技术领域
[0001] 本
发明涉及高分子材料技术领域，具体而言，涉及一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体及其制备方法。
背景技术
[0002] I型糖尿病，原名胰岛素依赖型糖尿病，好发于儿童或青少年，也可发生于各种年龄，特别是更年期，是一种几乎不易治愈的
疾病，患者体内胰岛细胞功能的不足，使患者容易发生
酮症酸中毒，必须终身进行胰岛素注射
治疗，否则将危及生命。
[0003] I型糖尿病的胰岛素治疗目标有两个，一是保证患者有良好的
生活质量(即尽可能避免严重的低血糖发生)，二是控制代谢
水平，以
预防糖尿病并发症。然而，长期注射胰岛素会引发一系列并发症，包括头晕，出汗甚至是失去知觉或死亡等。
[0004] 为改善I型糖尿病患者的生活质量，胰岛或胰岛细胞移植也
许可以帮助患者们解决胰岛素缺乏的问题，“Edmonton protocol”通过肝内移植供体胰岛来源，移植后初期的研究分析表明，该方法可实现患者的血糖控制。但该方法最长的持续时间为5年左右，且肝内移植还存在肝内移植位点出血、
炎症、移
植物磨损和局部脂肪变性等
风险。
[0005] 鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供
生物可降解高分子材料在制备用于植入受试者皮下组织的新血管构建体中的应用、用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法和用于植入受试者皮下组织的新血管构建体。
[0007] 本发明是这样实现的：
[0008] 第一方面，
实施例提供生物可降解高分子材料在制备用于植入受试者皮下组织的新血管构建体中的应用，所述血管构建体为所述高分子材料通过
静电纺丝的方式制得的
纳米纤维导管，所述高分子材料选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸共聚物和聚羟基乙酸中的一种。
[0009] 第二方面，实施例提供一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，其包括采用高分子材料通过静电纺丝的方式制备纳米纤维导管，所述高分子材料选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸共聚物和聚羟基乙酸中的一种。
[0010] 第三方面，实施例提供一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体，其由前述实施方式任一项所述的用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法制得。
[0011] 本发明具有以下有益效果：
[0012] 本发明实施例提供的生物可降解高分子材料在制备用于植入受试者皮下组织的新血管构建体中的应用，所述血管构建体为高分子材料通过静电纺丝的方式制得的纳米纤维导管，所述高分子材料选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸共聚物和聚羟基乙酸中的一种，采用该高分子材料制备的新血管构建体移植入皮下组织，可快速在受试者皮下形成一个富含新血管的细胞外基质空间，可用于容纳供体来源的胰岛或胰岛细胞长期维持功能。
附图说明
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014] 图1为本发明试验例中I型糖尿病Balb/c小鼠皮下
皮肤横切面图和胰岛细胞植入后I型糖尿病Balb/c小鼠皮下预血管化空间的组织化学
染色和免疫
荧光染色图，其中，图1中A为皮下组织的形成一个预血管化的
胶原蛋白丰富的移植空间图，图1中B为激光共聚焦
显微镜图；
[0015] 图2为本发明试验例中移植60天后，血糖耐量实验的定量分析结果。
具体实施方式
[0016] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用
试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0017] 本发明实施例提供了生物可降解高分子材料在制备用于植入受试者皮下组织的新血管构建体中的应用，所述血管构建体为所述高分子材料通过静电纺丝的方式制得的纳米纤维导管，所述高分子材料选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸共聚物和聚羟基乙酸中的一种。
[0018] 在可选实施方式中，所述高分子材料的分子量为3000～400000。
[0019] 在可选实施方式中，所述高分子材料的分子量为29000～48000。
[0020] 在可选实施方式中，所述聚乳酸羟基乙酸共聚物由摩尔比为(75～50)：(25～50)的乳酸与羟基乙酸聚合而成。
[0021] 在可选实施方式中，所述纳米纤维导管的电纺液由
有机溶剂和所述高分子材料混合制得，所述
有机溶剂选自四氢呋喃、1，2-二氯甲烷、三氟
