一种肩袖补片及其制备方法与流程

本发明涉及生物材料，尤其是涉及一种肩袖补片及其制备方法。

背景技术：

1、肩袖损伤是骨外科最常见肌腱损伤之一，由于肌腱固有的不良再生能力，其自然愈合过程中常常形成瘢痕组织，降低了肌腱整体机械性能，损伤肌腱往往发生再次撕裂。据统计，肩袖全层损伤在＞60岁人群中的发病率为28-40％，由于受年龄、损伤面积、肌肉萎缩、肌腱退变、脂肪变性、术后康复锻炼等因素的影响，肩袖修补手术失败率为20-70％，其中肩袖修补术后肌腱与骨交界面处(腱-骨界面)不易愈合是导致手术失败的主要原因之一。

2、目前可采用肩袖补片对交界面进行加强，常用的肩袖补片材料包括合成材料和生物材料。合成材料具有良好的力学强度，但生物相容性较差；生物材料具有良好的生物相容性，但是生物材料中的自体移植材料取材有限，其他生物材料力学强度无法满足肩袖的力学负荷强度。而且，目前的肩袖补片都不具有良好的组织再生性。

3、现有技术中已有多种肩袖补片的制备方法，例如(1)中国专利cn107789092a公开了一种采用编织单元作为支撑基层，和静电纺丝胶原膜为可吸收层的肩袖修复补片，虽然该产品的编织基层使得力学强度得到显著提高，但是其产品表面粗糙，生物相容性差，易产生异物感和疼痛，严重时甚至出现感染等症状，以编织单位作为基层的肩袖补片技术还可见于中国专利cn107854194a和cn107928837a中，也都存在上述编织单元的缺陷。

4、(2)中国专利cn103800097b提供了一种主要依靠静电纺丝技术制备的组织修复用纤维膜，并具体地给出了三种不同的制备方法，提高了纤维膜的力学强度和生物活性，但其对纤维膜的改进主要集中于纤维膜与组织之间的接触界面，得到的纤维膜不利于细胞向纤维膜内部长入，从而降低该纤维膜作为组织工程材料的应用价值。

5、(3)中国专利cn111481742a采用华通氏胶和人体脐带组织制备了一种补片，该补片有利于细胞长入材料，且能够加速材料整合，但采用自体组织作为原材料，材料来源有限，且贮存运输困难，限制了该补片的广泛应用。

6、(4)中国cn111227993a采用静电纺丝技术分别制备了两片肩袖补片和位于两个补片之间的促腱骨愈合片，实现了肩袖补片的翻页式功能化，尽管其表现出了很诱人的应用前景，但是由于翻折部分得到力学强度在实践过程中非常难以保证，因此，也无法实现推广应用。

7、可见，目前现有的多种肩袖补片中，均存在了明显的缺陷，限制了各自的应用前景。

8、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种既具有足够力学强度，又具有良好生物相容性的肩袖补片，同时有利于细胞长入肩袖补片，以缓解了上述现有技术中存在的不足。

2、本发明的另一个目的在于，提供上述肩袖补片的制备方法，使得通过该方法制备的肩袖补片能够达到上述要求，同时制备方法简便，易于推广。

3、为了解决上述技术问题，实现上述技术效果，本发明提供以下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种肩袖补片，所述肩袖补片包括通过交联作用结合的纳米纤维膜和胶原膜，所述胶原膜和纳米纤维膜的数量大于等于2时，所述胶原膜和纳米纤维膜相间设置，且胶原膜和纳米纤维膜的数量相等，所述肩袖补片的厚度为1.5～5mm，所述的肩袖补片的厚度包括但不限于1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。

5、在可选实施方式中，所述纳米纤维膜的组分包括聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸、明胶、纤维素、壳聚糖或丝素中的至少一种，上述七种组分在植入人体后中均可实现安全的代谢降解，适合用于植入修复。

6、在可选实施方式中，所述纳米纤维膜由低分子量组分和高分子量组分组成，所述低分子量组分的分子量为5×104～10×104da，包括但不限于，5×104da、6×104da、7×104da、8×104da、9×104da或10×104da，所述高分子量组分的分子量为20×104～40×104da，包括但不限于20×104da、25×104da、30×104da、35×104da或40×104da。分子量差异显著的纳米纤维膜组分在体内的降解速度不同，小分子量的组分优先降解，降解后在纳米纤维膜中形成孔隙，有利于细胞向补片内部生长，使其具有良好的组织再生性。需要说明的是，所述的不同分子量的组分既可以是聚合度不同的相同组分，也可以分子量不同的不同组分，只要能够取得不同降解速度，即可用于纳米纤维膜的制备。

7、第二方面，本发明还提供了前述实施方式所述肩袖补片的制备方法，所述制备方法包括，在纳米纤维膜表面涂覆胶原蛋白溶液，经冷冻干燥得到交联的纳米纤维膜和胶原膜，而后再升温至室温。所述室温通常是指生产车间或实验室的正常运行温度，例如20～25℃。

8、在可选实施方式中，所述胶原蛋白溶液包括质量体积比为0.1％～2％的ⅰ型胶原蛋白溶液，包括但不限于0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％或2％，优选为0.5％～1.5％。

9、在可选实施方式中，涂覆胶原蛋白溶液完成后，经过抽真空处理后再进行冷冻干燥。涂覆胶原蛋白溶液后，进行抽真空处理能够进一步促进使得胶原粘稠溶液部分渗入纤维膜的孔隙中，而后再进行冷冻干燥处理，能够显著提高胶原膜与纳米纤维膜的交联程度。

