一种人工血管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种人工血管的制备方法，包括：以聚乳酸为原料，六氟异丙醇为溶剂，配制聚乳酸溶液；在聚乳酸溶液中加入来自海洋生物的胶原海绵，配制成胶原海绵‑聚乳酸复合溶液；运用复合溶液，依据制图软件Auto CAD输出的后缀名为stl的文件，采用生物3D打印机在‑35℃至‑10℃平台温度下打印人工血管，其形状符合待植入人体目标地点需要；通过戊二醛蒸气使人工血管的材料内部发生交联反应。本发明专利技术的制备方法简单，产物可控，所制备的人工血管可在人体内降解，满足使用要求，能够依据病人自身的实际情况及手术需求为其量身定制可替换的人工血管，个性化水平高。

A preparation method of artificial blood vessel

【技术实现步骤摘要】
一种人工血管的制备方法
本专利技术涉及医疗器械的制备领域，尤其涉及一种人工血管的制备方法。
技术介绍
心血管疾病，又称“循环系统疾病”，是全球普遍存在的公共卫生问题，严重影响了人类的正常生活与身心发展。在我国，心血管疾病的危险因素具有非常明显的流行趋势，这种流行的趋势与生活习惯的改变、人口老龄化、环境因素等是密不可分的，这导致了我国心血管病的发病人数逐年增加。目前，心脑血管疾病的死亡率一直占据死亡疾病之首，因此心血管疾病的科学预防和治疗十分重要。对于心血管疾病的治疗，主要是以药物疗法为主。其中，西药多为单靶点或靶点数少的药物，加之长期服用造成的毒副作用和抗药性，给病人带来了许多不便。而相比于西药的毒副作用，中药给病人带来的痛苦较少，但是这些药物也具有中药的药效发挥慢和药物作用机理不明的特点，同时对于使用剂量和药物代谢等问题也缺乏科学依据。这些因素都制约了中西药在治疗心血管疾病上的发展。随着科技的不断发展，介入治疗以其疗效确切、成功率高、并发症少等特点获得了医生和患者的青睐。同时介入治疗也从最早的同金属裸材料、药物洗脱材料，逐步演变为生物可吸收材料。由此，生物组织工程学应运而生，即：从机体获取少量的活体组织，用特殊的酶或其他方法将细胞(又称种子细胞)从组织中分离出来在体外进行培养扩增，然后将扩增的细胞与具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料按一定的比例混合，使细胞黏附在生物材料上形成细胞-材料复合物；将该复合物植入机体的组织或器官病损部位，随着生物材料在体内逐渐被降解和吸收，植入的细胞在体内不断增殖并分泌细胞外基质，最终形成相应的组织或器官，从而达到修复创伤和重建功能的目的。胶原蛋白、丝素蛋白、壳聚糖等具有良好生物相容性的天然材料或人工合成材料的则受到相关领域的广泛关注。目前人工血管的种类繁多，在治疗心血管疾病上产生有一定成效，然而其不足之处也显而易见：例如人工血管多为大规模批量生产，无法满足不同患者的要求；多数人工血管置换入血管病变区域后无法进行快速内皮化，由此则易导致置换后新生血管的再狭窄，抑或形成血栓，再次危害病人的健康。专利申请CN105363076A公开了一种基于静电纺丝打印技术的聚乳酸己内酯-胶原蛋白双层仿生血管支架的制备方法，该专利采用静电纺丝打印技术，虽然其组分、结构皆与天然血管相近，但是其所得的血管材料成品很难个性化适配到每一位患者身上，且使用该技术打印的精细度也不足。除此之外，专利申请CN103147225A也公开了一种基于静电纺丝技术的蛋白-多糖-聚乳酸聚己内酯血管支架的制备方法，该专利也存在着同上述专利申请一样的弊端。该问题由来已久，许多患者因无法适配现有人工血管而不得不承受血管病变带来的病痛折磨。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是克服上述现有技术存在的不足，提供一种人工血管的制备和使用方法。本专利技术利用来自海洋生物的胶原海绵与聚乳酸为原料，并将其复合材料与生物3D打印技术结合制备人工血管，3D打印技术能够对患者进行个性“量身定制”打印患者需要的病变血管。本专利技术所选用的原料为聚乳酸及来自海洋生物的鱼皮胶原蛋白，聚乳酸具有较好的力学性能、生物相容性和生物降解性，是应用最多的组织工程支架材料。但是，聚乳酸本身缺少一些细胞识别的功能基团如氨基和羧基，单独作为人工血管材料时不利于细胞的增殖和生长；而胶原蛋白是细胞外基质的重要组成部分，是人体含量最多的蛋白，具有无免疫原性，低抗原性，较高的亲水性和细胞相容性。所得复合材料则兼具两者优点且同时又含有细胞识别基团，能增强细胞的黏附和增殖，由上述两种原来制成的复合材料制备出的人工血管为生物可吸收材料，因其亲水性的较强有利于内皮细胞的黏附和繁殖，实现快速内皮化，而不会导致后期血管的再狭窄和血栓等影响，同时该人工血管具有良好的力学性质、凝血性、生物相容性与血液相容性。本专利技术通过将打印平台温度控制在-20℃左右以实现低温快速成型。其后，在常温条件下，通过戊二醛蒸气复合材料内部胶原分子进行交联，形成胶原膜，使复合材料的纤维结构更为稳定，以免血管置换入人体后抵御不住血管的冲击产生裂缝，且为血管的内皮细胞提供相应生长空间。