[發(fā)明專利]復合納米纖維小直徑血管組織工程支架材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910112527.2
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101653624A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 薛正翔;陳登龍;李敏
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: A61L27/48
• 分類號: A61L27/48;A61L27/58;A61F2/82;A61L27/22;A61L27/20;A61L27/18
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發(fā)明涉及組織工程領域，具體說涉及復合納米纖維小直徑血管組織工程支架材料的制備方法。

背景技術

人工合成血管和自體血管是目前臨床上小直徑血管移植物的主要來源。在實踐中人工合成血管存在植入后容易造成血栓形成、內膜增生、遠期通暢率不高等問題；自體血管受到來源、大小等限制，無法滿足小直徑血管移植物的需求。血管組織工程為解決小直徑血管移植物來源提供了有效的途徑，其基本原理是將正常血管細胞與生物可降解支架材料復合培養(yǎng)，以形成具有特定形態(tài)和功能的血管組織，達到修復病變、創(chuàng)傷和重建功能的目的。利用血管組織工程方法已開展臨床應用的研究，2002年，日本研究人員首次報道通過組織工程方法構建的血管移植物應用臨床，他們利用聚己內酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和聚羥基乙酸(PGA)制備多孔網(wǎng)狀支架，種植自體骨髓細胞并移植體內。臨床跟蹤結果顯示，植入體內32個月后血管移植物仍然保持通暢。

支架材料在組織工程血管中起關鍵作用，不僅具有直接支撐細胞的特性，而且影響細胞的生長、遷移、分化以及決定新生組織的結構。令人滿意的血管組織工程支架材料應盡可能地模擬天然血管細胞外基質的三維網(wǎng)架結構及生理功能，有良好的生物相容性，包括抗凝血、抗炎癥以及非免疫原性、允許細胞的黏附和生長等生物學性能；模擬天然血管的彈性和順應性；良好的生物降解性能，材料支架的降解速率須與植入的細胞組織形成相匹配；易于加工成形，并具縫合性和滅菌性等特點。

在組織工程血管支架材料的研究中，天然蛋白如膠原蛋白是最早用于構建組織工程血管支架的材料，但因天然蛋白機械強度不夠、獲取有一定困難，而且還存在一些問題，如抗原性、在處理過程中容易變性等，盡管有大量的研究來改進，但仍受力學性能不足所限。之后更多的研究工作是尋找人工合成、具有一定力學性能、可降解的高分子材料，聚羥基乙酸(PGA)、聚己內酯(PCL)、聚羥丁酸(P4HB)、聚乳酸(PLA)及其共聚物等是本世紀初廣泛應用于構建血管支架的材料。然而，由于存在PGA降解過快、PCL缺乏細胞親和性、PLA力學強度不匹配等問題，亦不理想。基于天然血管結構和功能的復雜性，很難使某一材料同時滿足血管支架材料的要求，需要將天然材料和人工合成材料按照一定的比例混合，以發(fā)揮天然材料和人工合成材料的優(yōu)點，制備兼具良好生物相容性和優(yōu)良力學性能的復合支架材料。

蜘蛛絲是一種特殊的蛋白質纖維，是天然的高分子纖維和生物材料，根據(jù)蜘蛛絲的結構和功能特性，福建師范大學李敏等于2004年(李敏，黃建坤，涂桂云等，RGD-蜘蛛拖絲蛋白基因的構建、表達與純化，生物醫(yī)學工程學雜志，2004，21(6)：1006)應用基因工程為核心的現(xiàn)代生物技術，利用原核生物表達體系，構建了多種特殊序列的蛛絲蛋白基因，并在蛛絲蛋白的功能重復基因序列中引入RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)三肽密碼子，構建并表達了RGD-重組蛛絲蛋白(命名為pNSR16和pNSR32，分子量分別約為65KD和102KD)。生物活性分子RGD三肽是黏附蛋白中能夠為細胞表面特異受體蛋白識別的最小短肽序列，是目前應用最廣、最有效的促黏附肽。

聚己內酯(PCL)是近年來國外開發(fā)的一種合成高分子聚酯材料，是美國食品和藥物管理局(FDA)認可的一類生物醫(yī)用材料，具有良好的物理機械性、化學穩(wěn)定性、無毒性及易加工成形等特點。殼聚糖(CS)是甲殼素的脫乙酰產(chǎn)物，是自然界中第二大豐富的生物材料，具有良好的生物相容性、可生物降解和抗血凝性，并可促進傷口愈合和抗菌等功能，是一種理想的生物醫(yī)用材料。研制思路是將上述三種材料按一定比例共混，從而吸取材料各自的優(yōu)點，制備具有一定黏附功能、適當?shù)臋C械性能以及抗凝血性能的血管組織工程支架。

目前，血管支架制備技術方法主要有澆鑄-浸漬法、細胞自組裝法以及凝膠紡絲。然而，澆鑄-浸漬法的缺點是在支架殘留有毒溶劑且不能很好地控制孔徑的大小和分布；細胞自組裝技術對制備的條件要求很高，必須在無菌條件下操作，并且通過該技術所構建的血管所需的長期培養(yǎng)也受到相當大的限制，至于構建物在植入后是否表現(xiàn)合適的彈性和順應性難以確定；凝膠紡絲法雖然可以制備微型的血管支架，但是支架的微觀結構無法很好模擬細胞外基質的結構和功能。