CN107715180A - 一种高通畅率的人工血管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高通畅率的人工血管及其制备方法，该人工血管包含：具有第一管径的第一膨体聚四氟乙烯管；套置在第一膨体聚四氟乙烯管外部的第二膨体聚四氟乙烯管，该第二膨体聚四氟乙烯管具有第二管径，该第二管径大于第一管径；及，设置在第一膨体聚四氟乙烯管与第二膨体聚四氟乙烯管之间的塑胶包膜层；第二管径小于6mm；第一膨体聚四氟乙烯管的外表面、第二膨体聚四氟乙烯管的内表面均设置有涂层，该涂层含有丝素蛋白。本发明提供的高通畅率的人工血管具有良好的生物相容性，其中的塑胶包膜层，具有良好的弹性，解决了临床上穿刺过程中针孔漏血的问题；且，在血管表面引入了丝素蛋白，提高了抗凝血性能，解决了小血管的长期通畅率的问题。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械外科植入技术领域，涉及一种人工血管，特别涉及一种高通畅率的人工血管及其制备方法，广泛应用在血管外科置换或搭桥手术中。
背景技术
血液系统是人体循环系统的重要组成部分，一方面，负责为全身的组织器官输送营养和氧气，另一方面，将有毒的代谢废物运到肝脏进行解毒，再运到肾脏进行排泄。
但是，在我国，心血管系统的疾病已经仅次于恶性肿瘤，居第二位。临床上，越来越多的血管重建和修补手术也增加了对血管的需求。人工血管在人类历史发展也见证了材料学的发展，先后经历了聚乙烯、硅胶、尼龙(Nylon)、涤纶(Dacron)等等。但各种材质均有其特殊的性质，也存在一定的缺陷。例如尼龙降解，涤纶在手术中需要预凝处理，同时，为了提高生物相容性，保持长期的通畅率，往往需要进行改良。
膨体聚四氟乙烯(expanded polytetrafluoroethylene, e-PTFE)材料具有良好的生物相容性，作为人工血管于20世纪70年代开始由Gore-tex 公司发明并应用于临床。在临床中，血管外科用于置换的血管替代物均为大血管，即口径大于>6 mm。对于小于6mm 的血管使用比较慎重，因为存在通畅率的问题，血管越小，形成栓塞的几率越高。小血管（口径小于6mm）的应用，最主要的应用是血液透析患者。
同时，对于未经改良的聚四氟乙烯血管，对于需要穿刺的患者，植入后需要至少1周左右的时间，待血管内皮细胞形成后方可进行穿刺。置换或搭桥的人造血管如果在通过关节或自身脏器压迫的时候，会出现被扭曲或压扁的现象。
目前，由于无法解决小于6mm 的血管的通畅率及栓塞问题，膨体聚四氟乙烯人工血管均为大口径（>6 mm）血管。
发明内容
本发明的目的，旨在提供一种聚四氟乙烯血管，该血管通过在中间引入塑胶层，有效起到了防止针孔漏血，植入后即可进行穿刺；同时，橡胶层的引入，使得该血管具有良好的弹性和伸缩性，方便临床医生使用；而且，血管内层进行了改良，对栓塞的形成具有一定的预防作用，提高了血管长久的通畅率。
为达到上述目的，本发明提供了一种高通畅率的人工血管，该人工血管包含：
具有第一管径的第一膨体聚四氟乙烯管；
套置在第一膨体聚四氟乙烯管外部的第二膨体聚四氟乙烯管，该第二膨体聚四氟乙烯管具有第二管径，该第二管径大于第一管径；及
设置在第一膨体聚四氟乙烯管与第二膨体聚四氟乙烯管之间的塑胶包膜层；
其中，所述的第二管径小于6mm；
所述的第一膨体聚四氟乙烯管的外表面、第二膨体聚四氟乙烯管的内表面均设置有涂层，该涂层含有丝素蛋白。
较佳地，所述的第一膨体聚四氟乙烯管的内表面经磺酸化处理过。
较佳地，所述的塑胶包膜层选用的材质为氟橡胶或硅胶。
较佳地，所述的氟橡胶为聚全氟乙丙稀。
较佳地，所述的塑胶包膜层的厚度为0.1mm，所述的第一管径、第二管径均为2-5.5mm。
本发明还提供了一种根据上述的高通畅率的人工血管的制备方法，该方法包含以下步骤：
步骤1，将分散型聚四氟乙烯树脂拉伸、预制具有不同内径的膨体聚四氟乙烯管，该膨体聚四氟乙烯管包含具有第一管径的第一膨体聚四氟乙烯管及具有第二管径的第二膨体聚四氟乙烯管，该第二管径大于第一管径；
步骤2，在第一膨体聚四氟乙烯管的外表面进行包膜，设置塑胶包膜层；
步骤3，在塑胶包膜层外部套设第二膨体聚四氟乙烯管，升温至80-100℃，进行热粘合，并烧结固定，得到三层人工血管；
步骤4，对三层人工血管进行表面等离子处理：采用低温等离子体表面处理仪在一定的电压（50—80 Pa）和功率（18—30 w）下进行处理；通过处理后，血管表面含有大量的活性粒子，如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等；
