CN109172872B - 一种取向纤维增强人造血管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种取向纤维增强人造血管的制备方法，属于组织工程技术领域。本发明首先通过在血管模具表面涂刷一层聚氨酯溶液，然后将纤维材料按照一定方向排列在聚氨酯溶液表面形成取向纤维层，接着通过静电纺丝在取向纤维层表面形成纳米膜，从而制备出取向度较好的人造血管。此方法制造出的人造血管生物相容性较好，血管中纤维的取向排列有利于血管中细胞的有序生长排列，制备工艺也相对安全，制备效率较高。

Description

一种取向纤维增强人造血管的制备方法
技术领域
本发明涉及一种取向纤维增强的人造血管的制备方法，属于组织工程技术领域。
背景技术
随着人类生活条件的提高，血管类疾病的发病率也日益增加，治疗血管类疾病有效手段之一就是血管移植。但由于用于移植的同种异体血管数量稀少无法满足医疗需求，故人造血管成为最合适的代替品。目前，纺织型人造血管已广泛地应用于临床，替换人体内已坏损的血管，并取得了较好的医疗效果。
不少研究表明，自然血管中的细胞是成一定的取向排列，其特定的排列为血管的功能提供了很多作用，比如血管外层中的平滑肌细胞其在外层结构中始终是对齐的沿着圆周取向排列的，其对于血管在环境温度响应的条件下的收缩作用，至关重要。所以制备高取向人造血管，以利于引导细胞取向生长显得格外重要。
中国专利公布号CN103211663A，公开日期为2013年7月24日，发明名称为：具微纳仿生内膜结构的静电纺丝人工血管的制备方法，该发明公开了一种通过静电纺丝制备人工血管的方法，将高分子溶液静电纺到高速旋转的接收器上，得到取向纤维膜然后将取向纤维膜绕金属模具卷成管状，纤维取向方向和模具长轴方向相同再次进行静电纺丝，用套有取向纤维膜的金属模具接收得到了两层结构的人造血管。
中国专利公开号CN106512087A，公开日期为2017年3月22日，发明名称为：一种取向排列的人造血管支架及其制备方法。该发明以生物相容性聚合物材料为纺丝溶液，首先通过静电纺丝法研究了不同转速对于纤维取向的影响，确定了最佳取向度的转速，在此转速基础上制备出取向排列的纤维人造血管支架，所述人造血管支架的生物相容性较好，并且可以引导平滑肌细胞取向排列在血管上。
以上两种方法均通过静电纺丝方法制备人造血管，且制得的人造血管在纤维取向方向上具有一定的优点，同时也可以诱导细胞定向繁殖和生长，有利于病变血管的修复。但是制备的血管需要内外翻转，翻转容易对血管产生一定的破坏，且对于小口径血管翻转困难较大。后者制备的血管强度较小，血管力学性能较差。
发明内容
本发明针对现有人工血管取向度不足的问题，提供出一种取向纤维增强人造血管的制备方法，本发明的具体技术方案为：
一种取向纤维增强人造血管的制备方法，所制备方法按以下步骤进行：
a.聚氨酯溶液的制备
将聚氨酯和N,N-二甲基甲酰胺按照1:9～2:8的质量比混合，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液；
b.取向纤维层的制备
将纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层；
其中，取向纤维层单位质量为10～20g/m2；
纤维为棉或羊毛或蚕丝或聚酯纤维中的一种。
c.人造血管的制备
将直径为3～20mm，长度为35～100cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50～100r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层均匀的聚氨酯溶液，其厚度为0.08～0.15mm；关闭卷绕机，取0.1～0.5g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯溶液的外表面，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15～30cm，纺丝电压为15～45KV，注射泵推速为0.5～2ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1～0.5mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
其中，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直或平行。
由于采用了以上技术方案，本发明提出的一种取向纤维增强人造血管的制备方法是通过结构和功能仿生而设计和制备的功能人造血管。人体的血管组织为三层结构，最外层结缔组织，中间层为取向的平滑肌组织，最内层为内皮细胞组成的薄膜结构。其中取向的平滑肌组织既是血管的支撑层，同时在血液流动中进行动能和势能的快速转化，保证血流的通畅。
本发明利用梳理机对纤维进行梳理，使其进行取向，形成类似于平滑肌取向层的结构，再通过与具有良好弹性的聚氨酯材料进行复合，构筑出取向纤维增强高弹性聚氨酯膜用作人造血管的中间层。依靠涂覆法和静电纺丝法在人造血管中间层的两侧形成两层不同结构的膜，仿生人造血管的内膜和外部结缔组织。
本发明选择聚氨酯作为人造血管制备原材料，是因为聚氨酯材料具有良好的弹性，能够保证血液在血管中顺畅流动，并快速的将动能转化成弹性势能再转化为动能，推动血液的流动，减少血栓的形成。同时聚氨酯材料具有良好的耐候性，其使用寿命可长达15～20年。本发明选择N,N-二甲基甲酰胺作为聚氨酯溶剂主要是因为N,N-二甲基甲酰胺是聚氨酯的良溶剂，同时成型后通过简单的浸泡在蒸馏水中就可以除去全部的溶剂，得到人造血管。本发明中选取的聚氨酯和N,N-二甲基甲酰胺质量比为1:9～2:8，原因是聚氨酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比高于以上值会导致粘度太大，聚氨酯溶液无法从喷枪中喷出；聚氨酯和N,N-二甲基甲酰胺的质量比低于以上值，会导致血管中聚氨酯太少，血管强度不够。
本发明制备取向纤维层时，使用梳棉机作为常用的纤维梳理和除杂的机器，可以很好的控制纤维取向性，形成完全取向的纤维层。纤维层的厚薄由单位面积重量决定，重量越重，取向纤维层越厚，重量越轻，取向纤维层越薄。本发明中，选择的取向纤维层规格为10～20g/m2，是因为如果纤维层单位克重小于10g/m2，则会导致纤维层非常薄，单位面积内含有的纤维的根数少，无法起到增强的作用。如果纤维层单位克重大于20g/m2时，会导致单位面积内含有的纤维根数较多，增强后的人造血管膜材料较硬，与人体血管的性能不符。
