一種具有良好暢通率的絲素小口徑人工血管的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明為制備一種具有良好暢通率的絲素小口徑人工血管，涉及生物醫(yī)用材料領域。
【背景技術】
[0002]心血管疾病是危害人類健康的常見疾病之一，比較嚴重的患者，最常用的治療手段及輔助治療手段就是血管移植手術。而進行此項手術需要血管替代物。因此，有必要進行醫(yī)用人工血管的研制。自從1957年研制出滌綸人造血管以來，國內(nèi)外陸續(xù)開發(fā)出了各種材料和多種成型的人造血管。人工血管發(fā)展到今天，雖然已經(jīng)經(jīng)歷了幾次大的飛躍，然而小口徑(小于6_)的人工血管移植后遠期暢通率的提高一直是有待于解決的首要問題。原因是材料的抗凝血性不足，容易形成血栓，導致在小口徑血管內(nèi)發(fā)生堵塞。此外它們的順應性與天然血管存在較大差異，植入后由凝血酶引起纖維蛋白在內(nèi)腔沉積，這特別容易發(fā)生在應力相對集中的縫合線處。
[0003]為提高小口徑血管的遠期暢通率，需要尋找順應性更好的材料。在中、小口徑人工血管中，膨體聚四氟乙烯(ePTFE)的使用率最高。但是臨床資料表明自體血管移植物2年后通暢率達75%，而ePTFE人工血管移植物的通暢率僅為30%，這與ePTFE人工血管的順應性較差有關。真絲人造血管由于保形性差、強力較低，易造成血管內(nèi)塌，因此應用不是很廣泛；大口徑的滌綸人造血管通暢率較高，具有良好的橋接效果，但不能完全滿足小口徑人造血管的制造要求。具備良好的順應性、耐磨性、彈性、生物相容性及一定的抗凝血性的聚氨酯是目前被研宄最多的人造血管制造材料，但是內(nèi)皮細胞在聚氨酯表面不易附著，材料在植入人體后會有降解產(chǎn)物，從小血管的應用來講，聚氨酯材料仍不是最佳的選擇。
[0004]近年來，人們開始關注絲素這種天然生物材料。它與合成高分子材料相比，避免了復雜、繁瑣的合成工藝，提純工作簡單，而且絲素蛋白無毒性、無刺激作用、無過敏性，安全可靠，生物相容性較之有明顯的優(yōu)勢，并且已有文獻報道，絲素蛋白具有良好的支持細胞粘附和生長的能力，是一種適于細胞和組織培養(yǎng)的基質(zhì)。與其他生物醫(yī)用材料相比，由于其來源廣泛、制備工藝簡單、純度較高，是一種很有應用前景的材料。
[0005]絲素蛋白是蠶絲的主要組成部分，由18種氨基酸組成，其中有8種是人體所必需的氨基酸。絲素蛋白的聚集態(tài)結構被認為由結晶態(tài)和無定性兩大部分組成。絲素蛋白分子的構象可以分為兩類，即Silk I和Silk II結構。Silk I晶體立體構象呈曲柄形，是介于β折疊與α螺旋之間的一種中間形態(tài)；silk II晶體呈反平行β折疊層結構，屬單斜晶系。Silk I和Silk II兩種結構均能從溶解狀態(tài)的溶液中獲得，獲得哪種結構取決于結晶條件。Silk II結構比Silk I結構穩(wěn)定，干燥過程中任何機械振動都會導致Silk I結構轉為Silk II結構，也可以通過改變溫度、溶劑極性(如甲醇，乙醇，甲酸，二甲基甲酰胺等)、溶液PH變化、置于電場中和應力作用等條件來實現(xiàn)構型的轉變。絲素蛋白的力學性能隨其存在形式的不同而不同，以纖維形式存在時力學性能較好，為了適應外科縫合和周圍組織活動而產(chǎn)生的變形的要求，絲素管需要具備較好的柔韌性和彈性。而目前，已有的再生絲素管在力學性能方面存在不足之處，順應性差，在很大程度上限制了它的應用范圍。所以絲素管的制備方法的研宄十分必要。
