CN115887778A - 一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人工血管技术领域，尤其涉及一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法及应用，包括：步骤1、通过调控合成参数制备不同分子量的并具有抗血栓效果的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物；步骤2、利用同轴静电纺丝技术，制备以纯聚氨酯为核，以聚氨酯/新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物共混物为壳的小口径人工血管，实现其抗血栓效果最大化；步骤3、对步骤2所制备的小口径人工血管进行表面生物修饰，实现抗血栓性能和促进内皮化功能的同步提升。本发明制备得到的抗血栓小口径人工血管具有优异的生物相容性、抗蛋白吸附、抗血栓、高强度及高弹性。另外，本发明的制备方法简单，可有效控制小口径人工血管的尺寸，有利于进行大规模生产。

Description

一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及人工血管技术领域，尤其涉及一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法及应用。

背景技术

心血管疾病是全球范围内发病率和死亡率最高的疾病之一。在治疗诸多心血管疾病的方法中，血管移植是一种重要的治疗方法。目前，临床上主要使用自体血管和人工血管。虽然，自体血管的术后效果好，但由于来源有限、大小不匹配等原因，大口径人工血管已广泛应用到临床应用中。然而，小口径人工血管由于血栓形成及内膜增生等问题，会导致血管移植手术的失败。

针对上述问题，本发明通过结构设计和调控两性离子和氟化基团相结合的聚氨酯低聚物，并同时引入内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶，从而制备小口径人工血管，实现抗血栓和促进血管内皮化的效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法及应用，其制备得到的抗血栓溶血栓小口径人工血管具有优异的生物相容性、抗蛋白吸附、抗血栓、高强度及高弹性，因此，在临床医学上具有良好的应用价值。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，具体步骤如下：

步骤1、通过调控合成参数制备不同分子量的并具有抗血栓效果的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物；

步骤2、利用同轴静电纺丝技术，制备以纯聚氨酯为核，以聚氨酯/步骤1中制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物共混物为壳的小口径人工血管，实现其抗血栓效果最大化；

步骤3、对步骤2所制备的小口径人工血管进行表面生物修饰，实现抗血栓性能和促进内皮化功能的同步提升。

优选地，在步骤1中，新型聚氨酯主链合成时间为1～30min，末端功能基团合成时间为10～30min，合成反应温度为60～90℃。

优选地，在步骤1中，制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的质量分数为10～30wt％。

优选地，在步骤2中，将核层和壳层溶液浓度为50～100mg/ml的纺丝液注入注射器中，在环境温度为25～27℃，湿度为45～50％的温湿度条件下进行静电纺丝，设置纺丝电压10～20kV，接收距离为12～20cm，纺丝速率为0.5～1.5ml/h，进行纺丝。

优选地，在步骤2中，先制备薄膜后，再利用直径为3～6mm的金属管，卷曲制备的薄膜制备口径为3～6mm的人工血管。

优选地，在步骤2中，采用3～6mm直径的滚筒接收器制备口径为3～6mm的人工血管。

优选地，在步骤3中，固定内皮细胞选择性生物因子(包括多肽、生长因子等)，同时引入血栓溶解的生物酶(包括组织纤溶酶原活化因子等)，具体步骤如下：

利用2-丙醇浸泡1～10分钟后，再用蒸馏水洗涤10～60分钟，接着利用丙烯酸和(NH₄)₄Ce(SO₄)₄在25～30℃下反应20～50分钟，并利用十二烷基硫酸纳和蒸馏水清洗10分钟，随后，将其放入0.05M 2-(N-吗啉基)乙磺酸(MES)中，在N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐/N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐条件下反应10～30分钟后，并在内皮细胞选择性生物因子溶液中反应24小时，随后自然干燥；最后，放入pH为8～10的三乙醇胺缓冲盐水溶液中，浸泡5～60分钟，随后自然干燥，得到具有内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的小口径人工血管。

本发明还提供了一种采用上述的制备方法制得的小口径人工血管在抗血栓溶血栓中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明利用可调控新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的分子量及两性离子和氟化基团的含量，并通过两性离子和氟化基团的协调作用，更有效地防止血栓形成。

