[发明专利]一种人工韧带表面修饰方法

说明书

本发明涉及一种人工韧带的表面改性方法。主要处理步骤包括：1.人工韧带织物的深度清洗工序；2.纤维表面的过氧化工序；3.纤维表面的接枝聚合工序；4.再清洗工序；5.分段涂覆工序。本发明方法的特征在于，采用多步骤、超声/洗液协同处理的方式，可以获得更为优良的表面；采用臭氧/紫外联合氧化法，有助于提高接枝效率，减少均聚物的产生。接枝亲水聚合物层呈三维网状、类凝胶结构，为细胞的发育提供了更好的环境。通过再清洗，韧带织物表面更洁净，更有利于细胞的粘附、生长、增殖。通过分段涂覆生化试剂和矿化涂层，韧带关节腔段更易诱导自体滑膜组织生长，有利于进行韧带自体化；骨隧道段的成骨性增强，韧带与骨的愈合更佳。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别涉及一种人工韧带的表面改性方法。

背景技术

膝关节交叉韧带损伤是最常见的膝关节损伤之一，通常是由于剧烈的膝关节运动造成的，若不及时治疗，将会导致膝关节不稳和软骨退变，影响患者的生活质量。在目前的交叉韧带重建治疗中，人工韧带的使用越来越广泛。

目前在临床上应用较多的人工韧带主要有LARS、Ligastic、Leeds-Keio和Neoligaments，均以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为材料。由于PET分子结构对称、结晶度高，且分子中无强极性基团，故其表面亲和性较差，植入人体后容易引起感染、慢性滑膜炎、僵硬等术后并发症。因此，必须对PET材料进行表面改性，以提高与人体组织的相容性。

目前PET表面改性多采用在PET表面进行化学接枝的方法，尝试的接枝层组成主要有对苯乙烯磺酸钠、(甲基)丙烯酸、丙烯酰胺、肝素、壳聚糖、透明质酸、明胶、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱等。这些接枝层可改善细胞在韧带纤维表面的形态及分布均匀性。但进一步的观察表明，细胞在纤维表面的锚定点依然较少，自体纤维组织和人工韧带纤维之间存在明显的空隙，长入的纤维组织无法感受到适当应力的反复刺激，基本不具力学性能，其主要作用是避免人工韧带纤维之间、骨与人工韧带之间的直接接触。此外，由于生物学因素和机械性因素的存在，人工韧带移植物与骨隧道的融合性欠佳，骨隧道扩大现象在临床上较为常见。骨隧道扩大后需再行修复手术，而扩大部位的骨缺损使得移植物的附着及固定更加困难，手术需分期进行，显著增加了手术费用和患者痛苦。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种经表面修饰的人工韧带，该韧带纤维表面接枝有呈三维网状、类凝胶结构的亲水聚合物层，因而具有更好的生物相容性，诱导功能性组织再生的能力更强，锚固也更加稳定。通过对韧带两端的骨隧道部分涂覆矿化涂层，使得移植物与骨界面的结合更优，力学性能得以加强。

本发明公开了一种进行人工韧带纤维表面修饰的方法，其制备工序主要包括：1.人工韧带织物的深度清洗工序；2.纤维表面的过氧化工序；3.纤维表面的接枝聚合工序；4.再清洗工序；5.分段涂覆工序。

1.深度清洗工序

对人工韧带织物进行清洗的目的在于消除其表面上携带的各类杂质。因这些杂质一方面妨害后续过氧化工序、接枝聚合工序的顺利进行。更重要的是，这些杂质是引起慢性滑膜炎，阻碍组织细胞在纤维表面粘附、增殖的重要原因。因此，必须予以除去。

所述深度清洗工序的特征在于，通过特定的清洗方法，清除纤维表面一定深度内所含有的杂质，而对纤维本体的主要性能没有明显影响。

所述特定的清洗方法，其特征在于采用多步骤、超声/洗液协同处理的方式。具体的，在超声波存在下，将韧带织物依次通过酸性洗液、去离子水、碱性洗液，最后用去离子水冲洗，直至洗出水的pH回复至7。

所述一定深度宜控制在纤维表层以下1-1000nm，优选为5-500nm，更优选为10-200nm。

2.纤维表面的过氧化工序

为使亲水性单体顺利接枝到纤维表面，必须首先在纤维表面制得过氧基团。通过过氧基团分解产生的自由基，引发亲水性单体发生表面接枝聚合。