[发明专利]复合人工纤维元

说明书

本公开提供了一种复合人工纤维元，包括：芯线，其由可降解的聚合物纤维制成；以及支撑层，其包覆于所述芯线的外部，所述支撑层具有由通过静电纺丝获得的纤维编织而成的网格、以及生长因子，所述网格的所述纤维沿多个方向随机分布，在所述静电纺丝过程中，将所述芯线作为收集装置，所述纤维由可降解的高分子材料制成。根据本公开，能够在保留材料的生物可降解特性的同时提高其亲水性，因此能够有助于细胞的爬覆生长。

本申请是申请日为2019年10月21日、申请号为2019110021346、发明名称为复合人工纤维元及人工韧带的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开属于生物医用复合材料领域，特别涉及一种复合人工纤维元。

背景技术

在骨科损伤中，膝关节十字韧带的损伤与撕裂是一种常见的运动损伤，其发病率较高。由于十字韧带特殊的生物结构和活性，一旦发生损伤或者撕裂，其自身无法正常的自然愈合，只能通过移植手术来达到治疗的效果。目前常用的移植物主要有三大类：自体、异体和人工移植物。其中，自体移植物存在手术创伤大、并发症多、恢复慢等问题；异体移植物具有来源缺乏、感染风险、免疫排斥等问题。因此，鉴于自体和异体移植物存在的上述问题，大多数手术选择使用人工移植物，即人工韧带。

现有的人工韧带主要采用高分子聚合物的纺织产品作为韧带替代，例如以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料为主要成分构成的LARS、Neo-ligaments人工韧带等，由于具有较稳定的力学性能，在手术中被广泛地使用。然而，此类人工韧带因其具有在生物体内不可降解性、疏水性等不利于细胞再生的生物惰性的性质，在大多数国家例如美国和欧洲各国都已经被禁止在临床使用。

随着再生医学的逐步兴起，在可降解材料上进行分子修饰，引起细胞整合素的相互作用，诱导细胞的增殖、分化，以及细胞外基质的合成与组装，从而启动机体的再生系统，正逐渐成为植入性类医疗器械的发展趋势。组织工程等的学科正是主要致力于组织和器官的形成和再生，其核心就是建立细胞与生物材料的三维空间复合体，即具有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态结构和功能的重建并达到永久性替代。在专利文献1(CN105828846A)中，提出一种全部或者部分由PCL(聚己内酯)纤维构成的人工韧带假体，属于一种可生物降解和生物融合的人工韧带，其消除了对不可降解的人工合成支架的担忧和不确定性。此类人工韧带不仅可以生物降解，还可以被任意地种植以促进具有可控细胞及组织活性的功能性组织的形成，并保持良好的机械性能。此类人工韧带可被其植入的生物体缓慢吸收，以被等同于天然韧带的功能性组织逐步地取代。

然而，组织工程对于人体韧带的再生修复研究，目前仍处于早期阶段，其存在较多有待解决的关键技术问题，例如材料的亲水性能不佳，无法实现对细胞的有效吸附，如何实现生长因子与高分子材料的有机结合等。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种亲水性能优良并能实现生长因子与高分子材料的有机融合的复合人工纤维元及人工韧带。

为此，本公开一方面提供了一种复合人工纤维元，其特征在于，包括：芯线；以及支撑层，其覆盖于所述芯线的外部，所述支撑层具有由纤维编织而成的网格、以及生长因子，其中，所述纤维包含可降解的疏水性高分子材料和亲水性高分子材料。

在本公开的一方面中，采用包含可降解的疏水性高分子材料和亲水性高分子材料的纤维作为复合人工纤维元的支撑层，使复合人工纤维元在保留材料的生物可降解特性的同时，又能够提高亲水性，因此能够有助于细胞的爬覆生长。另外，生长因子与高分子材料有机融合，能够减少材料浸渍生物试剂时产生的如皱缩、仅表面的不完善的生物活性等问题的发生，从而能够提高复合人工纤维元的生物活性，将其应用于人工韧带时，能够更好地促进韧带的再生。