[实用新型]一种仿生半月板

说明书

本实用新型涉及一种仿生半月板，包括聚己内酯多孔隙支架，用于仿生半月板的支撑；包覆于聚己内酯多孔隙半支架外的蚕丝蛋白壳层，用于与生物组织体接触；在聚己内酯多孔隙支架的孔隙内，设置有蚕丝蛋白连接部，蚕丝蛋白连接部与孔隙的形状相适应。利用高分子材料PCL，在人体内能够生物降解，及具有良好的可打印性和力学特性，能够在半月板组织工程中提供足够的力学强度，而且其降解速度慢，在组织替代过程能够持续维持一定的力学强度，保护关节软骨面和膝关节的力学平衡；蚕丝蛋白作为一种天然生物材料，不仅有低免疫性、生物相容性优良和来源丰富等优点及良好力学性能。用PCL和蚕丝蛋白制作的仿生半月板，可以用于很多组织的修复之中。

技术领域

本实用新型属于生物医用材料技术领域，特别是指一种仿生半月板。

背景技术

在组织工程中，合适的支架材料在组织工程中起着非常重要的作用。常用的修复半月板的支架材料主要分为天然的和人工合成的材料，天然材料主要有胶原、透明质酸、蚕丝蛋白、小肠粘膜、脱钙骨等，人工合成材料主要有聚己内酯(Polycaprolactone，PCL)、聚氨酯(Polyurethane，PU)、聚乳酸(Polylactic，PLA)等高分子材料和壳聚糖、海藻酸盐、琼脂糖等水凝胶。

高分子合成聚合物材料由于来源充足，塑形性强，力学特性比较接近半月板组织，应用较广。Koch等使用复合MSCs的PU支架修复兔7mm宽的外侧半月板缺损，12周时有一定的新生组织长入。张等使用复合MSCs的PCL支架修复兔内侧半月板缺损，24周时新生的半月板组织良好，能够保持良好的生物力学。目前半月板组织工程领域的高分子合成材料以PCL为主，其具备良好的生物活性、力学特性及材料加工特性。电纺丝与3D打印技术的发展也使高分子材料在组织工程领域不断有新的突破，各项参数及生物力学强度更加接近于天然半月板组织，目前仍需要注意的是如何改善细胞在这些高分子材料支架上的长入及新生组织替代过程中如何保证良好持续的力学强度。

天然材料由于生物相容性好，且具有一定的生物活性成分，往往对细胞的增殖分化及细胞外基质的分泌具有较好的促进作用，但其成形过程及孔隙率难以完全满足需要，其成分往往只包括天然半月板的其中一种或几种，支架力学强度有所下降。Costa等应用3D打印模拟人半月板形状的蚕丝蛋白支架，具有一定的力学强度，体外细胞活性较好，但未进行体内实验。袁等采用半月板脱细胞基质与牛脱钙骨混合支架来修复兔整个内侧半月板，6个月时新生组织的成分非常接近天然半月板组织。李等使用自体半腱肌重建兔内侧半月板，取得了良好的效果。如何改进这些天然材料的力学特性，是需要进一步考虑的问题。

然而，目前尚无以PCL为内衬、蚕丝蛋白为外壳的仿生半月板的报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种复合聚己内酯/蚕丝蛋白的仿生半月板，具有良好的力学特性和较好地生物相容性，能够应用于半月板组织工程的修复。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种仿生半月板，包括聚己内酯多孔隙支架，用于仿生半月板的支撑；

包覆于所述聚己内酯多孔隙半支架外的蚕丝蛋白壳层，用于与生物组织体接触；

在所述聚己内酯多孔隙支架的孔隙内，设置有蚕丝蛋白连接部，所述蚕丝蛋白连接部与所述孔隙的形状相适应。

所述蚕丝蛋白壳层的上壳厚度与下壳厚度的和小于聚己内酯多孔隙支架的厚度。

所述聚己内酯多孔隙支架的孔隙的孔径并不相同。

所述聚己内酯多孔隙支架的孔隙为不规则形状。

在所述蚕丝蛋白壳层的内表面与所述聚己内酯多孔隙支架的外表面均为非光滑表面。

所述聚己内酯多孔隙半支架采用SolidWork软件制备出半月板的结构模型，并将所述结构模型导入3D打印机，制备半月形仿生结构的聚己内酯多孔隙支架。