[發(fā)明專(zhuān)利]一種內(nèi)壁微圖案化小口徑人造血管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610768283.3
• 申請(qǐng)日: 2016-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107789666A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海峰;鄒同強(qiáng);丁希麗;樊瑜波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/40
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/40;A61L27/18;A61L27/22;A61L27/34;A61L27/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微圖案化小口徑人造血管。

背景技術(shù)

心血管疾病已成為威脅人類(lèi)健康的第一殺手。許多心血管疾病的發(fā)生都與血管的狹窄或閉塞密切相關(guān)。血管的狹窄或閉塞阻礙血液的正常流動(dòng)，導(dǎo)致組織因營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足而損傷。常見(jiàn)的疾病有冠心病，腦血管疾病、外周動(dòng)脈粥樣硬化和深靜脈血栓等等。血管重建是這類(lèi)疾病治療的一種重要方法，在臨床外科中占據(jù)著十分重要的地位。截止到目前，僅美國(guó)每年就有超過(guò)500,000患者需要進(jìn)行血管外科手術(shù)，其中絕大部分患者都需要合適的血管移植物。

目前，臨床上應(yīng)用的小口徑血管移植物主要是自體血管，隱靜脈和胸廓內(nèi)動(dòng)脈被公認(rèn)為小口徑血管移植物的黃金標(biāo)準(zhǔn)。盡管自體血管代表了小口徑血管移植物的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但是自體血管移植物的通暢率仍然不是很理想。在冠狀動(dòng)脈和股腘動(dòng)脈搭橋手術(shù)中，自體隱靜脈在移植10年后的遠(yuǎn)期通暢率僅為50％。而且，由于自體血管來(lái)源有限，且供區(qū)犧牲較大，其在臨床上的應(yīng)用也受到極大的限制。

人造血管被認(rèn)為是一種可替代自體血管的血管移植物。與自體血管相比，人造血管具有來(lái)源豐富，取材方便等優(yōu)點(diǎn)，其研究得到廣泛的關(guān)注。滌綸和膨化聚四氟乙烯是目前使用最多的人造血管，這類(lèi)聚合物人造血管在替代人體大中動(dòng)脈方面已經(jīng)成功應(yīng)用于臨床并取得了滿(mǎn)意的效果。然而，這類(lèi)聚合物材料制備的小口徑(直徑<6mm)人造血管在替換小口徑血管方面幾乎全部失敗，其在移植入體內(nèi)后極易發(fā)生急性栓塞和內(nèi)膜增生等問(wèn)題，研究表明膨化聚四氟乙烯人造血管用于冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)，術(shù)后1年其通暢率僅為60％，遠(yuǎn)低于隱靜脈95％的通暢率，術(shù)后2年膨化聚四氟乙烯人造血管的通暢率僅為32％，此時(shí)隱靜脈的通暢率仍保持在90％以上。在膝上股腘動(dòng)脈搭橋手術(shù)中，術(shù)后5年膨化聚四氟乙烯人造血管的通暢率為59％，遠(yuǎn)低于隱靜脈78％的通暢率。而且，血管內(nèi)皮細(xì)胞在上述聚合物人造血管內(nèi)壁不易粘附、鋪展、生長(zhǎng)和增殖，其生物相容性還有待提高。

近年來(lái)，研制出能夠避免急性血栓和內(nèi)膜增生，擁有良好力學(xué)性能和生物學(xué)性能的小口徑人造血管成為了國(guó)內(nèi)外的一個(gè)研究熱點(diǎn)。研究者使用絲素蛋白、膠原蛋白、纖連蛋白、去細(xì)胞基質(zhì)等天然高分子材料制備小口徑人造血管，這類(lèi)小口徑人造血管具有良好的生物相容性，但是力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明它們的力學(xué)性能較差，不能滿(mǎn)足臨床上對(duì)小口徑人造血管的力學(xué)性能要求。而合成高分子生物材料因?yàn)榫哂辛己玫牧W(xué)性能和生物相容性而被廣泛應(yīng)用于制備小口徑人造血管，研究者采用一種或多種合成高分子材料，或者聯(lián)合天然高分子材料制備小口徑人造血管，研究證明這類(lèi)小口徑人造血管具有良好的力學(xué)性能和生物相容性。然而，該類(lèi)小口徑人造血管也存在一定的問(wèn)題，內(nèi)皮細(xì)胞接種在這些小口徑人造血管內(nèi)壁表現(xiàn)為無(wú)規(guī)則雜亂生長(zhǎng)，與天然血管內(nèi)皮細(xì)胞沿著血液流動(dòng)方向排列生長(zhǎng)差異較大，內(nèi)皮細(xì)胞功能受到抑制。

微圖案技術(shù)的發(fā)展為生物材料表面改性提供了新的技術(shù)。材料表面的微圖案結(jié)構(gòu)可調(diào)控細(xì)胞與材料之間的相互作用，促進(jìn)細(xì)胞的粘附、生長(zhǎng)、增殖與分化，并能影響細(xì)胞的生長(zhǎng)方向、細(xì)胞骨架的排列分布和細(xì)胞功能基因的表達(dá)。因此，依托微圖案技術(shù)制備內(nèi)壁微圖案化的小口徑人造血管有望解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)制備的小口徑人造血管力學(xué)性能較差和不能引導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞取向生長(zhǎng)從而抑制內(nèi)皮細(xì)胞功能的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠引導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞取向生長(zhǎng)，且具有良好力學(xué)性能和生物相容性的內(nèi)壁微圖案化小口徑人造血管。其技術(shù)解決方案為：

內(nèi)壁微圖案化小口徑人造血管是由靜電紡絲微纖維層和微圖案涂覆層構(gòu)成。其中，微圖案涂覆層構(gòu)成小口徑人造血管的內(nèi)層，靜電紡絲微纖維層包裹微圖案涂覆層，形成小口徑人造血管的外層。首先，將微圖案聚二甲基硅氧烷薄膜卷在金屬軸上，金屬軸預(yù)先均勻涂覆一層易溶于水的聚乙二醇，再將涂覆液涂覆在微圖案聚二甲基硅氧烷薄膜表面，涂覆液干燥凝固后即可將微圖案從聚二甲基硅氧烷薄膜上刻印到涂覆層，形成微圖案涂覆層，涂覆液為絲素蛋白溶液與甘油的共混液，其中甘油能夠起到改性絲素蛋白的作用，使得到的涂覆層更加柔韌。靜電紡絲微纖維層由靜電紡絲裝置制備，紡絲液為絲素蛋白/聚乳酸己內(nèi)酯共混的六氟異丙醇溶液，收集裝置為高速旋轉(zhuǎn)圓軸收集器。靜電紡絲層作為外層結(jié)構(gòu)，能夠穩(wěn)固小口徑人造血管的管狀結(jié)構(gòu)，天然高分子材料絲素蛋白加入聚乳酸己內(nèi)酯后能夠顯著增強(qiáng)靜電紡絲微纖維層的力學(xué)性能，提高內(nèi)壁微圖案化小口徑人造血管各方面的力學(xué)性能。