CN109248340B - 一种纤维基人造血管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纤维基人造血管及其制备方法，属于生物医学工程领域。本发明将聚己内酯和聚氨酯的混合溶液先由计量泵挤出、凝固浴预凝再经旋转的圆柱体模具卷绕，浸泡干燥后得到卷绕层；在卷绕层上用N，N‑二甲基甲酰胺进行喷涂，得到溶剂层；之后将其作为静电纺丝接收端，进行静电纺丝，浸泡干燥后得到静电纺丝层；在静电纺丝层上用N，N‑二甲基甲酰胺进行喷涂，按顺序重复一次上述步骤，得到纤维基人造血管。本发明对纤维层之间进行N，N‑二甲基甲酰胺喷涂，提高了纤维层之间的相容性，增大了人造血管的轴向强度。本发明制造的人造血管工艺简单且具有良好的力学性能、抗渗透性以及生物相容性，有望大规模生产。

Description

一种纤维基人造血管的制备方法
技术领域
本发明涉及人造血管的制备方法，特别是一种具有良好的柔韧性、抗渗透性、生物相容性和可塑性的纤维基人造血管制备方法，属于生物医学工程技术领域。
背景技术
近年来，各种心血管类疾病严重危害到人类的健康，血管移植越来越受到人们的关注。血管移植的最佳选择是采用自体血管，然而由于其来源有限，已经不能满足人们对血管移植的需求。在这种情况下，采用人工血管成为了好的选择。
中国专利公开号CN105311674A，公开日期为2016年2月10日，发明名称为一种高弹性抗折皱人造血管制备方法：，该发明是由聚氨酯和聚己内酯的混合溶液成丝卷绕而成的人造血管，其优点是：工艺简单并具有良好的强力、顺应性、耐疲劳性和抗折皱性。但卷绕使用的纤维直径较大，致使形成的血管孔隙较大，抗渗透能力较差，从而可能导致手术过程中大量渗血。
中国专利公开号CN105232184A，公开日期为2016年1月13日，发明名称为：一种人造血管及其制备方法和喷头装置，该发明是将裁剪并缝合成圆筒形的织物作为血管外层管壁，置于金属管内腔，向其内层进行静电纺，从而形成具有双层管壁的人造血管。其优点是：能够防止手术时管壁渗血，有利于手术后细胞组织的顺利长入，同时无需内外层翻转。但是由于手工缝合，缝合过程中难免会出现缝合张力不匀、缝合均匀度差、缝合孔洞过大等情况，这些都是会造成覆膜支架在体内疲劳失效的潜在原因。并且内腔静电纺操作难度大，在小口径人造血管制备中不易实现。
中国专利公开号CN102641161A，公开日期为2012年8月22日，发明名称为：一种复合结构人造血管及其动态制备方法，该发明是通过非织造技术得到管坯，在其中进行细胞动态培养，最后涂覆上纳米纤维素膜，得到复合结构人造血管。其优点是：血管径向轴向的强伸性能好，制备方法简单，纳米细菌纤维素涂层生物相容性和生物力学性能好。但细胞生长无规律性，血管管壁结构无法控制，得到的人工血管可塑性较差。
中国专利公开号CN102212918A，公开日期为2011年10月12日，发明名称为：一种三层机织小口径人造血管及其制备方法，该发明是先用涤纶机织成血管外层结构，再用丝素纤维和涤纶机织成中层及内层结构，相互联结得到三层机织小口径人造血管。其优点是：具备良好的力学性能、三层仿生的管壁结构、良好的细胞相容性和血液相容性。但含有的三层涤纶机织结构，致使管壁较厚，血管弯折易形成死角，造成堵塞，从而引起血栓。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明的目的在于提供一种纤维基人造血管的制备方法。为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种纤维基人造血管的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行:
一种纤维基人造血管的制备方法，所述多层复合结构人造血管的制备方法按以下步骤进行：
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为：
聚己内酯 10～30
聚氨酯 70～90
溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为10～20％的混合溶液，在温度为20～40℃的水浴环境下，以50～600r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.05～0.1Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以10～30ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留10～20s，得到30～50cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为50～500μm，之后浸没于循环蒸馏水中2～5h。浸泡完毕后，放置在20～40℃循环风干燥器中干燥24～72h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为10：0～5：5。
圆柱体模具的直径为4～20mm，长度为300～800mm。
圆柱体模具的材料为铁或铝或铜。
圆柱体模具旋转速度为15～50r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为1根或2根或4根或6根或8根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以15～50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500～1500ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续5～10s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.3～0.8mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为10～30cm，向注射器针头施加15～30kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以15～50r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中2～5h，浸泡完毕后，放置在20～40℃循环风干燥器中干燥24～72h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为0.5～2mm。
注射泵速度为0.2～10mL/h。
静电纺丝层的厚度为20～250μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以15～50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500～1500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续5～10s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.2～1.5mm的纤维基人造血管。
其中，卷绕层与其相邻外侧的静电纺丝层的厚度比为1：0.2～1：1。
由于采用了以上技术方案，本发明制备的纤维基人造血管主要成分为聚己内酯和聚氨酯，聚己内酯拥有良好的生物相容性，细胞可在其基架上正常生长，植入体内不会出现排异反应。聚氨酯具有较高的机械强度，柔曲性、回弹性良好，可增强人造血管的抗曲折能力，有益于血液的流通，从而防止血栓的发生。并且其化学性质稳定，可在体内长期使用。聚己内酯具有生物降解性，故血管中聚己内酯的含量越高，血管的化学性质越不稳定，且柔韧性较差。因此，聚己内酯和聚氨酯的适宜质量比为10：90～30：70。
本发明人造血管制备时，计量泵的挤出速度为10～30ml/h，圆柱体模具的旋转速度为15～50r/min。二者速度需相互协调，过快会导致卷绕丝束断裂，致使成型结构不均匀；过慢则导致缠绕不紧密，且卷绕丝束在凝固浴中滞留，生产效率低下。
本发明人造血管制备时，凝固浴中蒸馏水与无水乙醇质量比为10：0～5：5。水和乙醇能提取溶液中的溶剂，从而达到对长丝洗涤固化的作用。水对此溶剂的提取能力要优于乙醇，故不同比例的凝固浴，对长丝的固化速度影响不同。固化速度过快，会导致长丝表面不平滑，粘接效果差，从而导致血管表面参差不齐、孔隙过多；固化速度过慢，则生产效率低。
本发明人造血管制备时，溶液在凝固浴中预凝固时间为10～20s。预凝固时间过短，则固化长丝强度不足，卷绕过程中易断裂；时间过长，则长丝表面完全固化，影响卷绕时的相互粘接，从而使得血管无法紧密缠绕、孔隙过多，抗渗透能力差。半固化长丝为卷绕所需的最佳状态，表面软性适中利于粘接且强度足够不易扯断，将预凝固时间设为10～20s。
