CN104826169A - 一种新型人工血管 - Google Patents

Abstract

本发明人工血管属于医疗器械领域。针对现在技术的不足，本发明旨在提供一种可逐步降解的三层静电纺丝人工血管，内层通过静电纺丝制备有序静电纺丝纤维，同时在中层的纺丝纤维上结合肝素和血管内皮生长因子，通过这两种途径来抑制血栓，抑制血管平滑肌细胞的激增，促进血管内皮细胞的生长，实现快速内皮化。外层可以实现逐步降解，逐步提高孔隙率，在实现内皮化后满足血管平滑肌细胞的生长需求，同时有利于纤维母细胞等细胞的生长和胶原等物质的形成。

Description

一种新型人工血管

技术领域

具体涉及一种可逐步降解的多层小口径人工血管。

技术背景

随着生活质量的提高，动脉堵塞、硬化等心血管疾病已经严重威胁着人类健康。某些严重堵塞或者闭塞的血管所需的替代品越来越多，目前常用的血管替代品为自体血管，但自体血管来源不足、给患者带来二次伤害等问题，难以满足临床需求，因此人工合成的组织工程血管受到越来越多的重视，虽然内径在6mm以上的大口径血管已经可以应用于临床。但小口径(<6mm)血管主要由于引起血栓、内膜增生、难于长时间畅通等问题，至今仍难以应用于临床。

发明内容

针对现在技术的不足，本发明旨在提供一种可逐步降解的三层小口径人工血管，通过静电纺丝法制备。其内层为有序丝，同时在中层的纺丝纤维上结合药物，通过这两种途径来促进血管内皮细胞的生长，快速实现内皮化，从而抑制血栓及血管平滑肌细胞的激增。其外层可以分阶段降解，逐步提高孔隙率，在实现内皮化后满足血管平滑肌细胞的生长需求，同时有利于纤维母细胞等细胞的生长和胶原等物质的形成。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

三层逐步降解静电纺丝支架，内层通过自制接收装置纺成有序丝。中间层搭载药物，实现药物缓释，且部分降解缓慢，可以持续承当支架的作用。外层采用静电纺丝共纺技术混合两种纤维丝，一种是聚乙烯醇纺丝纤维，植入体内后可以迅速降解，提高孔隙率，另一种丝为聚己内酯和明胶混合液体的仿丝纤维。明胶降解速度较聚乙烯醇纤维丝较慢，可以在聚乙烯醇纤维丝降解完成后 继续降解，实现孔隙率的进一步增大，这样可以满足平滑肌细胞的持续生长需求。而聚己内酯降解最慢，可以充当支架作用，防止垮塌的发生。

所述本体管状支架的厚度可以通过控制纺丝时间的长短来控制，厚度一般在200微米-500微米左右为宜，内径(一般在1mm-5mm)和长度也可以按照需求控制。

所述本体有聚己内酯、明胶、聚乙烯醇等生物相容性好的材料组成，在体内均可降解为二氧化碳和水，对人体无任何毒副作用。

所述的药物为肝素和血管内皮生长因子(VEGF)。肝素具有显著的抗凝血功能，并且可以促进血管内皮的生长，而VEGF可以快速促进内皮细胞的生长。肝素结合的方法有很多，比如静电自吸附、离子键结合，本专利中主要用的是酰胺键将肝素和明胶纤维结合在一起，再通过静电吸附作用，将带正电荷的VEGF和带负电荷的肝素结合在一起。

与现有技术相比，本发明的优势在于

1：本人工血管制作时间短，且可以长时间保存，解决了临床上时效性的问题。

2：本人工血管可以实现逐步降解，解决了完全不降解造成排斥反应和降解速度过快无法满足血管生长需求的问题。

3：本人工血管的逐步降解，可以逐步增加内部血管支架的孔隙率，解决了孔隙率不足，血管平滑肌无法在血管壁内生长的问题。

4：本人工血管内层采用有序纤维并结合药物，能大大促进植入体内后的内皮细胞增殖，实现血管的快速内皮化。

附图说明

图1是横截面的结构示意图，其中1为有序静电纺丝纤维构成的内层、2 为无序纺丝纤维构成的中间层，3和4分别为聚乙烯醇纺丝纤维和聚己内酯、明胶混合纺丝纤维，两者混合构成外层。