[0006]2010年，蘇州大學發(fā)明(專利號:201010189082.0) 一種小口徑絲素蛋白管狀材料及其制備方法。以絲素為基本原料，構建具有三層結構的小口徑絲素蛋白管狀材料，其中中層為管狀熟絲編織網(wǎng)，外層材料為微納米級絲素纖維網(wǎng)，內(nèi)層材料為絲素多孔材料。上述方法雖然具備了血管的三層仿生結構，為細胞的生長提供支架，但是各層之間的會出現(xiàn)粘結不良問題，順應性不佳，制備方法復雜，不利于臨床實際應用。2014年，歐陽晨曦等人發(fā)明(專利號:201410071581.8) —次成型的聚氨酯人造血管及其制備方法。該發(fā)明制造出來的人工血管更加均勻，強度大，同時順應性與抗死角性更好，但是內(nèi)皮細胞在聚氨酯表面不易附著，材料在植入人體后會有降解產(chǎn)物，對于小血管的長期通暢來講，聚氨酯材料仍不是最佳的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是要提供一種具有良好暢通率的絲素小口徑人工血管的制備方法，本發(fā)明的絲素人工血管屬于天然材料，生物相容性良好，暢通率高，制備簡單，為解決小口徑血管的堵塞問題帶來希望。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種具有良好暢通率的絲素小口徑人工血管是這樣實現(xiàn)的:
[0009]制備高濃度的絲素蛋白水溶液同專利“不溶性絲素蛋白膜及絲素蛋白管的制備”(專利號:03131142.3)，即將蠶絲在無水Na2CO3溶液中煮沸來脫膠，多次洗滌干燥后，獲得純的絲素蛋白，接著溶解于三元溶劑或其他濃鹽溶液中，透析三天，在磁力加熱攪拌器輕微攪拌下濃縮得到高濃度的絲素蛋白水溶液。其中，絲素蛋白水溶液濃度為100-600mg/ml，使用1% -5%肝素進行抗凝血改性。
[0010]本發(fā)明的絲素小口徑人工血管的固化和成型工藝，是將得到的絲素蛋白溶液均勻地涂覆在模具上，使用電機聯(lián)動裝置，使模具保持一定旋轉速度(0-3000轉)，同時緩慢加熱干燥(溫度控制在o-1oo°c)，可進行多次涂覆，待溶液完全干燥后，將模具置于無水乙醇或乙醇水溶液中浸泡1-3天進行處理，然后從模具表面取下中空管狀物，在室溫下干燥1-3天，即得到一次成型的絲素小口徑人工血管。
[0011]其中，外涂覆內(nèi)加熱的實現(xiàn)方法是將模具一段固定在電機上，隨著電機轉動，當涂覆溶液后，在剪切力和重力的作用下，絲素溶液隨著模具旋轉，并均勻展開；模具的另一端通過加熱棒加熱模具，使溶液干燥。
[0012]本發(fā)明的絲素小口徑人工血管可以根據(jù)需要來調(diào)整其性能和外型。通過改變絲素蛋白溶液的濃度、肝素含量、加熱溫度、旋轉速度和涂覆層數(shù)，可以制備出不同性能的血管；改變模具的型號可以制備出不同外型的血管。所制備的絲素小口徑人工血管直徑小于6mm，長度50-200mm，管壁厚度為0.02-lmm,可用于生物醫(yī)用材料領域。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0014]1.以天然材料絲素作為人工血管材料，具有優(yōu)良的生物相容性、血液相容性和力學性能，有利于細胞粘附，體內(nèi)排斥作用小。
[0015]2.所制備的絲素小口徑人工血管經(jīng)過臨床使用檢測評價，滿足多項國家標準及行業(yè)標準對心血管移植物的要求。經(jīng)動物實驗的研宄表明，絲素管順應性好，無明顯的應力缺陷，在動物體內(nèi)6個月內(nèi)均保持暢通，而且具有爆破壓高和縫合力高等特點，為小口徑血