乙醇、氯仿和六氟异丙醇中的至少一种。
[0022] 在可选实施方式中，所述有机溶剂包括三氟乙醇、四氢呋喃、六氟异丙醇中的至少一种。
[0023] 在可选实施方式中，每1～1.4g高分子材料，混合8～12ml有机溶剂。
[0024] 在可选实施方式中，静电纺丝的电纺流速为2.8～3.2mL/h，
电压17～19kV。
[0025] 在可选实施方式中，静电纺丝的接收装置为外径1.7～1.9cm的圆柱形管，接收装置的转速为780～820rpm。
[0026] 在可选实施方式中，静电纺丝时，喷头与接收装置的距离为10～14cm。
[0027] 一方面，采用上述材料制备的纳米纤维导管具有可降解性和良好的机械性能，能够满足不同个体的皮下植入且不易
变形；另一方面，该纳米纤维导管具有良好的
生物相容性，可引起宿主快速的免疫应激反应，能够避免或减少造成皮下长期的炎症反应。
[0028] 在可选实施方式中，所述纳米纤维导管的外经为2.1～5.0cm，长度为2～6cm，厚度为0.5～1000μm。
[0029] 本发明实施例还提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，其包括采用高分子材料通过静电纺丝的方式制备纳米纤维导管，所述高分子材料选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、聚乳酸羟基乙酸共聚物和聚羟基乙酸中的一种。
[0030] 在可选实施方式中，所述高分子材料的分子量为3000～400000。
[0031] 在可选实施方式中，所述高分子材料的分子量为29000～48000。
[0032] 在可选实施方式中，所述聚乳酸羟基乙酸共聚物由摩尔比为(75～50)：(25～50)的乳酸与羟基乙酸聚合而成。
[0033] 在可选实施方式中，所述纳米纤维导管的电纺液由有机溶剂和所述高分子材料混合制得，所述有机溶剂选自四氢呋喃、1，2-二氯甲烷、三氟乙醇、氯仿和六氟异丙醇中的至少一种。
[0034] 在可选实施方式中，所述有机溶剂包括三氟乙醇、四氢呋喃、六氟异丙醇中的至少一种。
[0035] 在可选实施方式中，每1～1.4g高分子材料，混合8～12ml有机溶剂。
[0036] 在可选实施方式中，所述静电纺丝的电纺流速为2.8～3.2mL/h，电压17～19kV。
[0037] 在可选实施方式中，所述静电纺丝的接收装置为外径1.7～1.9cm的圆柱形管，接收装置的转速为780～820rpm。
[0038] 在可选实施方式中，静电纺丝时，喷头与接收装置的距离为10～14cm。
[0039] 此外，本发明实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体，其由前述实施方式所述的用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法制得。
[0040] 在可选实施方式中，所述血管构建体具有一定的机械性能，其抗压强度为10～500MPa，断裂伸长率为1～55％，
杨氏模量为200～1000MPa。
[0041] 在可选实施方式中，所述血管构建体的外经为2.1～5.0cm，长度为2～6cm，厚度为0.5～1000μm。根据该范围设置，可在植入患者皮下制造一个富含细胞外基质的毛细血管的空间，空间的面积可以是2cm3～24cm3。
[0042] 在可选实施方式中，所述血管构建体为纳米纤维导管，纳米纤维导管由无序纳米纤维排列组成，纳米纤维的长度为5～20μm，孔隙率为80～95％，孔径为1～30μm。
[0043] 以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0044] 实施例1
[0045] 一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，其包括：
[0046] 称取1.2g高分子材料(左旋聚乳酸，PLLA，分子量48000Da)，置于30ml玻璃烧杯中，往烧杯中加入10ml有机溶剂(六氟异丙醇)，充分溶解，得到电纺液。
[0047] 用移液器将电纺液从烧杯内移入一个特制的静电纺丝存储针筒内，安装电纺丝喷头(22G)，调节电纺流速为3.0mL/h，电压18kV，喷头距接收装置距离为12cm，接收装置为外径为1.8cm的圆柱形不锈
钢管，调节接收装置转速为800rpm，电纺28h以获得纳米纤维导管。按需将纳米纤维导管切割成相应的长段，装入无菌培养皿内，
封口膜封口，12kGy Co60
辐射灭菌后备用。
[0048] 实施例2
[0049] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下:
[0050] 高分子材料为由摩尔比为75:25的乳酸与羟基乙酸共聚得到的聚乳酸羟基乙酸共聚物；
[0051] 有机溶剂为三氟乙醇。
[0052] 实施例3
[0053] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下:
[0054] 高分子材料为聚羟基乙酸；
[0055] 有机溶剂为四氢呋喃。
[0056] 实施例4
[0057] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下:
[0058] 高分子材料为右旋聚乳酸(PDLA)分子量为22000Da；
[0059] 有机溶剂为体积比为3：1的六氟异丙醇与三氟乙醇的混合溶液。
[0060] 实施例5
[0061] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下：
[0062] 高分子材料为由摩尔比为75:25的乳酸与羟基乙酸共聚得到的聚乳酸羟基乙酸共聚物，分子量为40000Da；
[0063] 有机溶剂为体积比为3：1的六氟异丙醇与三氟乙醇的混合溶液。
[0064] 实施例6
[0065] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下:
[0066] 高分子材料为由摩尔比为50：50的乳酸与羟基乙酸共聚得到的聚乳酸羟基乙酸共聚物，分子量为30000Da；
[0067] 有机溶剂为体积比为3：1的六氟异丙醇与三氟乙醇的混合溶液。
[0068] 实施例7
[0069] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料的不同，区别如下:
[0070] 高分子材料为由摩尔比为50：50的乳酸与羟基乙酸共聚得到的聚乳酸羟基乙酸共聚物，分子量为27000Da。
[0071] 实施例8
[0072] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料的不同，区别如下:
[0073] 高分子材料为由摩尔比为75:25的乳酸与羟基乙酸共聚得到的聚乳酸羟基乙酸共聚物，分子量为22000Da。
[0074] 实施例9
[0075] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料的不同，区别如下:
[0076] 高分子材料为由摩尔比为75:25的乳酸与羟基乙酸共聚得到的聚羟基乙酸，分子量为30000Da。
[0077] 实施例10
[0078] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下:
[0079] 高分子材料为由75％乳酸和25％羟基乙酸共聚得到的聚乳酸-羟基乙酸共聚物，分子量为27000Da；
[0080] 有机溶剂为三氟乙醇。
[0081] 实施例11
[0082] 本实施例提供了一种用于植入受试者皮下组织的新血管构建体的制备方法，大致与实施例1提供的制备方法相同，区别在于高分子材料和有机溶剂的不同，区别如下:
[0083] 高分子材料为由75％和25％羟基乙酸共聚得到的聚乳酸-羟基乙酸共聚物，分子量为28000Da；
[0084] 有机溶剂为体积比为3：1的六氟异丙醇与三氟乙醇的混合溶液。
[0085] 试验例
[0086] 移植胰岛或胰岛细胞前三周，在Balb/c小鼠
腹腔皮下植入实施例1提供的纳米纤维导管，其对照组为不可降解性尼龙管(6F,GE数字减影
血管造影导管，TorconAdvantage catheter,Bloomington,American)，以构建皮下预血管化的胶原蛋白丰富的移植空间。
[0087] 2周后，供体胰岛或胰岛细胞分离出来后，先将I型糖尿病Balb/c小鼠皮下的纳米纤维导管取出，然后用钝性
注射器将供体胰岛或胰岛细胞移植入这个预血管化的胶原蛋白移植空间内，外科钉关口。
[0088] 移植后的前三天，每隔12h测试患者或实验动物的血糖，三天后每隔三天测试患者或实验动物的血糖，定期进行血糖耐量实验评价移植效果。并与肾内移植组，尼龙导管移植组和无导管移植组(无皮下预血管化移植空间移植组)进行比较，结果请参照附图2。
[0089] 图1为纳米纤维导管植入Balb/c小鼠腹腔皮下的皮肤横切面图和胰岛细胞植入I型糖尿病Balb/c小鼠皮下预血管化的胶原蛋白丰富的空间100天后的组织化学染色和免疫荧光染色图。
[0090] 其中，图1中A为纳米纤维导管植入皮下2周后，取出导管后，皮下组织的形成一个预血管化的胶原蛋白丰富的移植空间；图1中B为激光共聚焦显微镜图，可见胰岛素和血管内壁标志物VWf均阳性表达，说明移植的胰岛细胞仍具有释放胰岛素的功能。
[0091] 图2为胰岛移植60天后，各组的定量
葡萄糖耐量分析结果。
[0092] 由图2可知，血糖耐量实验的定量分析结果，与皮下移植胰岛细胞组相比，采用
生物材料导管预先制造的预血管化胰岛移植位点组糖尿病小鼠具有良好的葡萄糖耐量，提示皮下胰岛移植需要一个良好的血运空间。与不可降解的尼龙管组相比，纳米纤维导管移植组的糖尿病小鼠具有较强的血糖清除能
力，非常接近肾内移植组。提示纳米纤维导管创建的皮下预血管化空间，具有更适合胰岛或胰岛细胞生存的血运空间。
[0093] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