2、本发明通过同时引入内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶，使小口径人工血管在抑制非特定的蛋白和细胞的前提下黏附内皮细胞，实现对促进血管内皮化和溶血栓的有效调控。

3、本发明采用同轴静电纺丝技术，制备具有抗血栓作用的小口径人工血管，操作简单、安全无毒，同时，具有优异的生物相容性、抗蛋白吸附、抗血栓、高强度及高弹性，从而在临床上具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明纯聚氨酯/新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物纤维膜制备流程示意图；

图2为本发明制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的核磁共振图；

图3中(a)和(b)分别为小口径人工血管的截面图和表面纤维分布SEM图。

具体实施方式

下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，具体步骤如下：

步骤1、新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的制备：将0.1mol N-甲基二乙醇胺和0.1mol 1,3-丙烷磺内酯加入到200ml二氯甲烷中，在常温下反应2小时，使其放置2天后，用二氯甲烷和异丙醇分别清洗、过滤、干燥，最终得到两性离子粉末。将所制备的两性离子(0.01mol)、二月桂酸二丁基锡(0.0001mol)、4,4-亚甲基双异氰酸苯酯(0.01mol)加入到30ml二甲基亚砜溶液中，在80℃搅拌1～20分钟。之后，在上述溶液中加入0.01mol 1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇，后继续搅拌20分钟。反应结束后，用甲醇使其沉淀，真空干燥24小时；

步骤2、人工血管的制备：步骤1中制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物与纯聚氨酯加入到六氟异丙醇溶剂中制备壳层纺丝液，纯聚氨酯溶于六氟异丙醇制备核层纺丝液，其溶液浓度为50、75、100mg/ml，在环境温度为25～27℃，湿度为45～50％的温湿度条件下进行静电纺丝，设置纺丝电压10kV，接收距离为12cm，核层纺丝速率为0.5ml/h，核层纺丝速率为0.75ml/h，进行纺丝；利用直径为3～6mm的金属管，卷曲制备的薄膜制备口径为3～6mm的人工血管或直接利用直径为3～6mm的滚筒接收器，制备口径为3～6mm的人工血管；

步骤3、人工血管的表面生物修饰：利用2-丙醇浸泡1分钟后，再用蒸馏水洗涤10分钟，接着利用丙烯酸和引发剂(NH₄)₄Ce(SO₄)₄在25℃下反应20分钟，并利用十二烷基硫酸纳和蒸馏水清洗10分钟，随后，将其放入0.05M 2-(N-吗啉基)乙磺酸(MES)中，在N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐/N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐条件下反应10分钟后，并在内皮细胞选择性生物因子溶液中反应24小时，随后自然干燥。最后，放入pH为8的三乙醇胺缓冲盐水溶液中，浸泡5分钟，随后自然干燥，得到具有内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的小口径人工血管。

实施例2：

一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，具体步骤如下：

步骤1、新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的制备：将0.1mol N-甲基二乙醇胺和0.1mol 1,3-丙烷磺内酯加入到200ml二氯甲烷中，在常温下反应2小时，使其放置2天后，用二氯甲烷和异丙醇分别清洗、过滤、干燥，最终得到两性离子粉末。将所制备的两性离子(0.01mol)、二月桂酸二丁基锡(0.0001mol)、4,4-亚甲基双异氰酸苯酯(0.01mol)加入到30ml二甲基亚砜溶液中，在80℃搅拌1～20分钟。之后，在上述溶液中加入0.01mol 1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇，后继续搅拌20分钟。反应结束后，用甲醇使其沉淀，真空干燥24小时；

步骤2、人工血管的制备：步骤1中制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物与纯聚氨酯加入到六氟异丙醇溶剂中制备壳层纺丝液，纯聚氨酯溶于六氟异丙醇制备核层纺丝液，其溶液浓度为50mg/ml，在环境温度为25～27℃，湿度为45～50％的温湿度条件下进行静电纺丝，设置纺丝电压10、15、20kV，接收距离为12cm，核层纺丝速率为0.5ml/h，核层纺丝速率为0.75ml/h，进行纺丝；利用直径为3～6mm的金属管，卷曲制备的薄膜制备口径为3～6mm的人工血管或直接利用直径为3～6mm的滚筒接收器，制备口径为3～6mm的人工血管；

