CN105477680A - 一种在体人工血管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在体人工血管的制备方法，首次将具有良好生物相容性的低表面能材料聚四氟乙烯及聚乙烯用于制作人工血管模板，然后将其植入人体刺激形成包覆胶原蛋白纤维囊，随后将低表面能材料构建的人工血管模板植入物从胶原蛋白纤维囊中取出，所获得的胶原蛋白纤维囊空腔即可作为人工血管使用。本申请的人工血管制备方法具有所选择的低表面能材料生物相容性好，其与胶原蛋白纤维囊的作用较弱，因此通过机械作用分离植入物与胶原蛋白纤维囊过程中所需要的机械作用力较小而分离过程对胶原蛋白纤维囊的损伤较小，因此可以方便地获得具有较好完整性的胶原蛋白纤维囊人工血管，从而有助于人工血管的进一步发展与应用。

Description

一种在体人工血管的制备方法

技术领域

本发明属于生物医学工程领域，涉及一种在体人工血管的制备方法。

背景技术

随着医学的不断进步及老龄化和人们不健康生活方式等因素的影响，心血管疾病目前已经成为威胁人类健康的头号杀手。而血管狭窄、栓塞等血管问题又成为其中重要的组成。治疗这类严重血管疾病的主要方法就是血管移植。移植血管的主要来源有自体静脉和人工血管，其中自体静脉在移植到体内时不会引起排斥反应，有天然的抗凝血性，机械性能和生物相容性都非常好，因此自体静脉移植被认为是血管移植的“黄金标准”。但是在临床手术中有相当大一部分病人由于种种原因无法进行自体静脉移植，因此必须使用人工血管。人工血管是模拟人体血管的性能而利用不同材料构建的血管替代物。经过几十年的开发，包括涤纶(PET)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、真丝和聚氨酯等材料构建的人工血管得到很大的发展。目前由涤纶(PET)和膨体聚四氟乙烯(ePTFE)制作的大口径人工血管在临床上已经取得了令人满意的效果，但是小口径人工血管(内径D<6mm)植入体内后的长期通畅率较低，使用效果无法达到临床要求。例如Mori等人总结以人工血管重建膝下动脉的5年通畅率仅为38.9％。尽管如此，小口径人工血管作为严重狭窄或闭塞性血管的替代物，在心血管搭桥术等方面仍然得到广泛的应用。所以改善小口径人工血管材料的抗凝能力，提高其远期通畅率，就成为人们迫切需要解决的重要研究课题。

而另外一方面，人们的研究表明任何植入物对哺乳动物而言都是一种外来物，因此当有植入物植入哺乳动物体内时，会刺激成纤维细胞增生，合成胶原蛋白纤维，最终导致植入物周围被胶原蛋白纤维薄膜构建的囊所包裹，厚度一般介于数十至数百微米。通常情况下，当胶原蛋白纤维囊较厚时由于缺乏正常的血液供应，会导致植入物周围持续性感染，甚至会引发肿瘤。但是人们的研究也发现在皮下埋入植入物形成的胶原蛋白纤维囊可以构建小直径人工血管，并且其生物学性能良好，其应用也开始受到人们的高度关注。然而在实际操作过程中，通过植入物刺激生成胶原蛋白纤维囊制作人工血管特别是小口径人工血管却存在植入物与胶原蛋白纤维囊分离方面的困难-由于薄薄的胶原蛋白纤维囊包裹在植入物表面且相互作用，将植入物(目前人们采用的材料为不锈钢丝表面涂布硅基材料)从胶原蛋白纤维囊中取出常常由于植入物与胶原蛋白纤维囊的相互磨损而导致纤维囊的损伤甚至穿孔，因此必须寻求方法减小植入物与胶原蛋白纤维囊分离过程对胶原蛋白纤维囊的损伤以利于其制作的人工血管更好地服务于人类。为此本申请首次将聚四氟乙烯、聚乙烯等低表面能材料引入作为人工血管模板的植入物，利用低表面能材料与蛋白质间作用力相对微弱性从而减小植入物与胶原蛋白纤维囊分离过程磨损对胶原蛋白纤维囊的损伤并为基于其制作人工血管作出贡献。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种在体人工血管的制备方法，通过将聚四氟乙烯或者聚乙烯等低表面能材料制作为设定的人工血管模板，然后将其植入人体刺激形成胶原蛋白纤维囊，随后将低表面能材料构建的人工血管模板植入物从胶原蛋白纤维囊中取出，所获得的胶原蛋白纤维囊空腔即可作为人工血管使用。本申请的人工血管制备方法具有生物相容性好，人工血管分离方便且结构完整等特点，有助于人工血管更好地为社会服务。

