[發明專利]納米纖維人工血管修飾內層及制備方法

有效

• 申請號: 200910228840.2
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101703796A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 馮亞凱;肖若芳;郭錦棠;孟繁茹
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61L27/24
• 分類號: A61L27/24;A61L27/22;D01D5/00;D01D1/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明屬于高分子材料生物醫學應用領域，涉及一種人工血管修飾內層。

背景技術

由于人體血管嚴重損傷后，自體修復能力差而無法快速痊愈，因此近些年來人工血管越 來越受到人們的關注。到目前為止，人們已經開發出多種材料的人工血管，如聚氨酯、聚乳 酸、聚四氟乙烯、尼龍等。隨著技術的發展，人們開始對這些材料進行內層修飾，構建可供 內皮細胞粘附和生長的環境，以提高生物相容性。經過內層修飾的人工血管植入體內后，隨 著內皮細胞的粘附，逐漸生長出自體細胞和組織，最終使其結構和功能趨近于自體血管，從 而獲得理想的中遠期通暢率和抗感染性能。目前人工血管的研究內容主要是選用具有良好生 物性能的天然及合成高聚物，通過不同的方法構建成納米纖維血管或對其內層進行修飾，體 外引導種子細胞增殖、擴展和分化，最后移入人體內后實現自體血管的重建與再生。

修飾內層的材料組成直接影響著人工血管的生物性能。天然生物高分子的生物相容性 好，常表現出促進細胞粘附、生長等生物活性，成為構建組織工程支架修飾內層的首選。多 糖類物質(如纖維素、甲殼素、殼聚糖及透明質酸等)、蛋白類物質(如膠原、明膠、絲素 蛋白、彈性蛋白及纖維蛋白等)都屬于這類生物高分子的范疇。

明膠、膠原等用作修飾內層材料時，因其降解速度過快，不能滿足實際需要，人們通過 交聯的方法來降低其降解速度，包括物理交聯方法和化學交聯方法。物理交聯方法是經過 X-射線以及電弧放電照射后，使明膠轉化為不溶的物質；化學交聯方法是利用含有兩個或兩 個以上官能團的交聯劑使明膠發生交聯，常用的交聯劑有戊二醛、京尼平等。其中化學交聯 的方法更為常用。但明膠膜交聯后劇烈收縮、卷曲，不利于得到平展的明膠膜，并且這一問 題尚未得到有效解決。

除了利用天然生物高分子制備血管修飾內層外，利用肝素接枝在合成高分子材料表面以 提高材料生物相容性方面的研究也一直受到人們的重視。肝素和許多生物學上重要蛋白質都 有特殊親和力，與細胞的黏附、識別、遷移以及調節各種酶的活性有關，是一種具有抗凝、 抗炎、抗過敏、抗病毒、調節血脂、調節生長因子等多種生物學功能的物質。

在眾多構建納米纖維血管的方法中，靜電紡絲法能夠直接形成所需口徑的管狀結構，近 年來許多研究者利用靜電紡絲法制備生物高分子納米纖維。靜電紡絲方法制備的纖維直徑可 達納米級，且纖維無規則堆砌形成大量微孔結構，使無紡膜具有更大的比表面積。這種結構 能夠模仿細胞外基質的結構，為內皮細胞的粘附和生長提供良好的生物環境，促進細胞內外 物質的傳遞與交換，為自體血管的再生和重建提供了可能性。另外改變各種工藝參數及條件， 包括改變聚合物溶液性質如濃度、粘度、離子強度、電導率、表面張力等，以及電紡工藝條 件如電場強度、噴絲頭的直徑、溶液流速等，可制備幾何結構形態不同的電紡納米纖維膜。 因此可以通過改變聚合物組成和靜電紡絲的工藝參數來滿足形態學、力學、生物學等方面的 各種性能要求。因此生物高分子電紡纖維用作骨、血管、皮膚等組織工程支架或修飾內層有 著獨特的優勢。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供了一種具有良好組織相容性的納米纖維 人工血管修飾內層。

本發明的第二個目的是提供一種納米纖維人工血管修飾內層的制備方法。

本發明的技術方案概述如下：

納米纖維人工血管修飾內層，是用下述方法制成：

(1)將明膠、膠原、絲素蛋白、彈性蛋白或纖維蛋白溶解在冰醋酸中，制成質量濃度為15～30％ 的溶液；

(2)取步驟(1)制備的溶液20mL，與0.001～2mL質量百分濃度為10％～60％的交聯劑的水 溶液混勻使其預交聯，并加入5mL～10mL的質量濃度為0.9％～3.0％的肝素鈉水溶液，制成紡 絲原液，將所述紡絲原液裝入靜電紡絲設備中，采用靜電紡絲方法，將靜電紡絲設備中紡絲 噴嘴噴出并成形的纖維收集在收集輥上形成納米纖維無紡膜管；

(3)將所述納米纖維無紡膜管從所述收集輥上取下，浸泡于質量百分濃度為1％～50％后交 聯劑的水溶液中4-24小時或置于蒸汽中10-24小時進行后交聯處理，即制成納米纖維人工血 管修飾內層。

所述交聯劑為戊二醛、碳化二亞胺、京尼平、二乙烯基砜、甲醛、乙二醛、丙二醛、丁 二醛、己二醛、庚二醛、辛二醛、壬二醛、癸二醛、葡萄糖、葡聚糖、氧化葡萄糖或氧化葡 聚糖。