[发明专利]一种毛细血管网及其制备方法

说明书

本发明提供了一种毛细血管网及其制备方法。本发明通过离心纺丝方法制备得到可溶性三维纺丝网，在可溶性三维纺丝网上培养动物细胞，动物体细胞沿可溶性三维纺丝网的生长增殖，可溶性三维纺丝网完全溶解后，得到一种毛细血管网。本发明不需要高压静电场，也不需要大量模具，仅利用离心力作为生产可溶性三维纺丝网的动力，不仅大大提高了生产产量，极大降低了能耗成本，而且提高了生产操作的安全性，满足了大规模生产工程化组织三维毛细血管网的需求,也有利于克服组织工程构建物进入临床的重要障碍。本发明毛细血管网制备成本低，能够为较厚的工程化组织或器官如肝脏、肾脏等构建充足有效的血管网系统提供所需的三维毛细血管网。

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，具体而言，涉及一种毛细血管网及其制备方法。

背景技术

虽然部分组织工程化的器官如皮肤、气管等对血供要求不高的组织已开始运用于临床，并取得了令人满意的效果。但对于较厚的实质脏器如肝脏、肾脏等要实现体内的移植存活就没那么乐观。因此构建充足有效的毛细血管网系统是十分必要的。

目前体外构建人工血管的相关技术有浸渍一沥滤法、混凝法、去细胞组织复合法、同轴静电纺丝法、旋转曝光法以及3D快速成型技术等。去细胞组织复合法是将小肠粘膜下层膜剪成一定尺寸的膜片，卷至一定直径的聚乙烯轴上，通过粘接、交联、清洗和缝制获得小口径血管。这方法工序较为复杂且无法精确获得人工血管的二维以及三维微纳米结构。浸渍一沥滤法的原理是将模具在原料液中反复浸渍和晾干，到达成型的目的。采用这种方法可以控制人工血管的内径、壁厚、密度、孔径、孔隙率等尺寸参数和微观结构，进而改善人工血管的各项理化性能。而混凝法制备小口径人工血管的技术，与浸渍一沥滤法类似，同样是将模具进行混凝浴，此两种方法较步骤简单，但是无法精确获得人工血管的二维以及三维微纳结构，所以需要结合其他方法进行微纳米尺度加工。同轴静电纺丝技术是将不互溶的芯层和壳层材料溶液分别装入两个注射器中，以适当的流速通过一个同轴的内外层针头装置，壳层液体流出与芯层溶液汇合，在同一电压下形成泰勒锥，通过同轴静电纺丝得到“壳·芯”结构纳米纤维，然后用物理或化学法将芯质材料去除,留下壳层材料,就可以得到中空纤维，虽然此法制备的中空三维纳米纤维结构与天然细胞外基质(ECM)很相似且直径可以从几十纳米到几微米，同时具有孔隙率高、比表面积大、孔径分布较宽的特点，但该技术存在着制备过程中需要施加高压电场、生产效率低的固有缺陷，从而限制了该方法商业化的大规模使用。因此在成本、规模、可控性研究方面离实用化及应用需求还有很大距离。旋转曝光法是将光线精确聚焦在可旋转、透明的装有高分子预聚体系的圆桶模具的内壁处，然后在控制模具转动的同时，利用紫外聚合的方法，对聚合物溶液体系按照轴向进行可控光聚合加工。这种方法制备的人工血管即使具有仿生的内外表面微结构和具有良好的生物相容性，但无法精确获得人工血管的二维以及三维微纳米结构。就连目前快速成型行业中最有生命力之一的技术—三维快速成型打印机(three dimensional printing，3DP)技术也无法直接打印微纳米级的血管。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种毛细血管网的制备方法，所述的毛细血管网的制备方法工艺简单，不需要高压静电场，也不需要大量模具，仅利用同轴转筒旋转产生的离心力作为中空纳米纤维成丝的动力，不仅大大提高了生产产量，极大降低了能耗成本，而且提高了生产操作的安全性，满足了大规模生产工程化组织三维毛细血管网的需求。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述的毛细血管网的制备方法制备得到的毛细血管网，所述的毛细血管网成本低，能够为较厚的工程化组织或器官如肝脏、肾脏等构建充足有效的血管网系统提供所需的三维毛细血管网。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种毛细血管网的制备方法，通过离心纺丝方法制备得到可溶性三维纺丝网，在所得可溶性三维纺丝网上培养动物细胞，所述动物体细胞沿可溶性三维纺丝网生长增殖，可溶性三维纺丝网完全溶解后，得到一种毛细血管网。