丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210360296.9

申请日:

20120925

公开号:

CN103656761A

公开日:

20140326

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A61L31/04,A61L31/14

主分类号:

A61L31/04,A61L31/14

申请人:

耿兆波

发明人:

耿兆波

地址:

上海市闵行区中春路8889弄(城花新园)50号201室

优先权:

CN201210360296A

专利代理机构:

上海正旦专利代理有限公司

代理人:

陆飞;盛志范

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内容摘要

本发明属于医疗器械技术领域,具体为丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。肌腱修补术后用丝素蛋白膜隔离于肌腱与肌腱之间、肌腱与周围组织之间,能有效防止粘连。丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜应用,具有良好的愈合性能,生物相容性好,安全性好,同时丝素蛋白膜制备工艺简单,生产成本低。

权利要求书

1.丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域,具体的说,涉及丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。

背景技术

肌腱粘连是指肌腱损伤修复过程中周围组织的增生和侵入,损伤肌腱修复术后极易导致粘连,防止粘连是肌腱外科一个亟待解决的中心问题。

肌腱修复术后,肌腱的愈合途径分内源性与外源性两种,如营养供应充足、吻合质量高,则主要为内源性愈合,肌腱与周围组织粘连少;吻合质量差,肌腱本身的血供不足,滑液系统破坏时,外源性愈合占优,肌腱周围形成粘连;内源性愈合为主时,肌腱与周围组织发生粘连较少,外源性愈合占优时则粘连明显。为了减少外源性愈合,近年来,采用医用防肌腱粘连膜作为阻隔物预防肌腱粘连的方法已受到广泛关注。现有医用防肌腱粘连膜主要分为胶质膜、透明质酸钠膜、几丁糖膜和聚乳酸膜四类。

胶质膜作为阻隔物先后运用于肌腱修复,取得了一定效果,但它们不能在体内分解吸收,需再次手术将其取出或作为异物在体内长期保留,影响功能恢复;透明质酸钠膜在体内存留时间较短,往往在肌腱完全修复之前已降解,导致粘连发生;几丁糖膜与机体黏附性较差,手术操作时难以包裹固定,缝合强度明显不足,降解速度不易控制;聚乳酸膜柔韧性不够,质地偏硬,包裹肌腱时不够紧密,易滑脱。

理想的医用防肌腱粘连膜具有以下特点:生物相容性好;可靠的安全性;有确切的防粘连效果;可降解,无体内蓄积。

发明内容

为了解决现有技术的问题,本发明提供一种柔韧度好,生物相容性好,降解速度可控的丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。

本发明提供丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。

丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用方法如下:肌腱修补术后用可吸收丝素蛋白膜隔离于肌腱与肌腱之间、肌腱与周围组织之间,将手术创面与邻近组织隔离,用丝素蛋白膜包裹肌腱,再将丝素蛋白膜的两端固定。 

本发明中,丝素蛋白膜的制备方法同中国专利申请。(申请号:200910060497,发明名称:一种生物活性组织再生膜及其制备方法)。

丝素蛋白膜具有一定的机械强度,肌腱修补术后用可吸收丝素蛋白膜隔离于肌腱与肌腱之间、肌腱与周围组织之间,能在预期的时间内保持膜的形态,将手术创面与邻近组织隔离,有效避免处于愈合过程中的创面与周围组织直接接触,从而有效防止不良粘连的发生。随着创面的愈合,由于丝素蛋白膜可控的降解速度,其按照设计的时间被降解吸收,临时屏障消失而没有任何残留与蓄积,保持屏障所用6周,100天降解完毕。

丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜应用,具有良好的愈合性能,生物相容性好,安全性好,同时丝素蛋白膜制备工艺简单,生产成本低。

附图说明

图1,图1a为细胞增值分析图;图1b 细胞在丝素蛋白膜上培养3天后的电镜图。 

图2,体外降解分析图。

具体实施方式

理想的可吸收肌腱术后粘连屏障膜需要具备很好的生物组织相容性、可降解性、可靠的机械性能、亲水性等特点。为了从理论和实践验证丝素蛋白膜的生物、化学和物理学特性,本发明做了如下实验,其中丝素蛋白膜的制备方法参见申请号为200910060497,发明名称为一种生物活性组织再生膜及其制备方法的中国专利申请的实施例2。 

