CN113463243B - 一种人工血管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种人工血管及其制备方法，包括：包括：利用经纱和纬纱编织形成第一组织和第二组织沿纬度方向交替的复合织物；对所述复合织物依次进行波纹化以及定型处理，以得到人工血管。所述人工血管采用通过经纱和纬纱配置的第一组织与第二组织的复合结构，由于所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度，使得最终形成的复合结构兼枚了所述第一组织的刚性和所述第二组织的柔性，故在保证了低渗透量的同时，也提高了织物的柔软度，因此，在一定程度上改善了现有机织人工血管的缺点，使得便于处理和缝合。

Description

一种人工血管及其制备方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种人工血管及其制备方法。
背景技术
随着人口老龄化加剧，血管类疾病如主动脉瘤和主动脉夹层高发，通过切除和腔内隔绝手术重建血管可大大增加人体寿命。主动脉夹层(AD)指主动脉腔内血液从主动脉内膜破损处进入主动脉中层，使中层撕裂，沿主动脉长轴方向扩展成真假两腔。根据原发内膜破口起源位置分为De-Bake I～III型，AD起病凶险、病死率高。通过开放式手术，将缝有金属支架的人工血管，即术中支架输送到病变部位，利用支架的弹性扩张力将人工血管无缝合固定于病变动脉两端，完全封闭内膜破口，同时未缝合支架的人工血管部分(约1cm长)与主动脉弓缝合，从而达到治疗主动脉夹层的目的。
自1952年Voorhees观察到细胞在浸入血液的丝线上生长的现象后，开始了纺织人造血管的研究历程，时至今日，通过传统的机织，针织，非织造等纺织技术，制备人工血管，仍是目前的主流趋势。人工血管材料经历了由金属，Vinyon-N维纶，到如今的聚酯，蚕丝，聚四氟乙烯等几代的更迭，选择合适的纤维材料和织物结构一直是国内外专家学者研究的重点。机织人工血管涉及到的组织有平纹、斜纹及缎纹等基本组织或者他们的各类变化组织，其中机织平纹人工血管管壁结构紧密且变形小，具有最小的水(血)渗透率，而被广泛使用，但是这种血管的柔软度低，会造成手术不易操作和缝合困难，同时还会造成细胞黏附和生长困难，不利于细胞的内皮化，最终导致血管堵塞等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人工血管及其制备方法，以解决现有人工血管柔软度低、渗漏量高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种人工血管的制备方法，包括：
利用经纱和纬纱编织形成第一组织和第二组织沿纬度方向交替的复合织物，所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度；
对所述复合织物依次进行波纹化以及定型处理，以得到人工血管。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，所述第一组织和所述第二组织按面积比为1：1～1：3的配比交替。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，所述第一组织包括平纹组织，所述第二组织包括缎纹组织。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，在利用经纱和纬纱编织形成所述复合织物之前，所述方法还包括：对所述经纱进行上浆处理；
在对所述复合织物进行波纹化处理之前，所述方法还包括：对所述复合织物进行退浆处理。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，在浆纱速度为50～100m/min，烘筒温度为50℃～80℃下对所述经纱进行上浆处理。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，所述退浆处理的温度范围在80℃～85℃之间，所述退浆处理的时间范围在3h～5h之间。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，所述经纱和所述纬纱采用具有生物相容性的高分子材料纺丝。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，所述具有生物相容性的高分子材料纺丝为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚四氟乙烯和天然桑蚕丝中的至少一种。
