[發明專利]血管移植物內皮化方法和設備

在審

• 申請號: 201410753659.4
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104383610A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 韓長杰;王玉玨
• 申請（專利權）人: 王玉玨;韓長杰
• 主分類號: A61L31/14
• 分類號: A61L31/14;A61F2/82
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術領域

本發明涉及組織工程與再生醫學技術領域，尤其是涉及一種可控、有序的血管移植物內皮化方法和設備。

背景技術

隨著生活水平提高和人們生活方式的改變，心血管疾病已經逐漸成為當代人的首要死因，而外科技術及材料工程學的進展使得應用人造血管移植物替代病變血管治療心血管疾病成為可能。目前，臨床需要的血管移植物數量逐年遞增。現有病變血管置換及搭橋術中所用血管移植物多來自患者自身非病變血管，如大隱靜脈、內乳動脈等。應用自身血管作為移植物的缺點主要有二：一是造成患者非病變部位的損傷，增加患者痛苦和醫療成本；二是心血管疾病具有全身系統性病變的趨勢，相當一部分患者無法提供可用于移植的非病變自體血管。因此，開發方便可用的人造血管移植物成為科研上亟待解決的問題，具有良好的市場化潛力。然而，由于血栓形成等因素的存在，小口徑人造血管移植物(直徑小于等于6毫米)的遠期通暢率無法得到保證，從而限制了小口徑人造血管在臨床的廣泛應用。研究表明，解決這一問題的關鍵在于創造人造血管移植物與血液的良好接觸面，即形成完整的血管內皮層。此外，要制造臨床可用的人造血管移植物，其制造過程還應具有操作方便、高效、無污染、可在需要使用時迅速獲得等特點。對現有人造血管構建過程中內皮細胞種植(內皮化)的研究主要運用了如下的幾類技術：

1、(配合生物膠等表面改性成分的)靜態種植技術。此類方法為最傳統的內皮種植方法，是將細胞懸液滴落或注射到支架內表面，利用重力作用使細胞粘附到支架材料上。這一過程高度依賴操作者的個人經驗，種植效率相對較低且無法使內皮細胞完全覆蓋支架內表面。

2、應用移植物旋轉離心力或真空抽吸力的動態種植技術。離心力和真空抽吸力的運用減少了細胞種植的操作步驟，能快速將細胞和支架復合在一起。但離心力和抽吸力在一定程度上降低了細胞活力，因而增加了對細胞量的要求。同時，由于離心力和真空抽吸力會將內皮細胞吸入支架內壁，也無法確保在支架內壁上形成均一的單層內皮，從而可能帶來血管內膜增生等問題影響內皮功能。

3、細胞薄片種植技術。將細胞長期培養后形成的細胞薄片卷成管狀，繼續培養直至卷筒邊緣生長融合。這種方法能保證內皮細胞完全覆蓋支架內表面，但需時長，消耗人力物力，不符合大規模產業化生產的要求。

4、帶靜電支架-細胞黏附種植或磁力種植。利用異種電荷或磁極相吸的原理可促進細胞在支架表面的黏附，種植效率較高，但此類種植方法對細胞總量要求高，種植過程中內皮細胞浪費大，不夠經濟。

5、真空旋轉種植技術。這種方法實際上是利用移植物旋轉離心力或真空抽吸力兩種動態種植技術的組合，優點是相比之下種植效率得到了進一步提高，能夠在更短時間內使更多的細胞和支架復合，但同時它也綜合了兩者的缺點，需要浪費大量的細胞和可能造成內膜增生。

總的來看，以上細胞種植技術雖然在很大程度上實現了細胞化需時短、操作方便、高效、無污染等目標，但從實際應用的角度考慮，目前的技術還不能滿足產業化過程所需的低成本、可大量生產及可進行內皮化過程的標準化控制等要求，而組織工程血管產品的標準化生產更是在質量監管中不可缺少的環節。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種簡化的、可控的血管移植物內皮化方法和設備。

本發明的一個方面提供一種血管移植物內皮化方法，包括以下步驟：垂直固定一管狀的血管支架，使該血管支架位于流式細胞儀的噴嘴下方，使該血管支架的中軸線與該噴嘴的中軸線共軸，并使該血管支架電性連接到一接地電位；在該血管支架的內腔產生一旋轉電場，使來自該噴嘴的不連續液滴落入該內腔時，這些液滴中含目標細胞的帶電液滴在該內腔發生偏轉，做離軸運動到達血管支架的內表面；以及在來自該噴嘴的液滴落入該內腔的過程中，帶動該血管支架直線向下移動，使帶電液滴達到血管支架在垂直方向上的不同位置。

在本發明的一實施例中，在該血管支架的內腔產生該旋轉電場前還包括：通過調整該血管支架的水平位置和/或傾斜程度，使該血管支架的中軸線與該噴嘴的中軸線共軸。

在本發明的一實施例中，調整該血管支架的水平位置和/或傾斜程度，使該血管支架的中軸線與該噴嘴的中軸線共軸的步驟包括：從至少3個位于不同水平高度的不同角度發射激光照射該噴嘴和該血管支架之間的中軸線；以及調整該血管支架的水平位置和/或傾斜程度，使從每一束激光的相同水平高度的側面拍攝到每一束激光照亮該噴嘴的不連續液滴。

在本發明的一實施例中，根據含目標細胞的帶電液滴在該血管支架的內表面的布植密度設定該旋轉電場的旋轉角速度。