CN107970081A - 混合型人工韧带及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混合型人工韧带，包含圆棒结构，圆棒结构沿轴向方向形成依次连接的第一骨隧道编织部、关节内自由丝部、第二骨隧道编织部；圆棒结构包含经纱与纬纱；多条所述纬纱包含第一纬纱与第二纬纱，第一纬纱由可降解材质制成，第二纬纱由不可降解材质制成；第一骨隧道编织部、第二骨隧道编织部均包含经纱与纬纱；关节内自由丝部仅包含纬纱。本发明还提供了一种上述混合型人工韧带的制造方法。本发明中韧带材质由生物可降解和不可降解两部分组成：生物可降解材质在降解过程中，周围组织会附着在移植物上，韧带自身组织会爬升和长入到移植物上；不可降解材质则能提供永久的机械强度支持。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种混合型人工韧带及制造方法。
背景技术
ACL重建移植物按照来源可以分为自体韧带移植物、异体韧带移植物，以及人工韧带移植物。其中自体韧带移植物主要来自于患者自身的髌骨腱、腘绳肌腱(HT)、股薄肌肌腱和股四头肌腱等。异体韧带移植物是供体提供的可供使用的移植物肌腱。但不论是自体组织还是异体组织，术后都有一个再塑形的过程，因此术后很长一段时间内(半年到一年)不能参加十分剧烈活动。人工韧带移植物是为避免上述自体和同种异体移植物的缺点而开发的人造移植物，能避免自体韧带移植物取腱时对病患的二次伤害和由于取腱对患者本身运动功能的损伤，又可以避免同种异体移植物交叉感染和供体不足的风险。更重要的是人工韧带移植物可以让患者在较短的时间内恢复正常的运动和生活，对于运动员、希望恢复运动能力的老年患者和要求尽快恢复并享受良好生活质量的患者尤其适用。目前临床应用较多且较为成熟的人工韧带是法国的LARS人工韧带，是一种用合成的PET聚酯材质制作而成的人工韧带。但LARS韧带最大的缺点在于其原材质不可生物降解，不利于人体自身组织的长入，植入后无法重新塑形，无法被宿主重新进行组织韧带化。从长远来看，LARS韧带更多起到机械强度支持的作用。对于医生和患者来说，更需要一种既能提供良好的强度支持，又能使患者自身组织长入到韧带移植物中，促进移植物重新塑形的一种韧带。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种混合型人工韧带及制造方法。
根据本发明提供的混合型人工韧带，包含圆棒结构，圆棒结构沿轴向方向形成依次连接的第一骨隧道编织部、关节内自由丝部、第二骨隧道编织部；
圆棒结构包含经纱与纬纱，所述经纱沿圆棒结构轴向方向延伸，所述纬纱沿圆棒结构周向方向延伸；多条所述纬纱包含第一纬纱与第二纬纱，第一纬纱由可降解材质制成，第二纬纱由不可降解材质制成；
第一骨隧道编织部、第二骨隧道编织部均包含经纱与纬纱；关节内自由丝部仅包含纬纱。
优选地，第一纬纱与第二纬纱在圆棒结构周向延伸方向上依次布置，第一纬纱相对第二纬纱位于圆棒结构的径向外侧；或者，
第一纬纱与第二纬纱在圆棒结构周向延伸方向上轮流布置。
优选地，圆棒结构横截面形状为螺旋形、8字形或者C形。
优选地，圆棒结构长度为150～250mm，圆棒结构直经为5.5～10mm，关节内自由丝部长度为10～40mm；
第一纬纱数量占纬纱总数量的比例为10％～80％。
优选地，所述第一纬纱由以下任一种或任多种材质制成：
--PLLA；
--PLGA；
--胶原蛋白；
第二纬纱由PET或UHMWPE材质制成。
优选地，第一骨隧道编织部与第二骨隧道编织部这两个骨髓道编织部的横截面形状为花瓣形；
花瓣形的骨髓道编织部包含瓣体、第一缝线以及第二缝线；
多个所述瓣体沿周向方向布置；第一缝线沿单个瓣体周向方向缝制在瓣体上，第二缝线沿骨髓道编织部外轮廓周向方向缝制在骨髓道编织部上。
优选地，相邻两个瓣体之间形成容物缝隙；
所述容物缝隙内设置有填充件，所述填充件由可降解材质制成。
本发明还提供了一种混合型人工韧带的制造方法，包含以下步骤：
