用于生物软组织修复的柔性网状支架及其制造方法技术

本申请提供了用于生物软组织修复的柔性网状支架及其制造方法。该柔性网状支架包括：支架本体，支架本体为由结构线形成的筒形的网状结构，结构线包括沿筒形的轴向设置的至少两个第一结构线和沿筒形的圆周方向设置的至少一个第二结构线，第一结构线和第二结构线相交，结构线中具有微结构，微结构包括呈中心对称的两个圆弧，一个微结构的圆弧的一端连接于另一个微结构的圆弧的另一端；以及电纺丝膜，电纺丝膜设置于支架本体的外侧。本申请提供的柔性网状支架的制造方法包括：通过光刻技术制备平面的支架本体的半成品；将平面的支架本体的半成品的两端对接形成筒形的支架本体；以及在支架本体的外侧设置电纺丝膜。在支架本体的外侧设置电纺丝膜。在支架本体的外侧设置电纺丝膜。

【技术实现步骤摘要】
用于生物软组织修复的柔性网状支架及其制造方法


[0001]本申请属于组织工程领域，尤其涉及用于生物软组织修复的柔性网状支架及其制造方法。

技术介绍

[0002]软组织(如周围神经、血管、肌腱、韧带和软骨等)的损伤和缺陷，代表着一类重大健康问题。这类损伤对一般患者来说，通常会造成行动不便，甚至失去部分运动能力；而对于运动员来说，这往往会影响其运动生涯的发展规划，甚至导致运动生涯的终结。软组织的损伤和缺陷已经造成严重的经济损失。例如，在2010年之前，美国每年进行超过20万次关于周围神经的手术，总费用超过1500亿美元。针对软组织损伤的修复研究是近年来医工结合领域的重点。
[0003]针对该类损伤的治疗与修复，临床上多采用异体或自体移植的方式，但其具有以下缺点：1)自体移植需要多次手术，易对患者造成多次伤害；2)自体移植牺牲自体组织，造成供体部位永久性失去感知；3)自体移植供部神经绝大多数是细小的皮神经，难以满足修复长段或粗大神经缺损的需求；4)对于异体移植，相匹配的异体移植物依然存在由于受体组织排斥造成的炎症反应；5)异体移植的供体有限。自体/异体移植具有不可克服的缺点。
[0004]目前的研究还提出了基于人工组织支架来辅助软组织的生长和修复，且相关技术逐步由科研阶段走向了临床应用。然而，失败的案例也会发生。其中一个主要原因是人工组织支架和受体组织之间的力学不匹配，可能导致局部炎症(由物理损伤引起)，细胞活力降低以及有限的细胞刺激(例如应力屏蔽)。此外，目前的人工组织支架相对较高的刚度也可能会引起缝合线脱落和支架坍塌等问题。

