CN111973313A - 一种小口径人工血管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小口径人工血管的制备方法，包括：制备纺丝溶液；利用共轭静电纺丝方法制备血管支架：用纺丝溶液纺丝，得到纳米纤维小口径人工血管支架；制备涂层溶液；将制备的小口径人工血管支架浸泡于涂层溶液中，取出并冷冻干燥后得到具有涂层的复合纳米纤维小口径人工血管。本发明还提供一种小口径人工血管，通过上述方法制备。本发明制得的小口径人工血管，原料易于得到，制备方法简单便捷，可运用于血管组织工程；同时由于涂层均匀涂覆于纳米纤维上形成了复合纳米纤维，完美的结合了聚合物材料与天然材料丝素蛋白的优势，并且保留了静电纺丝技术制备的纳米纤维能模拟细胞外基质的特点，在血管组织再生的治疗方面有极好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学工程技术领域，尤其涉及一种小口径人工血管及其制备方法。
背景技术
心血管疾病是极其常见的疾病，并且是导致高死亡率的疾病。血管移植是有效的治疗手段，但自体血管可利用率低，故研究人工血管代替自体血管具有极高的研究意义。在目前研究中，大口径人工血管已经得到了很好的应用，但口径小于6厘米的小口径血管的研究并未取得长期通畅的效果。小口径人工血管因口径较小，并且材料的生物相容性并未达到理想状态等原因，会引起小口径人工血管容易产生急性血栓、内皮化不完全、内膜过度增生等问题，从而使得移植入体内的小口径人工血管再狭窄以及血管堵塞。研究小口径人工血管的主要目标有两个：一是提高小口径人工血管的短期通畅，减少小口径人工血管移植后的急性血栓现象；二是促进小口径人工血管的快速内皮化，防止内膜过度增生，减少血管再狭窄现象，以达到长期通畅的目标。
在制备小口径人工血管的技术手段中，静电纺丝技术由于操作简单得到较多应用。其可以制备纳米级纤维以模仿细胞外基质，有利于细胞生长黏附。但也具有以下缺点：由于纤维之间孔隙较小，细胞渗入支架较为困难；由于纯聚合物材料的生物相容性差，而纯天然材料并不能提供与血管相匹配的力学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供小口径人工血管及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种小口径人工血管的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、制备纺丝溶液；
步骤S2、利用共轭静电纺丝方法制备血管支架：用所述纺丝溶液纺丝，得到纳米纤维小口径人工血管支架；
步骤S3、制备涂层溶液；
步骤S4、将制备的所述小口径人工血管支架浸泡于所述涂层溶液中，取出并冷冻干燥后得到具有涂层的复合纳米纤维小口径人工血管。
在本发明提供的小口径人工血管的制备方法中，在步骤S1中，将PLGA、PU、PLCL、PLA中的一种溶解在HFIP中得到所述纺丝溶液。
在本发明提供的小口径人工血管的制备方法中，在步骤S1中，纺丝溶液的浓度为10％。
在本发明提供的小口径人工血管的制备方法中，所述步骤S3包括：
步骤S31、配置10％的酒精溶液作为溶剂，肝素作为溶质，制备浓度为10％的肝素溶液；
步骤S32、将丝素、壳聚糖或胶原蛋白中的一种溶解于所述肝素溶液中制备浓度为1％的所述涂层溶液。
在本发明提供的小口径人工血管的制备方法中，在所述涂层溶液中，酒精溶液的溶度为5％～20％。
在本发明提供的小口径人工血管的制备方法中，在所述涂层溶液中，肝素的浓度为1％～15％。
在本发明提供的小口径人工血管的制备方法中，在选择丝素制备所述涂层溶液时，在所述涂层溶液中，丝素的浓度为1％～3％。
相应地，本发明还提供一种小口径人工血管，通过如上所述的方法制备。
在本发明提供的小口径人工血管中，复合纳米纤维小口径人工血管为壳-芯结构，纳米纤维小口径人工血管支架为芯层，涂层溶液为壳层
