
一种蚕丝韧带，一种蚕丝韧带，采用天然蚕丝为原料，按照一定的编织方式编织成蚕丝韧带，它包括引导线1、内芯2、芯外壳3组成，引导线1、内芯2及芯外壳3为一体式编织而成，芯外壳3固定在内芯2中部，引导线1固定在内芯1两端。
所述的内芯2空隙经扫描电子显微镜测量，其内芯空隙孔径为10～300μm，孔密度为1～2000个·mm-2，空隙率35％～70％。
所述的蚕丝韧带空隙内附着有BMP，BMP为骨形态发生蛋白，具有促进成骨的特性，BMP液可以从北京中科物源生物技术有限公司购得，BMP能有效促进骨髓间充质干细胞分化为骨、软骨、肌腱细胞等。
一种蚕丝韧带的制作方法，包括以下步骤：合股加捻、脱胶处理、加注BMP：
合股加捻：采用白厂丝(20～22)D为原料，通过锭子式编织机进行编织，引导线12锭，每锭8×(20～22)D×2根；外壳16锭，每锭8×(20～22)D×2根；内芯每锭8×(20～22)D×6根，在编织芯外壳过程中，不断加入引导线及内芯，将引导线、内芯、芯外壳编织成一体，制成初级蚕丝韧带；
脱胶处理：将初级蚕丝韧带置于碳酸钠溶液中100摄氏度下加热60分钟，取出用水漂洗，重复上述步骤，直到钠盐杂质去除，漂洗后干燥制得脱胶后的蚕丝蛋白纤维韧带；
加注BMP：将蚕丝蛋白纤维韧带置于含BMP 0.5mg/ml的PBS溶液中浸泡4小时后取出即得本发明产品。
所述的PBS液为磷酸盐缓冲液，为0.2mol/L磷酸二氢钠水溶液。
本实施例产品的强度测试：
(一)测试过程
(1)内芯的强力测试；
(2)纱管线的拉伸强力×16；
总强力＝内芯的强力+纱管线的拉伸强力×16。
(二)测试结果
内芯(kexinWDW3100万能试验机；长春科新试验仪器有限公司)拉伸断裂强力474.166N，断裂强度7.904N/mm，断裂伸长率18.778％
如附图2中所示，本实施例成品纱管线(XL-1纱线强伸度仪)拉伸断裂强力10.02N，断裂伸长率10.32％，则
总强力＝内芯的强力+纱管线的拉伸强力×16＝634.486N，符合人体ACL力学要求。

Claims (1)

1.一种蚕丝韧带的制作方法，所述蚕丝韧带采用天然蚕丝为原料，按照一定的编织方式编织成蚕丝韧带，它由引导线(1)、内芯(2)、芯外壳(3)组成，引导线(1)、内芯(2)及芯外壳(3)为一体式编织而成，芯外壳(3)固定在内芯(2)中部，引导线(1)固定在内芯(2)两端；所述的内芯(2)空隙经扫描电子显微镜测量，其孔径为10～300μm，孔密度为1～2000个·mm-2，空隙率35％～70％；所述的蚕丝韧带空隙内附着有BMP，其特征在于：蚕丝韧带的制作方法包括以下步骤：合股加捻、脱胶处理、加注BMP： 
合股加捻：采用白厂丝(20～22)D为原料，通过锭子式编织机进行编织，引导线每锭8×(20～22)D×2根；外壳每锭8×(20～22)D×2根；内芯每锭8×(20～22)D×6根，在编织芯外壳过程中，不断加入引导线及内芯，将引导线、内芯、芯外壳编织成一体，制成初级蚕丝韧带； 
脱胶处理：将初级蚕丝韧带置于碳酸钠溶液中100摄氏度下加热60分钟，取出用水漂洗，重复上述操作，直到钠盐杂质去除，漂洗后干燥制得脱胶后的蚕丝蛋白纤维韧带； 
加注BMP：将蚕丝蛋白纤维韧带置于含BMP0.5mg/ml的PBS溶液中浸泡4小时后取出即得本发明产品。 
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