專利名稱：半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨的化學(xué)連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于人工關(guān)節(jié)移植方法，特別是用作人工關(guān)節(jié)軟骨的移植。
聚乙烯醇水凝膠人工軟骨與宿主骨之間的連接是人工關(guān)節(jié)軟骨植入中的主要難題之一。目前，人工軟骨與宿主骨尚無直接粘接的方法。國際上唯有日本在該項技術(shù)上有所突破。1997年日本京都大學(xué)OKa等曾將聚乙烯醇(PVA)水溶液滲入鈦纖維網(wǎng)(孔隙度為60％)孔深的一半，并通過使聚乙烯醇凝膠化實現(xiàn)與鈦纖維網(wǎng)的接合，制成復(fù)合骨軟骨組件(composite‘osteochondral，device，即COD)(《J.Bone and Joint Surgery》1997，vol.79-B，No.6，pp.1003-1007)，在成犬股骨髁用髓針和牙鉆加工微孔，將COD假體插入孔內(nèi)，手術(shù)后24周，新骨長入鈦纖維網(wǎng)孔內(nèi)并在植入物周圍完成骨的重建。這種方法能實現(xiàn)合成軟骨組件與宿主骨的生物學(xué)連接，但存在以下問題1、制作COD時，需將PVA水溶液滲入鈦纖維網(wǎng)體末端一半的孔內(nèi)，制備技術(shù)難度大。
2、在手術(shù)中，需用髓針和牙鉆加工微孔后才能插入COD，操作復(fù)雜。
3、動物于手術(shù)后2周允許在籠外自由活動，手術(shù)后8周才發(fā)現(xiàn)新骨長入鈦纖維網(wǎng)孔內(nèi)，手術(shù)后24周雖然成熟間質(zhì)骨已長入鈦纖維網(wǎng)孔內(nèi)，但是，關(guān)節(jié)軟骨周圍和COD之間仍有明顯的縫隙。這種合成軟骨與宿主骨的生物學(xué)連接方法，不僅操作復(fù)雜，而且在手術(shù)后8周新骨才能長入金屬纖維網(wǎng)孔內(nèi)，因此很難在臨床試驗中應(yīng)用。
本發(fā)明目的在于克服上述不足，提出一種在幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨化學(xué)連接的方法。按本方法實現(xiàn)的人工關(guān)節(jié)軟骨與宿主骨的結(jié)構(gòu)連接，不僅牢固可靠，而且操作十分簡單、快捷。
本發(fā)明采用的聚乙烯醇，其醇解度為99.9％，聚合度為1800。不銹鋼纖維網(wǎng)的孔徑為9-100μm，孔隙度70-85％，網(wǎng)孔為通孔。將濃度為5-20％的聚乙烯醇水溶液注入底部放有不銹鋼纖維網(wǎng)并帶有通氣孔的模具中，然后在模具上部加壓，使聚乙烯醇水溶液滲入不銹鋼纖維網(wǎng)孔內(nèi)，在-6℃--30℃之間溫度下進行4-12小時凍結(jié)成型，接著將成型體于室溫下放置1-4小時，使之融化，上述冷凍-融化過程反復(fù)進行1-4次后，對凍結(jié)成型體施行真空脫水1-24小時，制得一種含水率為40％-86.5％的半晶聚乙烯醇水凝膠(即人工軟骨)與不銹鋼纖維網(wǎng)之間機械嵌鎖連接的復(fù)合人工軟骨組件。將此復(fù)合人工軟骨組件另一側(cè)多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，直接用骨水泥將人工軟骨組件的不銹鋼纖維網(wǎng)面粘接于宿主骨表面上。
本發(fā)明的特點在于1、在制作人工軟骨組件時，不必要求將PVA水溶液滲入鈦纖維網(wǎng)體末端一半的孔內(nèi)，聚乙烯醇水溶液可透過整個金屬纖維網(wǎng)孔，操作簡便，易于控制。
2、當(dāng)采用骨水泥將上述人工軟骨組件粘接于宿主骨上時，兩層之間無明顯界限，骨水泥與不銹鋼纖維網(wǎng)體之間連接牢固。
3、骨科醫(yī)生可以根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預(yù)先剪裁成形狀和尺寸合適的復(fù)合人工軟骨組件，然后，采用骨水泥作粘接劑將其直接粘接于宿主骨上，只需幾分鐘就能使人工軟骨固定于宿主骨的表面，操作非常簡便、快捷。動物手術(shù)后24小時即可正常走動。
下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明的特點。