本发明人造血管制备时，卷绕层与静电纺丝层之间喷涂N，N-二甲基甲酰胺纯溶液。由于N，N-二甲基甲酰胺为有机溶剂，能够渗入管壁，对其表面具有溶解作用，对层与层之间进行喷涂能提高二者的相容性。由于喷涂出的液体颗粒接触面小，且喷涂时间较短，喷涂出的液体含量少，这使得纤维层不会过度溶解，影响内部结构，故使用喷涂工艺。
本发明人造血管制备时，静电纺接收距离可以为10～30cm。若接收距离过大，导致纤维的直径过细，孔隙率过大，容易降低血管的抗渗透性。若接收距离过小，纤维直径过粗，血管壁过于致密，导致很难实现物质交换功能。
本发明人造血管制备时，静电纺外加电压可以为15～30kV。若电压过大，会使纤维的鞭动加剧且不可控，导致得到的管壁结构分布不均匀，同根血管粗细不等，成品率低；若电压过小，射出的纤维所带电荷不足，成丝及附着速度慢，效率低下，且纤维附着强度低，结构苏松，影响甚至破坏复合结构成型。
本发明人造血管制备时，针头孔径可以为0.5～2mm，注射泵的速度可以为0.2～10ml/h。若孔径、射速过小，注射泵推出的溶液无法满足电场力拉伸量，使得喷丝得不到连续，在接收管会出现一些混乱且断裂的丝，致使血管结构紊乱。若孔径、射速过大，针头处的溶液会出现过多从而形成液滴，使得制备的溶剂无法得到合理运用，且不慎滴下，会影响管壁已成型的均匀网状结构。
本发明人造血管制备时，卷绕层的厚度为50～500μm，静电纺丝层的厚度为20～250μm，卷绕层与其相邻外侧的静电纺丝层的厚度比为1：0.2～1：1。人造血管的厚度与其力学性能以及抗渗透性能息息相关，如果人造血管过厚，会使其能量不易相互转化，抗褶皱性能低下，血管弯曲后拐口通道过窄，造成管口堵塞，从而出现血栓等症状；如果人造血管过薄，抗渗透能力差，随着长时间的血管内外血压差的冲击，易渗血，更严重的导致血管破裂，危及生命安全，故将厚度控制在上述范围。
本发明的制备方法操作工艺简单，适合大规模生产，所制备出的人造血管具有良好的力学性能、抗渗透性、结构可塑性以及生物相容性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种纤维基人造血管的制备方法，所述多层复合结构人造血管的制备方法按以下步骤进行：
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为：
聚己内酯 10～30
聚氨酯 70～90
溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为10～20％的混合溶液，在温度为20～40℃的水浴环境下，以50～600r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.05～0.1Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以10～30ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留10～20s，得到30～50cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为50～500μm，之后浸没于循环蒸馏水中2～5h。浸泡完毕后，放置在20～40℃循环风干燥器中干燥24～72h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为10：0～5：5。
圆柱体模具的直径为4～20mm，长度为300～800mm。
圆柱体模具的材料为铁或铝或铜。
圆柱体模具旋转速度为15～50r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为1根或2根或4根或6根或8根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以15～50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500～1500ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续5～10s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.3～0.8mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为10～30cm，向注射器针头施加15～30kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以15～50r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中2～5h，浸泡完毕后，放置在20～40℃循环风干燥器中干燥24～72h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为0.5～2mm。
注射泵速度为0.2～10mL/h。
静电纺丝层的厚度为20～250μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以15～50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500～1500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续5～10s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.2～1.5mm的纤维基人造血管。
其中，卷绕层与其相邻外侧的静电纺丝层的厚度比为1：0.2～1：1。
具体实施例
实施例一
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为10:90溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为10％的混合溶液，在温度为20℃的水浴环境下，以50r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.05Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以10ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留10s，得到30cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为50μm，之后浸没于循环蒸馏水中2h。浸泡完毕后，放置在20℃循环风干燥器中干燥24h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为10：0。
圆柱体模具的直径为4mm，长度为300mm。
圆柱体模具的材料为铁。
圆柱体模具旋转速度为15r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为1根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以15r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续5s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.3mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为10cm，向注射器针头施加15kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以15r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中2h，浸泡完毕后，放置在20℃循环风干燥器中干燥24h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为0.5mm。
注射泵速度为0.2mL/h。
静电纺丝层的厚度为50μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以15r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续5s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.2mm的纤维基人造血管。
实施例二
