技术领域
[0001] 本
发明属于
生物工程技术领域，具体涉及一种双层高分子材料复合血管。
背景技术
[0002] 目前临床上广泛使用的
人工血管主要缺点有聚四氟乙烯血管和自体血管不匹配、人工血管的
顺应性较差、完全不具备人体动脉的柔韧性与弹性，这个
缺陷在与小口径动脉吻合时就表现的非常明显，这也是血栓易在吻合口部位形成的主要原因，导致血栓形成及内膜增生，远期通畅率极低。人工血管与血液相互作用的结果取决于其表面的性质如形态结构、电荷、与
水的亲合
力以及表面化学性质，这会引发不同的凝血途径。移植后人工血管表面会
吸附纤维蛋白原，激活血小板，使其聚集产生血栓。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服
现有技术缺陷，提供一种双层高分子材料复合血管。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] 一种双层高分子材料复合血管，由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化的功能的光滑致密高分子
纳米纤维层和包绕在该光滑致密高分子纳米纤维层之外的多孔
支架层组成；该多孔支架层的孔隙的大小允许细胞长入，且该孔隙之间相通以允许细胞长入后产生的细胞外基质相互连接。
[0006] 在本发明的一个优选实施方案中，所述光滑致密高分子纳米纤维层的厚度为100nm-200μm，其孔隙的直径为10nm-20μm，纤维直径为10-5000nm。
[0007] 在本发明的一个优选实施方案中，所述多孔支架层的厚度为20-500μm，多孔支架层的孔径为10μm-300μm。
[0008] 在本发明的一个优选实施方案中，所述光滑致密高分子纳米纤维层由
静电纺丝或3D打印制备而成。
[0009] 在本发明的一个优选实施方案中，所述多孔支架层由发泡快速冷冻成型或3D打印制备而成。
[0010] 在本发明的一个优选实施方案中，所述光滑致密高分子纳米纤维内膜，通过接枝惰性材料使其光滑。
[0011] 在本发明的一个优选实施方案中，所述光滑致密高分子纳米纤维内膜通过负载抗凝药物而具有抗凝功能，通过负载抗血小板药物而具有抗血小板的功能，通过用促进内膜化的方法进行加工而具有促进血管
内皮化的功能。
[0012] 进一步优选的，所述抗凝药物包括凝血酶直接
抑制剂/因子IIa抑制剂、凝血酶间接抑制剂、维生素K拮抗剂和选择性Xa因子抑制剂/FXa抑制剂。
[0013] 更进一步优选的，所述凝血酶直接抑制剂/因子IIa抑制剂包括达比加群酯、比伐卢定、阿加曲班、重组水蛭素(来匹卢定)；所述凝血酶间接抑制剂包括肝素(优选肝素钠、肝素
钙)和低分子肝素(优选达肝素钠、依诺肝素钠、那曲肝素钙)；所述维生素K拮抗剂(VKA)包括华法林，所述选择性Xa因子抑制剂/FXa抑制剂包括选择性Xa因子直接抑制剂(优选利伐沙班、阿哌沙班和依度沙班)和选择性Xa因子间接抑制剂(优选黄达肝葵钠)。
[0014] 进一步优选的，所述抗血小板药物包括COX-1抑制剂、ADP受体拮抗剂、血小板糖蛋白1I b/IIIa受体拮抗剂和
磷酸二酯酶抑制剂。
[0015] 更进一步优选的，所述COX-1抑制剂包括阿司匹林，所述ADP受体拮抗剂包括噻氯匹定、氯吡格雷、普拉格雷和替格瑞洛，所述血小板糖蛋白1I b/IIIa受体拮抗剂包括阿昔单抗、替罗非班和依替巴肽，所述磷酸二酯酶抑制剂包括双嘧达莫和西洛他唑。
[0016] 进一步优选的，所述促进内膜化的方法包括包被血管内皮生长因子、平滑肌蛋白、重组人生长
激素、CD34
抗体、透明质酸、粘附性蛋白、
阿托伐他汀，生物活性多肽、生物分子修饰血管内膜或在所述光滑致密高分子纳米纤维层种植人的内皮细胞。
[0017] 更进一步优选的，所述人内皮细胞包括人脐静脉内皮细胞和内皮祖细胞。
[0018] 进一步优选的，所述光滑致密高分子纳米纤维层的材质包括聚
氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二
甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚羟基乙酸(PGA)、聚甲基
丙烯酸、有机
硅橡胶、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、羧甲基
淀粉、
醋酸淀粉、甲壳素、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、羧甲基
纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸和聚乙烯吡咯烷
酮(PVP)中的至少一种。