技术方案：本发明的一种在体人工血管的制备方法其特征是首先根据需要移植的血管尺寸设计外壁尺寸与血管内壁尺寸吻合的人工血管模板，然后选择低表面能材料根据人工血管模板尺寸制备外壁为低表面能材料的人工血管模板，随后将人工血管模板作为植入物植入人体一段时间获得胶原蛋白纤维囊包覆的人工血管模板植入物，然后将人工血管模板植入物从胶原蛋白纤维囊中取出即获得胶原蛋白纤维囊空腔，该胶原蛋白纤维囊空腔即为人工血管。

所述表面能材料指的是其表面能小于等于33mN/m；

所述低表面能材料为聚四氟乙烯及聚乙烯；

所述外壁尺寸与血管内壁尺寸吻合的人工血管模板是指其外壁尺寸介于血管内壁尺寸的51％-190％。

所述植入物植入人体一段时间是指植入物植入人体后大于等于三周；

所述将人工血管模板植入物从胶原蛋白纤维囊中取出是指胶原蛋白纤维囊在人工血管模板植入物的两端去除胶原蛋白纤维层后再通过机械作用将植入物与胶原蛋白纤维囊分离并移除出胶原蛋白纤维囊；

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本申请首次将具有良好生物相容性的低表面能材料聚四氟乙烯及聚乙烯用于制作人工血管模板，这样的人工血管模板植入人体后由于其表面能低，其与胶原蛋白纤维囊的作用较弱，因此在通过机械作用分离植入物与胶原蛋白纤维囊过程中所需要的机械作用力较小而对胶原蛋白纤维囊的损伤也较小，因此可以方便地获得具有较好完整性的胶原蛋白纤维囊人工血管，从而有助于在体人工血管的进一步发展与应用。

附图说明

图1是一种在体人工血管的制备流程示意图。其中，a为所需要移植血管；b为根据需要移植血管的尺寸制备的人工血管模板，b1为其中增强材料；c为人体组织；d为胶原蛋白纤维囊，d1为胶原蛋白纤维囊的端，d2为胶原蛋白纤维囊去除端后的中间部分。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种在体人工血管的制备流程示意图。首先根据所需要移植血管a的尺寸选择一种低表面能材料制备外壁尺寸与血管内壁尺寸吻合的外壁为低表面能材料的人工血管模板b，人工血管模板内部可以用增强材料增强。随后将人工血管模板作为植入物植入人体c一段时间获得胶原蛋白纤维囊d包覆的人工血管模板植入物b，然后将胶原蛋白纤维囊在人工血管模板植入物的两端d1去除胶原蛋白纤维层后再通过机械作用将植入物与胶原蛋白纤维囊分离并移除出胶原蛋白纤维囊即获得胶原蛋白纤维囊中间部分d2所构成的空腔，该胶原蛋白纤维囊空腔即为人工血管。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一：

临床一病患的椎动脉存在一段长约1厘米内径约为3毫米的部位栓塞，需要人工血管移植。为此首先选择聚四氟乙烯制备一根长为2厘米粗约3毫米的杆状物作为其人工血管模板，然后将其植入其大腿侧的皮下约4周后将植入物及其包裹的胶原蛋白纤维囊一起取出并切割去除胶原蛋白纤维囊的两端，随后通过固定胶原蛋白纤维囊而拉扯聚四氟乙烯人工血管模板的方式将其与胶原蛋白纤维囊分离并从胶原蛋白纤维囊中移除聚四氟乙烯人工血管模板得到长约2厘米内径约为3毫米的管状胶原蛋白纤维囊空腔。然后将消毒过的管状胶原蛋白纤维囊空腔作为人工血管对病患栓塞椎动脉进行血管移植。

