一種可降解螺旋型人工氣管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可降解螺旋型人工氣管，其特征在于，該人工氣管包括外層的生物可降解材料靜電紡絲覆膜，內(nèi)層的殼聚糖層，以及所述生物可降解材料靜電紡絲覆膜與所述殼聚糖層之間的螺旋形支架。本發(fā)明還提供該人工氣管的制備方法。本發(fā)明提供的人工器官，對于組織的刺激性小，抗感染能力較強；對于氣管的重建來說，克服了傳統(tǒng)修補方法僅僅進行功能恢復的缺點。
【專利說明】一種可降解螺旋型人工氣管及其制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本申請涉及一種人工氣管，尤其涉及一種可降解螺旋型人工氣管及其制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】
氣管因腫瘤或者外傷等原因，常需進行部分切除，當氣管切除長度大于6cm，相當于10-12個軟骨環(huán)時，因為吻合口張力過大而不能進行直接吻合，此時就需要用人工氣管來修復。
[0003]利用人工材料置換氣管的研究己有半個多世紀，在1990年以前，人工氣管的材料多為硅橡膠管和不銹鋼。
[0004]目前人工氣管假體按管壁有孔無空分為兩大類，無孔型人工氣管以硅膠管(Neville管)為代表，其優(yōu)點是柔韌有彈性，可塑性強，氣密性好和無滲漏，可避免感染，內(nèi)腔光滑有利于分泌物排出，但容易發(fā)生脫落、窒息，甚至侵蝕大血管，發(fā)生大出血等嚴重并發(fā)癥。
[0005]不銹鋼絲、欽網(wǎng)、Marlex網(wǎng)等相繼作為有孔型人工氣管的研究，但由于不能降解，長期存在體內(nèi)，導致不可避免的感染、氣管床慢性潰瘍、泄漏和肉芽組織增生，最后造成管腔狹窄，導致呼吸困難。
[0006]因此組織工程化人工氣管成為目前人工氣管研究的熱點，它是利用可降解生物材料，結(jié)合細胞分離和培養(yǎng)技術(shù)，使得氣管再生，Vacanti等利用軟骨組織工程技術(shù)成功制備了圓管狀的軟骨，但是其只能`保證氣管的通暢，修復長度卻有限，只能達到2.5cm，此外它的內(nèi)面不能爬伸氣管上皮，而且達不到解剖結(jié)構(gòu)的重建。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

針對現(xiàn)有人工氣管存在的，不能降解、容易導致感染和組織增生，以及不能實現(xiàn)組織重建等弊端，本發(fā)明提供一種可降解螺旋型人工氣管。本發(fā)明還提供其制備方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種可降解螺旋型人工氣管，該人工氣管包括外層的生物可降解材料靜電紡絲覆膜，內(nèi)層的殼聚糖層，以及所述生物可降解材料靜電紡絲覆膜與所述殼聚糖層之間的螺旋形支架。該螺旋形支架為硫酸鋇與生物可降解材料的復合材料制成。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種可降解螺旋型人工氣管的制備方法，包括，將硫酸鋇與生物可降解材料的復合材料制成螺旋形支架；用生物可降解材料，在該螺旋形支架的外側(cè)進行靜電紡絲覆膜；以及在該螺旋形支架的內(nèi)側(cè)沉積殼聚糖層。
[0010]具體來講，本發(fā)明提供的可降解螺旋型人工氣管的制備方法，包括如下步驟:
(1)將生物可降解材料和硫酸鋇制成混合溶液，晾干成膜，切割成條；
(2)在圓柱體模具上纏繞成螺旋形，烘干，得螺旋形支架；