步骤3、人工血管的表面生物修饰：利用2-丙醇浸泡5分钟后，再用蒸馏水洗涤30分钟，接着利用丙烯酸和引发剂(NH₄)₄Ce(SO₄)₄在27℃下反应30分钟，并利用十二烷基硫酸纳和蒸馏水清洗10分钟，随后，将其放入0.05M 2-(N-吗啉基)乙磺酸(MES)中，在N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐/N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐条件下反应20分钟后，并在内皮细胞选择性生物因子溶液中反应24小时，随后自然干燥。最后，放入pH为9的三乙醇胺缓冲盐水溶液中，浸泡30分钟，随后自然干燥，得到具有内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的小口径人工血管。

实施例3：

一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，具体步骤如下：

步骤1、新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的制备：将0.1mol N-甲基二乙醇胺和0.1mol 1,3-丙烷磺内酯加入到200ml二氯甲烷中，在常温下反应2小时，使其放置2天后，用二氯甲烷和异丙醇分别清洗、过滤、干燥，最终得到两性离子粉末。将所制备的两性离子(0.01mol)、二月桂酸二丁基锡(0.0001mol)、4,4-亚甲基双异氰酸苯酯(0.01mol)加入到30ml二甲基亚砜溶液中，在80℃搅拌1～20分钟。之后，在上述溶液中加入0.01mol 1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇，后继续搅拌20分钟。反应结束后，用甲醇使其沉淀，真空干燥24小时；

步骤2、人工血管的制备：步骤1中制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物与纯聚氨酯加入到六氟异丙醇溶剂中制备壳层纺丝液，纯聚氨酯溶于六氟异丙醇制备核层纺丝液，其溶液浓度为50mg/ml，在环境温度为25～27℃，湿度为45～50％的温湿度条件下进行静电纺丝，设置纺丝电压10kV，接收距离为12、15、20、25cm，核层纺丝速率为0.5ml/h，核层纺丝速率为0.75ml/h，进行纺丝；利用直径为3～6mm的金属管，卷曲制备的薄膜制备口径为3～6mm的人工血管或直接利用直径为3～6mm的滚筒接收器，制备口径为3～6mm的人工血管；

步骤3、人工血管的表面生物修饰：利用2-丙醇浸泡10分钟后，再用蒸馏水洗涤60分钟，接着利用丙烯酸和引发剂(NH₄)₄Ce(SO₄)₄在30℃下反应50分钟，并利用十二烷基硫酸纳和蒸馏水清洗10分钟，随后，将其放入0.05M 2-(N-吗啉基)乙磺酸(MES)中，在N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐/N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐条件下反应30分钟后，并在内皮细胞选择性生物因子溶液中反应24小时，随后自然干燥。最后，放入pH为10的三乙醇胺缓冲盐水溶液中，浸泡60分钟，随后自然干燥，得到具有内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的小口径人工血管。

实施例4：

一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，具体步骤如下：

步骤1、新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的制备：将0.1mol N-甲基二乙醇胺和0.1mol 1,3-丙烷磺内酯加入到200ml二氯甲烷中，在常温下反应2小时，使其放置2天后，用二氯甲烷和异丙醇分别清洗、过滤、干燥，最终得到两性离子粉末。将所制备的两性离子(0.01mol)、二月桂酸二丁基锡(0.0001mol)、4,4-亚甲基双异氰酸苯酯(0.01mol)加入到30ml二甲基亚砜溶液中，在80搅拌1～20分钟。之后，在上述溶液中加入0.01mol 1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇，后继续搅拌20分钟。反应结束后，用甲醇使其沉淀，真空干燥24小时；

步骤2、人工血管的制备：步骤1中制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物与纯聚氨酯加入到六氟异丙醇溶剂中制备壳层纺丝液，纯聚氨酯溶于六氟异丙醇制备核层纺丝液，其溶液浓度为50mg/ml，在环境温度为25～27℃，湿度为45～50％的温湿度条件下进行静电纺丝，设置纺丝电压10kV，接收距离为12cm，核层纺丝速率为0.5、0.7、0.9ml/h，核层纺丝速率为0.75、1.05、1.35ml/h，进行纺丝；利用直径为3～6mm的金属管，卷曲制备的薄膜制备口径为3～6mm的人工血管或直接利用直径为3～6mm的滚筒接收器，制备口径为3～6mm的人工血管；