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为10:90溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为15％的混合溶液，在温度为30℃的水浴环境下，以300r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.07Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以10ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留10s，得到30cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为100μm，之后浸没于循环蒸馏水中2h。浸泡完毕后，放置在20℃循环风干燥器中干燥24h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为10：0。
圆柱体模具的直径为4mm，长度为300mm。
圆柱体模具的材料为铝。
圆柱体模具旋转速度为15r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为1根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以15r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续5s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.3mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为10cm，向注射器针头施加15kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以15r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中2h，浸泡完毕后，放置在20℃循环风干燥器中干燥24h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为0.5mm。
注射泵速度为0.2mL/h。
静电纺丝层的厚度为20μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以15r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续5s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.24mm的纤维基人造血管。
实施例三
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为10:90溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为20％的混合溶液，在温度为40℃的水浴环境下，以600r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.1Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以15ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留10s，得到35cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为200μm，之后浸没于循环蒸馏水中3h。浸泡完毕后，放置在25℃循环风干燥器中干燥36h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为9:1。
圆柱体模具的直径为8mm，长度为400mm。
圆柱体模具的材料为铜。
圆柱体模具旋转速度为20r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为2根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以20r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以750ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续6s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.4mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为15cm，向注射器针头施加20kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以20r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中3h，浸泡完毕后，放置在25℃循环风干燥器中干燥36h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为1mm。
注射泵速度为0.5mL/h。
静电纺丝层的厚度为40μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以20r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以750ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续6s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.48mm的纤维基人造血管。
实施例四
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为20:80溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为10％的混合溶液，在温度为20℃的水浴环境下，以60r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.06Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以15ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留15s，得到35cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为100μm，之后浸没于循环蒸馏水中3h。浸泡完毕后，放置在25℃循环风干燥器中干燥36h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为9:1。
圆柱体模具的直径为8mm，长度为400mm。
圆柱体模具的材料为铁。
圆柱体模具旋转速度为20r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为4根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以20/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以750ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续6s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.4mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为15cm，向注射器针头施加20kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以20r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中3h，浸泡完毕后，放置在25℃循环风干燥器中干燥36h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为1mm。
注射泵速度为0.5mL/h。
静电纺丝层的厚度为100μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以20r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以750ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续6s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.4mm的纤维基人造血管。
实施例五
