一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，包括纺丝装置、接收装置和血管支架成形装置；血管支架成形装置包括纤维卷绕装置和卷绕控制装置，纤维卷绕装置用于将接收装置接收的纤维卷绕成筒状；卷绕控制装置用于控制纤维卷绕装置轴向移动和周向旋转，形成纳米纤维管，纳米纤维管经过漂洗，去除接收辊，得到一体化小口径人工血管支架。本发明专利技术还公开了采用上述装置制备一体化小口径人工血管支架的方法。本发明专利技术装置结构简单，成本低廉，生产过程易于操作，效率高；本发明专利技术在制备小口径人工血管支架时，可通过调节接收辊横截面直径来控制其内径大小；采用本发明专利技术装置制备得到的小口径人工血管支架具备强力大，孔隙率高，生物相容性良好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置与方法
本专利技术属于静电纺丝
，涉及一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置,本专利技术还涉及采用上述装置制备一体化小口径人工血管支架的方法。
技术介绍
人体血管包含内膜、中膜和外膜三层结构。每一层由不同的细胞构成，其中内层和外层与血液接触，应具有良好的生物相容性和血液相容性；中层需维持血管结构，并承受血管压力，因此应具有优异的力学性能。近代社会，随着生活节奏的加快和饮食的不规律，心血管疾病已经成为威胁人类健康的一大杀手，是引起人类高死亡率的重要原因。血管重建手术是治疗心血管疾病的有效方法，因自体血管具有良好的生物相容性、免疫性和抗原性等优点，大多数都使用自体血管作为替代品，但其来源有限。因此，人造血管成为治疗心血管疾病的一种很好的选择。目前，大口径人造血管已经应用于临床，但对于小口径人造血管(内径小于6mm)的应用还在进一步研究中。原因在于，小口径的人工血管支架植入体内时，极易形成血栓并导致血管内膜增生。因此，理想的人工血管支架应具有与人体血管相似的层级结构，而且其内表面应对血管内皮细胞具有较强的粘附力以形成致密的内皮细胞层来防止血栓的形成和凝血的发生。随着生物工程技术和纳米技术高速发展，相比其他制备方法而言，静电纺纳米纤维用于人工血管支架有其特殊优势，因为它能够形成所需口径的管状结构并且还能够模仿细胞外基质的组成和结构，为细胞提供良好的生长环境，为自体血管的再生和重建提供重要前提。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，用以制备仿生性能良好的小口径人工血管支架。本专利技术的另一目的是提供利用上述装置制备一体化小口径人工血管支架的方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，包括纺丝装置、接收装置和血管支架成形装置，接收装置和血管支架成形装置安装在底座上；纺丝装置包括注射器，注射器一端通过导液管与微量注射泵连接，注射器另一端端设置有纺丝针头，纺丝针头与直流高压发生器连接，接收装置位于纺丝针头正下方，纺丝针头垂直于接收装置；接收装置用于接收纺丝装置通过静电纺得到的纤维；血管支架成形装置包括纤维卷绕装置和卷绕控制装置，纤维卷绕装置用于将接收装置接收的纤维卷绕成筒状；卷绕控制装置用于控制纤维卷绕装置轴向移动和周向旋转，使卷绕在纤维卷绕装置上的纤维形成血管支架结构。本专利技术的特点还在于，接收装置包括两片接收板，接收板固定竖直安装在底座上，接收板接地，纺丝针头位于两片接收板形成的平面正上方，纺丝得到的纤维搭接在两片接收板之间。两片接收板相互平行。纤维卷绕装置包括接收辊，接收辊位于两片接收板之间，接收辊的材质为涤纶或聚四氟乙烯。卷绕控制装置包括分别用于控制接收辊周向旋转和轴向移动的周向旋转控制装置和轴向移动控制装置；周向旋转控制装置包括变频电机b，变频电机b安装在滑板上，变频电机b与接收辊一端连接，用于控制接收辊周向旋转；轴向移动控制装置包括设置在底座上的轨道和行程限位槽，滑板沿轨道水平移动，滑板远离接收辊一端与活动杆连接，活动杆两端分别安装于行程限位槽内，活动杆与连杆一端连接，连杆另一端设置有旋转块，变频电机a通过芯轴带动旋转块做周向旋转，驱动连杆带动活动杆在行程限位槽内移动，从而带动滑板水平移动，进而带动接收辊轴向移动。