使用时，所制备的人工血管替换病变血管进入人体后因其独特性质能够弥补现有血管的不足发生快速内皮化，即血管内皮细胞能够在人工血管材料上黏附增殖，且可根据患者的医学造影图像直接构造出相同区域血管的3D打印模型，根据病人自身情况对所需人工血管的具体参数进行详细改动。具体而言，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术涉及一种人工血管的制备方法，所述方法包括如下步骤：S1、以聚乳酸为原料，六氟异丙醇为溶剂，配制聚乳酸溶液；在所述聚乳酸溶液中加入来自海洋生物的胶原海绵，配制成胶原海绵-聚乳酸复合溶液；S2、运用所述复合溶液，依据制图软件AutoCAD输出的后缀名为stl的文件，采用生物3D打印机在-35℃至-10℃平台温度下打印人工血管，其形状符合待植入人体目标地点的需要；S3、通过戊二醛蒸气使所述人工血管的材料内部发生交联反应。优选的，所述胶原海绵和聚乳酸的质量比为1：4-4：1。当胶原海绵和聚乳酸的质量比小于1：4或大于4：1时，其所得复合材料的纤维直径、孔隙直径和孔隙率会受到影响届时将不利于细胞生长，除此之外，比例更改还会影响所得复合材料的亲水性及拉伸性，使其不具备可替换血管的相关性能。优选的，所述聚乳酸溶液中聚乳酸的质量浓度为3％-5％。优选的，所述六氟异丙醇溶剂的质量百分比浓度>99.5％。优选的，所述胶原海绵为从海洋生物中提取的鱼皮胶原蛋白；其中，Ⅰ型胶原蛋白占鱼皮胶原蛋白总质量的百分比含量为90％-95％，更优选为92％。优选的，所述鱼皮胶原蛋白为鲨鱼皮胶原蛋白。优选的，所述stl文件根据病变血管区域的扫描结果直接生成相应的个性化血管图像文件。优选的，所述人工血管材料的内部发生交联反应具体是将10-15mL的体积百分比浓度为25％的戊二醛水溶液置于培养皿中，然后再将培养皿放入一个干净的干燥器底部，最后再将所得的人工血管材料放在培养皿上方的带孔磁盘上，盖好盖子，交联时间为8-15h。优选的，所述人工血管替换病变血管进入人体后能够实现快速内皮化，血管细胞能够在人工血管材料上黏附增殖。优选的，所述人工血管能够在体内降解，且细胞的整个黏附增殖过程控制在人工血管的降解周期内。优选的，所述人工血管的降解对人体无害。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：1、本专利技术所述的人工血管制备方式简单，产物可控，所制备的人工血管可在人体内降解，满足使用要求，能够依据病人自身的实际情况及手术需求为其量身定制可替换的人工血管，个性化水平高。2、本专利技术的3D打印海洋生物胶原复合聚乳酸人工血管既能克服血管精细度不足以及材料缺陷，又能抑制血栓形成，将3D打印现代信息和工程技术手段与组织工程材料生物功能精巧结合，合适比例的海洋生物胶原和聚乳酸复合，海洋生物胶原诱导血管快速内皮化，聚乳酸抑制血液因子粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人工血管的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/nS1、以聚乳酸为原料，六氟异丙醇为溶剂，配制聚乳酸溶液；在所述聚乳酸溶液中加入来自海洋生物的胶原海绵，配制成胶原海绵-聚乳酸复合溶液；/nS2、运用所述复合溶液，依据制图软件Auto CAD输出的后缀名为stl的文件，采用生物3D打印机在-35℃至-10℃平台温度下打印人工血管，其形状符合待植入人体目标地点需要；/nS3、通过戊二醛蒸气使所述人工血管的材料内部发生交联反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种人工血管的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、以聚乳酸为原料，六氟异丙醇为溶剂，配制聚乳酸溶液；在所述聚乳酸溶液中加入来自海洋生物的胶原海绵，配制成胶原海绵-聚乳酸复合溶液；
S2、运用所述复合溶液，依据制图软件AutoCAD输出的后缀名为stl的文件，采用生物3D打印机在-35℃至-10℃平台温度下打印人工血管，其形状符合待植入人体目标地点需要；
S3、通过戊二醛蒸气使所述人工血管的材料内部发生交联反应。


2.根据权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述胶原海绵和聚乳酸的质量比为0.25-4:1。


3.根据权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸溶液中聚乳酸的质量浓度为3％-5％。


4.根据权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于，所述六氟异丙醇溶剂的质量百分比浓度>99.5％。


5.根据权利要求1所述的人工血管的制备方法，其特征在于：所述胶原海绵为从海洋生物中提取的鱼皮胶原蛋白，其中，Ⅰ型胶原...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文惠，潘涵宇，王婷，孙宇，王江茗，蔡旗，潘晟旻，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海;31