CN107411845A - 管腔组织构建体、管腔组织构建体制备方法及其装置 - Google Patents

管腔组织构建体、管腔组织构建体制备方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及管腔组织构建体、管腔组织构建体的制备方法及制备装置。管腔组织构建体的制备方法包括:步骤1：提供管腔组织构建体的外壁(1)，步骤2：将包含生物活性物质的生物构建体(2)贴附在所述外壁(1)的内表面上，以形成管腔组织构建体。应用本申请的技术方案，通过在管腔组织构建体的外壁(1)内贴附包含生物活性物质的生物构建体(2)，以模拟生物体的生物管腔组织，因此可以改善现有技术中存在的人工管腔组织不能适应于人体环境的问题。

Description

管腔组织构建体、管腔组织构建体制备方法及其装置
技术领域
本发明涉及人工生物组织领域，具体而言，涉及一种管腔组织构建体、管腔组织构建体制备方法及其装置。
背景技术
血管移植术可用于对狭窄、闭塞、扩张、损伤或畸形的血管进行重建或修补。常见的血管移植物的来源为患者自体的动脉或静脉，但是，在患者自体的脉管供给不足的情况下(例如患者患有脉管疾病或先前已实施过血管移植术)，需要使用人工血管或异源血管作为替代物。
现有的人工血管是由聚合物纤维(例如尼龙、涤纶)、蚕丝或膨体聚四氟乙烯制成。在进行血管移植时，可利用完整的人工血管对存在问题的血管进行重建，或者也利用片状或者块状等人工血管。对有问题的血管进行修补。虽然使用这种人工血管对病变或受损血管进行替换或修补在临床上已取得巨大成效，但其依然面临难以解决的问题，包括在长时间植入后血栓的再次发生和管腔再狭窄的出现。导致这些问题的根本原因在于，这种人工血管的内壁缺少完整的内皮细胞层。
目前已有大量实验研究试图解决上述问题，相关技术包括：在人工血管内壁附着诱导因子，吸引血液中的干细胞(例如内皮祖细胞)的粘附、分化与生长；在人工血管内壁涂抹生物材料，促进种植在其上的干细胞的分化或者成体细胞的粘附与生长。然而到目前为止，这些技术始终无法实现在人工血管内壁形成完整的内皮细胞层，附着于人工血管内壁的细胞易脱落，难以正常分化和存活，不具备较优的生物学功能，可能会影响血管移植的成功率和移植后的使用效果，因而难以满足临床需求。
发明内容
本发明管腔组织构建体的制备方法及制备装置，以改善现有技术中存在的人工管腔组织不具备较优的生物学功能。
根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种管腔组织构建体的制备方法包括:
步骤1：提供管腔组织构建体的外壁；以及，
步骤2：将包含生物活性物质的生物构建体贴附在外壁的内表面上，以形成管腔组织构建体。
可选地，还包括：在步骤1之前，用生物相容性材料制备外壁。
可选地，还包括：
在步骤1之前，制备管状的外壁；和/或，
在步骤2之前，制备片状、条状、块状或管状的生物构建体。
可选地，还包括在制备片状、条状或管状的生物构建体之前，提供用于制备生物构建体的细胞，用于制备生物活性物质。
可选地，步骤2包括：
张紧或扩张外壁；以及，
外壁和生物构建体相对地移动，以将生物构建体贴附在外壁上。
可选地，张紧或扩张外壁的步骤包括使外壁的外侧压力小于外壁的内侧压力。
可选地，使外壁的外侧压力小于外壁的内侧压力的步骤包括：
在外壁的外侧上形成压力腔；以及，
抽吸压力腔内的空气，使得外壁的外侧压力小于外壁的内侧压力。
可选地，在外壁的外侧上形成压力腔的步骤包括：
将具有孔口的管状件套设在外壁上；以及，
将管状件置于腔体中，以在管状件和腔体之间形成压力腔。
可选地，使外壁的外侧压力小于外壁的内侧压力的步骤包括：
在外壁的内侧上形成压力腔，以及
增大压力腔内的压力，使得外壁的外侧压力小于外壁的内侧压力。
可选地，使外壁的外侧压力小于外壁的内侧压力的步骤包括沿外壁的外侧设置流动的流体，以便利用伯努利效应减小外壁的外侧压力。
可选地，流体沿外壁的轴向流动，或流体沿外壁的周向螺旋流动。
可选地，步骤2还包括：
在将生物构建体贴附在外壁的内表面之后，使生物构建体与外壁结合。
可选地，使生物构建体与外壁结合包括：将生物构建体与外壁的内表面粘接。
可选地，包括在步骤1和步骤2之间，在生物构建体的外表面和/或外壁的内表面上涂覆粘合剂。
可选地，在生物构建体的外表面和外壁的内表面中的一个上涂覆粘合剂，在另一个上涂覆用于固化粘合剂的固化剂。
根据本申请的另一方面，本实施例还提供了一种管腔组织构建体，管腔组织构建体由上述的管腔组织构建体的制备方法制造而成。
可选地，管腔组织构建体包括外壁和包含生物活性物质的生物构建体，生物构建体贴附在外壁的内表面上。
可选地，外壁为生物相容性材料。
可选地，外壁为生物可降解材料或生物不可降解材料。
可选地，外壁的材质为尼龙、涤纶、蚕丝、聚四氟乙烯或动物的管腔组织。
可选地，外壁呈管状。
可选地，生物构建体呈片状、条状、块状或管状。
可选地，生物活性物质包括细胞。
可选地，生物构建体与外壁的内表面相结合。
可选地，生物构建体与外壁的内表面粘接。
可选地，管腔组织构建体为消化道管腔组织构建体、呼吸道管腔组织构建体、淋巴管管腔组织构建体或血管管腔组织构建体。
进一步地，管腔组织构建体由上述的制备方法制造而成。
