一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)用領(lǐng)域，具體的說，涉及一種人工血管支架，尤其是一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，數(shù)以萬計(jì)的病人在遭受心腦血管疾病的折磨。組織工程的目的就是為病損的組織或者器官提供再生資源，為各種疾病提供可靠的療法。血管組織工程的目標(biāo)是制備出可植入體內(nèi)的功能性的血管支架來取代病變的血管，從而幫助新的血管的再生。大直徑的合成血管支架如Dacron公司的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和Gore公司生產(chǎn)的膨體聚四氟乙烯(ePTFE)已經(jīng)被成功的用在血液高速流動(dòng)的主動(dòng)脈上如胸、腹主動(dòng)脈。然而，目前廣泛使用的合成血管支架并不能滿足小直徑血管支架的需求。原因在于，當(dāng)這些小直徑的血管支架植入體內(nèi)時(shí)，極易形成血栓并導(dǎo)致血管內(nèi)膜增生。因此，目前亟待制備出功能性的小直徑血管支架來滿足日益增長的心血管疾病的需求。
[0003]人體血管結(jié)構(gòu)包含三層結(jié)構(gòu)，即內(nèi)膜、中膜和外膜。每一層是由不同的細(xì)胞構(gòu)成的。理想的血管支架應(yīng)具有與人體血管相類似的層級(jí)組成結(jié)構(gòu)，而且其內(nèi)表面應(yīng)對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞具有較強(qiáng)的粘附力以形成致密的內(nèi)皮細(xì)胞層來防止血栓的形成和凝血的發(fā)生。近些年的研究中，一些研究者已經(jīng)在嘗試通過不同的方法來制備具有多層結(jié)構(gòu)的管狀血管組織工程支架。專利CN 101264349A結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和編織技術(shù)制備了雙層血管支架;專利CN201342120Y公開了一種復(fù)合型小口徑血管支架的方法;專利CN101879330A公開了一種三層結(jié)構(gòu)的絲素蛋白管狀支架的制備方法;張亮等人通過結(jié)合粒子瀝濾法和凍干法制備出內(nèi)外層為PLGA構(gòu)成、中間層為PU構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)管狀支架，支架內(nèi)徑為6mm，長度為4cm[B1technology and B1engineering, 2008,99(4): 1007-1015]；另外，通過調(diào)節(jié)紡絲工藝，利用靜電紡絲法可制備出孔徑不同的雙層管狀支架[B1materials ,2010 ,31: 4313-4321];Soletti等人采用彈性體PEUU為原料，利用TIPS和靜電紡絲法制備雙層結(jié)構(gòu)管狀支架，管狀支架彈性模量為1.4MPa，最大拉伸強(qiáng)度為8.3MPa，與天然組織相似[ActaB1materialia，2010，6:110-122];南開大學(xué)孔德領(lǐng)教授課題組采用調(diào)控靜電紡絲工藝制備出了雙層結(jié)構(gòu)的PCL管狀支架，并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[B1materials，2015,61:85-94]。專利104027851公開了一種基于靜電紡絲法制備出的PVA/殼聚糖/PCL三層結(jié)構(gòu)血管支架。東華大學(xué)王偉忠采用二次熱致相分離法制備出了雙層結(jié)構(gòu)的PLLA/PCL三維結(jié)構(gòu)納米纖維管狀支架[王偉忠，雙層小口徑納米纖維血管支架的相分離制備與生物學(xué)評(píng)價(jià)，2014，東華大學(xué)，碩士學(xué)位論文]。