可选的，在所述的人工血管的制备方法中，所述纬纱采用单丝、并绕纱和并捻纱中的一种。
本发明还提供一种根据如上所述的方法制得的人工血管，所述人工血管包括：利用经纱和纬纱编织形成的第一组织和第二组织沿纬度方向交替的复合织物，所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度。
可选的，在所述的人工血管中，所述第一组织和所述第二组织按面积比为1：1～1：3的配比交替。
可选的，在所述的人工血管中，所述第一组织包括平纹组织，所述第二组织包括缎纹组织。
可选的，在所述的人工血管中，所述缎纹组织的经浮长线数为5～9。
可选的，在所述的人工血管中，所述复合织物的经密范围在480根/10cm～748根/10cm之间，纬密范围在280根/10cm～400根/10cm之间。
综上所述，在本发明提供的人工血管及其制备方法中，包括：利用经纱和纬纱编织形成第一组织和第二组织沿纬度方向交替的复合织物；对所述复合织物依次进行波纹化以及定型处理，以得到人工血管。所述人工血管采用通过经纱和纬纱配置的第一组织与第二组织的复合结构，由于所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度，使得最终形成的复合结构兼枚了所述第一组织的刚性和所述第二组织的柔性，故在保证了低渗透量的同时，也提高了织物的柔软度，因此，在一定程度上改善了现有机织人工血管的缺点，使得便于处理和缝合。
附图说明
图1为本发明实施例提供的人工血管的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例示例一的复合织物组成示意图；
图3为本发明实施例示例二的复合织物组成示意图；
图4为本发明实施例示例三的复合织物组成示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于解决现有人工血管柔软度低、渗透量大的问题。
为实现上述思想，本发明提供一种人工血管及其制备方法，包括：利用经纱和纬纱编织形成平纹组织和缎纹组织交替的复合织物；对所述复合织物依次进行波纹化以及定型处理，以得到人工血管。所述人工血管采用通过经纱和纬纱配置的平纹组织与缎纹组织的复合结构，在保证了低渗透量的同时，也提高了织物的柔软度，因此，在一定程度上改善了现有机织人工血管的缺点，使得便于处理和缝合。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的人工血管及其制备方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如图1所示，本发明实施例提供的人工血管的制备方法，包括如下步骤：
S11，利用经纱和纬纱编织形成第一组织和第二组织沿纬度方向交替的复合织物，所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度；
S12，对所述复合织物依次进行波纹化以及定型处理，以得到人工血管。
考虑到对所述复合织物低渗透量以及高柔软度的要求，步骤S11中，所述第一组织和所述第二组织可按面积比为1：1～1：3的配比交替，其配比具体可采用如1：1、1：2、1：3等。
在本实施例中，所述第一组织可采用平纹组织，所述第二组织可采用缎纹组织。平纹组织特点是经纬纱相互一沉一浮交织，相邻两根纱线的交织情况恰恰相反，交织点最多，最终形成的织物布面挺括，手感硬挺；缎纹组织的经纬纱线会形成一些单独的、互不相连的组织点，交织点稀少，大部分经(纬)纱浮在纬(经)纱上面，织物表面呈现出经或纬浮长线，其织物手感柔软，缺点是易勾丝起毛。将平纹与缎纹组织复合，最终使织物表面有均匀的浮长线，手感相对柔软，织物也不易勾丝起毛。