根据本申请的另一方面，本实施例还提供了一种上述的管腔组织构建体的制备装置，包括：
第一承载部，用于承载管腔组织构建体的外壁；
第二承载部，用于承载管腔组织构建体的生物构建体；以及
第一承载部和第二承载部能够相对移动，以使生物构建体贴附在外壁的内表面上。
可选地，还包括用于张紧或扩张外壁的扩管装置。
可选地，扩管装置包括腔体和设置在腔体上的吸气口，第一承载部包括管状件，管状件套设在外壁的外侧，管状件上设置有孔口，管状件设置在腔体中。
可选地，管状件与腔体的内周面之间具有间隙，间隙沿管状件的周向布置。
可选地，腔体具有敞口端，管状件通过敞口端插入腔体中，管状件的远离敞口端的一端是封闭的。
可选地，腔体具有与敞口端相对的底部，底部设置有凹槽，管状件的远离敞口端的一端插设在凹槽中。
可选地，管状件的靠近敞口端的一端设置有凸台，凸台由管状件的外周面向腔体的内周面延伸，凸台沿管状件的周向布置，凸台与腔体的内周面之间设置有密封件。
可选地，凸台的朝向腔体的端面上设置有容纳槽，密封件设置在容纳槽中。
可选地，扩管装置还包括沿外壁的外周面延伸的流体通道。
可选地，流体通道沿外壁的轴向延伸，或流体通道沿外壁的周向螺旋延伸。
可选地，还包括用于为外壁和/或生物构建体喷涂粘结剂的喷枪。
可选地，喷枪与外壁能够相对地移动，喷枪的喷口能够朝向外壁的内表面；或
喷枪与生物构建体能够相对地移动，喷枪的喷口能够朝向生物构建体的外表面。
应用本申请的技术方案，通过在管腔组织构建体的外壁内贴附包含生物活性物质的生物构建体，以模拟生物体的生物管腔组织，可以改善现有技术中存在的人工管腔组织不具备较优的生物学功能。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的实施例的管腔组织构建体的制备装置的立体结构示意图；
图2示出了本发明的实施例的管腔组织构建体的制备装置的剖视图；
图3示出了本发明的实施例的管腔组织构建体的制备装置的爆炸图；以及，
图4示出了本发明的实施例的管腔组织构建体的制备装置的管状件的结构示意图。
图中：1、外壁；2、生物构建体；3、管状件；4、第二承载部；5、腔体；6、吸气管；7、凸台；8、密封件；9、孔口；10、容纳槽；11、吸气口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请中所使用的术语“管腔”是指形状为管状、具有中空内腔的器官，例如循环管腔、消化管腔、呼吸管腔、泌尿管腔或生殖管腔，例如血管，食管，气管，胃，胆管，肠道(包括小肠和大肠，例如十二指肠、空肠、回肠、盲肠(包括阑尾)、升结肠、结肠右曲、横结肠、结肠左曲、降结肠、乙状结肠、直肠)，输卵管，输精管，输尿管，膀胱或淋巴管)。
本申请中所使用的术语“组织”是指由形态相同或类似、机能相同的细胞群构成的细胞集合体，并且通常还包含非细胞形态的物质(称为细胞间质，例如基质、纤维等)。组织可包括一种或多种细胞。
本申请中所使用的术语“微囊”是指，含有细胞和生物相容性材料的微结构(例如，微米级至毫米级的结构)，其中，细胞被包裹在所述生物相容性材料内。本发明的微囊在生理环境下(例如4-37℃，例如pH在6-8之间，例如在生理环境的流体剪切力下)具有稳定的结构。优选地，微囊具有在吸取或挤压中不会造成微囊破碎的力学强度。
本申请中所使用的术语“生物构建体”是指使用本发明的微囊构建的物体，其可以具有二维或三维的结构，可以用于制备人工管腔组织构建体。
本申请中所使用的术语“生物相容性材料”是指这样的材料，其(以及其降解产物)对于细胞是无毒性的，并且在植入宿主(例如人体)后与宿主相容，不会造成显著的或者严重的副作用，例如，不会对宿主(例如人体组织)造成毒害作用，不会引起宿主的免疫排斥反应、过敏反应或炎症反应等等。
本申请中所使用的术语“生物可降解材料”是指这样的材料，其能够被细胞或生物体降解和吸收，并且其降解产物是生物相容性的。此类材料可以是天然来源的(例如来源于动植物)，也可以是人工合成的。
图1示出了本实施例的管腔组织构建体的制备装置的立体结构示意图；图2示出了本实施例的管腔组织构建体的制备装置的剖视图；图3示出了本实施例的管腔组织构建体的制备装置的爆炸图。
结合图1至3所示，本实施例的管腔组织构建体的制备装置包括用于承载管腔组织构建体的外壁1的第一承载部和用于承载管腔组织构建体的生物构建体2的第二承载部4，第二承载部4能够相对于第一承载部移动，以使第二承载部4携带生物构建体2贴附在外壁1的内表面。
还可以为，第一承载部能够相对于第二承载部4移动，以使第二承载部4携带生物构建体2贴附在外壁1的内表面。
还可以为，第一承载部能够相对于第二承载部4移动，且第二承载部4能够相对于第一承载部移动，以使第二承载部4携带生物构建体2贴附在外壁1的内表面。
本实施例中，通过在管腔组织构建体的外壁1贴附有包含生物活性物质的生物构建体2，以模拟生物体的生物管腔组织，因此可以改善现有技术中存在的人工管腔组织不能适应于人体的环境的问题，使得管腔组织构建体具有良好的生物学功能。
本实施例中，外壁1为用于支撑生物构建体2的固体支持物，生物构建体2贴附在外壁1的内表面上，生物构建体2用于模拟生物体的管腔组织，以改善现有技术的人工管腔组织不能适应于身体的环境的问题。
其中，管腔组织构建体的外壁1可以为人造材料。可选地，人造材料为尼龙、涤纶和聚四氟乙稀中的一种。外壁1的材料也可以为天然材料，例如动物的管腔组织。