本发明中人造血管的制备中，选取棉纤维、羊毛、蚕丝或聚酯纤维来取向排列，是由于这些纤维强度较好，无毒无害且生物相容性好，对人体不会产生不良反应。增强层中所有纤维伸直方向与圆柱体模具轴向平行或垂直，可以分别对血管轴向和径向分别产生增强效果。
本发明人造血管的制备中，由于人体血管内皮细胞层的厚度约为10μm，为完全模拟人体血管的内皮细胞层，在涂覆内层溶液时，考虑到成膜后收缩等原因，故选择涂覆的厚度为0.08～0.15mm，干燥后即可得到10μm左右厚度的膜。
本发明人造血管的制备中，由于纤维直径在0.1-10μm有利于促进细胞的贴服和增殖，而静电纺丝纤维的直径是有静电纺丝工艺参数决定，故为得到以上直径的纤维，控制静电纺丝参数如下：针头和金属圆柱体模具间的距离为15～30cm，纺丝电压为15～45KV，注射泵推速为0.5～2ml/h，静电纺纳米膜厚度的厚度为0.1～0.2mm。如果静电纺纳米膜的厚度超出0.2mm以后，人造血管的总厚度将加大，导致人造血管的弹性下降，不利于能量的转化。如果静电纺纳米膜的厚度小于0.1mm，容易导致血管的防渗漏能力下降，易出现渗血的现象，给病人生命带来危险。
本发明人造血管的制备中，可选择不同直径的金属圆柱体模具来满足不同直径人造血管的要求，也可选择不同聚氨酯涂层厚度和取向纤维排列厚度和静电纺纳米膜的厚度来满足不同厚度的人造血管的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
一种取向纤维增强人造血管的制备方法，制备步骤如下：
a.聚氨酯溶液的制备
将聚氨酯和N,N-二甲基甲酰胺按照1:9～2:8的质量比混合，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层。
其中，取向纤维层单位质量为10～20g/m2。
纤维为棉或羊毛或蚕丝或聚酯纤维或聚四氟乙烯纤维中的一种。
c.人造血管的制备
将直径为3～20mm，长度为35～100cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50～100r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层均匀的聚氨酯溶液，其厚度为0.08～0.15mm；关闭卷绕机，取0.1～0.5g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯溶液的外表面，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15～30cm，纺丝电压为15～45KV，注射泵推速为0.5～2ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1～0.5mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
其中，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直或平行。
具体实施例
实施例一
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将棉纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为10g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为4mm，长度为35cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.08mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.1g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例二
a.聚氨酯溶液的制备
将20g聚氨酯置于80gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将羊毛纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为15g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为6mm，长度为50cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.12mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.15g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.15mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例三
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将羊毛纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为20g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为4mm，长度为35cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.08mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.1g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例四
