專利名稱：仿生人工關(guān)節(jié)囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿生人工關(guān)節(jié)囊及其制備方法。
背景技術(shù)：
人的關(guān)節(jié)是一類特殊的器官，是既傳遞載荷又傳遞運動的生物摩擦學(xué)系統(tǒng)。人的關(guān)節(jié)是由關(guān)節(jié)面、關(guān)節(jié)骨、軟骨、關(guān)節(jié)滑液及供應(yīng)滑液的關(guān)節(jié)囊組成的，是一個十分奇妙和性能優(yōu)異的摩擦學(xué)系統(tǒng)。雖然人體關(guān)節(jié)的工作條件極惡劣(特別是下肢關(guān)節(jié))，但該系統(tǒng)的摩擦學(xué)特性卻表現(xiàn)得異常優(yōu)越，摩擦系數(shù)極小，且?guī)缀鯚o磨損，通常能工作70年以上。當(dāng)然也會出現(xiàn)事故，一是主客觀原因引起關(guān)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生病變，形成關(guān)節(jié)炎，導(dǎo)致關(guān)節(jié)滑液分泌量減少、潤滑不良，嚴重的甚至要換裝人工關(guān)節(jié)；二是外傷致殘，喪失其功能，或患骨瘤切除，亦要換裝人工關(guān)節(jié)。根據(jù)調(diào)查推算，我國可能有100～150萬關(guān)節(jié)病人需要做人工關(guān)節(jié)手術(shù)。因此，延長人工關(guān)節(jié)的使用壽命、改善其生物相容性，是關(guān)系到千百萬人身體健康的大問題。
目前，現(xiàn)有的人工關(guān)節(jié)沒有設(shè)計供應(yīng)滑液和儲藏滑液的功能，只是依賴于潤滑性非常差的組織液來潤滑，因而關(guān)節(jié)摩擦面磨損嚴重，磨損量大。同時，由磨損顆粒引起的異物反應(yīng)會縮短人工關(guān)節(jié)使用壽命。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，人工關(guān)節(jié)的晚期松動與磨損顆粒(磨屑)不斷大量增多及其引起的異物反應(yīng)有關(guān)，因為大量磨屑可引起巨噬細胞和單核細胞大量積聚，并產(chǎn)生多種細胞因子而導(dǎo)致成骨細胞和破骨細胞在形成、數(shù)量和代謝功能上失衡，誘發(fā)骨吸收，因而造成骨溶解十分嚴重，從而使假體松動、下沉，喪失其運動功能，須進行手術(shù)翻修，這無疑給患者帶來了巨大的痛苦和經(jīng)濟損失。為此，國內(nèi)外在人工關(guān)節(jié)設(shè)計、材料及表面涂層上做了大量的研究，期望改變配副材料來減少磨損和磨屑，但并未顯著改善人工關(guān)節(jié)潤滑狀況，磨損顆粒引起的相關(guān)問題依然大量存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種仿生人工關(guān)節(jié)囊，它具有儲存滑液及防止磨損顆粒泄漏進入體內(nèi)的功能。
本發(fā)明的目的第二個目的在于提供上述仿生人工關(guān)節(jié)囊的制備方法為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種仿生人工關(guān)節(jié)囊，它包括上、下緊固段及中部囊狀結(jié)構(gòu)段，其特點在于，該人工關(guān)節(jié)囊具有雙層結(jié)構(gòu)，其襯底采用網(wǎng)狀或?qū)嵭牡尼t(yī)用尼龍，其厚度為0.1-2毫米；表面涂層采用高彈性醫(yī)用硅橡膠，其厚度為0.1-2毫米。
上述的襯底的內(nèi)表面還有涂層，該涂層采用殼聚糖或其衍生物，其厚度為20納米-2毫米。
上述的襯底的內(nèi)表面及表面涂層的外表面還是涂層，該涂層采用殼聚糖或其衍生物，其厚度為20納米-2毫米。