外壁1的材质优选生物相容性材料，外壁1以及其在宿主的体内降解产物对于细胞是无毒性的，并且外壁1在植入宿主后与宿主相容，不会造成显著的或者严重的副作用。
外壁1可选地为生物可降解材料。生物可降解材料可以为天然可降解生物材料，例如胶原、明胶及改性明胶(例如双醛淀粉DAS交联改性明胶)、壳聚糖、聚羟基丁酸酯(PHB)、甲壳素、海藻酸盐(例如海藻酸钠)及改性海藻酸盐(例如氧化海藻酸钠)、淀粉基生物材料(例如淀粉和多聚糖淀粉)、纤维素(例如细菌纤维素)、蚕丝蛋白，以及其任意组合。
生物可降解材料也可为合成可降解材料，例如脂肪族聚酯、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS))、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、聚原酸酯(POE)、可降解性聚氨酯(例如淀粉改性聚氨酯)、聚乙烯醇、聚对二氧环己酮、聚对二氧杂环己酮、聚二氧杂环己烷酮、聚碳酸丁二醇酯、聚磷腈、以及其任何组合。
可选地，外壁1为生物不可降解材料，例如尼龙、涤纶、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、天然橡胶、聚丙烯酸酯、芳香族聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、非降解性聚氨酯、聚醚醚酮、聚丙烯腈、聚硅氧烷、聚甲醛、聚氯乙烯、以及其任何组合。
作为生物构建体2的固体支持物的外壁1通过模具浸渍、静电纺丝、挤压锻造、3D打印或喷涂制得。
在某些优选的实施方案中，固体支持物通过模具浸渍的方法得到。优选地，所述模具浸渍法包含以下步骤：
(1)将用于制备固体支持物的材料(例如生物可降解材料)溶于合适的溶剂(例如有机溶剂，例如氯仿，四氢呋喃或N,N-二甲基乙酰胺)中，配制成制备溶液；
(2)将模具浸入所述制备液中，取出模具，使模具上的溶剂挥发；
(3)重复步骤(2)多次，得到固体支持物；
任选地，所述方法还包括以下步骤：
对固体支持物进行干燥、剪切和/或灭菌，以形成管状生物组织构建体的外壁1。
生物构建体2的生物活性物质包括微囊，微囊包括动物的细胞和包裹在细胞外的生物相容性材料。多个微囊按行列排布形成片状、条状、块状或管状的生物构建体。
微囊包含的细胞的种类可以根据实际需要进行选择，而不受特别限制。优选地，微囊中包含内皮细胞(例如血管内皮细胞)、平滑肌细胞(例如血管平滑肌细胞)和/或未分化的细胞。
优选地，微囊中的细胞为未分化的细胞，例如干细胞(例如脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、诱导多能干细胞和胚胎干细胞)。
优选地，未分化的细胞能够分化为内皮细胞和/或平滑肌细胞。
优选地，未分化的细胞选自干细胞(例如脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、诱导多能干细胞和胚胎干细胞)和祖细胞(例如内皮祖细胞)中的一种或多种。
本实施例中，微囊包含的细胞的来源可以根据实际需要进行选择，而不受特别限制。优选地，微囊包含的细胞获自动物，例如哺乳动物，例如人、猿、猴、大猩猩、牛、猪、犬、绵羊和山羊。
优选地，所述细胞来源于选自下述的组织：结缔组织(例如，疏松结缔组织、致密结缔组织、弹性组织、网状结缔组织和脂肪组织)、肌肉组织(例如，骨骼肌、平滑肌和心肌)、泌尿生殖组织、胃肠组织、肺组织、骨组织、神经组织和上皮组织(例如，单层上皮和复层上皮)、内胚层来源的组织、中胚层来源的组织和外胚层来源的组织。
微囊包含的细胞的数量可以根据实际需要进行选择，而不受特别限制。例如，本发明微囊的核层各自独立地可以包含1-106个细胞。
本实施例中，外壁1和生物构建体2均呈管状。上述的管状可以是周向封闭，也可以是周向上具有开口。管状的生物构建体2套设在外壁1内，并贴附在外壁1的内表面上。
优选地，制备管状生物构建体通过包含以下步骤的方法进行：
(1)提供一种或多种微囊，其全部或者部分表面附着有第一组分；优选地，所述第一组分包含于第一试剂中；
(2)在临时支持物表面的预设区域上涂布含有第二组分的第二试剂，其中，当所述第一组分与第二组分接触时，能够产生粘连效果，实现粘合作用；临时支持物为管状或柱状(例如侧壁不开口的圆形管状、侧壁开口的圆形管状、圆柱状或沿部分圆周设置的柱状)物，预设区域位于临时支持物的曲面；任选地，在涂布第二试剂之前，将衬底材料涂布在临时支持物表面的预设区域上；
(3)将步骤(1)中的全部或者部分表面附着有第一组分的微囊放置于涂布了第二试剂的预设区域，使微囊表面上的第一组分与预设区域上的第二组分接触，产生粘连效果，从而将所述微囊组装(粘合)成第一层结构，第一层结构为管状结构；
任选地，制备管状生物构建体的方法还包括以下步骤：
(4)在步骤(3)产生的第一层结构上涂布第二试剂；
(5)将步骤(1)中的全部或者部分表面附着有第一组分的微囊放置于前一步骤产生的第一层结构上，使所述微囊表面上的第一组分与第一层结构上的第二组分接触，产生粘连效果，从而在前一步骤产生的第一层结构上，将微囊组装(粘合)成另一层结构；