(3)在該螺旋形支架的外側(cè)進行靜電紡絲覆膜；
(4)在該螺旋形支架的內(nèi)側(cè)沉積殼聚糖層。
[0011]上述生物可降解材料可選自聚乳酸，具體可選自左旋聚乳酸或消旋聚乳酸。
[0012]本發(fā)明至少實現(xiàn)了如下有益效果:本發(fā)明提供的人工器官，對于組織的刺激性小，抗感染能力較強；對于氣管的重建來說，克服了傳統(tǒng)修補方法僅僅進行功能恢復的缺點。
[0013]本發(fā)明，為胸腔氣管手術(shù)提供了有一定的機械強度和加工性能，可為細胞生長和組織再生提供適宜環(huán)境，具有良好的生物相容性和降解性，對組織結(jié)構(gòu)的再生和修復起著重要的誘導和促進作用，又便于支架的一種組織工程氣管，即人工氣管。
[0014]本發(fā)明提供的人工器官，螺旋形的支架結(jié)構(gòu)具有一定的支撐力和韌性，比較符合人體對氣管柔韌性的要求。
[0015]本發(fā)明提供的人工器官，支架外側(cè)的電紡絲薄膜可以避免顯影材料(硫酸鋇)制成的支架與血管細胞接觸。并且此薄膜具有大的比表面積和孔隙率，為細胞依附提供了有利條件，細胞附著率高。
[0016]本發(fā)明提供的人工器官，支架內(nèi)層和電紡絲薄膜的內(nèi)表面涂有殼聚糖涂層，有利于氣管內(nèi)皮細胞的爬行修復。
[0017]【具體實施方式】
以下，將詳細說明本發(fā)明的具體實施例， 以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更詳細地理解本發(fā)明。
[0018]實施例1:
本實施例制備可降解螺旋型人工氣管的方法，步驟如下:
①混合溶液:稱量左旋聚乳酸和醫(yī)用硫酸鋇，加入二氯甲烷混合，攪拌均勻。左旋聚乳酸與醫(yī)用硫酸鋇的質(zhì)量比為9:1。左旋聚乳酸購自濟南岱罡生物工程有限公司，醫(yī)用硫酸鋇購自湖北鑫潤德化工有限公司，二氯甲烷購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0019]②灌膜及成膜:將攪拌好的溶液倒入平底容器中，晾干。
[0020]③切割、纏繞、烘干定型:在膜干透隆起、顏色變白之前用刀片將膜切成寬為4_的長條。切割時注意防止長條邊緣形成斜角，造成支架毛刺。將膜揮發(fā)面朝外纏繞在圓柱體模具上。纏繞要求:纏繞帶不互相重疊，不留帶間隙；從側(cè)面觀察，表面平整沒有凸起。纏繞后的支架在55-65°C鼓風干燥箱中干燥三周定型，得到硫酸鋇/左旋聚乳酸復合材料支架。
[0021]④電紡絲覆膜:將左旋聚乳酸溶解于二氯甲烷中，配成濃度為7wt%的紡絲溶液。
[0022]⑤將支架套在一內(nèi)徑與支架外徑相等的圓柱桶內(nèi)，并將此浸入2%殼聚糖溶液中。因外表面被保護，所以支架內(nèi)層和電紡絲薄膜的內(nèi)表面均勻、緊密涂了一層殼聚糖薄膜。殼聚糖購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0023]實施例2:
本實施例制備可降解螺旋型人工氣管的方法，步驟如下:
①混合溶液:稱量左旋聚乳酸和醫(yī)用硫酸鋇，加入二氯甲烷混合，攪拌均勻。左旋聚乳酸與醫(yī)用硫酸鋇的質(zhì)量比為8: 2。左旋聚乳酸購自濟南岱罡生物工程有限公司，醫(yī)用硫酸鋇購自湖北鑫潤德化工有限公司，二氯甲烷購自湖北鑫潤德化工有限公司。②灌膜及成膜:將攪拌好的溶液倒入平底容器中，晾干。