[0019] 进一步优选的，所述多孔支架层的材质包括聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚羟基乙酸(PGA)、聚甲基丙烯酸、有机硅橡胶、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、甲壳素、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、
羧甲基纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种。
[0020] 所述高分子纳米纤维内膜可通过接枝惰性材料使其内膜光滑。
[0021] 本发明的有益效果是：本发明具有良好的组织相容性，同时可提供和自体血管匹配良好的顺应性，满足血管移
植物所需要的力学性能，且人体正常的组织细胞可长入其中，而不在吻合口区域形成瘢痕。
附图说明
[0022] 图1为本发明
实施例3中的双层高分子材料复合血管的照片。
[0023] 图2为本发明实施例3中的血管材料的内层、外层(A：内层，B：外层)的扫描电镜照片。
[0024] 图3为本发明实施例2中的双层高分子材料复合血管的照片。
[0025] 图4为本发明实施例2中的血管材料的内层、外层(A：内层，B：外层)的扫描电镜照片。
[0026] 图5为本发明实施例3中的血管材料细胞毒性实验结果图片。
[0027] 图6为本发明实施例3中血管材料机械拉伸力结果图片。
具体实施方式
[0028] 以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0029] 实施例1
[0030] 一种双层高分子材料复合血管，由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化的功能的光滑致密高分子纳米纤维层和包绕在该光滑致密高分子纳米纤维层之外的多孔支架层组成，该多孔支架层的孔隙的大小允许细胞长入，且该孔隙之间相通以允许细胞长入后产生的细胞外基质相互连接。
[0031] 优选的：所述光滑致密高分子纳米纤维层的厚度为100nm-200μm，其孔隙的直径为10nm-20μm，纤维直径为10-5000nm；所述多孔支架层的厚度为20-500μm，多孔支架层的孔径为10μm-300μm；所述光滑致密高分子纳米纤维层由静电纺丝或3D打印制备而成；所述多孔支架由发泡快速冷冻成型或3D打印制备而成。
[0032] 上述静电纺丝采用配制一定浓度的静电纺丝原液，进行
干法纺丝。静电纺丝原液由微量
泵挤出，流速0.1-2mL/h，喷口接高压正极，接收装置接地，接收器的转速为10-1000r.p.m，静电纺丝
电压10-30kV，喷口距离接收装置5-30cm，喷口直径0.1-1mm，环境
温度10-30℃，环境湿度20-80％，收集纳米纤维管；
[0033] 上述发泡快速冷冻成型具体为：配制一定浓度的发泡液，使用一定模具冻成管状结构，
冷冻干燥后获得单独的多孔支架管状物，采用一定方法使之与静电纺丝制备的内膜两者紧密结合；或者将发泡液均匀涂抹在上述光滑致密高分子纳米纤维层上，于一定温度下预冷冻一段时间，持续低温抽
真空一段时间，后于一定温度真空干燥一段时间，即成。
[0034] 所述光滑致密高分子纳米纤维层和所述多孔支架层的材质包括聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚羟基乙酸(PGA)、聚甲基丙烯酸、有机硅橡胶、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、甲壳素、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种。
[0035] 进一步优选的，上述光滑致密高分子纳米纤维内膜，通过接枝惰性材料使其光滑。
[0036] 上述光滑致密高分子纳米纤维内膜通过负载抗凝药物而具有抗凝功能，通过负载抗血小板药物而具有抗血小板的功能，通过用促进内膜化的方法进行加工而具有促进血管内皮化的功能。
[0037] 进一步优选的，所述抗凝药物包括凝血酶直接抑制剂/因子IIa抑制剂、凝血酶间接抑制剂、维生素K拮抗剂和选择性Xa因子抑制剂/FXa抑制剂。
[0038] 更进一步优选的，所述凝血酶直接抑制剂/因子IIa抑制剂包括达比加群酯、比伐卢定、阿加曲班、重组水蛭素(来匹卢定)；所述凝血酶间接抑制剂包括肝素(优选肝素钠、肝素钙)和低分子肝素(优选达肝素钠、依诺肝素钠、那曲肝素钙)；所述维生素K拮抗剂(VKA)包括华法林，所述选择性Xa因子抑制剂/FXa抑制剂包括选择性Xa因子直接抑制剂(优选利伐沙班、阿哌沙班和依度沙班)和选择性Xa因子间接抑制剂(优选黄达肝葵钠)。
[0039] 进一步优选的，所述抗血小板药物包括COX-1抑制剂、ADP受体拮抗剂、血小板糖蛋白1I b/IIIa受体拮抗剂和磷酸二酯酶抑制剂。