(6)任选地，重复步骤(4)和(5)一次或多次；例如至少1次，至少2次，至少3次，至少4次，至少5次，至少10次，至少15次，至少20次，至少30次，至少40次，至少50次，至少100次，至少200次，至少500次，或更多次；从而得到管状生物构建体。
任选地，制备管状生物构建体的方法还包括：将侧壁开口的圆形管状生物构建体进行粘合，得到侧壁不开口的圆形管状生物构建体。
任选地，制备管状生物构建体的方法还包括：将管状生物构建体2与临时支持物分离。
优选地，临时支持物为具有曲面的打印平台，例如生物打印机的旋转杆。
优选地，衬底材料是温敏性材料，例如明胶、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺—聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙二醇共聚物(例如聚乙烯醇-聚乙二醇共聚物)，聚羟乙基丙烯酸酯、琼脂糖、Matrigel、壳聚糖/甘油磷酸钠体系或Pluronic F127。
优选地，临时支持物为温敏性材料(例如明胶、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺—聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙二醇共聚物，聚羟乙基丙烯酸酯、琼脂糖、Matrigel、壳聚糖/甘油磷酸钠体系或Pluronic F127)制成的圆柱状物或圆管状物。
在某些优选的实施方案中，临时支持物为圆柱状物。
在某些优选的实施方案中，临时支持物为圆柱状物，所述预设区域为圆柱状物的整个侧面,从而步骤(3)得到的第一层结构为侧壁不开口的圆形管状结构。
在某些优选的实施方案中，临时支持物为圆柱状物，所述预设区域在展开的圆柱状物的侧面上为一矩形，并且所述预设区域沿圆柱状物的轴向贯通圆柱状物的侧面，从而步骤(3)得到的第一层结构为侧壁不开口的圆形管状结构。
在某些优选的实施方案中，所述临时支持物为圆柱状物，所述预设区域在展开的圆柱状物的侧面上为一矩形，并且所述预设区域沿圆柱状物的径向贯通柱状物侧面，从而步骤(3)得到的第一层结构为侧壁不开口的圆形管状结构。
在某些优选的实施方案中，所述临时支持物为圆柱状物，所述预设区域在展开的圆柱状物的侧面上为一矩形，并且未沿径向或轴向贯通圆柱状物侧面，从而步骤(3)得到的第一层结构为侧壁开口的圆形管状结构。
在本实施例中，第二承载部4包括杆体，杆体作为上述临时支持物。在第二承载部4的杆体上打印出生物构建体2后，杆体携带生物构建体2进入外壁1的内腔中，以使生物构建体2贴附在外壁的内表面上。
优选地，步骤(3)中，在将全部或部分表面附着有第一组分的微囊放置于步骤(2)的涂布了第二试剂的预设区域之后，静置0.1-60s；(例如0.1-1s，1-5s，5-10s，10-15s，15-20s，20-25s，25-30s，30-35s，35-40s，40-45s，45-50s，50-55s，或55-60s)。该静置步骤有利于所述微囊表面上的第一组分与预设区域上的第二组分充分接触，并发生相互作用，从而将所述微囊组装(粘合)成第一层结构。
优选地，通过生物打印法来实施制备管状生物构建体的方法。
优选地，使用打印机(例如3D生物打印机)来进行生物打印法；或者，使用自动化或非自动化机械过程来进行生物打印法；或者，通过使用手工放置或手工沉积法(例如使用移液器)来进行生物打印法。
在本发明的制备人工组织前体的方法中，优选地，所述第一组分和/或第二组分为生物相容性材料，为来源于生物的材料，和/或为生物可降解材料。
在某些优选的实施方案中，所述第一组分与第二组分接触而产生的粘连效果可用于将两个微囊粘合在一起，形成构建体；并且由此所获得的构建体的拉伸模量不低于10Pa，例如不低于20Pa，不低于30Pa，不低于40Pa，不低于50Pa，不低于60Pa，不低于70Pa，不低于80Pa，不低于90Pa，不低于100Pa，不低于200Pa，不低于300Pa，不低于400Pa，不低于500Pa，不低于600Pa，不低于700Pa，不低于800Pa，不低于900Pa，不低于1000Pa。
优选地，所述第一组分和第二组分是选自下列的组合：
(1)纤维蛋白原和凝血酶；
(2)海藻酸盐(例如海藻酸钠)或氧化的海藻酸盐(例如氧化的海藻酸钠)和含有Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、或Fe3+的物质(例如含有Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、或Fe3+的溶液或半固体(例如凝胶))；
(3)含马来酰亚胺基团的分子(例如含有马来酰亚胺基团的聚乙二醇(MAL-PEG))和含自由巯基的分子(例如含有自由巯基的聚乙二醇(PEG-SH))；
(4)含有阴离子的物质(例如含有阴离子的溶液或半固体(例如凝胶))和α-氰基丙烯酸酯(例如α-氰基丙烯酸甲酯，α-氰基丙烯酸乙酯，α-氰基丙烯酸异丁酯，α-氰基丙烯酸异己酯，α-氰基丙烯酸正辛酯)；
(5)纤维蛋白原和α-氰基丙烯酸酯(例如α-氰基丙烯酸甲酯，α-氰基丙烯酸乙酯，α-氰基丙烯酸异丁酯，α-氰基丙烯酸异己酯，α-氰基丙烯酸正辛酯)；