实施例二：

制备人工血管模板植入物其它条件同上，但选择聚乙烯材料制备。

实施例三：

制备人工血管模板植入物其它条件同实施例一，但人工血管模板为长约1.8厘米直径1毫米的不锈钢杆外面包裹1毫米厚的聚四氟乙烯层形成长约2厘米直径约为3毫米的复合植入物。

实施例四：

制备人工血管模板植入物其它条件同上，但选择制备的人工血管模板直径为5.9毫米。

实施例五：

制备人工血管模板植入物其它条件同上，但选择制备的人工血管模板直径为1.6毫米。

实施例六：

临床一病患需要移植一根长约1.5厘米内径4毫米的静脉血管。为此，首先根据移植血管的尺寸用高密度聚乙烯灌注一根长为2厘米直径4毫米的人工血管模板。然后将该人工血管模板植入患者大腿皮下4周后将人工血管模板及其外壁包裹的胶原蛋白纤维囊一起取出。将取出的人工血管模板外壁包裹的胶原蛋白纤维囊两端通过手术刀切割后放置水中浸泡并来回震荡以减小胶原蛋白纤维囊中间部分与人工血管模板间的相互作用，随后固定胶原蛋白纤维囊拉扯人工血管模板以使得人工血管模板从胶原蛋白纤维囊中取出即获得两端开口的胶原蛋白纤维囊空腔。该胶原蛋白纤维囊空腔在消毒处理后即可以作为人工血管进行病患的静脉血管移植。

实施例七：

临床一病患需要移植一根长约1厘米内径2毫米的毛细血管。为此首先根据需要移植的毛细血管尺寸用聚四氟乙烯制备长约1.5厘米外径2毫米的人工血管模板。随后将人工血管模板植入病患的手臂皮下三周，随后将人工血管模板及其外壁包裹的胶原蛋白纤维囊一起取出并切割去除胶原蛋白纤维囊的两端。随后将胶原蛋白纤维囊中间部分包裹的人工血管模板一起在冷的生理盐水中浸泡并摇晃以减小胶原蛋白纤维囊与人工血管模板的相互作用，随后固定胶原蛋白纤维囊并拉扯人工血管模板即可将人工血管模板从胶原蛋白纤维囊中间部分中取出，所获得的两端开口的胶原蛋白纤维囊空腔在消毒后即可作为人工血管为病患进行毛细血管的移植。

Claims (6)

1.一种在体人工血管的制备方法，其特征是，首先根据需要移植的血管尺寸设计外壁尺寸与血管内壁尺寸吻合的人工血管模板，然后选择低表面能材料根据人工血管模板尺寸制备外壁为低表面能材料的人工血管模板，随后将人工血管模板作为植入物植入人体一段时间后获得胶原蛋白纤维囊包覆的人工血管模板植入物，然后将人工血管模板植入物从胶原蛋白纤维囊中取出即获得胶原蛋白纤维囊空腔，该胶原蛋白纤维囊空腔即为人工血管。

2.根据权利要求1所述的一种在体人工血管的制备方法，其特征是，所述表面能材料指的是其表面能小于等于33mN/m。

3.根据权利要求1所述的一种在体人工血管的制备方法，其特征是，所述低表面能材料为聚四氟乙烯及聚乙烯。

4.根据权利要求1所述的一种在体人工血管的制备方法，其特征是，所述外壁尺寸与血管内壁尺寸吻合的人工血管模板是指其外壁尺寸介于血管内壁尺寸的51%-190%。

5.根据权利要求1所述的一种在体人工血管的制备方法，其特征是，所述植入物植入人体一段时间是指植入物植入人体后大于等于三周。

6.所述将人工血管模板植入物从胶原蛋白纤维囊中取出是指胶原蛋白纤维囊在人工血管模板植入物的两端去除胶原蛋白纤维层后再通过机械作用将植入物与胶原蛋白纤维囊分离并移除出胶原蛋白纤维囊。