细菌纤维素小直径人工血管的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种基于自卷曲细菌纤维素膜的小直径人工血管的制备方法和应用。一种基于自卷曲细菌纤维素膜的小直径人工血管，包括由自卷曲细菌纤维素膜制成的BC管及从所述BC管内侧到外侧依次种植的内膜细胞、中膜细胞和外膜细胞。本发明专利技术的基于自卷曲细菌纤维素膜的小直径人工血管在体内具有较好的生物相容性和通畅性，在血管移植方面具有重要的临床意义和应用前景。

Preparation and application of bacterial cellulose small diameter artificial blood vessel

The invention provides a preparation method and application of a small-diameter artificial blood vessel based on self crimping bacterial cellulose membrane. A small diameter artificial blood vessel based on a self curling bacterial cellulose membrane, including a BC tube made of a self curling bacterial cellulose membrane and an endocardium, medium membrane cell, and outer membrane cell planted in order from the inside of the BC tube to the outside. The small diameter artificial blood vessel based on self curling bacterial cellulose membrane has good biocompatibility and patency in the body. It has important clinical significance and application prospect in vascular transplantation.

【技术实现步骤摘要】
细菌纤维素小直径人工血管的制备方法及应用
本专利技术属于医用材料领域，具体而言，本专利技术涉及一种细菌纤维素小直径人工血管的制备方法及应用。
技术介绍
心血管疾病，是危害人类健康的常见疾病之一，是人类的头号杀手。动脉粥样硬化、冠心病、心绞痛和中风等一些血管疾病会导致人类的突然死亡。人工血管在冠状动脉、周围血管性疾病的手术治疗和药物治疗中应用较多。另外，也应用于由各种疾病导致的血管损伤。心血管患者比较严重的时候（血管严重狭窄或闭塞）需要进行血管移植手术来辅助治疗。人体自身的血管来源有限，所以，临床上需要大量人工血管作为血管移植物。动脉粥样硬化疾病是致死率较高的疾病，在2009年欧洲的死亡人数中几乎有一半的死亡是由该疾病导致的。在美国，约有4000万人患有某种形式的心血管疾病，动脉粥样硬化疾病导致的死亡占美国死亡人数的一半。心血管疾病占我国死亡总人数的1/4。我国每年有6%-10%的新生婴儿（1200-1500万）患有先天性心血管疾病。当病人自身的动脉或静脉血管不能工作时，可以利用人工合成的血管或血管假体进行移植。这种移植方法是有效的，可以提高患病者的生活质量。经过半个多世纪的发展，并没有非常理想的人工血管。手术的失败主要由于人造血管表面的促凝性和内膜增生。在临床应用中，大直径动脉（>8mm）假体移植可在长时间内保持血流的通畅，这种大直径的人工血管已取得比较满意的效果。然而小直径血管（<6mm）假体产生的效果令人非常失望，很难移植成功，移植后很难长时间保持血流的通畅，易造成血管栓塞。小直径血管的制备在临床有很大需求，也是临床应用中遇到的一大难题。在国外的研究中，多采用医用高分子材料进行编织制造人工血管。19世纪末Nitze（1987年）用象牙制作小管。Payr和Carrer分别于1900年，1907年用镁和铝制备金属血管，结果产生血栓和出血。50年代末60年代初，我国才开始研究人工血管。开始用尼龙（Nylon）编织人工血管，但尼龙是降解材料，在体内植入后发生破裂被淘汰。现在一般用涤纶（Dacron）编织的人工血管，已在临床上有大量应用（临床治疗如主动脉瘸、狭窄，上下腔静脉切除、更换术等）。人工血管主要是由尼龙、聚四氟乙稀（PTFE）和涤纶（Dacron）等人工合成的材料制造。一些大、中口径的人工血管应用于全身各处血管的转流手术，这些人工血管在临床应用中已取得比较满意的效果（临床上常用的为聚四氟乙稀和涤纶）。目前已商业化且应用于临床的材料如Dacron®、硅橡胶、聚氨酯和Telfon®。现在新型人工血管材料逐渐出现和使用，如碳涂层血管、蛋白或明胶涂层血管和袖状血管。细菌纤维素（Bacterialcellulose，BC）又称微生物纤维素（Microbialcellulose，MC），是一种由微生物如醋酸菌属（Acetobacter）、根瘤菌属（Rhizobium）、土壤杆菌属（Agrobacterium）等生产分泌而得的天然水凝胶。BC有与植物纤维素相同的β-（1，4）糖苷键连接的六碳糖长链分子结构，是由纤维素合成酶催化形成，但有植物无可比拟的高机械性能。BC的聚合度（DP=4000-10000）、结晶度（60-80%）和含水量（>99%）都非常高。