(6)血清白蛋白(例如，牛血清白蛋白)和戊二醛；
(7)含氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基团(-NCO)的分子(例如含氨基甲酸酯基团的聚乙二醇或含异氰酸酯基团的聚乙二醇)和含活泼氢的分子(例如含羧基的聚乙二醇)；
(8)明胶-间苯二酚和戊二醛；
(9)碳化二亚胺交联明胶和聚L-谷氨酸(PLGA)；和
(10)胺基化明胶和醛基化多糖。
当然，生物构建体2也可以为片状、条状或块状。片状、条状或块状的生物构建体贴附在外壁1的内表面上。
本实施例中，管腔组织构建体为血管。当然本领域技术人员有能力将本实施例的管腔组织构建体的制备装置用于制备任何的管状生物组织。
通过在管腔组织构建体的外壁1内设置包含生物活性物质的生物构建体2，使得血管的生物构建体2内皮化，有利于减少血栓形成、改善血管的远期通畅率。有利于改善现有技术中存在的人工血管替代物在植入患者体内后容易出现血栓栓塞、钙沉积、狭窄或感染的问题。
本实施例中，外壁1和生物构建体2均呈管状。可选地，管腔组织构建体的外壁1为具有弹性的材质，因此外壁1的内径能够扩大以便于生物构建体2套设在外壁1内。
为了使管腔组织构建体的生物构建体2能够顺利的套设在外壁1内以贴附在外壁1的内表面上，管腔组织构建体的制备装置还包括用于张紧或扩张外壁1的扩管装置。
扩管装置包括腔体5和设置在腔体5上的吸气口11，第一承载部包括管状件3，外壁1套设在管状件3内，管状件3上设置有孔口9，管状件3设置在腔体5中。
第二承载部4包括杆体，管腔组织构建体的生物构建体2套设在杆体上。
腔体5上的吸气口11与吸气管6连接，吸气管6与吸气设备连接。吸气设备抽吸空气时，孔口9内的压力变小，外壁1的内侧压力大于孔口9内的压力，因此外壁1在其内侧压力的作用下向管状件3的内周面靠拢，以张紧或扩张外壁1。
管状件3与腔体5的内周面之间具有间隙，间隙沿管状件3的周向布置。管状件3的周壁上遍布有孔口9，孔口9均能与吸气口11相通。
通过抽吸腔体5与管状件3之间的空气使得管腔组织构建体的外壁1向管状件3的内周面靠拢，以张紧或扩张外壁1，使得生物构建体2便于套设在外壁1内。
将生物构建体2套设在外壁1内后，停止抽吸压力腔内的空气或向压力腔内提供压力，以使生物构建体2与外壁1相贴合。
结合图3和图4所示，本实施例中，管状件3与腔体5分体设置。腔体5具有敞口端，管状件3由敞口端插入腔体5中，管状件3的远离敞口端的一端是封闭的。
腔体5具有与敞口端相对的底部，底部设置有凹槽，管状件3的远离敞口端的一端插设在凹槽中，以固定管状件3的远离敞口端的一端，以使管状件3与腔体5同轴。
还可以优选地，管状件3的远离敞口端的一端是敞开的。管状件3的远离敞口端的一端插设在腔体5的底部的凹槽中，凹槽的周壁与管状件3的周面之间设置密封元件，以封闭管状件3的远离敞口端的一端。
管状件3的靠近敞口端的一端设置有凸台7，凸台7由管状件3的外周面向腔体5的内周面延伸，凸台7与腔体的内周面之间设置有密封件8。凸台7与腔体5的内周面配合可以定位管状件3。进一步地，密封件8用于密封管状件3与腔体5之间的间隙，以提高抽吸空气时施加在管腔组织构建体的外壁1上的力。
本实施例中，凸台7的朝向腔体5的端面上设置有容纳槽10，密封件8设置在容纳槽10中。容纳槽10能够起到定位密封件8的作用，以便于将管状件3插入腔体5中。
还可以优选地，扩管装置包括沿外壁1的外周面延伸的流体通道，以利用伯努利效应降低外壁1的外侧压力。根据伯努利效应的原理：流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小。通过在外壁1的外侧的流体通道内设置流速增加的流体，使得外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力，从而将外壁1吸附至管状件3的内周面。
流体通道可以沿外壁1的轴向延伸，也可以为流体通道沿外壁1的周向螺旋延伸。
具体地，外壁1套设在管体内部，管体设置在与其延伸方向一致的腔体中，管体上设置有条形通孔，条形通孔可以沿管体的轴向延伸或沿管体的周向螺旋地延伸，以形成流体通道。在流体通道内的流体的流速增加时，流体与外壁1的接触面处的压力小于外壁1的内侧压力，从而使得外壁1向管体的内周面靠拢，因此可以将外壁张紧或扩张。
优选地，扩管装置包括用于固定外壁1的第一端的固定装置和用于向外壁1的第一端的端口内提供气流的风机。风机所提供的气流由外壁1的第一端向第二端流动，并向外壁1的周向分散，使得外壁1的内侧压力大于外壁1的外侧压力，从而能够张紧或扩张外壁1的内径。
生物构建体2可以由外壁1的第二端进入到外壁1内腔中。也可以为，外壁1向生物构建体2移动以套设在生物构建体2上。
本实施例的管腔组织构建体的制备装置还包括用于为外壁1和/或生物构建体2喷涂粘结剂的喷枪。
可选地，喷枪能够伸入外壁1的内腔中，喷枪具有朝向外壁1的内表面的喷口。进一步地，喷枪能够沿外壁1的轴向移动和/或能够在外壁1的内腔中转动，以使喷枪能够为外壁1的整个内周面喷涂粘结剂。
可选地，喷枪能够沿生物构建体2的轴向移动，喷枪具有朝向生物构建体2的外表面的喷口。进一步地，喷枪能够绕生物构建体2转动以使喷枪能够为整个生物构建体2的外周面喷涂粘结剂。
