專利名稱：半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨的化學連接方法
技術領域：
本發(fā)明屬于人工關節(jié)移植方法，特別是用作人工關節(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上有所突破。1997年日本京都大學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，手術后24周，新骨長入鈦纖維網(wǎng)孔內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，制備技術難度大。
2、在手術中，需用髓針和牙鉆加工微孔后才能插入COD，操作復雜。
3、動物于手術后2周允許在籠外自由活動，手術后8周才發(fā)現(xiàn)新骨長入鈦纖維網(wǎng)孔內，手術后24周雖然成熟間質骨已長入鈦纖維網(wǎng)孔內，但是，關節(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連接方法，不僅操作復雜，而且在手術后8周新骨才能長入金屬纖維網(wǎng)孔內，因此很難在臨床試驗中應用。
本發(fā)明目的在于克服上述不足，提出一種在幾分鐘內實現(xiàn)半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨化學連接的方法。按本方法實現(xiàn)的人工關節(jié)軟骨與宿主骨的結構連接，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，在-6℃--30℃之間溫度下進行4-12小時凍結成型，接著將成型體于室溫下放置1-4小時，使之融化，上述冷凍-融化過程反復進行1-4次后，對凍結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合人工軟骨組件。將此復合人工軟骨組件另一側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，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)關節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預先剪裁成形狀和尺寸合適的復合人工軟骨組件，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。動物手術后24小時即可正常走動。
下面結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，在-26℃溫度下反復冷凍-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。將此復合人工軟骨組件另一側多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，根據(jù)關節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預先剪裁成形狀和尺寸合適的復合人工軟骨組件，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。將此復合人工軟骨組件另一側多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，根據(jù)關節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預先剪裁成形狀和尺寸合適的復合人工軟骨組件，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。將此復合人工軟骨組件另一側多余的聚乙烯醇水凝膠去除后，根據(jù)關節(jié)軟骨缺損的形狀和尺寸預先剪裁成形狀和尺寸合適的復合人工軟骨組件，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。動物手術后24小時即可正常走動。
權利要求
1.一種半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨的化學連接方法，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，經(jīng)反復冷凍-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合人工軟骨組件，將此復合人工軟骨組件另一側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.如權利要求1所述的半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨的化學連接方法，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)明屬于人工關節(jié)移植方法,特別是用作人工關節(jié)軟骨的移植,提出了一種在幾分鐘內實現(xiàn)半晶聚乙烯醇水凝膠與宿主骨化學連接的方法,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)的人工關節(jié)軟骨與宿主骨的結構連接,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