在另外一些实施例中，所述第二组织还可采用斜纹组织，斜纹组织与平纹组织相比具有较大的经(纬)浮长，因而在相同的纱号(支数)和经纬密度下织物结构相对更为松软，故当所述第一组织和所述第二组织分别采用平纹组织和斜纹组织时，最终编织形成的复合织物也可同时兼顾对渗透量和柔软度的要求。
本申请对所述第一组织和所述第二组织不作具体限制，只需保证所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度，从而能够使得所述复合织物可同时兼顾对渗透量和柔软度的要求即可，例如，在其它一些实施例中，所述第一组织还可为平纹组织，所述第二组织还可为包括加强斜纹的联合组织或变化组织，或者，所述第一组织为经纬度较大的斜纹组织，所述第二组织为缎纹组织等等。
优选的，所述经纱和所述纬纱采用具有生物相容性的高分子材料纺丝。例如，采用聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚四氟乙烯和天然桑蚕丝的至少一种。
其中，所述经纱细度可为40D～100D，可为由多种不同单丝数组成的复丝。较佳的，在利用经纱和纬纱编织形成所述复合织物之前，在浆纱速度为50～100m/min，烘筒温度为50℃～80℃下对所述经纱进行上浆处理，以使经纱表面覆盖一层均匀的浆料，从而增大经纱强力和耐摩擦性能。在对所述经纱进行上浆处理之后，可采用分条整经的方式对上浆后的经纱进行整经。
所述纬纱在编织过程中不经过综丝眼和钢筘，所受磨损较少，不需要进行上浆处理，可采用单丝、并绕纱或并捻纱中的一种，其细度可为40D～100D，并纱根数范围可为0～6根，捻度可为0～300捻回/10cm。纱线加捻后，纤维间的扭转会变大，纤维间的距离会随着捻度的增大而增大。经纬纱交织后，织物的孔隙也会相就会相应增加，采用不同捻度的纱线会对织物的渗透量产生比较大的影响，因此可根据实际需要选择合适的捻度。在利用所述经纱和纬纱编织形成所述复合织物之前，纬纱通过络筒机，加捻机，进行并纱，加捻操作，然后均匀卷绕缠绕在梭子上，以供编织使用。若所述纬纱采用单丝，则设置络筒机的并纱根数为0，若不需要对所述纬纱加捻，则设置加捻机的捻度为0即可。
在对所述经纱和纬纱进行编织时，可采用高精度编织机，经纱从经轴上退下来，采用顺穿法，纱线依次经过综丝眼和钢筘，通过经纬纱交织形成平纹组织和缎纹组织交替的复合织物
经纱在织造过程中会受到综丝眼，钢筘以及梭子的反复摩擦，易起毛，造成断头，导致织物表面会产生明显疵点，经后道波纹化，定型处理，人工血管外观会呈现毛头等疵点，导致人工血管管壁不均匀，可能对治疗效果造成不良影响。而本发明实施例中，在利用所述经纱和纬纱编织形成所述复合织物之前，亦即在经纱经过综丝眼，钢筘以及梭子等之前，对经纱进行了上浆处理，故可使得织造过程中无断头，起毛现象，保证了编织顺利进行，最终形成的人工血管管壁均匀。
在步骤S11中，对经纱进行了上浆处理之后，相应的，步骤S12中，对所述复合织物进行波纹化处理之前，对所述复合织物进行退浆处理。较佳的，所述退浆处理的温度范围在80℃～85℃之间，所述退浆处理的时间范围在3h～5h之间。
步骤12中，在对所述复合织物进行波纹化处理时，可将退浆后的复合织物套在螺距为1～2mm的不锈钢芯轴上，用粗旦高强线进行缠绕，缠绕张力可为10kg/N～12kg/N。在进行定型处理时，可将缠绕后，套有织物的芯轴放在80～90℃的热水中定型3～5min，以稳定织物的波纹形状，而后进行烘开，即而得到柔性高、渗透量低的人工血管。
另外，本发明实施例还提供一种人工血管，所述人工血管由本发明实施例所提供的方法制得。通过热定型处理，得到立体管状的人工血管，直径为8mm～36mm。进一步的，在本实施例提供的所述人工血管中，较佳的，所述复合织物的经密范围在480根/10cm～748根/10cm之间，纬密范围在280根/10cm～400根/10cm之间，以保证最终形成的人工血管呈现良好的柔软性且渗透量低。