根据本申请的另一方面，本实施例还提供了一种管腔组织构建体的制备方法，制备方法包括：
首先，提供管腔组织构建体的外壁1和包含生物活性物质的生物构建体2；
其次，在生物构建体2的外表面和外壁1的内表面中的一个上涂覆粘合剂，在另一个上涂覆用于固化粘合剂的固化剂。在生物构建体2的外表面或外壁1的内表面中的一个上附着有用于固化粘结剂的物质时，无需在喷涂固化剂。例如，当粘结剂为生物胶时，在生物构建体2的外表面或外壁1的内表面上包含作为生物胶的固化剂的阴离子时，无需在在外壁1或生物构建体2喷涂固化剂。
然后，将包含生物活性物质的生物构建体2贴附在外壁1的内表面，以形成管腔组织构建体。
其中，管腔组织构建体的外壁1为人造材料。人造材料可以为尼龙、涤纶和聚四氟乙稀中的一种。外壁1的材料也可以为天然材料，例如动物的管腔组织。
本实施例中，外壁1和生物构建体2均呈管状。上述的管状可以是周向封闭，也可以是周向上具有开口。生物构建体2套设在外壁1内，并贴附在外壁1的内表面上。
生物构建体2也可以为片状、条状或块状。片状、条状或块状的生物构建体贴附在外壁1的内表面上。
将包含生物活性物质的生物构建体2贴附在外壁1内的步骤包括：首先张紧或扩张外壁1，以便于将生物构建体2套设在外壁1内；然后外壁1和生物构建体2沿管状生物构建体的轴向相对地移动，以将生物构建体2贴附在外壁1上。
张紧或扩张外壁1包括:使外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力，外壁1在内侧压力的作用下张紧或扩张。
使外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力的方法可以为：首先在外壁1的外侧上形成压力腔；然后抽吸压力腔内的空气，使得外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力。
外壁1在内侧压力的作用下张紧或扩张以利于将生物构建体2套设在外壁1内，将生物构建体2套设在外壁1上后，停止抽吸压力腔内的空气或向压力腔内提供压力，以使生物构建体2贴附在外壁1的内表面上。
在外壁1的外侧上形成压力腔包括：将具有孔口9的管状件3套设在外壁1上；将管状件3置于腔体5中，以在管状件3和腔体5之间形成压力腔。
还可优选地，使外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力包括：在外壁1的内侧上形成压力腔，然后增加压力腔内的压力，使得外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力。
例如，固定外壁1的第一端，并向外壁1的第一端的端口内提供气流。气流由外壁1的第一端向第二端流动，并向外壁1的周向分散，使得外壁1的内侧压力大于外壁1的外侧压力，从而能够张紧或扩张外壁1的内径。
还可以优选地，使外壁1的外侧压力小于外壁1的内侧压力包括：设置沿外壁1的外侧流动的流体，以利用伯努利效应减小外壁1的外侧压力。
可选地，流体沿外壁1的轴向流动；或，流体沿外壁1的周向螺旋地流动。
例如，外壁1套设在管体内部，管体设置在与其延伸方向一致的腔体中，管体上设置有条形通孔，条形通孔可以沿管体的轴向延伸或沿管体的周向螺旋地延伸，以形成流体通道。在流体通道内的流体的流速增加时，流体与外壁1的接触面处的压力小于外壁1的内侧压力，从而使得外壁1向管体的内周面靠拢，因此可以将外壁张紧或扩张。
请注意，本文中的“步骤1”和“步骤2”仅仅表示步骤1在步骤2之前，两者之间可以没有其它步骤也可以安排其它步骤。
根据本申请的另一方面，本实施例还提供了一种管腔组织构建体，管腔组织构建体包括外壁1和包含生物活性物质的生物构建体2，生物构建体2贴附在外壁1的内表面上。
可选地，管腔组织构建体由上述的管腔组织构建体的制备装置通过上述的制备方法制造而成。通过在管腔组织构建体的外壁1贴附有包含活性的生物组织的生物构建体2，以模拟生物体的生物管腔组织，因此可以改善现有技术中存在的人工管腔组织不能适应于人体的环境的问题，使得管腔组织构建体的生物学性能与宿主的生物学性能相适配。
外壁1为生物相容性材料。外壁1以及其在宿主的体内降解产物对于细胞是无毒性的，并且在植入宿主后与宿主相容，不会造成显著的或者严重的副作用。
可选地，外壁1为生物可降解材料。外壁1能够被宿主的细胞或生物体降解和吸收，并且其降解产物是生物相容性的。
生物可降解材料可以为天然可降解生物材料，例如胶原、明胶及改性明胶(例如双醛淀粉DAS交联改性明胶)、壳聚糖、聚羟基丁酸酯(PHB)、甲壳素、海藻酸盐(例如海藻酸钠)及改性海藻酸盐(例如氧化海藻酸钠)、淀粉基生物材料(例如淀粉和多聚糖淀粉)、纤维素(例如羧甲基纤维素，氧化再生纤维素和细菌纤维素)、蚕丝蛋白，以及其任意组合。
生物可降解材料也可为合成可降解材料，例如脂肪族聚酯、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS))、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、聚原酸酯(POE)、可降解性聚氨酯(例如淀粉改性聚氨酯)、聚乙烯醇、聚对二氧环己酮、聚对二氧杂环己酮、聚二氧杂环己烷酮、聚碳酸丁二醇酯、聚磷腈、以及其任何组合。