[0040] 更进一步优选的，所述COX-1抑制剂包括阿司匹林，所述ADP受体拮抗剂包括噻氯匹定、氯吡格雷、普拉格雷和替格瑞洛，所述血小板糖蛋白1I b/IIIa受体拮抗剂包括阿昔单抗、替罗非班和依替巴肽，所述磷酸二酯酶抑制剂包括双嘧达莫和西洛他唑。
[0041] 进一步优选的，所述促进内膜化的方法包括包被血管内皮生长因子、平滑肌蛋白、重组人生长激素、CD34抗体、透明质酸、粘附性蛋白、阿托伐他汀，生物活性多肽、生物分子修饰血管内膜或在所述光滑致密高分子纳米纤维层种植人的内皮细胞。
[0042] 更进一步优选的，所述人内皮细胞包括人脐静脉内皮细胞和内皮祖细胞。
[0043] 实施例2
[0044] (1)将PVA-羧甲基壳聚糖(9∶1)溶解于去离子水中，获得静电纺丝原液，其具体参数如下表1所示：
[0045] 表1静电纺丝溶液配制参数
[0046]
[0047] 静电纺丝的具体参数如下表2所示：
[0048] 表2静电纺丝参数控制
[0049]
[0050] (2)将上述静电纺丝原液进行静电纺丝，获得光滑致密高分子纳米纤维层；该光滑致密高分子纳米纤维层用三偏磷酸钠交联后，亲水性良好，利于减轻血管堵塞的隐患，具体吸水性能下表3所示：
[0051] 表3吸水性测试
[0052]长度(mm) 重量(g) 吸水量(g) 吸水率(％)
98.90±0.0315 0.1169±0.0046 0.2089±0.0065 178.70±0.0358
[0053] (3)在步骤(2)制得的光滑致密高分子纳米纤维层的外表面均匀涂抹制备好的发泡液，于液氮进行冷冻定型，抽真空3-6h，真空干燥24h，获得内层为光滑致密PVA-羧甲基壳聚糖纳米纤维层、外层为多孔支架层的本发明的双层高分子材料复合血管，外观如图3所示，内层和外层的扫描电镜图如图4所示。
[0054] 上述发泡液的组成和制备参数如下表4和表5所示：
[0055] 表4发泡液配制参数
[0056]
[0057] 表5发泡液制备参数
[0058]
[0059] 实施例3
[0060] (1)将PCL-明胶溶解于六氟异丙醇中，获得静电纺丝原液，其具体参数如下表-6所示：
[0061] 表6静电纺丝溶液配制参数
[0062]
[0063] 静电纺丝的具体参数如下表7所示：
[0064] 表7静电纺丝参数控制
[0065]
[0066] (2)将上述静电纺丝原液进行静电纺丝，获得如图2A所示的光滑致密高分子纳米纤维层；该光滑致密高分子纳米纤维层亲水性良好，利于减轻血管堵塞的隐患，具体吸水性能下表8所示：
[0067] 表8吸水性测试
[0068]长度(mm) 重量(g) 吸水量(g) 吸水率(％)
99.90±0.0015 0.1052±0.0046 0.2689±0.0065 255.02±0.0315
[0069] (3)将制备好的发泡液(聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基乙酸(PGA)、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、聚甲基丙烯酸、有机硅橡胶、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、甲壳素、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种)，均匀涂于一定内径的管状模具，于低温进行冷冻定型，真空干燥24h，获得柔软多孔管状支架，与步骤(2)中制备好的光滑致密高分子纳米纤维层结合，得到内层为光滑致密纳米层、外层为多孔支架层的本发明的双层高分子材料复合血管，外管如图1，扫描电镜图如图2所示。
[0070] (4)采用CCK-8法，对制备的
补片材料进行细胞毒性检测，具体操作如下：将细胞悬液(100μL/孔)接种在96孔板中，control组以正常培养基培养细胞，treated组以浸泡制备的双层高分子材料复合血管24h的培养基培养细胞。在潮湿的
培养箱中预培养一定时间(例如，在37℃，5％CO2条件下)。向板的每个孔中加入10μL CCK-8溶液。注意不要向孔中引入气泡，因为它们会干扰O.D.值检测。将培养板放在培养箱中孵育1-4小时。使用酶标仪测量450nm处的吸光度。得到结果如图5所示，无统计学差异，说明本发明的双层高分子材料复合血管无毒性。
[0071] (5)将本发明的双层高分子材料复合血管裁剪成长20mm，用微小力拉伸仪测试材料拉伸力，得到位移与拉力的关系如图6所示。
[0072] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明
专利范围及
说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