为使最终形成的所述复合织物同时呈现较佳的低渗透量以及高柔软度的效果，在本实施例的一些优选方案中，所述第一组织和所述第二组织按面积比为1：1交替，且所述第一组织采用平纹组织，所述第二组织采用缎纹组织，所述缎纹组织的经浮长线数为5～9。以下结合所述优选方案对本发明实施例提供的人工血管及其制备方法做出具体示例，根据以下示例，本发明的优点和特征将更清楚。
示例一
经纱采用医用级聚对苯二甲酸乙二酯纱线，型号为80D/24F，纱线是单丝根数为24的复丝纱线，经纱经上浆处理；纬纱采用3根并40D聚酯长丝，捻度为300捻回/10cm。基础组织选用平纹与浮长线为9的缎纹结构。平纹与缎纹的配比为1：1，管状织物直径设计为24mm。
复合织物外观示意图如图2所示，其中黑色块表示平纹组织的经组织点，灰色块为缎纹组织的经组织点，经浮长线为9，白色块为纬组织点。阿拉伯数字1，2，3……10对应的组织为平纹组织，大写英文字母A，B，C……J对应的组织为缎纹组织。
使用高精度织机，在织机上编织人工血管，经密为600根/10cm，纬密为280根/10cm。经纱总根数为450根，由两个系统的经轴同时送经，采用顺穿法，一共穿60筘，织造过程中张力均匀，无断头和起毛现象，复合织物外观浮线明显，匀整，光洁。
将复合织物进行退浆，波纹化，热定型处理，退浆温度为85℃，时间为5h。退浆完全后，将复合织物套在螺距为2mm的不锈钢芯轴上，缠绕张力为12kg/N，波纹化后，将缠有复合织物的芯轴放在温度为90℃的热水中定型5min，稳定波纹化后，烘干，最终形成立体的管状人工血管。
示例1形成的人工血管柔软度好，采用心形法测试，其悬垂高度为10cm，当压强为16kPa时，其渗透量为150ml/cm2·min(一般渗透量小于400ml/cm2·min即可认为低渗透量)，经化学五项和生物学测试，其性能均符合要求。
示例2
经纱采用100D/72f选择医用级聚四氟乙烯，纱线是单丝根数为72的复丝纱线，经纱经上将处理；纬纱采用6根并40D聚四氟乙烯，不加捻，基础组织选用平纹与浮长线为5的缎纹结构，平纹与缎纹的配比为1：1。管状织物直径设计为36mm。
复合织物外观示意图如图3所示，其中黑色块表示平纹组织的经组织点，灰色块为缎纹组织的经组织点，经浮长线为5，白色块为纬组织点。阿拉伯数字1，2，3……6对应的组织为平纹组织，大写英文字母A，B，C……F对应的组织为缎纹组织。
使用高精度织机，在织机上编织人工血管，经密为480/10cm，纬密为300根/10cm。经纱总根数为544根，由两个系统的经轴同时送经，采用顺穿法，一共穿86筘，织造过程中张力均匀，无断头和起毛现象，复合织物外观浮线较为明显，匀整，光洁。
将复合织物进行退浆、波纹化、热定型处理，退浆温度为80℃，时间为3h。退浆完全后，将复合织物套在螺距为1mm的不锈钢芯轴上，缠绕张力为10kg/N，波纹化后，将缠有复合织物的芯轴放在温度为80℃的热水中定型3min，稳定波纹化后，烘干，最终形成立体的管状人工血管。
示例2形成的人工血管柔软度好，采用心形法测试其悬垂高度为8cm，当压强为16kPa时，其渗透量为50ml/cm2·min。经化学五项和生物学测试，其性能均符合要求。
示例3
经纬纱均采用医用级聚对苯二甲酸乙二酯，型号为40D/16f，是单丝根数为16的复丝组成，经纱经上浆处理，纬纱加捻，捻度为100捻/10cm。基础组织选用平纹与浮长线为6的缎纹结构。平纹与缎纹的配比为1：1，管状织物直径设计为8mm。
复合织物外观示意图如图4所示，其中黑色块表示平纹组织的经组织点，灰色块为缎纹组织的经组织点，经浮长线为6，白色块为纬组织点。阿拉伯数字1，2，3……8对应的组织为平纹组织，大写英文字母A，B，C……H对应的组织为缎纹组织。
使用高精度织机，在织机上编织人工血管，经密为748根/10cm，纬密为400根/10cm。经纱总根数为138根，由两个系统的经轴同时送经，采用顺穿法，一共穿22筘，织造过程中张力均匀，无断头和起毛现象，复合织物外观浮线较为明显，匀整，光洁。
将复合织物进行退浆、波纹化、热定型处理，退浆温度为85℃，时间为4h。退浆完全后，将复合织物套在螺距为1.5mm的不锈钢芯轴上，缠绕张力为11kg/N，波纹化后，将缠有复合织物的芯轴放在温度为85℃的热水中定型4min，稳定波纹化后，烘干，最终形成立体的管状人工血管。