一種用于仿生人工關(guān)節(jié)囊的制造方法，其特征在于，該方法的具體工藝步驟如下a)將生物醫(yī)用尼龍固定于人造關(guān)節(jié)囊模具表面并保持形狀；b)將高彈性醫(yī)用有機硅的A、B組分按1∶1重量比例充分混合均勻，均勻涂覆于尼龍層表面，在140℃-180℃溫度下，加熱固化3-10分鐘，脫膜，即可制得一種尼龍/硅橡膠雙層結(jié)構(gòu)仿生人造關(guān)節(jié)囊；如果在襯底的內(nèi)表面還有涂層，則c)將殼聚糖或其衍生物溶解于2％稀醋酸，配制成3％(重量比)的殼聚糖/稀醋酸溶液，并將殼聚糖稀醋酸溶液涂覆于上述制備好的尼龍/硅橡膠雙層膜的內(nèi)表面，即尼龍層表面，自然風(fēng)干，即可制得一種殼聚糖/尼龍/硅橡膠三層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊。
如果在襯底的內(nèi)表面及表面涂層的外表面還是涂層，則c.將殼聚糖或其衍生物溶解于2％稀醋酸，配制成3％(重量比)的稀醋酸溶液，再將上述制備好的尼龍/硅橡膠雙層膜放置于殼聚糖/稀醋酸溶液中，浸泡吸收0.5-24小時，取出，自然風(fēng)干，即可制得一種雙面均有殼聚糖的殼聚糖/尼龍/硅橡膠四層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯而易見的優(yōu)點和突出的特點本發(fā)明的人工關(guān)節(jié)囊是一個存儲、防滲漏機構(gòu)。由于這個“囊”的存在，將滑液與磨損顆粒都密封人工關(guān)節(jié)中，不僅可解決滑液的存儲問題，保證滑液長時間的潤滑效果，減小磨損，而且還可防止由于人工關(guān)節(jié)材料產(chǎn)生的磨損顆粒滲漏進入體內(nèi)而引起的異物反應(yīng)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)減小磨損和磨粒副反應(yīng)的預(yù)期功能，延長人工關(guān)節(jié)的使用壽命。同時，本發(fā)明的人工關(guān)節(jié)囊，具有良好生物相容性、制造工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例一參見圖1，將生物醫(yī)用尼龍固定于人造關(guān)節(jié)囊模具表面并保持形狀；將5g高彈性醫(yī)用有機硅MED-4950的A，B組分按1∶1重量比例充分混合均勻，均勻涂覆于網(wǎng)狀尼龍薄層表面，至厚度為2毫米，在180℃溫度下，固化10分鐘。脫膜，即可制得尼龍/有機硅雙層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊。
實施例二參見圖2，將生物醫(yī)用尼龍固定于人造關(guān)節(jié)囊模具表面并保持形狀；將5g高彈性醫(yī)用硅橡膠MED-4950的A，B組分按1∶1重量比例充分混合均勻，均勻涂覆于生物醫(yī)用尼龍薄層表面，至厚度為0.5毫米；在140℃溫度下，固化3分鐘，制得尼龍/硅橡膠雙層復(fù)合膜，脫膜。再將殼聚糖溶解于2％稀醋酸，配制成3％(重量比)的殼聚糖/稀醋酸溶液。將上述雙層復(fù)合膜放置于殼聚糖/稀醋酸溶液中，浸泡吸收20小時，取出，自然風(fēng)干，即可制得一種雙面均有殼聚糖涂層的殼聚糖/尼龍/硅橡膠四層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊，內(nèi)、外殼聚糖涂層的厚度各為1毫米。
實施例三參見圖3，將生物醫(yī)用尼龍固定于人造關(guān)節(jié)囊模具表面并保持形狀；將5g高彈性醫(yī)用硅橡膠MED-4950的A，B組分按1∶1重量比例充分混合均勻，均勻涂覆于尼龍薄層表面，至厚度達到1毫米160℃溫度下，固化7分鐘，制得尼龍/硅橡膠雙層復(fù)合膜，脫膜待用；將5g殼聚糖溶解于2％稀醋酸溶液中，制得殼聚糖稀醋酸溶液。再將殼聚糖稀醋酸溶液涂覆于尼龍/硅橡膠雙層復(fù)合膜的內(nèi)表面，即尼龍層內(nèi)表面，至厚度為2毫米，自然風(fēng)干，即可制得單面含有殼聚糖的殼聚糖/尼龍/硅橡膠三層仿生人造關(guān)節(jié)囊。