10、优选地，所述抽真空处理的真空度为0～10pa，包括但不限于0pa、2pa、4pa、6pa、8pa或10pa。

11、优选地，所述抽真空处理的时间为20～60min；更优选为30～40min，进一步优选为30min；

12、在可选实施方式中，抽真空处理后经过预冷冻后，再进行冷冻干燥。

13、优选地，所述预冷冻温度为-40℃～-10℃，包括但不限于-40℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃或-10℃。

14、优选地，所述预冷冻时间为1～6h，包括但不限于1h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h或6h。

15、在可选实施方式中，所述冷冻干燥的温度为-10～0℃，所述冷冻干燥的真空度为0～50pa，所述冷冻干燥的时间为2～4天。

16、所述冷冻干燥的温度包括但不限于-10℃、-8℃、-6℃、-4℃、-2℃或0℃。

17、所述冷冻干燥的真空度包括但不限于0pa、5pa、10pa、15pa、20pa、25pa、30pa、35pa、40pa、45pa或50pa。

18、所述冷冻干燥的时间包括但不限于2天、3天或4天。

19、在可选实施方式中，冷冻干燥后，再升温至室温，所述室温通常是指生产车间或实验室的正常运行温度，例如20～25℃，保持时间为1-2h。

20、优选地，所述升温的速度为2～5℃/h。

21、在可选实施方式中，所述制备方法还包括，对经冷冻干燥得到的纳米纤维膜和胶原膜依次进行压合和热处理。

22、优选地，所述压合的压力为0.1～1mpa，所述压合的时间为5～60min。压合处理能够进一步提高胶原膜与纳米纤维膜的结合程度，尤其对于多层纳米纤维膜与多层胶原膜复合时，压合处理的提高效果更佳显著。

23、所述压合的压力包括但不限于0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa、0.6mpa、0.7mpa、0.8mpa、0.9mpa或1mpa。

24、所述压合的时间包括但不限于5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min。

25、优选地，所述压力为0.4～0.8mpa，所述压合时间为40～60min。

26、优选地，所述热处理的温度为110～130℃，所述热处理的时间为24～36h。

27、所述热处理温度包括但不限于110℃、115℃、120℃、125℃或130℃。

28、所述热处理的时间包括但不限于24h、26h、28h、30h、32h、34h或36h。

29、优选地，所述热处理采用真空干燥箱，热处理的真空度为0～50pa，包括但不限于0pa、5pa、10pa、15pa、20pa、25pa、30pa、35pa、40pa、45pa或50pa。

30、在可选实施方式中，所述纳米纤维膜的制备方法包括静电纺丝。

31、优选地，所述静电纺丝采用的静电纺丝溶液包括质量体积比为3％～20％的前驱组分的有机溶液，包括但不限于3％、5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％或20％，所述前驱组分包括聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸、明胶、纤维素、壳聚糖或丝素中的至少一种，所述有机溶液的溶剂包括二氯甲烷、丙酮、氯仿、dmf、dmac、六氟异丙醇、醋酸或三氟乙酸中的至少一种。

32、优选地，所述溶剂为六氟异丙醇。

33、优选地，所述静电纺丝溶液包括低分子量前驱组分溶液和高分子量前驱组分溶液，所述低分子量前驱组分溶液含有低分子量组分，所述低分子量组分的分子量为5×104～10×104da，所述高分子量前驱组分溶液含有高分子量组分，所述高分子量组分的分子量为20×104～40×104da。

34、优选地，所述低分子量前驱组分溶液和高分子量前驱组分溶液通过不同的喷头供液。

35、优选地，所述低分子量前驱组分溶液和高分子量前驱组分溶液用量的质量比为1:1～2.5:1，包括但不限于1:1、1.5:1、2:1或2.5:1。

36、优选地，所述静电纺丝的参数设定包括，电压为10～25kv，包括但不限于10kv、15kv、20kv或25kv。速度为0.1～1ml/h，包括但不限于0.1ml/h、0.2ml/h、0.3ml/h、0.4ml/h、0.5ml/h、0.6ml/h、0.7ml/h、0.8ml/h或1ml/h。接收距离为10～20cm，包括但不限于10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm或20cm。纺丝时间为2～5h，包括但不限于2h、3h、4h或5h。针头直径为20～22g，例如20g、21g或22g。

37、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

38、本发明提供的肩袖补片，包括可吸收的胶原膜和纳米纤维膜通过交联作用结合组成的复合补片，与采用粘结剂进行不同膜层之间粘合的技术方案相比，交联作用能够取得更好的力学强度，同时，避免了引入可能存在不利影响的粘结剂组分，同时，随着易于吸收的胶原层优先降解，不同分子量大小的聚合物的依次降解，而后成纤维细胞可长入纳米纤维层中，显著促进组织再生，同时肩袖补片的厚度可根据实际需求，通过选择胶原膜和纳米纤维膜的层数进行调整，使得本发明提供的肩袖补片的应用更加广泛。

39、本发明提供的上述肩袖补片的制备方法中，胶原蛋白溶液渗透到纳米纤维膜孔隙中，在通过冷冻干燥后得到的交联结合的胶原膜与纳米纤维膜，与直接粘合的胶原膜和纳米纤维膜相比，具有更高的结合强度。并且为了进一步提高纳米纤维膜与胶原膜的结合强度，本发明在冷冻干燥后，还在优选方案中进一步增加压合和热处理步骤。