[发明专利]一种具有双向形状记忆功能的智能肌腱修复器件

说明书

本发明公开了一种具有双向形状记忆功能的智能肌腱修复器件，包括肌腱器件，所述肌腱器件具有类似肌腱组织的级联结构，所述级联结构采用18根五级结构纤维束编织而成，所述五级结构纤维束由7根四级结构的纤维束加捻而成，所述四级结构的纤维束由3根三级结构的纤维束加捻而成，所述三级结构的纤维束由两根纤维束加捻而成；本发明还公开了智能肌腱修复器件的制备方法，本发明具有双向拉伸或收缩形状记忆功能，给予细胞和支架材料复合物一定的机械应力刺激，促进细胞发挥功能，在体内诱导肌腱、韧带组织再生。

技术领域

本发明涉及一种具有双向形状记忆功能的智能肌腱修复器件，还涉及该智能肌腱修复器件的制备方法。

背景技术

由于肌腱本身结构和功能具有特殊性,由少量的细胞和大量的基质及致密纤维等构成，实施连接和力学传导功能。由于自身修复能力有限，使得肌腱损伤的修复至今仍是临床医学的难点，除了传统的自体(来源受限)和异体(免疫排斥反应)组织移植外，目前主要的修复技术是采用生物医用材料来替代肌腱损伤。人工肌腱虽然研究历史悠久，材料多种多样，但绝大部分因在体内长期不能腱化、吸收、产生粘连、拉应力不足等缺点，只能作为暂时代用品，限制了其在临床上的应用。寻找用于肌腱损伤的修复材料仍然是临床面临的难题。蓬勃发展起来的肌腱组织工程是一个有潜在应用前景的技术，可望从根本上解决肌腱损伤修复的难题。

组织工程肌腱在组织形态学上取得了令人鼓舞的进步，但要用于临床仍然面临很多技术困难。研究开发具有良好性能的支架材料是肌腱组织工程研究的热点和难点。天然高分子材料、人工合成材料各有优缺点，除材料的特性外，支架的微观结构、几何特征能否利于胶原纤维的平行排列。支架在一定时间内是否能够具有足够的强度承受生理负荷，以便适当的术后运动，促进细胞的黏附和增殖。目前组织工程肌腱支架材料的研究已经取得了显著的成果，组织工程支架能促进和支持肌腱组织再生，也能提高组织的修复能力。但如何解决体外构建的组织工程肌腱力学强度仍较天然组织差的问题，人工合成材料存在体内降解过程中局部酸性产物蓄积的问题，植入体内保证支架材料在体内降解的同时，能否提供肌腱再生过程中正常的力学刺激等问题。而解决该问题的关腱在于实现新生肌腱胶原纤维的有序排列，因为肌腱力学强度主要取决于其有序排列的胶原纤维。

目前，研究证实，肌腱再生过程中正常的力学刺激对新生肌腱的“塑形”非常重要,其可诱导新生胶原纤维生长并取向排列,进而提高新生肌腱力学强度。许多科研单位(如美国北卡罗来纳大学、匹兹堡大学、辛辛那提大学和四川大学等)都开展了力学刺激尤其是周期性力学应变用于肌腱组织工程的研究。但目前只能在体外构建组织工程肌腱时，借助额外的机械装置，给支架提供应力刺激。支架植入体内后，在术后早期需制动，以防缝合处发生断裂；而造成肌腱无法得到正常力学刺激(功能刺激)，发生粘连，导致功能恢复差，二次手术率很高。因此，如何在术后早期提供肌腱再生过程中可控的力学刺激和功能锻炼是目前组织工程肌腱修复研究的十分重要问题。

由上可知，解决这些问题已是迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的之一是为了提供一种具有双向形状记忆功能的智能肌腱修复器件，具有双向拉伸或收缩形状记忆功能，给予细胞和支架材料复合物一定的机械应力刺激，上述级联结构、细胞外基质、应力刺激共同构成修复细胞的微环境条件，使细胞向目标组织正常分化，促进细胞发挥功能，在体内诱导肌腱、韧带组织再生。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种具有双向形状记忆功能的智能肌腱修复器件，其特征在于：包括肌腱器件，所述肌腱器件具有类似肌腱组织的级联结构，所述级联结构采用18根五级结构纤维束编织而成，其编织角为20-40度，直径为8-10mm，所述五级结构纤维束由7根四级结构的纤维束加捻而成，所述四级结构的纤维束由3根三级结构的纤维束加捻而成，所述三级结构的纤维束由两根纤维束加捻而成，所述纤维束包括具有双向形状记忆高分子材料构成的基体，并经过细胞外基质进行修饰。