研究背景关节韧带损伤在交通事故、军事训练、体育活动中非常多见，随着国民生活水平的提高，各项体育运动逐渐普及、运动训练的项目逐渐增多，关节韧带损伤发生率随之逐年增高。交叉损伤可能导致关节运动功能障碍，需韧带重建手术来恢复关节功能。重建方法包括自体韧带移植，异体韧带移植和人工韧带移植。伴随着医用材料学及相关学科的迅速发展，人工韧带材料的研发工作不断取得新进展。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为人工韧带研发的主要材料，具备优良的生物力学性能，国内外学者对其作为韧带材料已进行了持续性的探索研究。作为植入性医疗产品,PET人工韧带的清洗消毒工作是安全工作中的重点，关系到材料生物力学和空间结构稳定性的改变、材料带来的潜在外源性感染源、有害杂质所导致的炎症反应，影响着PET骨结合。人工韧带材料应满足无菌、无毒的安全标准，理想的人工韧带材料还应具备良好的生物相容性，材料植入动物骨隧道后，能够得到良好稳定的骨愈合长入效果。在韧带材料研发过程中，我们需要设计改进合理的杂质清洗去除、消毒处理方案，并对材料植入后骨结合情况进行观察研究。研究目的观察研究不同消毒方法对PET韧带材料的编织结构的影响，分析不同消毒方法对材料生物力学的影响；探讨针对本材料所设计的杂质清洗方案的可行性及合理性；通过动物实验，评估PET材料植入后，骨道内新骨的长入愈合情况。期待本实验为今后PET韧带材料的研发工作奠定良好的基础。研究方法1.以线密度为1500D、3000D、5000D的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维为材料，编织微孔大小相同的PET人工韧带结构，分别给予环氧乙烷熏蒸、高压蒸汽、60Co照射消毒处理，并设未作消毒处理的空白对照组，各组均进行生物力学测试、编织结构扫描电镜下对比观察、孔隙率测定，对测量所得数据行统计学比较分析。2.壳聚糖接枝改性后的PET韧带材料，进行多步骤、多试剂清洗，通过扫描电镜对材料表面清洗前后进行对比观察；清洗后的材料浸入小鼠成骨细胞的培养液中，观察小鼠成骨细胞在材料表面的早期黏附情况。3.建立新西兰大白兔双后肢骨隧道，将韧带材料植入12周后取材，对PET骨结合情况采用生物力学测试、硬组织切片对比观察。研究结果1.材料经高压蒸汽消毒后最大拉力、第一次破裂力降低，孔隙率减小；60Co照射消毒后最大拉力降低。环氧乙烷熏蒸消毒对材料的断裂伸长率、最大拉力、第一次破裂力、材料编织结构均无显著影响。2.表面改性后的材料，在经过多试剂、多步骤清洗后，材料表面洁净度明显提高，黏附杂质明显减少，小鼠成骨细胞可在材料表面黏附生长，生长状态正常。3.清洗消毒处理的实验材料，植入新西兰大白兔骨隧道12周后，材料未对宿主组织产生侵蚀作用，未引发明显免疫排斥和炎症反应，通过表面接枝壳聚糖分子，新骨愈合长入情况良好，硬组织切片和力学测试结果均表明，得到了稳定的PET骨结合界面。研究结论1.高压蒸汽消毒后韧带样品的生物力学性能降低比较明显；采用60Co射线消毒方法对产品的力学性能影响较小，可进一步改进。线密度越大，编织成型的三维微孔结构越不易受到常规消毒的影响。PET微孔编织韧带材料使用环氧乙烷消毒方法更为合适。2.对材料行无水乙醇、NaOH碱溶液、表面活性剂、C2H2O4溶液洗涤后，PET韧带材料表面杂质得以充分洗涤清除，小鼠成骨细胞在洗涤后的韧带材料表面均有黏附生长，且生长状态正常。生物化PET材料进行生物医学实验之前，本实验的清洗方法充分而必要。3.材料植入动物骨隧道12周后，硬组织切片和力学测试结果均表明，新骨愈合长入情况良好。实验结果证实，材料骨结合情况朝着良性方向发展。综上，表面改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯编织材料，经本试验清洗、消毒处理及相关动物实验观察，被认为具备良好的生物安全性和生物相容性，本实验为今后动物实验研究和临床研究奠定了良好的基础。