可选地，外壁1为生物不可降解材料，例如尼龙、涤纶、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、天然橡胶、聚丙烯酸酯、芳香族聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、非降解性聚氨酯、聚醚醚酮、聚丙烯腈、聚硅氧烷、聚甲醛、聚氯乙烯、以及其任何组合。
可选地，外壁1为天然材料，例如动物的管腔组织。
本实施例中，外壁1和生物构建体2均呈管状；生物构建体2套设在外壁1内，并贴附在外壁1的内表面上。
也可以优选地，生物构建体2呈片状、条状、块状或管状，用于修补具有缺陷的生物管腔组织。
优选地，生物活性物质包含微囊，微囊包括动物的细胞和包裹在细胞外的生物相容性材料。多个微囊按行列排布形成片状、条状、块状或管状的生物构建体。将活性物质制备成生物构建体2，使得生物构建体2的生物学性能与宿主相适配，避免宿主与生物构建体2出现排异的现象。本实施例中，生物构建体2与外壁1的内表面通过粘接相结合。
可选地，管腔组织构建体为消化道管腔组织构建体、呼吸道管腔组织构建体、淋巴管管腔组织构建体或血管管腔组织构建体。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (38)

1.一种管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，包括:
步骤1：提供管腔组织构建体的外壁(1)；以及，
步骤2：将包含生物活性物质的生物构建体(2)贴附在所述外壁(1)的内表面，以形成管腔组织构建体。
2.根据权利要求1所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，还包括：在所述步骤1之前，用生物相容性材料制备所述外壁(1)。
3.根据权利要求1所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，还包括：
在所述步骤1之前，制备管状的所述外壁(1)；和/或，
在所述步骤2之前，制备片状、条状、块状或管状的生物构建体(2)。
4.根据权利要求3所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，还包括在制备片状、条状或管状的生物构建体(2)之前，提供用于制备所述生物构建体(2)的细胞，以制备所述生物活性物质。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，所述步骤2包括：
张紧或扩张所述外壁(1)；以及，
所述外壁(1)和所述生物构建体(2)相对地移动，以将所述生物构建体(2)贴附在所述外壁(1)上。
6.根据权利要求5所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，张紧或扩张所述外壁(1)的步骤包括使所述外壁(1)的外侧压力小于所述外壁(1)的内侧压力。
7.根据权利要求6所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，使外壁(1)的外侧压力小于所述外壁(1)的内侧压力的步骤包括：
在所述外壁(1)的外侧上形成压力腔；以及，
抽吸所述压力腔内的空气，使得所述外壁(1)的外侧压力小于所述外壁(1)的内侧压力。
8.根据权利要求7所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，在外壁(1)的外侧上形成压力腔的步骤包括：
将具有孔口(9)的管状件(3)套设在所述外壁(1)上；以及，
将所述管状件(3)置于腔体(5)中，以在所述管状件(3)和腔体(5)之间形成所述压力腔。
9.根据权利要求6所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，使外壁(1)的外侧压力小于所述外壁(1)的内侧压力的步骤包括：
在所述外壁(1)的内侧上形成压力腔，以及
增大所述压力腔内的压力，使得所述外壁(1)的外侧压力小于所述外壁(1)的内侧压力。
10.根据权利要求6所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，使外壁(1)的外侧压力小于所述外壁(1)的内侧压力的步骤包括沿所述外壁(1)的外侧设置流动的流体，以便利用伯努利效应减小所述外壁(1)的外侧压力。
11.根据权利要求10所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，所述流体沿所述外壁(1)的轴向流动，或所述流体沿所述外壁(1)的周向螺旋流动。
12.根据权利要求1所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，所述步骤2还包括：
在将所述生物构建体(2)贴附在所述外壁(1)的内表面之后，使所述生物构建体(2)与所述外壁(1)结合。
13.根据权利要求12所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，使所述生物构建体(2)与所述外壁(1)结合包括：将所述生物构建体(2)与所述外壁(1)的内表面粘接。