BC的自组装是由亚纤维到微纤维逐渐形成的宽30-100nm，厚6-10nm的三维网络结构。细菌纤维素具有很好的生物相容性、高的持水能力、机械性能、渗透性和低毒性等优点，这使它在人工皮肤、伤口敷料、软骨组织工程材料、神经血管、血管和牙种植材料等方面有很好的应用。目前，细菌纤维素制备人工血管的方法是将培养基灭菌，接种后在培养的模具中静置培养，得到所需的厚度后取出。静态培养获得的细菌纤维素能够保持很好的形态和完整的表面形貌，但利用管状模具培养出的管状纤维素的壁较薄常需要后期加工（如PVP涂层）、直径较大(一般大于6毫米)难与小直径血管匹配，培养时间周期较长（5-7天或更长），每个模具只能培养一个管，培养占地面积较大。大量管状纤维素培养取出以后还需要氢氧化钠溶液高温处理容易导致形变。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种制备方法简单、周期短、可重复性高、直径大小可以控制的基于自卷曲细菌纤维素膜的细菌纤维素小直径人工血管的制备方法、应用。为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种细菌纤维素管，其通过使用圆轴模具将已培养处理后的细菌纤维素膜卷曲制成管。根据本专利技术的第一方面的细菌纤维素管，所述细菌纤维素管的直径小于6毫米；优选地，所述直径小于4毫米；更优选地，所述直径小于3毫米；进一步优选地，所述直径为2毫米。本专利技术的第二方面提供了前述的细菌纤维素管在制备小直径人工血管中的应用。根据本专利技术的第二方面的应用，所述小直径人工血管的直径小于6毫米，优选小于4毫米，更优选小于3毫米，进一步优选为2毫米。本专利技术的第三方面提供了一种用于制备小直径人工血管的方法，所述方法包括，使用前述的细菌纤维素管，在所述细菌纤维素管的内侧到外侧依次种植内膜细胞、中膜细胞和外膜细胞；优选地：所述种植利用微流控芯片装置实现；和/或所述内膜细胞是内皮细胞、所述中膜细胞是平滑肌细胞和/或所述外膜细胞是成纤维细胞；进一步优选地，所述内膜细胞是人脐静脉内皮细胞、所述中膜细胞是人主动脉平滑肌细胞和/或所述外膜细胞是人皮肤成纤维细胞。本专利技术的第四方面提供了前述的细菌纤维素管在制备用于减缓或治疗血管损伤的药物或医疗产品中的用途。本专利技术的第五方面提供了前述方法制备的小直径人工血管在制备用于减缓或治疗血管损伤的药物或医疗产品中的用途。所述血管损伤是由血管疾病的手术治疗和药物治疗及各种疾病导致的。其中，所述血管疾病选自以下一种或几种：动脉粥样硬化、冠心病、心绞痛和中风。本专利技术的第六方面提供了一种小直径人工血管，所述小直径人工血管包括：如前所述的细菌纤维素管；和依次种植在所述细菌纤维素管内侧到外侧的内膜细胞、中膜细胞和外膜细胞。本专利技术制备方法简单，周期较短（1-2天），可一次制备较多的纤维素管，可重复性较高。纤维素管的直径大小可以根据圆轴模具进行控制，能更好的与不同直径要求的血管相匹配。管状细菌纤维素能很好地保持形貌，生物相容性较好，能够满足人工血管要求的弹性和延展力，缝合之后不发生渗漏且通畅性良好。细菌纤维素小直径人工血管具有很好的临床应用前景。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1示出了基于自卷曲细菌纤维素膜的小直径人工血管的制备方法示意图；图2示出了基于自卷曲细菌纤维素膜的小直径人工血管移植到兔颈动脉的操作示意；图3示出了HUVECs细胞，HASMC细胞和HSF细胞在BC管上生长1天和3天的形貌图；图4示出了基于自卷曲细菌纤维素膜的小直径人工血管移植到兔动脉后3天和21天时的超声图。具体实施方式下面通过具体的实施例进一步说明本专利技术，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本专利技术。本部分对本专利技术试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本专利技术目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本专利技术仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细菌纤维素管，其特征在于，使用圆轴模具将已培养处理后的细菌纤维素膜卷曲制成管。

【技术特征摘要】
1.一种细菌纤维素管，其特征在于，使用圆轴模具将已培养处理后的细菌纤维素膜卷曲制成管。2.根据权利要求1所述的细菌纤维素管，其特征在于，所述细菌纤维素管的直径小于6毫米；优选地，所述直径小于4毫米；更优选地，所述直径小于3毫米；进一步优选地，所述直径为2毫米。3.权利要求1或2所述的细菌纤维素管在制备小直径人工血管中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述小直径人工血管的直径小于6毫米，优选小于4毫米，更优选小于3毫米，进一步优选为2毫米。5.一种用于制备小直径人工血管的方法，其特征在于，所述方法包括，使用权利要求1或2所述的细菌纤维素管，在所述细菌纤维素管的内侧到外侧依次种植内膜细胞、中膜细胞和外膜细胞；优选地：所述种植利用微流控芯片装置实现；和/或所述内膜细胞是内皮细胞、所述中膜细胞是平滑肌细...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兴宇，李莹，郑文富，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11