一种细胞外基质高分子材料生物复合血管制造技术

本发明专利技术公开了一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化的功能的致密高分子纳米纤维层和包绕在该致密高分子纳米纤维层之外的多孔支架层组成。本发明专利技术具有人源性成分，避免了免疫反应，提高组织相容性，同时可提供和自体血管匹配良好的顺应性，满足血管移植物所需要的力学性能，且人体正常的组织细胞可长入其中，而不在吻合口区域形成瘢痕。

A New Extracellular Matrix Polymer Biocomposite Vascular

The invention discloses an extracellular matrix macromolecule material biological composite blood vessel, which consists of a dense macromolecule nanofiber layer with anticoagulant, platelet-resistant and endometrial-promoting functions and a porous scaffold layer enclosed outside the dense macromolecule nanofiber layer. The invention has human-derived ingredients, avoids immune reaction, improves tissue compatibility, provides good compliance matching with autologous blood vessels, meets the mechanical properties required by vascular grafts, and human normal tissue cells can grow into it without forming scars in the anastomotic area.

【技术实现步骤摘要】
一种细胞外基质高分子材料生物复合血管
本专利技术属于生物工程
，具体涉及一种细胞外基质高分子材料生物复合血管。
技术介绍
目前临床上广泛使用的人工血管主要缺点有聚四氟乙烯血管和自体血管不匹配、人工血管的顺应性较差、完全不具备人体动脉的柔韧性与弹性，这个缺陷在与小口径动脉吻合时就表现的非常明显，这也是血栓易在吻合口部位形成的主要原因，导致血栓形成及内膜增生，远期通畅率极低。人工血管与血液相互作用的结果取决于其表面的性质如形态结构、电荷、与水的亲合力以及表面化学性质，这会引发不同的凝血途径。移植后人工血管表面会吸附纤维蛋白原，激活血小板，使其聚集产生血栓。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种细胞外基质高分子材料生物复合血管。本专利技术的技术方案如下：一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化的功能的致密高分子纳米纤维层和包绕在该致密高分子纳米纤维层之外的多孔支架层组成，该多孔支架层由多孔支架和由粘附、生长和繁殖于该多孔支架内的上述人源性细胞分泌而成以胶原蛋白和弹力蛋白为主的相互连接的细胞外基质构成，其中不含有具有免疫原性的细胞成分，该多孔支架的孔隙的大小允许细胞长入，且该孔隙之间相通以允许上述细胞外基质相互连接。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述致密高分子纳米纤维层的厚度为5-200μm，其孔隙的直径为1-20μm，纤维直径为10-5000nm。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述多孔支架层的厚度为20-500μm。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述致密高分子纳米纤维层由静电纺丝或3D打印制备而成。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述多孔支架由发泡快速冷冻成型或3D打印制备而成。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述人源性细胞包括成纤维细胞、间充质干细胞、肝星状细胞和平滑肌细胞中的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述致密高分子纳米纤维层的材质包括聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、丝素蛋白(silkfibroin)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述多孔支架的材质包括聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、丝素蛋白(silkfibroin)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术的细胞外基质高分子材料生物复合血管具有人源性成分，避免了免疫反应，提高组织相容性，同时可提供和自体血管匹配良好的顺应性，满足血管移植物所需要的力学性能，且人体正常的组织细胞可长入其中，而不在吻合口区域形成瘢痕。附图说明图1为本专利技术实施例2中的未种植细胞并未包含细胞外基质的致密高分子纳米纤维层复合血管的照片。图2为本专利技术实施例2中的致密高分子纳米纤维层的扫描电镜照片。图3为本专利技术实施例2中的致密高分子纳米纤维层的接触角检测过程照片。图4为本专利技术实施例2中的细胞种植的照片。图5为本专利技术实施例2中的细胞种植的状态的照片。图6为本专利技术实施例2中的细胞种植30d后的HδE染色照片。