图2为接收器结构示意图，5为细铁丝，6为自制不锈钢圆盘。

图3为外层纺丝过程示意图，3为聚乙烯醇纺丝纤维，4为聚己内酯、明胶混合纺丝纤维。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的逐步降解组织工程血管，包括本体1，所述本体内层1、中间层2、3与4混合而成的外层组成。

内层制备方法：将聚己内酯和明胶分别以10％(w/v)溶于三氟乙醇中，溶解完全后1:1(v/v)混合后再加入2％冰乙酸使溶液恢复澄清。通过静电纺丝技术，使用特制的接收装置，如图2所示，5是细铁丝，6是自制小圆盘。将整个接收装置连接负高压，这样由于铁丝具有同样的负高压，落在铁丝中间的纺丝纤维丝便受到静电牵引，从而制的有序纤维丝。

中间层制备方法：持续纺丝之后，纤维丝完全覆盖铁丝，此时落下的丝便不在受到牵引力的作用，有序性逐渐降低，最终形成无序丝。这样中间层作为支架，可以满足血管轴向和周向拉应力。

外层制备方法：通过静电纺丝共纺技术。4为聚己内酯和明胶混合溶液纺丝纤维丝，3为聚乙烯醇以10％(w/v)溶于超纯水制的溶液的纤维丝。通过控制流速，使明胶聚己内酯纺丝占2/3左右，这样便制的人工血管的外层。

通过控制接收器的外径、静电纺丝时间来控制血管支架的孔径和厚度。这样，通静电纺丝技术制备的人工血管便含有三种材料：聚己内酯、明胶和聚乙烯醇。

为了抑制血栓的形成，促进血管内皮细胞的快速增长以实现内皮化，本新型人工血管采取了两种途径，首先是将内层制成有序丝，研究表明血管内皮细胞在有序丝上可以更好的生长。其次是通过激活中间层和外层纤维丝明胶上的氨基和肝素钠的羰基结合形成酰胺基，从而在明胶上结合肝素，而后通过静电吸附的作用将带正电荷的VEGF结合在带负电的肝素上，研究表明这种方法可以实现肝素和VEGF的持续释放，这样便可以促进人工血管的快速内皮化。

为了增大人工血管的孔隙率，以满足内皮化之后血管平滑肌细胞的生长需求，从而使血管走向成熟。外层加入了聚乙烯醇静电纺丝纤维。植入体内后，聚乙烯醇纺丝最先在体内降解，增大孔隙率，血管平滑肌细胞便渗透进人工血管，聚乙烯醇降解完之后，聚己内酯、明胶仿丝纤维中的明胶降解速度相对较慢，因此明胶的进一步降解可以继续增大孔隙率，来以保证细胞生长所需空间，而中间层和外层的聚己内酯由于降解速度极慢，可以长期充当支架的作用。

上述以较佳实例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效替换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.可逐步降解的多层小口径人工血管，包括内层(1)，为有序纤维。中间层(2)，其特征是可以在上面结合药物，抑制血栓、促进血管内皮细胞快速生长，同时(2)中部分降解缓慢，承当支架作用。外层由(3)和(4)共同组成，其特征是(3)可以迅速降解，增大孔隙率，(4)中部分较(3)降解较慢，可以在(3)降解完全后继续降解增大孔隙率，(4)中另一部分降解更慢，亦可以承当支架作用。

2.根据权利要求1所述可逐步降解的多层小口径人工血管，其特征是，内径(2毫米–5毫米)和厚度(一般200微米–500微米)均可控。

3.根据权利要求1所述内层为聚己内酯和明胶混合溶液静电纺丝制备的有序纤维丝，中间层为聚己内酯和明胶混合溶液静电纺丝制备无序纤维丝，外层为聚己内酯和明胶混合溶液与聚乙烯醇通过静电纺丝共纺技术制备，具有两种纤维丝。

4.根据权利要求1所述中间层结合的药物为肝素和血管内皮生长因子。