步骤3、人工血管的表面生物修饰：利用2-丙醇浸泡1分钟后，再用蒸馏水洗涤30分钟，接着利用丙烯酸和引发剂(NH₄)₄Ce(SO₄)₄在25℃下反应50分钟，并利用十二烷基硫酸纳和蒸馏水清洗10分钟，随后，将其放入0.05M 2-(N-吗啉基)乙磺酸(MES)中，在N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐/N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐条件下反应10分钟后，并在内皮细胞选择性生物因子溶液中反应24小时，随后自然干燥。最后，放入pH为9的三乙醇胺缓冲盐水溶液中，浸泡30分钟，随后自然干燥，得到具有内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的小口径人工血管。

性能检测：

对上述各实施例所得的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物进行核磁共振实验，并对纯聚氨酯/新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物纤维膜进行拉伸实验、细胞毒性实验、抗菌实验、蛋白吸附实验、血小板吸附实验、内皮细胞黏附与增殖实验等。

测试结果表明，与未添加新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的纤维膜相比，通过本发明实施例制备的纯聚氨酯/新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物纤维膜具有显著的抑制蛋白吸附、抑制血小板黏附及激活效果，并具有一定的抗菌效果。同时，测试结果内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的引入对抗血栓性能和内皮化功能具有显著效果。

综上所述，本发明制备的抗血栓小口径人工血管，通过接枝两性离子和氟化基团，同时引入内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶，有效双重防止生物膜污染及血栓形成，可应用于小口径血管支架等领域。

本发明中披露的说明和实践，对于本技术领域的普通技术人员来说，都是易于思考和理解的，且在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、通过调控合成参数制备不同分子量的并具有抗血栓效果的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物；

步骤2、利用同轴静电纺丝技术，制备以纯聚氨酯为核，以聚氨酯/步骤1中制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物共混物为壳的小口径人工血管，实现其抗血栓效果最大化；

步骤3、对步骤2所制备的小口径人工血管进行表面生物修饰，实现抗血栓性能和促进内皮化功能的同步提升。

2.根据权利要求1所述的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤1中，新型聚氨酯主链合成时间为1～30min，末端功能基团合成时间为10～30min，合成反应温度为60～90℃。

3.根据权利要求1所述的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤1中，制备的新型两性离子氟化基团聚氨酯低聚物的质量分数为10～30wt％。

4.根据权利要求1所述的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤2中，将核层和壳层溶液浓度为50～100mg/ml的纺丝液注入注射器中，在环境温度为25～27℃，湿度为45～50％的温湿度条件下进行静电纺丝，设置纺丝电压10～20kV，接收距离为12～20cm，纺丝速率为0.5～1.5ml/h，进行纺丝。

5.根据权利要求1所述的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤2中，先制备薄膜后，再利用直径为3～6mm的金属管，卷曲制备的薄膜制备口径为3～6mm的人工血管。

6.根据权利要求1所述的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤2中，采用3～6mm直径的滚筒接收器制备口径为3～6mm的人工血管。

7.根据权利要求1所述的一种抗血栓溶血栓小口径人工血管的制备方法，其特征在于，在步骤3中，固定内皮细胞选择性生物因子，同时引入血栓溶解的生物酶，具体步骤如下：

利用2-丙醇浸泡1～10分钟后，再用蒸馏水洗涤10～60分钟，接着利用丙烯酸和(NH₄)₄Ce(SO₄)₄在25～30℃下反应20～50分钟，并利用十二烷基硫酸纳和蒸馏水清洗10分钟，随后，将其放入0.05M 2-(N-吗啉基)乙磺酸(MES)中，在N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐/N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐条件下反应10～30分钟后，并在内皮细胞选择性生物因子溶液中反应24小时，随后自然干燥；最后，放入pH为8～10的三乙醇胺缓冲盐水溶液中，浸泡5～60分钟，随后自然干燥，得到具有内皮细胞选择性生物因子和血栓分解生物酶的小口径人工血管。

8.一种采用权利要求1所述的制备方法制得的小口径人工血管在抗血栓溶血栓中的应用。

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