实施例1 体外试验:

A.体外细胞吸附试验:实验方法采用直接接触法细胞毒性实验参见(“胶原-明胶支架材料改性的制备及细胞毒性实验研究”,生物医学工程与临床 2007, V11,6)。

细胞吸附实验具体步骤如下:

 (1) 细胞悬浮液及培养皿的制备。①悬浮液制备: 在150 ml 细胞培养瓶中用含10 %胎牛血清的DMEM/F12 培养液培养细胞, 制成1 ×105 /ml 的细胞悬浮液。②培养皿制备:在培养皿中加入2 mlDMEM/F12 培养液和细胞悬浮液5~7 滴, 孵育3~5 d,直至其融合成近似细胞单层。

(2) 接触法毒性实验方法及评级标准。倒置相差显微镜下观察细胞生长情况, 使丝素蛋白膜与细胞单层直接接触, 继续培养24 h后观察细胞形态变化并照相,本实验中采用了成骨细胞、间充质干细胞、牙周细胞核牙龈细胞培养。然后观察各种细胞在丝素蛋白膜上的吸附数目。

试验结果如图1所示,结果显示:随着细胞培养的时间的延长,各种细胞在丝素蛋白膜上的吸附的细胞数目逐渐增加。这表明丝素蛋白膜与人体的各种细胞都有很好生物相容性,无任何排斥反应。

B.体外丝素蛋白膜缓慢降解实验:降解方法参考(“天然蚕丝与丝素蛋白多孔膜的生物降解性研究”,化学学报,2007,V65,22)。

降解试验具体如下:实验中选用胰蛋白酶,将胰蛋白酶溶解于pH=7, 浓度为0.05mol/L 的磷酸盐缓冲溶液中得到降解用胰蛋白酶溶液,在规定的时间点取出置于其中的丝素蛋白膜样品,同时更换酶溶液, 以保证酶溶液的活力。实验中准备一份样品置于不加酶的缓冲溶液中作对比,并根据下式计算样品的失重百分率。

其中W 为降解后样品重量, W0 为降解前样品重量。

降解实验结果如图2所示,在蛋白酶存在的条件下,体外实验42天时,40%以上的丝素蛋白在酶的存在下完全降解,分解成氨基酸,大约在100天时完全降解。

C.机械强度试验:试验方法参见(Standard Test for Plane Strain Fracture Toughness of 

Metallic Materials, ASTME-399,American society for testing and materials, Philadelphia, PA, 1987),结果显示丝素蛋白膜有良好的抗拉特性和韧性,其在无缓冲液的测试条件下,模量为(3.24±1.98)兆帕,屈服抗拉强度为(0.64±0.12)兆帕,最大抗拉强度为(1.59±0.87)兆帕;在37℃缓冲液的条件下测试,其模量为(4.98±1.98)兆帕,屈服抗拉强度为(1.01±0.12)兆帕,最大抗拉强度为(1.66±0.87)兆帕。

D. 亲水性试验:试验测试方法参考“常见硬度的测试原理及表示方法,金属加工(测量与控制),2008,(15):69-71”,结果显示丝素蛋白膜在甲酰胺中的接触角为62度,在甘油中的接触角为73度,这表明丝素蛋白膜有很好的亲水性。

实施例2  丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的动物实验

选取健康新西兰白兔24只家兔,兔龄6-8月,体重2-3kg,随机分为2组。将实验白兔采用速眠新静脉注射麻醉后,仰卧位固定于手术台上,左后肢备皮、常规消毒铺巾。 在兔的左后肢第3趾近远节趾间关节处作“S”形切口,长约2cm,逐层分离出趾深屈肌腱后,横行完全切断,制作成切割断裂伤模型。用5/0肌腱缝合线,采用Kessler法缝合肌腱断端,断端良好吻合后,一组(A组)将丝素蛋白膜隔离于肌腱与肌腱之间、肌腱与周围组织之间,丝素蛋白膜的宽度比修复口宽1-2厘米,用丝素蛋白膜包裹肌腱,空白组(B组)不做包裹处理,然后用7/0无损伤丝线缝合腱鞘,再缝合皮下组织及皮肤,管形石膏固定左后肢于屈曲50度。回笼饲养。术后3天内青霉素肌注预防感染,术后14天切口拆线。

