[发明专利]纳米纤维人工血管修饰内层及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料生物医学应用领域，涉及一种人工血管修饰内层。

背景技术

由于人体血管严重损伤后，自体修复能力差而无法快速痊愈，因此近些年来人工血管越 来越受到人们的关注。到目前为止，人们已经开发出多种材料的人工血管，如聚氨酯、聚乳 酸、聚四氟乙烯、尼龙等。随着技术的发展，人们开始对这些材料进行内层修饰，构建可供 内皮细胞粘附和生长的环境，以提高生物相容性。经过内层修饰的人工血管植入体内后，随 着内皮细胞的粘附，逐渐生长出自体细胞和组织，最终使其结构和功能趋近于自体血管，从 而获得理想的中远期通畅率和抗感染性能。目前人工血管的研究内容主要是选用具有良好生 物性能的天然及合成高聚物，通过不同的方法构建成纳米纤维血管或对其内层进行修饰，体 外引导种子细胞增殖、扩展和分化，最后移入人体内后实现自体血管的重建与再生。

修饰内层的材料组成直接影响着人工血管的生物性能。天然生物高分子的生物相容性 好，常表现出促进细胞粘附、生长等生物活性，成为构建组织工程支架修饰内层的首选。多 糖类物质(如纤维素、甲壳素、壳聚糖及透明质酸等)、蛋白类物质(如胶原、明胶、丝素 蛋白、弹性蛋白及纤维蛋白等)都属于这类生物高分子的范畴。

明胶、胶原等用作修饰内层材料时，因其降解速度过快，不能满足实际需要，人们通过 交联的方法来降低其降解速度，包括物理交联方法和化学交联方法。物理交联方法是经过 X-射线以及电弧放电照射后，使明胶转化为不溶的物质；化学交联方法是利用含有两个或两 个以上官能团的交联剂使明胶发生交联，常用的交联剂有戊二醛、京尼平等。其中化学交联 的方法更为常用。但明胶膜交联后剧烈收缩、卷曲，不利于得到平展的明胶膜，并且这一问 题尚未得到有效解决。

除了利用天然生物高分子制备血管修饰内层外，利用肝素接枝在合成高分子材料表面以 提高材料生物相容性方面的研究也一直受到人们的重视。肝素和许多生物学上重要蛋白质都 有特殊亲和力，与细胞的黏附、识别、迁移以及调节各种酶的活性有关，是一种具有抗凝、 抗炎、抗过敏、抗病毒、调节血脂、调节生长因子等多种生物学功能的物质。

在众多构建纳米纤维血管的方法中，静电纺丝法能够直接形成所需口径的管状结构，近 年来许多研究者利用静电纺丝法制备生物高分子纳米纤维。静电纺丝方法制备的纤维直径可 达纳米级，且纤维无规则堆砌形成大量微孔结构，使无纺膜具有更大的比表面积。这种结构 能够模仿细胞外基质的结构，为内皮细胞的粘附和生长提供良好的生物环境，促进细胞内外 物质的传递与交换，为自体血管的再生和重建提供了可能性。另外改变各种工艺参数及条件， 包括改变聚合物溶液性质如浓度、粘度、离子强度、电导率、表面张力等，以及电纺工艺条 件如电场强度、喷丝头的直径、溶液流速等，可制备几何结构形态不同的电纺纳米纤维膜。 因此可以通过改变聚合物组成和静电纺丝的工艺参数来满足形态学、力学、生物学等方面的 各种性能要求。因此生物高分子电纺纤维用作骨、血管、皮肤等组织工程支架或修饰内层有 着独特的优势。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供了一种具有良好组织相容性的纳米纤维 人工血管修饰内层。

本发明的第二个目的是提供一种纳米纤维人工血管修饰内层的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

纳米纤维人工血管修饰内层，是用下述方法制成：

(1)将明胶、胶原、丝素蛋白、弹性蛋白或纤维蛋白溶解在冰醋酸中，制成质量浓度为15～30％ 的溶液；

(2)取步骤(1)制备的溶液20mL，与0.001～2mL质量百分浓度为10％～60％的交联剂的水 溶液混匀使其预交联，并加入5mL～10mL的质量浓度为0.9％～3.0％的肝素钠水溶液，制成纺 丝原液，将所述纺丝原液装入静电纺丝设备中，采用静电纺丝方法，将静电纺丝设备中纺丝 喷嘴喷出并成形的纤维收集在收集辊上形成纳米纤维无纺膜管；

(3)将所述纳米纤维无纺膜管从所述收集辊上取下，浸泡于质量百分浓度为1％～50％后交 联剂的水溶液中4-24小时或置于蒸汽中10-24小时进行后交联处理，即制成纳米纤维人工血 管修饰内层。

所述交联剂为戊二醛、碳化二亚胺、京尼平、二乙烯基砜、甲醛、乙二醛、丙二醛、丁 二醛、己二醛、庚二醛、辛二醛、壬二醛、癸二醛、葡萄糖、葡聚糖、氧化葡萄糖或氧化葡 聚糖。