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种一体化小口径人工血管支架的制备方法，所采用的一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，包括纺丝装置、接收装置和血管支架成形装置，接收装置和血管支架成形装置安装在底座上；纺丝装置包括注射器，注射器一端通过导液管与微量注射泵连接，注射器另一端端设置有纺丝针头，纺丝针头与直流高压发生器连接，接收装置位于纺丝针头正下方，纺丝针头垂直于接收装置；接收装置用于接收纺丝装置静电纺织得到的纤维；所述接收装置包括两片接收板，接收板固定竖直安装在底座上，接收板接地，纺丝针头位于两片接收板形成的平面正上方，纺丝得到的纤维搭接在两片接收板之间，两片接收板相互平行；血管支架成形装置包括纤维卷绕装置和卷绕控制装置，纤维卷绕装置用于将接收装置接收的纤维卷绕成筒状；卷绕控制装置用于控制纤维卷绕装置轴向移动和周向旋转，使卷绕在纤维卷绕装置上的纤维形成血管支架结构；纤维卷绕装置包括接收辊，接收辊位于两片接收板之间；卷绕控制装置包括分别用于控制接收辊周向旋转和轴向移动的周向旋转控制装置和轴向移动控制装置；周向旋转控制装置包括变频电机b，变频电机b安装在滑板上，变频电机b与接收辊一端连接，用于控制接收辊周向旋转；轴向移动控制装置包括设置在底座上的轨道和行程限位槽，滑板沿轨道水平移动，滑板远离接收辊一端与活动杆连接，活动杆两端分别安装于行程限位槽内，活动杆与连杆一端连接，连杆另一端设置有旋转块，变频电机a通过芯轴带动旋转块做周向旋转，驱动连杆带动活动杆在行程限位槽内移动，从而带动滑板水平移动，进而带动接收辊轴向移动；具体按照以下步骤实施：步骤1，制备纺丝液：室温下，将具有生物相容性的聚合物A溶于溶剂A＇中，溶解搅拌至溶液均匀，得到聚合物A质量分数为7％～9％的A溶液；将具有生物相容性的聚合物B溶于溶剂B＇中，溶解搅拌至溶液均匀，得到聚合物B质量分数为10％～12％的B溶液；步骤2，制备具有真实血管结构的纳米纤维管：步骤2.1制备血管内层纤维膜：在温度为20℃～30℃，相对湿度为40％～60％的环境条件下，将配制的A溶液加入注射器中，设置两片接收板之间的距离；打开直流高压发生器，调节纺丝电压、纺丝距离，调节微量注射泵控制溶液流速；开启变频电机a，调节转速，变频电机a通过芯轴带动旋转块做周向旋转，进而通过连杆、活动杆和滑板，使接收辊轴向往复运动；同时开启变频电机b，调节转速，驱动接收辊周向旋转；纺丝液喷射形成的射流在电场力作用下被牵伸成纳米纤维，搭接在两片接收板之间，位于两片接收板之间的接收辊拖拽纤维轴向往复移动的同时沿周向旋转，使纤维附着在接收辊表面，获得血管内层纤维膜；步骤2.2，依次分别以B溶液、A溶液为纺丝液使纤维附着在步骤2.1血管内层纤维膜表面，从而分别得到血管中层纤维膜和血管外层纤维膜，即得到具有真实血管结构的纳米纤维管；步骤3，对步骤2得到的具有真实血管结构的纳米纤维管进行漂洗，去除接收辊，即得到一体化小口径人工血管支架。本专利技术的特点还在于，两片接收板之间的距离为3cm～5cm，纺丝电压为10kV～30kV，纺丝距离为100mm～200mm，溶液流速为0.8mL/h～1.5mL/h，接收辊的直径为2mm～6mm。聚合物A为丝素蛋白、硫酸化丝素蛋白、聚乙醇酸、壳聚糖、胶原蛋白、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种的混合；聚合物B为聚己内酯、聚氨酯、聚(左旋乳酸-己内酯)、丝素蛋白、聚对二氧环己酮中的一种或多种的混合；溶剂A＇和溶剂B＇为六氟异丙醇、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氟乙酸、丙酮、乙醇、乙二醇中的一种或多种的混合。步骤2中，纺丝前，在接收辊表面涂抹一层润滑剂；变频电机a的转速为25rpm～35rpm；制备血管内层纤维膜时，变频电机b的转速为300rpm～500rpm；制备血管中层纤维膜和血管外层纤维膜时，变频电机b的转速为700rpm～900rpm。组成血管内层纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，其特征在于，包括纺丝装置、接收装置和血管支架成形装置，接收装置和血管支架成形装置安装在底座(16)上；纺丝装置包括注射器(4)，注射器(4)一端通过导液管(2)与微量注射泵(1)连接，注射器(4)另一端端设置有纺丝针头(5)，纺丝针头(5)与直流高压发生器(3)连接，接收装置位于纺丝针头(5)正下方，纺丝针头(5)垂直于接收装置；接收装置用于接收纺丝装置通过静电纺得到的纤维；血管支架成形装置包括纤维卷绕装置和卷绕控制装置，纤维卷绕装置用于将接收装置接收的纤维卷绕成筒状；卷绕控制装置用于控制纤维卷绕装置轴向移动和周向旋转，使卷绕在纤维卷绕装置上的纤维形成血管支架结构。