步骤5，将上述等离子处理后的人工血管经丝素蛋白溶液充分浸泡，干燥，得到含有丝素蛋白涂层的人工血管。
较佳地，步骤1包含如下步骤：
步骤1.1，以分散型聚四氟乙烯树脂与助挤剂按重量比10:1-20:1的比例混合，预成型棒材，再使用管状模具，推压形成不同内径的管材；
步骤1.2，匀速升温至80℃干燥处理上述不同内径的管材，使助挤剂挥发，去除助挤剂；
步骤1.3，上述干燥后的管材进行加热，升温至250-300℃，采用单向拉伸仪，拉伸倍数为4-7倍，制得不同内径的膨体聚四氟乙烯管。
较佳地，步骤4中，等离子处理所采用的气体为氧气、氮气或氩气。
较佳地，步骤5中，所述的丝素蛋白溶液的浓度为15-25mg/ml。
较佳地，所述的制备方法还包含：
步骤6，将含有丝素蛋白涂层的人工血管再用低温等离子体进行处理：将工作电压调整为20 Pa，采用的等离子处理气体为SO2，在人工血管的内、外表面磺酸化，引入磺酸基团 ，以提高抗凝血性能。
本发明的高通畅率的人工血管的内外层的聚四氟乙烯管（第一膨体聚四氟乙烯管及第二膨体聚四氟乙烯管）具有“节与纤维”的结构，可以引导组织细胞长入，体现了良好的生物相容性；本发明的高通畅率的人工血管中间的塑胶包膜层，具有良好的弹性，解决了临床上穿刺过程中针孔漏血的问题。同时，该血管经过了低温等离子处理，在血管表面引入了丝素蛋白 ，提高了抗凝血性能，解决了小血管（直径<6mm） 的长期通畅率的问题。
附图说明
图1为本发明的一种高通畅率的人工血管的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例与附图对本发明的技术方案作进一步地说明。
如图1 所示，为本发明的一种高通畅率的人工血管的结构示意图，该人工血管包含：
具有第一管径的第一膨体聚四氟乙烯管10；
套置在第一膨体聚四氟乙烯管外部的第二膨体聚四氟乙烯管30，该第二膨体聚四氟乙烯管30具有第二管径，该第二管径大于第一管径；及
设置在第一膨体聚四氟乙烯管10与第二膨体聚四氟乙烯管30之间的塑胶包膜层20；
其中，所述的第二管径小于6mm。
所述的第一膨体聚四氟乙烯管的外表面、第二膨体聚四氟乙烯管的内表面均设置有涂层，该涂层含有丝素蛋白。
所述的第一膨体聚四氟乙烯管的内表面经磺酸化处理过。
所述的塑胶包膜层选用的材质为氟橡胶或硅胶，所述的氟橡胶优选为聚全氟乙丙稀。
所述的塑胶包膜层的厚度为0.1mm。所述的第一管径、第二管径均为2-5.5mm。
所述的人工血管本身具有一定得伸缩性。
本发明的一种高通畅率的人工血管的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，预成型：室温下，以分散型聚四氟乙烯树脂与助挤剂按重量比10:1-20:1的比例混合，形成糊膏状，预成型棒材，使用管状模具，推压形成管材。通过调节模具的大小，得到不同内径的管材(2-5.5mm)。助挤剂不仅起到润滑作用，以便经剪切力后，使球状树脂颗粒拉伸成为均匀的纤维结构。所以，助挤剂要求具有良好的润滑性，且在成型过程中不发生化学反应，成型后易于脱出。根据上述要求可作助挤剂的物质主要是有机溶剂，如甲苯、石油醚、溶剂油、石蜡油等。本发明采用的助挤剂为Exxon chemical 公司（埃克森化学公司）提供的脱芳烃溶剂油Isopar M。
步骤2，去除助挤剂，以10℃/小时的速度匀速升温，升高至80℃，让助挤剂挥发。
步骤3，将上述干燥后的聚四氟乙烯管材进行加热，升高温度至250-300℃，采用单向拉伸仪，拉伸倍数为4-7倍，确保产生的节与纤维的长度为17-25μm。将上述得到的不同孔径的基管，重复上述拉伸工艺，得到不同内径的拉伸后的e-PTFE 管，且该些e-PTFE管的外径小于6mm。
步骤4，根据所制定的血管的大小，将在小血管的外面进行包膜，获得塑胶包膜层；所用的材质可以是氟橡胶、硅胶或者聚全氟乙丙烯。在此，优先选用氟橡胶，其选用的膜厚度为0.1mm。
步骤5，将管径稍大的血管与（步骤4）包膜后的小血管，进行叠合，升温至80-100℃，使之热粘合，并烧结固定。
步骤6，血管表面等离子处理：将上述所得到的血管，采用低温等离子体表面处理仪在一定的电压（50—80 Pa）和功率（18—30 w）下进行处理。其使用的气体可以是常见的如氧气、氮气、氩气。此处优先选用氩气。通过处理后，血管表面含有大量的活性粒子，如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等，有利于下一步的丝素蛋白浸泡涂覆。