技术实现思路

[0005]为了改善或解决
技术介绍
提到的至少一个问题，本申请提供了用于生物软组织修复的柔性网状支架及其制造方法。
[0006]本申请实施方式提供的用于生物软组织修复的柔性网状支架包括：
[0007]支架本体，所述支架本体为由结构线形成的筒形的网状结构，所述结构线包括沿所述筒形的轴向设置的至少两个第一结构线和沿所述筒形的圆周方向设置的至少一个第二结构线，所述第一结构线和所述第二结构线相交，一个所述第一结构线中具有至少一个微结构，一个所述第二结构线中具有至少两个所述微结构，所述微结构包括呈中心对称的两个圆弧，在具有至少两个所述微结构的结构线中，一个所述微结构的圆弧的一端连接于另一个所述微结构的圆弧的另一端；以及
[0008]电纺丝膜，所述电纺丝膜设置于所述支架本体的外侧。
[0009]在至少一个实施方式中，两个所述微结构的连接位置为所述第一结构线和所述第二结构线的交点位置。
[0010]在至少一个实施方式中，所述用于生物软组织修复的柔性网状支架还包括连接
部，所述连接部设置于所述支架本体的轴向两端，所述连接部用于连接于待修复的生物软组织。
[0011]在至少一个实施方式中，所述连接部与所述支架本体一体成型，所述连接部为环片状，所述支架本体的轴向长度不小于其两端的所述连接部的轴向长度。
[0012]在至少一个实施方式中，所述电纺丝膜的厚度a满足，0.01mm≤a≤0.02mm。
[0013]在至少一个实施方式中，所述支架本体与所述电纺丝膜的材料相同，且均为聚己内酯或均包括聚己内酯。
[0014]本申请提供的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法用于制造如上所述的用于生物软组织修复的柔性网状支架，所述制造方法包括：
[0015]通过光刻技术制备平面的所述支架本体的半成品；
[0016]将平面的所述支架本体的半成品的两端对接形成筒形的所述支架本体；以及
[0017]在所述支架本体的外侧设置所述电纺丝膜。
[0018]在至少一个实施方式中，平面的所述支架本体的所述半成品的所述两端通过热熔的方式粘接。
[0019]在至少一个实施方式中，通过控制所述微结构的圆弧的圆心角、圆弧的宽度以控制所述微结构的应力应变曲线。
[0020]在至少一个实施方式中，获得待修复的生物软组织的应力应变曲线；
[0021]以匹配所述待修复的生物软组织的应力应变曲线为目标，设计所述支架本体中的所述微结构的圆弧的圆心角、圆弧的宽度，所述第一结构线、所述第二结构线中包含的所述微结构的个数，以及所述第一结构线、所述第二结构线的个数，所述支架本体的轴向长度、直径以确定出所述平面的所述支架本体的半成品的形状。
[0022]本申请提供的筒形的网状结构的支架本体相比于现有技术中密度较大的(实体的非明显网状)的支架密度较低，重量较轻，柔韧性较好；支架本体中的微结构为呈中心对称的两个圆弧，具有与真实生物体软组织类似的低模量、高延展率的特点，微结构的应力应变曲线的调整能够抽象为微结构的结构参数的调整，便于实现支架与待修复的生物软组织应力匹配。
附图说明
[0023]图1示出了根据本申请实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法中通过紫外线照射被掩模版覆盖的光刻胶的示意图。
[0024]图2示出了根据本申请实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法中在光刻胶上显影的示意图。
[0025]图3示出了根据本申请实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法中在具有设计图案的凹槽的光刻胶中加入支架本体和连接部的材料的示意图。
[0026]图4示出了根据本申请实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法中脱模得到平面的支架本体和连接部的半成品的示意图。
[0027]图5示出了根据本申请实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法中平面的支架本体和连接部的半成品卷曲并连接形成筒形的支架本体和连接部的示意图。
[0028]图6示出了根据本申请实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的制造方法中在支架本体和连接部外侧设置电纺丝膜的示意图。
[0029]图7示出了根据本申请另一实施方式的用于生物软组织修复的柔性网状支架的结构示意图。
[0030]附图标记说明
[0031]1支架本体；11第一结构线；12第二结构线；13微结构；2电纺丝膜；3连接部；4掩模版；5光刻胶；6硅片；7溶液；8半成品；81端部；9针头；10接受板。
具体实施方式
[0032]下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
[0033]传统的人工组织支架往往展现出弹塑性的力学响应，而真实生物软组织具有非线性力学响应，例如体现为J型应力应变曲线的力学响应。因此，传统的人工组织支架与生物软组织之间会发生力学不匹配，造成人工组织支架植入生物体后造成局部组织炎症等问题，使得修复功能失效。此外，现有的支架多通过3D打印、静电纺丝技术制备，导致制备出传统的人工组织支架整体密度较大，重量较高，缺乏柔韧性，使得传统的人工软组织支架在体内受周围组织的挤压后会产生支架坍塌以及褶皱等问题，进而造成修复失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物软组织修复的柔性网状支架，其特征在于，包括：支架本体(1)，所述支架本体(1)为由结构线形成的筒形的网状结构，所述结构线包括沿所述筒形的轴向设置的至少两个第一结构线(11)和沿所述筒形的圆周方向设置的至少一个第二结构线(12)，所述第一结构线(11)和所述第二结构线(12)相交，一个所述第一结构线(11)中具有至少一个微结构(13)，一个所述第二结构线(12)中具有至少两个所述微结构(13)，所述微结构(13)包括呈中心对称的两个圆弧，在具有至少两个所述微结构(13)的结构线中，一个所述微结构(13)的圆弧的一端连接于另一个所述微结构(13)的圆弧的另一端；以及电纺丝膜(2)，所述电纺丝膜(2)设置于所述支架本体(1)的外侧。2.根据权利要求1所述的用于生物软组织修复的柔性网状支架，其特征在于，两个所述微结构(13)的连接位置为所述第一结构线(11)和所述第二结构线(12)的交点位置。3.根据权利要求1所述的用于生物软组织修复的柔性网状支架，其特征在于，所述用于生物软组织修复的柔性网状支架还包括连接部(3)，所述连接部(3)设置于所述支架本体(1)的轴向两端，所述连接部(3)用于连接于待修复的生物软组织。4.根据权利要求3所述的用于生物软组织修复的柔性网状支架，其特征在于，所述连接部(3)与所述支架本体(1)一体成型，所述连接部(3)为环片状，所述支架本体(1)的轴向长度不小于其两端的所述连接部(3)的轴向长度。5.根据权利要求1所述的用于生物软组织修复的柔性网状支架，其特征在于，所述电纺丝膜(2)的厚度a满足，0.01...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一慧，曹舜泽，金天棨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：