术后2、4、6、8周分别对试验肌腱行腱周滑液酸碱度检测、大体解剖观察、生物力学测定及免疫学检测。

取试验肌腱腱周滑液,用精密pH计进行酸碱度检测、术后2、4、4、8周,腱周滑液的pH值没有显著变化。

大体解剖观察肌腱的愈合、粘连程度及范围、术后应用丝素蛋白膜处理后的A组家兔的肌腱愈合情况比B组好,且没有明显炎症反应。

将实验白兔后肢于近端关节处离断后固定于万能生物力学测量机上,用5N拉力牵引近端趾深屈肌腱,滑移速度20mm/min,进行生物力学测试,结果表明, A组家兔术后在肌腱滑动距离、近远节趾间关节屈曲角度都大于B组家兔。

选取CD4+、CD8+,IgG等免疫组化产品,进行T淋巴细胞亚群及体液免疫反应检测,方法评价防粘连膜的组织相容性,术后CD4+、CD8+细胞测定值变化不大,在同一时间点,A组血清IgG抗体升高程度稍高,但仍然为阴性,我们认为丝素蛋白膜应用作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜,不引起明显的细胞及体液免疫反应,具有良好的组织相容性。

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1、(10)申请公布号 CN 103656761 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103656761 A (21)申请号 201210360296.9 (22)申请日 2012.09.25 A61L 31/04(2006.01) A61L 31/14(2006.01) (71)申请人 耿兆波 地址 上海市闵行区中春路 8889 弄 (城花新 园) 50 号 201 室 (72)发明人 耿兆波 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人 陆飞 盛志范 (54) 发明名称 丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜 的应用 (57) 摘要 本发明属于医疗器械技术。

2、领域, 具体为丝素 蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。 肌腱修补术后用丝素蛋白膜隔离于肌腱与肌腱之 间、 肌腱与周围组织之间, 能有效防止粘连。丝素 蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜应用, 具 有良好的愈合性能, 生物相容性好, 安全性好, 同 时丝素蛋白膜制备工艺简单, 生产成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103656761 A CN 103656761 A 1/1 页 2 1. 丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后。

3、粘连屏障膜的应用。 权 利 要 求 书 CN 103656761 A 2 1/3 页 3 丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用 技术领域 0001 本发明属于医疗器械技术领域, 具体的说, 涉及丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后 粘连屏障膜的应用。 背景技术 0002 肌腱粘连是指肌腱损伤修复过程中周围组织的增生和侵入, 损伤肌腱修复术后极 易导致粘连, 防止粘连是肌腱外科一个亟待解决的中心问题。 0003 肌腱修复术后, 肌腱的愈合途径分内源性与外源性两种, 如营养供应充足、 吻合质 量高, 则主要为内源性愈合, 肌腱与周围组织粘连少 ; 吻合质量差, 肌腱本身的血供不足, 滑 液系统破坏。

4、时, 外源性愈合占优, 肌腱周围形成粘连 ; 内源性愈合为主时, 肌腱与周围组织 发生粘连较少, 外源性愈合占优时则粘连明显。为了减少外源性愈合, 近年来, 采用医用防 肌腱粘连膜作为阻隔物预防肌腱粘连的方法已受到广泛关注。 现有医用防肌腱粘连膜主要 分为胶质膜、 透明质酸钠膜、 几丁糖膜和聚乳酸膜四类。 0004 胶质膜作为阻隔物先后运用于肌腱修复, 取得了一定效果, 但它们不能在体内分 解吸收, 需再次手术将其取出或作为异物在体内长期保留, 影响功能恢复 ; 透明质酸钠膜在 体内存留时间较短, 往往在肌腱完全修复之前已降解, 导致粘连发生 ; 几丁糖膜与机体黏附 性较差, 手术操作时难以包。

5、裹固定, 缝合强度明显不足, 降解速度不易控制 ; 聚乳酸膜柔韧 性不够, 质地偏硬, 包裹肌腱时不够紧密, 易滑脱。 0005 理想的医用防肌腱粘连膜具有以下特点 : 生物相容性好 ; 可靠的安全性 ; 有确切 的防粘连效果 ; 可降解, 无体内蓄积。 发明内容 0006 为了解决现有技术的问题, 本发明提供一种柔韧度好, 生物相容性好, 降解速度可 控的丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。 0007 本发明提供丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用。 0008 丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的应用方法如下 : 肌腱修补术后用可 吸收丝素蛋白膜隔离于肌腱与肌腱之间、 。