【技术特征摘要】
1.一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，其特征在于，包括纺丝装置、接收装置和血管支架成形装置，接收装置和血管支架成形装置安装在底座(16)上；纺丝装置包括注射器(4)，注射器(4)一端通过导液管(2)与微量注射泵(1)连接，注射器(4)另一端端设置有纺丝针头(5)，纺丝针头(5)与直流高压发生器(3)连接，接收装置位于纺丝针头(5)正下方，纺丝针头(5)垂直于接收装置；接收装置用于接收纺丝装置通过静电纺得到的纤维；血管支架成形装置包括纤维卷绕装置和卷绕控制装置，纤维卷绕装置用于将接收装置接收的纤维卷绕成筒状；卷绕控制装置用于控制纤维卷绕装置轴向移动和周向旋转，使卷绕在纤维卷绕装置上的纤维形成血管支架结构。2.根据权利要求1所述的一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，其特征在于，所述接收装置包括两片接收板(14)，接收板(14)固定竖直安装在底座(16)上，接收板(14)接地，纺丝针头(5)位于两片接收板(14)形成的平面正上方，纺丝得到的纤维搭接在两片接收板(14)之间。3.根据权利要求2所述的一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，其特征在于，所述两片接收板(14)相互平行。4.根据权利要求2所述的一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，其特征在于，所述纤维卷绕装置包括接收辊(9)，接收辊(9)位于两片接收板(14)之间，接收辊(9)的材质为涤纶或聚四氟乙烯。5.根据权利要求4所述的一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，其特征在于，所述卷绕控制装置包括分别用于控制接收辊(9)周向旋转和轴向移动的周向旋转控制装置和轴向移动控制装置；所述周向旋转控制装置包括变频电机b(10)，变频电机b(10)安装在滑板(15)上，变频电机b(10)与接收辊(9)一端连接，用于控制接收辊(9)周向旋转；所述轴向移动控制装置包括设置在底座(16)上的轨道和行程限位槽(11)，滑板(15)沿轨道水平移动，滑板(15)远离接收辊(9)一端与活动杆(12)连接，活动杆(12)两端分别安装于行程限位槽(11)内，活动杆(12)与连杆(8)一端连接，连杆(8)另一端设置有旋转块(7)，变频电机a(6)通过芯轴带动旋转块(7)做周向旋转，驱动连杆(8)带动活动杆(12)在行程限位槽(11)内移动，从而带动滑板(15)水平移动，进而带动接收辊(9)轴向移动。6.一种一体化小口径人工血管支架的制备方法，其特征在于，所采用的一种静电纺一体化小口径人工血管支架的装置，包括纺丝装置、接收装置和血管支架成形装置，接收装置和血管支架成形装置安装在底座(16)上；纺丝装置包括注射器(4)，注射器(4)一端通过导液管(2)与微量注射泵(1)连接，注射器(4)另一端设置有纺丝针头(5)，纺丝针头(5)与直流高压发生器(3)连接，接收装置位于纺丝针头(5)正下方，纺丝针头(5)垂直于接收装置；接收装置用于接收纺丝装置通过静电纺得到的纤维；所述接收装置包括两片接收板(14)，接收板(14)固定竖直安装在底座(16)上，接收板(14)接地，纺丝针头(5)位于两片接收板(14)形成的平面正上方，纺丝得到的纤维搭接在两片接收板(14)之间，两片接收板(14)相互平行；血管支架成形装置包括纤维卷绕装置和卷绕控制装置，纤维卷绕装置用于将接收装置接收的纤维卷绕成筒状；卷绕控制装置用于控制纤维卷绕装置轴向移动和周向旋转，使卷绕在纤维卷绕装置上的纤维形成血管支架结构；所述纤维卷绕装置包括接收辊(9)，接收辊(9)位于两片接收板(14)之间；所述卷绕控制装置包括分别用于控制接收辊(9)周向旋转和轴向移动的周向旋转控制装置和轴向移动控制装置；所述周向旋转控制装置包括变频电机b(10)，变频电机b...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘呈坤，吴红，李博昱，毛雪，孙润军，陈美玉，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61