图7为本专利技术实施例2中的细胞种植30d后的Masson三色染色照片。图8为本专利技术实施例2中的细胞种植30d后的VG胶原纤维染色照片。图9为本专利技术实施例2中的细胞外基质高分子材料生物复合血管的拉伸力测试结果图。图10为本专利技术实施例2中的细胞外基质高分子材料生物复合血管的细胞外基质检测图。具体实施方式以下通过具体实施方式结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。实施例1一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化功能的接触血液的致密高分子纳米纤维层和包绕在该致密高分子纳米纤维层之外的多孔支架层组成，该多孔支架层由多孔支架和由粘附、生长和繁殖于该多孔支架内的上述人源性细胞分泌而成以胶原蛋白和弹力蛋白为主的相互连接的细胞外基质构成，其中不含有具有免疫原性的细胞成分，该多孔支架的孔隙的大小允许细胞长入，且该孔隙之间相通以允许上述细胞外基质相互连接。上述免疫原性的细胞成分的去除方法为机械法、酶消化法或去污剂法。优选的：所述致密高分子纳米纤维层的厚度为5-200μm，其孔隙的直径为1-20μm，纤维直径为10-5000nm；所述多孔支架层的厚度为20-500μm；所述致密高分子纳米纤维层由静电纺丝或3D打印制备而成；所述多孔支架由发泡快速冷冻成型或3D打印制备而成。上述静电纺丝采用配制一定浓度的静电纺丝原液，进行干法纺丝。静电纺丝原液由微量泵挤出，流速0.1-2mL/h，喷口接高压正极，接收装置接地，接收器的转速为10-1000r.p.m，静电纺丝电压10-30kV，喷口距离接收装置5-30cm，喷口直径0.1-1mm，环境温度10-30℃，环境湿度20-80％，收集纳米纤维管；上述发泡快速冷冻成型具体为：配制一定浓度的发泡液，使用一定模具冻成管状结构，冷冻干燥后获得单独的多孔支架管状物，采用一定方法使之与静电纺丝制备的内膜两者紧密结合；或者将发泡液均匀涂抹在上述致密高分子纳米纤维层上，于一定温度下预冷冻一段时间，持续低温抽真空一段时间，后于一定温度真空干燥一段时间，即成。所述人源性细胞包括成纤维细胞、间充质干细胞、肝星状细胞和平滑肌细胞中的至少一种，除此之外可根据不同细胞的特点及机制采用不同的刺激处理方式，以增强其分泌细胞外基质的能力，例如用TGFβ1、TNFα等一种或多种方式刺激人肝星状细胞，或者在基因水平编辑，使细胞外基质(如胶原蛋白，具体如I型、III型胶原蛋白)过表达；细胞在多孔支架内可采用静态或动态培养，动态培养可刺激细胞分泌细胞外基质，并使细胞外基质有序排列。所述致密高分子纳米纤维层和所述多孔支架的材质包括聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、蚕丝蛋白(fibroin)、丝素蛋白(silkfibroin)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、壳聚糖(Chitosan)、羧甲基壳聚糖、海藻酸/海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶、胶原(I、II、III、IV)、透明质酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种。实施例2(1)将PCL和明胶溶解于六氟异丙醇中，获得静电纺丝原液，其具体参数如下表1所示：表1静电纺丝溶液配制参数(2)将上述静电纺丝原液进行静电纺丝，获得如图2所示的致密高分子纳米纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，其特征在于：由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化的功能的致密高分子纳米纤维层和包绕在该致密高分子纳米纤维层之外的多孔支架层组成，该多孔支架层由多孔支架和由粘附、生长和繁殖于该多孔支架内的上述人源性细胞分泌而成以胶原蛋白和弹力蛋白为主的相互连接的细胞外基质构成，其中不含有具有免疫原性的细胞成分，该多孔支架的孔隙的大小允许细胞长入，且该孔隙之间相通以允许上述细胞外基质相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，其特征在于：由具有抗凝、抗血小板、促进内膜化的功能的致密高分子纳米纤维层和包绕在该致密高分子纳米纤维层之外的多孔支架层组成，该多孔支架层由多孔支架和由粘附、生长和繁殖于该多孔支架内的上述人源性细胞分泌而成以胶原蛋白和弹力蛋白为主的相互连接的细胞外基质构成，其中不含有具有免疫原性的细胞成分，该多孔支架的孔隙的大小允许细胞长入，且该孔隙之间相通以允许上述细胞外基质相互连接。2.如权利要求1所述的一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，其特征在于：所述致密高分子纳米纤维层的厚度为5-200μm，其孔隙的直径为1-20μm，纤维直径为10-5000nm。3.如权利要求1所述的一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，其特征在于：所述多孔支架基质层的厚度为20-500μm。4.如权利要求1所述的一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，其特征在于：所述致密高分子纳米纤维层由静电纺丝或3D打印制备而成。5.如权利要求1所述的一种细胞外基质高分子材料生物复合血管，其特征在于：所述多孔支架由发泡快速冷冻成型或3D打印制备而成。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵一麟，周媛媛，
申请(专利权)人：太阳雨林厦门生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35