[0024]③切割、纏繞、烘干定型:在膜干透隆起、顏色變白之前用刀片將膜切成寬為4mm的長條。切割時注意防止長條邊緣形成斜角，造成支架毛刺。將膜揮發(fā)面朝外纏繞在圓柱體模具上。纏繞要求:纏繞帶不互相重疊，不留帶間隙；從側(cè)面觀察，表面平整沒有凸起。纏繞后的支架在55-65°C鼓風干燥箱中干燥三周定型，得到硫酸鋇/左旋聚乳酸復合材料支架。
[0025]④電紡絲覆膜:將左旋聚乳酸溶解于二氯甲烷中，配成濃度為7wt%的紡絲溶液 ⑤將支架套在一內(nèi)徑與支架外徑相等的圓柱桶內(nèi)，并將此浸入2%殼聚糖溶液中。因外
表面被保護，所以支架內(nèi)層和電紡絲薄膜的內(nèi)表面均勻、緊密涂了一層殼聚糖薄膜。殼聚糖購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0026]實施例3:
本實施例制備可降解螺旋型人工氣管的方法，步驟如下:
①混合溶液:稱量左旋聚乳酸和醫(yī)用硫酸鋇，加入二氯甲烷混合，攪拌均勻。左旋聚乳酸與醫(yī)用硫酸鋇的質(zhì)量比為7:3。左旋聚乳酸購自濟南岱罡生物工程有限公司，醫(yī)用硫酸鋇購自湖北鑫潤德化工有限公司，二氯甲烷購自湖北鑫潤德化工有限公司。②灌膜及成膜:將攪拌好的溶液倒入平底容器中，晾干。
[0027]③切割、纏繞、烘干定型:在膜干透隆起、顏色變白之前用刀片將膜切成寬為4_的長條。切割時注意防止長條邊緣形成斜角，造成支架毛刺。將膜揮發(fā)面朝外纏繞在圓柱體模具上。纏繞要求:纏繞帶不互相重疊，不留帶間隙；從側(cè)面觀察，表面平整沒有凸起。纏繞后的支架在55-65°C鼓風干燥箱中干燥三周定型，得到硫酸鋇/左旋聚乳酸復合材料支架。
[0028]④電紡絲覆膜:將左旋聚乳酸溶解于二氯甲烷中，配成濃度為7wt%的紡絲溶液 ⑤將支架套在一內(nèi)徑與支架外徑相等的圓柱桶內(nèi)，并將此浸入2%殼聚糖溶液中。因外
表面被保護，所以支架內(nèi)層和電紡絲薄膜的內(nèi)表面均勻、緊密涂了一層殼聚糖薄膜。殼聚糖購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0029]實施例4:
本實施例制備可降解螺旋型人工氣管的方法，步驟如下:
①混合溶液:稱量左旋聚乳酸和醫(yī)用硫酸鋇，加入二氯甲烷混合，攪拌均勻。左旋聚乳酸與醫(yī)用硫酸鋇的質(zhì)量比為6:4。左旋聚乳酸購自濟南岱罡生物工程有限公司，醫(yī)用硫酸鋇購自湖北鑫潤德化工有限公司，二氯甲烷購自湖北鑫潤德化工有限公司。②灌膜及成膜:將攪拌好的溶液倒入平底容器中，晾干。
[0030]③切割、纏繞、烘干定型:在膜干透隆起、顏色變白之前用刀片將膜切成寬為4_的長條。切割時注意防止長條邊緣形成斜角，造成支架毛刺。將膜揮發(fā)面朝外纏繞在圓柱體模具上。纏繞要求:纏繞帶不互相重疊，不留帶間隙；從側(cè)面觀察，表面平整沒有凸起。纏繞后的支架在55-65°C鼓風干燥箱中干燥三周定型，得到硫酸鋇/左旋聚乳酸復合材料支架。
[0031]④電紡絲覆膜:將左旋聚乳酸溶解于二氯甲烷中，配成濃度為7wt%的紡絲溶液 ⑤將支架套在一內(nèi)徑與支架外徑相等的圓柱桶內(nèi)，并將此浸入2%殼聚糖溶液中。因外
表面被保護，所以支架內(nèi)層和電紡絲薄膜的內(nèi)表面均勻、緊密涂了一層殼聚糖薄膜。殼聚糖購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0032]實施例5:本實施例制備可降解螺旋型人工氣管的方法，步驟如下:
①混合溶液:稱量左旋聚乳酸和醫(yī)用硫酸鋇，加入二氯甲烷混合，攪拌均勻。左旋聚乳酸與醫(yī)用硫酸鋇的質(zhì)量比為5: 5。左旋聚乳酸購自濟南岱罡生物工程有限公司，醫(yī)用硫酸鋇購自湖北鑫潤德化工有限公司，二氯甲烷購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0033]②灌膜及成膜:將攪拌好的溶液倒入平底容器中，晾干。
[0034]③切割、纏繞、烘干定型:在膜干透隆起、顏色變白之前用刀片將膜切成寬為4mm的長條。切割時注意防止長條邊緣形成斜角，造成支架毛刺。將膜揮發(fā)面朝外纏繞在圓柱體模具上。纏繞要求:纏繞帶不互相重疊，不留帶間隙；從側(cè)面觀察，表面平整沒有凸起。纏繞后的支架在55-65°C鼓風干燥箱中干燥三周定型，得到硫酸鋇/左旋聚乳酸復合材料支架。
[0035]④電紡絲覆膜:將左旋聚乳酸溶解于二氯甲烷中，配成濃度為7wt%的紡絲溶液 ⑤將支架套在一內(nèi)徑與支架外徑相等的圓柱桶內(nèi)，并將此浸入2%殼聚糖溶液中。因外
表面被保護，所以支架內(nèi)層和電紡絲薄膜的內(nèi)表面均勻、緊密涂了一層殼聚糖薄膜。殼聚糖購自湖北鑫潤德化工有限公司。
[0036]實施例1-5四組支架力學強度測試結(jié)果見表1。
[0037]表1本發(fā)明實施例1-5提供的支架的力學強度測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種可降解螺旋型人工氣管，其特征在于，該人工氣管包括外層的生物可降解材料靜電紡絲覆膜，內(nèi)層的殼聚糖層，以及所述生物可降解材料靜電紡絲覆膜與所述殼聚糖層之間的螺旋形支架。
2.如權(quán)利要求1所述可降解螺旋型人工氣管，其特征在于，該螺旋形支架為硫酸鋇與生物可降解材料的復合材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2任一項所述可降解螺旋型人工氣管，其特征在于，所述生物可降解材料選自聚乳酸。
4.如權(quán)利要求3所述可降解螺旋型人工氣管，其特征在于，所述聚乳酸是指左旋聚乳酸或消旋聚乳酸。
5.如權(quán)利要求4所述可降解螺旋型人工氣管，其特征在于，所述螺旋形支架由硫酸鋇與生物可降解材料按3:7的比例制成。
6.一種可降解螺旋型人工氣管的制備方法，其特征在于，該方法包括，將硫酸鋇與生物可降解材料的復合材料制成螺旋形支架；用生物可降解材料，在該螺旋形支架的外側(cè)進行靜電紡絲覆膜；以及在該螺旋形支架的內(nèi)側(cè)沉積殼聚糖層。
7.如權(quán)利要求6所述可降解螺旋型人工氣管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將生物可降解材料和硫酸鋇制成混合溶液，晾干成膜，切割成條； 在圓柱體模具上纏繞成螺旋形，烘干，得螺旋形支架； 在該螺旋形支架的外側(cè)進行靜電紡絲覆膜； 在該螺旋形支架的內(nèi)側(cè)`沉積殼聚糖層。
8.如權(quán)利要求6或7任一項所述可降解螺旋型人工氣管的制備方法，其特征在于，所述述生物可降解材料為聚乳酸。
9.如權(quán)利要求8所述可降解螺旋型人工氣管的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸選自左旋聚乳酸或消旋聚乳酸。
10.如權(quán)利要求7所述可降解螺旋型人工氣管的制備方法，其特征在于，硫酸鋇與生物可降解材料按3:7的比例制成螺旋形支架。
【文檔編號】A61F2/04GK103767803SQ201410043279
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】胡堃, 林廣勤, 陳巍 申請人:胡堃, 林廣勤, 陳巍