14.根据权利要求1所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，包括在所述步骤1和所述步骤2之间，在所述生物构建体(2)的外表面和/或所述外壁(1)的内表面上涂覆粘合剂。
15.根据权利要求14所述的管腔组织构建体的制备方法，其特征在于，在所述生物构建体(2)的外表面和所述外壁(1)的内表面中的一个上涂覆所述粘合剂，在另一个上涂覆用于固化所述粘合剂的固化剂。
16.一种管腔组织构建体，其特征在于，所述管腔组织构建体由权利要求1至15中任一项所述的管腔组织构建体的制备方法制造而成。
17.根据权利要求16所述的管腔组织构建体，其特征在于，包括外壁(1)和包含生物活性物质的生物构建体(2)，所述生物构建体(2)贴附在所述外壁(1)的内表面上。
18.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述外壁(1)为生物相容性材料。
19.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述外壁(1)为生物可降解材料或生物不可降解材料。
20.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述外壁(1)的材质为尼龙、涤纶、蚕丝、聚四氟乙烯或动物的管腔组织。
21.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述外壁(1)呈管状。
22.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述生物构建体(2)呈片状、条状、块状或管状。
23.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述生物构建体包括细胞。
24.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述生物构建体(2)与所述外壁(1)的内表面相贴合。
25.根据权利要求18所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述生物构建体(2)与所述外壁(1)的内表面粘接。
26.根据权利要求17所述的管腔组织构建体，其特征在于，所述管腔组织构建体为消化道管腔组织构建体、呼吸道管腔组织构建体、淋巴管管腔组织构建体或血管管腔组织构建体。
27.一种权利要求16至26中任一项所述的管腔组织构建体制备装置，其特征在于，包括：
第一承载部，用于承载所述管腔组织构建体的外壁(1)；
第二承载部(4)，用于承载所述管腔组织构建体的生物构建体(2)；以及
所述第一承载部和所述第二承载部(4)能够相对移动，以使所述生物构建体(2)贴附在所述外壁(1)的内表面上。
28.根据权利要求27所述的制备装置，其特征在于，还包括用于张紧或扩张所述外壁(1)的扩管装置。
29.根据权利要求28所述的制备装置，其特征在于，所述扩管装置包括腔体(5)和设置在所述腔体(5)上的吸气口(11)，所述第一承载部包括管状件(3)，所述管状件(3)套设在所述外壁(1)外侧，所述管状件(3)上设置有孔口(9)，所述管状件(3)设置在所述腔体(5)中。
30.根据权利要求29所述的制备装置，其特征在于，所述管状件(3)与所述腔体(5)的内周面之间具有间隙，所述间隙沿所述管状件(3)的周向布置。
31.根据权利要求29所述的制备装置，其特征在于，所述腔体(5)具有敞口端，所述管状件(3)通过所述敞口端插入所述腔体(5)中，所述管状件(3)的远离所述敞口端的一端是封闭的。
32.根据权利要求31所述的制备装置，其特征在于，所述腔体(5)具有与所述敞口端相对的底部，所述底部设置有凹槽，所述管状件(3)的远离所述敞口端的一端插设在所述凹槽中。
33.根据权利要求31所述的制备装置，其特征在于，所述管状件(3)的靠近所述敞口端的一端设置有凸台(7)，所述凸台(7)由所述管状件(3)的外周面向所述腔体(5)的内周面延伸，所述凸台(7)沿所述管状件(3)的周向布置，所述凸台(7)与所述腔体(5)的内周面之间设置有密封件(8)。
34.根据权利要求33所述的制备装置，其特征在于，所述凸台(7)的朝向所述腔体(5)的端面上设置有容纳槽，所述密封件(8)设置在所述容纳槽中。
35.根据权利要求28所述的制备装置，其特征在于，所述扩管装置还包括沿所述外壁(1)的外周面延伸的流体通道。
36.根据权利要求35所述的制备装置，其特征在于，所述流体通道沿所述外壁(1)的轴向延伸，或所述流体通道沿所述外壁(1)的周向螺旋延伸。
37.根据权利要求27所述的制备装置，其特征在于，还包括用于为所述外壁(1)和/或生物构建体(2)喷涂粘结剂的喷枪。
38.根据权利要求37所述的制备装置，其特征在于，所述喷枪与所述外壁(1)能够相对地移动，所述喷枪的喷口能够朝向所述外壁(1)的内表面；或
所述喷枪与所述生物构建体(2)能够相对地移动，所述喷枪的喷口能够朝向所述生物构建体(2)的外表面。
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