[0004]為了達(dá)到對(duì)血管三層結(jié)構(gòu)的模擬與仿生，本發(fā)明在基于自主設(shè)計(jì)的模具基礎(chǔ)上，采用冷凍干燥法和靜電紡絲法制備三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架，該方法不僅可以結(jié)合不同的材料體系，而且可以在各層負(fù)載不同生長因子，達(dá)到定向誘導(dǎo)內(nèi)層細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及纖維細(xì)胞生長的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法，基于自主設(shè)計(jì)的模具，利用冷凍干燥法和靜電紡絲法相結(jié)合制備三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架，以達(dá)到對(duì)血管結(jié)構(gòu)的模擬與仿生。利用該方法不僅可以選擇不同的材料體系，而且可以在各層中負(fù)載不同的生長因子，實(shí)現(xiàn)定向誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及纖維細(xì)胞生長的目的。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法，血管支架包括從內(nèi)向外依次緊貼排列的內(nèi)層、中間層、外層；內(nèi)層是由靜電紡絲法制備的纖維組成的管狀支架，中間層是由冷凍干燥法制備的多孔結(jié)構(gòu)組成的管狀支架，外層是由靜電紡絲法或冷凍干燥法制備的管狀支架。
[0008]作為一種優(yōu)選，血管支架的厚度為0.5?1mm，長度為5?8mm。此處所說的厚度，指的是外層的外徑最大處的尺寸。
[0009]作為一種優(yōu)選，一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法使用模具制備;模具包括第一中空鋁管、第二中空鋁管、第三中空鋁管、底座;第一中空鋁管位于第二中空鋁管內(nèi)，第二中空鋁管位于第三中空鋁管內(nèi)；第一中空鋁管、第二中空鋁管、第三中空鋁管均設(shè)置在底座上。
[0010]作為一種優(yōu)選，一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法，包括如下步驟:
[0011](1)內(nèi)層的制備:
[0012]al.將制備內(nèi)層用的聚合物溶解在溶劑中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙?，配成質(zhì)量百分濃度為10%?15%的紡絲溶液；
[0013]bl.將步驟al制備的紡絲溶液利用靜電紡絲裝置進(jìn)行紡絲制備管狀支架，其中紡絲纖維的收集裝置為旋轉(zhuǎn)的第一中空鋁管，在第一中空鋁管的外壁形成內(nèi)層；
[0014](2)中間層的制備:
[0015]cl.將制備中間層用的聚合物溶解在溶劑中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙?，配成質(zhì)量百分濃度為5%?10%的溶液；
[0016]dl.將步驟bl得到的帶有內(nèi)層的第一中空鋁管與第二中空鋁管組裝形成同心圓筒結(jié)構(gòu)，并置于底座上，將步驟cl中制備的溶液澆筑在內(nèi)層與第二中空鋁管中，冷凍干燥，形成多孔的管狀支架狀的中間層后，移除第二中空鋁管；
[0017](3)外層的制備，采用靜電紡絲法:
[0018]el.將制備外層用聚合物溶解在溶劑中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙猓涑少|(zhì)量百分濃度為10%?15%的紡絲溶液；
[0019]Π.將步驟el制備的紡絲溶液利用靜電紡絲裝置進(jìn)行紡絲制備管狀支架，其中收集裝置為步驟dl得到的帶有中間層和內(nèi)層的第一中空鋁管，紡絲完成后，得到附著在中間層外的外層。
[0020]作為一種優(yōu)選，一種三層結(jié)構(gòu)小口徑血管支架的制備方法，包括如下步驟:
[0021](1)內(nèi)層的制備:
[0022]a2.將制備內(nèi)層用的聚合物溶解在溶劑中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙?，配成質(zhì)量百分濃度為10%?15%的紡絲溶液；
[0023]b2.將步驟a2制備的紡絲溶液利用靜電紡絲裝置進(jìn)行紡絲制備管狀支架，其中紡絲纖維的收集裝置為旋轉(zhuǎn)的第一中空鋁管，在第一中空鋁管的外壁形成內(nèi)層；
[0024](2)外層的制備，采用冷凍干燥法:
[0025]c2.將步驟b2得到的帶有內(nèi)層的第一中空鋁管、第二中空鋁管、第三中空鋁管形成同心中空?qǐng)A筒結(jié)構(gòu)安裝在底座上；
