[发明专利]压力反应装置及其控制方法

说明书

本发明提供了一种压力反应装置及其控制方法，涉及医疗器械技术领域，所述压力反应装置包括：容纳部，用于容纳组织工程半月板支架；压缩构件，对所述组织工程半月板支架施力，以压缩所述组织工程半月板支架。承载组织工程半月板的支架在受力而被压缩的情况下，将使得组织工程半月板以天然半月板的受力方式被施力而形变，进而促使组织工程半月板获得天然半月板的区域特异性以及更好的力学性能。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种压力反应装置及其控制方法。

背景技术

半月板是位于股骨髁与胫骨平台间的半月形纤维软骨组织，在膝关节中发挥着缓冲减压、吸收震荡、润滑关节和维持关节稳定等功能。

目前关于组织工程半月板的构建主要局限于使用人造或天然半月板形状的支架(如聚己内酯，PCL、丝素蛋白等)，结合种子细胞(如骨髓间充质干细胞、或半月板细胞等)，随后再添加生长因子(如转化生长因子β，TGF-β、成纤维细胞生长因子，FGF)促进细胞生长、分化及胶原基质合成。

但现有技术所获得的组织工程半月板与天然半月板仍存在很大差异，无法充分保护关节软骨。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种压力反应装置及其控制方法，以解决以上技术问题。

第一方面，本申请提供一种压力反应装置，所述压力反应装置包括：

容纳部，用于容纳组织工程半月板支架；

压缩构件，对所述组织工程半月板支架的内侧施力，以压缩所述组织工程半月板支架。

本发明的发明人意识到，半月板具有以下关键的复杂生物学特点：

1.在外观形态上，半月板呈现出典型的外高内低的楔形结构，即与关节囊、滑膜缘衔接处高于内侧游离缘；

2.在血供方面，半月板的血供来源于膝内、外动脉的分支，并且该分支在关节囊内形成血管网络，半月板边缘与关节囊及滑膜紧密连接，半月板外侧1/3区域接受来源于关节囊及滑膜的血液供应；而内侧2/3区域缺乏血供，仅通过关节液渗透提供营养；

3.在组成上，半月板外侧区域富含有一型胶原蛋白，起到抵抗拉伸的作用，而半月板内侧区域主要包含二型胶原蛋白及粘多糖，起到抵抗压缩的作用；

4.在胶原纤维排列上，半月板表面胶原纤维表现出无序排列，胶原纤维从表面到底部逐渐表现为有序排列，呈现出典型的环向纤维排列，并且在环向纤维间分布有放射状排列的纤维，起到锚定环向纤维的作用；

5.在细胞形态上，半月板外侧边缘细胞表现为典型的梭形成纤维样细胞形态，而内侧细胞表现为圆形软骨样细胞形态。

依据以上特点，发明人进一步意识到现有技术所获得的组织工程半月板与天然半月板存在的差异主要体现在胶原纤维及细胞的分布并没有表现出天然半月板的区域特异性，以及获取的组织工程半月板在力学性能上与天然半月板相差太大，无法充分保护关节软骨。

为此，发明人进一步意识到天然半月板在自然负重的条件下，其中内侧游离缘承受更多的压力，而外侧边缘承受更多的张力，正是由于这种受力模式的差异导致半月板内侧受压明显的游离缘含有更多的二型胶原蛋白及粘多糖，而以张力为主的外侧边缘含有更多的一型胶原蛋白。

组织工程半月板支架与半月板的结构相似，呈外高内低楔形结构，以上技术方案中提到的“内侧”中的“内”指的是这里所说的“外高内低”中的“内”。

因此，提出以上技术方案，根据以上方案，承载组织工程半月板的支架在受力而被压缩的情况下，将使得组织工程半月板以以上天然半月板的受力方式被施力而形变，进而促使组织工程半月板获得天然半月板的区域特异性以及更好的力学性能。