本发明的小口径人工血管及其制备方法，具有以下有益效果：本发明提供的小口径人工血管及其制备方法制得了具有涂层和纳米纤维的复合纳米纤维小口径人工血管，原料易于得到，制备方法简单便捷，可运用于血管组织工程；同时由于涂层均匀涂覆于纳米纤维上形成了复合纳米纤维，此种复合的纳米纤维即保持了纳米纤维的力学性能，又改善了纳米纤维的亲水性与生物相容性，完美的结合了聚合物材料与天然材料丝素蛋白的优势，并且保留了静电纺丝技术制备的纳米纤维能模拟细胞外基质的特点，能促进内皮细胞黏附与增殖，同时能载有高浓度的肝素能抑制平滑肌的过度增殖，在血管组织再生的治疗方面有极好的应用前景。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1为本发明提供的小口径人工血管的制备方法的流程示意图；
图2为本发明制备复合纳米纤维小口径人工血管的过程示意图；
图3为实施例一中制备的肝素/丝素涂层PLCL纳米纤维的复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图4为实施例一中制备的肝素/丝素涂层PLCL纳米纤维的复合纳米纤维人工小口径血管和对比示例制备的PLCL纳米纤维人工小口径血管的膜血液相容性测试图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
图1为本发明提供的小口径人工血管的制备方法的流程示意图；图2为本发明制备复合纳米纤维小口径人工血管的过程示意图。如图1和图2所示，本发明提供的小口径人工血管的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、制备纺丝溶液；
具体地，在本发明中，将PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)、PU(聚氨基甲酸酯)、PLCL(丙交酯-己内酯共聚物)、PLA(聚乳酸)中的一种溶解在HFIP(六氟异丙醇)中得到所述纺丝溶液，制备得到的纺丝溶液的浓度为10％。通过采用PLGA、PU、PLCL、PLA作为纺丝液能保证制备具有足够力学性能的纳米纤维作为支架。
步骤S2、利用共轭静电纺丝方法制备血管支架：用所述纺丝溶液纺丝，得到纳米纤维小口径人工血管支架；
具体地，在本发明中，用共轭静电纺丝技术来制造血管支架，用步骤S1制备的纺丝溶液，通过带可调电压输出的电压电源、注射泵和旋转收集器进行纺丝，得到内径为2.3mm的PLCL纳米纤维小口径人工血管。
步骤S3、制备涂层溶液；
具体地，在本发明中，包括以下步骤：
步骤S31、配置10％的酒精溶液作为溶剂，肝素作为溶质，制备浓度为10％的肝素溶液；
步骤S32、将丝素、壳聚糖或胶原蛋白中的一种溶解于所述肝素溶液中制备浓度为1％的所述涂层溶液。
其中，在所述涂层溶液中，酒精溶液的溶度为5％～20％，肝素的浓度为1％～15％；在选择丝素制备所述涂层溶液时，在所述涂层溶液中，丝素的浓度为1％～3％。通过涂层法对PLCL纳米纤维进行修饰，丝素作为肝素的载体，不仅可以通过调节肝素在丝素溶液中的浓度来调节肝素的载有量，同时丝素作为天然材料，对PLCL纳米纤维起到修饰作用，提高支架的生物相容性
步骤S4、将制备的所述小口径人工血管支架浸泡于所述涂层溶液中，取出并冷冻干燥后得到具有涂层的复合纳米纤维小口径人工血管。
相应地，本发明还提供一种通过如上方法制备的小口径人工血管，该复合纳米纤维小口径人工血管为壳-芯结构，纳米纤维小口径人工血管支架为芯层，涂层溶液为壳层。肝素/丝素均匀涂层于纳米纤维，使纳米纤维形成皮芯结构成为复合的纳米纤维。
本发明的小口径人工血管的制备方法，将具有足够力学性能的纳米纤维(例如，PLCL)与涂层溶液(例如，肝素/丝素)组成符合纳米纤维的支架，非常好的结合了天然材料与聚合物材料的优势，形成的支架具有良好的力学性能以及生物相容性，并且肝素的长期释放，不仅能起到抗凝作用，并且能促进内皮细胞的增至，在支架为完全内皮化之前，肝素的释放还能一直平滑肌的过度增生，减少血管由内膜增生引起的血管狭窄现象。这种具有能抗凝并且能促进内皮细胞的增殖，促进血管内皮化。这种良好的抗凝效果，能促进快速内皮化和有优良的生物力学性能的功能化组织工程血管的制备，为研究小口径血管支架在体内移植保持长期通畅提供了一种有效且简单的制备思路。
实施例一
(1)制备纺丝液，将PLCL溶解在HFIP中，浓度为10％；