6、肌腱与周围组织之间, 将手术创面与邻近组织隔 离, 用丝素蛋白膜包裹肌腱, 再将丝素蛋白膜的两端固定。 0009 本发明中, 丝素蛋白膜的制备方法同中国专利申请。 (申请号 : 200910060497, 发明 名称 : 一种生物活性组织再生膜及其制备方法) 。 0010 丝素蛋白膜具有一定的机械强度, 肌腱修补术后用可吸收丝素蛋白膜隔离于肌腱 与肌腱之间、 肌腱与周围组织之间, 能在预期的时间内保持膜的形态, 将手术创面与邻近组 织隔离, 有效避免处于愈合过程中的创面与周围组织直接接触, 从而有效防止不良粘连的 发生。随着创面的愈合, 由于丝素蛋白膜可控的降解速度, 其按照设计的时间被降解吸。

7、收, 临时屏障消失而没有任何残留与蓄积, 保持屏障所用 6 周, 100 天降解完毕。 0011 丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜应用, 具有良好的愈合性能, 生物相 说 明 书 CN 103656761 A 3 2/3 页 4 容性好, 安全性好, 同时丝素蛋白膜制备工艺简单, 生产成本低。 附图说明 0012 图1, 图1a为细胞增值分析图 ; 图1b 细胞在丝素蛋白膜上培养3天后的电镜图。 0013 图 2, 体外降解分析图。 具体实施方式 0014 理想的可吸收肌腱术后粘连屏障膜需要具备很好的生物组织相容性、 可降解性、 可靠的机械性能、 亲水性等特点。 为了从理论和实践验证丝素。

8、蛋白膜的生物、 化学和物理学 特性, 本发明做了如下实验, 其中丝素蛋白膜的制备方法参见申请号为 200910060497, 发明 名称为一种生物活性组织再生膜及其制备方法的中国专利申请的实施例 2。 0015 实施例 1 体外试验 : A 体外细胞吸附试验 : 实验方法采用直接接触法细胞毒性实验参见 ( “胶原-明胶支架 材料改性的制备及细胞毒性实验研究” , 生物医学工程与临床 2007, V11,6) 。 0016 细胞吸附实验具体步骤如下 : (1) 细胞悬浮液及培养皿的制备。悬浮液制备 : 在 150 ml 细胞培养瓶中用含 10 % 胎牛血清的 DMEM/F12 培养液培养细胞 ,。

9、 制成 1 105 /ml 的细胞悬浮液。培养皿制 备 : 在培养皿中加入 2 mlDMEM/F12 培养液和细胞悬浮液 5 7 滴 , 孵育 3 5 d, 直至 其融合成近似细胞单层。 0017 (2) 接触法毒性实验方法及评级标准。 倒置相差显微镜下观察细胞生长情况, 使 丝素蛋白膜与细胞单层直接接触 , 继续培养 24 h 后观察细胞形态变化并照相, 本实验中 采用了成骨细胞、 间充质干细胞、 牙周细胞核牙龈细胞培养。 然后观察各种细胞在丝素蛋白 膜上的吸附数目。 0018 试验结果如图 1 所示, 结果显示 : 随着细胞培养的时间的延长, 各种细胞在丝素蛋 白膜上的吸附的细胞数目逐渐增。

10、加。 这表明丝素蛋白膜与人体的各种细胞都有很好生物相 容性, 无任何排斥反应。 0019 B 体外丝素蛋白膜缓慢降解实验 : 降解方法参考 ( “天然蚕丝与丝素蛋白多孔膜的 生物降解性研究” , 化学学报, 2007,V65,22) 。 0020 降解试验具体如下 : 实验中选用胰蛋白酶, 将胰蛋白酶溶解于 pH 7, 浓度为 0.05mol/L 的磷酸盐缓冲溶液中得到降解用胰蛋白酶溶液, 在规定的时间点取出置于其中 的丝素蛋白膜样品, 同时更换酶溶液 , 以保证酶溶液的活力。实验中准备一份样品置于不 加酶的缓冲溶液中作对比, 并根据下式计算样品的失重百分率。 0021 其中W 为降解后样品重。