示例3形成的人工血管柔软度好，采用心形法测试其悬垂高度为16cm,当压强为16kPa时，其渗透量为200ml/cm2·min。经化学五项和生物学测试，其性能均符合要求。
需要说明的是，以上仅示例出几种人工血管及其制备方法，但需理解，本实施例中，在对纱线直径/根数、捻度等参数的选择还可采用采用本实施例中前文部分所提及到的其它参数，故还可对上述示例的相应内容做出替换，以产生多种方案，本发明对此不作限定。
综上所述，本发明提供的所述人工血管及其制备方法，解决了现有人工血管柔软度低、渗漏量高的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种人工血管的制备方法，其特征在于，由以下步骤构成：
仅利用经纱和纬纱编织形成复合织物，所述复合织物由多个第一编织单元和多个第二编织单元组成；多个所述第一编织单元和多个所述第二编织单元在纬度方向上交替排布，且多个所述第一编织单元按在纬度方向上的排布顺序拼接后构成第一组织，多个所述第二编织单元按在纬度方向上的排布顺序拼接后构成第二组织，所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度，第一组织为平纹组织，所述第二组织为缎纹组织；
对所述复合织物依次进行波纹化以及定型处理，以得到人工血管。
2.如权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，多个所述第一编织单元和多个所述第二编织单元按面积比为1：1~1：3的配比交替。
3.如权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，
在利用经纱和纬纱编织形成所述复合织物之前，所述方法还包括：对所述经纱进行上浆处理；
在对所述复合织物进行波纹化处理之前，所述方法还包括：对所述复合织物进行退浆处理。
4.如权利要求3所述的人工血管的制备方法，其特征在于，在浆纱速度为50~100m/min，烘筒温度为50℃~80℃下对所述经纱进行上浆处理。
5.如权利要求4所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述退浆处理的温度范围在80℃~85℃之间，所述退浆处理的时间范围在3h~5h之间。
6.如权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述经纱和所述纬纱采用具有生物相容性的高分子材料纺丝。
7.如权利要求6所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述具有生物相容性的高分子材料纺丝为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚四氟乙烯和天然桑蚕丝中的至少一种。
8.如权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述纬纱采用单丝、并绕纱和并捻纱中的一种。
9.一种根据权利要求1~8中任一项所述的方法制得的人工血管，其特征在于，包括：利用经纱和纬纱编织形成复合织物，所述复合织物由多个第一编织单元和多个第二编织单元组成；多个所述第一编织单元和多个所述第二编织单元在纬度方向上交替排布，且多个所述第一编织单元按在纬度方向上的排布顺序拼接后构成第一组织，多个所述第二编织单元按在纬度方向上的排布顺序拼接后构成第二组织，所述第一组织的柔软度小于所述第二组织的柔软度，第一组织为平纹组织，所述第二组织为缎纹组织。
10.如权利要求9所述人工血管，其特征在于，多个所述第一编织单元和多个所述第二编织单元按面积比为1：1~1：3的配比交替。
11.如权利要求9所述的人工血管，其特征在于，所述缎纹组织的经浮长线数为5~9。
12.如权利要求9所述的人工血管，其特征在于，所述复合织物的经密范围在480根/10cm~748根/10cm之间，纬密范围在280根/10cm~400根/10cm之间。
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