權(quán)利要求
1.一種仿生人工關(guān)節(jié)囊，它包括上、下緊固段及中部囊狀結(jié)構(gòu)段，其特點在于，該人工關(guān)節(jié)囊具有雙層結(jié)構(gòu)，其襯底(1)采用網(wǎng)狀或?qū)嵭牡尼t(yī)用尼龍，厚度為0.1-2毫米；表面涂層(2)采用高彈性醫(yī)用硅橡膠，其厚度為0.1-2毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生人工關(guān)節(jié)囊，其特征在于，在襯底(1)的內(nèi)表面還有涂層(3)，該涂層(3)采用殼聚糖或其衍生物，其厚度為20納米-2毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生人工關(guān)節(jié)囊，其特征在于，在襯底(1)的內(nèi)表面及表面涂層(2)的外表面還是涂層(3、4)，該涂層(3、4)采用殼聚糖或其衍生物，其厚度為20納米-2毫米。
4.一種用于仿生人工關(guān)節(jié)囊的制造方法，其特征在于，該方法的具體工藝步驟如下a.將生物醫(yī)用尼龍固定于人造關(guān)節(jié)囊模具表面并保持形狀；b.將高彈性醫(yī)用有機硅的A、B組分按1∶1重量比例充分混合均勻，均勻涂覆于尼龍層表面，在140℃-180℃溫度下，加熱固化3-10分鐘，脫膜，即可制得一種尼龍/硅橡膠雙層結(jié)構(gòu)仿生人造關(guān)節(jié)囊；如果在襯底(1)的內(nèi)表面還有涂層(3)，則c.將殼聚糖或其衍生物溶解于2％稀醋酸，配制成3％(重量比)的殼聚糖/稀醋酸溶液，并將殼聚糖稀醋酸溶液涂覆于上述制備好的尼龍/硅橡膠雙層膜的內(nèi)表面，即尼龍層表面，自然風(fēng)干，即可制得一種殼聚糖/尼龍/硅橡膠三層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊。如果在襯底(1)的內(nèi)表面及表面涂層(2)的外表面還是涂層(3、4)，則c.將殼聚糖或其衍生物溶解于2％稀醋酸，配制成3％(重量比)的稀醋酸溶液，再將上述制備好的尼龍/硅橡膠雙層膜放置于殼聚糖/稀醋酸溶液中，浸泡吸收0.5-24小時，取出，自然風(fēng)干，即可制得一種雙面均有殼聚糖的殼聚糖/尼龍/硅橡膠四層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種仿生人工關(guān)節(jié)囊及其制備方法。本發(fā)明的仿生人工關(guān)節(jié)囊是由生物醫(yī)用尼龍、生物醫(yī)用有機硅、殼聚糖構(gòu)成的雙層、三層或四層結(jié)構(gòu)的人工關(guān)節(jié)囊，該人工關(guān)節(jié)囊的制備方法為首先將生物醫(yī)用尼龍固定于人造關(guān)節(jié)囊模具表面；然后將高彈性醫(yī)用有機硅均勻涂覆于尼龍層表面，在140℃－180℃溫度下，加熱固化3－10分鐘，脫膜；再將殼聚糖或其衍生物稀醋酸溶液，涂覆于上述尼龍/硅橡膠雙層膜的表面，自然風(fēng)干，即可制得殼聚糖/尼龍/硅橡膠多層結(jié)構(gòu)的仿生人造關(guān)節(jié)囊。本發(fā)明的人工關(guān)節(jié)囊是可將滑液與磨損顆粒都密封人工關(guān)節(jié)中，解決了滑液的存儲問題，保證滑液長時間的潤滑效果，減小磨損，還可防止由于人工關(guān)節(jié)材料產(chǎn)生的磨損顆粒滲漏進入體內(nèi)而引起的異物反應(yīng)。同時，本發(fā)明的人工關(guān)節(jié)囊，具有良好生物相容性、制造工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號A61F2/30GK1557267SQ20041001626
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者張建華, 陶德華, 付尚發(fā) 申請人:上海大學(xué)