步骤A：在织布机上使用经纱、第一纬纱、第二纬纱制成织布，织布在长度延伸方向上形成依次连接的第一编织部、自由丝部、第二编织部；
步骤B：以织布的长轴为旋转轴，将织布进行卷绕，用钩针或缝合针把卷绕后的织布两端缝合固定获得圆棒结构，第一骨隧道编织部、关节内自由丝部、第二骨隧道编织部分别与第一编织部、自由丝部、第二编织部一一对应。
优选地，还包含以下步骤：
步骤C：在第一骨隧道编织部与第二骨隧道编织部这两个骨髓道编织部上剪出多个瓣体，使骨髓道编织部横截面呈花瓣形，使用第一缝线对单个瓣体分别进行周向缝纫；
步骤D：在相邻的两个瓣体之间形成容物缝隙中加入填充件，使用第二缝线对单个骨髓道编织部分别进行周向缝纫。
优选地，在步骤A中，所述第一纬纱、第二纬纱在织布宽度延伸方向上依次布置；或者，
所述第一纬纱与第二纬纱在织布宽度延伸方向上轮流布置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中韧带材质由生物可降解和不可降解两部分组成：生物可降解材质在降解过程中，周围组织会附着在移植物上，韧带自身组织会爬升和长入到移植物上；不可降解材质则能提供永久的机械强度支持。
2、本发明中生物可降解材质在一定时期内可以逐渐降解掉，降解产物可以随人体正常新陈代谢排出，对人体没有任何副作用。
3、随着韧带自身组织的爬升与长入，韧带移植物被重新组织纤维化，和人体自身组织形成一个共同体，为患者提供更好的运动功能和运动感受。
4、本发明采用单种材质的纱线作为最小编织单元，相比使用多种材质丝线编织成的混合纱线，本发明取材更容易，结构更加细密，强度也更大。
5、本发明采用花瓣形的骨隧道编织部结构，一方面方便韧带自身组件长入到瓣体之间的间隙中；另一方面，通过瓣体之间相互夹紧的趋势，进一步增加最终的固定强度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的混合型人工韧带结构示意图；
图2为第一纬纱与第二纬纱依次布置获得的织布的结构示意图；
图3为第一纬纱与第二纬纱依次布置制成的混合型人工韧带左视图；
图4为第一纬纱与第二纬纱轮流布置获得的织布的结构示意图；
图5为花瓣形骨隧道编织部结构示意图；
图6为使用缝线对花瓣形骨隧道编织部再次缝纫后结构示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1至图3所示，实施例中，本发明提供的混合型人工韧带包含圆棒结构1，所述圆棒结构1由织布2卷制形成，所述织布2包含经纱4和纬纱，所述经纱4沿织布 2长度方向延伸，所述纬纱沿织布2宽度方向延伸。其中纬纱包含了第一纬纱31与第二纬纱32，第一纬纱31由可降解材质制成，第二纬纱32由不可降解材质制成；经纱4 则由不可降解材质制成。织布2在长度延伸方向上形成依次连接的第一编织部21、自由丝部23、第二编织部22，第一编织部21、第二编织部22均由经纱4与纬纱制成；自由丝部23则仅由纬纱制成。
实施例中，如图2、图3所示，所述第一纬纱31与第二纬纱32在织布2宽度延伸方向上依次布置，织布2以长轴为旋转轴，从第二纬纱32所在端向第一纬纱31所在端进行卷制获得圆棒结构1，也就是说，最终获得的圆棒结构1中，横截面形状为螺旋形，第一纬纱31位于径向外侧，第二纬纱32位于径向内侧。变化例中，如图4所示，所述第一纬纱31与第二纬纱32轮流布置，所述织布2以长轴为旋转轴，从织布2沿宽度方向两端的其中一端向织布2沿宽度方向的另一端进行卷制获得圆棒结构1；或者，所述织布2以长轴为旋转轴，从织布2沿宽度方向的两端向织布2沿宽度方向的中心线处进行卷制获得圆棒结构1。优选地，在沿宽度两端向中心线卷制的过程中，两端可以是在同一个面上进行卷制，卷制完成后横截面形状为C形；也可以是在上下两个不同的平面上卷制的，卷制完成后横截面形状为8字形。