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将蚕丝纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为20g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为4mm，长度为35cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.08mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.1g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例五
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将聚酯纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为10g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为8mm，长度为50cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.08mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.2g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例六
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将棉纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为10g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为4mm，长度为35cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.1mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.1g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例七
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将棉纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为10g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为4mm，长度为35cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.08mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.2g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.1mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。
实施例八
a.聚氨酯溶液的制备
将10g聚氨酯置于90gN,N-二甲基甲酰胺中，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液。
b.取向纤维层的制备
将棉纤维材料通过梳棉机进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层，取向纤维层单位质量为10g/m2。
c.人造血管的制备
将直径为4mm，长度为35cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层薄且均匀的聚氨酯溶液层，厚度为0.08mm；关闭卷绕机使主轴停止转动，取0.1g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯层的外表面上，贴附在聚氨酯层的外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15cm，纺丝电压为15KV，注射泵推速为0.5ml/h，静电纺纳米膜厚度为0.2mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，在自然环境中干燥，即得到制备好的完整的人造血管。

Claims (3)

1.一种取向纤维增强人造血管的制备方法，其特征在于，所制备方法按以下步骤进行：
a.聚氨酯溶液的制备
将聚氨酯和N，N-二甲基甲酰胺按照1∶9～2∶8的质量比混合，以200～800r/min的速度在20～60℃环境下进行时间为2～6h的搅拌，溶解完全后得到均匀透明的聚氨酯溶液，将搅拌完成后的聚氨酯溶液放入真空度为-0.1～-0.05MPa的环境下脱泡2～6h，即得到均匀的聚氨酯溶液；
b.取向纤维层的制备
将纤维材料通过梳棉机进行开松、分梳和除杂，使所有呈卷曲的纤维成为伸直且伸直方向一致的取向纤维层；
其中，取向纤维层单位质量为10～20g/m2；
c.人造血管的制备
将直径为3～20mm，长度为35～100cm的金属圆柱体模具安放在卷绕机上，卷绕机的主轴转速为50～100r/min；用刷子蘸取适量经步骤a制备的聚氨酯溶液涂刷在金属圆柱体模具上，使金属圆柱体模具表面涂上一层均匀的聚氨酯溶液，其厚度为0.08～0.15mm；关闭卷绕机，取0.1～0.5g经步骤b制备的取向纤维层均匀贴附在聚氨酯溶液的外表面，然后将经步骤a制备的聚氨酯溶液吸入干燥的注射器中，注射器固定在静电纺仪器的注射泵上，将静电纺仪器的高压直流电源输出端固定在注射器前端金属针头上，同时将金属圆柱体血管模具一端与高压电源阴极相连，打开卷绕机使主轴开始转动，针头和金属圆柱体模具间的距离为15～30cm，纺丝电压为15～45KV，注射泵推速为0.5～2ml/h，在纤维表面形成纳米膜，其厚度为0.1～0.2mm；纺丝完成后，将金属圆柱体模具取下，放置在蒸馏水中浸泡24小时后取出，置于自然环境中干燥，即得到人造血管。
2.如权利要求1所述的一种取向纤维增强人造血管的制备方法，其特征在于：纤维为棉或羊毛或蚕丝或聚酯纤维。
3.如权利要求1所述的一种取向纤维增强人造血管的制备方法，其特征在于：贴附在聚氨酯溶液外表面上的取向纤维层其纤维伸直排列方向与金属圆柱体模具轴向垂直或平行。
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