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为20:80溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为15％的混合溶液，在温度为30℃的水浴环境下，以200r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.08Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以20ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留15s，得到40cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为120μm，之后浸没于循环蒸馏水中4h。浸泡完毕后，放置在30℃循环风干燥器中干燥48h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为8:2。
圆柱体模具的直径为10mm，长度为500mm。
圆柱体模具的材料为铝。
圆柱体模具旋转速度为30r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为4根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以30r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以900ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续7s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.5mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为20cm，向注射器针头施加25kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以25r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中4h，浸泡完毕后，放置在30℃循环风干燥器中干燥48h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为1mm。
注射泵速度为1mL/h。
静电纺丝层的厚度为60μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以25r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1000ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续7s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.36mm的纤维基人造血管。
实施例六
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为20:80溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为20％的混合溶液，在温度为40℃的水浴环境下，以500r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.09Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以20ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留15s，得到40cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为200μm，之后浸没于循环蒸馏水中4h。浸泡完毕后，放置在30℃循环风干燥器中干燥48h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为8:2。
圆柱体模具的直径为10mm，长度为600mm。
圆柱体模具的材料为铜。
圆柱体模具旋转速度为30r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为6根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以30r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以900ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续7s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.6mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为20cm，向注射器针头施加25kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以30r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中4h，浸泡完毕后，放置在30℃循环风干燥器中干燥48h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为1.5mm。
注射泵速度为3mL/h。
静电纺丝层的厚度为100μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以25r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1000ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续7s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.6mm的纤维基人造血管。
实施例七
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为30:70溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为10％的混合溶液，在温度为20℃的水浴环境下，以70r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.05Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以25ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留20s，得到45cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为500μm，之后浸没于循环蒸馏水中5h。浸泡完毕后，放置在35℃循环风干燥器中干燥60h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为7:3。
圆柱体模具的直径为15mm，长度为700mm。
圆柱体模具的材料为铁。
圆柱体模具旋转速度为40r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为6根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以40r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1000ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续8s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.7mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为25cm，向注射器针头施加25kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以35r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中5h，浸泡完毕后，放置在35℃循环风干燥器中干燥60h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为1.5mm。
注射泵速度为5mL/h。
静电纺丝层的厚度为250μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以30r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1250ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续8s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为1.5mm的纤维基人造血管。