所述圆棒结构1沿轴向方向形成依次连接的第一骨隧道编织部11、关节内自由丝部 13、第二骨隧道编织部12，第一骨隧道编织部11、关节内自由丝部13、第二骨隧道编织部12分别与第一编织部21、自由丝部23、第二编织部22一一对应。也就是说，织布2卷制成圆棒结构1后，第一编织部21、自由丝部23、第二编织部22分别成为了第一骨隧道编织部11、关节内自由丝部13、第二骨隧道编织部12。优选地，在一块织布 2中的多根第一纬纱31在降解速度存在不同，可以通过两种方式达到该效果：一是同一种材质的第一纬纱31设置在不同的位置，一般来说，位于外部的第一纬纱31的降解速度大于位于内部的第一纬纱31的降解速度；另一种则是采用多种材质的第一纬纱31，由材质本身的特性实现降解速度的差异化。优选地，所述第一纬纱31由以下任一种或任多种材质制成：PLLA；PLGA；胶原蛋白。优选地，第二纬纱32由PET、UHMWPE或者其他具有良好生物相容性的材质制成。优选地，所述圆棒结构1长度为150～250mm，圆棒结构1直经为5.5～10mm，关节内自由丝部13长度为10～40mm，第一纬纱31数量占纬纱总数量的比例为10％～80％。
如图5、图6所示，第一骨隧道编织部11与第二骨隧道编织部12这两个骨髓道编织部的横截面形状为花瓣形，花瓣形的骨髓道编织部包含瓣体51、第一缝线61以及第二缝线62。多个所述瓣体51沿周向方向布置，第一缝线61沿单个瓣体周向方向缝制在瓣体51上；第二缝线62沿骨髓道编织部外轮廓周向方向缝制在骨髓道编织部上。在第一缝线61的约束下，瓣体51形成类圆形，相邻两个瓣体51之间不能精密靠拢，而是形成容物缝隙52，所述容物缝隙52内设置有填充件7，所述填充件7由可降解材质制成。实际使用过程中，容物缝隙52中塞入填充件7后，瓣体51对填充件7有挤压作用，防止填充件7脱落，当填充件7植入骨腔中会不断发生降解，人体韧带组织则会进入到填充件7降解后产生的空间中，增大与骨隧道编织部之间的连接面积，进而增大连接的稳定性；当人体韧带组织填充满容物缝隙52后，瓣体51与瓣体51之间的挤压力还能进一步加强对人体韧带组织的固定作用。
实施方式一：
选用一种PLLA复丝长丝，和一种PET复丝长丝，在织布2机上织出一种图2结构的织布2。织布2的纬纱由PLLA纱线和PET纱线组成，织布2的经纱4由PET纱线组成。 PLLA纱线位于织布2的一端，PLLA纱线占织布2经纱4的比例为40％。缝制时先卷绕织布2，从织布2PET纱线端开始逐层卷绕，直至PLLA纱线端结束，形成一致密圆棒形状。用钩针或缝合针把卷绕后的织布2两端编织部缝合固定好即可。这种韧带是一种PLLA 纱线在外层、PET纱线在内芯的结构，剖视图如图3所示。
实施方式二：
选用一种PLGA长丝复丝，和一种UHMWPE长丝复丝，在织布2机上织出一种图4结构的织布2。织布2纬纱由1根PLGA纱线和1根UHMWPE纱线交替间隔组成，也可以是 2根PLGA纱线2根UHMWPE纱线，或2根PLGA纱线3根UHMWPE交替排列等等。缝制时，先卷绕织布2，先找到织布2纬纱中心线，把织布2从两端开始向中间卷绕至中心线处，形成两个致密圆柱形。然后用钩针或缝针把两个致密圆柱形织布2缝合成一个圆棒形状即可。这种韧带可降解PLGA纬纱和不可降解UHMWPE纬纱混合共存于韧带整体结构中。
本发明还提供了一种混合型人工韧带的制造方法，包含以下步骤：步骤A：在织布机上使用经纱4、第一纬纱31、第二纬纱32制成织布2，织布2在长度延伸方向上形成依次连接的第一编织部21、自由丝部23、第二编织部22；步骤B：以织布2的长轴为旋转轴，将织布2进行卷绕，用钩针或缝合针把卷绕后的织布2两端缝合固定获得圆棒结构1，第一骨隧道编织部11、关节内自由丝部13、第二骨隧道编织部12分别与第一编织部21、自由丝部23、第二编织部22一一对应。优选地，还包含以下步骤：步骤C：在第一骨隧道编织部11与第二骨隧道编织部12这两个骨髓道编织部上剪出多个瓣体51，使骨髓道编织部横截面呈花瓣形，使用第一缝线61对单个瓣体51分别进行周向缝纫；步骤D：在相邻的两个瓣体51之间形成容物缝隙52中加入填充件7，使用第二缝线62 对单个骨髓道编织部分别进行周向缝纫。优选地，在步骤A中，所述第一纬纱31、第二纬纱32在织布2宽度延伸方向上依次布置；或者，所述第一纬纱31与第二纬纱32在织布2宽度延伸方向上轮流布置。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种混合型人工韧带，其特征在于，包含圆棒结构(1)，圆棒结构(1)沿轴向方向形成依次连接的第一骨隧道编织部(11)、关节内自由丝部(13)、第二骨隧道编织部(12)；
