蚕丝蛋白纤维-明胶复合物构建人工半月板

摘要

目的:对蚕丝作为人工半月板构建材料的可能性进行研究;并对蚕丝人工半月板的编织方法进行探讨;初步检验了制备成的蚕丝蛋白纤维-明胶复合物人工半月板对关节软骨的保护作用. 方法:一、蚕丝蛋白纤维及其编织物的力学测试和筛选.应用instron4460万能实验机对蚕丝蛋白纤维从单丝、丝束到由丝束通过编织得到的编织物进行力学检测(拉伸强度、断裂强度、伸长度、伸长率),并与人半月板、兔半月板进行比较,筛选出最佳的编织方法.二、蚕丝蛋白纤维-明胶复合物的制备及检验.用明胶包埋蚕丝蛋白纤维编织物,采用常压干燥剂吸附冷冻干燥法,获得蚕丝蛋白纤维-明胶人工兔半月板;建立兔半月板切除模型,植入半月板假体,分别于植入后8周、16周处死动物,观察比较假手术对照组、半月板切除组、蚕丝蛋白纤维-明胶人工半月板移植组的关节软骨的病理学改变. 结果:①获得了蚕丝蛋白纤维从单丝、丝束的力学参数;获得了蚕丝蛋白纤维编织物的力学参数;选择应用钩编的方法,通过调整蚕丝蛋白纤维的在经线和编线的数量可以制备出与兔或人半月板相似力学性质的蚕丝蛋白纤维编织物.②明胶包埋蚕丝蛋白纤维编织物,通过冻干处理后可以获得不同孔隙的蚕丝蛋白纤维-明胶支架.制备成的蚕丝蛋白纤维-明胶人工半月板植入兔关节内,术后第8周,半月板切除组关节软骨损伤明显大于对照组(p＞0.05),而蚕丝蛋白纤维-明胶复合物人工兔半月板移植组关节软骨无明显损伤(p＜0.05);术后16周半月板切除组关节软骨损伤进一步加重,而蚕丝蛋白纤维-明胶复合物人工半月板移植组关节软骨也出现了部分软骨损伤,但明显优于半月板切除组(p＞0.05).术后16周时蚕丝蛋白纤维-明胶复合物人工半月板的边缘与关节囊缝合后成纤维细胞长入蚕丝间隙,明胶完全降解.术后16周,移植蚕丝半月板的骨隧道内蚕丝固定索与骨愈合良好,无明显炎症反应,有成纤维细胞长入蚕丝蛋白纤维间隙. 结论:蚕丝蛋白纤维纤维优良好的力学性能,其编织物与半月板有相似的力学性质;经明胶包裹冻干后能形成具有合适孔隙的支架形态,给细胞的长入创造了良好的条件,蚕丝蛋白纤维-明胶人工半月板植入动物关节腔内减轻了半月板切除后出现的软骨损伤,对关节软骨有保护作用.移植蚕丝半月板的骨隧道内蚕丝蛋白纤维-明胶人工半月板固定索,纤维间隙有成纤维细胞长入与骨愈合良好.