(2)用共轭静电纺丝技术来制造血管支架，用(1)制备的纺丝溶液，通过带可调电压输出的电压电源、注射泵和旋转收集器纺丝，得到内径为2.3mm的PLCL纳米纤维人工小口径血管；
(3)配置10％的酒精溶液作为溶剂，肝素作为溶质，配置浓度为15％的肝素溶液；
(4)制备肝素/丝素混合溶液，将丝素溶解于(3)中配置的肝素溶液中，浓度为1％；
(5)将(2)制备的小口径血管支架浸泡于(4)中制备的肝素/丝素混合溶液中；
(6)将(5)中的支架捞出，冷冻干燥后得到具有肝素/丝素涂层PLCL纳米纤维的复合纳米纤维人工小口径血管。
实施例二
(1)制备纺丝液，将PLCL溶解在HFIP中，浓度为10％；
(2)用共轭静电纺丝技术来制造血管支架，用(1)制备的纺丝溶液，通过带可调电压输出的电压电源、注射泵和旋转收集器纺丝，得到内径为2.3mm的PLCL纳米纤维人工小口径血管；
(3)配置10％的酒精溶液作为溶剂，肝素作为溶质，配置浓度为15％的肝素溶液；
(4)制备肝素/丝素混合溶液，将丝素溶解于(3)中配置的肝素溶液中，浓度为2％；
(5)将(2)制备的小口径血管支架浸泡于(4)中制备的肝素/丝素混合溶液中；
(6)将(5)中的支架捞出，冷冻干燥后得到具有肝素/丝素涂层PLCL纳米纤维的复合纳米纤维人工小口径血管。
对比示例
(1)制备纺丝液，将PLCL溶解在HFIP中，浓度为10％；
(2)用静电纺丝技术来制造血管支架，用(1)制备的纺丝溶液，通过带可调电压输出的电压电源、注射泵和旋转收集器纺丝，得到内径为2.3mm的PLCL纳米纤维人工小口径血管。
如图4所示，对比示例得到的PLCL纳米纤维人工小口径血管，血液相容性较差，PLCL纳米纤维的血浆复钙曲线接近于阳性对照组，移植入体内时容易引起急性血栓。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种小口径人工血管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、制备纺丝溶液；
步骤S2、利用共轭静电纺丝方法制备血管支架：用所述纺丝溶液纺丝，得到纳米纤维小口径人工血管支架；
步骤S3、制备涂层溶液；
步骤S4、将制备的所述小口径人工血管支架浸泡于所述涂层溶液中，取出并冷冻干燥后得到具有涂层的复合纳米纤维小口径人工血管。
2.根据权利要求1所述的小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，将PLGA、PU、PLCL、PLA中的一种溶解在HFIP中得到所述纺丝溶液。
3.根据权利要求2所述的小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，纺丝溶液的浓度为10％。
4.根据权利要求1所述的小口径人工血管的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31、配置10％的酒精溶液作为溶剂，肝素作为溶质，制备浓度为10％的肝素溶液；
步骤S32、将丝素、壳聚糖或胶原蛋白中的一种溶解于所述肝素溶液中制备浓度为1％的所述涂层溶液。
5.根据权利要求4所述的小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在所述涂层溶液中，酒精溶液的溶度为5％～20％。
6.根据权利要求4所述的小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在所述涂层溶液中，肝素的浓度为1％～15％。
7.根据权利要求4所述的小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在选择丝素制备所述涂层溶液时，在所述涂层溶液中，丝素的浓度为1％～3％。
8.一种小口径人工血管，其特征在于，通过权利要求1-7所述的方法制备。
9.根据权利要求8所述的小口径人工血管，其特征在于，复合纳米纤维小口径人工血管为壳-芯结构，纳米纤维小口径人工血管支架为芯层，涂层溶液为壳层。
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