圆棒结构(1)包含经纱(4)与纬纱，所述经纱(4)沿圆棒结构(1)轴向方向延伸，所述纬纱沿圆棒结构(1)周向方向延伸；多条所述纬纱包含第一纬纱(31)与第二纬纱(32)，第一纬纱(31)由可降解材质制成，第二纬纱(32)由不可降解材质制成；
第一骨隧道编织部(11)、第二骨隧道编织部(12)均包含经纱(4)与纬纱；关节内自由丝部(13)仅包含纬纱。
2.根据权利要求1所述的混合型人工韧带，其特征在于，第一纬纱(31)与第二纬纱(32)在圆棒结构(1)周向延伸方向上依次布置，第一纬纱(31)相对第二纬纱(32)位于圆棒结构(1)的径向外侧；或者，
第一纬纱(31)与第二纬纱(32)在圆棒结构(1)周向延伸方向上轮流布置。
3.根据权利要求2所述的混合型人工韧带，其特征在于，圆棒结构(1)横截面形状为螺旋形、8字形或者C形。
4.根据权利要求1所述的混合型人工韧带，其特征在于，圆棒结构(1)长度为150～250mm，圆棒结构(1)直经为5.5～10mm，关节内自由丝部(13)长度为10～40mm；
第一纬纱(31)数量占纬纱总数量的比例为10％～80％。
5.根据权利要求1所述的混合型人工韧带，其特征在于，所述第一纬纱(31)由以下任一种或任多种材质制成：
--PLLA；
--PLGA；
--胶原蛋白；
第二纬纱(32)由PET或UHMWPE材质制成。
6.根据权利要求1所述的混合型人工韧带，其特征在于，第一骨隧道编织部(11)与第二骨隧道编织部(12)这两个骨髓道编织部的横截面形状为花瓣形；
花瓣形的骨髓道编织部包含瓣体(51)、第一缝线(61)以及第二缝线(62)；
多个所述瓣体(51)沿周向方向布置；第一缝线(61)沿单个瓣体(51)周向方向缝制在瓣体(51)上，第二缝线(62)沿骨髓道编织部外轮廓周向方向缝制在骨髓道编织部上。
7.根据权利要求6所述的混合型人工韧带，其特征在于，相邻两个瓣体(51)之间形成容物缝隙(52)；
所述容物缝隙(52)内设置有填充件(7)，所述填充件(7)由可降解材质制成。
8.一种混合型人工韧带的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤A：在织布(2)机上使用经纱(4)、第一纬纱(31)、第二纬纱(32)制成织布(2)，织布(2)在长度延伸方向上形成依次连接的第一编织部(21)、自由丝部(23)、第二编织部(22)；
步骤B：以织布(2)的长轴为旋转轴，将织布(2)进行卷绕，用钩针或缝合针把卷绕后的织布(2)两端缝合固定获得圆棒结构(1)，第一骨隧道编织部(11)、关节内自由丝部(13)、第二骨隧道编织部(12)分别与第一编织部(21)、自由丝部(23)、第二编织部(22)一一对应。
9.根据权利要求8所述的混合型人工韧带的制造方法，其特征在于，还包含以下步骤：
步骤C：在第一骨隧道编织部(11)与第二骨隧道编织部(12)这两个骨髓道编织部上剪出多个瓣体(51)，使骨髓道编织部横截面呈花瓣形，使用第一缝线(61)对单个瓣体(51)分别进行周向缝纫；
步骤D：在相邻的两个瓣体(51)之间形成容物缝隙(52)中加入填充件(7)，使用第二缝线(62)对单个骨髓道编织部分别进行周向缝纫。
10.根据权利要求8所述的混合型人工韧带的制造方法，其特征在于，在步骤A中，所述第一纬纱(31)、第二纬纱(32)在织布(2)宽度延伸方向上依次布置；或者，
所述第一纬纱(31)与第二纬纱(32)在织布(2)宽度延伸方向上轮流布置。
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