表面接枝肝素涂层的小口径人工血管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管及其制备方法，以小口径血管为基底，基底表面先浸泡于多巴胺溶液中反应，涂覆多层聚多巴胺涂层，随后与聚乙烯亚胺经化学键结合接枝，最后利用1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺(EDC)和N‑羟基丁二酰亚胺(NHS)活化肝素，通过酰胺键结合获得肝素化表面。本发明专利技术同时具备口径小、力学性能良好、亲水和长效抗凝的特性；制备方法绿色环保，复合高效，制备的肝素涂层均匀，肝素接枝量更高，接枝量可达4.9μg/cm

【技术实现步骤摘要】
表面接枝肝素涂层的小口径人工血管及其制备方法
本专利技术属于人工血管及其制备领域，特别涉及一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管及其制备方法。
技术介绍
心血管疾病是危害人类生命健康的常见疾病，动脉粥样硬化和其他心血管类疾病每年在全球都会引起很高的发病率和死亡率。当血管由于动脉发生粥样硬化、破损或者老化等原因无法维持其正常功能时，需进行血管移植来进行替代。人造血管的开发与研究在一定程度上解决了血管移植的问题。在中、大口径血管移植领域，涤纶聚酯(PET)血管和膨体聚四氟乙烯(ePTFE)血管都具有较好的抗血栓形成能力和较好的远期通畅率，是目前仅有的两种临床应用人工血管。但是这两种材料的化学结构单元为疏水结构，不支持细胞粘附，内皮细胞的粘附与增殖性能较差，内皮化能力不足。在血流速度较缓的小口径血管领域(内径＜6mm)中，由于其内皮化程度低，其两者的远期通畅率较低，达不到临床使用要求。近年来，聚氨酯(PU)由于其良好的生物相容性、结构可控、可加工性强、耐磨损的特性，在生物材料领域内被广泛研究。与涤纶聚酯和ePTFE相比，聚氨酯具有更好的加工特性、表面修饰性能以及更加优越的顺应性。有研究表明，聚氨酯材料的顺应性相较于涤纶聚酯和膨体聚四氟乙烯，更接近天然血管组织。然而，与涤纶聚酯和ePTFE类似，聚氨酯表面不存在抗凝物质，故不能达到长效抗凝效果。除此以外，聚氨酯材料在植入人体后，可能会吸附非特异性蛋白，并且其表面疏水，不利于内皮细胞的内皮化。以上问题毫无疑问同样制约了聚氨酯材料在小口径血管领域内的发展和应用。r>中国专利CN104629058A公开了一种肝素化聚氨酯膜制备方法，以带羧基的聚氨酯膜为基底，通过1-乙基-3-(二甲基丙胺)碳二亚胺(WSC)活化表面后接枝肝素，制备了肝素化的聚氨酯膜。然而，羧基化的聚氨酯膜的羧基含量有限，活性基团数量少，且WSC的偶联效率低，反应时间长，导致肝素的接枝效率低。CN105949492A公开了一种抗血小板黏附且不影响血小板功能的聚酯材料的制备方法，利用氨解或聚多巴胺涂层法使聚氨酯表面带有正电，随后利用静电自组装吸附带负电的生物大分子。但是，氨解法中氨解剂会使得聚氨酯材料发生老化，从而对聚氨酯基底造成破坏，造成材料性能的劣化，影响力学性能；静电自组装固定生物大分子的方法为物理吸附，容易受到外界电荷的影响，造成生物大分子的脱落或者损失，影响其长期使用效果；另外通过层层静电自组装在肝素上再覆盖壳聚糖或者聚多巴胺的技术还存在以下问题：壳聚糖是天然的止血材料，无法用于抗凝，而聚多巴胺覆盖了肝素后就屏蔽了肝素的抗凝功能。中国专利CN106755027A一种用于基因传递的非病毒基因载体及其制备方法和用途，公开了一种聚乙烯亚胺(PEI，分子量1800)接枝肝素的方法。该方法先将氯仿溶解的PEI与细胞穿膜肽R8连接，再利用含有EDCI和NHS的MES溶液活化肝素，随后将活化后的肝素加入到PEI和PEI-细胞穿膜肽R8的混合液中反应制备肝素复合物。该方法的不足在于不能使肝素和PEI直接发生偶联，仍需要对肝素进行活化预处理，存在反应过程长和繁琐，以及成本高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管及其制备方法，克服了现有技术中人工血管聚合物材料的活性基团含量少和肝素偶联接枝效率低，以及静电吸附生物大分子等活性物质易脱落的缺陷，且不会对材料本身的力学性能造成破坏，反应条件温和。本专利技术中小口径聚氨酯人工血管的基底由静电纺丝或溶剂凝固法制得，小口径涤纶聚酯人工血管的基底由编织法或静电纺丝法制得，小口径聚四氟乙烯人工血管的基底由膨体法或静电纺丝法制得。将人工血管置于多巴胺溶液经过多巴胺自聚过程得到聚多巴胺涂层，随后经置于60℃的聚乙烯亚胺溶液中反应接枝聚乙烯亚胺，最后加入EDC/NHS的肝素溶液中，反应后制得表面接枝肝素涂层的小口径聚氨酯血管、涤纶聚酯人工血管和聚四氟乙烯人工血管，解决了小口径人工血管表面疏水、不具备抗凝特性的问题。本专利技术的一种表面接枝肝素涂层的小口径聚氨酯人工血管，所述人工血管以小口径聚氨酯血管为基底，基底表面依次涂覆聚多巴胺涂层，接枝聚乙烯亚胺，最后接枝肝素获得。所述小口径聚氨酯血管的口径为0.5-6mm聚乙烯亚胺的分子量为10000。本专利技术的一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管的制备方法，包括：(1)将小口径血管置于多巴胺溶液中，振荡反应，超声清洗，干燥，得到涂覆有聚多巴胺涂层的小口径人工血管；(2)将上述涂覆有聚多巴胺涂层的小口径人工血管置于聚乙烯亚胺溶液中，反应，清洗，真空干燥，得到接枝有聚乙烯亚胺的小口径血管；(3)将上述接枝有聚乙烯亚胺的小口径血管置于含EDC/NHS的肝素溶液中，反应，得到表面接枝肝素涂层的小口径人工血管。上述制备方法的优选方式如下：所述步骤(1)中小口径人工血管经过超声清洗，真空干燥；多巴胺溶液的溶剂为pH＝8-9的Tris缓冲溶液，多巴胺溶液的浓度为0.1-2g/L。所述静电纺丝或溶剂凝固法制得的小口径聚氨酯血管的制备方法如下：小口径聚氨酯血管的静电纺丝制备：利用四氢呋喃、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)等可溶解聚氨酯的溶剂或其混合物溶解聚氨酯物料，制备纺丝液，纺丝液中聚氨酯的质量浓度为10-15％。静电纺丝的电压为16kV，流速为1.5mL/h，纺丝时间为24h，用棒状滚筒收集器对丝线进行收集。纺丝完毕后用去离子水彻底清洗，干燥后获得静电纺丝小口径聚氨酯人工血管。小口径聚氨酯血管的溶剂凝固法制备：利用四氢呋喃、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)等可溶解聚氨酯的溶剂或其混合物溶解聚氨酯物料，制备聚氨酯溶液，溶液中聚氨酯的质量浓度为10-15％。将聚氨酯溶液浸涂在玻璃轴上，再将玻璃轴放入水中，经过24h后，移除玻璃轴，利用无水乙醇和去离子水反复清洗后干燥，获得溶剂凝固法小口径聚氨酯人工血管。所述聚氨酯为AL聚碳酸酯基无醚聚氨酯、液态聚氨酯AR、CarbothaneTM，TecoflexTM，TecothaneTM热塑性聚氨酯中的一种或几种。所述的涤纶聚酯人工血管从上海契斯特医疗科技公司购得；所述聚四氟乙烯人工血管从市场上购得，包括波斯顿科学(BOSTONSCIENTIFICEXXCEL)的PTFE管、戈尔的(GORE-TEX)ePTFE人造血管和上海索康医用材料有限公司的ePTFE管。所述步骤(1)中振荡反应为30℃振荡反应1d，涂覆反应次数为1-5次。所述步骤(2)中聚乙烯亚胺的分子量为10000；聚乙烯亚胺溶液为聚乙烯亚胺水溶液，浓度为1-6g/L；反应为60℃反应1-6h。所述步骤(3)中含EDC/NHS的肝素溶液的pH＝5-6，肝素溶液的浓度为1g/L；EDC、NHS的摩尔比为0.4-6。进一步所述步骤(3)中含EDC/NHS的肝素溶液具体为：配制0.05M一水吗啉乙磺酸MES溶液，控制pH＝5.5±0.5，随后加入肝素、EDC与NHS；其中肝素溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管，其特征在于，所述人工血管以小口径血管为基底，基底表面依次涂覆聚多巴胺涂层，接枝聚乙烯亚胺，最后接枝肝素获得。/n