步骤7，将上述处理后的血管，放置在密装满一定浓度的丝素蛋白溶液密闭容器中，充分浸泡，必要时可轻微震荡。其丝素蛋白溶液的浓度优选为15-25 mg/ml。让丝素蛋白均匀涂覆在血管内、外表面。浸泡30-60 分钟后，取出、晾干。得到涂层后的血管 。
步骤8，将上述涂层后的血管重新用低温等离子体进行处理，将工作电压调整为20Pa，应用气体为SO2，经过等离子体处理后，在血管的表面磺酸化，引入了磺酸基团，提高了抗凝血性能。
综上所述，该替代物为膨体聚四氟乙烯人工血管，分为内、中、外两层，内外层均为膨体聚四氟乙烯层，两层之间为氟橡胶层。内外层的聚四氟乙烯具有“节与纤维”的结构，可以引导组织细胞长入，体现了良好的生物相容性；中间的氟橡胶层，具有良好的弹性，解决了临床上穿刺过程中针孔漏血的问题。同时，该血管经过了低温等离子处理，在血管表面引入了丝素蛋白 ，提高了抗凝血功能，解决了小血管（直径<6mm） 的长期通畅率的问题。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种高通畅率的人工血管，其特征在于，该人工血管包含：
具有第一管径的第一膨体聚四氟乙烯管；
套置在第一膨体聚四氟乙烯管外部的第二膨体聚四氟乙烯管，该第二膨体聚四氟乙烯管具有第二管径，该第二管径大于第一管径；及
设置在第一膨体聚四氟乙烯管与第二膨体聚四氟乙烯管之间的塑胶包膜层；
其中，所述的第二管径小于6mm；
所述的第一膨体聚四氟乙烯管的外表面、第二膨体聚四氟乙烯管的内表面均设置有涂层，该涂层含有丝素蛋白。
2.如权利要求1所述的高通畅率的人工血管，其特征在于，所述的第一膨体聚四氟乙烯管的内表面经磺酸化处理过。
3.如权利要求1所述的高通畅率的人工血管，其特征在于，所述的塑胶包膜层选用的材质为氟橡胶或硅胶。
4.如权利要求3所述的高通畅率的人工血管，其特征在于，所述的氟橡胶为聚全氟乙丙稀。
5.如权利要求1所述的高通畅率的人工血管，其特征在于，所述的塑胶包膜层的厚度为0.1mm，所述的第一管径、第二管径均为2-5.5mm。
6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的高通畅率的人工血管的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
步骤1，将分散型聚四氟乙烯树脂拉伸、预制具有不同内径的膨体聚四氟乙烯管，该膨体聚四氟乙烯管包含具有第一管径的第一膨体聚四氟乙烯管及具有第二管径的第二膨体聚四氟乙烯管，该第二管径大于第一管径；
步骤2，在第一膨体聚四氟乙烯管的外表面进行包膜，设置塑胶包膜层；
步骤3，在塑胶包膜层外部套设第二膨体聚四氟乙烯管，升温至80-100℃，进行热粘合，以烧结固定，得到三层人工血管；
步骤4，对三层人工血管进行表面等离子处理：在50-80 Pa的工作电压和18-30 w功率下进行等离子处理；
步骤5，将上述等离子处理后的人工血管经丝素蛋白溶液充分浸泡，干燥，得到含有丝素蛋白涂层的人工血管。
7.如权利要求6所述的高通畅率的人工血管的制备方法，其特征在于，步骤1包含如下步骤：
步骤1.1，以分散型聚四氟乙烯树脂与助挤剂按重量比10:1-20:1的比例混合，预成型棒材，再使用管状模具，推压形成不同内径的管材；
步骤1.2，匀速升温至80℃干燥处理上述不同内径的管材，使助挤剂挥发，去除助挤剂；
步骤1.3，上述干燥后的管材进行加热，升温至250-300℃，采用单向拉伸仪，拉伸倍数为4-7倍，制得不同内径的膨体聚四氟乙烯管。
8.如权利要求7所述的高通畅率的人工血管的制备方法，其特征在于，步骤4中，等离子处理所采用的气体为氧气、氮气或氩气。
9.如权利要求6所述的高通畅率的人工血管的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述的丝素蛋白溶液的浓度为15-25mg/ml。
10.如权利要求6所述的高通畅率的人工血管的制备方法，其特征在于，所述的制备方法还包含：
步骤6，将含有丝素蛋白涂层的人工血管再用低温等离子体进行处理：将工作电压调整为20 Pa，采用的等离子处理气体为SO2，在人工血管的内、外表面磺酸化，引入磺酸基团 ，以提高抗凝血性能。
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