11、量, W0 为降解前样品重量。 0022 降解实验结果如图 2 所示, 在蛋白酶存在的条件下, 体外实验 42 天时, 40% 以上的 丝素蛋白在酶的存在下完全降解, 分解成氨基酸, 大约在 100 天时完全降解。 0023 C机械强度试验 : 试验方法参见 (Standard Test for Plane Strain Fracture Toughness of 说 明 书 CN 103656761 A 4 3/3 页 5 Metallic Materials, ASTME-399, American society for testing and materials, Philadelph。

12、ia, PA, 1987) , 结果显示丝素蛋白膜有良好的抗拉特性和韧性, 其在无缓冲液 的测试条件下, 模量为 (3.241.98) 兆帕, 屈服抗拉强度为 (0.640.12) 兆帕, 最大抗拉 强度为 (1.590.87) 兆帕 ; 在 37缓冲液的条件下测试, 其模量为 (4.981.98) 兆帕, 屈 服抗拉强度为 (1.010.12) 兆帕, 最大抗拉强度为 (1.660.87) 兆帕。 0024 D. 亲水性试验 : 试验测试方法参考 “常见硬度的测试原理及表示方法, 金属加工 (测量与控制) , 2008,(15) : 69-71” , 结果显示丝素蛋白膜在甲酰胺中的接触角为 。

13、62 度, 在甘 油中的接触角为 73 度, 这表明丝素蛋白膜有很好的亲水性。 0025 实施例 2 丝素蛋白膜作为可吸收肌腱术后粘连屏障膜的动物实验 选取健康新西兰白兔 24 只家兔, 兔龄 6-8 月, 体重 2-3kg, 随机分为 2 组。将实验白兔 采用速眠新静脉注射麻醉后, 仰卧位固定于手术台上, 左后肢备皮、 常规消毒铺巾。 在兔的 左后肢第 3 趾近远节趾间关节处作 “S” 形切口, 长约 2cm, 逐层分离出趾深屈肌腱后, 横行 完全切断, 制作成切割断裂伤模型。用 5/0 肌腱缝合线, 采用 Kessler 法缝合肌腱断端, 断 端良好吻合后, 一组 (A 组) 将丝素蛋白膜。

14、隔离于肌腱与肌腱之间、 肌腱与周围组织之间, 丝 素蛋白膜的宽度比修复口宽 1-2 厘米, 用丝素蛋白膜包裹肌腱, 空白组 (B 组) 不做包裹处 理, 然后用 7/0 无损伤丝线缝合腱鞘, 再缝合皮下组织及皮肤, 管形石膏固定左后肢于屈曲 50 度。回笼饲养。术后 3 天内青霉素肌注预防感染, 术后 14 天切口拆线。 0026 术后 2、 4、 6、 8 周分别对试验肌腱行腱周滑液酸碱度检测、 大体解剖观察、 生物力 学测定及免疫学检测。 0027 取试验肌腱腱周滑液, 用精密pH计进行酸碱度检测、 术后2、 4、 4、 8周, 腱周滑液的 pH 值没有显著变化。 0028 大体解剖观察肌。

15、腱的愈合、 粘连程度及范围、 术后应用丝素蛋白膜处理后的 A 组 家兔的肌腱愈合情况比 B 组好, 且没有明显炎症反应。 0029 将实验白兔后肢于近端关节处离断后固定于万能生物力学测量机上, 用 5N 拉力 牵引近端趾深屈肌腱, 滑移速度 20mm/min, 进行生物力学测试, 结果表明, A 组家兔术后在 肌腱滑动距离、 近远节趾间关节屈曲角度都大于 B 组家兔。 0030 选取 CD4+、 CD8+, IgG 等免疫组化产品, 进行 T 淋巴细胞亚群及体液免疫反应检测, 方法评价防粘连膜的组织相容性, 术后 CD4+、 CD8+细胞测定值变化不大, 在同一时间点, A 组 血清 IgG 抗体升高程度稍高, 但仍然为阴性, 我们认为丝素蛋白膜应用作为可吸收肌腱术 后粘连屏障膜, 不引起明显的细胞及体液免疫反应, 具有良好的组织相容性。 说 明 书 CN 103656761 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103656761 A 6 。

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