【技术特征摘要】
1.一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管，其特征在于，所述人工血管以小口径血管为基底，基底表面依次涂覆聚多巴胺涂层，接枝聚乙烯亚胺，最后接枝肝素获得。


2.根据权利要求1所述人工血管，其特征在于，所述小口径血管的口径为0.5-6mm；聚乙烯亚胺的分子量为10000。


3.根据权利要求1所述人工血管，其特征在于，所述小口径人工血管的材料为聚氨酯、涤纶聚酯、聚四氟乙烯的一种或多种。


4.一种表面接枝肝素涂层的小口径人工血管的制备方法，包括：
(1)将小口径血管置于多巴胺溶液中，振荡反应，超声清洗，干燥，得到涂覆有聚多巴胺涂层的小口径人工血管；
(2)将上述涂覆有聚多巴胺涂层的小口径人工血管置于聚乙烯亚胺溶液中，反应，清洗，真空干燥，得到接枝有聚乙烯亚胺的小口径血管；
(3)将上述接枝有聚乙烯亚胺的小口径血管置于含EDC/NHS的肝素溶液中，反应，得到表面接枝肝素涂层的小口径人工血管。


5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中小口径人工血管经过超声清洗，真空干燥；多巴胺溶液的溶剂为pH＝8-9的Tris缓冲溶液，多巴胺溶液的浓度为0.1-2g/L。


6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中小口径人工血管具体为静电纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪枫，胡高铨，李格丽，陈琳，欧阳晨曦，李佳荣，王趁红，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31