[发明专利]可植入的修复器件

说明书

技术领域

本发明总体涉及可植入修复器件的领域。更具体而言，且非唯一地，本发明涉及替换、修复和/或再生受损或患病的软骨的医疗器件，并涉及制作这种器件的方法。本发明更具体而言涉及一种用于置换、部分置换或增大的受损伤关节软骨，包括，例如，膝关节、髋关节、肩关节、手指关节和踝关节的关节软骨的器件。

除非下文明确指明，否则术语“丝心蛋白”用于泛指茧丝的主要结构蛋白，而不论它们是从家养桑蚕(家蚕)或转基因蚕或是从任何野生蚕，包括但不限于生产蒙加丝、蓖麻蚕丝或柞蚕丝的那些获得的。此外，术语“丝”用于指代蚕吐出的天然细纤维，其主要包括两种主要蛋白，丝胶蛋白及丝心蛋白，丝心蛋白是丝中的结构纤维而丝胶蛋白是围绕丝心蛋白而在蚕茧中将纤维粘在一起的物质。'蚕茧'或'茧'用于指代由蚕幼虫吐纺出来用于蛹阶段期间进行保护的丝外壳。

背景技术

成年哺乳动物体内的软骨以三种主要形式出现：透明软骨、白成纤维软骨；和黄色弹性软骨。透明软骨主要作为关节软骨存在于滑液的动关节，例如膝盖、臀部和肩膀中、以及长骨之间，在那里它形成挺括(stiff)而平滑的关节表面。白色成纤维软骨存在于膝盖上和下颚颞下颌关节的半月板和椎间盘中。黄色弹性软骨对会厌、耳咽管和外耳提供支撑。

三种涉及软骨损伤的病症是很常见的：关节软骨的骨关节病、膝盖半月板的成纤维软骨受伤；椎间盘塌陷、破裂或突出；和由类风湿性关节炎造成的损伤。骨关节病是由髋关节和膝关节中最常见的关节软骨渐进损伤和破裂造成的，以及在年轻人和老年人中同样是疼痛和行动不便的一个重要原因。半月板成纤维软骨的受损伤是一种常见的运动损伤，并也被看作是道路交通事故和其它创伤的结果。

关节软骨是高度专化从而在相对刚性的骨头之间提供相对无摩擦、高度润滑、耐磨损表面。它还发挥将由负荷接触产生的力传送和分配到周围软骨和下层软骨下的骨小梁的作用。它是一种由主要包含散布于含有II型胶原纤维、蛋白聚糖和其它糖蛋白的固相中的水和电介质的流体相构成的无血管结缔组织。后者组分包围，并由高度专化的间充质细胞、软骨细胞分泌，这些细胞占关节软骨约10％的体积。关节软骨内的胶原纤维排布于构成法向排布和锚定于骨软骨交界处的复杂拱廊结构形成柱(column)中。这些柱向上直抵通过深层软骨，但主要的纤维取向逐渐变化而在浅层软骨中形成拱廊结构的拱弧。在邻接关节间隙的表面层中，胶原纤维的网状结构更加致密，而原纤几乎完全与软骨表面相切。胶原在关节软骨中的取向对其机械性能是至关重要的。健康的关节软骨强而硬(模数为1-20MPa)。

对于修复骨关节中关节软骨以及在两种最常见的受损关节，髋关节和膝关节的情况下进行替换还存在不尽如人意的方法和步骤，人工假体最常用于更换整个关节。虽然这些会增加行动性并减少疼痛，但他们会遭受渐进性磨损、机械故障、不良组织反应、以及这些骨的相间松弛。因此，围绕提供具有超过目前可用假体的改善性能的合适可植入修复材料的领域，人们开展了大量的工作。

一种这样的器件描述于WO2007/020449A2中，描述了生物相容性的可生物再吸收的三维丝或其它纤维铺层和具有部分地或基本上填充纤维铺层间隙的生物相容性的可生物再吸收的基本上多孔丝基的或其它水凝胶的软骨组织修复器件。

国际专利申请号PCT/IB2009/051775(根据WO2009/133532A2公开)公开了一种丝心蛋白溶液和能够用于制作已发现能够有效用作软骨修复的植入物的改善丝心蛋白材料的方法。用于制备再生丝心蛋白溶液的方法包括以下这些步骤：(a)用包含氢氧化铵、氯化铵、溴化铵、硝酸铵、氢氧化钾、氯化钾、溴化钾或硝酸钾中的一种或多种的水性溶液的离子试剂处理丝或丝茧；(b)然后在用离子试剂处理丝或丝茧之后干燥丝或丝茧；和(c)随后将丝或丝茧溶解于离液试剂中。

此外，国际专利申请号PCT/GB2009/050727(根据WO2009/156760A2公开)公开了由丝心蛋白溶液制备修复、增大或置换骨的可植入材料的方法。方法包括：由丝心蛋白溶液制备凝胶；通过将凝胶经受一步或多步凝胶冷冻和解冻的步骤而制备材料，其中由丝心蛋白溶液制备凝胶的步骤在磷酸根离子的存在下进行。材料通常采用钙离子处理而形成丝心蛋白-磷灰石。进一步的方法步骤包括用异氰酸酯处理材料而形成交联的步骤。可植入的材料已发现作为骨修复的植入物是有效的。