实施例八
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为30:70溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为15％的混合溶液，在温度为30℃的水浴环境下，以250r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.08Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以30ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留20s，得到50cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为500μm，之后浸没于循环蒸馏水中5h。浸泡完毕后，放置在40℃循环风干燥器中干燥72h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为6:4。
圆柱体模具的直径为20mm，长度为800mm。
圆柱体模具的材料为铝。
圆柱体模具旋转速度为50r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为8根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1250ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续9s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.8mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为25cm，向注射器针头施加30kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以40r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中5h，浸泡完毕后，放置在40℃循环风干燥器中干燥72h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为2mm。
注射泵速度为10mL/h。
静电纺丝层的厚度为100μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以40r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续9s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为1.2mm的纤维基人造血管。
实施例九
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为30:70溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为20％的混合溶液，在温度为40℃的水浴环境下，以550r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.1Mpa的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液。
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以30ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留20s，得到50cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为300μm，之后浸没于循环蒸馏水中5h。浸泡完毕后，放置在40℃循环风干燥器中干燥72h，在模具表面形成人造血管的卷绕层。
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为5：5。
圆柱体模具的直径为20mm，长度为800mm。
圆柱体模具的材料为铜。
圆柱体模具旋转速度为50r/min。
牵引至圆柱体模具的长丝根数为8根。
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1500ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续10s，形成溶剂层。
其中，喷枪嘴口径为0.8mm。
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为30cm，向注射器针头施加30kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以50r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中5h，浸泡完毕后，放置在40℃循环风干燥器中干燥72h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起。
其中，注射器针头的孔径为2mm。
注射泵速度为10mL/h。
静电纺丝层的厚度为100μm。
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以1500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续10s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.8mm的纤维基人造血管。

Claims (1)

1.一种纤维基人造血管的制备方法，其特征在于：所述纤维基人造血管的制备方法按以下步骤进行：
a.溶液的制备
将聚己内酯和聚氨酯按质量比为：
聚己内酯 10～30
聚氨酯 70～90
溶于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，形成质量分数为10～20％的混合溶液，在温度为20～40℃的水浴环境下，以50～600r/min的速度将混合溶液充分搅拌后，置于真空度为0.05～0.1MPa 的环境下进行脱泡处理，得到聚氨酯-聚己内酯混合溶液；
b.人造血管卷绕层的制备
将步骤a中制备的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入到计量泵中，以10～30ml/h的速度从针头挤出到凝固浴中，在凝固浴中停留10～20s，得到30～50cm的长丝之后将其头端缓慢牵引至匀速旋转的圆柱体模具上，并在模具表面螺旋并肩紧密卷绕，得到管状物，厚度为50～500μm，之后浸没于循环蒸馏水中2～5h；浸泡完毕后，放置在20～40℃循环风干燥器中干燥24～72h，在模具表面形成人造血管的卷绕层；
其中，凝固浴为蒸馏水和无水乙醇的混合物，蒸馏水和无水乙醇的质量比为10：0～5：5；
圆柱体模具的直径为4～20mm，长度为300～800mm；
圆柱体模具的材料为铁或铝或铜；
圆柱体模具旋转速度为15～50r/min；
牵引至圆柱体模具的长丝根数为1根或2根或4根或6根或8根；
c.溶剂层的制备
将步骤b中表面形成有人造血管卷绕层的模具以15～50r/min匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500～1500ml/min均匀喷涂至人造血管的卷绕层表面，持续5～10s，形成溶剂层；
其中，喷枪嘴口径为0.3～0.8mm；
d.人造血管静电纺丝层的制备
将步骤a中得到的聚氨酯-聚己内酯混合溶液注入注射器中，将注射器固定在注射泵上，注射器针头到模具表面人造血管卷绕层的距离为10～30cm，向注射器针头施加15～30kV的直流电压，之后进行静电纺丝，模具以15～50r/min匀速转动并接收丝线，完成后浸没于循环蒸馏水中2～5h，浸泡完毕后，放置在20～40℃循环风干燥器中干燥24～72h，在卷绕层表面形成人造血管的静电纺丝层，卷绕层和静电纺丝层粘合在一起；
其中，注射器针头的孔径为0.5～2mm；
注射泵速度为0.2～10mL/h；
静电纺丝层的厚度为20～250μm；
e.纤维基人造血管的形成
将人造血管卷绕层表面形成有静电纺丝层的模具以15～50r/min 匀速转动，将注入有N，N-二甲基甲酰胺纯溶液的喷枪，以500～1500ml/min均匀喷涂至静电纺丝层表面，持续5～10s，之后按步骤b、c、d重复1次，完成后脱模，得到厚度为0.2～1.5mm的纤维基人造血管；
其中，卷绕层与其相邻外侧的静电纺丝层的厚度比为1：0.2～1：1。
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