[0026]d2.將制備外層用聚合物溶解在溶劑中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙猓涑少|(zhì)量百分濃度為5%?10%的溶液；
[0027]e2.將步驟d2制備的溶液澆在步驟c2的第二中空鋁管和第三中空鋁管之間，冷凍干燥，形成多孔的管狀支架狀外層，移除第二中空鋁管；
[0028](3)中間層的制備:
[0029]f2.將制備中間層用的聚合物溶解在溶劑中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙?，配成質(zhì)量百分濃度為5%?10%的溶液；
[0030]將步驟f2中制備的溶液澆筑在內(nèi)層和外層之間，冷凍干燥，形成多孔的管狀支架狀的中間層，移除第一中空鋁管和第三中空鋁管。
[0031]作為一種優(yōu)選，步驟al或a2中，制備內(nèi)層用的聚合物為人工合成聚合物聚左旋乳酸、聚己內(nèi)酯、熱塑性聚氨酯、聚碳酸亞丙酯，天然聚合物膠原、明膠、透明質(zhì)酸、殼聚糖或人工合成聚合物和天然聚合物的復(fù)合物;溶劑為氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮、六氟乙醇中的一種或幾種。
[0032]作為一種優(yōu)選，靜電紡絲步驟中(bl、fl、b2)，靜電紡絲條件為:靜電紡絲電壓是10?20kV,接收距離是15?20cm,紡絲速率是0.3?lml/h ο
[0033]作為一種優(yōu)選，步驟cl或f2中，制備中間層用的聚合物為聚左旋乳酸、聚己內(nèi)酯、熱塑性聚氨酯或聚碳酸亞丙酯；溶劑為二惡烷、苯、四氫呋喃、二甲基亞砜中的一種與水的混合溶劑。
[0034]作為一種優(yōu)選，步驟el中，制備外層用的聚合物為人工合成聚合物聚左旋乳酸、聚己內(nèi)酯、熱塑性聚氨酯、聚碳酸亞丙酯，天然聚合物膠原、明膠、透明質(zhì)酸、殼聚糖或人工合成聚合物和天然聚合物的復(fù)合物;溶劑為氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮、六氟乙醇中的一種或幾種混合溶劑。
[0035]作為一種優(yōu)選，步驟d2中，制備外層用的聚合物為聚左旋乳酸、聚己內(nèi)酯或聚碳酸亞丙酯;溶劑為二惡烷、苯、四氫呋喃或二甲基亞砜。
[0036]總的說來，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0037]可制備小口徑血管支架;血管支架具有良好的細(xì)胞相容性和生物降解性能，能夠模擬天然血管的三層結(jié)構(gòu)，可用于心腦血管疾病的修復(fù);不僅可以結(jié)合不同的材料體系，而且可以在各層負(fù)載不同生長因子，達(dá)到定向誘導(dǎo)內(nèi)層細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及纖維細(xì)胞生長的目的。
【附圖說明】
[0038]圖1是模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2a和2b是實(shí)施例一采用本發(fā)明制備的血管支架的掃描電鏡圖。
[0040]圖3a和3b是實(shí)施例二采用本發(fā)明制備的血管支架的掃描電鏡圖。
[0041]1為第一中空鋁管，2為第二中空鋁管，3為第三中空鋁管，4為底座。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面來對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0043]實(shí)施例一
[0044]本發(fā)明使用圖1所示的模具制備血管支架。模具包括第一中空鋁管、第二中空鋁管、第三中空鋁管、底座。第一中空鋁管位于第二中空鋁管內(nèi)，第二中空鋁管位于第三中空鋁管內(nèi)。第一中空鋁管、第二中空鋁管、第三中空鋁管同心的設(shè)置在底座上，根據(jù)需要選用并安裝在底座上。
[0045]本發(fā)明制得的血管支架的厚度為0.5?1mm，長度為5?8mm。血管支架對(duì)血管結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬和仿生，包括內(nèi)層、中間層、外層；內(nèi)層是由靜電紡絲法制備的纖維組成的管狀支架，中間層是由冷凍干燥法制備的多