1、將濃度為8％的聚乙烯醇水溶液注入底部放有不銹鋼纖維網(wǎng)并帶有通氣孔的模具中，然后在模具上部加壓，使聚乙烯醇水溶液滲入不銹鋼纖維網(wǎng)孔內(nèi)，在-26℃溫度下反復(fù)冷凍-融化兩次后，施行真空脫水12小時，經(jīng)冷凍及真空脫水處理后，制得一種半晶聚乙烯醇水凝膠(即人工軟骨)與不銹鋼纖維網(wǎng)之間機械嵌鎖連接的復(fù)合人工軟骨組件。本實施例采用的不銹鋼纖維網(wǎng)的孔徑為9-10μm，孔隙度為75％，半晶聚乙烯醇水凝膠的含水率為79.6％，不銹鋼纖維網(wǎng)與PVA水凝膠之間界面剪切強度為0.2MPa。將此復(fù)合人工軟骨組件另一側(cè)多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預(yù)先剪裁成形狀和尺寸合適的復(fù)合人工軟骨組件，然后，采用骨水泥作粘接劑將其直接粘接于宿主骨上，幾分鐘后，骨水泥固化，人工軟骨便固定于宿主骨的表面，操作簡便、快捷。動物手術(shù)后24小時即可正常走動。
2、采用孔徑為35-40μm、孔隙度為80％的不銹鋼纖維網(wǎng)，按上述同樣的方法，形成聚乙烯醇水凝膠人工軟骨與不銹鋼纖維網(wǎng)之間的機械嵌鎖連接。本實施例所制得的半晶聚乙烯醇水凝膠的含水率為79.6％，不銹鋼纖維網(wǎng)與PVA水凝膠之間界面剪切強度為0.5MPa。將此復(fù)合人工軟骨組件另一側(cè)多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預(yù)先剪裁成形狀和尺寸合適的復(fù)合人工軟骨組件，然后，直接用骨水泥作粘接劑將其直接粘接于宿主骨上，幾分鐘后，骨水泥固化，人工軟骨便固定于宿主骨的表面，操作簡便、快捷。動物手術(shù)后24小時即可正常走動。
3、采用孔徑為80-100μm、孔隙度為85％的不銹鋼纖維網(wǎng)，先形成聚乙烯醇，水凝膠人工軟骨與不銹鋼纖維網(wǎng)之間的機械嵌鎖連接，本實施例是將15％的聚乙烯醇水溶液滲入到不銹鋼纖維網(wǎng)孔中，反復(fù)冷凍-融化三次，真空脫水18小時，所制得的半晶聚乙烯醇水凝膠的含水率為70.0％，不銹鋼纖維網(wǎng)與PVA水凝膠之間界面剪切強度為0.2MPa。將此復(fù)合人工軟骨組件另一側(cè)多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預(yù)先剪裁成形狀和尺寸合適的復(fù)合人工軟骨組件，然后，直接用骨水泥作粘接劑將其直接粘接于宿主骨上，幾分鐘后，骨水泥固化，人工軟骨便固定于宿主骨的表面，操作簡便、快捷。動物手術(shù)后24小時即可正常走動。
權(quán)利要求
1.一種半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨的化學(xué)連接方法，采用的聚乙烯醇，其醇解度為99.9％，聚合度為1800，其特征在于將聚乙烯醇水溶液注入底部放有不銹鋼纖維網(wǎng)并帶有通氣孔的模具中，然后在模具上部加壓，使聚乙烯醇水溶液滲入不銹鋼纖維網(wǎng)孔內(nèi)，經(jīng)反復(fù)冷凍-融化及真空脫水處理后，制得一種含水率為40％-86.5％的半晶聚乙烯醇水凝膠與不銹鋼纖維網(wǎng)之間機械嵌鎖連接的復(fù)合人工軟骨組件，將此復(fù)合人工軟骨組件另一側(cè)多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，直接用骨水泥將人工軟骨組件的不銹鋼纖維網(wǎng)面粘接于宿主骨表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨的化學(xué)連接方法，其特征在于所采用的不銹鋼纖維網(wǎng)的孔徑為9-100μm，孔隙度70-85％，網(wǎng)孔為通孔。
全文摘要
本發(fā)明屬于人工關(guān)節(jié)移植方法,特別是用作人工關(guān)節(jié)軟骨的移植,提出了一種在幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨化學(xué)連接的方法,先制得半晶聚乙烯醇水凝膠與不銹鋼纖維網(wǎng)之間機械嵌鎖連接的復(fù)合人工軟骨組件,然后直接用骨水泥將人工軟骨組件的不銹鋼纖維網(wǎng)面粘接于宿主骨表面。按本方法實現(xiàn)的人工關(guān)節(jié)軟骨與宿主骨的結(jié)構(gòu)連接,不僅牢固可靠,而且操作十分簡單、快捷。
文檔編號A61L27/00GK1247052SQ9912184
公開日2000年3月15日 申請日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者顧正秋, 肖久梅 申請人:北京科技大學(xué)