[发明专利]一种基于顺应性匹配的双层小口径人工血管的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于顺应性匹配的双层小口径人工血管的制备方法，包括：(1)将一定量的聚氨酯透明原料颗粒溶于溶剂中，室温下连续搅拌形成纺丝原液；(2)纺丝原液在纺丝前通过自转公转搅拌机脱泡；(3)采用干喷湿纺法，通过搭建的纺丝设备制备双层聚氨酯管状支架；(4)纺丝结束后，获得的管状支架在甘油水溶液中浸泡，然后将获得的支架干燥。本发明通过干喷湿纺技术一体化制备双层血管，该血管结合高弹性聚氨酯和高强度聚氨酯材料的优势，赋予支架低压下内径快速增大和高压下内径增幅变小的行为，获得与天然血管一致的P‑D“J”型曲线关系，同时调整支架的结构和力学性能可获得不同顺应性的人工血管以匹配不同部位的动脉。

技术领域

本发明属于人工血管制备领域，尤其是涉及一种基于顺应性匹配的双层小口径人工血管的制备方法。

背景技术

动脉粥样硬化是一种特定类型的心血管疾病。目前用于治疗血管系统疾病的外科干预手术包括血管成形术、支架植入和旁路移植术等。然而至少三分之一的患者由于供体部位的发病率、尺寸不匹配、血管疾病造成的无法获取自体血管和重复手术带来的血管损伤等限制而无法使用自体血管。因此，开发与天然血管具有相似形态、力学和生物学特性的人工血管显得尤为重要。临床上可用的人工血管用于小口径血管移植时，较慢的血液流速容易引起血小板、蛋白质等血液成分在内表面积累最终形成血栓等，影响长期通畅率。此外，人工管血管与天然组织之间巨大的机械性能差异是制约小口径血管支架开发的另一大挑战。因此，需要通过寻求新材料和新设计方法来克服现有合成聚合物材料小口径人工血管的不足，藉以促进血管的原位再生。

尽管载细胞的组织工程支架也被探索用于动脉置换，然而自体细胞来源和支架成熟必须的较长培养周期导致其无法广泛应用。原位组织工程是一种有前途的替代方法，即植入一个没有细胞的支架，并提供理想生物力学性能和生理线索来指导宿主内功能性血管移植的重建。现阶段临床上应用最广泛的PET、ePTFE人工血管由于材料均存在弹性和柔韧性差、疏水性强、生物相容性不足等缺陷，无法满足小口径人工血管的临床要求。由软、硬分子段交替连接组成的聚氨酯材料(PU)不仅具有优良的生物相容性和力学性能，由其制备的人造血管还可以快速实现内皮化，从而使得应用时体内通畅率显著提高，在人造血管领域越来越引起人们的关注。

干喷湿纺法是一种典型的相转化工艺，其制造效率高、处理速度快、工艺参数易于调控，被广泛应用于管状支架的制造。干喷湿纺法制备的中空管状结构由于具有比表面积大、渗透速度快、重量轻、选择性渗透好、吸附能力强等诸多优点，已广泛应用于气体分离、废水处理、能源储存、生物燃料生产、渗透汽化等领域。此外，得益于其典型的非对称性和多孔结构，中空管状结构也生物和再生医学领域获得应用，例如作为生物反应器来培养目标细胞、组织和器官；或者直接用作管状组织工程支架以支持细胞生长和组织再生，实现目标器官的功能替代。支架的微观孔隙结构会影响对氧气、营养物质、代谢产物、纤维组织等成分的选择渗透性，也会改变支架的力学性能，而调整纺丝工艺参数可以改变支架的形貌和微观结构从而实现力学性能的调整。

但迄今为止，尚无采用干喷湿纺技术制备基于顺应性匹配的双层小口径人工血管的报道。

发明内容

本发明提供了一种基于顺应性匹配的双层小口径人工血管的制备方法，可以制备出高强度聚氨酯外层和高弹性聚氨酯内层组成的能匹配天然血管顺应性特征的不同尺寸双层人工血管支架。

一种基于顺应性匹配的双层小口径人工血管的制备方法，包括以下步骤：

(1)将一定量的聚氨酯(PU)透明原料颗粒溶于溶剂中，在室温下连续搅拌直至形成均匀的聚合物溶液；将聚氨酯质量分数为18-25％的聚合物溶液作为外层纺丝原液，聚氨酯质量分数为10-17％的聚合物溶液作为内层纺丝原液；

(2)将外层纺丝原液和内层纺丝原液通过搅拌机脱泡；

(3)搭建纺丝设备，所述的纺丝设备包括喷丝头以及和喷丝头配合连接的三个进样针，所述的喷丝头包括从外向内依次套设的外喷口、中针管和内针管；