[发明专利]用于软组织的修复、重建和再生的复合支架

说明书

所公开的复合支架提供了在张力下基本上保持其三维形状的高度多孔且柔性的结构，并且首先通过支架机械性质，并且随后通过在所述支架被再吸收时新再生的功能组织提供了对修复或重建的机械加强。

技术领域

本公开涉及软组织修复和重建，并且更具体地，涉及一种可用于稳定软组织损伤或缺损同时促进新组织再生的复合支架。

背景技术

用于组织工程应用和外科手术修复及重建的生物支架和合成支架是已知的，然而，很少有生物支架和合成支架能够提供以下的最佳组合：用于细胞向内生长的足够的孔隙率；用于细胞迁移和增殖的足够的生物基质和表面积；用于有意义的细胞外基质沉积和组织再生的足够的互连空隙体积和尺寸；足够的复合机械性质和与局部组织的机械负载分担以促进功能组织成熟，同时抵抗所述机械负载下的塌陷或压缩；以及通过完全愈合支持组织修复同时促进功能组织的再生的足够的生物再吸收时间线。

一些如疝气网等支架具有足够的机械性质来完成外科手术修复，但是缺乏不是最佳地适用于膝盖、脚踝、肩肘和手的软组织以及非肌肉骨骼软组织的愈合和再生的行为特性。许多此类支架由会引起急性或慢性不良炎症、疼痛或并发症的永久性合成聚合物制成。另外，许多网状支架基本上是二维的，其中细胞向内生长的表面积不足并且块状组织再生的空隙体积不足，因此不利于功能组织的再生。相反，大多数用于修复和重建软组织的生物支架来源于从同种异体源或异种源收获并加工的块状组织，并且由于块状架构、组织来源和加工方法的任何组合，通常愈合缓慢或不完全。被重建成全新架构的如胶原凝胶或海绵等高度加工的生物材料可以被生产为具有适合组织向内生长的孔隙率，但是缺乏用于韧带或肌腱修复的适当强度和抗塌陷性。

许多由纤维构成的可商购获得的支架具有合适的机械性质，但是由于现有的制造工艺(如编织、织造、编结)和非织造方法(如静电纺丝、气动纺丝、熔喷等)产生的架构缺陷，这些支架不适用于功能组织再生；这是因为纤维在长丝和/或纤维束之间没有足够的空间(孔隙率或空隙体积或密度不足—例如典型的静电纺丝纺织品)，或者用于有意义的组织再生的表面积、空隙体积和尺寸太少(例如典型的平面经编纺织品或编织品，或纤维束)，或者当产生足够的空隙体积时，纤维要么在细胞和生物学相关的尺度上不连续，要么随着结构的张紧而塌陷。

因此，需要一种修复或再生韧带组织的支架和方法。

还需要一种复合支架，即模拟天然肌腱和韧带的机械性质的支架。

进一步需要一种为细胞浸润和组织向内生长提供足够的孔隙率和互连空隙体积，同时在负载或张力下基本上保持其形状的支架。

仍进一步需要一种在一定时间段内是生物可吸收的支架，所述支架持续若干周或若干个月支持愈合，同时促进能够在支架再吸收后承载机械负载的功能组织的再生。

还需要一种使合成聚合物密度最小化并使支架的表面积与体积比率最大化，从而限制异物应答并改善组织再生的支架。

又还需要一种具有可调节的长度、宽度和高度以用于不同程序的支架。

还需要一种在支架材料完全再吸收后再生具有足够强度和厚度的组织的生物可吸收支架。

又还需要一种提供能够促进与支架间隔开的细胞生长以促进肌腱或韧带组织向内生长的第二支撑基质的支架。

此支架仍还需要具有可变尺寸、密度、孔隙率、材料组成、纤维类型和表面特性的工程化的区域，以改善组织再生和/或外科手术操控和植入。

发明内容